JP2018127980A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動圧縮機においてベーンへの所望の背圧の供給と回転軸への所望流量での潤滑油の供給とを両立しつつ、電動圧縮機が大型化することを抑制する。【解決手段】シリンダ室２０内において、複数のベーン溝１３２の各々とベーン１４０の底面との間に背圧室７０が区画されており、かつ、ロータ１３０およびベーン１４０によって圧縮室が区画されている。吐出室５０内において分離された潤滑油をモータ室１０側に流す油通路が、吐出室５０とモータ室１０との間に設けられている。油通路は、シリンダ室２０内において背圧室７０を通過する第１油通路Ｆ１と、第１油通路Ｆ１とは異なり、シリンダ室２０内において回転軸１５０の外周面とロータ１３０の内周面との間または回転軸１５０の内部を通過する第２油通路Ｆ２とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電動圧縮機に関し、特に、ベーン型電動圧縮機に関する。

気体圧縮機の構成を開示した先行文献として、特開２０００−１９９４８９号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された気体圧縮機は、フロント側のサイドブロックとシリンダとリア側のサイドブロックとロータとベーンと回転軸とケーシングとを備える。

気体圧縮機には、ケーシングおよびリア側のサイドブロックによって仕切られた吐出室が形成されている。気体圧縮機には、フロント側のサイドブロック、シリンダ、リア側のサイドブロック、ロータおよびベーンによって仕切られた圧縮室が形成されている。

吐出室の底部は、オイル溜りとなっている。オイル溜りの潤滑油に吐出室内の吐出圧が作用することにより、リア側のサイドブロックの油穴から回転軸の後端側の軸受に潤滑油が圧送され、この軸受の潤滑が行なわれる。

また、オイル溜りの潤滑油の一部が、リア側のサイドブロックの油穴からシリンダの油穴に分流した後、フロント側のサイドブロックの油穴を経由して回転軸の先端側の軸受に圧送されることにより、この軸受の潤滑が行なわれる。

回転軸の先端側の軸受に到達した潤滑油は、フロント側のサイドブロックのロータ側端面に設けられた溝を通じて、ベーンの底部の背圧室に供給される。回転軸の後端側の軸受に到達した潤滑油は、リア側のサイドブロックのロータ側端面に設けられた溝を通じて、ベーンの底部の背圧室に供給される。背圧室に供給される潤滑油の圧力が、ベーンをシリンダの内壁に向かって押し上げる背圧となる。

特開２０００−１９９４８９号公報

特許文献１に記載の圧縮機のように、回転軸の軸受潤滑のための潤滑供給路と、背圧を供給するための背圧供給路とが、一連の流れで潤滑油を流通するように設けられている場合、ベーンへの所望の背圧の供給と、回転軸への所望流量での潤滑油の供給とを両立することが難しい。また、シリンダにおいて軸受潤滑のための潤滑供給路が圧縮室の外周側に設けられる場合、シリンダの径が大きくなるため、圧縮機の小型化の妨げとなる。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ベーンへの所望の背圧の供給と回転軸への所望流量での潤滑油の供給とを両立可能な小型の電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に基づく電動圧縮機においては、ハウジング内に、回転軸を回転させるモータ部を収容するモータ室と、回転軸を介して駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部を収容するシリンダ室と、圧縮機構部で圧縮された冷媒を外部に吐出する吐出室とが、この順に並んで配置されている。圧縮機構部は、ロータとベーンとを備える。ロータは、回転軸に連結され、外周に複数のベーン溝が形成されている。ベーンは、複数のベーン溝の各々に出没可能に装着されている。シリンダ室内において、複数のベーン溝の各々とベーンの底面との間に背圧室が区画されており、かつ、ロータおよびベーンによって圧縮室が区画されている。吐出室内において分離された潤滑油をモータ室側に流す油通路が、吐出室とモータ室との間に設けられている。油通路は、シリンダ室内において背圧室を通過する第１油通路と、第１油通路とは異なり、シリンダ室内において回転軸の外周面とロータの内周面との間または回転軸の内部を通過する第２油通路とを含む。

本発明の一形態においては、シリンダ室は、シリンダと、シリンダの端部に固定されるサイドプレートにより区画されている。シリンダおよびサイドプレートの各々には、回転軸と摺接する軸孔が設けられている。回転軸は、シリンダおよびサイドプレートの各々の軸孔のうちの少なくとも一方と摺動する摺動部を有する。摺動部の外周面に、回転軸の軸方向を中心とした螺旋溝が設けられている。

本発明の一形態においては、回転軸は、ロータと嵌合している嵌合部を有している。嵌合部の外周面に、回転軸の軸方向に沿って延在して第２油通路となる溝が設けられている。

本発明の一形態においては、シリンダ室は、シリンダと、シリンダの端部に固定されるサイドプレートにより区画されている。シリンダおよびサイドプレートの各々には、回転軸と摺接する軸孔が設けられている。回転軸は、シリンダおよびサイドプレートの各々の軸孔のうちの少なくとも一方と摺動する摺動部、ロータと嵌合している嵌合部、並びに、回転軸の軸方向に沿う方向において摺動部と嵌合部との間に位置するテーパー部を含む。嵌合部の外周面に、回転軸の軸方向に沿って延在して第２油通路となる溝が設けられている。回転軸の軸方向に沿う方向において、上記溝の少なくとも一部は、ロータより長く、かつ、テーパー部と重なっている。

