(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、圧縮機構動作の円滑性を損なうことがなく、更にまた圧縮機構室の圧力を高く維持して圧縮機構の動力を小さくできる電動圧縮機を提供する。  【解決手段】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（低温低圧冷媒）で冷却される。また、電動モータ１２１を冷却した吸入冷媒が圧縮機構室１３４を迂回又は圧縮機構室１３４と隔てて吸入室１１１に戻されるため、吸入室１１１に戻された吸入冷媒が過剰に高い温度となることがない。【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、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てて吸入室に導かれるモータ冷却通路と、
前記圧縮機構ハウジングと前記モータハウジングに区画する隔壁と、
前記隔壁に介在され該圧縮機構ハウジングの内圧がシール圧を越えたとき該圧縮機構ハウジング内のガスを該モータハウジングに導出するシール部材とを有する
ことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記シール部材は前記隔壁と該隔壁に貫通したシャフトとの間に介在された
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結する戻し通路の一つは前記圧縮機構ハウジングの周壁のうち下位の部位に有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記シャフトの軸方向への移動を規制する軸受けは、該シャフトの一端側で前記圧縮機構ハウジングの内壁又は該シャフトの他端側で前記モータハウジングの内壁の少なくとも一方に設置された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置等に使用される電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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冷媒、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。
【特許文献１】特開２００１−１９３６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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、圧縮機構動作の円滑性を損なうことがなく、更にまた、圧縮機構室の圧力を高く維持して圧縮機構の動力を小さくできる電動圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、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てて吸入室に導かれるモータ冷却通路と、圧縮機構ハウジングとモータハウジングに区画する隔壁と、隔壁に介在され圧縮機構ハウジングの内圧がシール圧を越えたとき圧縮機構ハウジング内のガスをモータハウジングに導出するシール部材とを有する構造となっている。
【０００８】
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てて吸入室に戻されるため、吸入室に戻された吸入冷媒が過剰に高い温度となることがない。
【０００９】
更に、圧縮機構ハウジングとモータハウジングが隔壁にて区画されているため、圧縮機構室の潤滑用オイルがモータ室に不用意に漏れることがない。
【００１０】
更にまた、圧縮機構を駆動することにより、吸入室から圧縮機構室にブローバイガスが流入し、圧縮機構室の内圧が上昇する。そして、圧縮機構室の内圧がシール圧を越えるときは圧縮機構室のガスがモータ室に導出され、これにより、圧縮機構室の内圧が所定の高圧値で保持される。従って、例えば圧縮機構のピストンを駆動する際、ピストンの背圧が大きくなるよう維持されるので、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。
【００１１】
なお、シール部材は隔壁と隔壁を貫通するシャフトとの間に介在するようにしてもよい（請求項２）。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に係る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結する戻し通路の一つは、圧縮機構ハウジングの周壁のうち下位の部位に有する構造となっている。
【００１３】
請求項３の発明によれば、戻し通路の一つが圧縮機構ハウジングの周壁のうち下位の部位に形成されているため、モータ室に滞留したオイルがモータ室から吸入室に向かって円滑に戻る。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３に係る電動圧縮機において、シャフトの軸方向への移動を規制する軸受けは、シャフトの一端側で圧縮機構ハウジングの内壁又はシャフトの他端側でモータハウジングの内壁の少なくとも一方に設置された構造となっている。
【００１５】
請求項４の発明によれば、シャフトの軸方向への移動を規制する軸受けが、ハウジングの内壁に設置されている。これにより、隔壁に軸受けを設ける必要がないため、隔壁に対してスラスト荷重が付加されることがなく、隔壁を薄肉に形成できる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、吸入冷媒により電動モータが確実に冷却されることはもとより、その後に吸入室に戻される吸入冷媒が過剰に温度が高くなることがない。また、圧縮機構室の潤滑用オイルがモータ室に不用意に漏れることがない。更に、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、シャフトと隔壁との隙間をシール部材により密閉することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、液体となっている吸入冷媒がモータ室から吸入室に向かって円滑に戻すことができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、軸受けを隔壁に設ける必要がないため、隔壁を薄肉に形成でき、電動圧縮機を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１及び図２は本発明に係る電動圧縮機の一実施形態を示すもので、図１は電動圧縮機の断面図、図２は隔壁を示す平面図である。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、圧縮機と称す）を一例として掲げて説明する。
【００２１】
まず、この圧縮機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。
【００２２】
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は後述するモータ冷却通路３１の戻り通路３１６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。
【００２３】
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とシャフト１２１ｂに固定されたロータ１２１ｃとを有している。シャフト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の内壁１２ａに設置されたスラスト軸受１２１ｄと圧縮機構ハウジング１３の内壁１３ａに設置されたスラスト軸受１３３ａで軸支されている。各スラスト軸受１２１ｄ，１３３ａによってシャフト１２１ｂのスラスト荷重を受けるようになっている。
