(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（３）のロータ軸（５）を電動モータ（７）の駆動軸（９）を介して駆動すると共に、圧力によって前記ロータ軸（５）と前記駆動軸（９）に互いに対向する軸方向力が掛かるように構成された電動圧縮機（１）であって、
前記ロータ軸（５）と前記駆動軸（９）の受圧面積を等しくすると共に、前記ロータ軸（５）と前記駆動軸（９）に掛かる前記軸方向力（１１，１３）を等しくし、互いに相殺する受圧力増加手段（１５）を設けたことを特徴とする電動圧縮機（１）。
【請求項２】
請求項１に記載された電動圧縮機であって、
前記受圧力増加手段が、前記ロータ軸（５）と前記駆動軸（９）のいずれか一方の端部側外周に取り付けられて受圧面積を広くし、受圧力を増加する円筒状の部材（１５）であることを特徴とする電動圧縮機（１）。
【請求項３】
請求項１に記載された電動圧縮機であって、
前記受圧力増加手段が、前記ロータ軸（５）と前記駆動軸（９）のいずれか一方の端部に取り付けられて受圧面積を広くし、受圧力を増加する円柱状の部材であることを特徴とする電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に「電動コンプレッサ」が記載されている。
【０００３】
図３のように、この電動コンプレッサ２０１は、ベーン形圧縮機を用いた電動圧縮機であり、圧縮機２０３のロータ軸２０５を電動モータ２０７の駆動軸２０９を介して回転させるように構成されており、オイル圧と圧縮機２０３の吐出圧とによってロータ軸２０５と駆動軸２０９に互いに対向する軸方向力（スラスト力）を掛けてバランスを取ることにより、偏った力が軸方向に掛からないようにしている。
【特許文献１】特願２００７−２４２２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ロータ軸２０５は軸端２１１に掛かるオイルの圧力によってスラスト力２１３を受け、駆動軸２０９は軸端２１５とクリップ２１７に掛かる冷媒圧力によって反対方向のスラスト力２１９を受けるから、ロータ軸２０５と駆動軸２０９との間に受圧面積の差があると、その差による偏ったスラスト力２２１がロータ軸２０５と駆動軸２０９に掛かる。
【０００５】
ベーン形の圧縮機２０３では、アルミニウム製のロータ２２３と、その軸方向両側に配置された鉄合金製のフロントブロック２２５とリアブロック２２７との間に油膜を形成して互いの接触を防いでいるが、スラスト力２２１を受けてこの油膜が切れると、ロータ２２３とフロントブロック２２５とが金属接触し、摩擦による回転抵抗の増加、磨耗、さらには回転ロックを引き起こす恐れがある。
【０００６】
そこで、この発明は、軸に働くスラスト力をバランスさせて回転抵抗の増加と摩耗とを防止し、正常な機能と耐久性を保つ電動圧縮機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の電動圧縮機は、圧縮機のロータ軸を電動モータの駆動軸を介して駆動すると共に、圧力によって前記ロータ軸と前記駆動軸に互いに対向する軸方向力が掛かるように構成された電動圧縮機であって、前記ロータ軸と前記駆動軸の受圧面積を等しくすると共に、前記ロータ軸と前記駆動軸に掛かる前記軸方向力を等しくし、互いに相殺する受圧力増加手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載された電動圧縮機であって、前記受圧力増加手段が、前記ロータ軸と前記駆動軸のいずれか一方の端部側外周に取り付けられて受圧面積を広くし、受圧力を増加する円筒状の部材であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載された電動圧縮機であって、前記受圧力増加手段が、前記ロータ軸と前記駆動軸のいずれか一方の端部に取り付けられて受圧面積を広くし、受圧力を増加する円柱状の部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の電動圧縮機は、受圧力増加手段を設けることにより、駆動軸とロータ軸にそれぞれ掛かる軸方向力（スラスト力）が等しくなって互いに相殺され、スラスト方向のバランスが保たれる。
【００１１】
