(57)【要約】【課題】より一層の小型軽量化を実現できる輸送機械用の電動圧縮機を提供すること。【解決手段】自動車等の輸送機械に設けられる冷媒回路に接続される電動圧縮機は、モータ１０と、モータ１０を駆動させるモータ駆動回路部２０と、モータ１０の回転出力により回転される羽根車３０を有するとともに、羽根車３０の回転に伴って冷媒回路から吸入される冷媒を圧縮し、冷媒回路に向けて吐出する遠心式の圧縮機構３と、を備える。【選択図】図１
2016000960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機械に設けられる冷媒回路に接続される電動圧縮機であって、
モータと、
前記モータを駆動させるモータ駆動回路部と、
前記モータの回転出力により回転される羽根車を有するとともに、前記羽根車の回転に伴って前記冷媒回路から吸入される冷媒を圧縮し、前記冷媒回路に向けて吐出する遠心式の圧縮機構と、を備える、
ことを特徴とする輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構は、
前記羽根車の回転軸を中心とする渦巻状に形成されるとともに、前記羽根車の外周部に連通する上流側から下流側に向けて流路断面積が次第に拡大するスクロールを備える、
請求項１に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項３】
前記モータの回転軸と、前記圧縮機構の回転軸とが同一軸線上に設けられ、
前記モータ側から前記圧縮機構側まで前記冷媒回路の冷媒が吸入される吸入流路が設けられ、
前記モータ駆動回路部は、前記吸入流路の上流側に配置されている、
請求項１または２に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項４】
前記モータの回転軸と、前記圧縮機構の回転軸とが変速機を介して接続され、
前記モータ側から前記圧縮機構側まで前記冷媒回路の冷媒が吸入される吸入流路が設けられ、
前記モータ駆動回路部は、前記吸入流路の上流側に配置されている、
請求項１または２に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項５】
前記吸入流路は、その少なくとも一部が前記モータの軸線に沿って形成されている、
請求項３または４に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項６】
前記モータは、ロータと、前記ロータの外周を囲むステータと、前記ロータおよび前記ステータを収容するモータケースと、を備え、
前記モータケースは、前記ステータの外周を囲むとともに、一端側が前記圧縮機構に対向する胴部と、前記胴部の他端側を覆う蓋部と、を有し、
前記モータ駆動回路部は、前記蓋部に対向する回路基板を有する、
請求項３から５のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項７】
前記電動圧縮機は、前記輸送機械に設けられる支持体によって支持され、
前記圧縮機構は、前記輸送機械の外殻前面と、前記モータ駆動回路部との間に配置されている、
請求項６に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項８】
前記モータは、ロータと、前記ロータの外周を囲むステータと、前記ロータおよび前記ステータを収容するモータケースと、を備え、
前記モータケースは、前記ステータの外周を囲むとともに、一端側が前記圧縮機構に対向する胴部と、前記胴部の他端側を覆う蓋部と、を有し、
前記モータ駆動回路部は、前記胴部に対向する回路基板を有する、
請求項３から５のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項９】
前記モータ側と、前記圧縮機構側とを区分する区分部材を備え、
前記羽根車は、その背面側が前記モータに対向し、
前記吸入流路は、前記羽根車の外周部よりも外側で前記区分部材を貫通し、
前記圧縮機構は、前記吸入流路の終端および前記羽根車の入口の間に介在する吸入チャンバを有する、
請求項３から８のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１０】
前記圧縮機構は、
前記羽根車および前記スクロールを収容するハウジングを備え、
前記ハウジング内は、
前記吸入チャンバと、
前記羽根車の出口および前記冷媒回路の間に介在する吐出チャンバと、に仕切られている、
請求項９に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１１】
前記モータは、
内側に向けて突出する複数のステータ突極を有する環状のステータと、
前記ステータ突極に設けられるコイルと、
前記ステータの内側に前記ステータと同軸に配置され、前記ステータ突極と磁路を形成可能な複数のロータ突極を有するロータと、
を備えるスイッチトリラクタンスモータとされる、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１２】
前記コイルに印加される直流電流は２相とされ、
前記ロータは、その電気角に応じたインダクタンス特性に基づいて一定の回転方向に回転され、
前記ステータ突極は、その基端の中心で引いた法線に対して傾斜し、前記基端の中心よりも先端の中心が前記回転方向の後方に位置し、
前記ロータ突極は、前記法線に対して前記回転方向の前方側の磁束鎖交数が前記回転方向の後方側の磁束鎖交数よりも多い、
請求項１１に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１３】
前記モータ駆動回路部は、
前記コイルを流れる電流および前記ロータの角速度の少なくとも一方からなる制御パラメータを用いて、起動後の前記スイッチトリラクタンスモータを定常速度および定常トルクの少なくとも一方である定常状態に維持する定常制御系と、
前記ステータを点弧角から消弧角までの励磁区間で励磁する励磁制御部と、
前記定常状態において前記点弧角および前記消弧角の少なくとも一方である励磁タイミングを探索する励磁タイミング探索部と、を備え、
前記励磁タイミング探索部は、
前記励磁タイミングを変更し、前記制御パラメータを観測しながら、
前記制御パラメータの値がより小さい適正励磁タイミングを探索し、
前記適正励磁タイミングを前記励磁区間に反映させる、
請求項１１に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１４】
前記スクロールの周方向の一部には、他の部分とは流路断面形状が相違する旋回流変調部が形成され、
前記旋回流変調部には、冷媒から分離されて前記旋回流変調部に溜まる潤滑油を、前記モータを収容するケース内へと戻す油戻し経路が形成されている、
請求項２から１３のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【請求項１５】
前記スクロールの終端部またはその近傍には、
前記スクロール内の旋回流の前方に位置する正面壁と、
前記旋回流に対して交差する向きに開口する出口と、
冷媒から分離されて前記終端部またはその近傍に溜まる潤滑油を、前記モータを収容するケース内へと戻す油戻し経路と、が形成されている、
請求項２から１４のいずれか一項に記載の輸送機械用の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の輸送機械の空調、および冷凍、冷蔵に用いられる電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される空気調和機は、モータと、モータの出力により駆動される容積式圧縮機構とを有する電動圧縮機を備えている。その容積式圧縮機構としては、典型的にはスクロール型圧縮機構が用いられている（例えば、特許文献１）。スクロール圧縮機構は、渦巻状のラップ同士が噛み合わせられる一対のスクロール部材を有している。固定される一方のスクロール部材に対して、モータのシャフトに偏心して設けられる他方のスクロール部材が公転旋回運動するのに伴って、スクロール部材間の圧縮空間の容積が漸次減少する。スクロール部材の外周部から圧縮空間内に吸入される冷媒ガスは、スクロール部材の回転に伴って次第に圧縮され、スクロール部材の中心部から冷媒回路に向けて吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３２３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車、船舶、および航空機等、それ自体が移動する輸送機械用の電動圧縮機は、搭載スペース、走行距離の向上などの観点から、小型軽量化の要求が大きい。ここで、電動圧縮機では、モータの重量が全重量の半分程度をも占める。
モータを小型軽量化するために、低トルクで高速回転可能な圧縮機構が必要になる。
しかし、スクロール型圧縮機構は、スクロール部材を偏心回転させることから、高速回転に耐える強度を得るのが難しく、許容される回転数が１万回／分程度である。そのため、現行のスクロール型圧縮機と同等の冷媒の流量を確保するのにあたり、スクロール部材を小さくすることが困難である。
【０００５】
本発明は、より一層の小型軽量化を実現できる輸送機械用の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】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機は、輸送機械に設けられる冷媒回路に接続される電動圧縮機であって、モータと、モータを駆動させるモータ駆動回路部と、モータの回転出力により回転される羽根車を有するとともに、羽根車の回転に伴って冷媒回路から吸入される冷媒を圧縮し、冷媒回路に向けて吐出する遠心式の圧縮機構と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、遠心式の圧縮機構の羽根車は偏心しないので、当該圧縮機構を高速で回転させることができる。これにより、圧縮機構の容積を低減しつつ、冷媒回路に送り出される冷媒の流量を確保できる。したがって、モータを低トルク化することで、電動圧縮機の全体重量に占める割合が大きいモータを小型軽量化できる。その結果、電動圧縮機を大幅に小型軽量化できる。その上、圧縮機構やモータの小型軽量化により、部材コストも抑えられる。
【０００７】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、圧縮機構は、羽根車の回転軸を中心とする渦巻状に形成されるとともに、羽根車の外周部に連通する上流側から下流側に向けて流路断面積が次第に拡大するスクロールを備える。
このスクロール内を冷媒が減速されることにより、羽根車により圧縮された冷媒をさらに昇圧することができる。
【０００８】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータの回転軸と、圧縮機構の回転軸とが同一軸線上に設けられ、モータ側から圧縮機構側まで冷媒回路の冷媒が吸入される吸入流路が設けられ、モータ駆動回路部は、吸入流路の上流側に配置されていることが好ましい。
本発明では、吸入流路を流れる冷媒によってモータおよびモータ駆動回路部を冷却している。モータ駆動回路部は、吸入流路の上流側に位置するので、モータの通過に伴って温められる冷媒の温度よりも低温の冷媒によって効率良く冷却される。
また、吸入流路を流れる冷媒により、モータのシャフトおよび軸受をも冷却することができるので、摺動面の摩擦熱による熱膨張によって摺動抵抗が増加するのを避けることができる。
ここで、本発明における吸入流路は、その少なくとも一部がモータの軸線に沿って形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータの回転軸と、圧縮機構の回転軸とが変速機を介して接続され、モータ側から圧縮機構側まで冷媒回路の冷媒が吸入される吸入流路が設けられ、モータ駆動回路部は、吸入流路の上流側に配置されていることも好ましい。
これにより、モータの回転数を低く抑えることができるので、ロータに発生する応力を緩和でき、モータの信頼性向上が図れる。
【００１０】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータは、ロータと、ロータの外周を囲むステータと、ロータおよびステータを収容するモータケースと、を備え、モータケースは、ステータの外周を囲むとともに、一端側が圧縮機構に対向する胴部と、胴部の他端側を覆う蓋部と、を有し、モータ駆動回路部は、蓋部に対向する回路基板を有することが好ましい。
この構成によれば、圧縮機構に対向するために冷媒圧縮に伴う高熱に臨むとともに、圧縮機構からモータ側に冷媒が漏れることにより温度が上昇する羽根車背面近傍に対して、回路基板が離隔している。これにより、圧縮機構から回路基板に伝達される熱の影響を抑えられるので、モータ駆動回路部が吸入流路の上流側に配置されることとの相乗により、回路基板上の回路部品をより効率良く冷却できる。
