特許 6204867 電動圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204867

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】電動圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/06 20060101AFI20170914BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20170914BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20170914BHJP

   F04C 29/04 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/06 Q

   F04B39/00 106Z

   F04C29/00 T

   F04C29/04 H

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-78358(P2014-78358)

(22)【出願日】2014年4月7日

(65)【公開番号】特開2015-200200(P2015-200200A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2016年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001472

【氏名又は名称】特許業務法人かいせい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 博史

(72)【発明者】

【氏名】竹本 剛

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 善則

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８３６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００５７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３２４３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／０６

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を圧縮して吐出する圧縮機構（２０）と、
前記圧縮機構（２０）を駆動する回転駆動力を出力する電動モータ（３０）と、
前記圧縮機構（２０）および前記電動モータ（３０）を収容するハウジング（１０）と、
前記ハウジング（１０）に固定されて前記電動モータ（３０）に電力を供給する電気回路（４０）と、を備える電動圧縮機であって、
前記ハウジング（１０）は、前記電動モータ（３０）が収容されるモータ収容空間（１０ａ）と前記電気回路（４０）が配置される電気回路配置空間（１０ｂ）とを区画する区画部材（１２）を有し、
前記区画部材（１２）の前記電気回路配置空間（１０ｂ）側には、前記電気回路（４０）を構成する構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部が取り付けられる取付面（１２ｂ）が形成されており、
前記取付面（１２ｂ）には、前記電気回路（４０）側に突出する段差部（１２ｃ）が形成され、
前記段差部（１２ｃ）の内部であって前記電気回路配置空間（１０ｂ）側には、前記圧縮機構（２０）に吸入される吸入流体を流入させる第１吸入空間（Ｓ１）が形成されており、
前記段差部（１２ｃ）には、前記電気回路配置空間（１０ｂ）側から前記第１吸入空間（Ｓ１）を閉塞するとともに、前記電気回路（４０）を構成する構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部が接触して配置される第１蓋部材（１４）が取り付けられており、
前記区画部材（１２）には、前記モータ収容空間（１０ａ）内に配置されて前記区画部材（１２）との間に前記吸入流体を流入させる第２吸入空間（Ｓ２）を形成する第２蓋部材（１３ａ）が取り付けられており、
前記第２吸入空間（Ｓ２）は、前記圧縮機構（２０）の吸入口（１３ｄ）側に連通しており、
前記区画部材（１２）の内部には、前記第１吸入空間（Ｓ１）と前記第２吸入空間（Ｓ２）とを連通させる吸入流体連通路（Ｘ）が形成されていることを特徴とする電動圧縮機。

【請求項2】

前記電気回路（４０）を構成する構成部材（Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部は、前記取付面（１２ｂ）に接触するように取り付けら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】

前記第２吸入空間（Ｓ２）は、前記電動モータ（３０）の回転軸に垂直な方向から見たときに、前記取付面（１２ｂ）に接触するように取り付けられた前記電気回路（４０）を構成する構成部材（Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部と重合するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。

【請求項4】

前記ハウジング（１０）の内部には、前記吸入流体を、前記第１吸入空間（Ｓ１）→吸入流体連通路（Ｘ）→前記第２吸入空間（Ｓ２）→前記圧縮機構（２０）の吸入口（１３ｄ）の順に流す流体流路（Ｐ１）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【請求項5】

前記ハウジング（１０）の内部には、前記吸入流体を、前記第１吸入空間（Ｓ１）→吸入流体連通路（Ｘ）→前記第２吸入空間（Ｓ２）→前記圧縮機構（２０）の吸入口（１３ｄ）の順に流す第１流体流路（Ｐ１）、並びに、前記吸入流体を、前記第１流体流路（Ｐ１）に対して前記第２吸入空間（Ｓ２）の少なくとも一部を迂回させて前記吸入口（１３ｄ）へ流す第２流体流路（Ｐ２）が、形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【請求項6】

前記ハウジング（１０）には、外部から前記圧縮機構（２０）へ吸入させる流体を吸入する吸入ポート（１２ａ）が形成されており、
前記第２吸入空間（Ｓ２）の内部には、前記吸入ポート（１２ａ）から前記圧縮機構（２０）の吸入口（１３ｄ）へ向かう流体の流れ方向を変化させるガイド部材（１３ｆ）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【請求項7】

前記圧縮機構は、内部に流体を圧縮する圧縮室（Ｖ）が形成された有底筒状部材（２１）を前記回転軸回りに回転させるシリンダ回転型圧縮機構（２０）であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電動圧縮機。

【請求項8】

前記有底筒状部材（２１）には、前記圧縮室（Ｖ）にて圧縮された高圧流体を吐出する吐出口（２１ｅ）が設けられ、
前記シリンダ回転型圧縮機構（２０）は、前記吐出口（２１ｅ）を開閉する吐出弁（２５ｂ）を有し、
前記吐出弁（２５ｂ）は、前記中心軸の軸方向から見たときに、前記吐出口（２１ｅ）が前記第１吸入空間（Ｓ１）および前記第２吸入空間（Ｓ２）の少なくとも一部と重合する範囲では、前記吐出口（２１ｅ）を閉じることを特徴とする請求項７に記載の電動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気回路を備える電動圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に電動モータに電力を供給するインバータ（電気回路）を備える電動圧縮機が開示されている。より具体的には、この特許文献１の電動圧縮機では、流体を圧縮して吐出する圧縮機構および圧縮機構を駆動する回転駆動力を出力する電動モータを収容するハウジングを備えており、ハウジングの外周側に平坦面状の取付面を形成し、この取付面にインバータを取り付けている。

