JP2018100626A - Hermetic electric compressor, and refrigeration cycle with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータと、この電動モータの回転で動作する圧縮機構と、電動モータ及び圧縮機構をまとめて覆うハウジングとを備える密閉型電動圧縮機、及びこれを備える冷凍サイクルに関する。 The present invention relates to a hermetic electric compressor including an electric motor, a compression mechanism that operates by rotation of the electric motor, and a housing that collectively covers the electric motor and the compression mechanism, and a refrigeration cycle including the same.
密閉型電動圧縮機としては、例えば、以下の特許文献１に記載のロータリー圧縮機がある。 As the hermetic electric compressor, for example, there is a rotary compressor described in Patent Document 1 below.
この圧縮機は、電動モータと、この電動モータの回転で動作する圧縮機構と、電動モータ及び圧縮機構をまとめて覆うハウジングと、を備える。圧縮機構は、電動モータのモータ回転軸と直結されている圧縮機回転軸と、この圧縮機回転軸に対して偏芯して固定されているロータと、圧縮機回転軸を中心として円筒状の圧縮室を形成するシリンダと、を備える。ロータは、圧縮室内で偏心回転することで、圧縮室内に流入した気体を圧縮する。 The compressor includes an electric motor, a compression mechanism that operates by rotation of the electric motor, and a housing that collectively covers the electric motor and the compression mechanism. The compression mechanism includes a compressor rotation shaft that is directly connected to the motor rotation shaft of the electric motor, a rotor that is eccentrically fixed to the compressor rotation shaft, and a cylindrical shape that is centered on the compressor rotation shaft. And a cylinder forming a compression chamber. The rotor compresses the gas flowing into the compression chamber by rotating eccentrically in the compression chamber.
密閉型圧縮機は、空調機等の冷凍サイクルの一構成要素として用いられることが多く、空調機の運転上、室内環境により冷房または暖房能力を変えることが必要不可欠である。このため、冷凍サイクルの一構成要素として用いられる密閉型圧縮機には、圧縮機回転軸の回転数を変えられることが要求される。 The hermetic compressor is often used as a component of a refrigeration cycle such as an air conditioner, and it is essential to change the cooling or heating capacity depending on the indoor environment for the operation of the air conditioner. For this reason, the hermetic compressor used as one component of the refrigeration cycle is required to be able to change the rotation speed of the compressor rotation shaft.
圧縮機回転軸の回転数を変える方法としては、インバータを介して電動モータに交流電力を供給し、このインバータで電動モータに供給する交流電力の周波数を変える方法がある。しかしながら、この圧縮機駆動方法では、インバータは圧縮機とは別に必要であり、総コストがかさむ。 As a method of changing the rotation speed of the compressor rotating shaft, there is a method of supplying AC power to the electric motor via an inverter and changing the frequency of the AC power supplied to the electric motor by this inverter. However, in this compressor driving method, an inverter is required separately from the compressor, which increases the total cost.
そこで、本発明は、コストを抑え、圧縮機回転軸の回転数を変えることができる密閉型圧縮機、及びこれを備える冷凍サイクルを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hermetic compressor capable of reducing the cost and changing the rotation speed of the compressor rotation shaft, and a refrigeration cycle including the same.
上記問題点を解決するための発明に係る第一態様としての密閉型電動圧縮機は、
電動モータと、前記電動モータの回転で動作する圧縮機構と、複数の伝達部材を有し、前記電動モータの回転トルクを前記圧縮機構に伝える変速機構と、複数の前記伝達部材のうち、少なくとも一の伝達部材の他の伝達部材に対する状態を変える状態変化機構と、前記電動モータと前記圧縮機構と前記変速機構と前記状態変化機構とをまとめて覆うハウジングと、を備え、前記電動モータは、モータ回転軸と、前記モータ回転軸に固定されているモータロータと、前記モータロータと対向するように前記ハウジングの内面に固定されているモータステータと、を有し、前記圧縮機構は、圧縮機回転軸と、前記圧縮機回転軸に固定されている圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータが収まる圧縮室を形成する圧縮室形成部材と、を有し、前記変速機構は、前記伝達部材として、前記モータ回転軸に固定されているモータ側伝達部材と、前記圧縮機回転軸に固定されている圧縮機側伝達部材と、前記モータ側伝達部材の回転を前記圧縮機側伝達部材に伝えるための一以上の中間伝達部材と、を有し、前記状態変化機構は、一以上の前記中間伝達部材のうち、少なくとも一の中間伝達部材である状態変化伝達部材の前記モータ側伝達部材又は前記圧縮機側伝達部材に対する状態を変えて、前記モータ回転軸の回転に伴う前記圧縮機回転軸の回転の速度を変える。
The hermetic electric compressor as a first aspect according to the invention for solving the above problems is
An electric motor, a compression mechanism that operates by rotation of the electric motor, a plurality of transmission members, a transmission mechanism that transmits the rotational torque of the electric motor to the compression mechanism, and at least one of the plurality of transmission members A state change mechanism that changes the state of the transmission member relative to the other transmission member, and a housing that collectively covers the electric motor, the compression mechanism, the speed change mechanism, and the state change mechanism. A rotation shaft, a motor rotor fixed to the motor rotation shaft, and a motor stator fixed to the inner surface of the housing so as to face the motor rotor, and the compression mechanism includes a compressor rotation shaft and A compressor rotor fixed to the compressor rotating shaft, and a compression chamber forming member forming a compression chamber in which the compressor rotor is accommodated, and the transmission The motor-side transmission member fixed to the motor rotation shaft, the compressor-side transmission member fixed to the compressor rotation shaft, and the rotation of the motor-side transmission member as the transmission member One or more intermediate transmission members for transmitting to the side transmission member, and the state change mechanism is at least one intermediate transmission member among the one or more intermediate transmission members. The state with respect to the side transmission member or the compressor side transmission member is changed to change the rotation speed of the compressor rotation shaft accompanying the rotation of the motor rotation shaft.
当該密閉型電動圧縮機では、部材状態変化機構を動作させることで、圧縮機回転軸の回転数を変えることができる。また、当該密閉型電動圧縮機では、インバータを用いずに、圧縮機回転軸の回転数を変えることができるので、製造コストを抑えることができる。 In the hermetic electric compressor, the rotation speed of the compressor rotation shaft can be changed by operating the member state changing mechanism. Moreover, in the hermetic electric compressor, the number of rotations of the compressor rotating shaft can be changed without using an inverter, so that the manufacturing cost can be reduced.
上記問題点を解決するための発明に係る第二態様としての密閉型電動圧縮機は、
前記第一態様の前記密閉型電動圧縮機において、前記モータ回転軸と前記圧縮機回転軸とは、同一の軸上に位置している。
The hermetic electric compressor as the second aspect according to the invention for solving the above problems is
In the sealed electric compressor of the first aspect, the motor rotation shaft and the compressor rotation shaft are located on the same shaft.
当該密閉型電動圧縮機では、モータ回転軸と圧縮機回転軸とが同一の軸上に位置しているので、径方向の大型化を抑えることができる。 In the hermetic electric compressor, since the motor rotation shaft and the compressor rotation shaft are located on the same shaft, an increase in the radial direction can be suppressed.
上記問題点を解決するための発明に係る第三態様としての密閉型電動圧縮機は、
前記第一又は第二態様の前記密閉型電動圧縮機において、前記圧縮機構は、ロータリー圧縮機構であり、前記ロータリー圧縮機構の前記圧縮機ロータは、前記圧縮機回転軸の中心軸に対して偏芯して前記圧縮機回転軸に固定され、前記ロータリー圧縮機構の前記圧縮室形成部材は、前記圧縮機回転軸の中心軸上を中心として円筒状の圧縮室を形成して、前記圧縮機ロータの外周を覆うシリンダである。
The hermetic electric compressor as the third aspect according to the invention for solving the above problems is
In the hermetic electric compressor according to the first or second aspect, the compression mechanism is a rotary compression mechanism, and the compressor rotor of the rotary compression mechanism is biased with respect to a central axis of the compressor rotation shaft. And the compression chamber forming member of the rotary compression mechanism forms a cylindrical compression chamber centering on the central axis of the compressor rotation shaft, and the compressor rotor It is the cylinder which covers the outer periphery.