本発明の一形態においては、サイドプレートの吐出室側にはカバー体が固定されている。サイドプレートとカバー体との間に、吐出室と連通する中間圧室が形成されている。第１油通路および第２油通路の各々は、中間圧室に連通している。

本発明の一形態においては、電動圧縮機は、ロータの内部に配置されたばねをさらに備える。ベーンは、ばねによりロータの外周側に向けて付勢されている。

本発明によれば、電動圧縮機においてベーンへの所望の背圧の供給と回転軸への所望流量での潤滑油の供給とを両立しつつ、電動圧縮機が大型化することを抑制できる。

本発明の実施形態１に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。 図１の電動圧縮機をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本発明の実施形態１に係る電動圧縮機が備える回転軸の構造を示す部分斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電動圧縮機が備える回転軸とロータとを連結した状態を示す斜視図である。 図４のＶ部を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る電動圧縮機が備える回転軸およびロータの構造を示す断面図である。 本発明の実施形態４に係る電動圧縮機が備える回転軸およびロータの構造を示す側面図である。 本発明の実施形態５に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態５に係る電動圧縮機が備えるロータおよびベーンを拡大して示す部分断面図である。 図９の電動圧縮機をＸＩ−ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。以下の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。なお、電動圧縮機の各構成の配置は、説明の便宜上、各図において適宜変更して図示している。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。図２は、図１の電動圧縮機をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００は、吐出ハウジング１７０とモータハウジング１８０とを含むハウジング１００ｈを有する。

ハウジング１００ｈ内に、モータ室１０と、シリンダ室２０と、吐出室５０とが、この順に回転軸１５０の軸方向Ｘ１に並んで配置されている。モータ室１０は、モータハウジング１８０の内部に形成されている。シリンダ室２０および吐出室５０は、吐出ハウジング１７０の内部に形成されている。

モータ室１０は、回転軸１５０を回転させるモータ部１９０を収容する。シリンダ室２０は、圧縮機構部１００ｃを収容する。圧縮機構部１００ｃは、回転軸１５０を介して駆動されて冷媒を圧縮する。圧縮機構部１００ｃで圧縮された冷媒は、吐出室５０に吐出される。吐出室５０は、圧縮機構部１００ｃで圧縮された冷媒を外部に吐出する。

圧縮機構部１００ｃは、ロータ１３０とベーン１４０とを備える。ロータ１３０は、回転軸１５０に連結され、外周に複数のベーン溝１３２が形成されている。ベーン１４０は、複数のベーン溝１３２の各々に出没可能に装着されている。

シリンダ室２０内において、複数のベーン溝１３２の各々とベーン１４０の底面との間に背圧室７０が区画されており、かつ、ロータ１３０およびベーン１４０によって圧縮室３０が区画されている。

具体的には、シリンダ１１０と、シリンダ１１０の端部に固定されているサイドプレート１２０とによって、シリンダ室２０が区画されている。ロータ１３０は、シリンダ室２０に回転可能に設けられている。

回転軸１５０は、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に延在し、モータ部１９０により駆動される。ロータ１３０は、回転軸１５０と同軸状となるように回転軸１５０に連結されている。カバー体１６０は、サイドプレート１２０のシリンダ１１０側とは反対側の吐出室５０側に固定されている。吐出ハウジング１７０は、シリンダ１１０の一部、サイドプレート１２０およびカバー体１６０を収容する。吐出ハウジング１７０の形状は、有底筒状である。

シリンダ１１０、サイドプレート１２０、ロータ１３０およびベーン１４０によって圧縮室３０が区画されている。サイドプレート１２０、カバー体１６０および吐出ハウジング１７０によって吐出室５０が区画されている。シリンダ１１０には、回転軸１５０と摺接する軸孔１１１が設けられている。

吐出室５０内において、油分離部１６１がカバー体１６０に固定されている。油分離部１６１は、圧縮室３０と吐出室５０との間の連通通路の一部を構成する。油分離部１６１は、圧縮室３０にて圧縮された冷媒ガスから潤滑油を分離させる。

サイドプレート１２０には、回転軸１５０と摺接する軸孔１２１が設けられている。サイドプレート１２０には、軸孔１２１から離間した位置に、複数のベーン溝１３２の各々に連通してベーン１４０に背圧を供給する背圧供給路が設けられている。

回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向においてロータ１３０の一端の位置からロータ１３０の他端の位置まで連通し、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０との間を潤滑する潤滑供給路が、回転軸１５０の外周面とロータ１３０の内周面との間または回転軸１５０の内部に設けられている。

以下、電動圧縮機１００の各構成について詳細に説明する。
モータハウジング１８０は、略円板状の底部、および、底部の外周部と繋がっている筒状部を含む。底部と筒状部とは、一体で構成されている。モータハウジング１８０の筒状部の端部は、シリンダ１１０を内包して、吐出ハウジング１７０と連結されている。モータハウジング１８０は、シリンダ１１０とともに、モータ部１９０を収容するモータ室１０を区画する。

モータハウジング１８０の筒状部には、モータ室１０と外部とを連通する吸入口１８１が設けられている。モータ室１０は、吸入室として機能する。吸入口１８１には、図示しない蒸発器が接続される。モータハウジング１８０の底部の中央部には、軸支部１８２が設けられている。軸支部１８２に、軸受１８９が設けられている。軸受１８９の内周に、回転軸１５０の軸方向Ｘ１における回転軸１５０の一端部が挿入されて支持されている。

