電動圧縮機
【課題】外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して導電部の絶縁性を確保することができる電動圧縮機の提供にある。
【解決手段】電動モータ１２と、電動モータ１２の駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構１１と、電動モータ１２および圧縮機構１１を収容する金属製のハウジング１３と、ハウジング１３の内部と連通する冷媒の吸入通路Ｓと、ハウジング１３の内部と連通し、圧縮機構１１から吐出された冷媒を通す吐出通路Ｄと、を備えた電動圧縮機１０において、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄの少なくとも一方に開閉弁を設けた。開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁する。
【解決手段】電動モータ１２と、電動モータ１２の駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構１１と、電動モータ１２および圧縮機構１１を収容する金属製のハウジング１３と、ハウジング１３の内部と連通する冷媒の吸入通路Ｓと、ハウジング１３の内部と連通し、圧縮機構１１から吐出された冷媒を通す吐出通路Ｄと、を備えた電動圧縮機１０において、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄの少なくとも一方に開閉弁を設けた。開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動圧縮機に関し、特に、ハウジング内に収容された電動モータと、電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構を備えた電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動圧縮機では、金属製のハウジング内に、電動モータおよび電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構が収容されている。
この種の電動圧縮機は外部冷媒回路と接続されており、圧縮運転時においてハウジング内および圧縮機構に冷媒が通過する。
ところが、電動圧縮機が停止した状態では冷媒が冷却されて、ハウジング内に液化した冷媒（以下「液冷媒」と表記する）が貯留する場合がある。
ハウジング内に貯留される液冷媒には潤滑油も含まれており、特定の種類の潤滑油は液冷媒との混合により液冷媒の電気抵抗率を低下させる性質を持つ。
ハウジング内の電動モータおよび電動モータの周辺には、配線の端子等、液冷媒に晒されるおそれのある導電部が存在する場合がある。
このような導電部がハウジング内に貯留された液冷媒に浸漬されると、導電部とハウジングとの間の絶縁性が低下するおそれがある。
【０００３】
そこで、従来では、導電部とハウジングとの絶縁性を向上する技術として、例えば、特許文献１に開示された電動圧縮機が提案されている。
特許文献１に開示された電動圧縮機には、電動モータの固定子に三相の導電性巻線によるコイルが形成されており、各相の導電性巻線の終端側をコイルから引き出し、引き出した結束用引出部の先端部を束ねて結束部を形成している。
結束部の先端に各導電性巻線の芯線同士を接続して結線接続部が形成され、結線接続部は中性点を形成している。
さらに、結束部を絶縁性チューブに挿入して、結束部において結線接続部とハウジングとの絶縁最短距離を長くした余長部が形成されている。
特許文献１に開示された電動圧縮機によれば、ハウジング内に貯留された液冷媒が結線接続部を浸漬しても、結線接続部とハウジングとの絶縁最短距離を長くすることにより、結線接続部とハウジングとの絶縁抵抗を高めるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６４２７９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に開示された電動圧縮機は、液冷媒に浸漬された結線接続部とハウジングとの絶縁抵抗を高めることができるものの、余長部を形成するためのスペースがハウジング内に必要となる。このため、余長部を形成することによって電動圧縮機の体格が増大し、例えば、電動圧縮機の車両等への搭載性が悪化する。このように、電動圧縮機の体格の制約を受ける条件下では、液冷媒への対策として余長部を電動圧縮機に形成することができない場合がある。
ところで、圧縮運転停止時に、ハウジング内に貯留される液冷媒としては、ハウジング内で冷却されて生じた液冷媒の他に、外部冷媒回路内にて冷却されて生じた液冷媒がハウジング内に浸入して貯留されるものがある。
外部冷媒回路内にて冷却されて生じた液冷媒がハウジング内に浸入すると、多量の液冷媒がハウジング内に貯留されることになる。
特に、余長部を形成することができない電動圧縮機の場合、導電部が液冷媒に浸漬されやすくなり、導電部とハウジングとの絶縁性が悪化するという問題がある。
また、ハウジング内に多量の液冷媒が貯留される状態のままで電動圧縮機を起動すると、起動当初に液圧縮を生じる。
液圧縮の発生は、通常の起動時のトルクと比較して大きなトルクを必要とする等、電動圧縮機に対する負荷が大きくなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して導電部の絶縁性を確保することができる電動圧縮機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータと、前記電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、前記電動モータおよび前記圧縮機構を収容する金属製のハウジングと、前記ハウジングの内部と連通する冷媒の吸入通路と、前記ハウジングの内部と連通し、前記圧縮機構から吐出された冷媒を通す吐出通路と、を備えた電動圧縮機において、前記吸入通路および前記吐出通路の少なくとも一方に開閉弁を設け、前記開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電動圧縮機の圧縮運転時においては、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けた開閉弁が開弁している。
このため、冷媒は吸入通路からハウジングの内部を通って圧縮機構へ達し、圧縮機構において圧縮された冷媒が圧縮機構から吐出通路を通じて外部冷媒回路へ達する。
電動圧縮機の運転停止時においては、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けた開閉弁が閉弁している。
このため、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方からの液冷媒のハウジングの内部への浸入は妨げられる。
その結果、電動圧縮機の運転停止時において、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部の絶縁性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記吸入通路および前記吐出通路のうち、前記電動モータに近い通路に前記開閉弁を設ける構成としてもよい。
【００１０】
この場合、圧縮運転停止時に開閉弁が閉弁されると、電動モータに近い通路からの液冷媒のハウジングの内部への浸入が妨げられることから、ハウジングの内部の電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部が液冷媒に浸漬され難くなる。
【００１１】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記開閉弁は前記吸入通路に設けられる構成としてもよい。
【００１２】
この場合、吸入通路に開閉弁が設けられることで、圧縮運転停止時に開閉弁が閉弁されると、吸入通路からの液冷媒のハウジング内への浸入を抑制することができる。
電動モータが収容されているハウジングの内部と吸入通路が連通している電動圧縮機の場合、電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部の液冷媒による浸漬がより抑制される。
