(57)【要約】【課題】本体ケーシングを大型化することなくインバータの冷却を効率的に図ることができるインバータ一体型電動圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機構部５と電動機４を内蔵した本体ケーシング３と、本体ケーシング３の圧縮機構部側を覆うように取付けられ前記電動機を駆動するインバータ７を内蔵したインバータケース６とを備え、インバータケース６は圧縮機構部５との間に吸入室２８を形成するとともに当該吸入室内に位置するように圧縮機構部の吐出口と連通する吐出室３０を形成し、吐出室は吸入室と吐出室とを仕切る側壁１１ｃとこの側壁を閉蓋する蓋体３７とで構成するとともに、前記側壁全周には当該側壁高さ以上の環状溝１１ｄを設けて熱伝達率の低い断熱部材４１を配設し、吐出室３０内の高温ガスからの熱伝達による、吸入冷媒１４の加熱を抑制することができ、インバータ７の冷却効果を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機後部及びこの圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、前記本体ケーシングの圧縮機構部側を覆うように取付けられるとともに前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースとを備え、前記インバータケースは前記圧縮機構部との間に吸入室を形成するとともに当該吸入室内に位置するように前記圧縮機構部の吐出口と連通する吐出室を形成し、前記吐出室は前記吸入室と吐出室とを仕切る側壁とこの側壁を閉蓋する蓋体とで構成するとともに、前記側壁全周には当該側壁高さと略同等高さ以上の環状溝を設けて熱伝達率の低い断熱部材を配設したインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項２】
側壁内の断熱部材で吐出室の側壁と蓋体間のシールを行うことを特徴とする請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項３】
側壁内の断熱部材は弾性体と非弾性体の２層構造で作成され、弾性体側で吐出室の側壁と蓋体間のシールを行うことを特徴とする請求項２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【請求項４】
蓋体の側壁上面側には側壁の環状溝部全周に嵌合する凸形状を形成したことを特徴とする請求項２又は３に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構部及び電動機とこの電動機を駆動するインバータを備えたインバータ一体型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のインバータ一体型電動圧縮機は、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一体に設ける構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は特許文献１に記載のインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図であり、電動機１１１と圧縮機構部１１２を収容した本体ケーシング１１３と、圧縮機構部１１２を覆うように配置されるとともにインバータ１１４を収容したインバータケース１１５とを軸線方向にボルト等で締結して構成してある。圧縮機構部１１２に設けられた吸入口１１６より流入された吸入冷媒は、一旦インバータケース１１４と固定スクロール１１９部の鏡板とで構成された吸入室１１７に導かれ、インバータ１１４との熱交換を図ってこれを冷却した後、圧縮機構部１１２に吸入される。さらに圧縮機構部１１２で圧縮された冷媒ガスは吸入室１１７内に設けられた吐出室１２０に吐出され、連通路１２１を通して本体ケーシング１１２内に導かれ、電動機１１１を冷却した後、本体ケーシング１１２に設けられた吐出口１１８より吐出される。いわゆる高圧型圧縮機における代表的な構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９２０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機全体の小型化を図りつつ吸入冷媒がインバータ冷却に利用できるよう、インバータケース１１５と固定スクロールの鏡板とで吸入室１１７を構成しているが、固定スクロールには圧縮機構部１１２の吐出孔１２２が構成されているため、吸入室１１７内には、圧縮機構部１１２より高温ガスが吐出される吐出室１２０も設けられており、吐出室１２０の側壁からの熱伝達によって吸入冷媒が加熱され、インバータ１１４の冷却能力が低下するとともに、体積効率低下による性能悪化の要因となる課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、主として、本体ケーシングを大型化することなくインバータの冷却を効率的に図れ、性能に優れたインバータ一体型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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、インバータケースと圧縮機構部とで形成された吸入室と、前記吸入室内に吐出室が形成されたインバータ一体型圧縮機において、前記吐出室を形成する側壁全周に当該側壁高さと略同等深さの環状溝を形成して熱伝達率の低い断熱部材を配設したものである。