【００１１】
上記構成の電動圧縮機は、輸送機械に設けられる支持体によって支持され、圧縮機構は、輸送機械の外殻前面と、モータ駆動回路部との間に配置されていることが好ましい。
こうすると、輸送機械の衝突時に外殻が破壊されたとしても、圧縮機構が衝撃荷重を受けるので、モータ駆動回路部が損傷するのを未然に防止できる。これにより、衝突時にモータ駆動回路部から輸送機械のボディ等に大電流が流れるのを阻止できる。
【００１２】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータは、ロータと、ロータの外周を囲むステータと、ロータおよびステータを収容するモータケースと、を備え、モータケースは、ステータの外周を囲むとともに、一端側が圧縮機構に対向する胴部と、胴部の他端側を覆う蓋部と、を有し、モータ駆動回路部は、胴部に対向する回路基板を有することが好ましい。
遠心式の圧縮機構は、圧縮機構からモータ側に漏れる冷媒の状態を検出し、その検出結果に基づいて制御することで運転が安定する。上記構成によれば、回路基板を吸入流路の上流側に配置するとともに、回路基板を圧縮機構の近くまで延出させることができるので、回路基板上の回路部品を冷却する効果を得ながら、圧縮機構周辺の冷媒圧力や冷媒温度等を検出するセンサを回路基板に設け易い。
【００１３】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータ側と、圧縮機構側とを区分する区分部材を備え、羽根車の背面がモータに対向し、吸入流路は、羽根車の外周部よりも外側で圧縮機構とモータ部との区分部材を貫通し、圧縮機構は、吸入流路の終端および羽根車の入口の間に介在する吸入チャンバを有することが好ましい。
この構成では、吸入流路が羽根車のハブ側に回り込み、吸入チャンバにより整流された冷媒が羽根車に吸入される。これにより、羽根車内に冷媒がスムーズに吸入されるので、圧縮効率が向上するとともに、冷媒の吸入に伴う騒音を低減できる。
【００１４】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、圧縮機構は、羽根車およびスクロールを収容するハウジングを備え、ハウジング内は、吸入チャンバと、羽根車の出口および冷媒回路の間に介在する吐出チャンバと、に仕切られていることが好ましい。
これによれば、圧縮機構のハウジング内を仕切ることにより、吸入チャンバと吐出チャンバとを容易に形成できる。そして、吐出チャンバによるマフラー効果により脈動を抑制できる。さらに、スクロールの出口に対して、吐出チャンバのポートに接続されるホースの径が縮小するところ、ホースと羽根車との間に介在する吐出チャンバにより、脈動を低減できる。
【００１５】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、モータは、内側に向けて突出する複数のステータ突極を有する環状のステータと、ステータ突極に設けられるコイルと、ステータの内側にステータと同軸に配置され、ステータ突極と磁路を形成可能な複数のロータ突極を有するロータと、備えるスイッチトリラクタンスモータ（switched reluctance motor；ＳＲＭ）とすることができる。
【００１６】
コイルに印加される直流電流が２相とされるスイッチトリラクタンスモータでは、ロータは、その電気角に応じたインダクタンス特性に基づいて一定の回転方向に回転され、ステータ突極は、その基端の中心で引いた法線に対して傾斜し、基端の中心よりも先端の中心が回転方向の後方に位置し、ロータ突極は、上記法線に対して回転方向の前方側の磁束鎖交数が回転方向の後方側の磁束鎖交数よりも多いことが好ましい。
【００１７】
上記のように構成すると、ステータ突極が、基端よりも先端が回転後方に位置するように傾斜し、その先端の回転後方側が隣接するステータ突極に向けて張り出している。このため、励磁されたステータ突極にロータ突極が早期に到達し、同相のステータ突極とロータ突極との間に磁路が早期に形成される。その結果、励磁された第１の相のインダクタンスの極大点に対応する電気角に対して、第２の相のインダクタンスの極小点に対応する電気角が回転方向の後方にシフトされる。すると、後述する実施形態に示すように、第１の相、第２の相のいずれか一方の相の極小点周辺のインダクタンス特性は、他方の相の極大点の電気角に対して非対称となり、回転後方側の変化分（変化率）よりも回転前方側の変化分が大きくなる。
したがって、一方の相のインダクタンスが変化していない電気角にロータが静止しているときでも、他方の相を励磁すれば、他方の相のインダクタンスの変化分が大きい回転前方側に、ロータを回転させる起動トルクが得られる。
その上、磁束鎖交数が法線に対して回転前方側で多くなるように、ロータ突極が非対称に形成されることによっても、励磁された一方の相のインダクタンスの極大点に対応する電気角に対して、他方の相のインダクタンスの極小点に対応する電気角が回転後方にシフトされる。これにより、インダクタンスの非対称特性が高まるので、起動トルクをより確実に得られる。
【００１８】
さらに、上記のようにステータ突極が非対称の形状とされるのに加えて、ロータも非対称の形状とされているので、後述する実施形態で説明するように、回転方向を一定方向に決めるのに足りるインダクタンス非対称性を確保できる。これにより、回転方向を一定とすることが必要な用途にも２相スイッチトリラクタンスモータを採用することが可能となる。
【００１９】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、スイッチトリラクタンスモータの制御に関し、モータ駆動回路部が、コイルを流れる電流およびロータの角速度の少なくとも一方からなる制御パラメータを用いて、起動後のスイッチトリラクタンスモータを定常速度および定常トルクの少なくとも一方である定常状態に維持する定常制御系と、ステータを点弧角から消弧角までの励磁区間で励磁する励磁制御部と、定常状態において点弧角および消弧角の少なくとも一方である励磁タイミングを探索する励磁タイミング探索部と、を備えていることが好ましい。励磁タイミング探索部は、励磁タイミングを変更し、制御パラメータを観測しながら、制御パラメータの値がより小さい適正励磁タイミングを探索し、適正励磁タイミングを励磁区間に反映させる。
【００２０】
この発明によれば、励磁タイミング探索部により、制御パラメータに基づいて効率が良いことが検証された励磁タイミングで励磁するため、製造誤差や使用環境に起因するモータ特性の変化や、位置センサの取付誤差には関係なく、モータの駆動効率を確実に向上させることができる。
本発明では、探索を通じて励磁タイミングを適正化することにより、ロータ位置を特定することなく効率向上の目的を遂げるので、ロータの位置検出あるいは位置推定の絶対位置がずれていてもよくなる。
本発明における励磁タイミングの探索は、定常制御系による制御の下、制御パラメータがほぼ一定とされることに依拠している。したがって、トルク変動が少なく、回転数が一定に保たれ易いために制御パラメータがほぼ一定となる遠心式の圧縮機構を回転させるスイッチトリラクタンスモータには、本発明を特に好ましく適用できる。
【００２１】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、スクロールの周方向の一部には、他の部分とは流路断面形状が相違する旋回流変調部が形成され、旋回流変調部には、冷媒から分離されて旋回流変調部に溜まる潤滑油を、モータを収容するケース内へと戻す油戻し経路が形成されていることが好ましい。
【００２２】
スクロールに沿って旋回流をなす冷媒に働く遠心力により、冷媒よりも比重が大きい潤滑油が冷媒から分離され、流路を形成する壁面の外周側に付着する。潤滑油は、冷媒の流れにより、壁面に沿って下流側へと搬送される。
ここで、旋回流変調部では流れ場が急激に変化するので、旋回流は、比重が大きいために流れの急激な変化には追従できない潤滑油を残して旋回流変調部を抜けていく。旋回流変調部では、潤滑油が集まって油溜まりを形成し、その潤滑油は油戻し経路からモータのケース内へと戻される。
したがって本発明によれば、遠心分離された潤滑油が旋回流変調部における流れ場の変化によって回収されるので、別途油分離器を設置する必要がない。これにより、電動圧縮機の小型・軽量化を図ることができるとともに、コストも抑えられる。
【００２３】
本発明の輸送機械用の電動圧縮機では、スクロールの終端部またはその近傍には、スクロール内の旋回流の前方に位置する正面壁と、旋回流に対して交差する向きに開口する出口と、冷媒から分離されて終端部またはその近傍に溜まる潤滑油を、モータを収容するケース内へと戻す油戻し経路と、が形成されていることが好ましい。
【００２４】
スクロール内の旋回流は、遠心分離されて流路壁面の外周側に付着する潤滑油を壁面伝いに搬送しながら、スクロールの終端部またはその近傍まで到達すると、正面壁への衝突により出口に向けて向きを変える。このように旋回流を転向させると、冷媒よりも比重が大きい潤滑油は旋回流に追従できず、壁面外周側に残される。そのため、終端部またはその近傍には油溜まりが形成され、その潤滑油は、油戻し経路からモータのケース内へと戻される。
したがって本発明によれば、別途油分離器を設置することなく、冷媒から分離された潤滑油をスクロールの終端部またはその近傍で回収できるので、電動圧縮機の小型・軽量化を図ることができるとともに、コストも抑えられる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、より一層の小型軽量化を実現できる輸送機械用の電動圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線断面図である。（ｂ）は、図１のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。
【図３】羽根車の斜視図である。
【図４】ラビリンスシール部を示す断面図である。
【図５】自動車のフロント部に電動圧縮機が取り付けられた状態を車体パネルの一部を破断して示す図である。
【図６】冷媒の流れを示す電動圧縮機構の縦断面図である。
【図７】第１実施形態の変形例を示す電動圧縮機の横断面図である。
【図８】第２実施形態に係る電動圧縮機構の縦断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例に係る電動圧縮機構の縦断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る電動圧縮機構の縦断面図である。
【図１１】第３実施形態の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図１３】第４実施形態の変形例に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）共に、第６実施形態に係る電動圧縮機構に搭載される２相スイッチトリラクタンスモータのステータおよびロータの横断面を示す模式図である。
【図１５】第６実施形態の２相スイッチトリラクタンスモータのインダクタンスを示す図である。
【図１６】（ａ）は、３相スイッチトリラクタンスモータのインダクタンスを示す模式図である。（ｂ）は、典型的な形状とされたステータ突極およびロータ突極を有する２相スイッチトリラクタンスモータの横断面を示す模式図である。（ｃ）は、（ｂ）に示される２相スイッチトリラクタンスモータのインダクタンスを示す模式図である。
【図１７】（ａ）は、第６実施形態との比較例を示す図である。（ｂ）は、ステータ形状の変形例を示す図である。
【図１８】ロータ形状の変形例を示す図である。
【図１９】スイッチトリラクタンスモータの駆動波形を示す模式図である。ここでは１相の駆動波形のみを示している。
【図２０】第７実施形態に係るスイッチトリラクタンスモータの制御のための制御ブロック図である。
【図２１】（ａ）は点弧角の探索例を示す図であり、（ｂ）は消弧角の探索例を示す図である。
【図２２】第７実施形態の変形例に係るスイッチトリラクタンスモータの制御のための制御ブロック図である。
【図２３】第８実施形態に係る電動圧縮機のスクロールシュラウドの平面図である。
【図２４】（ａ）は、図２３のXXIVa−XXIVa線断面図であり、（ｂ）は、図２３のXXIVb−XXIVb線断面図である。
【図２５】第９施形態に係る電動圧縮機のスクロールシュラウドの出口付近を示し、図２３のXXV−XXV線に相当する位置で破断した断面図である。
【図２６】第９施形態の変形例に係るスクロールシュラウドの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す電動圧縮機１は、自動車に搭載される空気調和機を構成している。空気調和機は、冷媒（Ｒ１３４Ａ，Ｒ１２３４ｙｆ，ＣＯ２等）を循環させる冷媒回路により相互に接続される電動圧縮機１、室外熱交換器、室内熱交換器、膨張弁等を備えている。なお、室外および室内の熱交換器、膨張弁等の図示は省略する。
