JP2012215089A - Motor-driven compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動圧縮機に関する。 The present invention relates to an electric compressor.
従来から、車両走行用の機関として電動モータを搭載したハイブリッド車や電気自動車では、走行用の電動モータが車両の一旦停止時に非動作状態とされることにより、電動モータの駆動音による騒音を低減している。ところで、このようなハイブリッド車などでは、走行用の電動モータの駆動状態に関係なくエアコンなどを利用可能とするため、電動コンプレッサ(電動圧縮機)が搭載されている。 Conventionally, in hybrid vehicles and electric vehicles equipped with an electric motor as a vehicle driving engine, the noise caused by the driving sound of the electric motor is reduced by making the electric motor for driving inactive when the vehicle is temporarily stopped. is doing. By the way, in such a hybrid vehicle or the like, an electric compressor (electric compressor) is mounted so that an air conditioner can be used regardless of the driving state of the electric motor for traveling.
しかしながら、ハイブリッド車などに電動コンプレッサを搭載する場合には、走行用の電動モータが非動作状態であるにもかかわらず、電動コンプレッサが駆動されることで、その駆動音による騒音が問題となる場合がある。このような問題に対して、コンプレッサの駆動音を相殺(キャンセル)する消音装置が提案されている(例えば特許文献1)。 However, when an electric compressor is mounted on a hybrid vehicle or the like, noise caused by the driving sound becomes a problem when the electric compressor is driven even though the electric motor for traveling is not operating. There is. For such a problem, a silencer that cancels (cancels) the drive sound of the compressor has been proposed (for example, Patent Document 1).
特許文献1の消音装置では、コンプレッサから発生する駆動音と逆位相の音声をスピーカから出力し、コンプレッサの駆動音を相殺している。このため、特許文献1の消音装置では、コンプレッサの駆動音が外部に発せられることを抑制できる。 In the silencer of patent document 1, the sound of the opposite phase to the drive sound which generate | occur | produces from a compressor is output from a speaker, and the drive sound of a compressor is canceled. For this reason, in the silencer of patent documents 1, it can control that the driving sound of a compressor is emitted outside.
特許文献1の消音装置では、コンプレッサとは別にスピーカを機体の近傍に設ける必要がある。その一方で、ハイブリッド車をはじめとした近時の自動車では、車両制御の高度化に伴って多数の構成部品を搭載せざるを得ず、その結果として新たな構成部品の配設スペースを十分に確保できないという問題が生じている。このため、特許文献1の消音装置では、コンプレッサとは別に車両に搭載することが困難となっていた。 In the silencer of patent document 1, it is necessary to provide a speaker in the vicinity of the fuselage separately from the compressor. On the other hand, in recent automobiles such as hybrid vehicles, with the advancement of vehicle control, a large number of components must be installed, and as a result, a sufficient space for arranging new components is sufficient. There is a problem that it cannot be secured. For this reason, in the silencer of patent documents 1, it was difficult to mount in a vehicle separately from a compressor.
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、省スペースで配設できるとともに騒音を抑制できる電動圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric compressor that can be disposed in a space-saving manner and can suppress noise.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電動モータ、及び前記電動モータにより駆動されて気体を圧縮する圧縮機構が機体内に配設された電動圧縮機において、前記電動モータへの電力供給を制御することにより、前記電動モータを駆動させるモータ制御手段と、前記電動モータの駆動に伴って前記機体に発生すると予測される振動の波形と逆位相の波形を生成する波形生成手段と、前記機体に配設されるとともに、前記波形生成手段により生成された前記逆位相の波形の振動を前記機体に付与する振動付与装置と、を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an electric compressor in which an electric motor and a compression mechanism that is driven by the electric motor and compresses gas are disposed in the body of the electric motor. By controlling power supply to the motor, motor control means for driving the electric motor, and waveform generation for generating a waveform having a phase opposite to that of the vibration predicted to be generated in the airframe as the electric motor is driven And a vibration applying device that is disposed in the airframe and applies vibrations of the antiphase waveform generated by the waveform generating means to the airframe.
