(57)【要約】【課題】圧縮機構の吐出流体の熱が吸入流体に伝わるのを抑制して、圧縮機における圧縮時の体積効率を向上させる。【解決手段】流体を吸入して圧縮する圧縮機構２０がハウジング１０内に収納された圧縮機であって、ハウジング１０は、少なくとも圧縮機構２０に吸入される流体が内部を流れるモータハウジング１１と、圧縮機構２０で圧縮された流体を吐出する吐出ポート（２５）を覆うリアハウジング１２とを有して構成され、モータハウジング１１とリアハウジング１２との間には、モータハウジング１１よりも熱伝導率の低い低熱伝導率部材１０１、モータハウジング１１と低熱伝導率部材１０１との間をシールする第１ガスケット１０２、およびリアハウジング１２と低熱伝導率部材１０１との間をシールする第２ガスケット１０３よりなる断熱部材１００を介在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入して圧縮する圧縮機構（２０）がハウジング（１０）内に収納された圧縮機であって、
前記ハウジング（１０）は、少なくとも前記圧縮機構（２０）に吸入される流体が内部を流れる吸入側ハウジング（１１）と、前記圧縮機構（２０）で圧縮された流体を吐出する吐出ポート（２５）を覆う吐出側ハウジング（１２）とを有して構成され、
前記吸入側ハウジング（１１）と前記吐出側ハウジング（１２）との間には、前記吸入側ハウジング（１１）よりも熱伝導率の低い低熱伝導率部材（１０１）、前記吸入側ハウジング（１１）と前記低熱伝導率部材（１０１）との間をシールする第１ガスケット（１０２）、および前記吐出側ハウジング（１２）と前記低熱伝導率部材（１０１）との間をシールする第２ガスケット（１０３）よりなる断熱部材（１００）を介在させることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構（２０）を駆動する電動モータ（３０）を備え、
前記電動モータは、前記吸入側ハウジング（１１）内に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構（２０）は、前記ハウジング（１０）に固定された固定スクロール（２１）に対して、旋回スクロール（２２）を旋回させることにより、前記固定スクロール（２１）と前記旋回スクロール（２２）との間に形成される圧縮室（２３）にて流体を圧縮するスクロール型圧縮機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に収納された圧縮機構の作動によって流体を圧縮する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を吸入圧縮して吐出室に吐出する圧縮機構をハウジング内に収納した圧縮機において、吐出室内の吐出流体の熱が圧縮機構に吸入される吸入流体に伝わるのを抑制するために、吐出室に断熱手段を設けたものが知られている（例えば特許文献１）。この特許文献１では、ハウジング内を吸入流体が流通するため、ハウジングとは別の部材（リアプレート）で吐出室の一部を形成し、このリアプレートに断熱手段を設ける構成となっている。このリアプレートに設けられた断熱手段によって吐出室内の吐出流体の熱が吸入流体に伝わること（吐出流体の熱によって吸入流体が加熱されること）を抑制している。
【特許文献１】特開２００５−１４６９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の圧縮機では、吐出室内に熱がこもりやすくなる。そのため、吐出室内にこもった熱が、リアプレートに設けられた断熱部材以外の構成要素（圧縮機構のハウジング等）に伝わってしまい、断熱部材以外の構成要素を介して吸入流体が温度上昇する場合がある。この吸入流体の温度上昇によって、圧縮機における圧縮時の体積効率が低下するといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、圧縮機構の吐出流体の熱が吸入流体に伝わるのを抑制して、圧縮機における圧縮時の体積効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流体を吸入して圧縮する圧縮機構（２０）がハウジング（１０）内に収納された圧縮機であって、ハウジング（１０）は、少なくとも圧縮機構（２０）に吸入される流体が内部を流れる吸入側ハウジング（１１）と、圧縮機構（２０）で圧縮された流体を吐出する吐出ポート（２５）を覆う吐出側ハウジング（１２）とを有して構成され、吸入側ハウジング（１１）と吐出側ハウジング（１２）との間には、吸入側ハウジング（１１）よりも熱伝導率の低い低熱伝導率部材（１０１）、吸入側ハウジング（１１）と低熱伝導率部材（１０１）との間をシールする第１ガスケット（１０２）、および吐出側ハウジング（１２）と低熱伝導率部材（１０１）との間をシールする第２ガスケット（１０３）よりなる断熱部材（１００）を介在させることを特徴とする。
