JP2011229358A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷凍サイクルの設置スペースの増大を招くことなく、冷媒循環経路中に浸入する水分の許容量を従来より多くすることに寄与できる電動圧縮機を提供すること。
【解決手段】吸入ポート１１と吐出ポート１２とを設けたハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され吸入ポート１１から吸入する冷媒を圧縮して吐出ポート１２から吐出する圧縮部１５と、ハウジング１０内に配置され圧縮部１５を駆動する回転軸２１を回転させる電動モータ２とを有する。電動モータ２は、回転軸２１の周囲に固定されたロータ２２とハウジング１０に支持されたステータ２３とを有する。ロータ２２には、永久磁石３１が配設されていると共に機内の水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤３２が配設されている。
【選択図】図１
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【選択図】図１
Description
本発明は、電動圧縮機に関する。
車載空調機などの冷凍サイクルにおいては、地球温暖化防止策の一環として、従来のフロンと称される冷媒よりもオゾン層破壊への影響が少ない冷媒が使われるようになって来た。このような新しいタイプの冷媒としては、例えば、特許文献１、２に記載のＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）等に代表されるような、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒が注目されている（以下、適宜、「ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒」という。）。
ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒は、上記のごとく二重結合を含むことから、水の存在下において比較的分解しやすい特徴を有する。そのため、製造過程や市場による使用時に何らかの原因で冷媒循環路中に水が混入した場合には、冷媒が分解し、冷媒を構成していたＦからフッ酸（ＨＦ）が生じる。フッ酸などのいわゆる「酸」は、耐食性の低い金属部材を比較的早期に腐食させる原因となる。また、水分そのものもそのような金属部材を化学変化させてしまい、特性劣化を招いてしまうことがある。
冷凍サイクルに用いられる電動圧縮機を構成する部品のうち最も耐食性が低いものとしては電動モータに内蔵される永久磁石があげられる。永久磁石としては、フェライト磁石あるいは希土類磁石が主に用いられており、これらは酸または水分の存在下において特性劣化しやすい。特に希土類磁石はフェライト磁石よりも酸や水分の影響を受けやすい。電動モータの永久磁石の特性が劣化すれば、電動圧縮機全体の性能低下にも繋がる。
このような問題はＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒に限らず、既存の冷媒や今後開発される新種の冷媒、あるいは、冷媒と共に電動圧縮機内に配置される潤滑油などについても、これらが水分と遭遇して酸を発生する可能性がある場合には、同様の問題が生じる可能性があり、また、水分そのものが永久磁石等の電動モータの構成部品と化学反応して特性劣化を招く可能性がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータに内蔵される永久磁石の特性劣化を抑制できる電動圧縮機を提供しようとするものである。
本発明は、吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、該ハウジング内に配置され上記吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して上記吐出ポートから吐出する圧縮部と、上記ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する電動圧縮機において、
上記電動モータは、上記回転軸の周囲に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータには、永久磁石が配設されていると共に、水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤が配設されていることを特徴とする電動圧縮機にある（請求項１）。
上記電動モータは、上記回転軸の周囲に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータには、永久磁石が配設されていると共に、水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤が配設されていることを特徴とする電動圧縮機にある（請求項１）。
本発明の電動圧縮機は、上記のごとく、電動モータを構成するロータに、永久磁石を配設してなると共に、水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤を配設してなる。そのため、この電動圧縮機を組み込んだ冷凍サイクルにおいては、上記電動圧縮機自体の機能によって、内蔵する永久磁石の特性劣化防止を強化することができる。
すなわち、本発明では、上記のごとく永久磁石を内蔵する同じロータ内において、上記永久磁石の直近に上記吸着剤と上記中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤が存在する。そのため、酸の存在下あるいは水の存在下において比較的特性劣化しやすい永久磁石に近づく水分あるいは酸を早期に吸着除去あるいは中和することができ、永久磁石の腐食防止又は特性劣化を効果的に防止することができる。