【0003】

さらに、この種のインバータを構成する電気素子等の構成部材には、作動時に発熱を伴うものがある。そこで、特許文献１の電動圧縮機では、作動時に発熱を伴うインバータの構成部材と、ハウジング内で比較的低温となっている圧縮機構の吸入流体との間の熱交換が可能となるように、インバータの構成部材を取付面に取り付けている。これにより、構成部材の温度上昇を抑制して、インバータの信頼性を向上させようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３７４４５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、インバータは、複数の種類の構成部材によって構成されており、一般的に、これらの複数の種類の構成部材は、それぞれ異なる形状に形成されている。これに対して、特許文献１の電動圧縮機では、取付面が平坦面状に形成されているので、ハウジングにインバータを取り付けた際に、インバータが取付面からハウジングの外側へ突出する突出寸法が、構成部材のうち最も体格の大きいものの寸法によって決定されてしまう。

【0006】

このため、特許文献１の電動圧縮機のように、平坦面状に形成された取付面にインバータの構成部材が取り付けられていると、インバータの構成部材の１つに比較的大きな体格のものを含んでいると、圧縮機全体としての小型化を図りにくくなってしまう。

【0007】

これに対して、取付面に段差部等を設けて凹んだ部分に体格の大きな構成部材を取り付ける手段が考えられるものの、このような段差部等を設けると、吸入流体を流通させる吸入流体通路の複雑化や吸入流体通路の通路断面積の縮小化を招いてしまい、構成部材を充分に冷却できなくなってしまうおそれがある。

【0008】

本発明は、上記点に鑑み、電気回路を備える電動圧縮機において、体格の小型化を図ること、および電気回路の構成部材を充分に冷却することの両立を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、流体を圧縮して吐出する圧縮機構（２０）と、圧縮機構（２０）を駆動する回転駆動力を出力する電動モータ（３０）と、圧縮機構（２０）および電動モータ（３０）を収容するハウジング（１０）と、ハウジング（１０）に固定されて電動モータ（３０）に電力を供給する電気回路（４０）と、を備える電動圧縮機であって、
ハウジング（１０）は、電動モータ（３０）が収容されるモータ収容空間（１０ａ）と電気回路（４０）が配置される電気回路配置空間（１０ｂ）とを区画する区画部材（１２）を有し、
区画部材（１２）の電気回路配置空間（１０ｂ）側には、電気回路（４０）を構成する構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部が取り付けられる取付面（１２ｂ）が形成されており、
取付面（１２ｂ）には、電気回路（４０）側に突出する段差部（１２ｃ）が形成され、
段差部（１２ｃ）の内部の電気回路配置空間（１０ｂ）側には、圧縮機構（２０）に吸入される吸入流体を流入させる第１吸入空間（Ｓ１）が形成されており、
段差部（１２ｃ）には、電気回路配置空間（１０ｂ）側から第１吸入空間（Ｓ１）を閉塞するとともに、電気回路（４０）を構成する構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）の少なくとも一部が接触して配置される第１蓋部材（１４）が取り付けられており、
さらに、区画部材（１２）には、モータ収容空間（１０ａ）内に配置されて区画部材（１２）との間に吸入流体を流入させる第２吸入空間（Ｓ２）を形成する第２蓋部材（１３ａ）が取り付けられており、
第２吸入空間（Ｓ２）は、圧縮機構（２０）の吸入口（１３ｄ）側に連通しており、
区画部材（１２）の内部には、第１吸入空間（Ｓ１）と第２吸入空間（Ｓ２）とを連通させる吸入流体連通路（Ｘ）が形成されている電動圧縮機を特徴とする。

【0010】

これによれば、第１蓋部材（１４）に接触するように配置された電気回路（４０）の構成部材（ＩＧ）と比較的低温になる第１吸入空間（Ｓ１）内の吸入流体とを、第１蓋部材（１４）を介して熱交換させて、第１蓋部材（１４）に接触するように配置された電気回路（４０）の構成部材（ＩＧ）を冷却することができる。

【0011】

ここで、本請求項に記載された「構成部材（ＩＧ、Ｈ、Ｃ）の少なくとも一部」とは、構成部材の少なくとも一部分という意味に限定されるものではなく、電気回路（４０）が複数の構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）によって構成されている際には、複数の構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）のうち少なくとも１つの構成部材（ＩＧ）という意味も含まれる。

【0012】

また、電気回路（４０）が複数の構成部材（ＩＧ、Ｃ、Ｈ）によって構成されている際には、第１蓋部材（１４）に接触するように配置された構成部材以外の残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）を区画部材（１２）に近接配置することができる。

【0013】

この際、区画部材（１２）の取付面（１２ｂ）に段差部（１２ｃ）が形成されているので、電気回路（４０）の構成部材（ＩＧ…Ｈ）のうち比較的体格の小さいものを第１蓋部材（１４）に接触するように配置し、構成部材（ＩＧ…Ｈ）のうち比較的体格の大きいものを区画部材（１２）側に近接配置することで、電気回路（４０）をハウジング（１０）に固定した際に、電気回路（４０）がハウジング（１０）の外側へ突出してしまう寸法の拡大を抑制することができる。

