(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転不能に公転する可動スクロールと固定スクロールとの間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する圧縮室を備えた圧縮機構部と、回転軸を介して前記可動スクロールを駆動する電動モータとを備えた電動圧縮機において、
前記回転軸内には軸内通路が形成されており、
前記軸内通路は、前記圧縮室又は吐出圧領域に通じる油通路に直通する入口と、前記電動モータのモータ室に開口する出口とを有し、
前記圧縮機構部側で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受は、前記油通路に露出しており、
前記モータ室は、吸入圧領域にされており、
前記回転軸には前記可動スクロールを公転させるための偏心軸が設けられており、前記偏心軸にはブッシュが固定されており、前記可動スクロール側で前記ブッシュを回転可能に支持する軸受が設けられており、前記偏心軸、前記ブッシュ、及び前記軸受は、前記主軸受が露出している前記油通路と同一の油通路に露出している電動圧縮機。
【請求項２】
前記主軸受は、滑り軸受である請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
自転不能に公転する可動スクロールと固定スクロールとの間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する圧縮室を備えた圧縮機構部と、回転軸を介して前記可動スクロールを駆動する電動モータとを備えた電動圧縮機において、
前記回転軸内には軸内通路が形成されており、
前記軸内通路は、前記圧縮室又は吐出圧領域に通じる油通路に直通する入口と、前記電動モータのモータ室に開口する出口とを有し、
前記圧縮機構部側で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受は、前記油通路に露出しており、
前記モータ室は、吸入圧領域にされており、
前記油通路から分岐して前記主軸受を迂回する補助通路が設けられている電動圧縮機。
【請求項４】
前記可動スクロールは、前記モータ室を区画する固定ブロックと前記固定スクロールとの間に公転可能に配設されており、前記主軸受は、前記固定ブロックに形成された収容空間に収容されており、前記収容空間は、前記油通路の一部を構成しており、前記入口は、前記収容空間に開口している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記軸内通路は、前記圧縮機構部側の前記回転軸の端面に開口を有しており、前記可動スクロールと前記回転軸との間に介在されて可動スクロールを公転させる偏心軸は、前記開口に嵌合されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項６】
自転不能に公転する可動スクロールと固定スクロールとの間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する圧縮室を備えた圧縮機構部と、回転軸を介して前記可動スクロールを駆動する電動モータとを備えた電動圧縮機において、
前記回転軸内には軸内通路が形成されており、
前記軸内通路は、前記圧縮室又は吐出圧領域に通じる油通路に直通する入口と、前記電動モータのモータ室に開口する出口とを有し、
前記圧縮機構部側で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受は、前記油通路に露出しており、
前記モータ室は、吸入圧領域にされており、
前記軸内通路は、前記圧縮機構部側の前記回転軸の端面に開口を有しており、前記可動スクロールと前記回転軸との間に介在されて可動スクロールを公転させる偏心軸と、前記可動スクロールとの間にはブッシュが介在されており、前記ブッシュは、前記開口を閉鎖している電動圧縮機。
【請求項７】
前記回転軸は、前記主軸受から見て前記圧縮機構部とは反対側で副軸受によって支持されており、前記軸内通路は、前記副軸受側の端面に前記出口を有しており、前記副軸受は、滑り軸受である請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項８】
自転不能に公転する可動スクロールと固定スクロールとの間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する圧縮室を備えた圧縮機構部と、回転軸を介して前記可動スクロールを駆動する電動モータとを備えた電動圧縮機において、
前記回転軸内には軸内通路が形成されており、
前記軸内通路は、前記圧縮室又は吐出圧領域に通じる油通路に直通する入口と、前記電動モータのモータ室に開口する出口とを有し、