【０００６】
このように、圧縮機のハウジング（１０）を構成する吸入側ハウジング（１１）と吐出側ハウジング（１２）との間に、低熱伝導率部材（１０１）、第１、第２ガスケット（１０２、１０３）からなる断熱部材（１００）を介在させることで、吐出流体の熱が吐出側ハウジング（１２）、吸入側ハウジング（１１）を介して吸入流体に伝わるのを抑制することができる。これにより、圧縮機の圧縮時の圧縮効率を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、圧縮機構（２０）を駆動する電動モータ（３０）を備え、電動モータ（３０）は、吸入側ハウジング（１１）内に収納されていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、圧縮機構（２０）の吐出能力を容易に調整することができるとともに、圧縮機構（２０）に吸入される流体によって電動モータ（３０）を冷却することができる。
【０００９】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の発明において、圧縮機構（２０）を、ハウジング（１０）に固定された固定スクロール（２１）に対して、旋回スクロール（２２）を旋回させることにより、固定スクロール（２１）と旋回スクロール（２２）との間に形成される圧縮室（２３）にて流体を圧縮するスクロール型圧縮機構とすることができる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図１、図２に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る電動圧縮機の軸方向断面の模式図であり、図２は、図１のＡ部の部分拡大図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態では、圧縮機として、ハウジング１０内に圧縮機構２０、電動モータ３０等を備える電動圧縮機１を採用している。
【００１３】
また、圧縮機は、冷媒（流体）としてフロン系、ＨＣ系の代替フロン等を用いた亜臨界の冷凍サイクル（図示せず）に適用されるものとしている。なお、冷凍サイクルは、周知のように冷媒を吸入圧縮する圧縮機、圧縮機で圧縮された高温高圧冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する膨張弁、膨張弁で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器から構成されている。
【００１４】
電動圧縮機１のハウジング１０は、圧縮機構２０および電動モータ３０を収納する略コップ状のモータハウジング１１と、モータハウジング１１の開口側を覆う略コップ状のリアハウジング１２とで構成されている。モータハウジング１１とリアハウジング１２は、後述する断熱部材１００を介在させた状態で、ボルト１０ａ等の締結手段で連結されている。なお、両ハウジング１１、１２は、アルミニウム合金のダイカスト鋳物で製作されている。
【００１５】
モータハウジング１１内には、モータハウジング１１の前壁部１１ａ側（閉口側）に電動モータ３０が配置され、リアハウジング１２側（開口側）に圧縮機構２０が配置されている。そして、モータハウジング１１内には電動モータ３０と圧縮機構２０との間に配設された軸支部材１３、モータハウジング１１の前壁部１１ａに配設されたベアリング１４ａ、１４ｂによって回転可能に支持されたシャフト１５が設けられている。
【００１６】
まず、電動圧縮機１の電動モータ３０について説明すると、本実施形態の電動モータ３０は、インナロータ型電動モータを採用している。具体的には、電動モータ３０は、モータハウジング１１に対して固定されたステータ３１、ステータ３１内で回転するロータ３２等で構成される、ブラシレスＤＣモータを用いている。
【００１７】