【0014】

さらに、第１蓋部材（１４）に接触するように配置された構成部材以外の残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）については、区画部材（１２）に接触するように配置することで、区画部材（１２）を介して、比較的低温になる第２吸入空間（Ｓ２）内の吸入流体と熱交換させて冷却することができる。

【0015】

もちろん、残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）のうち、作動時に高温とならないものについては、区画部材（１２）に接触させなくてもよい。このような場合には、第２吸入空間（Ｓ２）が形成されているので、比較的高温になるモータ収容空間（１０ａ）の冷媒の熱によって残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）が加熱されてしまうことを抑制できる。

【0016】

さらに、区画部材（１２）と第２蓋部材（１３ａ）との間に形成される第２吸入空間（Ｓ２）の形状は、第２蓋部材（１３ａ）の形状を変更することによって容易に変更することができる。従って、区画部材（１２）と第２蓋部材（１３ａ）との間に形成される空間の形状を、残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）を冷却するため、あるいは残りの構成部材（Ｃ、Ｈ）が加熱されてしまうことを抑制するために適切な形状とすることができる。

【0017】

すなわち、本請求項に記載の発明によれば、電気回路（４０）を備える電動圧縮機において、体格の小型化を図ること、および電気回路（４０）の構成部材（ＩＧ…Ｈ）を充分に冷却することの両立を図ることができる。

【0018】

ここで、本請求項に記載された電気回路配置空間（１０ｂ）は、電気回路（４０）の構成部材（ＩＧ…Ｈ）が配置される空間であれば、密閉された空間に限定されるものではなく、外気に連通する空間であってもよい。つまり、電気回路配置空間（１０ｂ）は、「電気回路（４０）が配置されるハウジング（１０）の外部空間」と定義してもよい。

【0019】

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図4】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図5】第１実施形態の圧縮機の作動状態を説明するための説明図である。

【図6】第２実施形態における図３に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
図１〜図５を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態の電動圧縮機１は、車両用空調装置にて車室内へ送風される送風空気を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用されている。さらに、本実施形態の電動圧縮機１は、この冷凍サイクルにおいて流体である冷媒を圧縮して吐出する機能を果たす。

【0022】

なお、本実施形態の冷凍サイクルでは、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、冷媒には電動圧縮機１内の摺動部を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

【0023】

電動圧縮機１は、図１〜図４に示すように、ハウジング１０、圧縮機構２０、電動モータ３０、インバータ４０等を備えている。なお、図１では、それぞれ図２〜図４の断面指示線Ｉ−Ｉで示す部位を連続的に図示している。

【0024】

圧縮機構２０は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。電動モータ３０は、圧縮機構２０を駆動する回転駆動力を出力するものである。ハウジング１０は、電動圧縮機１の外殻を形成するとともに、その内部に圧縮機構２０および電動モータ３０を収容するものである。インバータ４０は、ハウジング１０の外部に配置されて、電動モータ３０に電力を供給する電気回路である。

【0025】

より詳細には、ハウジング１０は、メインハウジング１１、サブハウジング１２、シャフト形成部材１３等の複数の金属製部材を組み合わせることによって構成されており、内部に略円柱状の空間を形成する密閉容器構造のものである。

【0026】

メインハウジング１１は、有底円筒状（カップ状）に形成されて、内部に圧縮機構２０、電動モータ３０等を収容するモータ収容空間１０ａを形成するものである。メインハウジング１１の筒状側面には、図１に示すように、圧縮機構２０にて昇圧された高圧冷媒をハウジング１０の外部へ吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。この吐出ポート１１ａは、冷凍サイクルにて高圧冷媒を放熱させる凝縮器の冷媒入口側に接続されている。

【0027】

サブハウジング１２は、略円板状（略円柱状）に形成されて、メインハウジング１１の開口部を閉塞するように配置されている。また、サブハウジング１２のうちメインハウジング１１側とは反対側の面の少なくとも一部は、インバータ４０の構成部材が取り付けられる取付面１２ｂを構成している。

【0028】

従って、本実施形態のサブハウジング１２とモータ収容空間１０ａとインバータ４０の構成部材が配置される電気回路配置空間１０ｂとを区画している。なお、電気回路配置空間１０ｂは、サブハウジング１２と後述するカバー４０ａとの間に形成された空間である。この空間は、必ずしも密閉された空間である必要はなく、外気に連通するハウジング１０の外部空間であってもよい。

【0029】

また、図１、図２に示すように、サブハウジング１２の外周側面には、ハウジング１０の外部から低圧冷媒を吸入する吸入ポート１２ａが形成されている。この吸入ポート１２ａは、冷凍サイクルにて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器の冷媒出口側に接続されている。さらに、サブハウジング１２の取付面１２ｂには、インバータ４０側へ突出する筒状の段差部１２ｃが形成されている。

【0030】

サブハウジング１２の内部であって、モータ収容空間１０ａよりも電気回路配置空間１０ｂに近い側に位置付けられる段差部１２ｃの内部には、吸入ポート１２ａから圧縮機構２０へ吸入される低圧冷媒を流入させる第１吸入空間Ｓ１が形成されている。

【0031】

この段差部１２ｃの開口端部は、蓋部材１４によって閉塞されている。蓋部材１４は、平板状の蓋部１４ａ、および蓋部１４ａから第１吸入空間Ｓ１内へ突出するフィン１４ｂを有している。また、蓋部１４ａのうちフィン１４ｂが形成された面の反対側の面は、インバータ４０の構成部材が取り付けられる取付面１４ｃを構成している。

