JP2004270564A - ハイブリッド圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け作業性を向上でき、しかもシール性に優れたハイブリッド圧縮機を低コストで提供する。
【解決手段】第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機であって、該圧縮機の吐出室を該圧縮機のハウジング内に該ハウジングと一体的に形成し、前記第１圧縮機構から前記吐出室に接続される第１吐出通路および前記第２圧縮機構から前記吐出室に接続される第２吐出通路をそれぞれ設けたことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機に関し、とくにその組み付け性を向上できるハイブリッド圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハイブリッド圧縮機としては、車両のエンジンまたは内蔵電動モータにより駆動可能な単一の圧縮機構を備えたものが知られている（特許文献１）。たとえばエンジンによる駆動時にエンジンが停止された場合には、内蔵電動モータによる駆動への切替が行われるようになっている。
【０００３】
しかし従来のハイブリッド圧縮機においては単一の圧縮機構を、出力の異なるエンジンと内蔵電動モータとで選択的に切替えて駆動するため、両駆動源をともに最適な効率で駆動させることは困難である。また、吐出時の脈動が発生するおそれもある。
【０００４】
このような従来のハイブリッド式圧縮機に対し、未だ出願未公開の段階にあるが、先に本出願人により、車両のエンジンのみにより駆動される第１圧縮機構と、電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが一体に組み付けられ、第１圧縮機と第２圧縮機を選択的にまたは同時に駆動可能としたハイブリッド式圧縮機が提案されている（特許文献２）。また、脈動の発生をさらに効果的に防止すべく、本出願人により上記先の提案を前提とし、吐出室をハウジングの外側に設けることにより、ハウジングサイズの増大を防止しつつ、吐出室の容積を拡大することにより一層効果的に脈動を低減した提案もなされている（特許文献３）。
【０００５】
しかし、本出願人による先の提案（特許文献２、特許文献３）においてもさらなる改良の余地は残されている。すなわち、先の提案においては、ハウジングの外側に吐出室を形成するために、ハウジングとは別部材の蓋体等の吐出室形成部材が必要になるため、部品点数および組み付け工数の低減が促進しにくくなるおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３０３２３号公報（第２頁、第２図）
【０００７】
【特許文献２】
特願２００２−０３１６６４号（第１図）
【特許文献３】
特願２００２−０３３１８８号（第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のような従来のハイブリッド圧縮機の問題点に着目し、上記本出願人による先の提案を前提とし、組み付け作業性、シール性を向上可能なハイブリッド圧縮機を低コストで提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のハイブリッド圧縮機は、第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機であって、該圧縮機の吐出室を該圧縮機のハウジング内に該ハウジングと一体的に形成し、前記第１圧縮機構から前記吐出室に接続される第１吐出通路および前記第２圧縮機構から前記吐出室に接続される第２吐出通路をそれぞれ設けたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
本発明は、様々なタイプのハイブリッド圧縮機に適用することができる。たとえば圧縮機の主軸が実質的に水平方向に配置される横型圧縮機にも適用できる。この場合、吐出室は両圧縮機構の上方の位置に配置することができる。
【００１１】
上記第２駆動源は、とくに限定されるものではないが、たとえば、ハウジングに収納される電動モータを用いることができる。
【００１２】
上記両圧縮機構は、とくに限定されるものではないが、たとえばスクロール型圧縮機構を挙げることができる。上記両圧縮機構が、スクロール型圧縮機構である場合は、両固定スクロールを背中合わせに配置することが好ましい。このような配置にすれば、圧縮機の主軸の軸方向に対するハイブリッド圧縮機の大型化を抑制できる。また、上記両固定スクロールを背中合わせに配置する場合には、両固定スクロールは一体形成された固定スクロール部材から構成することもできる。両固定スクロールを一体形成された固定スクロール部材から構成すれば、２つの圧縮機構を有するハイブリッド圧縮機を構成する部品点数を低減することができるので、コストダウンを達成しつつ、生産効率を向上できる。
【００１３】
