(57)【要約】【課題】機体容器が大型化したり、インバータの有無によって特別なものになったりしないで、インバータの冷却が図れるようにする。【解決手段】機体容器３における圧縮機構部４への吸入口８を設けた側の軸線Ｘ方向の端部３ｄに、インバータ１０１のインバータケース１０２を外付けし、このインバータケース１０２側で外部からの帰還流体３０を吸入口８に導く導入路１１１を、この導入路１１１とインバータ１０１の熱結合部１１２を有して形成することにより、上記目的を達成する。【選択図】  図１
2004183631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機において、
前記機体容器における前記圧縮機構部への吸入口を設けた側の軸線方向の端部に、前記インバータのインバータケースを外付けし、このインバータケース側で、外部からの帰還流体を前記吸入口に導く導入路を、この導入路とインバータとの熱結合部を有して形成したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機において、
前記機体容器における圧縮機構部からの吐出側で圧縮機構部への吸入口を有した軸線方向の端部に、前記インバータのインバータケースを外付けし、このインバータケース側に、帰還流体を前記吸入口に導く導入路を、この導入路とインバータとの熱結合部、および導入路と前記端部との間の空気層を、有して形成したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項３】
熱結合部はインバータの少なくとも高発熱部のほぼ全域に対応して設けた請求項１、２のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
機体容器の軸線が斜めとなる場合を含む横向きになるように他へ取り付ける取り付け脚を、機体容器のインバータ外付け部から外れた側に左右取り付け勝手を共通にして設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
機体容器は軸線方向にインバータの取り付け側と反取り付け側とに分割して形成している請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項６】
電動機と外部との接続を図る圧縮機ターミナルの接続ピンをインバータの回路基板に直結した請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項７】
圧縮機ターミナルはインバータケースの機体容器内に通じた連絡口に封止部を有している請求項６に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電動圧縮機は、インバータと圧縮機構部および電動機とを互いに仕切って設けることが行なわれている（例えば、特許文献１〜６参照。）。特許文献１〜５に記載のものは、特許文献３の図３に記載するものを除き、機体容器を軸線方向に圧縮室とインバータ室とに仕切る仕切り壁を設けて、その圧縮室に圧縮機構部および電動機を収容し、インバータ室にインバータを収容している。圧縮機構部は圧縮室の電動機のある仕切り壁との間を吸入側、反電動機側を吐出側として、帰還冷媒の機体容器外からの吸入と、圧縮後の冷媒の機体容器外への吐出とを行うようにしている。ここに、インバータは前記仕切り壁を介して電動機のある吸入側に面し、機体容器における圧縮機構部への吸入冷媒との熱交換が図られるので、インバータの発熱部品による昇温を防止する。特許文献３の図３に記載のものは、機体容器における前記吸入側の胴部まわりにインバータを外付けして、前記吸入冷媒との熱交換を図っている。特許文献６に記載のものは、圧縮機構部と電動機とを収容した機体容器における胴部の圧縮機構部設置部から電動機設置部に一部跨るようにインバータを外付けしている。インバータはその高発熱部にて機体容器の圧縮機構部への冷媒の吸入口との熱結合を図って冷却されるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２９１５５７号公報（００３９、００４０  図１）
【０００４】
【特許文献２】
特開２００２−０７０７４３号公報（００１２、００１７  図１）
【０００５】
【特許文献３】
特開２００２−１７４１７８号公報（００１３、００１４、００１８
図１、図３）
【０００６】
【特許文献４】
特開２００２−１８０９８４号公報（０００９、００１１  図１）
【０００７】
【特許文献５】
特開２００２−１８８５７４号公報（００１７、００１９  図１）
【０００８】
