JP2000320462A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度センサを適正な部位に配設することによ
り、電動モータの熱損傷を防止する。 【解決手段】 温度センサＳｐを吐出ポート１４３近傍
に対応するハウジング１２０に配設する。これにより、
冷媒不足時において、最も温度が高くなる部位にて温度
を検出することができるので、電動モータ１３０の温度
を的確に検出することができ、電動モータ１３０の熱損
傷を確実に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ機構と電動
モータとが一体となった密閉型電動圧縮機に関するもの
で、冷凍サイクル用の圧縮機に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクル用の密閉型電動圧縮機とし
て、例えば特開平７−３５０８０号公報に記載の発明で
は、電動モータを収納するハウジング（密閉容器）のう
ちステータコアに対応する部位に温度センサを配設して
電動モータの温度を検出するとともに、この温度センサ
の検出温度が所定温度（電動モータの耐熱温度に相当す
る温度）に到達したときに、電動モータを停止させる等
して電動モータを保護している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、電動モータの温度を検出する温度センサをハウジン
グに配設するにあたって、どの部位に配設することが妥
当であるかについて種々の試験検討をおこなったとこ
ろ、以下のような結果を得た。すなわち、３つの温度セ
ンサＳｐ、Ｓｍ、Ｓｐｒそれぞれを、図５に示すように
異なるハウジングの部位（領域Ａｐ、Ａｍ、Ａｐｒ）に
配設するとともに、各温度センサＳｐ、Ｓｍ、Ｓｐｒの
検出温度Ｔｐ、Ｔｍ、Ｔｐｒを測定した。

【０００４】なお、検出温度Ｔｐは温度センサＳｐの検
出温度であり、検出温度Ｔｍは温度センサＳｍの検出温
度であり、検出温度Ｔｐｒは温度センサＳｐｒの検出温
度である。図６は蒸発器での熱負荷に対して十分な量の
冷媒が確保されている場合の各温度センサＳｐ、Ｓｍ、
Ｓｐｒの検出温度を示すグラフであり、図７は蒸発器で
の熱負荷に対して冷媒が不足している場合の各温度セン
サＳｐ、Ｓｍ、Ｓｐｒの検出温度を示すグラフである。

【０００５】そして、図６、７から明らかなように、熱
負荷に対して十分な量の冷媒が確保されている場合に
は、各温度センサＳｐ、Ｓｍ、Ｓｐｒの検出温度Ｔｐ、
Ｔｍ、Ｔｐｒ間には大きな温度差がないのに対して（こ
の例では、約５ｄｅｇ）、熱負荷に対して冷媒が不足し
ている場合には、各温度センサＳｐ、Ｓｍ、Ｓｐｒの検
出温度Ｔｐ、Ｔｍ、Ｔｐｒ間には大きな温度差（この例
では、約１０〜３０ｄｅｇ）が発生してしまう。

【０００６】つまり、熱負荷に対して十分な量の冷媒が
確保されている場合には、電動モータの温度分布が約均
一となるのに対して、冷媒が不足している場合には、電
動モータの温度分布は、ポンプ機構側に向かうほど温度
が高くなるような温度分布となる。このため、例えば温
度センサＳｐｒが配設された部位のみに温度センサを設
けると、冷媒不足時において、電動モータの温度を的確
に検出することが困難であるので、電動モータが焼き付
いてしまう（熱損傷してしまう）おそれが高い。

【０００７】本発明は、上記点に鑑み、温度センサを適
正な部位に配設することにより、電動モータの熱損傷を
防止することを目的とする。

【０００８】

【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、４に記載の発明では、温度セ
ンサ（Ｓｐ）は、吐出ポート（１４３）近傍に対応する
ハウジング（１２０）に配設されていることを特徴とす
る。これにより、流体が不足した場合においても電動モ
ータ（１３０）の温度を的確に検出することができるの
で、電動モータ（１３０）の熱損傷を確実に防止するこ
とができる。

【０００９】請求項２、４に記載の発明では、流体をロ
ータ（１３２）の軸方向に流通させる密閉型電動圧縮機
において、温度センサ（Ｓｐ）は、吐出ポート（１４
３）近傍に対応するハウジング（１２０）に配設されて
いることを特徴とする。これにより、流体が不足した場
合においても電動モータ（１３０）の温度を的確に検出
することができるので、電動モータ（１３０）の熱損傷
を確実に防止することができる。

