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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-17
(54)【発明の名称】電動圧縮機
(51)【国際特許分類】
F04B 39/00 20060101AFI20240709BHJP
F04B 39/06 20060101ALI20240709BHJP
【ＦＩ】
F04B39/00 106Z
F04B39/06 Q
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023580793
(86)(22)【出願日】2022-11-07
(85)【翻訳文提出日】2023-12-28
(86)【国際出願番号】 KR2022017350
(87)【国際公開番号】W WO2023106648
(87)【国際公開日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】10-2021-0174010
(32)【優先日】2021-12-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516011246
【氏名又は名称】ハンオン システムズ
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ナ， スン キュ
(72)【発明者】
【氏名】ソン， ウン ギ
(72)【発明者】
【氏名】イ， テ ホ
(72)【発明者】
【氏名】パク， ボク キ
【テーマコード（参考）】
3H003
【Ｆターム（参考）】
3H003AA05
3H003AB05
3H003AB06
3H003AC03
3H003BE09
3H003CA02
3H003CD01
3H003CF01
(57)【要約】
【課題】インバータの複数の素子を全体的に十分に冷却し、複数の素子間の温度偏差を抑制することにより、焼損、作動停止及びメンテナンスコストの増加を抑制できる電動圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明は電動圧縮機に関し、動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記モータを制御するインバータと、を含み、前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、及び冷媒を前記モータ収容空間に案内する吸入ポートを含み、前記隔壁は、前記モータ収容空間に対向する面から突出したリブを含むことで、インバータの複数の素子を全体的に十分に冷却し、複数の素子間の温度偏差を抑制することにより、焼損、作動停止及びメンテナンスコストの増加を抑制することができる。
【選択図】図４
【解決手段】本発明は電動圧縮機に関し、動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記モータを制御するインバータと、を含み、前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、及び冷媒を前記モータ収容空間に案内する吸入ポートを含み、前記隔壁は、前記モータ収容空間に対向する面から突出したリブを含むことで、インバータの複数の素子を全体的に十分に冷却し、複数の素子間の温度偏差を抑制することにより、焼損、作動停止及びメンテナンスコストの増加を抑制することができる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記モータを制御するインバータと、を含み、
前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、及び冷媒を前記モータ収容空間に案内する吸入ポートを含み、
前記隔壁は、前記モータ収容空間に対向する面から突出したリブを含むことを特徴とする電動圧縮機。
【請求項2】
前記吸入ポートから前記モータ収容空間に流入した冷媒の一部は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って流動し、前記リブは、前記モータ収容空間の半径方向に延びる第１のリブを含む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１のリブは複数で形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され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】
前記隔壁は、前記モータの回転軸を支持するベアリングが挿入されるように前記隔壁の前記モータ収容空間に対向する面から突出した環状のボス部をさらに含み、前記複数の第１のリブは、前記ボス部から延びることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
【請求項5】
前記ハウジングは、前記隔壁の外周部から延びる環状壁をさらに含み、前記複数の第１のリブの一部は、前記ボス部から前記環状壁まで延びることを特徴とする請求項４に記載の電動圧縮機。
【請求項6】
前記複数の第１のリブの少なくとも一部は、異なる長さを有するように形成されることを特徴とする請求項３に記載の電動圧縮機。
【請求項7】
前記吸入ポートは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向側に形成される第１のリブの平均長さが、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成される第１のリブの平均長さよりも長く形成されることを特徴とする請求項６に記載の電動圧縮機。
【請求項8】
前記ハウジングは、前記モータの外周面を支持する環状壁、及び前記環状壁の内周面に凹んで形成され、前記モータの外周面から離隔し、前記圧縮機構側に延びる内部流路をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の電動圧縮機。
【請求項9】
