JP5589975B2 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮部、電動駆動部及び駆動制御部とを備えるベーン型圧縮機に関する。

この種のベーン型圧縮機（以下、圧縮機）は、楕円状の内壁形状のシリンダ室が形成されたシリンダブロックと、シリンダ室内に回転可能に支持され駆動手段からの駆動力を受けて回転するコンプレッサロータと、コンプレッサロータの外周から内部に向けて形成された複数箇所のベーン溝内にそれぞれ収納された複数枚のベーンとを備えている。そして、コンプレッサロータの回転時にベーン溝内に収納されたベーンの背後の各背圧空間に発生する背圧でベーンが突出し、ベーンの先端部がシリンダ室の内壁に摺動しつつベーン溝内を出没する。

このような圧縮機の通常の運転時には、背圧空間内に圧縮された冷媒によって中間圧となるため、ベーンがベーン溝から突出し先端部がシリンダ室の内壁に摺動しており、背圧空間の体積は略一定に保たれている。

一方、圧縮機を停止した後には、圧縮機内の圧力は均一となりベーン溝からベーンを突出させるために必要な背圧力がベーンに作用しなくなる。このため、圧縮機が停止した状態が続くと、ベーンの先端部が鉛直方向の上方を向いているベーンは、ベーンの自重によりベーン溝内の冷媒や油をベーン溝の内壁とベーンとのクリアランス部分を通じて押し出しながらベーン溝に落下してくる。従って、圧縮機の停止した状態が続くと背圧空間体積は次第に小さくなっていく。

このような状態で圧縮機を再び起動すると、コンプレッサロータの回転による遠心力でベーン溝内からベーンが突出しようとするが、背圧空間の体積が小さくなっているため背圧空間が負圧となりベーンがベーン溝内から突出しにくい。また、ベーン溝内壁とベーンとのクリアランス部分から冷媒や油が背圧空間へ入り込む量が少ないので、コンプレッサロータの回転による遠心力でベーン溝からベーンを突出させようとする力が働いてもこれに追従できず、背圧空間が負圧状態のままとなってしまう。このため、ベーンの先端がシリンダ室の内壁面まで突出しきらず、ベーンとシリンダ室の内壁とが離間と衝突を繰り返すことによる騒音（以下、チャタリング）が生じるという課題があった。

そこで、特許文献１にはチャタリングを防止する圧縮機が記載されている。この圧縮機では、ベーン溝の底部にピンを支持させるための支持板が設けられ、この支持板にピンを挿入してカシメることにより、ピンが支持板に固定されている。このピンの周面にはベーンを外周方向へ押圧するばねが配置されており、常時ベーンをベーン溝から突出方向へ付勢している。これにより、圧縮機の停止状態でもベーンがベーン溝内に落下することがなく、起動時にはばねの付勢力でベーンがベーン溝から突出してその先端部分がシリンダ室の内壁を摺動するので、チャタリングを防止することができる。

実公平８−５３８号公報

しかしながら、上述した従来の圧縮機では、チャタリングを防止することができるものの、別部材であるコイルばねを用いなければならず、コイルばねを用いることにより組み付け工数が増え、製造コストが高くなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、製造コストの低減を図りつつ、チャタリングを防止することができるベーン型圧縮機の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、楕円状の内壁形状のシリンダ室が形成されたシリンダブロックと、前記シリンダ室内に回転可能に支持されるとともに内部に向けて複数箇所にベーン溝が形成されるコンプレッサロータと、前記ベーン溝にそれぞれ収納されるベーンとを備える圧縮部と、ステータコイルへの通電により磁力を発生させるモータステータと、ロータ磁石を有するとともに前記モータステータから発生した磁力で回転するモータロータとを備える電動駆動部と、前記ステータコイルへ通電するとともに前記電動駆動部の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記コンプレッサロータの回転時に前記ベーン溝内に位置する前記ベーンの背後の各背圧空間に発生する背圧で前記ベーンが突出して前記ベーンの先端部がシリンダ室の内壁に摺動しつつベーン溝内を出没するベーン型圧縮機であって、前記駆動制御部は、前記電動駆動部の停止時に、前記圧縮機の運転時における前記各背圧空間の体積の総和と前記圧縮機の停止時における前記各背圧空間の体積の総和との差が小さくなる前記コンプレッサロータの回転位置で、ロータ磁石と引き合う磁力が発生するように前記ロータ磁石の磁極に対向する前記ステータコイルへ通電するモータ停止制御回路を備えることを要旨とする。