また、このような永久磁石の特性劣化防止機能を電動圧縮機自体が備えていることにより、この電動圧縮機を組み込む冷凍サイクルの他の構成部分に大幅な変更を行う必要がなく、設置スペースの増大や設計変更に伴う種々のコスト増大を抑制することができる。
本発明の電動圧縮機において、上記ロータに組み込む機内環境改善剤は、上述したごとく、水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含むものである。上記吸着剤と上記中和剤の両方を含む構成ととしてもよいし、一方のみを含む構成としてもよい。どのような構成にするかは、上記機内環境改善剤を配設できる容積や、冷媒や機油が酸を生じさせやすいものか否かなどによって選択すればよい。
また、上記ロータは、軸方向に延在する磁石配設穴を有し該磁石配設穴に上記永久磁石を挿入配置してなると共に、軸方向に延在する改善剤配設穴を有し該改善剤配設穴に上記機内環境改善剤を挿入配置してなることが好ましい（請求項２）。上記永久磁石配設穴及び改善剤配設穴としては、軸方向に貫通するように設けてもよいし、上記ロータの軸方向一方の端面のみに開口した有底穴として設けることもできる。
また、上記ロータは、軸方向に貫通する上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴を設けたロータコア本体と、該ロータコア本体の軸方向両端に配設された一対の端板とを有しており、該端板は、上記改善剤配設穴と外部とを連通させる流体流通口を備えていることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記ロータがロータコア本体と、これを挟持する一対の上記端板とからなる。そして、端板が上記磁石配設穴の両端を閉塞した状態になるので、循環してくる冷媒及び潤滑油が磁石配設穴へ直接流入することを防止することができ、冷媒及び潤滑油内に含まれる水分あるいは酸と永久磁石との接触機会を減らすことができる。一方、端板に上記流体流通口を設けてあることにより、循環してくる冷媒及び潤滑油を流体流通口から積極的に改善剤配設穴内に導くことができる。また、ロータが回転することにより、流体流通口から改善剤配設穴内に進入する冷媒等の流体と機内環境改善剤との接触率を高めることができる。そのため、改善剤配設穴内の機内環境改善剤により早期に水分の除去又は酸の中和を行うことができ、ロータ内において磁石配設穴に浸透していく冷媒及び潤滑油を健全な状態に維持することができる。
また、上記端板の流体流通口には、上記ロータが回転した際に流体を上記改善剤配設穴に向けて導くためのフィンを設けることも好ましい（請求項４）。このフィンの構成としては、例えば、上記端板における上記流体流通口に対面する部分に板状片部を設け、該板状片部を斜めに立ち上げた構成などを採用できる。
また、上記改善剤配設穴と該改善剤配設穴に挿入配置された上記機内環境改善剤との間には、軸方向に貫通する空隙が設けられていることが好ましい（請求項５）。具体的には、上記改善剤配設穴の内面と上記機内環境改善剤を備えたユニットの外面との少なくとも一方に長手方向に貫通する溝を設けることによって、上記空隙を設けることが好ましい。これにより、上記空隙が冷媒及び潤滑油の流路として機能し、機内環境改善剤と冷媒及び潤滑油との接触率を更に高めることができる。
また、上記ロータは、軸方向に貫通する上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴を設けたロータコア本体と、該ロータコア本体の軸方向両端に配設された一対の端板とを有しており、該端板は上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴の両端開口部が外部と連通しないように閉塞しており、上記ロータコア本体部の内部又は上記端板における上記ロータコア本体に対向する内面には、上記磁石配設穴と上記改善剤配設穴とを連通させるための連通路を備えていることも好ましい（請求項６）。
この場合には、上記改善剤配設穴及び磁石配設穴への冷媒等の浸入を極力抑えた上で、これらの穴に浸入した冷媒等に含まれる水あるいは酸については、早期に上記機内環境改善剤によって吸着あるいは中和することができる。特に、上記磁石配設穴に浸入した水あるいは酸については、上記連通路を介して上記改善剤配設穴に導くことができ、磁石配設穴内での水や酸の滞留を抑制して永久磁石の特性劣化をさらに遅らせることができる。
この場合には、上記改善剤配設穴及び磁石配設穴への冷媒等の浸入を極力抑えた上で、これらの穴に浸入した冷媒等に含まれる水あるいは酸については、早期に上記機内環境改善剤によって吸着あるいは中和することができる。特に、上記磁石配設穴に浸入した水あるいは酸については、上記連通路を介して上記改善剤配設穴に導くことができ、磁石配設穴内での水や酸の滞留を抑制して永久磁石の特性劣化をさらに遅らせることができる。
また、上記ロータコア本体における上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴の両端開口部を上記一対の端板によって閉塞したタイプの上記ロータは、その外表面全体が樹脂被膜により覆われていることが好ましい（請求項７）。この場合には、上記樹脂被膜の存在によって、さらに上記磁石配設穴への水あるいは酸の浸入を抑制することができる。そして、万一樹脂被膜の存在にかかわらずロータコア本体内部に水あるいは酸が浸入した場合には、上記機内環境改善剤によって早期に水の吸着除去あるいは酸の中和を実施することができる。なお、樹脂被膜は、スプレー法、浸漬法、電着塗装法など様々な塗装方法によって配設することが可能である。また、上記ロータに回転軸を組み付けた状態でその境界部分も含めて上記樹脂被膜により覆うことが好ましい。これにより、両者の境界部分から水や酸が内部に浸入することを防止することができる。
