JP4044351B2 - 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、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駆動機構の二つの圧縮機構を備えたハイブリッド圧縮機に関し、とくに２種類の駆動源による同時駆動への切替、および同時駆動から単独駆動への切替時における脈動の発生を有効に防止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、車両のエンジンと内蔵電動モータにより駆動可能なハイブリッド圧縮機としては、特開２０００−１３０３２３に記載されたようなものが知られている。このようなハイブリッド圧縮機においては、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ており、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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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（第１圧縮室）と、電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構（第２圧縮室）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（特願２００１−２８０６３０（以下、先の提案と言う。））。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、従来ハウジング内に設けられていた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（特願２００２−０３３１８８（以下、後の提案と言う。））。しかし、これら先の提案、後の提案においてもさらなる改良の余地は残されている。
【０００５】
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と後の提案とを前提とし、駆動切替時等における脈動の発生を一層効果的に低減できるとともに、製造作業性を向上できるハイブリッド圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【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、両圧縮機構の固定スクロールが背中合せに一体形成されるハウジングと、該ハウジングの外側に一体に吐出室を設けるとともに、ハウジングに前記第１圧縮機構に接続される第１吐出通路と前記第２圧縮機構に接続される第２吐出通路とを一体に設けたことを特徴とするものからなる。
【０００７】
上記第１吐出通路と第２吐出通路は単一の吐出室に連通されることが好ましい。本発明のように各圧縮機構に対応する専用の吐出通路を備えた構成においては、各吐出通路に対応して専用の吐出室を設ける構成を採用することも可能であるが、単一の吐出室を設け該吐出室に第１、第２の吐出通路を連通させれば吐出室の容積を大きく設定することができるので、吐出時における脈動の発生をより低減することができる。
【０００８】
上記両吐出通路を開閉する吐出弁は、両吐出通路の吐出室への出口部に設けることが好ましい。スクロール型の第１圧縮機構とスクロール型の第２圧縮機構の吐出通路を一つの吐出通路で共用した場合には、各機構と吐出通路との間に吐出弁（リード弁、あるいはボール弁）を設ける必要があるが、各機構と吐出通路との間のような狭い空間に吐出弁を取り付ける作業は煩雑であるため作業性が低下するおそれがある。しかし、本発明のハイブリッド圧縮機においては吐出室への両吐出通路の出口部に吐出弁を設置することができるので、取り付け作業性を向上できる。さらに、両吐出通路の吐出室への出口部を近接して開口すれば一つの吐出弁により両吐出通路の開閉を制御することができるので、部品点数の低減によるコストダウンを達成することもできる。
【０００９】
上記第１圧縮機構と第２圧縮機構とはスクロール型の圧縮機構であり、両機構の固定スクロールは背中合せに一体形成される。スクロール型の圧縮機構は斜板式圧縮機構に比べて脈動による騒音への影響が極めて少ないため、脈動低減効果をより向上することができる。また、両圧縮機構の固定スクロールを背中合せに一体形成すれば省スペース化を図ることができるので、装置の小型化に寄与することができる。
【００１０】
上記第１駆動源、および第２駆動源はとくに限定されるものではないが、第１駆動源としてはたとえば車両（自動車）のエンジン、電気自動車のモータを挙げることができる。また、第２駆動源としては圧縮機に内蔵される内蔵電動モータ等を挙げることができる。
【００１１】
上記のようなハイブリッド圧縮機においては、スクロール型の第１圧縮機構に連通される第１吐出通路と、スクロール型の第２圧縮機構に連通される第２吐出通路とが独立して設けられているので、各圧縮機構において圧縮された流体は対応する専用の吐出通路を通って吐出室へと流出される。したがって、両駆動源による同時駆動から、いずれか一方の駆動源による単独駆動への切替等の際の脈動の発生を一層効果的に低減できる。つまり、一つの吐出通路を二つの圧縮機構で共用する場合には、吐出弁の開閉動作等に起因して切替時に若干の脈動が生じるおそれがあるが、本発明においては切替時の脈動の発生を略完全に解消できる。