電動圧縮機１は、モータ１０と、モータ１０に電流を供給するモータ駆動回路部２０と、モータ１０の出力により回転される遠心式の圧縮機構３と、内部が密閉されるハウジング４とを備えている。モータ１０と圧縮機構３とは、各々の回転軸が同一軸線上に設定されており、共通のシャフト５により結合されている。シャフト５の後端５Ａ側から前端５Ｂ側に向けて、モータ駆動回路部２０、モータ１０、および圧縮機構３の順に配置されている。
ハウジング４は、モータハウジング４１および圧縮機構ハウジング４２を有している。モータハウジング４１および圧縮機構ハウジング４２については後述する。
【００２８】
（モータの説明）
モータ１０は、ステータコイル１２が設けられる環状のステータ１３と、ステータ１３の内側に配置されるロータ１４と、ステータ１３、ロータ１４、および後述するモータ駆動回路部２０の回路基板２１並びに回路部品を収容するモータハウジング４１と、を備えている。モータ１０は、スイッチトリラクタンスモータのほか、ＤＣブラシレスモータなども利用できる。
ステータ１３は、モータハウジング４１の内面に固定されている。ステータ１３の外周部には、軸線方向に沿って切欠１３０が形成されている。切欠１３０は、ステータ１３の周方向の複数箇所に形成されている。
ロータ１４は、シャフト５の外周に焼嵌め、圧入等により固定されている。ステータコイル１２に通電されると、ロータ１４は、その外周を囲むステータ１３に対して相対回転される。ロータ１４の回転は、シャフト５を介して圧縮機構３に伝達される。
【００２９】
（モータハウジングの説明）
モータハウジング４１は、モータ駆動回路部２０を収容する回路ケース４１５と、ステータ１３の外周を囲むモータケース４１０とからなる。そして、隔壁部４１２は、回路ケース４１５とモータケース４１０とを区切る円板状の金属部材である。円筒状の胴部４１１の隔壁部４１２よりも後端側において、回路ケース４１５の回路基板２１および回路部品を収容するスペースが設けられている。
また、回路基板２１および回路部品を収容するスペースは、回路ケースカバー４１３で封止される。
【００３０】
（モータハウジング内の吸入流路の説明）
圧縮機構３に向けて開口するモータケース４１０の前端部には、モータ１０側の冷媒圧力と圧縮機構３側の冷媒圧力とを区分するシールプレート１７がシャフト５と垂直に設けられている。シールプレート１７の外周は、胴部４１１の内面に図示しないピンやボルトで固定されている。シールプレート１７には、後述する羽根車３０の一部が配置される開口１７０が形成されている。
胴部４１１には、冷媒回路の配管を構成するホース１５が接続される吸入ポートＰ１が形成されている。吸入ポートＰ１は、隔壁部４１２とステータ１３との間に位置している。モータ１０が出力する回転駆動力により羽根車３０が回転されると、冷媒回路内の冷媒が、ホース１５および吸入ポートＰ１を介してモータケース４１０内に吸入される。この冷媒（冷媒ガス）の吸入流路１８は、吸入ポートＰ１を始端として、ステータ１３の切欠１３０を通じてシャフト５の軸線方向に沿って延び、さらにシールプレート１７を羽根車３０の外周部３０Ｃよりも外側で貫通する通気開口１７１を介して圧縮機構３側まで延びている（図２の矢印参照）。
吸入ポートＰ１から吸入されるときの流路断面積の拡大に伴う冷媒の乱れは、シャフト５にほぼ沿って吸入流路１８を流れる過程で整流される。通気開口１７１は、図２（ａ）に示すように、シールプレート１７の外周に形成された渦巻状の切欠１７１Ａと、胴部４１１内壁との間に形成されている。
【００３１】
また、回路ケース４１５には、電動圧縮機１を支持体に固定するための脚部４１１Ａ（図１）が設けられている。モータケース４１０は圧力容器になっているため、車両取り付け時の脚部４１１Ａへの応力によるモータケース４１０の変形は好ましくない。そのため、回路ケース４１５に脚部４１１Ａを設置するのが好ましい。
【００３２】
（シャフトおよび軸受の説明）
シャフト５は、後端５Ａが軸受６Ａにより回転可能に支持されるとともに、前端５Ｂが軸受６Ｂにより回転可能に支持されている。これらの軸受６Ａ，６Ｂとシャフト５との摺動面には、冷媒に含まれる潤滑油が供給される。また、圧縮機構３のスクロールシュラウド５０を貫通するシャフト５の前端５Ｂで、部材付加や切削などによりシャフト５の調心が行われる。
シャフト５が軸受６Ａにより支持される軸受支持部の径をＤ１、ロータ１４に固定されるロータ固定部の径をＤ２、羽根車３０に固定される羽根車固定部の径をＤ３、軸受６Ｂにより支持される軸受支持部の径をＤ４とする。
ここで、シャフト径ｄと回転数Ｎとの積（ｄＮ値）により示される使用条件の指標に基づけば、ｄＮ値が小さいと軸受を低コスト化できるので、軸受支持部の径Ｄ１および径Ｄ４は極力小さく設定する。
羽根車３０とシャフト５との結合方法は、任意であり、ナット固定も選択できるが、本実施形態では圧入を採用している。そのため、羽根車３０の圧入突き当て面になるよう、軸受支持部の径Ｄ４は羽根車３０の圧入部分よりも太くなるように設定している。
また、ロータ固定部の径Ｄ２は、シャフト系でロータ重量が支配的であり、剛性を高くする必要があるため太く設定する。
なお、羽根車固定部の径Ｄ３は、羽根車３０のハブ３１の内径に基づいて設定される。
【００３３】
本実施形態では、モータ１０の回転軸と圧縮機構３の回転軸とが同軸のシャフト５とされているので、これらの回転軸が偏心している場合よりもシャフト５の振動を抑えられる。振動を減衰させるダンピング装置６１が設けられている。
【００３４】
（ダンピング装置の説明）
軸受６Ａを支持する軸受ケース６０に設けられるダンピング装置６１は、軸受ケース６０に対向する枠体６２と、枠体６２と軸受ケース６０との径方向の隙間に介在する振動吸収材６３と、枠体６２と軸受ケース６０との軸線方向の隙間に介在する振動吸収材６４とを有している。枠体６２は、隔壁部４１２に固定されている。振動吸収材６３，６４は軸受ケース６０の外側の面に保持されている。シャフト５の振動は軸受ケース６０に伝達され、径方向の振動に対しては振動吸収材６３が弾性変形し、軸線方向の振動に対しては振動吸収材６４が弾性変形する。これによってシャフト５の振動が減衰される。
また、軸受６Ｂを支持する軸受ケース６０にも、上記と同様のダンピング装置６１が設けられている。その枠体６２は、スクロールシュラウド５０に固定されている。振動吸収材６４は、スクロールシュラウド５０と軸受ケース６０との軸線方向の隙間に介在している。振動吸収材の設置個数は、振動量によって調整される。
このようなダンピング装置６１は、シャフト近傍に偏心ピンや自転阻止機構を有するスクロール型の圧縮機構に設けるのは難しいが、それよりも構造が簡略な遠心式の圧縮機構３には容易に設けることができる。ダンピング装置６１により、シャフト５の振動が抑制されるので、自動車走行に伴う外乱振動がシャフト５に入力されたとしても、電動圧縮機１を安定して駆動できる。さらに、シャフト５に生じる振動が外部に伝達されるのもダンピング装置６１により抑制されるので、自動車の振動、騒音を低減できる。
【００３５】
（モータ駆動回路部の説明）
モータ駆動回路部２０は、各種の回路部品が設けられる回路基板２１と、回路基板２１を収容する回路ケース４１５とを備えている。回路ケース４１５は、上述したようにモータケース４１０と一体に形成されている。
回路基板２１は、モータハウジング４１の隔壁部４１２に対向し、シャフト５に対して垂直に配置される姿勢で、回路基板２１を厚み方向に貫通するボルト等で回路ケース４１５の内部に固定されている。これにより、羽根車３０の回転によるシャフト５の径方向への振動がそのボルト等に伝達され難いので、ボルトの緩み等が発生し難い。
回路基板２１の隔壁部４１２側の面には、パワーユニット２３、チョークコイル（ノーマルモード）２４、キャパシタ２５、モータ１０に接続される接続端子２６が設けられている。回路基板２１上の回路部品は、モータケース４１０内の冷媒により、隔壁部４１２を介して冷却される。冷媒による冷却については後述する。
なお、図示を省略するが、回路基板２１は、バッテリに接続される図示しないコネクタを有している。
【００３６】
（パワーユニットの説明）
パワーユニット２３は、詳細な図示を省略するが、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor；ＩＧＢＴ）等の半導体素子を含む制御ＩＣ２３１と、半導体素子の発熱を放出させる放熱板２３２とを有している。パワーユニット２３、チョークコイル２４、およびキャパシタ２５は、モータ１０に供給される駆動波形を出力する回路を構成している。制御ＩＣ２３１は、モータ１０の種類や、熱負荷に応じた適切な駆動波形を生成する。また、制御ＩＣ２３１は、半導体素子に流れる電流を監視し、過電流となれば半導体素子の動作を停止している。
制御ＩＣ２３１を含む回路基板２１は、検出される羽根車３０背面３０Ｂ側の冷媒の圧力や温度、室内温度、外気温度等に基づいて制御指令を出す空調コントローラ（図示せず）に接続されている。
【００３７】
遠心式の圧縮機構３は、回転数を一定としたときの流量および圧力比により作動特性が表され、吸入流量が減少することにより、系の圧力や流量が変動し、周期的な振動に発達するサージによる失速を生じさせない安定作動域を有している。冷媒の圧力や温度に基づくフィードバック制御により、安定作動域、または効率の良い運転域で電動圧縮機１を運転させる。
接続端子２６は、モータケース４１０内部の圧力をシールしながら、ステータコイル１２に導通をとるもので、ステータコイル１２に接続される複数のリードピンを有している。
以上の構成により、チョークコイル２４およびキャパシタ２５によってノイズが除去された直流電流が、回路基板２１に供給され、パワーユニット２３により生成される駆動波形が、接続端子２６を介してステータコイル１２に供給される。
【００３８】
（圧縮機構の説明）
圧縮機構３は、図１および図２（ｂ）に示すように、シャフト５の前端５Ｂ側に結合される羽根車３０と、シュラウド５１およびスクロール５２が一体化されたスクロールシュラウド５０と、羽根車３０およびスクロールシュラウド５０を収容する圧縮機構ハウジング４２とを有している。圧縮機構３は、羽根車３０とシュラウド５１との間に吸入される冷媒を、羽根車３０の回転により生じる遠心力で加速するとともに圧縮し、さらにスクロール５２で昇圧してから冷媒回路へと吐出する。羽根車３０の入口３０１Ａ（図３）から、スクロールシュラウド５０の出口５２Ｂまで、冷媒を圧縮するための圧縮流路３８が形成されている。
【００３９】
（圧縮機構ハウジングの説明）
圧縮機構ハウジング４２は、シャフト５の軸線方向に沿った円筒状の側面部４２１と、側面部４２１の前端側を覆う前面部４２２とを有している。側面部４２１の後端側は、モータケース４１０の胴部４１１に突き当てられ、それらの間はガスケット４３等のシール部材によって封止されている。前面部４２２には、電動圧縮機１を支持体に固定するための脚部４２２Ａが設けられている。側面部４２１には、位置決めピン、またはボルトにて、スクロールシュラウド５０がシールプレート１７とともに固定されている。
また、スクロールシュラウド５０には、後述するディフューザー部５２１の位置から前端側にせり出す突出部５２３が形成され、この突出部５２３は、圧縮機構ハウジング４２の前面部４２２から後端側にせり出す突出部４３３と、Ｏリング４３５等のシール部材を介して突き当てられている。これら突出部５２３，４３３により、圧縮機構ハウジング４２の内部を吸入流路１８に連通する吸入チャンバ４２Ａと、圧縮流路３８に連通する吐出チャンバ４２Ｂとに容易に仕切ることができる。
吸入チャンバ４２Ａは、吸入流路１８の終端と、羽根車３０の入口３０１Ａとの間に介在している。吸入流路１８から吸入チャンバ４２Ａに放出された冷媒は、スクロールシュラウド５０の開口５１１を介して羽根車３０の入口３０１Ａに吸入される。
吐出チャンバ４２Ｂは、圧縮流路３８の出口５２Ｂと、冷媒回路との間に介在している。吐出チャンバ４２Ｂを構成する前面部４２２には、冷媒回路の配管を構成するホース１９が接続される吐出ポートＰ２が形成されている。
【００４０】
（羽根車の説明）
羽根車３０は、一面側がハブ面３０Ａ、他面側が背面３０Ｂとされていて、図３に示すように、ハブ面３０Ａに立設される複数のフルブレード３３と複数のスプリッタブレード３４とを有している。ハブ面３０Ａは、羽根車３０の外周部３０Ｃから先端部３０Ｄに向けて滑らかに連続し、軸線方向に突出するハブ３１を構成している。また、図１に示すように、羽根車３０は、背面３０Ｂをモータ１０に向けて配置されている。ハブ３１の内側には、シャフト５の前端５Ｂ側が挿入（圧入）されている。
【００４１】
羽根車３０のハブ面３０Ａ、背面３０Ｂの両面は、羽根車３０圧力分布より軸方向力が発生する。さらに、羽根車３０は高速回転をするため大きな遠心力が働く。この軸スラスト力および遠心力に耐えうる構造としつつ、高速回転時の抵抗を低減させるために、背面３０Ｂ側の中心部をシャフト５の後端５Ａ側に向けて突出させるとともに、背面３０Ｂの外周部とでシールプレート１７とシールするようにしている。羽根車３０の背面３０Ｂ側は、中心部を頂点とする円錐状の凸部３５が形成されることで厚肉とされており、これによって羽根車３０の背面３０Ｂ側の強度を増している。凸部３５は、シールプレート１７の開口１７０内に配置されている。
