(57)【要約】【課題】吸入冷媒により内蔵モータを効率的に冷却することにより内蔵モータの過熱を確実に防止し、モータの運転可能範囲を拡大でき、優れた運転効率を発揮する圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機構と、該圧縮機構の駆動源としてモータ２１を内蔵した圧縮機１において、該圧縮機に吸入された冷媒をモータ２１の固定子２３の巻線間まで導く冷媒吸入路３３を設けたことを特徴とする圧縮機。【選択図】図２
2008106722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構と、該圧縮機構の駆動源としてモータを内蔵した圧縮機において、該圧縮機に吸入された冷媒をモータの固定子の巻線間まで導く冷媒導入路を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記冷媒導入路の一部が、モータの固定子の巻線を覆う巻線カバーに一体に形成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】
前記冷媒導入路の少なくとも一部が、圧縮機構の一部を構成する、または圧縮機構を保持するハウジングに一体に形成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４】
前記冷媒導入路が、該冷媒導入路に接続される中空のスリーブ部材を備え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５】
前記圧縮機がスクロール型圧縮機からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧縮機が外部駆動源により駆動される第１圧縮機構と、内蔵モータにより駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮機が車両用空調装置の冷凍サイクル用の圧縮機からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機構の駆動源としてモータが内蔵されたモータ内蔵型圧縮機、たとえば、車両に搭載される車両用空調装置の圧縮機に関し、とくに第１駆動源にのみより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体に組み付けられたハイブリッド圧縮機等の内蔵モータをより効果的に冷却できるようにした圧縮機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機構の駆動源としてモータが内蔵されたモータ内蔵型圧縮機はよく知られている。また、近年、車両用空調装置の冷凍サイクル等に使用される圧縮機としては、第１駆動源（たとえば、外部駆動源）にのみより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源（たとえば、内蔵モータ）のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体に組み付けられたハイブリッド圧縮機が知られている（たとえば、特許文献１）。このようなモータ内蔵型圧縮機においては、モータの駆動に伴うモータコイル部の発熱によりモータが過熱され、モータコイル部許容温度を超えモータに悪影響を及ぼすおそれがある。このため、モータコイル部からモータが内蔵されるステータハウジングへ伝熱し、モータハウジングから大気等への放熱によりモータコイル部を冷却する方法が採用されている。しかし、圧縮機が、たとえば自動車用空調装置の冷凍回路に使用される場合には、該圧縮機は高温のエンジンルーム内に設置されるため逆に外部から加熱されるおそれがある。
【０００３】
一方、圧縮機内部に吸入された吸入冷媒を用いてモータを冷却する方法も採用されている。たとえば、図５はハイブリッド圧縮機の内蔵モータを吸入冷媒を用いて冷却する場合の冷媒の流路を示している。図５において、１００はハイブリッド圧縮機を示している。ハイブリッド圧縮機１００には、モータ１０２が内蔵されるステータハウジング１０１を有している。モータ１０２は、固定子１０３と回転子１０４とを有しており、回転子１０４は駆動軸１０５と一体に回転可能に構成されている。また、ステータハウジング１０１内には圧縮機１００内に吸入された冷媒をモータ１０２側に吹き出す冷媒導入路１０６が設けられている。そして、冷媒導入路１０６からモータ１０２側へ吹き出された冷媒は、モータ１０２を冷却した後、圧縮部吸入口１０７からモータ１０２を駆動源とする圧縮機構１０８側へ流入されるようになっている。
【０００４】
しかし、圧縮機構１０８が駆動している際には、冷媒導入路１０６から吹き出された冷媒の大半が、モータ１０２に達する前に圧縮部吸入口１０７から圧縮機構１０８側へ流入する。このため、モータ１０２の冷却効果が不十分になりモータ１０２の過熱を効果的に防止できなくなるおそれがある。なお、モータコイル部許容温度を超えないようにするため、モータ１０２の運転範囲を制限したのでは、圧縮機１００の運転効率が低下するおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−２７８３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、吸入冷媒により内蔵モータを効率的に冷却することにより内蔵モータの過熱を確実に防止し、モータの運転可能範囲を拡大でき、優れた運転効率を発揮する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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、圧縮機構と、該圧縮機構の駆動源としてモータを内蔵した圧縮機において、該圧縮機に吸入された冷媒をモータの固定子の巻線間まで導く冷媒導入路を設けたことを特徴とするものからなる。このような構成においては、吸入冷媒は冷媒導入路により確実にモータ固定子の巻線間まで導かれ、直接モータ固定子の巻線に吹き付けられるので、モータ固定子のモータコイル部が確実にしかも効率よく冷却される。したがって、モータの過熱を確実にしかも効果的に防止することができる。
【０００７】