従って、例えば、ベーン形の電動圧縮機では、ロータとブロックとの金属接触が防止され、摩擦による回転抵抗の増加と、磨耗と、回転ロックが回避され、機能と耐久性が正常に保たれる。
【００１２】
請求項２の電動圧縮機は、ロータ軸と駆動軸のいずれか一方（小径の軸）の端部に円筒状の部材（スリーブ）を取り付けることによって受圧面積を広くし、受圧力を増加して請求項１の構成と同等の効果を得ている。
【００１３】
また、円筒状部材は材料と加工のコストが安い上に、軸端に装着する作業は容易であるから、上記のような効果が、極めて低コストに得られる。
【００１４】
請求項３の電動圧縮機は、ロータ軸と駆動軸のいずれか一方（小径の軸）の端部に円柱状の部材を取り付けることによって受圧面積を広くし、受圧力を増加して請求項１の構成と同等の効果を得ている。
【００１５】
なお、ベーン形電動圧縮機の場合、この円柱状部材はロータをロータ軸に取り付けた後に装着されるから、円柱状部材の外径をロータの内径より大きくし、受圧面積を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜一実施形態＞
図１と図２を参照しながらベーン形電動圧縮機１（電動圧縮機）を説明する。図１はベーン形電動圧縮機１の縦断面図、図２はロータ軸５と駆動軸９とスリーブ１５とロータ３１を示す縦断面図である。また、図１と図２の右方はベーン形電動圧縮機１の前方である。
【００１７】
ベーン形電動圧縮機１は、圧縮機３のロータ軸５を電動モータ７の駆動軸９を介して駆動すると共に、ロータ軸５と駆動軸９に圧力によって互いに対向する軸方向力が掛かるように構成された電動圧縮機であって、ロータ軸５と駆動軸９にそれぞれ掛かるスラスト力１１，１３（前記軸方向力）を等しくし、互いに相殺する受圧力増加手段が設けられている。
【００１８】
この受圧力増加手段は、ロータ軸５の端部側外周に取り付けられて受圧面積を広くし、受圧力を増加するスリーブ１５（円筒状の部材）である。
【００１９】
次に、ベーン形電動圧縮機１の構造を説明する。
【００２０】
ベーン形電動圧縮機１は、車両用空調装置の冷却システムに用いられており、圧縮機３によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、コンデンサ（凝縮器）で液化し、膨張弁で断熱膨張し、エバポレータ（蒸発器）で熱交換し、冷風を作り出しながら加熱されて気化し、圧縮機３に戻って断熱圧縮される。冷媒には適量の潤滑オイルが含まれている。
【００２１】
ベーン形電動圧縮機１は、フロントハウジング１７とミドルハウジング１９とリヤハウジング２１を有し、各ハウジング１７，１９，２１はボルトで互いに連結されており、フロントハウジング１７には電動モータ７の回転数を制御する駆動回路部２３が収容され、圧縮機３はミドルハウジング１９に収容され、電動モータ７はリヤハウジング２１に収容されている。
【００２２】
圧縮機３は、アルミ合金製のフロントブロック２５とシリンダブロック２７とリアブロック２９、ロータ軸５、ロータ３１、複数枚のベーン３３などから構成されており、各ブロック２５，２７，２９は通しボルトによってミドルハウジング１９に固定されている。ロータ軸５は駆動軸９と一体に形成されており、その左端部はボールベアリング３５によってリヤハウジング２１に支持され、中央部と右端部はリアブロック２９とフロントブロック２５によって支持されている。ロータ３１は、アルミニウム製であり、シリンダブロック２７に形成されたカム面の内側に配置され、ロータ軸５に段差部３７で位置決めされながら焼バメされている。ロータ３１とフロントブロック２５及びリアブロック２９との間には所定の隙間が設けられ、オイルの皮膜が形成されている。また、各ベーン３３はロータ３１の外周に周方向等間隔に設けられたベーン溝３９によって進退自在に支持されている。
【００２３】
電動モータ７の回転子４１は駆動軸９にスプライン連結され、段差部４３で位置決めされており、固定子４５はリヤハウジング２１の内周に固定されている。また、ロータ３１の外周面と各ベーン３３とカム面との間には複数の圧縮室が形成されており、電動モータ７により駆動軸９を介してロータ軸５（ロータ３１）が回転駆動されると、各ベーン３３は遠心力及びベーン溝３９の底部に供給される背圧を受けて頂部をカム面と摺動させながら進退する。各圧縮室の容積はロータ３１の回転とベーン３３の進退に伴って増減し、容積の増減によって冷媒の吸入行程と圧縮行程と吐出行程を繰り返し、吸入行程では冷媒を吸入ポートを介してエバポレータから吸入し、吐出行程では圧縮行程で圧縮された冷媒を吐出ポート４７からコンデンサに吐出する。
