JP2010048146A - Inverter integrated type motor-driven compressor - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータ冷却に伴う吸入圧力損失が発生しても最大冷房能力の低下を防止して高効率に運転できるインバータ内蔵の電動圧縮機を提供するものである。
【解決手段】流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースと前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機において、前記圧縮機構部の幾何学的圧縮開始点から吸入通路に連通した副吸入通路が圧縮室に面して設置されていることを特徴とする。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide an electric compressor with a built-in inverter that can be operated with high efficiency by preventing a reduction in maximum cooling capacity even if suction pressure loss due to inverter cooling occurs.
A compression mechanism portion that sucks, compresses and discharges fluid, a main body casing that includes an electric motor that drives the compression mechanism portion, an inverter case that includes an inverter that drives the electric motor, and the inverter case are sealed. In the inverter-integrated electric compressor that includes an inverter cover that provides a refrigerant suction passage and cools the back surface of the inverter installation wall, the auxiliary suction passage communicated with the suction passage from the geometric compression start point of the compression mechanism section Is placed facing the compression chamber.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機に関するものである。 The present invention relates to an electric compressor in which a compression mechanism portion that sucks, compresses and discharges fluid and an electric motor that drives the compression mechanism portion are built in a fuselage container, and the electric motor is driven by an inverter.
この種の電動圧縮機は、インバータと圧縮機構部および電動機とを互いに仕切って設けることが行なわれている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載のものは、機体容器を軸線方向に圧縮室とインバータ室とに仕切る仕切り壁を設けて、その圧縮室に圧縮機構部および電動機を収容し、インバータ室にインバータを収容している。ここに、インバータは前記仕切り壁を介して電動機のある吸入側に面し、吸入冷媒によってインバータおよび電動機を冷却した後、圧縮機構部へ流入する、いわゆる低圧型圧縮機における代表的な構造である。また、特許文献2に記載のものは、電動機を収容した機体容器、圧縮機構部、および圧縮機構部を挟んで電動機と反対側にインバータを収容したインバータケースを軸線方向にボルト等で締結したものである。 In this type of electric compressor, an inverter, a compression mechanism unit, and an electric motor are partitioned from each other (see, for example, Patent Document 1). The one described in Patent Document 1 is provided with a partition wall that partitions an airframe container into a compression chamber and an inverter chamber in the axial direction, and a compression mechanism and an electric motor are accommodated in the compression chamber, and an inverter is accommodated in the inverter chamber. Yes. Here, the inverter is a typical structure in a so-called low-pressure compressor that faces the suction side where the motor is located through the partition wall, and cools the inverter and the motor with suction refrigerant and then flows into the compression mechanism. . In addition, the one described in Patent Document 2 is a machine body container containing an electric motor, a compression mechanism part, and an inverter case containing an inverter on the opposite side of the electric motor across the compression mechanism part and fastened with bolts or the like in the axial direction. It is.
圧縮機構部に設けられた吸入孔より流入された吸入冷媒は、一旦インバータケースに設けられた通路に導かれ、インバータとの熱交換を図った後、再度圧縮機構部に戻される。さらに圧縮機構部で圧縮された冷媒ガスは電動機を冷却した後、機体容器に設けられた吐出孔より吐出される。いわゆる高圧型圧縮機における代表的な構造である。
しかし、特許文献1に記載の構造は、吸入冷媒によって、インバータおよび電動機の高発熱部品と熱交換した後に圧縮部に吸入されるため、吸入冷媒温度の上昇によって体積効率が低下し、圧縮機の性能に大きな影響を及ぼす。さらに、圧縮機構部からの吐出冷媒は電動機側に至ることなく外部に直接吐出するので、圧縮機構部に供給して吐出冷媒に随伴している潤滑油を冷凍サイクルの性能向上のために分離しようとすると、前記外部への吐出過程で行うしかなく分離しにくい。このため、本格的かつ大型な分離装置が必要となり、機体容器の大型化、重量化の原因になる。 However, since the structure described in Patent Document 1 is sucked into the compression section after exchanging heat with the inverter and the high heat-generating parts of the electric motor by the sucked refrigerant, the volume efficiency is lowered due to the rise of the sucked refrigerant temperature, and the compressor Greatly impacts performance. Furthermore, since the refrigerant discharged from the compression mechanism is directly discharged to the outside without reaching the motor side, the lubricating oil supplied to the compression mechanism and accompanying the discharged refrigerant should be separated to improve the performance of the refrigeration cycle. Then, it is difficult to separate because it is only performed in the discharge process to the outside. For this reason, a full-scale and large-sized separator is required, which causes an increase in the size and weight of the fuselage container.
