JP2009150234A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入を良好としつつ、ハウジングの径方向に沿った長さを短縮すること。
【解決手段】吸入ポート１７は、インバータ側のコイル端部２６１と対向する位置に形成されている。また、中間ハウジング１２の内周面１２２には、吸入ポート１７に連通するように中間ハウジング１２に向けて開口する逃し溝３１が形成されるとともに、逃し溝３１は、回転軸２３の軸方向に沿って、インバータ側のコイル端部２６１の先端をインバータ側へ超えた位置まで広がるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータ、圧縮部及びインバータが、回転軸の軸方向に沿って並ぶようにハウジング内に収容された電動圧縮機に関する。

このような電動圧縮機としては、例えば特許文献１に開示のものが挙げられる。特許文献１の電動圧縮機のハウジングは、吐出ハウジング、中間ハウジング及び吸入ハウジングから構成されている。そして、ハウジング内には、冷媒を圧縮するためのスクロール型の圧縮部と、圧縮部を駆動するためのモータ部と、モータ部を駆動させるためのインバータとが収容されている。モータ部（特にはモータ）は、コイルを備えたステータと、回転軸の周囲に固定されたロータとで構成されている。また、特許文献１の電動圧縮機では、吸入ハウジングの側面に、冷媒を吸入するための吸入ポートが形成されている。吸入ポートは、コイルにおける吸入ハウジング側のコイル端部よりインバータ側に位置するように設けられている。ところで、特許文献１のように、圧縮部と、モータ部と、インバータとが、この順序で、回転軸の軸方向に沿って配置された電動圧縮機においては、その軸方向の長さを短くすることが望まれている。

特許文献２の電動圧縮機では、吸入ポートは、コイル端部と対向する位置に設けられている。このため、吸入ポートがコイル端部よりインバータ側に位置する特許文献１に比して、軸方向への長さが短くなっている。
特開２０００−２９１５５７号公報 特開平４−８０５５４号公報

しかしながら、特許文献２の電動圧縮機においては、コイル端部と吸入ポートとを対向させている。このため、特許文献２では、吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入を良好なものにするため、コイル端部を吸入ポートから離した位置に設ける必要が生じ、その結果、ハウジングの径方向の長さが増大する。

本発明の目的は、吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入を良好としつつ、ハウジングの径方向に沿った長さを短縮することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ハウジング内の電動モータの駆動によって回転軸が回転することにより前記ハウジング内の圧縮部が駆動されるとともに、前記ハウジングに形成された吸入ポートから前記圧縮部に吸入された冷媒が圧縮され、前記電動モータ、前記圧縮部、及び前記電動モータを駆動するためのインバータが、この順序で、前記回転軸の軸方向に沿って並ぶように前記ハウジング内に収容された電動圧縮機であって、前記電動モータにおけるコイルが前記ハウジングの内周面に隣接するように配設されるとともに、前記電動モータにおけるステータコアから突出した前記コイルの圧縮部側及びインバータ側のコイル端部のうち、前記インバータ側のコイル端部と対向する位置に前記吸入ポートが配置されており、前記ハウジングの内周面には、前記吸入ポートに連通する逃し部が前記ハウジング内に向けて開口するように形成され、該逃し部は前記インバータ側のコイル端部の先端を前記インバータ側へ超えた位置に広がるように形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、吸入ポートへ流入した冷媒は、逃し部によって、インバータ側のコイル端部の先端をインバータ側へ越えた位置に向けて流れる。このため、吸入ポートへ流入した冷媒の全てが、インバータ側のコイル端部に衝突して逆流することがなく、一部の冷媒はコイル端部に衝突することなくハウジング内に流入される。したがって、回転軸の軸方向に沿ったハウジングの長さを短縮するために、吸入ポートをコイル端部と対向する位置に配置し、かつ、ハウジングの径方向に沿った長さを短縮するために、コイルをハウジングの内周面に隣接させたとしても、逃し部の存在により吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入を良好なものとすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記逃し部は、前記ハウジングと前記インバータ側のコイル端部とが隣接している位置における、前記ハウジングの周方向の全周に亘って形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、例えば、逃し部を吸入ポートと対向する位置の一部のみに形成する場合に比して、逃し部に流れた冷媒の流入先を広くし、コイル端部による影響を小さくすることができ、吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入をより良好とすることができる。また、逃し部はハウジングの全周に亘って形成されている。このような逃し部は、ハウジング内に挿入した側フライスを回転させるだけで形成できる。

この発明によれば、吸入ポートからハウジング内への冷媒吸入を良好としつつ、ハウジングの径方向に沿った長さを短縮することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を電動圧縮機に具体化した第１実施形態を図１、図２にしたがって説明する。なお、図１は、本実施形態の電動圧縮機１０の縦断面図を示すとともに、冷凍回路１１を模式的に示す。図１において、右側を電動圧縮機１０のフロント側（前側）とし、左側を電動圧縮機１０のリヤ側（後側）とする。

