JP2019190372A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入ポートから吸入された作動流体が電動機の熱によって膨張することを抑制する。【解決手段】電動圧縮機（１）のハウジング（２）には、ハウジング（２）内に収容される電動機（４）の一端側に吸入ポート（４０）が形成されている。ハウジング（２）内において電動機（４）の一端側及び他端側に延出する駆動軸（８）は、電動機（４）の一端側から他端側まで駆動軸（８）の軸方向に延びる軸方向孔（８１）と、電動機（４）の一端側において軸方向孔（８１）と連通して軸方向孔（８１）に作動流体が流入するための流入孔（８２）と、電動機（４）の他端側において軸方向孔（８１）と連通して軸方向孔（８１）から作動流体が流出するための流出孔（８４）と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置の冷凍サイクル等に用いることができる電動圧縮機に関する。

従来、電動圧縮機として、作動流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動する電動機と、を有する電動圧縮機が知られている。電動機は、インバータ装置により回転駆動され、駆動軸を介して圧縮機構を駆動する。圧縮機構、電動機およびインバータは、吸入ポートと吐出ポートとを有するハウジングに、この順で収容されている。電動圧縮機は、吸入ポートから吸入した作動流体を圧縮機構で圧縮し、吐出ポートから吐出する。

このような電動圧縮機では、吸入ポートから吸入された作動流体は、電動機とインバータ装置との間に流入し、インバータ装置を冷却する。このインバータ装置の冷却に用いられた作動流体は、電動機の構成部品間の隙間や電動機の周囲の隙間を通って圧縮機構まで導かれる。したがって、この作動流体は、圧縮機構に導入される前に、インバータ装置の発する熱だけでなく電動機の発する熱をも吸収する。この結果、当該作動流体は、圧縮機構に取り込まれる前に著しく膨張して、その密度が低下する。このことは、冷凍サイクルの成績係数ＣＯＰ（Coefficient of Performance）の低下に繋がる。

したがって、電動機の発する熱による作動流体の膨張を抑制することが望まれる。なお、電動圧縮機は一般に小型化が望まれており、その外形寸法が大きくなることは望ましくない。

特開２０００−２９１５５７号公報

本発明は、電動圧縮機の外形寸法の増大を抑制しつつ、吸入ポートから吸入された作動流体が電動機の熱によって膨張することを抑制するよう構成された電動圧縮機を提供することを目的としている。

本発明の一実施形態によれば、電動機と、電動機の一端側に配置されて電動機を駆動制御するインバータ装置と、電動機に取り付けられて電動機により回転される駆動軸であって電動機の一端側及び他端側に延出する駆動軸と、電動機の他端側において駆動軸に接続される圧縮機構と、電動機とインバータ装置と駆動軸と圧縮機構とを収容するハウジングと、を備えた電動圧縮機が提供される。
この電動圧縮機において、ハウジングは、ハウジングに作動流体を吸入するための吸入ポートと、圧縮機構により圧縮された作動流体をハウジングから吐出するための吐出ポートを有している。
そして、駆動軸は、電動機の一端側から他端側まで駆動軸の軸方向に延びる軸方向孔と、電動機の一端側において軸方向孔と連通して軸方向孔に作動流体が流入するための流入孔と、電動機の他端側において軸方向孔と連通して軸方向孔から作動流体が流出するための流出孔と、を有している。

上記の本発明の実施形態によれば、駆動軸内に軸方向孔等を設けたことにより、電動圧縮機の外形寸法を増大させることなく電動圧縮機内に作動流体の流路を確保することができる。また、吸入ポートから吸入された作動流体が電動機の熱によって膨張することを抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るスクロール型電動圧縮機の全体的な構成を示す軸方向断面図である。 図２は、図１に示す電動機と駆動軸とを示す分解斜視図である。 図３は、図１に示す電動圧縮機の変形例を説明するための図であって、変形例に係る電動圧縮機の全体的な構成を示す軸方向断面図である。 図４は、図１に示す電動圧縮機の他の変形例を説明するための図であって、他の変形例に係る電動圧縮機の全体的な構成を示す軸方向断面図である。 図５は、図４に示す電動機と駆動軸と遮蔽部材とを示す分解斜視図である。

以下、本発明に係るスクロール型電動圧縮機を図面に基づき詳述する。

図１に示すスクロール型電動圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した電動型圧縮機である。図１に示す電動圧縮機１において、アルミ合金で構成されたハウジング２内には、電動機４と、電動機４の一端側（図中左側）に配置されたインバータ装置６０と、電動機４に取り付けられて電動機４により回転される駆動軸８と、電動機４の他端側（図中右側）に配置された圧縮機構３と、が設けられている。駆動軸８は、電動機４の一端側及び他端側に延出している。駆動軸８の他端部には、圧縮機構３が接続されている。なお、図１において、図中左側を圧縮機の前方とし、図中右側を圧縮機の後方としている。

