JP4019720B2 - 圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に収容された圧縮機構の動作によってガス圧縮を行う圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の圧縮機として、例えば、特開2000−249086号公報に開示された構成のような、ハウジング内において冷媒ガス(ガス)を圧縮するための機構(圧縮機構)が収容されてなるものが存在する。この構成において前記ハウジング内には、前記圧縮機構から吐出された冷媒ガスが導入される吐出室(吐出チャンバ)が設けられている。前記吐出室は、前記圧縮機構を構成する固定スクロールと、該固定スクロールに接合固定されたリアケーシングとにより区画形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記構成においては、前記吐出室内の冷媒ガスの熱がそれに接合された前記圧縮機構に伝達されて、前記圧縮機構における吸入冷媒ガスが過大に昇温してしまうことがある。吸入冷媒ガスが過大に昇温すると、前記圧縮機構の体積効率が低下されるという問題が生じる。
【0004】
本発明の目的は、圧縮機構における吸入ガスの昇温を抑えるとともに、前記圧縮機構の体積効率の低下を抑制することが可能な圧縮機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項1に記載の発明では、圧縮機は、ハウジング内に収容された圧縮機構の動作によってガス圧縮を行うとともに、前記圧縮機構から吐出されたガスが導入される吐出チャンバを備えている。また、前記圧縮機においては、前記吐出チャンバを構成する壁部の少なくとも一部を、前記圧縮機構側とは別体に構成された別体構成体とするとともに、該別体構成体を、前記圧縮機構側に対して断熱材を介して接合している。また、前記圧縮機は、前記別体構成体を前記圧縮機構側に固定するための固定部材を備えている。また、前記別体構成体と前記固定部材との間には、断熱材が介在されている。
【0014】
この発明によれば、圧縮機構側とは別体に構成された別体構成体が、前記圧縮機構側に対して断熱材を介して接合されているため、前記別体構成体に対してガスから伝達された熱は、前記圧縮機構側へ伝達され難くなる。したがって、前記圧縮機構における吸入ガスが昇温され難くなる。この結果、前記圧縮機構の体積効率の低下が抑制される。
また、別体構成体と固定部材との間に介在された断熱材によって、前記別体構成体から前記固定部材への熱の伝達が抑制される。これにより、前記固定部材を介した前記別体構成体から前記圧縮機構側への熱の伝達が抑制される。
【0015】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記断熱材は、ゴム製のシール部材とされている。
この発明によれば、別体構成体と圧縮機構側との間を封止するゴム製のシール部材によって、前記別体構成体から前記圧縮機構側への熱の伝達が抑制される。
この発明においては、シール部材を断熱材として兼用することで、特段に断熱材を設けることが回避でき、これによるコストダウンを図ることが可能となる。
【0018】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、前記圧縮機構は、スクロールタイプとされている。
この発明によれば、スクロールタイプの圧縮機構を有する圧縮機において、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発明の効果を得ることができる。
【0019】
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明において、前記圧縮機構を構成する固定スクロール部材には、前記圧縮機構から吐出されたガスを前記吐出チャンバに導入するための吐出孔が形成されている。また、固定スクロール部材は、前記吐出チャンバの内壁面の一部を構成する壁面構成部を有している。前記壁面構成部は、前記固定スクロール部材の前記吐出チャンバに対向する壁面のうちの、前記吐出孔側の一部によって構成されている。
【0020】
この発明によれば、吐出チャンバ内のガスから固定スクロール部材に伝達される熱は、主に、前記固定スクロール部材の前記吐出チャンバに対向する壁面のうちの、前記吐出孔側の一部によって構成された前記壁面構成部を介して伝達される。つまり、例えば、固定スクロール部材の吐出チャンバに対向する壁面全体によって壁面構成部が構成された場合に比較して、圧縮機構において吸入ガスが存在する箇所が加熱され難くなるため、前記吸入ガスが昇温され難くなる。
【0021】
請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機構は電動モータにより駆動され、前記電動モータを駆動するためのインバータは、前記圧縮機構とともに前記ハウジングに対して一体的に設けられている。
【0022】
この発明によれば、電動モータの温度上昇を抑制することができるとともに、インバータに対する冷却効果を容易に大きくできる。