【００１３】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記開閉弁は、前記吸入通路および前記吐出通路のそれぞれに設けられる構成としてもよい。
【００１４】
この場合、開閉弁が吸入通路および吐出通路のそれぞれに設けられるから、運転停止時にそれぞれの開閉弁が閉弁されると、吸入通路および吐出通路からの液冷媒のハウジング内への浸入を確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記吸入通路は、前記ハウジングの前記電動モータが収容されている側と連通し、前記吐出通路は、前記ハウジングの前記圧縮機構が収容されている側と連通する構成としてもよい。
このような構成の電動圧縮機は、本発明の適用対象として特に好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して導電部の絶縁性を確保することができる電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る電動圧縮機の吸入側開閉弁の縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る電動圧縮機の吐出側開閉弁の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る電動圧縮機１０について図面を参照して説明する。
この実施形態に係る電動圧縮機１０は、走行用の電動モータと内燃機関を走行駆動源とするハイブリッド車に搭載される車載用の電動圧縮機であり、具体的にはスクロール型の電動圧縮機である。
電動圧縮機１０は、車両用空調装置における冷媒回路の一部を構成している。
車両用空調装置は、電動圧縮機１０のほか、図示はしないが、凝縮器としてのコンデンサと、レシーバと、膨張弁及びエバポレータを備えたクーリングユニットと、これらの機器を接続する配管を備えている。
【００１９】
電動圧縮機１０は、図１に示すように、流体としての冷媒を圧縮する圧縮機構１１と、圧縮機構１１を駆動する圧縮機用の電動モータ１２が一体化された圧縮機である。
電動圧縮機１０のハウジング１３は金属製のハウジングであり、本実施形態ではアルミ系金属材料により形成されている。
ハウジング１３は、第１ハウジング体１４と、第２ハウジング体１５を有している。
第１ハウジング体１４の端面と第２ハウジング体１５の端面は接合され、第１ハウジング体１４および第２ハウジング体１５はボルト１６により一体的に固定されている。
因みに、この実施形態の電動圧縮機１０は、エンジンルーム内において横置き状態にて設置される。
【００２０】
電動圧縮機１０の第１ハウジング体１４の内部には、圧縮機構１１と、圧縮機用の電動モータ１２が収容されている。
第１ハウジング体１４の電動モータ１２側の上部には吸入口１７が形成されている。
吸入口１７は外部冷媒回路の配管１８と接続されており、配管１８は第１ハウジング体１４の内部と連通する吸入通路Ｓを形成する。
電動圧縮機１０の圧縮運転時には、配管１８を流れる低圧の冷媒は吸入口１７を通過し、第１ハウジング体１４の内部に送入される。
吸入通路Ｓを形成する配管１８は、ハウジング１３の電動モータ１２が収容されている側と連通し、後述する吐出通路Ｄを形成する配管２４よりも電動モータ１２に近い通路に相当する。
【００２１】
第２ハウジング体１５の内部には圧縮機構１１と連通する吐出室１９が形成されている。
第２ハウジング体１５の上部には吐出口２０が形成されており、吐出口２０は外部冷媒回路と連通する。
第２ハウジング体１５には、吐出室１９と吐出口２０との間を連通する連通路２１が形成されており、連通路２１にはオイルセパレータ２２が設置されている。
オイルセパレータ２２は、圧縮機構１１から吐出された冷媒に含まれるミスト状のオイルを冷媒から分離する。
オイルセパレータ２２の下方となる連通路２１の底部には、オイル戻し通路２３が形成されており、オイル戻し通路２３は分離されたオイルを圧縮機構１１へ戻す通路である。
吐出口２０は外部冷媒回路の配管２４と接続されており、配管２４は吐出圧の冷媒を通す吐出通路Ｄを形成する。
吐出通路Ｄを形成する配管２４は、ハウジング１３の圧縮機構１１が収容されている側と連通している。
電動圧縮機１０の圧縮運転時には、圧縮機構１１から吐出室１９に吐出された高圧の冷媒は連通路２１を経て吐出口２０へ達し、配管２４を通じて外部冷媒回路へ送出される。
【００２２】
圧縮機構１１は、第１ハウジング体１４内に固定された固定スクロール２５と、固定スクロール２５に対して旋回する可動スクロール２６を備えている。
固定スクロール２５と可動スクロール２６との間には圧縮室２７が形成されている。
【００２３】
第１ハウジング体１４内における電動モータ１２と固定スクロール２５との間には、軸支部材２８が設けられている。
軸支部材２８は、圧縮機構１１の一部を構成し、電動モータ１２が備える回転軸２９の一方の端部を軸支する軸受３０を備えている。
回転軸２９の他方の端部は、軸受３１を介して第１ハウジング体１４に軸支されている。
軸支部材２８には圧縮室２７と連通する吸入ポート３２が形成されており、吸入口１７から第１ハウジング体１４内に取り込まれた冷媒は、吸入ポート３２を通じて圧縮室２７へ導入される。
第１ハウジング体１４の内部空間のうち、吸入ポート３２と連通する空間部は吸入圧雰囲気となる吸入圧空間である。
【００２４】
可動スクロール２６は、電動モータ１２の回転軸２９に設けられた偏心軸３３に軸受３４を介して設けられている。
回転軸２９の回転により可動スクロール２６が旋回し、可動スクロール２６の旋回により圧縮室２７の容積が増減される。
圧縮室２７の容積増大により冷媒が吸入ポート３２を通じて圧縮室２７へ導入され、圧縮室２７の容積減少により圧縮室２７の冷媒は圧縮される。
固定スクロール２５の中心に吐出室１９と連通する吐出ポート３５が形成されており、吐出ポート３５を開閉する吐出弁３６が備えられている。
圧縮された冷媒は、吐出ポート３５を通じて吐出室１９へ吐出される。
第２ハウジング体１５の内部空間（吐出室１９および連通路２１）は、吐出圧雰囲気となる吐出圧空間である。
【００２５】
圧縮機用の電動モータ１２は、三相交流電力により駆動されるモータである。
電動モータ１２は、第１ハウジング体１４の内壁に固定されたステータ３７と、ステータ３７内に挿入され、回転軸２９に固定されたロータ３８を備えている。
ロータ３８は、回転軸２９の軸芯方向に設けた複数の挿入孔を備えたロータコア３９と、ロータコア３９の磁石挿入孔（図示せず）に挿入された永久磁石（図示せず）を有している。
ステータ３７はステータコア４０とステータコア４０に巻線されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイル４１を有する。
各相のコイル４１を形成する巻線の一方の端部は電力の供給を受けるリード線４７としてコイル４１から引き出されている。
また、各相のコイル４１を形成する巻線の他方の端部は互いに結線されることにより中性点４８を形成している。
本実施形態の中性点４８はコイル４１における圧縮機構１１側の上部に位置しており、各相の巻線における他方の端部が互いに接触することにより導電部を形成する。
【００２６】
電動モータ１２は、第１ハウジング体１４の外壁に設けられた電動モータ制御部４２の制御を受けて駆動される。
電動モータ制御部４２は、第１ハウジング体１４の外壁に接合された制御部ケース４３を備えている。
制御部ケース４３は、インバータ４４を保護するケースであり、第１ハウジング体１４と同じアルミ系金属材料により形成されている。
第１ハウジング体１４と制御部ケース４３とにより形成された密閉空間には、インバータ４４とインバータ４４と電気的に接続された気密端子４５が設置されている。
インバータ４４は、外部から電動圧縮機１０の駆動に必要な電力の供給を受け、供給される直流電力を交流電力に変換する。
インバータ４４は、第１ハウジング体１４の外壁に固定されており、インバータ４４と第１ハウジング体１４との絶縁状態が保たれている。
【００２７】
気密端子４５はインバータ４４側のコネクタを介してインバータ４４と電気的に接続されている。
第１ハウジング体１４の内部にはクラスタブロック４６が設けられ、気密端子４５はクラスタブロック４６を介して各相のコイル４１から引き出されているリード線４７と電気的に接続されている。
クラスタブロック４６は樹脂等の絶縁材料から成る四角形状の箱体で形成されている。