ハウジング２の側面には、このハウジング２内に冷媒を吸入するための吸入ポート４０と、圧縮機構３により圧縮された冷媒をこのハウジング２から吐出するための吐出ポート４５とを有している。

図示の例では、ハウジング２は、圧縮機構３が収容される圧縮機構収容ハウジング部材２Ａと、電動機４が収容されるモータ収容ハウジング部材２Ｂと、インバータ装置６０が収容されるインバータ収容ハウジング部材２Ｃと、を有している。そして、隣り合う圧縮機構収容ハウジング部材２Ａとモータ収容ハウジング部材２Ｂは、図示しない位置決めピンによって位置決めされると共に、締結ボルト５で駆動軸８の軸Ａｘの延びる方向（図１の左右方向、以下「軸方向」とも称する）に固定されている。また、隣り合うモータ収容ハウジング部材２Ｂとインバータ収容ハウジング部材２Ｃは、図示しない位置決めピンによって位置決めされる共に、締結ボルト６で軸方向に固定されている。

圧縮機構収容ハウジング部材２Ａは、モータ収容ハウジング部材２Ｂと対峙する側が開放された有底の筒形形状に形成されており、円柱状の内部空間に圧縮機構３を収容している。また、圧縮機構収容ハウジング部材２Ａには、上述した吐出ポート４５が形成されている。

モータ収容ハウジング部材２Ｂは、電動機４が固定される筒状のモータ固定部１１と、圧縮機構収容ハウジング部材２Ａと対峙する側に位置するエンドプレート１２と、を有している。モータ固定部１１とエンドプレート１２とは、一体に形成されている。モータ固定部１１には、上述した吸入ポート４０が形成されている。

エンドプレート１２は、後述する圧縮機構３の揺動スクロール３２の軸方向荷重を揺動スクロール側端面１２ａで支持するようになっている。また、エンドプレート１２には、駆動軸８の後端部を支持する軸支部１４が一体に形成されている。

軸支部１４には、後述するバランスウエイト９を収容するウエイト収容部１４ａと、ベアリング２１を収容するベアリング収容部１４ｂと、が形成されている。ウエイト収容部１４ａは、圧縮機構収容部２３側に開口する環状凹所である。また、ベアリング収容部１４ｂは、モータ固定部１１の内部空間側に開口する環状凹所である。また、軸支部１４には、ウエイト収容部１４ａとベアリング収容部１４ｂとを駆動軸８に沿って連通させる貫通孔１４ｃが形成されている。駆動軸８の後端部は、ベアリング収容部１４ｂ、貫通孔１４ｃおよびウエイト収容部１４ａ内を延びている。

インバータ収容ハウジング部材２Ｃは、インバータ収容部１６と、モータ収容ハウジング部材２Ｂと対峙する側に位置するエンドプレート１７とが一体に形成されている。エンドプレート１７には、軸支部１８が一体に形成されている。軸支部１８は、モータ固定部１１の内部空間側に開口する環状凹所である。軸支部１８には、ベアリング２２が収容されている。

インバータ収容ハウジング部材２Ｃのエンドプレート１７の軸支部１８において、駆動軸８の前端部が、ベアリング２２を介して回転可能に支持されている。また、モータ収容ハウジング部材２Ｂのエンドプレート１２の軸支部１４において、駆動軸８の後端部が、ベアリング２１を介して回動可能に支持されている。駆動軸８の後端部には、駆動軸８と一体をなして回転するバランスウエイト９が設けられている。バランスウエイト９は、上述したウエイト収容部１４ａ内に収容され、ウエイト収容部１４ａ内において、駆動軸８とともに回転する。

ハウジング２の内部は、上述したエンドプレート１２、１７により、圧縮機構３を収納する圧縮機構収容部２３、電動機４を収納するモータ収容部２４、及び、インバータ装置６０を収容するインバータ収容部２５に、後方側からこの順に仕切られている。なお、モータ収容ハウジング部材２Ｂのエンドプレート１２には、モータ収容部２４と圧縮機構収容部２３とを連通する孔１２ｈが設けられている。また、この例において、インバータ収容部２５は、蓋２６がインバータ収容ハウジング部材２Ｃの開口部に図示しないボルト等で固定されることによって閉じられる。

インバータ収容ハウジング部材２Ｃに収容されるインバータ装置６０は、電動機４を駆動制御する。具体的には、インバータ装置６０は、エンドプレート１７に形成された図示しない貫通孔に取付けられるターミナル（気密端子）を介して電動機４と電気的に接続され、電動機４に対して給電するようになっている。

次に、電動機４について説明する。電動機４は、駆動軸８を回転駆動することによって圧縮機構３を駆動するものである。電動機４は、ステータ４ａとロータ４ｂとにより構成されている。

