JP2004197687A

JP2004197687A - 電動圧縮機

Info

Publication number: JP2004197687A
Application number: JP2002369107A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Yoda; 誠一郎依田
Original assignee: Calsonic Compressor Manufacturing Inc
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】モータ特性に影響を与えることなく、モータ冷却のできる電動圧縮機を提供する。
【解決手段】ケーシング内に圧縮機とこれを駆動するモータが収納され、モータのステータ１１がセンタケース３内に固定されるとともにフロントケース２５の内周面と接するように配置され、ステータ内で圧縮機の回転軸に連結された回転子１６が回転可能に支持されている。モータを挟んで圧縮機の反対側に冷媒の吸入口が設置されている。センタケース３とフロントケース５のモータに対応する部分の内側壁に軸方向に沿ってステータの両端面より外方に伸びる窪み２６ａ、２６ｂを設けて、吸入口と圧縮機をつなぐ冷媒通路を形成する。このように、ステータに切り欠きを設けることなく、冷媒通路を形成できるので、冷媒でモータを冷却するとともに、鉄損を抑え良好なモータ特性を維持できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機とこれを駆動するモータとをケーシング内に収容して構成した電動圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−２６８８２４号公報
電動圧縮機は、モータに圧縮機を連結し、モータの駆動力により圧縮機を回転駆動して冷媒を圧縮するように構成され、上記のモータおよび圧縮機が密閉したケーシングに収納されて１ユニットとされる。
このような電動圧縮機においては、モータを冷却すべく、圧縮機で圧縮される前の冷媒がモータ部を通過するようにしている。すなわち、ケーシングの冷媒の吸入口と圧縮機は、それぞれモータの両側に設置し、吸入口からの冷媒は、モータ部を通過して圧縮機に吸入されるようになっている。冷媒はモータ部を通過する際には、モータから熱を奪い、モータの冷却を行う。
【０００３】
この冷媒通路を形成するために、従来、モータのステータのヨーク部に貫通穴が設けられている。
また、特開２００１−２６８８２４号公報の技術においては、ケーシングと接するステータの外周面に切り欠きを形成し、この切り欠きとケーシングの内側面とによって、冷媒通路を形成するようにしている。これに関しては、図を用いて説明する。
【０００４】
図４は、上記従来の技術が適用された電動圧縮機のモータ部における横断面図である。
ステータ７１は、焼きばめなどによってケーシング７０に結合され、ステータ内では、回転子７３が回転可能に支持されている。ステータ７１が切り欠きのない円形の状態では、ステータ７１と回転子７３の間の隙間しか冷媒が通過できない。
【０００５】
そこで、充分な量の冷媒が抵抗なく通過できるように、上記技術では、ステータ７１の外周面に、円周方向において等間隔で軸方向に貫通した複数の半円状の切り欠き７２を形成し、この切り欠き７２とケーシング７０の内側面とによって、冷媒通路を形成するようにしている。そして、半円状の切り欠きでは、まだ、充分な断面積が得られないとき、ステータ７１の下部により大きな切り欠き７４を形成する。これらの切り欠きは、ステータの外周面に存在するので、ステータのヨーク部に直接に貫通穴を設けるより、磁気抵抗の増加をある程度抑えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ここでも、切り欠きを形成したところは、ほかの部位より、ヨーク幅が短くなっているから、依然として鉄損や磁気抵抗が増加し、磁気の飽和などにより駆動効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、冷媒通路を形成しても、鉄損や磁気抵抗の増加のない電動圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、流体を圧縮する圧縮機と、ステータ及び前記ステータ内で回転する回転子を有し前記圧縮機を駆動するモータと、前記圧縮機および前記モータを収納するケーシングとを有し、前記モータは、前記圧縮機と直列に前記ケーシング内に収納されるとともに、前記モータのステータは前記ケーシング内に固定され、前記モータの回転子は前記圧縮機の回転軸に連結され、前記ステータ内で回転可能に支持され、前記ケーシングには、前記モータのステータを挟んで前記圧縮機の反対側に吸入口が設けられた電動圧縮機において、前記ケーシングのモータに対応する部分の内側壁に窪みを形成し、該窪みは、軸方向に沿って前記ステータの両端面より外方に伸びており、前記窪みと前記ステータの外周面とで形成される空間が、前記モータを挟んで、前記吸入口と前記圧縮機をつなぐ流体の連通路を形成するものとした。
【０００８】
前記窪みは、円周方向において等間隔で複数形成するのが望ましい。