また、上記樹脂被膜における樹脂は、広義の意味での樹脂であり、いわゆる天然樹脂、合成樹脂、天然ゴム、合成ゴム等を含む概念である。上記樹脂被膜を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン系、エポキシ系、フッ素系、アクリル系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、シリコーン系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリエーテルイミド系、フェノール系、メラミン系、ウレタン系等の樹脂あるいはゴムがある。
また、上記ロータにおける改善剤配設穴の配設位置は、電動モータの磁気回路特性への影響が小さい限り任意の位置に設定することができる。ただし、改善剤配設穴に挿入配置する機内環境改善剤の効果を最大限発揮させるためには、永久磁石に近い位置が望ましい。そのため、例えば、上記ロータが上記ステータの内周側に配置されており、上記改善剤配設穴は、上記永久磁石よりも内周側に設けられていることが好ましい（請求項８）。上記ロータがステータの内周側に配置されたタイプでは、このような配置形態を採用することにより、ロータの磁気的性能を維持した上で容易に機内環境改善剤の配置スペースを得ることができる。なお、上記永久磁石の配置は、例えば、上記ロータの軸方向に直交する断面において複数の上記永久磁石の配置形態が全体で多角形状又は円形状を呈するような配置を採用することができる。また、上記永久磁石は、例えば、平板形状あるいは断面円弧状曲面板形状などを採用することができる。
また、上記ロータが、上記ステータの外周側に配置されており、上記改善剤配設穴は、上記永久磁石より外周側に設けられていることも好ましい（請求項９）。上記ロータがステータの外周側に配置されたタイプでは、このような配置形態を採用することにより、ロータの磁気的性能を維持した上で容易に機内環境改善剤の配置スペースを得ることができる。なお、このようなロータの内側にステータが配置されている場合には、ステータにも改善剤配設穴及び機内環境改善剤を配置することも好ましい。また、上記永久磁石の配置は、例えば、上記ロータの軸方向に直交する断面において複数の上記永久磁石の配置形態が全体で多角形状又は円形状を呈するような配置を採用することができる。また、上記永久磁石は、例えば、平板形状あるいは断面円弧状曲面板形状などを採用することができる。
また、上記吸着剤は、ゼオライト、活性炭、アルミナ及びシリカゲルのうち少なくとも１種以上よりなることが好ましい（請求項１０）。これらの吸着剤は、単位体積当たりの水分吸着性能に優れ、ロータ内という限られたスペースに配置するのに有効である。なお、これらの吸着剤は、一般に乾燥剤と呼ばれることもある。
また、上記中和剤は、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム及び炭酸ナトリウムのうち少なくとも１種以上よりなることが好ましい（請求項１１）。これらは、固体状で長期間安定して存在するため好適である。
また、上記吸着剤及び中和剤は、粒状のものを採用して、上記改善剤配設穴に挿入し、該改善剤配設穴の両端を網目状の蓋材あるいは上述した端板によって閉じる構成とすることができる。また、少なくとも両端が網目状となったケースに吸着剤と中和剤の少なくとも一方を充填した改善剤ユニットを構成し、当該改善剤ユニットを上記改善剤配設穴に挿入配置してもよい。また、上記吸着剤自体を上記改善剤配設穴の形状に対応する成形体に成形してなる改善剤ユニットを用いてもよい。
また、上記電動圧縮機は、循環経路に非金属製配管を備えた車載空調機用であることが好ましい（請求項１２）。車載空調機は、圧縮機の他に凝縮器、膨張弁、蒸発器等を備え、これらを連絡する循環経路中に冷媒及び潤滑油を封入する構成が取られる。循環経路を構成する配管の一部には、可撓性を持たせるために樹脂製配管等の非金属製配管を採用することが多い。ここでいう樹脂は、広義の意味での樹脂であり、いわゆる天然樹脂、合成樹脂、天然ゴム、合成ゴム等を含む概念である。この樹脂製配管等の非金属製配管は、非常にわずかながらも水分を透過させる特性を有している場合が多い。そのため、例えば高温多湿の環境において長年使用を続ければ、樹脂製配管等の非金属製配管を通して空気中から循環経路内に水分が浸入するおそれがある。また、循環経路に樹脂製配管等の非金属製配管を備えた車載空調機は、非金属製配管をあまり採用しない他の冷凍サイクルに比べて、前述したような冷媒の分解等による酸の発生が生じやすいと言える。そのため、電動モータのロータ内に機内環境改善剤を配置した上記構成は、循環経路に非金属製配管を備えた車載空調機において有効な構成である。
また、上記電動圧縮機は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒又は該冷媒を含む混合冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いることができる（請求項１３）。このＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒は、前述したように水分存在下で分解してフッ酸を生じるおそれがある。そのため、このような酸発生を少しでも遅らせるためには、電動モータのロータ内に機内環境改善剤を配置した上記構成が有効である。
また、上記電動圧縮機は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）及びポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の少なくとも一つを含有する潤滑油を上記ハウジング内に含む場合にも有効である（請求項１４）。これらの潤滑油を含む場合においても、冷媒循環経路中への水分の浸入は好ましくない。例えば、ポリオールエステルは、水分存在下において加水分解して有機カルボン酸を発生する。有機カルボン酸も上述したフッ酸と同様に、永久磁石を腐食させる原因となりうる。そのため、この場合にも、このような酸発生を少しでも遅らせるためには、電動モータのロータ内に機内環境改善剤を配置した上記構成が有効である。
