(57)【要約】【課題】  電動気体圧縮機の液圧縮に起因する種々の不具合の解消を図る。【解決手段】  ハウジング１２の吸入ポート１１に連通して形成された吸入室１５内に配置され、吸入ポート１１から吸入室１５に流入する冷媒流によって冷却を受ける電動モータ１６と、ハウジング１２内に配置され電動モータ１６により作動される気体圧縮機構１７と、吸入室１５内に流入した冷媒を圧縮機構１７で圧縮すべくこれに案内する冷媒案内路３０と、吸入室１５で前記冷媒から分離して該吸入室内の底部に溜まる潤滑油を冷媒案内路３０を経て圧縮機構１７に供給すべく一端が吸入室１５の底部に開放し他端が冷媒案内路３０に開放する潤滑油案内通路３１とを備える電動気体圧縮機１０。冷媒案内路３０を圧縮機構１７へ向けて流れる冷媒流により、吸入室１５の底部の潤滑油が潤滑油案内通路３１を経て圧縮機構１７へ連行される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内で該ハウジングの吸入ポートに連通して形成された吸入室内に配置され、前記吸入ポートから前記吸入室に流入する冷媒流によって冷却を受ける電動モータと、前記ハウジング内に配置され前記電動モータの駆動力により作動される気体圧縮機構と、前記吸入室内に流入した冷媒を前記圧縮機構で圧縮すべく該圧縮機構に案内する冷媒案内路と、前記吸入室で前記冷媒から分離して該吸入室内の底部に溜まる潤滑油を前記冷媒案内路を経て前記圧縮機構に供給すべく一端が前記吸入室の底部に開放し他端が前記冷媒案内路に開放する潤滑油案内通路とを備え、前記冷媒案内路を前記圧縮機構へ向けて流れる冷媒流により前記吸入室の底部の潤滑油を前記潤滑油案内通路を経て前記圧縮機構へ連行可能としたことを特徴とする電動気体圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構はその径方向に対向する一対の吸入口を有し、前記冷媒案内路は、前記両吸入口を連通すべく前記圧縮機構の周方向へ伸びる円弧状の第１の連結路部分と、該連結路部分を前記吸入室に連結する直線状の第２の連結路部分とを有し、前記潤滑油案内通路は前記第１の連結路部分で前記冷媒案内通路に連結され、前記第２の連結路部分は前記第１の連結路部分の前記潤滑油案内通路が連結する部位よりも上部位置で該第１の連結路部分に連結されている請求項１記載の電動気体圧縮機。
【請求項３】
前記電動モータ及び前記気体圧縮機構が軸線を一致させて配置された横置き型電動気体圧縮機である請求項１または２に記載の電動気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジングに駆動源である電動モータが組み込まれた電動気体圧縮機に関し、特に、冷凍機や空気調和装置に冷媒圧縮機として組み込むのに好適な電動気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電動気体圧縮機に、そのハウジング内を流れる冷媒流を利用して駆動源である電動モータを冷却するため、ハウジングの吸入ポートに連通する吸入室内に電動モータを配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
電動モータの作動によって気体圧縮機構が動作すると、ハウジングの吸入ポートから吸入室を経て冷媒が気体圧縮機構に吸入され、該気体圧縮機構によって圧縮され冷媒は、そのハウジングに形成された吐出ポートから凝縮器に圧送される。
【０００４】
電動モータは前記した吸入ポートから電動モータが配置された吸入室を経て気体圧縮機へ流れる冷媒流によって好適に冷却されるが、冷媒に含まれる潤滑油が吸入室内で分離し、該吸入室内に溜まることがある。このような潤滑油が分離した冷媒が圧縮機構に送られると、該圧縮機構の動作部に潤滑油の不足が生じ、圧縮機構の円滑な動作が困難となる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、吸入室内に分離した潤滑油が溜まることを防止すべく吸入室から圧縮機構に冷媒を案内する冷媒案内通路の冷媒入り開口を吸入室の底部に設けることが提案された。
