JP4859782B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、特に車両用空調装置に用いられて好適な電動圧縮機に関するものである。

図９には従来のスクロール型電動圧縮機の一例が示されている。右ハウジング１４９の内部には電動モータＭが配設され、左ハウジング１４３の内部にはスクロール型圧縮機構Ｃがそれぞれ配設されている。

電動モータＭと圧縮機構Ｃは回転シャフト１０３を介して互いに連動連結されており、回転シャフト１０３の右端は補助軸受１５１を介して右ハウジング１４９に軸承され、左端は主軸受１５２を介してフレーム５に軸承されている。

電動モータＭは、回転シャフト１０３に固定されたロータＭａと、右ハウジング１４９に圧入されることによって固定されたステータＭｂとを有している。また、スクロール型圧縮機構Ｃは、うず巻状ラップ１１２を有する固定スクロール１０１と、うず巻状ラップ１２２を有する旋回スクロール１０２とを具備し、固定スクロール１０１と旋回スクロール１０２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ、１８０度だけ角度をずらせて両者のうず巻状ラップを噛合させることによって複数個の圧縮室１２４を形成している。

電動モータＭを駆動すると、回転シャフト１０３、偏心駆動ピン１３１等からなる旋回駆動機構を介して旋回スクロール１０２が駆動され、ハウジング内の冷媒ガスを吸引する。すると、低温の冷媒ガスが吸入口１４４を経て、ハウジング１０４の電動モータＭ側に形成された後方低圧室１４８と、ステータＭｂの外周に設けられた通路１５８と、前方低圧室１６０とによって形成されるガス通路を通過し、さらにフレーム１０５に設けられた第１のガス通路１５４及び吸入室１４７を経て圧縮室１２４内に吸引される。

圧縮室１２４に吸引された冷媒ガスは、旋回スクロール１０２が旋回するとともに、対向するうず巻状ラップ１１２，１２２の隙間が徐々に狭められ、中心に向かって移動するにつれて圧縮され、吐出ポート１３１から吐出室１４６に吐き出され、吐出口１４５より図示しない吐出配管に送り出される。

ここで、電動圧縮機には、電動モータＭが作動すると電動モータＭ内部の電力ロスによって発熱し、電動モータＭ自身の温度が上昇し、これにより、磁束が減少してモータ効率が低下するという問題がある。このため、電動圧縮機では、吸入口１４４から吸入した冷媒ガスの一部を電動モータＭのステータＭｂとロータＭａとの間隙１５９を通過させることによって、電動モータＭを冷却している（例えば、特許文献１参照）。

上述したような電動圧縮機の駆動制御をするための駆動回路部は、電動圧縮機とは別に配置されるのが一般的である。図１０は、三相直流モータを備えた電動圧縮機を駆動する一般的なシステム構成図を示している。電力を供給する直流電源と、該直流電源の両極間に介挿される平滑コンデンサ、前記電流を所要の周波数の三相交流に変換するインバータ及び該インバータを制御する制御回路を含む駆動回路と、電動圧縮機と、電動圧縮機とインバータとを接続する三相交流線とから構成されている。

一方、前記駆動回路内のインバータは、パワートランジスタによって構成されており、動作中の電力ロスによって多量の熱を発生するため、電動圧縮機と駆動回路との設置場所を分離していた従来の構成では、駆動回路を冷却する冷却機構を別途必要としていた。

また、電動圧縮機と駆動回路の配置関係によって、両者を接続する三相交流線が長くなるため、配線重量の増加、銅損によるシステム効率の低下、電磁ノイズによる周辺電子機器への悪影響等の問題があった。

特に、車両用エアコンの電動圧縮機として使用される場合、圧縮機の容量や冷媒の種類によって異なるが、一般的には、５ｋＷ程度の消費電力を要する場合もあり、この場合、前記三相交流線には、１００アンペア台の電流が流れる場合もある。このような大電流が流れる場合には、使用される配線は線径の太い、すなわち、重い配線を用いる必要があり、配線長が長い場合の重量増は、軽量化の要請が強い車両用電動圧縮機としては大きな問題となる。
また、銅損による電力ロスも、エアコンシステム全体としての効率低下を引き起こすばかりでなく、電源容量が不足することになる。
さらに、車両内の限られた空間に各種電子機器が装備されており、配線から漏洩する電磁ノイズは、このような電子機器の誤作動の原因や、車外へ放出された場合には他民生機器などの誤動作を引き起こす原因となる。

このような問題を解決するために、駆動回路を電動圧縮機と一体化することが試みられている。図１１は、この一例を示す縦断面図である。

電動圧縮機の吸入口側端部のハウジングの一部をなす仕切板２０１ｂに、駆動回路２０４が密着して取り付けられ、金属製の蓋部材２０６によって密閉されている。駆動回路２０４が電動圧縮機と一体化されるため、前記三相交流線が極めて短縮され、配線重量、銅損が大幅に軽減されるとともに、蓋部材２０６によって密閉されるため、電磁ノイズの外部漏洩が防止されている。

また、駆動回路が、電動圧縮機内の冷媒ガスによって冷やされたハウジングの一部である仕切板２０１ｂに密着しているため、駆動回路２０４自身が冷却されることが期待されている（特許文献２参照）。