吐出室は、固定スクロール部材と第２圧縮機構側に位置する圧縮機のリアハウジングとにより形成できる。たとえば、応力が加わり靱性が求められる固定スクロール部材を鍛造により成形し、一方、外観形状の複雑なリアハウジングを低コストで成形できる鋳造により成形する場合には、吐出室は鍛造により形成された部分と鋳造により成形された部分を有する。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、圧縮機内に流体（たとえば冷媒）を吸入する吸入ポートは、第１圧縮機構側に位置する圧縮機のフロントハウジングに設けることができる。また、圧縮機構がスクロール型圧縮機構である場合には、固定スクロール部材に設けるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、吐出室から流体を導出する吐出ポートは、圧縮機のリアハウジングに設けることができる。
【００１６】
上記のようなハイブリッド圧縮機においては、圧縮機の吐出室は、圧縮機のハウジング内に該ハウジングと一体的に形成されているので、ハウジングに吐出室形成用の別部材を接合させて吐出室を形成する場合に比べて組み付け工数、部品点数が低減される。したがって、組み付け作業性を向上しつつ、コストダウンを達成することができる。また、吐出室をハウジングに一体に形成すれば、吐出室形成用の別部材とハウジングとのシール部を省くことができる。つまり、圧縮機の外部に対してのシール箇所を減らすことができるので、吐出室ひいてはハイブリッド圧縮機全体の気密性をこれまで以上に向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のハイブリッド圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図３は、本発明の第１実施態様に係るハイブリッド圧縮機を示している。図において、１は、ハイブリッド圧縮機を示している。ハイブリッド圧縮機１は、フロントハウジング２とリアハウジング３とを有している。フロントハウジング２とリアハウジング３との間には、第１圧縮機構４と第２圧縮機構５の両圧縮機構の固定スクロールを構成する固定スクロール部材６が設けられている。本実施態様においては、両圧縮機構はスクロール型圧縮機構からなっている。
【００１８】
第１圧縮機構４は、固定スクロール部材６と該固定スクロール部材６に一体に形成されたうず巻体７とからなる固定スクロール８と、端板９と該端板９に一体に形成されたうず巻体１０とからなる可動スクロール１１とを有している。固定スクロール８のうず巻体７と可動スクロール１１のうず巻体１０は互いに角度をずらせて噛み合わされている。
【００１９】
主軸（駆動軸）１２は実質的に水平方向（図１の左右方向）に配置されており、本実施態様のハイブリッド圧縮機１は横型圧縮機として構成されている。主軸１２の一端には、クランク機構１３が形成されている。クランク機構１３のクランクピン１４は、主軸１２の軸心から偏心した位置に設けられており、偏心ブッシュ１５に一定の遊び量をもって挿入嵌合されている。偏心ブッシュ１５は可動スクロール１１の突起内に挿入されたドライブベアリング１６に回転自在に挿入されている。主軸１２の他端には第１駆動源としての車両走行用の原動機１７からの動力を主軸に伝達する電磁クラッチ１８が設けられている。原動機１７と電磁クラッチ１８はプーリ１９を介して連結されている。なお、本明細書中における車両走行用原動機１７は、内燃機関からなるエンジンと、電気自動車等における車両走行用の電動モータとを含む概念である。
【００２０】
電磁クラッチ１８は、主軸１２に固定されたクラッチアーマチュア２０と、プーリ１９とクラッチアーマチュア２０を着脱させ、クラッチ１８をオン、オフする電磁石２１とを有している。
【００２１】
本実施態様においては、第１圧縮機構４のみを駆動する車両走行用の原動機１７からの動力が電磁クラッチ１８を介して主軸１２に伝達されると、クランクピン１４が挿入嵌合される偏心ブッシュ１５が回転する。これに伴い自転阻止機構としてのボールカップリング２２により自転が阻止された可動スクロール１１に旋回運動が付与されるようになっている。
【００２２】
可動スクロール１１の旋回運動に伴って第１圧縮機構４側のフロントハウジング２に一体形成された吸入ポート２３からハイブリッド圧縮機１内に吸入された流体（たとえば、冷媒）は、うず巻体７、１０の外端からうず巻体内部に取り込まれる。そして、両うず巻体７、１０により形成される流体ポケットがその容積を減少しながら中央に向かって移動されるに伴って流体が圧縮され、固定スクロール部材６に穿設された第１吐出通路２４から両圧縮機構４、５の上方の位置に配置された吐出室２５および吐出室２５に設けられた吐出ポート２６を介して外部回路の高圧側に流出されるようになっている。
【００２３】
