JP3843809B2 - 電動圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、モータ及びモータの駆動用電気回路が一体となった電動圧縮機に関するもので、蒸気圧縮式冷凍機の電動圧縮機に用いて有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電動圧縮機として、例えば特許第3086819号に記載の発明では、モータを駆動する半導体モジュールを電動圧縮機の側面(円筒面)に組み付けて、半導体モジュールと電動圧縮機とを一体化している。一方、半導体モジュール等の電気回路は発熱するので、電気回路を構成する電子部品の熱劣化を防止すべく、電気回路を冷却する必要があるが、上記電動圧縮機では、半導体モジュールを単純に電動圧縮機の側面に組み付けているので、モータや圧縮機の熱により電気回路を構成する電子部品が熱劣化するおそれが高い。
【0003】
これに対して、出願人は、吸入冷媒により電気回路を冷却する発明(特願2000−370073号)を既に出願しているが、この出願では、電気回路とモータハウジングとの間にプレートを配置し、このプレートに電気回路を冷却するための吸入冷媒を流すための冷媒通路を設けているため、電動圧縮機の部品点数及び製造工数が増大してしまうという問題点を有している。
【0004】
本発明は、上記点に鑑み、電動圧縮機の部品点数及び製造工数を低減しつつ、電動圧縮機の電気回路を冷却することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構(110)、圧縮機構(110)を駆動する電動式のモータ(120)、及びモータ(120)を駆動する電気回路(130)が一体となった電動圧縮機であって、
モータ(120)のハウジング(121)は略円筒状に形成され、この略円筒状ハウジング(121)の外周面(121a)に電気回路(130)が固定され、
モータ(120)のハウジング(121)のうち、電気回路(130)直下の部位に電気回路(130)を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路(123)が設けられ、
冷媒通路(123)はモータ(120)のハウジング(121)の中心軸と平行に延びていることを特徴とする。
【0006】
これにより、別途、冷媒通路(123)を形成するためのプレートを設ける必要がないので、電動圧縮機の部品点数及び製造工数を低減しつつ、電気回路(130)を冷却することができる。
【0007】
ところで、モータ(120)のハウジング(121)は略円筒状であるので、請求項2に記載の発明のごとく、モータ(120)のハウジング(121)の外周面(121a)の少なくとも一部に、電気回路(130)を固定するための平面状の座面(122a)を形成する台座部(122)を設けると、台座部(122)のうちハウジング(121)の径方向と平行な方向における端部側は、必然的にその他の部位に比べて厚肉部(122b)となる。
【0008】
したがって、請求項2に記載の発明のごとく、必然的にその他の部位に比べて厚肉となる厚肉部(122b)に冷媒通路(123)を設ければ、冷媒通路(123)用に別途、スペースを確保することなく冷媒通路(123)を設けることができる。つまり、電動圧縮機の外形寸法が大きくなることを抑制しつつ、無理なく、十分な通路面積を有する冷媒通路(123)を設けることができる。
【0009】
なお、請求項3に記載の発明のごとく、圧縮機構(110)に吸入される吸入冷媒が冷媒通路(123)に流通するように構成することが望ましい。
請求項4に記載の発明のごとく、冷媒通路(123)は、具体的にはモータ(120)のハウジング(121)の成形と同時に形成した鋳抜き穴で構成できる。
請求項5に記載の発明のごとく、冷媒通路(123)は、具体的にはモータ(120)のハウジング(121)の中心軸と平行に延びる2本の直線部分(123a)と、この2本の直線部分(123a)を繋ぐ繋ぎ部(123b)とを有する略U字状に形成してもよい。
【0010】
請求項6に記載の発明では、流体を吸入圧縮する圧縮機構(110)、圧縮機構(110)を駆動する電動式のモータ(120)、及びモータ(120)を駆動する電気回路(130)が一体となった電動圧縮機であって、
電気回路(130)の基板(131)を金属製とするとともに、基板(131)の一部を圧縮機構(110)の冷媒吸入口(111)に組み付けたことを特徴とする。
【0011】
これにより、電気回路(130)にて発生した熱は、冷媒吸入口(111)に集熱されるように、熱伝導率の高い金属性の基板(131)を介して電気回路(130)より温度が低い冷媒吸入口(111)に移動する。
【0012】
つまり、基板(131)は電気回路(130)にて発生した熱を冷媒吸入口(111)、つまり吸入冷媒に移動させるヒートパイプとして機能して電気回路(130)を冷却する。
【0013】
したがって、本発明では、電気回路(130)を冷却するための専用の冷媒通路を設けることなく、電気回路(130)を冷却することができる。延いては、電動圧縮機の製造工数を低減しつつ、電気回路(130)を冷却することができる。
【0014】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る電動圧縮機を車両用空調装置用の蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機に適用したものであって、図1は本実施形態に係る電動圧縮機100を走行用エンジンに組み付けた状態を示す図であり、図2は図1のA矢視図であり、図3は図2のB−B断面図である。
【0016】
電動圧縮機100は、図2に示すように、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構110、圧縮機構110を駆動するDCブラシレス式の電動モータ部120、及び電動モータ120を駆動するインバータ回路等からなるモータ駆動用の電気回路130を有して構成されたもので、圧縮機構110と電動モータ120とは、同軸上、かつ、直列に並んで一体化されている。