一方、特許文献2に記載の構造は、特許文献1に記載の構造に対して、吸入冷媒はインバータ冷却のみに利用され、また、潤滑油の分離装置は電動機が収容されている機体容器の空きスペースを利用して設けることが出来るため、性能面および機体容器のサイズ面でのメリットが大きい。 On the other hand, the structure described in Patent Document 2 is different from the structure described in Patent Document 1 in that the suction refrigerant is used only for inverter cooling, and the lubricating oil separator is an empty body container in which the electric motor is accommodated. Since the space can be provided, there are great advantages in terms of performance and the size of the aircraft container.
しかしながら、特許文献2に記載の構造は、インバータケースに設けられた吸入冷媒通路はインバータの冷却を促進するために流速を上げるために通路を狭くしたり、放熱を促進する為に放熱フィンを設置するなどの施策がされる為、流体抵抗により圧力損失が発生しやすく、高速回転時の大循環量時には体積効率が低下する傾向にあり、課題を有している。 However, in the structure described in Patent Document 2, the suction refrigerant passage provided in the inverter case is narrowed to increase the flow rate in order to promote cooling of the inverter, or the heat radiation fin is provided to promote heat radiation. Since measures such as this are taken, pressure loss is likely to occur due to fluid resistance, and volume efficiency tends to decrease at the time of a large amount of circulation during high-speed rotation, which is problematic.
本発明の目的は、大幅なコスト削減ができるインバータ一体型電動圧縮機構造を提供すると共にインバータの冷却を効率的に図りつつ、高速回転時の圧力損失による体積効率の減少を抑制するインバータ一体型電動圧縮機を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inverter-integrated electric compressor structure capable of drastically reducing the cost and efficiently reduce the volume efficiency due to pressure loss during high-speed rotation while efficiently cooling the inverter. The object is to provide an electric compressor.
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースと前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、前記圧縮機構部を前記本体ケーシングに収容し、前記インバータケースの内周端面と前記本体ケーシングの内面段付き部によって挟持して固定すると共に前記本体ケーシングの端面と前記インバータケースの外周端面の間にシール材を用いて密閉した構造体で、前記インバータケースの内周端面と前記圧縮機構部の端面の間に冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機である。 In order to solve the above-described conventional problems, an electric compressor according to the present invention includes a compression mechanism that performs suction, compression, and discharge of fluid, a main body casing that includes an electric motor that drives the compression mechanism, and the electric motor. An inverter case containing a drive inverter and an inverter cover for sealing the inverter case are provided, the compression mechanism is accommodated in the main body casing, and is sandwiched between an inner peripheral end surface of the inverter case and an inner surface stepped portion of the main body casing. And a structure sealed with a sealing material between the end face of the main body casing and the outer peripheral end face of the inverter case, and the refrigerant between the inner peripheral end face of the inverter case and the end face of the compression mechanism portion. This is an inverter-integrated electric compressor that is provided with a suction passage to cool the back surface of the inverter installation wall.
前記圧縮機構部の吸入部には幾何学的圧縮開始点から前記圧縮室に通じる吸入通路に連通した副吸入通路が圧縮室に面して設置されており、吸入ガスは低速回転時には副吸入通路の設置により圧縮開始により吸入ガスが吸入通路に戻る為、見かけの体積効率は低下するが、高速回転時には前記インバータ冷却による圧力損失の発生により、幾何学的吸入終了点(圧縮開始点)では吸入終了時の圧力は少し低下するが、副吸入通路を通じ、吸入工程が持続する為、吸入ガスは流入し続け、見かけの体積効率は副吸入通路が無い場合に比べ増加させることができる。実施例1はスクロール型圧縮機の場合であり、固定スクロールまたは旋回スクロールの鏡板の少なくとも一方に副吸入通路を設けた。 The suction portion of the compression mechanism portion is provided with a sub-suction passage that communicates with a suction passage that leads from the geometric compression start point to the compression chamber so as to face the compression chamber. Since the suction gas returns to the suction passage when the compression starts, the apparent volumetric efficiency decreases, but at the time of high-speed rotation, suction occurs at the geometrical suction end point (compression start point) due to the occurrence of pressure loss due to the inverter cooling. Although the pressure at the end is slightly reduced, the suction process continues through the secondary suction passage, so that the suction gas continues to flow, and the apparent volumetric efficiency can be increased as compared with the case where there is no secondary suction passage. Example 1 is a case of a scroll type compressor, and a sub-intake passage is provided in at least one of a fixed scroll or an orbiting scroll end plate.
