JP2002161859A - 圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方法 - Google Patents
圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮機の電装品を制御する制御ユニットを圧
縮機に一体化し、これを冷媒によって冷却する場合にお
いて、部品点数を増加させることなく、制御ユニットを
合理的に冷却することが可能な圧縮機を提供する。 【解決手段】 スクロール型電動圧縮機において、機体
７の外側に電動モータを制御するインバータ６０を収容
するユニットハウジング７０を一体的に備える。ユニッ
トハウジング７０内に吸入冷媒が通る筒体６３を貫通す
るとともに、その筒体６３の外周にインバータ６０の構
成部品のうちの高発熱部品であるスイッチング素子６２
を取り付け、筒体６３内を流れる吸入冷媒によってスイ
ッチング素子６２を直接的に冷却する。
縮機に一体化し、これを冷媒によって冷却する場合にお
いて、部品点数を増加させることなく、制御ユニットを
合理的に冷却することが可能な圧縮機を提供する。 【解決手段】 スクロール型電動圧縮機において、機体
７の外側に電動モータを制御するインバータ６０を収容
するユニットハウジング７０を一体的に備える。ユニッ
トハウジング７０内に吸入冷媒が通る筒体６３を貫通す
るとともに、その筒体６３の外周にインバータ６０の構
成部品のうちの高発熱部品であるスイッチング素子６２
を取り付け、筒体６３内を流れる吸入冷媒によってスイ
ッチング素子６２を直接的に冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機に係り、
詳しくは圧縮機内に内蔵される電動モータ等の電装品を
制御するインバータの如き制御ユニットを冷媒によって
冷却する技術に関する。
詳しくは圧縮機内に内蔵される電動モータ等の電装品を
制御するインバータの如き制御ユニットを冷媒によって
冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のような冷却技術は、例えば特開２
０００−２５５２５２号公報に記載されている。上記公
報に記載の圧縮機は、電動モータを駆動源とする電動圧
縮機において、電動モータを制御するインバータを圧縮
機の吸入冷媒を利用して冷却するように構成されてい
る。上記公報においては、電動モータ制御用のインバー
タを圧縮機に近接して配置し、そのインバータに設けた
放熱部材に吸入冷媒を導く冷媒吸入管を接触するように
配管することによってインバータを冷却する構成を採用
している。
０００−２５５２５２号公報に記載されている。上記公
報に記載の圧縮機は、電動モータを駆動源とする電動圧
縮機において、電動モータを制御するインバータを圧縮
機の吸入冷媒を利用して冷却するように構成されてい
る。上記公報においては、電動モータ制御用のインバー
タを圧縮機に近接して配置し、そのインバータに設けた
放熱部材に吸入冷媒を導く冷媒吸入管を接触するように
配管することによってインバータを冷却する構成を採用
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような冷却シス
テムによれば、インバータを吸入冷媒によって効率良く
冷却することが可能となる。しかしながら、インバータ
に放熱部を設定し、その放熱部に冷媒吸入管を接触させ
て冷却する方式のため、インバータに放熱部を設ける必
要があり、部品点数が増加し、コストが高くつくという
問題がある。
テムによれば、インバータを吸入冷媒によって効率良く
冷却することが可能となる。しかしながら、インバータ
に放熱部を設定し、その放熱部に冷媒吸入管を接触させ
て冷却する方式のため、インバータに放熱部を設ける必
要があり、部品点数が増加し、コストが高くつくという
問題がある。
【０００４】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、圧縮機
の電装品を制御する制御ユニットを圧縮機に一体化し、
これを冷媒によって冷却する場合において、部品点数を
増加させることなく、制御ユニットを合理的に冷却する
ことが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方
法を提供することにある。
なされたものであり、その目的とするところは、圧縮機
の電装品を制御する制御ユニットを圧縮機に一体化し、
これを冷媒によって冷却する場合において、部品点数を
増加させることなく、制御ユニットを合理的に冷却する
ことが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方
法を提供することにある。
【０００５】上記課題を達成するため、本発明に係る圧
縮機は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成
を備えた。請求項１に記載の発明によれば、圧縮機の運
転時において、ユニットハウジング内に収容された制御
ユニットを、該ユニットハウジング内を貫通する吸入冷
媒通路に導入される吸入冷媒によって冷却することがで
きる。すなわち、吸入冷媒通路を冷却すべき制御ユニッ
トが収容されたユニットハウジング内に貫通すること
で、直接的にハウジング内で熱交換させて冷却するの
で、放熱部材を省略することができる。しかも、吸入冷
媒は吸入冷媒通路内を通ることによって制御ユニットに
対する直接的な接触が回避されるので、吸入冷媒との接
触に起因する制御ユニットの腐食等が防止される。
縮機は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成
を備えた。請求項１に記載の発明によれば、圧縮機の運
転時において、ユニットハウジング内に収容された制御
ユニットを、該ユニットハウジング内を貫通する吸入冷
媒通路に導入される吸入冷媒によって冷却することがで
きる。すなわち、吸入冷媒通路を冷却すべき制御ユニッ
トが収容されたユニットハウジング内に貫通すること
で、直接的にハウジング内で熱交換させて冷却するの
で、放熱部材を省略することができる。しかも、吸入冷
媒は吸入冷媒通路内を通ることによって制御ユニットに