これによれば、電動モータの駆動に伴って機体に発生すると予測される振動の波形と逆位相の波形による振動が振動付与装置により機体に付与される。このため、電動モータの駆動によって機体に発生する振動を相殺することにより、機体に発生する騒音を抑制できる。そして、振動付与装置が機体に配設されていることから、騒音を抑制するための装置を電動圧縮機とは別に設ける必要がない。したがって、省スペースで配設できるとともに騒音を抑制できる。 According to this, the vibration imparting device imparts a vibration with a waveform having a phase opposite to that of the vibration predicted to be generated in the airframe as the electric motor is driven. For this reason, the noise which generate | occur | produces in a body can be suppressed by canceling the vibration which generate | occur | produces in a body by the drive of an electric motor. Since the vibration applying device is disposed on the airframe, it is not necessary to provide a device for suppressing noise separately from the electric compressor. Therefore, it can arrange | position with space saving and can suppress a noise.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動圧縮機において、前記電動モータの駆動に伴って前記機体に発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出結果に基づき、前記波形生成手段が生成する前記逆位相の波形を、前記振動検出手段により検出される振動が小さくなるように補正する波形補正手段と、をさらに備えたことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first aspect, the vibration detection means for detecting the vibration generated in the airframe as the electric motor is driven, and the detection result of the vibration detection means. The gist further includes waveform correction means for correcting the waveform of the opposite phase generated by the waveform generation means so that the vibration detected by the vibration detection means is reduced.
これによれば、振動検出手段により検出される振動が小さくなるように、波形生成手段が生成する逆位相の波形を補正できる。このため、予測される振動の波形と逆位相の波形による振動を付与することに加えて、さらに逆位相の波形を補正することで、機体に発生する振動をより抑制できる。 According to this, the reverse phase waveform generated by the waveform generation unit can be corrected so that the vibration detected by the vibration detection unit is reduced. For this reason, in addition to applying the vibration with the waveform having the opposite phase to the predicted vibration waveform, the vibration generated in the airframe can be further suppressed by further correcting the waveform with the opposite phase.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の電動圧縮機において、前記振動付与装置は、前記機体を固定対象に対して固定するための脚部に配設されたことを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electric compressor according to the first or second aspect, the vibration applying device is disposed on a leg portion for fixing the airframe to a fixed object. Is the gist.
これによれば、脚部に発生する振動を好適に抑制できる。したがって、脚部から固定対象に振動が伝播することで騒音が拡大することをより抑制できる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動圧縮機において、前記機体内には、前記圧縮機構から圧縮気体が吐出される吐出室が配設され、前記振動付与装置は、前記吐出室の形成部位における前記機体の表面に配設されたことを要旨とする。
According to this, the vibration which generate | occur | produces in a leg part can be suppressed suitably. Therefore, it is possible to further suppress an increase in noise due to the propagation of vibration from the leg portion to the fixed object.
According to a fourth aspect of the present invention, in the electric compressor according to any one of the first to third aspects, a discharge chamber in which compressed gas is discharged from the compression mechanism is disposed in the body. In addition, the gist of the vibration applying device is provided on the surface of the machine body at the discharge chamber forming portion.
これによれば、吐出室の形成部位における機体の表面に振動付与装置が配設されるため、吐出室内に配設する場合と比較して吐出室の容積が減少することを抑制できる。そして、圧縮機構から圧縮空気が吐出されるときに発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。 According to this, since the vibration applying device is provided on the surface of the machine body at the site where the discharge chamber is formed, it is possible to suppress a decrease in the volume of the discharge chamber as compared with the case where it is provided in the discharge chamber. And the vibration which generate | occur | produces when compressed air is discharged from a compression mechanism can be suppressed more suitably. Therefore, generation of noise can be further suppressed.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電動圧縮機において、前記吐出室には、前記圧縮機構から吐出される圧縮気体が前記圧縮機構へ逆流することを抑制する吐出弁が設けられ、前記振動付与装置は、前記吐出弁と正対するように配設されたことを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the electric compressor according to the fourth aspect, the discharge chamber is provided with a discharge valve that suppresses the backflow of the compressed gas discharged from the compression mechanism to the compression mechanism. In addition, the gist is that the vibration applying device is arranged to face the discharge valve.
これによれば、振動付与装置が吐出弁と正対するように配設されるため、吐出弁の動作に伴って発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。 According to this, since the vibration applying device is arranged so as to face the discharge valve, vibration generated with the operation of the discharge valve can be more suitably suppressed. Therefore, generation of noise can be further suppressed.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電動圧縮機において、前記圧縮機構は、前記電動モータの出力軸に固定されるとともに前記電動モータの駆動に伴って前記出力軸の軸線まわりで旋回する可動部材を含んで構成され、前記振動付与装置は、前記圧縮機構の配設部位における前記機体の表面であって、前記電動モータの出力軸に直交する方向の外側に配設されたことを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electric compressor according to any one of the first to fifth aspects, the compression mechanism is fixed to an output shaft of the electric motor and is driven by the electric motor. Accordingly, the vibration applying device is a surface of the machine body at a location where the compression mechanism is disposed and is orthogonal to the output shaft of the electric motor. The gist is that it is arranged outside in the direction of movement.
