JP4280522B2 - ハイブリッド型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等に用いられる、異なる駆動源により駆動される圧縮機構を２つ有するハイブリッド型圧縮機に関し、とくにその被圧縮流体（とくに、冷媒）の吸入系の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用冷凍システム等に使用する圧縮機として、車両用原動機（内燃機関からなる車両走行用エンジンあるいは、電気自動車等における車両走行用電動モータ）により駆動される圧縮機構と、圧縮機専用の電動モータ（たとえば、圧縮機に内蔵された電動モータ）により駆動される圧縮機構との２つの圧縮機構を備えたハイブリッド型圧縮機が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、車両用冷凍システム等に使用するハイブリッド型圧縮機として、先に本出願人により、車両用原動機のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、内蔵電動モータのみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構とを、これら２つの圧縮機構の固定スクロールを背中合わせにして一体的に組み込んだハイブリッド型圧縮機が提案されている（特許文献２）。このようなハイブリッド型圧縮機により、それぞれの圧縮機構を単独で、あるいは同時に運転することができ、そのときの要求に応じて最適な吐出性能を得ることが可能となった。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−８７６７８号公報（実用新案登録請求の範囲）
【０００５】
【特許文献２】
特願２００１−２８０６３０号（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような圧縮機構を２つ有するハイブリッド型圧縮機においては、各圧縮機構に対して吸入ポートを設け、それぞれの圧縮機構に別々に冷媒を吸入させることが考えられる。しかしその場合には、吸入配管も２つ必要になり、さらにこれらを締結するためにボルトやシール部材（たとえば、Ｏリング）も必要であり、部品点数が増加するとともに構造の複雑化を招くおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、圧縮機構を２つ有するハイブリッド型圧縮機において、構造を簡素化して部品点数を減らし組立性の向上やコスト低減をはかるとともに、圧縮機全体の小型化、軽量化をはかり、さらに性能の向上をはかることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド型圧縮機は、異なる駆動源により駆動される圧縮機構を２つ有するハイブリッド型圧縮機であって、車両用原動機からなる第１駆動源のみにより駆動される第１スクロール型圧縮機構と、第２駆動源としての内蔵電動モータのみにより駆動される第２スクロール型圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の固定スクロールが、背中合わせに配置され一体形成された固定スクロール部材からなり、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路が前記固定スクロール部材に設けられており、被圧縮流体の吸入ポートをいずれかの圧縮機構側に１つだけ備え、前記吸入ポートからいずれかの圧縮機構の吸入室に吸入された被圧縮流体を、前記連通路を介して他方の圧縮機構の吸入室に吸入させるように構成したことを特徴とするものからなる。
【０００９】
本発明に係るハイブリッド型圧縮機は、別々の駆動源によりそれぞれ独立に駆動可能なスクロール型圧縮機構を内部に並設したタイプのハイブリッド型圧縮機、たとえば、前述の先に本出願人が提案した特許文献２に記載のようなハイブリッド型圧縮機である。すなわち、第１駆動源のみにより駆動される第１スクロール型圧縮機構と、第２駆動源としての内蔵電動モータのみにより駆動される第２スクロール型圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路が上記の如く設けられているハイブリッド型圧縮機からなる。そして、背中合わせの一体形成された固定スクロール部材に連通路を設けておくことにより、１つの吸入ポートを介して一方の圧縮機構の吸入室に吸入された被圧縮流体は、この連通路を介して他方の圧縮機構の吸入室へと効率よく吸入される。
【００１０】
この場合、上記吸入ポートは第１圧縮機構側に設けられてもよく、第２圧縮機構側に設けられてもよい。
【００１２】
また、本発明では、上記第１駆動源としては、車両用原動機を使用する。ここで車両用原動機は、内燃機関からなるエンジンの他、電気自動車等における車両走行用電動モータまで含む概念である。
【００１３】