【0023】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の圧縮機を、車両用空調装置に用いられる電動圧縮機において具体化した一実施形態について図1及び図2に従って説明する。
【0024】
図1に示すように、電動圧縮機のハウジング11は、第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22との二つのハウジング構成体を接合固定することで構成されている。第1ハウジング構成体21は、円筒部23の図面左方側に底部24を有する略有底円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。
【0025】
一方、第2ハウジング構成体22は、円筒部25の図面右方側に蓋部26を有する略有蓋円筒状をなし、アルミニウム合金のダイカスト鋳物によって製作されている。アルミニウム合金等のアルミニウム系の金属材料によってハウジング構成体21,22を構成することは、例えば鉄系の金属材料により構成する場合と比較して、電動圧縮機の軽量化に有利である。
【0026】
第1ハウジング構成体21の円筒部23は、その外径よりも円筒長の方が長くなっている。逆に、第2ハウジング構成体22の円筒部25は、その外径よりも円筒長の方が短くなっている。従って、ハウジング11においては、第1ハウジング構成体21が主たるハウジング構成体としてその外郭の大部分を占めることとなる。
【0027】
第1ハウジング構成体21において円筒部23の外周面には、複数の取付足27が一体成形されている。取付足27には挿通孔27aが貫通形成されている。挿通孔27aには、電動圧縮機を車体に取り付けるために用いられるボルトが挿通されることとなる。
【0028】
図1及び図2に示すように、第1ハウジング構成体21において円筒部23の内周面23aは、底部24側から開口側に向かって段階的に内径が大きくなっている。円筒部23の内周面23aにおいて、最も小径である底部24側の小径領域とそれに隣接する中間径領域との境界に位置する段差の壁面が、モータ用位置決め面23b(図1参照)をなしている。円筒部23の内周面23aにおいて、最も大径である開口側の大径領域とそれに隣接する中間径領域との境界に位置する段差の壁面が、圧縮機構用狭持面23cをなしている。なお、この段階的に内径が変化される円筒部23の内周面23aは、第1ハウジング構成体21の鋳造の後加工で研削等によって形成されている。
【0029】
第1ハウジング構成体21の円筒部23において開口端側の外周面には、複数の取付部28が膨出形成されている。各取付部28において第2ハウジング構成体22側の端面28aは、円筒部23の開口端面23dと同一平面上に存在し、両端面23d,28aによって第1ハウジング構成体21における接合面が構成されている。各取付部28の端面28aにはネジ穴28bが穿設されている。
【0030】
第2ハウジング構成体22の円筒部25において開口端側の外周面には、複数の取付部29が膨出形成されている。各取付部29において第1ハウジング構成体21側の端面29aは、円筒部25の開口端面25a(図2参照)と同一平面上に存在し、両端面25a,29aによって第2ハウジング構成体22における接合面が構成されている。各取付部29には、第2ハウジング構成体22から第1ハウジング構成体21に向かって挿通孔29bが貫通形成されている。
【0031】
第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22とは、接合面23d,28a、25a,29aを以って互いに接合されるとともに、第2ハウジング構成体22の挿通孔29bを挿通されたボルト30が、第1ハウジング構成体21のネジ穴28bに螺入されることで、互いに締結固定されている。第1ハウジング構成体21及び第2ハウジング構成体22の接合面23d,28a、25a,29a間には、ガスケット31が介在されている。従って、ハウジング11内には、第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22とで囲まれてハウジング内密閉空間12が形成されている。
【0032】
第2ハウジング構成体22の接合面25a,29aは、第1ハウジング構成体21の接合面23d,28aよりも内周側(ハウジング内密閉空間12側)へ広くなっている。従って、第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22との接合状態において、第2ハウジング構成体22の接合面25a,29aは、第1ハウジング構成体21の接合面23d,28aに対して内周側へはみ出されている。この接合面25a,29aにおいて内周側にはみ出された部分は、ハウジング内密閉空間12において第1ハウジング構成体21の圧縮機構用狭持面23cと向かい合うように位置されて、第2ハウジング構成体22における圧縮機構用狭持面25b(図2参照)をなしている。
【0033】
ガスケット31としては、第2ハウジング構成体22の接合面25a,29aと略同一形状のものが用いられている。従って、ガスケット31も、第1ハウジング構成体21の接合面23d,28aに対して内周側へはみ出されている。
