JP2021036133A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を実現しつつ、高い耐久性を発揮可能な電動圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の圧縮機は、ハウジング１と、固定ブロック３と、駆動軸５と、モータ機構７と、固定スクロール９と、可動スクロール１１とを備えている。固定ブロック３は、ハウジング１に固定されてモータ機構７と可動スクロール１１との間に配置されている。モータ機構７は、ステータ７ａとロータ７ｂとを有しており、ロータ７ｂには、導入通路としての第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅが形成されている。駆動軸５には、バランスウェイト３３が設けられており、バランスウェイト３３は、駆動軸５の径方向で少なくとも第５導入通路７７ｅを覆う位置まで延在している。また、バランスウェイト３３とロータ７ｂとは、軸方向に所定の間隔で離間している。【選択図】図１

Description

本発明は電動圧縮機に関する。

特許文献１に従来の電動圧縮機（以下、単に圧縮機という。）が開示されている。この圧縮機は、ハウジングと、駆動軸と、モータ機構と、固定スクロールと、可動スクロールと、固定ブロックとを備えている。

駆動軸は、ハウジング内に設けられており、駆動軸心周りで回転可能となっている。モータ機構は、ハウジング内に設けられており、駆動軸を回転させる。固定スクロールは、ハウジングに固定されており、ハウジング内に配置されている。可動スクロールは、ハウジング内に設けられており、駆動軸と接続されている。可動スクロールは、固定スクロールと噛合しており、固定スクロールとの間に圧縮室を形成している。固定ブロックは、ハウジングに固定されており、可動スクロールとモータ機構との間に配置されている。固定ブロックは、駆動軸を回転可能に支承しているとともに、ハウジング内にモータ機構を収容するモータ室を区画している。

より詳細には、ハウジングには、吸入用ユニオンが取り付けられている。また、固定ブロックには、環状通路と連通路とが形成されている。環状通路は、固定ブロックの外周面で環状に延びており、吸入用ユニオンと対向している。連通路は、固定ブロックの内部に形成されており、環状通路とモータ室内とに連通している。モータ機構は、ステータとロータとを有している。ステータは、モータ室内で固定ブロックに固定されている。ロータは、駆動軸に固定されてステータ内に配置されており、駆動軸とともに回転可能となっている。また、この圧縮機では、モータ室内において、ハウジングの内壁と固定ブロックとの間に導入通路が形成されている。つまり、導入通路は、ステータの外周側に位置しており、駆動軸の軸方向に延びている。

そして、この圧縮機では、駆動軸にバランスウェイトが設けられている。バランスウェイトは、可動スクロールと固定ブロックとの間、すなわち、モータ室の外部に配置されている。バランスウェイトは、駆動軸心から離れるように駆動軸の径方向に延在している。

この圧縮機では、モータ機構が駆動軸を回転させる。これにより、回転する駆動軸によって、可動スクロールが公転する。また、吸入用ユニオンから環状通路及び連通路を経て、圧縮機の外部からモータ室内に冷媒が吸入される。そして、モータ室内に吸入された冷媒は、導入通路を流通して圧縮室内に吸入され、圧縮室内で圧縮される。ここで、この圧縮機では、駆動軸の回転によってバランスウェイトが生じさせた遠心力が駆動軸に作用する。こうして、圧縮機の作動時における駆動軸心に交差する方向の駆動軸の振れが抑制されている。また、この圧縮機では、導入通路を流通する冷媒によって、ステータが冷却される。

特開平２−９１４８９号公報

上記従来の圧縮機では、車両等への搭載性の向上を図るため、小型化が要求される。しかし、この圧縮機において、ハウジングをより小型化すると、モータ室内において、ハウジングと固定ブロックとの間に導入通路を形成するためのスペースを確保することが困難となる。そこで、導入通路をロータに形成することが考えられる。しかしながら、ロータは、ステータ内に配置されているため、この場合には、導入通路を流通する冷媒によってステータを好適に冷却することが難しい。このため、このような圧縮機では、ステータの発熱による耐久性の低下が懸念される。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、小型化を実現しつつ、高い耐久性を発揮可能な電動圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の電動圧縮機は、ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、駆動軸心周りで回転可能な駆動軸と、
前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸を回転させるモータ機構と、
前記ハウジングに固定されて前記ハウジング内に配置された固定スクロールと、
前記ハウジング内に設けられて前記駆動軸と接続され、回転する前記駆動軸によって公転しつつ、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する可動スクロールと、
前記ハウジングに固定されて前記モータ機構と前記可動スクロールとの間に配置され、前記駆動軸を回転可能に支承するとともに、前記ハウジング内に前記モータ機構を収容するモータ室を区画する固定ブロックとを備え、
前記ハウジングには、前記モータ室に冷媒を吸入させる吸入口が形成され、
前記モータ機構は、前記モータ室内に固定されるステータと、前記駆動軸に固定されて前記ステータ内に配置され、前記駆動軸とともに回転可能なロータとを有し、
前記ロータには、前記駆動軸の軸方向に前記ロータを貫通し、内部を冷媒が流通可能な導入通路が形成され、
前記駆動軸には、前記固定ブロックと前記モータ機構との間に配置されるバランスウェイトが設けられ、
前記バランスウェイトは、前記駆動軸の径方向で少なくとも前記導入通路の一部を覆う位置まで延在し、
前記バランスウェイトと前記ロータとは、前記軸方向に所定の間隔で離間していることを特徴とする。

本発明の電動圧縮機では、ハウジングに形成された吸入口によって、冷媒がモータ室内に吸入される。また、ロータに対して導入通路が形成されており、モータ室内の冷媒は、導入通路を流通する。このように、この圧縮機では、モータ室内において、ロータの外周側に導入通路を設けるためのスペースを確保する必要がなく、その分、ハウジングを小型化できる。