【００１２】
【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、本発明の一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、スクロール型の第１圧縮機構２とスクロール型の第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、端板４と該端板４に一体化された渦巻体５とからなる固定スクロール６と、端板７と該端板７に一体化された渦巻体８とからなる可動スクロール９とを有している。固定スクロール６の渦巻体５と可動スクロール９の渦巻体８は互いに角度をずらせてかみ合されている。本実施態様においては固定スクロール６は圧縮機１のハウジング１ａに一体に形成されている。
【００１３】
駆動軸１０の一端には、クランク機構１１を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構１１のクランクピン１２は、駆動軸１０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１３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１３は可動スクロール９の突起内に挿入されたドライブベアリング１４に回転自在に挿入されている。本実施態様においては、第１圧縮機構２のみを駆動する第１駆動源としてのエンジン１５からの動力が駆動軸１０の他端に設けられたクラッチ機構１６を介して駆動軸１０に伝達されると、クランクピン１２が挿入嵌合される偏心ブッシュ１３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３３により自転が阻止された可動スクロール９に旋回運動が付与されるようになっている。なおクラッチ機構１６のオン、オフにより、駆動軸１０への動力が伝達されたり遮断されるようになっている。
【００１４】
可動スクロール９の旋回運動に伴って、吸入孔１７ａを有する吸入室１７から圧縮機１内に吸入された流体は、両渦巻体５、８の外端から渦巻体内部に取り込まれる。そして、両渦巻体５、８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、端板４換言すればハウジング１ａに穿設された吐出孔１８およびこれに連通される第１吐出通路１９からハウジング１ａの外側に設けられた吐出室２０内へと吐出されるようになっている。本実施態様においては、図１、図２に示すように吸入室１７および吐出室２０はハウジング１ａに、吸入室１７および吐出室２０を形成するための空間を形成し、該空間を吐出孔１７ａが形成される部材で閉塞することにより、すなわちハウジング１ａに吐出孔１７ａが形成される部材を組み合わせることにより吸入室１７および吐出室２０がハウジング１ａに一体に形成されている。
【００１５】
第２圧縮機構３は、端板２１と該端板２１に一体化された渦巻体２２とからなる固定スクロール２３と、端板２４と該端板２４に一体化された渦巻体２５とからなる可動スクロール２６を有している。本実施態様においては、固定スクロール２３は、ハウジング１ａに一体に形成されている。つまり、本実施態様においては、第１圧縮機構２の固定スクロール６と第２圧縮機構３の固定スクロール２３とは背中合せに一体形成されている。したがってハイブリッド圧縮機１全体のコンパクト化が図られるようになっている。
【００１６】
駆動軸２７の一端には、クランク機構２８を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構２８のクランクピン２９は、駆動軸２７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３０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３０は、可動スクロール２６の突起内に挿入されたドライブベアリング３１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３のみを駆動する第２駆動源としての内蔵電動モータ３２からの動力が駆動軸２７に固定された回転子３５から駆動軸２７に伝達されると、クランクピン２９が挿入嵌合される偏心ブッシュ３０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３４により自転が阻止された可動スクロール２６に旋回運動が付与されるようになっている。なお、３６は内蔵電動モータ３２の固定子を示している。
【００１７】
可動スクロール２６の旋回運動に伴って吸入室１７から圧縮機１内に吸入された流体は、両渦巻体２２、２５の外端から渦巻体内部に取り込まれる。そして両渦巻体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、端板２１に設けられた吐出孔３７およびこれに連通される第２吐出通路３８から吐出室２０内へと吐出されるようになっている。
【００１８】
