(57)【要約】【課題】吸入室の底部に溜まった冷凍機油がそのまま圧縮機構に吸入されるのを防ぐ。【解決手段】モータ部４により駆動軸２１と共に整流部材４９が回転すると、ハウジング２内の駆動軸２１が配置された中心寄りには、内周のダクテットファン５３により、モータ部４側の冷媒を圧縮機構３側に引き寄せる流れが生じる。一方、ハウジング２内の壁側（外側）寄りには、外周のダクテットファン５１により、圧縮機構３側の冷媒をモータ部４側に押し返す反対向きの流れが生じる。すると、モータ室８の底部に溜まった冷凍機油Ｏは、外周のダクテットファン５１により発生した、ハウジング２内の壁側寄りの圧縮機構３からモータ部４に向かう冷媒の流れにより、圧縮機構３側からモータ部４側に押し返される。また、モータ室８の底部に溜まった冷凍機油Ｏの液面寄りの部分が巻き上げられてミスト化し、ハウジング２の中心寄りに存在するモータ室８内の冷媒中に拡散する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の圧縮機構（３）を駆動軸（２１）を介して回転させる電動モータ（４）を、前記圧縮機構（３）で圧縮する冷媒が吸入されるハウジング（２）の吸入室（８）に配置した電動コンプレッサ（１）において、
前記ハウジング（２）の前記圧縮機構（３）及び前記電動モータ（４）の間に配置され、前記駆動軸（２１）と共に回転することで前記吸入室（８）における前記ハウジング（２）の底部寄りの部分に、前記圧縮機構（３）から離間する方向への冷媒の流れを発生させる整流部材（４９）を備えている、
ことを特徴とする電動コンプレッサ（１）。
【請求項２】
前記整流部材（４９）は、円盤上の外周寄り部分に配置された外周の整流部（５１）を有しており、該外周の整流部（５１）は、前記整流部材（４９）が前記駆動軸（２１）と共に回転することで、前記圧縮機構（３）側から前記電動モータ（４）側への冷媒の流れを前記吸入室（８）における前記ハウジング（２）の外周寄りの部分に発生させるフィン（５５）を有していることを特徴とする請求項１記載の電動コンプレッサ（１）。
【請求項３】
前記整流部材（４９）は、前記外周の整流部（５１）よりも円盤上の中心寄り部分に配置された内周の整流部（５３）を有しており、該内周の整流部（５３）は、前記整流部材（４９）が前記駆動軸（２１）と共に回転することで、前記電動モータ（４）側から前記圧縮機構（３）側への冷媒の流れを前記吸入室（８）における前記ハウジング（２）の中心寄りの部分に発生させるフィン（５７）を有していることを特徴とする請求項２記載の電動コンプレッサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮する冷凍サイクル用のコンプレッサに係り、特に、電動モータを動力源とする電動コンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルに用いるコンプレッサは、低温低圧の冷媒を吸入し、圧縮により高温高圧とした冷媒を吐出する。コンプレッサの中には、冷媒の圧縮機構の動力源として電動モータを有する電動コンプレッサがある。電動コンプレッサでは、圧縮機構の吸入室側に電動モータを配置して、加熱する電動モータを吸入冷媒で冷却することが行われる。
【０００３】
ところで、冷凍サイクルから電動コンプレッサに吸入される冷媒には、ミスト状となった冷凍機油が含まれている。この冷凍機油は、圧縮機構で圧縮された冷媒が吐出される電動コンプレッサの吐出室内で、気液分離器により圧縮冷媒から分離されて貯留されたものである。
【０００４】
この冷凍機油は、主に、潤滑用として電動コンプレッサの各部に供給される。また、圧縮機構がベーンロータリー式である場合には、シリンダ室内で回転するロータからベーンをシリンダ室の内周面側に突出させるのをアシストする圧力源として、ベーンの背圧空間にも冷凍機油が供給される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動コンプレッサの各部に供給された冷凍機油は、冷媒の圧力差によって吸入室に循環されるため、吸入室の吸入冷媒はミスト状となった冷凍機油を含んでいる。この冷凍機油を含んだ吸入冷媒が冷却のために吸入室の電動モータに衝突すると、電動モータの表面に付着した冷凍機油のミストが集まって液滴となり、表面を伝って落下して吸入室の底部に溜まる。
【０００７】
また、電動コンプレッサの停止中には、吐出室と吸入室との圧力差により吐出室の冷媒が吸入室に逆流するが、この逆流する冷媒と共に吐出室に貯留された冷凍機油が吸入室に流入して溜まることもある。
【０００８】