さらに、図１２に示されるように、駆動回路をより確実に冷却することを狙って、端壁３３２の内側に複数の放熱フィン３４７を設け、端壁３３２の放熱を促進する技術が開示されている（特許文献３参照）。

特開平９−４９４９３号公報（第２−３頁、図２） 特開２０００−２９１５５７号公報（第３−５頁、図１−５） 特開２００２−２０２０５８号公報（第２−３頁、図１）

ところで、前記特許文献２に開示された技術は、冷媒ガスを収容するハウジングが低温の冷媒ガスによって常時冷やされていることを利用するものであって、ハウジングを介する熱伝導作用に基づく技術であった。

しかしながら、ハウジング外表面は、その大部分が外気に曝されており、冷気の多くは外気に無駄に放出されてしまい、駆動回路の冷却としては十分とはいえなかった。放熱性を改善するという特許文献３に示される改良技術もこの点を裏付けている。

この原因は、駆動回路を電動圧縮機の後端に配置する限り、冷却源であるハウジング（仕切板）との密着面積が限られること、及び、ハウジング（仕切板）が電動圧縮機の強度・剛性を確保する構造部品であることから薄肉化が困難であり、熱交換効率に限界があることである。
また、特許文献３に開示された放熱構造（放熱フィン）は流路抵抗となりうることから大きさが制限され、やはり熱交換効率に限界がある。

一方、駆動回路に使用されている電気素子の耐熱温度は、８５℃程度のものが多く、これを越えると駆動回路の信頼性が著しく損なわれ、圧縮機システムが機能しなくなる虞もある。このため、駆動回路の冷却を十分かつ確実に行うことはきわめて重要な問題である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、配線重量、銅損、電磁ノイズ等の従来からの問題を解消しつつ、駆動回路の冷却を確実に行うことによって、駆動回路の信頼性を向上する電動圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を用いるものである。
本発明の電動圧縮機は、ハウジング内に、ガスを圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動する電動モータとを備え、前記ハウジング内に前記ガスが前記圧縮部側へと流れるガス通路を有するとともに、前記ハウジングに接続されて、該ハウジングへと前記ガスを流通させる外部配管を有する電動圧縮機において、前記電動モータを作動させる駆動回路部が前記ハウジングに内蔵され、前記駆動回路部の少なくとも一部が、前記電動モータの外周に設けられた前記ガス通路に配設され、前記電動モータを作動させる駆動回路部を、前記外部配管の前記ハウジング近傍に配設したことを特徴とする。

電動モータを作動させる駆動回路部が電動圧縮機のハウジングに内蔵されるため、駆動回路部と電動モータが近接する。このため、両者を接続する三相交流線はきわめて短いものとなり、配線重量、電力ロスが低減される。さらに、三相交流線から生ずる電磁ノイズは、金属製のハウジングとすれば、このハウジングにシールドされ、電動圧縮機の外部に漏洩することがない。
また、ハウジング内に吸入されたガスは、圧縮部の作用によって吸引され、ハウジング内の電動モータの外周に設けられたガス通路を通過して圧縮部側へと流れる。駆動回路部の少なくとも一部をガス通路に配設すると、冷えたガスが駆動回路部に直接触れて、強制対流伝熱によって駆動回路部の発熱部を冷却することができるため、冷却効率が高い。
駆動回路部をガスで冷却するためには、多くのガスと接するように駆動回路部を配置することが肝要であり、駆動回路部をハウジングに接続された外部配管に配置することは、流通するすべてのガスを駆動回路部の冷却に利用することができるため、最も効果的である。

また、本発明の電動圧縮機は、ハウジング内に、ガスを圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動する電動モータとを備え、前記ハウジング内前記ガスが前記圧縮部側へと流れるガス通路を有する電動圧縮機において、前記ハウジングの外部に設けられ吸入されたガスの一部を前記圧縮部側に導く分流通路を備え、該分流通路の壁部に前記電動モータを作動させる駆動回路部を設けることを特徴とする。

ハウジング内に吸入されたガスは、圧縮部の作用によって吸引され、このときガスの一部は、ハウジングの外部に設けられた分流通路を通過して圧縮部側へ流れる。分流通路の壁部内側に電動モータを作動させる駆動回路部を配置すると、ガスが駆動回路部に直接触れて冷却する。この場合、分流通路とは、例えば、ハウジングの外側に設けられて駆動回路部が収められた容器に囲まれる空間を指す。
また、分流通路の壁部外側に駆動回路部を設けてもよい。この場合、圧縮前の冷たいガスによって冷やされた分流通路の壁部を介して駆動回路部が冷却される。この分流通路は、例えば、ガス配管のようなものであって、従来のハウジング（仕切板）とは異なり、構造部品ではないため、所要の薄肉化が可能であり、熱交換効率を上げることができる。
いずれの場合も、ハウジング内部に駆動回路を配置することがスペース上困難である場合に有効である。

さらに、本発明の電動圧縮機は、前記電動モータにより駆動され、ガスの一部を前記分流通路へ導く圧送手段を備えたものでもよい。

圧送手段を採用することにより、圧力制御機構のような複雑な構成を採用することなく、分流通路を流れるガスの流量を増加させることができ、また、確実にガスを導くことができる。
圧送手段は、送風ファンなどが例示されうるが、これに限られない。また、モータの回転軸を送風ファンの回転軸と兼ねれば、部品点数の増加、機構の複雑化を避けることができる。