【0034】
図1に示すように、第1ハウジング構成体21において底部24の内壁面の中央部には、円筒状の軸支部24aが一体に突設されている。第1ハウジング構成体21内において円筒部23の開口端側には、中央部に挿通孔32aが貫通形成された軸支部材32が配置されている。軸支部材32は、第1ハウジング構成体21の円筒部23に対して嵌入されており、その外周部が圧縮機構用狭持面23cに当接する位置まで押し込められている。
【0035】
第1ハウジング構成体21内には回転軸33が収容されている。回転軸33の図面左側の端部は、ラジアルベアリング34を介することで、軸支部24aによって回転可能に支持されている。回転軸33の図面右側の端部は軸支部材32の挿通孔32aに挿入され、挿通孔32a内においてラジアルベアリング35を介することで、軸支部材32によって回転可能に支持されている。
【0036】
第1ハウジング構成体21内の底部24側には、ステータ36が配置されている。ステータ36は、円筒状をなす鉄心36aと該鉄心36aに巻回された巻線36bとからなっている。ステータ36は、鉄心36aを以って第1ハウジング構成体21の円筒部23内に圧入されており、鉄心36aの外周部がモータ用位置決め面23bに当接する位置まで押し込められている。第1ハウジング構成体21内において回転軸33には、ステータ36の内周側に位置するようにしてマグネット37が固定配置されている。
【0037】
ステータ36及びマグネット37によって、ブラシレスDCモータよりなる電動モータとしてのモータ部13が構成されている。モータ部13は、ステータ36の巻線36bに対するインバータ38からの給電によって、マグネット37と回転軸33とを一体的に回転させる。本実施形態において、インバータ38は、ハウジング11に対して一体的に固定されている。なお、図1においては、図示の都合上、インバータ38が実際の体格よりも小さく図示されている。
【0038】
図1及び図2に示すように、電動圧縮機の圧縮機構14としては、スクロールタイプのものが用いられている。
すなわち、第1ハウジング構成体21内において円筒部23の開口端側には、固定スクロール部材41が配置されている。固定スクロール部材41は、円板状をなす基板41aの外周側に円筒状の外周壁41bが立設されているとともに、基板41aにおいて外周壁41bの内周側に固定渦巻壁41cが立設されてなる。
【0039】
固定スクロール部材41は、外周壁41bの図面左側の端面が、第1ハウジング構成体21の圧縮機構用狭持面23cに対して軸支部材32の外周部を介して当接されている。固定スクロール部材41は、外周壁41bの図面右側の端面が、第2ハウジング構成体22の圧縮機構用狭持面25bに対して、ガスケット31の内周部を介して当接されている。従って、固定スクロール部材41は、第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22との締結固定によって、圧縮機構14の一部をなす軸支部材32と共に、圧縮機構用狭持面23c,25b間で狭持固定されている。
【0040】
回転軸33において固定スクロール部材41側の端面には、回転軸33の軸線に対して偏心した位置に偏心軸43が設けられている。偏心軸43にはブッシュ44が外嵌固定されている。ブッシュ44には可動スクロール部材45が、固定スクロール部材41と対向するようにベアリング46を介して相対回転可能に支持されている。可動スクロール部材45は、円板状をなす基板45aに、固定スクロール部材41へ向かって可動渦巻壁45bが立設されてなる。
【0041】
固定スクロール部材41と可動スクロール部材45とは、渦巻壁41c,45bを以って互いに噛み合わされているとともに、各渦巻壁41c,45bの先端面が相手のスクロール部材41,45の基板41a,45aに当接されている。従って、固定スクロール部材41の基板41a及び固定渦巻壁41c、可動スクロール部材45の基板45a及び可動渦巻壁45bは、圧縮室47を区画形成する。
【0042】
可動スクロール部材45の基板45aとそれに対向する軸支部材32との間には、軸支部材32に設けられた円環孔48aと、可動スクロール部材45に突設され円環孔48aに遊嵌されたピン48bとからなる周知の自転阻止機構48が配設されている。
【0043】
固定スクロール部材41の外周壁41bと可動スクロール部材45の可動渦巻壁45bの最外周部との間には、吸入チャンバ49が区画形成されている。第1ハウジング構成体21の外周面には、吸入口50aを有する吸入フランジ50が一体成形されている。吸入口50aには、図示しない外部冷媒回路の蒸発器につながる外部配管が接続されることとなる。吸入口50aと吸入チャンバ49とは、吸入フランジ50から固定スクロール部材41にかけて形成された吸入通路51を介して接続されている。
【0044】