ステータ４ａは、鉄心とこれに巻回されたコイルとで構成されている。図２に示すステータ４ａから引き出されたリード線４ｃの端子（クラスタ端子とも呼ばれる）４ｄは、上述のターミナルピンを介して、インバータ収容部２５内のインバータ装置６０に電気的に接続されている。図１に示すように、ステータ４ａの外周部は、モータ固定部１１の内面に形成されたステータ接触部１１ａにおいて、しまりばめ（圧入、焼き嵌め等）により固定されている。

ロータ４ｂは、マグネットからなり、駆動軸８の外周側に固定されている。ロータ４ｂは、ステータ４ａの内側に回転可能に収容されている。そして、ロータ４ｂは、ステータ４ａによって形成される回転磁力により駆動軸８と一体に回転させられるようになっている。

次に、圧縮機構３について説明する。圧縮機構３は、固定スクロール３１と、これに対向配置された揺動スクロール３２と、を有するスクロールタイプのものである。

固定スクロール３１は、ハウジング２（圧縮機構収容ハウジング部材２Ａ）に対して、軸方向の動きが許容されつつ、径方向への動きが阻止されるようになっている。具体的には、固定スクロール３１は、モータ収容ハウジング部材２Ｂのエンドプレート１２に固定された軸方向に延びる位置決めピン３３によって、その径方向における動きが規制されている。そして、この固定スクロール３１は、円板状の基板３１ａと、この基板３１ａの外縁に沿って全周に亘って設けられると共に前方に向かって立設された外周壁３１ｂと、その外周壁３１ｂの内側において前記基板３１ａから前方に向かって延設された渦巻状の渦巻壁３１ｃと、から構成されている。基板３１ａの略中央には、後述する圧縮室３７で圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出孔４４が形成されている。

揺動スクロール３２は、図１に示されるように、円板状の基板３２ａと、この基板３２ａから後方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁３２ｃと、から構成されている。基板３２ａの背面中央には、エンドプレート１２側に開口する嵌合凹部３４が形成されている。嵌合凹部３４には、ラジアル軸受３５が収容されている。そして、揺動スクロール３２は、このラジアル軸受３５を介して、駆動軸８の後端部に形成された偏心軸３６に支持されている。このため、揺動スクロール３２は、駆動軸８の軸Ａｘと偏心軸３６の軸との偏心量に応じ、駆動軸８の軸Ａｘを中心とした公転運動をすることができる。

なお、揺動スクロール３２には、駆動軸８の回転に伴って自転力が発生する。このため、揺動スクロール３２の自転を規制した状態で、揺動スクロール３２を駆動軸８の軸Ａｘの周りに公転運動させる必要がある。図示の例では、揺動スクロール３２の基板３２ａとモータ収容ハウジング部材２Ｂのエンドプレート１２との間に自転防止機構を設けることによって、揺動スクロール３２の自転を規制している。

図示の例では、自転防止機構として、ピン＆リングカップリングが採用されている。この自転防止機構は、エンドプレート１２から後方に延び出す複数のピン５０と、これらピン５０に係合する複数のリング部材５１と、それぞれのリング部材５１を収容する複数の円筒状凹部５２と、を含む。

円筒状凹部５２は、図１に示されるように、揺動スクロール３２の基板３２ａの背面（エンドプレート１２に対向する面）に形成された円筒状の窪みである。円筒状凹部５２は、揺動スクロール３２の嵌合凹部３４の周囲に等間隔（例えば６０度間隔）に形成されている。リング部材５１は、鉄製であり、円環状に形成されている。リング部材５１は、円筒状凹部５２の内径よりも小さい外径を有しており、円筒状凹部５２に遊嵌されるようになっている。また、このリング部材５１は、軸方向の幅が円筒状凹部５２の軸方向の幅にほぼ等しいか又は円筒状凹部５２の軸方向の幅よりも小さく形成されている。

ピン５０は、鉄製であり、円柱状に形成されている。ピン５０は、リング部材５１の内径よりも小さい外径を有している。また、ピン５０は、エンドプレート１２の揺動スクロール３２に対向する揺動スクロール側端面１２ａ且つウエイト収容部１４ａの周囲に、円筒状凹部５２の位置に合わせて等間隔に固定されている。ピン５０は、エンドプレート１２に形成されたピン取付孔に圧入されて固定されている。

エンドプレート１２に固定されたピン５０が円筒状凹部５２に収容されたリング部材５１内まで延びていることにより、揺動スクロール３２の自転が規制される。この結果、揺動スクロール３２は、駆動軸８の軸Ａｘに対して公転運動のみが許容される。

固定スクロール３１と揺動スクロール３２は、それぞれの渦巻壁３１ｃ、３２ｃを互いに噛み合わせた状態で配置されている。そして、固定スクロール３１の外周壁３１ｂと揺動スクロール３２の渦巻壁３２ｃの最外周部との間には、モータ収容部２４内の冷媒を吸入する吸入室４２が形成されている。また、固定スクロール３１の基板３１ａ及び渦巻壁３１ｃと、揺動スクロール３２の基板３２ａ及び渦巻壁３２ｃとによって、圧縮室３７が画成される。