【0017】
また、電気回路130は、図1に示すように、電動モータ120のモータハウジング121の外側面にボルトにて組み付けられて、圧縮機構110、電動モータ120及び電気回路130が一体化されている。
【0018】
なお、本実施形態では、電動圧縮機100は、電気回路130が電動モータ120を挟んで走行用のエンジンE/Gと反対側に位置するように走行用エンジンのクランクケースにボルトにて組み付け固定されているが、電動モータを駆動源とする電気自動車やハイブリッド自動車においては、車両ボディに組み付けてもよい。
【0019】
ところで、モータハウジング121は、図1、2に示すように、略円筒状に形成されているが、図3に示すように、モータハウジング121の外周面121aの少なくとも一部には、電気回路130を固定するための平面状の座面122aを形成する台座部122が設けられており、この台座部122は、モータハウジング121の外直径Dと等しい幅寸法Wを有するようにモータハウジング121に一体形成されている。このため、本実施形態では、モータハウジング121のうち台座部122における断面形状は、電動モータ120側が凸となるような砲弾形状となる。
【0020】
なお、台座部122の幅寸法Wとは、図3から明らかなように、モータハウジング121の外直径Dと平行な部位であって、かつ、モータハウジング121の軸方向と直交する方向と平行な部位の寸法である。また、モータハウジング121及び台座部122は、アルミニウム等の金属をダイカスト成形法にて成形することにより一体成形されている。
【0021】
そして、台座部122のうちモータハウジング121の径方向と平行な方向における端部側、つまり台座部122のうちモータハウジング121の中心軸に対応する位置から台座部122の幅方向W側にずれた部位の厚肉部122bには、圧縮機構110に吸入される吸入冷媒が流通する冷媒通路123が形成されており、この冷媒通路123は、図2に示すように、モータハウジング121の中心軸と平行に延びる2本の直線部分123a、圧縮機構110と反対側にて2本の直線部分123aを繋ぐ繋ぎ部123bを有するように略U字状に形成されている。
【0022】
また、接続ポート123cは、蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器、つまり蒸発器(図示せず。)側と電動圧縮機100とを繋ぐ冷媒配管(図示せず。)を接続するためのポートであり、接続ポート123cから冷媒通路123に流入した冷媒は、電気回路130を冷却した後、圧縮機構110に吸引される。
【0023】
なお、冷媒通路123のうち2本の直線部分123aは、モータハウジング121の成形と同時に形成した鋳抜き穴であり、繋ぎ部123bは、図3に示すように、モータハウジング121の内周側を切削することにより形成される。このため、冷媒通路123を流れる冷媒の一部は、繋ぎ部123bからモータハウジング121内に流れ込み、ロータやステータ等の電動モータ120の構成部品を冷却する。
【0024】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0025】
電気回路120は、前述のごとく、冷媒通路123を流れる吸入冷媒により冷却される。このとき、冷媒通路123は、モータハウジング121に形成されているので、別途、冷媒通路123を形成するためのプレートを設ける必要ない。したがって、電動圧縮機100の部品点数及び製造工数を低減しつつ、電気回路130を冷却することができる。
【0026】
また、冷媒通路123のうち少なくともその一部は、モータハウジング121の成形と同時に形成した鋳抜き穴であるので、冷媒通路123を含めたモータハウジング121の製造工数を低減することができる。
【0027】
ところで、モータハウジング121は略円筒状であるので、電気回路130を固定するための平面状の座面122aを形成する台座部122をモータハウジング121に設けると、台座部122のうちモータハウジング121の径方向と平行な方向における端部側、つまり台座部122のうちモータハウジング121の中心軸に対応する位置から台座部122の幅方向W側にずれた部位、すなわち厚肉部122bは、図3に示すように、必然的にその他の部位に比べて厚肉となる。
【0028】
そして、本実施形態では、必然的にその他の部位に比べて厚肉となる厚肉部122bに冷媒通路123を設けているので、冷媒通路123用に別途、スペースを確保することなく冷媒通路123を設けることができる。つまり電動圧縮機100の外形寸法が大きくなることを抑制しつつ、無理なく、十分な通路面積を有する冷媒通路123を設けることができる。
【0029】
(第2実施形態)
第1実施形態では、冷媒通路123の繋ぎ部123bは、モータハウジング121の内周側を切削することにより形成されていたが、本実施形態は、図4に示すように、冷媒通路123のうち2本の直線部分123aは、第1実施形態と同様に、モータハウジング121の成形と同時に形成した鋳抜き穴にて構成している。
一方、繋ぎ部123b及び直線部分123aの一部は次のように構成している。すなわち、図5に示すように、モータハウジング121の外側に向けて開口したコの字状の溝部(符号123の指示部分)をモータハウジング121の成形と同時に形成して、電気回路130をモータハウジング121に組み付ける際に、図4に示すように、モータハウジング121と電気回路130との間に、繋ぎ部123b及び直線部分123aの一部を閉塞するプレート123dを配置する。これにより、モータハウジング121とプレート123dを組み合わせて繋ぎ部123b及び直線部分123aの一部を構成している。
【0030】
(第3実施形態)