前記内部流路は複数で形成され、前記複数の内部流路は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポートが延びる方向に沿って、前記モータ収容空間の円周方向を基準に前記吸入ポートの出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポートの出口から遠隔の下流内部流路を含むことを特徴とする請求項８に記載の電動圧縮機。
【請求項10】
前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されることを特徴とする請求項９に記載の電動圧縮機。
【請求項11】
前記リブは、前記モータ収容空間の円周方向に延びる第２のリブをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の電動圧縮機。
【請求項12】
前記第２のリブは、前記上流内部流路側から前記下流内部流路側に延びることを特徴とする請求項１１に記載の電動圧縮機。
【請求項13】
前記第２のリブは、前記モータ収容空間の円周方向で前記下流内部流路に近くなるほど曲率半径が減少するように形成されることを特徴とする請求項１２に記載の電動圧縮機。
【請求項14】
前記第２のリブの突出高さは、前記第１のリブの突出高さよりも高く形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電動圧縮機。
【請求項15】
前記第２のリブは複数で形成され、前記複数の第２のリブは、前記モータ収容空間の半径方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１１に記載の電動圧縮機。
【請求項16】
前記複数の第２のリブは、前記モータ収容空間の半径方向に互いに離隔して形成され、前記モータ収容空間の円周方向で前記吸入ポートに隣接する位置における前記複数の第２のリブ間の離隔距離が、前記吸入ポートから遠隔の位置における前記複数の第２のリブ間の離隔距離よりも長く形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電動圧縮機。
【請求項17】
前記複数の第２のリブは、求心側リブ、及び前記求心側リブを基準に前記モータ収容空間の半径方向外側に形成される遠心側リブを含み、前記求心側リブは、前記遠心側リブよりも円周方向の長さが長く形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電動圧縮機。
【請求項18】
前記求心側リブの前縁は、前記遠心側リブの前縁と前記モータ収容空間の半径方向に重なるように形成され、前記求心側リブの後縁は、前記遠心側リブの後縁と前記モータ収容空間の半径方向に重ならないように形成されることを特徴とする請求項１７に記載の電動圧縮機。
【請求項19】
前記インバータは複数の素子を含み、前記複数の素子のうち少なくとも一部は、前記インバータ収容空間で前記隔壁に接触し、前記複数の素子はスイッチング素子であ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20】
動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記モータを制御するインバータと、を含み、
前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、低温の冷媒を前記モータ収容空間に前記モータ収容空間の円周方向に流入させる吸入ポート、前記モータの外周面を支持する環状壁、及び前記環状壁の内周面に凹んで形成され、前記モータの外周面から離隔し、前記圧縮機構側に延びる内部流路を含み、
前記内部流路は複数で形成され、
前記複数の内部流路は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポートが延びる方向に沿って、前記モータ収容空間の円周方向を基準に前記吸入ポートの出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポートの出口から遠隔の下流内部流路を含み、
前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成され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係り、より詳しくは、インバータによって制御されるモータの駆動力で冷媒を圧縮できるようにした電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、圧縮機は冷媒ガスなどの流体を圧縮する装置であり、建物の空調システムや車両用空調システムなどに適用される。
前記圧縮機は、圧縮方式によってピストンの往復運動により冷媒を圧縮する往復式圧縮機と、回転運動しながら圧縮を行う回転式圧縮機とに分類され、前記往復式圧縮機は、動力伝達方式によって、クランクを用いて複数のピストンに動力を伝達するクランク式圧縮機と、斜板が設けられた回転軸に動力を伝達する斜板式圧縮機となどに分類され、前記回転式圧縮機は、回転するロータリー軸とベーンを用いるベーンロータリー式圧縮機と、旋回スクロールと固定スクロールを用いるスクロール式圧縮機とに分類することができる。
また、前記圧縮機は、駆動方式によって、エンジンを用いる機械式圧縮機と、モータを用いる電動式圧縮機（以下、電動圧縮機）とに分類することもできる。
ここで、電動圧縮機には、圧縮容量の調節のためにモータを制御するインバータが適用され、前記インバータの発熱素子を冷却させる構造が適用される。
前記圧縮機は、圧縮方式によってピストンの往復運動により冷媒を圧縮する往復式圧縮機と、回転運動しながら圧縮を行う回転式圧縮機とに分類され、前記往復式圧縮機は、動力伝達方式によって、クランクを用いて複数のピストンに動力を伝達するクランク式圧縮機と、斜板が設けられた回転軸に動力を伝達する斜板式圧縮機となどに分類され、前記回転式圧縮機は、回転するロータリー軸とベーンを用いるベーンロータリー式圧縮機と、旋回スクロールと固定スクロールを用いるスクロール式圧縮機とに分類することができる。
また、前記圧縮機は、駆動方式によって、エンジンを用いる機械式圧縮機と、モータを用いる電動式圧縮機（以下、電動圧縮機）とに分類することもできる。
ここで、電動圧縮機には、圧縮容量の調節のためにモータを制御するインバータが適用され、前記インバータの発熱素子を冷却させる構造が適用される。
【0003】