【００１０】請求項３、４に記載の発明では、温度セン
サ（Ｓｐ）は、ハウジング（１２０）のうちロータ（１
３２）よりも吐出ポート（１４３）側に対応する部位に
配設されていることを特徴とする。これにより、温度セ
ンサ（Ｓｐ）は、吐出ポート（１４３）近傍に配設され
ることとなるので、請求項１に記載の発明と同様に、流
体が不足した場合においても電動モータ（１３０）の温
度を的確に検出することができ、電動モータ（１３０）
の熱損傷を確実に防止することができる。

【００１１】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。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る密閉型電動圧縮機（以下、電動圧縮機と略
す。）を冷凍サイクル用の圧縮機に適用したものであ
り、図１は冷凍サイクルの模式図である。

【００１３】図１中、１００は冷媒（流体）を吸入圧縮
する電動圧縮機であり、２００は電動圧縮機１００から
吐出する冷媒を冷却する放熱器（凝縮器）である。３０
０は放熱器２００から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷
媒とに分離して冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるとと
もに、液相冷媒を流出するレシーバ（気液分離手段）で
あり、４００はレシーバ３００から流出する冷媒を減圧
する減圧器である。

【００１４】なお、減圧器４００は、電動圧縮機１００
に吸入される冷媒の加熱度が所定値となるように、その
開度（減圧度）を調節する温度式膨張弁である。５００
は、減圧器４００にて減圧されて気液二相状態となった
冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器である。次
に、電動圧縮機１００について述べる。

【００１５】１１０は冷媒を吸入圧縮するポンプ機構で
あり、このポンプ機構１１０は、ハウジング１２０に対
して固定された（可動しない）固定スクロール１１１及
び固定スクロール１１１に対して旋回する旋回スクロー
ル１１２からなる周知のスクロール型ポンプ機構であ
る。１３０はポンプ機構１１０を駆動する電動モータ
（以下、モータと略す。）であり、このモータ１３０
は、略円筒状のハウジング１２０内に固定されたステー
タ１３１、及びステータ１３１内で回転するマグネット
ロータ（以下、ロータと略す。）１３２から構成されて
いる。

【００１６】ここで、ステータ１３１は、ハウジング１
２０内に焼きばめ（しまりばめ）等の圧入手段によりハ
ウジング１２０に対して堅牢に固定された磁性材料から
なるステータコア１３１ａ、及びステータコア１３１ａ
に巻かれたコイル（巻き線）１３１ｂから構成されてい
る。一方、ロータ１３２は、永久磁石（マグネット）１
３２ａが埋設された磁性材料からなるロータコア１３２
ｂ、及びロータコア１３２ｂと一体的に回転するととも
にロータコア１３２ｂを支持するシャフト１３２ｃから
構成されている。

【００１７】そして、コイル１３１ｂへの通電は、イン
バータ制御されており、この通電制御により、ステータ
１３１に回転磁界を発生させてロータ１３２を回転させ
ることにより、シャフト１３２ｃ（ロータ１３２）に固
定された旋回スクロール１１２（ポンプ機構１１０）を
稼働させる。因みに、ロータ１３２（シャフト１３２
ｃ）は、ハウジング１２０に固定された軸受１３２ｄに
より、ハウジング１２０内に回転可能に支持されてい
る。

【００１８】ところで、ハウジング１２０の長手方向一
端側には、蒸発器５００の冷媒出口側に接続される吸入
口１４１が形成され、ハウジング１２０の長手方向他端
側には、放熱器２００の冷媒入口側に接続される吐出口
１４２が形成されている。そして、吸入口１４１からポ
ンプ機構１１０に吸入された冷媒は、ハウジング１２０
内のうちモータ１３０が収納された空間（以下、この空
間をモータ室と呼ぶ。）１３３内をロータ１３２の軸方
向（シャフト１３２ｃと平行な方向）に流通して吐出口
１４２からハウジング１２０外（放熱器２００）に向け
て吐出される。