【特許文献６】
特開２００２−２８５９８１号公報（００１６、００２２  図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１〜５に記載のもののインバータは、特許文献３の図３に記載のものを除いて機体容器の一部に組込まれているため、インバータにより駆動する圧縮機の機体容器は、電動機をインバータにより駆動しない電動圧縮機のそれと形態および構造が一部で異なり、この異なる範囲どうしがそれぞれの専用部材になる。このように電動機をインバータで駆動するかどうかの違いによって機体容器の一部に専用部材が必要であると、機体容器の部品の種類数が増加するので製品コストが上昇する。また、特許文献３の図３、特許文献６に記載のインバータは機体容器の胴部のまわりに外付けしているが、機体容器のインバータ取り付け部は径方向の一方側に平坦に張り出した取り付け部を形成しているので、インバータにより駆動するものとそうでないものの機体容器においてそれぞれに専用部材が必要になり、コスト高となる。
【００１０】
しかも、特許文献３の図３、特許文献６に記載の圧縮機は前記取り付け部によって径方向の一方側にインバータ分とは別に大きく太るので、その分大型化、および重量化する。特に、特許文献３の図３に記載のものは、平坦な取り付け部の内面に電動機の固定子が形成する円筒面近くまで延びる長いフィンを多数形成しているので、平面壁をなす前記一方側への太りと相まって重量化もする。また、特許文献６に記載のインバータは、高発熱部であるスイッチング素子部をこれに比べ発熱量の低いコンデンサ部から区画し、スイッチング素子部のみを帰還冷媒と熱結合するようにしていて、この熱結合のための取り付け部の張り出し範囲がインバータ全体に比し小さくなっているものの、コンデンサ部まで熱結合しようとすると、その張り出し度は特許文献３の図３に示すものと変わらなくなる。
【００１１】
また、特許文献１〜６に記載のものは、圧縮機構部からの吐出側は吸入側である電動機側に至ることなく吐出冷媒を外部に吐出するので、圧縮機構部に供給して吐出冷媒に随伴している潤滑油を冷凍サイクルの性能向上のために分離しようとすると、前記外部への吐出過程で行うしかなく分離しにくい。このため、特許文献６に記載されているような本格的かつ大型な分離装置が必要となり、機体容器の大型化、重量化の原因になる。
【００１２】
従って、これら特許文献１〜６に記載のものを車両に搭載するには、狭いエンジンルームに設置しにくいし、電気自動車やハイブリッド自動車での電動走行時にガソリン車レベルの駆動力が得られないことから、小型化、軽量化が最重要課題になっているのに応えにくい。
【００１３】
さらに、特許文献１〜５に記載のものは、帰還冷媒を電動機側に吸入してそれらの冷却に供した後、圧縮機構部に吸入するようにしているので、電動機の冷却には有効である。しかし、帰還冷媒には潤滑油がほとんど含まれないので、圧縮機構部から遠い電動機側の駆動軸端部の軸受など、機械的に潤滑油を供給しない部分での積極的な潤滑が行えず不足しやすい。また、特許文献６に記載のものは、帰還冷媒を圧縮機構部に吸入する経路の途中を電動機側に連通させて、吸入冷媒の一部が電動機側に入り込んで淀んだり、帰還冷媒の吸入経路と電動機側との差圧や温度差によって熱や冷媒が行き来したりすることにより、電動機を冷却するようにしているので、特許文献１〜５に記載のもののような潤滑の問題を有している上、吸入冷媒の積極的な特許文献１〜５に記載のものよりも電動機の冷却が消極的で劣る。従って、これらのことは寿命や性能に影響する。
【００１４】
本発明の目的は、主として、機体容器が大型化したり、インバータの有無によって特別なものになったりしないで、インバータの冷却が図れる電動圧縮機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機において、前記機体容器における前記圧縮機構部への吸入口を設けた側の軸線方向の端部に、前記インバータのインバータケースを外付けし、このインバータケース側で、外部からの帰還流体を前記吸入口に導く導入路を、この導入路とインバータとの熱結合部を有して形成したことを１つの特徴としている。
【００１６】
