(57)【要約】【課題】小型軽量でインバータ装置の冷却、電動圧縮機の高い効率を達成できる空調装置の提供を目的としたものである。【解決手段】インバータ装置２０は、高圧型の電動圧縮機４０の吸入口３３に断熱性を有した冷媒通路であるゴム管２１を介して接続される吸入管３８を介して、低圧冷媒により冷却される。これにより、高温となる電動圧縮機４０の金属製筐体３２からゴム管２１に熱が伝わることが防止でき、インバータ装置２０を十分冷却できる。もって、小型軽量でインバータ装置の冷却、電動圧縮機の高い効率が可能な空調装置が得られる。【選択図】図２
2006038329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部と、前記圧縮機構部の動力源となるモータと、前記圧縮機構部と前記モータとの収容部を構成する金属製筐体と、前記モータへ交流電流を出力するインバータ装置とを備え、前記モータは前記圧縮機構部により圧縮して吐出された高圧冷媒により冷却され、前記インバータ装置は前記圧縮機構部に吸入される低圧冷媒により吸入通路を介して冷却される空調装置において、前記吸入通路は断熱性を有する冷媒通路を介して前記圧縮機構部の吸入口に接続される空調装置。
【請求項２】
前記断熱性を有した冷媒通路をゴム製とした請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
車両に適用される請求項１又は２に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧型電動圧縮機駆動用のインバータ装置を低圧冷媒で冷却する空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動圧縮機を搭載した車両用空調装置について図面を参照して説明する。図４において、送風ダクト１０１は、室内送風ファン１０２の作用により空気導入口１０３から空気を吸い込み、室内熱交換器１０４で熱交換した空気を空気吹き出し口１０５から車室内に吹き出す。送風ダクト１０１内にある室内熱交換器１０４は、センサレスＤＣブラシレスモータを駆動源とする電動圧縮機１０６、冷媒の流れを切替えて冷房と暖房を選択するための四方切替弁１０７、絞り装置１０８および室外ファン１０９の作用で車室外空気と熱交換する室外熱交換器１１０とともに冷凍サイクルを構成している。
【０００３】
そして、電動圧縮機１０６の駆動源であるセンサレスＤＣブラシレスモータ（図示せず）を運転するインバータ装置１１１は、室内送風ファン１０２、四方切替弁１０７、および室外送風ファン１０９とともに、エアコンコントローラ１１２により動作が制御されている。
【０００４】
また、エアコンコントローラ１１２には、室内送風ファン１０２のＯＮ／ＯＦＦ・強弱を設定する室内送風ファンスイッチ１１３、冷房・暖房・運転ＯＦＦを選択するエアコンスイッチ１１４、温度調節スイッチ１１５等のスイッチ類および車両コントローラ（図示せず）との通信を行うための通信装置１１６が接続されている。
【０００５】
図５に、上記電動圧縮機１０６の一例として、センサレスＤＣブラシレスモータを備えた電動圧縮機を示す。
【０００６】
同図において、金属製筐体３２の中に圧縮機構部２８（この例ではスクロール機構）、モータ３１等が設置されている。
【０００７】
冷媒は、吸入口３３から吸入され、圧縮機構部２８がモータ３１で駆動されることにより圧縮される。この圧縮された冷媒は、金属製筐体３２内においてモータ３１を通過し、その際にモータ３１の冷却を行い、吐出口３４より吐出される。内部でモータ３１の巻き線に接続されているターミナル３９は、図４のインバータ装置１１１に接続されている。
【０００８】
このように、圧縮された高圧冷媒によりモータ３１が冷却される電動圧縮機は、高圧型と称される。一方、低圧冷媒によりモータ３１が冷却される電動圧縮機は、低圧型と称される。
【０００９】
次に、インバータ装置１１１の冷却について説明する。インバータ装置１１１には、直流電圧をスイッチングすることにより、交流電流をモータ３１へ出力するインバータ回路が備えられており、主としてこのインバータ回路から発生する熱を放熱する手段が、電子部品の保護のため、また、制御回路、電流センサなどの誤作動防止のために必要になる。そのため、空冷、水冷の放熱手段が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献1においては、インバータの駆動出力部はプリント基板の下に配置され、ヒートシンクに密着して、その消費電力による熱はヒートシンクに放熱される。ヒートシンクは水冷式であり、ホースを通して冷却水がポンプにより注入され冷却される技術が開示さ
れている。
【００１１】
然しながらこのような冷却方法において、水冷においては、水を循環させる装置、放熱させる熱交換器などが必要となり、サイズ、重量ともに大幅にアップしてしまう。また、空冷においては、さらに大きな空冷ヒートシンクが必要となり、空調装置全体として、サイズ、重量ともに大幅にアップしてしまう。
