JP5592850B2 - Electric compressor - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリー等からの電源供給を受けて駆動されるモータを有する電動式圧縮機に関する。この種の電動式圧縮機は、車載用エアコンディショナーにおいて冷媒を圧縮するための圧縮機として使用可能である。 The present invention relates to an electric compressor having a motor driven by power supply from a battery or the like. This type of electric compressor can be used as a compressor for compressing a refrigerant in an in-vehicle air conditioner.
例えば特許文献1には、圧縮部とモータとを一体化して構成した冷媒圧縮用の電動式圧縮機が開示されている。その電動式圧縮機においては、モータを駆動する駆動回路を圧縮機の冷媒ガス吸入側に取り付けている。駆動回路には、インバータの構成要素の一つとして電源平滑用コンデンサを用いている。その構造によると、空冷式の放熱器やファン、水冷式の水冷放熱器や水配管がなくなるため、小型、低コスト、組み立て時間の短縮が図れる。また、長いリード線が不要である。さらに、電磁ノイズの放射が減少し、ラジオや他の車載装置への悪影響を与えないという利点もある。 For example, Patent Document 1 discloses an electric compressor for compressing refrigerant in which a compression unit and a motor are integrated. In the electric compressor, a drive circuit for driving the motor is attached to the refrigerant gas suction side of the compressor. The drive circuit uses a power supply smoothing capacitor as one of the components of the inverter. According to this structure, since there is no air-cooled radiator or fan, water-cooled water-cooled radiator or water pipe, the size, cost and assembly time can be reduced. In addition, long lead wires are not necessary. Furthermore, there is an advantage that the emission of electromagnetic noise is reduced and the radio and other in-vehicle devices are not adversely affected.
しかしながら、電源平滑用コンデンサには大きなリップル電流が流れるため、発熱が大きくなる。しかも大型のコンデンサを使用することが必要になりコストアップの要因になる。また、駆動回路は別に完成されたものを電動式圧縮機に組込む構造であるため、大きな電源平滑用コンデンサが電動圧縮機のハウジングに飛び出した形で取付けられ、インバータ組込型の電動コンプレッサを大型化する。 However, since a large ripple current flows through the power supply smoothing capacitor, heat generation increases. In addition, it is necessary to use a large capacitor, which increases the cost. In addition, since the drive circuit is a separate structure that is built into the electric compressor, a large power supply smoothing capacitor is mounted in a protruding form on the electric compressor housing, and the inverter built-in type electric compressor is large. Turn into.
それ故に本発明の課題は、電源平滑用コンデンサの放熱が促進される安価で小型の電動式圧縮機を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive and small electric compressor in which heat dissipation of a power supply smoothing capacitor is promoted.
本発明によれば、冷媒を圧縮するための圧縮部と、前記圧縮部を駆動するための電動モータと、インバータと制御回路とからなる前記電動モータを駆動するための駆動回路と、前記圧縮部及び前記電動モータを収容し冷媒を吸入するための金属材料からなる吸入ハウジングを有する共通ハウジングとを備えた、車載用エアコンディショナーに使用される電動式圧縮機において、前記駆動回路は前記吸入ハウジングの壁の外面に取り付けられ、吸入冷媒によって冷却されるコンデンサ専用のコンデンサ収容室が前記吸入ハウジングに一体に設けられ、外部直流電源と前記駆動回路との間に接続される電源平滑用コンデンサが前記コンデンサ収容室に収容され、、前記電源平滑用コンデンサが収容された前記コンデンサ収容室は開口を有していることを特徴とする電動式圧縮機が得られる。 According to the present invention, a compression unit for compressing a refrigerant, an electric motor for driving the compression unit, a drive circuit for driving the electric motor including an inverter and a control circuit, and the compression unit And a common housing having a suction housing made of a metal material for containing the electric motor and sucking in the refrigerant, the electric compressor used for an in-vehicle air conditioner, wherein the drive circuit is provided for the suction housing. A capacitor-accommodating chamber dedicated to a capacitor that is attached to the outer surface of the wall and is cooled by the suction refrigerant is provided integrally with the suction housing, and a power supply smoothing capacitor connected between an external DC power source and the drive circuit is the capacitor. Housed in a housing chamber, the capacitor housing chamber containing the power smoothing capacitor has an opening. An electric compressor characterized by this can be obtained.
また、本発明は、前記電源平滑用コンデンサは前記コンデンサ収容室を介して前記吸入ハウジングに密着させ、吸入された冷媒によって冷却された前記吸入ハウジング及び前記コンデンサ収容室により前記電源平滑用コンデンサの放熱を促進することを特徴とする。The power smoothing capacitor may be in close contact with the suction housing via the capacitor housing chamber, and the heat sink of the power smoothing capacitor may be dissipated by the suction housing and the capacitor housing chamber cooled by the sucked refrigerant. It is characterized by promoting.