【０００８】
これによって、吸入室内に吐出室を設けることによる小型化を維持しつつ吐出室内の高温ガスによる吐出室と吸入室間の側壁を通しての熱伝達による、吸入冷媒の加熱を抑制することができ、インバータの発熱部品の冷却効果を高めることができるため、性能および信頼性の向上が図れる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインバータ一体型電動圧縮機は、本体ケーシングを大型化することなくインバータ部品の冷却効率向上を図ることができ、ハイブリッド車等のエンジンに直接装着されることによるエンジンからの加熱、振動等の過酷な環境下においても、性能および信頼性を損なうことなく運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図
【図２】同吐出室の分解斜視図
【図３】同吐出室の拡大断面図
【図４】従来のインバータ一体型電動圧縮機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、圧縮機後部及びこの圧縮機構部を駆動する電動機を内蔵した本体ケーシングと、前記本体ケーシングの圧縮機構部側を覆うように取付けられるとともに前記電動機を駆動するインバータを内蔵したインバータケースとを備え、前記インバータケースは前記圧縮機構部との間に吸入室を形成するとともに当該吸入室内に位置するように前記圧縮機構部の吐出口と連通する吐出室を形成し、前記吐出室は前記吸入室と吐出室とを仕切る側壁とこの側壁を閉蓋する蓋体とで構成するとともに、前記側壁全周には当該側壁高さと略同等高さ以上の環状溝を設けて熱伝達率の低い断熱部材を配設した構成としてあり、吐出室内の高温ガスによる吐出室と吸入室間の側壁を通しての熱伝達による、吸入冷媒の加熱を抑制することができ、インバータケース内の発熱部品の冷却効果を高めて、性能および信頼性の向上を図ることができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の側壁内の断熱部材で、吐出室の側壁と蓋体間のシールを行う構成としてあり、断熱部材とは別にシール部材を配設する必要がなくなり、吐出室の側壁を薄く構成でき、本体ケーシングの大型化を抑制し、また、組立性の悪化を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第２の発明の側壁内の断熱部材を弾性体と非弾性体の２層構造で製作し、弾性体側で吐出室の側壁と蓋体間のシールを行う構成としてあり、シール部材としてのつぶし代とつぶし率を溝深さに係わらず効果的に設定でき、断熱部材の熱劣化でのシール性低下による、吐出室から吸入室への洩れを抑制し、性能及び信頼性の低下を抑制することができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第３の発明の蓋体の側壁上面側の組付け面に側壁の環状溝部全周に嵌合する凸形状を形成した構成としてあり、吐出室内の高温、高圧の吐出ガスにより、側壁内側かかる力を蓋体凸部で支持することができ、側壁の変形、破損を防ぎ、吐出室から吸入室への洩れを抑制し、性能及び信頼性の低下を抑制することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図、図２は同吐出室の分解斜視図、図３は同吐出室の拡大断面図である。
【００１７】
図１は、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を１つの例として示しており、電動圧縮機１はその本体ケーシング３内に電
動機４を内蔵し、この本体ケーシング３に嵌入または圧入される圧縮機構部５を駆動する。そして前記本体ケーシング３の一端開口側（図１では左側）にはインバータ６を組み込んだインバータケース７が当該開口を覆うようにボルト（図示せず）によって取付け固定してある。前記電動機４はインバータケース６内のインバータ７によって駆動される。また、本体ケーシング３内には圧縮機構部５を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部８を備えている。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５の摺動部のシールに供する液としては潤滑油９を採用している。