対する直接的な接触が回避されるので、吸入冷媒との接
触に起因する制御ユニットの腐食等が防止される。
【０００６】請求項２に記載の発明においては、機体と
ユニットハウジングとの間には、断熱領域を設けてい
る。従って、冷媒の圧縮作用による発熱あるいは電装品
の駆動による発熱で圧縮機の機体が高温化しても、前記
断熱領域による断熱作用によって機体側からユニットハ
ウジング側への伝熱等を遮断することができる。この断
熱領域による断熱作用は、吸入冷媒による冷却作用が停
止される圧縮機の運転後も継続する。このため、機体側
からの熱的影響が軽減され、結果として制御ユニットの
冷却が促進されることになる。かくして、電装品用の制
御ユニットの冷却作用が圧縮機の運転中はもとより停止
後にも合理的に行われることになり、制御ユニットを高
熱から保護し、耐久性を向上できる。
ユニットハウジングとの間には、断熱領域を設けてい
る。従って、冷媒の圧縮作用による発熱あるいは電装品
の駆動による発熱で圧縮機の機体が高温化しても、前記
断熱領域による断熱作用によって機体側からユニットハ
ウジング側への伝熱等を遮断することができる。この断
熱領域による断熱作用は、吸入冷媒による冷却作用が停
止される圧縮機の運転後も継続する。このため、機体側
からの熱的影響が軽減され、結果として制御ユニットの
冷却が促進されることになる。かくして、電装品用の制
御ユニットの冷却作用が圧縮機の運転中はもとより停止
後にも合理的に行われることになり、制御ユニットを高
熱から保護し、耐久性を向上できる。
【０００７】電動モータを駆動源とする電動式圧縮機の
場合、冷媒を圧縮することによって発生する以上の高熱
が電動モータの駆動によって発生する。このため、請求
項３に記載したように、電動式の圧縮機において、ユニ
ットハウジングが機体に対して断熱領域を有するとき
は、電動モータで発生した高熱の制御ユニットへの伝熱
等を回避して制御ユニットの冷却効率を高めることがで
きる。この場合において、請求項４に記載したように、
断熱領域は、電動モータの配置位置に対応して設けられ
ていることが好ましい。このような構成によれば、電動
モータの発熱に対して対処し易い。
場合、冷媒を圧縮することによって発生する以上の高熱
が電動モータの駆動によって発生する。このため、請求
項３に記載したように、電動式の圧縮機において、ユニ
ットハウジングが機体に対して断熱領域を有するとき
は、電動モータで発生した高熱の制御ユニットへの伝熱
等を回避して制御ユニットの冷却効率を高めることがで
きる。この場合において、請求項４に記載したように、
断熱領域は、電動モータの配置位置に対応して設けられ
ていることが好ましい。このような構成によれば、電動
モータの発熱に対して対処し易い。
【０００８】また、請求項５に記載したように、断熱領
域は、空気層によって形成されていることが好ましく、
そのときは、構造の簡易化が図られるとともに、コスト
的に有利となる。また、請求項６に記載したように、断
熱領域は、蓄冷材によって構成されていることが好まし
い。このような構成を採用したときは、圧縮機の運転時
に吸入冷媒によって冷却された蓄冷材が、運転停止後に
おいては冷却材として作用し、機体側から制御ユニット
側への伝熱を効果的に防止できる。
域は、空気層によって形成されていることが好ましく、
そのときは、構造の簡易化が図られるとともに、コスト
的に有利となる。また、請求項６に記載したように、断
熱領域は、蓄冷材によって構成されていることが好まし
い。このような構成を採用したときは、圧縮機の運転時
に吸入冷媒によって冷却された蓄冷材が、運転停止後に
おいては冷却材として作用し、機体側から制御ユニット
側への伝熱を効果的に防止できる。
【０００９】また、請求項７に記載したように、ユニッ
トハウジングは、断熱材によって構成することが好まし
く、このときは、断熱領域による断熱作用と断熱材によ
る断熱作用との相乗効果によって、制御ユニットの冷却
効率をより向上できる。この場合において、断熱材とし
て合成樹脂を採用すれば、ユニットハウジングの軽量化
が可能となる。
トハウジングは、断熱材によって構成することが好まし
く、このときは、断熱領域による断熱作用と断熱材によ
る断熱作用との相乗効果によって、制御ユニットの冷却
効率をより向上できる。この場合において、断熱材とし
て合成樹脂を採用すれば、ユニットハウジングの軽量化
が可能となる。
【００１０】また、請求項８に記載の発明においては、
制御ユニット中の発熱部品を、吸入冷媒通路を構成する
筒体の外周面に配置したものである。従って、請求項８
に記載の発明によれば、制御ユニット中の比較的発熱度
の高い発熱部品を集中的かつ独立的に冷却することが可
能となり、効率的な冷却が可能となる。この場合におい
て、発熱部品は筒体に対して接触状態で取り付けたと
き、すなわち張り付け状態としたとき、最も冷却効率を
高めることが可能となるものであるが、筒体による冷却
効果が得られる限りにおいては、例え僅かな隙間が存在
していてもよい。
制御ユニット中の発熱部品を、吸入冷媒通路を構成する
筒体の外周面に配置したものである。従って、請求項８
に記載の発明によれば、制御ユニット中の比較的発熱度
の高い発熱部品を集中的かつ独立的に冷却することが可
能となり、効率的な冷却が可能となる。この場合におい
て、発熱部品は筒体に対して接触状態で取り付けたと
き、すなわち張り付け状態としたとき、最も冷却効率を
高めることが可能となるものであるが、筒体による冷却
効果が得られる限りにおいては、例え僅かな隙間が存在
していてもよい。
【００１１】また、請求項９に記載の発明によれば、筒
体は、発熱部品の外面形状に対応する外面形状を有する
構成とすることによって、筒体に対する発熱部品の取り
付け状態において相互の接触面積を広く取ることが可能
となり、両者間の伝熱効果を高めることができる。この
場合において、請求項１０に記載したように、筒体の外
面形状は平坦面であることが好ましい。このような構成
を採用すれば、一般に発熱部品の外面形状が平坦面を有
している場合が多いことから、発熱部品を配置する際の
対応性が高いものとなる。
体は、発熱部品の外面形状に対応する外面形状を有する
構成とすることによって、筒体に対する発熱部品の取り
付け状態において相互の接触面積を広く取ることが可能