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電動圧縮機につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電動圧縮機１は、図１に示すごとく、吸入ポート１１と吐出ポート１２とを設けたハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され吸入ポート１１から吸入する冷媒を圧縮して吐出ポート１２から吐出する圧縮部１５と、ハウジング１０内に配置され圧縮部１５を駆動する回転軸２１を回転させる電動モータ２とを有する。
本発明の実施例にかかる電動圧縮機につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電動圧縮機１は、図１に示すごとく、吸入ポート１１と吐出ポート１２とを設けたハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され吸入ポート１１から吸入する冷媒を圧縮して吐出ポート１２から吐出する圧縮部１５と、ハウジング１０内に配置され圧縮部１５を駆動する回転軸２１を回転させる電動モータ２とを有する。
圧縮部１５は、ハウジング１０内に固定された固定スクロール１３と、これに対向配置された可動スクロール１４とにより構成されている。固定スクロール１３と可動スクロール１４との間には、冷媒を圧縮するための容積可変の圧縮室１５０が形成されている。可動スクロール１４は、ベアリング２１６及び偏心ブッシュ２１５を介して回転軸２１の偏心ピン２１０に連結されており、回転軸２１の回転に応じて揺動し、上記圧縮室１５０の容積を変化させるよう構成されている。
回転軸２１は、電動モータ２を構成するロータ２２の中心穴２２１に固定され、中心穴２２１から両側へ突出した両端が、軸受け部４１、４２を介して回転可能にハウジング１０に固定されている。
図１、図２に示すごとく、電動モータ２は、上記回転軸２１の周囲に固定されたロータ２２と、ロータ２２の外周側に配置されハウジング１０に支持されたステータ２３とを有する。ステータ２３には、コイル２３５が配設されており、コイル２３５に通電することにより、永久磁石３１を内蔵したロータ２２が回転するよう構成されている。
図１、図２に示すごとく、電動モータ２は、上記回転軸２１の周囲に固定されたロータ２２と、ロータ２２の外周側に配置されハウジング１０に支持されたステータ２３とを有する。ステータ２３には、コイル２３５が配設されており、コイル２３５に通電することにより、永久磁石３１を内蔵したロータ２２が回転するよう構成されている。
図１〜図３に示すごとく、上記ロータ２２は、複数枚の電磁鋼板を積層することにより円筒状に構成されたロータコア２２０を有し、その軸方向に貫通する６つの磁石配設穴２２２を有している。これらの磁石配設穴２２２は、それぞれ板状の永久磁石３１に対応する形状に設けられ、軸方向から見て全体で六角形状を呈するように配置されている。各磁石配設穴２２２に挿入配置された永久磁石３１としては、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ボロン（Ｂ）を主成分とする公知のネオジム磁石（希土類磁石）を採用した。
また、図２、図３に示すごとく、ロータ２２は、ロータコア２２０に設けた軸方向に貫通する複数の改善剤配設穴２２５に配設してなる機内環境改善剤３２としての吸着剤を有する。改善剤配設穴２２５の両端には、網目状の蓋材２２６が配設され、これらの間に吸着剤としてのゼオライトが充填されている。上記ゼオライトは、平均粒径０．５〜１０ｍｍであり、蓋材２２６の網目形状はこのゼオライトが流出しない大きさに設けられている。
なお、ロータコア２２０には、さらに軸方向に挿通数する固定用リベット及びこれを通す貫通穴が設けられているがその記載は省略する。
なお、ロータコア２２０には、さらに軸方向に挿通数する固定用リベット及びこれを通す貫通穴が設けられているがその記載は省略する。
本例では、図４に示すごとく、上記構成の電動圧縮機１を車載空調機５の圧縮機として用いる。
車載空調機５は、同図に示すごとく、電動圧縮機１の吐出ポート１２側から、循環経路５５によって順次連絡される凝縮器５１、レシーバ５２、膨張弁５３、蒸発器５４を有している。膨張弁５３は、蒸発器５４の下流側に配置された温度センサ５６により測定された冷媒の温度に応じて、制御部５７によって弁開度が調整されるにようになっている。
車載空調機５は、同図に示すごとく、電動圧縮機１の吐出ポート１２側から、循環経路５５によって順次連絡される凝縮器５１、レシーバ５２、膨張弁５３、蒸発器５４を有している。膨張弁５３は、蒸発器５４の下流側に配置された温度センサ５６により測定された冷媒の温度に応じて、制御部５７によって弁開度が調整されるにようになっている。
また、上記レシーバ５２は、冷媒の気液分離を図って液状冷媒のみを膨張弁に送るよう機能するとともに、内蔵したレシーバ内吸着剤（図示略）によって冷媒中に含まれる水分を除去するように構成されている。
また、循環経路５５内、つまり電動圧縮機１内には、冷媒として、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）が封入され、かつ、潤滑油として、ポリオールエステルが封入されている。そして、循環経路５５を構成する配管の一部は、非金属製配管である樹脂製配管が採用されている。