図１は、従来の電動圧縮機を示す断面図であり、図２は、図１の電動圧縮機でフロントハウジングを一部切開して示す斜視図であり、図３は、図１の電動圧縮機でインバータ素子の温度分布を示す温度分布図である。参考までに、図３では、温度が高くなるほど陰影を濃く示している。
添付の図１から図３に示す通り、従来の電動圧縮機は、動力を発生するモータ６、前記モータ６から動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構４、及び前記モータ６を制御するインバータ８を含み、前記モータ６と前記インバータ８を収容するハウジング２は、前記モータ６が収容されるモータ収容空間Ｓ１と前記インバータ８が収容されるインバータ収容空間Ｓ２とを区画する隔壁２４２、及び冷媒を前記モータ収容空間Ｓ１に案内する吸入ポート２４４２を含み、前記インバータ８は、複数の素子８４を含み、前記複数の素子８４の少なくとも一部は、前記インバータ収容空間Ｓ２で前記隔壁２４２に接触する。
添付の図１から図３に示す通り、従来の電動圧縮機は、動力を発生するモータ６、前記モータ６から動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構４、及び前記モータ６を制御するインバータ８を含み、前記モータ６と前記インバータ８を収容するハウジング２は、前記モータ６が収容されるモータ収容空間Ｓ１と前記インバータ８が収容されるインバータ収容空間Ｓ２とを区画する隔壁２４２、及び冷媒を前記モータ収容空間Ｓ１に案内する吸入ポート２４４２を含み、前記インバータ８は、複数の素子８４を含み、前記複数の素子８４の少なくとも一部は、前記インバータ収容空間Ｓ２で前記隔壁２４２に接触する。
【0004】
一方、前記ハウジング２は、前記モータ６の外周面を支持する環状壁２４４、及び前記環状壁２４４の内周面に凹んで形成され、前記モータ６の外周面から離隔し、前記圧縮機構４側に延びる複数の内部流路２４４４を含む。
このような構成による従来の電動圧縮機は、前記モータ６に電源が印加されると、前記吸入ポート２４４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１に冷媒が流入し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒は、前記複数の内部流路２４４４を介して前記圧縮機構４に流入して圧縮された後に前記ハウジング２の外部に排出される。
このような構成による従来の電動圧縮機は、前記モータ６に電源が印加されると、前記吸入ポート２４４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１に冷媒が流入し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒は、前記複数の内部流路２４４４を介して前記圧縮機構４に流入して圧縮された後に前記ハウジング２の外部に排出される。
【0005】
また、このような過程で、前記モータ６が前記インバータ８によって制御されることにより冷却効率が可変制御され、前記インバータ８の素子８４から発生する熱は、前記隔壁２４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒により放熱される。
しかし、このような従来の電動圧縮機にでは、インバータ８の複数の素子８４が全体的に十分に冷却されず、図３に示すように、複数の素子８４間で温度偏差が発生するため、インバータ８の素子８４の焼損が発生し、電動圧縮機の作動が停止し、これによるメンテナンスコストが増加するという問題があった。
しかし、このような従来の電動圧縮機にでは、インバータ８の複数の素子８４が全体的に十分に冷却されず、図３に示すように、複数の素子８４間で温度偏差が発生するため、インバータ８の素子８４の焼損が発生し、電動圧縮機の作動が停止し、これによるメンテナンスコストが増加するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、インバータの複数の素子を全体的に十分に冷却し、複数の素子間の温度偏差を抑制することにより、焼損、作動停止及びメンテナンスコストの増加を抑制できる電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するために、動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記モータを制御するインバータと、を含み、前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、及び冷媒を前記モータ収容空間に案内する吸入ポートを含み、前記隔壁は、前記モータ収容空間に対向する面から突出したリブを含む電動圧縮機を提供する。
【0008】
前記吸入ポートから前記モータ収容空間に流入した冷媒の一部は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って流動し、前記リブは、前記モータ収容空間の半径方向に延びる第１のリブを含んでもよい。
前記第１のリブは複数で形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列されてもよい。
前記隔壁は、前記モータの回転軸を支持するベアリングが挿入されるように、前記隔壁の前記モータ収容空間に対向する面から突出した環状のボス部をさらに含み、前記複数の第１のリブは、前記ボス部から延びてもよい。
前記第１のリブは複数で形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列されてもよい。
前記隔壁は、前記モータの回転軸を支持するベアリングが挿入されるように、前記隔壁の前記モータ収容空間に対向する面から突出した環状のボス部をさらに含み、前記複数の第１のリブは、前記ボス部から延びてもよい。
【0009】
前記ハウジングは、前記隔壁の外周部から延びる環状壁をさらに含み、前記複数の第１のリブの一部は、前記ボス部から前記環状壁まで延びてもよい。
前記複数の第１のリブの少なくとも一部は、異なる長さを有するように形成されてもよい。
前記吸入ポートは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向側に形成される第１のリブの平均長さが、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成される第１のリブの平均長さよりも長く形成されてもよい。