クラスタブロック４６の上面には、気密端子４５の各端子ピン（図示せず）が挿入される端子挿入孔（図示せず）が穿設されている。
なお、気密端子４５の端子ピンと、クラスタブロック４６の端子挿入孔に設けたピン接点は導電部を形成している。
このように、電動モータ１２とインバータ４４は電気的に接続されており、インバータ４４から気密端子４５を介して電動モータ１２のコイル４１に通電されると、ロータ３８が回転され、回転軸２９と連結された圧縮機構１１が作動される。
【００２８】
ところで、本実施形態の電動圧縮機１０は、吸入口１７に接続された配管１８に設置された吸入側開閉弁５１および吐出口２０に接続された配管２４に設置された吐出側開閉弁５２を備えている。
吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は開閉弁に相当する。
【００２９】
まず、吸入側開閉弁５１について説明すると、図２に示すように、吸入側開閉弁５１は、配管１８の吸入通路Ｓに設置された弁ハウジング５３を備えている。
弁ハウジング５３は、弁ハウジング５３の内部に形成された弁体収容室５４と、弁体収容室５４と吸入通路Ｓの外部冷媒回路側と連通する弁口５５と、弁体収容室５４と吸入通路Ｓの吸入口１７側と連通する開口５６を有している。
弁体収容室５４には弁体５７および付勢部材としてのコイルばね５８が収容されている。
【００３０】
弁体５７は、弁体収容室５４において往復移動であり、コイルばね５８の付勢力を受けて弁口５５を塞ぎ、吸入通路Ｓの外部冷媒回路側の圧力が上昇したとき、あるいは吸入通路Ｓの吸入口１７側の圧力が低下したとき、弁口５５を開く。
つまり、弁体５７は、吸入通路Ｓの外部冷媒回路側と吸入口１７側との圧力差が所定値を超えるときに弁口５５を開き、所定値以下のとき弁口５５を閉じる。
【００３１】
コイルばね５８は、弁体５７を弁口５５へ向けて移動させる付勢力が作用するように、弁体収容室５４に配置されている。
コイルばね５８のばね定数は、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁体５７による弁口５５を閉塞することができるとともに、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口５５を開放することができる付勢力となるように設定されている。
【００３２】
次に、吐出側開閉弁５２について説明する。
吐出側開閉弁５２は、吐出通路Ｄにおいて吐出口２０側から外部冷媒回路側へ向かう冷媒を通し、外部冷媒回路側から吐出口２０側へ向かう冷媒を遮断する機能を有する。
つまり、吐出側開閉弁５２は冷媒の外部冷媒回路側から吐出口２０側への逆流を防止する逆止弁である。
図３に示すように、配管２４の吐出通路Ｄに設置された弁ハウジング５９を備えている。
弁ハウジング５９は、弁ハウジング５９の内部に形成された弁体収容室６０と、弁体収容室６０と吐出通路Ｄの吐出口２０側と連通する弁口６１と、弁体収容室６０と吐出通路Ｄの外部冷媒回路側と連通する開口６２を有している。
弁体収容室６０には弁体６３および付勢部材としてのコイルばね６４が収容されている。
【００３３】
弁体６３は、弁体収容室６０において往復移動であり、コイルばね６４の付勢力を受けて弁口６１を塞ぎ、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口６１を開き、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁口６１を閉じる。
【００３４】
コイルばね６４は、弁体６３を弁口６１へ向けて移動させる付勢力が作用するように、弁体収容室６０に配置されている。
コイルばね６４のばね定数は、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁体６３が弁口６１を閉塞し、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口６１が開かれる付勢力を得ることができるように設定されている。
【００３５】
次に、本実施形態の電動圧縮機１０の作動について説明する。
電動圧縮機１０が圧縮運転停止の状態では、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は閉弁状態にある。
電動モータ１２に電力が供給されてロータ３８が回転すると、圧縮機構１１が吸入ポート３２から冷媒を圧縮室２７に吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出ポート３５から吐出室１９へ冷媒を吐出する。
第１ハウジング体１４の内部における吸入ポート３２と連通する空間の圧力は、起動時の圧縮機構１１の作動により低下する。
この空間の圧力が所定圧力まで低下すると、吸入側開閉弁５１の弁体５７がコイルばね５８の付勢力に抗して弁口５５を開く方向へ移動する。
吸入側開閉弁５１が吸入通路Ｓを開通することで、冷媒は配管１８を通じて第１ハウジング体１４の内部に吸入される。
電動圧縮機１０の圧縮運転が継続される状態では、吸入側開閉弁５１の開弁状態は維持される。
【００３６】
一方、吐出室１９および連通路２１の圧力は、電動圧縮機１０の起動時には圧縮機構１１から冷媒が吐出されることにより上昇する。
吐出室１９および連通路２１の圧力が所定圧力まで高くなると、吐出側開閉弁５２の弁体６３は、弁口６１から離れて、吐出側開閉弁５２は吐出通路Ｄを開通する開弁状態となり、吐出された冷媒は配管２４を通じて外部冷媒回路へ送出される。
電動圧縮機１０の圧縮運転が継続される状態では、吐出側開閉弁５２の開弁状態は維持される。
また、電動圧縮機１０が圧縮運転を継続する状態では、冷媒は連続的にハウジング１３の外部に吐出されるので、ハウジング１３の内部に多量の液冷媒が貯留することはない。
【００３７】
電動モータ１２が停止して、電動圧縮機１０が圧縮運転停止状態となると、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は閉弁状態となる。
時間の経過とともに車両用空調装置が冷却されると、電動圧縮機１０内や外部冷媒回路内における冷媒が冷却されて液冷媒が生じる。
圧縮運転停止中では吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２が共に閉弁状態にあるため、外部冷媒回路の液冷媒は吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２に遮られ、配管１８、２４を通じてハウジング１３の内部に導入されることはない。
外部冷媒回路において生じた液冷媒がハウジング１３の内部に導入されないことから、ハウジング１３の内部において液冷媒が発生しても、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となる。
このため、導電部を持つ気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８が、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒に浸漬されることはない。
【００３８】
また、液冷媒がハウジング１３の内部に発生しても、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となることから、電動圧縮機１０の起動時に発生しがちな液圧縮を防止しやすい。
液圧縮が防止されることにより、液圧縮による圧縮機構１１の物理的負荷や電動モータ１２の電力消費量の増大が防止される。
【００３９】
本実施形態に係る電動圧縮機１０は以下の作用効果を奏する。
（１）電動圧縮機１０の圧縮運転時においては、吸入通路Ｓに設けた吸入側開閉弁５１および吐出通路Ｄに設けた吐出側開閉弁５２が開弁している。このため、冷媒は吸入通路Ｓからハウジング１３の内部を通って圧縮機構１１へ達し、圧縮機構１１において圧縮された冷媒が圧縮機構１１から吐出通路Ｄを通じて外部冷媒回路へ達する。電動圧縮機１０の圧縮運転停止時においては、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２が閉弁している。このため、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄからの液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられる。その結果、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時において、ハウジング１３の内部への液冷媒の貯留を抑制することができる。