となり、両者間の伝熱効果を高めることができる。この
場合において、請求項１０に記載したように、筒体の外
面形状は平坦面であることが好ましい。このような構成
を採用すれば、一般に発熱部品の外面形状が平坦面を有
している場合が多いことから、発熱部品を配置する際の
対応性が高いものとなる。
【００１２】また、請求項１１に記載したように、筒体
の外周面には、周方向に複数の取付面を設け、その各取
付面に発熱部品を配置することが好ましい。このような
構成を採用したときは、限られた狭いスペースを有効に
利用した合理的配置が可能となる。また、請求項１２に
記載したように、筒体と発熱部品との間に放熱板を介在
することが好ましい。このような構成を採用すると、例
えば発熱部品を筒体に取り付ける場合において、発熱部
品側の面積が大きい場合であっても熱伝導率の高い放熱
板を介することで、発熱部品の放熱を促進できるととも
に、発熱部品側と筒体側との間での伝熱が効率よく行わ
れ、発熱部品の全体を効果的に冷却できる。
の外周面には、周方向に複数の取付面を設け、その各取
付面に発熱部品を配置することが好ましい。このような
構成を採用したときは、限られた狭いスペースを有効に
利用した合理的配置が可能となる。また、請求項１２に
記載したように、筒体と発熱部品との間に放熱板を介在
することが好ましい。このような構成を採用すると、例
えば発熱部品を筒体に取り付ける場合において、発熱部
品側の面積が大きい場合であっても熱伝導率の高い放熱
板を介することで、発熱部品の放熱を促進できるととも
に、発熱部品側と筒体側との間での伝熱が効率よく行わ
れ、発熱部品の全体を効果的に冷却できる。
【００１３】また、請求項１３に記載の圧縮機用制御ユ
ニットの冷却方法によれば、圧縮機の運転中及び運転後
において、圧縮機用の制御ユニットに対するそれ自体の
発熱及び圧縮機の発熱による熱的影響を合理的に回避す
ることが可能な冷却方法を提供できる。
ニットの冷却方法によれば、圧縮機の運転中及び運転後
において、圧縮機用の制御ユニットに対するそれ自体の
発熱及び圧縮機の発熱による熱的影響を合理的に回避す
ることが可能な冷却方法を提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
スクロール型電動圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷
却方法を図１〜図３に基づいて説明する。図１はスクロ
ール型圧縮機の全体を示す縦断面図、図２は図１のＩＩ
−ＩＩ線断面図、図３はスイッチング素子の配置を示す
図面である。図示のように、固定スクロール２の一端面
にはセンターハウジング４の一端面が接合されており、
そのセンターハウジング４の他端面にはモータハウジン
グ６が接合されている。上記の固定スクロール２及び２
つのハウジング４，６によって圧縮機の機体７が構成さ
れている。センターハウジング４とモータハウジング６
とには、駆動軸８がラジアルベアリング１０，１２を介
して回転可能に支持されており、その駆動軸８のセンタ
ーハウジング４側には、該駆動軸８に対して偏心した位
置に偏心軸１４が一体に形成されている。
スクロール型電動圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷
却方法を図１〜図３に基づいて説明する。図１はスクロ
ール型圧縮機の全体を示す縦断面図、図２は図１のＩＩ
−ＩＩ線断面図、図３はスイッチング素子の配置を示す
図面である。図示のように、固定スクロール２の一端面
にはセンターハウジング４の一端面が接合されており、
そのセンターハウジング４の他端面にはモータハウジン
グ６が接合されている。上記の固定スクロール２及び２
つのハウジング４，６によって圧縮機の機体７が構成さ
れている。センターハウジング４とモータハウジング６
とには、駆動軸８がラジアルベアリング１０，１２を介
して回転可能に支持されており、その駆動軸８のセンタ
ーハウジング４側には、該駆動軸８に対して偏心した位
置に偏心軸１４が一体に形成されている。
【００１５】偏心軸１４にはブッシュ１６が一体回転す
るように嵌合されている。ブッシュ１６の一端部にはバ
ランスウエイト１８が一体回転するように設けられ、ま
た、ブッシュ１６の他端部側には可動スクロール２０が
固定スクロール２と対向するようにニードルベアリング
２２を介して相対回転可能に嵌合されている。なお、ニ
ードルベアリング２２は、可動スクロール２０における
可動スクロール基板２４の背面に突設された円筒状のボ
ス部２４ａ内に収容されている。
るように嵌合されている。ブッシュ１６の一端部にはバ
ランスウエイト１８が一体回転するように設けられ、ま
た、ブッシュ１６の他端部側には可動スクロール２０が
固定スクロール２と対向するようにニードルベアリング
２２を介して相対回転可能に嵌合されている。なお、ニ
ードルベアリング２２は、可動スクロール２０における
可動スクロール基板２４の背面に突設された円筒状のボ
ス部２４ａ内に収容されている。
【００１６】固定スクロール２の固定スクロール基板２
６及び固定渦巻壁２８、可動スクロール２０の可動スク
ロール基板２４及び可動渦巻壁３０は、固定渦巻壁２８
と可動渦巻壁３０が複数の点で接触することで三日月状
の圧縮室（密閉空間）３２を形成する。可動スクロール
２０は偏心軸１４の回転（旋回運動）に伴って公転（旋
回運動）し、そのとき、バランスウエイト１８は可動ス
クロール２０の公転に伴う遠心力を相殺する。駆動軸８
と一体に回転する偏心軸１４、ブッシュ１６、及び偏心
軸１４と可動スクロール２０のボス部２４ａとの間に介
在されたニードルベアリング２２によって、駆動軸８の
回転力を可動スクロール２０に公転運動として伝える公
転機構が構成されている。
６及び固定渦巻壁２８、可動スクロール２０の可動スク
ロール基板２４及び可動渦巻壁３０は、固定渦巻壁２８
と可動渦巻壁３０が複数の点で接触することで三日月状
の圧縮室（密閉空間）３２を形成する。可動スクロール
２０は偏心軸１４の回転（旋回運動）に伴って公転（旋
回運動）し、そのとき、バランスウエイト１８は可動ス
クロール２０の公転に伴う遠心力を相殺する。駆動軸８
と一体に回転する偏心軸１４、ブッシュ１６、及び偏心
軸１４と可動スクロール２０のボス部２４ａとの間に介
