JP6103904B2 - Electric compressor - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空調装置の冷凍サイクル等に用いられる電動圧縮機に関し、駆動源として、ハウジング内に配されたアキシャルギャップ型のモータを用いる電動圧縮機に関する。 The present invention relates to an electric compressor used for a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and more particularly to an electric compressor using an axial gap type motor disposed in a housing as a drive source.
従来、この種の電動圧縮機として、下記する特許文献1及び2に示されるものが公知となっている。
このうち、特許文献1に示される電動圧縮機は、密閉容器と、密閉容器内に配置された圧縮機構部と、密閉容器内の低圧側に配置され、回転軸を介して圧縮機構部を駆動するアキシャルギャップ型モータとを備えている。この圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータは、ステータと、このステータの上側に所定のエアギャップを介して対向配置されたロータとを有して構成され、圧縮機構部は、密閉容器内に取り付けられた本体部と、この本体部に固定される固定スクロールと、この固定スクロールに噛み合う旋回スクロールとを有して構成され、旋回スクロールを回転軸の上端に接続し、この旋回スクロールを回転軸の回転によって旋回させるようにしている。
Conventionally, as this kind of electric compressor, what is shown in
Among these, the electric compressor shown in Patent Document 1 is disposed in a sealed container, a compression mechanism unit disposed in the sealed container, and a low-pressure side in the sealed container, and drives the compression mechanism unit via a rotating shaft. And an axial gap type motor. An axial gap type motor used in this compressor is configured to include a stator and a rotor disposed on the upper side of the stator so as to face each other through a predetermined air gap, and the compression mechanism is mounted in a sealed container. And a fixed scroll fixed to the main body, and a turning scroll meshing with the fixed scroll. The turning scroll is connected to the upper end of the rotating shaft, and the turning scroll is connected to the rotating shaft. It is made to turn by rotation.
また、特許文献2に示される電動圧縮機は、密閉容器内の圧縮機構部の上側にアキシャルギャップ型モータを配置し、このアキシャルギャップ型モータを回転軸に固定された円盤形状のロータと、このロータの軸方向上側にエアギャップを介して対向配置された第1のステータ(上側ステータ)と、軸方向下側にエアギャップを介して対向配置された第2のステータ(下側ステータ)とを有して構成し、圧縮機構部を、シリンダ状の本体部と、この本体部の両側開口端を閉塞する端板とを備え、モータのロータが固定された回転軸を両端板に設けられた軸受に回動自在に支持し、この回転軸に設けられたクランクピンを介してピストンを駆動させることで本体部内側に形成される圧縮室の容積を変化させるようにしている。
In addition, the electric compressor shown in
このようなアキシャルギャップ型モータにおいては、それぞれのステータが、磁性体からなる円盤状のバックヨークと、上記バックヨークからロータ側に向って立設し、周方向に略等間隔に配されたティースと、各ティースに巻回された励磁コイルとを有して構成されている。このようなステータにおいては、バックヨークが、モータ駆動時に磁束が流れる経路となり、鉄損により熱が発生するため、バックヨークを励磁コイルと共に冷却する必要がある。 In such an axial gap type motor, each stator has a disk-shaped back yoke made of a magnetic material, and teeth that are erected from the back yoke toward the rotor and are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. And an exciting coil wound around each tooth. In such a stator, the back yoke becomes a path through which the magnetic flux flows when the motor is driven, and heat is generated due to iron loss. Therefore, the back yoke needs to be cooled together with the exciting coil.
そこで、上述した構成においては、吸入管から供給された冷媒ガスを、アキシャルギャップ型モータのエアギャップや軸方向に設けられたガス通路またはロータに設けられたガス通路を通過させ、圧縮機構部に導くようにし(特許文献1参照)、また、バックヨークの外周部に、コアカットを設け、バックヨークの外周壁とハウジングとの間を冷媒の通路にすると共に冷却のための風の通路として用いるようにしている(特許文献2参照)。 Therefore, in the above-described configuration, the refrigerant gas supplied from the suction pipe is passed through the air gap of the axial gap motor, the gas passage provided in the axial direction, or the gas passage provided in the rotor, and is supplied to the compression mechanism section. In addition, a core cut is provided on the outer peripheral portion of the back yoke so as to provide a coolant passage between the outer peripheral wall of the back yoke and the housing, and as a wind passage for cooling. (See Patent Document 2).
しかし、特許文献1の構成においては、ロータの下側にのみ所定のエアギャップを介してステータが対向配置されているため、要求されるトルクが大きくなれば、ロータやステータの径を大きくする必要がある。このため、限られた設置スペースへの設置が要請される場合においては、圧縮器の径を大きくすることが困難となり、必要トルクを確保することが難しくなるという不都合がある。 However, in the configuration of Patent Document 1, since the stator is disposed opposite to the rotor only through a predetermined air gap, if the required torque increases, the diameter of the rotor or the stator needs to be increased. There is. For this reason, when installation in a limited installation space is required, it is difficult to increase the diameter of the compressor and it is difficult to ensure the necessary torque.
この点、特許文献2に示されるように、ロータの軸方向両側にステータを対向配置させたアキシャルギャップ型モータを利用すれば、圧縮器の径を大きくすることなく、高トルクを得ることは可能であるが、バックヨークの外周部に、コアカットを設けて冷媒を通過する通路を確保するものであるため、ステータの背面に冷媒を供給しにくく、また、ロータの回転による遠心力でシャフト近くに冷媒が流れにくくなり、ステータやロータの冷却が十分に行えない不都合が懸念される。
In this regard, as shown in
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、ロータの軸方向両側にエアギャップを介してステータが配されるアキシャルギャップ型の電動機を備えた電動圧縮機において、ステータ及びロータの冷却を効果的に行うことが可能な電動圧縮機を提供することを主たる課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an electric compressor including an axial gap type electric motor in which a stator is arranged on both sides in the axial direction of the rotor via an air gap, the stator and the rotor are cooled. The main problem is to provide an electric compressor that can be effectively performed.
