(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構（３）と、
前記圧縮機構（３）を駆動する電動モータ（５）と、
前記圧縮機構（３）及び電動モータ（５）が収容された本体ハウジング（７）と、
前記電動モータ（５）の駆動回路（９）が収容され、仕切壁（１２ｄ）によって前記本体ハウジング（７）と仕切られた回路ハウジング（１２ａ）と、
前記本体ハウジング（７）の前記電動モータ（５）の収容空間と前記仕切壁（１２ｄ）との間に介設されて、前記電動モータ（５）の収容空間を前記仕切壁（１２ｄ）に露出する空間から遮蔽する遮蔽壁（１３ｃ）と、
前記遮蔽壁（１３ｃ）の前記電動モータ（５）の収容空間側から前記仕切壁（１２ｄ）に露出する空間側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁（１３ｍ）と、
を備える電動コンプレッサ（１）。
【請求項２】
前記仕切壁（１２ｄ）の前記回路ハウジング（１２ａ）に露出する面（１２ｅ）に当接された、前記駆動回路（９）の発熱部品（９ｂ）と、前記仕切壁（１２ｄ）の前記回路ハウジング（１２ａ）に露出する面（１２ｅ）とは反対側の面（１２ｉ）側に設けられ、前記本体ハウジング（７）の外部から内部に吸入される冷媒の液相成分が貯留される液溜まり部（１５ａ）とをさらに備え、前記仕切壁（１２ｄ）に露出する空間は、前記液溜まり部（１５ａ）が配置された空間である請求項１記載の電動コンプレッサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮する冷凍サイクル用のコンプレッサに係り、特に、電動モータを動力源とする電動コンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルに用いるコンプレッサは、低温低圧の冷媒を吸入し、圧縮により高温高圧とした冷媒を吐出する。コンプレッサの中には、冷媒の圧縮機構の動力源として電動モータを有する電動コンプレッサがあり、電動コンプレッサでは、インバータにより電源からの直流電力を交流に変換して電動モータに供給する駆動回路が設けられる。
【０００３】
インバータは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor 、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 、電界効果トランジスタ）等の電力用スイッチング素子を有しており、回路基板に端子を半田付けして実装されている。
【０００４】
電力用スイッチング素子を実装した回路基板は、電動コンプレッサのハウジング内の圧縮機構や電動モータを収容する空間とは仕切壁によって仕切られた別空間に収容される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０９２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動コンプレッサの停止中には、電動コンプレッサの吐出室と吸入室との冷媒の圧力差により冷媒が圧縮機構を経て吐出室から吸入室に逆流し、吸入室の圧力が上昇する場合がある。
【０００７】
すると、吸入室から仕切壁にかかる圧力が上昇して仕切壁が回路基板の収容空間側に変形し、回路基板に対する実装素子の半田付け箇所に応力が集中してかかる。
【０００８】
そして、このような応力が半田付け箇所に集中すると、半田付け箇所にクラックが生じたり半田が回路基板の導電パターンから剥がれて浮く等して、素子と回路基板の導電パターンとの間に接続不良が発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、電動コンプレッサのハウジングにおける圧縮機構や電動モータを収容する空間に内圧上昇等が生じても、この空間とインバータ回路の回路基板を収容する空間とを仕切る仕切壁が変形するのを防ぐことができる電動コンプレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電動コンプレッサは、
冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動モータと、
前記圧縮機構及び電動モータが収容された本体ハウジングと、
前記電動モータの駆動回路が収容され、仕切壁によって前記本体ハウジングと仕切られた回路ハウジングと、
前記本体ハウジングの前記電動モータの収容空間と前記仕切壁との間に介設されて、前記電動モータの収容空間を前記仕切壁に露出する空間から遮蔽する遮蔽壁と、