前記圧縮機構部側で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受は、前記油通路に露出しており、
前記モータ室は、吸入圧領域にされており、
前記圧縮室に繋がる通路が前記可動スクロールに設けられており、前記通路は、前記油通路の一部を構成する電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機の可動スクロールが電動モータによって駆動される電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型圧縮機の可動スクロールを電動モータによって駆動する電動圧縮機は、例えば特許文献１に開示されている。可動スクロールは、電動モータによって回転される回転軸を介して電動モータから駆動力を得るようになっている。回転軸を回転可能に支持するメインベアリング（主軸受）の潤滑油は重要であり、特許文献１におけるメインベアリングは、ミドルハウジング内のモータ室の底部に貯留された油を給油孔を介して供給することによって潤滑される。特許文献１では、給油孔を介してモータ室の底部に貯留された油を供給するために、モータ室内が吸入圧より高い圧力の吐出圧雰囲気にしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５１１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、モータ室内を吐出圧雰囲気にした状態ではモータ室内の温度が高くなるが、これは、電動モータの温度を高くすることになって電動モータの性能に関して好ましくない。
【０００５】
本発明は、スクロール型の電動圧縮機におけるモータ室内の高温化を回避しつつ主軸受の良好な潤滑性を確保できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自転不能に公転する可動スクロールと固定スクロールとの間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する圧縮室を備えた圧縮機構部と、回転軸を介して前記可動スクロールを駆動する電動モータとを備えた電動圧縮機を対象とし、請求項１、３、６、８の発明では、前記回転軸内には軸内通路が形成されており、前記軸内通路は、前記圧縮室又は吐出圧領域に通じる油通路に直通する入口と、前記電動モータのモータ室に開口する出口とを有し、前記圧縮機構部側で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受は、前記油通路に露出しており、前記モータ室は、吸入圧領域にされている。
【０００７】
圧縮室又は吐出圧領域内の冷媒の一部は、油通路及び軸内通路を経由してモータ室へ流出し、圧縮室又は吐出圧領域内の冷媒に含まれる潤滑油が主軸受を潤滑する。モータ室が吸入圧領域であるため、圧縮室又は吐出圧領域内の冷媒に含まれる潤滑油は、油通路及び軸内通路を円滑に流れて主軸受を良好に潤滑する。又、モータ室が吸入圧領域であるため、モータ室に収容されている電動モータの温度の高温化が抑制される。
とくに、請求項１の発明では、前記回転軸には前記可動スクロールを公転させるための偏心軸が設けられており、前記偏心軸にはブッシュが固定されており、前記可動スクロール側で前記ブッシュを回転可能に支持する軸受が設けられており、前記偏心軸、前記ブッシュ、及び前記軸受は、前記主軸受が露出している前記油通路と同一の油通路に露出している。
とくに、請求項３の発明では、前記油通路から分岐して前記主軸受を迂回する補助通路が設けられている。
とくに、請求項６の発明では、前記軸内通路は、前記圧縮機構部側の前記回転軸の端面に開口を有しており、前記可動スクロールと前記回転軸との間に介在されて可動スクロールを公転させる偏心軸と、前記可動スクロールとの間にはブッシュが介在されており、前記ブッシュは、前記開口を閉鎖している。この構成では、軸内通路の開口からの油洩れがブッシュによって防止される。
とくに、請求項８の発明では、前記圧縮室に繋がる通路が前記可動スクロールに設けられており、前記通路は、前記油通路の一部を構成する。
【０００８】
好適な例では、前記主軸受は、滑り軸受である。
滑り軸受は、主軸受の径方向への専有スペースの低減化に有利である。
【０００９】
好適な例では、前記可動スクロールは、前記モータ室を区画する固定ブロックと前記固定スクロールとの間に公転可能に配設されており、前記主軸受は、前記固定ブロックに形成された収容空間に収容されており、前記収容空間は、前記油通路の一部を構成しており、前記入口は、前記収容空間に開口している。
【００１０】
圧縮室は吐出圧領域内の冷媒の一部は、主軸受を潤滑しながら収容空間を通って入口から軸内通路へ流入する。