【００１２】
そこで、冷凍サイクルを構成する低圧側配管にインバータ装置を取付け、冷媒により冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
特許文献２においては、冷凍サイクルにおけるエバポレータとコンプレッサとの間にコンプレッサの駆動ユニットが配設されて、この駆動ユニットに、エバポレータとコンプレッサとを接続する冷媒配管が配設されているもので、これにより、空冷ヒートシンク、水冷装置類は不要となり、小型軽量化を図ることができる。
【特許文献１】特開平８−２１６６７３号公報（第７頁、第１図、第８頁、第４図ａ）
【特許文献２】特開２０００−１６１７９４号公報（第６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
インバータ装置を冷却する手段として、上記低圧冷媒により冷却する方法においては、低圧型電動圧縮機は、低圧冷媒によりモータとインバータ装置の両方を冷却することになるため、効率の面から、高圧型電動圧縮機を採用することが望まれる。また、電気配線簡素化の面から、高電圧大電流３本のモータ線で接続されるインバータ装置と電動圧縮機との間は近接することが望まれる。
【００１５】
然しながら、高圧型の電動圧縮機の場合、モータ部、圧縮機構部の吐出部など金属製筐体内の多くが高圧となるため、金属製筐体全体が高温となり、吸入口に接続されているンバータ装置冷却用の低圧冷媒配管にも熱が伝わり温度が上昇してしまう。このため、インバータ装置が高圧型電動圧縮機の近くに配置されると、インバータ装置は充分に冷却されにくくなる。
【００１６】
従来は上記のような課題を有していた。
【００１７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、小型軽量でインバータ装置の冷却、電動圧縮機の高い効率を達成できる空調装置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】
【００１８】
上記課題を解決するために本発明は、高圧型の電動圧縮機とインバータ装置とを備え、インバータ装置は、圧縮機に吸入される低圧冷媒により吸入通路を介してを冷却される空調装置において、吸入通路は断熱性を有する通路を介して圧縮機の吸入口に接続されるものである。
【００１９】
上記構成によって、高温となる高圧型電動圧縮機の金属製筐体からインバータを冷却する部分の低圧冷媒通路に熱が伝わることを防止し、インバータ装置が十分冷却されるようにするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の空調装置は、小型軽量でインバータ装置の冷却、電動圧縮機の高い効率が可能という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の発明は、高圧型の電動圧縮機とインバータ装置とを備え、インバータ装置は、圧縮機に吸入される低圧冷媒により吸入通路を介してを冷却される空調装置において、吸入通路は断熱性を有した通路を介して圧縮機の吸入口に接続されるものである。これにより、高温となる高圧型電動圧縮機の金属製筐体から低圧冷媒通路に熱が伝わることが防止でき、インバータ装置を十分冷却できる。その結果、小型軽量でインバータ装置の冷却、電動圧縮機の高い効率が可能となる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、断熱性を有した冷媒通路をゴム製とするもので、断熱作用とともに、冷媒通路を介した電動圧縮機からインバータ装置への振動も防止でき、インバータ装置の信頼性向上にも貢献する。
【００２３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、車両用に適用するものである。車両においては、走行性能確保のため省エネが求められる。よって、本発明の空調装置は、効率が高く小型軽量であり車両用として好適である。
【００２４】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空調装置のインバータ駆動電動圧縮機の電気回路図である。
【００２６】
図１において、圧縮機のモータ３１は、直流電源１によりインバータ装置２０を通して駆動される。インバータ装置２０は、インバータ回路３７、電流センサ６、制御回路７等から構成される。
【００２７】
制御回路７は、電流センサ６からの電流を演算してモータ３１の磁石回転子５の位置検出を行い、エアコンコントローラ（図示せず）からの回転数指令信号等に基づいてインバータ回路３７のスイッチング素子２を制御する。そして、直流電源１からの直流電流を正弦波状の交流電流に変換し、インバータ回路３７より、固定子巻線４と磁石回転子５から成る（センサレスＤＣブラシレス）モータ３１へ出力する。ダイオード３は、固定子巻線４からの電流の還流ルートとなる。ここで、インバータ装置２０の主たる発熱源は、直流電流を正弦波状の交流電流に変換し、モータ３１へ出力するスイッチング素子２及びダイオード３から構成されるインバータ回路３７である。