第2ハウジング構成体22の蓋部26には、円筒状の吐出チャンバ壁部60が固定スクロール部材41側に向かって一体に突設されている。吐出チャンバ壁部60は、その固定スクロール部材41側の端面と固定スクロール部材41の基板41aとの間に僅かな隙間が存在するように形成されている。吐出チャンバ壁部60の固定スクロール部材41側の端面には、環状のO(オー)リング収容溝部61(図2参照)が形成され、該Oリング収容溝部61には、ゴム製のO(オー)リング62が収容されている。すなわち、Oリング62は、吐出チャンバ壁部60と固定スクロール部材41との間を封止している。
【0045】
蓋部26、吐出チャンバ壁部60、Oリング62及び固定スクロール部材41(基板41a)によって囲まれた空間は、吐出チャンバ52として区画されている。また、固定スクロール部材41の中心には吐出孔41eが形成され、該吐出孔41eを介して中心側の圧縮室47と吐出チャンバ52とが接続されている。すなわち、固定スクロール部材41は、吐出チャンバ52の内壁面の一部を構成する壁面構成部63を有しているとともに、該壁面構成部63は、固定スクロール部材41(基板41a)の吐出チャンバ52に対向する壁面のうちの吐出孔41e側の一部によって構成されている。
【0046】
吐出チャンバ52内において固定スクロール部材41には、吐出孔41eを開閉するためのリード弁よりなる吐出弁55が配設されている。吐出弁55の開度は、固定スクロール部材41に固定配置されたリテーナ56によって規制される。
【0047】
蓋部26には、吐出口53aを有する吐出フランジ53が一体成形されている。吐出口53aには、図示しない外部冷媒回路の凝縮器につながる外部配管が接続されることとなる。吐出チャンバ52と吐出口53aとは、吐出フランジ53に形成された吐出通路54を介して接続されている。
【0048】
吐出チャンバ52の内壁面には、断熱手段(断熱材)としてのコーティング材64が塗布されている。コーティング材64は、断熱性を有する樹脂からなっており、吐出チャンバ52の内壁面に対して密着した状態となっている。コーティング材64は、吐出チャンバ壁部60及び蓋部26に塗布された第2ハウジング構成体側コーティング部64aと、壁面構成部63に塗布された固定スクロール部材側コーティング部64bとで構成されている。コーティング材64は、吐出チャンバ52内の冷媒ガス(ガス)によって圧縮機構14側(この場合、例えば第2ハウジング構成体22及び基板41a)が加熱されることを抑制するために設けられている。
【0049】
なお、第2ハウジング構成体22と固定スクロール部材41とで囲まれた空間においては、吐出チャンバ52を取り囲むようにして、環状密閉空間65が区画形成されている。環状密閉空間65は、図示しない連通路を介して吸入チャンバ49と連通されている。
【0050】
モータ部13によって回転軸33が回転駆動されると、圧縮機構14においては、可動スクロール部材45が偏心軸43を介して固定スクロール部材41の軸心の周りで公転される。このとき、可動スクロール部材45は、自転阻止機構48によって自転が阻止されて、公転運動のみが許容される。この可動スクロール部材45の公転運動により、圧縮室47が両スクロール部材41,45の渦巻壁41c,45b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、吸入チャンバ49から圧縮室47内に取り込まれた冷媒ガスの圧縮が行われる。圧縮済みの冷媒ガスは、吐出孔41eから吐出弁55を介して吐出チャンバ52に吐出された後、吐出通路54及び吐出口53aを介して外部冷媒回路へと送り出される。
【0051】
前述の、吐出チャンバ52に吐出された冷媒ガス(吐出冷媒ガス)は、前記圧縮によって高温な状態とされているが、本構成では、吐出チャンバ52の内壁面にコーティング材64が設けられているため、前記吐出冷媒ガスの熱は固定スクロール部材41や第2ハウジング構成体22に対して伝達され難くなる。すなわち、固定スクロール部材側コーティング部64bによって、前記吐出冷媒ガスから固定スクロール部材41(基板41a)への前記熱伝達が抑制される。さらに、第2ハウジング構成体側コーティング部64aによって、前記吐出冷媒ガスから第2ハウジング構成体22への前記熱伝達が抑制される。この第2ハウジング構成体22への熱伝達の抑制により、前記吐出冷媒ガスの熱による、第2ハウジング構成体22等を介した圧縮機構14に対しての加熱が抑制される。
【0052】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(1) 吐出チャンバ52内部に、該吐出チャンバ52内の冷媒ガスによって圧縮機構14側が加熱されることを抑制するための断熱手段(コーティング材64)を設けた。これによれば、吐出チャンバ52内部において前記断熱手段を設けたことにより、吐出チャンバ52に導入された吐出冷媒ガスによって圧縮機構14が加熱され難くなる。したがって、圧縮機構14において吸入冷媒ガスが昇温され難くなる。この結果、圧縮機構14の体積効率の低下が抑制される。
【0053】