これによれば、振動付与装置が圧縮機構の配設部位における機体の表面であって、電動モータの出力軸に直交する方向の外側に配設されていることにより、圧縮機構を構成する可動部材が電動モータの出力軸の軸線まわりで旋回するときに発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。 According to this, the vibration imparting device is disposed on the surface of the machine body at the site where the compression mechanism is disposed, and is disposed outside in the direction orthogonal to the output shaft of the electric motor. Can more suitably suppress vibrations that occur when turning around the axis of the output shaft of the electric motor. Therefore, generation of noise can be further suppressed.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電動圧縮機において、前記機体の表面のうち、前記機体を固定対象に対して固定するための脚部における前記固定対象との接触部から最も離間した位置に配設されたことを要旨とする。 A seventh aspect of the present invention is the electric compressor according to any one of the first to sixth aspects, wherein a leg portion for fixing the airframe to a fixed object among the surfaces of the airframe. The gist is that it is disposed at a position farthest from the contact portion with the fixed object.
これによれば、振動付与装置が脚部における固定対象との接触部から最も離間した位置に配設される。このため、脚部の接触部から離間すればする程、大きくなる機体の振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。 According to this, the vibration applying device is disposed at a position farthest from the contact portion of the leg portion with the fixed object. For this reason, the vibration of the airframe which becomes large can be suppressed more suitably, so that it separates from the contact part of a leg part. Therefore, generation of noise can be further suppressed.
本発明によれば、省スペースで配設できるとともに騒音を抑制できる。 According to the present invention, it can be arranged in a space-saving manner and noise can be suppressed.
以下、本発明の電動圧縮機をスクロール式の電動コンプレッサ10に具体化した一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。以下の説明において、「前」及び「後」は、図1(a)に示す矢印Y1の方向における「前」及び「後」とし、「上」及び「下」は矢印Y2の方向における「上」及び「下」とする。また、「左」及び「右」は、図1(b)に示す矢印Y3の方向における「左」及び「右」とする。
Hereinafter, an embodiment in which the electric compressor of the present invention is embodied as a scroll type
図1(a)及び(b)に示すように、電動コンプレッサ10のハウジング11には、電動コンプレッサ10を固定対象12に固定するための脚部13が形成されている。本実施形態では、ハウジング11及び脚部13が電動コンプレッサ10の機体KTを構成する。固定対象12は、例えばハイブリッド車や電気自動車において、車両走行用の機関となるモータなどを収容する機関室の内壁面などである。脚部13は、接触部としての先端面13aが固定対象12に接触した状態でボルトなどにより固定される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2に示すように、ハウジング11は、前後方向に延びる有底円筒状をなす第1ハウジング部材11a、及び前後方向に延びる有蓋円筒状をなす第2ハウジング部材11bをボルトなどにより接合固定して構成されている。第1ハウジング部材11a、及び第2ハウジング部材11bは、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって形成されている。