上記問題点を解決するための発明に係る第四態様としての密閉型電動圧縮機は、
前記第一から第三態様のいずれかの前記密閉型電動圧縮機において、前記変速機構は、軸上を中心として回転可能な太陽歯車と、前記太陽歯車の外周に配置されて前記太陽歯車と噛み合っている複数の遊星歯車と、複数の前記遊星歯車の相互間隔を保持するキャリアと、複数の前記遊星歯車の外周に配置されて複数の前記遊星歯車と噛み合っている内歯車と、を有する遊星歯車機構であり、前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちのいずれかの第一伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちのいずれかの第一部材で構成され、前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちの残りの第二伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちの残りの第二部材で構成され、前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちの残りの第三伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちの残りの第三部材で構成され、前記状態変化機構は、前記状態変化伝達部材の回転を抑制する。
The hermetic electric compressor as the fourth aspect according to the invention for solving the above problems is
In the hermetic electric compressor according to any one of the first to third aspects, the speed change mechanism includes a sun gear that can rotate about an axis, and an outer periphery of the sun gear that meshes with the sun gear. A planetary gear having a plurality of planetary gears, a carrier that holds the plurality of planetary gears spaced apart from each other, and an internal gear that is disposed on the outer periphery of the plurality of planetary gears and meshes with the plurality of planetary gears. The first transmission member of any one of the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member is one of the sun gear, the carrier, and the internal gear. The remaining second transmission member of the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member is the remaining of the sun gear, the carrier, and the internal gear. The remaining third transmission member of the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member includes the sun gear, the carrier, and the internal gear. It is comprised with the remaining 3rd member, and the said state change mechanism suppresses rotation of the said state change transmission member.
上記問題点を解決するための発明に係る第五態様としての密閉型電動圧縮機は、
前記第一から第三態様のいずれかの前記密閉型電動圧縮機において、前記変速機構は、同一の軸上を中心として回転し、前記軸上を中心として環状の接触面が形成され、互いに離間して向かい合っている入力ディスク及び出力ディスクと、前記軸と交差し得る交差軸上を中心として回転し、前記入力ディスクの前記接触面及び前記出力ディスクの前記接触面に接触する接触面が形成されている球面伝達部材と、を有し、前記球面伝達部材の前記接触面は、前記交差軸中の一点を中心とする球面の少なくとも一部で形成され、前記入力ディスクの環状の前記接触面及び前記出力ディスクの環状の前記接触面は、いずれも、前記球面の中心から遠ざかる方向に滑らかに凹んだ凹面であり、前記入力ディスクが前記モータ側伝達部材を成し、前記出力ディスクが前記圧縮機側伝達部材を成し、前記球面伝達部材が前記状態変化伝達部材を成し、前記状態変化機構は、前記球面の中心を基準にして前記球面伝達部材の前記交差軸の傾きを変える。
The hermetic electric compressor as the fifth aspect according to the invention for solving the above problems is
In the hermetic electric compressor according to any one of the first to third aspects, the transmission mechanism rotates about the same axis, an annular contact surface is formed about the axis, and is separated from each other. And an input disk and an output disk that face each other, and a contact surface that rotates about a crossing axis that can intersect the axis and that contacts the contact surface of the input disk and the contact surface of the output disk is formed. A spherical transmission member, and the contact surface of the spherical transmission member is formed of at least a part of a spherical surface centered on one point in the intersecting axis, and the annular contact surface of the input disk and Each of the annular contact surfaces of the output disk is a concave surface that is smoothly recessed in a direction away from the center of the spherical surface, the input disk forms the motor-side transmission member, and the output disk The disk constitutes the compressor-side transmission member, the spherical transmission member constitutes the state change transmission member, and the state change mechanism has an inclination of the cross axis of the spherical transmission member with respect to the center of the spherical surface. change.
上記問題点を解決するための発明に係る第六態様としての密閉型電動圧縮機は、
前記第一から第三態様のいずれかの前記密閉型電動圧縮機において、前記変速機構は、同一の軸上を中心として回転し、互いに離間して向かい合っている入力傘歯車及び出力傘歯車と、前記軸に対して直交する直交軸を中心として回転し、前記入力傘歯車及び前記出力傘歯車に噛み合うことが可能な複数の中間傘歯車と、を有し、前記入力傘歯車が前記モータ側伝達部材を成し、前記出力傘歯車が前記圧縮機側伝達部材を成し、複数の前記中間傘歯車が前記状態変化伝達部材を成し、複数の前記中間傘歯車は、互いの歯数が異なっており、前記状態変化機構は、複数の前記中間傘歯車のうち、いずれか一の中間傘歯車のみを選択的に前記入力傘歯車及び前記出力傘歯車に噛み合わせる。
A hermetic electric compressor as a sixth aspect according to the invention for solving the above problems is
In the hermetic electric compressor according to any one of the first to third aspects, the transmission mechanism rotates about the same axis, and an input bevel gear and an output bevel gear that face each other apart from each other; A plurality of intermediate bevel gears that rotate about an orthogonal axis orthogonal to the axis and that can mesh with the input bevel gear and the output bevel gear, wherein the input bevel gear transmits to the motor side A plurality of intermediate bevel gears form the state change transmission member, and the plurality of intermediate bevel gears have different numbers of teeth. The state change mechanism selectively meshes only one of the intermediate bevel gears with the input bevel gear and the output bevel gear.
上記問題点を解決するための発明に係る第七態様としての冷凍サイクルは、
冷媒が流れる循環ラインと、前記循環ライン中に配置され、気体の前記冷媒を圧縮する前記第一から第六態様のいずれかの前記密閉型電動圧縮機と、前記循環ライン中に配置され、前記循環ラインを流れる前記冷媒と第一媒体とを熱交換させて、前記冷媒を相変化させる第一熱交換器と、前記循環ライン中に配置され、前記循環ラインを流れる前記冷媒と第二媒体とを熱交換させて、前記冷媒を相変化させる第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間の循環ライン中であって、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間に前記密閉型電動圧縮機が配置されていない循環ライン中の部分に配置されている膨張弁と、を備える。
The refrigeration cycle as the seventh aspect according to the invention for solving the above problems is
A circulation line through which a refrigerant flows, and the hermetic electric compressor according to any one of the first to sixth aspects, which is disposed in the circulation line and compresses the gaseous refrigerant, and is disposed in the circulation line, Heat exchange between the refrigerant flowing through the circulation line and the first medium to change the phase of the refrigerant; and the refrigerant and second medium arranged in the circulation line and flowing through the circulation line; In the circulation line between the first heat exchanger and the second heat exchanger, the second heat exchanger changing the phase of the refrigerant, and the first heat exchanger An expansion valve disposed in a portion of the circulation line where the hermetic electric compressor is not disposed between the second heat exchanger.
本発明の一態様によれば、コストを抑え、圧縮機回転軸の回転数を変えることができる。 According to one aspect of the present invention, the cost can be reduced and the rotational speed of the compressor rotation shaft can be changed.
以下、本発明に係る船舶の各種実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, various embodiments of a ship according to the present invention will be described with reference to the drawings.