在されたニードルベアリング２２によって、駆動軸８の
回転力を可動スクロール２０に公転運動として伝える公
転機構が構成されている。
【００１７】センターハウジング４の端面には、同一円
周線上に複数（例えば４個）の自転阻止用の凹部３４が
等間隔角度位置に形成されている。センターハウジング
４に固定された固定ピン３６と、可動スクロール基板２
４に固定された可動ピン３８とは、凹部３４に挿入され
た状態で止着されている。可動スクロール２０は偏心軸
１４の回転に伴って凹部３４及び固定ピン３６、可動ピ
ン３８によって自転が阻止される。すなわち、凹部３４
及び固定ピン３６、可動ピン３８によって可動スクロー
ル２０の自転防止機構が構成されており、偏心軸１４の
回転時に可動スクロール２０は公転される。モータハウ
ジング６の内周面にはステータ４６が固着されており、
駆動軸８にはロータ４８が固着されている。ステータ４
６及びロータ４８によって電動モータを構成し、ステー
タ４６への通電によりロータ４８及び駆動軸８が一体と
なって回転する。
周線上に複数（例えば４個）の自転阻止用の凹部３４が
等間隔角度位置に形成されている。センターハウジング
４に固定された固定ピン３６と、可動スクロール基板２
４に固定された可動ピン３８とは、凹部３４に挿入され
た状態で止着されている。可動スクロール２０は偏心軸
１４の回転に伴って凹部３４及び固定ピン３６、可動ピ
ン３８によって自転が阻止される。すなわち、凹部３４
及び固定ピン３６、可動ピン３８によって可動スクロー
ル２０の自転防止機構が構成されており、偏心軸１４の
回転時に可動スクロール２０は公転される。モータハウ
ジング６の内周面にはステータ４６が固着されており、
駆動軸８にはロータ４８が固着されている。ステータ４
６及びロータ４８によって電動モータを構成し、ステー
タ４６への通電によりロータ４８及び駆動軸８が一体と
なって回転する。
【００１８】駆動軸８の偏心軸１４が回転することに伴
い、可動スクロール２０が公転し、入口４４から導入さ
れた吸入冷媒が両スクロール２，２０の周縁側から固定
スクロール基板２６と可動スクロール基板２４との間へ
流入する。このとき、偏心軸１４の回転に伴い、可動ス
クロール２０はブッシュ１６の中心軸線回りに自転しよ
うとするが、前述した自転防止機構によって自転を阻止
される。すなわち、偏心軸１４が回転するとき、該偏心
軸１４にニードルベアリング２２を介して相対回転可能
に取り付けられた可動スクロール２０は、自転すること
なく駆動軸８の中心軸線回りに公転する。可動スクロー
ル２０が公転することに伴い、入口４４から導入された
吸入冷媒が圧縮室３２へ流入され、圧縮室３２は外周側
から容積を減少しつつ内周側へ移動し、両スクロール
２，２０の渦巻壁２８，３０の内周端部間に向かって収
束していく。
い、可動スクロール２０が公転し、入口４４から導入さ
れた吸入冷媒が両スクロール２，２０の周縁側から固定
スクロール基板２６と可動スクロール基板２４との間へ
流入する。このとき、偏心軸１４の回転に伴い、可動ス
クロール２０はブッシュ１６の中心軸線回りに自転しよ
うとするが、前述した自転防止機構によって自転を阻止
される。すなわち、偏心軸１４が回転するとき、該偏心
軸１４にニードルベアリング２２を介して相対回転可能
に取り付けられた可動スクロール２０は、自転すること
なく駆動軸８の中心軸線回りに公転する。可動スクロー
ル２０が公転することに伴い、入口４４から導入された
吸入冷媒が圧縮室３２へ流入され、圧縮室３２は外周側
から容積を減少しつつ内周側へ移動し、両スクロール
２，２０の渦巻壁２８，３０の内周端部間に向かって収
束していく。
【００１９】固定スクロール基板２６の中心部には、吐
出ポート５０が形成され、該吐出ポート５０は最終の圧
縮室３２と連通されている。固定スクロール基板２６の
背面側には、吐出チャンバ５２が形成されており、その
吐出チャンバ５２内に吐出ポート５０を開閉する吐出弁
５４が設けられている。吐出弁５４は、リード弁５６と
リテーナ５８とから構成されている。
出ポート５０が形成され、該吐出ポート５０は最終の圧
縮室３２と連通されている。固定スクロール基板２６の
背面側には、吐出チャンバ５２が形成されており、その
吐出チャンバ５２内に吐出ポート５０を開閉する吐出弁
５４が設けられている。吐出弁５４は、リード弁５６と
リテーナ５８とから構成されている。
【００２０】上記のように構成されるスクロール型電動
圧縮機において、機体７の径方向の外側上面には、平坦
な取付面７ａが形成され、その取付面７ａに前記電動モ
ータを制御するインバータ６０が取り付けられている。
このインバータ６０が本発明でいう制御ユニットに対応
する。インバータ６０を構成する部品は、発熱度の高い
複数のスイッチング素子６２等の高発熱部品と、比較的
発熱度の低い複数のコンデンサ６４等の低発熱部品とに
区分した状態でユニットハウジング７０内に収容されて
いる。
圧縮機において、機体７の径方向の外側上面には、平坦
な取付面７ａが形成され、その取付面７ａに前記電動モ
ータを制御するインバータ６０が取り付けられている。
このインバータ６０が本発明でいう制御ユニットに対応
する。インバータ６０を構成する部品は、発熱度の高い
複数のスイッチング素子６２等の高発熱部品と、比較的
発熱度の低い複数のコンデンサ６４等の低発熱部品とに
区分した状態でユニットハウジング７０内に収容されて
いる。
【００２１】スイッチング素子６２は、ユニットハウジ
ング７０における筒部７０ａ内に配置されるとともに、
その筒部７０ａ内に配置された筒体６３の外周面に貼り
付くようにして支持されている。すなわち、筒体６３の
外周面には、図３に示すように、スイッチング素子６２
を取り付けるための平坦面状の複数の取付面６３ａが形
成されている。本実施の形態では、３個の取付面６３ａ
を有する略三角形に形成されており、各取付面６３ａに
３ブロックに分割されたスイッチング素子６２がそれぞ
れ直に接触状態（貼り付き状態）で支持される。一方、
コンデンサ６４等は取付板６５によって支持されてい
る。
ング７０における筒部７０ａ内に配置されるとともに、
その筒部７０ａ内に配置された筒体６３の外周面に貼り
付くようにして支持されている。すなわち、筒体６３の
外周面には、図３に示すように、スイッチング素子６２