As shown in FIG. 2, the
第1ハウジング部材11aには、電動コンプレッサ10で圧縮する気体(冷媒ガス)を取り込むための吸入孔14が形成されている。また、第1ハウジング部材11aの内部には、出力軸としての回転軸15が前後方向に沿って延びるように配設されている。回転軸15は、その両端に配設されたベアリング16、及びベアリング17によって回転軸15の軸線Lまわりで回転可能に支持されている。回転軸15には、永久磁石埋め込み型のロータ20が回転軸15と一体に回転可能に固定されている。
The first housing member 11 a is formed with a
また、第1ハウジング部材11aの内周面には、ロータ20を囲うようにティース21aが形成されているとともに、各ティース21aにステータコイル21bが巻き付けられてステータ21が形成されている。本実施形態では、回転軸15、ロータ20、及びステータ21により電動モータ23が構成されている。なお、本実施形態の電動モータ23は、ステータコイル21bとしてU相、V相、及びW相の各相のコイルを備えた三相交流同期モータとされている。
Further,
回転軸15の前端側を支持するベアリング17は、第1ハウジング部材11aにおいて電動モータ23を収容するモータ収容室24を区画形成する区画壁25に配設されている。回転軸15の前側端は、区画壁25に形成された挿通孔25aに挿通するように配設されている。
The bearing 17 that supports the front end side of the
回転軸15の前側端面には、回転軸15の軸線Lに対して偏心した位置に偏心軸15aが形成されているとともに、偏心軸15aには、ベアリング27を介して可動部材としての可動スクロール部材30が支持されている。可動スクロール部材30は、円板状に形成された基板30aに、前方へ向かって可動側渦巻壁30bを立設した形状とされている。可動スクロール部材30は、回転軸15が回転駆動されたときに、偏心軸15aまわりでの自転運動が規制された状態で、回転軸15の軸線Lまわりで旋回としての公転運動をするようになっている。
An eccentric shaft 15 a is formed on the front end surface of the
また、第1ハウジング部材11aの開口端側には、固定スクロール部材31が固定されている。固定スクロール部材31は、円板状に形成された基板31aの周縁部から、円筒状の外周壁31bを後方へ向かって立設するとともに、その外周壁31bの内側において基板31aから固定側渦巻壁31cを後方へ向かって立設した形状とされている。外周壁31bの先端面は、区画壁25の前面に接合されており、固定スクロール部材31の基板31a、外周壁31b、及び区画壁25によってスクロール収容室33が区画形成される。区画壁25には、モータ収容室24と、スクロール収容室33とを連通する連通孔25bが形成されている。
A fixed
そして、可動スクロール部材30及び固定スクロール部材31は、スクロール収容室33において可動側渦巻壁30b及び固定側渦巻壁31cが相互に噛み合い、且つその各先端面が相手のスクロール部材30,31の基板30a,31aに当接するように配設される。このため、可動スクロール部材30の基板30a及び可動側渦巻壁30b、並びに固定スクロール部材31の基板31a及び固定側渦巻壁31cは、スクロール収容室33内において圧縮室34を区画形成する。本実施形態では、可動スクロール部材30及び固定スクロール部材31により圧縮機構32が構成される。
The
固定スクロール部材31の外周壁31bと可動スクロール部材30の可動側渦巻壁30bの最外周部との間には、圧縮室34へ気体を取り込むための吸入室35が区画形成されているとともに、この吸入室35は、吸入通路36によって連通孔25bに接続されている。
Between the outer
固定スクロール部材31の前方には、第2ハウジング部材11bと固定スクロール部材31が接合されることにより、吐出室37が区画形成されている。そして、固定スクロール部材31において、基板31aの中心には、圧縮室34と吐出室37を接続する吐出孔31dが形成されている。
In front of the fixed
固定スクロール部材31の吐出室37側には、吐出孔31dを開閉するためのリード弁からなる吐出弁40が配設されている。吐出弁40は、圧縮機構32から吐出される圧縮気体が圧縮機構32へ逆流することを抑制する。また、固定スクロール部材31の吐出室37側には、吐出弁40の開度を規制するリテーナ41が固定されている。吐出弁40は、固定スクロール部材31に接することにより吐出孔31dを封止する封止位置と、圧縮気体によりリテーナ41側へ付勢されることにより吐出孔31dを開放する開放位置との間で、前後方向をその動作方向として動作する。
