(57)【要約】【課題】潤滑性を確実に向上することのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】主軸ホルダ１１Ｂに、モータ部２０側と旋回スクロール３２側とを貫通する冷媒流入路４０Ａを形成し、冷媒流入路４０Ａの吹出口４０ｂから吹出す冷媒が、ドライブベアリング３６に向けて吹き付けられるようにした。これにより、冷媒に含まれる潤滑油により、ドライブベアリング３６を確実に潤滑する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻を形成するハウジングの内部に、冷媒を圧縮するスクロール式の圧縮部と、前記圧縮部を駆動するためのモータとを備えた電動圧縮機であって、
前記モータの主軸は、前記ハウジングに設けられた主軸ホルダに回転自在に支持され、
前記圧縮部は、前記主軸に対して偏心し、ベアリングを介して回転自在に設けられた旋回スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、を備え、
前記主軸ホルダに、前記ハウジングの外部から導入されて前記モータを冷却した冷媒を、前記ベアリングに吹き付ける第一の冷媒流路と、前記ベアリングに吹き付けられた前記冷媒を前記圧縮部に送り込む第二の冷媒流路とが形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記第一の冷媒流路と、前記第二の冷媒流路とが、前記主軸ホルダの周方向において同一角度に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記第一の冷媒流路と、前記第二の冷媒流路とが、前記主軸ホルダの周方向において互いに異なる角度に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記第一の冷媒流路が、前記主軸ホルダの中心からの放射方向に対し、一定角度傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記主軸ホルダに、前記モータを冷却した前記冷媒を、前記ベアリングを経ずに前記圧縮部に直接送りこむ第三の冷媒流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項６】
前記第一の冷媒流路が、上流側から下流側に向けて、その断面積が拡大または縮小することを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の空気調和機を構成する電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載用空気調和機を構成する圧縮機を、従前からのエンジンによって駆動するのではなく、モータによって駆動する電動圧縮機が用いられつつある。電動圧縮機は、圧縮部と、圧縮部を駆動するためのモータ部と、がハウジング内に収められている。
【０００３】
図６に示すように、このような電動圧縮機１においては、ハウジング２内に吸入された冷媒は、モータ部３を冷却した後、冷媒流路４を通って、圧縮部５へと導かれる。圧縮部５において、旋回スクロール５Ａと固定スクロール５Ｂとの間に形成された圧縮室へ前記の冷媒は導かれ、固定スクロール５Ｂに対する旋回スクロール５Ａの公転により、圧縮室内の冷媒が圧縮され、ハウジング２に形成された吐出ポートから外部に吐出される。
【０００４】
ここで、旋回スクロール５Ａは、モータ部３によって回転駆動される主軸６に対し、主軸６の回転中心から所定寸法だけオフセットして回転自在（すなわち公転自在）に支持されている。そして、主軸６と旋回スクロール５Ａの間には、主軸６に対し旋回スクロール５Ａを公転自在に支持するためのドライブベアリング７が介在している。
このドライブベアリング７は、主軸６と旋回スクロール５Ａとの相対回転により発熱する。そこで、ドライブベアリング７の給油不足を避けるため、潤滑剤を含んだ冷媒を、ドライブベアリング７の部分に供給することが従来より行われている。
【０００５】
潤滑剤を含んだ冷媒のドライブベアリング７への供給は、例えば、主軸６を回転自在に保持する主軸保持部材８に形成された冷媒流路４に、圧縮部５に連通するドライブベアリング７の近傍の空間に連通する冷媒供給路９を形成することで行われている。
また、ハウジング２内の油溜まりに溜まった冷媒を、ドライブベアリング７の近傍の空間に供給する手法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の手法は、いずれも、ドライブベアリング７の近傍の空間への冷媒供給は、強制的なものではない。主軸６およびドライブベアリング７が相対的に回転し、ドライブベアリング７が発熱すると、ドライブベアリング７の周囲に温度勾配が生じる。また、ドライブベアリング７の発熱により周囲の冷媒が加熱されて膨張し、冷媒の圧力勾配が生じる。これら温度勾配および圧力勾配により、ドライブベアリング７の周囲とドライブベアリング７から離れた領域との間で、冷媒に流れが生じる。この流れを利用し、ドライブベアリング７の近傍への冷媒供給を自然に行うのである。