モータ部１９０は、モータ室１０に設けられている。モータ部１９０は、ステータ１９１およびモータロータ１９２を有する。ステータ１９１は、モータハウジング１８０の筒状部に固定されている。ステータ１９１には、クラスタブロック１９３を通じて給電される。モータロータ１９２は、ステータ１９１の内側に、回転可能に設けられている。モータロータ１９２は、回転軸１５０と連結されている。

吐出ハウジング１７０は、略円板状の底部、および、底部の外周部と繋がっている筒状部を含む。底部と筒状部とは、一体で構成されている。吐出ハウジング１７０の筒状部の端部は、モータハウジング１８０の筒状部の端部と連結されている。吐出ハウジング１７０の筒状部には、吐出室５０と外部とを連通する吐出口１７１が設けられている。吐出口１７１には、図示しない凝縮器に接続される。

シリンダ１１０は、略円筒状のシリンダ部と、シリンダ部に接続された円板状の底部とを含む。シリンダ１１０の回転軸１５０の軸方向Ｘ１の一端側の外周に、フランジ部が設けられている。なお、シリンダ１１０は、シリンダ部の両端が開口するように形成され、吐出室５０側の開口端と同様に、モータ室１０側の開口端を別体のサイドプレートにより閉塞するように構成されていてもよい。

シリンダ１１０の回転軸１５０の軸方向Ｘ１の一端側の中央部には、回転軸１５０と摺接する軸孔１１１が設けられている。軸孔１１１の表面には、耐摩耗性を有するめっき膜が設けられていることが好ましい。

シリンダ１１０には、回転軸１５０の軸方向Ｘ１の他端側に開口する凹部１１２が設けられ、内部にシリンダ室２０が形成されている。凹部１１２の内周面は略円状の断面形状を有し、凹部１１２の中心は回転軸１５０の中心軸上の位置に対して偏心している。凹部１１２の底面に、軸孔１１１の外周を取り囲む環状溝１１３が設けられている。シリンダ室２０内には、圧縮機構部を構成するロータ１３０およびベーン１４０が収容されている。

シリンダ１１０には、吐出ハウジング１７０の内周面とともに吐出空間４０を区画する切り欠き部１１７、吐出空間４０とシリンダ室２０とを連通させる吐出ポート１１６、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向の一端側に開口した吸入通路１１４、および、吸入通路１１４の内部とシリンダ室２０とを連通させる吸入ポート１１５が設けられている。吸入通路１１４および吸入ポート１１５によって、モータ室１０とシリンダ室２０とが互いに連通している。

図２に示すように、吐出空間４０には、リード弁４１、リテーナ４２およびボルト４３が配置されている。ボルト４３は、リード弁４１およびリテーナ４２をシリンダ１１０に固定している。リード弁４１は、吐出ポート１１６を開閉する。

サイドプレート１２０は、略円板状の形状を有している。サイドプレート１２０の外周面は、吐出ハウジング１７０の内周面と対向している。サイドプレート１２０の外周面と吐出ハウジング１７０の内周面との間は、Ｏリングによって封止されている。

サイドプレート１２０の中央部には、回転軸１５０と摺接する軸孔１２１が設けられている。軸孔１２１の表面には、耐摩耗性を有するめっき膜が設けられていることが好ましい。サイドプレート１２０における回転軸１５０の軸方向Ｘ１の一端側に、軸孔１２１の外周を取り囲む環状溝１２３が設けられている。サイドプレート１２０の環状溝１２３は、シリンダ１１０の環状溝１１３と対向している。サイドプレート１２０における回転軸１５０の軸方向Ｘ１の他端側に、軸孔１２１と同心円状に突出した突出部１２５が設けられている。

サイドプレート１２０には、吐出空間４０と連通する連通孔１２２が設けられている。サイドプレート１２０には、環状溝１２３の内部と連通した貫通孔１２４が設けられている。環状溝１２３および貫通孔１２４によって、背圧供給路の一部が構成されている。サイドプレート１２０とシリンダ１１０とは、ボルト１２９によって互いに固定されている。

図２に示すように、ロータ１３０の外周面は、略円形状の断面形状を有する。ロータ１３０の中央部には、回転軸１５０が挿入されて固定される軸孔１３１が設けられている。ロータ１３０には、外周から軸孔１３１に向かう深さ方向を有する複数のベーン溝１３２が、互いに周方向に間隔をあけて設けられている。

複数のベーン溝１３２の各々に、ベーン１４０が装着されている。複数のベーン溝１３２の各々とベーン１４０の底面との間に背圧室７０が区画されている。図１に示すように、背圧室７０は、シリンダ１１０の環状溝１１３の内部、および、サイドプレート１２０の環状溝１２３の内部に、連通している。

ベーン１４０は、ベーン溝１３２の内壁と摺接して、ベーン溝１３２に対して出没可能に設けられている。具体的には、ロータ１３０が矢印Ｒ１方向に回転した際に受ける遠心力および背圧室７０から受ける背圧によって、ベーン１４０はベーン溝１３２から突出する方向に力を受ける。ベーン１４０の先端は、シリンダ室２０の内周面と摺接する。そのため、ロータ１３０が矢印Ｒ１方向に回転して、シリンダ室２０の内周面とロータ１３０の外周面とが近接するときには、ベーン１４０はシリンダ室２０の内周面からベーン溝１３２に没入する方向に力を受ける。この相反する方向に作用する力を受けることによって、ベーン１４０はロータ１３０の回転に伴ってベーン溝１３２から繰り返し出没する。

