JP2008291795A - ハイブリッド圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとの間に十分な容積の吐出室が形成されたハイブリッド圧縮機を提供する。
【解決手段】 第１駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構と、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器とを備え、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは別体であり、第１圧縮機構と第２圧縮機構とは固定スクロールの端板が互いに当接固定された状態で一体に組付けられ、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板との当接部に吐出室が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド圧縮機に関するものである。

本発明の出願人は、特許文献１において、第１駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構と、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器とを備え、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは一体であり、前記一体の固定スクロールの端板内に吐出室が形成され、前記一体の固定スクロールの端板と第１圧縮機構を収容するフロントハウジングと第２圧縮機構を収容するリアハウジングとが協働して圧力容器を形成し、前記端板とフロントハウジングとの当接部と前記端板とリアハウジングとの当接部とにシール部材が配設されたことを特徴とするハイブリッド圧縮機を提案した。
特開２００６−２８３６８３号公報

特許文献１のハイブリッド圧縮機には、固定スクロールの端板内に十分な容積を有する吐出室を形成することが加工技術上困難なので、吐出圧脈動を減衰させるために吐出室に連通する膨張室を別途配設する必要があり、圧縮機の構成が複雑化するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとの間に十分な容積の吐出室が形成されたハイブリッド圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、第１駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構と、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器とを備え、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは別体であり、第１圧縮機構と第２圧縮機構とは固定スクロールの端板が互いに当接固定された状態で一体に組付けられ、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板との当接部に吐出室が形成されていることを特徴とするハイブリッド圧縮機を提供する。
本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは別体であり、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板とは互いに当接固定されているので、大容量の吐出室を両者の当接部に容易に形成することができる。吐出圧脈動を減衰させるために吐出室に連通する膨張室を別途配設する必要がなくなることにより、ハイブリッド圧縮機の構成が特許文献１に比べ単純化される。

本発明の好ましい態様においては、第１圧縮機構又は第２圧縮機構の固定スクロールの端板と第１圧縮機構を収容するフロントハウジングと第２圧縮機構を収容するリアハウジングとが協働して圧力容器を形成し、前記端板とフロントハウジングとの当接部と前記端板とリアハウジングとの当接部とにシール部材が配設されている。
第１圧縮機構又は第２圧縮機構の固定スクロールの端板を、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器の一部として利用しても良い。この場合、第１圧縮機構を収容するフロントハウジングと第２圧縮機構を収容するリアハウジングと第１圧縮機構又は第２圧縮機構の固定スクロールの端板とが協働して圧力容器を形成することになる。前記端板とフロントハウジングとの当接部と前記端板とリアハウジングとの当接部とにシール部材を配設する必要がある。

本発明の好ましい態様においては、筒部の端面を互い当接させた有底筒状の一対のハウジングが協働して圧力容器を形成し、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは何れか１方のハウジングに固定され、前記一対のハウジングの当接部にシール部材が配設されている。
筒部の端面を互い当接させた有底筒状の一対のハウジングによって、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器を形成しても良い。この場合、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板とは、前記一対のハウジングが形成する圧力容器内に収容されることになる。第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとを何れか１方のハウジングに固定し、前記一対のハウジングの当接部にシール部材を配設する必要がある。

本発明の好ましい態様においては、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは、何れか１方のハウジングの内周面に形成された段部に固定されている。
第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとを、何れか１方のハウジングの内周面に形成された段部に固定することにより、これらの部材を、ひいては第１圧縮機構と第２圧縮機構とを容易に位置決めすることができる。

本発明の好ましい態様においては、第１駆動源は車両等の内燃機関又は走行用電動モータであり、第２駆動源は電動モータである。
ハイブリッド圧縮機を車両等に搭載する場合、車両等の内燃機関又は走行用電動モータを第１駆動源とし、ハイブリッド圧縮機が内蔵する電動モータ又は別置きの電動モータを第２駆動源とすることが可能である。

本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは別体であり、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板は互いに当接固定されているので、大容量の吐出室を両者の当接部に容易に形成することができる。吐出圧脈動を減衰させるために吐出室に連通する膨張室を別途配設する必要がなくなることにより、ハイブリッド圧縮機の構成が特許文献１に比べ単純化される。