また、循環経路５５内、つまり電動圧縮機１内には、冷媒として、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）が封入され、かつ、潤滑油として、ポリオールエステルが封入されている。そして、循環経路５５を構成する配管の一部は、非金属製配管である樹脂製配管が採用されている。
このような構成の車載空調機５を長期間運転すると、循環経路５５を構成する樹脂製配管を透過して、徐々に循環経路５５内に水分が入り込んでくる。この水分が取り除かれることなく存在を続ければ、上記冷媒は分解し、フッ酸を生じるおそれがある。また、水分自体との化学反応により永久磁石が劣化するおそれもある。従来であれば、上記レシーバ５２内に内蔵されたレシーバ内吸着剤のみによって循環経路５５に浸入した水分を常時取り除いていた。
本例では、レシーバ５２内のレシーバ内吸着剤の他に、さらに、電動圧縮機１のロータ２２内に機内環境改善剤（吸着剤）３２を配置してある。すなわち、電動圧縮機１内への吸着剤３２の配置によって、車載空調機５という冷凍サイクルの設置スペースの増大を招くことなく、冷凍サイクルの冷媒循環経路中に浸入する水分の許容量を従来より多くしてある。
そのため、非常に高温多湿地域において長期間にわたり車載空調機５を使用した場合であっても、レシーバ内吸着剤と電動圧縮機１内吸着剤３２のトータルの水分吸着能力の増大によって、車載空調機５の安定稼働できる寿命を延長することができる。
また、ロータ２２内に内蔵された永久磁石３１は、他の部材に比べて酸又は水分の存在下において特性劣化しやすい傾向にあるが、永久磁石３１のすぐ近くに機内環境改善剤（吸着剤）３２が存在するので、永久磁石３１に近づく水分を早期に機内環境改善剤（吸着剤）３２が吸着除去することができ、永久磁石３１の特性劣化防止にも効果がある。
なお、本例では、機内環境改善剤３２として吸着剤のみを用いたが、更に中和剤を加えることによって酸の中和効果を加えることも可能である。
また、ロータ２２内に内蔵された永久磁石３１は、他の部材に比べて酸又は水分の存在下において特性劣化しやすい傾向にあるが、永久磁石３１のすぐ近くに機内環境改善剤（吸着剤）３２が存在するので、永久磁石３１に近づく水分を早期に機内環境改善剤（吸着剤）３２が吸着除去することができ、永久磁石３１の特性劣化防止にも効果がある。
なお、本例では、機内環境改善剤３２として吸着剤のみを用いたが、更に中和剤を加えることによって酸の中和効果を加えることも可能である。
（実施例２）
本例は、図５〜図９に示すごとく、実施例１の電動圧縮機１におけるロータ２２の構造を変更した例である。
本例のロータ２４は、図５、図９に示すごとく、実施例１と同様にステータ２３（図１、図２参照）の内周側に配置されるものである。ロータ２４は、軸方向に貫通する磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３を設けたロータコア本体２４０と、ロータコア本体２４０の軸方向両端に配設された一対の端板２５とを有している。
本例は、図５〜図９に示すごとく、実施例１の電動圧縮機１におけるロータ２２の構造を変更した例である。
本例のロータ２４は、図５、図９に示すごとく、実施例１と同様にステータ２３（図１、図２参照）の内周側に配置されるものである。ロータ２４は、軸方向に貫通する磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３を設けたロータコア本体２４０と、ロータコア本体２４０の軸方向両端に配設された一対の端板２５とを有している。
ロータコア本体２４０は、図６に示すごとく、略円盤状の電磁鋼板よりなるロータコアシート２４１を多数積層することによって形成してある。同図に示すごとく、各ロータコアシート２４１は、回転軸２１を挿入するための中心穴２４９と、その周囲において周方向に等間隔で設けられた長方形状の４つの磁石配設穴２４２とを有する。４つの磁石配設穴２４２の配置形態は、全体で四角形状（あるいは八角形状ともいえる）を呈している。
さらに、磁石配設穴２４２と中心穴２４９との間には、周方向に等間隔で設けられた長方形状の４つの改善剤配設穴２４３が配設されている。また、周方向に隣り合う磁石配設穴２４２の間には、それぞれ円形のリベット挿入穴２４４が設けられている。このようなロータコアシート２４１を、各穴が一致するように多数枚積層することによってロータコア本体２４０が形成されている。
図５に示すごとく、ロータコア本体２４０の磁石配設穴２４２に収容される永久磁石３４は平板形状を有する。そして、ロータ２４の軸方向に直交する断面において４枚の永久磁石３４の配置形態は、当然に磁石配設穴２４２の配置形態と同様に、全体で四角形状（あるいは八角形状ともいえる）を呈している。
また、同図に示すごとく、ロータコア本体２４０の改善剤配設穴２４３には、機内環境改善剤としての吸着剤と中和剤の両方をケース内に充填してなる改善剤ユニット３５を挿入配置する。改善剤ユニット３５は、模式的には、図８に示すごとく、両端に多数の流通口（図示略）を設けたケース３５０内に粒状の吸着剤３５１及び中和剤３５２を分散充填してなる。吸着剤３５１としては平均粒径０．５〜１０ｍｍのゼオライトを採用し、中和剤３５２としては、平均粒径０．５〜１０ｍｍの粒子状の水酸化カルシウムを採用した。
また、図５、図７に示すごとく、ロータ本体２４０の軸方向両端に配設された端板２５は、回転軸２１を挿入するための中心穴２５９と、ロータコア本体２４０における改善剤配設穴２４３に対応する位置に設けられた４つの流体流通口２５３を備えている。さらに、端板２５は、ロータコア本体２４０におけるリベット挿入穴２４４に対応する位置に設けられた４つのリベット挿入穴２５４を備えている。一方、端板２５は、磁石配設穴２４２に対応する位置には穴を有しておらず、磁石配設穴２４２の両端を一対の端板２５によって閉塞できるように構成されている。