第2の実施例は固定スクロールの吸入通路に隣接した外壁の内側側面に副吸入通路を設置した場合を示した。第3の実施例ではベーンロータリ型圧縮機の場合であり、圧縮室を構成する円筒状のシリンダの内壁の設置した場合であり、第4の実施例では前記円筒状シリンダを両側から閉塞する側版の少なくとも一方に設置した場合を示した。 In the second embodiment, the auxiliary suction passage is provided on the inner side surface of the outer wall adjacent to the suction passage of the fixed scroll. The third embodiment is a case of a vane rotary type compressor, which is a case where an inner wall of a cylindrical cylinder constituting a compression chamber is installed. In the fourth embodiment, the side where the cylindrical cylinder is closed from both sides. Shown when installed on at least one of the plates.
本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、小型軽量化によって、ハイブリッド車等のエンジンに直接装着されることが可能となり、さらに小型で高速回転しても大きな冷媒循環量を確保することができる。 The inverter-integrated electric compressor of the present invention can be directly mounted on an engine such as a hybrid vehicle due to the reduction in size and weight, and can ensure a large amount of refrigerant circulation even if it is small and rotates at high speed.
第1の発明は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースと前記インバータケースを密閉するインバータカバーを備え、冷媒の吸入通路を設けてインバータの設置壁の裏面を冷却するインバータ一体型電動圧縮機において前記圧縮機構部の幾何学的圧縮開始点から吸入通路に連通した副吸入通路が圧縮室に面して設置されている。 A first aspect of the present invention is a compression mechanism portion that performs suction, compression, and discharge of fluid, a main body casing that includes an electric motor that drives the compression mechanism portion, an inverter case that includes an inverter that drives the electric motor, and the inverter case In an inverter-integrated electric compressor that includes an inverter cover that seals and cools the back surface of the inverter installation wall by providing a refrigerant suction passage, auxiliary suction that communicates from the geometric compression start point of the compression mechanism to the suction passage A passage is installed facing the compression chamber.
第2の発明は、第1の発明の圧縮機構部がスクロール式であり、前記副吸入通路は固定スクロールまたは旋回スクロールの鏡板の少なくとも一方に設けられたことを特徴とする請求項1に記載のインバータ一体型電動圧縮機である。 According to a second aspect of the present invention, in the compression mechanism of the first aspect, the scroll mechanism is used, and the auxiliary suction passage is provided in at least one of the end plate of the fixed scroll or the orbiting scroll. This is an inverter-integrated electric compressor.
第3の発明は、圧縮機構はスクロール型であり、前記副吸入通路は固定スクロール側の外壁の内側側面に設けられたことを特徴とする。 A third invention is characterized in that the compression mechanism is of a scroll type, and the auxiliary suction passage is provided on the inner side surface of the outer wall on the fixed scroll side.
第4の発明は、圧縮機構はベーンロータリ式であり、前記副吸入通路は円筒状シリンダの外壁側面に設けられたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, the compression mechanism is a vane rotary type, and the auxiliary suction passage is provided on a side surface of the outer wall of the cylindrical cylinder.
