(57)【要約】【課題】電動モータを確実に冷却でき、また、吸入冷媒の過剰な温度上昇を防止し、更には、圧縮機構動作の円滑性を損なうことがない電動圧縮機を提供する。【解決手段】リアハウジング１１とモータハウジング１２との間に圧縮機構ハウジング１３を備えた電動圧縮機１０において、外部冷媒回路２０からの吸入冷媒がモータ室１２２に導きかれ、かつ、モータ室１２２に導入された吸入冷媒が圧縮機構室１３４を迂回又は圧縮機構室１３４と隔絶して吸入室１１１に導かれるモータ冷却通路３１を形成した構造となっている。これにより、外部冷媒回路２０からの吸入冷媒はモータ冷却通路３１を通じて一旦モータ室１２２に流れるため、モータ室１２２に設置された電動モータ１２１が吸入冷媒により冷却される。また、電動モータ１２１を冷却した吸入冷媒は圧縮機構室１３４を迂回又は圧縮機構室１３４と隔絶して吸入室１１１に戻される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部冷媒回路に吐出冷媒を導く吐出室と該外部冷媒回路からの吸入冷媒が導入される吸入室とを少なくとも有するリアハウジングと、内部に電動モータが設置されたモータ室を有するモータハウジングと、該リアハウジングと該モータハウジングとの間に配置され内部に圧縮機構が設置された圧縮機構室を有する圧縮機構ハウジングとを備えた電動圧縮機において、
前記外部冷媒回路からの吸入冷媒が前記モータ室に導きかれ、かつ、該モータ室に導入された吸入冷媒が前記圧縮機構室を迂回又は該圧縮機構室と隔絶して吸入室に導かれるモータ冷却通路を有することを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記モータ冷却通路のうち前記モータ室と前記吸入室とを連通させる通路は、前記圧縮機構ハウジングの側壁内部に貫通する側壁通路を有することを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記モータ冷却通路のうち前記モータ室と前記吸入室とを連通させる通路は、前記圧縮機構室内に貫通するパイプ通路を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記モータ冷却通路のうち前記モータ室と前記吸入室とを連通させる通路は、前記電動モータの駆動軸内部に貫通する駆動軸通路を有することを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記モータ冷却通路のうち前記モータ室と前記吸入室とを連通させる通路は、前記圧縮機構室の外部に配管した外部配管通路を有することを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に使用される電動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置では室内冷房等を行うため冷媒を圧縮する圧縮機が搭載され、この圧縮機として電動モータを組み込んだものが知られている。この電動モータの駆動により圧縮機に内蔵された圧縮機構（ピストン等）が駆動し、高圧冷媒が吐出される。
【０００３】
ところで、盛夏時などの高負荷時に車室内の冷房を行うときは、電動モータは高負荷に対応するよう高速回転で長時間に亘って運転しなければならない。しかしながら、高速回転運転を継続するときは、電動モータからの発熱量が増大し、これに伴い、電動モータの雰囲気温度が非常に高くなり、その結果、電動モータの回転効率が低下するという問題点を有していた。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、従来、特開２００１−１９３６３９号公報に記載された電動圧縮機が提案されている。この電動圧縮機は、蒸発器を通過して吸入室に戻る、いわゆる吸入冷媒の一部をモータ室と圧縮機構室に流し、モータ室の電動モータと圧縮機構室の圧縮機構を冷却する構造となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１９３６３９号公報
【０００６】
【発明が解決しよとする課題】