また、この圧縮機では、駆動軸にバランスウェイトが設けられており、このバランスウェイトは、固定ブロックとモータ機構との間、すなわちモータ室内に配置されている。そして、バランスウェイトは、駆動軸の径方向で少なくとも導入通路の一部を覆う位置まで延在している。また、バランスウェイトとステータとは、駆動軸の軸方向に所定の間隔で離間しているため、バランスウェイトは、駆動軸の軸方向で導入通路から離間している。

これらにより、この圧縮機では、導入通路における冷媒の流通がバランスウェイトによって妨げられ難い。そして、導入通路を流通した冷媒は、駆動軸とともに回転するバランスウェイトによって、モータ室内を駆動軸の径方向の外側、つまり、ステータ側に案内されつつ攪拌される。こうして、この圧縮機では、バランスウェイトによって攪拌された冷媒によって、ステータを好適に冷却できる。

したがって、本発明の電動圧縮機は、小型化を実現しつつ、高い耐久性を発揮する。

ステータは、筒状をなすステータコアと、ステータコアの端面から軸方向に突出する環状のコイルエンドとを有し得る。そして、バランスウェイトは、コイルエンドの一部を径方向及び軸方向に覆う位置まで延在していることが好ましい。

圧縮機の作動時に、ステータにおいて、コイルエンドはより発熱し易いことから、コイルエンドに対する十分な冷却が必要となる。この点、この圧縮機では、バランスウェイトがコイルエンドの一部を駆動軸の径方向に覆う位置まで延在している。このため、モータ室内において、回転するバランスウェイトは、導入通路を流通した冷媒をコイルエンド側に案内しつつ攪拌できる。これにより、コイルエンド、ひいてはステータをより好適に冷却できる。

また、このようにバランスウェイトがコイルエンドの一部を駆動軸の径方向に覆う位置まで延在することにより、バランスウェイトは、圧縮機の作動時に駆動軸心から十分に離れた位置で遠心力を生じさせることができる。これにより、この圧縮機では、バランスウェイトを軽量化しつつ、バランスウェイトが生じさせた遠心力によって、駆動軸の径方向の振れを好適に抑制できる。

さらに、バランスウェイトは、コイルエンドの一部を駆動軸の軸方向にも覆うことから、この圧縮機では、バランスウェイトを固定ブロックとモータ機構との間に配置し、かつ、バランスウェイトとロータとを駆動軸の軸方向に離間させつつも、バランスウェイトとコイルエンドとを駆動軸の軸方向に可及的に近づけることが可能となる。これにより、この圧縮機では、軸長の大型化を抑制できるため、この点においても、小型化を実現できる。

また、バランスウェイトは、径方向でコイルエンドに近づくにつれて、ロータから軸方向に徐々に遠ざかる傾斜面を有していることが好ましい。この場合には、傾斜面によって、導入通路を流通した冷媒をコイルエンド側に好適に案内することが可能となる。

ハウジング、固定ブロック又はハウジングと固定ブロックとの間には、モータ室内の冷媒を圧縮室へ流通させる吸入通路が形成され得る。そして、吸入通路は、径方向でバランスウェイトよりも外側に位置していることが好ましい。この場合には、バランスウェイトによって攪拌された冷媒、すなわち、モータ室内でステータの冷却を行った冷媒を吸入通路によって、圧縮室に好適に流通させることが可能となる。ここで、吸入通路が径方向でバランスウェイトよりも内側に位置すると、バランスウェイトによって攪拌された冷媒がモータ室から吸入通路に流通する経路が複雑となるため、冷媒の圧力損失が生じ易くなる。この点、吸入通路が径方向でバランスウェイトよりも外側に位置することにより、バランスウェイトによって攪拌された冷媒がモータ室から吸入通路に好適に流通し易くなる。このため、冷媒の圧力損失を抑制でき、圧縮機の作動効率を高くすることができる。

本発明の電動圧縮機は、小型化を実現しつつ、高い耐久性を発揮する。

図１は、実施例の圧縮機を示す断面図である。 図２は、実施例の圧縮機に係り、駆動軸及びバランスウェイトを示す斜視図である。 図３は、実施例の圧縮機に係り、バランスウェイト及びステータ等を示す要部拡大断面図である。 図４は、実施例の圧縮機に係り、ロータ、駆動軸及びバランスウェイトを図１のＤ１方向から見た正面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。実施例の圧縮機は、具体的には、スクロール型電動圧縮機である。この圧縮機は、図示しない車両に搭載されており、車両の冷凍回路を構成している。

図１に示すように、実施例の圧縮機は、ハウジング１と、固定ブロック３と、駆動軸５と、モータ機構７と、固定スクロール９と、可動スクロール１１とを備えている。ハウジング１は、モータハウジング１３とコンプレッサハウジング１５とで構成されている。なお、図１では、説明を容易にするため、駆動軸５やモータ機構７等の形状を簡略化して図示している。後述する図３についても同様である。

図１に示すように、本実施例では、モータハウジング１３が位置する側を圧縮機の前方側とし、コンプレッサハウジング１５が位置する側を圧縮機の後方側として、圧縮機の前後方向を規定している。また、圧縮機の上下方向を規定している。そして、図２以降では、図１に対応して前後方向及び上下方向を規定している。なお、これらの各方向は説明の便宜上のための一例であり、圧縮機は、搭載される車両等に対応して、その姿勢が適宜変更される。

モータハウジング１３は、前壁１３ａと第１周壁１３ｂとを有している。前壁１３ａは、モータハウジング１３の前端、すなわち、ハウジング１の前端に位置しており、モータハウジング１３の径方向に延びている。第１周壁１３ｂは、前壁１３ａと接続しており、前壁１３ａから駆動軸５の駆動軸心Ｏ方向で後方に向かって延びている。これらの前壁１３ａと第１周壁１３ｂとにより、モータハウジング１３は、有底の筒状をなしている。そして、前壁１３ａと第１周壁１３ｂとにより、モータハウジング１３内には、モータ室１７が形成されている。なお、駆動軸心Ｏは、圧縮機の前後方向と平行である。