このようにして吸入室に溜まった冷凍機油が電動コンプレッサの再起動時に圧縮機構に吸い込まれることは、圧縮機構が液圧縮状態となって負荷トルクが増大したり異音が発生する原因となるので好ましくない。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、吸入室の底部に冷凍機油が溜まってもそのまま圧縮機構に吸入されてしまうのを抑制することができる電動コンプレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電動コンプレッサは、
冷媒の圧縮機構を駆動軸を介して回転させる電動モータを、前記圧縮機構で圧縮する冷媒が吸入されるハウジングの吸入室に配置した電動コンプレッサにおいて、
前記ハウジングの前記圧縮機構及び前記電動モータの間に配置され、前記駆動軸と共に回転することで前記吸入室における前記ハウジングの底部寄りの部分に、前記圧縮機構から離間する方向への冷媒の流れを発生させる整流部材を備えている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動モータが駆動軸を介して圧縮機構を回転させると、ハウジングの圧縮機構及び電動モータの間に配置された整流部材が駆動軸と共に回転する。この回転により、吸入室における冷媒中の冷凍機油が溜まるハウジングの底部寄りの部分に、圧縮機構から離間する方向への冷媒の流れが発生し、吸入室に溜まった冷凍機油が圧縮機構側に移動することが抑制される。
【００１２】
このため、吸入室の底部に冷凍機油が溜まってもそのまま圧縮機構に吸入されてしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサの正断面図である。
【図２】図１の整流部材を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサの概略構成を示す正断面図、図２（ａ）は図１に示す整流部材の正面図、図２（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１５】
そして、図１に示す本実施形態の電動コンプレッサ１は、略円筒状のハウジング２と、冷媒を圧縮する圧縮機構３と、駆動力を生じるモータ部４（請求項中の電動モータに相当）と、モータ部４を制御するインバータ部５とを備えている。
【００１６】
略円筒状のハウジング２は、圧縮機構３とモータ部４とを内部に収容するリアケース７と、リアケース７の開口端を覆うように配置されるフロントケース９と、リアケース７と他側のフロントケース９に連結されるインバータケース１１とを有している。
【００１７】
有底筒状に形成されたリアケース７内に収容される圧縮機構３は、内周に楕円形状を有するシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３の両端部を狭持するように配置されるサイドブロック１５と、シリンダブロック１３の内周に回転自在に収容されるロータ１７と、ロータ１７に形成されるベーン溝に収容されるベーン１９と、ロータ１７と一体に形成されて後述するモータ部４から駆動力が伝達されて回転する駆動軸２１とを有している。
【００１８】
なお、圧縮機構３がリアケース７に圧入して固定されることで、リアケース７の底面側に冷媒を吐出する吐出室４３が形成される。この吐出室４３には、気体状の冷媒と、吐出された冷媒に含まれる液体であるオイル等とを分離する気液分離器４７が配置されている。
【００１９】
また、リアサイドブロック１５ａとフロントサイドブロック１５ｂとによってシリンダブロック１３の両端部を狭持することにより、シリンダブロック１３の内周にシリンダ室３５が形成される。ロータ１７が回転することにより、ロータ１７に形成されたベーン溝からベーン１９が飛び出し、ベーン１９の先端がシリンダブロック１３の内壁と当接し、さらにロータ１７が回転することによって、冷媒を圧縮している。圧縮した冷媒は上述した吐出室４３へ吐出される。
【００２０】
ロータ１７を回転させる駆動源となるモータ部４は、リアケース７の内周に沿って均等に配置される固定子２３と、固定子２３の内方側に配置されてロータ１７と一体に形成された駆動軸２１に圧入して固定されているモータロータ部２５とを有している。
【００２１】
固定子２３は、図示しないティース部にコイル３７を巻回することによって形成されており、このコイル３７に電流が流れることにより磁界を発生させ、固定子２３の内方に配置されるモータロータ部２５を回転させている。
【００２２】
また、複数のティースに巻回されたコイル３７を引き出して１箇所に集中させて結線するモータ中性点４５は、車両搭載時の車両上下方向の上方側に形成されている。このモータ中性点４５は、後述するハーメチックターミナル３０を介してインバータ部５に接続されている。
【００２３】
モータ部４を制御するインバータ部５は、フロントケース９のリアケース７と他端側に形成され、インバータケース１１によって密閉されて形成されたインバータ室２６内に配置されている。