本発明によれば、電源平滑用コンデンサの放熱が促進される安価で小型の電動式圧縮機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inexpensive and small electric compressor in which heat dissipation of the power supply smoothing capacitor is promoted.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る電動式圧縮機を示す断面図である。図1の電動式圧縮機は、夫々アルミニウムを含む金属材料からなる吐出ハウジング11と、中間ハウジング12と、吸入ハウジング13とを備えている。これら吐出ハウジング11と、中間ハウジング12と、吸入ハウジング13とは、ボルト14a,14bによって連結されて共通ハウジング15を構成している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric compressor according to a first embodiment of the present invention. The electric compressor shown in FIG. 1 includes a discharge housing 11 made of a metal material containing aluminum, an
吐出ハウジング11は、端面に吐出ポート16を備えている。吐出ハウジング11内には、この吐出ハウジング11に固定された固定スクロール部材17と、これに対向した可動スクロール部材18とが配置され、これらの固定及び可動スクロール部材17,18によって、冷媒を圧縮する圧縮部19が構成されている。
The discharge housing 11 includes a
固定スクロール部材17は、底板21と、この底板21の一面に設けられた渦巻体22と、この底板21の他面に設けられた固定部23とを備えている。固定部23は、ネジ24によって、吐出ハウジング11の端壁に固定されている。
The fixed
可動スクロール部材18は、底板26と、この底板26の一面に設けられた渦巻体27と、この底板27の他面側から円筒状に突出したボス部28とを備えている。ボス部28の周囲の底板26面と中間ハウジング12の一端との間には、可動スクロール部材18の自転を阻止して旋回運動を可能にするオルダムカップリングからなる回転阻止機構29が設けられている。
The
中間ハウジング12内から吸入ハウジング13内にかけてのびた回転軸31が設けられている。回転軸31の一端31aは、吸入ハウジング13内を横断するように設けられた仕切壁32から圧縮部19側に向かって円筒状に突出した突出部33内に、軸受34を介して支持されている。
A rotating
モータ(電動部)35は、中間ハウジング12及び吸入ハウジング13の内壁部に設けられたステータ36と、その周囲に設けられたコイル37と、ステータ36内に設けられ、回転軸31の周囲に、この回転軸31に固定して設けられたロータ38とを備えている。
A motor (electric part) 35 is provided in the
回転軸31の他端には大径部31bが設けられ、軸受39を介して中間ハウジング12内に支持されている。この大径部31bの端部から突出して偏心ピン31cが設けられている。偏心ピン31cは、ボス部28にベアリング41を介して支持された偏心ブッシュ42内に挿通されている。
A large-diameter portion 31 b is provided at the other end of the rotating
以上の構成は、従来技術による電動式圧縮機とほぼ同じである。 The above configuration is almost the same as the electric compressor according to the prior art.
図1の電動圧縮機においては、さらに、吸入ハウジング13内の仕切壁32の上側には、密封端子43が設けられており、仕切壁32の右側と左側とは、隔離されている。また、吸入ハウジング13の端壁には、吸入ポート44が設けられている。また、吸入ハウジング13の外端の開口は蓋部材45によって封じられている。この蓋部材45は、ハウジングの材質と同じ材質のアルミニウム又はアルミ合金等からなるもので有っても良く、また鉄やその他の磁性材等を含む板状のシール材からなる物であっても良い。蓋部材45は、電動式圧縮機の内部に設けられた各電気回路を水や異物から保護するとともに、駆動回路46等からの電磁ノイズの外部への放出を防いでいる。
In the electric compressor of FIG. 1, a
仕切壁32の外部側には、制御回路47及びインバータ48が一体となり駆動回路46として、吸入ハウジング13の仕切壁32面に密着して取り付けられている。インバータ48は密封端子43と接続されている。
On the outside of the partition wall 32, a
また、吸入ハウジング13の上部外壁の外側にコンデンサ収容室49を設け、ここにコンデンサ51を取り付けている。こうして、コンデンサ51を吸入ハウジング13に密着させている。吸入ハウジング13の側壁にはコネクタ52が設けられている。コネクタ52は、コンデンサ51を介して、外部電源に接続されている。このコネクタ52を介して、駆動回路4等に電力が供給される。なお、後文にて詳述するように、コンデンサ51はモータの駆動に供する電源平滑用コンデンサである。
Further, a
このような構成の電動式圧縮機によれば、運転中に冷媒ガスにより冷却されている吸入ハウジング13にコンデンサ51が密着しているので、コンデンサ51の放熱が効果的に促進される。したがってコンデンサ51の小型化が可能であり、安価で小型の電動式圧縮機を提供できる。
According to the electric compressor having such a configuration, since the
図2は本発明の第2の実施の形態に係る電動式圧縮機を示す断面図である。図1と同様な部分については同じ符号を付して説明を省略する。 FIG. 2 is a sectional view showing an electric compressor according to a second embodiment of the present invention. Components similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図2の電動式圧縮機においては、吸入ハウジング13の下部外壁の内側に、軸方向に開口したコンデンサ収容室53を設け、軸方向端面からコンデンサ収容室53にコンデンサ51を挿入して取り付けている。こうして、コンデンサ51を吸入ハウジング13に密着させている。
In the electric compressor of FIG. 2, a
この電動式圧縮機によると、同等な作用効果が得られる上に、さらなる小型化が可能になる。 According to this electric compressor, the same effect can be obtained, and further downsizing can be achieved.