上記の電動圧縮機において、前記電動モータを作動させる駆動回路部を、前記外部配管の前記ハウジング近傍に配設してもよい。

駆動回路部をガスで冷却するためには、多くのガスと接するように駆動回路部を配置することが肝要であり、外部配管に配置することは、流通するすべてのガスを駆動回路部の冷却に利用することができるため、最も効果的である。
外部配管の内部に駆動回路部を収めるようにしてもよく、また、外部配管の外側に駆動回路部を密着して取り付けてもよい。
また、ハウジング外部に駆動回路部を収めた容器を取り付け、該容器と前記ハウジングとを貫通孔により連通し、前記容器に吸入口を設け、外部配管を接続するという構成も含まれる。
ただし、いずれの場合にも、三相交流線に起因する問題を解消するために、駆動回路部をハウジングの近傍に配置する必要がある。

さらに、本発明の電動圧縮機は、駆動回路部が、駆動回路をガスに対して絶縁する絶縁手段と、前記駆動回路が有する熱を放熱する放熱手段とを備えたことを特徴とする。

絶縁手段には、ガスを遮蔽する容器内に駆動回路部を収容する容器型の手段も含まれるが、熱交換効率を考慮すると絶縁手段と駆動回路との間に熱伝導を阻害する空間を持たない被覆型の手段が好ましい。
また、いずれの絶縁手段を用いても、熱交換効率に影響するため、放熱性を改善する放熱手段が必要となる。
絶縁手段と放熱手段は、薄い金属板とされた金属基板のような同一の部品で両手段の機能を兼ねることもできる。

また、本発明の電動圧縮機は、前記絶縁手段が、駆動回路を被覆する樹脂モールドであり、前記放熱手段が、前記絶縁手段から突出してなることを特徴とする。

一般的に電気回路の絶縁材料として用いられるアミン系エポキシ樹脂等を用いて被覆をしつつ、組込み性を良好にするためにモールド成形する、樹脂モールドが好適である。
この場合、ガスが駆動回路素子に直接接触できなくなるため、放熱手段である放熱フィン等を樹脂モールドから突出させる必要がある。

また、本発明の参考例となる電動圧縮機は、ハウジング内に、ガスを圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動する電動モータと、前記ガスをハウジング内に導入するための外部開口を備える導入部と、を備える電動圧縮機において、前記電動モータを作動させる駆動回路部を前記電動モータの外周に設けられ前記外部開口から前記圧縮部へ向かうガス流過経路中に収装するとともに、前記駆動回路部を構成する駆動回路をガス流過方向に沿って延設することを特徴とする。

駆動回路部をガス流過方向に沿って置くことにより、導入部のガスは駆動回路部によって流れを阻害されることなく、スムーズにハウジング内に導入される。

請求項１に記載の発明によれば、電動モータを作動させる駆動回路部がハウジングに内蔵され、前記駆動回路部の少なくとも一部が前記ハウジング内の電動モータの外周に設けられたガス通路に配設されることとしたので、前記電動モータと前記駆動回路部とを接続する三相交流線の長さが極めて短いものとなり、配線重量及び銅損による電力ロスを軽減することができ、さらに、三相交流線を含む前記駆動回路部が前記ハウジングに内蔵されるため、三相交流線から生ずる電磁ノイズが、金属製の前記ハウジングにシールドされることとなり、電磁ノイズの外部への漏洩を防止することができる。
また、電動モータを駆動する駆動回路を、ハウジングに接続される外部配管の前記ハウジング近傍に配置することとしたので、前記駆動回路と前記電動モータを接続する三相交流線の長さが極めて短いものとなり、配線重量及び銅損による電力ロスを軽減することができる。三相交流線から生ずる電磁ノイズをシールドするためのシールド手段も三相交流線自身が短いために、これによる重量増を抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ハウジング内に吸入されたガスの一部を圧縮部側に導く分流通路をハウジングの外部に備え、該分流通路の壁部に電動モータを作動させる駆動回路を設けることとしたので、前記ハウジング内部に前記駆動回路を配置することがスペース上困難である場合にも、前記駆動回路を効果的に冷却することができる。

上記の発明において、分流通路が冷媒ガスを圧送する圧送手段を備えていれば、低温の冷媒ガスを確実に分流通路に送り、駆動回路の冷却を確実に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、電動モータを駆動する駆動回路を、ハウジングに接続される外部配管の前記ハウジング近傍に配置することとしたので、前記駆動回路と前記電動モータを接続する三相交流線の長さが極めて短いものとなり、配線重量及び銅損による電力ロスを軽減することができる。三相交流線から生ずる電磁ノイズをシールドするためのシールド手段も三相交流線自身が短いために、これによる重量増を抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、絶縁手段を備えることとしたので、前記ガス通路に駆動回路部を配置しても、ガスに対する絶縁性を確保でき、また、放熱手段を備えることとしたので、前記駆動回路部が有する熱を外部に放出し、前記駆動回路部を効果的に冷却することができる。