【0032】

シャフト形成部材１３は、図１に示すように、板状の平板部１３ａおよび略円筒状のシャフト部１３ｂを有し、モータ収容空間１０ａ内に配置されている。さらに、シャフト形成部材１３の平板部１３ａは、サブハウジング１２に取り付けられている。平板部１３ａのサブハウジング１２側の面には、図１、図３に示すように、シャフト部１３ｂ側へ凹んだ凹部１３ｃが形成されている。

【0033】

これにより、サブハウジング１２とシャフト形成部材１３の平板部１３ａとの間には、吸入ポート１２ａから圧縮機構２０へ吸入される低圧冷媒（吸入流体）を流入させる第２吸入空間Ｓ２が形成されている。

【0034】

さらに、シャフト形成部材１３のシャフト部１３ｂの内部には、第２吸入空間Ｓ２と圧縮機構２０の吸入口１３ｄ側とを連通させて、第２吸入空間Ｓ２から圧縮機構２０の吸入口１３ｄ側へ低圧冷媒を導く連通路１３ｅが形成されている。サブハウジング１２の内部には、第１吸入空間Ｓ１と第２吸入空間Ｓ２とを連通させる吸入冷媒連通路（吸入流体連通路）Ｘが形成されている。

【0035】

また、サブハウジング１２には段差部１２ｃが形成されているので、図１に示すように、電動モータ３０の回転軸に垂直な方向から見たときに、蓋部材１４の取付面とシャフト形成部材１３の平板部１３ａの取付面が回転軸の軸方向にずれており、段差を有する形状に形成されている。

【0036】

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、サブハウジング１２によって特許請求の範囲に記載された区画部材が構成され、蓋部材１４によって特許請求の範囲に記載された第１蓋部材１４が構成され、シャフト形成部材の平板部１３ａによって特許請求の範囲に記載された第２蓋部材が構成されている。もちろん、区画部材であるサブハウジング１２および第１蓋部材である蓋部材１４を単一の部材として一体的に形成してもよい。

【0037】

また、本実施形態では、サブハウジング１２および蓋部材１４として、伝熱性に優れる金属（具体的には、アルミニウム合金）で形成されたものを採用している。これにより、サブハウジング１２および蓋部材１４の取付面１２ｂ、１４ｃに取り付けられたインバータ４０の構成部材と、第１、第２吸入空間Ｓ１、Ｓ２内の低圧冷媒との間の熱移動が可能となっている。

【0038】

さらに、蓋部材１４のフィン１４ｂは、蓋部材１４の蓋部１４ａの取付面１４ｃに接触するように配置されたインバータ４０の構成部材と第１吸入空間Ｓ１内の低圧冷媒との熱交換を促進させる熱交換促進部材としての機能を果たす。

【0039】

また、本実施形態の吸入ポート１２ａは、吸入空間のうち段差部１２ｃの内部に形成された第１吸入空間Ｓ１に連通している。そして、第１吸入空間Ｓ１は、吸入冷媒連通路Ｘを介して、サブハウジング１２とシャフト形成部材１３との間に形成された第２吸入空間Ｓ２に連通している。

【0040】

従って、本実施形態のハウジング１０の内部には、吸入ポート１２ａからハウジング１０の内部へ流入した低圧冷媒を、第１吸入空間Ｓ１→吸入冷媒連通路Ｘ→第２吸入空間Ｓ２→シャフト部１３ｂ内の連通路１３ｅ→圧縮機構２０の吸入口１３ｄの順に流す流体流路Ｐ１（図２の太実線矢印Ｐ１１→図１の太実線矢印Ｐ１２→図３の太実線矢印Ｐ１３→図１の太実線矢印Ｐ１４の順に冷媒を流す冷媒流路）が形成される。

【0041】

また、平板部１３ａの凹部１３ｃの内部には、第１吸入空間Ｓ１から第２吸入空間Ｓ２内へ流入した低圧冷媒の流れ方向を変化させるガイド部材１３ｆが配置されている。本実施形態では、図３に示すように、このガイド部材１３ｆによって、低圧冷媒をメインハウジング１１の内周側面に沿ってシャフト部１３ｂの軸周りに流すようにしている。

【0042】

このため、本実施形態の第２吸入空間Ｓ２は、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、径方向に拡がって略半円状に形成されて、ハウジング１０の径方向断面積の２分の１程度の面積を占めるように形成されている。

【0043】

次に、電動モータ３０は、固定子としてのステータ３１等を有している。ステータ３１は、磁性材からなるステータコア３１ａ、およびステータコア３１ａに巻き付けられたステータコイル３１ｂによって構成されており、メインハウジング１１の筒状側面の内周面に固定されている。

【0044】

そして、インバータ４０からステータコイル３１ｂに電力が供給されると、ステータコイル３１ｂの内周側に配置されたシリンダロータ２１ａを回転させる回転磁界が発生する。シリンダロータ２１ａは、図４に示すように、複数（本実施形態では、８個）の永久磁石３２を有して構成される金属製の円筒状部材であり、電動モータ３０の回転子としての機能を果たすとともに、圧縮機構２０のシリンダ２１の一部を構成するものである。

【0045】

つまり、本実施形態の圧縮機１では、電動モータ３０の回転子と圧縮機構２０のシリンダ２１の一部（具体的には、筒状部材を構成するシリンダロータ２１ａ）が一体的に構成されている。もちろん、電動モータ３０の回転子と圧縮機構２０のシリンダ２１とを別部材で構成して、圧入等の手段によって一体化させてもよい。