前記複数の第１のリブの少なくとも一部は、異なる長さを有するように形成されてもよい。
前記吸入ポートは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成され、前記複数の第１のリブは、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向側に形成される第１のリブの平均長さが、前記モータ収容空間の中心を基準に重力方向の反対側に形成される第１のリブの平均長さよりも長く形成されてもよい。
【0010】
前記ハウジングは、前記モータの外周面を支持する環状壁、及び前記環状壁の内周面に凹んで形成され、前記モータの外周面から離隔し、前記圧縮機構側に延びる内部流路をさらに含んでもよい。
前記内部流路は複数で形成され、前記複数の内部流路は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポートが延びる方向に沿って、前記モータ収容空間の円周方向を基準に前記吸入ポートの出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポートの出口から遠隔の下流内部流路を含んでもよい。
前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されてもよい。
前記内部流路は複数で形成され、前記複数の内部流路は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポートが延びる方向に沿って、前記モータ収容空間の円周方向を基準に前記吸入ポートの出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポートの出口から遠隔の下流内部流路を含んでもよい。
前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されてもよい。
【0011】
前記リブは、前記モータ収容空間の円周方向に延びる第２のリブをさらに含んでもよい。
前記第２のリブは、前記上流内部流路側から前記下流内部流路側に延びてもよい。
前記第２のリブは、前記モータ収容空間の円周方向で前記下流内部流路に近くなるほど曲率半径が減少するように形成されてもよい。
前記第２のリブの突出高さは、前記第１のリブの突出高さよりも高く形成されてもよい。
前記第２のリブは複数で形成され、前記複数の第２のリブは、前記モータ収容空間の半径方向に沿って配列されてもよい。
前記第２のリブは、前記上流内部流路側から前記下流内部流路側に延びてもよい。
前記第２のリブは、前記モータ収容空間の円周方向で前記下流内部流路に近くなるほど曲率半径が減少するように形成されてもよい。
前記第２のリブの突出高さは、前記第１のリブの突出高さよりも高く形成されてもよい。
前記第２のリブは複数で形成され、前記複数の第２のリブは、前記モータ収容空間の半径方向に沿って配列されてもよい。
【0012】
前記複数の第２のリブは、前記モータ収容空間の半径方向に互いに離隔して形成され、前記モータ収容空間の円周方向で前記吸入ポートに隣接する位置における前記複数の第２のリブ間の離隔距離が、前記吸入ポートから遠隔の位置における前記複数の第２のリブ間の離隔距離よりも長く形成されてもよい。
前記複数の第２のリブは、求心側リブ、及び前記求心側リブを基準に前記モータ収容空間の半径方向外側に形成される遠心側リブを含み、前記求心側リブは、前記遠心側リブよりも円周方向の長さが長く形成されてもよい。
前記求心側リブの前縁は、前記遠心側リブの前縁と前記モータ収容空間の半径方向に重なるように形成され、前記求心側リブの後縁は、前記遠心側リブの後縁と前記モータ収容空間の半径方向に重ならないように形成されてもよい。
前記複数の第２のリブは、求心側リブ、及び前記求心側リブを基準に前記モータ収容空間の半径方向外側に形成される遠心側リブを含み、前記求心側リブは、前記遠心側リブよりも円周方向の長さが長く形成されてもよい。
前記求心側リブの前縁は、前記遠心側リブの前縁と前記モータ収容空間の半径方向に重なるように形成され、前記求心側リブの後縁は、前記遠心側リブの後縁と前記モータ収容空間の半径方向に重ならないように形成されてもよい。
【0013】
前記インバータは複数の素子を含み、前記複数の素子のうち少なくとも一部は、前記インバータ収容空間で前記隔壁に接触してもよい。
前記複数の素子は、スイッチング素子であってもよい。
前記複数の素子は、スイッチング素子であってもよい。
【0014】
一方、本発明は、動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記モータを制御するインバータと、を含み、前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、低温の冷媒を前記モータ収容空間に前記モータ収容空間の円周方向に流入させる吸入ポート、前記モータの外周面を支持する環状壁、及び前記環状壁の内周面に凹んで形成され、前記モータの外周面から離隔し、前記圧縮機構側に延びる内部流路を含み、前記内部流路は複数で形成され、前記複数の内部流路は、前記モータ収容空間の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポートが延びる方向に沿って、前記モータ収容空間の円周方向を基準に前記吸入ポートの出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポートの出口から遠隔の下流内部流路を含み、前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成される電動圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、電動圧縮機は、動力を発生するモータと、前記モータから動力を受けて冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記モータを制御するインバータと、を含み、前記モータと前記インバータを収容するハウジングは、前記モータが収容されるモータ収容空間と前記インバータが収容されるインバータ収容空間とを区画する隔壁、及び冷媒を前記モータ収容空間に案内する吸入ポートを含み、前記隔壁は、前記モータ収容空間に対向する面から突出したリブを含むことで、インバータの複数の素子を全体的に十分に冷却し、複数の素子間の温度偏差を抑制することにより、焼損、作動停止及びメンテナンスコストの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】従来の電動圧縮機を示す断面図である。