【００４２】
（非接触構造のシール部、ラビリンスシールの説明）
背面３０Ｂの外周部には、開口１７０周囲のシールプレート１７の面１７２との間を非接触構造により漏れを低減するシール部が設けられている。たとえば、図４に示すように、ラビリンスシールが用いられ、ラビリンスシール部３２は、交互に配置される凹部３２Ａおよび凸部３２Ｂを有している。凹部３２Ａおよび凸部３２Ｂは、羽根車３０の軸心を中心とする同心円状に形成されている。シールプレート１７の面１７２には、凹部３２Ａおよび凸部３２Ｂと隙間Ｇ、Ｈを介して噛み合う凹部１７Ａおよび凸部１７Ｂが形成されている。
羽根車３０の出口３０１Ｂ（図３）から吹き出される高圧冷媒は、羽根車３０の外周端縁から背面３０Ｂ側に回り込み、ラビリンスシール部３２の隙間Ｇ、Ｈを通過する。冷媒が凹凸を径方向内側に向けて順次通過することで冷媒が抵抗となり、漏れを低減する。
その結果、ハブ面３０Ａ側と背面３０Ｂ側の圧力分布により、ハブ面３０Ａ側と背面３０Ｂ側の軸方向力が相殺され、シャフト５を支持する軸受６Ｂに加わる荷重を低減できる。
【００４３】
（ブレードの説明）
フルブレード３３、およびスプリッタブレード３４は、図３に示すように、ハブ３１の上面において周方向に等ピッチで交互に立設されている。これらのフルブレード３３、およびスプリッタブレード３４は、周方向および軸線方向のいずれにも湾曲しており、ハブ面３０Ａとシュラウド５１の内面との間を複数に区画している。フルブレード３３、およびスプリッタブレード３４の回転の向き（矢印Ｒの向き）の前方側は正圧面３３Ａ、３４Ａとされ、反対側は負圧面３３Ｂ、３４Ｂとされている。隣合うフルブレード３３，３３、ハブ面３０Ａ、およびシュラウド５１により囲まれる空間は、冷媒の流路３０１とされている。スプリッタブレード３４は、フルブレード３３よりも冷媒の流れ方向における長さが短く、フルブレード３３の間に形成される流路３０１の途中から出口３０１Ｂにかけて設けられている。スプリッタブレード３４の傾斜はフルブレード３３の傾斜と同一になる。
【００４４】
（羽根車内を流れる冷媒の説明）
羽根車３０が回転されると、ハブ３１の先端部周辺の冷媒がフルブレード３３上流側の返し部３３１により案内されながら流路３０１内に吸入される。その冷媒はフルブレード３３の正圧面３３Ａで負圧面３３Ｂに向けて押されながら、流路断面積の広い出口３０１Ｂ側から遠心力により、スクロールシュラウド５０内へと吹き出される。
また、冷媒に含まれる潤滑油は、スクロール５２内で遠心分離されるとともに、スクロール５２内に形成された図示しない油戻し経路を介してモータ１０側に戻される。
スクロール５２内で冷媒から遠心分離された潤滑油は、スクロール５２の壁面の外周側に付着し、スクロール５２に沿って流れる冷媒の旋回流によって下流側へと搬送される。
ここで、スクロール５２の出口５２Ｂは、スクロール５２に沿って流れる冷媒の旋回流に対して略直交する向きに開口しているので、旋回流がスクロール５２の終端部Ｓｅ（図２（ｂ））で出口５２Ｂに向けて転向される。その旋回流の転向に、冷媒よりも比重が大きい潤滑油は追従できずに終端部Ｓｅに留まる。したがって、終端部Ｓｅで油溜まりを形成する潤滑油を図示しない油戻し経路からモータ１０側に戻すことができる。
【００４５】
（シュラウドの説明）
スクロールシュラウド５０のシュラウド５１は、羽根車３０の入口３０１Ａから出口３０１Ｂまで、フルブレード３３の先端との間に僅かなクリアランスを介して対向している。そのクリアランスは、羽根車３０とシュラウド５１との間の対向面全体に亘り、均一に形成されている。シュラウド５１の前端には、軸受６Ｂおよびダンピング装置６１を支持する支持部５１０が設けられている。支持部５１０には、スクロールシュラウド５０の内側に冷媒を吸入するための開口５１１が形成されている。
【００４６】
（ディフューザー部の説明）
スクロール５２は、冷媒をさらに減速させることで昇圧させる。スクロール５２は、スクロール本体５２０と、スクロール本体５２０の上流側に連続するディフューザー部５２１とが一体に形成されている。
ディフューザー部５２１は、羽根車３０の周囲に円環状に設けられている。ディフューザー部５２１とシールプレート１７との間に形成される流路５２２は、各流路３０１の出口３０１Ｂと連通している。
（スクロール本体の説明）
スクロール本体５２０は、図２（ｂ）に示すように、ディフューザー部５２１の周囲に、羽根車３０の軸心を中心として略３６０°の渦巻状に設けられている。このスクロール本体５２０の中心から側面部４２１までの距離に対応する開口幅Ｗを有する空隙Ｓが、スクロール本体５２０の周囲に形成されている。空隙Ｓの開口幅Ｗは、スクロール本体５２０の始端部Ｓｓ（巻き始め）で最も大きく、終端部Ｓｅ（巻き終わり）に向けて次第に小さくなっている。上述のシールプレート１７の通気開口１７１は、この空隙Ｓと全体的に重なっている。空隙Ｓは、吸入流路１８の終端をなす。
スクロール本体５２０の流路断面積は、巻き始めの上流から巻き終わりの下流に向けて次第に拡大されている。羽根車３０の各流路３０１から吹き出される冷媒は、ディフューザー部５２１に流入し、ディフューザー部５２１における拡散により減速された後、さらにスクロール本体５２０における流路断面積の拡大により減速される。スクロール本体５２０の出口５２Ｂ（図１）は、吐出チャンバ４２Ｂに連通している。
【００４７】
上記のように、巻き始めから巻き終わりに向けて次第に流路断面積が拡大されるスクロール本体５２０の周囲に空隙Ｓ（吸入流路１８の終端）が配置されていると、圧縮され温度上昇した冷媒が通過するスクロール５２の外周を吸入冷媒が通過することとなる。このため、圧縮冷媒と吸入冷媒との温度が作用し合うことで、圧縮冷媒の温度は下げられるとともに、吸入冷媒の温度は上昇される。圧縮冷媒の温度が下げられると、熱変形に起因したスクロール５２の損傷を防ぐことができる。また、冷媒が湿り蒸気状態で羽根車３０に吸入されると、系が不安定になりサージ領域に入るおそれがあるが、吸入冷媒の温度が上昇されると、過熱蒸気状態で冷媒が羽根車３０に吸入されるため、安定した圧縮が行える。
【００４８】
以上のように構成される電動圧縮機１は、図５に示すように、自動車のフロント部９０に設けられた支持体９１にボルトで固定されている。支持体９１は、典型的には、自動車の駆動源であり、電気自動車の場合にはモータユニット、エンジンを搭載する自動車の場合にはエンジンユニットである。
フロント部９０において、圧縮機構３は、自動車の車体パネル９Ｐとモータ駆動回路部２０との間に配置されている。したがって、自動車の衝突により車体パネル９Ｐが破壊されたとしても、この圧縮機構３により、自動車の衝突時の衝撃荷重を受けるので、モータ駆動回路部２０が損傷するのを未然に防止できる。これにより、自動車の衝突時にモータ駆動回路部２０から車体に大電流が流れるのを阻止できる。
【００４９】
本実施形態の電動圧縮機１は、シャフト５と同軸で回転させることができる遠心式の圧縮機構３を用いることにより、当該圧縮機構３を高速で回転させることができる。本実施形態の定格回転数は、数万〜十数万回/分とされている。
本実施形態の電動圧縮機１は、高速回転により、圧縮機構３が冷媒回路に送り出す流量を確保できるので、容積式の圧縮機構よりも小型軽量化することができる。同じ流量で比べると、スクロール型の圧縮機構の容積に対して圧縮機構３の容積を例えば半分程度にまで低減できる。これに伴ってモータ１０を低トルク化することで、電動圧縮機１の全体重量に占める割合が大きいモータ１０を小型軽量化できるので、電動圧縮機１を大幅に軽量化できる。さらに、羽根車３０およびスクロールシュラウド５０の小型軽量化により、部材コストも抑えられる。
【００５０】
上記のような高速化により、銅損、鉄損、機械損に伴うモータ１０の発熱が増加する上、小型化により放熱面積が小さいため、モータ１０の温度が上昇する。また、モータ１０の小型化に伴って部品が高密度に設けられるモータ駆動回路部２０では、高速スイッチングのために半導体素子の発熱が大となる。
そこで、本実施形態では、図６に示すように、吸入ポートＰ１からモータケース４１０内に吸入される冷媒によってモータ１０およびモータ駆動回路部２０を冷却している。吸入ポートＰ１から吸入された冷媒は、吸入流路１８の上流側である吸入ポートＰ１の近傍に位置するモータ駆動回路部２０を冷却しながら、モータ１０の軸線方向に沿ってシャフト５の前端５Ｂに向けて流れ、モータ１０をも冷却する。吸入流路１８の上流側に位置するモータ駆動回路部２０は、モータ１０の通過に伴って温められる冷媒の温度よりも低温の冷媒によって効率良く冷却される。
ここで、本実施形態では、冷媒圧縮に伴う高熱に臨むとともに、ラビリンスシール部３２を介してモータ１０側に冷媒が漏れることにより温度が上昇する羽根車３０の背面近傍に対して、回路基板２１が離隔している。このため、圧縮機構３から回路基板２１に伝達される熱の影響を抑えられるので、回路基板２１上の半導体素子をより効率良く冷却できる。
以上の本実施形態によれば、モータ１０およびモータ駆動回路部２０の過熱、焼損を避けられるととともに、半導体素子の過電流による動作停止を回避しながら電動圧縮機１を安定して運転できる。
また、モータケース４１０内に吸入される冷媒により、モータケース４１０内のシャフト５および軸受６Ａも冷却されるので、これらの摩擦熱によって、熱膨張が生じて摺動抵抗が増加するのを避けることができる。
【００５１】
モータ１０およびモータ駆動回路部２０を冷却した冷媒は、吸入流路１８により通気開口１７１および空隙Ｓを介して吸入チャンバ４２Ａに取り込まれる。この吸入チャンバ４２Ａ内を冷媒はシュラウド５１の支持部５１０に向けて流れ、開口５１１から圧縮流路３８に流入する。このとき、吸入チャンバ４２Ａが助走区間となって冷媒が整流されるので、羽根車３０内に冷媒がスムーズに吸入される。これにより、圧縮効率が向上するとともに、冷媒の吸入に伴う騒音を低減できる。
そして、圧縮流路３８内で加速および減速のプロセスを経ると、スクロール５２の出口５２Ｂから吐出チャンバ４２Ｂへと冷媒が吐出される。この吐出チャンバ４２Ｂによるマフラー効果により脈動が抑制された上で、吐出ポートＰ２から冷媒回路へと冷媒が吐出される。また、吐出ポートＰ２に接続されるホース１９の径がスクロール５２の出口５２Ｂに対して縮小するところ、ホース１９とスクロール５２との間に吐出チャンバ４２Ｂが介在することで流路断面積の急な縮小を避けられるので、脈動を低減できる。
【００５２】
〔第１実施形態の変形例〕
上述したように（図２参照）、シールプレート１７の周囲の通気開口１７１、およびスクロール５２の周囲の空隙Ｓは、始端から終端に向けて次第に開口幅Ｗが小さくなる。図７に示す第１実施形態の変形例では、電動圧縮機が脚部４１１Ａおよび脚部４２２Ａにより支持体９１に固定されたときに（図５参照）、開口幅Ｗの小さい側が下方、開口幅Ｗの大きい側が上方に向くように、シールプレート１７およびスクロール５２を設置する向きが決められている。
こうすれば、冷凍サイクルにおいて吸入冷媒が十分にガス化されず液状態で吸入されたとしても、その自重により液冷媒Ｑが溜まるモータケース４１０の下部に開口幅Ｗが小さい側が位置するので、液冷媒Ｑが通気開口１７１および空隙Ｓ（図２（ｂ））を通過し、ガス冷媒の流れ（図６の矢印）に乗って羽根車３０内に導入されるのを抑制できる。これによって液圧縮を抑制できるので、系が不安定となってサージ領域に入り動作しなかったり、羽根車３０等が損傷するのを回避できる。また、冷媒の流れの途上に位置する軸受６Ｂの潤滑油が液冷媒で洗い流されて損傷が生じることも回避できる。
ここで、モータケース４１０の下部に貯留する液冷媒Ｑによって通気開口１７１および空隙Ｓの下側が塞がれても、開口幅Ｗが大きい上側により、吸入流路１８を十分な開口断面積で確保できる。
上記のような液冷媒Ｑの存在を考慮すると、ホース１５およびホース１５が設けられる吸入ポートＰ１は、モータケース４１０の下部と離間する側、例えばモータケース４１０の上部に設けられることが好ましい。液冷媒Ｑと離間した位置から冷媒を吸入すれば、吸入冷媒の流れが液冷媒Ｑを巻き上げ難いので、液冷媒Ｑが羽根車３０内に導入されるのを抑制できる。
なお、本変形例は、以下に示す各実施形態にも適用できる。
【００５３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態（図８）について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、同じ符号を付している。本実施形態では、構成部品の細部の図示は省略している。以降の実施形態でも同様である。
【００５４】