第5の発明は、圧縮機構はベーンロータリ式であり、前記副吸入通路は円筒状シリンダ
を閉塞する両側壁少なくとも一方に設けられたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the compression mechanism is a vane rotary type, and the auxiliary suction passage is provided on at least one side wall that closes the cylindrical cylinder.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図である。図1においては、電動圧縮機1の胴部の周りにある取付け脚2によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の場合の1つの例を示しており、電動圧縮機1はその本体ケーシング3内に電動機5を内蔵し、この本体ケーシング3に嵌入または圧入される圧縮機構部4を駆動する。電動機5はインバータケース102内に組み込まれたモータ駆動回路部101によって駆動される。また、本体ケーシング3内に圧縮機構部4を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部6を備えている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部4の摺動部のシールに供する液としては潤滑油7などの液を採用している。また、潤滑油7は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、液体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部4と、この圧縮機構部4を駆動する電動機5を内蔵する本体ケーシング3と、電動機5を駆動するモータ駆動回路部101を内蔵するインバータケース102とを有する電動圧縮機1であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
(Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of an inverter-integrated electric compressor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows one example in the case of a horizontal type electric compressor installed sideways by a mounting leg 2 around a body portion of the electric compressor 1. The electric compressor 1 includes a main body casing 3. An electric motor 5 is housed inside, and the compression mechanism 4 that is inserted into or pressed into the main casing 3 is driven. The electric motor 5 is driven by a motor drive circuit unit 101 incorporated in the inverter case 102. Further, the main body casing 3 is provided with a liquid storage section 6 for storing a liquid used for lubricating each sliding section including the compression mechanism section 4. The refrigerant to be handled is a gas refrigerant, and a liquid such as a lubricating oil 7 is employed as a liquid to be used for lubrication of each sliding part and a seal of the sliding part of the compression mechanism part 4. The lubricating oil 7 is compatible with the refrigerant. However, the present invention is not limited to these. Basically, a compression mechanism unit 4 that sucks, compresses and discharges liquid, a main body casing 3 that houses an electric motor 5 that drives the compression mechanism unit 4, and a motor drive circuit unit 101 that drives the electric motor 5 are incorporated. The following description does not limit the description of the scope of the claims.
本実施の形態の電動圧縮機1の圧縮機構部4はひとつの例としてスクロール式のものであって、図1に示すように固定鏡板11a、旋回鏡板12aから羽根が立ち上がった固定スクロール11と旋回スクロール12とを噛合わせて形成した圧縮空間10が、旋回スクロール12を電動機5により駆動軸14を介して固定スクロール11に対し円軌道運動させたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒30の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出をインバータケース102に設けた吸入口8および本体ケーシング3に設けた吐出口9を通じて行う。 The compression mechanism section 4 of the electric compressor 1 according to the present embodiment is of a scroll type as an example. As shown in FIG. 1, the fixed end plate 11a and the fixed scroll 11 whose blades rise from the revolving end plate 12a are swung. When the compression space 10 formed by meshing with the scroll 12 moves the orbiting scroll 12 in a circular orbit with respect to the fixed scroll 11 via the drive shaft 14 by the electric motor 5, the external volume is changed by changing the volume. The refrigerant 30 returning from the cycle is sucked, compressed and discharged to the external cycle through the suction port 8 provided in the inverter case 102 and the discharge port 9 provided in the main body casing 3.
これに併せ、本体ケーシング3の貯液部6に貯留されている潤滑油7が容積型ポンプ13などを駆動軸14にて駆動するか本体ケーシング3内の差圧を利用するなどして、駆動軸14の給油路15を通じ旋回スクロール12の旋回駆動に伴い旋回スクロール12の背面の液溜り21および液溜り22、図に示す例では液溜り21に供給し、この液溜り21に供給した潤滑油7の一部は旋回スクロール12の外周部の背面側に旋回スクロール12を通じ絞り23などによる所定の制限の基に供給して旋回スクロール12をバックアップしながら、前記潤滑油7を旋回スクロール12を通じ旋回スクロール12の羽根における先端の固定スクロール11との間のシール部材の一例であるチップシール24を保持する保持溝25に供給して固定、旋回各スクロール11、12間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り21に供給した潤滑油7の別の一部は、偏心軸受43、液溜り22、主軸受42を経ながら、それら軸受42、43を潤滑した後、電動機5側に流出し、貯液部6へと回収される。 At the same time, the lubricating oil 7 stored in the liquid storage part 6 of the main body casing 3 is driven by driving the positive displacement pump 13 or the like by the drive shaft 14 or using the differential pressure in the main body casing 3. As the orbiting scroll 12 is driven to rotate through the oil supply passage 15 of the shaft 14, the oil is supplied to the liquid reservoir 21 and the liquid reservoir 22 on the back surface of the orbiting scroll 12, and in the example shown in the figure, the lubricating oil supplied to the liquid reservoir 21. 7 is supplied to the back side of the outer peripheral portion of the orbiting scroll 12 through the orbiting scroll 12 to a predetermined restriction base such as a throttle 23 to back up the orbiting scroll 12, and the lubricating oil 7 is orbited through the orbiting scroll 12. The blade 12 of the scroll 12 is supplied to a holding groove 25 that holds a tip seal 24 that is an example of a seal member between the tip and the fixed scroll 11, and is fixed and rotated. Achieving sealing and lubrication between the scrolls 11 and 12. Further, another part of the lubricating oil 7 supplied to the liquid reservoir 21 lubricates the bearings 42 and 43 through the eccentric bearing 43, the liquid reservoir 22, and the main bearing 42, and then flows out to the electric motor 5 side. It is collected into the liquid storage unit 6.