【図4】本発明の電動圧縮機でフロントハウジングを一部切開して示す斜視図である。
【図8】本発明の他の実施形態による電動圧縮機でフロントハウジングを一部切開して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明による電動圧縮機を添付の図面を参照して詳しく説明する。
図４は、本発明の電動圧縮機でフロントハウジングを一部切開して示す斜視図であり、図５は、図４の正面図であり、図６は、図５のフロントハウジングにモータの一部部品が収容された状態を示す正面図であり、図７は、図４の電動圧縮機でインバータ素子の温度分布を示す温度分布図である。参考までに、図７では、温度が高くなるほど陰影を濃く示している。
一方、図４から図７に図示していない構成要素は説明の便宜のため図１に示す。
図４は、本発明の電動圧縮機でフロントハウジングを一部切開して示す斜視図であり、図５は、図４の正面図であり、図６は、図５のフロントハウジングにモータの一部部品が収容された状態を示す正面図であり、図７は、図４の電動圧縮機でインバータ素子の温度分布を示す温度分布図である。参考までに、図７では、温度が高くなるほど陰影を濃く示している。
一方、図４から図７に図示していない構成要素は説明の便宜のため図１に示す。
【0018】
図４から図７及び図１に示す通り、本発明の電動圧縮機は、ハウジング２、前記ハウジング２の内部で冷媒を圧縮する圧縮機構４、前記圧縮機構４に動力を提供するモータ６、及び前記モータ６を制御するインバータ８を含んでもよい。
前記ハウジング２は、センターハウジング２２、前記センターハウジング２２に結合され、前記モータ６が収容されるモータ収容空間Ｓ１を形成するフロントハウジング２４、前記フロントハウジング２４を基準に前記センターハウジング２２の反対側で前記フロントハウジング２４に結合され、前記インバータ８が収容されるインバータ収容空間Ｓ２を形成するインバータカバー２６、及び前記センターハウジング２２を基準に前記フロントハウジング２４の反対側で前記センターハウジング２２に結合され、前記圧縮機構４が収容される圧縮機構収容空間Ｓ３、及び前記圧縮機構４から吐出される冷媒を収容する吐出室Ｄを形成するリアハウジング２８を含んでもよい。
前記ハウジング２は、センターハウジング２２、前記センターハウジング２２に結合され、前記モータ６が収容されるモータ収容空間Ｓ１を形成するフロントハウジング２４、前記フロントハウジング２４を基準に前記センターハウジング２２の反対側で前記フロントハウジング２４に結合され、前記インバータ８が収容されるインバータ収容空間Ｓ２を形成するインバータカバー２６、及び前記センターハウジング２２を基準に前記フロントハウジング２４の反対側で前記センターハウジング２２に結合され、前記圧縮機構４が収容される圧縮機構収容空間Ｓ３、及び前記圧縮機構４から吐出される冷媒を収容する吐出室Ｄを形成するリアハウジング２８を含んでもよい。
【0019】
前記フロントハウジング２４は、前記モータ収容空間Ｓ１と前記インバータ収容空間Ｓ２とを区画する隔壁２４２、及び前記隔壁２４２の外周部から延びて前記モータ６の外周面を支持する環状壁２４４を含んでもよい。
前記隔壁２４２は、前記モータ収容空間Ｓ１に対向する第１の面、及び前記第１の面の背面をなして前記インバータ収容空間Ｓ２に対向する第２の面を含んでもよい。
前記第１の面は、前記第１の面の中心部から前記モータ収容空間Ｓ１側に突出した環状のボス部２４２６を含み、前記ボス部２４２６には、後述する回転軸６６を支持するベアリングが挿入されてもよい。 また、前記第１の面は、前記第１の面から前記モータ収容空間Ｓ１側に突出したリブをさらに含んでもよい。
前記隔壁２４２は、前記モータ収容空間Ｓ１に対向する第１の面、及び前記第１の面の背面をなして前記インバータ収容空間Ｓ２に対向する第２の面を含んでもよい。
前記第１の面は、前記第１の面の中心部から前記モータ収容空間Ｓ１側に突出した環状のボス部２４２６を含み、前記ボス部２４２６には、後述する回転軸６６を支持するベアリングが挿入されてもよい。 また、前記第１の面は、前記第１の面から前記モータ収容空間Ｓ１側に突出したリブをさらに含んでもよい。
【0020】
前記リブは、前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に延びる第１のリブ２４２２を含んでもよい。
前記第１のリブ２４２２は複数で形成され、前記複数の第１のリブ２４２２は、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って配列され、前記複数の第１のリブ２４２２は、前記ボス部２４２６から延びてもよい。
前記複数の第１のリブ２４２２の一部は、前記ボス部２４２６から前記環状壁２４４まで延びてもよい。
また、前記複数の第１のリブ２４２２の少なくとも一部は、異なる長さを有するように形成されてもよい。
前記第１のリブ２４２２は複数で形成され、前記複数の第１のリブ２４２２は、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って配列され、前記複数の第１のリブ２４２２は、前記ボス部２４２６から延びてもよい。
前記複数の第１のリブ２４２２の一部は、前記ボス部２４２６から前記環状壁２４４まで延びてもよい。
また、前記複数の第１のリブ２４２２の少なくとも一部は、異なる長さを有するように形成されてもよい。
【0021】
前記吸入ポート２４４２は、前記モータ収容空間Ｓ１の中心を基準に重力方向の反対側に形成され、前記複数の第１のリブ２４２２は、前記モータ収容空間Ｓ１の中心を基準に重力方向側に形成される第１のリブの平均長さが、前記モータ収容空間Ｓ１の中心を基準に重力方向の反対側に形成される第１のリブの平均長さよりも長く形成されてもよい。
【0022】
前記第２の面は、前記インバータ８の後述する素子８４と接触するように平面で形成されてもよい。