【００２８】
冷凍サイクルの構成に関しては、前述した図４において、インバータ装置１１１、電動圧縮機１０６が、本発明のインバータ装置２０、電動圧縮機４０に置きかわるのみで基本的に同じである。
【００２９】
図２は、本実施の形態に係る空調装置の要部正面図であり、インバータ装置、電動圧縮機、低圧冷媒配管の設置例を示す。電動圧縮機４０の金属製筐体３２の中に圧縮機構部２８、モータ３１等が設置されている。冷媒は、吸入部２２から、吸入管３８、断熱性のあるゴム管２１、吸入口３３を介して、モータ３１で駆動される圧縮機構部２８（この例ではスクロール）により吸入され、圧縮される。この圧縮された冷媒は一旦金属製筐体３２に排出され、モータ３１を通過する際にモータ３１を冷却して吐出口３４より吐出される。
【００３０】
インバータ装置２０は、吸入管３８に取り付けられるように、ケース３０を使用してい
る。インバータ装置２０は、吸入管３８の横に接して固定され、インバータ装置２０の主たる発熱源となるインバータ回路部３７が、吸入管３８を介して低圧冷媒により冷却される。金属製筐体３２の内部でモータ３１の固定子巻線４に接続されているターミナル３９は、ハーネス固定部３５で固定されたハーネス３６により、ケース３０内部のインバータ回路部３７に接続される。また、ハーネス３６により、インバータ装置２０の回路は、直流電源１、エアコンコントローラなどへも接続される。
【００３１】
電動圧縮機４０は高圧型であり、圧縮機構部２８からの高圧冷媒が流れる経路、モータ３１部など多くの部分が高温となる。そのため、伝熱により吸入口３３も温度が上昇する。よって、この吸入口３３に、吸入管３８を接続してインバータ回路部３７を冷却するようにすると、吸入管３８も伝熱により温度上昇するため、インバータ回路部３７を充分冷却することが困難になる。
【００３２】
そこで、本発明においては、吸入口３３と吸入管３８との間に、断熱性のあるゴムにより構成されたゴム管２１（冷媒通路）を設けた。これにより、吸入管３８が電動圧縮機４０の金属製筐体３２からの伝熱により温度上昇することはなく、インバータ回路部３７を充分冷却することができる。
【００３３】
吸入冷媒はモータ３１の冷却には用いずモータ３１による加熱はないので、圧縮の効率を高く維持できる。
【００３４】
また、インバータ装置２０が取り付けられている吸入管３８は、弾力性のあるゴム管２１を介して、電動圧縮機４０の吸入口３３に接続されているので、吸入管３８への電動圧縮機４０からの振動は小さい。よって、電動圧縮機４０からのインバータ装置２０への振動が防止でき、インバータ装置の耐振信頼性を向上できる。
【００３５】
図３に、本実施の形態に係る空調装置の要部正面図であり、インバータ装置、電動圧縮機、低圧冷媒配管の他の設置例を示す。図２の例に比較し、インバータ装置２０が、吸入管３８の下側に取り付けられている。インバータ回路部３７は吸入配管３８の下方に配置されるので、インバータ回路部３７の周囲温度も下がり温度差が小さくなる。よって、インバータ回路部３７等には結露が生じにくい。吸入管３８による冷気が、ケース３０内で下降対流するのでケース３０内を効率的に冷却できる。よって、インバータ回路部３７以外の電流センサ６、制御部７なども冷却され、インバータ装置２０の信頼性を確保できる。
【００３６】
尚、上記実施の形態において、吸入管は扁平など形は問わない。また、吸入管が上方に向けて接続されているが、横方向など向きは問わない。ゴム管に代わり、その他の樹脂等でも良く、金属ならば熱伝導率の低いステンレスなどでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる空調装置は、効率が高く、インバータ装置用の冷却装置を別途準備する必要はないので、船舶、航空機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空調装置のインバータ駆動電動圧縮機の電気回路図
【図２】同空調装置の要部正面図
【図３】同他の空調装置の要部正面図
【図４】従来からある車両用空調装置の構成図
【図５】従来からある電動圧縮機の一部切り欠き断面図
【符号の説明】
【００３９】
２０  インバータ装置
２１  ゴム管
２８  圧縮機構部
３１  モータ
３２  金属製筐体
３３  吸入口
３７  インバータ回路
３８  吸入管
４０  電動圧縮機
【図１】
2006038329.tif 000003
【図２】
2006038329.tif 000004
【図３】
2006038329.tif 000005
【図４】
2006038329.tif 000006
【図５】
2006038329.tif 000007