【０００８】
このような温度勾配や圧力勾配を利用した冷媒供給では、ドライブベアリング７の確実な潤滑が行えるとは限らない。特に、冷媒圧力が高圧となるＣＯ２を冷媒に用いる場合、ドライブベアリング７をはじめとする各部への負荷も大きいために、潤滑性の向上が望まれている。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、潤滑性を確実に向上することのできる電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもとになされた本発明は、外殻を形成するハウジングの内部に、冷媒を圧縮するスクロール式の圧縮部と、圧縮部を駆動するためのモータとを備えた電動圧縮機であって、モータの主軸は、ハウジングに設けられた主軸ホルダに回転自在に支持され、圧縮部は、主軸に対して偏心し、ベアリングを介して回転自在に設けられた旋回スクロールと、ハウジングに固定された固定スクロールと、を備える。そして、主軸ホルダに、ハウジン部の外部から導入されてモータを冷却した冷媒を、ベアリングに吹き付ける第一の冷媒流路と、ベアリングに吹き付けられた冷媒を圧縮部に送り込む第二の冷媒流路とが形成されていることを特徴とする。
このように、モータを冷却した冷媒を第一の冷媒流路によりベアリングに強制的に吹き付けることで、冷媒に含まれる潤滑油によりベアリングを潤滑することができる。
【００１０】
このとき、第一の冷媒流路と、第二の冷媒流路とを、主軸ホルダの周方向において同一角度に設ければ、第一の冷媒流路のベアリング側の出口と第二の冷媒流路のベアリング側の入口を近接させることができるので、圧力損失を抑えることができる。
【００１１】
また、第一の冷媒流路と、第二の冷媒流路とを、主軸ホルダの周方向において互いに異なる角度に設ければ、旋回スクロールの旋回によって生じる冷媒の流れを利用し、第一の冷媒流路から吹き出した冷媒を、ベアリングに確実に吹き付けることができる。
【００１２】
第一の冷媒流路は、主軸ホルダの中心からの放射方向に対し、一定角度傾斜して設けても良い。これにより、旋回スクロールの旋回によって生じる流れにより、第一の冷媒流路から冷媒を引き出すことができる。
【００１３】
主軸ホルダに、モータを冷却した冷媒を、ベアリングを経ずに圧縮部に直接送りこむ第三の冷媒流路を形成することもできる。冷媒循環量が多い場合に、モータを冷却した冷媒の全てを第一の冷媒流路からベアリングに吹き付けるのではなく、その一部を第三の冷媒流路により圧縮部に直接送りこむことで、圧力損失を抑えることができる。
【００１４】
第一の冷媒流路は、上流側から下流側に向けて、その断面積を拡大または縮小させてもよい。下流側に向けて断面積を拡大させれば、圧力損失を抑えることができ、下流側に向けて断面積を縮小させれば、冷媒の流速を上げることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モータを冷却した冷媒を第一の冷媒流路によりベアリングに吹き付けることで、冷媒に含まれる潤滑油によりベアリングを確実に潤滑することができる。これにより、特に、冷媒圧力が高圧となるＣＯ２を冷媒に用いる場合においても、負荷の高いベアリングの潤滑を確実に行い、電動圧縮機の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態における電動圧縮機の側断面図である。
【図２】第一の実施の形態における主軸ホルダを示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】第二の実施の形態における主軸ホルダを示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】第三の実施の形態における主軸ホルダを示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】第四の実施の形態における主軸ホルダを示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＤ−Ｄ断面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】従来の電動圧縮機の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１、図２は、本実施の形態における電動圧縮機１０の構成を示すための図である。
この図１、図２に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング１１内にモータ部２０およびスクロール式の圧縮部３０が収容されている。
【００１８】