(2) 特に、本実施形態の電動圧縮機は、ハウジング11が気密構造を有している。従って、ハウジング11のハウジング内密閉空間12内に収容される圧縮機構14は、ハウジング内密閉空間12内での熱篭もりによって熱的に厳しい環境に置かれている。つまり、気密構造を有するハウジング11内に圧縮機構14が収容される構成の圧縮機において本発明を具体化することは、その効果を奏するのに特に有効となる。
【0054】
(3) 前記断熱手段は、吐出チャンバ52の内壁面に対して塗布された(すなわち密着された)断熱材としてのコーティング材64である。これによれば、吐出チャンバ52の内壁面に塗布されたコーティング材64によって、該コーティング材64よりも外側への熱伝達が抑制される。したがって、前記吐出冷媒ガスによる、圧縮機構14の加熱が抑制される。
【0055】
(4) 固定スクロール部材41は、吐出チャンバ52の内壁面の一部を構成する壁面構成部63を有し、該壁面構成部63は、固定スクロール部材41の吐出チャンバ52に対向する壁面のうちの、吐出孔41e側の一部によって構成されている。これによれば、吐出チャンバ52内の冷媒ガスから固定スクロール部材41に伝達される熱は、主に、壁面構成部63を介して伝達される。つまり、例えば、固定スクロール部材の吐出チャンバに対向する壁面全体によって壁面構成部が構成された場合に比較して、圧縮機構において吸入冷媒ガスが存在する箇所が加熱され難くなるため、前記吸入冷媒ガスが昇温され難くなる。
【0056】
(5) 吐出チャンバ壁部60と固定スクロール部材41との間に隙間が介在されるとともに、この吐出チャンバ壁部60と固定スクロール部材41との間の部分をゴム製のOリング62によって封止するようにした。これによれば、吐出チャンバ壁部60から固定スクロール部材41への直接的な熱伝達が防止されるとともに、ゴム製のOリング62により、これを介した吐出チャンバ壁部60側から固定スクロール部材41側への熱伝達が抑制される。
【0057】
(6) 第2ハウジング構成体22と固定スクロール部材41とで囲まれた空間において、吐出チャンバ52を取り囲むようにして区画形成された環状密閉空間65は、前記連通路を介して吸入チャンバ49と連通されている。すなわち、吐出チャンバ52よりも吸入チャンバ49寄りに設けられた環状密閉空間65には前記吸入冷媒ガスが導入されている。これによれば、たとえば、吸入チャンバ49寄りの部分(円筒部25内周面近傍の部分)に吐出冷媒ガスを導入するように構成した場合に比較して、吸入チャンバ49が加熱され難くなる。
【0058】
(7) 本実施形態では、第1ハウジング構成体21の取付部28と第2ハウジング構成体22の取付部29との間に介在されたガスケット31によって、これを介した第2ハウジング構成体22側から第1ハウジング構成体21側への熱伝達が抑制される。
【0059】
(8) 圧縮機構14はハウジング11に内蔵されたモータ部13により駆動され、モータ部13を駆動するためのインバータ38は、圧縮機構14とともにハウジング11に対して一体的に設けられている。これによれば、モータ部13の温度上昇を抑制することができるとともに、インバータ38に対する冷却効果を容易に大きくできる。
【0060】
(9) 圧縮機構14はスクロールタイプとされている。スクロールタイプの圧縮機構14は、例えばピストンタイプの圧縮機構と比較して、小型、高効率及び低騒音という利点がある。
【0061】
(第2の実施形態)
この第2の実施形態は、前記第1の実施形態において主に断熱手段の構成を変更したものであり、その他の点では第1の実施形態同様の構成になっている。従って、第1の実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0062】
図3に示すように、本実施形態の固定スクロール部材41の基板41aには、壁面構成部63において吐出孔41e周りに環状の嵌合凹部70が形成されている。また、吐出チャンバ52において、嵌合凹部70には、断熱手段としての樹脂製のシールド部材71が嵌合固定されている。シールド部材71は、略有蓋円筒状の第1シールド部材71aと、その開口側に嵌入された環状の第2シールド部材71bとからなっている。
【0063】
第1シールド部材71aは、円筒状部71cと、該円筒状部71cの図面右側の端部に一体形成された蓋部71dとを有している。第1シールド部材71aの開口側の端部すなわち円筒状部71cの図面左側の端部は、嵌合凹部70の外側(回転軸33の径方向における外側)の内周面側に当接するように嵌合凹部70に嵌入されている。蓋部71dの中心部には、図面右側に突出するように筒部71eが一体形成されている。筒部71eは、その先端側が吐出通路54内に挿入されている。
【0064】
第2シールド部材71bは、その外周端部が円筒状部71cの内周面に、内周端部が嵌合凹部70の内側(前記径方向における内側)の内周面に当接するように設けられている。すなわち、シールド部材71の内部空間は、吐出孔41eと連通しているとともに、吐出孔41eを介して前記内部空間に導入された吐出冷媒ガスは、筒部71eを経由して吐出口53a側に導出されるようになっている。
【0065】