【０００６】
これによれば、吸入ポートに連通する吸入室内に流れる冷媒は、該吸入室内の底部に開放する冷媒案内通路から吸入室の底部に溜まる潤滑油と共に圧縮機構に供給されることから、圧縮機構の潤滑油不足を解消することができる。
【特許文献１】特開２００４−３６４５５号公報（第４−６頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、吸入室内の潤滑油と冷媒とは、吸入室の底部から圧縮機構に伸びる共通の冷媒案内通路を経て圧縮機構に案内されることから、気体圧縮機の作動停止時に吸入室の底部に分離した潤滑油や液化した冷媒が溜まると、再起動時に、これら潤滑油や液化した冷媒のような液体のみが圧縮機構に供給される虞がある。
【０００８】
このような気体を含まない液体が圧縮機構に供給されると、該圧縮機構に液圧縮が生じ、圧縮機構の動作部に大きな負荷が掛かり、この動作部の破損や電動モータへの過大な負荷を招き、また異音や振動の発生を引き起こす。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前記したような気体を含まない液体が圧縮機構へ供給されることによって生じる液圧縮に起因する種々の不具合の解消を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ハウジング内で該ハウジングの吸入ポートに連通して形成された吸入室内に配置され、前記吸入ポートから前記吸入室に流入する冷媒流によって冷却を受ける電動モータと、前記ハウジング内に配置され前記電動モータの駆動力により作動される気体圧縮機構と、前記吸入室内に流入した冷媒を前記圧縮機構で圧縮すべく該圧縮機構に案内する冷媒案内路と、前記吸入室で前記冷媒から分離して該吸入室内の底部に溜まる潤滑油を前記冷媒案内路を経て前記圧縮機構に供給すべく一端が前記吸入室の底部に開放し他端が前記冷媒案内路に開放する潤滑油案内通路とを備え、前記冷媒案内路を前記圧縮機構へ向けて流れる冷媒流により前記吸入室の底部の潤滑油を前記潤滑油案内通路を経て前記圧縮機構へ連行可能としたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る前記気体圧縮機では、吸入室の底部に溜まる潤滑油のような液体は吸入室の底部に一端が開放する潤滑油案内通路を経て冷媒案内路に案内される。他方、吸入室内の気体を含む冷媒ガスは、前記潤滑油案内通路を経ることなく、該潤滑油案内通路の他端が開放する前記冷媒案内路を経て、気体圧縮機構に流れる。この冷媒案内路を気体圧縮機構へ流れる冷媒ガス流は、潤滑油案内通路の前記他端より該潤滑油案内通路を案内される潤滑油のような液体を圧縮機構へ連行する。
【００１２】
その結果、吸入室の底部に例え潤滑油や液化した冷媒が溜まっても、これら液体のみが気体圧縮機構に供給されることなく、また冷却ガスが適正な潤滑油を含む状態で気体圧縮機構に供給される。従って、気体圧縮機構の潤滑油不足や液圧縮に起因する種々の不具合の解消を図ることができる。
【００１３】
前記圧縮機構がその径方向に対向する一対の吸入口を有する場合、前記冷媒案内路は、前記両吸入口を連通すべく前記圧縮機構の周方向へ伸びる円弧状の第１の連結路部分と、該連結路部分を前記吸入室に連結する直線状の第２の連結路部分とで構成することができ、吸入室に開放する前記潤滑油案内通路を前記第１の連結路部分で前記冷媒案内通路に連結することができる。また、前記第２の連結路部分は前記第１の連結路部分の前記潤滑油案内通路が連結する部位よりも上部位置で該第１の連結路部分に連結することができる。
【００１４】