【0046】

次に、圧縮機構２０について説明する。本実施形態の圧縮機構２０は、内部に圧縮室Ｖが形成された有底筒状部材であるシリンダ２１を、ハウジング１０に固定された中心軸であるシャフト部１３ｂ回りに回転させるシリンダ回転型圧縮機構として構成されている。具体的には、圧縮機構２０は、シリンダ２１およびシャフト部１３ｂの他に、インナロータ２２、ベーン２３等を有して構成されている。

【0047】

インナロータ２２は、シリンダ２１の内部に収容されてシリンダ２１の回転軸の軸方向に延びる柱状部材である。ベーン２３は、シリンダ２１の内部に配置されて圧縮室Ｖを区画する仕切り部材である。また、シャフト部１３ｂは、シリンダ２１およびインナロータ２２を回転自在に支持するものである。

【0048】

つまり、本実施形態では、圧縮機構２０の一部（具体的にはシャフト部１３ｂ）が、シャフト形成部材１３（ハウジング１０）に一体的に構成されている。もちろん、シャフト形成部材１３の平板部１３ａとシャフト部１３ｂを別部材で構成して、圧入等の手段によって一体化させてもよい。

【0049】

シリンダ２１は、前述した円筒状部材であるシリンダロータ２１ａ、およびシリンダロータ２１ａの軸方向端部を閉塞する閉塞用部材である第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃによって構成されている。なお、本実施形態では、メインハウジング１１の底面側に配置される閉塞部材を第１サイドプレート２１ｂとし、サブハウジング１２側に配置される閉塞部材を第２サイドプレート２１ｃとする。

【0050】

第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃは、それぞれシリンダ２１の回転軸に略垂直な方向へ広がる円板状部、および円板状部の中心部に配置されて軸方向に突出するボス部を有している。さらに、ボス部には、第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃの表裏を貫通する貫通穴が形成されている。

【0051】

これらの貫通穴には、それぞれ図示しない軸受け機構が配置されており、この軸受け機構がシャフト部１３ｂに挿入されていることによって、シリンダ２１がシャフト部１３ｂに対して回転自在に支持されている。また、シャフト部１３ｂの先端部は、メインハウジング１１の底面に固定されている。従って、シャフト部１３ｂがハウジング１０に対して回転することはない。

【0052】

シャフト部１３ｂは、前述の如く、略円筒状に形成されており、その軸方向の中央部には、シリンダ２１の回転中心Ｃ１に対して偏心した偏心部１３ｇが設けられている。この偏心部１３ｇには、軸受け機構を介して、インナロータ２２が回転自在に支持されている。従って、インナロータ２２の回転中心Ｃ２は、図４に示すように、シリンダ２１の回転中心Ｃ１に対して偏心している。

【0053】

シャフト部１３ｂに形成される圧縮機構２０の吸入口１３ｄは、シャフト部１３ｂの径方向に延びて連通路１３ｅと偏心部１３ｇの外周側とを連通させるように形成されている。さらに、吸入口１３ｄは複数（本実施形態では２つ）形成されている。

【0054】

インナロータ２２は、略円筒状に形成されており、インナロータ２２の軸方向長さは、シャフト部１３ｂの偏心部１３ｇの軸方向長さ、およびシリンダ２１の内部に形成される略円柱状空間の軸方向長さと同等の寸法に形成されている。また、インナロータ２２の外径寸法は、シリンダ２１の内部に形成される円柱状空間の内径寸法よりも小さく形成されている。

【0055】

つまり、インナロータ２２の外径寸法は、シリンダ２１の回転軸の軸方向から見たときに、図４に示すように、インナロータ２２の外周壁面とシリンダ２１の内周壁面（具体的には、シリンダロータ２１ａの内周壁面）が１箇所の接触点Ｃ３で接触するように設定されている。

【0056】

また、インナロータ２２の外周壁面には、軸方向の全域に亘って内周側へ凹んだ溝部２２ａが形成されており、この溝部２２ａにはベーン２３が摺動可能に嵌め込まれている。さらに、インナロータ２２の筒状側面には、内周側と外周側とを連通させるインナロータ側吸入穴２２ｂが形成されている。

【0057】

ベーン２３は、板状部材で形成されており、その軸方向長さは、インナロータ２２の軸方向長さと略同等の寸法に形成されている。さらに、ベーン２３の外周側端部にはヒンジ部２３ａが形成されており、このヒンジ部２３ａは、シリンダロータ２１ａの内周壁面に揺動自在に支持されている。

【0058】

従って、本実施形態の圧縮機構２０では、シリンダ２１の内周壁面、インナロータ２２の外周壁面、およびベーン２３の板面に囲まれた空間によって、圧縮室Ｖが形成される。圧縮室Ｖにて圧縮された高圧冷媒は、それぞれ第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃに形成された第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅからハウジング１０の内部空間へ流出し、メインハウジング１１に形成された吐出ポート１１ａから吐出される。

【0059】

第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅは、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、互いに重合するように配置されている。さらに、第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃには、それぞれ第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅからハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒が、第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅを介して圧縮室Ｖへ逆流してしまうことを抑制するリード弁からなる第１、第２吐出弁２５ａ、２５ｂが配置されている。

【0060】

ここで、本実施形態の圧縮機構２０は、シリンダ回転型圧縮機構として構成されているので、シリンダ２１の回転に伴って、第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅの位置もシャフト部１３ｂ回りに変位する。さらに、シリンダ回転型圧縮機構では、所定の回転角度となった際に、圧縮室Ｖ内の冷媒が高圧化して、第１、第２吐出弁２５ａ、２５ｂが開く。

