(57)【要約】【課題】電動機を収容するハウジング部材の吸入室を兼ねるモータ室とインバータ制御装置を収容するハウジング部材のインバータ室とを仕切る仕切り壁に接していないインバータ制御装置の構成部品の冷却を図った電動圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】電動圧縮機１のハウジング６は、電動機３を収容するモータハウジング３１とインバータ制御装置５を収容するインバータハウジング７とが底壁７１で仕切られ、これらのハウジング７、３１は、熱伝導性を有するボルト３４を介して連結される。モータハウジング３１は、底壁側７１に冷媒の流入ポート３５が設けられて、底壁７１を囲い壁の一部とした、吸入室を兼ねるモータ室３９を有し、インバータハウジング７は、モータ室３９を通るボルト３４が挿入された筒状の熱伝導性を有する突出部７３が底壁７１に形成され、突出部７３がインバータ室９内に突出することで、インバータ制御装置５の冷却をしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動機と、前記電動機を制御するインバータ制御装置が、この順序で軸方向に配置されてハウジング内に設けられた電動圧縮機であって、
前記ハウジングは、前記電動機が収容されたモータ室を形成するとともに冷媒を外部冷凍サイクルから吸入するための吸入ポートが設けられたモータハウジングと、前記インバータ制御装置が収容されたインバータ室を形成するインバータハウジングとを含み、
前記モータハウジングは、前記インバータハウジング側の軸方向端部が開放され、
前記インバータハウジングの底壁により前記モータハウジングの前記モータ室と前記インバータハウジングの前記インバータ室とが仕切られており、
前記モータハウジングと前記インバータハウジングとが、前記圧縮機構側から前記モータ室を介して前記インバータハウジングに向けて挿入された結合具により締結されており、
前記インバータハウジングの前記底壁には、前記インバータ室内に突出した突出部が形成されており、前記結合具の先端部がこの突出部の内部に結合していることを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記インバータ制御装置はキャパシタを備え、複数の前記キャパシタが前記インバータ室に突出した前記突出部を取り囲むように円弧状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記インバータ室内に突出した前記突出部の外周面には、複数のフインが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動させる電動機と、電動機を制御するインバータ制御装置とを有する電動圧縮機に用いられ、インバータ制御装置の構成部品の熱を放熱する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示される圧縮機構とモータとが一体化された冷媒圧縮用電動圧縮機は、ハウジング内において、モータを収容したモータ収容空間と、モータの駆動を制御するモータ駆動回路が収容されたモータ駆動回路収容空間とが、仕切壁により仕切られた構成になっている。また、特許文献１に示される冷媒圧縮用電動圧縮機では、圧縮機構に対してモータがモータ駆動回路側になるように配置されており、ハウジングの前記仕切壁よりもモータ側に冷媒ガスの流入ポートが設けられた構成になっている。【０００３】
モータを駆動制御するために高温化したモータ駆動回路の構成部品を冷却する必要があるところ、特許文献１に示される冷媒圧縮用電動圧縮機では、駆動回路を構成する構成部品を、冷媒ガス吸入経路の囲壁となっている仕切壁の電動機前方側面に取り付けているので、駆動回路の構成部品が発した熱が仕切壁を介してモータ収容空間内の低温の冷媒ガスに放出されることから、モータ駆動回路の構成部品は、特に放熱装置を設けなくても冷却することが可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７４１７８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、特許文献１に示されるような、駆動回路の構成部品を冷媒ガス吸入経路の囲壁となる仕切壁の電動機前方側面に取り付けて冷却する方法では、駆動回路の構成部品の仕切壁に直接当接していない基板や基板上のキャパシタ等の構成部品については、冷却が不十分になる恐れがある。