【００１９】そして、１４３は、ポンプ機構１１０から
吐出した冷媒をモータ室１３３に導く吐出ポートであ
り、この吐出ポート１４３近傍のハウジング１２０の外
壁、つまり、ハウジング１２０の外壁のうちロータ１３
２よりも吐出ポート１４３側に対応する部位には、モー
タ１３０の温度を検出する温度センサＳｐが配設されて
いる。

【００２０】なお、この温度センサＳｐは、「従来の技
術」の欄で述べたように、温度センサＳｐの検出温度が
所定温度（モータ１３０の耐熱温度に相当する温度）に
到達したときに、モータ１３０を停止させる等してモー
タ１３０を保護するためのものである。次に、本実施形
態の特徴を述べる。

【００２１】ところで、電動圧縮機１００の各部の温度
が室温と等しい状態から電動圧縮機１００を起動させる
と、初期段階においては、ポンプ機構１１０から吐出さ
れる吐出冷媒の温度がモータ１３０の温度より高いの
で、図６に示すように、モータ１３０のうち吐出ポート
１４３近傍ほどその温度が高い。そして、モータ１３０
を運転し続けると、モータ１３０の発熱によるモータ温
度が吐出冷媒の温度を上回り、吐出冷媒によりモータ１
３０が冷却されるので、モータ１３０のうち吐出ポート
１４３近傍ほどその温度が低くなる。

【００２２】なお、熱負荷に対して十分な量の冷媒が確
保されている場合には、モータ１３０の温度分布は、モ
ータ１３０のうち吐出ポート１４３から近い部位ほどそ
の温度が低下するような分布となるが、前述のごとく、
その温度差は小さく、温度センサＳｐをいずれの部位に
配設しても実用上問題がない。一方、冷媒不足時には、
蒸発器５００及びポンプ機構１１０の圧縮仕事による冷
媒の加熱度が大きく、冷媒温度上昇が十分な量の冷媒が
確保されている場合に比べて大きくなり、モータ１３０
の温度上昇も大きくなる。このため、図７に示すよう
に、検出温度Ｔｐと検出温度Ｔｐｒとが逆転する前に検
出温度Ｔｐがモータ１３０の耐熱温度に相当する温度
（許容温度）に到達してしまう。

【００２３】したがって、冷媒不足時において、最も温
度が高くなる吐出ポート１４３近傍（図２のＡｐの領
域）に温度センサＳｐを配設すれば、図６、７からも明
らかなように、蒸発器５００での熱負荷に対して十分な
量の冷媒が確保されている場合は勿論、冷媒不足時にお
いても、モータ１３０の温度を的確に検出することがで
き、モータ１３０の熱損傷を確実に防止することができ
る。

【００２４】因みに、図３は図５〜７に示す試験結果を
まとめた表であり、この表からも明らかなように、吐出
ポート１４３近傍に温度センサＳｐを配設すればよいこ
とが判る。ここで、◎はモータ１３０の温度と温度セン
サの検出温度と差（以下、この差を温度誤差と呼ぶ。）
が１〜５ｄｅｇ未満を意味し、○は温度誤差が１０ｄｅ
ｇ未満を意味し、×は温度誤差が１０ｄｅｇ以上を意味
するものである。

【００２５】（第２実施形態）第１実施形態で述べたよ
うに、吐出ポート１４３近傍に温度センサＳｐを配設す
れば、モータ１３０の温度を的確に検出することができ
るので、本実施形態では、図４に示すように、温度セン
サＳｐをハウジング１２０のうちコイル１３１ｂのコイ
ルエンド１３１ｄより吐出ポート１４３側に対応する部
位Ａｐｅに配設したものである。

【００２６】ところで、上述の実施形態では、ハウジン
グ１２０の長手方向一端側に吸入口１４１を設け、他端
側に吐出口１４２を設けて吐出冷媒をロータ１３２の軸
方向に流通させていたが、吐出口１４２を領域Ａｐ又は
Ａｐｅに設けて、吐出冷媒をロータ１３２の軸方向に流
通させないような構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍サイクルの模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る電動圧縮機の模式
図である。

【図３】温度センサの位置と検出モードとをまとめた図
表である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る電動圧縮機の模式
図である。