前記環状壁２４４は、低温の冷媒を前記モータ収容空間Ｓ１に案内する吸入ポート２４４２を含んでもよい。
前記吸入ポート２４４２は、前記吸入ポート２４４２から前記モータ収容空間Ｓ１に流入した冷媒の一部が前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って流動するように形成されてもよい。
また、前記環状壁２４４は、前記環状壁２４４の内周面に凹んで形成され、前記モータ６の外周面から離隔し、前記圧縮機構４側に延びる内部流路２４４４をさらに含んでもよい。
前記環状壁２４４は、低温の冷媒を前記モータ収容空間Ｓ１に案内する吸入ポート２４４２を含んでもよい。
前記吸入ポート２４４２は、前記吸入ポート２４４２から前記モータ収容空間Ｓ１に流入した冷媒の一部が前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って流動するように形成されてもよい。
また、前記環状壁２４４は、前記環状壁２４４の内周面に凹んで形成され、前記モータ６の外周面から離隔し、前記圧縮機構４側に延びる内部流路２４４４をさらに含んでもよい。
【0023】
前記内部流路２４４４は複数で形成され、前記複数の内部流路２４４４は、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って配列され、前記吸入ポート２４４２が延びる方向に沿って、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向を基準に前記吸入ポート２４４２の出口に隣接する上流内部流路、及び前記吸入ポート２４４２の出口から遠隔の下流内部流路を含んでもよい。
【0024】
前記下流内部流路の流動断面積は、前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されてもよい。
ここで、前記上流内部流路とは、前記吸入ポート２４４２が延びる方向に沿って、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向を基準に前記吸入ポート２４４２の出口に隣接する内部流路を指し、前記下流内部流路とは、前記吸入ポートの出口から遠隔の内部流路を指してもよい。これによって、非限定的な一例として、前記複数の内部流路２４４４は３つで形成され、すなわち、前記複数の内部流路２４４４は、前記吸入ポート２４４２の出口側に配置される第１の内部流路２４４４ａ、前記第１の内部流路２４４４ａよりも下流側に配置される第２の内部流路２４４４ｂ、及び前記第２の内部流路２４４４ｂよりも下流側に配置される第３の内部流路２４４４ｃを含み、前記第１の内部流路２４４４ａは、前記第２の内部流路２４４４ｂ及び前記第３の内部流路２４４４ｃの上流内部流路になり、前記第２の内部流路２４４４ｂは、前記第１の内部流路２４４４ａの下流内部流路になると共に前記第３の内部流路２４４４ｃの上流内部流路になり、前記第３の内部流路２４４４ｃは、前記第１の内部流路２４４４ａ及び前記第２の内部流路２４４４ｂの下流内部流路になる。また、前記第３の内部流路２４４４ｃの流動断面積は、前記第２の内部流路２４４４ｂの流動断面積よりも大きく形成され、前記第１の内部流路２４４４ａの流動断面積は、前記第２の内部流路２４４４ｂの流動断面積よりも小さく形成されてもよい。
ここで、前記上流内部流路とは、前記吸入ポート２４４２が延びる方向に沿って、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向を基準に前記吸入ポート２４４２の出口に隣接する内部流路を指し、前記下流内部流路とは、前記吸入ポートの出口から遠隔の内部流路を指してもよい。これによって、非限定的な一例として、前記複数の内部流路２４４４は３つで形成され、すなわち、前記複数の内部流路２４４４は、前記吸入ポート２４４２の出口側に配置される第１の内部流路２４４４ａ、前記第１の内部流路２４４４ａよりも下流側に配置される第２の内部流路２４４４ｂ、及び前記第２の内部流路２４４４ｂよりも下流側に配置される第３の内部流路２４４４ｃを含み、前記第１の内部流路２４４４ａは、前記第２の内部流路２４４４ｂ及び前記第３の内部流路２４４４ｃの上流内部流路になり、前記第２の内部流路２４４４ｂは、前記第１の内部流路２４４４ａの下流内部流路になると共に前記第３の内部流路２４４４ｃの上流内部流路になり、前記第３の内部流路２４４４ｃは、前記第１の内部流路２４４４ａ及び前記第２の内部流路２４４４ｂの下流内部流路になる。また、前記第３の内部流路２４４４ｃの流動断面積は、前記第２の内部流路２４４４ｂの流動断面積よりも大きく形成され、前記第１の内部流路２４４４ａの流動断面積は、前記第２の内部流路２４４４ｂの流動断面積よりも小さく形成されてもよい。
【0025】
前記圧縮機構４は、固定設置される固定スクロール４２、及び前記固定スクロール４２に噛合して前記固定スクロール４２と共に圧縮室を形成し、後述する回転軸６６によって旋回運動する旋回スクロール４４を含んでもよい。ここで、本実施形態の場合、前記圧縮機構４は、いわゆるスクロール方式で形成されるが、これに限定されず、往復動方式、ベーンロータリー方式など他の形態で形成されてもよい。
前記モータ６は、前記環状壁２４４に支持される固定子６２、前記固定子６２の内部に位置し、前記固定子６２との相互作用によって回転する回転子６４、及び前記回転子６４と共に回転する回転軸６６を含んでもよい。
前記モータ６は、前記環状壁２４４に支持される固定子６２、前記固定子６２の内部に位置し、前記固定子６２との相互作用によって回転する回転子６４、及び前記回転子６４と共に回転する回転軸６６を含んでもよい。
【0026】
前記インバータ８は、制御に必要な複数の素子８４が実装される基板８２を含んでもよい。
前記複数の素子８４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒと、ＩＧＢＴ）、インテリジェントパワーモジュール（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｕｌｅ、ＩＰＭ）などのスイッチング素子のような発熱素子を含み、前記発熱素子の少なくとも一部は、放熱のために前記隔壁２４２（より正確には第２の面）に接触してもよい。