【００４０】
（２）圧縮運転停止時に吸入側開閉弁５１が閉弁されると、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄのうち、電動モータ１２に近い吸入通路Ｓからの液冷媒の第１ハウジング体１４の内部への浸入が妨げられることから、第１ハウジング体１４の内部の電動モータ１２が液冷媒に浸漬され難くなる。また、第１ハウジング体１４の内部の冷媒が液冷媒となっても液冷媒は少量で済み、電動モータ１２が液冷媒に浸漬される可能性は低い。その結果、電動モータ１２および電動モータ１２の近くに設けられた導電部を持つ気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８が、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒に浸漬することはなく、金属製のハウジング１３と各導電部との絶縁性を保つことができる。
（３）吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄからの液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられ、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となることから、電動圧縮機１０の起動時に発生しがちな液圧縮を防止しやすい。その結果、液圧縮による圧縮機構１１の物理的負荷を低減することができるほか、電動モータ１２の電力消費量の増大を防止することができる。
【００４１】
（４）液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられ、ハウジング１３の内部への液冷媒の貯留を抑制することができるので、電動モータ１２および電動モータ１２の近くに設けられる導電部（気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８）の設置場所の自由度が高くなる。例えば、従来よりもハウジング１３の底部に近い位置に導電部を設置することも可能である。
（５）外部冷媒回路で生じた液冷媒のハウジング１３の内部での貯留が抑制されるから、コイル４１の巻線における絶縁性エナメルにピンホールが生じている場合でも、コイル４１とハウジング１３との絶縁や、コイル４１と導電部との絶縁を維持することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電動圧縮機について説明する。
本実施形態に係る電動圧縮機は、吸入通路の配管に吸入側開閉弁を設け、吐出通路に吐出側開閉弁を備えない点で、第１の実施形態の電動圧縮機と異なる。
電動圧縮機の構成は、吐出通路に吐出側開閉弁を備えない点を除き、第１の実施形態と同一であるから第１の実施形態で用いた符号を共通して用いる。
【００４３】
図４に示すように、電動圧縮機７０は吸入通路Ｓの配管１８に吸入側開閉弁５１を備えているが、吐出通路Ｄの配管２４に吐出側開閉弁５２を設けていない。
このため、電動圧縮機７０の圧縮運転時において圧縮機構１１から吐出室１９へ吐出された冷媒は、連通路２１およびオイルセパレータ２２を通じて吐出口２０へ達し、吐出口２０から外部冷媒回路へ直ちに送出される。
電動圧縮機７０が圧縮運転を停止して冷却されると、吸入側開閉弁５１は閉弁され、閉弁状態の吸入側開閉弁５１により、吸入通路Ｓからハウジング１３の内部への液冷媒の浸入が阻止される。
【００４４】
吐出通路Ｄに生じた液冷媒は、吐出口２０から第２ハウジング体１５へ浸入し、連通路２１および吐出室１９を通じて圧縮機構１１に達する。
本実施形態の圧縮機構１１はスクロール式の圧縮機構であるため、吐出口２０から浸入した液冷媒は圧縮機構１１を通過することができず、第１ハウジング体１４（電動モータ１２）へ到達することは困難である。
つまり、吐出口２０から第２ハウジング体１５へ浸入した液冷媒の第１ハウジング体１４への浸入は圧縮機構１１により防止される。
【００４５】
本実施形態では、吐出通路Ｄを形成する配管２４に吐出側開閉弁５２を設けることなく、吸入通路Ｓに吸入側開閉弁５１を備えるだけで、液冷媒の第１ハウジング体１４への浸入を防止することができる。
また、吐出側開閉弁５２を設ける必要がないことから、吐出側開閉弁５２を設けた電動圧縮機１０と比較して部品点数を削減することができる。
【００４６】
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００４７】
○ 上記の実施形態では、開閉弁は、コイルばねの付勢力により閉弁し、通路内の圧力の変動により開弁する構成としたが、例えば、開閉弁は電気的な制御により弁体を開閉する電磁弁であってもよい。この場合、電動圧縮機の圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁となる開閉弁であればよい。また、開閉弁の弁体開閉のための機構・手段は特に限定されない。
○ 上記の実施形態では、電動圧縮機の始動後に開弁する開閉弁としたが、開閉弁が開弁するタイミングは電動圧縮機の始動後に限らない。例えば、開閉弁は電動圧縮機の始動と同時に開弁する開閉弁としてもよい。
○ 上記の実施形態では、吸入通路および吐出通路のそれぞれに開閉弁を設けた例と、吸入通路に開閉弁を設け、吐出通路に開閉弁を設けない例の２例について説明したが、開閉弁は吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けられるようにすればよい。例えば、吸入通路に開閉弁を設けず、吐出通路に開閉弁を設けるようにしてもよい。
【００４８】
○ 上記の実施形態では、ハウジングにおいて吸入圧の冷媒が通過する吸入圧空間に電動モータが収容される構成としたが、ハウジング内において吐出圧の冷媒が通過する吐出圧空間に電動モータを収容した構成としてもよい。この場合、電動モータが収容されたハウジングの内部と吐出通路とが連通しており、吐出通路は吸入通路よりも電動モータに近い通路に相当する。よって、電動モータが収容された空間への液冷媒の浸入を防止するように吐出通路に開閉弁を設けることがより好ましい。
○ 上記の実施形態では、吸入通路および吐出通路がハウジングの外部に形成されるとしたが、吸入通路および吐出通路はハウジングの内部に形成されてもよい。例えば、第２ハウジング体に形成された連通路を吐出通路とし、連通路に開閉弁を設けるようにしてもよい。あるいは、電動モータが収容されている第１ハウジング体の内部へ吸入通路を形成する配管の延設し、第１ハウジング体の内部の吸入通路に開閉弁を設けてもよい。
○ 上記の実施形態では、スクロール型の圧縮機構としたが、圧縮機構はスクロール型に限定されない。例えば、ベーン式の圧縮機構としてもよく、圧縮機構の方式は特に制限されない。
【符号の説明】
【００４９】
１０、７０ 電動圧縮機
１１ 圧縮機構
１２ 電動モータ
１３ ハウジング
１４ 第１ハウジング
１５ 第２ハウジング
１７ 吸入口
１８、２４ 配管
２０ 吐出口
２１ 連通路
２５ 固定スクロール
２６ 可動スクロール
２７ 圧縮室
２９ 回転軸
３６ 吐出弁
３７ ステータ
３８ ロータ
４１ コイル
４２ 電動モータ制御部
４４ インバータ
４５ 気密端子
４６ クラスタブロック
５１ 吸入側開閉弁
５２ 吐出側開閉弁
５３、５９ 弁ハウジング
５４、６０ 弁体収容室
５５、６１ 弁口
５６、６２ 開口
５７、６３ 弁体
５８、６４ コイルばね
Ｓ 吸入通路
Ｄ 吐出通路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動圧縮機に関し、特に、ハウジング内に収容された電動モータと、電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構を備えた電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動圧縮機では、金属製のハウジング内に、電動モータおよび電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構が収容されている。