図３は、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機が備える回転軸の構造を示す部分斜視図である。図４は、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機が備える回転軸とロータとを連結した状態を示す斜視図である。図５は、図４のＶ部を拡大して示す斜視図である。

図１〜図５に示すように、回転軸１５０は、シリンダ１１０の軸孔１１１と摺動する第１摺動部１５１、サイドプレート１２０の軸孔１２１と摺動する第２摺動部１５２、および、ロータ１３０の軸孔１３１と嵌合している嵌合部１５３を有する。回転軸１５０は、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向において第１摺動部１５１と嵌合部１５３との間に位置し、嵌合部１５３に近づくに従って漸次縮径する第１テーパー部１５４、および、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向において第２摺動部１５２と嵌合部１５３との間に位置し、嵌合部１５３から遠ざかるに従って漸次縮径する第２テーパー部１５５をさらに有する。第１摺動部１５１の径は、第２摺動部１５２の径より大きい。第１テーパー部１５４上の潤滑油および第２テーパー部１５５上の潤滑油は、遠心力によりテーパー形状に沿って外周側へ流されるため、モータ室１０に向かう潤滑油の流れが促進される。回転軸１５０には、第２テーパー部１５５と第２摺動部１５２との間に、くびれ部１５７が設けられている。

本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００が備える回転軸１５０においては、嵌合部１５３の外周面に、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿って延在して油通路となる溝１５６が設けられている。回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向において、図３に示す溝１５６の長さＬ１は、図４に示すロータ１３０の長さＬ２より長く、溝１５６の両端部は、ロータ１３０によって閉塞されずに開口している。溝１５６の少なくとも一部は、第１テーパー部１５４および第２テーパー部１５５と重なっている。すなわち、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向における溝１５６の一端が、第１テーパー部１５４が設けられている領域に到達しており、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向における溝１５６の他端が、第２テーパー部１５５が設けられている領域に到達している。なお、溝１５６は、第１テーパー部１５４を超えて第１摺動部１５１まで到達していてもよく、第２テーパー部１５５を超えて第２摺動部１５２まで到達していてもよい。溝１５６のモータ室１０側の端部の開口から流出した潤滑油が、第１テーパー部１５４に沿って外周側に送出されることにより、第１摺動部１５１への潤滑油の流れが促進される。

図２に示すように、シリンダ室２０内に、シリンダ１１０の凹部１１２の内周面および底面と、ロータ１３０の外周面と、ロータ１３０の周方向において互いに隣接するベーン１４０と、サイドプレート１２０とによって、圧縮室３０が区画されている。

図１に示すように、カバー体１６０は、ボルト１６９によってサイドプレート１２０に固定されている。カバー体１６０の外周面と吐出ハウジング１７０の内周面との間には、隙間が設けられている。

サイドプレート１２０とカバー体１６０との間には、ガスケットが設けられている。カバー体１６０の回転軸１５０の軸方向Ｘ１の一端側に、サイドプレート１２０の突出部１２５に沿う形状を有しつつ、サイドプレート１２０を互いの間に挟んでシリンダ１１０の凹部１１２と対向する凹部１６７が設けられている。凹部１６７の中心は回転軸１５０の中心軸の位置に対して、凹部１１２と同様に偏心している。

サイドプレート１２０と、カバー体１６０と、サイドプレート１２０およびカバー体１６０に挟まれているガスケットと、回転軸１５０とによって、中間圧室６０が区画されている。中間圧室６０は、サイドプレート１２０の貫通孔１２４および環状溝１２３を通じて背圧室７０と連通している。

カバー体１６０の回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿う方向の他端側に、油分離部１６１が設けられている。油分離部１６１は、油分離室１６２および油分離室１６２内に設けられた筒部材１６３を含む。油分離室１６２の一端に、開口が設けられ、当該開口に筒部材１６３が固定されており、油分離室１６２の他端に、排油口１６５が設けられている。

筒部材１６３は、大径部および小径部を含む。筒部材１６３の大径部が、油分離室１６２の開口に圧入されている。筒部材１６３の小径部は、油分離室１６２の内壁と隙間をあけて油分離室１６２の内部に位置している。

カバー体１６０には、サイドプレート１２０の連通孔１２２と連通する連通孔１６４が設けられている。連通孔１２２と連通孔１６４とによって、吐出空間４０と油分離室１６２とを連通する吐出通路が構成されている。吐出空間４０から油分離室１６２内に流入した冷媒ガスは、筒部材１６３の小径部の外周と油分離室１６２の内壁との間を旋回しつつ移動する際に、潤滑油が遠心分離される。

油分離室１６２内で分離された潤滑油は、排油口１６５から吐出室５０に流出する。潤滑油を分離された冷媒ガスは、筒部材１６３の内側を通過して大径部の開口から吐出口１７１に向けて流出する。

カバー体１６０の外表面には、リブ１６８が設けられている。リブ１６８は、吐出室５０内の冷媒と衝突することにより、冷媒から潤滑油を分離する機能を有している。カバー体１６０には、吐出室５０の底部と中間圧室６０とを連通させる連通路１６６が設けられている。すなわち、サイドプレート１２０とカバー体１６０との間に、吐出室５０と連通する中間圧室６０が形成されている。