以上の構成において、圧縮機構３は、電動機４によって駆動軸８が回転駆動されると、駆動軸８の偏心軸３６に支持された揺動スクロール３２が駆動され、駆動軸８の軸Ａｘを中心として公転運動する。これにより、モータ収容部２４内の冷媒は、エンドプレート１２の孔１２ｈを介して、圧縮機構３の吸入室４２に導かれ、圧縮室３７に取り込まれる。圧縮機構３の圧縮室３７は、揺動スクロール３２の公転運動により、固定スクロール３１の渦巻壁３１ｃと揺動スクロール３２の渦巻壁３２ｃの外周側から中心側へ容積を徐々に小さくしつつ移動する。その結果、吸入室４２から圧縮室３７内に取り込まれた冷媒ガスは、揺動スクロール３２の公転運動に伴って圧縮される。そして、この圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール３１の吐出孔４４から吐出される。

ハウジング２内の固定スクロール３１の後方側で且つ固定スクロール３１と圧縮機構収容ハウジング部材２Ａの後端壁２Ａａとの間には、吐出室４３が形成されている。吐出室４３には、圧縮機構３で圧縮された冷媒ガスが、吐出孔４４を通じて吐出される。この吐出室４３は、吐出ポート４５を介して外部冷媒回路と連通している。

なお、図示の例では、固定スクロール３１がモータ収容ハウジング部材２Ｂのエンドプレート１２に直接組み付けられ、揺動スクロール３２の軸方向荷重がエンドプレート１２の揺動スクロール側端面１２ａで直接支持されるようになっているが、これに限定されない。例えば、固定スクロール３１の外周壁３１ｂとエンドプレート１２との間に薄板状の環状のスラストレース（図示せず）を介在させ、固定スクロール３１とエンドプレート１２とがスラストレースを介して突き合わされると共に、揺動スクロール３２の軸方向荷重がスラストレースを介してエンドプレート１２で支持されるようにしてもよい。

ところで、吸入ポート４０を通じてハウジング２内に吸入された冷媒は、エンドプレート１７と電動機４との間の空間に流入して、インバータ装置６０を冷却する。この冷媒は、エンドプレート１７を介して、インバータ収容部２５内のインバータ装置６０の発する熱を吸収する。インバータ装置６０の熱を吸入した冷媒は、一般に、圧縮機構３に至るまでの間に、ステータ４ａ内部の隙間や、ステータ４ａとロータ４ｂとの間の隙間、ステータ４ａとモータ収容ハウジング部材２Ｂとの間の隙間を通じて、圧縮機構３に導かれる。しかしながら、冷媒が圧縮機構３に至るまでの間にこのような隙間を通ると、電動機４の発する熱を吸収してしまう。この結果、当該冷媒は著しく膨張して、その密度が低下する。このことは、冷凍サイクルの成績係数ＣＯＰ（Coefficient of Performance）の低下に繋がる。

このような事情を考慮して、図１に示す圧縮機１では、駆動軸８内に冷媒の流路が形成されている。電動機４の主な発熱源はステータ４ａに巻回されたコイルであるため、駆動軸８内の温度は、一般に、ステータ４ａ近傍の温度と比較して、低い。そして、このような駆動軸８内に形成された流路を通じて、エンドプレート１７と電動機４との間の空間に流入した冷媒の少なくとも一部を圧縮機構３に導くことで、当該冷媒が圧縮機構３に至るまでの間に電動機４の熱を吸収することを、抑制することができる。したがって、エンドプレート１７と電動機４との間の空間に流入した冷媒全体として電動機４から吸収する熱量を、抑えることができる。

なお、電動機４はインバータ装置６０と同程度の発熱量を有するが、電動機４がしまりばめされるモータ収容ハウジング部材２Ｂのモータ固定部１１の広い外周面を介して外気に電動機４の熱を放出できる。このため、電動機４の冷媒による冷却量が低減しても問題とならない。

図１および図２を参照して、駆動軸８内に形成された冷媒の流路について詳述する。図１および図２に示すように、駆動軸８は、電動機４の前端側から後端側まで駆動軸８の軸方向に延びる軸方向孔８１と、電動機４の前端側において軸方向孔８１と駆動軸８の外部とを連通する流入孔８２と、電動機４の後端側において軸方向孔８１と駆動軸８の外部とを連通する流出孔８４と、を有している。流入孔８２は、軸方向孔８１に冷媒を流入させるための孔であり、流出孔８４は、軸方向孔８１から冷媒を流出させるための孔である。

図示の例では、流入孔８２は、駆動軸８の軸方向に、軸方向孔８１と連続して延びている。したがって、駆動軸８に対して軸方向に穴加工を行うだけで、軸方向孔８１および流入孔８２を共に形成することができる。