そして、図５、図９に示すごとく、磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３に永久磁石３４及び改善剤ユニット３５を挿入配置してなるロータコア本体２４０の軸方向両端を、一対の端板２５により挟持した状態で、中心穴２５９、２４９に回転軸２１を挿入し、さらにリベット挿入穴２５４、２４４にリベット４４を挿通させてかしめることにより、ロータ２４が構成される。ロータ２４の電動圧縮機内への配設状態は実施例１と同様である。
本例の場合には、ロータ２４がロータコア本体２４０と、これを挟持する一対の端板２５とからなる。そして、端板２５が磁石配設穴２４２の両端を閉塞した状態になるので、循環してくる冷媒及び潤滑油が磁石配設穴２４２へ直接流入することを防止することができ、冷媒及び潤滑油内に含まれる水分あるいは酸と永久磁石３４との接触機会を減らすことができる。
一方、端板２５に流体流通口２５３を設けてあることにより、循環してくる冷媒及び潤滑油を流体流通口２５３から積極的に改善剤配設穴内２４２に導くことができる。また、ロータ２４が回転することにより、流体流通口２５３から改善剤配設穴内に進入する冷媒等の流体と機内環境改善剤との接触率を高めることができる。そのため、改善剤配設穴２４３内の機内環境改善剤により早期に水分の除去又は酸の中和を行うことができ、ロータ２４内において磁石配設穴２４２に浸透していく冷媒及び潤滑油を健全な状態に維持することができる。それ故、永久磁石３４の電動圧縮機自体によって抑制することができる。
（実施例３）
本例は、図１０及び図１１に示すごとく、実施例２におけるロータ本体部２４０の改善剤配設穴２４３の形状、端板の流体流通口２５３形状及び改善剤ユニット３５の形状を変更した例である。
すなわち、図１０に示すごとく、改善剤ユニット３５は、略四角柱の外形状における対向する一対の側面に、長手方向に沿って内方に窪む内溝３５５を有する形状に変更した。
また、図１１に示すごとく、ロータ本体部２４０（ロータコアシート２４１）における改善剤配設穴２４３は、長手方向に沿って外方に窪む外溝２４８を上記内溝３５５に対向して設けた形状に変更した。また、図示は省略するが、端板２５の流体流通口２５３の形状は上記外溝２４８を有する改善剤配設穴２４３の形状と同じに変更した。
これにより、改善剤配設穴２４３と改善剤ユニット３５との間には、軸方向に貫通する空隙３５７が設けられた状態となる。
本例は、図１０及び図１１に示すごとく、実施例２におけるロータ本体部２４０の改善剤配設穴２４３の形状、端板の流体流通口２５３形状及び改善剤ユニット３５の形状を変更した例である。
すなわち、図１０に示すごとく、改善剤ユニット３５は、略四角柱の外形状における対向する一対の側面に、長手方向に沿って内方に窪む内溝３５５を有する形状に変更した。
また、図１１に示すごとく、ロータ本体部２４０（ロータコアシート２４１）における改善剤配設穴２４３は、長手方向に沿って外方に窪む外溝２４８を上記内溝３５５に対向して設けた形状に変更した。また、図示は省略するが、端板２５の流体流通口２５３の形状は上記外溝２４８を有する改善剤配設穴２４３の形状と同じに変更した。
これにより、改善剤配設穴２４３と改善剤ユニット３５との間には、軸方向に貫通する空隙３５７が設けられた状態となる。
この場合には、図１１に示すごとく、上記内溝３５５と外溝２４８とによって、ロータ２４の軸方向に形成された上記空隙３５６７よりなる流体流路が形成され、循環してくる冷媒及び潤滑油と改善剤ユニット３５との接触率を更に高めることができ、水分の除去又は酸の中和効果を向上させることができる。その他は、実施例２と同様の作用効果が得られる。
（実施例４）
本例は、図１２〜図１４に示すごとく、実施例２における端板２５の形状のみを変更した例である。
すなわち、同図に示すごとく、端板２５には実施例２のような流体流通口２５３を設けず、ロータ本体部２４０の磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３に対面する部位に、凹み部２５６を設けた。つまり、図１４に示すごとく、端板２５は磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３の両端開口部が外部と連通しないように閉塞しており、かつ、端板２５におけるロータコア本体２４０に対向する内面には、磁石配設穴２４２と改善剤配設穴２４３とを連通させるための連通路２４７が上記凹み部２５６の存在により形成されている。
本例は、図１２〜図１４に示すごとく、実施例２における端板２５の形状のみを変更した例である。
すなわち、同図に示すごとく、端板２５には実施例２のような流体流通口２５３を設けず、ロータ本体部２４０の磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３に対面する部位に、凹み部２５６を設けた。つまり、図１４に示すごとく、端板２５は磁石配設穴２４２及び改善剤配設穴２４３の両端開口部が外部と連通しないように閉塞しており、かつ、端板２５におけるロータコア本体２４０に対向する内面には、磁石配設穴２４２と改善剤配設穴２４３とを連通させるための連通路２４７が上記凹み部２５６の存在により形成されている。
本例では、改善剤配設穴２４３及び磁石配設穴２４２への冷媒等の浸入を極力抑えた上で、これらの穴に浸入した冷媒等に含まれる水あるいは酸については、早期に機内環境改善剤によって吸着あるいは中和することができる。特に、磁石配設穴２４２に浸入した水あるいは酸については、連通路２４７を介して改善剤配設穴２４３に導くことができ、磁石配設穴２４２内での水や酸の滞留を抑制して永久磁石３４の特性劣化をさらに遅らせることができる。
（実施例５）
本例は、図１５、図１６に示すごとく、実施例２における端板２５の形状を変更し、更に、ロータ本体部２４０を構成するロータコアシート２４１の一部の形状を変更した例である。