一方、第２圧縮機構５は、固定スクロール部材６と該固定スクロール部材６に一体に形成されたうず巻体２７とからなる固定スクロール２８と、端板２９と該端板２９に一体に形成されたうず巻体３０とからなる可動スクロール３１とを有している。本実施態様においては両圧縮機構４、５の固定スクロール８、２８はスクロール部材６に一体形成されており、かつ、固定スクロール８、２８は背中合わせに配置されている。したがって、ハイブリッド圧縮機１の主軸１２の軸方向の大型化が抑制され横型圧縮機としてのコンパクト化が図られている。
【００２４】
駆動軸３２の一端には、クランク機構３３が形成されている。クランク機構３３のクランクピン３４は、駆動軸３２の軸心から偏心した位置に設けられており、偏心ブッシュ３５に一定の遊び量をもって挿入嵌合されている。偏心ブッシュ３５は可動スクロール３１の突起内に設けられたドライブベアリング３６に回転自在に挿入されている。本実施態様においては、第２圧縮機構５のみを駆動する第２駆動源は電動モータ３７からなっている。そして、電動モータ３７からの動力が駆動軸３２に固定された回転子３８に伝達されるとクランクピン３４が挿入嵌合される偏心ブッシュ３５が回転する。これに伴い自転阻止機構としてのボールカップリング３９により自転が阻止された可動スクロール３１に旋回運動が付与されるようになっている。電動モータ３７にはコネクタ４０が連結されている。なお、４１は電動モータ３７の固定子を示している。
【００２５】
可動スクロール３１の旋回運動に伴って吸入ポート２３から圧縮機１内に流入した流体は、連通孔４２を介して第２圧縮機構５側に送られる。そして角度をずらせて噛み合わされた両うず巻体２７、３０の外端からうず巻体内部に取り込まれる。そして、両うず巻体２７、３０により形成される流体ポケットがその容積を減少しながら中央に向かって移動されるに伴って圧縮され、固定スクロール部材６に穿設された第２吐出通路４３から吐出室２５へと送られるようになっている。
【００２６】
本実施態様においては、吐出室２５は、第２圧縮機構５側のリアハウジング３に設けられた吐出室形成部４４と固定スクロール部材６の径方向の端部４５、４６により形成されており、吐出室２５は実質的にリアハウジング３に一体に形成されている。なお、本実施態様においては、応力の加わり易い固定スクロール部材６は鍛造により製造されている。一方、断面がカップ状の吐出室形成部４４を有するリアハウジング３は鋳造により製造されている。したがって、図１において、吐出室２５は、鍛造により形成された部分（端部４５、４６）と鋳造により形成された部分（吐出室形成部４４）とからなっている。つまり、吐出室２５は切削加工品以外の方法により製造される部材から形成されているので、コストダウンを促進できる。
【００２７】
吐出室形成部４４の端面と端部４５との間には、シール部材４７が介装されている。一方、吐出室形成部４４と端部４６との間にはシール部材４８が介装されている。シール部材４７、４８により吐出室２５の気密性が確保されるようになっている。
【００２８】
つまり、本実施態様のようなハイブリッド圧縮機１においては、吐出室２５はリアハウジング３と一体的に形成されているので、ハウジングの外側に吐出室形成用の別部材を接合して吐出室を形成する場合に比べて組み付け工数や部品点数を低減できる。したがって、装置の組み付け作業性を向上しつつ、コストダウンを達成できる。また、吐出室２５をハウジング３に一体的に形成すれば、吐出室２５の外部に対するシール箇所を減らすことができるので、吐出室２５ひいてはハイブリッド圧縮機１全体の気密性をこれまで以上に向上することができる。
【００２９】
なお、上記シール部材４７、４８としてはＯリングを挙げることができるが、フロントハウジング２、固定スクロール部材６、リアハウジング３を締結するボルト４９により十分な軸力を確保できるので、シール部材４７にはガスケットを用いることも可能である。この場合、Ｏリングを使用する場合よりも低コストで、かつ、より複雑な輪郭に対応できる。
【００３０】
図３および図４は、本発明の第２実施態様に係るハイブリッド圧縮機５０を示している。なお、上記第１実施態様と同一部材には同一の番号を付してその説明を省略する。本実施態様においては、吐出室５１は、固定スクロール部材６の径方向の端部に設けられ断面がカップ状の吐出室形成部５２と、リアハウジング３の径方向に設けられ断面がカップ状の吐出室形成部材５３とからなっている。また、吐出室形成部５２と吐出室形成部５３との接合端部の間にシール部材５４が介装され、吐出室５１と外部との気密性が確保されるようになっている。吐出室形成部５３には吐出ポート５５が設けられている。つまり、本実施態様においては、第２圧縮機構５側のリアハウジング３側に吐出ポート５５が設けられている。一方、固定スクロール部材６の吐出室形成部５２の内部には、圧縮機５０内に流体を吸入する吸入ポート５６が設けられている。なお、吸入ポート５６は、図３の２点鎖線で示したようにフロントハウジング２に設けてもよい。また、リアハウジング３の吐出室形成部５３の内部に設けることも可能である。
【００３１】