を取り付けるための平坦面状の複数の取付面６３ａが形
成されている。本実施の形態では、３個の取付面６３ａ
を有する略三角形に形成されており、各取付面６３ａに
３ブロックに分割されたスイッチング素子６２がそれぞ
れ直に接触状態（貼り付き状態）で支持される。一方、
コンデンサ６４等は取付板６５によって支持されてい
る。
【００２２】ユニットハウジング７０内を貫通する筒体
６３は、その一端が圧縮室３２の入口４４に接続され、
他端が外部回路の冷媒帰還管路（図示省略）と接続され
る。すなわち、筒体６３の筒孔６３ｂが本発明でいう吸
入冷媒通路に対応するものであり、この吸入冷媒通路
は、外部回路から帰還する吸入冷媒を直に圧縮室３２を
導入する。一方、インバータ６０を収容するユニットハ
ウジング７０は、断熱材料、好ましくは合成樹脂によっ
て形成されており、その底板７０ｂが脚部７０ｃを介し
て機体７の取付面７ａに対して所定の隙間Ｃを隔てた状
態で取り付けられる。この隙間Ｃが本発明でいう断熱領
域に対応する。ユニットハウジング７０を合成樹脂製と
したときは、ユニットハウジング７０の軽量化が可能に
なる。
６３は、その一端が圧縮室３２の入口４４に接続され、
他端が外部回路の冷媒帰還管路（図示省略）と接続され
る。すなわち、筒体６３の筒孔６３ｂが本発明でいう吸
入冷媒通路に対応するものであり、この吸入冷媒通路
は、外部回路から帰還する吸入冷媒を直に圧縮室３２を
導入する。一方、インバータ６０を収容するユニットハ
ウジング７０は、断熱材料、好ましくは合成樹脂によっ
て形成されており、その底板７０ｂが脚部７０ｃを介し
て機体７の取付面７ａに対して所定の隙間Ｃを隔てた状
態で取り付けられる。この隙間Ｃが本発明でいう断熱領
域に対応する。ユニットハウジング７０を合成樹脂製と
したときは、ユニットハウジング７０の軽量化が可能に
なる。
【００２３】また、ユニットハウジング７０内のスイッ
チング素子６２と、モータハウジング６内の電動モータ
（のステータ４６）とは、モータハウジング６内とユニ
ットハウジング７０内に貫通する３本の導通ピン６６及
び導線６７，６８によって接続されており、電動モータ
の駆動に必要な電力は、これらの導通ピン６６及び導線
６７，６８を介して供給される。
チング素子６２と、モータハウジング６内の電動モータ
（のステータ４６）とは、モータハウジング６内とユニ
ットハウジング７０内に貫通する３本の導通ピン６６及
び導線６７，６８によって接続されており、電動モータ
の駆動に必要な電力は、これらの導通ピン６６及び導線
６７，６８を介して供給される。
【００２４】上記のように構成された本実施の形態に係
るスクロール型電動圧縮機では、電動モータが駆動され
ると、可動スクロール２０の公転に伴って冷媒は、圧縮
室３２で圧縮されたのち、図１に矢印で示すように、吐
出ポート５０から高圧の冷媒として吐出され、外部回路
のコンデンサ（図示省略）へ送られる。一方、外部回路
のエバポレータ（図示省略）から帰還する吸入冷媒は、
図１に矢印で示すように、ユニットハウジング７０を貫
通する筒体６３の筒孔６３ｂを通って圧縮機内に戻る際
に、ユニットハウジング７０内のインバータ６０、とり
わけ、筒体６３に支持されている高発熱部品であるスイ
ッチング素子６２から熱を奪いこれを冷却することがで
きる。すなわち、吸入冷媒が流通する筒体６３を冷却す
べきインバータ６０が収容されたユニットハウジング７
０内に貫通することで、直接的にユニットハウジング７
０内で熱交換させて冷却するので、従来の如き放熱部材
が不要となる。
るスクロール型電動圧縮機では、電動モータが駆動され
ると、可動スクロール２０の公転に伴って冷媒は、圧縮
室３２で圧縮されたのち、図１に矢印で示すように、吐
出ポート５０から高圧の冷媒として吐出され、外部回路
のコンデンサ（図示省略）へ送られる。一方、外部回路
のエバポレータ（図示省略）から帰還する吸入冷媒は、
図１に矢印で示すように、ユニットハウジング７０を貫
通する筒体６３の筒孔６３ｂを通って圧縮機内に戻る際
に、ユニットハウジング７０内のインバータ６０、とり
わけ、筒体６３に支持されている高発熱部品であるスイ
ッチング素子６２から熱を奪いこれを冷却することがで
きる。すなわち、吸入冷媒が流通する筒体６３を冷却す
べきインバータ６０が収容されたユニットハウジング７
０内に貫通することで、直接的にユニットハウジング７
０内で熱交換させて冷却するので、従来の如き放熱部材
が不要となる。
【００２５】この場合において、本実施の形態では、イ
ンバータ６０の構成部品中、比較的発熱度の高いスイッ
チング素子６２を発熱度の低いコンデンサ６４と区分し
た上で、吸入冷媒通路の外面、すなわち、筒体６３の外
周面に配置したことによって、高発熱部品を集中かつ効
率的に冷却することができる。しかも、スイッチング素
子６２を筒体６３の外周面に形成した平坦な取付面６３
ａに対して接触状態で貼り付くように取り付ける構成と
したことによって、伝熱面積を増大できるため、スイッ
チング素子６２の冷却効果がより向上する。
ンバータ６０の構成部品中、比較的発熱度の高いスイッ
チング素子６２を発熱度の低いコンデンサ６４と区分し
た上で、吸入冷媒通路の外面、すなわち、筒体６３の外
周面に配置したことによって、高発熱部品を集中かつ効
率的に冷却することができる。しかも、スイッチング素
子６２を筒体６３の外周面に形成した平坦な取付面６３
ａに対して接触状態で貼り付くように取り付ける構成と
したことによって、伝熱面積を増大できるため、スイッ
チング素子６２の冷却効果がより向上する。
【００２６】また、圧縮機の運転中は、冷媒の圧縮によ
る発熱あるいは電動モータの駆動による発熱によって機
体７が高温化する。しかるに、本実施の形態では、イン
バータ６０が収容されたユニットハウジング７０を、発
熱部品としての機体７に対して所定の隙間Ｃを隔てて配
置することによって、空気層からなる断熱領域を設定し
てあるため、この断熱領域によって熱的に絶縁され、機
体７側からユニットハウジング７０への伝熱が阻止され
る。また、ユニットハウジング７０自体が断熱材料とし
ての合成樹脂によって形成されているため、機体７側か
らの輻射熱に対して効果的に対応することができること
になり、上記の伝熱阻止効果と相俟って、冷媒による冷
却効率がより向上される。
る発熱あるいは電動モータの駆動による発熱によって機