【0061】

そこで、本実施形態では、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅが、第１吸入空間Ｓ１および第２吸入空間Ｓ２の少なくとも一方と重合する範囲では、第２吐出弁２５ｂが第２吐出口２１ｅを閉じるように、圧縮機構２０を配置している。

【0062】

換言すると、本実施形態の圧縮機構２０は、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、少なくとも第２サイドプレート２１ｃに形成された第２吐出口２１ｅが第１吸入空間Ｓ１および第２吸入空間Ｓ２と重合しない範囲に変位した際に、第２吐出弁２５ｂが第２吐出口２１ｅを開くように配置されている。

【0063】

次に、インバータ４０は、電動モータ３０へ電力を出力する半導体パワー素子（ＩＧＢＴ）ＩＧ、半導体パワー素子ＩＧの作動を制御する制御基板、電気的なノイズを減衰させるためのコンデンサＣ、コイルＨ、電動モータ３０との電気的接続部をなす密封端子（ハーメチックシール端子）ＨＣ等の構成部品を有している。

【0064】

これらの構成部品のうち、半導体パワー素子ＩＧ、コンデンサＣ、コイルＨ等は作動時に電気的損失が発生するため発熱を伴う。そこで、本実施形態では、半導体パワー素子ＩＧ等を蓋部材１４の取付面１４ｃに接触するように取り付け、コンデンサＣ、コイルＨ等をサブハウジング１２の取付面１２ｂに接触するように取り付けている。

【0065】

一方、密封端子ＨＣは、作動時に大きな発熱を伴うものではないので、サブハウジング１２の取付面１２ｂのうち、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、第１吸入空間Ｓ１および第２吸入空間Ｓ２と重合しない範囲に配置している。つまり、前述した第２吐出弁２５ｂは、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、密封端子ＨＣと重合する位置に変位した際に、第２吐出口２１ｅを開くように配置されている。

【0066】

また、ハウジング１０には、図１に示すように、インバータ４０を構成する構成部材を外周側から覆って保護する金属製のカバー４０ａが取り付けられている。前述の如く、カバー４０ａの内部には、電気回路配置空間１０ｂが形成されている。

【0067】

次に、図５を用いて、本実施形態の圧縮機１の作動について説明する。図５では、シリンダ２１の回転に伴う圧縮室Ｖの変化を示しており、図５に図示された圧縮室Ｖは、図４と同等の断面における圧縮室Ｖを模式的に示したものである。

【0068】

また、図５では、圧縮機１の作動態様の明確化のために、シリンダ２１が２回転する間、すなわちシリンダ２１の回転角θが０°から７２０°まで変化する間の圧縮室Ｖの変化を示している。さらに、図５では、シリンダ２１およびインナロータ２２の回転方向を太実線矢印で示している。

【0069】

まず、回転角θが０°になっている際には、接触点Ｃ３とベーン２３のヒンジ部２３ａ側が一致しており、ベーン２３のほぼ全域がインナロータ２２の溝部２２ａに収容された状態となる。さらに、回転角θ＝０°では、インナロータ側吸入穴２２ｂと圧縮室Ｖとの連通が遮断される直前の状態になっており、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が最大容積となっている。

【0070】

そして、回転角θが増加すると、ベーン２３のヒンジ部２３ａが接触点Ｃ３から離れ、ベーン２３とともにインナロータ２２が回転する。その結果、インナロータ側吸入穴２２ｂと点ハッチングで示す圧縮室Ｖとの連通が遮断される。さらに、図５に示すように、回転角θが９０°→１８０°→２７０°と増加するに伴って、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が縮小していく。

【0071】

これにより圧縮室Ｖ内の冷媒圧力が上昇し、圧縮室Ｖ内の冷媒圧力がハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力に応じて決定される第１、第２吐出弁２５ａ、２５ｂの開弁圧を超えると、第１、第２吐出弁２５ａ、２５ｂが開き、圧縮室Ｖ内の冷媒がハウジング１０の内部空間へ流出する。ハウジング１０の内部空間へ流出した高圧冷媒は、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから吐出される。

【0072】

そして、回転角θが３６０°へ達すると圧縮過程となっていた圧縮室Ｖの容積が０となり、回転角θが０°になっている際と同様の状態となる。

【0073】

続いて、回転角θが３６０°から増加するに伴って、インナロータ側吸入穴２２ｂに連通する点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が増加する。さらに、回転角θが４５０°→５４０°→６３０°の順に増加するに伴って、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が徐々に増加する。

【0074】

これにより、ハウジング１０の吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒が、点ハッチングで示す圧縮室Ｖへ吸入され、回転角θが７２０°へ達すると吸入過程となっていた圧縮室Ｖが最大容積となる。

【0075】

なお、図５では、本実施形態の圧縮機１の作動態様を明確に説明するために、回転角θが０°から７２０°まで変化する間の圧縮室Ｖの変化を説明したが、実際には、回転角θが０°から３６０°まで変化する際に説明した冷媒の圧縮過程と、回転角θが３６０°から７２０°まで変化する際に説明した冷媒の吸入過程は、シリンダが１回転する際に同時に行われる。