【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、電動機を収容するハウジング部材の吸入室を兼ねるモータ室とインバータ制御装置を収容するハウジング部材のインバータ室とを仕切る仕切り壁に直接当接していないインバータ制御装置の構成部品の冷却を図った電動圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の電動圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動機と、前記電動機を制御するインバータ制御装置が、この順序で軸方向に配置されてハウジング内に設けられた電動圧縮機であって、前記ハウジングは、前記電動機が収容されたモータ室を形成するとともに冷媒を外部冷凍サイクルから吸入するための吸入ポートが設けられたモータハウジングと、前記インバータ制御装置が収容されたインバータ室を形成するインバータハウジングとを含み、前記モータハウジングは、前記インバータハウジング側の軸方向端部が開放され、前記インバータハウジングの底壁により前記モータハウジングの前記モータ室と前記インバータハウジングの前記インバータ室とが仕切られており、前記モータハウジングと前記インバータハウジングとが、前記圧縮機構側から前記モータ室を介して前記インバータハウジングに向けて挿入された結合具により締結されており、前記インバータハウジングの前記底壁には、前記インバータ室内に突出した突出部が形成されており、前記結合具の先端部がこの突出部の内部に結合していることを特徴としている。結合具は、例えばボルト等である。圧縮機構は、モータハウジングとは別のハウジング部材に収容されるものであっても、ハウジングに収容されず、圧縮機構自体が電動圧縮機の外形状の一部を成すものであっても良い。インバータ制御装置の構成部品で、突出部による冷却の対象となるものは、例えば基板や基板上に配置されたキャパシタ等である。これらの発熱体から突出部への伝熱は、発熱体から突出部への熱放射を利用するものであっても、インバータ室内の空気等を伝熱媒体とするものであっても、発熱体と突出部とを直接接触させるものであってもよい。【０００８】
これにより、インバータ室内に突出した突出部、ひいては突出部内に挿入されると共に吸入室を兼ねるモータ室内に延材する連結具、更にはモータ室に流入した冷媒ガスに、インバータ制御装置の構成部品から発した熱が伝播されるので、インバータ制御装置の構成部品は仕切り壁（インバータハウジングの底壁）に直接当接していなくても冷却される。
なお、ここで、仕切り壁に当接していないインバータ制御装置の構成部品とは、直接かつ安定的に仕切り壁に当接するよう設けられた構成部品以外のものを意味し、ギャップフィラー等の伝熱剤を介して仕切り壁に近接している構成部品を除外しない。【０００９】
請求項２に記載の電動圧縮機にあっては、前記インバータ制御装置はキャパシタを備え、複数の前記キャパシタが、前記インバータ室に突出した前記突出部を取り囲むように円弧状に配列されていることを特徴としている。【００１０】
このように、発熱量の大きいキャパシタを、突出部を取り囲むように設けることにより、放射によりキャパシタの熱を突出部に伝え、ボルトを介してモータ室の冷媒ガスに逃がすことが出来る。【００１１】
請求項３に記載の電動圧縮機にあっては、前記突出部は、複数のフインを前記筒状の部分の外周側に有することを特徴としている。これにより、インバータ室内の空気から突出部への熱伝播の機能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に述べたように、本発明によれば、インバータ制御装置の構成部品が発した熱が、インバータ室内に突出した突出部、ひいては突出部内に挿入されると共に吸入室を兼ねるモータ室内に延材する連結具、更にはモータ室に流入した冷媒に伝播されるので、仕切り壁（インバータハウジングの底壁）に直接当接していないインバータ制御装置の構成部品についても冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施例１の電動圧縮機の全体構成の概略を示した断面図である。
【図２】前記電動圧縮機のインバータハウジングをインバータ制御装置が配置された側から見た図であって蓋体及び基板を除くとともに基板に設けられたキャパシタの位置を想像線にて示した説明図である。
【図３】インバータ制御装置が収容されたインバータハウジングの突出部にボルトが装着される状態を示す説明図である。
【図４】インバータ制御装置の底壁に接していない構成部品を冷却する仕組みが示された説明図である。
【図５】この発明の実施例２の電動圧縮機の全体構成の概略を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１から図４に、この発明が適用される実施例１の電動圧縮機１が示されている。なお、図１において、図中右側を電動圧縮機１の前方、図中左側を電動圧縮機１の後方としている。【００１６】
実施例１の電動圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクル、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられるスクロール型のもので、冷媒を圧縮する圧縮機構２と、圧縮機構２を駆動する電動機３と、電動機３の動力を圧縮機構２に伝達する駆動軸４と、電動機３を制御するインバータ制御装置５と、ハウジング６とを有する。ハウジング６は、実施例１では、インバータハウジング７と、リアハウジング１３と、これらのハウジング７、１３の間に配置されたモータハウジング３１とを有している。【００１７】