このような構成では、機体容器における軸線方向の端部の壁が胴部まわりの円筒壁に比して概ね平坦部となっているのを利用して、それが機体容器の圧縮機構部で区画される吸入側か吐出側か、高圧側か低圧側かといったような別なしに、機体容器の形状を特に大きく変化させるようなことなく、インバータケースを外付けすることができる。併せ、インバータケースの側で形成する導入路が前記吸入口に帰還流体を導く過程でインバータとの熱結合部にてインバータを前記帰還流体により効率よく冷却できる。従って、インバータを設けて帰還流体により冷却するのに機体容器の側に依存しなくてよく、インバータの有無によって従来のように異なった形態の機体容器とならず共用できる。また、前記吸入口がインバータを外付けする端部にあってインバータに近いことにより、前記導入路の引き回しに無駄が少なく前記熱結合域内にほぼ納まるので、前記外付けしたインバータ分を上回って機体容器が大型化し、重量化することがほぼ解消する。しかも、インバータを外付けする端部が低温となる吸入側、低圧側であるときは、インバータは前記端部側で閉じられる導入路を形成しても冷却は損なわれず構造が簡略化する。
【００１７】
また、本発明の電動圧縮機は、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機とを機体容器に内蔵し、前記電動機をインバータにより駆動する電動圧縮機において、前記機体容器における圧縮機構部からの吐出側で圧縮機構部への吸入口を有した軸線方向の端部に、前記インバータのインバータケースを外付けし、このインバータケース側に、帰還流体を前記吸入口に導く導入路を、この導入路とインバータとの熱結合部、および導入路と前記端部との間の空気層を、有して形成したことを別の特徴としている。
【００１８】
このような構成では、機体容器における軸線方向の端部の壁が胴部まわりの円筒壁に比して概ね平坦部となっているのを利用して、機体容器の形状を特に大きく変化させるようなことなく、かえって、平坦なインバータケースとの少しの形状の違いを利用して前記空気層を得ながら、インバータケースを外付けすることができる。併せ、インバータケースの側に形成した導入路が吸入口に帰還流体を導く過程でインバータとの熱結合部にてインバータを帰還流体により効率よく冷却できる。従って、インバータを設けて帰還流体による冷却を図るのに機体容器の側に依存しなくてよく、インバータの有無によって従来のように異なった形態の機体容器とならず共用できる。さらに、インバータは吸入口を有した吐出側の端部に外付けしていても、双方の間に設けた空気層により高温となる吐出側と導入路とを断熱するので、帰還流体によるインバータの前記高い冷却効率は損なわれない。また、これらによって、圧縮機構部から機体容器の吐出側への吐出流体をこれと反対側の電動機と吐出口とを有した側に回して、電動機の冷却、圧縮機構部から遠い軸受などの摺動部の潤滑、吐出口に至るまでの十分に長い流路過程での気液分離などに供してから、機体容器外に吐出させて、動作の安定と耐久性向上とが図れるようにすることができる。また、前記吸入口がインバータを外付けする端部にあってインバータに近いことにより、前記導入路の引き回しに無駄が少なく前記熱結合域内にほぼ納まるので、前記外付けしたインバータ分を上回って機体容器が大型化し、重量化することがほぼ解消する。
【００１９】
熱結合部をインバータの少なくとも高発熱部のほぼ全域に対応して設けた、さらなる構成では、少なくともその高発熱部のほぼ全域にて導入路の吸入冷媒による冷却が図れるので、高発熱部の冷却が一部でも不足してインバータが局部的にも所定温度を上まわるのを防止することができる。
【００２０】
機体容器の軸線が斜めとなる場合を含む横向きになるように他へ取り付ける取り付け脚を、機体容器のインバータ外付け部から外れた側に左右取り付け勝手を共通にして設けた、さらなる構成では、機体容器を同じ取り付け位置に対し斜めを含む横向きに取り付けるのに、左右取り付け勝手が共通する取り付け脚によって、軸線方向の最端部にあるインバータを左右どちらになる側にも取り付けられ、インバータが邪魔にならないか、便利になる向きを選べる。
【００２１】
電動機と外部との接続を図る機体容器を軸線方向にインバータの取り付け側と反取り付け側とに分割して形成している、さらなる構成では、機体容器を最低分割数として圧縮機構部と電動機とを内蔵できるようにしながら、それらが形成する軸線方向の端部の一方に別途形成した今１つのインバータケースを外付けするだけでよく、構成が簡単な分だけコストが低減する。
【００２２】
圧縮機ターミナルの接続ピンをインバータの回路基板に直結した、さらなる構成では、接続ピンとインバータの回路基板との間を接続するハーネスおよびその引き回しスペースが不要で、構造が簡略化し小型化できる。また、コストも低減する。
【００２３】
圧縮機ターミナルがインバータケースの機体容器内に通じた連絡口に封止部を有している、さらなる構成では、機体容器における圧縮機ターミナルの封止部が、機体容器の端部に外付けしたインバータケース側の機体容器と通じる連絡口の位置まで外寄りとなり、この外寄りとなる分だけ、電動機の巻線から延びるハーネスと圧縮機ターミナルの接続ピンと接続空間が外側に広がるので、接続作業が容易になる。