本発明は、前記電動モータ及び前記気体圧縮機構がそれらの軸線を一致させて配置されたいわゆる横置き型電動気体圧縮機に適用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、再起動時における気体圧縮機構の液圧縮を防止し、また圧縮機構への潤滑油供給不足を確実に防止することができることから、この液圧縮による気体圧縮機の動作部への大きな負荷やこの過大負荷による動作部の破損あるいは電動モータへの過大な負荷を防止し、これらによる耐久性の劣化を防止し、液圧縮による異音や振動の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図示の実施例に沿って以下に詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明に係る気体圧縮機は、例えば自動車に搭載される空気調和装置に適用され、空気調和装置の構成要素である従来よく知られた凝縮器、膨張弁及び蒸発器等と共に、冷却サイクルのための冷媒循環経路を構成する。
【００１８】
本発明に係る気体圧縮機１０は、図１に示す例では、前記蒸発器（図示せず）に接続される吸入ポート１１が形成された一端開放の筒状のフロントハウジング部材１２ａと、両端開放の筒状の中間ハウジング部材１２ｂと、前記凝縮器（図示せず）に接続される吐出ポート１３が形成された一端開放の筒状のリアハウジング部材１２ｃとが全体に円筒状に組み付けられて構成された３分割式ハウジング１２を備える。
【００１９】
中間ハウジング部材１２ｂには、ハウジング１２内を軸線方向に区画する隔壁１４が形成されている。この隔壁１４により、ハウジング１２内の隔壁１４よりもフロントハウジング部材１２ａの側には、吸入ポート１１に連通する吸入室１５が区画され、吸入室１５内には電動モータ１６が配置されている。また、ハウジング１２内の隔壁１４よりもリアハウジング部材１２ｃの側には、気体圧縮機構１７が配置され、吐出ポート１３に連通する高圧室１８が規定されている。
【００２０】
電動モータ１６は、図示の例では、従来よく知られた多相ブラシレス直流モータである。電動モータ１６は、フロントハウジング部材１２ａに形成された軸受１９でハウジング１２の軸線に一致して回転可能に支持された回転軸２０と、該回転軸に固定されるロータ１６ａと、該ロータを取り巻いて配置され、フロントハウジング部材１２ａに固定されるステータ１６ｂとを備える。電動モータ１６は、従来よく知られているように、ロータ１６ａに埋設された永久磁石（図示せず）とステータ１６ｂの固定子巻き線１６ｃに供給される多相パルス電流によって生じる界磁との磁気相互作用により、回転軸２０が一方向に回転する。前記固定子巻き線への給電のためにフロントハウジング部材１２ａには、電気コネクタ２１が設けられている。
【００２１】
回転軸２０は、ハウジング１２の軸線に沿って隔壁部材１４を貫通し、前記気体圧縮機構１７に伸びる。
【００２２】
気体圧縮機構１７は、例えば従来よく知られたベーンロータリー式気体圧縮機である。ベーンロータリー式気体圧縮機構１７では、楕円形を規定する両端開放のシリンダ部材２２と、該シリンダ部材の両端を閉鎖するフロントサイドブロック２３ａ及びリアサイドブロック２３ｂから成る両サイドブロック２３ａ、２３ｂとにより、図２に示すような楕円形横断面形状を有するシリンダ室１７ａが規定される。
【００２３】
シリンダ室１７ａ内には、図２に示すように、回転軸２０に固定されたロータ１７ｂが回転軸２０と一体的に回転可能に配置されている。ロータ１７ｂにはベーン１７ｄを進退可能に収容するベーン溝１７ｃが形成されており、各ベーン溝１７ｃ内のベーン１７ｄは、従来よく知られているように、油貯め凹所２４から背圧室１７ｅに供給される油圧によってシリンダ室１７ａの周壁へ向けて押圧される。
【００２４】
ロータ１７ｂが回転軸２０の回転に伴ってこれと一体的に回転すると、該ロータのベーン１７ｄがシリンダ室１７ａの周壁を摺動する。このベーン１７ｄの摺動に伴い、従来よく知られているように、各ベーン１７ｄで区画された複数の加圧室１７ｇの容積がそれぞれ増減する。この加圧室１７ｇの容積の増減に伴い、気体圧縮機構１７は、吸入室１５から後述する吸入口２５（図３参照）を経て冷媒ガスを吸入し、加圧室１７ｇで圧縮された冷媒ガスを逆止弁２６が設けられた吐出口２７を経てリアハウジング部材１２ｃ内に区画された高圧室１８（図１参照）に吐出する。