A
また、第2ハウジング部材11bには、吐出室37内の圧縮気体(高圧の冷媒ガス)を吐出するための吐出孔42が形成されている。
そして、電動モータ23への電力供給によって回転軸15が回転駆動されると、可動スクロール部材30が偏心軸15aを介して固定スクロール部材31の軸心(回転軸15の軸心L)まわりで公転される。この可動スクロール部材30の公転運動により、圧縮室34が両スクロール部材30,31の各渦巻壁30b,31cの外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで、吸入室35から圧縮室34に取り込んだ気体の圧縮が行われる。そして、圧縮機構32により圧縮された気体は、吐出孔31dから吐出弁40を介して吐出室37に吐出される。
The second housing member 11b has a
When the
また、圧縮機構32の駆動に伴って、第1ハウジング部材11aの吸入孔14から気体が取り込まれるとともに、取り込まれた気体は連通孔25b、及び吸入通路36を通過して吸入室35へ導入される。また、吐出室37に吐出された圧縮済みの気体は、吐出孔42から外部へ吐出される。
As the
また、電動モータ23の駆動にともなって、電動コンプレッサ10では、各部で振動が発生し、これにより機体KTが振動する。例えば、電動モータ23の回転駆動により、電動モータ23からは、電動モータ23の回転数(rpm)に等しい周波数の振動が機体KTに与えられる。
Further, as the
また、圧縮機構32からは、回転軸15の軸線Lまわりで可動スクロール部材30が公転運動することにより、主に軸線Lに直交する上下方向、及び左右方向に対し、電動モータ23の回転数(rpm)に等しい周波数の振動が機体KTに与えられる。また、圧縮機構32からは、各スクロール部材30の渦巻壁30b,31c同士が擦りあわされることによる振動(擦れ音)も機体KTに与えられる。なお、機体KTの表面のうち圧縮機構32の配設部位の上部は、脚部13の先端面13aから最も離間した位置であり、振動が最も大きくなる部位である。
Further, the revolving motion of the
また、吐出弁40からは、圧縮された気体が吐出弁40から吐出されることに伴って、主に前後方向に対し、電動モータ23の回転数(rpm)に等しい周波数の振動が機体KTに与えられる。
Further, as the compressed gas is discharged from the
そして、図1に示すように、電動コンプレッサ10の機体KT(ハウジング11及び脚部13)の表面には、ハウジング11に振動を付与するための振動付与装置として、前側圧電素子45a、脚部圧電素子45b、及び上側圧電素子45cが配設されている。各圧電素子45a〜45cは、それぞれ複数枚の圧電素子を積層した積層型圧電アクチュエータとされており、印加(入力)される電圧に応じて伸縮することによりハウジング11に振動を付与する。
As shown in FIG. 1, on the surface of the body KT (
より詳しく説明すると、前側圧電素子45aは、吐出室37の形成部位におけるハウジング11の表面に配設されている。また、前側圧電素子45aは、吐出孔31d及び吐出弁40と前後方向に並ぶように、すなわち吐出孔31d及び吐出弁40と、正面視で正対するように配設されている。前側圧電素子45aは、電圧の印加により前後方向への振動を機体KTに付与する。
More specifically, the front
また、脚部圧電素子45bは、電動コンプレッサ10の左側に形成された脚部13の外側面に配設されている。脚部圧電素子45bは、電圧の印加により左右方向への振動を機体KTに付与する。
The leg
また、上側圧電素子45cは、圧縮機構32の配設部位におけるハウジング11の表面であって、電動モータ23の回転軸15に直交する上下方向の外側にあたる上側に配設されている。また、上側圧電素子45cは、機体KTの表面のうち、脚部13の先端面13aから最も離間した位置に配設されているともいえる。上側圧電素子45cは、電圧の印加により上下方向への振動を機体KTに付与する。
Further, the upper
次に、電動コンプレッサ10の電気的構成について図1にしたがって説明する。
図1に示すように、電動コンプレッサ10には、電動コンプレッサ10の動作を制御するためのコントローラ50が搭載されている。コントローラ50には、電動モータ23への電力供給を制御することにより、電動モータ23を駆動させるモータ制御手段としてのモータ制御部51、及び各圧電素子45a〜45cに電圧を印加して伸縮動作を制御する振動制御部52が設けられている。
Next, the electrical configuration of the
As shown in FIG. 1, the