上記冷媒導入路から吹き出される冷媒を固定子の巻線間まで導くには、冷媒導入路の一部を、たとえばモータの固定子の巻線を覆うカバーに一体に形成する態様を採用することにより実現できる。また、冷媒導入路の少なくとも一部を、圧縮機構の一部を構成または圧縮機構を保持するハウジングに一体に形成し固定子の巻線の近傍に開口する態様においても、吸入冷媒を固定子の巻線間まで効率的に導くことが可能である。さらに、冷媒導入路に中空のスリーブ部材を接続する態様においても、吸入冷媒をモータ固定子の巻線間まで導くことができる。
【０００８】
上記圧縮機は、とくに限定されるものではなく、たとえばスクロール型圧縮機、斜板式圧縮機等を挙げることができる。
【０００９】
また、上記圧縮機は、モータ内蔵型圧縮機であればよく、たとえば、外部駆動源等の第１駆動源により駆動される第１圧縮機構と、内蔵モータ等の第２駆動源により駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み込まれたスクロール型のハイブリッド圧縮機であってもよい。
【００１０】
本発明に係る圧縮機は、様々な産業分野に適用可能であるが、車両用空調装置の冷凍サイクル用の圧縮機、とくにエンジンルーム等の高温環境下に設置されることの多い自動車用空調装置の冷凍サイクル用の圧縮機に好適であり、たとえばスクロール型のハイブリッド圧縮機に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明に係る圧縮機によれば、吸入冷媒をモータ固定子の巻線間まで導くことができ、モータ固定子の巻線を効果的に冷却することができるので、モータ全体の過熱を確実に防止しつつ、該モータの運転範囲ひいては圧縮機の運転範囲を拡大できる。
【００１２】
また、冷媒導入路から吹き出される冷媒を固定子の巻線間まで導くには、冷媒導入路の一部を、たとえばモータの固定子の巻線を覆うカバーに一体に形成する態様を採用することにより実現できる。このような構成によれば、実質的な部品点数の増加を防止しつつ既存の圧縮機に対しても容易に本発明を適用することができる。
【００１３】
また、冷媒導入路の少なくとも一部を、圧縮機構の一部を構成または圧縮機構を保持するハウジングに一体に形成し固定子の巻線の近傍に開口する態様、冷媒導入路に中空のスリーブ部材を接続する態様においても、吸入冷媒をモータ固定子の巻線間まで導くことができる。このような構成によれば、極めて簡単な設計変更等により既存の圧縮機に対しても容易に本発明を適用することができる。
【００１４】
本発明は、モータ内蔵型圧縮機に広く適用できるが、車両用空調装置の冷凍サイクル等に使用され、エンジンルーム内等の高温環境下に設置される圧縮機に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の第１実施態様に係る圧縮機を示している。本実施態様における圧縮機は、ハイブリッド圧縮機１からなり、自動車用空調装置の冷凍サイクルに使用されるものである。ハイブリッド圧縮機１はスクロール型圧縮機からなり、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、固定スクロール４と、該固定スクロール４とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）６を形成する可動スクロール５と、可動スクロール５に係合して可動スクロール５を旋回運動させる駆動軸７、外部駆動源としての自動車走行用原動機（図示略）からの駆動力がベルトを介して伝達されるプーリ８と駆動軸７との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ９と、可動スクロール５の自転を阻止するボールカプリング１０と、ケーシング１１に形成された吸入ポート１２とを備えている。
【００１６】
吸入ポート１２から圧縮機内部へと吸入された吸入冷媒は、作動空間６内に取り込まれ、作動空間６が体積を減少させつつ固定スクロール４の中心に向けて移動されることにより、作動空間６内の冷媒が圧縮される。固定スクロール４の中央部には吐出穴１３が形成されており、圧縮された冷媒は吐出穴１３から吐出通路１４、吐出室１５を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【００１７】
一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール１６と、固定スクロール１６とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）１８を形成する可動スクロール１７と、可動スクロール１７に係合して可動スクロール１７を旋回運動させる駆動軸１９と、可動スクロール１７の自転を阻止するボールカップリング２０とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸１９を駆動するために、電動モータ２１が内蔵されている。電動モータ２１は、駆動軸１９に固定された回転子２２と、巻線が巻回されモータコイル部２４を備えた固定子２３とを有しており、固定子２３はステータハウジング２５内に収納されている。
【００１８】
上記第２圧縮機構３においては、吸入ポート１２から第１圧縮機構２側に吸入された吸入冷媒が、連通路２６を介して、電動モータ２１が収納されるステータハウジング２５内に流入した後、圧縮部吸入口２７から第２圧縮機構３側に流入する。第２圧縮機構３側に流入した吸入冷媒は、作動空間１８内に取り込まれ、該作動空間１８が体積を減少させつつ固定スクロール１６の中心へ向かって移動され圧縮される。そして、圧縮冷媒が可動スクロール１６の中央部に形成された吐出穴２８から吐出通路２９、吐出室１５を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【００１９】
図２に示すように、連通路２６および圧縮部吸入口２７は、第２圧縮機構３の一部を構成するハウジング３０に穿設されている。また、連通路２６には、固定子２３のモータコイル部２４を覆う巻線カバー３１に一体に形成された筒状部３２が接続されている。本実施態様においては、連通路２６および筒状部３２により冷媒導入路３３が形成されており、該冷媒導入路３３は固定子２３のモータコイル部２４に向かって開口されている。このようにして、圧縮機１内に吸入された吸入冷媒は冷媒導入路３３により、モータコイル部２４を形成する巻線間まで導かれるようになっている。