しかしながら、後者の電動圧縮機では、吸入冷媒をモータ室と圧縮機構室に戻すため、電動モータで発生した熱と圧縮機構で発生した熱の両者が吸入冷媒に吸熱され、この吸入冷媒が過剰に温度上昇し、冷凍効果が著しく低下するという問題点を有していた。また、圧縮機構室に流入した吸入冷媒は、圧縮機構室内の潤滑用のオイルも取り込むため、圧縮機構の円滑な動作を阻害するという問題点を有していた。
【０００７】
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、電動モータを確実に冷却でき、また、吸入冷媒の過剰な温度上昇を防止し、更には、圧縮機構動作の円滑性を損なうことがない電動圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、外部冷媒回路に吐出冷媒を導く吐出室と外部冷媒回路からの吸入冷媒が導入される吸入室とを少なくとも有するリアハウジングと、内部に電動モータが設置されたモータ室を有するモータハウジングと、リアハウジングとモータハウジングとの間に配置され内部に圧縮機構が設置された圧縮機構室を有する圧縮機構ハウジングとを備えた電動圧縮機において、外部冷媒回路からの吸入冷媒がモータ室に導きかれ、かつ、モータ室に導入された吸入冷媒が圧縮機構室を迂回又は圧縮機構室と隔絶して吸入室に導かれるモータ冷却通路を有する構造となっている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、外部冷媒回路からの吸入冷媒はモータ冷却通路を通じて一旦モータ室に流れるため、モータ室に設置された電動モータが吸入冷媒（低温低圧冷媒）で冷却される。また、電動モータを冷却した吸入冷媒が圧縮機構室を迂回又は圧縮機構室と隔絶して吸入室に戻されるため、過剰に温度が高くなることがない。
【００１０】
請求項２の発明は、前記請求項１の電動圧縮機において、モータ冷却通路のうちモータ室と吸入室とを連通させる通路は、圧縮機構ハウジングの側壁内部に貫通する側壁通路を有する構造となっている。即ち、通路設置場所として圧縮機構の熱影響の小さい、圧縮機構ハウジングの側壁を用いている。
【００１１】
請求項３の発明は、前記請求項１の電動圧縮機において、モータ冷却通路のうちモータ室と吸入室とを連通させる通路は、圧縮機構室内に貫通するパイプ通路を有する構造となっている。即ち、この発明では通路設置場所として圧縮機構室内を用いているが、圧縮機構の熱影響を極力避けるためパイプ通路としている。
【００１２】
請求項４の発明は、前記請求項１の電動圧縮機において、モータ冷却通路のうちモータ室と吸入室とを連通させる通路は、電動モータの駆動軸内部に貫通する駆動軸通路を有する構造となっている。即ち、通路設置場所として圧縮機構の熱影響が小さい、圧縮機構ハウジング内に延在された駆動軸を用いている。
【００１３】
請求項５の発明は、前記請求項１の電動圧縮機において、モータ冷却通路のうちモータ室と吸入室とを連通させる通路は、圧縮機構室の外部に配管した外部配管通路を有する構造となっている。この発明よれば、圧縮機構の熱影響を全く受けることなく吸入冷媒を吸入室に戻すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電動圧縮機の第１実施形態を示すものである。なお、本実施形態では電動圧縮機のうち、片頭ピストン型斜板式電動圧縮機（以下、電動圧縮機と称す）を一例として掲げて説明する。
【００１５】
まず、この電動圧縮機１０の全体構造を図１を参照して説明する。圧縮機１０はリアハウジング１１と、モータハウジング１２と、リアハウジング１１とモータハウジング１２との間に配置された圧縮機構ハウジング１３と、弁板装置１４を有している。
【００１６】
リアハウジング１１には吸入室１１１と吐出室１１２が形成されている。この吸入室１１１は後述する側壁通路１３ａに連通し、また、吐出室１１２は外部冷媒回路２０に連通している。
【００１７】
モータハウジング１２は電動モータ１２１が配置されたモータ室１２２を有している。この電動モータ１２１はステータ１２１ａと駆動軸１２１ｂに回転自在に固定されたロータ１２１ｃとを有している。駆動軸１２１ｂはモータハウジング１２と圧縮機構ハウジング１３に亘って延在されもので、モータハウジング１２に設置されたラジアル軸受１２１ｄと圧縮機構ハウジング１３に設置されたラジアル軸受１３３ａで軸支されている。