モータ制御部51には、電動モータ23、及び振動制御部52が接続されている。モータ制御部51は、IGBTなどのスイッチング素子からなるインバータ回路を備えており、外部からの速度指令に応じたベクトル制御により各スイッチング素子をオン/オフ駆動させ、直流電源から供給される電力を三相交流に変換して電動モータ23に供給する。より詳しく説明すると、モータ制御部51は、インバータ回路からの出力電流や電圧などに基づき電動モータ23のロータ20の回転速度、及びロータ位置を演算により推定する。そして、モータ制御部51は、推定したロータ位置や回転速度などに基づき駆動波形信号(PWM信号)を生成するとともに、生成した駆動波形信号によりインバータ回路の各スイッチング素子をオン/オフ駆動させる。
The
また、振動制御部52には、各種の演算処理を実行するCPU、演算プログラムや各種のマップを記憶するROM、及びCPUの演算結果などを一時的に記憶するRAMを備えている。そして、振動制御部52は、モータ制御部51による電動モータ23の制御状態に基づき、電動モータ23の駆動に伴って機体KTに発生する振動の波形を演算して予測(推定)する。以下、詳しく説明する。
The
振動制御部52のROMには、電動モータ23の回転速度(回転角速度、又は単位時間当りの回転数)と、機体KTにおいて発生する振動の波形とを対応付けた波形予測マップが記憶されている。この波形予測マップは、圧電素子45a〜45cの配設部位毎にそれぞれ用意されている。各波形予測マップは、電動モータ23の回転速度に応じて、機体KTの表面に配設された各圧電素子45a〜45cの配設部位における振動波形の実測値をもとに設定されている。
The ROM of the
前側圧電素子45a用の波形予測マップでは、電動モータ23の回転速度に基づき前側圧電素子45aの配設部位における前後方向への振動の波形を特定できる。また、脚部圧電素子45b用の波形予測マップでは、電動モータ23の回転速度に基づき脚部圧電素子45bの配設部位における左右方向への振動の波形を特定できる。また、上側圧電素子45c用の波形予測マップでは、電動モータ23の回転速度に基づき上側圧電素子45cにおける上下方向への振動の波形を特定できる。
In the waveform prediction map for the front
そして、振動制御部52は、モータ制御部51から入力した回転速度をもとに波形予測マップを参照し、各圧電素子45a〜45cの配設部位における機体KTの振動波形を予測する。また、振動制御部52は、モータ制御部51から入力したロータ位置をもとに、各圧電素子45a〜45cの配設部位における機体KTの振動位相を予測する。前述のように、電動モータ23、圧縮機構32、及び吐出弁40の動作により発生する振動は、電動モータ23の回転速度(回転数)に連動して発生する振動であり、電動モータ23のロータ20の位置からその振動の位相を予測できる。
Then, the
振動制御部52は、各圧電素子45a〜45cの配設部位毎に予測された振動の波形及び位相に基づき、これと逆位相の波形をそれぞれ生成する。そして、振動制御部52は、生成した逆位相の波形に基づき各圧電素子45a〜45cに電圧を印加することにより制御して逆位相の振動を機体KTに付与させる。また、振動制御部52は、予測された振動と同振幅の振動を発生するように、各圧電素子45a〜45cを制御する。したがって、本実施形態の振動制御部52は、波形生成手段として機能する。
The
次に、上記のように構成した電動コンプレッサ10の作用について説明する。
前側圧電素子45aは、前側圧電素子45aの配設部位において発生していると予測される振動のうち、前後方向に対する振動成分と逆位相であり、且つ前後方向に対する同振幅の振動を機体KTに付与する。したがって、機体KTに発生する振動のうち、前後方向への振動が前側圧電素子45aによって相殺される。
Next, the operation of the
The front
脚部圧電素子45bは、脚部圧電素子45bの配設部位において発生していると予測される振動のうち、左右方向に対する振動成分と逆位相であり、且つ左右方向に対する同振幅の振動を機体KT(脚部13)に付与する。したがって、機体KTに発生する振動のうち、左右方向への振動が脚部圧電素子45bによって相殺される。
The leg
同様に、上側圧電素子45cは、上側圧電素子45cの配設部位において発生していると予測される振動のうち、上下方向に対する振動成分と逆位相であり、且つ上下方向に対する同振幅の振動を機体KTに付与する。したがって、機体KTに発生する振動のうち、上下方向への振動が上側圧電素子45cによって相殺される。
Similarly, the upper
したがって、本実施形態では以下のような効果を奏する。
(1)電動モータ23の駆動に伴って機体KTに発生すると予測される振動の波形と逆位相の波形による振動が各圧電素子45a〜45cにより付与されることで、電動モータ23の駆動によって機体KTに発生する振動が相殺される。このため、機体KTに発生する騒音を抑制できる。そして、各圧電素子45a〜45cが機体KTに配設されていることから、騒音を抑制するための装置を電動コンプレッサ10とは別に設ける必要がない。したがって、省スペースで配設できるとともに騒音を抑制できる。
Therefore, this embodiment has the following effects.