まず、車両空調装置の冷凍回路１１について説明する。
図１に示すように、冷凍回路１１は、冷媒を圧縮する電動圧縮機１０と、電動圧縮機１０から高温高圧の冷媒を液化冷却する凝縮器Ｃと、凝縮器Ｃからの冷媒を絞る膨張弁Ｖと、膨張弁Ｖからの冷媒を蒸発させる蒸発器Ｅとから構成されている。冷凍回路１１には、蒸発器Ｅから蒸発された冷媒の温度を感知する温度センサＳが設けられるとともに、膨張弁Ｖには、温度センサＳからの情報を基に膨張弁Ｖの開度を調節するコントローラＣＮが接続されている。

次に、電動圧縮機１０の構成について説明する。
電動圧縮機１０のハウジングは、ハウジングの中間部分を構成する中間ハウジング１２と、中間ハウジング１２のリヤ側（図１では左側）に接合された吐出ハウジング１３と、中間ハウジング１２のフロント側（図１では右側）に接合されたインバータハウジング１４とから構成されている。中間ハウジング１２と吐出ハウジング１３とは、５本のボルトＢ１（図１では２本のボルトＢ１のみ図示）によって共締めされているとともに、中間ハウジング１２とインバータハウジング１４とは、５本のボルトＢ２（図１では１本のボルトＢ２のみ図示）によって共締めされている。

中間ハウジング１２と吐出ハウジング１３との間には吐出室１５が区画形成されている。吐出ハウジング１３の端面には吐出ポート１６が形成されているとともに、吐出室１５には、吐出ポート１６を介して凝縮器Ｃが接続されている。中間ハウジング１２におけるインバータハウジング１４側には、吸入ポート１７が形成されるとともに、中間ハウジング１２内は、吸入ポート１７を介して蒸発器Ｅと接続されている。中間ハウジング１２内には、冷媒を圧縮するための圧縮部１８と、圧縮部１８を駆動するための電動モータ１９とが収容されている。

まず、圧縮部１８について説明する。圧縮部１８は、中間ハウジング１２内に固定された固定スクロール２０と、固定スクロール２０に対向配置された可動スクロール２１とで構成されている。固定スクロール２０と可動スクロール２１との間には容積変更可能な圧縮室２２が区画形成されている。また、中間ハウジング１２内には、回転軸２３が収容されているとともに、回転軸２３は中間ハウジング１２によって回転可能に支持されている。

次に、電動モータ１９について説明する。中間ハウジング１２内には、電動モータ１９を構成するロータ２４（回転子）と、ステータ２５（固定子）とが設けられている。中間ハウジング１２内において、ロータ２４は、回転軸２３と一体的に回転するように回転軸２３の外周に固定されている。ロータ２４は、回転軸２３に止着されたロータコア２４１と、ロータコア２４１の周面に設けられた複数の永久磁石２４２とからなる。ステータ２５は、全体として略円環状をなし、中間ハウジング１２の内周面１２２に固定されたステータコア２５１のティース（図示せず）にコイル２６が巻回されて構成されている。コイル２６は、中間ハウジング１２の内周面１２２と径方向において隣接しているとともに、本実施形態においては、図２に示すように、中間ハウジング１２の内周面１２２とコイル２６との間の隙間Ｈ１は１ｍｍである。コイル２６において、ステータコア２５１から突出した部位をコイル２６のコイル端部２６１とする。コイル端部２６１は、回転軸２３の中心軸Ｌに沿った方向（以下、軸方向とする）において、ステータコア２５１のフロント側及びリヤ側から突出している。

インバータハウジング１４内には、インバータ３０が収容されるとともに、このインバータ３０により電動モータ１９に電力が供給されるようになっている。インバータ３０は、平板状の基板３０１と、この基板３０１に実装された複数種類の電気部品３０２、３０３とからなっている。基板３０１はインバータハウジング１４に固定されている。電気部品３０２としてはインバータ３０をなす発熱部品であるスイッチング素子が挙げられる。電気部品３０２は、基板３０１における中間ハウジング１２側の面に実装されるとともに、中間ハウジング１２のフロント側の外部端面１２１に接触されている。また、電子部品３０３は、インバータ３０を構成する周知の部品、例えば、電解コンデンサ、トランス、ドライバ、固定抵抗等であり、基板３０１における中間ハウジング１２側の面とは反対側の面に実装されている。インバータ３０と電動モータ１９とは、図示しないハーネスによって電気的に接続されている。圧縮部１８、電動モータ１９及びインバータ３０は、この順序で、回転軸２３の軸方向に沿って並ぶようにハウジング内に収容されている。

