JP2000179463A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

密閉型電動圧縮機

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータシャフトの軸方向が水平となるように
電動圧縮機を設置した場合においても、モータ室内での
圧力損失が増大してしまうこと防止しつつ、潤滑油が冷
媒と共に電動圧縮機から吐出してしまうことを防止す
る。 【解決手段】 ロータシャフト１２６の軸芯を通りロー
タシャフト１２６と直交する基準線Ｌを境に、上方側に
位置する第２冷媒通路１３２の通路断面積を、下方側に
位置する第２冷媒通路１３２の通路断面積より大きくす
る。これにより。、潤滑油にて下方側の第２冷媒通路１
３２が閉塞されても、冷媒は上方側の第２冷媒通路１３
２を流通するので、モータ室１２１での冷媒の圧力損失
が増大することを防止しつつ、潤滑油が電動圧縮機から
吐出してしまうことを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機構と電動モ
ータ（以下、モータと略す。）とが一体となった密閉型
電動圧縮機に関するもので、車両用冷凍サイクル及び車
両用空調装置等の圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用空調装置に適用される圧縮
機（開放型圧縮機）では、ベルト及びプーリを介して走
行用のエンジンから駆動力を得て稼働することに加え
て、運転席からの視界を確保するべく、ボンネット高さ
を低く抑える必要があるので、圧縮機のシャフト（圧縮
機の軸方向）がエンジンのクランクシャフトと平行（水
平）となるようにエンジンルームに搭載されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、排気
ガスの低減を図るべく、エンジンと電動モータとを切り
替え運転して走行するハイブリット車両、及び電動モー
タのみで走行する電気自動車の開発が盛んに行われてい
る。そして、発明者等は、上記開発に呼応して、密閉型
電動圧縮機（以下、電動圧縮機と略す。）を有する車両
用空調装置の研究開発を行っていたところ、以下のよう
な問題点を発見した。
【０００４】すなわち、車両用空調装置では、前述のご
とく、ボンネット高さを低く抑えべく、電動圧縮機にお
いても、その軸方向（ロータシャフトの軸方向）がクラ
ンクシャフトと平行（水平）となるように車両（エンジ
ンルーム）に搭載する必要がある。一方、電動圧縮機で
は、圧縮機構から吐出した冷媒は、電動モータが収納さ
れたモータ室内を流通して電動モータ（ロータ及びステ
ータ等）を冷却した後、電動圧縮機から吐出されるが、
冷媒を単純にモータ室内を流通させると、モータ室内で
の圧力損失が大きいので、通常、ハウジングとステータ
との間に冷媒を流通させる冷媒通路を設けている。
【０００５】しかし、ロータシャフトの軸方向が水平と
なるように電動圧縮機を設置すると、電動圧縮機内の摺
動部を潤滑する潤滑油（冷凍機油）がモータ室（ハウジ
ング）の下方側に貯まる（貯油される）ので、下方側に
貯まった潤滑油が下方側に形成された冷媒通路を閉塞し
てしまう。このため、実質的な冷媒通路が縮小してしま
うので、モータ室内での圧力損失が増大してしまうとと
もに、下方側に貯まった潤滑油が冷媒に巻き上げられて
冷媒と共に電動圧縮機から吐出してしまうという問題が
発生した。
【０００６】なお、潤滑油が電動圧縮機から流出してし
まうと、摺動部を潤滑するに必要な油量を確保すること
ができなくなるとともに、凝縮器や蒸発器の熱交換能力
が低下してしまうという問題が発生する。因みに、下方
側に貯まった潤滑油は、一般的に、冷媒と共に圧縮機構
に吸入されて圧縮機構及び電動モータを潤滑した後、冷
媒と潤滑油との密度差により冷媒中から分離されて再び
モータ室の下方側に貯まる。
【０００７】本発明は、上記点に鑑み、ロータシャフト
の軸方向が水平となるように電動圧縮機を設置した場合
においても、モータ室内での圧力損失が増大してしまう
こと防止しつつ、潤滑油が冷媒と共に電動圧縮機から吐
出してしまうことを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に
記載の発明では、ロータシャフト（１２６）の軸芯を通
りロータシャフト（１２６）の長手方向と直交する基準
線（Ｌ）を境に、一方側に位置する流体通路（１３２）
の通路断面積は、他方側に位置する流体通路（１３２）
の通路断面積より大きいことを特徴とする。