モータハウジング１３には、吸入口１３ｃと支持部１３ｄとが形成されている。吸入口１３ｃは、第１周壁１３ｂにおける前方側に形成されており、モータハウジング１３内、すなわち後述するモータ室１７と連通している。吸入口１３ｃは、図示しない配管によって、図示しない蒸発器と接続されている。支持部１３ｄは、前壁１３ａからモータハウジング１３内に向かって突出している。支持部１３ｄは、円筒状をなしており、内部に第１ラジアル軸受１９が設けられている。なお、吸入口１３ｃを前壁１３ａに形成しても良い。

コンプレッサハウジング１５は、後壁１５ａと第２周壁１５ｂとを有している。後壁１５ａは、コンプレッサハウジング１５の後端、すなわち、ハウジング１の後端に位置しており、コンプレッサハウジング１５の径方向に延びている。第２周壁１５ｂは、後壁１５ａと接続しており、後壁１５ａから駆動軸心Ｏ方向で前方に向かって延びている。これらの後壁１５ａと第２周壁１５ｂとにより、コンプレッサハウジング１５も、有底の筒状をなしている。

コンプレッサハウジング１５には、油分離室１５ｃと、第１凹部１５ｄと、吐出通路１５ｅと、吐出口１５ｆとが形成されている。油分離室１５ｃは、コンプレッサハウジング１５内において後方側に位置しており、コンプレッサハウジング１５の径方向に延びている。第１凹部１５ｄは、コンプレッサハウジング１５内において、油分離室１５ｃよりも前方側に位置しており、油分離室１５ｃに向かって凹む形状をなしている。吐出通路１５ｅは、コンプレッサハウジング１５内において駆動軸心Ｏ方向に延びており、油分離室１５ｃと第１凹部１５ｄとに接続している。吐出口１５ｆは、油分離室１５ｃの上端と連通しており、コンプレッサハウジング１５の外部に向かって開口している。吐出口１５ｆは、図示しない配管によって、図示しない凝縮器と接続されている。

油分離室１５ｃ内には、分離筒２１が固定されている。分離筒２１は、円筒状をなす外周面２１ａを有している。外周面２１ａは、油分離室１５ｃの内周面１５０と同軸をなしている。これらの外周面２１ａ及び内周面１５０によって、セパレータが構成されている。また、油分離室１５ｃ内において、分離筒２１よりも下方側には、フィルタ２３が設けられている。

固定ブロック３は、モータハウジング１３とコンプレッサハウジング１５との間に設けられている。そして、モータハウジング１３とコンプレッサハウジング１５と固定ブロック３とは、コンプレッサハウジング１５側から複数のボルト２５によって締結されている。こうして、固定ブロック３は、モータハウジング１３とコンプレッサハウジング１５とに挟持されつつ、モータハウジング１３及びコンプレッサハウジング１５、すなわちハウジング１に固定されている。これにより、固定ブロック３は、ハウジング１内において、モータ機構７と可動スクロール１１との間に配置されている。なお、図１及び図３では、複数のボルト２５のうちの１つのみを図示している。また、ハウジング１に対する固定ブロック３の固定方法は、適宜設計可能である。

そして、固定ブロック３がハウジング１に固定されることにより、固定ブロック３は、モータハウジング１３の前壁１３ａ及び第１周壁１３ｂとともに、ハウジング１内にモータ室１７を区画している。つまり、モータ室１７は、モータハウジング１３内に存在しており、吸入口１３ｃと連通している。これにより、吸入口１３ｃは、蒸発器を経た冷媒をモータ室１７内に吸入させる。このように、この圧縮機では、モータ室１７が吸入室を兼ねている。

固定ブロック３には、モータ室１７内、ひいてはモータ機構７に向かって突出するボス３ａが形成されている。ボス３ａの先端には、挿通孔３ｂが形成されている。ボス３ａ内には、第２ラジアル軸受２７と、シール材２９とが設けられている。ボス３ａの外径は、後述するコイルエンド７３の内径よりも小さく形成されている。また、固定ブロック３の後面側には、複数の自転阻止ピン３１が固定されている。各自転阻止ピン３１は、固定ブロック３から後方に向かって延びている。なお、図１及び図３では、複数の自転阻止ピン３１のうちの１つのみを図示している。

さらに、固定ブロック３には、吸入通路３ｃが形成されている。吸入通路３ｃは、固定ブロック３を前後方向、つまり駆動軸心Ｏ方向に貫通している。これにより、吸入通路３ｃは、モータ室１７内と、コンプレッサハウジング１５内とを連通している。ここで、吸入通路３ｃは、固定ブロック３において、モータ機構７よりも駆動軸５の径方向の外側、より具体的には、ステータ７ａよりも径方向の外側となる位置に配置されている。

図２に示すように、駆動軸５は、駆動軸心Ｏ方向に延びる円柱状をなしている。駆動軸５は、小径部５ａと、大径部５ｂと、テーパ部５ｃとで構成されている。小径部５ａは、駆動軸５の前端側に位置している。大径部５ｂは、小径部５ａよりも後方側に位置している。大径部５ｂは、小径部５ａよりも大径に形成されている。大径部５ｂの後端には、平面状をなす後端面５ｄが形成されている。テーパ部５ｃは、小径部５ａと大径部５ｂとの間に位置している。テーパ部５ｃは前端で小径部５ａと接続している。そして、テーパ部５ｃは、後方に向かうにつれて拡径しつつ、後端で大径部５ｂに接続している。

また、大径部５ｂには、偏心ピン５０が固定されている。偏心ピン５０は、後端面５ｄにおいて、駆動軸心Ｏから偏心した位置に配置されている。偏心ピン５０は、駆動軸５よりも小径をなす円柱状に形成されており、後端面５ｄから後方に向かって延びている。