「密閉型電動圧縮機の実施形態」
図１〜図４を参照して、本発明に係る密閉型電動圧縮機の第一実施形態について説明する。
"Embodiment of hermetic electric compressor"
A first embodiment of a hermetic electric compressor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図１に示すように、本実施形態の密閉型電動圧縮機６０は、電動モータ７１と、電動モータ７１の回転で動作する圧縮機構８１と、電動モータ７１の回転トルクを圧縮機構８１に伝える変速機構１００と、これらをまとめて覆うハウジング６１と、を備える。
As shown in FIG. 1, the hermetic
ハウジング６１は、胴部６２と、第一蓋６３と、第二蓋６４と、を有する。胴部６２は、軸上Ａを中心として円筒状で、軸上Ａが延びる軸方向Ｄａの第一の側Ｄａ１及び反対側の第二の側Ｄａ２が開口している。第一蓋６３は、胴部６２における第一の側Ｄａ１の開口を塞ぐ。第二蓋６４は、胴部６２における第二の側Ｄａ２の開口を塞ぐ。胴部６２の第一の側Ｄａ１の部分には、気体を吸い込む吸込口６５が形成されている。また、第二蓋６４には、気体を吐出する吐出口６６が形成されている。
The
電動モータ７１は、モータ回転軸７２と、モータロータ７３と、モータステータ７４と、を有する。モータ回転軸７２は、軸上Ａを中心として軸方向Ｄａに延びている。このモータ回転軸７２は、軸上Ａを中心として回転する。モータロータ７３は、このモータ回転軸７２の外周に固定されている。モータステータ７４は、軸上Ａに対する径方向でモータロータ７３と対向するように胴部６２の内周面に固定されている。モータロータ７３の外周面とモータステータ７４の内周面との間には、わずかな隙間がある。モータステータ７４と胴部６２の内周面との間には、軸方向Ｄａに延びる冷媒流路７５が形成されている。
The
圧縮機構８１は、ロータリー圧縮機構である。この圧縮機構８１は、図１及び図２に示すように、圧縮機回転軸８２と、圧縮機ロータ８３と、シリンダ（圧縮室形成部材）８４と、を有する。圧縮機回転軸８２は、軸上Ａを中心として軸方向Ｄａに延びている。この圧縮機回転軸８２は、軸上Ａを中心として回転する。圧縮機ロータ８３は、圧縮機回転軸８２に固定されている。この圧縮機ロータ８３は、円柱状を成している。円柱状の圧縮機ロータ８３の中心軸は、軸上Ａと平行であるものに、軸上Ａに対して偏心している。シリンダ８４は、軸上Ａを中心として円筒状のシリンダ本体８５と、第一シリンダ蓋８６と、第二シリンダ蓋８７と、を有する。シリンダ本体８５は、軸上Ａを中心として円筒状で、第一の側Ｄａ１及び第二の側Ｄａ２が開口している。第一シリンダ蓋８６は、シリンダ本体８５における第一の側Ｄａ１の開口を塞ぐ。第二シリンダ蓋８７は、シリンダ本体８５における第二の側Ｄａ２の開口を塞ぐ。シリンダ本体８５、第一シリンダ蓋８６、及び第二シリンダ蓋８７で囲まれた空間は、圧縮機ロータ８３が収まるシリンダ室（圧縮室）Ｓを形成する。この圧縮室Ｓは、軸上Ａを中心として円柱状を成している。シリンダ本体８５は、ハウジング６１の胴部６２の内周面に固定されている。第一シリンダ蓋８６及び第二シリンダ蓋８７は、このシリンダ本体８５にボルトで固定されている。第一シリンダ蓋８６及び第二シリンダ蓋８７は、いずれも圧縮機回転軸８２を軸上Ａを中心に回転可能に支持する。よって、第一シリンダ蓋８６及び第二シリンダ蓋８７は、軸受の機能を有する。シリンダ本体８５には、外周面から圧縮室Ｓ内に貫通する吸入ポート８８ｉと、内周面から軸上Ａに対する径方向外側に向かって凹むブレード溝８９と、が形成されている。吸入ポート８８ｉは、ハウジング６１の吸込口６５と連通している。第二シリンダ蓋８７には、軸方向Ｄａに貫通する吐出ポート８８ｏが形成されている。圧縮機ロータ８３は、シリンダ本体８５の内周面に接しつつ、圧縮機回転軸８２の回転に伴って軸上Ａを中心として公転する。言い換えると、圧縮機ロータ８３は、シリンダ本体８５の内周面に接しつつ、軸上Ａに対して偏心して回転する。
The
圧縮機構８１は、さらに、ブレード９１と、ブレードバネ９２と、吐出弁９３と、吐出カバー９４と、を有する。ブレード９１は、ブレード溝８９から一部が圧縮室Ｓ内に突出可能にブレード溝８９内に収められている。ブレードバネ９２は、ブレード溝８９内に収められ、ブレード９１を圧縮室Ｓ内への突出方向に押す。ブレード９１の先端は、ブレード９１がブレードバネ９２に押されることにより、常に圧縮機ロータ８３の外周面に接する。圧縮室Ｓ内には、シリンダ本体８５の内周面と、圧縮機室Ｓ内を偏心する圧縮機ロータ８３の外周面との間に、三日月状の空間を形成する。この三日月状の空間は、シリンダ本体８５から圧縮室Ｓ内に突出したブレード９１により二つの空間に分割される。二つの空間のうち、一方の空間が吸入容積Ｓｓを成し、他方の空間が圧縮容積Ｓｃを成す。シリンダ本体８５に形成されている前述の吸入ポート８８ｉは、この吸入容積Ｓｓに繋がっている。また、第二シリンダ蓋８７に形成されている前述の吐出ポート８８ｏは、この圧縮容積Ｓｃに繋がっている。吐出弁９３は、第二シリンダ蓋８７の第二の側Ｄａ２の面であって、吐出ポート８８ｏが開口している位置に設けられている。吐出カバー９４は、第二シリンダ蓋８７の第二の側Ｄａ２の部分を覆う。この吐出カバー９４には、圧縮室Ｓ内から吐出弁９３を経て、吐出カバー９４内に流入した冷媒を吐出カバー９４から流出させる流出口９５が形成されている。
The
変速機構１００は、図３に示すように、遊星歯車機構である。この変速機構１００は、太陽歯車１０１と、複数の遊星歯車１０２と、キャリア１０３と、内歯車１０４と、を有する。太陽歯車１０１は、モータ回転軸７２に固定され、軸上Ａを中心に回転する。複数の遊星歯車１０２は、太陽歯車１０１の外周に配置されて太陽歯車１０１と噛み合っている。複数の遊星歯車１０２は、自身の中心軸上を中心として自転すると共に、軸上Ａを中心として公転する。内歯車１０４は、軸上Ａに対する径方向内側に向く複数の歯が、この軸上Ａを中心として環状に配置されている。この内歯車１０４は、圧縮機回転軸８２が固定され、軸上Ａを中心として回転する。この内歯車１０４は、複数の遊星歯車１０２とかみ合っている。キャリア１０３は、軸上Ａに対する周方向における複数の遊星歯車１０２の相互間隔を保持する。キャリア１０３は、各遊星歯車１０２を自転可能に支持する。キャリア１０３は、軸上Ａを中心として回転可能にモータ回転軸７２に支持されている。
The
この変速機構１００で、太陽歯車１０１がモータ側伝達部材を成し、内歯車１０４が圧縮機側伝達部材を成す。また、複数の遊星歯車１０２とキャリア１０３とは、中間伝達部材を成す。また、キャリア１０３は、複数の中間伝達部材のうちの状態変化伝達部材も成す。
In this
本実施形態の密閉型電動圧縮機６０は、さらに、状態変化機構１０９を備える。状態変化機構１０９は、ハウジング６１内に配置されて、このハウジング６１に直接的又は間接的に取り付けられている。この状態変化機構１０９は、変速機構１００を構成する複数の伝達部材のうち、一の伝達部材の他の伝達部材に対する状態を変える。具体的には、状態変化機構１０９は、太陽歯車１０１の回転に伴って回転しようとするキャリア（状態変化伝達部材）１０３の回転を抑制する。よって、この状態変化機構１０９は、キャリア１０３の回転を抑制するブレーキとして機能する。なお、キャリア１０３の回転が抑制させると、複数の遊星歯車１０２の公転が抑制される。
The hermetic
以上で説明した本実施形態の密閉型電動圧縮機６０は、図４に示すように、冷凍サイクルの一部を構成する。この冷凍サイクルは、密閉型電動圧縮機６０の他、循環ライン１０と、アキュムレータ５と、第一熱交換器１と、第二熱交換器２と、膨張弁３と、四方切替弁４と、アキュムレータ５と、循環ライン１０と、を備える。
The hermetic
循環ライン１０には、冷媒Ｒが流れる。密閉型電動圧縮機６０、第一熱交換器１、第二熱交換器２、膨張弁３、及び四方切替弁４は、いずれも循環ライン１０に設けられている。第一熱交換器１は、冷媒Ｒと第一媒体Ｍ１とを熱交換させて、冷媒Ｒを相変化させる。第二熱交換器２は、冷媒Ｒと第二媒体Ｍ２とを熱交換させて、冷媒Ｒを相変化させる。第一熱交換器１は、第一冷媒口１ａ及び第二冷媒口１ｂを有する。また、第二熱交換器２も、第一冷媒口２ａ及び第二冷媒口２ｂを有する。アキュムレータ５は、冷媒Ｒを一時的に溜めておき、液相の冷媒Ｒと気相の冷媒Ｒとを分離する機能を有する。アキュムレータ５には、冷媒入口５ａと冷媒出口５ｂとが形成されている。密閉型電動圧縮機６０は、アキュムレータ５からの気体の冷媒Ｒを圧縮する。膨張弁３は、液体の冷媒Ｒの圧力を減圧する。四方切替弁４は、四つのポートを有し、各ポート間で冷媒Ｒの流れを選択的に変えることができる。この四方切替弁４は、第一接続形態と第二接続形態とを選択的にとることで、各ポート間での冷媒Ｒの流れを変える。第一接続形態は、第一ポート４ａと第二ポート４ｂとが接続され、且つ第三ポート４ｃと第四ポート４ｄとが接続されている形態である。また、第二接続形態は、第二ポート４ｂと第三ポート４ｃとが接続され、且つ第四ポート４ｄと第一ポート４ａとが接続されている形態である。
The refrigerant R flows through the
循環ライン１０は、第一熱交換器１の第一冷媒口１ａに接続されている第一ライン１１と、第二熱交換器２の第一冷媒口２ａに接続されている第二ライン１２と、第二熱交換器２の第二冷媒口２ｂに接続されている第三ライン１３と、アキュムレータ５の冷媒入口５ａに接続されている第四ライン１４と、密閉型電動圧縮機６０の吐出口６６に接続されている第五ライン１５と、を有する。第一ライン１１の二つの端のうち、一方の端は、四方切替弁４の第二ポート４ｂに接続され、他方の端は、前述したように、第一熱交換器１の第一冷媒口１ａに接続されている。第二ライン１２の二つの端のうち、一方の端は、第一熱交換器１の第二冷媒口１ｂに接続され、他方の端は、前述したように、第二熱交換器２の第一冷媒口２ａに接続されている。膨張弁３は、この第二ライン１２に設けられている。第三ライン１３の二つの端のうち、一方の端は、前述したように、第二熱交換器２の第二冷媒口２ｂに接続され、他方の端は、四方切替弁４の第四ポート４ｄに接続されている。第四ライン１４の二つの端のうち、一方の端は、四方切替弁４の第三ポート４ｃに接続され、他方の端は、前述したように、アクチュエータの冷媒入口５ａに接続されている。第五ライン１５の二つの端のうち、一方の端は、前述したように、密閉型電動圧縮機６０の吐出口６６に接続され、他方の端は、四方切替弁４の第一ポート４ａに接続されている。また、アキュムレータ５の冷媒出口５ｂは、密閉型電動圧縮機６０の吸込口６５に接続されている。
The
次に、以上で説明した冷凍サイクルの動作について説明する。 Next, the operation of the refrigeration cycle described above will be described.