本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００においては、モータ部１９０が駆動することにより、回転軸１５０が回転する。これにより、ロータ１３０がシリンダ室２０内で回転し、圧縮室３０内の容積が拡大と縮小とを繰り返す。容積が拡大している圧縮室３０には、モータ室１０から吸入通路１１４および吸入ポート１１５を通過した低圧の冷媒が流入する。

容積が縮小している圧縮室３０では、冷媒が圧縮される。圧縮された高圧の冷媒は、リード弁４１を押し退けて吐出ポート１１６を通過して吐出空間４０に流入する。吐出空間４０から連通孔１２２および連通孔１６４を通過して油分離室１６２において潤滑油が分離された冷媒ガスは、吐出室５０に流入する。

吐出室５０と吸入室としてのモータ室１０との間には、吐出室５０内の潤滑油をモータ室１０側に流す油通路が設けられている。吐出室５０の底部に溜まった潤滑油は、吐出室５０内に流入した冷媒ガスの圧力によって、連通路１６６を通過して中間圧室６０に流入する。このときの圧力損失によって、中間圧室６０の内部の圧力は、吐出室５０の内部の圧力より低くなる。なお、中間圧室６０の内部の圧力は、吸入室であるモータ室１０の内部の圧力より高い。

中間圧室６０に流入した潤滑油は、シリンダ室２０内において２つの経路に分かれて流動する。一方の油通路は、背圧室７０を通過する第１油通路Ｆ１であり、他方の油通路は、第１油通路Ｆ１とは異なり、回転軸１５０の外周面とロータ１３０の内周面との間を通過する第２油通路Ｆ２である。すなわち、第１油通路Ｆ１および第２油通路Ｆ２の各々は、中間圧室６０に連通している。

具体的には、中間圧室６０に流入した潤滑油の一部は、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸１５０の第２摺動部１５２との間を通過した後、第２テーパー部１５５に沿って溝１５６の内部に流入する。溝１５６の内部を通過した潤滑油は、第１テーパー部１５４に沿ってシリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０の第１摺動部１５１との間に流入する。シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０の第１摺動部１５１との間を通過した潤滑油は、モータ室１０内に流入する。このように、回転軸１５０の軸受を潤滑する潤滑供給路が構成されている。

中間圧室６０に流入した潤滑油の他の一部は、サイドプレート１２０の貫通孔１２４および環状溝１２３を通過して背圧室７０に流入する。背圧室７０に流入した潤滑油の一部は、ベーン１４０とベーン溝１３２との間のクリアランスを通過して圧縮室３０に流入する。背圧室７０に流入した潤滑油の一部は、環状溝１１３，１２３を経由して、より低圧の他の背圧室７０に流入する。背圧室７０に流入した潤滑油の一部は、ロータ１３０とシリンダ１１０との間のクリアランスを通過して回転軸１５０とシリンダ１１０との間の第１摺動部１５１に達し、第１摺動部１５１からモータ室１０内に流入する。

このように、油通路は、中間圧室６０から分岐しており、シリンダ室２０内において第１油通路Ｆ１と第２油通路Ｆ２とを含む。第１油通路Ｆ１は、主に背圧供給路の一部を構成する。第２油通路Ｆ２は、主に潤滑供給路の一部を構成する。

油通路により、吐出室５０から遠い位置にあるモータ室１０側の回転軸１５０まで、十分に潤滑油を流すことができ、かつ、ベーン１４０の背圧室７０にも、適量の潤滑油を供給することができる。そのため、潤滑供給路に流れる潤滑油の流量と、背圧供給路に流入した潤滑油の圧力とを別々に設定することができる。具体的には、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸１５０の第２摺動部１５２との間のクリアランス、溝１５６の幅および深さ、並びに、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０の第１摺動部１５１との間のクリアランスを変更することにより、潤滑供給路を流れる潤滑油の流量を変更することができる。また、サイドプレート１２０の貫通孔１２４の径を変更することにより、貫通孔１２４を潤滑油が通過した際の圧力損失量が変わるため、背圧供給路に流入した潤滑油の圧力である背圧を変更することができる。

従って、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００は、ベーン１４０への所望の背圧の供給と回転軸１５０への所望流量での潤滑油の供給とを両立することができる。その結果、回転軸１５０およびベーン１４０の摩耗を抑制しつつ、ベーン１４０の挙動を安定させることにより、電動圧縮機１００の圧縮性能を安定させることができる。

特に、モータ室１０側の第１摺動部１５１は、吐出室５０とはシリンダ室２０を挟んだ反対側に位置して吐出室５０から離れており、吐出室５０からの潤滑油を供給しにくい位置であるが、第１油通路Ｆ１とは異なる第２油通路Ｆ２が設けられているため、モータ室１０側にある第１摺動部１５１にも所望流量の潤滑油を供給することができる。

本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００においては、回転軸１５０の嵌合部１５３に溝１５６を設けているため、回転軸１５０の嵌合部１５３とロータ１３０との間に作用する圧縮応力が、溝１５６の開口端に集中する。その結果、回転軸１５０に対するロータ１３０の回り止めの効果を得ることができる。

また、回転軸１５０の軸受を潤滑する潤滑供給路を回転軸１５０の外周面とロータ１３０の内周面との間に設けているため、シリンダ１１０の径が大きくなることがなく、電動圧縮機１００が大型化することを抑制できる。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態２に係る電動圧縮機は、回転軸の軸受を潤滑する潤滑供給路を構成する溝がロータの内周面に設けられている点が主に、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図６は、本発明の実施形態２に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。本発明の実施形態２に係る電動圧縮機は、ロータ２３０を備える。図６に示すように、本発明の実施形態２に係る電動圧縮機においては、ロータ２３０の内周面に、回転軸１５０の軸方向Ｘ１に沿って延在して第２油通路Ｆ２となる溝２３３が設けられている。なお、回転軸１５０には、溝１５６は設けられていない。