本発明の実施例に係るハイブリッド圧縮機を説明する。
図１に示すように、ハイブリッド圧縮機Ａは、第１圧縮機構１と、第２圧縮機構２とを備えている。
第１圧縮機構１は、端板１０ａと渦巻体１０ｂとを有する固定スクロール１０と、端板１１ａと渦巻体１１ｂとを有し固定スクロール１０とかみ合って複数の作動空間１２を形成する可動スクロール１１と、可動スクロール１１に係合して可動スクロール１１を旋回運動させる駆動軸１３と、可動スクロール１１の自転を阻止するボールカップリング１４とを備えている。
第２圧縮機構２は、端板２０ａと渦巻体２０ｂとを有する固定スクロール２０と、端板２１ａと渦巻体２１ｂとを有し固定スクロール２０とかみ合って複数対の作動空間２２を形成する可動スクロール２１と、可動スクロール２１に係合して可動スクロールを旋回運動させる駆動軸２３と、可動スクロール２１の自転を阻止するボールカップリング２４とを備えている。

ハイブリッド圧縮機Ａは、図示しない車両等のエンジンにベルトを介して接続され、車両等のエンジンの回転駆動力を駆動軸１３に伝達する電磁クラッチ３と、電磁クラッチ３が取り付けられると共に第１圧縮機構１の一部を収容する浅い有底筒状のフロントハウジング４とを備えている。ここで、車両等のエンジンは、車両等の内燃機関と走行用電動モータとを含む概念である。駆動軸１３はフロントハウジング４の底壁を貫通して、フロントハウジング４外へ延びている。
ハイブリッド圧縮機Ａは、第２圧縮機構２の駆動軸２３を回転駆動する電動モータ５と、電動モータ５、第２圧縮機構２、第１圧縮機構１の残余部を収容する深い有底筒状のリアハウジング６とを備えている。
筒部の解放端同士が突き合わされた状態で、フロントハウジング４とリアハウジング６とは図示しないボルトを用いて連結されている。フロントハウジング４とリアハウジング６との当接部に、該部をシールするＯリング７ａが配設されている。フロントハウジング４とリアハウジング６とは協働して、第１圧縮機構１、第２圧縮機構２、電動モータ５を収容する圧力容器３０を形成している。

固定スクロール１０の端板１０ａと固定スクロール２０の端板２０ａとは、渦巻体１０ｂ、２０ｂが形成された端面とは反対側の端面同士を当接させた状態で、複数のボルト８を用いてリアハウジング６の内周面に形成された環状段部６ａに固定されている。従って、第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とは、固定スクロールの端板が互いに当接固定された状態で一体に組付けられている。
端板１０ａの周側面と端板２０ａの周側面とは、リアハウジング６の筒部内周面に当接している。端板１０ａの周側面とリアハウジング６の筒部内周面との当接部をシールするＯリング７ｂと、端板２０ａの周側面とリアハウジング６の筒部内周面との当接部をシールするＯリング７ｃとが配設されている。
端板１０ａと端板２０ａとの当接部に、端板１０ａの前記反対側の端面の中央部に設けた凹部が形成する吐出室９ａが配設されている。吐出室９ａは、端板１０ａ、２０ａの径方向中心部に形成された吐出穴１０ａ’、２０ａ’を介して、径方向中心部の作動空間１２、２２に連通している。吐出穴１０ａ’、２０ａ’を開閉する図示しない吐出弁が配設されている。

リアハウジング６の筒部に吸入ポート６ｂが形成されている。吸入ポート６ｂは、渦巻体１０ｂ、１１ｂの径方向外方に配設された第１圧縮機構１の吸入室１５に連通すると共に、端板１０ａと端板２０ａの互いに当接した周縁部を板厚方向に貫通するバイパス穴９ｂを介して、渦巻体２０ｂ、２１ｂの径方向外方に配設された第２圧縮機構２の吸入室２５に連通している。
リアハウジング６の筒部に吐出ポート６ｃが形成されている。吐出ポート６ｃは、Ｏリング７ｂとＯリング７ｃとの間で端板１０ａに形成された図示しない連通穴を介して吐出室９ａに連通している。