まず、四方切替弁４が第一接続形態のときの冷凍サイクルの基本動作について説明する。なお、第一接続形態とは、前述したように、第一ポート４ａと第二ポート４ｂとが接続され、且つ第三ポート４ｃと第四ポート４ｄとが接続されている形態である。
First, the basic operation of the refrigeration cycle when the four-way switching valve 4 is in the first connection configuration will be described. The first connection mode is a mode in which the
密閉型電動圧縮機６０で圧縮された気体の冷媒Ｒは、第五ライン１５、四方切替弁４の第一ポート４ａ及び第二ポート４ｂ、第一ライン１１を経て、第一熱交換器１に流入する。気体の冷媒Ｒは、この第一熱交換器１で第一媒体Ｍ１と熱交換する。この結果、第一媒体Ｍ１は加熱される。一方、気体の冷媒Ｒは冷却されて凝縮し、液体の冷媒Ｒになる。よって、第一熱交換器１は、四方切替弁４が第一接続形態のとき凝縮器として機能する。
The gaseous refrigerant R compressed by the hermetic
第一熱交換器１で液化した冷媒Ｒは、第二ライン１２を経て、第二熱交換器２に流入する。冷媒Ｒは、この第二ライン１２を流れる過程で、この第二ライン１２中に配置されている膨張弁３で減圧される。
The refrigerant R liquefied by the first heat exchanger 1 flows into the
液体の冷媒Ｒは、第二熱交換器２で第二媒体Ｍ２と熱交換する。この結果、第二媒体Ｍ２は冷却される。一方、液体の冷媒Ｒは加熱されて気化し、気体の冷媒Ｒになる。よって、第二熱交換器２は、四方切替弁４が第一接続形態のとき蒸発器として機能する。
The liquid refrigerant R exchanges heat with the second medium M2 in the
第二熱交換器２で気化した冷媒Ｒは、第三ライン１３、四方切替弁４の第四ポート４ｄ及び第三ポート４ｃ、第四ライン１４を経て、アキュムレータ５内に流入する。気体の冷媒Ｒ中には、ミスト状の液体の冷媒Ｒが僅かに残っている場合がある。アキュムレータ５では、気体の冷媒Ｒ中から液体の冷媒Ｒを分離し、気体の冷媒Ｒを排出する。
The refrigerant R vaporized in the
アキュムレータ５からの気体の冷媒Ｒは、密閉型電動圧縮機６０に流入する。気体の冷媒Ｒは、この密閉型電動圧縮機６０で圧縮されて、密閉型電動圧縮機６０の吐出口６６から吐出される。密閉型電動圧縮機６０から吐出された気体の冷媒Ｒは、第五ライン１５、四方切替弁４の第一ポート４ａ及び第二ポート４ｂ、第一ライン１１を経て、第一熱交換器１に流入する。
The gaseous refrigerant R from the
以上のように、本実施形態の冷凍サイクルは、四方切替弁４が第一接続形態のとき、冷媒Ｒを介して第二媒体Ｍ２の熱を第一媒体Ｍ１に移動させる。 As described above, the refrigeration cycle of the present embodiment moves the heat of the second medium M2 to the first medium M1 via the refrigerant R when the four-way switching valve 4 is in the first connection form.
次に、四方切替弁４が第二接続形態のときの冷凍サイクルの基本動作について説明する。なお、第二接続形態とは、前述したように、第二ポート４ｂと第三ポート４ｃとが接続され、且つ第四ポート４ｄと第一ポート４ａとが接続されている形態である。
Next, the basic operation of the refrigeration cycle when the four-way switching valve 4 is in the second connection configuration will be described. As described above, the second connection form is a form in which the
密閉型電動圧縮機６０で圧縮された気体の冷媒Ｒは、第五ライン１５、四方切替弁４の第一ポート４ａ及び第四ポート４ｄ、第三ライン１３を経て、第二熱交換器２に流入する。気体の冷媒Ｒは、この第二熱交換器２で第二媒体Ｍ２と熱交換する。この結果、第二媒体Ｍ２は加熱される。一方、気体の冷媒Ｒは冷却されて凝縮し、液体の冷媒Ｒになる。よって、第二熱交換器２は、四方切替弁４が第二接続形態のとき凝縮器として機能する。
The gaseous refrigerant R compressed by the hermetic
第二熱交換器２で液化した冷媒Ｒは、第二ライン１２を経て、第一熱交換器１に流入する。冷媒Ｒは、この第二ライン１２を流れる過程で、この第二ライン１２中に配置されている膨張弁３で減圧される。
The refrigerant R liquefied by the
液体の冷媒Ｒは、第一熱交換器１で第一媒体Ｍ１と熱交換する。この結果、第一媒体Ｍ１は冷却される。一方、液体の冷媒Ｒは加熱されて気化し、気体の冷媒Ｒになる。よって、第一熱交換器１は、四方切替弁４が第二接続形態のとき蒸発器として機能する。 The liquid refrigerant R exchanges heat with the first medium M1 in the first heat exchanger 1. As a result, the first medium M1 is cooled. On the other hand, the liquid refrigerant R is heated and vaporized to become a gaseous refrigerant R. Thus, the first heat exchanger 1 functions as an evaporator when the four-way switching valve 4 is in the second connection configuration.
第一熱交換器１で気化した冷媒Ｒは、第一ライン１１、四方切替弁４の第二ポート４ｂ及び第三ポート４ｃ、第四ライン１４を経て、アキュムレータ５内に流入する。アキュムレータ５からの気体の冷媒Ｒは、密閉型電動圧縮機６０に流入する。気体の冷媒Ｒは、この密閉型電動圧縮機６０で圧縮されて、密閉型電動圧縮機６０の吐出口６６から吐出される。
The refrigerant R vaporized in the first heat exchanger 1 flows into the
以上のように、本実施形態の冷凍サイクルは、四方切替弁４が第二接続形態のとき、冷媒Ｒを介して第一媒体Ｍ１の熱を第二媒体Ｍ２に移動させる。 As described above, the refrigeration cycle of this embodiment moves the heat of the first medium M1 to the second medium M2 via the refrigerant R when the four-way switching valve 4 is in the second connection form.
以上で説明した冷凍サイクルは、四方切替弁４を備えている。この四方切替弁４は、前述したように、第一熱交換器１を凝縮器として機能させる場合と、この第一熱交換器１を蒸発器として機能させる場合とに切り替えるために設けられている。このため、第一熱交換器１を専ら凝縮器として機能させる場合や、この第一熱交換器１を専ら蒸発器として機能させる場合には、四方切替弁４は不要である。 The refrigeration cycle described above includes a four-way switching valve 4. As described above, the four-way switching valve 4 is provided to switch between the case where the first heat exchanger 1 functions as a condenser and the case where the first heat exchanger 1 functions as an evaporator. . For this reason, when making the 1st heat exchanger 1 function exclusively as a condenser, or when making this 1st heat exchanger 1 function exclusively as an evaporator, the four-way switching valve 4 is unnecessary.