上記課題を達成するために、本発明に係る電動圧縮機は、ハウジングと、このハウジング内に回転可能に支承されたシャフトと、前記ハウジング内に収容されたモータ及びこのモータにより前記シャフトを介して駆動される圧縮機構とを備え、前記モータは、前記シャフトに固定されたロータと、このロータの軸方向の一方の端面に第1のエアギャップを介して対向配置された第1のステータと、前記ロータの軸方向の他方の端面に第2のエアギャップを介して対向配置された第2のステータと、を有して構成され、前記ハウジングの外周壁に冷媒を導入する導入ポートを設け、この導入ポートを介して導入された冷媒を、前記モータを収容する空間から前記圧縮機構へ導く電動圧縮機において、前記第1のステータとこれに軸方向で対峙する前記ハウジングの内壁との間に第1の冷媒導入空間を画成し、前記導入ポートを前記第1の冷媒導入空間に連通させ、前記第2のステータとこれに軸方向で対峙する前記ハウジングの内壁との間に第2の冷媒導入空間を画成し、この第2の冷媒導入空間を前記圧縮機構に連通させ、前記第1のステータの中央に前記第1の冷媒導入空間と前記第1のエアギャップとを連通する第1のガス通路を形成し、前記第2のステータの中央に前記第2の冷媒導入空間と前記第2のエアギャップとを連通する第2のガス通路を形成し、前記導入ポートを介して導入された冷媒を、前記第1の冷媒導入空間、前記第1のガス通路、前記第1のエアギャップ、前記ロータの周囲、前記第2のエアギャップ、前記第2のガス通路、前記第2の冷媒導入空間、の順に流して前記圧縮機構へ導く冷媒経路を具備することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an electric compressor according to the present invention includes a housing, a shaft rotatably supported in the housing, a motor accommodated in the housing, and the motor via the shaft. A compression mechanism to be driven, and the motor includes a rotor fixed to the shaft, a first stator disposed opposite to one end face in the axial direction of the rotor via a first air gap, A second stator disposed opposite to the other end surface in the axial direction of the rotor via a second air gap, and provided with an introduction port for introducing a refrigerant to the outer peripheral wall of the housing, In the electric compressor for introducing the refrigerant introduced through the introduction port to the compression mechanism from the space accommodating the motor, the refrigerant is opposed to the first stator in the axial direction. A first refrigerant introduction space is defined between the inner wall of the housing, the introduction port communicates with the first refrigerant introduction space, and the second stator and the housing are opposed to each other in the axial direction. A second refrigerant introduction space is defined between the inner wall and the second refrigerant introduction space. The second refrigerant introduction space communicates with the compression mechanism, and the first refrigerant introduction space and the first refrigerant are arranged in the center of the first stator. A first gas passage that communicates with the air gap of the second stator, and a second gas passage that communicates between the second refrigerant introduction space and the second air gap at the center of the second stator. The refrigerant introduced through the introduction port is divided into the first refrigerant introduction space, the first gas passage, the first air gap, the periphery of the rotor, the second air gap, and the second Gas passage, the second refrigerant introduction space, It is characterized by having a refrigerant passage leading to the compression mechanism to flow in.
このような構成によれば、導入ポートから導入された冷媒が、第1のステータとこれに軸方向で対峙するハウジングの内壁との間に画成された第1の冷媒導入空間に導かれ、この第1の冷媒導入空間から第1のステータの中央に形成された第1のガス通路を通って第1のステータのロータと対峙する側へ第1のエアギャップにかけて導かれる。ロータは、シャフトを中心に回転するため、ロータの外周とハウジングの内周壁との間にはエアギャップが設けられている。このため、第1のステータのロータと対峙する側へ導かれた冷媒は、第1のエアギャップを第1のステータと対峙するロータの端面に沿って径方向外側へ流れる。そして、ロータの外周面とハウジングとの間のエアギャップを流れた後に、第2のエアギャップを第2のステータと対峙するロータの端面に沿って径方向内側へ流れ、第2のステータの中央に形成された第2のガス通路を通って、第2のステータとこれに軸方向で対峙するハウジングの内壁との間に画成された第2の冷媒導入空間に導かれ、その後、この第2の冷媒導入空間を介して圧縮機構へ導かれる。 According to such a configuration, the refrigerant introduced from the introduction port is guided to the first refrigerant introduction space defined between the first stator and the inner wall of the housing facing the axial direction of the first stator, From the first refrigerant introduction space, the first air gap is led to the side facing the rotor of the first stator through the first gas passage formed in the center of the first stator. Since the rotor rotates about the shaft, an air gap is provided between the outer periphery of the rotor and the inner peripheral wall of the housing. For this reason, the refrigerant guided to the side of the first stator facing the rotor flows radially outward along the end face of the rotor facing the first stator through the first air gap. Then, after flowing through the air gap between the outer peripheral surface of the rotor and the housing, the second air gap flows radially inward along the end surface of the rotor facing the second stator, and the center of the second stator Through the second gas passage formed in the second gas passage, and is guided to a second refrigerant introduction space defined between the second stator and the inner wall of the housing facing the axial direction. The refrigerant is guided to the compression mechanism through the two refrigerant introduction spaces.