【００２５】
再び図１を参照するに、吐出ポート１３に連通する高圧室１８には、吐出口２７から案内された冷媒ガスを高圧室１８に排出する排出口２８が開放し、この排出口２８から排出される冷媒ガス中の油分を分離するための油分離器２９が配置されている。
【００２６】
冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機構１７は、図示の例では、フロントサイドブロック２３ａで隔壁１４に支持されている。このフロントサイドブロック２３ａと、該フロントサイドブロックとに関連して、図１、図３及び図４に示すように、吸入室１５内の冷媒ガスをシリンダ室１７ａに案内する冷媒案内路３０と、潤滑油案内通路３１とが形成されている。
【００２７】
フロントサイドブロック２３ａには、図３に示すように、該フロントサイドブロック２３ａをその板厚方向に貫通してシリンダ室１７ａの側部に開放する前記吸入口２５がシリンダ室１７ａの径方向に対向して形成されている。また、フロントサイドブロック２３ａの隔壁１４に対向する面には、回転軸２０の外方でその周方向へ沿って伸び、両端が両吸入口２５に至る円弧状の凹溝３０ａが形成されている。この凹溝３０ａは、その溝の開放面を隔壁１４で閉鎖されることにより、該隔壁との間に冷媒案内路３０のための第１の連結路部分３０ａを形成する。第１の連結路部分３０ａは、図４に示すように、隔壁１４にその板厚方向に形成された貫通孔から成る第２の連結路部分３０ｂを経て吸入室１５内の側壁に開放する。この第２の連結路部分３０ｂが吸入室１５内に開放する高さ位置は、吸入室１５内に溜まる潤滑油の油面よりも高くなるように設定されている。
【００２８】
潤滑油案内通路３１は、図３及び図４に示すように、冷媒案内路３０の第１の連結路部分３０ａの中央下部で該第１の連結路部分３０ａに連通し、図中下方へ向けて伸長すべくフロントサイドブロック２３ａに形成された第１の通路部分３１ａと、該連通路部分から中間ハウジング部材１２ｂの隔壁１４を経て吸入室１５の底部に開放する第２の通路部分３１ｂとを備える。
【００２９】
第１の連結路部分３０ａ及び第２の連結路部分３０ｂから成る冷媒案内路３０は、吸入室１５の底部に開放することはなく、前記したように、吸入室１５内に溜まる潤滑油の油面よりも高くなるように設定されていることから、図１に示すように回転軸２０が横方向に成るような配置姿勢で運転されている限り、例え吸入室１５内に潤滑油が溜まっても、この潤滑油が冷媒案内路３０の第２の連結路部分３０ｂから冷媒案内路３０に吸引されることはない。
【００３０】
潤滑油案内通路３１を第１の連結路部分３０ａの中央下部で該第１の連結路部分に連通させることに代えて、第１の連結路部分３０ａの両端間であるその中間部で該第１の連結部分に連通させることができる。
【００３１】
本発明に係る気体圧縮機１０では、電動モータ１６の起動により気体圧縮機構１７が作動されると、吸入ポート１１から吸入室１５内に潤滑油を含む冷媒ガスが吸引され、この冷媒ガスは電動モータ１６を冷却しながら冷媒案内路３０を経て気体圧縮機構１７に案内される。吸入室１５内を流れる冷媒ガス中の潤滑油の一部は凝縮により吸入室１５の底部に溜まるが、前記したように、吸入室１５の底部に溜まった潤滑油が冷媒案内路３０の第２の連結路部分３０ｂに向かうことはない。しかしながら、冷媒案内路３０を流れる冷媒ガス流の増大によって冷媒案内路３０内の潤滑油案内通路３１が開放する部分の圧力が低下すると、いわゆるベンチュリー効果によって、吸入室１５の底部の潤滑油が潤滑油案内通路３１を経て第１の連結路部分３０ａに向けて吸引される。
【００３２】
その結果、吸入室１５内の潤滑油は、潤滑油案内通路３１を経て順次第１の連結路部分３０ａに吸引され、該第１の連結路部分３０ａを経る冷媒ガスと混合された状態でこの冷媒ガスにより各吸入口２５から適正にシリンダ室１７ａに連行される。
【００３３】
シリンダ室１７ａに冷媒ガスと共に吸入された潤滑油は、冷媒ガスと適正に混合されていることから、加圧室１７ｇでの冷媒ガスの圧縮で液圧縮を引き起こすことなく、気体圧縮機構１７の各摺動部を適正に潤滑する。