密閉型電動圧縮機６０の吸込口６５からハウジング６１内に流入した気体は、シリンダ８４の吸入ポート８８ｉを経て圧縮室Ｓ内に流入する。圧縮機回転軸８２は、モータ回転軸７２の回転に伴って軸上Ａを中心として回転する。但し、モータ回転軸７２の回転は、変速機構１００により減速されてモータ回転軸７２に伝達される。圧縮機回転軸８２が回転すると、この回転に伴って圧縮機ロータ８３が圧縮室Ｓ内で偏心する。この圧縮機ロータ８３の圧縮室Ｓ内での偏心回により、圧縮室Ｓ内に流入した冷媒が圧縮される。圧縮室Ｓ内で圧縮された冷媒は、シリンダ８４の吐出ポート８８ｏ、吐出弁９３を経て、吐出カバー９４内に流入する。吐出カバー９４内に流入した冷媒は、流出口９５から吐出カバー９４外に流出する。この冷媒は、モータステータ７４とハウジング６１の胴部６２との間の冷媒流路７５を経て、ハウジング６１の吐出口６６から吐出する。
The gas that has flowed into the
本実施形態では、状態変化機構１０９を動作させることで、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができる。状態変化機構１０９でキャリア（状態変化伝達部材）１０３の回転を抑制していない場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００の太陽歯車１０１が回転すると、複数の遊星歯車１０２は、自転しつつ公転する。内歯車１０４は、複数の遊星歯車１０２の自転及び公転により回転する。
In the present embodiment, the rotational speed of the
一方、状態変化機構１０９でキャリア１０３の回転を抑制している場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００の太陽歯車１０１が回転すると、複数の遊星歯車１０２は、自転するものの、公転しない。内歯車１０４は、複数の遊星歯車１０２の自転のみにより回転する。よって、本実施形態では、状態変化機構１０９を動作させることで、圧縮機回転軸８２の回転数、言い換える、密閉型電動圧縮機６０からの冷媒の吐出量を変えることができる。
On the other hand, when the rotation of the
以上のように、本実施形態では、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができる。また、本実施形態では、インバータを用いずに、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができるので、製造コストを抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, the rotation speed of the
また、本実施形態では、モータ回転軸７２と圧縮機回転軸８２とが同一の軸上Ａ上に位置しているので、軸上Ａに対する径方向の大型化を抑えることができる。
Further, in the present embodiment, since the
本実施形態では、太陽歯車１０１がモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、内歯車１０４が圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成している。しかしながら、内歯車１０４がモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、太陽歯車１０１が圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成してもよい。
In this embodiment, the
以下、変速機構１００及び状態変化機構１０９の各種変形例について説明する。
Hereinafter, various modifications of the
「変速機構及び部材状態変化機構の第一変形例」
図５を参照して、変速機構及び部材状態変化機構の第一変形例について説明する。
"First modification of transmission mechanism and member state change mechanism"
A first modification of the speed change mechanism and the member state change mechanism will be described with reference to FIG.
本変形例の変速機構１００ａも、第一実施形態の変速機構１００と同様、太陽歯車１０１ａと、複数の遊星歯車１０２ａと、キャリア１０３ａと、内歯車１０４ａと、を有する遊星歯車機構である。キャリア１０３ａは、モータ回転軸７２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。太陽歯車１０１ａは、軸上Ａを中心として回転可能にキャリア１０３ａに支持されている。複数の遊星歯車１０２ａは、太陽歯車１０１ａの外周に配置されて太陽歯車１０１ａと噛み合っている。複数の遊星歯車１０２ａは、自身の中心軸を中心として自転すると共に、軸Ａを中心として公転する。内歯車１０４ａは、圧縮機回転軸８２が固定され、軸上Ａを中心として回転する。この内歯車１０４ａには、複数の遊星歯車１０２ａがかみ合っている。
Similarly to the
この変速機構１００ａで、キャリア１０３ａがモータ側伝達部材を成し、内歯車１０４ａが圧縮機側伝達部材を成す。また、太陽歯車１０１ａと複数の遊星歯車１０２ａとキャリア１０３ａとは、中間伝達部材を成す。また、太陽歯車１０１ａは、複数の中間伝達部材のうちの状態変化伝達部材も成す。
In this
本変形例の状態変化機構１０９ａも、ハウジング６１内に配置されて、このハウジング６１に直接的又は間接的に取り付けられている。この状態変化機構１０９ａは、太陽歯車（状態変化伝達部材）１０１ａの回転を抑制するブレーキとして機能する。
The
本変形例において、状態変化機構１０９ａで太陽歯車１０１ａの回転を抑制していない場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００ａのキャリア１０３ａが回転すると、複数の遊星歯車１０２ａは、キャリア１０３ａの回転に伴って公転しつつ自転する。太陽歯車１０１ａは、複数の遊星歯車１０２ａの公転及び自転により回転する。内歯車１０４ａは、太陽歯車１０１ａが回転している状態での複数の遊星歯車１０２ａの公転及び自転により回転する。
In this modification, when the rotation of the
一方、状態変化機構１０９ａで太陽歯車１０１ａの回転を抑制している場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００ａのキャリア１０３ａが回転すると、複数の遊星歯車１０２ａは、太陽歯車１０１ａが回転していない状態で、公転しつつ自転する。内歯車１０４ａは、太陽歯車１０１ａが回転していない状態での複数の遊星歯車１０２ａの公転及び自転により回転する。よって、本変形例でも、状態変化機構１０９ａを動作させることで、圧縮機回転軸８２の回転数、言い換える、密閉型電動圧縮機６０からの冷媒の吐出量を変えることができる。
On the other hand, when the rotation of the
本変形例では、キャリア１０３ａがモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、内歯車１０４ａが圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成いている。しかしながら、内歯車１０４ａがモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、キャリア１０３ａが圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成してもよい。
In this modification, the
「変速機構及び状態変化機構の第二変形例」
図６を参照して、変速機構及び状態変化機構の第二変形例について説明する。
"Second modification of transmission mechanism and state change mechanism"
A second modification of the speed change mechanism and the state change mechanism will be described with reference to FIG.
本変形例の変速機構１００ｂも、第一実施形態の変速機構１００と同様、太陽歯車１０１ｂと、複数の遊星歯車１０２ｂと、キャリア１０３ｂと、内歯車１０４ｂと、を有する遊星歯車機構である。太陽歯車１０１ｂは、モータ回転軸７２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。複数の遊星歯車１０２ｂは、太陽歯車１０１ｂの外周に配置されて太陽歯車１０１ｂと噛み合っている。複数の遊星歯車１０２ｂは、自身の中心軸を中心として自転すると共に、軸上Ａを中心として公転する。内歯車１０４ｂは、複数の遊星歯車１０２ｂと噛み合っている。この内歯車１０４ｂは、軸上Ａを中心として回転可能である。キャリア１０３ｂは、各遊星歯車１０２ｂを自転可能に支持する。このキャリア１０３ｂは、圧縮機回転軸８２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。
Similarly to the
この変速機構１００ｂで、太陽歯車１０１ｂがモータ側伝達部材を成し、キャリア１０３ｂが圧縮機側伝達部材を成す。また、内歯車１０４ｂと複数の遊星歯車１０２ｂとは、中間伝達部材を成す。また、内歯車１０４ｂは、複数の中間伝達部材のうちの状態変化伝達部材も成す。
In this
本変形例の状態変化機構１０９ｂも、ハウジング６１内に配置されて、このハウジング６１に直接的又は間接的に取り付けられている。この状態変化機構１０９ｂは、内歯車（状態変化伝達部材）１０４ｂの回転を抑制するブレーキとして機能する。
The
本変形例において、状態変化機構１０９ｂで内歯車１０４ｂの回転を抑制していない場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００ｂの太陽歯車１０１ｂが回転すると、複数の遊星歯車１０２ｂは、自転しつつ公転する。内歯車１０４ｂは、複数の遊星歯車１０２ｂの自転及び公転により回転する。キャリア１０３ｂは、内歯車１０４ｂが回転している状態での複数の遊星歯車１０２ｂの公転により回転する。
In this modification, when the rotation of the
一方、状態変化機構１０９ｂで内歯車１０４ｂの回転を抑制している場合、モータ回転軸７２の回転に伴って変速機構１００ｂの太陽歯車１０１ｂが回転すると、複数の遊星歯車１０２ｂは、内歯車１０４ｂが回転していない状態で、自転しつつ公転する。キャリア１０３ｂは、内歯車１０４ｂが回転していない状態での複数の遊星歯車１０２ｂの公転により回転する。よって、本変形例では、状態変化機構１０９ｂを動作させることで、圧縮機回転軸８２の回転数、言い換える、密閉型電動圧縮機６０からの気体の吐出量を変えることができる。
On the other hand, when the rotation of the
本変形例では、太陽歯車１０１ｂがモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、キャリア１０３ｂが圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成している。しかしながら、キャリア１０３ｂがモータ回転軸７２に固定されてモータ側伝達部材を成し、太陽歯車１０１ｂが圧縮機回転軸８２に固定されて圧縮機側伝達部材を成してもよい。
In this modification, the
「変速機構及び状態変化機構の第三変形例」
図７を参照して、変速機構及び状態変化機構の第三変形例について説明する。
"Third modification of transmission mechanism and state change mechanism"
A third modification of the speed change mechanism and the state change mechanism will be described with reference to FIG.