かかる特徴によれば、モータ停止制御回路は、圧縮機の運転時における各背圧空間の体積の総和と圧縮機の停止時における各背圧空間の体積の総和との差が小さくなるコンプレッサロータの回転位置で、ロータ磁石と引き合う磁力が発生するようにロータ磁石の磁極に対向するステータコイルへ通電する。これにより、ベーンの先端部が鉛直方向の上方を向いているベーンをベーン溝内に落下させることなく、コンプレッサロータを停止させることができる。この結果、ベーンとシリンダ室の内壁とが離間と衝突を繰り返すことによる騒音（以下、チャタリング）を防止することができる。

また、上記の構成によりコンプレッサロータを停止させることができるため、コンプレッサロータの停止位置を検出するセンサー等を必要とせずに、かつ従来のようなコイルばねも必要がない。このため、別部材を用いることによる組付工数の増大を抑制でき、製造コストの低減をも図ることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記電動駆動部の停止状態で、前記圧縮機の運転時における前記各背圧空間の体積の総和と前記圧縮機の停止時における前記各背圧空間の体積の総和との差が小さくなる前記コンプレッサロータの回転位置が、前記ベーンが前記シリンダ室の内壁に接した位置であり、前記ベーンが前記シリンダ室の内壁に接した位置と前記ロータ磁石の磁極の中心位置とが一致するように、前記モータロータと前記コンプレッサロータとが連結固定されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、ベーンがシリンダ室の内壁に接した位置とロータ磁石の磁極の中心位置とが一致するように、モータロータとコンプレッサロータとが連結固定されている。これにより、ベーンの先端がシリンダ室の内壁に確実に接することで、ベーンの先端部が鉛直方向の上方を向いているベーンがベーン溝内に落下することをより確実に防止できる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記ステータコイルは、周方向に等間隔に配置され、直流電流（Ｉｕ）が通電されてＮ極又はＳ極の一方の磁力を発生させる３個の第１のコイル（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、前記第１のコイル間に周方向で等間隔に配置され、直流電流（Ｉｖ）が通電されてＮ極又はＳ極の他方の磁力を発生させる３個の第２のコイル（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）と、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で周方向に等間隔に配置され、直流電流（Ｉｗ）が通電されて前記第２のコイルと同様のＮ極又はＳ極の磁力を発生させる３個の第３のコイル（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）とによって構成され、前記モータ停止制御回路は、前記電動駆動部の停止時において、前記直流電流（Ｉｖ）と前記直流電流（Ｉｗ）とが等しくなるように、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第３のコイルへ通電することを要旨とする。

かかる特徴によれば、ステータコイルは、第１のコイル、第２のコイル及び第３のコイルによって構成され、モータ停止制御回路は、電動駆動部の停止時において、直流電流（Ｉｖ）と直流電流（Ｉｗ）とが等しくなるように、第１のコイル、第２のコイル及び第３のコイルへ通電する。これにより、ステータコイルが３のそれぞれのコイルから構成される場合において特に有効となり、製造コストの低減を図りつつ、チャタリングを防止することができる。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記モータ停止制御回路は、前記電動駆動部の停止から所定の時間、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第３のコイルへ通電することを要旨とする。

かかる特徴によれば、モータ停止制御回路は、電動駆動部の停止から所定の時間、第１のコイル、第２のコイル及び第３のコイルへ通電する。これにより、ベーン型圧縮機（シリンダ室）内の圧力差（高圧と低圧との差）によってモータロータの回転方向が逆回転してしまうことを防止できる。つまり、所定の時間経過するまでモータロータが回転し、ベーン型圧縮機内が均圧となった際にコンプレッサロータを停止させることができる。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第４の特徴に係り、前記シリンダ室は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、シリンダ室は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設される。これにより、ベーンの先端がシリンダ室の内壁に接し易くなり、ベーンがベーン溝内に落下することを確実に防止できる。また、ベーン型圧縮機の運転時における各背圧空間の体積の総和と、ベーン型圧縮機の停止時における各背圧空間の体積の総和との差がより小さくなる。このため、ベーンがシリンダ室の内壁に接したベーン位置と、ロータ磁石の磁極の中心位置とが一致した状態でモータロータを確実に停止させることができる。