【0076】

以上の如く、本実施形態の圧縮機１では、冷凍サイクルにおいて、冷媒（流体）を吸入し、圧縮して吐出することができる。

【0077】

さらに、本実施形態の圧縮機１によれば、サブハウジング１２および蓋部材１４を伝熱性に優れる金属で形成することによって、サブハウジング１２および蓋部材１４の取付面１２ｂ、１４ｃに取り付けられたインバータ４０の構成部材ＩＧ、Ｃ、Ｈと、第１、第２吸入空間Ｓ１、Ｓ２内の低圧冷媒との間の熱移動を可能としている。

【0078】

従って、比較的低温となる第１、第２吸入空間Ｓ１、Ｓ２内の低圧冷媒によって、取付面１２ｂ、１４ｃに取り付けられたインバータ４０の構成部材ＩＧ、Ｃ、Ｈを冷却することができる。

【0079】

つまり、蓋部材１４の取付面１４ｃに接触するように配置されたインバータ４０の半導体パワー素子ＩＧ等と比較的低温の第１吸入空間Ｓ１内の吸入流体とを、蓋部材１４を介して熱交換させて、半導体パワー素子ＩＧ等を冷却することができる。さらに、サブハウジング１２の取付面１２ｂに接触するように配置されたインバータ４０のコンデンサＣやコイルＨ等と比較的低温の第２吸入空間Ｓ２内の吸入流体とを、サブハウジング１２を介して熱交換させて、コンデンサＣやコイルＨ等を冷却することができる。

【0080】

この際、サブハウジング１２が、段差を有する形状に形成されているので、構成部材のうち比較的体格の小さい半導体パワー素子ＩＧを蓋部材１４の取付面１４ｃに接触するように配置し、構成部材のうち比較的体格の大きいコンデンサＣ、コイルＨをサブハウジング１２の取付面１２ｂに接触するように配置することで、インバータ４０全体としてハウジング１０の外側へ突出してしまう寸法の拡大を抑制することができる。

【0081】

さらに、サブハウジング１２とシャフト形成部材１３の平板部１３ａとの間に形成される第２吸入空間Ｓ２の形状は、シャフト形成部材１３の平板部１３ａおよび平板部１３ａの凹部１３ｃの形状を変更することによって容易に変更することができる。従って、第２吸入空間Ｓ２の形状を、サブハウジング１２の取付面１２ｂに取り付けられた構成部材Ｃ、Ｈを充分に冷却するために必要な形状とすることができる。

【0082】

具体的には、平板部１３ａの凹部１３ｃの内部にガイド部材１３ｆを配置することによって、吸入ポート１２ａから圧縮機構２０の吸入口１３ｄへ向かう流体の流れ方向を変化させている。これにより、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、第２吸入空間Ｓ２の形状を径方向に拡がる略半円状として、複数のコンデンサＣやコイルＨ等を充分に冷却できるように、第２吸入空間Ｓ２内の低圧冷媒によって冷却可能は範囲を拡大している。

【0083】

すなわち、本実施形態の圧縮機１によれば、電気回路（インバータ４０）を備える電動圧縮機において、体格の小型化を図ること、および電気回路の構成部材ＩＧ、Ｃ、Ｈを充分に冷却することの両立を図ることができる。

【0084】

また、本実施形態の圧縮機１では、吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒を第１吸入空間Ｓ１→吸入冷媒連通路Ｘ→第２吸入空間Ｓ２→圧縮機構２０の吸入口１３ｄの順に流すようにしている。従って、第１吸入空間Ｓ１内の低圧冷媒によって比較的発熱量の多い半導体パワー素子ＩＧを冷却し、第２吸入空間Ｓ２内の半導体パワー素子ＩＧを冷却した後の低圧冷媒によってコンデンサＣやコイルＨを冷却することができる。

【0085】

また、本実施形態の圧縮機１では、圧縮機構２０としてシリンダ回転型圧縮機構を採用しているので、電動モータ３０の内周側に圧縮機構を配置することができ、より一層、圧縮機１全体としての小型化を図ることができる。

【0086】

さらに、シリンダ回転型圧縮機構では、シャフト部１３ｂがハウジング１０に固定されているので、圧縮機構２０のシリンダ２１の通常作動時における回転数を比較的高い回転数（例えば、５０００ｒｐｍ以上）に設定しても、シリンダ２１を安定的に回転させることができる。従って、圧縮室Ｖの最大容積を比較的小さい容積とすることができ、より一層効果的に圧縮機１全体としての小型化を図ることができる。

【0087】

また、本実施形態の圧縮機構２０では、それぞれ第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃに形成された第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅが、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、互いに重合するように配置されている。従って、双方の吐出口２１ｄ、２１ｅから同じタイミングで冷媒を吐出することができる。

【0088】

これにより、ハウジング１０の内部空間内の圧力を均一化させることができ、ハウジング１０の内部空間内の冷媒の圧力分布によって、シリンダ２１が不必要な偏心荷重を受けてしまうことを抑制できる。

【0089】

また、本実施形態の圧縮機１では、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、少なくとも第２サイドプレートに形成された第２吐出口２１ｅが第１吸入空間Ｓ１および第２吸入空間Ｓ２と重合する範囲では、第２吐出弁２５ｂが第２吐出口２１ｅを閉じるように、圧縮機構２０を配置している。

【0090】

従って、第２吐出口２１ｅから吐出された高温高圧冷媒によって、第１、第２吸入空間Ｓ１、Ｓ２内の低圧冷媒が加熱されてしまうことを抑制でき、構成部材ＩＧ、Ｃ、Ｈの効率的な冷却を行うことができる。