電動圧縮機１の最も前方に位置するインバータハウジング７は、電動圧縮機１の後方側が底壁７１により閉塞され、電動圧縮機１の前方側が開放された有底の筒状形状をなしている。インバータ制御装置５は、基板５１、この基板５１上に配置されたキャパシタ５２、およびスイッチング素子等のその他の構成部品を有して構成され、インバータハウジング７と蓋体８とにより形成されたインバータ室９に収容されている。キャパシタ５２は、基板５１上に複数（例えば４つ）設けられているが、図３においては便宜的に１つのみを図示している。【００１８】
モータハウジング３１は、リアハウジング１３よりも電動圧縮機１の前方（インバータハウジング７側）に配置されている。モータハウジング３１は、インバータハウジング７側が開放された筒状形状をなしており、下記するリアハウジング１３側（圧縮機構２側）から装着されたボルト３４を介してインバータハウジング７と電動圧縮機１の軸方向に連結されている。モータハウジングの内部の空間であるモータ室３９とインバータハウジング７のインバータ室９とは、インバータハウジング７の底壁７１により仕切られている。【００１９】
モータハウジング３１の筒状部位の側面であってインバータハウジング７の底壁７１に近い側には、外部冷凍サイクルから電動圧縮機１内に冷媒ガスを取り込むための流入ポート３５が設けられている。流入ポート３５から流入した冷媒は、モータハウジング３１内の吸入室を兼ねるモータ室３９に流入する。【００２０】
電動機３は、モータハウジング３１のモータ室３９に収容されているもので、ステータ３７と、ステータ３７の内側において下記する駆動軸４と一体に回転するよう固装されたロータ３８とから構成されている。ロータ３８はステータ３７に形成された回転磁力によって回転するようになっている。【００２１】
駆動軸４は、その一端がインバータハウジング７の底壁７１の中央部に形成された凹部７２に保持されたベアリング１１に回転可能に支持されている。駆動軸４の他端は、モータハウジング３１の空間部３２に保持されたベアリング３３に回転可能に支持されている。【００２２】
電動圧縮機１の最も後方に位置するリアハウジング１３は、このリアハウジング１３の電動圧縮機１の後方から装着されたボルト２７を介して、下記するモータハウジング３１と電動圧縮機１の軸方向に連結されている。リアハウジング１３内には吐出室１４、オイル分離器１５及び貯油室１６が設けられ、更に、外周面には吐出室１４から外部冷凍サイクルに冷媒を流出するための流出ポート１７が形成されている。【００２３】
オイル分離器１５は、この実施例１では遠心分離式のものであり、吐出室１４の上方に位置する導入通路１８と連通するオイル分離室１５ａと、オイル分離室１５ａに収容された円筒状のオイル分離パイプ１５ｂとを備えている。オイル分離パイプ１５ｂ内側の空間は、前記流出ポート１７と連通している。【００２４】
圧縮機構２は、実施例１では、前記リアハウジング１３に収容されているもので、固定スクロール１９とこれに対向配置された揺動スクロール２０とを有するスクロール型となっている。【００２５】
固定スクロール１９は、円板状の基板１９ａと、この基板１９ａの外縁に沿って全周に亘って設けられると共に電動圧縮機１の前方に向かって立設された円筒状の外周壁１９ｂと、この外周壁１９ｂの内側において前記基板１９ａから電動圧縮機１の前方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁１９ｃとから構成されている。基板１９ａの略中央には貫通穴である吐出口１９ｄが形成され、基板１９ａの後方端面上に設けられた吐出弁２１を介して、リアハウジング１３の吐出室１４に吐出される。固定スクロール１９は、この実施例１では、Ｏリング２２を介してリアハウジング１３に気密性良く接合されている。【００２６】
揺動スクロール２０は、円板状の基板２０ａと、この基板２０ａから電動圧縮機１の後方に向かって立設された渦巻状の渦巻壁２０ｂとから構成されており、基板２０ａの前方面中央には、嵌合孔２０ｃが形成されている。【００２７】
固定スクロール１９と揺動スクロール２０とは、それぞれの渦巻壁１９ｃ、２０ｂが互いに噛み合わされ、固定スクロール１９の基板１９ａ及び渦巻壁１９ｃと、揺動スクロール２０の基板２０ａ及び渦巻壁２０ｂとによって囲まれた空間には圧縮室２３が構成されている。固定スクロール１９の外周壁１９ｂと揺動スクロール２０の渦巻壁２０ｂの最外周部との間は、冷媒を圧縮室２３に吸入する吸入室２４となっている。吸入室２４は、下記の構成とすることでモータハウジング３１の吸入室を兼ねているモータ室３９と連通している。【００２８】