【０００９】これにより、基準線（Ｌ）が略水平となる
ように密閉型電動圧縮機を設置すれば、モータ室（１２
１）の下部に貯まった潤滑油の油面を境に、上方側に位
置する流体通路（１３２）の通路断面積が、下方側に位
置する流体通路（１３２）の通路断面積より大きくな
る。したがって、ロータシャフト（１２６）の軸方向が
水平となるように密閉型電動圧縮機を設置して、潤滑油
にて下方側の流体通路（１３２）が閉塞されても、圧縮
機構（Ｃｐ）からモータ室（１２１）内に吐出された流
体は、通路断面積の大きい上方側の流体通路（１３２）
を流通するので、モータ室（１２１）での流体の圧力損
失が増大することを防止できる。
【００１０】また、圧縮機構（Ｃｐ）からモータ室（１
２１）内に吐出された流体の多くは、上方側の流体通路
（１３２）を流通するので、下方側に貯まった潤滑油が
流体に巻き上げられて流体と共に密閉型電動圧縮機から
吐出してしまうことを防止できる。以上に述べたよう
に、本発明によれば、基準線（Ｌ）を境に、一方側に位
置する流体通路（１３２）の通路断面積を、他方側に位
置する流体通路（１３２）の通路断面積より大きくする
といった簡便な手段で、ロータシャフト（１２６）の軸
方向が水平となるように密閉型電動圧縮機を設置した場
合においても、モータ（１２１）室内での圧力損失が増
大してしまうこと防止しつつ、潤滑油が流体と共に密閉
型電動圧縮機から吐出してしまうことを防止できる。
【００１１】請求項２に記載発明では、モータ室（１２
１）内に貯まった潤滑油の油面を境に、上方側に位置す
る流体通路（１３２）の通路断面積は、下方側に位置す
る流体通路（１３２）の通路断面積より大きいことを特
徴とする。これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、ロータシャフト（１２６）の軸方向が水平となるよ
うに密閉型電動圧縮機を設置した場合においても、モー
タ（１２１）室内での圧力損失が増大してしまうこと防
止しつつ、潤滑油が冷媒と共に密閉型電動圧縮機から吐
出してしまうことを防止できる。
【００１２】請求項３に記載の発明では、ロータシャフ
ト（１２６）の軸芯を通りロータシャフト（１２６）の
長手方向と直交する基準線（Ｌ）を境に、一方側のみに
流体通路（１３２）を形成したことを特徴とする。これ
により、請求項１に記載の発明と同様に、ロータシャフ
ト（１２６）の軸方向が水平となるように密閉型電動圧
縮機を設置した場合においても、モータ（１２１）室内
での圧力損失が増大してしまうこと防止しつつ、潤滑油
が冷媒と共に密閉型電動圧縮機から吐出してしまうこと
を防止できる。
【００１３】請求項４に記載の発明では、モータ室（１
２１）内に貯まった潤滑油の油面を境に、上方側のみに
流体通路（１３２）を形成したことを特徴とする。これ
により、請求項１に記載の発明と同様に、ロータシャフ
ト（１２６）の軸方向が水平となるように密閉型電動圧
縮機を設置した場合においても、モータ（１２１）室内
での圧力損失が増大してしまうこと防止しつつ、潤滑油
が冷媒と共に密閉型電動圧縮機から吐出してしまうこと
を防止できる。
【００１４】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る電動圧縮機１００を車両用冷凍サイクル
（車両用空調装置）の電動圧縮機に適用したものであっ
て、図１は冷凍サイクルの模式図である。
【００１６】そして、２００は電動圧縮機１００から吐
出する冷媒（流体）を冷却する放熱器（凝縮器）であ
り、３００は放熱器２００から流出する冷媒を気相冷媒
と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出するとともに、
冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるレシーバ（気液分離
器）である。４００は、レシーバ３００から流出した液
相冷媒を減圧するキャピラリーチューブ（減圧器）であ
り、５００はキャピラリーチューブ４００にて減圧され
た冷媒を蒸発させる蒸発器である。
【００１７】次に、図２に基づいて、電動圧縮機１００
に構造について述べる。１１０は、旋回スクロール（図
示せず）及び固定スクロール（図示せず）等からなるス
クロール型圧縮機構（以下、圧縮機構と略す。）Ｃｐを
収納するとともに固定スクロール（シェル）を兼ねるア
ルミニウム製のコンプレッサハウジングである。そし
て、コンプレッサハウジング１１０には、圧縮機構Ｃｐ
の吸入室１１１と後述するモータ室１２１とを区画する