本発明の特徴によれば、製造コストを抑制しつつ、チャタリングを防止することができるベーン型圧縮機を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るベーン型圧縮機１を示す縦断面図である。 図２は、本実施形態に係る圧縮部１０及び電動モータ２０を示す模式図である。 図３は、本実施形態に係る圧縮部１０のみを示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る背圧空間１８の体積変化を示すグラフである。 図５は、本実施形態に係る電動モータ２０のみを示す模式図である。 図６は、本実施形態に係るインバーター３０を示すブロック図である。 図７は、本実施形態に係るモータ停止制御回路３３を示す構成図である。 図８は、インバーター３０のモータ停止制御を示すフロー図である。

次に、本発明に係るベーン型圧縮機の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）ベーン型圧縮機１の構成、（２）圧縮部１０の詳細、（３）電動モータ２０の詳細、（４）インバーター３０の詳細、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

本発明に係るベーン型圧縮機１は、冷媒を圧縮する圧縮部１０と、圧縮部１０に組み付けられる電動モータ２０（電動駆動部）と、熱負荷変化に応じて電動モータ２０の回転数を制御するインバーター３０（駆動制御部）とを備えている。

圧縮部１０は、楕円状の内壁形状のシリンダ室１５が形成されたシリンダブロック１１と、シリンダ室１５内に回転可能に支持されるとともに内部に向けて複数箇所にベーン溝１７が形成されるコンプレッサロータ１３と、ベーン溝１７にそれぞれ収納されるベーン１４とを備える。また、電動モータ２０は、ステータコイル２１への通電により磁力を発生させるモータステータ２１Ａと、ロータ磁石２５を有するとともにモータステータから発生した磁力で回転するモータロータ２２とを備える。また、インバーター３０は、ステータコイル２１へ通電するとともに電動モータ２０の駆動を制御する。このようなベーン型圧縮機１では、コンプレッサロータ１３の回転時にベーン溝１７内に位置するベーン１４の背後の各背圧空間１８に発生する背圧でベーン１４が突出してベーン１４の先端部１４ａがシリンダ室１５の内壁面１５Ａに摺動しつつベーン溝１７内を出没するように形成されている。

（１）ベーン型圧縮機１の構成
以下において、本実施形態に係るベーン型圧縮機１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るベーン型圧縮機１を示す縦断面図である。

図１に示すように、ベーン型圧縮機１は、円筒状のハウジング５０を備えている。このハウジング５０は、インバーター３０を収容するフロントハウジング５０Ｆと、圧縮部１０を収容するミドルハウジング５０Ｍと、電動モータ２０を収容するリアハウジング５０Ｒとによって構成される。これらのフロントハウジング５０Ｆ、ミドルハウジング５０Ｍ及びリアハウジング５０Ｒはボルト等により互いに結合されることによって、ハウジング５０の内部に密閉された空間が形成される。

圧縮部１０は、円筒状のシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の両側に設けられた一対のサイドブロック１２，１２と、ベーン溝１７が形成されるコンプレッサロータ１３と、ベーン溝に収容される複数枚のベーン１４とによって大略構成される。

電動モータ２０は、リアハウジング５０Ｒの内周面に沿って複数配置されるステータコイル２１への通電により磁力を発生させせるモータステータ２１Ａと、モータステータ２１Ａから発生した磁力で回転するモータロータ２２と、モータロータ２２の中心に固定され回転する回転軸２３とによって大略構成される。

モータロータ２２は、回転軸２３上に圧入固定される。この回転軸２３の両端は、ベアリング２４ａ、２４ｂによってリアハウジング５０Ｒと、電動モータ２０とサイドブロック１２の間に配置される仕切壁１９とに回転自在に支持されている。また、回転軸２３にコンプレッサロータ１３を支持するロータ軸１６が連結され、電動モータ２０の回転駆動力が回転軸２３からロータ軸１６を介してコンプレッサロータ１３に伝達されて、コンプレッサロータ１３が回転する。