シールド部材71は、吐出チャンバ52の内壁面との間に空間を有するように設けられている。すなわち、第2ハウジング構成体22の吐出チャンバ壁部60及び蓋部26によって構成された部分の前記内壁面と、第1シールド部材71aとの間には、空間が介在されている。また、第2シールド部材71bと、嵌合凹部70における図面右方を臨む面との間には、空間が介在されている。
【0066】
本実施形態では、上記の(1)、(2)及び(4)〜(9)と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
(10) 吐出チャンバ52の内壁面との間に空間を有するように設けられたシールド部材71によって、吐出チャンバ52に導入される冷媒ガスの前記内壁面への直接的な吹き付けが防止される。これにより、前記冷媒ガスの熱が前記内壁面に対して直接的に伝達されることが防止されるため、吐出チャンバ52の内壁面を構成する壁部の温度上昇が抑えられるとともに、前記壁部の熱による、圧縮機構14の加熱が抑制される。
【0067】
(11) 本実施形態では、吐出チャンバ52内に嵌合固定されたシールド部材71によって、吐出チャンバ52に導入された冷媒ガスによる、圧縮機構14の加熱が抑制される。つまり、本実施形態では、吐出チャンバ52において、ハウジング11に対する断熱手段の嵌合による組み付けが可能となっている。
【0068】
(第3の実施形態)
この第3の実施形態は、前記第1の実施形態において主に第2ハウジング構成体22の構成を変更したものであり、その他の点では第1の実施形態同様の構成になっている。従って、第1の実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。
【0069】
図4に示すように、本実施形態の第2ハウジング構成体22は、吐出チャンバ52の内壁面を構成する壁部を有する別体構成体としての内側ハウジング部材22aと、該内側ハウジング部材22aの外側(回転軸33の径方向における外側)に配置される固定部材としての外側ハウジング部材22bとを備えている。内側ハウジング部材22a及び固定スクロール部材41(壁面構成部63)によって、吐出チャンバ52の壁部が構成されている。
【0070】
内側ハウジング部材22aは、略有蓋円筒状を呈しており、前記第1の実施形態における蓋部26の中心側の一部に相当する蓋部26aと、該蓋部26aに対して一体形成された吐出チャンバ壁部60とを有している。蓋部26aには、前述同様の吐出フランジ53が設けられている。蓋部26aの外周部には、後述する樹脂リング80が外装される第1段部22cと、その図面左側に形成された第2段部22dとが設けられている。吐出チャンバ壁部60に形成されたOリング収容溝部61には、断熱材(ゴム製のシール部材)としてのOリング62が収容されている。
【0071】
外側ハウジング部材22bは、前述の蓋部26の外周側の一部に相当する蓋部26bと、該蓋部26bに対して一体形成された円筒部25と、該円筒部25に対して一体形成された取付部29とを有している。蓋部26bの内周部には、第1段部22c及び第2段部22dに対応する箇所にそれぞれ第1段部22e及び第2段部22fが設けられている。
【0072】
第1段部22cと第1段部22eとの間には、環状の樹脂リング80が介在されている。これにより、内側ハウジング部材22aと外側ハウジング部材22bとは直接的に当接しないようになっている。また、第2段部22dと第2段部22fとの間の部分は、O(オー)リング81によって封止されている。内側ハウジング部材22aは、外側ハウジング部材22b、樹脂リング80及びOリング81等を介して、第1ハウジング構成体21側に対して固定されている。本実施形態においては、樹脂リング80及びOリング81によって、別体構成体と固定部材との間に介在された断熱材が構成されている。
【0073】
壁面構成部63において、吐出チャンバ壁部60の近傍には、環状の溝部82が形成されている。これによって、固定スクロール部材41の基板41aは、溝部82に対応する箇所の板厚が小さくなっている。
【0074】
本実施形態では、上記の(2)及び(4)〜(9)と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
(12) 圧縮機構14側とは別体に構成された内側ハウジング部材22aが、圧縮機構14側に対して断熱材(Oリング62)を介して接合されているため、内側ハウジング部材22aに対して吐出チャンバ52内の冷媒ガスから伝達された熱は、圧縮機構14側へ伝達され難くなる。したがって、圧縮機構14における吸入冷媒ガスが昇温され難くなる。この結果、圧縮機構14の体積効率の低下が抑制される。
【0075】
(13) 内側ハウジング部材22aと圧縮機構14側との間を封止するゴム製のシール部材(Oリング62)によって、内側ハウジング部材22aから圧縮機構14側への熱の伝達が抑制される。この構成においては、前記シール部材を断熱材として兼用することで、特段に断熱材を設けることが回避でき、これによるコストダウンを図ることが可能となる。
【0076】