体７が高温化する。しかるに、本実施の形態では、イン
バータ６０が収容されたユニットハウジング７０を、発
熱部品としての機体７に対して所定の隙間Ｃを隔てて配
置することによって、空気層からなる断熱領域を設定し
てあるため、この断熱領域によって熱的に絶縁され、機
体７側からユニットハウジング７０への伝熱が阻止され
る。また、ユニットハウジング７０自体が断熱材料とし
ての合成樹脂によって形成されているため、機体７側か
らの輻射熱に対して効果的に対応することができること
になり、上記の伝熱阻止効果と相俟って、冷媒による冷
却効率がより向上される。
【００２７】一方、圧縮機の運転が停止された場合、同
時に冷媒によるインバータ６０の冷却作用も停止され
る。停止直後の機体７には相当量の熱が蓄熱されること
になり、従って、その熱がユニットハウジング７０に伝
熱されたときは、インバータ６０が急激に高温化する可
能性があるが、本実施の形態によれば、上記のような機
体７側からの伝熱及び輻射熱に対する断熱効果が継続さ
れることによって、結果としてインバータ６０の冷却効
果を促進できる。かくして、本実施の形態によれば、圧
縮機の運転中のみならず運転後の冷却を合理的に行うこ
とが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方法
が提供される。
時に冷媒によるインバータ６０の冷却作用も停止され
る。停止直後の機体７には相当量の熱が蓄熱されること
になり、従って、その熱がユニットハウジング７０に伝
熱されたときは、インバータ６０が急激に高温化する可
能性があるが、本実施の形態によれば、上記のような機
体７側からの伝熱及び輻射熱に対する断熱効果が継続さ
れることによって、結果としてインバータ６０の冷却効
果を促進できる。かくして、本実施の形態によれば、圧
縮機の運転中のみならず運転後の冷却を合理的に行うこ
とが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニットの冷却方法
が提供される。
【００２８】なお、機体７の高温化は、特に、高熱を発
生する電動モータのモータハウジング６で顕著となる。
このため、ユニットハウジング７０と機体７との間に形
成する隙間Ｃは、モータハウジング６との間に設定する
ことがより効果的である。また、断熱領域は、隙間Ｃの
設定による空気層によって形成されているため、構造の
簡単であり、コスト的にも有利となる。また、本実施の
形態においては、インバータ６０を収容したユニットハ
ウジング７０を圧縮機と一体化し、吸入冷媒によってイ
ンバータ６０を冷却する構成のため、インバータを別置
きとした場合に比べて、吸入冷媒の配管長さを短縮して
吸入冷媒の流れの抵抗を減少できるとともに、インバー
タ６０と電動モータ間の電気的配線を短縮化することが
可能となり、更には、車両側にインバータの冷却装置を
備える必要が無くなる。
生する電動モータのモータハウジング６で顕著となる。
このため、ユニットハウジング７０と機体７との間に形
成する隙間Ｃは、モータハウジング６との間に設定する
ことがより効果的である。また、断熱領域は、隙間Ｃの
設定による空気層によって形成されているため、構造の
簡単であり、コスト的にも有利となる。また、本実施の
形態においては、インバータ６０を収容したユニットハ
ウジング７０を圧縮機と一体化し、吸入冷媒によってイ
ンバータ６０を冷却する構成のため、インバータを別置
きとした場合に比べて、吸入冷媒の配管長さを短縮して
吸入冷媒の流れの抵抗を減少できるとともに、インバー
タ６０と電動モータ間の電気的配線を短縮化することが
可能となり、更には、車両側にインバータの冷却装置を
備える必要が無くなる。
【００２９】次に、本発明の他の実施の形態を図４に基
づいて説明する。この実施の形態においては、吸入冷媒
通路を構成する筒体としての吸入配管８１がインバータ
６０を収容するユニットハウジング７０内を横方向（水
平方向）に延在して配置され、その先端が入口４４に連
通されている。ユニットハウジング７０は、その底板７
０ｂが脚部７０ｃを介して圧縮機の機体７に所定の隙間
Ｃを隔てて配置されている。ユニットハウジング７０内
において、吸入配管８１の外面上部側には、スイッチン
グ素子やコンデンサ等からなるインバータ６０が配置さ
れ、吸入配管８１の外面上部側（機体７側）には、蓄冷
材８２が配置されている。すなわち、この他の実施の形
態においては、ユニットハウジング７０と機体７との間
に設けた隙間Ｃ及び蓄冷材８２によって断熱領域を構成
したものであり、その他の構成については、前述した実
施の形態と同様である。
づいて説明する。この実施の形態においては、吸入冷媒
通路を構成する筒体としての吸入配管８１がインバータ
６０を収容するユニットハウジング７０内を横方向（水
平方向）に延在して配置され、その先端が入口４４に連
通されている。ユニットハウジング７０は、その底板７
０ｂが脚部７０ｃを介して圧縮機の機体７に所定の隙間
Ｃを隔てて配置されている。ユニットハウジング７０内
において、吸入配管８１の外面上部側には、スイッチン
グ素子やコンデンサ等からなるインバータ６０が配置さ
れ、吸入配管８１の外面上部側（機体７側）には、蓄冷
材８２が配置されている。すなわち、この他の実施の形
態においては、ユニットハウジング７０と機体７との間
に設けた隙間Ｃ及び蓄冷材８２によって断熱領域を構成
したものであり、その他の構成については、前述した実
施の形態と同様である。
【００３０】従って、圧縮機の運転時には、外部回路か
ら帰還する冷媒が吸入配管８１を通って入口４４に流入
する過程でユニットハウジング７０内のインバータ６０
を冷却すると共に吸入配管８１に取り付けられた蓄冷材
８２を冷却する。一方、圧縮機の運転停止時において
は、運転中に吸入冷媒によって冷却された蓄冷材８２
は、機体７側から放熱される熱を吸熱し、機体７側の熱
がユニットハウジング７０（インバータ６０）へ伝わる
ことを抑制する。すなわち、他の実施の形態において
は、ユニットハウジング７０と機体７との間に設定され
る断熱領域の１つの形態として、蓄冷材８２を設けたも
のであって、この蓄冷材８２によって、圧縮機の運転停
止後における機体７側からの伝熱を遅らせ、インバータ
６０が加熱する前に圧縮機全体の放熱を終了させること