上記のような本発明に係るハイブリッド型圧縮機においては、２つの圧縮機構を有しつつ、設けられる吸入ポートが１つですむことから、吸入ポートを２つ設ける場合に比べ、部品点数は少なくなる。部品点数が少なくてすむことで、組付けが簡単になり、組付工数が低減され、生産性が向上するとともに、コスト低減も可能になる。また、部品点数が少なくてすむことで、構造の簡素化とともに、圧縮機全体としての小型化、軽量化も可能になる。
【００１４】
また、車両用原動機等の第１駆動源により駆動され、一般により大きな取り込み容積が要求される第１圧縮機構側に吸入ポートを設ければ、この取り込み容積が大きな第１圧縮機構側は、吸入圧損の影響を受けにくくなり、望ましい性能が発揮されることになる。また、電動モータにより駆動される第２圧縮機構側は、通常、より小さな取り込み容積でよいので、内部連通路を介して被圧縮流体を吸入する際の圧損の影響も小さくてすみ、性能低下が抑えられる。したがって、１つの吸入ポートであっても、圧縮機全体として、望ましい所定の性能を発揮することが可能になる。
【００１５】
さらに、吸入ポートを電動モータにより駆動される第２圧縮機構側に設ければ、電動モータを直接冷却することが可能になるから、電動モータの巻き線の導通損失を低減でき、消費電力を低減できるようになる。
【００１６】
したがって、いずれの圧縮機構側に吸入ポートを設けるかは、使用されるハイブリッド型圧縮機への要求性能に応じて、適宜決定でき、要求性能に応じた最適な性能のハイブリッド型圧縮機を実現できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係るハイブリッド型圧縮機を示しており、第１駆動源のみによって駆動される第１圧縮機構側に吸入ポートを設けた場合を示している。
【００１８】
図１において、ハイブリッド型圧縮機１は、スクロール型の圧縮機からなり、車両用原動機等からなる第１駆動源（図示略）のみにより電磁クラッチ１５を介して駆動される第１圧縮機構２と、第２駆動源としての内蔵電動モータ２５のみにより駆動される第２圧縮機構３とを有しており、これら第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とが圧縮機の軸方向に並設されて一体的に組み付けられている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１１と、該固定スクロール１１とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）を形成する可動スクロール１２と、可動スクロール１２に係合して可動スクロール１２を旋回運動させる駆動軸１３と、可動スクロール１２の自転を阻止するボールカップリング１４とを有しており、この駆動軸１３が、上記第１駆動源により電磁クラッチ１５を介して回転駆動される。
【００１９】
第２圧縮機構３は、固定スクロール２１と、該固定スクロール２１とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）を形成する可動スクロール２２と、可動スクロール２２に係合して可動スクロール２２を旋回運動させる駆動軸２３と、可動スクロール２２の自転を阻止するボールカップリング２４とを有しており、この駆動軸２３が、第２駆動源としての内蔵電動モータ２５により回転駆動される。
【００２０】
本実施態様では、第１圧縮機構２の固定スクロール１１と第２圧縮機構３の固定スクロール２１とは背中合わせに配置されて一体形成された固定スクロール部材３１として形成されている。
【００２１】
第１圧縮機構２には、吸入室１６が形成されており、該吸入室１６には、第１圧縮機構２側に設けられた、つまり、ハウジング１７の第１圧縮機構２側に設けられた吸入ポート１８が接続されている。第２圧縮機構３には、吸入室２６が形成されており、該吸入室２６は、固定スクロール部材３１を貫通させて形成された連通路３７を介して、第１圧縮機構２の吸入室１６に連通されている。この第２圧縮機構３における吸入室２６は、実質的に電動モータ２５配置部まで広がっており、吸入ガスの一部は電動モータ２５配置部まで侵入する。
【００２２】
第１圧縮機構２、第２圧縮機構３におけるスクロール機構により、上記作動空間（流体ポケット）がスクロール機構中心部に向けてその容積を減少され、内部の被圧縮流体が圧縮される。上記固定スクロール部材３１の、両圧縮機構２、３の中心部には、吐出穴３２、３３が設けられており、ここに逆止弁３４が設けられている。第１圧縮機構２、第２圧縮機構３いずれか一方の圧縮機構からの圧縮流体、あるいは両圧縮機構からの圧縮流体が、吐出穴３２、３３から吐出通路３５、吐出ポート３６を通して、外部回路へ送り出される。
【００２３】