この種の電動圧縮機は外部冷媒回路と接続されており、圧縮運転時においてハウジング内および圧縮機構に冷媒が通過する。
ところが、電動圧縮機が停止した状態では冷媒が冷却されて、ハウジング内に液化した冷媒（以下「液冷媒」と表記する）が貯留する場合がある。
ハウジング内に貯留される液冷媒には潤滑油も含まれており、特定の種類の潤滑油は液冷媒との混合により液冷媒の電気抵抗率を低下させる性質を持つ。
ハウジング内の電動モータおよび電動モータの周辺には、配線の端子等、液冷媒に晒されるおそれのある導電部が存在する場合がある。
このような導電部がハウジング内に貯留された液冷媒に浸漬されると、導電部とハウジングとの間の絶縁性が低下するおそれがある。
【０００３】
そこで、従来では、導電部とハウジングとの絶縁性を向上する技術として、例えば、特許文献１に開示された電動圧縮機が提案されている。
特許文献１に開示された電動圧縮機には、電動モータの固定子に三相の導電性巻線によるコイルが形成されており、各相の導電性巻線の終端側をコイルから引き出し、引き出した結束用引出部の先端部を束ねて結束部を形成している。
結束部の先端に各導電性巻線の芯線同士を接続して結線接続部が形成され、結線接続部は中性点を形成している。
さらに、結束部を絶縁性チューブに挿入して、結束部において結線接続部とハウジングとの絶縁最短距離を長くした余長部が形成されている。
特許文献１に開示された電動圧縮機によれば、ハウジング内に貯留された液冷媒が結線接続部を浸漬しても、結線接続部とハウジングとの絶縁最短距離を長くすることにより、結線接続部とハウジングとの絶縁抵抗を高めるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６４２７９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に開示された電動圧縮機は、液冷媒に浸漬された結線接続部とハウジングとの絶縁抵抗を高めることができるものの、余長部を形成するためのスペースがハウジング内に必要となる。このため、余長部を形成することによって電動圧縮機の体格が増大し、例えば、電動圧縮機の車両等への搭載性が悪化する。このように、電動圧縮機の体格の制約を受ける条件下では、液冷媒への対策として余長部を電動圧縮機に形成することができない場合がある。
ところで、圧縮運転停止時に、ハウジング内に貯留される液冷媒としては、ハウジング内で冷却されて生じた液冷媒の他に、外部冷媒回路内にて冷却されて生じた液冷媒がハウジング内に浸入して貯留されるものがある。
外部冷媒回路内にて冷却されて生じた液冷媒がハウジング内に浸入すると、多量の液冷媒がハウジング内に貯留されることになる。
特に、余長部を形成することができない電動圧縮機の場合、導電部が液冷媒に浸漬されやすくなり、導電部とハウジングとの絶縁性が悪化するという問題がある。
また、ハウジング内に多量の液冷媒が貯留される状態のままで電動圧縮機を起動すると、起動当初に液圧縮を生じる。
液圧縮の発生は、通常の起動時のトルクと比較して大きなトルクを必要とする等、電動圧縮機に対する負荷が大きくなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して導電部の絶縁性を確保することができる電動圧縮機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータと、前記電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、前記電動モータおよび前記圧縮機構を収容する金属製のハウジングと、前記ハウジングの内部と連通する冷媒の吸入通路と、前記ハウジングの内部と連通し、前記圧縮機構から吐出された冷媒を通す吐出通路と、を備えた電動圧縮機において、前記吸入通路および前記吐出通路の少なくとも一方に開閉弁を設け、前記開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電動圧縮機の圧縮運転時においては、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けた開閉弁が開弁している。
このため、冷媒は吸入通路からハウジングの内部を通って圧縮機構へ達し、圧縮機構において圧縮された冷媒が圧縮機構から吐出通路を通じて外部冷媒回路へ達する。
電動圧縮機の運転停止時においては、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けた開閉弁が閉弁している。
このため、吸入通路および吐出通路の少なくとも一方からの液冷媒のハウジングの内部への浸入は妨げられる。
その結果、電動圧縮機の運転停止時において、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部の絶縁性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記吸入通路および前記吐出通路のうち、前記電動モータに近い通路に前記開閉弁を設ける構成としてもよい。
【００１０】
この場合、圧縮運転停止時に開閉弁が閉弁されると、電動モータに近い通路からの液冷媒のハウジングの内部への浸入が妨げられることから、ハウジングの内部の電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部が液冷媒に浸漬され難くなる。
【００１１】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記開閉弁は前記吸入通路に設けられる構成としてもよい。
【００１２】
この場合、吸入通路に開閉弁が設けられることで、圧縮運転停止時に開閉弁が閉弁されると、吸入通路からの液冷媒のハウジング内への浸入を抑制することができる。
電動モータが収容されているハウジングの内部と吸入通路が連通している電動圧縮機の場合、電動モータおよび電動モータの近くに設けられた導電部の液冷媒による浸漬がより抑制される。
【００１３】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記開閉弁は、前記吸入通路および前記吐出通路のそれぞれに設けられる構成としてもよい。
【００１４】
この場合、開閉弁が吸入通路および吐出通路のそれぞれに設けられるから、運転停止時にそれぞれの開閉弁が閉弁されると、吸入通路および吐出通路からの液冷媒のハウジング内への浸入を確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記の電動圧縮機において、前記吸入通路は、前記ハウジングの前記電動モータが収容されている側と連通し、前記吐出通路は、前記ハウジングの前記圧縮機構が収容されている側と連通する構成としてもよい。
このような構成の電動圧縮機は、本発明の適用対象として特に好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外部冷媒回路からの液冷媒のハウジング内での貯留を抑制して導電部の絶縁性を確保することができる電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る電動圧縮機の吸入側開閉弁の縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る電動圧縮機の吐出側開閉弁の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る電動圧縮機１０について図面を参照して説明する。
この実施形態に係る電動圧縮機１０は、走行用の電動モータと内燃機関を走行駆動源とするハイブリッド車に搭載される車載用の電動圧縮機であり、具体的にはスクロール型の電動圧縮機である。
電動圧縮機１０は、車両用空調装置における冷媒回路の一部を構成している。
車両用空調装置は、電動圧縮機１０のほか、図示はしないが、凝縮器としてのコンデンサと、レシーバと、膨張弁及びエバポレータを備えたクーリングユニットと、これらの機器を接続する配管を備えている。
【００１９】
電動圧縮機１０は、図１に示すように、流体としての冷媒を圧縮する圧縮機構１１と、圧縮機構１１を駆動する圧縮機用の電動モータ１２が一体化された圧縮機である。
電動圧縮機１０のハウジング１３は金属製のハウジングであり、本実施形態ではアルミ系金属材料により形成されている。
ハウジング１３は、第１ハウジング体１４と、第２ハウジング体１５を有している。