図１に示すように、駆動軸５は、ハウジング１内に設けられている。そして、駆動軸５は、小径部５ａが第１ラジアル軸受１９を介して、モータハウジング１３の支持部１３ｄに回転可能に支承されている。また、大径部５ｂの後端側及び偏心ピン５０は、固定ブロック３の挿通孔３ｂに挿通されて、ボス３ａ内に進入している。そして、ボス３ａ内において、大径部５ｂの後端側は、第２ラジアル軸受２７に回転可能に支承されている。こうして、駆動軸５は、ハウジング１内で駆動軸心Ｏ周りに回転可能となっている。また、シール材２９によって、固定ブロック３と駆動軸５との間が封止されている。さらに、偏心ピン５０は、ボス３ａ内でブッシュ５０ａに嵌合している。

図２に示すように、駆動軸５において、大径部５ｂには、バランスウェイト３３が一体に形成されている。バランスウェイト３３は、大径部５ｂにおいて、駆動軸心Ｏから偏心した位置に配置されている。より具体的には、バランスウェイト３３は、駆動軸心Ｏを挟んで偏心ピン５０の反対側となる位置に配置されている。

バランスウェイト３３は、略扇型をなす板状に形成されている。バランスウェイト３３は駆動軸５の径方向で大径部５ｂから離れる方向、すなわち、大径部５ｂからモータハウジング１３の第１周壁１３ｂ側に向かって延びている。図３に示すように、バランスウェイト３３は、基端部３３ａと、中間部３３ｂと、先端部３３ｃとで構成されている。基端部３３ａは、大径部５ｂと接続しており、大径部５ｂから駆動軸５の径方向に略垂直に延びている。中間部３３ｂは、基端部３３ａと接続している。中間部３３ｂは、基端部３３ａから駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜している。中間部３３ｂは、前面３３０と、前面３３０の反対側に位置する後面３３１とを有している。前面３３０は、本発明における「傾斜面」の一例である。前面３３０及び後面３３１は、中間部３３ｂの形状と同様、駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜している。先端部３３ｃは、中間部３３ｂと接続しており、中間部３３ｂから駆動軸５の径方向に略垂直に延びている。

バランスウェイト３３は、駆動軸５がハウジング１内に設けられることにより、モータ室１７内に位置している。つまり、バランスウェイト３３は、モータ室１７内であって、固定ブロック３とモータ機構７との間に位置している。この際、バランスウェイト３３は、固定ブロック３のボス３ａから距離Ｌ１の長さで離間している。これにより、モータ室１７内において、バランスウェイト３３はボス３ａと非接触となっている。

図１に示すように、モータ機構７は、モータ室１７内に収容されており、バランスウェイト３３よりも前方に位置している。モータ機構７は、ステータ７ａとロータ７ｂとを有している。ステータ７ａは、ロータ７ｂの外周側、つまり、ロータ７ｂと第１周壁１３ｂの内周面との間に配置されている。そして、ステータ７ａは、第１周壁１３ｂの内周面に固定されている。これにより、ステータ７ａはモータ室１７内に固定されている。モータ機構７は、ステータ７ａを通じて、モータハウジング１３の外部に設けられたインバータ（図示略）と接続されている。

ステータ７ａは、ステータコア７１とコイルエンド７３とを有している。ステータコア７１は円筒状に形成されている。ステータコア７１には、コイル７５が捲回されている。コイルエンド７３は、ステータコア７１における軸方向の端面、すなわち、ステータコア７１の前端面及び後端面から、ステータコア７１の軸方向に突出する環状をなしている。コイルエンド７３は、コイル７５の一部によって形成されている。ここで、上記のように、ボス３ａの外径は、コイルエンド７３の内径よりも小さいため、コイルエンド７３は、モータ室１７内において、ボス３ａの先端を駆動軸心Ｏ方向、すなわち駆動軸５の軸方向に覆っている。

図３に示すように、コイルエンド７３は、駆動軸５に面する内周面７３ａを有している。内周面７３ａにおける後方側、つまり、固定ブロック３側は、固定ブロック３に近づくにつれて駆動軸５の径方向に広がる形状をなしている。より具体的には、内周面７３ａの後方側は、バランスウェイト３３の中間部３３ｂに沿いつつ、中間部３３ｂの前面３３０、ひいてはバランスウェイト３３から遠ざかるように傾斜している。このような内周面７３ａの形状により、モータ室１７内において、中間部３３ｂと内周面７３ａ、ひいては、バランスウェイト３３とコイルエンド７３との干渉が回避されている。

この圧縮機では、モータ室１７内において、バランスウェイト３３は、駆動軸５側から、駆動軸５の径方向でロータ７ｂを越えてステータ７ａのコイルエンド７３まで延びている。これにより、バランスウェイト３３の中間部３３ｂ及び先端部３３ｃは、コイルエンド７３の後方側の一部を駆動軸５の径方向及び軸方向に覆っている。この際、中間部３３ｂは、第１領域Ｘ１において、コイルエンド７３の内周面７３ａの後方側を駆動軸５の径方向に覆っているとともに、第２領域Ｘ２において、内周面７３ａの後方側を駆動軸５の軸方向に覆っている。

図１に示すように、ロータ７ｂは、ステータ７ａ内に配置されている。ロータ７ｂは、ロータ本体７０１と、第１保持プレート７０２と、第２保持プレート７０３と、ロータウェイト７０４、複数の結合ピン７０５と、図示しない複数のマグネットコアとを有している。

ロータ本体７０１は、略円環状に形成された複数枚の鋼板を駆動軸心Ｏ方向に積層することによって形成されている。ロータ本体７０１、すなわち各鋼板には、駆動軸５を挿通させる軸孔７０１ａが形成されている。これにより、ロータ本体７０１は、駆動軸心Ｏ方向に延びる略円筒体をなしている。また、各マグネットコアは、ロータ本体７０１に設けられている。