(1) When the
(2)脚部圧電素子45bを脚部13に配設した。このため、脚部13に発生する振動を好適に抑制できる。したがって、脚部13から固定対象12に振動が伝播することで騒音が拡大することをより抑制できる。
(2) The leg
(3)各圧電素子45aを吐出室37の配設部位における機体KT(ハウジング11)の表面に配設した。このため、吐出室37内に前側圧電素子45aを配設する場合と比較して吐出室37の容積が減少することを抑制できる。そして、吐出室37に圧縮済みの気体が吐出されるときに発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。
(3) Each
(4)前側圧電素子45aを機体KTの表面において、吐出弁40の動作方向(前後方向)において吐出弁40と正対するように配設した。このため、吐出弁40の動作に伴って発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。
(4) The front
(5)上側圧電素子45cを、圧縮機構32の配設部位における機体KTの表面であって、電動モータ23の回転軸15の軸線Lに直交する方向の外側に配設した。このため、圧縮機構32を構成する可動スクロール部材30が回転軸15の軸線Lまわりで旋回(公転)するときに発生する振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。
(5) The upper
(6)また、上側圧電素子45cは、脚部13における先端面13aから最も離間した位置に配設した。このため、固定対象12に固定される脚部13の先端面13aから離間すればする程、大きくなる機体KTの振動をより好適に抑制できる。したがって、騒音が発生することをより抑制できる。
(6) Further, the upper
(7)各圧電素子45a〜45cにより、それぞれの配設部位で予測される振動と逆位相の振動を機体KTに付与する。したがって、各圧電素子45a〜45cにより共通の波形となる振動を機体KTに付与する場合と比較して、より効果的に振動を相殺できる。
(7) The
(8)前後方向、左右方向、及び上下方向に対する振動を各圧電素子45a〜45cにより付与する。したがって、機体KTに発生する全ての方向に対する振動を相殺できる。したがって、より騒音の発生を抑制できる。
(8) Vibrations in the longitudinal direction, the lateral direction, and the vertical direction are applied by the
(9)振動制御部52は、電動モータ23の回転速度、及びロータ位置に基づき機体KTに発生する振動の波形を予測し、逆位相の波形を生成する。したがって、電動モータ23の運転状態(回転速度やロータ位置)が連続的に変化する場合であっても、機体KTに発生する振動の波形を連続的に予測し、予測された始動と逆位相の振動を機体KTに付与できる。したがって、騒音の発生を好適に抑制できる。
(9) The
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
○ 振動制御部52は、電動コンプレッサ10の機体KTに配設した振動センサで検出された機体KTの振動波形に基づきフィードバック制御を実行可能に構成してもよい。例えば図3に示すように、各圧電素子45a〜45cの配設部位に対して圧電素子からなる振動センサ60a〜60cをそれぞれ配設するとともに、振動制御部52に接続する。そして、振動制御部52は、振動センサ60a〜60cで検出された機体KTの振動波形に基づき、各振動センサ60a〜60cで検出される振動の振幅が小さくなるように、逆位相の波形を補正するようにすればよい。この場合、振動制御部52は、波形補正手段として機能する。このような構成によれば、各振動センサ60a〜60cにより検出される振動(振幅)が小さくなるように、振動制御部52が生成する逆位相の波形が補正される。このため、予測した振動の波形と逆位相の波形の振動を付与することに加えて、さらに逆位相の波形を補正することで、機体KTに発生する振動をより抑制できる。なお、振動センサとして、前後方向、左右方向、及び上下方向への振動を検出可能なセンサを用いる場合には、1つのセンサとすることも可能である。
In addition, the following aspects can also be implemented without departing from the spirit of the present invention.
The
○ 振動付与装置としてピストンや電動モータなど異なるアクチュエータを用いてもよい。
○ 各圧電素子45a〜45cのうち1つまたは2つの圧電素子を省略した構成としてもよく、4つ以上の圧電素子を配設してもよい。すなわち、振動付与装置の個数は適宜変更してもよい。
○ Different actuators such as pistons and electric motors may be used as the vibration imparting device.