図１に示したように、ハウジング１１のモータ部２０が設けられた側の端部に形成された冷媒導入ポート（図示無し）からハウジング１１内に冷媒が導入され、圧縮部３０が設けられた側の端部に形成された冷媒吐出ポート（図示無し）から、圧縮部３０によって圧縮された冷媒を吐出する。
【００１９】
モータ部２０は、ハウジング１１に固定された固定子２１と、固定子２１の内側で回転自在に設けられた回転子２２とを備える。回転子２２は、主軸２３の外周部に形成され、主軸２３は、その両端がハウジング１１に回転自在に支持されている。
【００２０】
圧縮部３０は、ハウジング１１に固定された固定スクロール３１と、主軸２３の回転に伴って回転する旋回スクロール３２と、を備える。
固定スクロール３１、旋回スクロール３２は、それぞれ円板状のベース３１ａ、３２ａの一面側に、渦巻状のスクロール壁３１ｂ、３２ｂが立設されている。これら固定スクロール３１と旋回スクロール３２は、スクロール壁３１ｂ、３２ｂを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁３１ｂ、３２ｂ間に圧縮室を形成している。
【００２１】
このような電動圧縮機１０の外殻を形成するハウジング１１は、モータ部２０および主軸２３を収容するハウジング本体１１Ａと、主軸２３および旋回スクロール３２を回転自在に保持する主軸ホルダ１１Ｂと、固定スクロール３１を収容するスクロールハウジング１１Ｃとから構成されている。これらハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃは、それぞれ外周側に張り出したフランジ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃにおいて、ボルトやノックピン１５により一体に締結されている。
【００２２】
主軸ホルダ１１Ｂは、両面側が、ハウジング本体１１Ａおよびスクロールハウジング１１Ｃの内周部に挿入され、中間部のフランジ部１４Ｂが、ハウジング本体１１Ａのフランジ部１４Ａとスクロールハウジング１１Ｃのフランジ部１４Ｃとの間に挟み込まれる。
主軸ホルダ１１Ｂの中央部には、貫通孔４１が形成されている。主軸２３は、貫通孔４１に対し、ベアリング３４を介して回転自在に保持されている。
主軸２３の先端部には、主軸２３の中心軸から予め定められた寸法だけ偏心した位置に、ボス３５が突出形成されている。このボス３５に、ドライブベアリング３６を介し、旋回スクロール３２が回転自在に保持されている。これにより、旋回スクロール３２は、主軸２３の中心に対し、予め定められた寸法だけ偏心して設けられている。モータ部２０により主軸２３がその軸線周りに回転すると、旋回スクロール３２は、主軸２３の中心に対し、偏心した寸法を半径とした回転（公転）を行う。
【００２３】
旋回スクロール３２のベース３２ａにおいて、主軸ホルダ１１Ｂに対向する側の中心部には、円柱状の凸部３７が形成されている。凸部３７には、前記のボス３５およびドライブベアリング３６を収容する凹部３７ａが形成されている。
主軸ホルダ１１Ｂにおいて、旋回スクロール３２に対向する側には、旋回スクロール３２の凸部３７を収容する凹部３８が形成されている。ここで、ボス３５およびドライブベアリング３６を介して主軸２３に支持された旋回スクロール３２の凸部３７と、主軸ホルダ１１Ｂの凹部３８との間には、空間Ｓが形成されている。
【００２４】
図１、図２に示すように、主軸ホルダ１１Ｂには、モータ部２０側と旋回スクロール３２側とを貫通する複数（図２の例では４箇所）の冷媒流入路（第一の冷媒流路）４０Ａが放射状に配置されて形成されている。冷媒は、モータ部２０側から旋回スクロール３２側へと冷媒流入路４０Ａを通って流れる。各冷媒流入路４０Ａは、旋回スクロール３２側の吹出口４０ｂが、凹部３８の内周面に臨んで形成されている。また、各冷媒流入路４０Ａのモータ部２０側の吸込口４０ａは、吹出口４０ｂよりも外周側に位置している。そして、各冷媒流入路４０Ａは、主軸ホルダ１１Ｂの径方向に連続して形成されている。これにより、冷媒流入路４０Ａの吹出口４０ｂから吹出す冷媒は、凹部３８内の中心部に位置するドライブベアリング３６に向けて吹き付けられる。
また、主軸ホルダ１１Ｂには、凹部３８の内周縁部から主軸ホルダ１１Ｂの外周部へと延びる複数の冷媒流出路（第二の冷媒流路）５０が放射状に配置されている。各冷媒流出路５０は、主軸ホルダ１１Ｂの径方向（主軸ホルダ１１Ｂの中心に対して放射方向）に連続して形成されている。主軸ホルダ１１Ｂと旋回スクロール３２との間には、円板状のスラストプレート３９が設けられている。各冷媒流出路５０は、主軸ホルダ１１Ｂの表面に溝状に形成されており、凹部３８の内周面に臨む吸込口５０ａと、主軸ホルダ１１Ｂの外周部の吹出口５０ｂとを除いた部分がスラストプレート３９により覆われている。
【００２５】
本実施の形態において、主軸ホルダ１１Ｂに放射状に配置された複数の冷媒流入路４０Ａと冷媒流出路５０とは、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において、同一角度に設けられている。