本実施態様においても、吐出室５１は、ハウジング３の吐出室形成部５３および圧縮機のハウジングの一部を構成する固定スクロール部材６の吐出室形成部５２により、すなわち換言すればハウジングに一体的に形成されているので、上記第１実施態様の作用に準じて組み付け作業性、シール性を向上しつつ、コストダウンを達成することができる。なお、本実施態様においてもボルト４９により十分な軸力を確保できるので、シール部材５４にはガスケットを利用することも可能である。
【００３２】
なお、上記第１、第２実施態様においては、圧縮機内に吸入される流体は吸入ポートを介して直接圧縮機内部に吸入されている。したがって、一旦吸入室に流体を導入してから圧縮機内部に流体を吸入する流路を利用する場合に比べて圧力損失の低減を図ることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のハイブリッド圧縮機によるときは、吐出室がハウジングに一体的に形成されているので、組み付け工数および部品点数を低減することが可能となり、組み付け作業性を向上しつつ、コストダウンを達成できる。また、吐出室を別部材から形成する場合に比べて、外部に対するシール部を低減することができるので、併せて気密性の向上に寄与することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係るハイブリッド圧縮機の断面図である。
【図２】図１のハイブリッド圧縮機の吐出室の横断面図である。
【図３】本発明の第２実施態様に係るハイブリッド圧縮機の断面図である。
【図４】図２のハイブリッド圧縮機の吐出室の横断面図である。
【符号の説明】
１、５０ ハイブリッド圧縮機
２ フロントハウジング
３ リアハウジング
４ 第１圧縮機構
５ 第２圧縮機構
６ 固定スクロール部材
７、１０、２７、３０ うず巻体
８、２８ 固定スクロール
９、２９ 端板
１１、３１ 可動スクロール
１２ 主軸（駆動軸）
１３、３３ クランク機構
１４、３４ クランクピン
１５、３５ 偏心ブッシュ
１６、３６ ドライブベアリング
１７ 車両走行用の原動機
１８ 電磁クラッチ
１９ プーリ
２０ クラッチアーマチュア
２１ 電磁石
２２、３９ ボールカップリング
２３、５６ 吸入ポート
２４ 第１吐出通路
２５、５１ 吐出室
２６、５５ 吐出ポート
３２ 駆動軸
３７ 電動モータ
３８ 回転子
４０ コネクタ
４１ 固定子
４２ 連通孔
４３ 第２吐出通路
４４、５２、５３ 吐出室形成部
４５、４６ 端部
４７、４８、５４ シール部材
４９ ボルト

Claims (10)

1. 第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と第２駆動源のみにより駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機であって、該圧縮機の吐出室を該圧縮機のハウジング内に該ハウジングと一体的に形成し、前記第１圧縮機構から前記吐出室に接続される第１吐出通路および前記第２圧縮機構から前記吐出室に接続される第２吐出通路をそれぞれ設けたことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
2. 圧縮機の主軸が実質的に水平に配置される横型圧縮機からなり、前記吐出室が、前記ハウジングにおける前記両圧縮機構の上方の位置に配置されている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
3. 前記第２駆動源が電動モータからなる、請求項１または２ののハイブリッド圧縮機。
4. 前記第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
5. 背中合わせに配置された両固定スクロールが一体形成された固定スクロール部材からなる、請求項４のハイブリッド圧縮機。
6. 前記吐出室が、前記固定スクロール部材と、前記第２圧縮機構側に位置する圧縮機のリアハウジングとによって形成されている、請求項５のハイブリッド圧縮機。
7. 圧縮機の吸入ポートが、前記第１圧縮機構側に位置する圧縮機のフロントハウジングに設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
8. 圧縮機の吸入ポートが、前記固定スクロール部材に設けられている、請求項５または６のハイブリッド圧縮機。
9. 前記吐出室からの吐出ポートが、前記第２圧縮機構側に位置する圧縮機のリアハウジングに設けられている、請求項１〜８のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
10. 前記固定スクロール部材とリアハウジングとによって形成される前記吐出室は、鍛造により形成された部分と鋳造により形成された部分とを有する、請求項６〜９のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。

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