請求項５に記載の発明によれば、前記絶縁手段を、駆動回路を被覆する樹脂モールドとしたので、絶縁性を確保しつつ、外形状を任意の形状とすることが可能となり、電動圧縮機への組込み性を良好にすることができる。また、放熱手段を、前記絶縁手段から突出することとしたので、絶縁手段による放熱性の低下を防止することができる。

本発明の参考例によれば、電動モータを作動させる駆動回路部を外部開口から前記圧縮部へ向かうガス流過経路中に収装するとともに、前記駆動回路部を構成する駆動回路をガス流過方向に沿って延設することとしたので、流路抵抗の増加を最小限とすることができる。

以下に、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１は、縦型のスクロール型電動圧縮機（電動圧縮機）全体の縦断面図である。

図１に示されたスクロール型電動圧縮機は、主として車両用空調装置の冷媒ガスを圧縮するために用いられるものである。

このスクロール型電動圧縮機は、ハウジング１と該ハウジング１に収容された圧縮部４と、該圧縮部４を駆動する電動モータ５とを備えている。圧縮部４と電動モータ５は、回転軸６によって連結され、該回転軸６は、一端側（図において上側）に主軸受７を他端側（図において下側）に補助軸受８を備え、回転可能に支持されている。

ハウジング１は、アルミ合金製であり、縦置きに配置されている。略円筒状のハウジング本体１ａと、下部ハウジング１ｃと、フレーム１ｄと、上部ハウジング１ｅとからなり、図示されない結合手段により連結されて、スクロール型電動圧縮機全体を包む密閉容器とされている。ハウジング本体１ａの側部には後述する凸部１ｂが設けられている。ハウジング１の他端側には吸入口２が設けられ、ハウジング１内の下部低圧室５０に開口している。また、ハウジング１の一端側には吐出口３が設けられ、高圧室５４に開口している。

電動モータ５は、ブラシを持たない三相直流モータであって、ステータ５ａとロータ５ｂとからなる。ステータ５ａの外形は略円筒形状であって、ハウジング本体１ａに圧入されて、ハウジング本体１ａの略中央位置に配設されている。ロータ５ｂは、圧入によって回転軸６に取り付けられている。

圧縮部４は、ハウジング１内に吸入された冷媒ガスを圧縮するものであり、スクロール式であって、固定スクロール４ａと旋回スクロール４ｂとからなる。
固定スクロール４ａは、ディスク２０と、その片面に立設されたうず巻き状のラップ２１とを有している。ディスク２０の中央には吐出ポート２２が設けられ、この吐出ポート２２を開閉する吐出弁２３を備えている。
旋回スクロール４ｂは、ディスク３０と、この片面に立設されたうず巻き状ラップ３１とを有している。ディスク３０の反対の面にはボス３２が設けられ、このボス３２にスクロール機構９が接続されている。

スクロール機構９は、回転軸６の他端側先端に設けられ、回転軸６の中心に対して偏心したピン９ａと、スクロールブッシュ９ｂと、軸受９ｃと、自転阻止機構９ｄとからなり、軸受９ｃが旋回スクロール４ａに設けられたボス３２に嵌装されている。

固定スクロール４ａと旋回スクロール４ｂとは、それぞれのラップ２１，３１が互いにかみ合うように組み合わせられており、両ラップ間の空間には圧縮室３３が形成されている。

次に、本実施形態の特徴である、電動モータを作動させる駆動回路部４０がハウジング１に内蔵されている点について、図２を用いて説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す矢視図である。

ハウジング本体１ａの側部（図において右側）に半径方向に膨出する凸部１ｂが設けられている。また、電動モータ５のステータ５ａの外周には少なくとも１箇所（本実施形態では２箇所）に軸方向に延在する平面状の切欠き５ｃが設けられており、このうちの一つが前記凸部１ｂの位置に合致するように位置決めされている。このようにして、前記凸部１ｂと前記切欠き５ｃとの間にできる空間としてガス通路５１が形成される。ハウジング１に設けられた上述の吸入口２は、凸部１ｂに設けられており、前記ガス通路５１に近接されている。下部ハウジング１ｃに固定されてステータ５ａ側に延在されたガイド５６が、前記ステータ５ａの前記切欠き５ｃと面一になるように設けられることにより、吸入口２と、下部低圧室５０と、ガス通路５１と、上部低圧室５２とが概ね連通することになる。
駆動回路部４０は、ハウジング１に内蔵され、上述のように形成されたガス通路５１に配設される。

前記駆動回路部４０の構成を、図３を用いて説明する。図３は、駆動回路部４０を示す斜視図である。

駆動回路部４０は、駆動回路４０ａと、絶縁手段４０ｂと、放熱手段４０ｃとから構成されている。
駆動回路４０ａは、図示されない直流電源から供給される電流を所要の周波数の三相交流に変換するインバータと、該インバータを制御する制御回路と、直流電源の両極間に介挿される平滑コンデンサとを備えている。

絶縁手段４０ｂは、一般の電気回路の絶縁材料として用いられるアミン系エポキシ樹脂等を用いて駆動回路４０ａ全体を被覆し、冷媒ガスから絶縁保護するものである。また、本実施形態に用いる被覆は、駆動回路４０ａを成形型内に収め、樹脂を流し込んで固めた、いわゆる樹脂モールドである。これにより、駆動回路部４０の外形状を所要の形状として組込み性を良好ならしめている。