ステータ３１は、ケイ素鋼板等の磁性材料からなる固定子鉄心（ヨーク）３１ａ、固定子鉄心３１ａに巻き付けられた巻線（コイル）３１ｂで構成されている。また、ロータ３２は、シャフト１５と一体に回転するように連結されている。ロータ３２には、ステータ３１の固定子鉄心３１ａとの対向面である外周側に複数個の永久磁石（ロータ磁極）が設けられている。
【００１８】
ここで、電動圧縮機１のモータハウジング１１の外周面には、電動モータ３０の駆動を制御するインバータ装置４０が一体に配設されている。インバータ装置４０は、電動モータ３０内のロータ３２の回転位置によって電流を流すステータ３１の巻線３１ｂを切替えるモータ駆動回路（図示せず）、モータ駆動回路に供給する電流を制御する制御回路（図示せず）、電動モータ３０へ電気的に接続するための出力端子４１等からなる。なお、出力端子４１は、モータハウジング１１の外周面におけるステータ３１に対応する部位に形成された貫通孔１１ｂを介して、電動モータ３０のステータ３１へ電気的に接続されている。
【００１９】
インバータ装置４０の回路について簡単に説明すると、バッテリ等の直流電源（図示せず）からコンデンサを介して供給される電流を、一対の直列に接続された半導体スイッチング素子（ＵとＸ、ＶとＹ、ＷとＺ）からなるモータ駆動回路により、三相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相用の電流として取り出して、電動モータ３０に供給する。そして、主制御装置（図示せず）からの指令によって、電動モータ３０に供給する電流を制御回路によって制御している。
【００２０】
次に、電動圧縮機１の圧縮機構２０としては、固定スクロール部材２１および旋回スクロール部材２２を有する周知のスクロール型圧縮機構を採用している。
【００２１】
固定スクロール部材２１は、円板状の基板２１ａの外周側に円筒状の外周壁２１ｂが前壁部１１ａ側に向かって突設されるとともに、基板２１ａにおける外周壁２１ｂの内周側に固定渦巻壁２１ｃが電動モータ３０側に向かって突設されている。
【００２２】
シャフト１５の軸支部材１３側の一端に設けられたクランクシャフト１５ａには、ブッシュ１６及びベアリング１７を介して、旋回スクロール部材２２が、固定スクロール部材２１と対向するように相対回転可能に支持されている。この旋回スクロール部材２２は、円板状の基板２２ａに、固定スクロール部材２１の基板２１ａに向かって旋回渦巻壁２２ｂが突設されている。
【００２３】
固定スクロール部材２１と旋回スクロール部材２２とは、固定渦巻壁２１ｃおよび旋回渦巻壁２２ｂを以って互いに噛み合わされているとともに、各渦巻壁２１ｃ、２２ｂの先端面が相手のスクロール部材２１、２２の基板２１ａ、２２ａに当接されている。従って、固定スクロール部材２１の基板２１ａ、固定渦巻壁２１ｃ、旋回スクロール部材２２の基板２２ａ、および旋回渦巻壁２２ｂは、圧縮室２３を区画形成する。
【００２４】
旋回スクロール部材２２の基板２２ａとそれに対向する軸支部材１３との間には、軸支部材１３に設けられた円環孔１３ａと、旋回スクロール部材２２に突設され円環孔１３ａに遊嵌されたピン２２ｃとからなる周知の自転阻止機構２４が配設されている。
【００２５】
旋回スクロール部材２２における基板２２ａの旋回渦巻壁２２ｂの最外周側には、圧縮室２３内とモータハウジング１１内の電動モータ３０側とを連通させる冷媒吸入用の吸入ポート（図示しない）が形成されている。ここで、吸入ポートは、モータハウジング１１内の電動モータ側の内壁に形成された溝、モータハウジング１１内の電動モータ３０の隙間等といった吸入通路（図示せず）を介して、外部冷媒回路の蒸発器につながる外部配管と連通している。従って、モータハウジング１１は、圧縮機構２０に吸入される吸入冷媒が内部を流れる吸入側ハウジングを構成している。
【００２６】
固定スクロール部材２１の基板２１ａの略中央には、圧縮室２３で圧縮した冷媒を吐出するための吐出ポート２５が形成されている。吐出ポート２５には、後述する吐出室２７側に開く吐出弁２６が設けられている。吐出弁２６は、ストッパ（図示せず）によって最大開度が規制されており、ボルト等の締結手段（図示せず）によって固定スクロール部材２１に固定されている。
【００２７】
また、固定スクロール部材２１には、モータハウジング１１の開口側に向かって円筒状の円筒壁部２１ｄが突設されている。固定スクロール部材２１の円筒壁部２１ｄは、吐出ポート２５の囲むように設けられている。