第１保持プレート７０２及び第２保持プレート７０３は、円盤状をなす金属製の板材によって形成されている。第１保持プレート７０２は、ロータ本体７０１の後方に配置されている。第２保持プレート７０３は、ロータ本体７０１の前方に配置されている。図４に示すように、ロータウェイト７０４は、略半円状をなす金属の板材によって形成されている。図１に示すように、ロータウェイト７０４は、第１、２保持プレート７０２、７０３よりも板厚が厚く設定されている。なお、ロータウェイト７０４の形状や板厚は、適宜設計可能である。

ロータ７ｂでは、駆動軸心Ｏ方向の前方側から、ロータウェイト７０４、第１保持プレート７０２、ロータ本体７０１及び第２保持プレート７０３がこの順で配置されている。また、ロータウェイト７０４、第１保持プレート７０２、ロータ本体７０１及び第２保持プレート７０３に対して、複数の結合ピン７０５が挿通されている。そして、結合ピン７０５の前端及び後端がかしめられることにより、ロータ本体７０１が第１、２保持プレート７０２、７０３に挟持されつつ、第１、２保持プレート７０２、７０３に固定されている。また、第１保持プレート７０２の前面にロータウェイト７０４が固定されている。なお、各結合ピン７０５によるロータ本体７０１、第１、２保持プレート７０２、７０３及びロータウェイト７０４の固定は適宜変更可能である。

また、ロータ７ｂには、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅが形成されている。第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅは、本発明における「導入通路」の一例である。第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅは、第１保持プレート７０２からロータ本体７０１を経て、第２保持プレート７０３まで、すなわち、吸入口１３ｃ側から固定ブロック３側まで駆動軸心Ｏ方向に延びている。つまり、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅは、ロータ７ｂを駆動軸心Ｏ方向に貫通している。第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅは、いずれも同形状に形成されており、略扇形状をなしている。なお、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅの形状や個数は適宜設計可能である。

第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅは、ロータ７ｂの周方向に等間隔で配置されている。ここで、上記のように、第１保持プレート７０２の前面にロータウェイト７０４が固定されているため、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅのうち、第２導入通路７７ｂ及び第３導入通路７７ｃは、ロータウェイト７０４と対向している。これにより、第２導入通路７７ｂ及び第３導入通路７７ｃの各前端は、ロータウェイト７０４によって完全には閉鎖されていないものの、大部分がロータウェイト７０４によって覆われた状態となっている。一方、第１導入通路７７ａ、第４導入通路７７ｄ及び第５導入通路７７ｅは、ロータウェイト７０４に対してロータ７ｂの周方向にずれている。

この圧縮機では、ロータ本体７０１の軸孔７０１ａに対して、駆動軸５の大径部５ｂを焼き嵌めすることにより、ロータ７ｂが駆動軸５に固定されている。この際、バランスウェイト３３に対して、ロータウェイト７０４が駆動軸心Ｏを挟んだ反対側に位置するように、ロータ７ｂと駆動軸５との位置決めが行われている。なお、キー結合等によって、ロータ７ｂと駆動軸５との固定を行っても良い。

このように、ロータ７ｂと駆動軸５とが固定されることにより、この圧縮機では、ステータ７ａ内でロータ７ｂが回転することにより、モータ室１７内において、ロータ７ｂと駆動軸５がと一体で駆動軸心Ｏ周りに回転する。

また、ロータ７ｂと駆動軸５とが固定されることにより、バランスウェイト３３がロータ７ｂの後方に位置する。ここで、ロータ７ｂと駆動軸５とを固定するに当たって、図３に示すように、バランスウェイト３３とロータ７ｂとの間に離間空間８１が設けられている。この離間空間８１により、バランスウェイト３３、より具体的には、基端部３３ａは、ロータ７ｂから駆動軸５の軸方向で後方に距離Ｌ２だけ離間している。このため、バランスウェイト３３とロータ７ｂとも非接触となっている。ここで、距離Ｌ２は、固定ブロック３のボス３ａからバランスウェイト３３までの距離Ｌ１よりも長く設定されている。また、バランスウェイト３３において、中間部３３ｂは、駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜しているため、中間部３３ｂ及び先端部３３ｃは、距離Ｌ２よりもより後方に離間している。なお、ロータ７ｂと駆動軸５とが固定された際、バランスウェイト３３がロータ７ｂと接触しなければ、距離Ｌ２の長さ、すなわち離間空間８１の大きさは適宜設計可能である。

そして、図４に示すように、この圧縮機では、ロータ７ｂと駆動軸５とが固定された際、バランスウェイト３３は、第１導入通路７７ａと第４導入通路７７ｄとの間に位置している。そして、上記のように、ロータ７ｂと駆動軸５とは、一体で駆動軸心Ｏ周りに回転する。このため、第１〜４導入通路７７ａ〜７７ｄは、ロータ７ｂ及び駆動軸５の周方向、すなわちロータ７ｂ及び駆動軸５の回転方向において、バランスウェイト３３の外側に常に位置することになる。一方、バランスウェイト３３、より具体的には、バランスウェイト３３の基端部３３ａは、第５導入通路７７ｅと駆動軸５の軸方向で常に対向する関係にある。ここで、バランスウェイト３３とロータ７ｂとの間に離間空間８１が設けられているため、第５導入通路７７ｅを含め、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅとバランスウェイト３３とは、駆動軸５の軸方向に距離Ｌ２で離間している。

図１に示すように、固定スクロール９は、コンプレッサハウジング１５に固定されており、コンプレッサハウジング１５内に配置されている。固定スクロール９は、固定基板９ａと、固定周壁９ｂと、固定渦巻壁９ｃとを有している。固定基板９ａは、固定スクロール９の後端に位置しており、円盤状に形成されている。固定基板９ａには、第２凹部９ｄと吐出ポート９ｅとが形成されている。第２凹部９ｄは、固定基板９ａの後端面から前方に向かって凹む形状をなしている。第２凹部９ｄは、固定スクロール９がコンプレッサハウジング１５に固定されることにより、第１凹部１５ｄと対向する。こうして、第１凹部１５ｄと第２凹部９ｄとによって、吐出室３５が形成されている。吐出室３５は、吐出通路１５ｅを通じて油分離室１５ｃと連通している。吐出ポート９ｅは、固定基板９ａ内を駆動軸心Ｏ方向に延びており、第２凹部９ｄ、ひいては、吐出室３５と連通している。