したがって、導入ポートから第1の冷媒導入空間に導入された冷媒は、第1のステータの中央に設けた第1のガス通路を介して第1のエアギャップに導かれ、この第1のエアギャップを介して径方向外側に運ばれるので、確実にロータと第1のステータとを冷却することが可能となる。また、冷媒は、その後、ロータの周囲を通って第2のエアギャップに導かれ、この第2のエアギャップを介して径方向内側に運ばれ、しかる後に第2のステータの中央に設けた第2のガス通路を介して第2の冷媒導入空間に導かれるので、確実にロータと第2のステータとを冷却することが可能となる。 Therefore, the refrigerant introduced into the first refrigerant introduction space from the introduction port is guided to the first air gap via the first gas passage provided in the center of the first stator, and the first air gap. Thus, the rotor and the first stator can be reliably cooled. The refrigerant is then guided to the second air gap through the periphery of the rotor, and is conveyed radially inward through the second air gap, and then the second stator provided in the center of the second stator. Since it is led to the second refrigerant introduction space via the two gas passages, the rotor and the second stator can be reliably cooled.
以上の構成においては、第1及び第2の冷媒導入空間の少なくとも一方に、導入された冷媒によるステータの冷却を促進するための冷却促進手段を設けるようにしてもよい。
このような冷却促進手段は、第1の冷媒導入空間にあっては、導入ポートと第1のガス通路の第1の冷媒導入空間に開口する部分とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮る壁部によって構成し、また、第2の冷媒導入空間にあっては、第2のガス通路の第2の冷媒導入空間に開口する部分と連通路とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮る壁部によって構成するとよい。
In the above configuration, at least one of the first and second refrigerant introduction spaces may be provided with a cooling promotion means for promoting cooling of the stator by the introduced refrigerant.
In the first refrigerant introduction space, such a cooling accelerating means blocks an imaginary straight line that connects the introduction port and a portion of the first gas passage that opens to the first refrigerant introduction space in the three-dimensional space. Consists of walls, and in the second refrigerant introduction space, a virtual straight line that connects the portion of the second gas passage that opens to the second refrigerant introduction space and the communication passage in a three-dimensional space is blocked. It is good to comprise by a wall part.
たとえば、第1の冷媒導入空間にあっては、導入ポートから第1のガス通路の第1の冷媒導入空間に開口する部分にかけて冷媒を螺旋状に流す壁部を設けたり、第1のガス通路の冷媒導入空間に開口する部分の周縁に導入ポートと反対側が開口された円弧状の壁部を設けたりするとよい。
同様に、第2の冷媒導入空間にあっては、第2のガス通路の第2の冷媒導入空間に開口する部分から連通路にかけて冷媒を螺旋状に流す壁部を設けたり、第2のガス通路の冷媒導入空間に開口する部分の周縁に連通路と反対側が開口された円弧状の壁部を設けたりするとよい。
For example, in the first refrigerant introduction space, a wall portion that spirally flows the refrigerant from the introduction port to a portion that opens to the first refrigerant introduction space of the first gas passage, or the first gas passage It is preferable to provide an arcuate wall portion having an opening opposite to the introduction port at the periphery of the portion opened to the refrigerant introduction space.
Similarly, in the second refrigerant introduction space, a wall portion for flowing the refrigerant spirally from the portion of the second gas passage that opens into the second refrigerant introduction space to the communication passage is provided, or the second gas is provided. It is preferable to provide an arcuate wall having an opening on the side opposite to the communication path at the periphery of the portion of the passage that opens into the refrigerant introduction space.
なお、前記壁部は、前記ステータと一体に形成されるものであっても、別体に形成されるものであってもよい。また、前記壁部は、ステータを支持する支持部と共に前記ステータに一体に形成されるようにしてもよい。 The wall portion may be formed integrally with the stator or may be formed separately. The wall portion may be formed integrally with the stator together with a support portion that supports the stator.
以上述べたように、本発明の電動圧縮機によれば、第1のステータとこれに軸方向で対峙するハウジングの内壁との間に第1の冷媒導入空間を画成し、第2のステータとこれに軸方向で対峙するハウジングの内壁との間に第2の冷媒導入空間を画成し、第1のステータの中央に第1の冷媒導入空間と第1のエアギャップとを連通する第1のガス通路を形成し、第2のステータの中央に第2の冷媒導入空間と第2のエアギャップとを連通する第2のガス通路を形成し、導入ポートを第1の冷媒導入空間に連通させ、また、第2の冷媒導入空間を圧縮機構に連通させている。導入ポートから導入された冷媒は、第1の冷媒導入空間から第1のガス通路を介して第1のエアギャップに導かれ、この第1のエアギャップを介して径方向外側に流れるので、確実にロータと第1のステータとを冷却することが可能となる。さらに、冷媒は、ロータの周囲を通って第2のエアギャップに導かれ、この第2のエアギャップを介して径方向内側に流れ、第2のステータの中央に設けた第2のガス通路を介して第2の冷媒導入空間に導かれるので、この冷媒の流れによりロータと第2のステータとを確実に冷却することが可能となる。 As described above, according to the electric compressor of the present invention, the first stator introduction space is defined between the first stator and the inner wall of the housing opposed to the first stator in the axial direction. A second refrigerant introduction space is defined between the inner wall of the housing and the inner wall of the housing facing the axial direction, and the first refrigerant introduction space and the first air gap communicate with each other at the center of the first stator. 1 gas passage is formed, a second gas passage is formed in the center of the second stator to communicate the second refrigerant introduction space and the second air gap, and the introduction port is used as the first refrigerant introduction space. The second refrigerant introduction space communicates with the compression mechanism. The refrigerant introduced from the introduction port is guided from the first refrigerant introduction space to the first air gap through the first gas passage, and flows radially outward through the first air gap. In addition, the rotor and the first stator can be cooled. Further, the refrigerant is guided to the second air gap through the periphery of the rotor, flows radially inward through the second air gap, and passes through the second gas passage provided in the center of the second stator. Thus, the rotor and the second stator can be reliably cooled by the flow of the refrigerant.