図3は本発明の第3の実施の形態に係る電動式圧縮機を示す断面図である。図1と同様な部分については同じ符号を付して説明を省略する。 FIG. 3 is a sectional view showing an electric compressor according to a third embodiment of the present invention. Components similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図3の電動式圧縮機においても、吸入ハウジング13の下部外壁の内側に、軸方向に交差する方向に開口したコンデンサ収容室54を設け、このコンデンサ収容室54にコンデンサ51を挿入して取り付けている。こうして、コンデンサ51を吸入ハウジング13に密着させている。なお、図2の電動式圧縮機とはコンデンサ51の向きが異なっている。
Also in the electric compressor of FIG. 3, a
この電動式圧縮機によっても同等な作用効果が得られる。 The same effect can be obtained by this electric compressor.
図4は駆動回路46の構成を主に示す回路図である。この駆動回路46は特開平9−163791号公報に開示された駆動装置と同様な構成を有している。この駆動回路46において、3つの励磁用のコイル64a,64b,64cを結合してなる三相直流モータが上述したモータ35として働く。
FIG. 4 is a circuit diagram mainly showing the configuration of the
駆動回路46は、三相直流モータへ相電流を供給するための所定数(ここでは6個)のトランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cを有するインバータ48と、各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cのスイッチング動作を制御するための駆動制御信号を発生する制御回路47とから成る。ここで、三相直流モータとしては、ロータが永久磁石より成り、ステータが上述した3つの励磁用のコイル64a,64b,64cを有する直流(DC)ブラシレスモータが用いられている。
The
インバータ48における各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cはプラス側とマイナス側とに区別されてそれぞれ三相直流モータ12用のバッテリーからなる直流電源65と制御回路47とに接続され、プラス側の各トランジスタ61a,61b,61cで上アームを成し、マイナス側の各トランジスタ63a,63b,63cで下アームを成している。
Each
更に、各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cのエミッタ及びコレクタの間には、それぞれ三相直流モータから発生する逆起電流を直流電源に還流させるための還流ダイオード66a,66b,66c,67a,67b,67cが接続されている。これらの各ダイオード66a,66b,66c,67a,67b,67cは、三相直流モータの停止時,或いはパルス幅変調(PWM)駆動でのチョッピング(波形の最低部,最高部のうちの一方又は両方を除去すること)オフ時に三相直流モータの各励磁コイル64a,64b,64cから発生する逆起電力を直流電源65に戻すためのものであり、通常のトランジスタ(各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63c)と同じ電流容量のものが使用されている。即ち、ダイオード66a,66b,66c,67a,67b,67cは、各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cを逆起電圧による破壊から保護する役目を担っている。
Furthermore, between the emitters and collectors of the
加えて、各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cのペース側は制御回路3に接続され、上アーム(61a,61b,61c)のコレクタ側と下アーム(63a,63b,63c)のエミッタ側とは各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cに電源供給を行うための直流電源65に接続され、この直流電源65の両極間にはコンデンサ51が電源平滑用コンデンサとして介挿されている。
In addition, the pace side of each
制御回路47は、三相直流モータを介して電動式圧縮機を停止する際、駆動制御信号により各トランジスタ61a,61b,61c,63a,63b,63cのスイッチング動作として全部を短時間オフしてから上アーム(61a,61b,61c)をオフにしたまま下アーム(63a,63b,63c)を所定時間以上オンにする。これにより、電動式圧縮機が停止する。
When stopping the electric compressor via the three-phase DC motor, the
インバータ48では、電動式圧縮機が通常運転(動作)状態にある場合、各トランジスタが制御回路47からの駆動制御信号を受けて、直流電源(バッテリー)65から印加される直流電圧を三相の交流に変換して電動式圧縮機に備えられる三相直流モータへ駆動電流として供給する。
In the
11
吐出ハウジング
12
中間ハウジング
13
吸入ハウジング
15
共通ハウジング
16
吐出ポート
17
固定スクロール部材
18
可動スクロール部材
19
圧縮部
29
回転阻止機構
31
回転軸
32
仕切壁
35
モータ(電動部)
36
ステータ
37
コイル
38
ロータ
43
密封端子
44
吸入ポート
45
蓋部材
46
駆動回路
47
制御回路
48
インバータ
49
コンデンサ収容室
51
コンデンサ
52
コネクタ
53
コンデンサ収容室
54
コンデンサ収容室
65
直流電源
11
Rotating shaft 32
Motor (electric part)
36
Drive
DC power supply
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