本発明の実施形態２に係る電動圧縮機においては、中間圧室６０に流入した潤滑油の一部は、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸１５０の第２摺動部１５２との間を通過した後、溝２３３の内部に流入する。溝２３３の内部を通過した潤滑油は、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０の第１摺動部１５１との間に流入する。シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸１５０の第１摺動部１５１との間を通過した潤滑油は、モータ室１０内に流入する。このように、回転軸１５０の軸受を潤滑する潤滑供給路が構成されている。

本発明の実施形態２に係る電動圧縮機においても、ベーン１４０への所望の背圧の供給と回転軸１５０への所望流量での潤滑油の供給とを両立することができる。また、ロータ２３０の内周面に溝２３３を設けているため、回転軸１５０の嵌合部１５３とロータ２３０との間に作用する圧縮応力が、溝２３３の開口端に集中する。その結果、回転軸１５０に対するロータ２３０の回り止めの効果を得ることができる。さらに、回転軸１５０の軸受を潤滑する潤滑供給路を回転軸１５０の外周面とロータ２３０の内周面との間に設けているため、シリンダ１１０の径が大きくなることがなく、電動圧縮機が大型化することを抑制できる。

(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態３に係る電動圧縮機は、回転軸の軸受を潤滑する潤滑供給路を構成する孔が回転軸の内部に設けられている点が主に、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図７は、本発明の実施形態３に係る電動圧縮機が備える回転軸およびロータの構造を示す断面図である。本発明の実施形態３に係る電動圧縮機は、回転軸３５０を備える。図７に示すように、本発明の実施形態３に係る電動圧縮機においては、回転軸３５０の内部に、回転軸３５０の軸方向Ｘ１に延在して第２油通路Ｆ２となる孔３５１が設けられている。孔３５１における回転軸３５０の軸方向Ｘ１の端部には、蓋部材３５９が挿入されている。

回転軸３５０には、回転軸３５０の軸方向Ｘ１に沿う方向においてロータ１３０の一端の外側の位置に、回転軸３５０の径方向に延在して孔３５１と連通している孔３５２が設けられている。回転軸３５０には、回転軸３５０の軸方向Ｘ１に沿う方向においてロータ１３０の他端の外側の位置に、回転軸３５０の径方向に延在して孔３５１と連通している孔３５３が設けられている。

本発明の実施形態３に係る電動圧縮機においては、中間圧室６０に流入した潤滑油の一部は、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸３５０の第２摺動部１５２との間を通過した後、孔３５３から孔３５１の内部に流入する。孔３５１の内部を通過した潤滑油は、孔３５２から回転軸３５０の外側に流出し、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸３５０の第１摺動部１５１との間に流入する。シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸３５０の第１摺動部１５１との間を通過した潤滑油は、モータ室１０内に流入する。このように、回転軸３５０の軸受を潤滑する潤滑供給路が構成されている。

本発明の実施形態３に係る電動圧縮機においても、ベーン１４０への所望の背圧の供給と回転軸３５０への所望流量での潤滑油の供給とを両立することができる。また、回転軸３５０の軸受を潤滑する潤滑供給路を回転軸３５０の内部に設けているため、シリンダ１１０の径が大きくなることがなく、電動圧縮機が大型化することを抑制できる。

(実施形態４)
以下、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機は、回転軸の摺動部の外周面に螺旋溝が設けられている点が主に、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電動圧縮機１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図８は、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機が備える回転軸およびロータの構造を示す側面図である。本発明の実施形態４に係る電動圧縮機は、回転軸４５０を備える。図８に示すように、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機が備える回転軸４５０には、第１摺動部１５１の外周面に、回転軸４５０の軸方向Ｘ１を中心とした第１螺旋溝４５１が設けられている。回転軸４５０には、第２摺動部１５２の外周面に、回転軸４５０の軸方向Ｘ１を中心とした第２螺旋溝４５２が設けられている。

第１螺旋溝４５１は、回転軸４５０の軸方向Ｘ１に沿う方向における第１摺動部１５１の一端から他端まで連続して設けられている。第１螺旋溝４５１は、回転軸４５０の回転により、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸４５０の第１摺動部１５１との間に潤滑油を吸い込むように螺旋状に設けられている。

第２螺旋溝４５２は、回転軸４５０の軸方向Ｘ１に沿う方向における第２摺動部１５２の一端から他端まで連続して設けられている。第２螺旋溝４５２は、回転軸４５０の回転により、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸４５０の第２摺動部１５２との間に潤滑油を吸い込むように螺旋状に設けられている。

本発明の実施形態４に係る電動圧縮機においても、ベーン１４０への所望の背圧の供給と回転軸４５０への所望流量での潤滑油の供給とを両立することができる。また、シリンダ１１０の軸孔１１１と回転軸４５０の第１摺動部１５１との間のクリアランス、および、サイドプレート１２０の軸孔１２１と回転軸４５０の第２摺動部１５２との間のクリアランスを小さくすることができる。これにより、シリンダ１１０の軸孔１１１、回転軸４５０の第１摺動部１５１、サイドプレート１２０の軸孔１２１、および、回転軸４５０の第２摺動部１５２において、フレッティング摩耗が発生することをより抑制できる。また、螺旋状に溝を設けることで、回転軸４５０の全周に亘って容易に溝を設けることができるとともに、潤滑油を回転軸４５０の軸受の全周に行き渡らせて、潤滑性を向上することができる。