第1、2実施形態では、モータハウジング121の電気回路130に対応する部、すなわち台座部122に吸入冷媒を導入して電気回路130を冷却したが、本実施形態は、図6、7に示すように、電気回路130の基板131を金属(例えば、アルミニウム)製とするとともに、基板131の一部を圧縮機構110の冷媒吸入口111に組み付け固定したものである。
【0031】
これにより、電気回路130にて発生した熱は、冷媒吸入口111に集熱されるように、熱伝導率の高い金属性の基板131を介して電気回路130より温度が低い冷媒吸入口111に移動する。
【0032】
換言すれば、基板131は電気回路130にて発生した熱を冷媒吸入口111、つまり吸入冷媒に移動させるヒートパイプとして機能して電気回路130を冷却する。
【0033】
したがって、本実施形態では、電気回路130を冷却するための専用の冷媒通路123を設けることなく、電気回路130を冷却することができる。延いては、電動圧縮機100の製造工数を低減しつつ、電気回路130を冷却することができる。
【0034】
なお、本実施形態では、基板131のうち冷媒吸入口111に組み付けられた部位は吸入冷媒に直接に晒されていなかったが、基板131のうち冷媒吸入口111に組み付けられた部位の一部を吸入冷媒中に直接に晒せば、より一層電気回路130を冷却することができる。
【0035】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、吸入冷媒にて電気回路130を冷却したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧縮機構1110から吐出する吐出冷媒にて電気回路130を冷却してもよい。
【0036】
また、上述の実施形態では、モータハウジング121に電気回路130が組み付けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧縮機構110のハウジングに電気回路130を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電動圧縮機の車両への搭載状態を示す説明図である。
【図2】図1のA矢視図である。
【図3】図2のB−B断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係る電動圧縮機の車両への搭載状態を示す説明図である。
【図5】図4のA矢視図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係る電動圧縮機の車両への搭載状態を示す説明図である。
【図7】図6のA矢視図である。
【符号の説明】
100…電動圧縮機、110…圧縮機構、120…電動モータ、
121…モータハウジング、123…冷媒通路、130…電気回路。
Claims (7)
- 冷媒を吸入圧縮する圧縮機構(110)、前記圧縮機構(110)を駆動する電動式のモータ(120)、及び前記モータ(120)を駆動する電気回路(130)が一体となった電動圧縮機であって、
前記モータ(120)のハウジング(121)は略円筒状に形成され、前記モータ(120)のハウジング(121)の外周面(121a)に前記電気回路(130)が固定され、
前記モータ(120)のハウジング(121)のうち、前記電気回路(130)直下の部位に前記電気回路(130)を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路(123)が設けられ、
前記冷媒通路(123)は前記モータ(120)のハウジング(121)の中心軸と平行に延びていることを特徴とする電動圧縮機。 - 冷媒を吸入圧縮する圧縮機構(110)、前記圧縮機構(110)を駆動する電動式のモータ(120)、及び前記モータ(120)を駆動する電気回路(130)が一体となった電動圧縮機であって、
前記モータ(120)のハウジング(121)は、略円筒状に形成されているとともに、外周面(121a)の少なくとも一部には、前記電気回路(130)を固定するための平面状の座面(122a)を形成する台座部(122)が設けられており、
さらに、前記電気回路(130)を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路(123)が、前記台座部(122)のうち、前記モータ(120)のハウジング(121)の径方向と平行な方向における端部側の厚肉部(122b)に形成されていることを特徴とする電動圧縮機。 - 前記冷媒通路(123)は、前記圧縮機構(110)に吸入される吸入冷媒が流通することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動圧縮機。
- 前記冷媒通路(123)は、前記モータ(120)のハウジング(121)の成形と同時に形成した鋳抜き穴であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電動圧縮機。
- 前記冷媒通路(123)は、前記モータ(120)のハウジング(121)の中心軸と平行に延びる2本の直線部分(123a)と、前記2本の直線部分(123a)を繋ぐ繋ぎ部(123b)とを有する略U字状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電動圧縮機。
- 流体を吸入圧縮する圧縮機構(110)、前記圧縮機構(110)を駆動する電動式のモータ(120)、及び前記モータ(120)を駆動する電気回路(130)が一体となった電動圧縮機であって、
前記電気回路(130)の基板(131)を金属製とするとともに、前記基板(131)の一部を前記圧縮機構(110)の冷媒吸入口(111)に組み付けたことを特徴とする電動圧縮機。 - 前記基板(131)は前記電気回路(130)にて発生した熱を前記冷媒吸入口(111)の吸入冷媒に伝えるヒートパイプとして機能することを特徴とする請求項6に記載の電動圧縮機。
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