放熱手段４０ｃは、熱伝導性の良いアルミニウム等の金属製の複数のフィンを有するものであって、一方側は駆動回路４０ａの発熱部であるインバータに密着して取り付けられ、他方側は絶縁手段４０ｂから突出されて、ガス通路５１を流れる冷媒ガスに曝されるようにされている。

駆動回路部４０は、図１に示すように、ハウジング本体１ａに対してネジ止めによって固定されている。ただし、本発明は、これに限定されることなく、駆動回路部４０のモールド形状を凸部１ｂの内形状に合致させて圧入としてもよく、また、凸部１ｂを外部から押圧してカシメ固定してもよい。さらには、取付金具を用いた固定方法でもよい。

駆動回路部４０の付近に、電源からの電力供給を受けるコネクタ４１が設けられている。コネクタ４１は、ハウジング１内部の冷媒ガスが漏洩しないよう密封式とされている。コネクタ４１と駆動回路４０ａは、図示されない直流配線により接続され、また、駆動回路４０ａと電動モータ５とは、図示されない極めて短い三相交流線により接続される。

以下、上記構成に基づいた本実施形態の作用について説明する。
電動モータ５を駆動すると、回転軸６、スクロール機構９を介して旋回スクロール４ａが駆動され、旋回スクロール４ａは自転阻止機構９ｄによって自転を阻止されながら公転軌道上を旋回する。

すると、冷媒ガスが吸入口２から吸い込まれ、下部低圧室５０に入り、冷媒ガスの多くはガイド５６によって偏向されて、ガス通路５１に導かれる。低温の冷媒ガスがガス通路５１を通過する過程で、駆動回路部４０、特に放熱手段４０ｃに冷媒ガスが直接触れて、強制対流伝熱により効率よく駆動回路４０ａを冷却する。その後、冷媒ガスは、上部低圧室５２に至る。冷媒ガスの他の一部は、電動モータ５のステータ５ａとロータ５ｂの隙間を通過して、電動モータを冷却し、その後、同様に上部低圧室５２に至る。このようにして、上部低圧室５２に導かれた冷媒ガスは、吸入室５３を経て、圧縮室３３内に吸い込まれる。

旋回スクロール４ａが旋回すると、これに伴って圧縮室３３が次第に狭められ、内部のガスが圧縮されつつ中央部に至り、中央部から吐出ポート２２を通り、高圧室５３内に吐出される。吐出弁２３は、圧縮室３３と高圧室５３の差圧により開閉する。すなわち、圧縮室３３の圧力が高圧室５３の圧力よりも高くなると吐出弁２３を押し開いてガスが流出する。その後、ガスは吐出口３から外部に吐出される。

また、冷媒ガスは、ミスト状の潤滑油を含有しており、ハウジング１内の各所を通過する過程で、主軸受７、補助軸受８及びスクロール機構９その他の摺動部を潤滑する。

以上のような作用により、本実施形態は以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、駆動回路部４０をハウジング１に内蔵したので、駆動回路部４０と電動モータ５とが近接し、その結果、三相交流線を極めて短いものとすることができる。このため、配線重量を大幅に軽減することができ、また、銅損による電力ロスも極めて小さなものとすることができる。さらに、三相交流線自身が金属製のハウジング１に収められているため、電磁ノイズがハウジング１にシールドされて、外部に漏洩することがない。

一方、駆動回路部４０をガス通路５１に配設したので、圧縮前の低温の冷媒ガスによって駆動回路４０ａの冷却をすることができ、特に、放熱手段４０ｃを、流通する冷媒ガスに直接曝すようにしたので、冷却効率を高くすることができる。さらに、駆動回路４０ａを絶縁手段４０ｂによって冷媒ガスに対して絶縁保護しているので、電気的な不具合を起こすことがなく、また、絶縁手段４０ｂを樹脂モールドとしたので、駆動回路部４０の外形状を、収容すべき部位の形状に合わせた任意の形状とすることができるため、組込み性を改善することができる。

次に、本実施形態の第１の変形例について、図４を用いて説明する。図４は、横型のスクロール型電動圧縮機（電動圧縮機）全体の縦断面図である。

本変形例は、第１の実施形態の構成を、横型のスクロール型電動圧縮機に応用したものである。電動圧縮機自体の構成は、図９に示した従来の電動圧縮機と同様であるので、付番を同じくし、その説明を省略する。

本変形例では、電動モータＭを収める右ハウジング１４９の一部（図において上側）に凸部１ｂを設け、ステータＭｂの平面状の切欠きＭｃとの間に形成されるガス通路５１に駆動回路部４０を配設する。また、ガイド５６が、前記切欠きＭｃと面一になるように設けられている。さらに、コネクタ４１が、前記駆動回路部４０の近傍に設けられている。

さらに、本実施形態の第２の変形例について、図５を用いて説明する。
本変形例も、横型のスクロール電動圧縮機に応用したものであって、異なる点は、駆動回路部４０の配置である。

右ハウジング１４９の他端側端部（図において右側）を軸線方向に延長して、凸部１ｂとしている。拡大された空間をガス通路５１とし、ドーナツ形の駆動回路部４０を配設している。

駆動回路４０ａを被覆する絶縁手段４０ｂは、樹脂モールドとされているので、駆動回路部４０の外形状を、右ハウジング１４９の端部内形状に合致した形状にして、収容している。