以下、本発明に係る電動圧縮機について、図面を参照しながら説明する。
図1において、電動圧縮機1は、例えば、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに用いられるものであり、アルミ合金で構成されたハウジング2内に、図中左方においてアキシャルギャップ型のモータ3を配設し、また、図中右側において前記モータ3により駆動される圧縮機構4を配設している。尚、図1において、図中左側を電動圧縮機の前方(フロント側)、図中右側を電動圧縮機の後方(リア側)としている。
Hereinafter, an electric compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, an electric compressor 1 is used, for example, in a refrigeration cycle using a refrigerant as a working fluid, and an axial
ハウジング2は、この例では、フロント側の第1のハウジング部材5とリア側の第2のハウジング部材6とから構成され、これら2つのハウジング部材5,6が図示しないボルトにより軸方向に締結されている。
In this example, the
第1のハウジング部材5は、中程に仕切壁5aが形成された筒状形状のもので、仕切壁5aよりもフロント側にフロント端が開口されたインバータ収容筒状部5bが形成され、また、仕切壁5aよりもリア側にリア端が開口されたモータ収容筒状部5cが形成されている。仕切壁5aには、リア側の端面に軸方向前方へ窪ませた断面円形状の凹部5eが形成され、また、同端面の凹部5eの周囲には、後述する第1のステータ13のバックヨーク13bの軸方向位置を規定するスラスト面5dが形成されている。
The
第2のハウジング部材6は、中程に仕切壁6aが形成された筒状形状のもので、仕切壁6aよりもフロント側にフロント端が開口されたモータ収容筒状部6bが形成され、また、仕切壁6aよりもリア側にリア端が開口された圧縮機構収容筒状部6cが形成されている。仕切壁6aには、フロント側端面から軸方向前方へ突出し、シャフト11を貫通支持するボス部6eと、このボス部6eの周囲をフロント側の端面から軸方向後方へ窪ませた環状の凹部6fとが形成され、また、仕切壁6aのフロント側の端面の凹部6fの周囲には、後述する第2のステータ14のバックヨーク14bの軸方向位置を規定するスラスト面6dが形成されている。
The
前記アキシャルギャップ型のモータ3は、第1のハウジング部材5の仕切壁5aとモータ収容筒状部5c、及び、第2のハウジング部材6の仕切壁6aとモータ収容筒状部6bによって囲まれて構成されるモータ収容空間10に収容され、前記圧縮機構4は、第2のハウジング部材6の圧縮機構収容筒状部6cに収容されている。
The axial
アキシャルギャップ型のモータ3は、図2にも示されるように、シャフト11に固定された円盤形状のロータ12と、このロータ12のフロント側において軸方向に第1のエアギャップαを介して対向配置された第1のステータ13と、ロータ12のリア側において軸方向に第2のエアギャップβを介して対向配置された第2のステータ14とを有している。
As shown in FIG. 2, the axial
ロータ12は、周方向に永久磁石15が複数(例えば、8つ)配列されており、中央にシャフト11を挿着させる通孔12aが形成され、組付け時にハウジング2との干渉を避けるために、外周面とハウジング2の内周壁との間には十分なギャップγが設けられている。
The
第1のステータ13と第2のステータ14は、同様の構成を有しているもので、中央に通孔13a,14aを有する磁性体からなる円盤状のバックヨーク13b,14bと、このバックヨーク13b,14bの通孔13a,14aの周囲において、バックヨーク13b,14bからロータ側に向かって軸方向に立設し、周方向に等間隔に配設された複数のティース13c,14cと、それぞれのティース13c,14cに装着される予め巻回形成された三相の励磁コイル13d,14dとを有して構成され、図示しないインバータから各ハウジング部材5、6に設けられたコネクタ16,17を介して励磁コイル13d,14dに電流が供給されるようになっている。
The
したがって、それぞれのステータ13,14の中央には、バックヨーク13b,14bの中央に形成された通孔13a,14aから軸方向に延設され、ティース13c,14cに装着された励磁コイル13d,14dによって囲まれた空間が形成され、この空間により、後述するガス通路が構成されている(第1のステータ13の中央に形成された空間により第1のガス通路21が形成され、第2のステータ14の中央に形成された空間により第2のガス通路22が形成されている)。
Accordingly, the excitation coils 13d and 14d that extend in the axial direction from the through
第1のステータ13は、第1のハウジング部材5の仕切壁5aに設けられた図示しない位置決めピンにより径方向位置が決められ、ボルト18によってバックヨーク13bをモータ収容空間10側から(リア側から)スラスト面5dに締結することで第1のハウジング部材5内に固定されている。これにより、第1のステータ13とこれに軸方向で対峙するハウジング2(第1のハウジング部材5)の内壁との間、即ち、第1のステータ13のバックヨーク13bと仕切壁5aとの間には、バックヨーク13bと仕切壁5aの凹部5eとによって囲まれた第1の冷媒導入空間31が画成されている。
The
また、第2のステータ14は、第2のハウジング部材6の仕切壁6aに設けられた図示しない位置決めピンにより径方向位置が決められ、ボルト19によってバックヨーク14bをモータ収容空間10側から(フロント側から)スラスト面6dに締結することで第2のハウジング部材6内に固定されている。これにより、第2のステータ14とこれに軸方向で対峙するハウジング2(第2のハウジング部材6)の内壁との間、即ち、第2のステータ14のバックヨーク14bと仕切壁6aとの間には、バックヨーク14bと仕切壁6aの凹部6fとによって囲まれた第2の冷媒導入空間32が画成されている。
Further, the radial position of the
そして、第1のエアギャップαと第1の冷媒導入空間31とは、第1のステータ13の中央に形成された前記第1のガス通路21を介して連通し、第2のエアギャップβと第2の冷媒導入空間32とは、第2のステータ14の中央に形成された前記第2のガス通路22を介して連通している。
The first air gap α and the first