なお、本実施形態の電動モータ２０は、モータロータ２２の回転角度を検出することができる、いわゆるセンサー付きの電動モータであって、センサー（不図示）によってモータロータ２２の回転角度が検出され、この検出結果がインバーター３０に伝達される。なお、回転角度を検出するセンサーとしては、例えば、モータロータ２２に組み付けられた磁石の位置を検出してモータロータ２２の回転角度を検出する等が挙げられる。

ここで、回転軸２３は、コンプレッサロータ１３の回転停止位置を所定位置、すなわち、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８（圧力溝１７ｃ）の体積の総和と、ベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差が小さくなる回転位置に停止される。なお、背圧空間１８の体積変化については、後述する
インバーター３０は、フロントハウジング５０Ｆに収容された駆動回路部によって構成されている。このインバーター３０は、モータロータ２２の回転角度の検出結果に基づいて、電動モータ２０のステータコイル２１への通電を制御する。このインバーター３０には、モータ停止制御回路３３が設けられ、このモータ停止制御回路３３は、モータロータ２２の回転角度の検出結果に基づいて回転軸２３を所定の回転角度で停止させるように制御する。

（２）圧縮部１０の詳細
次に、上述した圧縮部１０の詳細について、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、図２は、本実施形態に係る圧縮部１０及び電動モータ２０を示す模式図である。図３は、本実施形態に係る圧縮部１０のみを示す模式図である。

（２．１）圧縮部１０の構成
図１〜図３に示すように、圧縮部１０のシリンダブロック１１には、内周が滑らかな楕円形状の内壁面１５Ａを有したシリンダ室１５が内部に形成されており、このシリンダ室１５は、一対のサイドブロック１２，１２によって両側が覆われている。また、シリンダ室１５は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設されている。このシリンダ室１５内の中心部にコンプレッサロータ１３が配置されている。

シリンダ室１５内には、電動モータ２０の回転軸２３に連結されたロータ軸１６が貫通しており、このロータ軸１６にコンプレッサロータ１３が支持されている。そして、電動モータ２０の回転駆動力によりロータ軸１６が回転することでコンプレッサロータ１３がシリンダ室１５内で回転する。

コンプレッサロータ１３は、ロータ軸１６に固定されている。図３に示すように、コンプレッサロータ１３には、円柱状で外周から内部に向けて延在する３個のベーン溝１７が周方向に等間隔で形成されている。ベーン溝１７は、板状のベーン１４が出没可能に収容されるベーン可動溝１７ｂと、ベーン可動溝１７ｂに連通すると共に一対のサイドブロック１２，１２の冷媒通路と連通する断面円形の圧力溝１７ｃとによって構成されている。これらのベーン可動溝１７ｂと圧力溝１７ｃは、コンプレッサロータ１３の軸方向に沿って形成されている。また、ベーン溝１７の底部１７ａとベーン１４の背後である後端部１４ｂとの間が、冷媒と共に油が供給される背圧空間１８となっている。

ベーン１４は、ベーン溝１７に収容された状態でコンプレッサロータ１３の回転による遠心力と圧力溝１７ｃとベーン１４の背後のベーン可動溝１７ｂに供給された高圧の冷媒及び油による圧力によってベーン溝１７から突出し、シリンダ室１５の内壁面１５Ａと先端部１４ａとが摺動しつつ出没する。そして、ロータ軸１６を介してコンプレッサロータ１３が電動モータ２０の回転駆動力によって回転することで、シリンダ室１５の内壁面１５Ａとベーン１４との間に供給された冷媒が圧縮される。

（２．２）背圧空間１８の体積変化
次に、上述した背圧空間１８（図３参照）の体積変化、具体的には、ベーン型圧縮機１の運転時における背圧空間１８の体積変化、及び、ベーン型圧縮機１の停止時における背圧空間１８の体積変化について、図４を参照しながら説明する。