駆動軸４は、その後方端に、駆動軸４の軸心に対して偏心した位置に偏心軸４ａが設けられており、偏心軸４ａにはブッシュ２５が外嵌されている。揺動スクロール２０の嵌合孔２０ｃには、ラジアルベアリング２６が嵌入され、このラジアルベアリング２６の内側にはブッシュ２５の外周面が嵌入されている。【００２９】
モータハウジング３１と揺動スクロール２０との間には、ピン＆リングカップリング式の自転防止機構３６が設けられている。これにより、駆動軸４の回転運動が揺動スクロール２０の旋回運動に変換され、圧縮室２３の容積が増減するようになっている。【００３０】
上記の構成において、インバータ制御装置５から電動機３に駆動電流が付与されると、電動機３によって駆動軸４が回転し、揺動スクロール２０は偏心軸４ａを介して固定スクロール１９の軸心周りを旋回運動する。これにより、流入ポート３５から流入した冷媒は、吸入室を兼ねるモータ室３９から吸入室２４を介して圧縮室２３に導入される。圧縮室２３で圧縮された冷媒は、固定スクロール１９の吐出口１９ｄから吐出室１４に吐出された後、オイル分離器１５でオイルが分離されて、流出ポート１７から外部冷凍サイクルに送られ、分離されたオイルは貯油室１６に送られる。【００３１】
インバータハウジング７の底壁７１は、ボルト３４の軸線上となる位置にインバータ室９内側に突出した突出部７３を有している。突出部７３を有する底壁７１ひいてはインバータハウジング７全体がアルミ等の熱伝導性を有する素材により形成されている。突出部７３は、ボルト３４の先端部分が挿入可能な孔７４を有する筒状の部位を成し、孔７４のインバータ室内への突出方向側（電動圧縮機の前方）の開口が閉塞部７３ｂにより閉塞されて、孔７４をインバータ室９と非連通としている。突出部７３は、筒状の部位の外周側に電動圧縮機の前方から後方に向けて徐々に広がるリブ７３ａを有している。リブ７３ａは、実施例１では、図２に示されるように、複数形成されていると共に、各リブ７３ａの形状が扇状になっている。【００３２】
図２および図３に示されるように、インバータ室９に突出した突出部７３の近傍には基板５１に取り付けられたキャパシタ５２が近接するように設けられている。図３において、キャパシタ５２は想像線（２点鎖線）で示されており、この例では、４つのキャパシタ５２が、突出部７３のうちの一つを取り囲むように円弧状に配列されている。【００３３】
孔４１は、ボルト３４の先端部が孔４１の底まで到達しないように十分深い深さに設定されている。ボルト３４の材質は、強度と熱伝導性を考慮して例えばクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）を用いることが出来る。【００３４】
これにより、図４の白抜き矢印に示されるように、インバータ室９内に突出した突出部７３内に挿入されたボルト３４は、吸入室を兼ねるモータ室３９を通っているところ、流入ポート３５から吸入室を兼ねるモータ室３９に流入した冷媒ガスが低温であるので、冷媒ガスの温度により冷却される。これに伴い、インバータ制御装置５の基板５１、キャパシタ５２からの熱が突出部７３ひいては突出部７３内に挿入されたボルト３４に伝播され、最終的にはモータ室３９内の冷媒ガスに熱が伝播される。特に、発熱量の大きい複数のキャパシタ５２が、突出部７３を取り囲むように設けられているので、放射によりキャパシタ５２の熱を突出部７３に伝え、ボルト３４を介してモータ室３９の冷媒ガスに逃がすことが出来る。更に、突出部７３がリブ７３ａを有することにより、インバータ室９内の構成部品が発する熱がインバータ室９内の空気を伝わって突出部７３に効率的に伝播される。よって、インバータ制御装置５の基板５１、キャパシタ５２等の構成部品が底壁７１に当接していなくても冷却される。
【実施例２】
【００３５】
図５に、この発明が適用される実施例２の電動圧縮機１が示されている。以下、実施例２の電動圧縮機１について図５を用いて説明する。但し、実施例２のうち実施例１と同様の構成や機能、作用については、実施例１と同じ符号を付することでその説明を省略する。【００３６】
実施例２の電動圧縮機１は、突出部７３の閉塞部７３ｂがインバータ制御装置５の構成部品である基板５１に当接している。これにより、突出部７３ひいては突出部７３に挿入され冷媒ガスで冷却されたボルト３４を用いてインバータ制御装置５の基板５１を直接に冷却することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電動圧縮機
２  圧縮機構
３  電動機
５  インバータ制御装置
６  ハウジング
７  インバータハウジング
７１  底壁
７３  突出部
７３ａ  リブ
７４  孔
９  インバータ室
３１  モータハウジング
３４  ボルト
３５  流入ポート
３９  モータ室（吸入室）
５２  キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2020130009.tif 000009
2020130009.tif 000010
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