(57)【要約】【課題】モータを駆動するインバータを圧縮機に一体化し、これを吸入する冷媒によって冷却する場合において、冷媒洩れの心配がなく、部品点数を増加させることなく、圧縮機を小型し、インバータを冷却することが可能な電動圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒の吸入口２０から圧縮室１９に至るまでの吸入冷媒通路３０をスクロール型圧縮機構部の固定スクロール２に形成し、インバータ２８に含まれる高発熱部品であるスイッチング素子２９を吸入冷媒通路３０に沿って熱的に密着して構成することにより、スイッチング素子２９を、吸入口２０から吸入される低温の冷媒によって冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の吸入、圧縮及び吐出を行うスクロール型圧縮機機構部と、前記スクロール型圧縮機機構部を駆動するモータと、前記モータを駆動するインバータとが一体となった電動圧縮機において、冷媒の吸入口から圧縮室に至るまでの吸入冷媒通路を前記スクロール型圧縮機構部の固定スクロールに形成し、前記インバータに含まれる高発熱部品を前記吸入冷媒通路に沿って熱的に密着して構成したことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
吸入冷媒通路は高発熱部品のほぼ全域に対応して設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
圧縮機本体とインバータケースとの間に断熱領域を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
断熱領域は空気層によって構成したことを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
吸入冷媒通路を構成する固定スクロールは、接触する高発熱部品の外面形状に対応する外面形状を有することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【請求項６】
吸入冷媒通路を構成する固定スクロールの外面形状が平坦面であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の電装品を駆動するインバータを冷媒によって冷却する電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の電動圧縮機は、モータ駆動回路部が、圧縮機構部及びモータを収納する本体ケーシングの上に位置するように配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来のスクロール型圧縮機の断面図である。図３において、機体Ａの径方向の外側上面には電動モータを制御するインバータＢが取り付けられている。また、インバータＢはスイッチング素子ＣやコンデンサＤなどで構成され、それらの部品の中で発熱度の高いスイッチング素子Ｃは、インバータＢを収容するユニットハウジングＥにおける筒体Ｆの外周面に貼り付くように支持されている。筒体Ｆは圧縮機の吸入口Ｇに通ずるものであり、吸入冷媒が筒体Ｆに支持されているスイッチング素子Ｃから熱を奪いこれを冷却することができ、従来の如き放熱部材が不要となる、というものである。
【特許文献１】特開２００２−１６１８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、インバータケースを収納するユニットハウジング内に筒状の吸入冷媒通路を構成するため、冷媒通路構成部品とともに、圧縮機の吸入口との接続部にシール部材をあらたに設ける必要がある。これにより、接続部からの冷媒洩れの懸念があるとともに、圧縮機の大型化及び部品点数の増加、さらにはコストが高くなるという課題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮機のモータを駆動するインバータを圧縮機に一体化し、これを冷媒によって冷却する場合において、冷媒洩れの心配がなく、部品点数を増加させることなく、圧縮機を小型し、インバータを冷却することが可能な電動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は、特許請求の範囲の各請求項に記載のとおりの構成をするものである。請求項１に記載の発明によれば、圧縮機の運転時において、インバータケース内に収容されたインバータの高発熱部品をスクロール型圧縮機機構部の固定スクロールに設けた吸入冷媒通路に沿って配設し、吸入口から吸入される低温の冷媒によって冷却するものである。これにより、圧縮機機構部とインバータケースの間にあらたな冷媒通路構成部品を設置する必要がなく、冷媒洩れが発生しないなどの信頼性を向上させることができる。また、部品点数を削減することができる。しかも、固定スクロールのデッドスペース部分に吸入冷媒通路を構成することで、小型化、軽量化を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明においては、吸入冷媒通路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ている。従って、少なくともその高発熱部のほぼ全域にて吸入冷媒による冷却が図れるので、高発熱部の冷却が１部でも不足してインバータが局所的にも所定温度を上まわるのを防止することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明においては、圧縮機本体とインバータケースとの間に断熱領域を