【００２０】
本実施態様に係るハイブリッド圧縮機１においては、第１圧縮機構２の固定スクロール４と第２圧縮機構３の固定スクロール１６とは背中合わせ配置されており、両固定スクロール４、１６は一体に形成されている。
【００２１】
ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが駆動される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ２１には電力は供給されず、電動モータ２１は回転しない。したがって、第２圧縮機構３は駆動しない。一方、ハイブリッド圧縮機１が電動モータ２１のみにより駆動される場合には、電動モータ２１がオンされて回転し、電動モータ２１の回転が第２圧縮機構３の駆動軸１９に伝達され、該駆動軸１９により可動スクロール１７が旋回駆動される。この時、第１圧縮機構２の電磁クラッチ９には通電されず、外部駆動源としての自動車用原動機（たとえば、エンジン、モータ等）の回転は第１圧縮機構１には伝達されない。したがって、第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、外部駆動源からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール５に伝達されるとともに、電動モータ２１がオンされてその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール１７に伝達される。
【００２２】
このように構成されたハイブリッド圧縮機１においては、冷房負荷等に応じて、第１圧縮機構２、第２圧縮機構３の切り替えや同時運転の制御が行われるが、第２圧縮機構３の運転時に電動モータ２１が駆動される際には、抵抗を持つモータコイル部２４に電流が流れることになり、モータコイル部２４は発熱する。
【００２３】
しかし、本実施態様においては、圧縮機１に吸入された吸入冷媒を電動モータ２１の固定子２３のモータコイル部２４を形成する巻線間まで導く冷媒導入路３３が設けられているので、吸入冷媒は冷媒導入路３３により確実に固定子２３の巻線間まで導かれ、直接固定子２３の巻線に吹き付けられるので、モータコイル部２４を形成する巻線が確実にしかも効率よく冷却される。したがって、モータ２１の過熱を確実にしかも効果的に防止することができる。
【００２４】
また、本実施態様においては、冷媒導入路３３の一部は、固定子２３の巻線を覆う巻線カバー３１に一体に形成する態様が採用されているので、実質的な部品点数の増加を防止しつつ既存の圧縮機に対しても容易に本発明を適用することができる。
【００２５】
図３は、本発明の第２実施態様に係るハイブリッド圧縮機を示している。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付し説明を省略する。本実施態様においては、冷媒導入路３４は、冷媒導入路３４の少なくとも一部は、第２圧縮機構３の一部を構成するハウジング３０に一体に形成され、固定子２３のモータコイル部２４の巻線の近傍に開口されている。
【００２６】
本実施態様においても上記第１実施態様の作用に準じ、モータ２１を効果的に冷却することができるので、モータ２１の過熱を防止できる。また、本実施態様においては、冷媒導入路３４はハウジング３０に一体に形成されているので、部品点数の増加を防止できる。
【００２７】
図４は、本発明の第３実施態様に係るハイブリッド圧縮機を示している。なお、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付し説明を省略する。本実施態様においては、冷媒導入路３５は、連通路２６および該連通路２６に接続される中空のスリーブ部材３６から形成されている。
【００２８】
本実施態様においても上記第１実施態様の作用に準じ、モータ２１を効果的に冷却することができるので、モータ２１の過熱を防止できる。また、本実施態様においては、連通路２６に中空のスリーブ部材３６が接続され冷媒導入路３５が形成されているので、たとえば既存の圧縮機の連通路２６に中空のスリーブ部材３６を接続するだけで簡単に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、モータ内蔵型圧縮機、とくに、車両に搭載される車両用空調装置の圧縮機、なかでも第１駆動源にのみより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体に組み付けられたハイブリッド圧縮機として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施態様に係る圧縮機としてのハイブリッド圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のハイブリッド圧縮機のモータの冷却構造を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施態様に係る圧縮機としてのハイブリッド圧縮機のモータの冷却構造を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施態様に係る圧縮機としてのハイブリッド圧縮機のモータの冷却構造を示す概略縦断面図である。
【図５】従来の圧縮のモータの冷却構造を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ハイブリッド圧縮機
２  第１圧縮機構
３  第２圧縮機構
４、１６  固定スクロール
５、１７  可動スクロール
６、１８  作動空間（流体ポケット）
７、１９  駆動軸
８  プーリ
９  電磁クラッチ
１０、２０  ボールカップリング
１１  ケーシング
１２  吸入ポート
１３、２８  吐出穴
１４、２９  吐出通路
１５  吐出室
２１  電動モータ
２２  回転子
２３  固定子
２４  モータコイル部
２５  ステータハウジング
２６  連通路
２７  圧縮部吸入口
３０  ハウジング
３１  巻線カバー
３２  筒状部
３３、３４、３５  冷媒導入路
３６  スリーブ部材
【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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