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公開番号2025134345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024032194
出願日2024-03-04
発明の名称冷媒循環システム
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02P 31/00 20060101AFI20250909BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】オイルを含有する冷媒によってモータの滑り軸受を潤滑する冷媒循環システムにおいて、モータの始動時に滑り軸受の負荷能力を確保する。
【解決手段】CO₂にオイルを含有させた冷媒を循環する冷媒循環システム100は、コンプレッサ3により圧縮された冷媒を用いて潤滑を行い、回転軸13を支持する滑り軸受14を備えるモータ1と、冷媒をモータ1の滑り軸受14へと供給する冷媒通路22と、冷媒通路22から滑り軸受14に供給される冷媒中のオイル含有率を調整するように構成された第1流量調整バルブ(オイル含有率調整バルブ)30と、停止しているモータ1が始動するときに、モータ1が動作中であるときよりも、オイル含有率が大きくなるように第1流量調整バルブ30を制御するように構成された制御装置80と、を有する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ＣＯ
2
にオイルを含有させた冷媒を循環する冷媒循環システムであって、
前記冷媒を圧縮するコンプレッサと、
ロータ及びステータと、前記ロータに連結された回転軸と、前記コンプレッサにより圧縮された液状の前記冷媒を用いて潤滑を行い、前記回転軸を支持する滑り軸受と、を備えるモータと、
前記冷媒を前記モータの前記滑り軸受へと供給する冷媒通路と、
前記冷媒通路から前記滑り軸受に供給される前記冷媒中の前記オイルの含有率を調整するように構成されたオイル含有率調整バルブと、
停止している前記モータが始動するときに、前記モータが動作中であるときよりも、前記オイルの含有率が大きくなるように前記オイル含有率調整バルブを制御するように構成された制御装置と、
を有する、ことを特徴とする冷媒循環システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御装置は、停止している前記モータが始動するときに、前記オイルの含有率が略１００％になるように前記オイル含有率調整バルブを制御するように構成されている、請求項１に記載の冷媒循環システム。
【請求項３】
前記冷媒通路は、周方向の複数の位置に前記冷媒を供給するように前記滑り軸受に複数設けられ、前記オイル含有率調整バルブは、複数の前記冷媒通路から供給される前記冷媒中の前記オイルの含有率をそれぞれ調整するように複数設けられており、
前記制御装置は、停止している前記モータが始動するときに、前記モータが動作中であるときよりも、前記複数の冷媒通路の中で前記滑り軸受の下部に前記冷媒を供給するように設けられた１つ以上の冷媒通路からの前記オイルの含有率を大きくするように、複数の前記オイル含有率調整バルブの中で前記１つ以上の冷媒通路に設けられた１つ以上のオイル含有率調整バルブを制御するように構成されている、
請求項１又は２に記載の冷媒循環システム。
【請求項４】
前記制御装置は、停止している前記モータが始動するときに、前記１つ以上の冷媒通路からの前記オイルの含有率が略１００％になるように、前記１つ以上の冷媒通路に設けられた前記１つ以上のオイル含有率調整バルブを制御するように構成されている、請求項３に記載の冷媒循環システム。
【請求項５】
前記制御装置は、更に、動作している前記モータが停止するときに、前記モータが動作中であるときよりも、前記オイルの含有率が大きくなるように前記オイル含有率調整バルブを制御するように構成されている、請求項１又は２に記載の冷媒循環システム。
【請求項６】
前記冷媒循環システムは、前記オイルを前記冷媒通路に供給するオイル通路と、前記オイル通路に接続され、前記オイルを貯留するオイルタンクとを更に有し、前記オイルタンクは、前記冷媒に含有される前記オイルを分離して、当該オイルを貯留するように構成されている、請求項１又は２に記載の冷媒循環システム。
【請求項７】
前記冷媒通路を第１冷媒通路とすると、前記冷媒循環システムは、前記第１冷媒通路に連通し、前記コンプレッサからの前記冷媒を当該第１冷媒通路へと流す第２冷媒通路を更に有し、
前記オイル含有率調整バルブは、前記第１冷媒通路、前記第２冷媒通路及び前記オイル通路に連通しており、それにより、当該オイル含有率調整バルブを制御することで、前記第２冷媒通路からの前記冷媒と前記オイル通路からの前記オイルとを混合する割合を変えて、前記第１冷媒通路から前記滑り軸受へと供給される前記冷媒中の前記オイルの含有率を調整可能となっている、