第１吐出通路１９、第２吐出通路３８は、図２に示すようにハウジング１ａに一体に設けられ一つの吐出室２０に開口されている。また、吐出通路１９、３８の出口部には吐出弁３９が設けられている。吐出弁３９は略中央がボルト４３により固定されているのでその両端は互いに干渉し合うことなく自由に作動できる。したがって、一つの吐出弁３９により両吐出通路１９、３８が開閉されるようになっている。また、吐出弁３９の開度はリテーナ４０により規制されるようになっている。
【００１９】
なお、本実施態様においては、一つの吐出弁３９により両吐出通路１９、３８の出口部の開閉が制御されているが、たとえば図４に示すように吐出通路１９の出口部に吐出弁４１を設け、吐出通路３８の出口部に吐出弁４２を設けるようにしてもよい。
【００２０】
上記のようなハイブリッド圧縮機１においては、第１圧縮機構２に連通される第１吐出通路１９と、第２圧縮機構３に連通される第２吐出通路３８とが独立して設けられているので、第１圧縮機構２において圧縮された流体は第１吐出通路１９を通って吐出室２０内に流入するとともに、第２圧縮機構３において圧縮された流体は第２吐出通路３８を通って吐出室内へと流入する。つまり、各圧縮機構において圧縮された流体は対応する専用の吐出通路を通って吐出室２０へと流入されるので、二つの圧縮機構で一つの吐出通路を共用する場合に切替時に吐出弁の開閉動作等に起因して生ずるおそれのある脈動を略完全に解消することができる。
【００２１】
また、本実施態様においては、両吐出通路１９、３８はともにハウジング１ａの外側に一体に設けられた吐出室２０に開口されている。したがって、圧縮流体は吐出室２０に集中するため吐出室２０の容積は比較的大きく設定することができるので、脈動低減効果をより向上することができる。
【００２２】
また、両吐出通路１９、３８はともに吐出室２０内に開口されているのだから、図２、図３にも示したように、一つの吐出弁３９だけで、両吐出通路１９、３８の開閉を制御することもできる。したがって、部品点数の低減によるコストダウンを期待できる。また、吐出弁３９はハウジング１ａの外側に一体に設けられる吐出室２０内に設けられるので、各圧縮機構を共用の吐出通路との間に吐出弁を設ける場合に比べて取り付け作業性を向上することができる。
【００２３】
【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、各圧縮機構にはそれぞれ専用の吐出通路が設けられており、また、吐出通路の吐出弁はハウジングの外側に一体に設けられた吐出室内に設置されているので、駆動源切替時の脈動の発生を効果的に低減しつつ、吐出弁の取り付け作業性、ひいては装置の製造作業性を向上できる。また、両圧縮機構の固定スクロールは背中合せに一体に形成されているので、装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るハイブリッド圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のハイブリッド圧縮機のＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面図である。
【図３】図１のハイブリッド圧縮機のＩＩＩ−ＩＩＩ方向からの矢視図である。
【図４】図１とは別の態様の吐出弁を有するハイブリッド圧縮機の横断面図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッド圧縮機
１ａ ハウジング
２ 第１圧縮機構
３ 第２圧縮機構
４、７、２１、２４ 端板
５、８、２２、２５ 渦巻体
６、２３ 固定スクロール
９、２６ 可動スクロール
１０、２７ 駆動軸
１１、２８ クランク機構
１２、２９ クランクピン
１３、３０ 偏心ブッシュ
１４、３１ ドライブベアリング
１５ 第１駆動源としてのエンジン
１６ クラッチ機構
１７ 吸入室
１７ａ 吸入孔
１８、３７ 吐出孔
１９ 第１吐出通路
２０ 吐出室
３２ 第２駆動源としての内蔵電動モータ
３３、３４ ボールカップリング
３５ 回転子
３６ 固定子
３８ 第２吐出通路
３９、４１、４２ 吐出弁
４０ リテーナ

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、両圧縮機構の固定スクロールが背中合せに一体形成されるハウジングと、該ハウジングの外側に一体に吐出室を設けるとともに、ハウジングに前記第１圧縮機構に接続される第１吐出通路と前記第２圧縮機構に接続される第２吐出通路とを一体に設けたことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
2. 前記第１吐出通路と第２吐出通路とが単一の吐出室に連通されている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
3. 前記第１吐出通路と第２吐出通路との吐出室への出口部に吐出弁が設けられており、該吐出弁により第１吐出通路と第２吐出通路が開閉可能になっている、請求項１または２のハイブリッド圧縮機。
4. 前記吐出弁が第１吐出通路と第２吐出通路とで一つの吐出弁からなる請求項３のハイブリッド圧縮機。
5. 前記第１駆動源が車両用原動機からなり、第２駆動源が圧縮機に内蔵された内蔵電動モータからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。

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