図４は、本実施形態に係る背圧空間１８の体積変化を示すグラフである。なお、図４では、図３に示すようなベーン１４が３枚の圧縮部１０における背圧空間１８の体積変化を示している。また、図４では、横軸はコンプレッサロータ１３の回転角度を示し、背圧空間１８の体積の総和（すなわち、３箇所の背圧空間１８の総和）を示す。また、図４では、曲線Ａは、ベーン型圧縮機１の運転時における背圧空間１８の体積（総和）変化を示し、曲線Ｂは、ベーン型圧縮機１の停止時における背圧空間１８の体積（総和）変化を示している。

図４に示すように、曲線Ａで示すベーン型圧縮機１の運転時では、ベーン溝１７からベーン１４が出没し、ベーン１４の先端部１４ａがシリンダ室１５の内壁面１５Ａを常に摺動している。このため、背圧空間１８の体積の総和の変化が少ないとともに、この背圧空間１８の体積の総和がコンプレッサロータ１３の回転角度に対して略一定の値を示している。

一方で、曲線Ｂで示すベーン型圧縮機１の停止状態では、シリンダ室１５内でのコンプレッサロータ１３が停止した回転角度によって背圧空間１８の体積の総和は大きく変化する。曲線Ｂにおいて点Ｑで示す回転角度（図２のベーン１４の停止位置を基準として約４０°、約１５０°、約２６０°・・・）でコンプレッサロータ１３が停止すると、ベーン１４が鉛直方向に沿って上向きの位置に停止することとなる。このため、ベーン１４が自重によってベーン溝１７内に落下し、各ベーン溝１７における背圧空間１８の体積の総和が減少する。

また、曲線Ｂにおいて点Ｐで示す回転角度（図２のベーン１４の停止位置を基準として約９０°、約２１０°、約３２０°・・・）でコンプレッサロータ１３が停止すると、ベーン１４が鉛直方向に沿って上向きの位置に停止せずに、ベーン１４が自重によってベーン溝１７内に落下する距離が少ない位置でコンプレッサロータ１３が停止される。このため、ベーン１４が自重によってベーン溝１７内に落下し難く、ベーン溝１７における背圧空間１８の体積の総和の減少が少ない。

これらの曲線Ａと曲線Ｂから、ベーン型圧縮機１の運転停止時におけるコンプレッサロータ１３の回転角度（回転位置）によって、背圧空間１８の体積の総和に大きな変化が生じていることが分かる。このため、ベーン型圧縮機１の運転停止時にコンプレッサロータ１３の停止位置を所定の角度に設定することにより、背圧空間１８の体積の総和の減少を抑制できる。

従って、本実施形態では、曲線Ａで示す背圧空間１８の体積の総和と曲線Ｂで示す背圧空間１８の体積の総和との差とが小さくなる回転角度にコンプレッサロータ１３を停止させるように、インバーター３０（モータ駆動回路３２）が電動モータ２０の回転角度を制御している。

（３）電動モータ２０の詳細
次に、上述した電動モータ２０の詳細について、図２及び図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る電動モータ２０のみを示す模式図である。

（３．１）ステータコイル２１
図２及び図５に示すように、電動モータ２０のステータコイル２１は、３個の第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、３個の第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３と、３個の第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３とによって構成されている。

第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、周方向に等間隔に配置され、直流電流Ｉｕ（図７参照）が通電されてＮ極又はＳ極の一方の磁力（図面では、Ｎ極）を発生させる。

第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３間に周方向で等間隔に配置され、直流電流Ｉｖ（図７参照）が通電されてＮ極又はＳ極の他方の磁力（図面では、Ｓ極）を発生させる。

第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３と第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３との間で周方向に等間隔に配置され、直流電流Ｉｗ（図７参照）が通電されて第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３と同様のＮ極又はＳ極の磁力（図面では、Ｓ極）を発生させる。

このようなステータコイル２１では、図２及び図５に示すように、第１のコイルＵ１（Ｎ極）を上側中心位置として、Ｕ１（Ｎ極），Ｖ１（Ｓ極），Ｗ１（Ｓ極），Ｕ２（Ｎ極），Ｖ２（Ｓ極），Ｗ２（Ｓ極），Ｕ３（Ｎ極），Ｖ３（Ｓ極），Ｗ３（Ｓ極）の順に時計回りに配列されている。