放熱手段４０ｃは、放射状に配列された複数の放熱フィンとされており、絶縁手段４０ｂから突出されている。ただし、放熱フィンの配列は、放射状に限定されず、複数の同心円状あるいはスパイラル状等、任意である。

また、本実施形態の第３の変形例について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、横型のスクロール型電動圧縮機全体の縦断面図であり、（ｂ）は矢視Ｂ−Ｂを示す部分断面図である。

本変形例は、駆動回路部の絶縁手段および放熱手段について、他の形態を用いるものである。
右ハウジング１４９の一部（図において下側）にフランジ９１を有する開口部９０が設けられ、該開口部９０を覆うように駆動回路部４０が装着され、さらに該駆動回路部４０を覆うようにクロージャ９２がボルト９３によりフランジ９１に取り付けられている。

前記クロージャ９２は、ハウジングと同じく金属製とされ、ボルト９３によりハウジングに強固に結合されてハウジング構造の一部をなす。

前記駆動回路部４０は、回路素子が基板４０ｄの一方（クロージャ９２側）の面に配列、結線された駆動回路４０ａと、以下に述べる放熱手段と、絶縁手段とからなる。

放熱手段は、熱伝導性の良いアルミニウム等の金属製とされた基板４０ｄと、基板４０ｄの他方（電動モータ側）の面に立設された複数の放熱フィン４０ｅとからなる。放熱フィン４０ｅが開口部９０よりハウジング内のガス通路５１に突出するように、かつハウジングの長手方向に沿って装着される。

絶縁手段は、ガス透過性のない金属製の基板４０ｄと、開口部９０と基板４０ｄとの間に介装されたシール４０ｆとからなる。クロージャ９２を取り付けるときに、クロージャ９２が基板４０ｄ及びシール４０ｆの周囲を挟みつけることによって、冷媒ガスが開口部９０から漏れ出さないようシールされる。

本変形例によれば、電動モータＭと圧縮部Ｃとの間に配置された吸入口１４４から左側低圧室１６０に導入された冷媒ガスは、一部が分流となってガス通路５１を通過して右側低圧室１４８に至り、冷媒ガスに含有されたミスト状の潤滑油を補助軸受１５１に供給する。その後、分流はガス通路１５８及び電動モータＭのロータＭａとステータＭｂの隙間１５９を通過し、左側低圧室１６０で主流と合流して圧縮部Ｃへ吸い込まれる。

分流がガス通路５１を通過するときに、基板４０ｄ及び放熱フィン４０ｅが冷媒ガスと接触して駆動回路４０ａが有する熱を放出する。基板４０ｄは構造部材ではないため、薄肉化することができ、熱交換効率を高くすることができる。

また、金属製の基板４０ｄは、冷媒ガスを透過せず、開口部９０の周囲はシール４０ｆでシールされているため、駆動回路４０ａの回路素子は冷媒ガスから絶縁される。
さらに、クロージャ９２は金属製であるため、駆動回路４０ａが発する電磁ノイズを外部に漏らすことがない。

なお、発熱量が多くない場合には、放熱フィン４０ｅを設けずに基板４０ｄのみで放熱手段としてもよい。
また、本変形例では駆動回路部４０をハウジングに取り付ける例を説明したが、後述の駆動回路部４０を外部配管に配設する場合であっても、配管の一部を開口させ、前述と同様に構成することも可能である。

本発明の第２の実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、横型のスクロール型電動圧縮機（電動圧縮機）全体の縦断面図である。

図９に示した従来技術である横型のスクロール型電動圧縮機に加え、右ハウジング１４９の外部に隣接して、電動モータ５の配設位置に対応する外側部に、ハウジング内に吸入された冷媒ガスをバイパスするための分流通路６０が設けられている。分流通路６０は、本実施形態では、右ハウジング１４９外側部に金属製のクロージャ６１を密封状態で取り付けることによって、右ハウジング１４９の外側面とクロージャ６１との間の空間として形成される。右ハウジング１４９には、右側低圧室１４８に開口された、少なくとも１箇所の吐出ポート６２と、左側低圧室１６０に開口された、少なくとも１箇所の吸入ポート６３が設けられている。これにより、右側低圧室１４８と、吐出ポート６２と、分流通路６０と、吸入ポート６３と、左側低圧室１６０とが連通して、冷媒ガスが圧縮部側へと流れる、他のガス通路が形成される。

また、本実施形態では、圧送手段として、電動モータ５に隣接して、回転軸６に遠心式の送風ファン７０が備えられている。
クロージャ６１の壁部内側には、第１の実施形態に記載した駆動回路部４０が取り付けられており、放熱手段４０ｂが冷媒ガスの流れに曝されるように突出されている。

電動モータ５が駆動されると、冷媒ガスが吸入口２から吸入され、右側低圧室１４８に入る。同時に電動モータ５によって駆動される送風ファン７０によって吸入された冷媒ガスは、該送風ファン７０による遠心作用によって半径方向外側に向かう吐出圧を生じ、前期右ハウジング１４９に設けられた吐出ポート６２から分流通路６０に吐出ポート６２を経て左側低圧室１６０に導かれ、その後、圧縮部４へと至る。