また、前記ケーシングのモータに対応する部分の肉厚が略均一で、前記ケーシングの外側面に窪みが存在する場合は、その窪みにフィンを設けることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を適用した電動圧縮機の縦断面図で、後で掲げる図２におけるＢ−Ｂ断面を示している。
電動圧縮機１はそのケーシング２がフロントケース５、センタケース３およびリヤケース４の３部材から構成されている。
センタケース３は筒状で、その一方の開口側にコイル１２を備えたステータ１１が焼きばめによって固定されている。
【００１０】
なお、センタケース３の内周壁には段差部６が形成され、ステータ１１の後端はこの段差部６に当接して位置決めされ、ステータ１１の前端はフロントケース５内に張り出している。フロントケース５のセンタケース３と対向する端面の開口形状は、センタケース３の開口形状と略整合しており、センタケース３とフロントケース５とは図示しないボルトで結合されている。フロントケース５の底壁には、コイル１２から延びるケーブル１３のコネクタ１４が気密に取り付けられて、コイル１２に対して外部から電力が供給されるようになっている。底部側の側壁には、冷媒吸入ポート１５が設けられ、外部から冷媒が吸入されるようになっている。
【００１１】
センタケース３のもう一方の端部には、隔壁８が形成され、この隔壁８には、後述するロータの回転軸２７を通すための貫通穴が設けられている。
リヤケース４の開口側には圧縮機２０が配置されている。圧縮機２０は、内周面が楕円形状のシリンダ２１内に複数のベーン２３を備えるロータ２５が回転可能に設けられ、シリンダ２１をフロントサイドブロック３０とリヤサイドブロック４０の間に挟んで、ベーンロータリ式コンプレッサを形成している。
ロータ２５はその回転軸２７を後側ではリヤサイドブロック４０の支持穴４１に支持され、前側ではフロントサイドブロック３０の支持穴３１に支持されている。
【００１２】
シリンダ２１とフロントサイドブロック３０は、相互の位置関係が規定され、シリンダ２１の中心に対してロータ２５の回転軸２７を整合させた状態で図示しないボルトによって結合されている。そして圧縮機２０は、シリンダ２１とフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック４０を貫通するボルト４７によって、センタケース３の隔壁８に固定されている。
フロントサイドブロック３０には吸入口３６が開口し、リヤサイドブロック４０には、オイルセパレータ４９を備えるサイクロンブロック４８が取り付けられている。
【００１３】
ロータ２５の回転軸２７は、支持穴３１および隔壁８を貫通してセンタケース３内に伸びる延長部２８を有し、この延長部２８には、軸方向においてステータ１１に整合させた回転子１６が固定されている。これにより、ステータ１１と回転子１６とでモータ１０が形成される。
【００１４】
フロントケース５の冷媒吸入ポート１５が設けられた空間５１と、センタケース３の隔壁８に取り付けられたフロントサイドブロック３０より前側の空間５２とは、モータ１０を挟んで冷媒の吸入室５０を形成している。センサケース３とフロントケース５の内側壁において、ステータ１１と対応する部分に、円周方向で複数の窪み２６ａ、２６ｂが形成され、この窪み２６ａ、２６ｂと、ステータ１１の外周面で、空間５１と空間５２をつなぐ冷媒通路５４を形成している。
隔壁８には、吸入室５０とフロントサイドブロック３０の吸入口３６を連通させる貫通穴３８が設けられている。これによって、冷媒吸入ポート１５から、複数のベーン２３を備えた圧縮室につながる冷媒の通路が形成される。
【００１５】
リヤケース４のサイクロンブロック４８が臨む空間は、吐出室５３を形成している。リヤケース４の側壁には冷媒吐出ポート９が設けられて、圧縮機２０からオイルセパレータ４９を経て吐出された冷媒を冷媒吐出ポート９から外部へ供給するようになっている。
【００１６】
吐出室５３には所定量の潤滑油が貯留されている。
この潤滑油は、吐出室５３の吐出圧に押されて、図示しない油路を経て支持穴４１、３１の穴面に至り、さらに支持穴４１と回転軸２７間の隙間を通って、リヤサイドブロック４０のロータ２５に対向する面に形成された凹部（さらい）４４およびリヤサイドブロック４０とサイクロンブロック４８の間に形成された密閉空間Ｒへ流れる。
【００１７】
密閉空間Ｒに流れる潤滑油は貫通穴４３によって凹部４４に導かれ、この潤滑油の圧力で、ロータ２５に備えているベーン２３をシリンダ２１の円周面に押し付けている。これによって、ベーン２３で区画されたシリンダ内の空間はロータ２５の回転に従って冷媒を圧縮する圧縮室となる。
なお、センタケース３とリヤケース４間、およびセンタケース３とフロントケース５間の接続には、それぞれパッキンが用いられ気密を確保するようにしている。
【００１８】
次に、本発明のポイントである冷媒通路５４の構成について説明する。
図２は、図１のモータ部におけるＡ−Ａ断面を示す横断面図である。
モータ部におけるセンタケース３が、横断面で略均一の肉厚を有するとともに、その内側壁に円周方向で９０度間隔に４つの窪み２６ａが形成されている。この窪み２６ａは、一定の幅を有し、回転子１６の軸方向でステータ１１の後ろ端面よりも隔壁８側へ伸びている。
【００１９】
また、図１におけるフロントケース５の内側壁にも窪み２６ａに整合する同じ形状の窪み２６ｂが、ステータ１１の前端面より前方まで伸びて形成されている。