好適な例では、前記軸内通路は、前記圧縮機構部側の前記回転軸の端面に開口を有しており、前記可動スクロールと前記回転軸との間に介在された偏心軸は、前記開口に嵌合されている。
【００１１】
軸内通路の開口からの油洩れが偏心軸によって防止される。
【００１２】
好適な例では、前記回転軸は、前記主軸受から見て前記圧縮機構部とは反対側で副軸受によって支持されており、前記軸内通路は、前記副軸受側の端面に前記出口を有しており、前記副軸受は、滑り軸受である。
【００１３】
滑り軸受は、副軸受の径方向への専有スペースの低減化に有利である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスクロール型の電動圧縮機は、モータ室内の高温化を回避しつつ主軸受の良好な潤滑性を確保できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態を示す電動圧縮機全体の側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、部分拡大側断面図。
【図４】第２の実施形態を示す部分拡大側断面図。
【図５】第３の実施形態を示す部分拡大側断面図。
【図６】第４の実施形態を示す部分拡大側断面図。
【図７】別の実施形態を示す電動圧縮機全体の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、スクロール型の電動圧縮機１０の外殻１１は、モータハウジング１２と、モータハウジング１２の前端に連結されたフロントハウジング１３とから構成されている。
【００１７】
モータハウジング１２のモータ室１２０に収容されている電動モータＭを構成する回転子１４は、回転軸３３に止着されており、電動モータＭを構成する固定子１５は、モータハウジング１２の内周面に嵌合して固定されている。
【００１８】
モータハウジング１２の前部には固定ブロック３４と固定スクロール１７とが互いに対向するように嵌入して固定されており、固定スクロール１７と固定ブロック３４との間には可動スクロール１６が旋回可能に収容されている。可動スクロール１６は、基板１６１と、基板１６１に立設された渦巻壁１６２とから構成されており、固定スクロール１７は、基板１７１と、基板１７１に立設された渦巻壁１７２とから構成されている。
【００１９】
電動モータＭを構成する回転軸３３は、主軸受３５を介して固定ブロック３４に回転可能に支持されていると共に、副軸受３６を介してモータハウジング１２の後端壁３７に回転可能に支持されている。主軸受３５及び副軸受３６は、いずれも滑り軸受である。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、後端壁３７には凹部３７１が形成されており、副軸受３６が凹部３７１に嵌入して固定されている。回転軸３３の後端面３３２と凹部３７１の底との間には空隙４２が設けられている。
【００２１】
図１に示すように、回転軸３３の前端には偏心軸３８が突設されており、偏心軸３８にはブッシュ３９が嵌合して固定されている。可動スクロール１６の基板１６１の背面には筒部１６３が一体形成されており、固定ブロック３４の前面には背圧室３４１が形成されている。筒部１６３は、背圧室３４１に入り込んでおり、筒部１６３内には軸受４０及びブッシュ３９が嵌入されている。軸受４０は、滑り軸受である。ブッシュ３９は、筒部１６３に対して相対回転可能である。基板１６１の背面とブッシュ３９の端面との間には空隙４１が設けられている。ブッシュ３９にはバランスウェイト３９１が一体形成されている。
【００２２】
回転軸３３が回転すると、ブッシュ３９が回転軸３３の軸線３３１の周りに自転する。これにより、可動スクロール１６が軸線３３１の周りに公転し、可動スクロール１６と固定スクロール１７との間の圧縮室１８の容積が減少する。可動スクロール１６及び固定スクロール１７は、冷媒を吸入して吐出する圧縮機構部Ｐを構成する。回転軸３３は、主軸受３５から見て圧縮機構部Ｐとは反対側で副軸受３６によって回転可能に支持されている。
【００２３】
モータハウジング１２には導入ポート１２１が設けられている。導入ポート１２１は、外部冷媒回路１９に接続されており、外部冷媒回路１９から冷媒（ガス）が導入ポート１２１を介してモータ室１２０へ導入される。モータ室１２０へ導入された冷媒は、可動スクロール１６の旋回（吸入動作）によって、モータハウジング１２の内周面と固定子１５の外周面との間及び吸入ポート２０を経由して圧縮室１８へ吸入される。圧縮室１８内の冷媒は、可動スクロール１６の旋回（吐出動作）によって、圧縮されながら吐出ポート１７３から吐出弁２１を押し退けて、フロントハウジング１３内の吐出室２２へ吐出される。吐出室２２内の冷媒は、フロントハウジング１３に形成された排出ポート１３１から外部冷媒回路１９へ流出してモータ室１２０へ還流する。