【００２４】
インバータ部５は、電子部品２７と基板２９とを有しており、電子部品２７は、発熱するスイッチング素子３９（インテンリジェントパワーモジュール等）と、スイッチング素子３９よりも突出高さの大きい背高部品４１（コモンモードコイル、ノーマルモードコイル、インバータ入力用コンデンサ、トランス、内部電源用コンデンサ等）とを有している。
【００２５】
インバータ室２６内に配置される電子部品２７は、電子部品２７の中でも駆動軸２１方向に突出高さの低いスイッチング素子３９をインバータ室２６の車両上下方向の下方側に配置し、スイッチング素子３９とよりも駆動軸２１方向の突出高さの高い背高部品４１をインバータ室２６の車両上下方向の上方側に配置している。
【００２６】
リアケース７とインバータケース１１との間には、フロントケース９が配置されている。リアケース７の開口端を覆うようにフロントケース９が配置されることにより、モータ室８（請求項中の吸入室に相当）が形成される。モータ室８には、上述した圧縮機構３とモータ部４が収容されており、モータ室８内の潤滑を保つためにオイルが封入されている。また、モータ室８の外周には、図示しない冷媒吸入口が設けられており、モータ室８内に冷媒を注入している。
【００２７】
フロントケース９内には、上述したモータ部４とインバータ部５を電気的に接続するハーメチックターミナル３０とが形成されている。ハーメチックターミナル３０は、フロントケース９の車両上下方向の上方側に配置されている。
【００２８】
さらに、本実施形態の電動コンプレッサ１では、ハウジング２のモータ部４と圧縮機構３との間に整流部材４９が設けられている。整流部材４９は、図２（ａ）の正面図に示すように円盤状を呈しており、図１に示すように、ハウジング２との間に隙間が生じるように、ハウジング２の内径よりも若干小さい径で形成されている。
【００２９】
また、整流部材４９の中心部は駆動軸２１に固着されており、モータ部４が圧縮機構３のロータ１７を回転させると、整流部材４９がロータ１７と共に、図２（ａ）の矢印方向に回転される。
【００３０】
そして、整流部材４９は、外周と内周の２つのダクテットファン５１，５３を有している。外周のダクテットファン５１（請求項中の外周の整流部に相当）は、整流部材４９がモータ部４によって回転されることで、複数のフィン５５により圧縮機構３側からモータ部４側に向かう流体の流れを発生させる。内周のダクテットファン５３（請求項中の内周の整流部に相当）は、整流部材４９がモータ部４によって回転されることで、複数のフィン５７によりモータ部４側から圧縮機構３側に向かう流体の流れを発生させる。
【００３１】
このように構成された本実施形態の電動コンプレッサ１では、モータ部４が駆動されると駆動軸２１が回転し、駆動軸２１と一体に形成されたロータ１７が回転される。ロータ１７が回転されると、ロータ１７内のベーン溝に収容されたベーン１９が遠心力等によってベーン溝から飛び出して、シリンダブロック１３の内壁と摺接する。
【００３２】
これにより、隣り合う２つのベーン１９間の圧縮室に冷媒が封入され、ロータ１７の回転に伴いベーン１９のロータ１７からの突出量が減って圧縮室の容積が減ることで、圧縮室の冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、図示しない吐出孔から吐出室４３へ吐出され、気液分離器４７を介して図示しない吐出口から冷凍サイクルへ冷媒に吐出され、冷凍サイクルを通過した後、モータ室８に吸入される。
【００３３】
モータ室８に吸入された冷媒には、気液分離器４７で冷媒から分離されて潤滑用や圧力源として各部に供給された冷凍機油Ｏが、ミスト状となって混入している。この冷媒が冷却のためにモータ部４に衝突した際に、冷媒中の冷凍機油Ｏのミストがモータ部４の表面に付着し、付着した冷凍機油Ｏのミストが凝集して液滴となり、モータ部４の表面を伝って落下し、ハウジング２のモータ室８の底部に溜まる。
【００３４】
また、モータ部４が停止して電動コンプレッサ１による冷媒の圧縮動作が停止している間は、吐出室４３とモータ室８（吸入室）との圧力差により吐出室４３の冷媒がモータ室８に逆流する。この逆流する冷媒と共に、吐出室４３に貯留された冷凍機油Ｏがモータ室８に流入し、ハウジング２のモータ室８の底部に溜まる。
【００３５】
ところで、モータ部４が駆動されて駆動軸２１が回転すると、駆動軸２１に固着された整流部材４９が図２（ａ）の矢印方向に回転する。整流部材４９が回転すると、外周のダクテットファン５１のフィン５５により、圧縮機構３側からモータ部４側に向かう冷媒の流れが、モータ室８におけるハウジング２の外周寄りの部分に発生する。これと共に、内周のダクテットファン５３のフィン５７により、モータ部４側から圧縮機構３側に向かう冷媒の流れが、モータ室８におけるハウジング２の中心寄り（駆動軸２１寄り）の部分に発生する。