第１ハウジング体１４の端面と第２ハウジング体１５の端面は接合され、第１ハウジング体１４および第２ハウジング体１５はボルト１６により一体的に固定されている。
因みに、この実施形態の電動圧縮機１０は、エンジンルーム内において横置き状態にて設置される。
【００２０】
電動圧縮機１０の第１ハウジング体１４の内部には、圧縮機構１１と、圧縮機用の電動モータ１２が収容されている。
第１ハウジング体１４の電動モータ１２側の上部には吸入口１７が形成されている。
吸入口１７は外部冷媒回路の配管１８と接続されており、配管１８は第１ハウジング体１４の内部と連通する吸入通路Ｓを形成する。
電動圧縮機１０の圧縮運転時には、配管１８を流れる低圧の冷媒は吸入口１７を通過し、第１ハウジング体１４の内部に送入される。
吸入通路Ｓを形成する配管１８は、ハウジング１３の電動モータ１２が収容されている側と連通し、後述する吐出通路Ｄを形成する配管２４よりも電動モータ１２に近い通路に相当する。
【００２１】
第２ハウジング体１５の内部には圧縮機構１１と連通する吐出室１９が形成されている。
第２ハウジング体１５の上部には吐出口２０が形成されており、吐出口２０は外部冷媒回路と連通する。
第２ハウジング体１５には、吐出室１９と吐出口２０との間を連通する連通路２１が形成されており、連通路２１にはオイルセパレータ２２が設置されている。
オイルセパレータ２２は、圧縮機構１１から吐出された冷媒に含まれるミスト状のオイルを冷媒から分離する。
オイルセパレータ２２の下方となる連通路２１の底部には、オイル戻し通路２３が形成されており、オイル戻し通路２３は分離されたオイルを圧縮機構１１へ戻す通路である。
吐出口２０は外部冷媒回路の配管２４と接続されており、配管２４は吐出圧の冷媒を通す吐出通路Ｄを形成する。
吐出通路Ｄを形成する配管２４は、ハウジング１３の圧縮機構１１が収容されている側と連通している。
電動圧縮機１０の圧縮運転時には、圧縮機構１１から吐出室１９に吐出された高圧の冷媒は連通路２１を経て吐出口２０へ達し、配管２４を通じて外部冷媒回路へ送出される。
【００２２】
圧縮機構１１は、第１ハウジング体１４内に固定された固定スクロール２５と、固定スクロール２５に対して旋回する可動スクロール２６を備えている。
固定スクロール２５と可動スクロール２６との間には圧縮室２７が形成されている。
【００２３】
第１ハウジング体１４内における電動モータ１２と固定スクロール２５との間には、軸支部材２８が設けられている。
軸支部材２８は、圧縮機構１１の一部を構成し、電動モータ１２が備える回転軸２９の一方の端部を軸支する軸受３０を備えている。
回転軸２９の他方の端部は、軸受３１を介して第１ハウジング体１４に軸支されている。
軸支部材２８には圧縮室２７と連通する吸入ポート３２が形成されており、吸入口１７から第１ハウジング体１４内に取り込まれた冷媒は、吸入ポート３２を通じて圧縮室２７へ導入される。
第１ハウジング体１４の内部空間のうち、吸入ポート３２と連通する空間部は吸入圧雰囲気となる吸入圧空間である。
【００２４】
可動スクロール２６は、電動モータ１２の回転軸２９に設けられた偏心軸３３に軸受３４を介して設けられている。
回転軸２９の回転により可動スクロール２６が旋回し、可動スクロール２６の旋回により圧縮室２７の容積が増減される。
圧縮室２７の容積増大により冷媒が吸入ポート３２を通じて圧縮室２７へ導入され、圧縮室２７の容積減少により圧縮室２７の冷媒は圧縮される。
固定スクロール２５の中心に吐出室１９と連通する吐出ポート３５が形成されており、吐出ポート３５を開閉する吐出弁３６が備えられている。
圧縮された冷媒は、吐出ポート３５を通じて吐出室１９へ吐出される。
第２ハウジング体１５の内部空間（吐出室１９および連通路２１）は、吐出圧雰囲気となる吐出圧空間である。
【００２５】
圧縮機用の電動モータ１２は、三相交流電力により駆動されるモータである。
電動モータ１２は、第１ハウジング体１４の内壁に固定されたステータ３７と、ステータ３７内に挿入され、回転軸２９に固定されたロータ３８を備えている。
ロータ３８は、回転軸２９の軸芯方向に設けた複数の挿入孔を備えたロータコア３９と、ロータコア３９の磁石挿入孔（図示せず）に挿入された永久磁石（図示せず）を有している。
ステータ３７はステータコア４０とステータコア４０に巻線されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイル４１を有する。
各相のコイル４１を形成する巻線の一方の端部は電力の供給を受けるリード線４７としてコイル４１から引き出されている。
また、各相のコイル４１を形成する巻線の他方の端部は互いに結線されることにより中性点４８を形成している。
本実施形態の中性点４８はコイル４１における圧縮機構１１側の上部に位置しており、各相の巻線における他方の端部が互いに接触することにより導電部を形成する。
【００２６】
電動モータ１２は、第１ハウジング体１４の外壁に設けられた電動モータ制御部４２の制御を受けて駆動される。
電動モータ制御部４２は、第１ハウジング体１４の外壁に接合された制御部ケース４３を備えている。
制御部ケース４３は、インバータ４４を保護するケースであり、第１ハウジング体１４と同じアルミ系金属材料により形成されている。
第１ハウジング体１４と制御部ケース４３とにより形成された密閉空間には、インバータ４４とインバータ４４と電気的に接続された気密端子４５が設置されている。
インバータ４４は、外部から電動圧縮機１０の駆動に必要な電力の供給を受け、供給される直流電力を交流電力に変換する。
インバータ４４は、第１ハウジング体１４の外壁に固定されており、インバータ４４と第１ハウジング体１４との絶縁状態が保たれている。
【００２７】
気密端子４５はインバータ４４側のコネクタを介してインバータ４４と電気的に接続されている。
第１ハウジング体１４の内部にはクラスタブロック４６が設けられ、気密端子４５はクラスタブロック４６を介して各相のコイル４１から引き出されているリード線４７と電気的に接続されている。
クラスタブロック４６は樹脂等の絶縁材料から成る四角形状の箱体で形成されている。
クラスタブロック４６の上面には、気密端子４５の各端子ピン（図示せず）が挿入される端子挿入孔（図示せず）が穿設されている。
なお、気密端子４５の端子ピンと、クラスタブロック４６の端子挿入孔に設けたピン接点は導電部を形成している。
このように、電動モータ１２とインバータ４４は電気的に接続されており、インバータ４４から気密端子４５を介して電動モータ１２のコイル４１に通電されると、ロータ３８が回転され、回転軸２９と連結された圧縮機構１１が作動される。
【００２８】
ところで、本実施形態の電動圧縮機１０は、吸入口１７に接続された配管１８に設置された吸入側開閉弁５１および吐出口２０に接続された配管２４に設置された吐出側開閉弁５２を備えている。
吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は開閉弁に相当する。
【００２９】
まず、吸入側開閉弁５１について説明すると、図２に示すように、吸入側開閉弁５１は、配管１８の吸入通路Ｓに設置された弁ハウジング５３を備えている。
弁ハウジング５３は、弁ハウジング５３の内部に形成された弁体収容室５４と、弁体収容室５４と吸入通路Ｓの外部冷媒回路側と連通する弁口５５と、弁体収容室５４と吸入通路Ｓの吸入口１７側と連通する開口５６を有している。
弁体収容室５４には弁体５７および付勢部材としてのコイルばね５８が収容されている。
【００３０】
弁体５７は、弁体収容室５４において往復移動であり、コイルばね５８の付勢力を受けて弁口５５を塞ぎ、吸入通路Ｓの外部冷媒回路側の圧力が上昇したとき、あるいは吸入通路Ｓの吸入口１７側の圧力が低下したとき、弁口５５を開く。
つまり、弁体５７は、吸入通路Ｓの外部冷媒回路側と吸入口１７側との圧力差が所定値を超えるときに弁口５５を開き、所定値以下のとき弁口５５を閉じる。
【００３１】
コイルばね５８は、弁体５７を弁口５５へ向けて移動させる付勢力が作用するように、弁体収容室５４に配置されている。
コイルばね５８のばね定数は、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁体５７による弁口５５を閉塞することができるとともに、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口５５を開放することができる付勢力となるように設定されている。