本実施形態は、このような作用により以下の効果を奏する。
駆動回路部４０が電動圧縮機に隣接することとしたので、三相交流線の長さが極めて短いものとなり、配線の重量及び銅損による電力ロスを軽減することができる。

さらに、三相交流線を含め、駆動回路部４０が、金属製のクロージャ６１に囲まれることとなるので、三相交流線から生ずる電磁ノイズが前記クロージャ６１にシールドされ、外部に漏洩することを防止できる。

また、駆動回路部４０が、分流通路６０を流れる低温の冷媒ガスにさらされることとなるので、前記駆動回路部４０が冷却されることができる。
なお、本実施形態は、駆動回路部４０を電動圧縮機に内蔵できない場合に有効である。また、既存の電動圧縮機を、駆動回路部４０を一体化するように改造をすることも可能である。

なお、本実施形態において、上述の圧送手段である送風ファン７０を備えない構成としてもよい。
電動モータ５のガス通路１５８及び電動モータ５のステータ５ａとロータ５ｂとの隙間１５９を流れる冷媒ガスの主流の流路抵抗と、分流通路６０を流れる分流の流路抵抗の相対関係によって、分流通路６０の側に十分な冷媒ガスの流通が確保される場合には、前記送風ファン７０は、必ずしも備えられなくともよい。

また、分流通路６０として、上述のクロージャ６１を用いず、通常のガス配管を用いて、右側低圧室１４８から左側低圧室１６０へと至る分流通路６０としてもよい。

この場合、駆動回路部４０は、前記ガス配管の壁部外側に密着して取り付けられるか、駆動回路４０ａで生ずる熱をガス配管に確実に伝えることができる伝熱手段を用いてガス配管の壁部に接続される。
このような構成を採用すると、冷媒ガスを直接駆動回路部４０に接触させることはできないが、ガス配管は構造部材ではないため、所要の薄肉化が可能であり、ハウジングの壁部を介する伝熱で駆動回路を冷却する従来技術（図１０及び図１１）に比べ、熱交換効率を高くすることができる。

さらに、ハウジング近傍のガス配管の管径を増加させたり、断面形状を扁平に変えたり、あるいは、ガス配管を蛇行させることによって、駆動回路部４０との密着面積を増加させることも、熱交換効率を高めることに効果がある。

なお、本変形例では、冷媒ガスが駆動回路に直接接触しないため、絶縁手段４０ｂは、必ずしも必要ではない。この場合、放熱手段４０ｃも必ずしも必要ではない。しかし、外部からの水分との接触の可能性を考慮して、何らかの絶縁手段を備えることが望ましい。

一方、三相交流線から出る電磁ノイズについては、上述の構成のみでは、シールドすることができないが、三相交流線をシールド線とする、あるいは三相交流線を含み駆動回路部を金属製のメッシュ等で囲むなど、電磁ノイズの発生部位に対して電磁シールド手段を設けることで、外部への漏洩を防止することができる。この場合でも、駆動回路部４０が電動圧縮機に隣接しているため、三相交流線自身が非常に短くなり、シールド線にすることによる重量増加はわずかである。

本発明の第３の実施形態について、図８を用いて説明する。図８は、横型のスクロール型電動圧縮機（電動圧縮機）全体の縦断面図である。

図８に示すように、本実施形態では、右ハウジング１４９外側部に金属製のクロージャ６１が密封状態で取り付けられ、右ハウジング１４９の外面とクロージャ６１との間の空間としてガス通路８１が形成されている。このガス通路８１は、電動圧縮機の外部のガス導入部として外部配管の一部を構成するものである。前記クロージャ６１の一端側（図において左側）には、接続ポート（外部開口）８０が設けられ、図示されない接続配管が接続されている。また、右ハウジング１４９の他端側（図において右側）の前記クロージャ６１に覆われた部分に、右側低圧室１４８に開口された吸入口１４４が設けられている。
このようにして、図示されない接続配管と、接続ポート８０と、外部配管の一部としてのガス通路８１とから、電動圧縮機の吸入口２に至る冷媒ガスの外部配管が形成されている。

前記クロージャ６１の内側には、第１の実施形態に記載した駆動回路部４０が冷媒ガスの流過方向に沿って取り付けられており、放熱手段４０ｂが冷媒ガスの流れに曝されるように突出されている。
電動モータ５のステータ５ａの切欠き部５ｃは、第２の実施形態に対し、適宜追加あるいは拡大されて、ハウジング１４９内のガス通路が大きくされている。

電動モータ５が駆動されると、圧縮部４の吸引作用により、冷媒ガスが、図示されない外部配管から、接続ポート８０、ガス通路８１、吸入口２を経て、右側低圧室１４８に吸入される。さらに、冷媒ガスはハウジング１４９内のガス通路１５８及び電動モータ５のステータ５ａとロータ５ｂとの隙間１５９を通過して、左側低圧室１６０に至り、その後、圧縮部４へと吸い込まれる。

本実施形態は、このような作用により以下の効果を奏する。
駆動回路部４０が電動圧縮機に隣接することとしたので、三相交流線の長さが極めて短いものとなり、配線の重量及び銅損による電力ロスを軽減することができる。