前記第1の冷媒導入空間31と第2の冷媒導入空間32には、導入された冷媒によってステータの冷却を促進する冷却促進手段を構成する壁部(第1の冷媒導入空間31に設けられた第1の冷媒誘導壁51、第2の冷媒導入空間32に設けられた第2の冷媒誘導壁52)が設けられている。
第1の冷媒誘導壁51は、導入ポート27と第1のガス通路21とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように形成されているもので、第1のステータ13のバックヨーク13bに一体化されるものであっても、バックヨーク13bや第1のハウジング部材5と別体で形成されるものであってもよい。また、第2の冷媒誘導壁52は、第2のガス通路と連通路29とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように形成されているもので、第2のステータ14のバックヨーク14bに一体化されるものであっても、バックヨーク14bや第2のハウジング部材6と別体で形成されるものであってもよい。
The first
The first
この例では、第1の冷媒導入空間31に設けられた第1の冷媒誘導壁51は、第1のステータ13のバックヨーク13bに一体に形成されており、図3(a)に示されるように、第1の冷媒導入空間31から第1のガス通路21への通路を残してバックヨーク13bの通孔13aの周縁を取り囲むよう形成されている。冷媒誘導壁51の一端側は、通孔13aの周縁から導入ポート27の近傍にかけて、導入ポート27と第1のガス通路21とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように延設されている。したがって、導入ポート27から第1の冷媒導入空間31に導入された冷媒は、第1の冷媒誘導壁51の外側をほぼ一周した後に、第1の冷媒導入空間31から第1のガス通路21に導かれるようになっている。
In this example, the first
また、第2の冷媒導入空間32に設けられた冷媒誘導壁52は、第2のステータ14のバックヨーク14bに一体に形成されており、図3(b)に示されるように、第2のガス通路22から第2の冷媒導入空間32への通路を残してバックヨーク14bの通孔14aの周縁を取り囲むよう形成されている。冷媒誘導壁52の一端側は、通孔14aの周縁から凹部6fの内周壁にかけて第2のガス通路22と連通路29との間を通るように(間隙部22aと連通路29とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように)延設されている。したがって、間隙部22aから第2の冷媒導入空間32に導入された冷媒は、第2の冷媒誘導壁52の外側をほぼ一周した後に(通孔14a(ボス部6e)を中心としてほぼ一周するように螺旋状に流れた後に)、連通路29に導かれるようになっている。
Further, the
モータ3のシャフト11は、リア側が第2のステータ13の第2のガス通路22を挿通すると共に第2のハウジング部材6の仕切壁6aに形成されたボス部6eを貫通して圧縮機構4に延設されているもので、ボス部6eを貫通する部分でプレーンベアリング23を介して回転自在に軸支されている。また、シャフト11のフロント側は、第1のステータ13の第1のガス通路内21に挿入されて、第1の冷媒導入空間31の近くまで延設されており、シャフト11の先端にねじ等によって固定された位置検出用の磁石体25を第1の冷媒導入空間31に突設させている。
The
ロータ12は、シャフト11の外周面とロータ12の通孔12aの内周面に形成されたキー溝に係合する図示しないキーを介してシャフト11に固定されており、このキーを介してロータ12の回転がシャフト11に伝達されるようになっている。なお、ロータ12からシャフト11への回転力の伝達は、キーを用いないでシャフト11の外周面とロータ12の内周面に形成したスプラインまたはネジを係合させて直接伝達するようにしてもよい。
なお、26は、シャフト11に外装されるロータ12の軸方向位置を固定するナットである。
The
そして、第1のハウジング部材5の外周壁には、圧縮機構4で圧縮される冷媒を導入する導入ポート27が形成され、また、第2のハウジング部材6の圧縮機構収容筒状部6cを構成する外周壁には、圧縮機構4で圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート28が形成されている。導入ポート27は、前記第1の冷媒導入空間31に連通しているもので、この例では、第1のハウジング部材5の仕切壁5aの部分に径方向に穿設されて第1の冷媒導入空間31(凹部5e)の内周壁に開口している。
また、第2のハウジング部材6の仕切壁6aには、図4にも示されるように、第2の冷媒導入空間32と圧縮機構4の吸入部位とを連通する連通路29が形成されている。
An
Further, as shown in FIG. 4, the
圧縮機構4は、例えば、ベーン型であり、仕切壁6aを貫通して圧縮機構収容筒状部6c内に突出されたシャフト11の所定位置に固装された圧縮機ロータ41と、第2のハウジング部材6の圧縮機構収容筒状部6cにシャフト11の軸方向で嵌合してこのハウジング部材6と共に前記圧縮機ロータ41を収容するシリンダ部材42と、圧縮機ロータ41に摺動自在に取り付けられ、シリンダ部材42の内周面に摺接して圧縮室43を画成する図示しないベーンとを有して構成されている。
The compression mechanism 4 is, for example, a vane type, and includes a compressor rotor 41 fixed to a predetermined position of the
シリンダ部材42は、圧縮機構収容筒状部6cへの挿入端側となるフロント側に圧縮機ロータ41を収容するロータ収容部44が形成され、図示しないボルトをモータ収容空間側(フロント側)から軸方向に仕切壁6aを介して螺合させることで第2のハウジング部材6に対して軸方向に固定されている。前記シャフト11は、圧縮機ロータ41から突出したリア側端がシリンダ部材42の中央に形成された軸受孔45に挿入され、この軸受孔45でプレーンベアリング24を介して回転自在に軸支されている。
The
以上の構成において、導入ポート27から流入された冷媒は、図5に示されるように、第1の冷媒導入空間31に導かれ、この第1の冷媒導入空間31から第1のステータ13の中央に形成された第1のガス通路21を通って第1のステータ13とロータ12との間の第1のエアギャップαに導かれる。
その後、冷媒は、第1のエアギャップαを通って、また、第1のステータ13を構成する励磁コイル13d間の隙間を通って径方向外側へ流れる。
そして、ロータ12の外周面とハウジング2との間のギャップγを流れた後に、第2のエアギャップβを通って、また、第2のステータ14を構成する励磁コイル14d間の隙間を通って径方向内側へ流れ、第2のステータ14の中央に形成された第2のガス通路22を通って、間隙部22aから第2の冷媒導入空間32に導かれ、その後、連通路29を介して圧縮機構4へ導入される。