【００１８】
本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部５はスクロール方式のものである。固定スクロール１１と旋回スクロール１２の固定鏡板１１ａ及び旋回鏡板１２ａから立ち上がった羽根を噛合わせて圧縮空間１０を形成することによって構成してある。そして、旋回スクロール１２を電動機４により駆動軸１３を介して固定スクロール１１に対し円軌道運動させることにより前記圧縮空間１０の容積を変化させていき、外部サイクルから帰還する冷媒１４の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、インバータケース６に設けた吸入口１５および本体ケーシング３に設けた吐出口１６を通じて行う。
【００１９】
本体ケーシング３内の軸線方向の他方の側壁３ａ（図１では右側）側からポンプ１７、副軸受１８、電動機４、主軸受１９を持った主軸受部材２０を配置してある。ポンプ１７は側壁３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体２１との間に保持し、蓋体２１の内側に貯液部８に通じるポンプ室２２を形成して吸上げ通路２３を介して貯液部８に通じるようにしてある。副軸受１８は側壁３ａにて支持し、駆動軸１３のポンプ１７に連結している側を軸支するようにしてある。電動機４は固定子４ａを本体ケーシング３に焼き嵌め固定するか、またはボルト２４によって固定され、駆動軸１３の途中まわりに固定した回転子４ｂとによって駆動軸１３を回転駆動できるようにしている。駆動軸１３の内部には、給油通路２５が形成される。
【００２０】
主軸受部材２０は固定スクロール１１と図示しないボルトなどによって固定し、本体ケーシング３の開口側に嵌合されるインバータケース６でもって挟持する状態で、駆動軸１３の圧縮機構部５側を主軸受１９により軸支している。さらに、主軸受部材２０と固定スクロール１１との間に旋回スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材２０と旋回スクロール１２との間にはオルダムリング２６などの旋回スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部が設けられ、駆動軸１３が偏心軸受２７を介して旋回スクロール１２に接続されていて、旋回スクロール１２を円軌道上で旋回させられるようにしている。
【００２１】
インバータケース６は、本体ケーシング３に取り付けた際、吸入口１５から通じる空間をシール部材１１ｂを用いて固定スクロール１１の固定鏡板１１ａと気密的に組み合せることにより吸入室２８を形成している。また、固定スクロール１１には吐出孔２９及びリード弁２９ａが設けられ、吸入室２８に突出した吐出室３０に開口される。吐出室３０は、固定スクロール１１および主軸受部材２０の外周部に設けられた溝部３１ａと本体ケーシング３の内周面とにより構成した連絡通路３１を通じて電動機４側に連通している。このように吐出室３０を吸入室２８内に設けたことにより本体ケーシング軸線方向の長さを短く、すなわちコンパクト化できる。なお、吐出室３０から溝部３１ａまでは固定スクロール１１の内部に貫通路（図示せず）を形成している。
【００２２】
インバータ７は、本体ケーシング３の開口を覆うインバータケース６の端部壁６ａにおいて、吸入室２８の反対面に回路基板３２と、図示しない電解コンデンサとを備えて構成される。また、回路基板３２に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）の発熱部品３３が端部壁６ａに熱的に密着するように搭載されている。インバータ７は、電動機４とハーネスコネクタ３４によって接続される圧縮機
ターミナル３５を介して電気的な接続が行われ、電動機４を温度などの必要な情報をモニタしながらインバータ７によって駆動するようにしてある。なお、インバータ７を覆うようにカバー３６が設けられている。
【００２３】
吐出室３０について、図２及び図３を用いて説明する。図２は吐出室３０を分解したもので、本体ケーシング３とインバータケース６を取り去って斜視した図であり、図３は吐出室３０の拡大断面図である。吐出室３０は吸入室２８を形成する空間の一部に、固定鏡板１１ａの一部を利用して形成してある。図２において、吐出室３０は、固定鏡板１１ａの吐出孔２９を取り囲むように形成された略四辺形の側壁１１ｃに、側壁１１ｃに合わせて断熱部材で形成された蓋体３７をボルト３８で気密的に固定して構成され、吸入室２８内に独立して配置される。また、吐出室３０内には吐出孔２９を開閉するためのリード弁２９ａおよびリード弁押え２９ｂがボルト３９で固定されている。
【００２４】
ここで、この実施の形態では、図３に示すように吐出室３０の側壁１１ｃ内には側壁高さと略同等かそれ以上の深さの環状溝１１ｄが形成され、断熱部材４１が配設されている。そしてこの断熱部材４１は上下方向に弾性体４１ａと非弾性体４１ｂからなる２層構造としてある。更に蓋体３７には環状溝１１ｄに嵌合する凸部３７ａが形成されている。