さらに、本体ケーシング3内の軸線方向の一方の端部壁3a側からポンプ13、副軸受41、電動機5、主軸受42を持った主軸受部材51を配置してある。ポンプ13は端壁部3aの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体52との間に保持し、蓋体52の内側に貯液部6に通じるポンプ室53を形成して吸上げ通路54を介して貯液部6に通じるようにしてある。副軸受41は端部壁3aにて支持し、駆動軸14のポンプ13に連結している側を軸受するようにしてある。電動機5は固定子5aを本体ケーシング3に焼き嵌め固定されるか、または環状部材17によって固定され、駆動軸14の途中まわりに固定した回転子5bとによって駆動軸14を回転駆動できるようにしている。主軸受部材51は前記固定渦巻部11と図示しないボルトなどによって固定し、本体ケーシング3の開口端
に嵌合され、インバータケース102でもって挟持する状態で、駆動軸14の圧縮機構部4側を主軸受42により軸受している。さらに、これら主軸受部材51と固定スクロール11との間に前記旋回スクロール12を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材51と旋回スクロール12との間にはオルダムリング57などの旋回スクロール12の自転を防止して円運動させるための自転拘束部57が設けられ、駆動軸14を偏心軸受43を介して旋回スクロール12に接続して、旋回スクロール12を円軌道上で旋回させられるようにしている。
Further, a main bearing member 51 having a pump 13, a sub-bearing 41, an electric motor 5, and a main bearing 42 is arranged from one end wall 3 a side in the axial direction in the main body casing 3. The pump 13 is accommodated from the outer surface of the end wall portion 3a and is held between the lid body 52 and the pump body 53 which is inserted into the lid body 52. 54 is connected to the liquid storage section 6 through 54. The auxiliary bearing 41 is supported by the end wall 3a, and the side connected to the pump 13 of the drive shaft 14 is supported. The electric motor 5 is configured such that the stator 5a can be rotationally driven by a rotor 5b that is fixed by shrink-fitting the stator 5a to the main casing 3 or is fixed by an annular member 17 and is fixed around the middle of the drive shaft 14. Yes. The main bearing member 51 is fixed to the fixed spiral portion 11 with a bolt (not shown) or the like, fitted into the opening end of the main body casing 3, and clamped by the inverter case 102 so that the compression mechanism portion 4 side of the drive shaft 14 is held. The main bearing 42 is used for bearing. Further, the orbiting scroll 12 is sandwiched between the main bearing member 51 and the fixed scroll 11 to constitute a scroll compressor. Between the main bearing member 51 and the orbiting scroll 12, a rotation restraining portion 57 for preventing the rotation of the orbiting scroll 12 such as an Oldham ring 57 and causing the circular movement is provided, and the drive shaft 14 is interposed via the eccentric bearing 43. The orbiting scroll 12 is connected to the orbiting scroll 12 so that the orbiting scroll 12 can be orbited on a circular path.
圧縮機構部4には吐出孔31及びリード弁31aが設けられ、固定鏡板11aと蓋体65で構成された吐出室62に開口される。吐出室62は固定スクロール11および主軸受部材51ないしはこれらと本体ケーシング3との間に形成した連絡通路63を通じて圧縮機構部4と端部壁3aとの間の、吐出孔9を持った電動機5側に通じている。 The compression mechanism section 4 is provided with a discharge hole 31 and a reed valve 31a, and is opened to a discharge chamber 62 composed of a fixed end plate 11a and a lid 65. The discharge chamber 62 is an electric motor 5 having a discharge hole 9 between the compression mechanism portion 4 and the end wall 3a through the fixed scroll 11 and the main bearing member 51 or a communication passage 63 formed between them and the main body casing 3. To the side.