前記複数の素子８４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒと、ＩＧＢＴ）、インテリジェントパワーモジュール（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｕｌｅ、ＩＰＭ）などのスイッチング素子のような発熱素子を含み、前記発熱素子の少なくとも一部は、放熱のために前記隔壁２４２（より正確には第２の面）に接触してもよい。
【0027】
以下、電動圧縮機の作用効果について説明する。
前記モータ６に電源が印加されると、前記吸入ポート２４４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１に低温低圧の冷媒が流入し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒は、前記複数の内部流路２４４４を介して前記圧縮機構４に流入して高温高圧に圧縮された後、前記吐出室Ｄを経て前記ハウジング２の外部に排出されてもよい。
また、この過程で、前記モータ６が前記インバータ８によって制御されることで、冷却効率が可変制御され、前記複数の素子８４から発生する熱は、前記隔壁２４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒により放熱される。
前記モータ６に電源が印加されると、前記吸入ポート２４４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１に低温低圧の冷媒が流入し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒は、前記複数の内部流路２４４４を介して前記圧縮機構４に流入して高温高圧に圧縮された後、前記吐出室Ｄを経て前記ハウジング２の外部に排出されてもよい。
また、この過程で、前記モータ６が前記インバータ８によって制御されることで、冷却効率が可変制御され、前記複数の素子８４から発生する熱は、前記隔壁２４２を介して前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒により放熱される。
【0028】
電動圧縮機は、前記隔壁２４２の第１の面から突出した前記第１のリブ２４２２を含むことで、前記隔壁２４２と前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒との間の熱交換面積が増加して放熱性能が向上することによって、前記複数の素子８４を全体的に十分に冷却することができる。これによって、前記複数の素子８４の焼損及び前記電動圧縮機の作動停止が防止され、メンテナンスコストを低減することができる。
また、前記第１のリブ２４２２が前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に延びることによって、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒に対する流動抵抗が増加し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒の流動速度を低下することができる。これによって、前記隔壁２４２と前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒との間の熱交換時間が長くなり、前記放熱性能をさらに向上させることができる。
また、前記第１のリブ２４２２が前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に延びることによって、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒に対する流動抵抗が増加し、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒の流動速度を低下することができる。これによって、前記隔壁２４２と前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒との間の熱交換時間が長くなり、前記放熱性能をさらに向上させることができる。
【0029】
また、前記第１のリブ２４２２が複数で形成され、前記複数の第１のリブ２４２２が前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に沿って配列されることによって、前記熱交換面積がさらに増大し、前記流動抵抗がさらに増加するため、前記放熱性能をさらに向上させることができる。
また、前記下部内部流路２４４４の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されることによって、図７に示すように、前記複数の素子８４間の温度偏差を低減することができる。
また、前記下部内部流路２４４４の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されることによって、図７に示すように、前記複数の素子８４間の温度偏差を低減することができる。
【0030】
具体的に、本実施形態とは異なり、前記上流内部流路の流動断面積と前記下流内部流路の流動断面積とが互いに同一に形成される場合、冷媒の移動距離、流動抵抗などによって、前記下流内部流路を通過する冷媒の流量が前記上流内部流路を通過する冷媒の流量よりも減少する。また、このように各流路の流量が不均一であると、前記複数の素子８４間の温度偏差が増大し、前記複数の素子８４の一部が過熱して焼損する。
しかし、本実施形態の場合、前記下流内部流路の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されることによって、前記下流内部流路を通過する冷媒の流量が前記上流内部流路を通過する冷媒の流量と同じレベルになることができる。すなわち、各流路の流量を均一化することができる。これによって、前記複数の素子８４間の温度偏差を低減し、前記複数の素子８４の一部が過熱する現象を抑制することができる。
しかし、本実施形態の場合、前記下流内部流路の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されることによって、前記下流内部流路を通過する冷媒の流量が前記上流内部流路を通過する冷媒の流量と同じレベルになることができる。すなわち、各流路の流量を均一化することができる。これによって、前記複数の素子８４間の温度偏差を低減し、前記複数の素子８４の一部が過熱する現象を抑制することができる。