本変形例の変速機構１１０は、入力ディスク１１１と、出力ディスク１１３と、複数のボール１１５と、を有するコン・ボール式無段変速機構である。入力ディスク１１１は、モータ回転軸７２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。出力ディスク１１３は、圧縮機回転軸８２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。入力ディスク１１１及び出力ディスク１１３には、軸上Ａを中心として環状の接触面１１２，１１４が形成されている。入力ディスク１１１及び出力ディスク１１３は、互いに離間して向かい合っている。ボール１１５の外面は、接触面１１６を成す。よって、この接触面１１６は、球面である。このボール１１５は、このボール１１５の中心Ｃｂを通り且つ軸上Ａと交差し得る交差軸Ａｃを中心として回転する。ボール１１５の接触面１１６は、入力ディスク１１１の接触面１１２及び出力ディスク１１３の接触面１１４に接触する。入力ディスク１１１の環状の接触面１１２と軸Ａを含む仮想平面との交わりで形成される線は、ボール１１５の中心Ｃｂを中心とした円の一部で形成されている。また、出力ディスク１１３の環状の接触面１１４と前述の仮想平面との交わりで形成される線も、ボール１１５の中心Ｃｂを中心とした円の一部で形成されている。すなわち、入力ディスク１１１の接触面１１２及び出力ディスク１１３の接触面１１４は、いずれも、ボール１１５の中心Ｃｂから遠ざかる方向に滑らかに凹んだ凹面を成している。
The
この変速機構１１０で、入力ディスク１１１がモータ側伝達部材を成し、出力ディスク１１３が圧縮機側伝達部材を成す。また、ボール１１５は、中間伝達部材を成すと共に、状態変化伝達部材を成す。このボール１１５は、球面伝達部材である。
In the
本変形例の状態変化機構１１９は、ボール１１５の中心Ｃｂを基準にしてボール１１５の交差軸Ａｃの傾きを変える。ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きが変化すると、ボール１１５の接触面１１６中で入力ディスク１１１の接触面１１２に接する部分におけるボール１１５の回転半径が変化する。このため、ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きが変化すると、入力ディスク１１１の回転数に対してボール１１５の回転数が変化する。また、ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きが変化すると、ボール１１５の接触面１１６中で出力ディスク１１３の接触面１１６に接する部分におけるボール１１５の回転半径が変化する。このため、ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きが変化すると、ボール１１５の回転数に対して出力ディスク１１３の回転数が変化する。
The
よって、本変形例でも、ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きを変えることで、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができる。なお、本変形例では、以上の実施形態及び変形例と異なり、交差軸Ａｃを傾けられる範囲内で、圧縮機回転軸８２の回転数を連続的に変えることができる。
Therefore, also in this modification, the rotation speed of the
「変速機構及び状態変化機構の第四変形例」
図８を参照して、変速機構及び状態変化機構の第四変形例について説明する。
"Fourth modification of transmission mechanism and state change mechanism"
A fourth modification of the speed change mechanism and the state change mechanism will be described with reference to FIG.
本変形例の変速機構１１０ａは、入力ディスク１１１ａと、出力ディスク１１３ａと、複数のローラ１１５ａと、を有するトロイダル式無段変速機構である。入力ディスク１１１ａは、モータ回転軸７２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。出力ディスク１１３ａは、圧縮機回転軸８２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。入力ディスク１１１ａ及び出力ディスク１１３ａには、軸上Ａを中心として環状の接触面１１２ａ，１１４ａが形成されている。入力ディスク１１１ａ及び出力ディスク１１３ａは、互いに離間して向かい合っている。ローラ１１５ａは、軸Ａに交差する交差軸Ａｃを中心として回転する。このローラ１１５ａには、交差軸Ａｃを中心として環状の接触面１１６ａが形成されている。この接触面１１６ａは、交差軸Ａｃ上の点を中心Ｃｒとする球面の一部により形成される。ローラ１１５ａの接触面１１６ａは、入力ディスク１１１ａの接触面１１２ａ及び出力ディスク１１３ａの接触面１１４ａに接触する。入力ディスク１１１ａの環状の接触面１１２ａと軸Ａを含む仮想平面との交わりで形成される線は、球面の中心Ｃｒを中心とした円の一部で形成されている。また、出力ディスク１１３ａの環状の接触面１１４ａと前述の仮想平面との交わりで形成される線も、球面の中心Ｃｒを中心とした円の一部で形成されている。すなわち、入力ディスク１１１ａの接触面１１２ａ及び出力ディスク１１３ａの接触面１１４ａは、いずれも、球面の中心Ｃｒから遠ざかる方向に滑らかに凹んだ凹面を成している。
The
この変速機構１１０ａで、入力ディスク１１１ａがモータ側伝達部材を成し、出力ディスク１１３ａが圧縮機側伝達部材を成す。また、ローラ１１５ａが、中間伝達部材を成すと共に、状態変化伝達部材を成す。このローラ１１５ａは、球面伝達部材である。
In this
本変形例の状態変化機構１１９ａは、球面の中心Ｃｒを基準にしてローラ１１５ａの交差軸Ａｃの傾きを変える。ローラ１１５ａの交差軸Ａｃの傾きが変化すると、入力ディスク１１１ａの接触面１１２ａ中でローラ１１５ａの接触面１１６ａに接する部分における入力ディスク１１１ａの回転半径が変化する。このため、ローラ１１５ａの交差軸Ａｃの傾きが変化すると、入力ディスク１１１ａの回転数に対してローラ１１５ａの回転数が変化する。また、ローラ１１５ａの交差軸Ａｃの傾きが変化すると、出力ディスク１１３ａの接触面１１４ａ中でローラ１１５ａに接する部分における出力ディスク１１３ａのの回転半径が変化する。このため、ボール１１５の交差軸Ａｃの傾きが変化すると、ローラ１１５ａの回転数に対して出力ディスク１１３ａの回転数が変化する。
The
よって、本変形例でも、ローラ１１５ａの交差軸Ａｃの傾きを変えることで、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができる。なお、本変形例も、第三変形例と同様に、交差軸Ａｃを傾けられる範囲内で、圧縮機回転軸８２の回転数を連続的に変えることができる。
Therefore, also in this modification, the rotation speed of the
「変速機構及び状態変化機構の第五変形例」
図９を参照して、変速機構及び状態変化機構の第五変形例について説明する。
"Fifth modification of transmission mechanism and state change mechanism"
A fifth modification of the speed change mechanism and the state change mechanism will be described with reference to FIG.