モータ駆動回路部101は、インバータケース102内に端部壁102aを隔てて吸入室61及び吐出室62の反対側に回路基板103と、図示しない電解コンデンサとを収容して構成され、回路基板103には発熱度の高いスイッチング素子を含むIPM(インテリジェントパワーモジュール)105が搭載される。モータ駆動回路部101は、電動機5などとハーネスコネクタ107によって接続される圧縮機ターミナル106を介して電気的な接続が行われ、電動機5を温度などの必要な情報をモニタしながらモータ駆動回路部101によって駆動するようにしてある。このためモータ駆動回路部101は外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。 The motor drive circuit unit 101 is configured by accommodating a circuit board 103 and an electrolytic capacitor (not shown) on the opposite side of the suction chamber 61 and the discharge chamber 62 with an end wall 102 a in the inverter case 102. Is mounted with an IPM (intelligent power module) 105 including a switching element having a high heat generation degree. The motor drive circuit unit 101 is electrically connected to the electric motor 5 or the like via a compressor terminal 106 connected by a harness connector 107, and the motor drive circuit unit 101 monitors the motor 5 for necessary information such as temperature. 101 is driven. For this reason, the motor drive circuit unit 101 is provided with a harness connector (not shown) for electrical connection with the outside.
以上によって、電動機5はモータ駆動回路部101によって駆動され、駆動軸14を介して圧縮機構部4を円軌道運動させるとともに、ポンプ13を駆動する。このとき圧縮機構部4はポンプ13により貯液部6の潤滑油7を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、インバータケース102に設けた吸入口8を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出口31から吐出室62に吐出する。吐出室62に吐出された冷媒は連絡通路63を通じて電動機5側に入り、電動機5を冷却しながら本体ケーシング3の吐出口9から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油7の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油7によって副軸受41の潤滑も行う。 As described above, the electric motor 5 is driven by the motor drive circuit unit 101 to move the compression mechanism unit 4 in a circular orbit via the drive shaft 14 and to drive the pump 13. At this time, the compression mechanism section 4 is supplied with the lubricating oil 7 of the liquid storage section 6 by the pump 13 and receives the lubricating and sealing action, and sucks the return refrigerant from the refrigeration cycle through the suction port 8 provided in the inverter case 102. , Compressed and discharged from the discharge port 31 to the discharge chamber 62. The refrigerant discharged into the discharge chamber 62 enters the electric motor 5 side through the communication passage 63, and in the long process until the electric motor 5 is cooled and discharged from the discharge port 9 of the main body casing 3, the refrigerant collides, centrifuges, throttles, etc. The sub-bearing 41 is also lubricated by the accompanying partial lubricating oil 7 while various types of gas-liquid separation is performed and the lubricating oil 7 is separated.
以上の構成の電動圧縮機1において、インバータケース102内の冷却通路構造について図2を用いて説明する。図2はインバータケース102と固定鏡板11aとで構成される冷却通路空間の分解構造図である。インバータケース102に設けた吸入口8から吸入された冷媒は、吸入通路空間70に拡散され、端部壁102aを冷却すると共に、背面に搭載されているIPM105等の発熱体と熱交換を行ったのち、固定鏡板11aの通路穴71を介して吸入空間10に流入する。 In the electric compressor 1 having the above configuration, a cooling passage structure in the inverter case 102 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded view of the cooling passage space constituted by the inverter case 102 and the fixed end plate 11a. The refrigerant sucked from the suction port 8 provided in the inverter case 102 is diffused into the suction passage space 70, cools the end wall 102a, and exchanges heat with a heating element such as the IPM 105 mounted on the back surface. After that, it flows into the suction space 10 through the passage hole 71 of the fixed end plate 11a.
また、インバータケース102には、圧縮機ターミナル106がトメワ80等によって固定されている。電動機5からのリード線81は固定鏡板11aの外周近傍に設けられた連絡通路82を通してハーネスコネクタ107に接続され、圧縮機ターミナル106に差込固定される。 In addition, the compressor terminal 106 is fixed to the inverter case 102 by a tome 80 or the like. The lead wire 81 from the electric motor 5 is connected to the harness connector 107 through a communication passage 82 provided in the vicinity of the outer periphery of the fixed end plate 11a, and is inserted and fixed to the compressor terminal 106.