【００２４】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組合せで複合して採用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる電動圧縮機につき、図１、図２を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は図１に示すように電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の場合の１つの例を示しており、電動圧縮機１はその機体容器３内に圧縮機構部４およびこれを駆動する電動機５を内蔵し、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、電動機５をインバータ１０１によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動する電動機５とを機体容器３に内蔵し、前記電動機５をインバータ１０１により駆動する電動圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００２６】
本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部４は１つの例としてスクロール方式のものであって、図１に示すように固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから羽根が立ち上がった固定渦巻部品１１と旋回渦巻部品１２とを噛み合わせて形成した圧縮空間１０が、旋回渦巻部品１２を電動機５により駆動軸１４を介して固定渦巻部品１１に対し円軌道運動させたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒３０の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、機体容器３に設けた図２に示す吸入口８および吐出口９を通じて行う。
【００２７】
これに併せ、機体容器３の貯液部６に貯留されている潤滑油７が容積型ポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか機体容器３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ旋回渦巻部品１２の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品１２の背面の液溜まり２１またはおよび液溜まり２２、図に示す例では液溜まり２１に供給し、この液溜まり２１に供給した潤滑油７の一部は旋回渦巻部品１２の外周部の背面側に旋回渦巻部品１２を通じ絞り２３などによる所定の制限の基に供給して旋回渦巻部品１２をバックアップしながら、前記潤滑油７を旋回渦巻部品１２を通じ旋回渦巻部品１２の羽根における先端の固定渦巻部品１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給して固定、旋回各渦巻部品１１、１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜まり２１に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜まり２２、主軸受４２を経ながら、それら軸受４２、４３を潤滑した後、電動機５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【００２８】
さらに、軸線方向の一方の端部壁３ａを持った主シェル３ｂ内に、その端部壁３ａ側からポンプ１３、副軸受４１、電動機５、前記主軸受４２および偏心軸受４３を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端部壁３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して前記吸入通路５４を介し貯液部６に通じるようにしてある。副軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。電動機５は固定子５ａを主シェル３ｂの内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。