本実施形態では、直方体状に形成されるとともにモータケース４１０とは別体の直方体状の回路ケース４１５が胴部４１１に設けられている。胴部４１１に回路ケース４１５を介して対向する回路基板２１は、シャフト５と平行に配置されている。回路基板２１の胴部４１１側の面には、パワーユニット２３、ノーマルモードのチョークコイル２４、キャパシタ２５、モータ１０に接続される接続端子２６が設けられている。
さらに、本実施形態では、胴部４１１の後端側を覆う蓋部４１６の外周寄りの位置に吸入ポートＰ１が形成されている。
【００５５】
本実施形態では、胴部４１１に対向する回路基板２１を吸入ポートＰ１の近くに配置しつつ、胴部４１１に沿って羽根車３０の近くまで延出させることができる。これにより、回路基板２１上の半導体素子を冷却する効果を得ながら、羽根車３０周辺の冷媒圧力や冷媒温度等を検出するセンサを回路基板２１に容易に設けられる。
本実施形態においても、羽根車３０の回転に伴い吸入ポートＰ１からモータケース４１０内に吸入される冷媒により、モータ１０およびモータ駆動回路部２０を冷却することができる。冷媒は、モータケース４１０内から、羽根車３０の外周部３０Ｃよりも外側でシールプレート１７を貫通する通気開口１７１を介して吸入チャンバ４２Ａ内に取り込まれる。
羽根車その冷媒は、第１実施形態と同様に、羽根車３０およびスクロール５２による加速および減速により圧縮され、吐出チャンバ４２Ｂを経て吐出ポートＰ２から吐出される。
【００５６】
図９は、図８の構成から吐出チャンバ４２Ｂを省略した例を示す。スクロール５２の出口５２Ｂから吐出される冷媒は、上述の吐出チャンバ４２Ｂを経ることなく冷媒回路へと吐出される。
なお、第１実施形態においても、スクロール５２から吐出される冷媒の脈動や、吐出冷媒の圧力損失に鑑みて、吐出チャンバ４２Ｂを省略することができる。
【００５７】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して説明する。
本実施形態では、羽根車３０のハブ３１がモータ１０に対向している。羽根車３０を貫通するシャフト５は、羽根車３０よりも前端側で軸受６Ｂにより支持されている。軸受６Ｂに設けられるダンピング装置６１は、シールプレート１７よりも前端側に設けられるプレート４４に固定されている。
羽根車３０の向きが第１実施形態とは逆向きとされる本実施形態では、モータケース４１０内に吸入された冷媒は、シュラウド５１の中央部に形成される開口５１２から羽根車３０内に吸入される。これにより、第１実施形態のように羽根車３０の外周側から羽根車３０のハブ３１に向けて流路を取り回す必要がないので、羽根車３０の周囲の構造を簡略にできる。
【００５８】
図１１は、第３実施形態の変形例を示す。モータケース４１０内で、シャフト５は、ロータ１４の軸線方向両端側に設置された軸受６Ａ，６Ｂにより支持されている。前端５Ｂ側の軸受６Ｂは、羽根車３０のハブ３１に対向している。このため、軸受６Ｂは、羽根車３０内で圧縮された高温冷媒による温度影響を受け難い。これにより、軸受６Ａ，６Ｂのいずれにおいても、熱膨張による摺動抵抗の増加を避けることができる。
【００５９】
〔第４実施形態〕
次に、図１２に示す第４実施形態の電動圧縮機は、モータ１０と、モータ１０の回転軸に同軸に設けられる圧縮機構３と、モータケース４１０の胴部４１１に沿って設けられるモータ駆動回路部２０とを備えている。羽根車３０は、背面側をモータ１０に向けて配置されている。本実施形態では、羽根車３０内に冷媒を吸入させるのに、ハブ３１の近傍に吸入ポートＰ１を設けるだけで足りるので、構造を簡略にできる。
さらに、本実施形態では、シャフト５の周囲に設けられるシール部材５３により圧縮機構３内の圧力を封止している。シールプレート１７の中央部の開口１７０の周縁には、後端５Ａ側に突出する筒状部１７３が形成されている。シール部材５３は、筒状部１７３の内壁とシャフト５の外周との間に設けられている。
本実施形態では、シール部材５３を設けることにより、モータケース４１０内を大気圧雰囲気にするとともに、シャフト５を支持する軸受６Ａ，６Ｂをモータケース４１０内に配置している。したがって、軸受６Ａ，６Ｂが冷媒流に曝されず、軸受６Ａ，６Ｂにグリース等の潤滑剤を設けても除去されないので、潤滑剤を軸受６Ａ，６Ｂに直接設ける潤滑方式を採用している。これにより、潤滑性を向上させることができる。また、冷媒に潤滑油が混入するのを避けられるので、圧縮効率を向上させることができる。
【００６０】
なお、図１３に示すように、モータ駆動回路部２０を羽根車３０のハブ３１側に配置することもできる。モータ駆動回路部２０は、羽根車３０の軸線の周りにドーナツ状に形成されている。このように、吸入ポートＰ１の近傍にモータ駆動回路部２０が配置されていると、吸入ポートＰ１から吸入される冷媒によってモータ駆動回路部２０を効率良く冷却することができる。
【００６１】
〔第５実施形態〕
上記各実施形態において、モータ１０と圧縮機構３とは、各々の回転軸が同一軸線上に設定されており、共通のシャフト５により結合されているが、たとえば、モータ１０と圧縮機構３との間に変速機を設けてもよい。これによって、モータ１０の回転数を低く抑えることができるので、ロータ１４に発生する応力を緩和でき、モータ１０の信頼性向上が図れる。
【００６２】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
本実施形態では、圧縮機構３を駆動するモータ１０として、印加される直流電流が２相である２相スイッチトリラクタンスモータを用いる。以下では、２相の一方をＡ相、他方をＢ相として説明する。
図１４（ａ）に示すように、ステータ１３には４つのステータ突極７１〜７４が形成されている。ステータ１３の内側にステータ１３と同軸に配置されるロータ１４には、２つのロータ突極８１，８２が形成されている。
ステータ１３は、図１に示すように、複数の磁性鋼板が軸線方向に重ねられた積層体とされている。ロータ１４も、複数の磁性鋼板が軸線方向に重ねられた積層体とされている。図１４は、これら積層体の断面形状を示している。図１７および図１８も同様である。
【００６３】
ステータ１３の内周面１３Ｓから等間隔に突出するステータ突極７１〜７４は、Ａ相の直流電流により励磁されるＡ群と、Ｂ相の直流電流により励磁されるＢ群とに、周方向において交互に振り分けられている。Ａ群のステータ突極７１，７３に直列に巻かれるステータコイル１２Ａには、Ａ相の直流電流が印加される。Ｂ群のステータ突極７２，７４に直列に巻かれるステータコイル１２Ｂには、Ｂ相の直流電流が印加される。なお、ステータコイル１２Ａおよびステータコイル１２Ｂは、各ステータ突極７１〜７４に所定の巻数で設けられている。また、ステータコイル１２Ａ，１２Ｂは、ステータコイル１２と総称する。
Ａ相およびＢ相の直流電流が交互に印加されると、ロータ１４は、反時計回りの矢印で示すように、一定の回転方向Ｒ＋に回転される。
【００６４】
ステータ突極７１〜７４はいずれも、その基端７Ｂの中心ＸＢからロータ１４の回転中心Ｘに向けて引いた法線Ｌ１に対して傾斜している。法線Ｌ１は、ステータ１３の内周面１３Ｓに沿った円周上の点（中心ＸＢ）における法線である。
ステータ突極７１〜７４の先端７Ａは、基端７Ｂに対して回転方向Ｒ＋の後方（以下、回転後方）ＲＢにずれた位置にある。各ステータ突極７１〜７４は、回転中心Ｘに対して回転対称に形成されている。
先端７Ａは、回転中心Ｘを中心とする凹円弧状に形成されている。ステータ突極７１〜７４が傾斜していることにより、先端７Ａの回転後方ＲＢ側は、隣接するステータ突極に向けて略三角状に張り出している。
【００６５】
ロータ突極８１，８２は、回転中心Ｘに対して互いに１８０度点対称に突出している。対向するステータ突極７１〜７４の先端７Ａとの間に形成される磁路の断面積を増やすために、ロータ突極８１，８２は、先端８Ａに向けて幅が少し拡がる形状をしている。
先端８Ａは、回転中心Ｘを中心とする凸円弧状の等ギャップ部Ｇ１と、等ギャップ部Ｇ１の回転後方ＲＢ側に連なる不等ギャップ部Ｇ２とからなる。
等ギャップ部Ｇ１は、ステータ突極７１〜７４の先端７Ａとの間に均一のギャップを形成している。
不等ギャップ部Ｇ２は、等ギャップ部Ｇ１の端部から回転後方ＲＢに向けて直線状に形成されている。不等ギャップ部Ｇ２と先端７Ａとの間には、回転後方ＲＢに向けて次第に大きくなる不等ギャップが形成されている。
本実施形態では、等ギャップ部Ｇ１と不等ギャップ部Ｇ２がロータ突極８１，８２の先端８Ａを周方向にほぼ二等分しているが、それらの比率は任意である。等ギャップ部Ｇ１を形成せずに、不等ギャップ部Ｇ２のみを形成することもできる。
【００６６】
ロータ１４が回転されると、ロータ突極８１，８２と、ステータ突極７１，７３またはステータ突極７２，７４との各々の先端７Ａ，８Ａ間の距離が変化する。その距離に応じて両者間の磁気抵抗（リラクタンス）が周期的に変化する。
スイッチトリラクタンスモータは、隣り合うステータ突極の間の位置、つまり磁気抵抗が大きい位置から、磁気抵抗が小さくなるようにロータ突極がステータ突極に吸引されることを利用してトルクを得ている。トルクは、ロータの位置（電気角）θに依存する。コイルに直流電流ｉを印加したときのトルクＴは、インダクタンスＬを用いて下記の式（１）により与えられる。
【数１】
2016000960.tif 000003
【００６７】
例えば、ステータの周方向にＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相・・・の順序でステータ突極が配列される３相のスイッチトリラクタンスモータの場合、ロータの位置θに対するインダクタンスＬは図１６（ａ）のように表される。Ａ相、Ｂ相、およびＣ相のいずれのインダクタンスＬも、ステータ突極の配置に応じた位相差で周期的に変化する。
したがって、その位相差に基づいてＡ相、Ｂ相、Ｃ相・・・の順序で繰り返し励磁すると、ロータが連続的に回転される。
なお、各相のインダクタンスＬのカーブは、極大点Ｌｍａｘ、極小点Ｌｍｉｎをなすロータ位置の前後でほぼ対称となる。
【００６８】
３相（あるいはそれ以上の相数）のスイッチトリラクタンスモータでは、図１６（ａ）に一点鎖線θ１で示すように、いずれかの相（例えば実線で示すＡ相）のインダクタンスＬの変化分（ｄＬ／ｄθ）が０でも、インダクタンスＬが変化する他の相（Ｂ相あるいはＣ相）を励磁すれば、正回転、逆回転のいずれかの方向にはトルクを発生させることができるので、静止しているロータを回転させることができる。
【００６９】
これに対して２相のスイッチトリラクタンスモータには、ロータの静止位置によっては起動トルクが得られないという命題が存在する。
図１６（ｂ）に示すように、ロータ突極９３がＡ相のステータ突極９４Ａに完全に対向し（アライメント状態）、Ｂ相のステータ突極９４Ｂに対しては直交するとき、図１６（ｃ）に一点鎖線θＸで示すように、ロータは、Ａ相のインダクタンスＬが極大点ＬｍａｘＡとなり、Ｂ相のインダクタンスＬが極小点ＬｍｉｎＢとなる位置にある。そのロータ位置は、Ａ相およびＢ相のインダクタンスＬが交わる電気角θ０を基準とすると１８０°ずれている。
このとき、Ａ相のインダクタンスＬの変化分、Ｂ相のインダクタンスＬの変化分のいずれも０（殆ど０の場合を含む）であるため、Ａ相、Ｂ相のいずれを励磁しても、静止しているロータを回転させるトルクを発生させることができない。
ロータ突極９３がＢ相のステータ突極９４Ｂに完全に対向し、Ａ相のステータ突極９４Ａに対しては直交するときも、上記の場合と同じく、Ａ相のインダクタンスＬの変化分が０となる電気角と、Ｂ相のインダクタンスＬの変化分が０となる電気角とが一致するので、Ａ相、Ｂ相のいずれを励磁してもトルクを発生させることができない。
以上のように、いずれの相のインダクタンスＬも変化しない位置にロータが静止したときは、ロータは静止したままとなり、モータを起動できない。
【００７０】
さて、本実施形態の２相のスイッチトリラクタンスモータ１０では、図１４（ａ）に示すように、ステータ突極７１〜７４が回転中心Ｘを通る法線Ｌ１に対して非対称に形成されている。また、ロータ突極８１，８２も、法線Ｌ１に対して非対称に形成されている。図１６（ｂ）に示す典型的なステータ突極９２Ａ，９２Ｂおよびロータ突極９３は、互いに対向する先端円弧面の法線に対称に形成されている。これに対して本実施形態では非対称とするのは、起動トルクに係る上記命題の解決と、ロータ１４の回転方向を一定方向に決めることを目的とする。
【００７１】
まず、起動トルクの確保について説明する。
上述のようにステータ突極７１〜７４（図１４（ａ））が、基端７Ｂよりも先端７Ａが回転後方に位置するように傾斜し、先端７Ａの回転後方ＲＢ側が、隣接するステータ突極に向けて張り出していることにより、励磁されたステータ突極にロータ突極８１，８２が典型例（図１６（ｂ））よりも早期に到達する。これにより、ステータ突極７１，７３（または７２，７４）とロータ突極８１，８２との間に磁路が早期に形成される。
その影響により、ロータ１４が静止した状態でＡ相を励磁してアライメントしたときのロータ位置は、図１６（ｃ）に示す電気角θ０に対して電気角１８０°から少しずれる。