また、インバータケース102の端部壁102aに冷媒の流れを制御するガイドフィン75を、背面に搭載されている発熱体に相対する位置に設けることで、冷却効果をさらに上げることができる。 Further, the cooling effect can be further enhanced by providing guide fins 75 for controlling the flow of the refrigerant on the end wall 102a of the inverter case 102 at positions facing the heating elements mounted on the back surface.
図3はスクロール式圧縮機における吸入および圧縮初期工程の部分模式図である。11
は固定スクロールの一部で通路穴71が設置され、通路穴71から冷媒が旋回スクロー
ル12の旋回運動により吸入空間10の容積の増加に伴う圧力低下により通路穴71からガス冷媒が進入する。
FIG. 3 is a partial schematic view of the suction and compression initial steps in the scroll compressor. 11
The passage hole 71 is installed in a part of the fixed scroll, and the refrigerant enters the passage hole 71 due to the pressure drop accompanying the increase in the volume of the suction space 10 due to the turning movement of the orbiting scroll 12 through the passage hole 71.
この時、吸入空間10は吸入終了間際の状態であるが、高速回転時には吸入空間10に冷媒が充分流入し終えない状態で幾何学的(理論的)吸入終了点10aに至ると体積効率が低下することとなる。そこで、固定スクロール11のスクロール底板11bの吸入空間10に面する位置に通路穴71と連通した副吸入通路72を新設することにより冷媒が流入し続けることができる為、体積効率を高く維持できる。 At this time, the suction space 10 is in a state just before the end of the suction, but the volumetric efficiency is lowered when the geometric (theoretical) suction end point 10a is reached in a state where the refrigerant does not sufficiently flow into the suction space 10 during high-speed rotation. Will be. Therefore, since the refrigerant can continue to flow by newly providing the auxiliary suction passage 72 communicating with the passage hole 71 at the position facing the suction space 10 of the scroll bottom plate 11b of the fixed scroll 11, the volumetric efficiency can be maintained high.
図4は図3の断面図であり、図5は上記体積効率と冷媒循環量の回転数に対する変化を従来に対し、本発明の実施例の特性を示した。 FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 5 shows the characteristics of the embodiment of the present invention with respect to the change in the volume efficiency and the amount of refrigerant circulation with respect to the rotation speed.
高速回転域では従来に対し、高い体積効率を得ることができる。逆に低速回転時には一旦吸入した冷媒が圧縮開始により副吸入通路72から通路穴71側へ戻るため、体積効率は低下する傾向となるが、本発明の目的は最高回転数における冷媒循環量の最大化であり、上記低速の特性は無視できる。 In the high-speed rotation range, higher volume efficiency can be obtained than in the past. On the contrary, at the time of low speed rotation, the refrigerant once sucked returns to the passage hole 71 side from the sub suction passage 72 by the start of compression, so that the volumetric efficiency tends to decrease. However, the object of the present invention is to maximize the refrigerant circulation amount at the maximum rotation speed. The low speed characteristic can be ignored.
図6は前記副吸入通路72を固定スクロール11の外壁の内側内壁11cに設置した場合を示す。 FIG. 6 shows a case where the auxiliary suction passage 72 is installed on the inner inner wall 11 c of the outer wall of the fixed scroll 11.
(実施の形態2)
図7と8は圧縮機構がベーンロータリ式の場合を示す。圧縮部は円筒状シリンダ200に一点が近接して回転するロータ210と、前記ロータ内に複数枚放射状に出没自在に配置されたベーン211と前記シリンダ200を両側から閉塞する側板205,206からなる。図7では前記副吸入通路72を円筒状シリンダ200の内壁に切欠き加工した場合である。一点鎖線で表した理論的吸入終了位置201に対し、切欠き部202が長く形成されており、この副吸入通路72から前述した効果が得られる。
(Embodiment 2)
7 and 8 show a case where the compression mechanism is a vane rotary type. The compression unit is composed of a rotor 210 rotating at a point close to the cylindrical cylinder 200, a plurality of vanes 211 arranged radially in the rotor, and side plates 205 and 206 closing the cylinder 200 from both sides. . In FIG. 7, the auxiliary suction passage 72 is notched in the inner wall of the cylindrical cylinder 200. A notch 202 is formed long with respect to the theoretical suction end position 201 represented by a one-dot chain line, and the above-described effects can be obtained from the auxiliary suction passage 72.