が可能になる。
ら帰還する冷媒が吸入配管８１を通って入口４４に流入
する過程でユニットハウジング７０内のインバータ６０
を冷却すると共に吸入配管８１に取り付けられた蓄冷材
８２を冷却する。一方、圧縮機の運転停止時において
は、運転中に吸入冷媒によって冷却された蓄冷材８２
は、機体７側から放熱される熱を吸熱し、機体７側の熱
がユニットハウジング７０（インバータ６０）へ伝わる
ことを抑制する。すなわち、他の実施の形態において
は、ユニットハウジング７０と機体７との間に設定され
る断熱領域の１つの形態として、蓄冷材８２を設けたも
のであって、この蓄冷材８２によって、圧縮機の運転停
止後における機体７側からの伝熱を遅らせ、インバータ
６０が加熱する前に圧縮機全体の放熱を終了させること
が可能になる。
【００３１】次に、本発明の更に他の実施の形態を説明
する。図５〜図７に示す実施の形態は、それぞれスイッ
チング素子６２の配置に関する変更例である。図５に示
す変更例は、筒体６３を四角筒とし、外周面に形成され
る取付面６３ａを４箇所としたものである。また、図６
に示す変更例は、筒体６３を六角筒とし、外周面に形成
される取付面６３ａを６箇所としたものである。従っ
て、スイッチング素子６２は、取付面６３ａの数に対応
してそれぞれ４ブロック、６ブロックに分割して配置す
ることができる。また、図７に示す変更例は、筒体６３
とスイッチング素子６２との間に熱伝導率の高い放熱板
８４を介在している。このような構成としたときは、ス
イッチング素子６２を筒体６３の取付面６３ａに取り付
ける際に、スイッチング素子６２が筒体６３に比べて大
きいような場合であっても、放熱板８４を介すること
で、スイッチング素子６２と筒体６３との間での伝熱が
効率よく行われ、スイッチング素子６２の全体を効果的
に冷却することが可能となる。
する。図５〜図７に示す実施の形態は、それぞれスイッ
チング素子６２の配置に関する変更例である。図５に示
す変更例は、筒体６３を四角筒とし、外周面に形成され
る取付面６３ａを４箇所としたものである。また、図６
に示す変更例は、筒体６３を六角筒とし、外周面に形成
される取付面６３ａを６箇所としたものである。従っ
て、スイッチング素子６２は、取付面６３ａの数に対応
してそれぞれ４ブロック、６ブロックに分割して配置す
ることができる。また、図７に示す変更例は、筒体６３
とスイッチング素子６２との間に熱伝導率の高い放熱板
８４を介在している。このような構成としたときは、ス
イッチング素子６２を筒体６３の取付面６３ａに取り付
ける際に、スイッチング素子６２が筒体６３に比べて大
きいような場合であっても、放熱板８４を介すること
で、スイッチング素子６２と筒体６３との間での伝熱が
効率よく行われ、スイッチング素子６２の全体を効果的
に冷却することが可能となる。
【００３２】なお、本発明は実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更す
ることが可能である。例えば、ユニットハウジング７０
は、その全体が機体７に対して隙間を保有するように設
定してもよい。ユニットハウジング７０と機体７との間
に設けられる断熱領域としては、隙間Ｃに変えて断熱材
を用いてもよい。また、他の実施の形態では、隙間Ｃと
蓄冷材８２を併用して断熱領域を構成しているが、隙間
Ｃを省略し、蓄冷材８２を単独であるいは断熱材との組
み合わせて断熱領域を構成してもよい。また、実施の形
態では、ユニットハウジング７０内に収容されるインバ
ータ６０を高発熱部品であるスイッチング素子６２と低
発熱部品であるコンデンサ６４とに区分して配置する構
成としたが、このことに限定されるものではない。要す
るに、吸入冷媒通路がユニットハウジング７０内に収容
された制御ユニットの発熱部品の近傍を通って貫通する
構成であればよく、発熱部品が吸入冷媒通路の外壁面か
ら離れて配置されていてもよい。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更す
ることが可能である。例えば、ユニットハウジング７０
は、その全体が機体７に対して隙間を保有するように設
定してもよい。ユニットハウジング７０と機体７との間
に設けられる断熱領域としては、隙間Ｃに変えて断熱材
を用いてもよい。また、他の実施の形態では、隙間Ｃと
蓄冷材８２を併用して断熱領域を構成しているが、隙間
Ｃを省略し、蓄冷材８２を単独であるいは断熱材との組
み合わせて断熱領域を構成してもよい。また、実施の形
態では、ユニットハウジング７０内に収容されるインバ
ータ６０を高発熱部品であるスイッチング素子６２と低
発熱部品であるコンデンサ６４とに区分して配置する構
成としたが、このことに限定されるものではない。要す
るに、吸入冷媒通路がユニットハウジング７０内に収容
された制御ユニットの発熱部品の近傍を通って貫通する
構成であればよく、発熱部品が吸入冷媒通路の外壁面か
ら離れて配置されていてもよい。
【００３３】また、前述した実施の形態では、冷却対象
である制御ユニットが電動モータを制御するインバータ
６０の場合で説明しているが、冷却対象は必ずしもこれ
に限定されるものではなく、圧縮機の機体７内に内蔵さ
れる電装品（例えば、電磁弁）を制御する制御ユニット
であればよい。また、スイッチング素子６２を取り付け
るための取付面６３ａは、必ずしも平坦面に限定される
ものではなく、例えば筒体６３が円筒形であってもスイ
ッチング素子６２の取付面を円弧面に形成すればよい。
要するに、取付面に関して筒体６３の外面形状とスイッ
チング素子６２の外面形状とが相互に対応した形状であ
ればよく、そのときは相互の接触面積を広く取ることが
可能となり、両者間の伝熱効果を高めることができる。
また、圧縮機の形式についてもスクロール型である必要
はなく、他形式の圧縮機に適用できることは勿論であ
る。
である制御ユニットが電動モータを制御するインバータ
６０の場合で説明しているが、冷却対象は必ずしもこれ
に限定されるものではなく、圧縮機の機体７内に内蔵さ
れる電装品（例えば、電磁弁）を制御する制御ユニット
であればよい。また、スイッチング素子６２を取り付け
るための取付面６３ａは、必ずしも平坦面に限定される
ものではなく、例えば筒体６３が円筒形であってもスイ
ッチング素子６２の取付面を円弧面に形成すればよい。