【００３２】
次に、吐出側開閉弁５２について説明する。
吐出側開閉弁５２は、吐出通路Ｄにおいて吐出口２０側から外部冷媒回路側へ向かう冷媒を通し、外部冷媒回路側から吐出口２０側へ向かう冷媒を遮断する機能を有する。
つまり、吐出側開閉弁５２は冷媒の外部冷媒回路側から吐出口２０側への逆流を防止する逆止弁である。
図３に示すように、配管２４の吐出通路Ｄに設置された弁ハウジング５９を備えている。
弁ハウジング５９は、弁ハウジング５９の内部に形成された弁体収容室６０と、弁体収容室６０と吐出通路Ｄの吐出口２０側と連通する弁口６１と、弁体収容室６０と吐出通路Ｄの外部冷媒回路側と連通する開口６２を有している。
弁体収容室６０には弁体６３および付勢部材としてのコイルばね６４が収容されている。
【００３３】
弁体６３は、弁体収容室６０において往復移動であり、コイルばね６４の付勢力を受けて弁口６１を塞ぎ、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口６１を開き、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁口６１を閉じる。
【００３４】
コイルばね６４は、弁体６３を弁口６１へ向けて移動させる付勢力が作用するように、弁体収容室６０に配置されている。
コイルばね６４のばね定数は、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時に弁体６３が弁口６１を閉塞し、電動圧縮機１０の圧縮運転時に弁口６１が開かれる付勢力を得ることができるように設定されている。
【００３５】
次に、本実施形態の電動圧縮機１０の作動について説明する。
電動圧縮機１０が圧縮運転停止の状態では、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は閉弁状態にある。
電動モータ１２に電力が供給されてロータ３８が回転すると、圧縮機構１１が吸入ポート３２から冷媒を圧縮室２７に吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出ポート３５から吐出室１９へ冷媒を吐出する。
第１ハウジング体１４の内部における吸入ポート３２と連通する空間の圧力は、起動時の圧縮機構１１の作動により低下する。
この空間の圧力が所定圧力まで低下すると、吸入側開閉弁５１の弁体５７がコイルばね５８の付勢力に抗して弁口５５を開く方向へ移動する。
吸入側開閉弁５１が吸入通路Ｓを開通することで、冷媒は配管１８を通じて第１ハウジング体１４の内部に吸入される。
電動圧縮機１０の圧縮運転が継続される状態では、吸入側開閉弁５１の開弁状態は維持される。
【００３６】
一方、吐出室１９および連通路２１の圧力は、電動圧縮機１０の起動時には圧縮機構１１から冷媒が吐出されることにより上昇する。
吐出室１９および連通路２１の圧力が所定圧力まで高くなると、吐出側開閉弁５２の弁体６３は、弁口６１から離れて、吐出側開閉弁５２は吐出通路Ｄを開通する開弁状態となり、吐出された冷媒は配管２４を通じて外部冷媒回路へ送出される。
電動圧縮機１０の圧縮運転が継続される状態では、吐出側開閉弁５２の開弁状態は維持される。
また、電動圧縮機１０が圧縮運転を継続する状態では、冷媒は連続的にハウジング１３の外部に吐出されるので、ハウジング１３の内部に多量の液冷媒が貯留することはない。
【００３７】
電動モータ１２が停止して、電動圧縮機１０が圧縮運転停止状態となると、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２は閉弁状態となる。
時間の経過とともに車両用空調装置が冷却されると、電動圧縮機１０内や外部冷媒回路内における冷媒が冷却されて液冷媒が生じる。
圧縮運転停止中では吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２が共に閉弁状態にあるため、外部冷媒回路の液冷媒は吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２に遮られ、配管１８、２４を通じてハウジング１３の内部に導入されることはない。
外部冷媒回路において生じた液冷媒がハウジング１３の内部に導入されないことから、ハウジング１３の内部において液冷媒が発生しても、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となる。
このため、導電部を持つ気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８が、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒に浸漬されることはない。
【００３８】
また、液冷媒がハウジング１３の内部に発生しても、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となることから、電動圧縮機１０の起動時に発生しがちな液圧縮を防止しやすい。
液圧縮が防止されることにより、液圧縮による圧縮機構１１の物理的負荷や電動モータ１２の電力消費量の増大が防止される。
【００３９】
本実施形態に係る電動圧縮機１０は以下の作用効果を奏する。
（１）電動圧縮機１０の圧縮運転時においては、吸入通路Ｓに設けた吸入側開閉弁５１および吐出通路Ｄに設けた吐出側開閉弁５２が開弁している。このため、冷媒は吸入通路Ｓからハウジング１３の内部を通って圧縮機構１１へ達し、圧縮機構１１において圧縮された冷媒が圧縮機構１１から吐出通路Ｄを通じて外部冷媒回路へ達する。電動圧縮機１０の圧縮運転停止時においては、吸入側開閉弁５１および吐出側開閉弁５２が閉弁している。このため、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄからの液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられる。その結果、電動圧縮機１０の圧縮運転停止時において、ハウジング１３の内部への液冷媒の貯留を抑制することができる。
【００４０】
（２）圧縮運転停止時に吸入側開閉弁５１が閉弁されると、吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄのうち、電動モータ１２に近い吸入通路Ｓからの液冷媒の第１ハウジング体１４の内部への浸入が妨げられることから、第１ハウジング体１４の内部の電動モータ１２が液冷媒に浸漬され難くなる。また、第１ハウジング体１４の内部の冷媒が液冷媒となっても液冷媒は少量で済み、電動モータ１２が液冷媒に浸漬される可能性は低い。その結果、電動モータ１２および電動モータ１２の近くに設けられた導電部を持つ気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８が、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒に浸漬することはなく、金属製のハウジング１３と各導電部との絶縁性を保つことができる。
（３）吸入通路Ｓおよび吐出通路Ｄからの液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられ、ハウジング１３の内部に溜まる液冷媒は少量となることから、電動圧縮機１０の起動時に発生しがちな液圧縮を防止しやすい。その結果、液圧縮による圧縮機構１１の物理的負荷を低減することができるほか、電動モータ１２の電力消費量の増大を防止することができる。
【００４１】
（４）液冷媒のハウジング１３の内部への浸入は妨げられ、ハウジング１３の内部への液冷媒の貯留を抑制することができるので、電動モータ１２および電動モータ１２の近くに設けられる導電部（気密端子４５、クラスタブロック４６および中性点４８）の設置場所の自由度が高くなる。例えば、従来よりもハウジング１３の底部に近い位置に導電部を設置することも可能である。
（５）外部冷媒回路で生じた液冷媒のハウジング１３の内部での貯留が抑制されるから、コイル４１の巻線における絶縁性エナメルにピンホールが生じている場合でも、コイル４１とハウジング１３との絶縁や、コイル４１と導電部との絶縁を維持することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電動圧縮機について説明する。
