JP4044341B2 - ハイブリッド圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両等のエンジン及び／又は電動モータにより駆動可能なハイブリッド圧縮機が実開平６−８７６７８号に開示されている。
実開平６−８７６７８号のハイブリッド圧縮機は、車両等のエンジンとの接続をＯＮ／ＯＦＦするクラッチと、電動モータと、車両等のエンジン及び／又は電動モータにより駆動可能な単一の圧縮機構とを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
実開平６−８７６７８号のハイブリッド圧縮機には以下の問題があった。
▲１▼ エンジン駆動時に電動モータの回転子も回転駆動されるので、回転部の慣性モーメントが大きく、エネルギーロスが大きい。
▲２▼ 電動モータがマグネットを有するＤＣブラシレスモータの場合、エンジン駆動時に、マグネットによる回転抵抗ロスが発生する。
▲３▼ エンジン駆動の圧縮機構を電動モータで駆動するために、大トルクの電動モータを配設するか、或いは圧縮機構を可変容量式にして小トルクの電動モータでも駆動可能にする必要がある。この結果、圧縮機が大型化し或いは複雑化する。
▲４▼ 電動モータで駆動する際に、クラッチアーマチュアも回転するので、エネルギーロスが大きく、騒音も発生する。
▲５▼ 電動モータで駆動する際に、エンジン駆動の為に圧縮機構のケーシング外へ突出している駆動軸も回転する。駆動軸が回転する際に、リップシール等の駆動軸の軸封装置の摩擦抵抗によりエネルギーロスが発生し、電動モータの駆動効率が低下する。
▲６▼ 同一の圧縮機構をエンジンと電動モータとにより駆動するので、それぞれの駆動装置を最大効率で稼働させることが困難であった。
本発明は上記問題が解決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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータのみにより駆動される第１スクロール型圧縮機構と、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一体的に組み付けられており、第１スクロール型圧縮機構の容量は第２スクロール型圧縮機構の容量よりも大きい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スクロール型圧縮機構は車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータのみにより駆動され、第２スクロール型圧縮機構は車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータとは異なる電動モータのみにより駆動されるので、上記１〜６の問題は発生しない。第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構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が小型化される。第１スクロール型圧縮機構を駆動する車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータの出力は第２スクロール型圧縮機構を駆動する電動モータの出力より大きいので、第１スクロール型圧縮機構を第２スクロール型圧縮機構よりも大容量としている。
本発明の好ましい態様においては、第１スクロール型圧縮機構の吐出穴と第２スクロール型圧縮機構の吐出穴とが単一の吐出通路に接続している。
本発明の好ましい態様においては、第１スクロール型圧縮機構の吐出穴と第２スクロール型圧縮機構の吐出穴とが逆止弁を介して単一の吐出通路に接続している。
第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構とが吐出通路を共有することにより、ハイブリッド圧縮機が小型化される。逆止弁の配設により、一方のスクロール型圧縮機構が作動し他方のスクロール型圧縮機構が停止している時に、前記一方のスクロール型圧縮機構の吐出ガスが前記他方のスクロール型圧縮機構へ逆流する事態の発生が防止される。
本発明の好ましい態様においては、第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとが背中合わせに配設されている。
第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとを背中合わせに配設すれば、両者の間に吐出通路を形成することができる。
本発明の好ましい態様においては、第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとが一体形成されている。
第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとを一体形成すれば、部品数が減少する。
本発明の好ましい態様においては、第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構とが択一的に又は同時に駆動される。
第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構とは択一的に駆動されても良く又は同時に駆動されても良い。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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とかみ合って複数対の作動空間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、駆動軸に固定されたクラッチアーマチュア１４ａと、車両等のエンジンにベルトを介して接続されたプーリー１４ｂと、クラッチアーマチュア１４ａとプーリー１４ｂとを脱着させる電磁石１４ｃとを有する電磁クラッチ１４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１５と、ケーシングに形成された吸入ポート１６とを備えている。固定スクロールの端板１０ａに吐出穴１０ａ′が形成されている。ここで、車両等のエンジンは、内燃機関と走行用電動モータとを含む概念である。
【０００６】
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、ケーシングに形成された吸入ポート２５とを備えている。固定スクロールの端板２０ａに吐出穴２０ａ′が形成されている。第２圧縮機構２の駆動軸２３を駆動する電動モータ２６が配設されている。電動モータ２６は、駆動軸２３に固定された回転子２６ａと固定子２６ｂとを有している。
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とは背中合わせに配設されており、且つ一体形成されている。一体化された端板１０ａ、２０ａ内に、吐出通路３０が形成されている。吐出通路３０の下流端に吐出ポート３１が形成されている。第１圧縮機構１の端板１０ａに形成された吐出穴１０ａ′と、第２圧縮機構２の端板２０ａに形成された吐出穴２０ａ′とは、逆止弁３２を介して吐出通路３０の上流端に接続している。
【０００７】
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とは、一体的に組み付けられている。
【０００８】
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１４がＯＮされ、車両等のエンジンの回転がクラッチアーマチュア１４ａを介して第１圧縮機構１の駆動軸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１６から流入した冷媒ガスが作動空間１２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′と逆止弁３２とを介して吐出通路３０へ吐出し、吐出ポート３１を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。
第２圧縮機構２を駆動する電動モータ２６には電力は供給されず、電動モータ２６は回転しない。従って第２圧縮機構２は作動しない。逆止弁３２により第２圧縮機構２の吐出穴２０ａ′が閉鎖されるので、第１圧縮機構１から吐出した冷媒ガスは第２圧縮機構２へ逆流しない。
【０００９】