本変形例の変速機構１２０は、入力傘歯車１２１と、出力傘歯車１２２と、第一中間傘歯車１２３ａと、第二中間傘歯車１２３ｂと、中間回転軸１２４と、を有する。入力傘歯車１２１は、モータ回転軸７２に固定され、軸Ａを中心として回転する。出力傘歯車１２２は、圧縮機回転軸８２に固定され、軸上Ａを中心として回転する。入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２は、互いに離間して向かい合っている。中間回転軸１２４は、入力傘歯車１２１と出力傘歯車１２２のと間の中間で軸上Ａに直交する直交軸Ａｏを中心として回転可能に配置されている。この中間回転軸１２４は、直交軸Ａｏが延びている方向に延びている。第一中間傘歯車１２３ａは、入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合えるよう中間回転軸１２４に固定されている。第二中間傘歯車１２３ｂは、軸Ａを基準にして第一中間傘歯車１２３ａとは反対側で、入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合えるよう中間回転軸１２４に固定されている。第二中間傘歯車１２３ｂは、第一中間傘歯車１２３ａが入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合っている際、入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合わない。また、第一中間傘歯車１２３ａは、第二中間傘歯車１２３ｂが入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合っている際、入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合わない。第二中間傘歯車１２３ｂのピッチ円直径は、第一中間傘歯車１２３ａのピッチ円直径より小さい。また、第二中間傘歯車１２３ｂの歯数は、第一中間傘歯車１２３ａの歯数より少ない。
The
この変速機構１２０で、入力傘歯車１２１がモータ側伝達部材を成し、出力傘歯車１２２が圧縮機側伝達部材を成す。また、複数の中間傘歯車１２３ａ，１２３ｂ及び中間回転軸１２４が、中間伝達部材を成すと共に、状態変化伝達部材を成す。
In the
本変形例の状態変化機構１２９は、中間回転軸１２４を直交軸Ａｏが延びている方向に移動させて、第一中間傘歯車１２３ａのみが入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合っている第一伝達状態と、第二中間傘歯車１２３ｂのみが入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２と噛み合っている第二伝達状態とに切り替える。
The
第一中間傘歯車１２３ａの歯数と第二中間傘歯車１２３ｂの歯数とは異なっている。このため、第一伝達状態のときの圧縮機回転軸８２の回転数と、第二伝達状態のときの圧縮機回転軸８２の回転数とが異なることになる。よって、本変形例でも、圧縮機回転軸８２の回転数を変えることができる。
The number of teeth of the first
なお、本変形例では、第一中間傘歯車１２３ａと第二中間傘歯車１２３ｂとが中間回転軸１２４で連結されているが、第一中間傘歯車１２３ａと第二中間傘歯車１２３ｂとを連結させなくてもよい。この場合、第一中間傘歯車１２３ａのみを直交軸Ａｏが延びる方向に移動させる機構と、第二中間傘歯車１２３ｂのみを直交軸Ａｏが延びる方向に移動させる機構とを設けることになる。
In this modification, the first
また、本変形例では、互いに歯数が異なる二つの中間傘歯車１２３ａ，１２３ｂを有するが、互いに歯数が異なる三つ以上の中間傘歯車を有してもよい。この場合、状態変化機構１２９は、三つ以上の中間傘歯車のうち、一の中間傘歯車のみを選択的に入力傘歯車１２１及び出力傘歯車１２２に噛み合わせる。
Further, in this modification, the two
「その他」
以上の実施形態及び変形例では、圧縮機構がロータリー圧縮機構の例である。しかしながら、圧縮機構は、スクロール圧縮機構であってもよい。スクロール圧縮機構は、圧縮機回転軸と、この圧縮機回転軸に対して偏心した位置を中心として渦巻状の旋回歯を有する旋回スクロールと、モータ回転軸７２を中心として渦巻状の固定歯を有する固定スクロールと、を有する。固定スクロール（圧縮室形成部材）で形成される渦巻状の空間は、圧縮室を形成する。旋回スクロールは、渦巻状の空間である圧縮室内に配置されている。旋回スクロールは、圧縮機回転軸８２に固定される。この旋回スクロールは、渦巻状の空間である圧縮室内に配置される。よって、旋回スクロール（圧縮機ロータ）は、圧縮機回転軸８２の回転により、圧縮室内を圧縮機回転軸８２の中心として公転する。言い換えると、旋回スクロール（圧縮機ロータ）は、圧縮機回転軸８２の回転により、偏心する。スクロール圧縮機構は、圧縮室内を旋回スクロールが偏心することで、流入してきた冷媒を圧縮する。
"Other"
In the above embodiment and modifications, the compression mechanism is an example of a rotary compression mechanism. However, the compression mechanism may be a scroll compression mechanism. The scroll compression mechanism has a compressor rotating shaft, a orbiting scroll having a spiral orbit around the position eccentric to the compressor rotating shaft, and a spiral fixed tooth around the
１：第一熱交換器
１ａ：第一冷媒口
１ｂ：第二冷媒口
２：第二熱交換器
２ａ：第一冷媒口
２ｂ：第二冷媒口
３：膨張弁
４：四方切替弁
４ａ：第一ポート
４ｂ：第二ポート
４ｃ：第三ポート
４ｄ：第四ポート
５：アキュムレータ
５ａ：冷媒入口
５ｂ：冷媒出口
１０：循環ライン
１１：第一ライン
１２：第二ライン
１３：第三ライン
１４：第四ライン
１５：第五ライン
６０：密閉型電動圧縮機
６１：ハウジング
６２：胴部
６３：第一蓋
６４：第二蓋
６５：吸込口
６６：吐出口
７１：電動モータ
７２：モータ回転軸
７３：モータロータ
７４：モータステータ
７５：冷媒流路
８１：圧縮機構
８２：圧縮機回転軸
８３：圧縮機ロータ
８４：シリンダ（圧縮室形成部材）
８５：シリンダ本体
８６：第一シリンダ蓋
８７：第二シリンダ蓋
Ｓ：シリンダ室（圧縮室）
Ｓｓ：吸気空間
Ｓｃ：圧縮空間
８８ｉ：吸入ポート
８８ｏ：吐出ポート
８９：ブレード溝
９１：ブレード
９２：ブレードバネ
９３：吐出弁
９４：吐出カバー
９５：流出口
１００，１００ａ，１００ｂ，１１０，１１０ａ，１２０：変速機構
１０１，１０１ａ，１０１ｂ：太陽歯車
１０１：モータ側伝達部材
１０２，１０２ａ，１０２ｂ：遊星歯車
１０３，１０３ａ，１０３ｂ：キャリア
１０３：中間伝達部材（状態変化伝達部材）
１０４，１０４ａ，１０４ｂ：内歯車
１０４：圧縮機側伝達部材
１０９，１０９ａ，１０９ｂ，１１９，１１９ａ，１２９：状態変化機構
１１１，１１１ａ：入力ディスク
１１２，１１２ａ：接触面
１１３，１１３ａ：出力ディスク
１１４，１１４ａ：接触面
１１５：ボール
１１５ａ：ローラ
１１６，１１６ａ：接触面
１２１：入力傘歯車
１２２：出力傘歯車
１２３ａ：第一中間傘歯車
１２３ｂ：第二中間歯車
１２４：中間回転軸
Ａ：軸
Ｄａ：軸方向
Ｄａ１：第一の側
Ｄａ２：第二の側
Ａｃ：交差軸
Ａｏ：直交軸
1:
85: Cylinder body 86: First cylinder lid 87: Second cylinder lid S: Cylinder chamber (compression chamber)
Ss: intake space Sc:
104, 104a, 104b: Internal gear 104: Compressor
Claims (7)
前記電動モータの回転で動作する圧縮機構と、
複数の伝達部材を有し、前記電動モータの回転トルクを前記圧縮機構に伝える変速機構と、
複数の前記伝達部材のうち、少なくとも一の伝達部材の他の伝達部材に対する状態を変える状態変化機構と、
前記電動モータと前記圧縮機構と前記変速機構と前記状態変化機構とをまとめて覆うハウジングと、
を備え、
前記電動モータは、モータ回転軸と、前記モータ回転軸に固定されているモータロータと、前記モータロータと対向するように前記ハウジングの内面に固定されているモータステータと、を有し、
前記圧縮機構は、圧縮機回転軸と、前記圧縮機回転軸に固定されている圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータが収まる圧縮室を形成する圧縮室形成部材と、を有し、
前記変速機構は、前記伝達部材として、前記モータ回転軸に固定されているモータ側伝達部材と、前記圧縮機回転軸に固定されている圧縮機側伝達部材と、前記モータ側伝達部材の回転を前記圧縮機側伝達部材に伝えるための一以上の中間伝達部材と、を有し、
前記状態変化機構は、一以上の前記中間伝達部材のうち、少なくとも一の中間伝達部材である状態変化伝達部材の前記モータ側伝達部材又は前記圧縮機側伝達部材に対する状態を変えて、前記モータ回転軸の回転に伴う前記圧縮機回転軸の回転の速度を変える、
密閉型電動圧縮機。 An electric motor;
A compression mechanism that operates by rotation of the electric motor;
A transmission mechanism having a plurality of transmission members and transmitting the rotational torque of the electric motor to the compression mechanism;
A state change mechanism that changes a state of at least one transmission member with respect to another transmission member among the plurality of transmission members;
A housing that collectively covers the electric motor, the compression mechanism, the speed change mechanism, and the state change mechanism;
With
The electric motor has a motor rotation shaft, a motor rotor fixed to the motor rotation shaft, and a motor stator fixed to the inner surface of the housing so as to face the motor rotor,
The compression mechanism includes a compressor rotation shaft, a compressor rotor fixed to the compressor rotation shaft, and a compression chamber forming member that forms a compression chamber in which the compressor rotor is accommodated.