【００１８】
圧縮機構ハウジング１３はリアハウジング１１側のシリンダブロック１３１とモータハウジング１２側のフロントハウジング１３２とから構成され、内部に圧縮機構１３３を設置した圧縮機構室１３４を有している。このシリンダブロック１３１には円筒状の２個のシリンダボア１３３ｂ，１３３ｃが形成され、シリンダボア１３３ｂには一方の片頭ピストン１３３ｄが往復直線運動できるように収容され、また、シリンダボア１３３ｃには他方の片頭ピストン１３３ｅが往復直線運動ができるよう収容されている。また、フロントハウジング１３２の内部には斜板１３３ｆとシュー１３３ｇとスラスト軸受１３３ｈとバネ１３３ｉと座金１３３ｊが設置されている。斜板１３３ｆは駆動軸１２１ｂに固着されている。また、駆動軸１２１ｂは座金１３３ｊを間にしてバネ１３３ｉでスラスト軸受１３３ｈに向かって押圧されており、これにより、斜板１３３ｆが駆動軸１２１ｂの軸方向に位置決めされている。この斜板１３３ｆの周縁には摺動自在のシュー１３３ｇを介して各片頭ピストン１３３ｄ，１３３ｅが連結しており、斜板１３３ｆの回転により各片頭ピストン１３３ｄ，１３３ｅが各シリンダボア１３３ｂ１３３ｃ内で往復動するようになっている。圧縮機構１３３は前述した各部材１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆ，１３３ｇ，１３３ｈ，１３３ｉ，１３３ｊによって構成されている。
【００１９】
弁板装置１４はリアハウジング１１とシリンダブロック１３１との間に設置されている。この弁板装置１４は周知のもので、一方の片頭ピストン１３３ｄが弁板装置１４から離れる方向に移動するときは吸入室１１１の吸入冷媒が弁板装置１４の図示しない孔を通じてシリンダボア１３３ｂ内に吸入される。また、片頭ピストン１３３ｄが弁板装置１４に近づく方向に移動するときはシリンダボア１３３ｂ内の吸入冷媒が圧縮され、高圧冷媒となって吐出室１１２に圧送される。そして、この吐出室１１２に圧送された高圧冷媒が外部冷媒回路２０に向かって吐出される。
【００２０】
なお、外部冷媒回路２０は、凝縮器、膨脹弁、蒸発器等の冷媒流通装置を順次連結して構成されたもので、吐出室１１２には凝縮器が連結し、吸入室１１１には蒸発器が連結している。
【００２１】
以上のような電動圧縮機の構成は周知のものであり、本発明は外部冷媒回路２０（蒸発器）から吸入室１１１に戻される吸入冷媒通路３０にモータ冷却通路３１を形成したことに特徴を有する。このモータ冷却通路３１は、第１通路３１１第２通路３１２、第３通路３１３及び第４通路３１４から構成されている。この第１通路３１１はモータハウジング１２の側壁１２ａで前側（図１に向かって左側）で内外に貫通するよう形成された通路であり、外部冷媒回路２０とモータ室１２２とを互いに連通させており、吸入冷媒が外部冷媒回路２０からモータ室１２２に導入されるようになっている。第２通路３１２はモータハウジング１２の側壁１２ａで後側（図１に向かって右側）に形成されもので、一端がモータ室１２２に連通するとともに、他端が圧縮機構ハウジング１３の側壁１３ａの端面に対向するよう形成されている。第３通路（側壁通路）３１３は圧縮機構ハウジング１３の側壁１３ａの内部に前後に貫通するよう形成したもので、後端側（図１に向かって左側）が第２通路３１２に連通している。第４通路３１４はリアハウジング１１にＬ字状に形成したもので、一端が第３通路３１３に連通するとともに、他端が吸入室１１１に連通している。
【００２２】
本実施形態によれば、外部冷媒回路２０の吸入冷媒が吸入冷媒通路３０を通じてモータ冷媒通路３１に循環する。即ち、第１通路３１１→モータ室１２２→第２通路３１２→第３通路３１３→第４通路３１４→吸入室１１１と循環する。これにより、モータ室１２２内に設置された電動モータ１２１が吸入冷媒により冷却される。
【００２３】
また、モータ室１２２を通った吸入冷媒が側壁内部に形成された第３通路３１３を通って吸入室１１１に流れ、圧縮機構１３４を迂回しているため、圧縮機構１３３で発生した熱（例えば、シュー１３３ｇで発生する摺動熱）が吸入冷媒にさほど吸収されることがない。従って、吸入室１１１に戻った吸入冷媒が過剰に加熱されることがない。
【００２４】