請求項６に記載の冷媒循環システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルを含有する冷媒を循環する冷媒循環システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、エアコンで利用される冷凍サイクルにおいて、コンプレッサや熱交換器などを介して、冷媒を循環する冷媒循環システムが用いられている。また、近年では、このような冷媒循環システムが、車両内の構成要素の冷却、例えば電気自動車やハイブリッド車のバッテリの冷却にも利用されている。１つの例では、特許文献１には、１つのコンプレッサ（圧縮器）を共有して、そのコンプレッサから流出した冷媒をエアコンやバッテリに供給することで、システムの小型化や低廉化を図るようにした車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０３７２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば車両の動力源（エンジンやモータ）などの回転軸を支持する軸受として、従来から転がり軸受や滑り軸受が用いられている。ここで、電気自動車などのモータに転がり軸受を適用すると、モータの回転軸が例えば３００００ｒｐｍを超える高回転数で回転するので、転がり疲労により寿命が問題となる。他方で、オイルを潤滑剤として用いる一般的な滑り軸受をモータに適用すると、モータの回転軸によるオイル攪拌抵抗の損失が大きくなる。
【０００５】
したがって、本件発明者は、モータを上記したような冷媒循環システムに適用し、このシステムで循環される冷媒、特にコンプレッサによる圧縮で液状になるＣＯ
2
冷媒などを、潤滑剤として用いる滑り軸受を、モータの回転軸に適用することを考えた。それと共に、本件発明者は、このモータを、冷媒循環システムによる冷凍サイクルの一部の機能を担わせること、具体的には冷凍サイクルにおける膨張弁や蒸発器として機能させることも考えた。
【０００６】
ここで、一般的な冷媒循環システムでは、コンプレッサの潤滑やシールのためにオイル（冷凍機油）を含有する冷媒が用いられているが、上記した冷媒によってモータの滑り軸受を潤滑するようにしたシステムでも、滑り軸受の潤滑性を確保するために、オイルを含有する冷媒を用いることが望ましいと言える。この場合、停止しているモータが始動するときには、回転軸と滑り軸受との接触が生じやすいため、オイルを用いて滑り軸受の負荷能力を的確に確保することが望ましいと考えられる。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、オイルを含有する冷媒を循環し、この冷媒によってモータの滑り軸受を潤滑する冷媒循環システムにおいて、モータの始動時に滑り軸受の負荷能力を的確に確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、ＣＯ
2
にオイルを含有させた冷媒を循環する冷媒循環システムであって、冷媒を圧縮するコンプレッサと、ロータ及びステータと、ロータに連結された回転軸と、コンプレッサにより圧縮された液状の冷媒を用いて潤滑を行い、回転軸を支持する滑り軸受と、を備えるモータと、冷媒をモータの滑り軸受へと供給する冷媒通路と、冷媒通路から滑り軸受に供給される冷媒中のオイルの含有率を調整するように構成されたオイル含有率調整バルブと、停止しているモータが始動するときに、モータが動作中であるときよりも、オイルの含有率が大きくなるようにオイル含有率調整バルブを制御するように構成された制御装置と、を有する、ことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明では、制御装置は、オイル含有率調整バルブを制御することにより、モータの始動時に、滑り軸受に供給される冷媒中のオイル含有率を大きくすることができる、換言すると比較的高粘度の冷媒を滑り軸受に供給することができる。そのため、モータの始動時に、滑り軸受の負荷能力を的確に確保することができる。一方で、本発明によれば、モータの動作中には、滑り軸受に供給される冷媒中のオイル含有率を小さくすることができる、換言すると比較的低粘度の冷媒を滑り軸受に供給することができる。そのため、モータの動作中には、滑り軸受でのオイルによる潤滑抵抗（摩擦）を低下させることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、制御装置は、停止しているモータが始動するときに、オイルの含有率が略１００％になるようにオイル含有率調整バルブを制御するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、モータの始動時に、滑り軸受の負荷能力を効果的に確保することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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