また、固定基板９ａには、ピン３７によって、吐出リード弁３９とリテーナ４１とが取り付けられている。ピン３７、吐出リード弁３９及びリテーナ４１は、吐出室３５内に配置されている。吐出リード弁３９は、弾性変形することにより、吐出ポート９ｅの開閉を行う。リテーナ４１は、吐出リード弁３９の弾性変形量を規制する。

固定周壁９ｂは、固定基板９ａの外周で固定基板９ａと接続しており、前方に向かって筒状に延びている。固定周壁９ｂには、連通孔９ｆが形成されている。連通孔９ｆは、固定周壁９ｂを固定スクロール９の径方向に貫通しており、コンプレッサハウジング１５内に開口している。固定渦巻壁９ｃは、固定基板９ａの前面に立ち上げられており、固定周壁９ｂの内側で固定周壁９ｂと一体をなしている。

また、固定スクロール９には、給油通路４３が形成されている。給油通路４３は、固定基板９ａ内及び固定周壁９ｂ内を貫通している。これにより、給油通路４３の後端は固定基板９ａの後端面に開口しており、給油通路４３の前端は固定周壁９ｂの前端面に開口している。給油通路４３は、フィルタ２３を通じて油分離室１５ｃと連通している。なお、給油通路４３の形状は適宜設計可能である。

可動スクロール１１は、コンプレッサハウジング１５内に設けられており、固定スクロール９と固定ブロック３との間に位置している。可動スクロール１１は、可動基板１１ａと、可動渦巻壁１１ｂとを有している。可動基板１１ａは、可動スクロール１１の前端に位置しており、円盤状に形成されている。可動基板１１ａには、第３ラジアル軸受４５を介してブッシュ５０ａが回転可能に支持されている。これにより、可動スクロール１１は、ブッシュ５０ａ及び偏心ピン５０を通じて、駆動軸心Ｏから偏心した位置で駆動軸５と接続されている。

また、可動基板１１ａには、各自転阻止ピン３１の先端部を遊嵌状態で受ける自転阻止孔１１ｃが凹設されている。各自転阻止孔１１ｃには円筒状のリング４７が遊嵌されている。

可動渦巻壁１１ｂは、可動基板１１ａの前面に立ち上げられており、固定基板９ａに向かって延びている。可動渦巻壁１１ｂの中心近傍には、可動渦巻壁１１ｂの前端に開口しつつ、可動渦巻壁１１ｂ内を前後方向に延びて可動基板１１ａまで貫通する給気孔１１ｄが貫設されている。

固定スクロール９と可動スクロール１１とは互いに噛み合わされている。これにより、固定スクロール９と可動スクロール１１との間には、固定基板９ａ、固定渦巻壁９ｃ、可動基板１１ａ及び可動渦巻壁１１ｂによって、圧縮室４９が形成されている。圧縮室４９は、固定周壁９ｂの連通孔９ｆを通じてコンプレッサハウジング１５内、ひいては吸入通路３ｃに連通可能となっている。また、圧縮室４９は、吐出ポート９ｅと連通している。

固定スクロール９及び可動スクロール１１と、固定ブロック３との間には、弾性プレート５１が設けられている。そして、固定スクロール９及び可動スクロール１１は、弾性プレート５１を介して固定ブロック３と当接している。弾性プレート５１は、金属製の薄板によって形成されている。可動スクロール１１は、弾性プレート５１の弾性変形時の復元力によって、固定スクロール９側に付勢されている。

また、可動基板１１ａ及び弾性プレート５１により、固定ブロック３のボス３ａ内には、背圧室５３が形成されている。背圧室５３は給気孔１１ｄと連通している。

以上のように構成されたこの圧縮機では、図１及び図３の破線矢印で示すように、吸入口１３ｃからモータ室１７内の前方側に蒸発器を経た低温低圧の冷媒が吸入される。そして、この冷媒は、ロータ７ｂの第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを流通してモータ室１７内の後方側、つまり、モータ室１７内における固定ブロック３側に至り、さらに、モータ室１７内から固定ブロック３の吸入通路３ｃを流通する。また、インバータによって制御されつつ、モータ機構７が作動し、ロータ７ｂが駆動軸心Ｏ周りで回転する。これにより、駆動軸５が駆動軸心Ｏ周りで回転し、可動スクロール１１が公転する。このため、可動基板１１ａが固定渦巻壁９ｃの先端を摺動するとともに、固定渦巻壁９ｃと可動渦巻壁１１ｂとが互いに摺動する。この際、各自転阻止ピン３１がリング４７の内周面を摺動しつつ転動することにより、可動スクロール１１は自転が規制されて公転のみ可能となっている。このように、可動スクロール１１が公転することにより、吸入通路３ｃを流通する冷媒がコンプレッサハウジング１５内から連通孔９ｆを経て、圧縮室４９内に吸入される。そして、圧縮室４９は、可動スクロール１１の公転によって、容積を減少させつつ、内部の冷媒を圧縮する。

また、この圧縮機では、可動スクロール１１の公転によって、給気孔１１ｄが圧縮室４９に僅かに開く。これにより、圧縮室４９内の高圧の冷媒の一部が給気孔１１ｄを経て背圧室５３内に流入し、背圧室５３が高圧となる。このため、この圧縮機では、弾性プレート５１及び背圧室５３の圧力によって、可動スクロール１１が固定スクロール９側に付勢され、圧縮室４９が好適に封止される。