（３．２）モータロータ２２
図２及び図５に示すように、モータロータ２２は、ロータ磁石２５を有している。このロータ磁石２５は、３つのＮ極と、Ｎ極間に周方向で等間隔に配置される３つのＳ極とによって構成される。本実施形態では、Ｎ極及びＳ極は、略六角形状に配置されている。

また、モータロータ２２は、電動モータ２０の停止状態で、ベーン１４がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接した位置（図３参照）と、ロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致するように、コンプレッサロータ１３に連結固定される（図２参照）。

なお、ベーン１４がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接した位置には、電動モータ２０の停止時に、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８の体積の総和と、ベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差が小さくなるコンプレッサロータ１３の回転位置（図２参照）が含まれる。

（４）インバーター３０の詳細
次に、上述したインバーター３０の詳細について、図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るインバーター３０を示すブロック図である。図７は、本実施形態に係るモータ停止制御回路３３を示す構成図である。図８は、インバーター３０のモータ停止制御を示すフロー図である。

（４．１）インバーター３０の構成
図６に示すように、インバーター３０は、電源回路部３１と、モータ駆動回路３２と、モータ停止制御回路３３とによって構成される。

電源回路部３１は、モータ駆動回路３２及びモータ停止制御回路３３に接続され、この各回路及びステータコイル２１へ通電する。モータ駆動回路３２は、ステータコイル２１へ通電し、ベーン型圧縮機１の通常の運転時において電動モータ２０の駆動を制御する。また、モータ停止制御回路３３は、ベーン型圧縮機１の通常の運転時からベーン型圧縮機１を停止する際に、電動モータ２０を制御する。

モータ停止制御回路３３は、図７に示すように、６つの制御回路３３Ａ〜３３Ｆによって構成される。また、モータ停止制御回路３３は、ロータ磁石２５の磁極に対向するステータコイル２１へ通電する。具体的には、モータ停止制御回路３３は、電動モータ２０の停止時に、シリンダ室１５の内壁面１５Ａに接した位置と一致したロータ磁石２５と引き合う磁力が発生する（図２参照）ように、ロータ磁石２５の磁極（図面ではＳ極）に対向する第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３へ通電する。

このモータ停止制御回路３３は、電動モータ２０の停止時において、直流電流Ｉｖと直流電流Ｉｗとが等しくなる（Ｉｖ＝Ｉｗ）ように、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３へ通電する。具体的には、モータ停止制御回路３３は、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３に所定量を（例えば、１０Ａ）通電すると、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３にはそれぞれ所定量／２（例えば、５Ａ）が通電されることになる。

このとき、モータ停止制御回路３３は、電動モータ２０を停止する信号が入力されると所定の時間（例えば、１０秒）、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３へ直流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを通電する。これにより、予め定められるモータロータ２２の停止位置（図２参照）でモータロータ２２が停止する。つまり、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８の体積の総和と、ベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差が小さくなる位置でモータロータ２２が停止する。すなわち、ベーン１４がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接したベーン位置と、ロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致した状態でモータロータ２２が停止する。

（４．２）インバーター３０のモータ停止制御
図８（ａ）に示すように、ステップＳ１０において、インバーター３０（モータ駆動回路３２）は、電動モータ２０の駆動を減速させる。次いで、ステップＳ２０において、インバーター３０（モータ停止制御回路３３）は、予め設定されるモータロータ２２の停止位置（すなわち、ベーン位置とロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致する位置）となるように、電動モータ２０のステータコイル２１への通電する。

具体的には、図８（ｂ）に示すように、ステップＳ２１において、モータ停止制御回路３３は、電動モータ２０の停止からインバーター３０がステータコイル２１へ通電する予め設定された停止時間（すなわち、上述した所定の時間（例えば、１０秒）に対応）のタイマをセットする。

次いで、ステップＳ２２において、モータ停止制御回路３３は、モータ駆動回路３２が電動モータ２０の駆動を制御するか否かを判断する。なお、モータ停止制御回路３３は、モータ駆動回路３２が電動モータ２０の駆動を制御する場合には、ベーン型圧縮機１の通常の運転時での電動モータ２０の駆動を制御するためにステップＳ２５の処理に移り、モータ駆動回路３２が電動モータ２０の駆動を制御しない場合には、ステップ２３の処理に移る。