区画壁（ミドルハウジング）１１２がボルト（図示せ
ず）にて固定されている。
【００１８】１２０は、圧縮機構Ｃｐを駆動するＤＣブ
ラシレスモータ（以下、モータと略す。）Ｍｏを収納す
るモータ室１２１を構成するアルミニウム製のモータハ
ウジングであり、このモータ室１２１は、圧縮機構Ｃｐ
の吐出側と連通している。なお、モータＭｏは、モータ
ハウジング１２０内に焼きばめ固定された略円筒状の固
定子鉄心１２２ａ及び固定子鉄心１２２ａのスロット１
２２ｃ（図３参照）に挿入された巻線１２２ｂからなる
ステータコイル１２２と、このステータコイル１２２内
で回転するマグネットロータ１２３とを有して構成され
ている。
【００１９】また、１２４はステータコイル１２２に電
力を供給する導線であり、１２５は、外部配線（図示せ
ず）と導線１２４とを接続するための端子であり、この
端子１２５は、樹脂にて固定（モールド）されている。
ところで、マグネットロータ１２３を支持するロータシ
ャフト（以下、シャフトと略す。）１２６の長手方向一
端側は、区画壁１１２を貫通して旋回スクロール（圧縮
機構Ｃｐ）に連結されているとともに、ラジアル軸受１
２７によって回転可能に保持され、一方、他端側はラジ
アル軸受１２８によって回転可能に保持されている。そ
して、電動圧縮機１００は、シャフト１２６の長手方向
が水平となるように車両エンジンルームに搭載されてい
る。
【００２０】また、モータハウジング１２０のうちシャ
フトの長手方向他端側に相当する部位には、圧縮機構Ｃ
ｐからモータ室１２１内に流入した冷媒を放熱器２００
に向けて吐出する吐出口１３０が形成され、シャフト１
２６には、その長手方向他端側にて吐出口１３０側に向
けて開口してモータ室１２１と吐出口１３０とを連通さ
せる第１冷媒通路１３１が形成されている。
【００２１】また、ステータコイル１２２（固定子鉄心
１２２ａ）とモータハウジング１２０との間には、図３
に示すように、圧縮機構Ｃｐからモータ室１２１に吐出
された冷媒を吐出口１３０側に導く第２冷媒通路（流体
通路）１３２が設けられており、この第２冷媒通路１３
２は、シャフト１２６の長手方向と略平行に延びて複数
本形成されている。
【００２２】そして、各第２冷媒通路１３２は、シャフ
ト１２６の軸芯０を通りシャフト１２６の長手方向と直
交する基準線Ｌを境に、一方側（図３の上方側）に位置
する第２冷媒通路１３２の通路断面積が、他方側（図３
の下方側）に位置する第２冷媒通路１３２の通路断面積
より大きくなるように設定されている。このため、基準
線Ｌを境に、一方側（図３の上方側）に位置する第２冷
媒通路１３２は、他方側（図３の下方側）に位置する第
２冷媒通路１３２に比べて上方側に位置することとな
る。
【００２３】また、区画壁１１２のうちラジアル軸受１
２７よりモータ室１２１側には、図２に示すように、シ
ャフト１２６と摺動可能に接触するとともに、区画壁１
１２とシャフト１２６との隙間を密閉し、モータ室１２
１内の冷媒が吸入室１１１（圧縮機構Ｃｐの吸入側）に
漏れることを防止する樹脂製のリップシール（軸封装
置）１３３が配設されている。
【００２４】因みに、１３４は、モータ室１２１の下部
に貯まった潤滑油の一部を圧縮機構Ｃｐの吸入側（吸入
室１１１）に戻す主潤滑油路であり、１３５は、主潤滑
油路１３３を流通する潤滑油の一部をラジアル軸受１２
７及びリップシール１３３に導く副潤滑油路であり、１
３６は、主潤滑油路１３４を流通する油量を調節する円
柱状の絞りピン（絞り部材）である。
【００２５】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、基準線Ｌを境に、一方側（図３の上方
側）に位置する第２冷媒通路１３２の通路断面積が、他
方側（図３の下方側）に位置する第２冷媒通路１３２の
通路断面積より大きくなるように設定されているので、
基準線Ｌが略水平となるように電動圧縮機１００を車両
に搭載すれば、モータ室１２１の下部に貯まった潤滑油
の油面を境に、上方側に位置する第２冷媒通路１３２の
通路断面積が、下方側に位置する第２冷媒通路１３２の
通路断面積より大きくなる。
【００２６】したがって、シャフト１２６の軸方向が水
平となるように電動圧縮機１００を車両に搭載して、潤
滑油にて下方側の第２冷媒通路１３２が閉塞されても、
圧縮機構Ｃｐからモータ室１２１内に吐出された冷媒
は、通路断面積の大きい上方側の第２冷媒通路１３２を
流通して吐出口１３０に至るので、モータ室１２１での
冷媒の圧力損失が増大することを防止できる。
【００２７】また、圧縮機構Ｃｐからモータ室１２１内