【００２８】
ここで、モータハウジング１１に連結されるリアハウジング１２の略中央には、モータハウジング１１の開口側に向かって円筒状の円筒壁部１２ａが突設されている。そして、固定スクロール部材２１の円筒壁部２１ｄの先端面は、リアハウジング１２の円筒壁部１２ａの先端面に当接され、各円筒壁部２１ｄ、１２ａによって圧縮機構２０の吐出ポートから流体が流れ込む吐出室２７が区画形成されている。従って、リアハウジング１２は、圧縮機構２０で圧縮された吐出冷媒を吐出する吐出ポート２５を覆う吐出側ハウジングを構成している。
【００２９】
吐出室２７は、リアハウジング１２の後壁部１２ｂに形成された吐出通路１２ｃを介して、図示しない外部冷媒回路の凝縮器につながる外部配管と連通している。リアハウジング１２の吐出通路１２ｃには、オイルセパレータ１８が設けられている。このオイルセパレータ１８によって圧縮機構２０から吐出された吐出冷媒中に含まれるオイルを分離し、オイル戻し通路１９を介して吸入ポート、吸入通路等に戻すようになっている。
【００３０】
上述のように、本実施形態のモータハウジング１１とリアハウジング１２は、断熱部材１００を介在させた状態で、ボルト１０ａ等の締結手段で連結されている。断熱部材１００は、リアハウジング１２および固定スクロール部材２１で区画形成された吐出室２７内の吐出冷媒の熱が、リアハウジング１２からモータハウジング１１へと伝わることを抑制するために設けられている。なお、断熱部材１００には、ボルト１０ａを挿入するための貫通穴（図示せず）が形成されている。
【００３１】
具体的には、断熱部材１００は、図２に示すように、低熱伝導率部材１０１、第１、第２ガスケット１０２、１０３で構成された三層構造の断熱リングで構成されている。ここで、低熱伝導率部材１０１、第１、第２ガスケット１０２、１０３は、モータハウジング１１とリアハウジング１２の合わせ面に対応したリング形状に形成されている。
【００３２】
低熱伝導率部材１０１は、モータハウジング１１の材料（アルミニウム合金）よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。低熱伝導率部材１０１の材料としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＡＢＳ（アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンプラスチック）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂材料やステンレス、チタン等の金属材料を採用することができる。
【００３３】
ここで、低熱伝導率部材１０１の材料としてステンレスを採用する場合、ステンレスの厚み、すなわちシャフト１５の軸方向寸法は、ガスケット１０２、１０３に対して１０〜２０倍の厚みとすることができる。
【００３４】
これによれば、従来の圧縮機のようにモータハウジング１１とリアハウジング１２との間に１つのガスケットを介在させる構成に比べて、モータハウジング１１とリアハウジング１２との間の熱伝導率を低下させることができる。
【００３５】
また、第１ガスケット１０１は、モータハウジング１１と低熱伝導率部材１０１との間をシールするために設けられ、第２ガスケット１０２は、リアハウジング１２と低熱伝導率部材１０１との間をシールするために設けられている。
【００３６】
上記構成の電動圧縮機１において、インバータ装置４０から電動モータ３０に電流が供給されると、電動モータ３０のロータ３２がステータ３１内を回転し、圧縮機構２０が駆動する。
【００３７】
圧縮機構２０の駆動により、外部配管から冷媒がモータハウジング１１内の吸入通路、吸入ポートを介して圧縮機構２０内に冷媒が供給される。そして、圧縮機構２０にて冷媒が高温高圧に圧縮される。圧縮機構２０で圧縮された冷媒は、固定スクロール部材２１に形成された吐出ポート２５を介して吐出室２７に吐出され、リアハウジング１２に形成された吐出通路１２ｃを介して外部配管に導出される。
【００３８】
吐出ポート２５から吐出冷媒が吐出される吐出室２７は、固定スクロール部材２１とリアハウジング１２によって区画形成されており、吐出室２７内の高温高圧となった吐出冷媒の熱が、リアハウジング１２に伝わり、リアハウジング１２が高温となる。
【００３９】