(実施形態５)
以下、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機について図を参照して説明する。なお、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機は、ベーンがばねにより付勢されている点が主に、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機と異なるため、本発明の実施形態４に係る電動圧縮機と同様である構成については説明を繰り返さない。

図９は、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機の構成を示す断面図である。図１０は、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機が備えるロータおよびベーンを拡大して示す部分断面図である。図１１は、図９の電動圧縮機をＸＩ−ＸＩ線矢印方向から見た断面図である。

図９〜図１１に示すように、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機５００は、ロータ５３０と回転軸５５０とを備える。本発明の実施形態５に係る電動圧縮機５００は、ロータ５３０の内部に配置されたばね５９０、および、伝達ピン５４０をさらに備える。

圧縮機構部５００ｃは、ロータ５３０とベーン１４０とを備える。ベーン１４０は、ばね５９０によりロータ５３０の外周側に向けて付勢されている。ばね５９０は、圧縮コイルばねである。ばね５９０は、常に圧縮された状態となるように取り付けられている。

具体的には、電動圧縮機５００は、回転軸５５０の軸方向Ｘ１に対して互いに線対称に位置するようにベーン１４０を備えている。ベーン１４０の底部には、２つの凹部１４１が設けられている。２つの凹部１４１は、回転軸５５０の軸方向Ｘ１に沿う方向において互いに間隔をあけて位置している。

各々の凹部１４１には、伝達ピン５４０が僅かなクリアランスをもって嵌合している。伝達ピン５４０は、略円柱状の形状を有する。伝達ピン５４０は、ベーン１４０の凹部１４１に嵌合する嵌合部５４１、フランジ部５４２、および、ばね５９０の内周側に挿入される軸部５４３を有する。フランジ部５４２は、嵌合部５４１と軸部５４３との間に設けられている。フランジ部５４２の嵌合部５４１側の面は、ベーン１４０の底面と接触し、フランジ部５４２の軸部５４３側の面は、ばね５９０の端面と接触する。

ロータ５３０には、ロータ５３０の径方向に延在してベーン溝１３２の底面から軸孔１３１まで到達している連通孔５３８が設けられている。各ベーン溝１３２に対して２つの連通孔５３８が、回転軸５５０の軸方向Ｘ１に沿う方向において互いに間隔をあけて位置している。各々の連通孔５３８には、伝達ピン５４０の軸部５４３およびばね５９０が挿入される。

回転軸５５０の嵌合部１５３には、回転軸５５０の径方向に延在する２つの貫通孔５５８が設けられている。２つの貫通孔５５８は、ロータ５３０の径方向に延在する２つの連通孔５３８と１対１で対応して連通している。ロータ５３０の径方向に延在する２つの連通孔５３８のうちの、一方が一方の貫通孔５５８に接続し、他方が他方の貫通孔５５８に接続している。

その結果、ロータ５３０の径方向の一端側に位置する背圧室７０と、ロータ５３０の径方向の他端側に位置する背圧室７０とは、連通孔５３８および貫通孔５５８によって、互いに連通している。すなわち、連通孔５３８および貫通孔５５８は、背圧供給路の一部を構成している。なお、図１１に示すように、回転軸５５０の嵌合部１５３の溝１５６の内部は、貫通孔５５８とは連通していない。

なお、回転軸５５０は、実施形態４の回転軸４５０とは、２つの貫通孔５５８がさらに設けられている点のみ異なる。よって、回転軸５５０の第１摺動部１５１の外周面には、回転軸５５０の軸方向Ｘ１を中心とした第１螺旋溝４５１が設けられている。回転軸５５０の第２摺動部１５２の外周面には、回転軸５５０の軸方向Ｘ１を中心とした第２螺旋溝４５２が設けられている。

サイドプレート５２０には、環状溝１２３の内部と連通した貫通孔５２６が設けられている。環状溝１２３および貫通孔５２６によって、背圧供給路の一部が構成されている。吐出室５０は、サイドプレート５２０の貫通孔５２６および環状溝１２３を通じて背圧室７０と連通している。貫通孔５２６は、中間圧室６０とは連通していない。このように、本実施形態においては、回転軸５５０の軸受を潤滑する潤滑供給路と背圧供給路とは、吐出室５０から分岐して設けられている。

本発明の実施形態５に係る電動圧縮機５００においても、ベーン１４０への所望の背圧の供給と回転軸５５０への所望流量での潤滑油の供給とを両立することができる。また、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機５００においては、ベーン１４０に背圧およびばね５９０の付勢力を作用させることにより、背圧が低くなっているモータ部１９０の駆動開始直後から、ベーン１４０をシリンダ１１０の凹部１１２の内周面に安定して接触させることができる。その結果、モータ部１９０の駆動開始直後から、電動圧縮機５００の圧縮性能を安定させることができる。

特に、実施形態５に係る電動圧縮機５００においては、背圧供給路の一部である貫通孔５５８が回転軸５５０の内部に設けられるため、回転軸５５０の軸受を潤滑する潤滑供給路を回転軸５５０に設ける位置に制約を受けるが、第２油通路Ｆ２となる溝１５６を回転軸５５０の外周面に設けることで、シリンダ室２０内で、背圧供給路と潤滑供給路とが連通しないように構成することができる。