次いで、ステップ２３において、モータ停止制御回路３３は、上記停止時間（所定の時間）が経過したか否かを判断する。なお、モータ停止制御回路３３は、停止時間が経過した場合には、ステップ２６の処理に移り、停止時間が経過していない場合には、停止時間が経過するまでステップ２３の処理を継続する。

次いで、ステップ２４において、コンプレッサロータ１３は、予め設定されるモータロータ２２の停止位置とロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致した状態で、モータロータ２２が停止する。

次いで、ステップ２５において、モータ停止制御回路３３は、上記停止時間がセットされていたタイマをストップさせるとともに、次回のモータ停止制御のためにタイマをクリアする。

（５）作用・効果
以上説明した本実施形態では、モータ停止制御回路３３は、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８の体積の総和とベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差が小さくなるコンプレッサロータ１３の回転位置で、ロータ磁石２５と引き合う磁力が発生するようにロータ磁石２５の磁極に対向するステータコイル２１へ通電する。これにより、ベーン１４の先端部１４ａが鉛直方向の上方を向いているベーン１４をベーン溝１７内に落下させることなく、コンプレッサロータ１３を停止させることができる。この結果、ベーン１４とシリンダ室１５の内壁面１５Ａとが離間と衝突を繰り返すことによる騒音（以下、チャタリング）を防止することができる。

また、上記の構成によりコンプレッサロータ１３を停止させることができるため、モータロータ２２の停止位置を検出するセンサー等を必要とせずに、かつ従来のようなコイルばねも必要がない。このため、別部材を用いることによる組付工数の増大を抑制でき、製造コストの低減をも図ることができる。

本実施形態では、ベーン１４がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接した位置とロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致するように、モータロータとコンプレッサロータとが連結固定されている。これにより、ベーン１４の先端がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに確実に接することで、ベーン１４の先端部１４ａが鉛直方向の上方を向いているベーン１４がベーン溝１７内に落下することをより確実に防止できる。

本実施形態では、ステータコイル２１は、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３によって構成され、モータ停止制御回路３３は、電動モータ２０の停止時において、直流電流Ｉｖと直流電流Ｉｗとが等しくなる（Ｉｖ＝Ｉｗ）ように、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３へ通電する。これにより、ステータコイル２１が３のそれぞれのコイルから構成される場合において特に有効となり、製造コストの低減を図りつつ、チャタリングを防止することができる。

本実施形態では、モータ停止制御回路３３は、電動モータ２０の停止から所定の時間、第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び第３のコイルＷ１，Ｗ２，Ｗ３へ通電する。これにより、ベーン型圧縮機１（シリンダ室１５）内の圧力差（高圧と低圧との差）によってモータロータの回転方向が逆回転してしまうことを防止できる。つまり、所定の時間経過するまでモータロータ２２が回転し、ベーン型圧縮機１内が均圧となった際にコンプレッサロータ１３を停止させることができる。

本実施形態では、シリンダ室１５は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設される。これにより、ベーン１４の先端部１４ａがシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接し易くなり、ベーン１４がベーン溝１７内に落下することを確実に防止できる。また、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８の体積の総和と、ベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差がより小さくなる。このため、ベーン１４がシリンダ室１５の内壁面１５Ａに接したベーン位置と、ロータ磁石２５の磁極の中心位置とが一致した状態でモータロータ２２を確実に停止させることができる。

（６）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、ロータ磁石２５やステータコイル２１の配置箇所については、実施形態で説明したものに限らず、ベーン型圧縮機１の運転時における各背圧空間１８の体積の総和とベーン型圧縮機１の停止時における各背圧空間１８の体積の総和との差が小さくなる位置であればよいことは勿論である。

また、ベーン１４（ベーン溝１７）は、３個であるものとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、ロータ磁石２５は、必ずしも３つのＮ極及び３つのＳ極（計６極）によって構成される必要はなく、同様に、ステータコイル２１も、必ずしも３個の第１のコイルＵ１，Ｕ２，Ｕ３、３個の第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３及び３個の第２のコイルＶ１，Ｖ２，Ｖ３（計９スロット）によって構成される必要はない。