【００２４】
ロータ軸５及びスリーブ１５の各右端とフロントブロック２５との間にはフロント側の高圧室４９が形成され、駆動軸９の左端とリヤハウジング２１との間及び駆動軸９の段差部４３と対向する個所にはリア側の高圧室５１，５３がそれぞれ形成されている。フロント側の高圧室４９は各ブロック２５，２７，２９を通して形成されたオイル流路５５から汲み上げられたオイルによって高圧にされており、リア側の高圧室５１，５３は高圧の冷媒によって高圧室４９と等圧に保たれている。
【００２５】
図２のように、ロータ軸５の受圧面積は右端面とスリーブ１５の端面とを合計してＳ１であり、駆動軸９の受圧面積は左端面と段差部４３とを合計してＳ２である。ロータ軸５側の受圧面積Ｓ１はスリーブ１５を装着したことによって広くなり、駆動軸９側の受圧面積Ｓ２と等しくされている。
【００２６】
ロータ軸５には高圧室４９の圧力によって左向きのスラスト力１１が掛かり、駆動軸９には高圧室５１，５３の圧力によって右向きのスラスト力１３が掛かる。これらのスラスト力１１，１３は、各矢印のように、大きさが等しく方向が反対であるから互いに相殺され、その結果、ロータ軸５と駆動軸９は、偏った力が掛かることから解放され、軸方向のバランスが保たれる。従って、ロータ３１とフロントブロック２５及びリアブロック２９との間に設けられた隙間（間隔）は常に所定値に保たれており、隙間を満たすオイルの皮膜によってロータ３１とブロック２５，２９は接触が防止されている。
【００２７】
次に、ベーン形電動圧縮機１の効果を説明する。
【００２８】
ロータ軸５にスリーブ１５を装着したことにより、ロータ軸５と駆動軸９に掛かる反対方向のスラスト力１１，１３が等しくなって互いに相殺され、軸方向のバランスが保たれる。
【００２９】
従って、ロータ３１とブロック２５，２９との金属接触が防止され、摩擦による回転抵抗の増加と、磨耗と、回転ロックが回避され、機能と耐久性が正常に保たれる。
【００３０】
また、スリーブ１５は材料と加工のコストが安い上に、ロータ軸５に装着する作業は容易であるから、極めて低コストに実施できる。
【００３１】
また、ロータ３１は強度上の理由からその内周５７とベーン溝３９との間に所定の肉厚が必要であり、内周５７はそれだけ小径にされているから、ロータ軸５にはロータ３１を組み付けるときに小径の内周５７を通すための小径部５９を軸端に設ける必要がある。しかし、小径部５９を設けると高圧室４９から受けるスラスト力１１が小さくなって上記の軸方向バランスが崩れるから、スリーブ１５を装着してこのバランスを回復させている。
【００３２】
なおスリーブ１５のロータ軸５への装着方法として、圧入によって装着しても良い。
【００３３】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的な範囲内で様々な変更が可能である。
【００３４】
例えば、受圧力増加手段は、円筒状の部材（スリーブ）以外に、円柱状の部材でもよく、また、円筒状部材と円柱状部材いずれにしても、受圧面積を調整するために、圧力を軸方向の一側から受けるようにすれば、フランジ状の部分を設けてもよい。
【００３５】
また、実施形態１は、ロータ軸５と駆動軸９を一体に形成した例を示しているが、これらは別体に形成した後、連結してもよい。
【００３６】
また、本発明の電動圧縮機は、ベーン形圧縮機に限らず、他の形式の圧縮機を用いて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ベーン形電動圧縮機１の縦断面図である。
【図２】ロータ軸５と駆動軸９とスリーブ１５とロータ３１を示す縦断面図である。
【図３】従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ベーン形電動圧縮機（電動圧縮機）
３  圧縮機
５  ロータ軸
７  電動モータ
９  駆動軸
１１，１３  スラスト力（軸方向力）
１５  スリーブ（受圧力増加手段：円筒状の部材）
【図１】
0005017154.tif 000002
【図２】
0005017154.tif 000003
【図３】
0005017154.tif 000004