【００２４】
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には円筒状の複数のシリンダボア１３３ｂが形成され、シリンダボア１３３ｂには片頭ピストン１３３ｃが往復直線運動できるように収容されている。また、圧縮機構室１３４の内部にはシャフト１２１ｂに固定した斜板１３３ｄを有している。この斜板１３３ｄの周縁には摺動自在のシュー１３３ｅを介して片頭ピストン１３３ｃが連結しており、斜板１３３ｄの回転により片頭ピストン１３３ｃが各シリンダボア１３３ｂ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によって構成されている。
【００２５】
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１３３ｃ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の吸入孔１４１ａを通じてシリンダボア１３３ｂ内に吸入される。また、他方の片頭ピストン１３３ｃ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、弁板装置１４の吐出孔１４１ｂを通じて吐出室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。
【００２６】
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。
【００２７】
以上のような電動圧縮機の構成は周知のものであり、本発明の特徴的部分は以下の構造にある。
【００２８】
本実施形態に係る圧縮機１０は圧縮機構ハウジング１３とモータハウジング１２との間に各ハウジング１２，１３を左右に仕切る隔壁１５を有している。この隔壁１５は図２に示すように円盤状に形成されている。隔壁１５の中央には左右に膨出して一体に形成したシール収納箱１５１を有しており、シール収納箱１５１内には環状のシール部材１６が充填されている。シール部材１６の材料として例えば軟質の樹脂又はゴムが用いられている。シール収納箱１５１の左右両側板にはシャフト１２１ｂの外径より僅かに大きな径で形成された第１貫通穴１５１ａを形成している。一方、シール部材１６の中央にはシャフト１２１ｂが貫通する第２貫通穴１６１ａが形成されている。シャフト１２１ｂの外周面は常時は第２貫通穴１６１ａの内周面に接触している。
【００２９】
また、本実施形態に係る圧縮機１０は外部冷媒回路２０と吸入室１１１との間に形成された吸入冷媒通路３０にモータ冷却通路３１を備えた構造となっている。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、第４通路３１４、第５通路３１５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１２ｂ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１２ｂで隔壁１６寄りに形成されもので、一端がモータ室１２２に連通するとともに、他端が隔壁１６の側面に対向するよう形成されている。第３通路３１３は隔壁１６を貫通するよう形成されたもので、一端が第２通路３１２に連通している。第４通路３１４は圧縮機構ハウジング１３の側壁１３ｂの内部に左右に貫通するよう形成されたもので、一端が第２通路３１２に連通している。第５通路３１５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４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。また、図１では第２〜５通路３１２〜３１５、即ち、モータ室１２２から吸入室１１１に冷媒を戻す戻し通路３１６が１系統のみ示されているが、図２に示すように、例えば５系統に亘って形成されている。更に、５系統のうち、少なくとも１系統は図１に示すように圧縮機１０の下部に位置するよう形成されている。なお、モータ冷却通路３１のうち第２通路３１２は、モータ室１２２と第３通路３１３が対向するよう形成するときは、この通路３１２は不要となる。
【００３０】
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→第５通路３１５→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。
【００３１】
また、モータ室１２２を通った吸入冷媒が圧縮機構ハウジング１３の側壁１３ｂの内部に形成された第３通路３１３を通って吸入室１１１に流れ、圧縮機構室１３４から隔てられているため、圧縮機構１３３で発生した熱（例えば、シュー１３３ｅで発生した摺動熱）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高い温度となることがない。
【００３２】
更に、圧縮機構室１３４とモータ室１２２は隔壁１５及びシール部材１６で隔てられているので、常時は、圧縮機構室１３４内のオイルがモータ室１２２に流れ込むことがなく、圧縮機構１３３の潤滑不良を起こすことがない。
【００３３】
更にまた、圧縮機構１３３を駆動することにより、吸入室１１１から圧縮機構室１３４にブローバイガスが流入し、圧縮機構室１３４の内圧が上昇する。そして、圧縮機構室１３４の内圧がシール部材１６のシール圧を越えるときは圧縮機構室１３４のガスがモータ室１２２に導出される。このように、圧縮機構室１３４の内圧が所定の高圧値で保持されるため、圧縮機構１３３のピストン１３３ｃを駆動する際、ピストン１３３ｃの背圧が大きくなるよう維持され、冷媒を圧縮する際に必要とされる動力を小さくすることができる。
【００３４】
更にまた、モータ室１２２から吸入室１１１に冷媒を戻す戻し通路３１６のうち、少なくとも一つが圧縮機１０（圧縮機構ハウジング１３）の下部に位置しているため、モータ室１２２に滞留したオイルを吸入室１１１に円滑に戻すことができる。
【００３５】
更にまた、シャフト１２１ｂの両端がそれぞれスラスト軸受け１２１ｄ，１３３ａで支持されているため、シャフト１２１ｂのスラスト荷重が各ハウジング１２，１３で受ける。従って、シャフト１２１ｂのスラスト荷重が隔壁１５に付加されることがなく、隔壁１５をを薄肉に形成できる。
【００３６】
なお、前記実施形態では戻し通路３１６が圧縮機構ハウジング１３の側壁１３ｂ内に形成されているが、これに限るものではない。例えば、モータ室１２２から圧縮機構ハウジング１３の外方に配管し、圧縮機構ハウジング１３を迂回して吸入室１１１に配管接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電動圧縮機の断面図
【図２】隔壁の平面図
【符号の説明】
【００３８】
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、１２ａ…モータハウジングの内壁、１３ａ…圧縮機構ハウジングの内壁、１４…弁板装置、１５…隔壁、１６…シール部材、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…シャフト、１２２…モータ室、１３３…圧縮機構、１３３ｃ…ピストン、１３４…圧縮機構室、３１６…戻し通路。
【図１】
2005076528.tif 000003
【図２】
2005076528.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月4日(2003.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項３の発明によれば、モータ室に滞留したオイルがモータ室から吸入室に向かって円滑に戻すことができる。