さらに、三相交流線を含め、駆動回路部４０が、金属製のクロージャ６１に囲まれることとなるので、三相交流線から生ずる電磁ノイズが前記クロージャ６１にシールドされ、外部に漏洩することを防止できる。

また、ガス通路８１を流れる低温の冷媒ガスの全量が駆動回路部４０に接触することによって、駆動回路部４０がさらに確実に冷却される。

なお、本実施形態も、駆動回路部４０を電動圧縮機に内蔵できない場合に有効である。また、ハウジング１４９内に吸入された後の冷媒ガスの流れは、従来技術の電動圧縮機（図９）と同様であり、既存の電動圧縮機を、駆動回路部４０を一体化するよう改造をすることが、より一層容易に可能となる。

なお、本実施形態において、上述のクロージャ６１を用いず、外部配管を直接吸入口１４４に接続してもよい。この場合、駆動回路部４０は、前記外部配管の外側に密着して取り付けられるか、あるいは駆動回路４０ａで生ずる熱を外部配管に確実に伝えることができる伝熱手段を用いて外部配管に取り付けられる。

このような構成を採用すると、冷媒ガスを直接駆動回路部４０に接触させることはできないが、外部配管は構造部材ではないため、所要の薄肉化が可能であり、ハウジングの壁を介する伝熱で駆動回路を冷却する従来技術（図１０及び図１１）に比べ、熱交換効率を高くすることができる。

また、ハウジング近傍の外部配管の管径を増加させたり、断面形状を扁平に変えたり、あるいは、外部配管を蛇行させることによって、駆動回路部４０との密着面積を増加させることも、熱交換効率を高めることに効果がある。

なお、このような構成では、冷媒ガスが駆動回路に直接接触しないため、絶縁手段４０ａは、必ずしも必要ではないが、外部からの水分との接触の可能性を考慮して、何らかの絶縁手段を備えることが望ましい。

また、駆動回路部４０が冷媒ガスの流過方向に沿って取り付けられており、ガス通路８１における流路抵抗の増加を最小限にすることができる。

一方、三相交流線から出る電磁ノイズについては、上述の構成のみでは、シールドすることができないが、三相交流線をシールド線とする、あるいは三相交流線を含み駆動回路部を金属製のメッシュ等で囲むなど、電磁ノイズの発生部位に対して電磁シールド手段を設けることで、外部への漏洩を防止することができる。この場合でも、駆動回路部４０が電動圧縮機に隣接しているため、三相交流線自身が非常に短いため、シールド線にすることによる重量増加はわずかである。

なお、以上いずれの実施形態においても、駆動回路４ａには、インバータと、制御回路と、平滑コンデンサとを備えたものとして記載されているが、本発明の目的とするところは、多量に発熱するインバータと、インバータと電動モータとを接続する三相交流線に起因する問題を解決することである。このため、駆動回路４ａは、平滑コンデンサ、あるいは平滑コンデンサと制御回路を備えていない場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態を示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す断面矢視図である。 図１の駆動回路部４０を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態の第１の変形例を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第３の変形例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−Ｂを示す部分断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す縦断面図である。 従来技術を示す電動圧縮機の縦断面図である。 従来技術を示すシステム構成図である。 他の従来技術を示す電動圧縮機の縦断面図である。 他の従来技術を示す電動圧縮機の縦断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ 吸入口
４ 圧縮部
５ 電動モータ
４０ 駆動回路部
４０ａ 駆動回路
４０ｂ 絶縁手段
４０ｃ 放熱手段
５１ ガス通路
５６ ガイド
６０ 分流通路
７０ 送風ファン（圧送手段）
８０ 接続ポート（外部開口）
８１ ガス通路（外部配管）

Claims (5)

1. ハウジング内に、ガスを圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動する電動モータとを備え、
   前記ハウジング内に前記ガスが前記圧縮部側へと流れるガス通路を有するとともに、前記ハウジングに接続されて、該ハウジングへと前記ガスを流通させる外部配管を有する電動圧縮機において、
   前記電動モータを作動させる駆動回路部が前記ハウジングに内蔵され、前記駆動回路部の少なくとも一部が、前記電動モータの外周に設けられた前記ガス通路に配設され、
   前記電動モータを作動させる駆動回路部を、前記外部配管の前記ハウジング近傍に配設したことを特徴とする電動圧縮機。
2. ハウジング内に、ガスを圧縮する圧縮部と、該圧縮部を駆動する電動モータとを備え、
   前記ハウジング内に前記ガスが前記圧縮部側へと流れるガス通路を有する電動圧縮機において、
   前記ハウジングの外部に設けられ吸入されたガスの一部を前記圧縮部側に導く分流通路を備え、該分流通路の壁部に前記電動モータを作動させる駆動回路部を設けたことを特徴とする電動圧縮機。
3. 前記ハウジングに接続されて、該ハウジングへと前記ガスを流通させる外部配管を有する電動圧縮機において、
   前記電動モータを作動させる駆動回路部を、前記外部配管の前記ハウジング近傍に配設したことを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記駆動回路部は、駆動回路をガスに対して絶縁する絶縁手段と、前記駆動回路が有する熱を放熱する放熱手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電動圧縮機。
5. 前記絶縁手段は、前記駆動回路を被覆する樹脂モールドとされ、前記放熱手段は、前記絶縁手段から突出してなることを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機。

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