そして、図１５に示すように、Ａ相の極大点ＬｍａｘＡに対応する電気角θｍａｘＡに対して、Ｂ相の極小点ＬｍｉｎＢに対応する電気角θｍａｘＢが例えば１〜１０°回転後方ＲＢ側にシフトする。それにより、Ｂ相の極小点ＬｍｉｎＢ周辺のインダクタンス特性は、回転後方ＲＢ側の変化分よりも回転前方ＲＦ側の変化分が大きくなるので、Ａ相の極大点ＬｍａｘＡの電気角（θｍａｘＡ）に対して非対称となる。
同様に、Ｂ相の極大点ＬｍａｘＢに対応する電気角θｍａｘＢに対して、Ａ相の極小点ＬｍｉｎＡに対応する電気角θｍｉｎＡが例えば１〜１０°回転後方ＲＢ側にシフトされるので、Ａ相の極小点ＬｍｉｎＡ周辺のインダクタンス特性は、回転後方ＲＢ側の変化分よりも回転前方ＲＦ側の変化分が大きくなり、Ｂ相の極大点ＬｍａｘＢの電気角（θｍａｘＢ）に対して非対称となる。
以上により、Ａ相のインダクタンスＬが変化しない極大点ＬｍａｘＡの電気角にロータ１４が静止しているときでも、Ｂ相を励磁すれば、Ｂ相のインダクタンスＬの変化分が大きい回転前方ＲＦ側に、ロータ１４を回転させる起動トルクが得られる。また、Ｂ相のインダクタンスＬが変化しない極大点ＬｍａｘＢの電気角にロータ１４が静止しているときでも、Ａ相を励磁すれば、Ａ相のインダクタンスＬの変化分が大きい回転前方ＲＦ側に、ロータ１４を回転させる起動トルクが得られる。
【００７２】
しかも、ロータ突極８１，８２に形成される不等ギャップ部Ｇ２が、起動トルクの確保に大きく貢献する。ロータ突極８１，８２の先端８Ａとステータ突極７１〜７４の先端７Ａとの間のギャップは、等ギャップ部Ｇ１が位置する回転前方ＲＦ側では均一とされ、等ギャップ部Ｇ１の端部から回転後方ＲＢに向けて次第に拡大されている。このようにロータ突極８１，８２が非対称に形成されると、回転前方ＲＦ側では磁束鎖交数が多く、回転後方ＲＢ側では磁束鎖交数が少なくなる。これにより、回転前方ＲＦ側ではインダクタンスが大きく、回転後方ＲＢ側にいくほどインダクタンスが小さくなる。
図１５に示すインダクタンスの非対称特性は、上記のようなロータ突極８１，８２の非対称性にも基づいている。ロータ突極８１，８２の非対称性によっても、ステータ突極７１〜７４の非対称性による作用と同様に、励磁された一方の相のインダクタンスの極大点ＬｍａｘＡ（またはＬｍａｘＢ）に対応する電気角に対して、他方の相のインダクタンスの極小点ＬｍｉｎＢ（またはＬｍｉｎＡ）に対応する電気角が回転後方ＲＢにシフトされる。
ここで、磁束鎖交数は、ロータ突極８１，８２とステータ突極７１〜７４との間のギャップ長に反比例する。したがって、不等ギャップ部Ｇ２を形成することにより、インダクタンス非対称特性を効率的に高められる。
【００７３】
次に、回転方向を一定方向に決めることについて説明する。
３相以上のスイッチトリラクタンスモータの場合、励磁された順序でステータ突極にロータ突極が吸引されるため、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の順序で励磁すればロータが所定の向き（例えば時計回り）に回転し、Ａ相、Ｃ相、Ｂ相の順序で励磁すればロータが反対の向き（例えば反時計回り）に回転し、というように、励磁する相の順序に応じて所望の回転方向とすることができる。
【００７４】
これに対して２相のスイッチトリラクタンスモータでは、時計回り、反時計回りのいずれでも、Ａ相、Ｂ相が交互に励磁されるため、どちらの方向にも回転しうる。回転方向は、ロータの初期位置（静止位置）、および起動時に最初に励磁する相に依存する。
ここで、起動時に最初にＡ相に励磁するとする。このとき、図１４（ｂ）に一点鎖線で示すようにロータ突極８１，８２がステータ突極７１，７４の間に静止しているときは、ロータ突極８１，８２よりも回転前方ＲＦに位置するステータ突極７１，７３が励磁されるのでロータ１４は回転前方ＲＦに回転される。以降も、Ｂ相、Ａ相、Ｂ相・・・と交互に励磁することで、回転前方ＲＦに連続して回転される。
一方、図１４（ｂ）に実線で示すようにロータ突極８１，８２がステータ突極７１，７２の間に静止しているときは、最初に励磁されるＡ相のステータ突極７１，７３がロータ突極８１，８２よりも回転後方ＲＢに位置するので、ロータ１４は回転後方ＲＢに回転され、そのまま回転後方ＲＢへの回転を継続する。
【００７５】
電動圧縮機１は、モータ１０のシャフト５に連結される圧縮機構３の羽根車３０を一定の方向に回転させることで冷媒を圧縮するので、モータを確実に一定方向に回転させる必要がある。そのために、位置センサを用いてロータ１４の位置を検出し、ロータの検出位置に応じた相を励磁するように制御してもよいが、冷媒下で使用される位置センサの信頼性を確保するのが難しく、冷媒に対して耐久性のある位置センサを採用するとコストが増大する。
位置センサを用いないで回転方向を一定の向きに定めるには、電流や電圧をフィードバックすることにより適切な波形の直流電流を印加する高度な電流制御を行うか、モータの断面形状を設計する必要がある。モータの断面形状の設計にあたっては、下記の式（２）を満足する起動時インダクタンス特性の非対称性が必要となる。Ｔ０は起動時のトルク、ＩＳは起動時の電流である。
【数２】
2016000960.tif 000004
【００７６】
本実施形態では、上述のようにステータ突極７１〜７４を傾斜させて非対称の形状とするのに加えて、ロータ１４をも非対称の形状とすることにより、起動時のインダクタンス特性の傾きを式（２）の２Ｔ０／ＩＳ２よりも十分に大きく確保している。これにより、回転前方ＲＦへの大きな起動トルクが得られるので、位置センサを用いたり、高度な電流制御を行うことなく、ロータ１４の回転方向を確実に一定の向きに定めることができる。
以上で説明したように、起動トルクの確保および回転方向を一定とすることが実現されることによって、電動圧縮機１への２相スイッチトリラクタンスモータ１０の実用化が可能となる。
【００７７】
ところで、本実施形態のようにステータ突極７１〜７４を傾斜させるのとは異なる手段によって、ステータ突極７１〜７４を非対称の形状とすることもできる。例えば、図１７（ａ）に示すように、先端７Ａに回転後方ＲＢに向けて突出する突出部７９を形成することによってステータ突極７１〜７４を非対称とすれば、本実施形態と同様、Ａ相およびＢ相のインダクタンスＬの極小点を回転後方ＦＢにシフトさせることができる。
但し、図１７（ａ）に示す構成では、突出部７９の基端７９Ａで磁束が急激に変化するために、トルクの脈動が大きい。また、突出部７９は一定の細い幅とされているため磁束が通り難く、インダクタンスの変化が小さい状態が続くために磁束が飽和し易い。そのため、突出部７９の形成により、ロータ突極８１，８２との間の磁路の断面積が周方向に拡げられているにしても、さほどのトルクアップは見込めない。
本実施形態によれば、ステータ突極７１〜７４の全体が法線Ｌ１に対して傾斜するように形成されているために、ステータ突極７１〜７４における磁路断面積を確保しながらロータ突極８１，８２との間の磁路断面積をも拡大できるので、磁束の急激な変化を抑制できる。このため、トルク脈動を抑制できるとともに、トルクを確実に増大させることができる。
【００７８】
なお、ステータ突極７１〜７４は、基端７Ｂから先端７Ａまで同じ幅で形成されていなくてもよい。図１７（ｂ）に示す例では、ステータ突極７１´〜７４´が回転前方ＲＦ側に肉付けされており、それによってステータ突極７１´〜７４´の幅が先端７Ａ側で広くなっている。なお、ステータ突極７１´〜７４´も、上述のステータ突極７１〜７４と同様、基端７Ｂの中心点で引いた法線Ｌ１に対して傾斜している。
本発明では、ステータ突極の幅は、磁路断面積や、ステータコイルの巻回作業の作業性などを考慮して適宜に設定できる。
【００７９】
図１８に、ロータ突極の変形例を示す。ロータ突極８３には、回転後方ＲＢ側に切欠８３１が形成されている。また、ロータ突極８４にも、同じく回転後方ＲＢ側に切欠８４１が形成されている。これらのロータ突極８３，８４は、ロータ１４の回転中心Ｘに対して１８０度点対称に形成されている。
切欠８３１，８４１は、ロータ突極８３，８４の側面部に形成されているので、ロータ突極８３，８４の先端８Ａは凸円弧状に形成されている。ロータ突極８１，８２の先端８Ａとステータ突極７１〜７４の先端７Ａとの間のギャップは均一とされている。
【００８０】
ロータ突極８３は、その先端８Ａの中心で引いた法線Ｌ１の回転前方ＲＦ側と、回転後方ＲＢ側とを比べると、切欠８３１が形成された回転前方ＲＦ側で磁束鎖交数が少ない。ロータ突極８４も同様に、切欠８４１が形成された回転前方ＲＦ側で磁束鎖交数が少ない。ロータ突極８３，８４は、磁束鎖交数が回転前方ＲＦで多く、回転後方ＲＢ側で少ない点では上述のロータ突極８１，８２と同様である。
本例は、ステータ突極７１〜７４と対向するロータ突極８３，８４の先端８Ａの外形形状を変えることなく、インダクタンス非対称特性が得られることに特徴を有する。つまり、ロータ突極８３，８４の先端８Ａは凸円弧状のままなので、モータ１０の構造系において騒音を考慮して設計された特性を維持したまま、インダクタンス非対称特性に基づいて、起動トルクを確保できるとともに、回転方向を一定の向きに定めることができる。
【００８１】
以上で説明した２相スイッチトリラクタンスモータ１０の構成は、ステータ突極の数およびロータ突極の数を問わずに適用できる。
但し、本実施形態のようにロータを２極とすることにより、駆動周波数を低く抑えられる。例えばロータが４極、ステータが６極の３相スイッチトリラクタンスモータと比べると、ロータが２極、ステータが４極の本実施形態では、駆動周波数を１／２に抑えられる。これにより、処理速度の遅い回路素子でも用をなすので、コストを抑えられる。また、駆動周波数が低ければ制御の余裕を確保できるので、精度の高い制御を行える。本実施形態の電動圧縮機１は、数万〜十数万回/分もの超高速で運転されるため、駆動周波数の低減による効果は大きい。
さらに、相の数が最小である２相のスイッチトリラクタンスモータによれば、駆動波形の生成に必要な半導体素子の数が少ない分、低コスト化できるとともにモータ駆動回路部２０を小型化できる。
【００８２】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
本実施形態の電動圧縮機は、スイッチトリラクタンスモータとされるモータ１０の駆動制御を行う制御装置を備えている。その制御装置は、２相に限らず、任意の相数のスイッチトリラクタンスモータを制御対象としており、モータ駆動回路部２０が有する制御ＩＣ２３１に実装されている。
【００８３】
上記の第６実施形態でも示したように、スイッチトリラクタンスモータは、ロータの電気角に応じてインダクタンスが変化するときに得られるトルクにより駆動するので、ステータ１３を励磁するのは、インダクタンスが変化する間だけで足りる。したがって、一般に、図１９に示すように、インダクタンスの立ち上がりよりも少し前のロータ位置（電気角）θＯＮでステータコイル１２への電流印加を開始し、インダクタンスが減少する手前のロータ位置θＯＦＦで電流印加を終了する。ロータ位置θＯＮは点弧角と呼ばれ、ロータ位置θＯＦＦは消弧角と呼ばれる。
ここで、インダクタンスはロータの位置に依存しているので、正確なロータ位置に基づいて、どのタイミングで励磁するか、すなわち点弧角および消弧角をどのタイミングに設定するかがモータの駆動効率に直結する。したがって、位置センサを用いて現在のロータの位置を検出することが多い。しかし、位置センサを設置するのはコスト増となる上、冷媒下におかれるモータには位置センサの設置が難しいこともある。
このため、特開平５−１９９７９４号公報に開示されているように、位置センサレス制御が試みられている。当該公報に記載されたロータ位置推定方法では、特定の位置θｒのときの電流ｉ−磁束Φ特性を示す磁束−電流マップを用いている。まず、駆動回路部の電圧Ｖｉからステータコイルの抵抗ｒと電流の積を引き、それを積分することで磁束Φを求める。そして、磁束Φと、磁束−電流マップから求めた磁束Φｒとを比較して一致したときに、特定の位置θｒをロータが現在通過した位置として推定する。
【００８４】
上記公報による方法では、計算により求められる磁束Φが誤差を含む上、磁束−電流マップがモータの実際の特性と一致しているとは限らないので、推定結果に誤差を生じる。個々のモータ特性は、設計上の特性に対して誤差を持ち、使用時の温度変化によっても特性が変わるのを考慮すると、上記公報のように、予め作成される特性データを参照する方法は推定の精度に欠ける。
一方、位置センサでロータ位置を検出するにしても、位置センサの取付位置に誤差があると、検出位置がずれてしまう。
推定または検出によって得られるロータ位置が正確でないと、点弧角および消弧角も適切なタイミングに設定されないので、駆動効率が十分でない。
【００８５】
以上で述べた課題に基づいて、本実施形態は、励磁のタイミングを適正化することにより、スイッチトリラクタンスモータの駆動効率を確実に向上させることができる制御方法および制御装置を提供する。
【００８６】
本実施形態の制御方法は、一例として図２０に示す制御装置により行われる。