【図５】試験用の電動圧縮機の模式図である。

【図６】十分な冷媒量が確保されている場合における、
時間と温度センサの検出温度と関係を示すグラフであ
る。

【図７】冷媒不足時における、時間と温度センサの検出
温度と関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１０…ポンプ機構、１２０…ハウジング、１３０…電
動モータ、１３１…ステータ、１３２…ロータ、１３３
…モータ室、１４１…吸入口、１４２…吐出口、１４３
…吐出ポート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA00 AB03 AC03 AD01 CD01 CE03 CF01 3H029 AA02 AA15 AB03 BB32 BB47 BB54 CC07 CC09 CC25 CC27 CC56 CC62 CC65

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を吸入圧縮するポンプ機構（１１
   ０）と、 ステータ（１３１）及びロータ（１３２）を有して前記
   ポンプ機構（１１０）を駆動する電動モータ（１３０）
   と、 前記電動モータ（１３０）の温度を検出する温度センサ
   （Ｓｐ）、並びに前記電動モータ（１３０）を収納する
   モータ室（１３３）を形成するハウジング（１２０）と
   を備え、 前記ポンプ機構（１１０）から吐出する流体を前記モー
   タ室（１３３）内を流通させて前記ハウジング（１２
   ０）外に吐出する密閉型電動圧縮機において、 前記ハウジング（１２０）内には、前記ポンプ機構（１
   １０）から吐出する流体を前記モータ室（１３３）内に
   流入させる吐出ポート（１４３）が設けられており、 前記温度センサ（Ｓｐ）は、前記吐出ポート（１４３）
   近傍に対応する前記ハウジング（１２０）に配設されて
   いることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 流体を吸入圧縮するポンプ機構（１１
   ０）と、 ステータ（１３１）及びロータ（１３２）を有して前記
   ポンプ機構（１１０）を駆動する電動モータ（１３０）
   と、 前記電動モータ（１３０）の温度を検出する温度センサ
   （Ｓｐ）、並びに前記電動モータ（１３０）を収納する
   モータ室（１３３）を形成するハウジング（１２０）と
   を備え、 前記ポンプ機構（１１０）から吐出する流体が、前記モ
   ータ室（１３３）内を前記ロータ（１３２）の軸方向に
   流通して前記ハウジング（１２０）外に吐出されるよう
   に構成された密閉型電動圧縮機において、 前記ハウジング（１２０）内には、前記ポンプ機構（１
   １０）から吐出する流体を前記モータ室（１３３）に流
   入させる吐出ポート（１４３）が設けられており、 前記温度センサ（Ｓｐ）は、前記吐出ポート（１４３）
   近傍に対応する前記ハウジング（１２０）に配設されて
   いることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
3. 【請求項３】 流体を吸入圧縮するポンプ機構（１１
   ０）と、 ステータ（１３１）及びロータ（１３２）を有して前記
   ポンプ機構（１１０）を駆動する電動モータ（１３０）
   と、 前記電動モータ（１３０）の温度を検出する温度センサ
   （Ｓｐ）、並びに前記電動モータ（１３０）を収納する
   モータ室（１３３）を形成するハウジング（１２０）と
   を備え、 前記ポンプ機構（１１０）から吐出する流体を前記モー
   タ室（１３３）内を流通させて前記ハウジング（１２
   ０）外に吐出する密閉型電動圧縮機において、 前記ハウジング（１２０）内には、前記ポンプ機構（１
   １０）から吐出する流体を前記モータ室（１３３）に流
   入させる吐出ポート（１４３）が設けられており、 前記温度センサ（Ｓｐ）は、前記ハウジング（１２０）
   のうち前記ロータ（１３２）よりも前記吐出ポート（１
   ４３）側に対応する部位に配設されていることを特徴と
   する密閉型電動圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ステータ（１３１）は、磁性材料製
   のステータコア（１３１ａ）及び前記ステータコア（１
   ３１ａ）に巻かれたコイル（１３１ｂ）から構成されて
   おり、 前記温度センサ（Ｓｐ）は、前記ハウジング（１２０）
   のうち前記コイル（１３１ｂ）のコイルエンド（１３１
   ｄ）より前記吐出ポート（１４３）側に対応する部位に
   配設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つに記載の密閉型電動圧縮機。