前記遮蔽壁の前記電動モータの収容空間側から前記仕切壁に露出する空間側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動コンプレッサのハウジングにおける圧縮機構や電動モータを収容する空間に内圧上昇等が生じても、この空間とインバータ回路の回路基板を収容する空間とを仕切る仕切壁が変形するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動コンプレッサの概略構成を示す正断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の第２アキュームレータ室の要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施形態に係る電動コンプレッサの概略構成を示す一部切欠正面図、図２（ａ）は図１のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１に示す本実施形態の電動コンプレッサ１は、圧縮機構３を電動モータ５で駆動して冷媒を圧縮するものである。
【００１５】
そして、図１に示すように、本実施形態の電動コンプレッサ１は、圧縮機構３及び電動モータ５の他、これらが収容されるハウジング７（請求項中の本体ハウジングに相当）と、電動モータ５の駆動回路であるインバータ回路９（請求項中の駆動回路に相当）が収容されるインバータケース１１と、インバータケース１１に収容されるアキュームレータ１５とを有している。
【００１６】
電動モータ５は、回転軸５ａに取り付けられたロータ５ｂと、ロータ５ｂの外側に配置されたステータ５ｃとを有している。ステータ５ｃは複数の極に対応したティース（図示せず）を有しており、各ティースにはコイル５ｄがそれぞれ巻回されている。電動モータ５は、各コイル５ｄに所定のパターンで電圧を印加することでステータ５ｃに回転磁界を発生させることで、ロータ５ｂを回転させる。
【００１７】
圧縮機構３は、一対のサイドブロック３ａ，３ｂと、これらによって挟持されたシリンダブロック３ｃと、シリンダブロック３ｃの内部に形成された楕円形のシリンダ室３ｄに収容した円柱状のロータ３ｅとを有している。ロータ３ｅは電動モータ５の回転軸５ａと一体に形成されており、ロータ３ｅの周面には、複数のベーン（図示せず）が出没可能に支持されている。
【００１８】
ロータ３ｅが電動モータ５によりシリンダ室３ｄ内で回転されると、ロータ３ｅの各ベーンがシリンダ室３ｄの内周面に倣って出没し、ロータ３ｅと隣り合う２つのベーンとシリンダ室３ｄとで構成される空間の容積が変化する。そして、空間の容積が増加する間に、サイドブロック３ａに形成した吸入口（図示せず）を通じて低圧の冷媒が吸入され、吸入された冷媒が、空間の容積の減少に伴い圧縮される。圧縮された高圧の冷媒は、サイドブロック３ｂに形成した吐出口（図示せず）から吐出される。
【００１９】
ハウジング７は、一端が閉塞された円筒状を呈している。このハウジング７には圧縮機構３が収容されており、収容された圧縮機構３によりハウジング７の内部は、サイドブロック３ｂが露出する閉塞側の密閉された吐出室７ａと、サイドブロック３ａが露出する開口側の吸入室７ｂとに仕切られている。吸入室７ｂには電動モータ５が収容されており、吸入室７ｂは、ハウジング７の開口７ｃに取り付けたインバータケース１１によって密閉されている。
【００２０】
圧縮機構３が吐出する圧縮冷媒は、ミスト状の冷凍機油Ｏを含んでいる。この冷凍機油Ｏは、吐出室７ａの油分離器７ｄにおいて圧縮冷媒から分離され、吐出室７ａの底部の油溜まり部７ｅに溜まる。油溜まり部７ｅの冷凍機油Ｏは、吐出室７ａ内の冷媒の圧力を利用して、圧縮機構３のサイドブロック３ａ，３ｂに設けられた回転軸５ａの軸受部（図示せず）に、潤滑油として供給される。
【００２１】
インバータケース１１は、第１ケース１２と第２ケース１３の２つのケース１２，１３をつなげて構成されている。
【００２２】
インバータケース１１の第１ケース１２は、インバータ回路９が収容される回路収容部１２ａ（請求項中の回路ハウジングに相当）と、電動コンプレッサ１の外部から吸入室７ｂに、圧縮機構３によって圧縮する低温低圧の冷媒を吸入する吸入ポート１２ｂが設けられたフロントアキュームレータ部１２ｃとを、仕切壁１２ｄによって仕切って構成されている。
【００２３】
回路収容部１２ａは、仕切壁１２ｄを底部とする有底の筒状を呈している。回路収容部１２ａに露出する仕切壁１２ｄの面１２ｅ（請求項中の回路ハウジングに露出する面に相当）には、インバータ回路９の回路基板９ａが固定される。回路収容部１２ａは、その開口１２ｆに取り付けたキャップ１２ｇによって密閉される。
【００２４】