【００２４】
図２に示すように、電動モータＭを構成する固定子１５は、環状のステータコア２３と、ステータコア２３に施されたＵ相コイル２４Ｕと、Ｖ相コイル２４ＶとＷ相コイル２４Ｗとからなる。Ｕ相コイル２４Ｕ、Ｖ相コイル２４Ｖ及びＷ相コイル２４Ｗの引き出し線２４０Ｕ，２４０Ｖ，２４０Ｗは、フロント側のコイルエンド２４１から引き出されている。
【００２５】
図１に示すように、電動モータＭを構成する回転子１４は、ロータコア２５と、ロータコア２５内に埋設された複数の永久磁石２６とからなる。ロータコア２５の中心部には軸孔２５１が貫設されており、軸孔２５１には回転軸３３が通されて固定されている。
【００２６】
モータハウジング１２の後端面にはカバー２７が止着されている。カバー２７内にはインバータ２８が取り付けられている。カバー２７によって被覆されるモータハウジング１２の被覆端面には挿入孔２９が貫設されている。挿入孔２９には保持具３０が嵌合して固定されている。保持具３０には複数本（３本）の導電ピン３１（図では１本のみ示す）が挿通して保持されている。外殻１１（モータハウジング１２）の外部における導電ピン３１の外部端部は、図示しない導電線を介してインバータ２８に電気的に接続されている。
【００２７】
図２に示すように、ステータコア２３の外周面２３０上には絶縁樹脂製のクラスタブロック３２が止着されている。クラスタブロック３２内には複数（３つ）のコネクタ３２１Ｕ，３２１Ｖ，３２１Ｗが収容されている。Ｕ相コイル２４Ｕ、Ｖ相コイル２４Ｖ及びＷ相コイル２４Ｗは、コネクタ３２１Ｕ，３２１Ｖ，３２１Ｗを介して複数の導電ピン３１〔図１参照〕と１対１に電気的に接続されている。インバータ２８から複数の導電ピン３１、コネクタ３２１Ｕ，３２１Ｖ，３２１Ｗ及び引き出し線２４０Ｕ，２４０Ｖ，２４０Ｗを介してコイル２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗへ電力供給が行なわれると、回転子１４及び回転軸３３が一体的に回転する。
【００２８】
図１に示すように、回転軸３３内には軸内通路４３が形成されている。軸内通路４３は、回転軸３３の後端面３３２に出口４３１を有しており、空隙４２は、軸内通路４３に連通している。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、可動スクロール１６には中心側の渦巻壁１６２及び基板１６１を貫通する通路４４が形成されている。通路４４の入口４４１は、渦巻壁１６２の先端面に開口しており、通路４４は、圧縮室１８に繋がっている。通路４４の出口４４２は、筒部１６３内における基板１６１の背面に開口しており、通路４４は、空隙４１に連通している。
【００３０】
主軸受３５を収容する環状の収容空間４５と軸内通路４３とは、半径方向に延びる通路４６を介して連通している。通路４６は、収容空間４５に開口する軸内通路４３の入口である。収容空間４５の後部にはシール部材４７が配設されている。シール部材４７は、収容空間４５からモータ室１２０への回転軸３３の周面に沿った冷媒洩れを防止する。
【００３１】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
可動スクロール１６の中心側の圧縮室１８内の圧力は、通路４４及び空隙４１を介して背圧室３４１に波及する。始動時のような背圧室３４１内の背圧不足が生じている場合、可動スクロール１６の渦巻壁１６２の先端を固定スクロール１７の渦巻壁１７２に押し付ける力が小さい。そのため、可動スクロール１６の渦巻壁１６２の先端と固定スクロール１７の渦巻壁１７２とが離れることがある。そうすると、圧縮室１８内の圧縮された冷媒の一部が通路４４、空隙４１及び軸受４０を通過してゆき、軸受４０は、軸受４０を通過してゆく冷媒に含まれる潤滑油によって潤滑される。軸受４０を通過した冷媒は、背圧室３４１を経由して主軸受３５を通過してゆき、主軸受３５は、主軸受３５を通過してゆく冷媒に含まれる潤滑油によって潤滑される。
【００３２】
主軸受３５を通過した冷媒は、収容空間４５及び通路４６を経由して軸内通路４３に流入し、軸内通路４３に流入した冷媒は、空隙４２を経由して副軸受３６を通過してゆく。副軸受３６は、副軸受３６を通過してゆく冷媒に含まれる潤滑油によって潤滑される。副軸受３６を通過した冷媒は、吸入圧領域であるモータ室１２０へ流出する。
【００３３】
通路４４、空隙４１、背圧室３４１、収容空間４５及び通路４６は、圧縮室１８から軸内通路４３に至る油通路４８を構成する。主軸受３５は、油通路４８に露出している。
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