更に、吸入冷媒が圧縮機構室１３４内に流れ込むことがほとんどないので、圧縮機構室１３４内の潤滑用オイルが吸入室１１１側に吸入されることがない。
【００２５】
図２は本発明に係る電動圧縮機の第２実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と共通の構成部分については同一符号を用いて表すとともに、その説明を省略する。第２実施形態に係る電動圧縮機１０は前記モータ冷却通路３１のうち第２通路３１２、第３通路３１３及び第４通路３１４の代わりに、第５通路３１５ａ及び第６通路３１５ｂを用いたものである。
【００２６】
第５通路（パイプ通路）３１５ａは圧縮機構室３１４内を貫通するパイプで形成されている。第５通路３１５ａの一端（図に向かって左側）はフロントハウジング１３２の前側（図２に向かって左側）の前面壁１３ｂを貫通してモータ室１２２に連通している。また、第５通路３１５ａの他端は弁板装置１４の圧縮機構室１３４側の面に接触している。なお、第５通路３１５ａが配置される圧縮機構室１３４の空間は各シリンダボア１３３ｂ，１３３ｃとは別個に形成された空間であり、第５通路３１５ａ用に形成されたものである。
【００２７】
第６通路３１５ｂは弁板装置１４を貫通する孔３１５ｃ，３１５ｄで構成されている。一方の孔３１５ｃは第５通路３１５ａの他端開口に連通し、他方の孔３１５ｄは吸入室１１１に連通している。
【００２８】
本実施形態によれば、外部冷媒回路２０の吸入冷媒が吸入冷媒通路３０を通じてモータ冷媒通路３１に循環する。即ち、第１通路３１１→モータ室１２２→第５通路３１５ａ→第６通路３１５ｂの孔３１５ｃ→第６通路３１５ｂの孔３１５ｄ→吸入室１１１と循環する。これにより、モータ室１２２内に設置された電動モータ１２１が吸入冷媒により冷却される。
【００２９】
また、モータ室１２２を通った吸入冷媒が圧縮機構室３１４内を貫通するが、第５通路３１５ａがパイプで形成され、圧縮機構室３１２と隔絶されているため、圧縮機構１３３で発生した熱が吸入冷媒にさほど吸収されることがない。従って、吸入室１１１に戻った吸入冷媒が過剰に加熱されることがないし、また、圧縮機構室１３４内の潤滑用オイルが吸入室１１１側に吸入されることがない。
【００３０】
図３は本発明に係る電動圧縮機の第３実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と共通の構成部分については同一符号を用いて表すとともに、その説明を省略する。第３実施形態に係る電動圧縮機１０は第１実施形態の前記モータ冷却通路３１のうち第２通路３１２、第３通路３１３及び第４通路３１４の代わりに、第７通路３１６ａ、第８通路３１６ｂ、第９通路３１６ｃ、第１０通路３１６ｄを用いている。
【００３１】
第７通路（駆動軸通路）３１６ａは電動モータ１２１の駆動軸１２１ｂの内部に軸方向に延在されたもので、モータ室１２２から圧縮機構室１３４に亘って形成されている。第７通路３１６ａの一端は駆動軸１２１ｂのモータ室１２２側にあり、モータ室１２２に連通するよう駆動軸１２１ｂの径方向に貫通している。また、第７通路３１６の他端は圧縮機構室１３４側にあり、座金１３３ｊに接触している。
【００３２】
第８通路３１６ｂは座金１３３ｊ及びバネ１３３ｉの中央の孔３１６ｅ，３１６ｆで構成され、座金１３３ｊの孔３１６ｅが第７通路３１６ａの他端に連通している。
【００３３】
第９通路３１６ｃはシリンダブロック１３１の内部に形成されたもので、一端がバネ１３３ｉの中央の孔３１６ｆに連通し、他端が弁板装置１４の圧縮機構室１３４側の面に接触している。なお、第９通路３１６ｃの形成箇所は各シリンダボア１３３ｂ，１３３ｃが設置されていない箇所となっている。
【００３４】
第１０通路３１６ｄは弁板装置１４を貫通する孔３１６ｇ，３１５ｈで構成されている。一方の孔３１６ｇは第９通路３１６ｃの他端開口に連通し、他方の孔３１６ｈは吸入室１１１に連通している。
【００３５】
本実施形態によれば、外部冷媒回路２０の吸入冷媒が吸入冷媒通路３０を通じてモータ冷媒通路３１に循環する。即ち、第１通路３１１→モータ室１２２→第７通路３１６ａ→第８通路３１６ｂの孔３１６ｅ→第８通路３１６ｂの孔３１６ｆ→第９通路３１６ｃ→第１０通路３１６ｄの孔３１６ｇ→第１０通路３１６ｄの孔３１６ｈ→吸入室１１１と循環する。これにより、モータ室１２２内に設置された電動モータ１２１が吸入冷媒により冷却される。