【００２５】
以上の構成によって、電動機４はインバータ７によって駆動され、駆動軸１３を介して圧縮機構部５を円軌道運動させるとともにポンプ１７を駆動する。このとき圧縮機構部５はポンプ１７により貯液部８の潤滑油９を駆動軸１３の給油通路２５を通じて供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、インバータケース６に設けた吸入口１５を通じて冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入する。吸入された冷媒１４は、吸入室２８の空間において端部壁６ａを広範囲に冷却すると共に、その背面に搭載されているＩＰＭ等の発熱部品３３と熱交換を行ったのち、固定鏡板１１ａの通路穴４０を介して圧縮空間１０に流入する。この冷媒を圧縮空間１０で圧縮して、吐出孔２９から吸入室２８内に構成された吐出室３０に吐出する。
【００２６】
吐出孔２９から吐出室３０に吐出された冷媒は、吐出室３０の側壁１１ｃ内の環状溝１１ｄに挿入された断熱部材４１、および、断熱部材で形成された蓋体３７により、吸入室２３への断熱性を保ちつつ、固定スクロール１１の外周部に設けられた溝部３１ａと本体ケーシング３の内周面との間に形成された連絡通路３１を通じて電動機４側に入り、電動機４を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口１６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９の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油９によって副軸受１８の潤滑も行う。
【００２７】
このように、吸入室２８と吐出室３０とを仕切る側壁１１ｃ内に略側壁高さ以上の深さの環状溝１１ｄを側壁１１ｃ全周に形成し、熱伝達率の低い断熱部材４１を配設することにより、吐出室３０内の高温ガスによる吐出室３０と吸入室２８間の側壁１１ｃを通しての熱伝達による、吸入冷媒１４の加熱を抑制することができ、インバータケース６内の発熱部品の冷却効果を高めることができるため、性能及び信頼性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、側壁１１ｃ内の断熱部材４１で吐出室３０の側壁１１ｃと蓋体３７間のシールを行うことにより、断熱部材４１とは別にシール部材を配設する必要が無くなり、吐出室３０の側壁１１ｃを薄く構成でき、本体ケーシングの大型化を抑制し、また、組立製の悪化を抑制することができる。
【００２９】
また、側壁１１ｃ内の断熱部材４１を弾性体４１ａと非弾性体４１ｂの２層構造とし、弾性体４１ａ側で吐出室３０の側壁１１ｃと蓋体３７間のシールを行うことにより、シー
ル部材としてのつぶし代とつぶし率を溝深さに係わらず効果的に設定でき、断熱部材４１の熱劣化でのシール性低下による、吐出室３０から吸入室２８への洩れを抑制し、性能および信頼性の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、蓋体３７の側壁１１ｃ上面側の組付け面に、環状溝１１ｄ部全周に嵌合する凸形状を形成することにより、吐出室３０内の高温、高圧の吐出ガスにより、側壁１１ｃにかかる力を蓋体３７凸部で支持することができ、側壁１１ｃの変形、破損を防ぎ、吐出室３０から吸入室２８への洩れを抑制し、性能及び信頼性の低下を抑制することができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では圧縮機構部としてスクロール圧縮タイプで説明したがこれに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかるインバータ一体型電動圧縮機は、小型化を維持しつつインバータの冷却効果が向上し、電子部品の信頼性が向上した。これにより、エンジンへの装着も可能となり、ハイブリッド車等の環境車両に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  電動圧縮機
３  本体ケーシング
４  電動機
５  圧縮機構部
６  インバータケース
６ａ  端部壁
７  インバータ
１１  固定スクロール
１１ａ  固定鏡板
１１ｃ  側壁
１１ｄ  環状溝
１２  旋回スクロール
１４  冷媒
２８  吸入室
２９  吐出孔
３０  吐出室
３７  蓋体
４１  断熱部材
４１ａ  断熱部材（弾性体部）
４１ｂ  断熱部材（非弾性体部）
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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