【００３６】
即ち、ハウジング２内の駆動軸２１が配置された中心寄りには、モータ部４側の冷媒を圧縮機構３側に引き寄せる流れが生じる。一方、ハウジング２内の壁側（外側）寄りには、圧縮機構３側の冷媒をモータ部４側に押し返す反対向きの流れが生じる。
【００３７】
すると、モータ室８の底部に溜まった冷凍機油Ｏは、外周のダクテットファン５１により発生した、ハウジング２内の壁側（外側）寄りの圧縮機構３からモータ部４に向かう冷媒の流れにより、圧縮機構３側からモータ部４側に押し返される。このため、冷凍機油Ｏがまとまって圧縮機構３に吸い込まれることがなくなる。
【００３８】
また、外周のダクテットファン５１により発生した冷媒の流れによって、モータ室８の底部に溜まった冷凍機油Ｏの液面寄りの部分が巻き上げられてミスト化し、ハウジング２の中心寄りに存在するモータ室８内の冷媒中に拡散する。
【００３９】
そして、ミスト化した冷凍機油Ｏが拡散した、ハウジング２の中心寄りに存在するモータ室８内の冷媒は、内周のダクテットファン５３により発生した、ハウジング２内の中心寄りのモータ部４側から圧縮機構３側に向かう冷媒の流れにより、モータ部４側から圧縮機構３側に引き寄せられる。このため、冷凍機油Ｏがミスト状となって適度に混入した冷媒が圧縮機構３に効率よく吸い込まれる。
【００４０】
したがって、圧縮機構３がモータ室８の冷凍機油Ｏを液相の状態で吸い込んで液圧縮状態となることが抑制される。これにより、液相の冷凍機油Ｏを吸い込んだ圧縮機構３のベーン１９が、シリンダ室３５の内圧上昇によるシリンダ室３５の内周面からの離間と、圧縮冷媒の吐出伴うシリンダ室３５の内圧低下によるシリンダ室３５の内周面へのベーン１９の再接触とを繰り返すチャタリングで異音が発生を抑制することができる。また、液圧縮状態の発生により圧縮機構３の負荷トルクが上昇する現象の発生も抑制することができる。
【００４１】
なお、整流部材４９に設けた内周のダクテットファン５３は省略してもよい。その場合、整流部材４９の省略したダクテットファン５３の部分は単に平板状としてもよく、開口としてもよい。開口とした場合には、外周のダクテットファン５１によって発生した圧縮機構３側からモータ部４側に向かう冷媒の流れの反動で、モータ部４側から圧縮機構３側に向かう冷媒の流れがハウジング２の中心寄りに発生した場合に、その流れが整流部材４９における外周のダクテットファン５１よりも駆動軸２１側（中心側）の部分によって遮られるのを防ぐことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、整流部材４９の外周のダクテットファン５１によって、モータ室８におけるハウジング２の外周寄りの部分に、圧縮機構３からモータ部４に向かう冷媒の流れを発生させるものとした。しかし、圧縮機構３からモータ部４に向かう冷媒の流れを、冷凍機油Ｏが溜まるモータ室８におけるハウジング２の底部寄りの部分のみに発生させる構成としてもよい。
【００４３】
さらに、本実施形態では、シリンダ室３ｄ内でロータ３ｅを回転させるベーンロータリー式の圧縮機構３を有する電動コンプレッサ１に本発明を適用した場合を例に取って説明した。しかし、本発明は、例えば、可動スクロールを固定スクロールに対して回転させて気体を圧縮するスクロール方式のコンプレッサ等、圧縮機構の回転体を回転させる電動モータの駆動回路を回路ハウジングに収容してその開口をキャップにより閉塞する電動コンプレッサに広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、冷媒の圧縮機構を電動モータで駆動する電動コンプレッサにおいて利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  電動コンプレッサ
２  ハウジング
３  圧縮機構
３ｄ  シリンダ室
３ｅ  ロータ
４  モータ部
５  インバータ部
７  リアケース
８  モータ室
９  フロントケース
１１  インバータケース
１３  シリンダブロック
１５  サイドブロック
１５ａ  リアサイドブロック
１５ｂ  フロントサイドブロック
１７  ロータ
１９  ベーン
２１  駆動軸
２３  固定子
２５  モータロータ部
２６  インバータ室
２７  電子部品
２９  基板
３０  ハーメチックターミナル
３５  シリンダ室
３７  コイル
３９  スイッチング素子
４１  背高部品
４３  吐出室
４５  モータ中性点
４７  気液分離器
４９  整流部材
５１  外周のダクテットファン（外周の整流部）
５３  内周のダクテットファン（内周の整流部）
５５，５７  フィン
Ｏ  冷凍機油
【図１】
2016205279.tif 000003
【図２】
2016205279.tif 000004