ここで、従来の圧縮機１のハウジング１０は、モータハウジング１１とリアハウジング１２とを連結する構成であった。そのため、リアハウジング１２の熱がモータハウジング１１を介してモータハウジング１１の内部の吸入冷媒に伝わり、吸入冷媒が加熱されていた。
【００４０】
上述のように本実施形態では、吸入冷媒が流れるモータハウジング１１と吐出ポート２５を覆うリアハウジング１２が断熱部材１００を介して連結されているため、吐出冷媒の熱がハウジング１０を介して吸入冷媒に伝わることを抑制することができる。これにより、吐出冷媒の熱によって吸入冷媒の温度上昇を抑制して、吸入冷媒の冷媒密度の低下による圧縮時の体積効率の低下を抑制することができる。
【００４１】
また、インバータ装置４０が外周面に配設されたモータハウジング１１とリアハウジング１２とを、断熱部材１００を介して連結することで、吐出冷媒の熱が各ハウジング１１、１２を介してインバータ装置４０に伝わることを抑制することができる。
【００４２】
また、圧縮機は、圧縮機構２０がモータハウジング１１内の電動モータ３０によって駆動される電動圧縮機１であるため、圧縮機構２０の吐出能力を容易に調整することができる。さらに、モータハウジング１１内を低温低圧の吸入冷媒が流れる構成とすることで、吸入冷媒によって電動モータ３０を冷却することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【００４４】
（１）上述の実施形態では、圧縮機のハウジング１０をアルミニウム合金のダイカスト鋳物で製作しているが、他の材料、加工方法等を用いてもよい。この場合、低熱伝導率部材１０１の材料は、圧縮機１０のハウジング（モータハウジング１１）よりも熱伝導率が低い材料を選択すればよい。
【００４５】
（２）上述の実施形態では、圧縮機のハウジング１０を、吸入側ハウジングに相当するモータハウジング１１と、吐出側ハウジングに相当するリアハウジング１２を有して構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、吸入側ハウジングは、圧縮機構２０を収納するハウジングとモータ３０を収納するハウジング等が連結される構成としてもよい。
【００４６】
（３）上述の実施形態では、電動モータ３０としてインナロータ型電動モータを採用しているが、これに限らず、例えば、アウタロータ型電動モータ等の他の電動モータを採用してもよい。
【００４７】
（４）上述の実施形態では、インバータ装置４０をモータハウジング１１の外周面（シャフト１５の径方向の外周面）に配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、圧縮機構２０、電動モータ３０、インバータ装置４０をシャフト１５の軸方向に直列に並べて連結する構成や、インバータ装置４０を圧縮機と独立して配置する構成としてもよい。
【００４８】
（５）上述の実施形態では、圧縮機を、電動モータ３０を有する電動圧縮機１として説明したが、例えば、車両に搭載される内燃機関（エンジン）のような外部原動機によって駆動されるものとしてもよい。
【００４９】
（６）上述の実施形態では、圧縮機構２０としてスクロール型圧縮機機構を採用した例について説明したが、これに限定されず、例えば、ピストン式やベーン式の圧縮機構としてもよい。
【００５０】
（７）上述の実施形態では、圧縮機を、冷媒としてフロン系、ＨＣ系の代替フロン等を用いた亜臨界の冷凍サイクルに適用した例を説明したが、これに限定されず、冷媒として二酸化炭素等を用いた超臨界冷凍サイクルに適用してもよい。また、圧縮機は、冷凍サイクルに限らず、他の装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態に係る圧縮機の軸方向断面の模式図である。
【図２】図１のＡ部の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      電動圧縮機（圧縮機）
１０    ハウジング
１１    モータハウジング（吸入側ハウジング）
１２    リアハウジング（吐出側ハウジング）
２０    圧縮機構
３０    電動モータ
１００  断熱部材
１０１  低熱伝導率部材
１０２  第１ガスケット
１０３  第２ガスケット
【図１】
2010106683.tif 000003
【図２】
2010106683.tif 000004