図２に示すように、吸入ポート１７は、回転軸２３の軸方向において、インバータ側のコイル端部２６１と対向する位置に配置されている。中間ハウジング１２の内周面１２２において、インバータ側のコイル端部２６１と対向する位置には逃し部としての逃し溝３１が、中間ハウジング１２内に向けて開口するように中間ハウジング１２の周方向の全周に亘って延びるように凹設されている。逃し溝３１は、吸入ポート１７と連通するように形成されている。よって、中間ハウジング１２の厚み内に吸入ポート１７と逃し溝３１が形成されている。なお、回転軸２３の軸方向に沿った逃し溝３１の開口幅Ｗ１は、回転軸２３の軸方向に沿った吸入ポート１７の開口幅Ｗ２より長くなっている。すなわち、逃し溝３１の圧縮部側端面３１１は、吸入ポート１７の圧縮部側端面１７１よりも圧縮部側に位置するとともに、逃し溝３１のインバータ側端面３１２は、吸入ポート１７のインバータ側端面１７２よりもインバータ側に位置する。また、回転軸２３の軸方向に沿った逃し溝３１の開口幅Ｗ１は、回転軸２３の軸方向に沿った圧縮部側のコイル端部２６１の長さＬ１より長くなっている。すなわち、逃し溝３１の圧縮部側端面３１１は、ステータコア２５１のインバータ側の端面より圧縮部側に位置し、逃し溝３１のインバータ側端面３１２はインバータ側のコイル端部２６１の先端よりインバータ側に位置するとともに中間ハウジング１２のインバータ側の内部端面１２３まで延びるように形成されている。よって、逃し溝３１は回転軸２３の軸方向に沿って、インバータ側のコイル端部２６１の先端を超えた位置にまで広がるように形成され、逃し溝３１の一部はインバータ側のコイル端部２６１と対向しない位置にまで延びるように形成されている。また、本実施形態では、逃し溝３１は、中間ハウジング１２の内周面１２２から吸入ポート１７に向かって１〜２ｍｍの深さＨ２で彫ることで形成される。なお、逃し溝３１の深さＨ２は、吸入ポート１７から流入した冷媒が、逃し溝３１の圧縮部側端面３１１及び逃し溝３１のインバータ側端面３１２に向かって広がるために適した深さである。逃し溝３１は、中間ハウジング１２内に挿入した側フライスを回転させて形成される。コイル端部２６１と中間ハウジング１２のインバータ側の内部端面１２３との間には、吸入空間３２が区画形成されるとともに、本実施形態では、回転軸２３の軸方向に沿った吸入空間３２の長さＬ２は３ｍｍとなっている。なお、吸入空間３２の長さＬ２は、冷媒が吸入空間３２へ流れるために適した距離である。吸入空間３２に導入された低温低圧の冷媒によって、中間ハウジング１２のインバータ側の外部端面１２１に接触している電気部品３０２が外部端面１２１を介して、冷却される。

そして、上記構成の電動圧縮機１０では、インバータ３０から電動モータ１９に電力が供給されることにより、ロータ２４とともに回転軸２３を回転させる。すると、圧縮部１８において、可動スクロール２１と固定スクロール２０との間の圧縮室２２が容積減少する。そして、冷凍回路１１の蒸発器Ｅから吸入ポート１７を介してハウジング内に冷媒が吸入される。このとき、逃し溝３１を通過する冷媒は、逃し溝３１の圧縮部側端面３１１及び逃し溝３１のインバータ側端面３１２に向かって広がる。そして、冷媒の一部は、コイル端部２６１に接触しながら吸入空間３２に向けて流れ、その他の冷媒は、そのまま吸入空間３２へ流入するようになっている。さらに、吸入空間３２へ流入した冷媒は、中間ハウジング１２内に設けられた吸入通路２７（図１参照）を経由して圧縮室２２へ吸入されるとともに、圧縮室２２で圧縮される。図１に示すように、圧縮室２２内で圧縮された冷媒は、固定スクロール２０に形成された吐出通路２８から固定スクロール２０の端面に設けられた吐出弁２９を押し退けて吐出室１５へ吐出される。吐出室１５内の冷媒は、冷凍回路１１へ流出して中間ハウジング１２内へ還流する。