(14) 内側ハウジング部材22aは、これとは別体に構成された外側ハウジング部材22bによって圧縮機構14側に対して固定される。また、内側ハウジング部材22aと外側ハウジング部材22bとの間に介在された断熱材(80,81)によって、内側ハウジング部材22aから外側ハウジング部材22bへの熱の伝達が抑制される。これにより、外側ハウジング部材22bを介した内側ハウジング部材22aから圧縮機構14側への熱の伝達が抑制される。
【0077】
(15) 固定スクロール部材41の基板41aは、溝部82に対応する箇所の板厚が小さくなっている。これにより、基板41aを介した吐出チャンバ52側(壁面構成部63における溝部82の内側)から吸入チャンバ49側への熱伝導が抑制される。
【0078】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
○ 電動圧縮機のハウジングにおいて一体的に設けられたインバータに対する冷却を効果的に行うために、より積極的に前記吸入冷媒ガスを利用するように構成してもよい。この場合、例えば、図5に示すように構成する。この構成において、吸入口50aが形成された吸入フランジ50は、前記実施形態に比較して、よりモータ部(13)に近接して設けられている。すなわち、吸入フランジ50は、より吐出チャンバ52から離間して設けられている。この場合においても、前記実施形態と同様に、吸入口50aは、ハウジング内密閉空間(12)においてモータ部(13)が配設された空間(モータ室)等を介することなく、吸入通路51を介して直接的に吸入チャンバ(49)と連通されている。本構成においても、吸入口50aは、前記実施形態と同様に、吸入フランジ50において図面上方に開口するように配設されている。つまり、前記吸入通路51の吸入口50a側の部分は、前記実施形態に比較して、よりモータ部13に近接して配設されている。そして、本構成では、インバータ38が、図面左右方向において吸入フランジ50と重複するように配置された状態で、すなわち吸入フランジ50の近傍において、ハウジング11に対して一体的に設けられている。この構成によれば、インバータ38が発する熱は、ハウジング11外部の大気中に放熱されるとともに、ハウジング11に伝達される。このとき、インバータ38が設けられた部分のハウジング11は、吸入通路51を通過する前記吸入冷媒ガスによって、効果的に冷却される。また、本構成では、前記実施形態における前記断熱手段等により、吐出チャンバ52側の熱が圧縮機構14側、すなわち、吸入フランジ50側に伝わり難くなっている。そのため、インバータ38が設けられた部分のハウジング11が昇温され難く、インバータ38に対する冷却効果が高く維持され得る。この結果、インバータ38において、その発熱量が多くなる高負荷時の運転状態がより安定するとともに、信頼性が向上する。
【0079】
○ 前記実施形態において、例えば、固定スクロール部材41の基板41aにおける吐出チャンバ52に対向する壁面の全面によって、壁面構成部63が構成されていてもよい。すなわち、前記壁面の全面が吐出チャンバ52の内壁面を構成していてもよい。ただし、前記吸入冷媒ガスの昇温を効果的に抑制するためには、壁面構成部63の面積を、前記壁面全面の半分程度の面積とすることが望ましい。
【0080】
○ 第1の実施形態において、コーティング材64を、ゴム等により構成してもよい。
○ 第1、第2及び第3の実施形態において、環状密閉空間65に冷媒ガスを導入しないように構成してもよい。この構成において、環状密閉空間65内をほぼ外気圧状態とした場合には、ガスケット31を介在させることなく第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22とを接合させてもよい。なお、ガスケット31を介在させることなく第1ハウジング構成体21と第2ハウジング構成体22とを接合させた場合には、固定スクロール部材41の外周面とこれに対向する第1ハウジング構成体21の内周面との間を封止するシール材を設けるとなおよい。
【0081】
○ 第2の実施形態において、シールド部材71と吐出チャンバ52の内壁面との間の空間と、シールド部材71の内部空間とは、第1シールド部材71aと第2シールド部材71bとの接合部分等を介して連通されていてもよい。この場合、吐出孔41e側から前記内壁面への吐出冷媒ガスの直接的な吹き付けが抑制され得る構成であればよい。
【0082】
○ 第2の実施形態において、シールド部材71を、ハウジング11側(圧縮機構14を含む)に対して、断熱材を介して固定するようにしてもよい。
○ 第2の実施形態において、シールド部材71を構成する樹脂は、断熱性を有していても有していなくてもどちらでもよい。
【0083】
○ 第2の実施形態では、シールド部材71を樹脂を用いて構成したが、これに限定されない。例えば、金属やセラミック、樹脂以外のエラストマ等を用いて構成してもよい。
【0084】
○ 第2の実施形態において、断熱性を有する材料を用いてシールド部材71を構成した場合には、吐出チャンバ52の内壁面とシールド部材71との間に空間が形成されないように、すなわち、前記両者が互いに密着した状態となるように構成されていてもよい。この場合、断熱性を有するシールド部材71によって、該シールド部材71内部の冷媒ガスの熱が外部に伝達されることが抑制される。但し、この構成においては、シールド部材71の内部と外部(吐出チャンバ52の内壁面側)とが連通されないように構成されることが望ましい。