【００３４】
（１）圧縮室１８内の冷媒の一部は、油通路４８及び軸内通路４３を経由してモータ室１２０へ流出し、圧縮室１８内の冷媒に含まれる潤滑油が主軸受３５を潤滑する。モータ室１２０が圧縮室１８内の圧力より低い吸入圧領域であるため、圧縮室１８内の冷媒に含まれる潤滑油は、油通路４８及び軸内通路４３を円滑に流れて主軸受３５及び副軸受３６を良好に潤滑する。
【００３５】
（２）外部冷媒回路１９からモータ室１２０へ還流する冷媒の温度は低い。そのため、モータ室１２０内に収容されている電動モータＭの温度の高温化が抑制される。
（３）主軸受３５を滑り軸受とした構成は、主軸受の径方向の専有スペースの低減化、ひいては固定ブロック３４の小型化に寄与する。これは、固定ブロック３４の軽量化という利点をもたらす。
【００３６】
次に、図４の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
固定ブロック３４には油通路４８から分岐して主軸受３５を迂回する補助通路４９が設けられている。補助通路４９は、主軸受３５よりも上側にある。軸受４０を通過して背圧室３４１内へ流出した冷媒に含まれる潤滑油は、分離して下方へ落下し易い。そのため、補助通路４９に入る冷媒に含まれる潤滑油は少なく、背圧室３４１内の冷媒に含まれる潤滑油は、専ら主軸受３５を通過する。つまり、補助通路４９は、油通路４８から軸内通路４３に至る冷媒の流れの円滑化に寄与し、且つ主軸受３５を潤滑する潤滑油の流れを緩慢にして主軸受３５の良好な潤滑に寄与する。
【００３７】
次に、図５の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
偏心軸３８Ａは、ブッシュ３９と一体形成されている。軸内通路４３Ａは、回転軸３３の前端面３３４に開口４３２を有しており、偏心軸３８Ａが開口４３２から軸内通路４３Ａに嵌入（開口４３２に嵌合）して回転軸３３に固定されている。つまり、偏心軸３８Ａを嵌入された軸内通路４３Ａは、第１の実施形態の軸内通路４３と同じ役割を果たす。
【００３８】
次に、図６の第４の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
主軸受３５によって包囲された回転軸３３の外周面には複数の油溝５０が回転軸３３の軸線３３１の方向へ延びるように形成されている。油溝５０は、背圧室３４１と収容空間４５とを連通している。又、ブッシュ３９の周面には複数の油溝５１が軸線３３１の方向へ延びるように形成されている。油溝５１は、空隙４１と背圧室３４１とを連通している。
【００３９】
油通路４８の通路断面積が大きいと、背圧室３４１内の背圧を適度な大きさに維持することが難しい。油溝５０，５１の存在は、背圧室３４１と軸内通路４３との間における油通路の絞り程度、つまり油通路４８の通路断面積の調整に好適である。
【００４０】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図７に示すように、主軸受３５Ｂとしてボールベアリングを用いてもよい。
○図７に示すように、副軸受３６Ｂとしてボールベアリングを用いてもよい。
【００４１】
○図７に示すように、軸受４０Ｂとしてボールベアリングを用いてもよい。
○図７に示すように、回転軸３３の後端面３３２から前端面３３４にかけて軸内通路４３Ｃを貫通させ、バランスウェイト３９１付きのブッシュ３９によって前端面３３４側の軸内通路４３Ｃの開口を閉鎖するようにしてもよい。
【００４２】
○吐出室２２（吐出圧領域）に連通する油通路を形成し、該油通路を介して吐出室２２に軸内通路を連通させてもよい。
○副軸受３６によって包囲される回転軸３３の外周面に油溝を設けてもよい。
【００４３】
○主軸受のみを滑り軸受とし、他の軸受をボールベアリングとしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０…電動圧縮機。１２０…吸入圧領域であるモータ室。１６…可動スクロール。１７…固定スクロール。１８…圧縮室。２２…吐出圧領域である吐出室。３３…回転軸。３４…固定ブロック。３５，３５Ｂ…主軸受。３６，３６Ｂ…副軸受。３８，３８Ａ…偏心軸。３９…ブッシュ。４３，４３Ａ，４３Ｃ…軸内通路。４４…通路。４３１…出口。４５…収容空間。４６…入口としての通路。４８…油通路。４９…補助通路。Ｐ…圧縮機構部。Ｍ…電動モータ。
【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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【図７】
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