なお、以下では、励磁電流がＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相の場合を例にとり説明する。
図２０に示される制御装置は、速度制御部１５１と、励磁制御部１５２と、電流制御部１５３と、励磁タイミング探索部１５４と、角速度センサ１５５および位置センサ１５６と、偏差取得部１５７および偏差取得部１５８と、を備えている。
【００８７】
速度制御部１５１、励磁制御部１５２、電流制御部１５３、角速度センサ１５５、および偏差取得部１５７は、ロータ１４の角速度のフィードバックによってモータの速度（回転数）を一定に維持する速度制御系Ｙωを形成している。速度制御系Ｙωにおける制御パラメータは電流である。
本実施形態は、モータ１０が起動された後、一定速度で定常状態となったときの駆動効率向上を志向しており、速度が切替可能に構成されている場合は、各々の速度で定常状態となるときに有用となる。
偏差取得部１５７は、角速度センサ１５５により検出されるロータ１４の角速度ωについての角速度指令値ω＊に対する偏差を取得し、速度制御部１５１に出力する。その偏差に基づいて速度制御部１５１は、例えばＰＩ制御（Proportional・Integral（比例積分）制御）等の公知の手法により、ステータコイル１２に流す電流の指令値ｉ＊を求め、出力する。その電流指令値ｉ＊は、励磁制御部１５２を介して、電流制御部１５３、電流制御部１５３に接続される電流計１５９、および偏差取得部１５８により形成される電流制御系Ｙｉに出力される。
【００８８】
励磁制御部１５２は、各相の点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを設定するとともに、所定の順序で各相を励磁する。３相のうちＡ相を基準にとると、Ｂ相の点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦをＡ相に対して９０°ずらして設定し、Ｃ相の点弧角および消弧角をＡ相に対して１８０°ずらして設定する。速度制御部１５１により求められる電流指令値ｉ＊は各相に共通であるが、相で区別すると、Ａ相の電流指令値ｉＡ＊と、Ｂ相の電流指令値ｉＢ＊と、Ｃ相の電流指令値ｉＣ＊とがある。図１９ではこれらをｉｘ＊と総称する。
位置センサ１５６は、励磁制御部１５２に対して基準位置θを出力する。この位置センサ１５６は、発光素子および受光素子や、ホール素子を用いる公知の回転角検出器であり、ロータ１４が所定の回転角に到達するとパルスを出力する。励磁制御部１５２は、そのパルスを基準位置θとして受け取り、基準位置θから、例えばＡ相の点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを設定し、そのＡ相を基準に、Ｂ相、Ｃ相の点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦも設定する。
【００８９】
電流制御系Ｙｉでは、各相のステータコイル１２に流れる電流をフィードバックし、いずれの相の電流も電流指令値ｉｘ＊に合わせる制御を行う。各相のステータコイル１２を流れる電流ｉＡ、ｉＢ、およびｉＣは、相毎に設けられる電流計１５９により検出される。偏差取得部１５８は、検出された電流についての電流指令値ｉｘ＊に対する偏差を相毎に求める。その偏差に基づいて電流制御部１５３は、ＰＩ制御やヒステリシス制御などにより、各相のステータコイル１２に流す電流値を決定する。以上のような電流制御により、点弧角θＯＮから消弧角θＯＦＦまでの励磁区間における電流の変動を抑えられる。
ステータコイル１２には、電流制御部１５３により定められた電流値で、かつ励磁制御部１５２により設定された点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦにて、電流が印加される。
【００９０】
本実施形態は、以上で説明した構成による制御に、励磁タイミング探索が付加されている点に最も大きな特徴を有している。以下では、点弧角θＯＮまたは消弧角θＯＦＦのことを励磁タイミングと称することがある。
各相の点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦは、設計上の特性に基づいて良好な効率が得られるように、励磁制御部１５２により設定される。しかし、実際のモータの特性は、ステータ１３およびロータ１４の寸法誤差や組付誤差、あるいは温度変化により設計値に対して誤差があるので、その点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦは必ずしも適切でない。点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを調整することで、より少ない電流によって同じ速度を出すことができれば効率が向上する。
【００９１】
そこで本実施形態では、点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを変化させながら、ステータコイル１２に流れる電流を観測し、効率を向上させることのできる点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを探索する。
図２１（ａ）は点弧角θＯＮの探索例を示し、図２１（ｂ）は消弧角θＯＦＦの探索例を示す。点弧角θＯＮの探索例では、点弧角をθＯＮ１、θＯＮ２、θＯＮ３と順次変えている。電流指令値ｉ＊が同じでも、このように点弧角を変更すると、それに応答してステータコイル１２を流れる電流が変わる。その電流を電流計１５９により観測すると、あくまで一例であるが、図２１（ａ）に示すような曲線が描かれる。その電流特性を踏まえて、より電流が小さくなる点弧角を探索する。図２１（ａ）の例では、まず、θＯＮ１からθＯＮ２に点弧角を進めたことで電流が減少する。電流が減少したので、同じ向きに点弧角を進めてθＯＮ３とすると、電流が増加する。そのため、θＯＮ３からθＯＮ２側に、電流がより小さい位置が存在すると判断して探索を終え、点弧角の探索結果としてθＯＮ２を得る。
【００９２】
図２１（ｂ）に励磁する消弧角θＯＦＦの探索も、上記同様に行うことができる。まず、θＯＦＦ１からθＯＦＦ２に消弧角を進めたことで電流が増加する。電流が増加したので、反対の向きに消弧角を戻し、元の位置θＯＦＦ２を過ぎてθＯＦＦ３とすると、θＯＦＦ２よりも電流が増加する。そのため、θＯＦＦ３からθＯＦＦ２側に、電流がより小さい位置が存在すると判断して探索を終え、消弧角の探索結果としてθＯＦＦ２を得る。
以上により得られる探索結果は、励磁制御部１５２に出力される。励磁制御部１５２は、それを受けて点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを探索結果に更新する。これにより、ステータコイル１２には探索結果が反映された点弧角および消弧角で電流が印加される。
以上で説明した点弧角および消弧角の探索は、Ａ相、Ｂ相、およびＣ相の各々の点弧角および消弧角について同様に行う。
励磁タイミング探索部１５４による処理は、モータ１０が起動された後、定常状態となってから常時行うこともできるし、適当な処理間隔をおいて行うこともできる。速度が切り替えられたときに処理を行うようにしてもよい。
【００９３】
本実施形態によれば、励磁タイミング探索部１５４により、電流に基づいて効率が良いことが検証された点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを励磁区間として励磁するため、製造誤差や使用環境に起因するモータ特性の変化や、位置センサの取付誤差には関係なく、モータの駆動効率を確実に向上させることができる。
本実施形態の制御方法は、探索を通じて励磁タイミングを適正化することにより、ロータ位置を特定する必要なく効率向上の目的を遂げるので、ロータの位置検出あるいは位置推定の絶対位置がずれていてもよくなる。位置検出あるいは位置推定を含む制御系と、励磁タイミング探索部１５４とは本実施形態で説明した制御装置のように共存できる。すなわち、位置検出や位置推定を行う既存の制御装置に励磁タイミング探索部１５４を付加することで、たとえ位置センサの取付誤差やモータ特性の変化が生じていたとしても最良の効率を得ることができる。
【００９４】
励磁タイミング探索部１５４による処理は、速度制御系Ｙωによる制御の下、電流がほぼ一定とされることに依拠し、励磁タイミングの変更に遅れて生じる電流変化を観測している。
その依拠条件からすると、スクロール圧縮機構やロータリ圧縮機構と比べてトルク変動が少なく、回転数が一定に保たれ易い遠心式の圧縮機構３を回転させるモータ１０には、本実施形態の制御が特に好適となる。
さらに、その探索処理は、ロータの回転毎にロータ位置を得て、それに基づく一連の処理を行うのとは異なり、ロータの回転周期内に収める必要がない。したがって、高速回転されるモータ１０に有利となる。
【００９５】
本実施形態では、上述のように点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦの両方を探索したが、本発明は、いずれか一方のみ探索することも許容する。
また、励磁タイミングの探索は、本実施形態のように相毎に行えば、ステータ突極の寸法誤差による特性変化にも対応できるので好ましい。
一方、励磁タイミングの探索結果を３相共通とし、それを３相のいずれの点弧角および消弧角にも適用することもできる。温度変化による特性変化が各相に共通に表れるとすると、相毎に探索しなくても足りる場合がある。
【００９６】
上述した探索手順は一例に過ぎない。本発明を充足する要件は、探索時に励磁タイミングを少なくとも１回変更し、そのときの電流の減少あるいは増加に基づいて得られる適正な励磁タイミングを励磁区間に反映させることである。そうすると、図２１（ａ）において、θＯＮ１からθＯＮ２へと励磁タイミングを変更したときに電流が減少するので、この時点で探索を終了することも本発明は許容する。また、図２１（ｂ）において、θＯＦＦ１からθＯＦＦ２に励磁タイミングを変更したときに電流が増加するのに基づいて探索を終了することも本発明は許容する。この場合は、θＯＦＦ１から、θＯＦＦ２とは反対側にある位置での効率が高いと判断し、θＯＦＦ１からθＯＦＦ２とは反対側にシフトした位置を探索結果とすればよい。
さらに、詳細な探索手順は適宜に決められる。探索時に励磁タイミングを変更する幅も任意である。
より電流が小さい励磁タイミングを効率良く見つけるために、電流の変化率が小さくなったときに励磁タイミングをより狭い幅で変更することもできる。その上で、図２１に示したように下り勾配から上り勾配に切り替わる電流特性カーブを想定して、電流勾配の符号が切り替わったときに電流が最小となる位置の近傍であると判断し、その時の励磁タイミングを探索結果としてもよい。あるいは、電流の変化率が閾値以下となれば電流の最小点とみなし、その時の励磁タイミングを探索結果としてもよい。
【００９７】
本実施形態では、電流を用いて、角速度ωのフィードバックによりモータ１０を定常速度に維持する速度制御を行っている。
これに代替して、図２２に示すように、角速度を用いて、トルクのフィードバックによりモータ１０を定常トルクに維持するトルク制御を行うこともできる。その場合の制御装置は、速度制御部１５１に代えてトルク制御部１６１を備え、電流制御部１５３に代えて速度制御部１６３を備え、角速度センサ１５５に代えてトルクセンサ１６５を備えており、これらはトルク制御系Ｙｔを形成している。この構成では、励磁タイミング探索部１５４は、点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを変更したときの角速度を観測し、同じトルクを得るのに角速度がより小さい点弧角θＯＮおよび消弧角θＯＦＦを探索する。このように構成しても、上記と同様の効果が得られる。
【００９８】
第６実施形態の２相スイッチトリラクタンスモータ、および第７実施形態のスイッチトリラクタンスモータの制御方法および制御装置は、電動圧縮機以外の装置にも広く適用することができる。
【００９９】
〔第８実施形態〕
次に、本発明の第８実施形態について説明する。
冷媒回路を循環する冷媒中の潤滑油が熱交換器に付着すると、熱交換の効率が低下する。それを防ぐため、典型的な圧縮機は、圧縮機構ハウジング４２（図１）の内側に円筒状の油分離器（オイルセパレータ）を備えており、その油分離器に圧縮冷媒を通し、潤滑油を分離した上で冷媒回路へと吐出している。しかし、第８実施形態の電動圧縮機は、その遠心分離器を備えていない。
以下、圧縮冷媒から潤滑油を分離、回収し、モータケース４１０内へと戻すことについて説明する。
【０１００】
図２３は、第８実施形態に係る電動圧縮機のスクロールシュラウド５０の平面図である。スクロールシュラウド５０のスクロール本体５２０の流路断面は、図２４（ａ）に示すように、本実施形態では円弧状に形成されている。