に吐出された冷媒の多くは、上方側の第２冷媒通路１３
２を流通して吐出口１３０に至るので、下方側に貯まっ
た潤滑油が冷媒に巻き上げられて冷媒と共に電動圧縮機
１００から吐出してしまうことを防止できる。以上に述
べたように、本実施形態によれば、上方側に位置する第
２冷媒通路１３２の通路断面積を、下方側に位置する第
２冷媒通路１３２の通路断面積より大きくするといった
簡便な手段で、シャフト１２６の軸方向が水平となるよ
うに電動圧縮機１００を設置した場合においても、モー
タ１２１室内での圧力損失が増大してしまうこと防止し
つつ、潤滑油が冷媒と共に電動圧縮機から吐出してしま
うことを防止できる。
【００２８】（第２実施形態）第１実施形態では、基準
線Ｌを境に、上方側に位置する第２冷媒通路１３２の通
路断面積が、下方側に位置する第２冷媒通路１３２の通
路断面積より大きくしたが、本実施形態は、図４に示す
ように、基準線Ｌを境に、一方側のみに第２冷媒流体通
路１３２を形成したものである。
【００２９】これにより、基準線Ｌが略水平となるよう
に電動圧縮機１００を車両に搭載すれば、第１実施形態
と同様に、シャフト１２６の軸方向が水平となるように
電動圧縮機１００を設置した場合においても、モータ１
２１室内での圧力損失が増大してしまうこと防止しつ
つ、潤滑油が冷媒と共に電動圧縮機から吐出してしまう
ことを防止できる。
【００３０】（第３実施形態）上述の実施形態では、固
定子鉄心１２２ａの一部を切り欠くことによって第２冷
媒通路１３２を形成したが、本実施形態は、図５、６に
示すように、モータハウジング１２０の一部を切り欠く
（削除）することにより、第２冷媒通路１３２を形成し
てもよい。
【００３１】ところで、上述の実施形態では、圧縮機構
Ｃｐとしてスクロール型圧縮機構を採用したが、本発明
に係る密閉型圧縮機は、これに限定されるものではな
く、ベーン型及びロタスコ（ローリングピストン）型等
のその他の圧縮機構であってもよい。また、上述の実施
形態では、モータＭｏはＤＣブラシレスモータであった
が、本発明はこれに限定されるものではなく、インダク
ションモータ等その他の電動モータであってもよい。
【００３２】また、上述の実施形態では、基準線Ｌが略
水平となるように電動圧縮機１００を車両に搭載した
が、本発明は、前述のごとく、モータ室１２１の下部に
貯まった潤滑油の油面を境に、上方側に位置する第２冷
媒通路１３２の通路断面積が、下方側に位置する第２冷
媒通路１３２の通路断面積より大きくなればよいので、
基準線Ｌが水平線に対して傾いた状態で電動圧縮機１０
０を設置してもよい。
【００３３】さらに、本発明は、シャフト１２６が水平
となるように設置された場合に有効なものであるので、
本発明は車両用に限定されるものではなく、シャフト１
２６が水平となるように設置されるものであれば、据え
置き型冷凍サイクル等その他のものにも適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷凍サイクルの模式図である。
【図２】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態に係る電動圧縮機における、図２
のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第２実施形態に係る電動圧縮機における、図２
のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】第３実施形態に係る電動圧縮機における、図２
のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】第３実施形態に係る電動圧縮機における、図２
のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１２０…モータハウジング、１２２…ステータコイル、
１２２ａ…固定子鉄心、１２２ｂ…巻線、１２２ｃ…ス
ロット、１２３…マグネットロータ、１２６…ロータシ
ャフト、１３２…第２冷媒通路（流体通路）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津曲 祐市 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 入山 健治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB05 AC03 BD05 BD13 BH06 CA01 CA02 CD02 CD05 CF06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｃｐ）