第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）吸入ポート１７は、インバータ側のコイル端部２６１と対向する位置に形成されている。また、中間ハウジング１２の内周面１２２には、吸入ポート１７に連通するように中間ハウジング１２に向けて開口する逃し溝３１が形成されるとともに、逃し溝３１は、回転軸２３の軸方向に沿って、インバータ側のコイル端部２６１の先端をインバータ側へ超えた位置まで広がるように形成されている。このため、吸入ポート１７へ流入した冷媒は、逃し溝３１によって、インバータ側のコイル端部２６１の先端をインバータ側へ越えた位置に向けて流れる。したがって、吸入ポート１７へ流入した冷媒の全てが、インバータ側のコイル端部２６１に衝突することがなく、一部の冷媒はコイル端部２６１に衝突することなくハウジング内に流入される。よって、回転軸２３の軸方向に沿ったハウジングの長さを短縮するために、吸入ポート１７をコイル端部２６１と対向する位置に配置し、かつ、ハウジングの径方向に沿った長さを短縮するために、コイル２６を中間ハウジング１２の内周面１２２に隣接させても、逃し溝３１により吸入ポート１７からハウジング内への冷媒吸入を良好とすることができる。

（２）逃し溝３１は、中間ハウジング１２の周方向の全周に亘って形成されている。よって、例えば、逃し溝３１を吸入ポート１７と対向する位置の一部のみに形成する場合に比して、逃し溝３１に流れた冷媒の流入先を広くし、コイル端部２６１による影響を小さくすることができ、吸入ポート１７からハウジング内への冷媒吸入をより良好とすることができる。また、このような逃し溝３１は、中間ハウジング１２内に挿入した側フライスを回転させるだけで形成できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。なお、図３において、第１実施形態の図１、図２に付した符号と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示し、その重複する説明を省略する。

図３に示すように、逃し溝５０の圧縮部側端面５０１は、吸入ポート１７の圧縮部側端面１７１と同一端面上に位置するように形成されるとともに、逃し溝５０のインバータ側端面５０２は、吸入ポート１７のインバータ側端面１７２よりもインバータ側に位置している。また、回転軸２３の軸方向に沿った逃し溝５０の開口幅Ｗ３は、回転軸２３の軸方向に沿ったインバータ側のコイル端部２６１の長さＬ１より長くなっている。逃し溝５０の圧縮部側端面５０１は、ステータコア２５１のインバータ側の端面よりインバータ側に位置し、逃し溝５０のインバータ側端面５０２はインバータ側のコイル端部２６１の先端よりインバータ側に位置するとともに中間ハウジング１２のインバータ側の内部端面１２３まで延びるように形成されている。よって、逃し溝５０は回転軸２３の軸方向に沿って、インバータ側のコイル端部２６１の先端を超えた位置にまで広がるように形成され、逃し溝５０の一部はインバータ側のコイル端部２６１と対向しない位置に形成されている。

第２実施形態では、第１実施形態の（１），（２）に対応する効果を得ることができる。
なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。

○ 各実施形態において、逃し部として、中間ハウジング１２とコイル２６とが隣接している位置における中間ハウジング１２の内周面１２２の一部分に孔状に形成してもよい。

○ 各実施形態において、圧縮部１８は、固定スクロール２０と可動スクロール２１とで構成されるタイプに限定されるものではなく、例えば、ピストンタイプやベーンタイプなどに変更してもよい。

電動圧縮機の縦断面図。 逃し溝を示す部分断面図。 別の実施形態を示す部分断面図。

符号の説明

１０…電動圧縮機、１２…ハウジングを形成する中間ハウジング、１２２…ハウジングの内周面、１３…ハウジングを形成する吐出ハウジング、１４…ハウジングを形成するインバータハウジング、１７…吸入ポート、１８…圧縮部、１９…電動モータ、２３…回転軸、２５１…ステータコア、２６…コイル、２６１…コイル端部、３０…インバータ、３１，５０…逃し部としての逃し溝。

Claims (2)

1. ハウジング内の電動モータの駆動によって回転軸が回転することにより前記ハウジング内の圧縮部が駆動されるとともに、前記ハウジングに形成された吸入ポートから前記圧縮部に吸入された冷媒が圧縮され、前記電動モータ、前記圧縮部、及び前記電動モータを駆動するためのインバータが、この順序で、前記回転軸の軸方向に沿って並ぶように前記ハウジング内に収容された電動圧縮機であって、
   前記電動モータにおけるコイルが前記ハウジングの内周面に隣接するように配設されるとともに、前記電動モータにおけるステータコアから突出した前記コイルの圧縮部側及びインバータ側のコイル端部のうち、前記インバータ側のコイル端部と対向する位置に前記吸入ポートが配置されており、
   前記ハウジングの内周面には、前記吸入ポートに連通する逃し部が前記ハウジング内に向けて開口するように形成され、該逃し部は前記インバータ側のコイル端部の先端を前記インバータ側へ超えた位置に広がるように形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記逃し部は、前記ハウジングと前記インバータ側のコイル端部とが隣接している位置における、前記ハウジングの周方向の全周に亘って形成されている請求項１に記載の電動圧縮機。

Images