ハイブリッド圧縮機Ａがエンジン駆動される場合には、電磁クラッチ３がＯＮされ、車両等のエンジンの回転が駆動軸１３へ伝達され、駆動軸１３により可動スクロール１１が旋回駆動される。吸入ポート６ｂから流入した冷媒ガスが第１圧縮機構１の吸入室１５を通って第１圧縮機構１の作動空間１２に取り込まれ、作動空間１２が体積を減少させつつ固定スクロール１０の中心へ向けて移動し、作動空間１２内の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール１０の端板１０ａに形成された吐出穴１０ａ′と吐出穴１０ａ’を開閉する図示しない吐出弁とを介して吐出室９ａに吐出し、端板１０ａに形成された図示しない連通穴と吐出ポート６ｃとを介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。冷媒ガスが吐出室９ａに吐出する際に発生する吐出圧脈動は、十分な容積を有する吐出室９ａ内で減衰するので、外部冷媒回路の凝縮器に振動や異音を発生させない。
第２圧縮機構２を駆動する電動モータ５には電力は供給されず、電動モータ５は回転しない。従って第２圧縮機構２は作動しない。吐出穴２０ａ’を開閉する図示しない吐出弁が吐出穴２０ａ′を閉鎖し、第１圧縮機構１から吐出した冷媒ガスの第２圧縮機構２への逆流を阻止する。

ハイブリッド圧縮機Ａがモータ駆動される場合には、電動モータ５がＯＮされて回転し、電動モータ５の回転が第２圧縮機構２の駆動軸２３へ伝達され、駆動軸２３により可動スクロール２１が旋回駆動される。吸入ポート６ｂから流入した冷媒ガスが第１圧縮機構１の吸入室１５とバイパス穴９ｂと第２圧縮機構２の吸入室２５とを通って第２圧縮機構２の作動空間２２に取り込まれ、作動空間２２が体積を減少させつつ固定スクロール２０の中心へ向けて移動し、作動空間２２内の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール２０の端板２０ａに形成された吐出穴２０ａ′と吐出穴２０ａ’を開閉する図示しない吐出弁とを介して吐出室９ａに吐出し、端板１０ａに形成された図示しない連通穴と吐出ポート６ｃとを介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。冷媒ガスが吐出室９ａに吐出する際に発生する吐出圧脈動は、十分な容積を有する吐出室９ａ内で減衰するので、外部冷媒回路の凝縮器に振動や異音を発生させない。
電磁クラッチ３には電力は供給されず、車両等のエンジンの回転は第１圧縮機構１へ伝達されない。従って第１圧縮機構１は作動しない。吐出穴１０ａ’を開閉する図示しない吐出弁が吐出穴１０ａ′を閉鎖し、第２圧縮機構２から吐出した冷媒ガスの第１圧縮機構１への逆流を阻止する。

第１圧縮機構１は第１駆動源である車両等のエンジンのみにより駆動され、第２圧縮機構２は第１駆動源とは異なる第２駆動源である電動モータ５のみにより駆動されるので、第１圧縮機構１は大出力の車両等のエンジンのみに適合させれば良く、第２圧縮機構は小出力の電動モータ５のみに適合させれば良い。従って、ハイブリッド圧縮機Ａにおいては、圧縮機構と駆動源とが良く適合する。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とが一体的に組み付けられることにより、ハイブリッド圧縮機Ａが小型化される。

ハイブリッド圧縮機Ａにおいては、第１圧縮機構１の固定スクロール１０と第２圧縮機構２の固定スクロール２０とは別体であり、第１圧縮機構の固定スクロールの端板１０ａと第２圧縮機構の固定スクロールの端板２０ａとは互いに当接固定されているので、両者の当接部に大容量の吐出室９ａを容易に形成することができる。吐出圧脈動を減衰させるために吐出室９ａに連通する膨張室を別途配設する必要がないことにより、ハイブリッド圧縮機Ａの構成は特許文献１に比べ単純化されている。

ハイブリッド圧縮機Ａにおいては、フロントハウジング４とリアハウジング６とが協働して第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とを収容する圧力容器３０を形成するので、フロントハウジング４とリアハウジング６との当接部にＯリング７ａを配設すれば圧力容器３０を形成することができる。従って、ハイブリッド圧縮機Ａの圧力容器３０を形成するのに必要なシール部材の数は、特許文献１のハイブリッド圧縮機の圧力容器を形成するのに必要なシール部材の数に比べて少ない。
第１圧縮機構１の固定スクロール１０と第２圧縮機構２の固定スクロール２０とは、リアハウジング６に固定されるので、圧縮機構１、２の作動に支障は生じない。
第１圧縮機構１の固定スクロール１０と第２圧縮機構２の固定スクロール２０とを、リアハウジング６の筒部内周面に形成された段部６ａに固定することにより、これらの部材を、ひいては第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とを容易に位置決めしている。