すなわち、図１５に示すごとく、ロータ本体部２６０（図１６）を構成する一部のロータコアシート２６１については、磁石配設穴２４２と改善剤配設穴２４３とを連通させる切り欠き部（連通路）２６５を設けた。そして、連通路２６５を設けていないロータコアシート２４１（図６）の間に連通路２６５を有するロータコアシート２６１を適宜挿入して積層することによって、本例のロータコア本体２６０を作製した。
本例は、図１５、図１６に示すごとく、実施例２における端板２５の形状を変更し、更に、ロータ本体部２４０を構成するロータコアシート２４１の一部の形状を変更した例である。
すなわち、図１５に示すごとく、ロータ本体部２６０（図１６）を構成する一部のロータコアシート２６１については、磁石配設穴２４２と改善剤配設穴２４３とを連通させる切り欠き部（連通路）２６５を設けた。そして、連通路２６５を設けていないロータコアシート２４１（図６）の間に連通路２６５を有するロータコアシート２６１を適宜挿入して積層することによって、本例のロータコア本体２６０を作製した。
図１６に示すごとく、ロータコア本体２６０は、上記ロータコアシート２６１を挿入した位置において、磁石配設穴２４２と改善剤配設穴２４３とを連通させるための連通路２６５が存在する形態となる。また、本例で採用した端板２５は、実施例２において使用した端板２５から流体流通口２５３を取り除いて改善剤配設穴２４３を閉塞するよう構成されたものである。
本例では、改善剤配設穴２４３及び磁石配設穴２４２への冷媒等の浸入を極力抑えた上で、これらの穴に浸入した冷媒等に含まれる水あるいは酸については、早期に機内環境改善剤によって吸着あるいは中和することができる。特に、磁石配設穴２４２に浸入した水あるいは酸については、連通路２６５を介して改善剤配設穴２４３に導くことができ、磁石配設穴２４２内での水や酸の滞留を抑制して永久磁石３４の特性劣化をさらに遅らせることができる。
（実施例６）
本例は、図１７に示すごとく、実施例４、５に示したロータ２４に更に改良を加えた例である。
すなわち、図１８に示すごとく、本例のロータ２４は、その外表面全体を樹脂被膜２７により覆った。樹脂被膜２７は、スプレー装置２７５から樹脂被膜２７用の塗料２７０を吹き付けることにより形成される。樹脂被膜２７としては、フッ素系樹脂を採用した。
本例は、図１７に示すごとく、実施例４、５に示したロータ２４に更に改良を加えた例である。
すなわち、図１８に示すごとく、本例のロータ２４は、その外表面全体を樹脂被膜２７により覆った。樹脂被膜２７は、スプレー装置２７５から樹脂被膜２７用の塗料２７０を吹き付けることにより形成される。樹脂被膜２７としては、フッ素系樹脂を採用した。
本例においては、上記樹脂被膜２７の存在によって、さらに磁石配設穴２４２への水あるいは酸の浸入を抑制することができる。さらに、たとえ磁石配設穴２４２へ水あるいは酸が浸入したとしても、磁石配設穴２４２に対して連通路２４７あるいは連通路２６５を介して連通している改善剤配設穴２４３内の機内環境改善剤が早期に水分の吸着除去あるいは酸の中和作用を発揮する。それ故、永久磁石の特性劣化を抑制することができる。
なお、本例では、樹脂被膜２７としてフッ素系樹脂を採用したが、これに代えて、他の種類の樹脂あるいはゴムに変更することも可能である。
なお、本例では、樹脂被膜２７としてフッ素系樹脂を採用したが、これに代えて、他の種類の樹脂あるいはゴムに変更することも可能である。
（実施例７）
本例は、実施例１の電動圧縮機１に組み込まれている電動モータ２のロータとステータの構成を変更し、ロータをステータの外周側に配置した例である。
すなわち、本例の電動モータ６は、図１８、図１９に示すごとく、ロータ６２が、ステータ６３の外周側に配置されている。
本例は、実施例１の電動圧縮機１に組み込まれている電動モータ２のロータとステータの構成を変更し、ロータをステータの外周側に配置した例である。
すなわち、本例の電動モータ６は、図１８、図１９に示すごとく、ロータ６２が、ステータ６３の外周側に配置されている。
同図に示すごとく、ロータ６２は、円盤状の底部６２１とその外周部から軸方向に延設した円筒状の側部６２２とからなるロータ本体部６２０を有する。ロータ本体部６２０の側部６２２の内周側には磁石配設穴６２３としての窪みが有り、そこに永久磁石３６が配設されている。永久磁石３６は断面円弧状曲面板形状を有し、ロータ６２の軸方向に直交する断面において４つの永久磁石３６の配置形態が全体で円形状を呈するように配置されている。
ロータ本体部６２０には永久磁石３６が呈する円形状の外側において、周方向に８つの改善剤配設穴６２４が設けられている。改善剤配設穴６２４には、機内環境改善剤としての吸着剤と中和剤の両方をケース内に充填してなる改善剤ユニット３７が挿入配置されている。
また、ロータ本体部の底部６２１の中心部には、実施例１と同様の機能をもつ回転軸（図示略）が連結される。
また、ロータ本体部の底部６２１の中心部には、実施例１と同様の機能をもつ回転軸（図示略）が連結される。
ステータ６３は、放射状に延びるコイル芯部６３１を複数有するボビン部６３０と、各コイル芯部６３１に巻回されたコイル６３５とからなる。ボビン部６３０の中心には、第２の改善剤配設穴６３６が設けられており、ここには、機内環境改善剤としての吸着剤と中和剤の両方をケース内に充填してなる第２の改善剤ユニット３８が挿入配置されている。また、ボビン部６３０は、図示しない電動圧縮機のハウジングに固定される。そして、上記コイル６３５に通電することによってその外周側に配置されたロータ６３が回転して、実施例１と同様に電動圧縮機としての機能を発揮させることができる。
本例によれば、ロータ６２がステータ６３の外周側に配置されたタイプの電動モータ６を採用した場合であっても、上記のごとく、永久磁石３６の直近に機内環境改善剤を配置することができ、永久磁石３６の特性劣化防止効果を高めることができる。
１ 電動圧縮機
１０ ハウジング
１１ 吸入ポート
１２ 吐出ポート
１５ 圧縮部