主軸受部材５１は主シェル３ｂの内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を主軸受４２により軸受している。主軸受部材５１の外面には前記固定渦巻部品１１を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材５１と固定渦巻部品１１との間に前記旋回渦巻部品１２を挟み込んでスクロール圧縮機構を構成している。主軸受部材５１と旋回渦巻部品１２との間にはオルダムリングなどの旋回渦巻部品１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７が設けられ、駆動軸１４を前記偏心軸受４３を介して旋回渦巻部品１２に接続して、旋回渦巻部品１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。
【００２９】
圧縮機構部４の主シェル３ｂからの露出部分は、主シェル３ｂと開口どうしを突き合わせてボルト５８などにて固定した副シェル３ｃにより覆い、前記端部壁３ａと軸線方向に反対側の端部壁３ｄを形成している。圧縮機構部４は機体容器３の吸入口８と吐出口９との間に位置し、自身の吸入口１６が機体容器３の吸入口８と接続され、自身の吐出口３１がリード弁３１ａを介して前記端部壁３ｄの側に開口して相互間を吐出室６２としている。吐出室６２は固定渦巻部品１１および主軸受部材５１ないしはこれらと機体容器３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持った電動機５側に通じている。
【００３０】
インバータ１０１は図２に示すようにインバータケース１０２内に回路基板１０３と、電解コンデンサ１０４とを収容して構成され、回路基板１０３には電解コンデンサ１０４よりは発熱度の高いスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）１０５が搭載されインバータ１０１の高発熱部となっている。インバータ１０１は機体容器３に外付けし、電動機５などと圧縮機ターミナル１０６を介して電気的な接続が行なわれ、電動機５を温度などの必要な情報をモニタをしながらインバータ１０１によって駆動するようにしてある。このためにインバータ１０１は外部との電気的な接続を行なうハーネスコネクタ１０７が設けられている。具体的には一面が開口したインバータシェル１０２ａにインバータ１０１の底部に回路基板１０３を装備し、インバータシェル１０２ａの前記開口を閉じる蓋１０２ｂにハーネスコネクタ１０７を設けてある。
【００３１】
以上によって、電動機５はインバータ１０１によって駆動され、駆動軸１４を介し圧縮機構部４を円軌道運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１３により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、機体容器３の吸入口８および自身の固定渦巻部品１１に設けた吸入口１６を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の吐出口３１から吐出室６２に吐出する。ここに、吐出室６２などである端部壁３ｄと圧縮機構部４との間は吐出直後の冷媒による高温、高圧部となる。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じて電動機５側に入り、電動機５を冷却しながら機体容器３の吐出口９から冷凍サイクルに供される。また、圧縮機構部４から吐出されて機体容器３の吐出口９から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行なう。ここに、電動機５側は吐出室６２に比し低温、低圧側になる。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、特に、前記機体容器３における圧縮機構部４への吸入口８を設けた側の軸線Ｘ方向の端部、図示する例では前記端部壁３ａとなっているが、反対側の端部壁３ｄであってもよい関係において、前記インバータ１０１のインバータケース１０２をボルト１１８などによって外付けし、このインバータケース１０２側で、外部からの帰還流体の１つの例である冷媒３０を前記吸入口８に導く導入路１１１を、この導入路１１１とインバータ１０１との熱結合部１１２を有して形成することを基本構成としている。
【００３３】