例えば、ベーン１４（ベーン溝１７）は、５個であってもよい。この場合、ロータ磁石２５は、５つのＮ極及び５つのＳ極（計１０極）によって構成される。また、ステータコイル２１は、５つの第１のコイルと、５つの第２のコイルと、５つの第３のコイル（計１５スロット）によって構成される。

また、シリンダ室１５は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、水平となるように配設されていなくても勿論よい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…ベーン型圧縮機
１０…圧縮部
１１…シリンダブロック
１２…サイドブロック
１３…コンプレッサロータ
１４…ベーン
１５…シリンダ室
１５Ａ…内壁面
１６…ロータ軸
１７…ベーン溝
１８…背圧空間
２０…電動モータ（電動駆動部）
２１…ステータコイル
２１Ａ…モータステータ
２２…モータロータ
２５…ロータ磁石
３０…インバーター（駆動制御部）
３１…電源回路部
３２…モータ駆動回路
３３…モータ停止制御回路

Claims (5)

1. 楕円状の内壁形状のシリンダ室が形成されたシリンダブロックと、前記シリンダ室内に回転可能に支持されるとともに内部に向けて複数箇所にベーン溝が形成されるコンプレッサロータと、前記ベーン溝にそれぞれ収納されるベーンとを備える圧縮部と、
   ステータコイルへの通電により磁力を発生させるモータステータと、ロータ磁石を有するとともに前記モータステータから発生した磁力で回転するモータロータとを備える電動駆動部と、
   前記ステータコイルへ通電するとともに前記電動駆動部の駆動を制御する駆動制御部と
   を有し、
   前記コンプレッサロータの回転時に前記ベーン溝内に位置する前記ベーンの背後の各背圧空間に発生する背圧で前記ベーンが突出して前記ベーンの先端部がシリンダ室の内壁に摺動しつつベーン溝内を出没するベーン型圧縮機であって、
   前記駆動制御部は、前記電動駆動部の停止時に、前記圧縮機の運転時における前記各背圧空間の体積の総和と前記圧縮機の停止時における前記各背圧空間の体積の総和との差が小さくなる前記コンプレッサロータの回転位置で、ロータ磁石と引き合う磁力が発生するように前記ロータ磁石の磁極に対向する前記ステータコイルへ通電するモータ停止制御回路を備えることを特徴とするベーン型圧縮機。
2. 請求項１に記載のベーン型圧縮機であって、
   前記電動駆動部の停止状態で、前記圧縮機の運転時における前記各背圧空間の体積の総和と前記圧縮機の停止時における前記各背圧空間の体積の総和との差が小さくなる前記コンプレッサロータの回転位置が、前記ベーンが前記シリンダ室の内壁に接した位置であり、
   前記ベーンが前記シリンダ室の内壁に接した位置と前記ロータ磁石の磁極の中心位置とが一致するように、前記モータロータと前記コンプレッサロータとが連結固定されていることを特徴とするベーン型圧縮機。
3. 請求項１又は請求項２に記載のベーン型圧縮機であって、
   前記ステータコイルは、
   周方向に等間隔に配置され、直流電流（Ｉｕ）が通電されてＮ極又はＳ極の一方の磁力を発生させる３個の第１のコイル（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、
   前記第１のコイル間に周方向で等間隔に配置され、直流電流（Ｉｖ）が通電されてＮ極又はＳ極の他方の磁力を発生させる３個の第２のコイル（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）と、
   前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間で周方向に等間隔に配置され、直流電流（Ｉｗ）が通電されて前記第２のコイルと同様のＮ極又はＳ極の磁力を発生させる３個の第３のコイル（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）と
   によって構成され、
   前記モータ停止制御回路は、
   前記電動駆動部の停止時において、前記直流電流（Ｉｖ）と前記直流電流（Ｉｗ）とが等しくなるように、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第３のコイルへ通電することを特徴とするベーン型圧縮機。
4. 請求項３に記載のベーン型圧縮機であって、
   前記モータ停止制御回路は、前記電動駆動部の停止から所定の時間、前記第１のコイル、前記第２のコイル及び前記第３のコイルへ通電することを特徴とするベーン型圧縮機。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載のベーン型圧縮機であって、
   前記シリンダ室は、楕円長径方向が車両搭載時において水平となるように配設されることを特徴とするベーン型圧縮機。

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