【0031】
一方、本実施形態の場合、前記第１のリブ２４２２が形成されているが、図８及び図９に示すように、前記隔壁２４２の第１の面から突出する第２のリブ２４２４がさらに形成されることによって、前記隔壁２４２と前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒との間の熱交換面積をさらに増大させることができる。
また、前記第２のリブ２４２４は、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒を前記下流内部流路に案内するように、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に延びることによって、流路ごとの流量均一化をさらに容易に達成することができる。
ここで、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒が前記第１のリブ２４２２による流動抵抗を受けながら、前記第２のリブ２４２４によって前記下流内部流路に案内されるように、また熱交換面積がさらに増大するように、前記第２のリブ２４２４の突出高さは、前記第１のリブ２４２２の突出高さよりも高く形成されてもよい。
また、前記第２のリブ２４２４は、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒を前記下流内部流路に案内するように、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向に延びることによって、流路ごとの流量均一化をさらに容易に達成することができる。
ここで、前記モータ収容空間Ｓ１の冷媒が前記第１のリブ２４２２による流動抵抗を受けながら、前記第２のリブ２４２４によって前記下流内部流路に案内されるように、また熱交換面積がさらに増大するように、前記第２のリブ２４２４の突出高さは、前記第１のリブ２４２２の突出高さよりも高く形成されてもよい。
【0032】
また、前記第２のリブ２４２４は、流路ごとの流量均一化の観点から、前記上流内部流路側から前記下流内部流路側に延び、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向で前記下流内部流路に近くなるほど（図９で反時計回りに進むほど）曲率半径が減少するように形成されることが好ましい場合がある。
また、前記第２のリブ２４２４は複数で形成され、前記複数の第２のリブ２４２４は、前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に沿って配列されることによって、熱交換面積がさらに増大し、流路ごとの流量均一化をさらに容易に達成することができる。
また、前記第２のリブ２４２４は複数で形成され、前記複数の第２のリブ２４２４は、前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に沿って配列されることによって、熱交換面積がさらに増大し、流路ごとの流量均一化をさらに容易に達成することができる。
【0033】
ここで、前記複数の第２のリブ２４２４は、前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に互いに離隔して形成され、前記複数の第２のリブ２４２４間の空間に冷媒が容易に流入するように、前記モータ収容空間Ｓ１の円周方向で前記吸入ポート２４４２に隣接する位置における前記複数の第２のリブ２４２４間の離隔距離が、前記吸入ポート２４４２から遠隔の位置における前記複数の第２のリブ２４２４間の離隔距離よりも大きく形成されることが好ましい場合がある。
【0034】
また、前記複数の第２のリブ２４２４は、流路ごとの流量均一化の観点から、求心側リブ２４２４ａ、及び前記求心側リブ２４２４ａを基準に前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向外側に形成される遠心側リブ２４２４ｂを含み、前記求心側リブ２４２４ａの円周方向の長さが前記遠心側リブ２４２４ｂよりも長く形成されることが好ましい場合がある。
また、前記求心側リブ２４２４ａの前縁２４２４ａａは、前記遠心側リブ２４２４ｂの前縁２４２４ｂａと前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に重なるように形成され、前記求心側リブ２４２４ａの後縁２４２４ａｂは、前記遠心側リブ２４２４ｂの後縁２４２４ｂｂと前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に重ならないように形成されることがさらに好ましい場合がある。
また、前記求心側リブ２４２４ａの前縁２４２４ａａは、前記遠心側リブ２４２４ｂの前縁２４２４ｂａと前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に重なるように形成され、前記求心側リブ２４２４ａの後縁２４２４ａｂは、前記遠心側リブ２４２４ｂの後縁２４２４ｂｂと前記モータ収容空間Ｓ１の半径方向に重ならないように形成されることがさらに好ましい場合がある。
【0035】
ここで、上述の実施形態は、前記第１のリブ２４２２が備えられ、前記下流内部流路の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されるか、又は前記第１のリブ２４２２と前記第２のリブ２４２４の両方が備えられ、前記下流内部流路の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積よりも大きく形成されるが、これらに限定されるものではない。すなわち、例えば、前記第１のリブ２４２２と前記第２のリブ２４２４が備えられ、前記下流内部流路の流動断面積が前記上流内部流路の流動断面積と同じレベルに形成されてもよい。他の例として、前記第２のリブ２４２４が備えられ、前記第１のリブ２４２２が省略されてもよい。ただし、放熱性能の最大化及び流路ごとの流量均一化の観点から、上述の実施形態のように形成されることが好ましい場合がある。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】