２ 電動モータ
２１ 回転軸
２２、２４ ロータ
２３ ステータ
２４０ ロータコア本体
２２２、２４２ 磁石配設穴
２２５、２４３ 改善剤配設穴
２５ 端板
３１、３４、３６ 永久磁石
３２ 機内環境改善剤
５ 車載空調機
１０ ハウジング
１１ 吸入ポート
１２ 吐出ポート
１５ 圧縮部
２ 電動モータ
２１ 回転軸
２２、２４ ロータ
２３ ステータ
２４０ ロータコア本体
２２２、２４２ 磁石配設穴
２２５、２４３ 改善剤配設穴
２５ 端板
３１、３４、３６ 永久磁石
３２ 機内環境改善剤
５ 車載空調機
Claims (14)
- 吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、該ハウジング内に配置され上記吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して上記吐出ポートから吐出する圧縮部と、上記ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する電動圧縮機において、
上記電動モータは、上記回転軸の周囲に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータには、永久磁石が配設されていると共に、水分を吸着する吸着剤と酸を中和する中和剤の少なくとも一方を含む機内環境改善剤が配設されていることを特徴とする電動圧縮機。 - 請求項１において、上記ロータは、軸方向に延在する磁石配設穴を有し該磁石配設穴に上記永久磁石を挿入配置してなると共に、軸方向に延在する改善剤配設穴を有し該改善剤配設穴に上記機内環境改善剤を挿入配置してなることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項２において、上記ロータは、軸方向に貫通する上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴を設けたロータコア本体と、該ロータコア本体の軸方向両端に配設された一対の端板とを有しており、該端板は、上記改善剤配設穴と外部とを連通させる流体流通口を備えていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項３において、上記端板の流体流通口には、上記ロータが回転した際に流体を上記改善剤配設穴に向けて導くためのフィンが設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項３又は４において、上記改善剤配設穴と該改善剤配設穴に挿入配置された上記機内環境改善剤との間には、軸方向に貫通する空隙が設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項２において、上記ロータは、軸方向に貫通する上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴を設けたロータコア本体と、該ロータコア本体の軸方向両端に配設された一対の端板とを有しており、該端板は上記磁石配設穴及び上記改善剤配設穴の両端開口部が外部と連通しないように閉塞しており、上記ロータコア本体部の内部又は上記端板における上記ロータコア本体に対向する内面には、上記磁石配設穴と上記改善剤配設穴とを連通させるための連通路を備えていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項６において、上記ロータは、その外表面全体が樹脂被膜により覆われていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜７のいずれか１項において、上記ロータは、上記ステータの内周側に配置されており、上記改善剤配設穴は、上記永久磁石よりも内周側に設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜７のいずれか１項において、上記ロータは、上記ステータの外周側に配置されており、上記改善剤配設穴は、上記永久磁石より外周側に設けられていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜９のいずれか１項において、上記吸着剤は、ゼオライト、活性炭、アルミナ及びシリカゲルのうち少なくとも１種以上よりなることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１０のいずれか１項において、上記中和剤は、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム及び炭酸ナトリウムのうち少なくとも１種以上よりなることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１１のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、循環経路に非金属製配管を備えた車載空調機用であることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１２のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒又は該冷媒を含む混合冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１３のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）及びポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の少なくとも一つを含有する潤滑油を上記ハウジング内に含むことを特徴とする電動圧縮機。
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