但し、スクロール本体５２０の流路断面は、周方向の一部の区間である旋回流変調部６５０（図２３）では上記の円弧状とは相違している。上記とは形状が相違していれば旋回流変調部６５０における流路断面の形状は任意であるが、例えば、図２４（ｂ）に示すように、角部６５１を有する流路断面形状とされている。角部６５１は、円弧状のスクロール本体５２０に外接する矩形の一角に対応している。図２４（ｂ）には、図２４（ａ）の円弧状断面も一点鎖線で示している。
【０１０１】
角部６５１を有する流路断面形状は、旋回流変調部６５０の全体に亘り一様に連続している。したがって、旋回流変調部６５０の一端および他端では、スクロール本体５２０内の流路断面が急激に変化しており、円弧状の部分と旋回流変調部６５０との接続部６５２が段差状に形成される。
旋回流変調部６５０には、潤滑油をモータ１０側に戻すための円形の油戻し孔１７４が形成されている。
油戻し孔１７４は、シールプレート１７を厚み方向に貫通し、モータケース４１０内に連通している。なお、油戻し孔１７４は、スクロール本体５２０を貫通して形成されていてもよい。
【０１０２】
図２３に示すように、開口５１１からスクロールシュラウド５０内に吸入される冷媒は、羽根車３０の図中、反時計回りへの回転によって矢印で示すように旋回流Ｆ１をなす。そして、ディフューザー部５２１を介してスクロール本体５２０へと入り、スクロール本体５２０における流路拡大に伴い圧力を高め、図１に示す出口５２Ｂから吐出チャンバ４２Ｂ内へと吐出される。
上記のように旋回流Ｆ１をなす冷媒に働く遠心力により、冷媒よりも比重が大きい潤滑油が冷媒から分離され、スクロール本体５２０の壁面の外周側に付着する。潤滑油は、冷媒の流れにより、壁面に沿って下流側へと搬送される。
【０１０３】
ここで、旋回流Ｆ１は、スクロール本体５２０の流路に沿って一定の流れ場を形成しているが、旋回流変調部６５０ではその流れ場が急激に変化する。そのような流れ場の急激な変化と、接続部６５２への旋回流Ｆ１の衝突により、冷媒から潤滑油が分離され、壁面の外周側に付着する。そして、旋回流Ｆ１は、比重が大きいために流れの急激な変化には追従できない潤滑油を残して旋回流変調部６５０を抜ける。旋回流変調部６５０では、流れ場の急激な変化によって壁面上の潤滑油分布が偏るので、潤滑油が集まって油溜まりを形成する。その潤滑油は油戻し孔１７４からモータケース４１０内へと戻される。
【０１０４】
本実施形態によれば、旋回流Ｆ１をなす冷媒に働く遠心力によって冷媒から潤滑油が分離され、スクロール本体５２０に設定された旋回流変調部６５０における流れ場の変化によってその潤滑油が回収されるので、油分離器を設置する必要がない。これにより、電動圧縮機１の小型・軽量化を図ることができるとともに、コストも抑えられる。
【０１０５】
旋回流変調部６５０およびそれ以外の部分の各々におけるスクロール本体５２０の流路断面形状は、互いに相違していればよいので、上記とは逆に、旋回流変調部６５０の流路断面を図２４（ａ）に示す円弧状とし、それ以外の部分の流路断面を図２４（ｂ）に示す角部６５１を有する形状とすることもできる。
また、スクロール本体５２０の周方向の複数箇所に旋回流変調部６５０を設けることもできる。
さらに、スクロール本体５２０の外部にも旋回流Ｆ１の流路が連続する場合、旋回流変調部６５０は、その外部流路上にも設けることができる。
油戻し孔１７４に代えて、螺旋ピン、キャピラリチューブなどの公知の油戻し機構を設けることもできる。
【０１０６】
〔第９施形態〕
次に、本発明の第９実施形態について説明する。
第９実施形態では、冷媒の旋回流が到達するスクロールの終端部近傍の構成について説明する。
図２５に、スクロール本体５２０の終端部Ｓｅ（図２３）近傍におけるスクロール本体５２０の流路断面を示す。なお、スクロール本体５２０の流路断面形状は任意である。
【０１０７】
スクロール本体５２０の終端部Ｓｅには、スクロール本体５２０に沿って流れる旋回流Ｆ１の進行方向の前方に位置する正面壁６５４が形成されている。
終端部Ｓｅには、モータ１０側に潤滑油を戻すための円形の油戻し孔１７５が形成されている。油戻し孔１７５は、シールプレート１７を厚み方向に貫通し、モータケース４１０内に連通している。
油戻し孔１７５は、スクロール本体５２０を貫通して形成されていてもよく、単純な貫通孔、螺旋ピン、キャピラリチューブなどの公知の構成を採用できる。
【０１０８】
終端部Ｓｅには、吐出チャンバ４２Ｂに連通する出口５２Ｂが形成されている。この出口５２Ｂは、スクロール本体５２０を流れる旋回流Ｆ１に対して略直交する向きに開口しており、シールプレート１７に対向している。
また、出口５２Ｂは、スクロール本体５２０内の流路の中心線ＣＬの位置から、スクロール本体５２０の内周側５２０ＩＮにかけて、中心線ＣＬに対して偏心して形成されている。上記の油戻し孔１７５は、出口５２Ｂとは逆に、外周側５２０ＯＵＴ寄りの位置に形成されることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態では、第８実施形態で述べたのと同様に、羽根車３０の回転により冷媒が旋回流Ｆ１をなし、スクロール本体５２０内に入る。旋回流Ｆ１は、遠心分離されて流路壁面の外周側５２０ＯＵＴに付着する潤滑油を壁面伝いに搬送しながら、終端部Ｓｅまで到達すると、正面壁６５４への衝突により出口５２Ｂに向けて略直角に向きを変え、出口５２Ｂから吐出チャンバ４２Ｂ内へと吐出される。
このように旋回流Ｆ１を急激に転向させると、冷媒よりも比重が大きい潤滑油は旋回流Ｆ１に追従できず、壁面外周側５２０ＯＵＴに留まる。そのため、終端部Ｓｅには油溜まりが形成され、その潤滑油は、油戻し孔１７５からモータケース４１０内へと戻される。ここで、旋回流Ｆ１は、出口５２Ｂが偏心しているために内周側５２０ＩＮを通るので、外周側５２０ＯＵＴに位置する潤滑油が旋回流Ｆ１によって巻き上げられ難い。
上記のように終端部Ｓｅまで搬送されて油溜まりを形成する潤滑油に加え、正面壁６５４に衝突することで冷媒から分離された潤滑油も、油戻し孔１７５からモータケース４１０内へと戻される。
【０１１０】
本実施形態によれば、別途油分離器を設置することなく、上述のように、遠心分離された潤滑油をスクロール本体５２０の終端部Ｓｅで回収できるので、電動圧縮機１の小型・軽量化を図ることができるとともに、コストも抑えられる。
【０１１１】
なお、終端部Ｓｅよりも旋回流Ｆ１の進行方向のさらに前方に、絞りを介して冷媒のチャンバを設けることもできる。その場合、スクロール本体５２０の終端部Ｓｅには正面壁６５４、出口５２Ｂ、および油戻し孔１７５を設けずに、その先に設けられたチャンバを区画する部材に、旋回流Ｆ１の前方に位置する正面壁６５４、旋回流Ｆ１に対して交差する向きに開口する出口５２Ｅ、および油戻し孔１７５を形成すればよい。
【０１１２】
図２６は、第９実施形態の変形例に係る電動圧縮機のスクロールシュラウド５０の平面図である。電動圧縮機が支持体に固定されたときに、スクロール５２は、スクロール本体５２０の終端部Ｓｅが鉛直方向下側に位置し、かつその終端部Ｓｅで旋回流Ｆ１が下向きとなるように渦巻きの向き（羽根車３０の回転の向きに基づく）が設定されている。
そのため、上記の油戻し孔１７５（図２４）は、スクロール本体５２０の終端部Ｓｅの外周側５２０ＯＵＴでかつ、鉛直方向下側に配置されている。
【０１１３】
上記構成によれば、スクロール本体５２０の流路後半の潤滑油が、その自重によって終端部Ｓｅまで搬送される。そうして終端部Ｓｅに潤滑油を確実に集めることができるので、潤滑油の回収量を増加させることができる。
【０１１４】
第８実施形態で示した構成と、第９実施形態で示した構成を組み合わせることもできる。そのように、スクロール本体５２０の流路の途上で旋回流変調部６５０によって潤滑油を回収するとともに、最終的には終端部Ｓｅで潤滑油を回収してもよい。
【０１１５】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、シャフト５を支持する軸受の数は任意であり、シャフト５の中央部を支持する軸受を設置することもできる。
また、シュラウド５１は、スクロール５２とは別体に形成することもできる。
さらに、回路基板２１は、複数枚で構成することもできる。
本発明の電動圧縮機は、自動車以外にも、船舶、航空機、鉄道等の各種の輸送機械に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１      電動圧縮機
３      圧縮機構
４      ハウジング
５      シャフト
５Ａ    後端
５Ｂ    前端
６Ａ，６Ｂ  軸受
１０    モータ
１２，１２Ａ，１２Ｂ  ステータコイル
１３    ステータ
１４    ロータ
１５，１９  ホース
１７    シールプレート（区分部材）
１７Ａ  凹部
１７Ｂ  凸部
１８    吸入流路
２０    モータ駆動回路部
２１    回路基板
２３    パワーユニット
２４    チョークコイル
２５    キャパシタ
２６    接続端子
３０    羽根車
３０Ａ  ハブ面
３０Ｂ  背面
３０Ｃ  外周部
３０Ｄ  先端
３１    ハブ
３２    ラビリンスシール部
３２Ａ  凹部
３２Ｂ  凸部
３３    フルブレード
３４    スプリッタブレード
３３Ａ  正圧面
３３Ｂ  負圧面
３５    凸部
３８    圧縮流路
４１    モータハウジング
４２    圧縮機構ハウジング
４２Ａ  吸入チャンバ
４２Ｂ  吐出チャンバ
４３    ガスケット
５０    スクロールシュラウド
５１    シュラウド
５２    スクロール
５２Ｂ  出口
６０    軸受ケース
６１    ダンピング装置
６２    枠体
６３，６４  振動吸収材
７１〜７４  ステータ突極
８１，８２  ロータ突極
８３，８４  ロータ突極
９０    フロント部
９１    支持体
９Ｐ    車体パネル（外殻）
１３０  切欠
１５１  速度制御部
１５２  励磁制御部
１５３  電流制御部
１５４  励磁タイミング探索部
１５５  速度センサ
１５６  位置センサ
１５７  偏差取得部
１５８  偏差取得部
１５９  電流計
１６１  トルク制御部
１６３  速度制御部
１６５  トルクセンサ
１７０  開口
１７１  通気開口
１７１Ａ  切欠
１７２  面
１７４，１７５  油戻し孔
２３１  制御ＩＣ
２３２  放熱板
３０１  流路
３０１Ａ  入口
３０１Ｂ  出口
４１０  モータケース
４１１  胴部
４１１Ａ  脚部
４１２  隔壁（蓋部）
４１３  回路ケースカバー
４１５  回路ケース
４１６  蓋部
４２１  側面部
４２２  前面部
４２２Ａ  脚部
４３５  Ｏリング
５１０  支持部
５１１  開口
５２０  スクロール本体
５２０ＩＮ  内周側
５２０ＯＵＴ  外周側
５２１  ディフューザー部
５２２  流路
５２３  突出部
６５０  旋回流変調部
６５１  角部
６５２  接続部
６５４  正面壁
８３１，８４１  切欠
Ｆ１    旋回流
Ｇ１    等ギャップ部
Ｇ２    不等ギャップ部
Ｐ１    吸入ポート
Ｐ２    吐出ポート
Ｓ      空隙
Ｑ      液冷媒
Ｌ１    法線
Ｌｍａｘ，ＬｍａｘＡ，ＬｍａｘＢ  極大点
Ｌｍｉｎ，ＬｍｉｎＡ，ＬｍｉｎＢ  極小点
Ｒ＋    回転方向
ＲＢ    回転後方
ＲＦ    回転前方
Ｘ      回転中心
ＸＢ    中心
Ｙｉ    電流制御系
Ｙω    速度制御系（定常制御系）
Ｙｔ    トルク制御系（定常制御系）
【図１】
2016000960.tif 000005
【図２】
2016000960.tif 000006
【図３】
2016000960.tif 000007
【図４】
2016000960.tif 000008
【図５】
2016000960.tif 000009
【図６】
2016000960.tif 000010
【図７】
2016000960.tif 000011
【図８】
2016000960.tif 000012
【図９】
2016000960.tif 000013
【図１０】
2016000960.tif 000014
【図１１】
2016000960.tif 000015
【図１２】
2016000960.tif 000016
【図１３】
2016000960.tif 000017
【図１４】
2016000960.tif 000018
【図１５】
2016000960.tif 000019
【図１６】
2016000960.tif 000020
【図１７】
2016000960.tif 000021
【図１８】
2016000960.tif 000022
【図１９】
2016000960.tif 000023
【図２０】
2016000960.tif 000024
【図２１】
2016000960.tif 000025
【図２２】
2016000960.tif 000026
【図２３】
2016000960.tif 000027
【図２４】
2016000960.tif 000028
【図２５】
2016000960.tif 000029
【図２６】
2016000960.tif 000030