In the above configuration, as shown in FIG. 5, the refrigerant flowing from the
Thereafter, the refrigerant flows radially outward through the first air gap α and through the gap between the
Then, after flowing through the gap γ between the outer peripheral surface of the
したがって、モータ収容空間10は、導入ポート27から導入された冷媒を第1の冷媒導入空間31、第1のガス通路21、第1のエアギャップαおよび励磁コイル間の隙間、ロータ12の周囲(ギャップγ)、第2のエアギャップβ、第2のガス通路22、第2の冷媒導入空間32、の順からなる低圧経路(冷媒経路)を介して圧縮機構4へ導入する構成を有しており、第1の冷媒導入空間31から第1のガス通路21を介して第1のエアギャップαに導かれ冷媒は、この第1のエアギャップαを介して径方向外側に運ばれるので、確実にロータ12と第1のステータ13とを冷却することが可能となる。
また、ロータ12の周囲のギャップγを介して第2のエアギャップβに導かれた冷媒は、この第2のエアギャップβを介して径方向内側に運ばれ、第2のステータ14の中央に設けた第2のガス通路22を介して第2の冷媒導入空間32に導かれるので、確実にロータ12と第2のステータ14とを冷却することが可能となる。
Therefore, the
In addition, the refrigerant guided to the second air gap β via the gap γ around the
しかも、それぞれのステータ13、14及びロータ12は、それぞれ前後両側(軸方向の両側)に冷媒が導入されるので、前後両側からの冷却が可能となり、ステータ13、14及びロータ12を効果的に冷却することが可能となる。
即ち、第1のステータ13に対しては、第1の冷媒導入空間31からロータ12と対峙する側(第1のエアギャップαのみならず、励磁コイル13dの間)にかけて第1のガス通路21を介して冷媒が導入されるので、第1のステータ13のバックヨーク13bとロータ12が対峙する側とを冷媒によって冷却することが可能となる。また、第2のステータ14に対しては、ロータ12と対峙する側(第2のエアギャップβのみならず、励磁コイル14dの間)から第2の冷媒導入空間32にかけて第2のガス通路22を介して冷媒が導入されるので、第2のステータ14のロータ12が対峙する側とバックヨーク14bとを冷媒によって冷却することが可能となる。さらに、ロータ12に対しては、第1のエアギャップαから第2のエアギャップβにかけてロータ周囲のギャップγを介して冷媒が導入されるので、ロータ12の両端面を冷媒によって冷却することが可能となる。
In addition, since each of the
That is, for the
また、上述の構成において、第1の冷媒導入空間31には、導入ポート27と第1のガス通路21の第1の冷媒導入空間31に開口する部分とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように壁部(第1の冷媒誘導壁51)が設けられ、この壁部によって導入ポート27から第1のガス通路21へ至る流路が欄施状をなすように形成されているので、導入ポート27から流入された冷媒を、第1のガス通路21の開口周縁を旋回させるように流すことが可能となる。したがって、冷媒と第1のステータ13のバックヨーク13bとの接触時間を長くし、また、冷媒をバックヨーク13bのほぼ全域に亘って接触させることができ、第1のステータ13の冷却を促進することが可能となる。
In the above-described configuration, the first
第2の冷媒導入空間32においても、第2のガス通路22の第2の冷媒導入空間32に開口する部分(間隙部22a)と連通路29とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮る壁部(第2の冷媒誘導壁52)が設けられ、この壁部によって間隙部22aから連通路29へ至る流路が欄施状をなすように形成されているので、間隙部22aから流出された冷媒を、ボス部6eの周囲を旋回させるように流すことが可能となる。このため、冷媒と第2のステータ14のバックヨーク14bとの接触時間を長くし、また、冷媒をバックヨーク14bのほぼ全域に亘って接触させることができ、第2のステータ14の冷却を促進することが可能となる。
Also in the second
なお、以上の冷却促進手段を構成する壁部(第1の冷媒誘導壁51、第2の冷媒誘導壁52)は、導入ポート27と第1のガス通路21の第1の冷媒導入空間31に開口する部分とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように、また、第2のガス通路22の第2の冷媒導入空間32に開口する部分(間隙部22a)と連通路29とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように設けられて、導入ポート27から第1のガス通路21にかけて、また、間隙部22aから連通路29にかけて、それぞれ冷媒が直線的に流れることを回避する(冷媒をできるだけ迂回させて流す)構成であれば、特に形状は限定されるものではない。例えば、図6に示されるように、ステータのバックヨークの通孔13a,14aの周縁のみに壁部(第1の冷媒誘導壁51、第2の冷媒誘導壁52)を設けるようにしてもよい。
Note that the wall portions (the first
即ち、第1の冷媒導入空間31にあっては、図6(a)に示されるように、第1のステータ13のバックヨーク13bの通孔13aの周縁(冷媒導入空間31の第1のガス通路21が開口する部分の周縁)に導入ポート27と反対側の一部が開口された円弧状の第1の冷媒誘導壁51を設け、また、第2の冷媒導入空間32にあっては、図6(b)に示されるように、第2のステータ14のバックヨーク14bの通孔14aの周縁(ボス部6eの周囲)に連通路29と反対側の一部(間隙部22aの近傍)が開口された円弧状の第2の冷媒誘導壁52を設けるようにしてもよい。
That is, in the first