図２は、本発明の第２実施態様に係るハイブリッド型圧縮機４０を示しており、２つの圧縮機構を備えたスクロール型圧縮機としての基本構成は上記第１実施態様と同じであるので、対応する部分に図１と同一の符号を付すことにより説明を省略する。本実施態様においては、１つの吸入ポート４１が、電動モータ２５で駆動される第２圧縮機構３側に設けられており、本実施態様ではモータハウジング４２に設けられている。吸入ポート４１を介して吸入された被圧縮流体（冷媒）は、電動モータ２５設置部を通して第２圧縮機構３の吸入室２６へと吸入され、そこから連通路３７を介して第１圧縮機構２の吸入室１６へと吸入されるようになっている。
【００２４】
このように構成された第１、第２実施態様に係るハイブリッド型圧縮機１、４０においては、２つの圧縮機構２、３を有しつつ、吸入ポート１７、４１としてはいずれか一方の圧縮機構側にしか設けられないので、吸入ポートを２つ設ける場合に比べ、構造が簡素化されるとともに、吸入ポートへの接続配管等の部品点数は少なくなる。部品点数が少なくてすむことで、組付けが簡単になり、組付工数が低減され、生産性が向上するとともに、コスト低減も可能になる。また、部品点数が少なくてすむこと、構造が簡素化されることにより、圧縮機全体としての小型化、軽量化も可能になる。
【００２５】
また、図１に示した第１実施態様に係るハイブリッド型圧縮機１においては、車両用原動機等の第１駆動源により駆動される第１圧縮機構２側は一般により大きな取り込み容積となるように構成されるから、この第１圧縮機構２側に吸入ポート１７を設けることにより、この取り込み容積が大きな第１圧縮機構２側は、吸入圧損の影響を受けにくくなり、圧縮機全体として望ましい性能が発揮されることになる。この場合、電動モータ２５により駆動される第２圧縮機構３側は、相対的に小さな取り込み容積でよいので、内部連通路３７を介して被圧縮流体を吸入する際の圧損の影響も小さくてすみ、第２圧縮機構３側の性能低下は抑えられる。その結果、１つの吸入ポート１７であっても、ハイブリッド型圧縮機１全体として、望ましい所定の性能を発揮することが可能になる。
【００２６】
一方、吸入ポート４１を電動モータ２５により駆動される第２圧縮機構３側に設けた第２実施態様に係るハイブリッド型圧縮機４０においては、吸入冷媒により電動モータ２５を直接冷却することが可能になるから、電動モータ２５の巻き線の導通損失を低減でき、消費電力を低減できるようになる。
【００２７】
したがって、第１実施態様、第２実施態様それぞれに利点が認められ、いずれの圧縮機構側に吸入ポートを設けるかは、使用されるハイブリッド型圧縮機への要求性能に応じて、適宜決定できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド型圧縮機によれば、２つの圧縮機構のうちいずれか一方の圧縮機構側にのみ１つの吸入ポートを設ける構造とすることで、構造を簡素化して部品点数を減らし、組立性、生産性の向上やコスト低減をはかることができるとともに、圧縮機全体の小型化、軽量化をはかることができ、さらに性能の向上をはかることもできる。
【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型圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施態様に係るハイブリッド型圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
１、４０ ハイブリッド型圧縮機
２ 第１圧縮機構
３ 第２圧縮機構
１１、２１ 固定スクロール
１２、２２ 可動スクロール
１３、２３ 駆動軸
１４、２４ ボールカップリング
１５ 電磁クラッチ
１６、２６ 吸入室
１７ ハウジング
１８、４１ 吸入ポート
２５ 電動モータ
３１ 固定スクロール部材
３２、３３ 吐出穴
３４ 逆止弁
３５ 吐出通路
３６ 吐出ポート
３７ 連通路
４２ モータハウジング

Claims (3)

1. 異なる駆動源により駆動される圧縮機構を２つ有するハイブリッド型圧縮機であって、車両用原動機からなる第１駆動源のみにより駆動される第１スクロール型圧縮機構と、第２駆動源としての内蔵電動モータのみにより駆動される第２スクロール型圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の固定スクロールが、背中合わせに配置され一体形成された固定スクロール部材からなり、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路が前記固定スクロール部材に設けられており、被圧縮流体の吸入ポートをいずれかの圧縮機構側に１つだけ備え、前記吸入ポートからいずれかの圧縮機構の吸入室に吸入された被圧縮流体を、前記連通路を介して他方の圧縮機構の吸入室に吸入させるように構成したことを特徴とするハイブリッド型圧縮機。
2. 前記吸入ポートが前記第１圧縮機構側に設けられている、請求項１のハイブリッド型圧縮機。
3. 前記吸入ポートが前記第２圧縮機構側に設けられている、請求項１のハイブリッド型圧縮機。

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