一方、流出孔８４は、駆動軸８の軸方向とは非平行な方向に延びている。流出孔８４が軸方向とは非平行な方向に延びていることにより、駆動軸８が回転すると、遠心力によって、流出孔８４内の冷媒を駆動軸８の外に流出させることができる。これにより、軸方向孔８１内の冷媒に、流出孔８４へ向かう流れが形成され、また、駆動軸８の前端側の周囲の冷媒に、流入孔８２へ向かう流れが形成される。すなわち、流出孔８４が駆動軸８の軸方向とは非平行な方向に延びていることにより、駆動軸８の周囲の冷媒を、流入孔８２を通じて駆動軸８内に流入させて流出孔８４から駆動軸８の外に流出させる、ということを促進することができる。図示の例では、流出孔８４は、駆動軸８の半径方向に延びている。これにより、流出孔８４内の冷媒を遠心力によって駆動軸８の外に流出させ易くなる。この結果、駆動軸８の周囲の冷媒を、流入孔８２を通じて駆動軸８内に流入させて流出孔８４から駆動軸８の外に流出させる、ということを、さらに促進することができる。

なお、図１に示す例においては、吸入ポート４０は、駆動軸８の軸方向において、エンドプレート１７と電動機４との間（インバータ装置６０と電動機４との間）に設けられている。吸入ポート４０を電動機４よりもインバータ装置６０の側に設けることで、吸入ポート４０から吸入されたばかりの比較的低温の冷媒をインバータ装置６０の冷却に用いることができる。また、吸入ポート４０が設けられる位置は上記に限定されない。例えば、吸入ポート４０が、駆動軸８の軸方向において、エンドプレート１７と電動機４との間よりも圧縮機構３側に設けられている場合でも、吸入された冷媒が、インバータ装置６０側へ流れるように冷媒の流路が構成されたスクロール型電動圧縮機であればよい。

次に、図１を参照して、圧縮機１の動作について説明する。

電動機４によって駆動軸８が回転駆動されて、圧縮機構３の揺動スクロール３２が公転すると、モータ収容部２４内の冷媒が、エンドプレート１２の孔１２ｈを通じて、圧縮機構３の吸入室４２に吸入される。吸入室４２に吸入された冷媒は、固定スクロール３１の渦巻壁３１ｃと揺動スクロール３２の渦巻壁３２ｃとの間に形成される少なくとも１つの圧縮室３７内に取り込まれ、当該圧縮室３７で圧縮される。圧縮室３７で圧縮された冷媒は、吐出孔４４から吐出室４３に吐出される。この圧縮のメカニズムは当業者において周知であるため詳細な説明は省略する。

モータ収容部２４内の冷媒が圧縮機構３に導入されることにより、モータ収容部２４内の冷媒Ｆには、上記電動機４の前端側から後端側へ向かう流れが生じる。さらに、このとき、回転駆動される駆動軸８の流出孔８４からは、遠心力によって駆動軸８内の冷媒が流出する。これにより、駆動軸８内の冷媒には、流出孔８４へ向かう流れが生じる。この結果、駆動軸８の前端部の周囲の冷媒が駆動軸８の流入孔８２に流入する。流入孔８２には、駆動軸８の前端部の周囲の冷媒だけでなく、当該前端部を支持するベアリング２２と電動機４の前端部との間の空間の冷媒も、ベアリング２２内の隙間を通じて流入し得る。そして、流入孔８２に流入した冷媒は、軸方向孔８１を通じて電動機４の後端側へ移動し、流出孔８４から駆動軸８の外に流出する。なお、電動機４の前端側の他の冷媒Ｆは、ステータ４ａ内の隙間や、ステータ４ａとロータ４ｂとの間の隙間、ステータ４ａの外周部とハウジング２との間の隙間を通って、電動機４の後端側へ移動する。

モータ収容部２４内の冷媒が電動機４の後端側へ移動することにより、吸入ポート４０を通じて新たな冷媒Ｆがモータ収容部２４内に流入する。吸入ポート４０から流入した冷媒Ｆは、電動機４の前端部と、インバータ収容ハウジング部材２Ｃのエンドプレート１７との間の空間に流入する。そして、エンドプレート１７を介してインバータ収容部２５内のインバータ装置６０を冷却する。その後、冷媒Ｆの一部は、駆動軸８の流入孔８２に流入し、軸方向孔８１を通って電動機４の後端側へ移動し、流出孔８４から流出する。また、他の冷媒Ｆは、ステータ４ａ内の隙間や、ステータ４ａとロータ４ｂとの間の隙間、ステータ４ａの外周部とハウジング２との間の隙間を通って、電動機４の後端側へ移動する。