【0085】
○ 第3の実施形態において、溝部82は設けられていなくてもよい。
○ 第3の実施形態において、内側ハウジング部材22aは、樹脂リング80を介することなく直接的に外側ハウジング部材22bと当接されていてもよい。この場合、外側ハウジング部材22bと第1ハウジング構成体21との間に、断熱材として機能し得るガスケット31等の部材が介在されていることが望ましい。
【0086】
○ 第3の実施形態において、内側ハウジング部材22aは、外側ハウジング部材22bを介することなく第1ハウジング構成体21側に固定されていてもよい。この場合、内側ハウジング部材22aと第1ハウジング構成体21側との間に断熱材が介在されていればよい。
【0087】
○ 前記実施形態において、吐出チャンバ壁部60と固定スクロール部材41との間に、断熱材を介在させてもよい。例えば、Oリング62が断熱材として機能する構成とした場合であっても、Oリング62に加えて、これ以外の断熱材を介在させてもよい。
【0088】
○ 前記実施形態において、インバータ38は、ハウジング11に対して一体的に設けられていなくてもよい。
○ 本発明は、電動モータを内蔵する電動圧縮機に具体化することに限定されるものではなく、例えば車両の走行駆動源であるエンジンによって駆動されるタイプの圧縮機に具体化してもよい。
【0089】
○ 前記圧縮機構はスクロールタイプに限定されるものではなく、例えばピストンタイプ又はベーンタイプ或いはヘリカルタイプ等の何れのタイプを採用してもよい。
【0090】
○ 本発明は、車両用空調装置に用いられる圧縮機に具体化することに限定されるものではなく、例えば家庭用空調装置に用いられる圧縮機に具体化してもよい。
【0091】
○ 本発明は、空調装置に用いられる圧縮機に具体化することに限定されるものではなく、空調装置以外の冷凍サイクル、つまり例えば冷蔵庫や冷凍庫の冷凍サイクルに用いられる圧縮機に具体化してもよい。
【0092】
○ 本発明は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機に具体化することに限定されるものではなく、例えば車両のエアサスペンション装置等に用いられるエア圧縮機に具体化してもよい。
【0093】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜5に記載の発明によれば、圧縮機の圧縮機構における吸入ガスの昇温を抑えるとともに、前記圧縮機構の体積効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の電動圧縮機の概要を示す模式断面図。
【図2】同じく吐出チャンバ付近を示す模式部分拡大断面図。
【図3】第2の実施形態の吐出チャンバ付近を示す模式部分拡大断面図。
【図4】第3の実施形態の吐出チャンバ付近を示す模式部分拡大断面図。
【図5】別例の電動圧縮機を示す模式概要図。
【符号の説明】
11…ハウジング、13…電動モータとしてのモータ部、14…圧縮機構、22a…別体構成体としての内側ハウジング部材、22b…固定部材としての外側ハウジング部材、38…インバータ、41…固定スクロール部材、41e…吐出孔、52…吐出チャンバ、62…断熱材としてのOリング、63…壁面構成部、64…断熱手段としてのコーティング材、71…断熱手段としてのシールド部材、80…断熱材としての樹脂リング、81…断熱材としてのOリング。
Claims (5)
- ハウジング内に収容された圧縮機構の動作によってガス圧縮を行うとともに、前記圧縮機構から吐出されたガスが導入される吐出チャンバを備えた圧縮機であって、
前記吐出チャンバを構成する壁部の少なくとも一部を、前記圧縮機構側とは別体に構成された別体構成体とするとともに、該別体構成体を、前記圧縮機構側に対して断熱材を介して接合し、
前記別体構成体を前記圧縮機構側に固定するための固定部材を備えるとともに、前記別体構成体と前記固定部材との間に、断熱材を介在させたことを特徴とする圧縮機。 - 前記断熱材は、ゴム製のシール部材である請求項1に記載の圧縮機。
- 前記圧縮機構は、スクロールタイプである請求項1又は2に記載の圧縮機。
- 前記圧縮機構を構成する固定スクロール部材には、前記圧縮機構から吐出されたガスを前記吐出チャンバに導入するための吐出孔が形成されるとともに、前記固定スクロール部材は、前記吐出チャンバの内壁面の一部を構成する壁面構成部を有し、該壁面構成部は、前記固定スクロール部材の前記吐出チャンバに対向する壁面のうちの、前記吐出孔側の一部によって構成されている請求項3に記載の圧縮機。
- 前記圧縮機構は電動モータにより駆動され、前記電動モータを駆動するためのインバータは、前記圧縮機構とともに前記ハウジングに対して一体的に設けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮機。
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