【００３４】
気体圧縮機構１７から排出された冷媒ガス中の潤滑油は、前記したように、油分離器２９で分離され、高圧室１８内に保留される。この高圧室１８内の潤滑油の一部は、従来よく知られているように、油貯め凹所２４に供給されベーン１７ｄの背圧として利用される。
【００３５】
本発明に係る気体圧縮機１０では、前記したように、吸入室１５の底部に溜まる潤滑油は、冷媒案内路３０を流れる冷媒流によって引き起こされるベンチュリー効果を利用して潤滑油案内通路３１から冷媒案内路３０の第１の連結路部分３０ａを経て気体圧縮機構１７に供給されるので、吸入室１５内の潤滑油のみが気体圧縮機構１７に吸引されることはなく、これにより従来のような液圧縮が防止できる。
【００３６】
前記した吸入室１５内の潤滑油が連行されるためには、潤滑油案内通路３１を経て吸入室１５内の潤滑油を吸い上げる必要がある。使用冷媒がＲ１３４ａであり、気体圧縮機１０の容積が２５ｃｃ／revであり、その体積効率が８０％であり、冷媒案内路３０の横断面積が２５平方ｍｍであり、図３に示すように２つの吸入口２５へ向けて分流を生じさせる場合であって、停止時の温度が３０度の均一温度であり、気体圧縮機１０の起動回転数が１０００ｒｍｐであるとすると、冷媒案内路３０における潤滑油案内通路３１が開放する部分での冷媒流速は６．７ｍ／ｓとなり、気体圧縮機構１７内は飽和状態であり冷媒密度は３７．５ｋｇ／立方メートルであることから、動圧（静圧降下分）は８３４Ｐａとなる。潤滑油の密度は、約１ｋｇ／立方メートルであることから、潤滑油案内通路３１を経て約８５ｍｍの高さまで潤滑油を吸い上げることが可能となる。
【００３７】
このように、潤滑油案内通路３１による高低差と、最低動圧発生条件（低温低速）とで潤滑油案内通路３１を経て潤滑油を吸い上げ、この吸い上げた潤滑油をシリンダ室１７ａに連行し得る流速が発生するように、冷媒案内路３０の横断面積が決定される。
【００３８】
本発明に係る気体圧縮機１０によれば、前記したように、吸入室１５内の潤滑油のみが気体圧縮機構１７に吸引されることはなく、液圧縮が防止できることから、液圧縮による動作部への負荷の増大を防止することができ、負荷の増大による動作部の破損や電動モータへの過大な負荷を防止し、気体圧縮機１０の動作の信頼性を高めることができる。また液圧縮による起動時の異音や振動の発生を防止することができる。
【００３９】
前記したところでは、気体圧縮機構１７としてベーンロータリー式気体圧縮機構の例を示したが、気体圧縮機構としてスクロール式及びその他の圧縮機構を採用することができる。また、電動モータ１６についても、前記した多相ブラシレス直流モータの他、種々の電動モータを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示す線II-IIに沿って得られた断面図である。
【図３】図１に示す線III-IIIに沿って得られた断面図である。
【図４】図１に示す線IV-IVに沿って得られた断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  気体圧縮機
１１  吸入ポート
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）  ハウジング（フロントハウジング部材、中間ハウジング部材、リアハウジング部材）
１４  隔壁
１５  吸入室
１６  電動モータ
１７  気体圧縮機構
２０  回転軸
２５  吸入口
３０（３０ａ、３０ｂ）  冷媒案内路（第１の連結路部分、第２の連結路部分）
３１（３１ａ、３１ｂ）  潤滑油案内通路（第１の通路部分、第２の通路部分）
【図１】
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【図２】
2005344658.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005344658.tif 000006