【００３６】
また、モータ室１２２を通った吸入冷媒が圧縮機構室１３４内を貫通するが、第７通路３１６ａが駆動軸１２１ｂの内部に形成され、圧縮機構室１３４と隔絶されているため、圧縮機構１３３で発生した熱が吸入冷媒にさほど吸熱されることがない。従って、吸入室１１１に戻った吸入冷媒が過剰に加熱されることがないし、また、圧縮機構室１３４内の潤滑用オイルが吸入室１１１側に吸入されることがない。
【００３７】
図４は本発明に係る電動圧縮機の第４実施形態を示すものである。なお、前記第１実施形態と共通の構成部分については同一符号を用いて表すとともに、その説明を省略する。第４実施形態に係るモータ冷却通路３１は第１通路３１１（前記第１乃至第３実施形態と同様）、第１１通路３１７ｂ、第１２通路３１７ｃ、第１３通路３１７ｄとから構成されている。
【００３８】
第１１通路３１７ａはモータハウジング１２の側壁１２ａで後側（図４に向かって右側）で内外に貫通するよう形成された通路であり、モータ室１２２の冷媒を外に導出するようになっている。
【００３９】
第１２通路３１７ｂは圧縮機構ハウジング１３の外部に配管され通路であり、一端が第１１通路３１７ａに連通し吸入室１１１側に向かって配管されている。
【００４０】
第１３通路３１７ｃはリアハウジング１１１の側壁１１ａに貫通した通路であり、一端が第１２通路３１７ｂに連通し他端が吸入室１１１に連通している。
【００４１】
本実施形態によれば、外部冷媒回路２０の吸入冷媒が吸入冷媒通路３０を通じてモータ冷媒通路３１に循環する。即ち、第１通路３１１→モータ室１２２→第１１通路３１７ａ→第１２通路３１７ｂ→第１３通路３１７ｃ→吸入室１１１と循環する。これにより、モータ室１２２内に設置された電動モータ１２１が吸入冷媒により冷却される。
【００４２】
また、モータ室１２２を通った吸入冷媒が第１１乃至第１３通路３１７ａ〜３１７ｃ、即ち、圧縮機構室１３４を迂回した外部配管通路を通じて吸入室１１１に戻されるため、圧縮機構１３３で発生した熱の影響を全く受けることがない。従って、吸入室１１１に戻った吸入冷媒が過剰に加熱されることがないし、また、圧縮機構室１３４内の潤滑用オイルが吸入室１１１側に吸入されることがない。
【００４３】
なお、前記各実施形態では片頭ピストン型斜板式圧縮機について説明したが、電動モータ１２１を使用する圧縮機であればこれに限るものではなく、各種の圧縮機に適用できることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部冷媒回路からの吸入冷媒がモータ室に流れて電動モータが冷却されることはもとより、電動モータを冷却した吸入冷媒が圧縮機構室を迂回又は圧縮機構室と隔絶して吸入室に導かれるため、吸入冷媒が圧縮機構の発生熱で過剰に加熱されることがない。
【００４５】
また、吸入冷媒が吸入室に戻る際に、圧縮機構室内の潤滑用オイルが混入しないため、潤滑用オイルが不足するという事態を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る電動圧縮機の断面図
【図２】第２実施形態に係る電動圧縮機の断面図
【図３】第３実施形態に係る電動圧縮機の断面図
【図４】第４実施形態に係る電動圧縮機の断面図
【符号の説明】
１０…電動圧縮機、１１…リアハウジング、１２…モータハウジング、１３…圧縮機構ハウジング、１３ａ…圧縮機構ハウジングの側壁、２０…外部冷媒回路、３０…吸入冷媒通路、３１…モータ冷媒通路、１１１…吸入室、１１２…吐出室、１２１…電動モータ、１２１ｂ…駆動軸、１２２…モータ室、１３３…圧縮機構、１３４…圧縮機構室、３１１…第１通路、３１２…第２通路、３１３…第３通路（側壁通路）、３１４…第４通路、３１５ａ…第５通路（パイプ通路）、３１５ｂ…第６通路、３１６ａ…第７通路（駆動軸通路）、３１６ｂ…第８通路、３１６ｃ…第９通路、３１６ｄ…第１０通路、３１７ａ…第１１通路、３１７ｂ…第１２通路、３１７ｃ…第１３通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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