これによって、フロントケース５とセンタケース３が接続した状態では、４つの窪み２６ａ、２６ｂが互いに連通して、かつステータ１１の両端面よりもさらに、前後方向に伸びているので、モータ１０を挟んだ空間５１と空間５２をつなぐ冷媒通路５４が形成される。
【００２０】
モータ１０の駆動によりその回転子１６と共通の回転軸２７を備える圧縮機２０のロータ２５が回転して、冷媒吸入ポート１５から空間５１に吸入された冷媒は、４つの冷媒通路５４を通って空間５２に流れる。このとき、少量の冷媒はステータ１１と回転子１６の間の間隙からも流れる。空間５２に流れた冷媒は、吸入口３６から圧縮機２０のシリンダ２１に吸入され、圧縮されて吐出室５２へ吐出された後、冷媒吐出ポート９から外部へ供給される。
ステータ１１の外周面の一部が冷媒通路を構成しているので、冷媒通路に流れる冷媒によってモータ１０が冷却される。
【００２１】
実施の形態は以上のように構成され、センタケース３およびフロントケース５の内側壁に形成された窪み２６ａ、２６ｂによって冷媒通路５４が形成されるので、ステータ１１はその外周面に切り欠きのない円形輪郭とすることができる。この結果、ステータ１１の磁気特性に影響を与えることなく、鉄損や磁気抵抗を小さくすることができる。また、冷媒がステータ１１の外周面を触れながら冷媒通路５４を通過するので、高い冷却効率を得ることができる。
このように、ステータ１１の磁気特性に影響を与えずに冷媒通路５４を形成できるので、冷媒通路の断面積も自由に設定でき、従来より流体抵抗も小さい冷媒通路を形成可能になる。
【００２２】
また、実施の形態では、等間隔に形成した４つの窪み２６ａ、２６ｂを冷媒通路５４としたが、必要に応じて所定数の窪みを不等間隔で形成してもよい。
またさらに、モータの冷却能力を高めるために、センタケース３とフロントケース５の外側面において、窪み２６ａ、２６ｂの間の窪み２４に例えば図３に示すように、フィン３３を設けることも可能である。この場合、センタケース３およびフロントケース５の外形直径を増加させずに設けられる効果が得られる。これによって、冷媒の温度上昇を抑えながら、モータの冷却を図ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ケーシングに窪みを形成し、窪みとステータの外周面によって形成された空間を流体の流通路としているので、ステータの磁気特性に影響を与えることなく流通路を形成することができる。モータ特性を維持しながら、モータ冷却ができるから、高効率で運転のできる電動圧縮機を得ることができる。
【００２４】
また、ステータの磁気特性に影響を与えることなく、流通路を形成できるから、必要に応じて複数に形成することも可能である。この場合、等間隔でも不等間隔でも形成可能である。
さらに、ケーシングの外側面の窪みにフィンを設けると、モータの冷却効率がさらに向上し、駆動効率が一層高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】冷媒通路の構成を示す横断面図である。
【図３】変形例を示す図である。
【図４】従来の技術が適用された電動圧縮機のモータ部における横断面図である。
【符号の説明】
１電動圧縮機
２ケーシング
３センタケース
４リヤケース
５フロントケース
６段差部
８隔壁
９冷媒吐出ポート（吐出口）
１０モータ
１１ステータ
１２コイル
１３ケーブル
１４コネクタ
１５冷媒吸入ポート（吸入口）
１６回転子
２０圧縮機
２１シリンダ
２３ベーン
２４窪み
２５ロータ
２６ａ、２６ｂ窪み
２７回転軸
２８延長部
３０フロントサイドブロック
３１、４１支持穴
３３フィン
３６吸入口
３８貫通穴
４０リヤサイドブロック
４３連通路
４４凹部
４８サイクロンブロック
４９オイルセパレータ
５０吸入室
５１、５２空間
５３吐出室
５４冷媒通路（流通路）
７０ケーシング
７１ステータ
７２切り欠き
７３回転子
７４切り欠き

Claims

流体を圧縮する圧縮機と、ステータ及び前記ステータ内で回転する回転子を有し前記圧縮機を駆動するモータと、前記圧縮機および前記モータを収納するケーシングとを有し、
前記モータは、前記圧縮機と直列に前記ケーシング内に収納されるとともに、前記モータのステータは前記ケーシング内に固定され、前記モータの回転子は前記圧縮機の回転軸に連結され、前記ステータ内で回転可能に支持され、
前記ケーシングには、前記モータのステータを挟んで前記圧縮機の反対側に吸入口が設けられた電動圧縮機において、
前記ケーシングのモータに対応する部分の内側壁に窪みを形成し、該窪みは、軸方向に沿って前記ステータの両端面より外方に伸びており、前記窪みと前記ステータの外周面とで形成される空間が、前記モータを挟んで、前記吸入口と前記圧縮機をつなぐ流体の連通路を形成することを特徴とする電動圧縮機。
前記窪みは、円周方向において等間隔で複数形成されたことを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
前記ケーシングのモータに対応する部分の肉厚を略均一のものとし、前記ケーシングのモータに対応する部分の外側面の窪みにフィンが設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の電動圧縮機。