回路基板９ａには、インバータ回路９を構成するＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の電力用スイッチング素子９ｂ（請求項中の発熱部品に相当）が実装されており、その筐体は、仕切壁１２ｄの面１２ｅの下部に位置する当接部１２ｈに面接触されている。
【００２５】
仕切壁１２ｄの当接部１２ｈを設けた面１２ｅとは反対側の、仕切壁１２ｄのフロントアキュームレータ部１２ｃに露出する面１２ｉ（請求項中の回路ハウジングに露出する面とは反対側の面に相当）には、吸入ポート１２ｂが一体に形成されている。
【００２６】
フロントアキュームレータ部１２ｃは、吸入ポート１２ｂの下方に配置した気液分離器１２ｊを有している。気液分離器１２ｊは、吸入ポート１２ｂから吸入された冷媒が衝突する衝突壁１２ｋを有している。
【００２７】
吸入ポート１２ｂから吸入された冷媒には、気相の冷媒と液相の冷媒とが混じっており、さらに、圧縮機構３のサイドブロック３ａ，３ｂに設けられた回転軸５ａの軸受部（図示せず）に供給されたミスト状の冷凍機油Ｏが混じっている。
【００２８】
吸入ポート１２ｂからの吸入冷媒が衝突壁１２ｋに衝突すると、液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏが表面に付着し、衝突壁１２ｋの表面を伝って、図１のＩ−Ｉ線断面図である図２（ａ）に示すように、フロントアキュームレータ部１２ｃの底部に流れ落ちて溜まる。
【００２９】
なお、吸入ポート１２ｂとアキュームレータ部１５との連通構造をわかりやすくするために、図１では、第１ケース１２の上半部のみ、図２（ａ）のフロントアキュームレータ部１２ｃの中心と吸入ポート１２ｂとを結ぶ切断面における断面を示している。
【００３０】
インバータケース１１の第２ケース１３は、図１に示すように、ハウジング７の開口７ｃを塞いで吸入室７ｂを密閉する蓋部１３ａと、フロントアキュームレータ部１２ｃの開口１２ｌを塞ぎフロントアキュームレータ部１２ｃと協働してアキュームレータ１５を構成するリアアキュームレータ部１３ｂとを、断熱壁１３ｃ（請求項中の遮断壁に相当）によって仕切って構成されている。断熱壁１３ｃの内部には断熱空間１３ｄが設けられており、断熱空間１３ｄには空気や断熱材等の断熱効果を有する流体（図示せず）が充填されている。
【００３１】
フロントアキュームレータ部１２ｃの開口１２ｌをリアアキュームレータ部１３ｂにより塞いで構成されるアキュームレータ１５は、液溜まり部１５ａと気相冷媒通路１５ｂとを有している。液溜まり部１５ａは、フロントアキュームレータ部１２ｃとリアアキュームレータ部１３ｂとに跨がってインバータケース１１の底部側に設けられている。液溜まり部１５ａには、気液分離器１２ｊの衝突壁１２ｋに衝突して分離された液相成分（液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏ）が溜まる。
【００３２】
液溜まり部１５ａは、気液分離器１２ｊよりも低い高さでフロントアキュームレータ部１２ｃの底部から立設された区画壁１２ｍにより、仕切壁１２ｄの面１２ｉに隣接する第１アキュームレータ室１５ｃとハウジング７の吸入室７ｂに隣接する第２アキュームレータ室１５ｄとに区画されている。第１アキュームレータ室１５ｃは、気液分離器１２ｊの直下に配置されていて、気液分離器１２ｊで分離された液相成分（液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏ）が溜まる。
【００３３】
また、第１アキュームレータ室１５ｃと第２アキュームレータ室１５ｄとは、区画壁１２ｍの下方に形成された貫通孔１２ｎにより連通している。このため、第１アキュームレータ室１５ｃの液面は第２アキュームレータ室１５ｄの液面よりも先に上がるが、第２アキュームレータ室１５ｄの液面もやがて第１アキュームレータ室１５ｃの液面と同じになる。
【００３４】
なお、第１アキュームレータ室１５ｃは、ここに溜まった液相成分（液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏ）の液面が、仕切壁１２ｄの面１２ｅの当接部１２ｈに対向する仕切壁１２ｄの面１２ｉの部分を常時上回る高さとなるような容量で形成されている。
【００３５】
リアアキュームレータ部１３ｂには、気相冷媒通路１５ｂが設けられている。気相冷媒通路１５ｂは、気液分離器１２ｊの衝突壁１２ｋにより液相成分（液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏ）が分離された後の冷媒の気相成分を吸入室７ｂに導入するためのものである。気相冷媒通路１５ｂは、両端が開放された中空管体１３ｅを有しており、この中空管体１３ｅは、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である図２（ｂ）に示すように、一端１３ｆが第２ケース１３の上端付近に配置され他端１３ｇが第２ケース１３の中央付近に配置された略逆Ｊ字状を呈している。