設けている。従って、冷媒の圧縮作用による発熱あるいはモータの駆動による発熱で圧縮機が高温化しても、前記断熱領域による断熱作用によって機体容器側からインバータケース側への伝熱等を遮断することができる。この断熱領域による断熱作用は、吸入冷媒による冷却作用が停止される圧縮機の停止後も継続する。このため、機体容器側からの熱的影響が軽減され、結果としてインバータの冷却が促進されることになる。かくしてモータ用のインバータの冷却作用が圧縮機の運転中はもとより停止後にも合理的に行われることになり、インバータを高熱から保護し、耐久性を向上することができる。
【０００９】
また、請求項４に記載したように、断熱領域は、空気層によって形成されていることが好ましく、そのときは、構造の容易化が図られるとともに、コスト的に有利となる。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明においては、吸入冷媒通路を構成する固定スクロールは、高発熱部品の外面形状に対応する外面形状を有する構成としたものである。これにより、固定スクロールに対する発熱部品の取り付け状態において相互の接触面積を広くとることが可能となり、両者間の伝熱効果を高めることができる。
【００１１】
この場合において、請求項６に記載したように、吸入冷媒通路を構成する固定スクロールの外面形状は平坦面であることが好ましい。このような構成を採用すれば、一般に発熱部品の外面形状が平坦面を有している場合が多いことから、発熱部品を配置する際の対応性が高いものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
上記から明らかなように、本発明は、圧縮機の電装品を制御するインバータを圧縮機に一体化し、これを冷媒によって冷却する場合において、冷媒洩れが無く、部品点数を増加することなく、インバータを冷却することが可能な電動圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、スクロール型圧縮機の全体を示す断面図で、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１と図２において、圧縮機１は、カバー４端面に固定スクロール２を接合し、固定スクロール２の他端面にはジクウケ５の一端面を接合し、ジクウケ５の他端面には機体容器６を接合して構成されている。
【００１５】
機体容器６の内周面にはステータ２１が固着されており、駆動シャフト７にはロータ２２が固着され、駆動シャフト７が、機体容器６に配設したボールベアリング８とジクウケ５に配設したスベリブッシュ９を介して回転可能に支持されており、モータ２１ａを構成する。
【００１６】
その駆動シャフト７に対して偏心した位置に偏心軸１０が一体に形成されている。偏心軸１０には、ブッシュ１１が一体回転するように設置されている。ブッシュ１１には可動スクロール１２が固定スクロール２と対向するようにスベリブッシュ１３を介して相対回転可能に嵌合されている。なお、スベリブッシュ１３は、可動スクロール１２における可動スクロール基板１４の背面に突設された円筒状のボス部１５内に収容されている。
【００１７】
固定スクロール２の固定スクロール基板１６及び固定渦巻き壁１７、可動スクロール１２の可動スクロール基板１４及び可動渦巻き壁１８は、固定渦巻き１７と可動渦巻き１８が複数の点で接触することで三日月状の圧縮室（密閉空間）１９を形成する。可動スクロール１２は偏心軸１０の回転（旋回運動）に伴って公転（旋回運動）する。駆動シャフト
７と一体に回転する偏心軸１０、ブッシュ１１、及び偏心軸１０と可動スクロール１２のボス部１５との間に介在されたスベリブッシュ１３によって、駆動シャフト７の回転力を可動スクロール１２に公転運動として伝えている。
【００１８】
ジクウケ５と可動スクロール１２の間には、オルダムリングなどの可動スクロール１２の自転を防止して円運動をさせるための自転防止機構が設けられ、駆動シャフト７を、スベリブッシュ１３を介して可動スクロール１２に接続して、可動スクロール１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。
【００１９】
駆動シャフト７の偏心軸１０が回転することに伴い、可動スクロール１２が公転し、吸入口２０から吸入された冷媒が固定スクロール２と可動スクロール１２の周縁側から固定スクロール基板１６と可動スクロール基板１４との間へ流入する。こうして、冷媒が圧縮室１９へ流入され、圧縮室１９は外周側から容積を減少しつつ内周側へ移動し、固定渦巻き壁１７と可動渦巻き壁１８の内周端部に向かって収束していく。
【００２０】
固定スクロール基板１６の中心部には、吐出ポート２３が形成され、該吐出ポート２３は最終の圧縮室１９と、固定スクロール基板１６の背面側に形成した吐出チャンバ２４とを連通している。吐出ポート２３の吐出チャンバ２４側には吐出ポート２３を開閉する吐出弁２５が設けられている。吐出弁２５は、リード弁２６とリテーナ２７とから構成されている。
【００２１】
圧縮室１９で圧縮されて高圧となった冷媒は、吐出ポート２３から圧縮機構部横の通路より機体容器６の空間へ流入して、吐出口２３ａより図１に矢印で示すように吐出される。吐出された冷媒は、外部回路のコンデンサ（図示省略）へ送られる。