本実施形態に係る電動圧縮機は、吸入通路の配管に吸入側開閉弁を設け、吐出通路に吐出側開閉弁を備えない点で、第１の実施形態の電動圧縮機と異なる。
電動圧縮機の構成は、吐出通路に吐出側開閉弁を備えない点を除き、第１の実施形態と同一であるから第１の実施形態で用いた符号を共通して用いる。
【００４３】
図４に示すように、電動圧縮機７０は吸入通路Ｓの配管１８に吸入側開閉弁５１を備えているが、吐出通路Ｄの配管２４に吐出側開閉弁５２を設けていない。
このため、電動圧縮機７０の圧縮運転時において圧縮機構１１から吐出室１９へ吐出された冷媒は、連通路２１およびオイルセパレータ２２を通じて吐出口２０へ達し、吐出口２０から外部冷媒回路へ直ちに送出される。
電動圧縮機７０が圧縮運転を停止して冷却されると、吸入側開閉弁５１は閉弁され、閉弁状態の吸入側開閉弁５１により、吸入通路Ｓからハウジング１３の内部への液冷媒の浸入が阻止される。
【００４４】
吐出通路Ｄに生じた液冷媒は、吐出口２０から第２ハウジング体１５へ浸入し、連通路２１および吐出室１９を通じて圧縮機構１１に達する。
本実施形態の圧縮機構１１はスクロール式の圧縮機構であるため、吐出口２０から浸入した液冷媒は圧縮機構１１を通過することができず、第１ハウジング体１４（電動モータ１２）へ到達することは困難である。
つまり、吐出口２０から第２ハウジング体１５へ浸入した液冷媒の第１ハウジング体１４への浸入は圧縮機構１１により防止される。
【００４５】
本実施形態では、吐出通路Ｄを形成する配管２４に吐出側開閉弁５２を設けることなく、吸入通路Ｓに吸入側開閉弁５１を備えるだけで、液冷媒の第１ハウジング体１４への浸入を防止することができる。
また、吐出側開閉弁５２を設ける必要がないことから、吐出側開閉弁５２を設けた電動圧縮機１０と比較して部品点数を削減することができる。
【００４６】
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００４７】
○ 上記の実施形態では、開閉弁は、コイルばねの付勢力により閉弁し、通路内の圧力の変動により開弁する構成としたが、例えば、開閉弁は電気的な制御により弁体を開閉する電磁弁であってもよい。この場合、電動圧縮機の圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁となる開閉弁であればよい。また、開閉弁の弁体開閉のための機構・手段は特に限定されない。
○ 上記の実施形態では、電動圧縮機の始動後に開弁する開閉弁としたが、開閉弁が開弁するタイミングは電動圧縮機の始動後に限らない。例えば、開閉弁は電動圧縮機の始動と同時に開弁する開閉弁としてもよい。
○ 上記の実施形態では、吸入通路および吐出通路のそれぞれに開閉弁を設けた例と、吸入通路に開閉弁を設け、吐出通路に開閉弁を設けない例の２例について説明したが、開閉弁は吸入通路および吐出通路の少なくとも一方に設けられるようにすればよい。例えば、吸入通路に開閉弁を設けず、吐出通路に開閉弁を設けるようにしてもよい。
【００４８】
○ 上記の実施形態では、ハウジングにおいて吸入圧の冷媒が通過する吸入圧空間に電動モータが収容される構成としたが、ハウジング内において吐出圧の冷媒が通過する吐出圧空間に電動モータを収容した構成としてもよい。この場合、電動モータが収容されたハウジングの内部と吐出通路とが連通しており、吐出通路は吸入通路よりも電動モータに近い通路に相当する。よって、電動モータが収容された空間への液冷媒の浸入を防止するように吐出通路に開閉弁を設けることがより好ましい。
○ 上記の実施形態では、吸入通路および吐出通路がハウジングの外部に形成されるとしたが、吸入通路および吐出通路はハウジングの内部に形成されてもよい。例えば、第２ハウジング体に形成された連通路を吐出通路とし、連通路に開閉弁を設けるようにしてもよい。あるいは、電動モータが収容されている第１ハウジング体の内部へ吸入通路を形成する配管の延設し、第１ハウジング体の内部の吸入通路に開閉弁を設けてもよい。
○ 上記の実施形態では、スクロール型の圧縮機構としたが、圧縮機構はスクロール型に限定されない。例えば、ベーン式の圧縮機構としてもよく、圧縮機構の方式は特に制限されない。
【符号の説明】
【００４９】
１０、７０ 電動圧縮機
１１ 圧縮機構
１２ 電動モータ
１３ ハウジング
１４ 第１ハウジング
１５ 第２ハウジング
１７ 吸入口
１８、２４ 配管
２０ 吐出口
２１ 連通路
２５ 固定スクロール
２６ 可動スクロール
２７ 圧縮室
２９ 回転軸
３６ 吐出弁
３７ ステータ
３８ ロータ
４１ コイル
４２ 電動モータ制御部
４４ インバータ
４５ 気密端子
４６ クラスタブロック
５１ 吸入側開閉弁
５２ 吐出側開閉弁
５３、５９ 弁ハウジング
５４、６０ 弁体収容室
５５、６１ 弁口
５６、６２ 開口
５７、６３ 弁体
５８、６４ コイルばね
Ｓ 吸入通路
Ｄ 吐出通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、
前記電動モータおよび前記圧縮機構を収容する金属製のハウジングと、
前記ハウジングの内部と連通する冷媒の吸入通路と、
前記ハウジングの内部と連通し、前記圧縮機構から吐出された冷媒を通す吐出通路と、を備えた電動圧縮機において、
前記吸入通路および前記吐出通路の少なくとも一方に開閉弁を設け、
前記開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁することを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記吸入通路および前記吐出通路のうち、前記電動モータに近い通路に前記開閉弁を設けることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記開閉弁は前記吸入通路に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記開閉弁は、前記吸入通路および前記吐出通路のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記吸入通路は、前記ハウジングの前記電動モータが収容されている側と連通し、前記吐出通路は、前記ハウジングの前記圧縮機構が収容されている側と連通することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電動圧縮機。
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの駆動により冷媒の圧縮を行う圧縮機構と、
前記電動モータおよび前記圧縮機構を収容する金属製のハウジングと、
前記ハウジングの内部と連通する冷媒の吸入通路と、
前記ハウジングの内部と連通し、前記圧縮機構から吐出された冷媒を通す吐出通路と、を備えた電動圧縮機において、
前記吸入通路および前記吐出通路の少なくとも一方に開閉弁を設け、
前記開閉弁は、圧縮運転時に開弁し、圧縮運転停止時に閉弁することを特徴とする電動圧縮機。
【請求項２】
前記吸入通路および前記吐出通路のうち、前記電動モータに近い通路に前記開閉弁を設けることを特徴とする請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記開閉弁は前記吸入通路に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記開閉弁は、前記吸入通路および前記吐出通路のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記吸入通路は、前記ハウジングの前記電動モータが収容されている側と連通し、前記吐出通路は、前記ハウジングの前記圧縮機構が収容されている側と連通することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電動圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６８１０６（Ｐ２０１３−６８１０６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５４４８（Ｐ２０１１−２０５４４８）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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