【００２６】
このような電動圧縮機１０においては、冷媒導入ポート（図示無し）からハウジング１１内に導入された冷媒は、モータ部２０を冷却した後、冷媒流入路４０Ａを通り、凹部３８の内周面に形成された吹出口４０ｂから凹部３８内に吹き出す。すると、凹部３８内に位置するドライブベアリング３６に冷媒が吹き付けられ、ドライブベアリング３６が冷却される。ドライブベアリング３６に吹き付けられた冷媒は、冷媒流出路５０を経て、吹出口５０ｂから、圧縮部３０の旋回スクロール３２と固定スクロール３１との間に形成された圧縮室へと供給される。そして、圧縮部３０で圧縮された冷媒は固定スクロール３１に設けられたリード弁３１ｒを押し開き、冷媒吐出ポート（図示無し）から吐出される。
【００２７】
上述したように、電動圧縮機１０においては、冷媒流入路４０Ａにより、ドライブベアリング３６へと冷媒が強制的に吹き付けられるので、冷媒に含まれる潤滑油により、ドライブベアリング３６を確実に潤滑することができる。これにより、冷媒圧力が高圧となるＣＯ２を冷媒に用いる場合において、負荷の高いドライブベアリング３６の潤滑を確実に行い、電動圧縮機１０の信頼性を向上することができる。
【００２８】
また、冷媒流入路４０Ａと冷媒流出路５０とが主軸ホルダ１１Ｂの周方向において同一角度に設けられ、冷媒流入路４０Ａの吹出口４０ｂと冷媒流出路５０の吸込口５０ａとが互いに近接しているため、冷媒流路全体としての圧力損失を抑えることが可能である。
【００２９】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明に係る第二の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第一の実施の形態と異なる点を中心として説明を行い、第一の実施の形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態の電動圧縮機１０においては、主軸ホルダ１１Ｂに形成された冷媒流入路（第一の冷媒流路）４０Ｂが、冷媒流出路５０に対し、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において、一定の角度、例えば４５°異なる位置に形成されている。本実施の形態と前記第一の実施の形態との相違は、冷媒流入路４０Ｂの配置のみであり、他の構成は全て共通する。
【００３０】
上述したような構成によれば、上記第一の実施の形態と同様、冷媒流入路４０Ｂにより、ドライブベアリング３６へと冷媒が強制的に吹き付けられるので、冷媒に含まれる潤滑油により、ドライブベアリング３６を確実に潤滑することができ、電動圧縮機１０の信頼性を向上することができる。
さらに、冷媒流入路４０Ｂと冷媒流出路５０は、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において一定の角度異なる位置に形成されている。凹部３８内においては、旋回スクロール３２の回転（公転）により、空間Ｓ（図１参照）で旋回する流れが生じる。そこで、冷媒流入路４０Ｂと冷媒流出路５０とを主軸ホルダ１１Ｂの周方向にずらして形成することで、冷媒流入路４０Ｂから空間Ｓ（図１参照）内に供給した冷媒を、冷媒流出路５０から効率よく流出させることが可能となる。
【００３１】
なお、上記第二の実施の形態において、冷媒流入路４０Ｂと冷媒流出路５０とを、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において一定の角度異なる位置に設けるようにしたが、その角度は、旋回スクロール３２の回転数等に応じて適宜変更しても良い。
【００３２】
〔第三の実施の形態〕
次に、本発明に係る第三の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第一の実施の形態と異なる点を中心として説明を行い、第一の実施の形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、本実施の形態の電動圧縮機１０においては、主軸ホルダ１１Ｂに形成された冷媒流入路（第一の冷媒流路）４０Ｃが、冷媒流出路５０に対し、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において、一定の角度、例えば４５°異なる位置に形成されている。さらに、各冷媒流入路４０Ｃは、吸込口４０ａと吹出口４０ｂとを結ぶ方向が、主軸ホルダ１１Ｂの径方向（主軸ホルダ１１Ｂの中心から放射方向）に対し、一定角度θだけ傾斜して形成されている。本実施の形態と前記第一の実施の形態との相違は、冷媒流入路４０Ｃの配置のみであり、他の構成は全て共通する。
【００３３】
上述したような構成によれば、上記第一の実施の形態と同様、冷媒流入路４０Ｃにより、ドライブベアリング３６へと冷媒が強制的に吹き付けられるので、冷媒に含まれる潤滑油により、ドライブベアリング３６を確実に潤滑することができ、電動圧縮機１０の信頼性を向上することができる。