圧縮室４９で圧縮された高圧の冷媒は、吐出ポート９ｅから吐出室３５に吐出され、さらに、吐出室３５から、吐出通路１５ｅを経て油分離室１５ｃに至る。そして、この高圧の冷媒は、分離筒２１の外周面２１ａと油分離室１５ｃの内周面１５０との間を周回する過程で潤滑油を分離しつつ、分離筒２１の内部を流通して吐出口１５ｆから吐出される。

一方、冷媒から分離された潤滑油は、油分離室１５ｃ内に貯留される。そして、この潤滑油は、フィルタ２３を経て給油通路４３を流通することにより、固定スクロール９と可動スクロール１１との摺動箇所に供給され、固定スクロール９と可動スクロール１１との摺動箇所を潤滑する。また、給油通路４３を流通する潤滑油は、第２ラジアル軸受２７と駆動軸５との間の他、モータ室１７内にも供給される。

この圧縮機では、可動スクロール１１が偏心ピン５０及びブッシュ５０ａを通じて、駆動軸５と接続されている。このため、圧縮機の作動時には、可動スクロール１１の公転に伴う遠心力が駆動軸５に作用する。一方、駆動軸５にはバランスウェイト３３が設けられていることから、圧縮機の作動時には、バランスウェイト３３が生じさせた遠心力が駆動軸５に作用する。さらに、駆動軸５とロータ７ｂとは固定されており、ロータ７ｂは、ロータウェイト７０４を有している。このため、圧縮機の作動時には、ロータウェイト７０４が生じさせた遠心力もロータ７ｂを通じて駆動軸５に作用することになる。こうして、この圧縮機では、バランスウェイト３３が生じさせた遠心力及びロータウェイト７０４が生じさせた遠心力によって、駆動軸５に作用する可動スクロール１１の遠心力を好適に相殺することが可能となっている。このため、この圧縮機では、作動時における駆動軸５の径方向の振れを好適に抑制することが可能となっている。

そして、この圧縮機では、ロータ７ｂに第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅが形成されているため、モータ室１７内において、ステータ７ａの外周側に第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを設けるためのスペースを確保する必要がない。これにより、この圧縮機では、モータハウジング１３の小型化が可能となっている。

また、この圧縮機では、モータ室１７内において、バランスウェイト３３が固定ブロック３とロータ７ｂとの間に配置されている。ここで、ロータ７ｂに形成された第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅのうち、第１〜４導入通路７７ａ〜７７ｄは、ロータ７ｂ及び駆動軸５の回転方向において、バランスウェイト３３の外側に常に位置している。このため、第１〜４導入通路７７ａ〜７７ｄにおける冷媒の流通がバランスウェイト３３によって妨げられることはなく、第１〜４導入通路７７ａ〜７７ｄを冷媒が好適に流通可能となっている。一方、第５導入通路７７ｅは、バランスウェイト３３と常に駆動軸５の軸方向で対向する関係にある。この点、この圧縮機では、バランスウェイト３３とロータ７ｂとの間には、離間空間８１が設けられており、この離間空間８１によって、バランスウェイト３３の基端部３３ａとロータ７ｂ、すなわち、基端部３３ａと第５導入通路７７ｅとは、距離Ｌ２だけ離間している。このため、基端部３３ａと第５導入通路７７ｅとは、駆動軸５の軸方向で対向するものの、第５導入通路７７ｅにおける冷媒の流通が基端部３３ａによって妨げられ難くなっている。このため、第１〜４導入通路７７ａ〜７７ｄと同様、第５導入通路７７ｅにおいても、冷媒が好適に流通可能となっている。

そして、このように第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを流通した冷媒は、モータ室１７内を固定ブロック３側に向かう過程において、駆動軸５とともに回転するバランスウェイト３３によって、モータ室１７内を駆動軸５の径方向の外側、つまり、ステータ７ａ側に案内されつつ攪拌される。これにより、この圧縮機では、冷媒によって、ステータ７ａを冷却することが可能となっている。そして、モータ室１７内で冷媒が攪拌され、ステータ７ａの冷却を行った冷媒は、吸入通路３ｃへ流通する（図１の破線矢印参照）。このように、この圧縮機では、冷媒が第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅ、つまりロータ７ｂの内部を流通して、吸入通路３ｃ、ひいては圧縮室４９内に吸入される構成であっても、バランスウェイト３３によって攪拌された冷媒によって、ステータ７ａを冷却することが可能となっている。

したがって、実施例の圧縮機は、小型化を実現しつつ、高い耐久性を発揮する。

特に、この圧縮機では、バランスウェイト３３が駆動軸５側から、駆動軸５の径方向でコイルエンド７３の一部を駆動軸５径方向及び軸方向に覆う位置まで延びている。この圧縮機では、作動時にステータ７ａにおいて、コイルエンド７３が発熱し易いものの、バランスウェイト３３によって、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを流通した冷媒をコイルエンド７３側まで案内しつつ攪拌することが可能となっている。この際、バランスウェイト３３の中間部３３ｂの前面３３０を含め、中間部３３ｂは、基端部３３ａから駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜している。これらにより、この圧縮機では、バランスウェイト３３が第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを流通した冷媒をコイルエンド７３側まで好適に案内することが可能となっている。こうして、この圧縮機では、第１〜５導入通路７７ａ〜７７ｅを流通した冷媒によって、コイルエンド７３を含め、ステータ７ａを好適に冷却することが可能となっている。

このように、バランスウェイト３３が駆動軸５の径方向でコイルエンド７３の一部を駆動軸５径方向に覆う位置まで延びることにより、圧縮機の作動時にバランスウェイト３３は、駆動軸心Ｏから十分に離れた位置で遠心力を生じさせることが可能となっている。これにより、この圧縮機では、バランスウェイト３３の板厚を薄く形成して軽量化を図りつつ、バランスウェイト３３が生じさせる遠心力を大きくすることが可能となっている。