【００２２】
上記のように構成されるスクロール型電動圧縮機において、固定スクロール２の外周上面には平坦な取付面３が形成され、その取付面３に前記モータ２１ａを制御するインバータ２８が取り付けられている。インバータ２８を構成する部品は、発熱度の高い複数のスイッチング素子２９等の高発熱部品と、比較的発熱度の低い複数のコンデンサ３１等の低発熱部品とに区分した状態でインバータケース３６内に収容されている。
【００２３】
スイッチング素子２９は、固定スクロール２における取付面３に熱的に密接して配置されている。一方コンデンサ３１等は取り付け板３２によって支持されている。また、インバータケース内３６のスイッチング素子２９と機体容器６内のモータ２１ａとは、圧縮機ターミナル３３及び導線３４、３５を介して電気的接続が行われ、モータ２１ａを温度などの必要な情報をモニタしながらインバータ２８によって駆動する。このためインバータ２８は外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。
【００２４】
一方、外部回路のエバポレータ（図示省略）から帰還する吸入冷媒は、吸入口２０から吸入冷媒通路３０を通り圧縮室１９に入る際にインバータケース３６内のインバータ２８、とりわけ固定スクロール２の取付面３に設置されているスイッチング素子２９から熱を奪いこれを冷却することができる。
【００２５】
この場合において、本実施の形態では、吸入冷媒通路３０は、固定スクロール２のデッドスペース部分を利用することにより構成され、小型化が図られている。また、インバータ２８の構成部品中、比較的発熱度の高いスイッチング素子２９を発熱度の低いコンデンサ３１と区分した上で、吸入冷媒通路３０の外面、すなわち固定スクロール２の取付部３にスイッチング素子２９を配置したことによって高発熱部品を集中かつ効率的に冷却することができる。
【００２６】
また、圧縮機１の運転中は、冷媒の圧縮により発熱あるいはモータ２１ａの駆動による発熱によって圧縮機１が高温化する。しかるに、本実施の形態では、インバータ２８が収容されたインバータケース３６を発熱部品としての圧縮機１に対して所定の隙間３７を隔てて配置することによって、空気層からなる断熱領域を設定してあるため、この断熱領域によって熱的に絶縁され、圧縮機１側からの輻射熱に対して効果的に対応することができることになり、冷媒による冷却効果がより向上される。
【００２７】
一方、圧縮機１の運転が停止された場合、同時に冷媒によるインバータ２８の冷却作用も停止される。停止直後の圧縮機１には相当量の熱が蓄熱されることになり、従って、その熱がインバータケース３６に伝熱されたときは、インバータ２８が急激に高温化する可能性がある。しかし、本実施の形態によれば、上記のような圧縮機１側からの伝熱及び輻射熱に対する断熱効果が継続されることによって、結果としてインバータ２８の冷却効果を促進できる。かくして、圧縮機１の運転中のみならず運転後の冷却を合理的に行うことが可能な圧縮機１及び制御用インバータ２８の冷却方法が提供される。
【００２８】
なお圧縮機１の高温化は、特に、高熱を発生するモータ２１ａの機体容器６で顕著となる。このため、インバータケース３６と圧縮機１との間に形成する隙間３７は、機体容器１との間に設定することがより効果的である。また、断熱領域は、隙間３７の設定による空気層によって形成されているため、構造が簡単であり、コスト的にも有利となる。
【００２９】
なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。例えばインバータケース３６内に収容されるインバータ２８を高発熱部品であるスイッチング素子２９と低発熱部品であるコンデンサ３１とに区分して配置する構成をしたが、このことに限定されるものではない。要するに、吸入冷媒通路３０がインバータケース３６内に収容されたインバータ２８の発熱部品の近傍を通るような構成であればよく、発熱部品が吸入冷媒通路３０の外壁面から離れて配置されていてもよい。
【００３０】
また、スイッチング素子２９を取り付けるための固定スクロール２の取付面３
は、必ずしも平坦面に限定されるものではなく、例えば取付面３が円筒形であってもスイッチング素子２９の取付面を円弧面に形成すればよい。要するに、取付面に関して取付面３とスイッチング素子２９の外面形状とが相互に対応した形状であればよく、そのときは相互の接触面積を広く取ることが可能となり、両者間の伝熱効果を高めることが出来る。
【００３１】
さらに、インバータ２８が、圧縮機１の上面でなく、軸方向に配設されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電動圧縮機の断面図
【図２】同一実施形態のＡ−Ａ線断面図
【図３】従来のスクロール型圧縮機の断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  圧縮機
２  固定スクロール
３  取付面
６  機体容器
１２  可動スクロール
１９  圧縮室
２０  吸入口
２１ａ  モータ
２８  インバータ
２９  スイッチング素子
３６  インバータケース
３７  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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