第１圧縮機構１の固定スクロール１０と第２圧縮機構２の固定スクロール２０とをリアハウジング６に固定するのに代えて、フロントハウジング４を深い有底筒状に形成し、第１圧縮機構１の固定スクロール１０と第２圧縮機構２の固定スクロール２０とをフロントハウジング４に固定しても良い。
第２圧縮機構２の駆動軸２３を、内蔵の電動モータ５で駆動するのに代えて、別置きの電動モータで駆動しても良い。

図２に示すように、第１圧縮機構１’の固定スクロール１０’の端板１０ａ”と、第１圧縮機構１’の大部分を収容する深い有底筒状のフロントハウジング４’と、第２圧縮機構２’の大部分を収容する深い有底筒状のリアハウジング６’とが協働して、第１圧縮機構１’と第２圧縮機構２’とを収容する圧力容器３０’を形成するようにハイブリッド圧縮機Ａ’を構成しても良い。この場合、端板１０ａ”とフロントハウジング４’との当接部にＯリング７ａ’を配設し、前記端板１０ａ”とリアハウジング６’との当接部とにＯリング７ａ”を配設することになる。
図２に示すように、複数のボルト８’を用いて第１圧縮機構１’の固定スクロール１０’の端板１０ａ”と第２圧縮機構２’の固定スクロール２０’の端板２０ａ”とを一体に組み付けてリアハウジング６’の段部６ａ’に固定し、フロントハウジング４’と第１圧縮機構１’の固定スクロール１０’の端板１０ａ”とを図示しない複数のボルトを用いて連結しても良く、或いは端板１０ａ”と端板２０ａ”とを図示しない複数のボルトを用いて単に一体に固定し、フロントハウジング４’と第１圧縮機構１’の固定スクロール１０’の端板１０ａ”とリアハウジング６’とを図示しない複数のボルトを用いて連結しても良い。
上記構成においても、第１圧縮機構１’の固定スクロール１０’と第２圧縮機構２’の固定スクロール２０’とは別体であり、第１圧縮機構の固定スクロールの端板１０ａ”と第２圧縮機構の固定スクロールの端板２０ａ’とは互いに当接固定されているので、大容量の吐出室９ａ’を両者の当接部に容易に形成することができる。吐出圧脈動を減衰させるために吐出室９ａ’に連通する膨張室を別途配設する必要がなくなることにより、ハイブリッド圧縮機Ａ’の構成は特許文献１に比べ単純化される。尚、端板１０ａ”と端板２０ａ’との当接部には、吐出室９ａ’を取り囲むＯリング７ｄを配設する必要がある。

本発明の実施例に係るハイブリッド圧縮機の側断面図である。 本発明の他の実施例に係るハイブリッド圧縮機の側断面図である。

符号の説明

Ａ、Ａ’ ハイブリッド圧縮機
１、１’ 第１圧縮機構
２、２’ 第２圧縮機構
１０、２０、１０’、２０’ 固定スクロール
１１、２１ 可動スクロール
３ 電磁クラッチ
４、４’ フロントハウジング
５ 電動モータ
６、６’ リアハウジング
６ａ、６ａ’ 段部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ａ’、７ａ” Ｏリング
８、８’ ボルト
９ａ、９ａ’ 吐出室
９ｂ バイパス穴
１５、２５ 吸入室
６ｂ 吸入ポート
６ｃ 吐出ポート
３０、３０’ 圧力容器

Claims (5)

1. 第１駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、第２駆動源のみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構と、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを収容する圧力容器とを備え、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは別体であり、第１圧縮機構と第２圧縮機構とは固定スクロールの端板が互いに当接固定された状態で一体に組付けられ、第１圧縮機構の固定スクロールの端板と第２圧縮機構の固定スクロールの端板との当接部に吐出室が形成されていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
2. 第１圧縮機構又は第２圧縮機構の固定スクロールの端板と第１圧縮機構を収容するフロントハウジングと第２圧縮機構を収容するリアハウジングとが協働して圧力容器を形成し、前記端板とフロントハウジングとの当接部と前記端板とリアハウジングとの当接部とにシール部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド圧縮機。
3. 筒部の端面を互い当接させた有底筒状の一対のハウジングが協働して圧力容器を形成し、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは何れか１方のハウジングに固定され、前記一対のハウジングの当接部にシール部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド圧縮機。
4. 第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールとは、何れか１方のハウジングの内周面に形成された段部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド圧縮機。
5. 第１駆動源は車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータであり、第２駆動源は電動モータであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１に記載のハイブリッド圧縮機。

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