このように、冷媒Ｆの一部が駆動軸８内を通ることにより、吸入ポート４０から吸入される冷媒Ｆ全体が電動機４から吸収する熱量を抑えることができる。したがって、冷媒Ｆが熱を吸収して膨張することによって、圧縮機構３に取り込まれる冷媒Ｆの単位時間当たりの質量が低下する、ということを抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係る電動圧縮機１は、電動機４と、電動機４の一端側に配置されて電動機４を駆動制御するインバータ装置６０と、電動機４に取り付けられて電動機４により回転される駆動軸８であって電動機４の一端側及び他端側に延出する駆動軸８と、電動機４の他端側において駆動軸８に接続される圧縮機構３と、電動機４とインバータ装置６０と駆動軸８と圧縮機構３とを収容するハウジング２と、を備えている。ハウジング２は、ハウジング２に作動流体を吸入するための吸入ポート４０と、圧縮機構３により圧縮された作動流体をハウジング２から吐出するための吐出ポート４５を有している。駆動軸８は、電動機４の一端側から他端側まで駆動軸８の軸方向に延びる軸方向孔８１と、電動機４の一端側において軸方向孔８１と連通して軸方向孔８１に作動流体が流入するための流入孔８２と、電動機４の他端側において軸方向孔８１と連通して軸方向孔８１から作動流体が流出するための流出孔８４と、を有している。そして、流出孔８４は、駆動軸８の軸方向とは非平行な方向に延びている。

このような電動圧縮機１によれば、駆動軸８内に流入孔８２、軸方向孔８１および流出孔８４を設けたことにより、電動圧縮機１の外形寸法を増大させることなく、電動圧縮機１内に作動流体の流路を確保することができる。また、インバータ装置６０と電動機４との間に流入した作動流体の少なくとも一部を比較的低温の駆動軸８内を通じて電動機４の一端側から他端側へ移動させることにより、当該作動流体が電動機４の熱によって膨張することを抑制することができる。なお、流出孔８４が駆動軸８の軸方向とは非平行な方向に延びていることにより、駆動軸８が回転駆動される間、流出孔８４内の空気を遠心力によって流出させて、駆動軸８内の作動流体に流出孔８４に向かう流れを形成することができる。この結果、駆動軸８の周囲の作動流体を駆動軸８の流入孔８２に流入させて流出孔８４から流出させる、ということを促進することができる。すなわち、作動流体を、駆動軸８を通じて電動機４の一端側から他端側へ移動させ易くなる。なお、上述した実施形態において、流出孔８４は、駆動軸８の半径方向に延びている。このため、流出孔８４内の作動流体を遠心力によって流出させ易くなる。この結果、駆動軸８の周囲の作動流体を駆動軸８の流入孔８２に流入させて流出孔８４から流出させる、ということを効果的に促進することができる。

また、流入孔８２は、駆動軸８の軸方向に延びている。これにより、流入孔８２と軸方向孔８１とを、駆動軸８に軸方向の穴加工を施すことにより、同時に形成することができる。

なお、上述してきた実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、いくつかの変形例について説明する。

＜変形例１＞
図３を参照して、上述の一実施の形態における電動圧縮機１の変形例１について説明する。図３は、変形例１による電動圧縮機１Ａの全体的な構成を示す軸方向断面図である。

図３に示す変形例１では、図１および図２に示す電動圧縮機１と比較して、駆動軸８Ａが軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔８３を有している点で異なっている。他の構成は、図１および図２に示す電動圧縮機１と略同一である。図３に示す変形例１において、図１および図２に示す一実施の形態と同一の部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図３に示す電動圧縮機１Ａの駆動軸８Ａは、図１に示す駆動軸８と同様に、軸方向孔８１、流入孔８２および流出孔８４を有する。さらに、駆動軸８Ａは、軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔８３を有している。流入孔８３は、駆動軸８の前端部を支持するベアリング２２と電動機４の前端部との間に開口している。これにより、駆動軸８Ａの半径方向外側の冷媒が駆動軸８Ａ内に流入し易くなる。とりわけ図示の例では、駆動軸８Ａには、駆動軸８Ａの軸方向に延びる流入孔８２も設けられているため、冷媒を、駆動軸８Ａの軸方向外側および半径方向外側から、駆動軸８Ａ内に流入させることができる。また、図示の例では、流入孔８３は、駆動軸８Ａの半径方向に延びている。このため、駆動軸８Ａに流入孔８３を設けるための穴加工を、容易に施すことができる。

なお、流出孔８４の開口面積は、流入孔８３の開口面積よりも大きい。これにより、駆動軸８Ａが回転駆動される際、流出孔８４内において遠心力が働く冷媒の量が、流入孔８３内において遠心力が働く冷媒の量よりも多くなる。この結果、流入孔８３内の冷媒に働く力としては、遠心力よりも軸方向孔８１を通じて流出孔８４に向かう力が勝り、駆動軸８Ａ内に、流入孔８３から流出孔８４へ向かう冷媒の流れが形成される。