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２６がＯＮされて回転し、電動モータ２６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２５から流入した冷媒ガスが作動空間２２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′と逆止弁３２とを介して吐出通路３０へ吐出し、吐出ポート３１を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出する。
第１圧縮機構１の電磁クラッチ１４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。逆止弁３２により第１圧縮機構１の吐出穴１０ａ′が閉鎖されるので、第２圧縮機構２から吐出した冷媒ガスは第１圧縮機構１へ逆流しない。
【００１０】
ハイブリッド圧縮機Ａにおいては、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２６のみにより駆動されるので、
▲１▼ エンジン駆動時に電動モータ２６の回転子２６ａは回転駆動されないので、回転部の慣性モーメントが小さくエネルギーロスが小さい。
▲２▼ 電動モータ２６がマグネットを有するＤＣブラシレスモータであっても、エンジン駆動時に、マグネットによる回転抵抗ロスは発生しない。
▲３▼ 電動モータ２６は、エンジン駆動の第１圧縮機構１を駆動しないので、第２圧縮機構２の容量を第１圧縮機構１に比べて小さくしておけば、電動モータ２６として大トルクの電動モータを配設する必要を生じない。また、第２圧縮機構２を可変容量式にする必要も無い。従って、圧縮機が大型化せず、複雑化もしない。第１圧縮機構１はエンジン駆動されるので、大容量とすることができる。
▲４▼ 第２圧縮機構２を電動モータ２６で駆動する際には、クラッチアーマチュア１４ａは回転しないので、エネルギーロスは発生せず、騒音も発生しない。
▲５▼ 電動モータで駆動する際に、エンジン駆動の為に圧縮機のケーシング外へ突出している駆動軸は回転しないので、軸封装置の摩擦抵抗によるエネルギーロスは発生せず、電動モータの駆動効率は低下しない。
▲６▼ 第１圧縮機構１をエンジンで駆動し、第２圧縮機構２を電動モータで駆動するので、圧縮機構駆動の際にそれぞれの駆動装置を最大効率で稼働させることができ、高い省エネ性が得られる。
▲７▼ 第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とを同時に駆動することもできるので、必要に応じて大きな吐出容量を得ることができる。
【００１１】
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が小型化されている。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とが吐出通路３０を共有することにより、ハイブリッド圧縮機Ａが小型化されている。
逆止弁３２の配設により、作動中の圧縮機構の吐出冷媒ガスが停止中の圧縮機構へ逆流する事態の発生が防止される。
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とが背中合わせに配設されることにより、両者の間に吐出通路３０を形成することが可能となり、ハイブリッド圧縮機Ａが小型化されている。
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とが一体形成されることにより、部品数が減少している。
【００１２】
上記実施例において、第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とを同時に駆動しても良い。
吐出穴１０ａ′を通常の第１吐出弁を介して吐出通路３０に接続し、吐出穴２０ａ′を通常の第２吐出弁を介して吐出通路３０に接続しても良い。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とがそれぞれ独立の吐出弁と吐出ポートとを有しても良い。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２とが、共通の吸入ポートを介して冷媒ガスを吸入するように構成しても良い。
第１圧縮機構１の駆動軸１３と第２圧縮機構２の駆動軸２３は、同一軸線上に在っても良く、異なる軸線上に在っても良い。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２の相対位置関係は背中合わせに限定されない。必要に応じて適宜に相対位置関係を最適化すれば良い。
第１圧縮機構１と第２圧縮機構２の機種の組み合わせは、スクロール型同士の組み合わせに限定されない。斜板式圧縮機構同士の組み合わせ、斜板式圧縮機構とスクロール型圧縮機構の組み合わせ、ベーン式圧縮機構同士の組み合わせ、斜板式圧縮機構とベーン式圧縮機構の組み合わせ、スクロール型圧縮機構とベーン式圧縮機構の組み合わせでも良く、その他の構成を有する圧縮機構同士の組み合わせでも良い。
第２圧縮機構２を、電動モータ２６とは異なる別置きの電動モータで駆動しても良い。
第１圧縮機構１が接続される第１駆動源を、車両等のエンジン（内燃機関と走行用電動モータ）と車両等に搭載された走行用以外の電動モータとし、これら両方で或いは選択的に切り換えた何れか一方で、第１圧縮機構１を駆動しても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、第１スクロール型圧縮機構は車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータのみにより駆動され、第２スクロール型圧縮機構は車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータとは異なる電動モータのみにより駆動されるので、従来のハイブリッド圧縮機が有する問題は発生せず、極めて高い効率が得られる。第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構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が小型化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【符号の説明】
１ 第１圧縮機構
２ 第２圧縮機構
１０、２０ 固定スクロール
１１、２１ 可動スクロール
１４ 電磁クラッチ
２６ 電動モータ
３

Claims (6)

1. 車両等の内燃機関又は車両等の走行用電動モータのみにより駆動される第１スクロール型圧縮機構と、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一体的に組み付けられており、第１スクロール型圧縮機構の容量は第２スクロール型圧縮機構の容量よりも大きいことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
2. 第１スクロール型圧縮機構の吐出穴と第２スクロール型圧縮機構の吐出穴とが単一の吐出通路に接続し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. 第１スクロール型圧縮機構の吐出穴と第２スクロール型圧縮機構の吐出穴とが逆止弁を介して単一の吐出通路に接続していることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド圧縮機。
4. 第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとが背中合わせに配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイブリッド圧縮機。
5. 第１スクロール型圧縮機構の固定スクロールと第２スクロール型圧縮機構の固定スクロールとが一体形成されていることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド圧縮機。
6. 第１スクロール型圧縮機構と第２スクロール型圧縮機構とが択一的に又は同時に駆動されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のハイブリッド圧縮機。

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