機体容器３における軸線Ｘ方向の端部壁３ａなどは図１に示すように、圧力容器として若干丸みを持って形成されることが多い。しかし、胴部まわりの円筒壁に比べると概ね平坦部となっているか、概ね平坦部とすることができる。従って、上記のような基本構成によると、そのような端部壁３ａなどの準平坦部を利用して、それが機体容器３の圧縮機構部４で区画される吸入側か吐出側か、高圧側か低圧側かといったような別なしに、機体容器３の形状を特に大きく変化させるようなことなく、インバータケース１０２を外付けすることができる。併せ、インバータケース１０２の側で形成する導入路１１１が帰還冷媒３０を前記吸入口８に導く吸入過程でインバータ１０１との熱結合部１１２にてインバータ１０１をその吸入冷媒３０により効率よく冷却できる。
【００３４】
この結果、インバータ１０１を設けて帰還する吸入冷媒３０により冷却するのに機体容器３の側に依存しなくてよいので、インバータ１０１の有無によって従来のように異なった形態の機体容器３とならず共用できる。また、前記吸入口８がインバータ１０１を外付けする端部にあって、それが端部の外周に向いている場合を含んでインバータ１０１に近いことにより、導入路１１１の引き回しに無駄が少なく前記熱結合部１１２による熱結合域内にほぼ納まるので、前記外付けしたインバータ１０１分を上回って機体容器３が大型化し、重量化するようなことがほぼ解消する。
【００３５】
しかも、インバータ１０１を外付けする端部が図示する例とは異なって、低温となる吸入側、低圧側であるときは、インバータ１０１は前記端部側との結合によって閉じられる導入路１１１を形成するようにしても冷却は損なわれず構造が簡略化する。
【００３６】
いずれにしても、熱結合部１１２は導入路１１１とインバータ１０１との間の熱伝導性のよい材料部分によって形成することが好適であり、１つの例としてアルミニウム系金属が望ましく軽量である利点がある。従って、熱結合部１１２は機体容器３やインバータケース１０２などの他の部分と材料が異なってもよい。しかし、図示する例では機体容器３およびインバータケース１０２の双方がアルミニウム系材料よりなり、電動圧縮機全体の軽量化を図っている。また、熱結合部１１２はインバータケース１０２の底部壁１０２ｃとの間で前記導入路１１１を形成する別体の盤状部材１１３の一部で構成している。この盤状部材１１３はインバータ１０１の回路基板１０３に対応する面積をほぼ有して、回路基板１０３をスペーサ１１４を介してボルト１１９などにより取付け、回路基板１０３上の高発熱部であるＩＰＭ１０５が密着するようにしてある。ここに、盤状部材１１３はＩＰＭ１０５からの発熱を吸収するヒートシンクの機能を奏し、導入路１１１を流れる吸入冷媒３０との熱交換を図って効率よく冷却されるようにする。
【００３７】
この熱交換のために、導入路１１１は図２に示すように帰還冷媒３０の導入口１１１ａから機体容器３の吸入口８との接続口１１１ｂに至る途中の熱結合部１１２にほぼ対応する範囲に拡張した熱交換域１１１ｃを形成し、この熱交換域１１１ｃでは図２に矢印で示すように導入口１１１ａから接続口１１１ｂに向かう吸入冷媒３０内に、図１に示すような前記盤状部材１１３の側から延びるフィン１１３ａが入り込むことによって熱交換を促進し冷却効率がさらに高まるようにしている。しかも、フィン１１３ａは前記導入口１１１ａから接続口１１１ｂに向かう吸入冷媒３０を蛇行させたり、分岐したり、その両方を行わせたりする通路を形成するようにすると、熱結合部１１２での吸入冷媒３０とインバータ１０１との熱交換をより一層促進することができる。
【００３８】
盤状部材１１３は特に高発熱部であるＩＰＭ１０５を導入路１１１の前記熱交換域１１１ｃにほぼ対応させて優先的に冷却できるようにしているが、インバータケース１０２のほぼ全域に及んでいることによって、電解コンデンサ１０４など中発熱部、低発熱部からの放熱も含めインバータケース１０２内に籠もる熱をも前記吸入冷媒３０との熱交換に供して冷却効果を高められる。
【００３９】
ここで、本実施の形態の図示する例では、上記のように機体容器３のインバータ１０１を外付けする端部である端部壁３ｄの側は吐出室６２を有した高温、高圧側であることに対応して、機体容器３における圧縮機構部４からの吐出側で圧縮機構部４への吸入口８を有した軸線Ｘ方向の端部となる端部壁３ｄに、インバータ１０１のインバータケース１０２を外付けし、このインバータケース１０２側に、帰還冷媒３０を吸入口８に導く導入路１１１を、この導入路１１１とインバータ１０１との熱結合部１１２に加え、さらに導入路１１１と端部壁３ｄとの間の図１に示すような空気層１１５を有して形成してある。
【００４０】