【００３６】
中空管体１３ｅの一端１３ｆは、液溜まり部１５ａに溜まった液相成分（液相の冷媒とミスト状の冷凍機油Ｏ）が流入するのを防ぐために、フロントアキュームレータ部１２ｃの気液分離器１２ｊよりも高い位置に配置されている。また、中空管体１３ｅの他端１３ｇは、図１に示すように、この継手部１３ｈを介して断熱壁１３ｃの開口部１３ｉに接続され、吸入室７ｂと連通している。
【００３７】
また、断熱壁１３ｃの開口部１３ｉには、吸入室７ｂから気相冷媒通路１５ｂの中空管体１３ｅ側への冷媒の侵入を阻止する逆止弁１３ｍが取り付けられている。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、中空管体１３ｅの両端１３ｆ，１３ｇ間には、リアアキュームレータ部１３ｂの底部付近で折り返された折り返し部１３ｊが設けられている。この折り返し部１３ｊは、図１に示すように、液溜まり部１５ａの第２アキュームレータ室１５ｄに溜まった冷凍機油Ｏの液面よりも十分低い位置に配置されている。
【００３９】
図３の要部拡大断面図に示すように、折り返し部１３ｊには、第２アキュームレータ室１５ｄに溜まった冷凍機油Ｏを中空管体１３ｅ内との圧力差によりミスト状に吸い込むために、小径の戻し孔１３ｋが形成されている。戻し孔１３ｋの周りは、折り返し部１３ｊの外側に配置されたフィルタ１３ｌによって覆われている。このフィルタ１３ｌは、異物が戻し孔１３ｋに入り込むのを防ぐものである。
【００４０】
このように構成された本実施形態の電動コンプレッサ１では、電動コンプレッサ１の停止中に、吐出室７ａと吸入室７ｂとの冷媒の圧力差により冷媒が圧縮機構３を経て吐出室７ａから吸入室７ｂに逆流し、吸入室７ｂの圧力が上昇する。
【００４１】
この圧力が上昇した冷媒が、仮に、吸入室７ｂから気相冷媒通路１５ｂの中空管体１３ｅを介して気液分離器１２ｊ側に流入すると、アキュームレータ１５から仕切壁１２ｄの面１２ｉにかかる圧力が上昇して仕切壁１２ｄが面１２ｅ側に変形し、回路基板９ａに対する電力用スイッチング素子９ｂの半田付け箇所に応力が集中してかかる。
【００４２】
そして、このような応力が半田付け箇所に集中すると、半田付け箇所にクラックが生じたり半田が回路基板９ａの導電パターンから剥がれて浮く等して、電力用スイッチング素子９ｂと回路基板９ａの導電パターンとの間に接続不良が発生する可能性がある。
【００４３】
しかし、本実施形態の電動コンプレッサ１では、断熱壁１３ｃの開口部１３ｉに逆止弁１３ｍを取り付けて、吸入室７ｂから気相冷媒通路１５ｂの中空管体１３ｅ側への冷媒の侵入を阻止する構成とした。このため、吐出室７ａから吸入室７ｂに逆流した高圧冷媒が気液分離器１２ｊ側に流入し、仕切壁１２ｄの面１２ｉに露出する空間の内圧が上昇して、仕切壁１２ｄが反対の面１２ｅ側に変形するのを防止し、回路基板９ａの半田付け箇所に応力が集中して接続不良が発生するのを防ぐことができる。
【００４４】
また、本実施形態の電動コンプレッサ１によれば、インバータケース１１の回路収容部１２ａに露出する仕切壁１２ｄの面１２ｅの当接部１２ｈに電力用スイッチング素子９ｂを当接させ、仕切壁１２ｄの面１２ｉにおける当接部１２ｈの裏側箇所に、吸入ポート１２ｂから吸入された冷媒から気液分離器１２ｊで分離された液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）が溜まる液溜まり部１５ａを設けた。
【００４５】
このため、例えば、不図示の冷凍サイクルの冷凍負荷が少なく吸入ポート１２ｂからの冷媒の吸入量が少なくても、以前からアキュームレータ１５の第１アキュームレータ室１５ｃに貯留されている液相の冷媒や冷凍機油Ｏにより、当接部１２ｈに当接させた電力用スイッチング素子９ｂを仕切壁１２ｄを介して十分に冷却することができる。
【００４６】
さらに、電動コンプレッサ１にアキュームレータ１５を内蔵することになるので、電動コンプレッサ１の外部にアキュームレータを設ける場合に比べて、冷凍サイクル側の構成を簡略化することができ、また、電動コンプレッサとアキュームレータとの間で支持構造を設ける必要もなくすことができる。
【００４７】