図8は前記副吸入通路72を円筒状シリンダ200を両側から閉塞する側板205に形成した場合の横断面図であり、図9はその縦断面図である。 FIG. 8 is a transverse sectional view when the auxiliary suction passage 72 is formed in a side plate 205 that closes the cylindrical cylinder 200 from both sides, and FIG. 9 is a longitudinal sectional view thereof.
この場合も同様な効果が得られる。 In this case, the same effect can be obtained.
今回ベーンロータリ式では真円シリンダの場合を示したが、楕円形状のシリンダの場合や、ベーン枚数が変化した場合でも同じ効果が得られることは言うまでも無い。 This time, the vane rotary type shows a case of a perfect cylinder, but it goes without saying that the same effect can be obtained even in the case of an elliptical cylinder or when the number of vanes changes.
以上のように、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、従来のインバータ一体型電動圧縮機と比較して多くの冷媒循環量が得られる為、小型・軽量・高効率化が図られる。これにより、エンジンへの装着も容易となり、ハイブリッド車等の環境車両に幅広く適用できる。 As described above, since the inverter-integrated electric compressor according to the present invention can obtain a larger amount of refrigerant circulation than the conventional inverter-integrated electric compressor, it can be reduced in size, weight, and efficiency. This facilitates mounting on the engine and can be widely applied to environmental vehicles such as hybrid vehicles.
1 電動圧縮機
2 取付け脚
3 本体ケーシング
3a シール溝
3b Oリング
3c 微少隙間
4 圧縮機構部
5 電動機
5a 固定子
6 貯液部
7 潤滑油
8 吸入口
9 吐出口
10 吸入空間
11 固定スクロール
11a 固定鏡板
12 旋回スクロール
12a 旋回鏡板
13 ポンプ
14 駆動軸
15 給油路
17 環状部材
21 液溜り
22 液溜り
23 絞り
24 チップシール
25 保持溝
30 冷媒
31 吐出孔
41 副軸受
42 主軸受
43 偏心軸受
51 主軸受部材
52 蓋体
53 ポンプ室
54 吸上げ通路
57 オルダムリング
61 吸入室
62 吐出室
63 連絡通路
65 蓋体
70 吸入通路空間
71 通路穴
72 副吸入通路
75 ガイドフィン
80 トメワ
81 リード線
82 連絡通路
101 モータ駆動回路部
102 インバータケース
102a 端部壁
103 回路基板
105 IPM
106 圧縮機ターミナル
107 ハーネスコネクタ
113 インバータカバー
200 シリンダ
205 側板
210 ロータ
211 ベーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric compressor 2 Mounting leg 3 Main body casing 3a Seal groove 3b O-ring 3c Minute gap 4 Compression mechanism part 5 Electric motor 5a Stator 6 Liquid storage part 7 Lubricating oil 8 Suction port 9 Discharge port 10 Suction space 11 Fixed scroll 11a Fixed end plate DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Orbiting scroll 12a Orbiting end plate 13 Pump 14 Drive shaft 15 Oil supply path 17 Annular member 21 Liquid reservoir 22 Liquid reservoir 23 Restriction 24 Tip seal 25 Holding groove 30 Refrigerant 31 Discharge hole 41 Sub bearing 42 Main bearing 43 Eccentric bearing 51 Main bearing member 52 Lid 53 Pump chamber 54 Suction passage 57 Oldham ring 61 Suction chamber 62 Discharge chamber 63 Communication passage 65 Lid body 70 Suction passage space 71 Passage hole 72 Sub suction passage 75 Guide fin 80 Tomewa 81 Lead wire 82 Connection passage 101 Motor drive circuit Part 102 Inverter case 1 02a End wall 103 Circuit board 105 IPM
106 Compressor terminal 107 Harness connector 113 Inverter cover 200 Cylinder 205 Side plate 210 Rotor 211 Vane
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- 2008-08-21 JP JP2008212335A patent/JP2010048146A/en active Pending
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