このような図示する例では、機体容器３における軸線Ｘ方向の端部壁３ｄが胴部まわりの円筒壁に比して既述したとおり概ね平坦部となっているかそのようにできるのを利用して、機体容器３の形状を特に大きく変化させるようなことなく、かえって、平坦なインバータケース１０２との少しの形状の違いを利用して取り付けや接続のための密着域１１６外で前記空気層１１５を得ながら、インバータケース１０２を外付けすることができる。併せ、インバータケース１０２の側に単独で導入路１１１を形成することが必須となるものの、この導入路１１１が吸入口８に帰還冷媒３０を吸入し導く過程でインバータ１０１との前記のような熱結合部１１２にてインバータ１０１を吸入冷媒３０により効率よく冷却できることに変わりはない。従って、この場合も、インバータ１０１を設けて吸入冷媒３０による冷却を図るのに機体容器３の側に依存しなくてよく、インバータ１０１の有無によって従来のように異なった形態の機体容器３とならず共用できる。さらに、インバータ１０１は吸入口８および吐出室６２を有した吐出側の端部に外付けしていても、双方の間に設けた空気層１１５により高温となる吐出室６２などの吐出側と導入路１１１とを断熱するので、吸入冷媒３０によるインバータ１０１の前記高い冷却効率は損なわれない。
【００４１】
これらの特徴によって、図１に示す例のように圧縮機構部４から機体容器３の吐出室６２を有した吐出側への吐出冷媒３０をこれと反対側の電動機５と吐出口９とを有した側に回して、電動機５の冷却、圧縮機構部４から遠い副軸受４１などの摺動部の潤滑、吐出口９に至るまでの十分に長い流路過程での気液分離などに供してから、機体容器３外に吐出させて、動作の安定と耐久性向上とが図れるようにすることができる。
【００４２】
また、前記吸入口８がインバータ１０１を外付けする端部に設けるのに、図１に示す例では特に、インバータ１０１を外付けする端面１１７に開口しているので、インバータケース１０２を外付けするだけで導入路１１１の接続口１１１ｂとの接続が図れるので、その接続に特別な部材やスペース、作業が不要となるのでさらなる小型化、軽量化、低コスト化が実現する。
【００４３】
前記熱結合部１１２はインバータ１０１の少なくともＩＰＭ１０５などの高発熱部のほぼ全域に対応して設けるようにすると、少なくともその高発熱部のほぼ全域にて導入路１１１の吸入冷媒３０による冷却が図れるので、高発熱部の冷却が一部でも不足してインバータ１０１が局部的にも所定温度を上まわるのを防止することができる。
【００４４】
また、図１に示す例のように、電動圧縮機１をその軸線Ｘが斜めとなる場合を含む横向きになるように他へ取り付ける取り付け脚２を、機体容器３のインバータ１０１の外付け部から外れた側で、つまり、機体容器３の側で左右対称など左右取り付け勝手を共通にして設けていると、電動圧縮機１を同じ取り付け位置に対し斜めを含む横向きに取り付けるのに、左右取り付け勝手が共通する取り付け脚２によって、軸線Ｘ方向の最端部にあるインバータ１０１を左右どちらになる側にも取り付けられ、インバータ１０１が邪魔にならないか、便利になる向きを選べる。従って、自動車の狭いエンジンルームに搭載すべくエンジンに取り付けるような場合に、機器の配置の違う各種車種に対応しやすい利点がある。
【００４５】
また、図１に示す例では、機体容器３を軸線Ｘ方向にインバータ１０１の取り付け側となる副シェル３ｃと、反取り付け側となる主シェル３ｂとに分割して形成しているので、機体容器３を最低の分割数２として圧縮機構部４と電動機５とを内蔵できるようにしながら、それらが形成する軸線Ｘ方向の端部の一方に別途形成した今１つのインバータケース１０２を外付けするだけでよく、構成が簡単な分だけコストが低減する。
【００４６】
さらに、図１に示す例では、圧縮機ターミナル１０６の接続ピン１０６ａをインバータ１０１の回路基板１０３、具体的には回路基板１０３にプリント配線などして形成された電気回路に直結してある。これにより、接続ピン１０６ａとインバータ１０１の回路基板１０３との間を接続するハーネスおよびその引き回しスペースが不要で、構造が簡略化し小型化できる。また、コストも低減する。
【００４７】