さらに、冷媒流入路４０Ｃは、主軸ホルダ１１Ｂの径方向に対し、一定角度θだけ傾斜して形成されている。空間Ｓ（図１参照）内においては、旋回スクロール３２の回転（公転）により、空間Ｓ（図１参照）で旋回する流れが生じる。そこで、冷媒流入路４０Ｃを、主軸ホルダ１１Ｂの径方向に対して旋回スクロール３２の回転方向に応じた方向に傾斜させることで、圧力損失が小さくなり、旋回スクロール３２の回転によって生じる空間Ｓ（図１参照）内で旋回する流れにより、冷媒流入路４０Ｃから冷媒を効率よく流入させることができる。これによって冷媒に含まれる潤滑油による潤滑性を向上させることができる。
【００３４】
なお、上記第三の実施の形態において、冷媒流入路４０Ｃと冷媒流出路５０とを、主軸ホルダ１１Ｂの周方向において一定の角度異なる位置に設けるようにしたが、その角度は、旋回スクロール３２の回転数等に応じて適宜変更しても良いし、上記第一の実施の形態と同様、同一角度に配置しても良い。
【００３５】
〔第四の実施の形態〕
次に、本発明に係る第四の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第二の実施の形態と異なる点を中心として説明を行い、第二の実施の形態と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態の電動圧縮機１０においては、主軸ホルダ１１Ｂに、冷媒流入路４０Ｂ、冷媒流出路５０に加え、ドライブベアリング３６が収容された空間Ｓ（図１参照）を通らず、主軸ホルダ１１Ｂのモータ部２０側から旋回スクロール３２側へとダイレクトに連通する冷媒流路（第三の冷媒流路）６０が設けられている。冷媒流路６０は、旋回スクロール３２側の端部６０ｂが、冷媒流出路５０に臨んで形成されている。本実施の形態と前記第一の実施の形態との相違は、冷媒流路６０を設けたのみであり、他の構成は全て共通する。
【００３６】
上述したような構成によれば、上記第一の実施の形態と同様、冷媒流入路４０Ｂにより、ドライブベアリング３６へと冷媒が強制的に吹き付けられるので、冷媒に含まれる潤滑油により、ドライブベアリング３６を確実に潤滑することができ、電動圧縮機１０の信頼性を向上することができる。
また、冷媒の一部は、冷媒流入路４０Ｂを通らず、冷媒流路６０を通って冷媒流出路５０から直接圧縮部３０へと供給される。このような構成は、特にＣＯ２冷媒に比較して冷媒循環量の多くなるＲ１３４ａ冷媒等を用いる場合に有効であり、ドライブベアリング３６の十分な潤滑性を確保しつつ、冷媒の流路全体としての圧力損失を抑えることができる。
【００３７】
なお、上記第四の実施の形態は、第一、第三の実施の形態と組み合わせることも可能である。
【００３８】
さらに、上記第一〜第四の実施の形態において、冷媒流入路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、吸込口４０ａから吹出口４０ｂまで、その断面積を一定としたが、吸込口４０ａ側の断面積を、吹出口４０ｂ側の断面積よりも大きくした、全体としてテーパ状の構成としても良い。この場合、冷媒流入路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ内における冷媒の流速を高めることができ、ドライブベアリング３６に冷媒を確実に吹き付けることができる。
また逆に、冷媒流入路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを、吸込口４０ａ側の断面積を、吹出口４０ｂ側の断面積よりも小さくした、全体としてテーパ状の構成としても良い。この場合、冷媒流入路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの圧力損失を抑えることができる。
【００３９】
これ以外にも、冷媒流入路４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの断面積と、冷媒流出路５０との断面積を異ならせることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１１Ａ…ハウジング本体、１１Ｂ…主軸ホルダ、１１Ｃ…スクロールハウジング、２０…モータ部、２３…主軸、３０…圧縮部、３１…固定スクロール、３２…旋回スクロール、３６…ドライブベアリング、３８…凹部、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ…冷媒流入路（第一の冷媒流路）、４０ａ…吸込口、４０ｂ…吹出口、５０…冷媒流出路（第二の冷媒流路）、５０ａ…吸込口、５０ｂ…吹出口、６０…冷媒流路（第三の冷媒流路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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