JP3843809B2

JP3843809B2 - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP3843809B2
Application number: JP2001350444A
Authority: JP
Inventors: 剛竹本; 俊伸高崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003148349A

Description

【０００１】
【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

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。