    と、 ステータ（１２２）、及び前記ステータ（１２２）内で
    回転するロータ（１２３）を有し、前記圧縮機構（Ｃ
    ｐ）を駆動する電動モータ（Ｍｏ）と、 前記電動モータ（Ｍｏ）を収納するモータ室（１２１）
    を構成するとともに、前記圧縮機構（Ｃｐ）から吐出す
    る流体が流通する流体通路（１３２）が形成されたハウ
    ジング（１２０）とを備え、 前記流体通路（１３２）は、前記ロータ（１２３）を支
    持するロータシャフト（１２６）の長手方向と略平行に
    延びて形成され、 さらに、前記ロータシャフト（１２６）の軸芯を通り前
    記ロータシャフト（１２６）の長手方向と直交する基準
    線（Ｌ）を境に、一方側に位置する前記流体通路（１３
    ２）の通路断面積は、他方側に位置する前記流体通路
    （１３２）の通路断面積より大きいことを特徴とする密
    閉型電動圧縮機。
  2. 【請求項２】 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｃｐ）
    と、 ステータ（１２２）、及び前記ステータ（１２２）内で
    回転するロータ（１２３）を有し、前記圧縮機構（Ｃ
    ｐ）を駆動する電動モータ（Ｍｏ）と、 前記電動モータ（Ｍｏ）を収納するモータ室（１２１）
    を構成するとともに、前記圧縮機構（Ｃｐ）から吐出す
    る流体が流通する流体通路（１３２）が形成されたハウ
    ジング（１２０）とを備え、 前記流体通路（１３２）は、前記ロータ（１２３）を支
    持するロータシャフト（１２６）の長手方向と略平行に
    延びて形成され、 さらに、前記モータ室（１２１）内に貯まった潤滑油の
    油面を境に、上方側に位置する前記流体通路（１３２）
    の通路断面積は、下方側に位置する前記流体通路（１３
    ２）の通路断面積より大きいことを特徴とする密閉型電
    動圧縮機。
  3. 【請求項３】 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｃｐ）
    と、 ステータ（１２２）、及び前記ステータ（１２２）内で
    回転するロータ（１２３）を有し、前記圧縮機構（Ｃ
    ｐ）を駆動する電動モータ（Ｍｏ）と、 前記電動モータ（Ｍｏ）を収納するモータ室（１２１）
    を構成するとともに、前記圧縮機構（Ｃｐ）から吐出す
    る流体が流通する流体通路（１３２）が形成されたハウ
    ジング（１２０）とを備え、 前記流体通路（１３２）は、前記ロータ（１２３）を支
    持するロータシャフト（１２６）の長手方向と略平行に
    延びて形成され、 さらに、前記ロータシャフト（１２６）の軸芯を通り前
    記ロータシャフト（１２６）の長手方向と直交する基準
    線（Ｌ）を境に、一方側のみに前記流体通路（１３２）
    を形成したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
  4. 【請求項４】 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｃｐ）
    と、 ステータ（１２２）、及び前記ステータ（１２２）内で
    回転するロータ（１２３）を有し、前記圧縮機構（Ｃ
    ｐ）を駆動する電動モータ（Ｍｏ）と、 前記電動モータ（Ｍｏ）を収納するモータ室（１２１）
    を構成するとともに、前記圧縮機構（Ｃｐ）から吐出す
    る流体が流通する流体通路（１３２）が形成されたハウ
    ジング（１２０）とを備え、 前記流体通路（１３２）は、前記ロータ（１２３）を支
    持するロータシャフト（１２６）の長手方向と略平行に
    延びて形成され、 さらに、前記モータ室（１２１）内に貯まった潤滑油の
    油面を境に、上方側のみに前記流体通路（１３２）を形
    成したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１つに記載
    の密閉型電動圧縮機（１００）を有する車両用冷凍サイ
    クルであって、 前記密閉型電動圧縮機（１００）は、前記ロータシャフ
    ト（１２６）の長手方向が水平となるようにして車両に
    搭載されていることを特徴とする車両用冷凍サイクル。
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