しかも、本実施形態の電動コンプレッサ１では、電動モータ５が収容されるハウジング７の吸入室７ｂとアキュームレータ１５の液溜まり部１５ａとの間に、インバータケース１１の第２ケース１３の断熱壁１３ｃが配置される。このため、電動モータ５で発生した熱が断熱壁１３ｃで遮断されて液溜まり部１５ａに伝わりにくいようにし、液溜まり部１５ａに溜まった液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）の気化による減少で電力用スイッチング素子９ｂの冷却効率が下がるのを防止することができる。
【００４８】
また、アキュームレータ１５の液溜まり部１５ａを区画壁１２ｍによって吸入ポート１２ｂの直下の第１アキュームレータ室１５ｃとその隣の第２アキュームレータ室１５ｄとに区画した。
【００４９】
このため、電力用スイッチング素子９ｂを冷却する液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）が溜まる液溜まり部１５ａの、仕切壁１２ｄの面１２ｉに面する部分の容積を減らして、反対側の面１２ｅの当接部１２ｈに対応する高さまで液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）の液面を早く届かせることができる。
【００５０】
よって、当接部１２ｈに当接された電力用スイッチング素子９ｂの液溜まり部１５ａに溜まった液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）による冷却を効率よく行うことができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、液溜まり部１５ａと電動モータ５との間に断熱のために設けた断熱壁１３ｃの開口部１３ｉに、吸入室７ｂから気液分離器１２ｊ側への冷媒の逆流を阻止する逆止弁１３ｍを設けた。
【００５２】
しかし、例えば、気相冷媒通路１５ｂの中空管体１３ｅの途中に逆止弁を介設してもよい。また、液溜まり部１５ａの収容空間と電動モータ５の収容空間とを仕切る壁に逆止弁を設ける場合、その壁が本実施形態のように断熱機能を有する壁であるか否かは任意である。
【００５３】
さらに、本実施形態では、電力用スイッチング素子９ｂを冷却するために、仕切壁１２ｄの面１２ｅの当接部１２ｈに当接させ、仕切壁１２ｄの反対側の面１２ｉに、吸入ポート１２ｂから吸入された冷媒から気液分離器１２ｊで分離された液相成分（液相の冷媒や冷凍機油Ｏ）が溜まる液溜まり部１５ａを設ける構成について説明した。
【００５４】
しかし、本発明は、回路基板上の発熱部品を冷媒で冷却するための構成の有無に拘わらず、電動モータの駆動回路の回路基板が取り付けられる壁と電動モータとの間に壁をさらに設けて、この壁を挟んで電動モータ側から反対側への冷媒の逆流を逆止弁により防止することで、実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、冷媒の圧縮機構を電動モータで駆動する電動コンプレッサにおいて利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  電動コンプレッサ
３  圧縮機構
３ａ，３ｂ  サイドブロック
３ｃ  シリンダブロック
３ｄ  シリンダ室
３ｅ  ロータ
５  電動モータ
５ａ  回転軸
５ｂ  ロータ
５ｃ  ステータ
５ｄ  コイル
７  ハウジング（本体ハウジング）
７ａ  吐出室
７ｂ  吸入室
７ｃ  ハウジング開口
７ｄ  油分離器
７ｅ  油溜まり部
９  インバータ回路（駆動回路）
９ａ  回路基板
９ｂ  電力用スイッチング素子（発熱部品）
９ｃ  電解コンデンサ（発熱部品）
１１  インバータケース
１２  第１ケース
１２ａ  回路収容部（回路ハウジング）
１２ｂ  吸入ポート
１２ｃ  フロントアキュームレータ部
１２ｄ  仕切壁
１２ｅ  仕切壁面（他方の面）
１２ｆ  回路収容部開口
１２ｇ  キャップ
１２ｈ  当接部（当接箇所）
１２ｉ  仕切壁面（一方の面）
１２ｊ  気液分離器
１２ｋ  衝突壁
１２ｍ  区画壁
１２ｌ  フロントアキュームレータ部開口
１２ｎ  貫通孔
１３  第２ケース
１３ａ  蓋部
１３ｂ  リアアキュームレータ部
１３ｃ  断熱壁（壁部）
１３ｄ  断熱空間（断熱部）
１３ｅ  中空管体
１３ｆ  中空管体一端
１３ｇ  中空管体他端
１３ｈ  継手部
１３ｉ  断熱壁開口部（貫通孔）
１３ｊ  折り返し部
１３ｋ  戻し孔
１３ｌ  フィルタ
１３ｍ  逆止弁
１５  アキュームレータ
１５ａ  液溜まり部
１５ｂ  気相冷媒通路（通路）
１５ｃ  第１アキュームレータ室
１５ｄ  第２アキュームレータ室
Ｏ  冷凍機油
【図１】
0006514584.tif 000002
【図２】
0006514584.tif 000003
【図３】
0006514584.tif 000004