このような構成においても、第1の冷媒導入空間31においては、導入ポート27から導入された冷媒が、第1の冷媒誘導壁51の外側を回り込んで第1の冷媒導入空間31の導入ポート27と反対側まで流れた後に第1の冷媒誘導壁51の開口部分から第1のガス通路21に導入されるので、冷媒がバックヨーク13bに接触している時間を長くすることが可能になると共にバックヨーク13bのほぼ全体に亘って冷媒を接触させることが可能となり、第1のステータ13の冷却を促進することが可能となる。また、第2の冷媒導入空間32においても、第2のガス通路22から間隙部22aを介して導入された冷媒が、第2の冷媒誘導壁52の外側を回り込んで第2の冷媒誘導壁の開口部分と反対側まで流れた後に連通路29に導入されるので、冷媒がバックヨーク14bに接触している時間を長くすることが可能になると共にバックヨーク14bのほぼ全体に亘って冷媒を接触させることが可能となり、第2のステータ14の冷却を促進することが可能となる。
Even in such a configuration, in the first
なお、この例においても、冷媒誘導壁51,52は、ステータやハウジングとは別体に形成されるものであってもよい。
冷媒誘導壁51,52をステータと一体に形成される構成は、例えば、樹脂モールド等によって冷媒誘導壁51,52をステータのバックヨークに一体成型することで実現でき、組付け時の部品点数の増加を避けて組み付け作業を容易に行うことが可能となる。また、冷媒誘導壁51,52をステータ及びハウジングと別体に形成する構成は、冷媒誘導壁51,52の設計自由度を確保することができる利点がある。
Also in this example, the
The structure in which the
また、上述した冷媒誘導壁51,52は、それぞれのステータ13,14を支持する支持壁(支持部)と共にバックヨーク13b、14bに一体に形成するようにしてもよい。
例えば、図7に示されるように、それぞれのハウジング部材5,6の凹部5e,6fの径を大きくし、この凹部5e,6fの内周壁に沿うように支持壁53,54を設け、この支持壁53,54と連続的に冷媒誘導壁51,52を設けるようにしてもよい。
The
For example, as shown in FIG. 7, the diameters of the
具体的には、図7(a)に示されるように、第1の冷媒導入空間31にあっては、導入ポート27と対峙する部分を除いて凹部5eの内周壁に沿うようにほぼ環状に形成された支持壁53を設け、この支持壁53の導入ポート27と対峙する開口部分の脇から、冷媒誘導壁51が連続的に形成されている。この冷媒誘導壁51は、支持壁53から導入ポート27と第1のガス通路21とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように延設され、また、第1の冷媒導入空間31から第1のガス通路21への通路を残してバックヨーク13bの通孔13aの周縁を取り囲むよう形成されている。このような構成とすることで、導入ポート27から第1のガス通路21の第1の冷媒導入空間31に開口する部分にかけて螺旋状の冷媒通路を形成し、導入ポート27から導入された冷媒を、バックヨーク13bのほぼ全域に接触させるようにしている。
Specifically, as shown in FIG. 7A, in the first
また、第2の冷媒導入空間32にあっては、凹部6fの内周壁に沿うように環状に形成された支持壁54を設け、この支持壁54の連通路29の近傍から冷媒誘導壁52が連続的に形成されている。この冷媒誘導壁52は、間隙部22aと連通路29とを三次元空間上で結ぶ仮想直線を遮るように延設され、また、第2のガス通路22から第2の冷媒導入空間32への通路を残してバックヨーク14bの通孔14aの周縁を取り囲むよう形成されている。このような構成とすることで、間隙部22aから連通路29にかけて螺旋状の冷媒通路を形成し、間隙部22aから導入された冷媒を、バックヨーク14bのほぼ全域に接触させるようにしている。
Further, in the second
このような構成においては、前述の例と同様にステータの冷却を促進できることに加え、冷媒誘導壁51,52がステータを支持する支持壁53,54と共にバックヨークに一体に形成されているので、部品点数を削減することが可能になるとともに寸法精度を管理することが容易になり、ステータを精度よくハウジングに取り付けることが可能となる。
In such a configuration, in addition to facilitating cooling of the stator as in the above example, the
また、冷媒誘導壁51,52を、ステータ13,14を支持する支持壁(支持部)53,54と共にバックヨーク13b、14bに一体形成する構成としては、支持壁53,54と冷媒誘導壁51,52とを分離させてバックヨーク13b、14bに一体形成する構成としてもよい。
Further, as a configuration in which the
例えば、図8(a)に示されるように、第1のハウジング部材5の凹部5eの径を大きくし、第1のステータ13のバックヨーク13bに、導入ポート27と対峙する部分を除いて凹部5eの内周壁に沿うようにほぼ環状に形成された支持壁53を一体に形成し、また、この支持壁53とは分離し、通孔13aの周縁(第1のガス通路21の開口周縁)に導入ポート27と反対側の一部が開口された円弧状の冷媒誘導壁51をバックヨーク13bに一体に形成し、第1の冷媒導入空間31においては、導入ポート17から導入された冷媒を、冷媒誘導壁51の外側を迂回させて導入ポート27と反対側まで流した後に冷媒誘導壁51の開口部分から第1のガス通路21に導入させるようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 8A, the diameter of the
また、第2の冷媒導入空間32においても、図8(b)に示されるように、第2のハウジング部材6の凹部6fの径を大きくし、第2のステータ14のバックヨーク14bに、凹部6fの内周壁に沿うように環状に形成された支持壁54を一体に形成し、また、この支持壁54とは分離し、通孔14aの周縁(ボス部6eの周囲)に連通路29と反対側の一部が開口された円弧状の冷媒誘導壁52をバックヨーク14bと一体に形成し、第2の冷媒導入空間32においては、間隙部22aから導入された冷媒を、冷媒誘導壁52の外側を迂回させて間隙部22aと反対側まで流した後に連通路29に導入させるようにしてもよい。
このような構成においても、部品点数の削減を図るとともにステータの取り付け精度を高め、それぞれのステータの冷却を促進することが可能となる。
Also in the second
Even in such a configuration, it is possible to reduce the number of parts, increase the mounting accuracy of the stator, and promote cooling of each stator.