さらに、バランスウェイト３３がコイルエンド７３の一部を駆動軸の軸方向にも覆うことから、この圧縮機では、バランスウェイト３３を固定ブロック３とモータ機構７との間に配置し、かつ、バランスウェイト３３とロータ７ｂとの間に離間空間８１を確保しつつも、バランスウェイト３３とコイルエンド７３とを駆動軸の軸方向に可及的に近づけることが可能となる。これにより、この圧縮機では、軸長の大型化を抑制できるため、この点においても、小型化を実現できる。

また、この圧縮機では、固定ブロック３に形成された吸入通路３ｃがモータ機構７よりも径方向の外側に配置されている。このため、バランスウェイト３３によって攪拌されて、ステータ７ａ、ひいてはモータ機構７の外側に向かって流通する冷媒が吸入通路３ｃに好適に流通可能となっている。このため、この圧縮機では、モータ室１７から吸入通路３ｃへ流通する過程において、冷媒の圧力損失が生じ難くなっている。この結果、圧縮室４９内に吸入される冷媒に圧力損失が生じ難いことから、この圧縮機では、作動効率を高くすることが可能となっている。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例の圧縮機では、駆動軸５にバランスウェイト３３を一体に形成している。しかし、これに限らず、駆動軸５とバランスウェイト３３とを別体に形成し、圧入やネジ止め等によってバランスウェイト３３を駆動軸５の大径部５ｂに固定することで、バランスウェイト３３を駆動軸５に設ける構成としても良い。

また、実施例の圧縮機では、バランスウェイト３３を略扇型をなす板状に形成している。しかし、これに限らず、基端部３３ａ、中間部３３ｂ及び先端部３３ｃの各形状を含め、バランスウェイト３３の形状は、可動スクロール１１の公転に伴う遠心力の大きさに応じて、適宜設計可能である。

さらに、実施例の圧縮機では、バランスウェイト３３が駆動軸５の径方向でステータ７ａのコイルエンド７３まで延びている。しかしこれに限らず、バランスウェイト３３は、駆動軸５の径方向で少なくとも第５導入通路７７ｅの一部を覆う位置まで延びていれば良い。

また、実施例の圧縮機において、バランスウェイト３３の中間部３３ｂは、基端部３３ａから駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜する形状となっている。しかし、これに限らず、中間部３３ｂは、基端部３３ａから駆動軸５の径方向に垂直に延びる形状とし、中間部３３ｂの前面３３０のみが駆動軸５の径方向に延びるにつれて、後方側に徐々に傾斜する形状となっていても良い。

さらに、実施例の圧縮機において、バランスウェイト３３に対して、冷媒をコイルエンド７３側に案内可能なフィンや溝等の案内部を設けても良い。

また、実施例の圧縮機において、第２、３導入通路７７ｂ、７７ｃの形成を省略する一方、第１、４、５導入通路７７ａ、７７ｄ、７７ｅを一体化して１つの導入通路を構成しても良い。

また、実施例の圧縮機では、吸入通路３ｃを固定ブロック３に形成しているが、これに限らず、モータハウジング１３等に吸入通路３ｃを形成しても良い。また、実施例の圧縮機について、固定ブロック３がモータハウジング１３の内周面に対して、隙間を一部形成しつつ嵌合されるように構成することにより、この隙間を吸入通路３ｃとしても良い。つまり、モータハウジング１３と固定ブロック３との間に吸入通路３ｃが形成されても良い。

本発明は車両等の空調装置に利用可能である。

１…ハウジング
３…固定ブロック
３ｃ…吸入通路
５…駆動軸
７…モータ機構
７ａ…ステータ
７ｂ…ロータ
９…固定スクロール
１１…可動スクロール
１３ｃ…吸入口
３３…バランスウェイト
４９…圧縮室
７１…ステータコア
７３…コイルエンド
７７ａ〜７７ｅ…第１〜５導入通路（導入通路）
３３０…前面（傾斜面）
Ｏ…駆動軸心

Claims (4)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、駆動軸心周りで回転可能な駆動軸と、
   前記ハウジング内に設けられ、前記駆動軸を回転させるモータ機構と、
   前記ハウジングに固定されて前記ハウジング内に配置された固定スクロールと、
   前記ハウジング内に設けられて前記駆動軸と接続され、回転する前記駆動軸によって公転しつつ、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する可動スクロールと、
   前記ハウジングに固定されて前記モータ機構と前記可動スクロールとの間に配置され、前記駆動軸を回転可能に支承するとともに、前記ハウジング内に前記モータ機構を収容するモータ室を区画する固定ブロックとを備え、
   前記ハウジングには、前記モータ室に冷媒を吸入させる吸入口が形成され、
   前記モータ機構は、前記モータ室内に固定されるステータと、前記駆動軸に固定されて前記ステータ内に配置され、前記駆動軸とともに回転可能なロータとを有し、
   前記ロータには、前記駆動軸の軸方向に前記ロータを貫通し、内部を冷媒が流通可能な導入通路が形成され、
   前記駆動軸には、前記固定ブロックと前記モータ機構との間に配置されるバランスウェイトが設けられ、
   前記バランスウェイトは、前記駆動軸の径方向で少なくとも前記導入通路の一部を覆う位置まで延在し、
   前記バランスウェイトと前記ロータとは、前記軸方向に所定の間隔で離間していることを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記ステータは、筒状をなすステータコアと、前記ステータコアの端面から前記軸方向に突出する環状のコイルエンドとを有し、
   前記バランスウェイトは、前記コイルエンドの一部を前記径方向及び前記軸方向に覆う位置まで延在している請求項１記載の電動圧縮機。
3. 前記バランスウェイトは、前記径方向で前記コイルエンドに近づくにつれて、前記ロータから前記軸方向に徐々に遠ざかる傾斜面を有している請求項２記載の電動圧縮機。
4. 前記ハウジング、前記固定ブロック又は前記ハウジングと前記固定ブロックとの間には、前記モータ室内の冷媒を前記圧縮室へ流通させる吸入通路が形成され、
   前記吸入通路は、前記径方向で前記バランスウェイトよりも外側に位置している請求項１乃至３のいずれか１項記載の電動圧縮機。

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