The transmission mechanism includes a motor-side transmission member fixed to the motor rotation shaft, a compressor-side transmission member fixed to the compressor rotation shaft, and rotation of the motor-side transmission member as the transmission member. One or more intermediate transmission members for transmitting to the compressor-side transmission member,
The state change mechanism changes the state of the state change transmission member, which is at least one of the one or more intermediate transmission members, with respect to the motor side transmission member or the compressor side transmission member, and rotates the motor. Changing the speed of rotation of the compressor rotation shaft as the shaft rotates;
Hermetic electric compressor.
前記モータ回転軸と前記圧縮機回転軸とは、同一の軸上に位置している、
密閉型電動圧縮機。 The hermetic electric compressor according to claim 1,
The motor rotation shaft and the compressor rotation shaft are located on the same shaft,
Hermetic electric compressor.
前記圧縮機構は、ロータリー圧縮機構であり、
前記ロータリー圧縮機構の前記圧縮機ロータは、前記圧縮機回転軸の中心軸に対して偏芯して前記圧縮機回転軸に固定され、
前記ロータリー圧縮機構の前記圧縮室形成部材は、前記圧縮機回転軸の中心軸を中心として円筒状の圧縮室を形成して、前記圧縮機ロータの外周を覆うシリンダである、
密閉型電動圧縮機。 The hermetic electric compressor according to claim 1 or 2,
The compression mechanism is a rotary compression mechanism,
The compressor rotor of the rotary compression mechanism is eccentric to a central axis of the compressor rotation shaft and fixed to the compressor rotation shaft;
The compression chamber forming member of the rotary compression mechanism is a cylinder that forms a cylindrical compression chamber around the central axis of the compressor rotation shaft and covers the outer periphery of the compressor rotor.
Hermetic electric compressor.
前記変速機構は、軸上を中心として回転可能な太陽歯車と、前記太陽歯車の外周に配置されて前記太陽歯車と噛み合っている複数の遊星歯車と、複数の前記遊星歯車の相互間隔を保持するキャリアと、複数の前記遊星歯車の外周に配置されて複数の前記遊星歯車と噛み合っている内歯車と、を有する遊星歯車機構であり、
前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちのいずれかの第一伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちのいずれかの第一部材で構成され、
前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちの残りの第二伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちの残りの第二部材で構成され、
前記モータ側伝達部材と前記圧縮機側伝達部材と前記状態変化伝達部材のうちの残りの第三伝達部材が、前記太陽歯車と前記キャリアと前記内歯車とうちの残りの第三部材で構成され、
前記状態変化機構は、前記状態変化伝達部材の回転を抑制する、
密閉型電動圧縮機。 The hermetic electric compressor according to any one of claims 1 to 3,
The speed change mechanism maintains a sun gear that is rotatable about an axis, a plurality of planetary gears that are arranged on an outer periphery of the sun gear and meshed with the sun gear, and a plurality of the planetary gears that are spaced apart from each other. A planetary gear mechanism having a carrier and an internal gear arranged on the outer periphery of the plurality of planetary gears and meshing with the plurality of planetary gears;
Any one of the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member is a first member of the sun gear, the carrier, and the internal gear. Configured,
The remaining second transmission member among the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member is configured by the remaining second member of the sun gear, the carrier, and the internal gear. ,
The remaining third transmission member among the motor-side transmission member, the compressor-side transmission member, and the state change transmission member includes the remaining third member among the sun gear, the carrier, and the internal gear. ,
The state change mechanism suppresses rotation of the state change transmission member;
Hermetic electric compressor.
前記変速機構は、同一の軸上を中心として回転し、前記軸上を中心として環状の接触面が形成され、互いに離間して向かい合っている入力ディスク及び出力ディスクと、前記軸と交差し得る交差軸を中心として回転し、前記入力ディスクの前記接触面及び前記出力ディスクの前記接触面に接触する接触面が形成されている球面伝達部材と、を有し、
前記球面伝達部材の前記接触面は、前記交差軸中の一点を中心とする球面の少なくとも一部で形成され、
前記入力ディスクの環状の前記接触面及び前記出力ディスクの環状の前記接触面は、いずれも、前記球面の中心から遠ざかる方向に滑らかに凹んだ凹面であり、
前記入力ディスクが前記モータ側伝達部材を成し、
前記出力ディスクが前記圧縮機側伝達部材を成し、
前記球面伝達部材が前記状態変化伝達部材を成し、
前記状態変化機構は、前記球面の中心を基準にして前記球面伝達部材の前記交差軸の傾きを変える、
密閉型電動圧縮機。 The hermetic electric compressor according to any one of claims 1 to 3,
The transmission mechanism rotates around the same axis, and an annular contact surface is formed around the axis, and the input disk and the output disk that are spaced apart from each other and the intersection that can intersect the axis A spherical transmission member that rotates about an axis and has a contact surface that is in contact with the contact surface of the input disk and the contact surface of the output disk;
The contact surface of the spherical transmission member is formed of at least a part of a spherical surface centered on one point in the intersecting axis,
The annular contact surface of the input disk and the annular contact surface of the output disk are both concave surfaces that are smoothly recessed in a direction away from the center of the spherical surface.
The input disk forms the motor side transmission member,
The output disk forms the compressor side transmission member,
The spherical transmission member constitutes the state change transmission member,
The state change mechanism changes the inclination of the cross axis of the spherical transmission member with reference to the center of the spherical surface.
Hermetic electric compressor.
前記変速機構は、同一の軸上を中心として回転し、互いに離間して向かい合っている入力傘歯車及び出力傘歯車と、前記軸に対して直交する直交軸を中心として回転し、前記入力傘歯車及び前記出力傘歯車に噛み合うことが可能な複数の中間傘歯車と、を有し、
前記入力傘歯車が前記モータ側伝達部材を成し、
前記出力傘歯車が前記圧縮機側伝達部材を成し、
複数の前記中間傘歯車が前記状態変化伝達部材を成し、
複数の前記中間傘歯車は、互いの歯数が異なっており、
前記状態変化機構は、複数の前記中間傘歯車のうち、いずれか一の中間傘歯車のみを選択的に前記入力傘歯車及び前記出力傘歯車に噛み合わせる、
密閉型電動圧縮機。 The hermetic electric compressor according to any one of claims 1 to 3,
The transmission mechanism rotates about the same axis, rotates around an input bevel gear and an output bevel gear that are spaced apart from each other, and an orthogonal axis orthogonal to the axis, and the input bevel gear And a plurality of intermediate bevel gears capable of meshing with the output bevel gear,
The input bevel gear forms the motor side transmission member;
The output bevel gear forms the compressor side transmission member;
A plurality of the intermediate bevel gears form the state change transmission member,
The plurality of intermediate bevel gears have different numbers of teeth,
The state change mechanism selectively meshes only one of the intermediate bevel gears with the input bevel gear and the output bevel gear.
Hermetic electric compressor.
前記循環ライン中に配置され、気体の前記冷媒を圧縮する請求項１から６のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機と、
前記循環ライン中に配置され、前記循環ラインを流れる前記冷媒と第一媒体とを熱交換させて、前記冷媒を相変化させる第一熱交換器と、
前記循環ライン中に配置され、前記循環ラインを流れる前記冷媒と第二媒体とを熱交換させて、前記冷媒を相変化させる第二熱交換器と、
前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間の循環ライン中であって、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間に前記密閉型電動圧縮機が配置されていない循環ライン中の部分に配置されている膨張弁と、
を備える冷凍サイクル。 A circulation line through which refrigerant flows;
The hermetic electric compressor according to any one of claims 1 to 6, which is disposed in the circulation line and compresses the gaseous refrigerant.
A first heat exchanger that is disposed in the circulation line and causes heat exchange between the refrigerant flowing through the circulation line and the first medium to change the phase of the refrigerant;
A second heat exchanger that is arranged in the circulation line and exchanges heat between the refrigerant flowing through the circulation line and the second medium to change the phase of the refrigerant;
In the circulation line between the first heat exchanger and the second heat exchanger, the hermetic electric compressor is disposed between the first heat exchanger and the second heat exchanger. An expansion valve arranged in a part of the circulation line that is not
A refrigeration cycle comprising.
Priority Applications (2)
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