なお、上述の構成においては、支持壁53,54と冷媒誘導壁51,52をバックヨーク13b、14bに一体に設けた例を示したが、ステータ及びハウジングとは別体の部材として構成するようにしてもよい。
また、以上の構成においては、第1の冷媒導入空間31と第2の冷媒導入空間32の両方に冷媒誘導壁51,52を設けた例を示したが、いずれか一方の冷媒導入空間にのみ冷媒誘導壁を設けるようにしてもよく、また、それぞれの冷媒導入空間の冷媒誘導壁51,52は、上述した各種冷媒誘導壁を適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。
In the above-described configuration, the
In the above configuration, the
さらに、上述の構成においては、第1のステータ13、第2のステータ14のスラスト面5d、6dへの固定はボルト19、41によって行う例を示したが、スナップリングによりステータの軸方向の位置を固定してもよい。また、それぞれのステータを、それぞれのハウジングのスラスト面5d、6dに当接した状態で、ステータの外周とハウジングの間に溶融した樹脂を流し込み、いわゆる樹脂モールドによりステータの軸方向位置を固定してもよい。
Furthermore, in the above-described configuration, the example in which the
さらにまた、上述の構成においては、ハウジング2を第1のハウジング部材5と第2のハウジング部材6との2つの部材によって構成した例を示したが、軸方向に分割された3つ以上のハウジング部材によって構成するようにしてもよい。たとえば、第2のハウジング部材6を、第2のステータ14を収容固定する部材と圧縮機構4を収容固定する部材とにさらに分割し、これらを軸方向で組付けるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described configuration, the example in which the
1 電動圧縮機
2 ハウジング
3 モータ
4 圧縮機構
5 第1のハウジング部材
6 第2のハウジング部材
11 シャフト
12 ロータ
13 第1のステータ
14 第2のステータ
21 第1のガス通路
22 第2のガス通路
27 導入ポート
29 連通路
31 第1の冷媒導入空間
32 第2の冷媒導入空間
51,52 冷媒誘導壁
53,54 支持壁
α 第1のエアギャップ
β 第2のエアギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記モータは、前記シャフトに固定されたロータと、このロータの軸方向の一方の端面に第1のエアギャップを介して対向配置された第1のステータと、前記ロータの軸方向の他方の端面に第2のエアギャップを介して対向配置された第2のステータと、を有して構成され、
前記ハウジングの外周壁に冷媒を導入する導入ポートを設け、この導入ポートを介して導入された冷媒を、前記モータを収容する空間から前記圧縮機構へ導く電動圧縮機において、
前記第1のステータとこれに軸方向で対峙する前記ハウジングの内壁との間に第1の冷媒導入空間を画成し、前記導入ポートを前記第1の冷媒導入空間に連通させ、
前記第2のステータとこれに軸方向で対峙する前記ハウジングの内壁との間に第2の冷媒導入空間を画成し、この第2の冷媒導入空間を前記圧縮機構に連通させ、 前記第1のステータの中央に前記第1の冷媒導入空間と前記第1のエアギャップとを連通する第1のガス通路を形成し、
前記第2のステータの中央に前記第2の冷媒導入空間と前記第2のエアギャップとを連通する第2のガス通路を形成し、
前記導入ポートを介して導入された冷媒を、前記第1の冷媒導入空間、前記第1のガス通路、前記第1のエアギャップ、前記ロータの周囲、前記第2のエアギャップ、前記第2のガス通路、前記第2の冷媒導入空間、の順に流して前記圧縮機構へ導く冷媒経路を具備することを特徴とする電動圧縮器。 A housing, a shaft rotatably supported in the housing, a motor accommodated in the housing, and a compression mechanism driven by the motor via the shaft;
The motor includes a rotor fixed to the shaft, a first stator disposed opposite to one axial end surface of the rotor via a first air gap, and the other axial end surface of the rotor. And a second stator disposed opposite to each other via the second air gap,
In the electric compressor that provides an introduction port for introducing the refrigerant to the outer peripheral wall of the housing, and that introduces the refrigerant introduced through the introduction port to the compression mechanism from the space that houses the motor,
A first refrigerant introduction space is defined between the first stator and an inner wall of the housing facing the axial direction of the first stator, and the introduction port is communicated with the first refrigerant introduction space;
A second refrigerant introduction space is defined between the second stator and an inner wall of the housing facing the axial direction of the second stator; the second refrigerant introduction space is communicated with the compression mechanism; Forming a first gas passage that communicates the first refrigerant introduction space and the first air gap at the center of the stator,
Forming a second gas passage communicating the second refrigerant introduction space and the second air gap at the center of the second stator;
The refrigerant introduced through the introduction port is divided into the first refrigerant introduction space, the first gas passage, the first air gap, the periphery of the rotor, the second air gap, and the second air gap. An electric compressor comprising a refrigerant path that flows in the order of a gas passage and the second refrigerant introduction space and leads to the compression mechanism.
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