以上のように、変形例１に係る電動圧縮機１Ａにおいて、流入孔８３は、駆動軸８Ａの軸方向とは非平行な方向に延びている。これにより、駆動軸８Ａの半径方向外側の作動流体が駆動軸８Ａ内に流入し易くなる。

図２に示す例では、流入孔８３は、駆動軸８Ａの半径方向に延びている。これにより、駆動軸８Ａに流入孔８３を設けるための穴加工を施すことが、容易である。

また、流出孔８４の開口面積は、流入孔８３の開口面積よりも大きい。これにより、駆動軸８Ａが回転駆動される際、流出孔８４内において遠心力が働く作動流体の量が、流入孔８３内において遠心力が働く作動流体の量よりも多くなり、駆動軸８Ａ内に流入孔８３から流出孔８４へ向かう作動流体の流れが形成され易くなる。

とりわけ、図示の例では、駆動軸８Ａは、電動機４の一端側において軸方向孔８１と連通して軸方向孔８１に作動流体が流入するための流入孔８２であって、駆動軸８Ａの軸方向に延びる流入孔８２と、電動機４の一端側において軸方向孔８１と連通して軸方向孔８１に作動流体が流入するための流入孔８３であって、駆動軸８Ａの軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔８３と、を有する。これにより、冷媒を、駆動軸８Ａの半径方向外側からだけでなく、軸方向外側からも、駆動軸８Ａ内に流入させることができる。

また、流出孔８４の開口面積は、流入孔８２、８３のうち、駆動軸８Ａの軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔８３の開口面積よりも大きい。これにより、駆動軸８Ａが回転駆動される際、流出孔８４内において遠心力が働く作動流体の量が、流入孔８３内において遠心力が働く作動流体の量よりも多くなり、駆動軸８Ａ内に、流入孔８３から流出孔８４へ向かう作動流体の流れが形成され易くなる。

＜変形例２＞
次に、図４および図５を参照して、上述の一実施の形態における電動圧縮機１の変形例２について説明する。図４は、変形例２による電動圧縮機１Ｂの全体的な構成を示す軸方向断面図である。また、図５は、図４に示す電動機と駆動軸と遮蔽部材とを示す分解斜視図である。

図４および図５に示す変形例２では、図３に示す電動圧縮機１Ａと比較して、電動機４の両端側に一対の遮蔽部材（バッフルプレート）９１、９２が配置されている点で異なっている。他の構成は、図３に示す電動圧縮機１Ａと略同一である。図４および図５に示す変形例２において、図３に示す変形例１と同一の部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、バッフルプレート９１、９２は、それぞれ、駆動軸８Ａの半径方向外側の領域において、電動機４の前端部および後端部を覆う円盤状の部材である。バッフルプレート９１、９２の中央には、それぞれ、駆動軸８Ａが貫通する貫通孔９１ａ、９２ａが設けられている。また、電動機４の前端側（インバータ装置６０の側）に配置されるバッフルプレート９１には、ステータ４ａから引き出されたリード線４ｃの端子４ｄを挿通させるための切り欠き９１ｃが設けられている。図示の例では、バッフルプレート９１、９２は、少なくともステータ４ａ並びにステータ４ａとロータ４ｂとの隙間を覆っている。図４に示すように、バッフルプレート９１、９２が設けられていることにより、吸入ポート４０から吸入された冷媒が、ステータ４ａ内の隙間や、ステータ４ａとロータ４ｂとの隙間を通って電動機４の後端側へ移動することが抑制される。この結果、冷媒全体として電動機４から吸収する熱量を、さらに効果的に抑えることができる。

また、バッフルプレート９１，９２は、断熱部材である。これにより、モータ収容部２４内の、電動機４の前端側および後端側の空間内の冷媒が、電動機４の発する熱を吸収して膨張することが抑制される。

なお、図示の例では、電動機４の両端側にバッフルプレート９１、９２が設けられているが、電動機４の前端側または後端側にのみバッフルプレートが設けられていてもよい。この場合も、冷媒がステータ４ａ内の隙間やステータ４ａとロータ４ｂとの隙間を通過することを、抑制することができる。また、モータ収容部２４内の、電動機４の前端側および後端側の空間内のうち、少なくともバッフルプレートが設けられた側の空間において、冷媒が電動機４の発する熱を吸収することを、抑制することができる。

以上のように、変形例２に係る電動圧縮機１Ｂにおいて、電動圧縮機１Ｂは、駆動軸８Ａの半径方向外側の領域において電動機４の一端側の端部および／または他端側の端部の少なくとも一部を覆う遮蔽部材９１，９２をさらに備えている。このような遮蔽部材９１，９２により、電動機４の一端側（図３の左側）の作動流体が電動機４のステータ４ａ内の隙間やステータ４ａとロータ４ｂとの隙間を通って電動機４の発する熱を吸収する、ということが抑制される。