O One or two piezoelectric elements may be omitted from each of the
○ 各圧電素子45a〜45cは、機体KTの内部に配設してもよい。例えば、区画壁25や、吐出室37を形成する第2ハウジング部材11bの内側面に配設してもよい。また、脚部13の先端面13aに圧電素子を配設し、振動付与装置を先端面13aと固定対象12との間に介在させてもよい。このように構成すれば、上下方向への振動を機体KTに付与し、機体KTから振動が固定対象12へ伝播することを抑制できる。このように、振動付与手段の配設部位は適宜変更してもよい。
The
○ 電動コンプレッサ10において、電動モータ23の回転速度を検出する回転速度センサを配設するとともに、モータ制御部51は、回転速度センサで検出した回転速度に基づき電動モータ23への供給電力を制御してもよい。この場合、振動制御部52は、回転速度センサで検出された回転速度に基づき機体KTに発生する振動の波形を演算して予測してもよい。
In the
○ 振動制御部52は、コントローラ50(インバータ回路)を収容する領域の温度や、電動モータ23で発生されているトルクに基づき機体KTに発生する振動の波形を予測し、逆位相の波形を生成してもよい。この場合、前記温度と振動の波形を対応付けた波形予測マップや、トルクと振動の波形を対応付けた波形予測マップを用いるとよい。
○ The
○ 振動制御部52は、波形予測マップを用いない演算により機体KTに発生する振動の波形を予測する構成としてもよい。
○ モータ制御部51及び振動制御部52は、別のコントローラに設けてもよい。また、コントローラ50は、その他の制御装置を兼ねた構成としてもよい。
(Circle) the
The
○ 電動モータ23を駆動源としたダイヤフラム式コンプレッサ、ロータリー式コンプレッサ、及び斜板式コンプレッサなど異なる機構の電動圧縮機に具体化してもよい。
O You may embody in the electric compressor of a different mechanism, such as a diaphragm type compressor which used the
10…電動コンプレッサ(電動圧縮機)、11…ハウジング、12…固定対象、13…脚部、13a…先端面(接触部)、15…回転軸(出力軸)、23…電動モータ、30…可動スクロール部材(可動部材)、32…圧縮機構、37…吐出室、40…吐出弁、45a…前側圧電素子(振動付与装置)、45b…脚部圧電素子(振動付与装置)、45c…上側圧電素子(振動付与装置)、50…コントローラ、51…モータ制御部(モータ制御手段)、52…振動制御部(波形生成手段、波形補正手段)、60a〜60c…振動センサ(振動検出手段)、KT…機体、L…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電動モータへの電力供給を制御することにより、前記電動モータを駆動させるモータ制御手段と、
前記電動モータの駆動に伴って前記機体に発生すると予測される振動の波形と逆位相の波形を生成する波形生成手段と、
前記機体に配設されるとともに、前記波形生成手段により生成された前記逆位相の波形の振動を前記機体に付与する振動付与装置と、を備えたことを特徴とする電動圧縮機。 In the electric compressor in which the electric motor and the compression mechanism that is driven by the electric motor and compresses the gas are arranged in the body,
Motor control means for driving the electric motor by controlling power supply to the electric motor;
A waveform generating means for generating a waveform having a phase opposite to that of a vibration predicted to be generated in the airframe as the electric motor is driven;
An electric compressor, comprising: a vibration imparting device that is disposed in the airframe and imparts vibrations of the antiphase waveform generated by the waveform generating means to the airframe.
前記振動検出手段の検出結果に基づき、前記波形生成手段が生成する前記逆位相の波形を、前記振動検出手段により検出される振動が小さくなるように補正する波形補正手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機。 Vibration detecting means for detecting vibration generated in the airframe as the electric motor is driven;
Waveform correcting means for correcting the antiphase waveform generated by the waveform generating means based on the detection result of the vibration detecting means so as to reduce the vibration detected by the vibration detecting means. The electric compressor according to claim 1.
前記振動付与装置は、前記吐出室の形成部位における前記機体の表面に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動圧縮機。 In the machine body, a discharge chamber for discharging compressed gas from the compression mechanism is disposed,
4. The electric compressor according to claim 1, wherein the vibration imparting device is disposed on a surface of the machine body at a portion where the discharge chamber is formed. 5.
前記振動付与装置は、前記吐出弁と正対するように配設されたことを特徴とする請求項4に記載の電動圧縮機。 The discharge chamber is provided with a discharge valve that suppresses the backflow of compressed gas discharged from the compression mechanism to the compression mechanism,
The electric compressor according to claim 4, wherein the vibration applying device is disposed so as to face the discharge valve.
前記振動付与装置は、前記圧縮機構の配設部位における前記機体の表面であって、前記電動モータの出力軸に直交する方向の外側に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電動圧縮機。 The compression mechanism includes a movable member that is fixed to the output shaft of the electric motor and that rotates around the axis of the output shaft as the electric motor is driven.
The said vibration imparting apparatus is arrange | positioned on the surface of the said body in the arrangement | positioning site | part of the said compression mechanism, and the outer side of the direction orthogonal to the output shaft of the said electric motor. The electric compressor according to any one of 5.
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