また、図１に示す例では、圧縮機ターミナル１０６がインバータケース１０２の機体容器３内に通じた連絡口１２１に封止部１２２を有している。これにより、機体容器３における圧縮機ターミナル１０６の封止部１２２が、機体容器３の端部に外付けしたインバータケース１０２側の機体容器３と通じる連絡口１２１の位置まで外寄りとなり、この外寄りとなる分だけ、電動機５の巻線５ｃから延びるハーネス１２３と圧縮機ターミナル１０６の接続ピン１０６ａとの接続空間１２４が図１に示すように外側に広がるので、接続作業が容易になる。このときの機体容器３側の連絡口１２５はインバータ１０１による駆動を行なわない電動圧縮機の場合の圧縮機ターミナル１０６の封止部１２２とすることによって、インバータ１０１の有無が原因で機体容器３の形態に違いが生じるようなことを防止することができる。もっとも、インバータ１０１の有無にかかわらず圧縮機ターミナル１０６の封止部１２２を機体容器３側に設けるようにすることで対応してもよい。なお、図示する例のインバータケース１０２において、底部壁１０２ｃを別体とし、盤状部材１１３部を一体に形成することができる。底部壁１０２ｃを別体にする場合これをステンレス鋼などの熱伝導性の低い金属、あるいは非金属として、吐出室６２側からの熱影響をさらに低減するのに好適である。非金属では特に断熱性の高いものが選択でき、前記空気層１１５を省略することもできる。もっとも、底部壁１０２ｃが一体のインバータケース１０２の全体を低熱伝導性、断熱性のものとすることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の電動圧縮機の１つの特徴によれば、機体容器における軸線方向の端部の壁が胴部まわりの円筒壁に比して概ね平坦部となっているのを利用して、それが機体容器の圧縮機構部で区画される吸入側か吐出側か、高圧側か低圧側かといったような別なしに、機体容器の形状を特に大きく変化させるようなことなく、インバータケースを外付けすることができる。併せ、インバータケースの側で形成する導入路が前記吸入口に帰還流体を導く過程でインバータとの熱結合部にてインバータを前記帰還流体により効率よく冷却できる。従って、インバータを設けて帰還流体により冷却するのに機体容器の側に依存しなくてよく、インバータの有無によって従来のように異なった形態の機体容器とならず共用できる。また、前記吸入口がインバータを外付けする端部にあってインバータに近いことにより、前記導入路の引き回しに無駄が少なく前記熱結合域内にほぼ納まるので、前記外付けしたインバータ分を上回って機体容器が大型化し、重量化することがほぼ解消する。しかも、インバータを外付けする端部が低温となる吸入側、低圧側であるときは、インバータは前記端部側で閉じられる導入路を形成しても冷却は損なわれず構造が簡略化する。
【００４９】
また、本発明の電動圧縮機の別の特徴によれば、機体容器における軸線方向の端部の壁が胴部まわりの円筒壁に比して概ね平坦部となっているのを利用して、機体容器の形状を特に大きく変化させるようなことなく、かえって、平坦なインバータケースとの少しの形状の違いを利用して前記空気層を得ながら、インバータケースを外付けすることができる。併せ、インバータケースの側に形成した導入路が吸入口に帰還流体を導く過程でインバータとの熱結合部にてインバータを帰還流体により効率よく冷却できる。従って、インバータを設けて帰還流体による冷却を図るのに機体容器の側に依存しなくてよく、インバータの有無によって従来のように異なった形態の機体容器とならず共用できる。さらに、インバータは吸入口を有した吐出側の端部に外付けしていても、双方の間に設けた空気層により高温となる吐出側と導入路とを断熱するので、帰還流体によるインバータの前記高い冷却効率は損なわれない。また、これらによって、圧縮機構部から機体容器の吐出側への吐出流体をこれと反対側の電動機と吐出口とを有した側に回して、電動機の冷却、圧縮機構部から遠い軸受などの摺動部の潤滑、吐出口に至るまでの十分に長い流路過程での気液分離などに供してから、機体容器外に吐出させて、動作の安定と耐久性向上とが図れるようにすることができる。また、前記吸入口がインバータを外付けする端部にあってインバータに近いことにより、前記導入路の引き回しに無駄が少なく前記熱結合域内にほぼ納まるので、前記外付けしたインバータ分を上回って機体容器が大型化し、重量化することがほぼ解消する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動圧縮機の１つの例を示す断面図。
【図２】図１の電動圧縮機のインバータを蓋を取って見た側面図。
【符号の説明】
１  電動圧縮機
２  取り付け脚
３  機体容器
３ａ、３ｄ  端部壁
３ｂ  主シェル
３ｃ  副シェル
４  圧縮機構部
５  電動機
８  吸入口
９  吐出口
１４  駆動軸
３０  冷媒
１０１  インバータ
１０２  インバータケース
１０３  回路基板
１０４  電解コンデンサ
１０５  ＩＰＭ
１０６  圧縮機ターミナル
１０６ａ  接続ピン
１１１  導入路
１１２  熱結合部
１１５  空気層
１２１  連絡口
１２２  封止部
１２３  ハーネス
１２４  接続空間
【図１】
2004183631.tif 000003
【図２】
2004183631.tif 000004