要するに、取付面に関して筒体６３の外面形状とスイッ
チング素子６２の外面形状とが相互に対応した形状であ
ればよく、そのときは相互の接触面積を広く取ることが
可能となり、両者間の伝熱効果を高めることができる。
また、圧縮機の形式についてもスクロール型である必要
はなく、他形式の圧縮機に適用できることは勿論であ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
圧縮機に内蔵される電装品の制御ユニットを圧縮機に一
体化し、これを冷媒によって冷却する場合において、部
品点数を増加させることなく、制御ユニットを合理的に
冷却することが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニット
の冷却方法を提供できる。
圧縮機に内蔵される電装品の制御ユニットを圧縮機に一
体化し、これを冷媒によって冷却する場合において、部
品点数を増加させることなく、制御ユニットを合理的に
冷却することが可能な圧縮機及び圧縮機用制御ユニット
の冷却方法を提供できる。
【図１】スクロール型圧縮機の全体を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】スイッチング素子の配置を示す図面である。
【図４】他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】スイッチング素子の配置に関する変更例を示す
図面である。
図面である。
【図６】スイッチング素子の配置に関する他の変更例を
示す図面である。
示す図面である。
【図７】スイッチング素子の配置に関する更に他の変更
例を示す図面である。
例を示す図面である。
２ 固定スクロール ６ モータハウジング ７ 機体 ２０ 可動スクロール ３２ 圧縮室 ４６ ステータ ４８ ロータ ６０ インバータ ６２ スイッチング素子 ６３ 筒体 ６３ａ 取付面 ６３ｂ 筒孔 ６４ コンデンサ ７０ ユニットハウジング ７０ａ 筒部 Ｃ 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 真広 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 園部 正法 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 松原 亮 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB04 AC03 BE09 3H029 AA02 AA15 AB03 BB12 CC07 CC09 CC23 CC27 CC38 CC48
Claims (13)
- 【請求項１】 圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮し、高
圧の冷媒として吐出する圧縮機であって、 機体と、前記機体の外側に配置されるとともに、該機体
に内蔵された電装品の制御ユニットを収容するユニット
ハウジングとを備えており、前記圧縮室に吸入冷媒を導
くための吸入冷媒通路が前記ユニットハウジング内を貫
通して配置されていることを特徴とする圧縮機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の圧縮機であって、前記
機体と前記ユニットハウジングとの間には、断熱領域が
設けられていることを特徴とする圧縮機。 - 【請求項３】 請求項２に記載の圧縮機であって、前記
電装品が、圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮し、高圧の
冷媒として吐出するための駆動源としての電動モータで
あることを特徴とする電動式の圧縮機。 - 【請求項４】 請求項３に記載の圧縮機であって、前記
断熱領域が電動モータの配置位置に対応して設けられて
いることを特徴とする圧縮機。 - 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかに記載の圧縮機
であって、前記断熱領域は、空気層によって形成されて
いる圧縮機。 - 【請求項６】 請求項２〜４のいずれかに記載の圧縮機
であって、前記断熱領域が蓄冷材によって構成されてい
ることを特徴とする圧縮機。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機
であって、前記ユニットハウジングは、断熱材によって
形成されていることを特徴とする圧縮機。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の圧縮機
であって、前記制御ユニット中の発熱部品が、前記吸入
冷媒通路を構成する筒体の外周面に配置されていること
を特徴とする圧縮機。 - 【請求項９】 請求項８に記載の圧縮機であって、前記
筒体は、前記発熱部品の外面形状に対応する外面形状を
有することを特徴とする圧縮機。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の圧縮機であって、前
記筒体の外面形状が平坦面であることを特徴とする圧縮
機。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載の圧縮機であ
って、前記筒体の外周面には、周方向に複数の取付面が
設定され、その各取付面に発熱部品が配置されているこ
とを特徴とする圧縮機。 - 【請求項１２】 請求項８に記載の圧縮機であって、前
記筒体と前記発熱部品との間に放熱板を介在したことを
特徴とする圧縮機。 - 【請求項１３】 圧縮室内に吸入された冷媒を圧縮し、
高圧の冷媒として吐出する圧縮機において、 機体に内蔵された電装品の制御ユニットを収容するため
のユニットハウジング内を貫通するように配置された吸
入冷媒通路に冷媒を導入し、その冷媒によって前記ユニ
ットハウジング内の制御ユニットを冷却する一方、前記
機体と前記ユニットハウジングとの間に設けられた断熱
領域によって前記機体側から前記ユニットハウジングへ
の熱移動を抑制することを特徴とする圧縮機用制御ユニ
ットの冷却方法。
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