なお、本発明の実施形態５に係る電動圧縮機５００においては、背圧供給路が中間圧室６０と連通していないため、第１螺旋溝４５１および第２螺旋溝４５２の各々を深くしたことにより中間圧室６０内の圧力が低くなった場合においても、ベーン１４０に供給される背圧を維持することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ モータ室、２０ シリンダ室、３０ 圧縮室、４０ 吐出空間、４１ リード弁、４２ リテーナ、４３，１２９，１６９ ボルト、５０ 吐出室、６０ 中間圧室、７０ 背圧室、１００，５００ 電動圧縮機、１００ｃ，５００ｃ 圧縮機構部、１００ｈ ハウジング、１１０ シリンダ、１１１，１２１，１３１ 軸孔、１１２，１４１，１６７ 凹部、１１３，１２３ 環状溝、１１４ 吸入通路、１１５ 吸入ポート、１１６ 吐出ポート、１１７ 切り欠き部、１２０，５２０ サイドプレート、１２２，１６４，５３８ 連通孔、１２４，５２６，５５８ 貫通孔、１２５ 突出部、１３０，２３０，５３０ ロータ、１３２ ベーン溝、１４０ ベーン、１５０，３５０，４５０，５５０ 回転軸、１５１ 第１摺動部、１５２ 第２摺動部、１５３，５４１ 嵌合部、１５４ 第１テーパー部、１５５ 第２テーパー部、１５６，２３３ 溝、１５７ くびれ部、１６０ カバー体、１６１ 油分離部、１６２ 油分離室、１６３ 筒部材、１６５ 排油口、１６６ 連通路、１６８ リブ、１７０ ハウジング、１７１ 吐出口、１８０ モータハウジング、１８１ 吸入口、１８２ 軸支部、１８９ 軸受、１９０ モータ部、１９１ ステータ、１９２ モータロータ、１９３ クラスタブロック、３５１，３５２，３５３ 孔、３５９ 蓋部材、４５１ 第１螺旋溝、４５２ 第２螺旋溝、５４０ 伝達ピン、５４２ フランジ部、５４３ 軸部、５９０ ばね、Ｆ１ 第１油通路、Ｆ２ 第２油通路、Ｘ１ 回転軸の軸方向。

Claims (6)

1. ハウジング内に、回転軸を回転させるモータ部を収容するモータ室と、前記回転軸を介して駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部を収容するシリンダ室と、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を外部に吐出する吐出室とが、この順に並んで配置されており、
   前記圧縮機構部は、
   前記回転軸に連結され、外周に複数のベーン溝が形成されたロータと、
   前記複数のベーン溝の各々に出没可能に装着されたベーンとを備え、
   前記シリンダ室内において、前記複数のベーン溝の各々と前記ベーンの底面との間に背圧室が区画されており、かつ、前記ロータおよび前記ベーンによって圧縮室が区画されており、
   前記吐出室内において分離された潤滑油を前記モータ室側に流す油通路が、前記吐出室と前記モータ室との間に設けられており、
   前記油通路は、
   前記シリンダ室内において前記背圧室を通過する第１油通路と、
   前記第１油通路とは異なり、前記シリンダ室内において前記回転軸の外周面と前記ロータの内周面との間または前記回転軸の内部を通過する第２油通路とを含む、電動圧縮機。
2. 前記シリンダ室は、シリンダと、該シリンダの端部に固定されるサイドプレートにより区画されており、
   前記シリンダおよび前記サイドプレートの各々には、前記回転軸と摺接する軸孔が設けられており、
   前記回転軸は、前記シリンダおよび前記サイドプレートの各々の前記軸孔のうちの少なくとも一方と摺動する摺動部を有し、
   前記摺動部の外周面に、前記回転軸の軸方向を中心とした螺旋溝が設けられている、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記回転軸は、前記ロータと嵌合している嵌合部を有し、
   前記嵌合部の外周面に、前記回転軸の軸方向に沿って延在して前記第２油通路となる溝が設けられている、請求項１または請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記シリンダ室は、シリンダと、該シリンダの端部に固定されるサイドプレートにより区画されており、
   前記シリンダおよび前記サイドプレートの各々には、前記回転軸と摺接する軸孔が設けられており、
   前記回転軸は、前記シリンダおよび前記サイドプレートの各々の前記軸孔のうちの少なくとも一方と摺動する摺動部、前記ロータと嵌合している嵌合部、並びに、前記回転軸の軸方向に沿う方向において前記摺動部と前記嵌合部との間に位置するテーパー部を含み、
   前記嵌合部の外周面に、前記回転軸の軸方向に沿って延在して前記第２油通路となる溝が設けられており、
   前記回転軸の前記軸方向に沿う方向において、前記溝の少なくとも一部は、前記ロータより長く、かつ、前記テーパー部と重なっている、請求項１に記載の電動圧縮機。
5. 前記サイドプレートの前記吐出室側にはカバー体が固定されており、
   前記サイドプレートと前記カバー体との間に、前記吐出室と連通する中間圧室が形成されており、
   前記第１油通路および前記第２油通路の各々は、前記中間圧室に連通している、請求項２または請求項４に記載の電動圧縮機。
6. 前記ロータの内部に配置されたばねをさらに備え、
   前記ベーンは、前記ばねにより前記ロータの外周側に向けて付勢されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動圧縮機。