また、遮蔽部材９１，９２は、断熱部材である。これにより、電動機４の一端側および／または他端側の作動流体が、圧縮機構３に取り込まれる前に、電動機４の発する熱を吸収して膨張することが抑制される。そして、圧縮機構３に取り込まれる作動流体の単位質量辺りの質量が低下するということを、さらに効果的に防止することができる。

以上、スクロール型電動圧縮機を例に挙げて説明してきたが、本発明は、低圧容器型の圧縮機であれは、他の圧縮機にも適用可能である。例えば、ベーンロータリー型や、ローリングピストン型、スクリュー型の圧縮機にも適用可能である。

１、１Ａ、１Ｂ 電動圧縮機
２ ハウジング
３ 圧縮機構
４ 電動機
４ａ ステータ
４ｂ ロータ
４ｄ 端子
８、８Ａ 駆動軸
３１ 固定スクロール
３２ 揺動スクロール
４０ 吸入ポート
４５ 吐出ポート
６０ インバータ装置
８１ 軸方向孔
８２、８３ 流入孔
８４ 流出孔

Claims (11)

1. 電動機（４）と、前記電動機（４）の一端側に配置されて前記電動機（４）を駆動制御するインバータ装置（６０）と、前記電動機（４）に取り付けられて前記電動機（４）により回転される駆動軸（８、８Ａ）であって前記電動機（４）の一端側及び他端側に延出する駆動軸（８、８Ａ）と、前記電動機（４）の他端側において前記駆動軸（８、８Ａ）に接続される圧縮機構（３）と、前記電動機（４）と前記インバータ装置（６０）と前記駆動軸（８、８Ａ）と前記圧縮機構（３）とを収容するハウジング（２）と、を備えた電動圧縮機（１、１Ａ、１Ｂ）において、
   前記ハウジング（２）は、前記ハウジング（２）に作動流体を吸入するための吸入ポート（４０）と、前記圧縮機構（３）により圧縮された作動流体を前記ハウジング（２）から吐出するための吐出ポート（４５）を有し、
   前記駆動軸（８、８Ａ）は、前記電動機（４）の一端側から他端側まで前記駆動軸（８，８Ａ）の軸方向に延びる軸方向孔（８１）と、前記電動機（４）の一端側において前記軸方向孔（８１）と連通して前記軸方向孔（８１）に作動流体が流入するための流入孔（８２，８３）と、前記電動機（４）の他端側において前記軸方向孔（８１）と連通して前記軸方向孔（８１）から作動流体が流出するための流出孔（８４）と、を有している、電動圧縮機（１、１Ａ、１Ｂ）。
2. 前記流出孔（８４）は、前記駆動軸（８，８Ａ）の軸方向とは非平行な方向に延びている、請求項１に記載の電動圧縮機（１、１Ａ、１Ｂ）。
3. 前記流出孔（８４）は、前記駆動軸（８，８Ａ）の半径方向に延びている、請求項２に記載の電動圧縮機（１、１Ａ、１Ｂ）。
4. 前記流入孔（８２）は、前記駆動軸（８、８Ａ）の軸方向に延びている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動圧縮機（１、１Ｂ）。
5. 前記流入孔（８３）は、前記駆動軸（８Ａ）の軸方向とは非平行な方向に延びている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動圧縮機（１Ａ、１Ｂ）。
6. 前記流入孔（８３）は、前記駆動軸（８Ａ）の半径方向に延びている、請求項５に記載の電動圧縮機（１Ａ、１Ｂ）。
7. 前記流出孔（８４）の開口面積は、前記流入孔（８３）の開口面積よりも大きい、請求項５または６に記載の電動圧縮機（１Ａ、１Ｂ）。
8. 前記駆動軸（８Ａ）は、
   前記電動機（４）の一端側において前記軸方向孔（８１）と連通して前記軸方向孔（８１）に作動流体が流入するための流入孔（８２）であって、前記駆動軸（８Ａ）の軸方向に延びる流入孔（８２）と、
   前記電動機（４）の一端側において前記軸方向孔（８１）と連通して前記軸方向孔（８１）に作動流体が流入するための流入孔（８３）であって、前記駆動軸（８Ａ）の軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔（８３）と、を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動圧縮機（１Ａ、１Ｂ）。
9. 前記流出孔（８４）の開口面積は、前記駆動軸（８Ａ）の軸方向とは非平行な方向に延びる流入孔（８３）の開口面積よりも大きい、請求項８に記載の電動圧縮機（１Ａ、１Ｂ）。
10. 前記駆動軸（８Ａ）の半径方向外側の領域において前記電動機（４）の一端側の端部および／または他端側の端部の少なくとも一部を覆う遮蔽部材（９１，９２）をさらに備えた、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電動圧縮機（１Ｂ）。
11. 前記遮蔽部材（９１，９２）は、断熱部材である、請求項１０に記載の電動圧縮機（１Ｂ）。