【0091】

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図６に示すように、シャフト形成部材１３のガイド部材１３ｆの形状を変更した例を説明する。なお、図６は、第１実施形態の図３に対応する断面図であって、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。また、本実施形態では、説明の明確化のために、第１実施形態で説明した流体流路Ｐ１を第１流体流路Ｐ１と記載する。

【0092】

具体的には、本実施形態では、シャフト形成部材１３のガイド部材１３ｆの形状を変更することによって、第１流体流路Ｐ１に加えて、第１吸入空間Ｓ１→吸入冷媒連通路Ｘ→バイパス通路１３ｈ→シャフト部１３ｂ内の連通路１３ｅ→圧縮機構２０の吸入口１３ｄの順に流す第２流体流路Ｐ２（図２の太実線矢印Ｐ１１→図１の太実線矢印Ｐ１２→図６の太破線矢印Ｐ２３→図１の太実線矢印Ｐ１４の太実線矢印の順に冷媒を流す冷媒流路）が形成される。

【0093】

つまり、第２流体流路Ｐ２は、低圧冷媒を第２吸入空間Ｓ２を迂回させて圧縮機構２０の吸入口１３ｄ側へ流す流体通路である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機１においても第１実施形態と同様の圧縮機１の小型化効果を得ることができる。

【0094】

さらに、本実施形態では、第２流体流路Ｐ２が形成されているので、第２流体流路Ｐ２が形成されていない場合に対して、第２吸入空間Ｓ２内に流入する低圧冷媒流量を減少させることができる。これにより、インバータ４０の構成部材Ｃ、Ｈが不必要に冷却されてしまうことを抑制することができるとともに、圧縮機構２０へ吸入される冷媒の不必要な温度上昇による密度上昇を抑制して、圧縮機１の体積効率を向上させることができる。

【0095】

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

【0096】

（１）上述の実施形態では、本発明に係る電動圧縮機１を車両用空調装置の冷凍サイクル（車両用の冷凍サイクル装置）に適用した例を説明したが、本発明に係る電動圧縮機１の適用はこれに限定されない。つまり、本発明に係る電動圧縮機１は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。

【0097】

（２）上述の実施形態では、サブハウジング１２側の取付面１２ｂおよび蓋部材１４側の取付面１４ｃにインバータ４０の構成部材ＩＧ、Ｃ、Ｈを取り付けた例を説明したが、構成部材は取付面１２ｂ、１３ｃだけでなく、段差部１２ｃの側面に取り付けてもよい。

【0098】

（３）上述の第２実施形態では、吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒を第２吸入空間Ｓ２を迂回させて流す第２流体流路Ｐ２について説明したが、第２流体流路Ｐ２はこれに限定されない。つまり、第２流体流路Ｐ２は、吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒を第１吸入空間Ｓ１を迂回させて流すように形成されていてもよいし、第１吸入空間Ｓ１および第２吸入空間Ｓ２の双方を迂回させて流すように形成されていてもよい。

【0099】

（４）上述の実施形態では、圧縮機構２０としてシリンダ回転型圧縮機構を採用した例を説明したが、圧縮機構２０の構成はこれに限定されない。例えば、圧縮機構２０として、スクロール型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等を採用してもよい。

【0100】

また、シリンダ回転型圧縮機構を採用する場合は、上述の実施形態の圧縮機構２０に対して、ベーン２３の数量、ヒンジ部２３ａの位置を変更したものであってもよい。さらに、ベーンのヒンジ部を廃止するとともにインナロータをシャフトあるいはハウジングに固定し、シリンダをインナロータに対して回転させることによってベーンを変位させて圧縮室の容積を変化させる形式のシリンダ回転型圧縮機構であってもよい。

【0101】

（５）上述の実施形態では、第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃの双方に第１、第２吐出口２１ｄ、２１ｅを設けた例を説明したが、いずれか一方を廃止してもよい。第１サイドプレート２１ｂ側の第１吐出口２１ｄを廃止する場合は、第１実施形態と同様に、シャフト部１３ｂの軸方向から見たときに、第２吐出口２１ｅが、第１、第２吸入空間Ｓ１、Ｓ２と重合する範囲では、第２吐出弁２５ｂが第２吐出口２１ｅを閉じるように、圧縮機構２０を配置すればよい。

【0102】

（６）上述の実施形態では、半導体パワー素子ＩＧのみならず、コンデンサＣ、コイルＨについても作動時に発熱を伴う例を説明したが、コンデンサＣ、コイルＨについては、作動時に大きな発熱を伴わないものもある。さらに、作動時に大きな発熱を伴わないインバータ４０の構成部材については、必ずしもサブハウジング１２の取付面１２ｂに接触するように取り付ける必要はない。

【0103】

このような場合には、第２吸入空間Ｓ２が形成されているので、比較的高温となるモータ収容空間１０ａ内の冷媒の有する熱によって作動時に発熱を伴わないインバータ４０の構成部材が加熱されてしまうことを抑制できる。

【符号の説明】

【0104】

１０ ハウジング
１０ａ モータ収容空間
１０ｂ 電気回路配置空間
１２ サブハウジング
１３ａ シャフト形成部材の平板部
１４ 閉塞部材
２０ 圧縮機構
３０ 電動モータ
４０ インバータ
Ｓ１、Ｓ２ 第１、第２吸入空間
ＩＧ、Ｃ、Ｈ 構成部材（半導体パワー素子、コンデンサー、コイル）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】