JPH1137046A

JPH1137046A - 複合型圧縮装置

Info

Publication number: JPH1137046A
Application number: JP19292197A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakai; 猛酒井; Masafumi Nakajima; 雅文中島; Takashi Wakizaka; 剛史脇阪; Hiroshi Kinoshita; 宏木下; Mikio Matsuda; 三起夫松田; Hiroshi Ogawa; 博史小川
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-09
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JP3900600B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クラッチ機構を繋いだ時のショック低減す
る。【解決手段】マグネットロータ部１０２とロータシャ
フト１０２ｂとの間にワンウェイクラッチ１１０を配設
する。これにより、クラッチ機構３０４を繋いだとき
に、ロータシャフト１０２ｂからマグネットロータ部１
０２には回転力が伝達されないので、車両エンジン側か
ら見た回転系の慣性モーメントが小さくなるる。したが
って、クラッチ機構３０４が繋がった時のショックを小
さくすることができ、延いては、クラッチ機構３０４が
繋がった時に乗員に与える不快感を緩和することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンおよび電
動モータ等のように、複数個の異種駆動源により駆動さ
れる複合型圧縮装置（ハイブリット型圧縮装置）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】複合型圧縮装置として、例えば実開平６
−８７６７８号公報に記載の発明では、エンジン停止時
には電磁クラッチを切って（ＯＦＦとして）電動モータ
で圧縮機構を駆動し、エンジン稼働時には電磁クラッチ
を繋いで（ＯＮとして）圧縮機構を駆動している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の複合型圧縮装置では、圧縮機構を構成する斜板
と、電動モータのモータシャフトとが連結されているの
で、電動モータのロータは、電動モータが稼働している
ときは勿論、エンジンにより圧縮機構をを駆動する場合
も回転してしまう。

【０００４】このため、斜板およびロータ等を含めた回
転系の慣性モーメントが大きいので、電磁クラッチを繋
いだ時の起動トルクによるショックが大きく、電磁クラ
ッチやシャフト等の駆動系の損傷を招くおそれがある。
また、上記公報に記載の複合型圧縮装置を車両用空調装
置に用いた場合には、電磁クラッチを繋いだ時のショッ
クが乗員に伝わり、乗員に対して不快感を与えてしま
う。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、電磁クラッチ等
のクラッチ機構を繋いだ時のショック低減することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
５に記載の発明では、ロータ（１０２）からシャフト
（１０２ｂ）に伝達される回転力の伝達経路にワンウェ
イクラッチ（１１０）を配設したことを特徴とする。

【０００７】これにより、ロータ（１０２）の回転力を
シャフト（１０２ｂ）に伝達する向きにワンウェイクラ
ッチ（１１０）を配設すれば、クラッチ機構（３０４）
を繋いだ時に、シャフト（１０２ｂ）からロータ（１０
２）に向けて回転力が伝達されないので、外部駆動源側
から見た回転系の慣性モーメントが小さくなる。したが
って、クラッチ機構（３０４）が繋がった時のショック
を小さくすることができるので、クラッチ機構（３０
４）や両シャフト（１０２ｂ、３０１）等の駆動系の損
傷を防止することができるとともに、乗員に与える不快
感を緩和することができる。

【０００８】因みに、本明細書で言う「シャフト」と
は、回転力を伝達するものを意味しており、円柱状また
は円筒状のものに限定されるものではない。請求項３に
記載の発明では、両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）
を押圧する押圧力を圧縮機構（２００）から吐出される
流体の圧力から得ていることを特徴とする。

【０００９】これにより、電磁クラッチに比べて穏やか
にクラッチ機構（３０４）を繋ぐことができるので、ク
ラッチ機構（３０４）が繋がった時のショックをより一
層小さくすることができる。請求項４、６に記載の発明
では、クラッチ機構（３０４）をロータ（１０２）内に
配設したことを特徴とする。

【００１０】これにより、クラッチ機構（３０４）をロ
ータ（１０２）外に配設したものに比べて、複合型圧縮
装置の寸法のうちロータシャフト（１０２ｂ）方向の寸
法を小さくすることができる。なお、本明細書におい
て、「クラッチ機構（３０４）をロータ（１０２）内に
配設した」とは、クラッチ機構（３０４）全体をロータ
（１０２）内に配設した場合は勿論、クラッチ機構（３
０４）の一部をロータ（１０２）内に配設した場合をも
含む意味である。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る複合
型圧縮装置（以下、圧縮装置と略す。）を車両用冷凍サ
イクルに適用したものであって、図１は本実施形態に係
る圧縮装置の断面図である。図１中、１０１は電動モー
タ部１００のヨーク（継鉄）も兼ねる第１ハウジングで
あり、この第１ハウジング１０１内には、マグネット部
１０２ａおよびロータシャフト１０２ｂからなるマグネ
ットロータ部１０２、並びに磁極鉄心１０３ａおよびス
テータコイル１０３ｂからなるステータ部１０３が収納
されている。そして、これら第１ハウジング１０１、マ
グネットロータ部１０２およびステータ部１０３によ
り、後述する可動スクロールを駆動する電動モータ部１
００を構成している。

【００１３】因みに、１０３ｃは、第１ハウジング１０
１に対して固定したステータコイル１０３ｂに電力を供
給するリード線であり、このリード線は、後述する制御
装置４００に接続されている。また、１０４は、ステー
タ部１０３内に回転するマグネットロータ部１０２（ロ
ータシャフト１０２ｂ）を回転可能に保持する軸受であ
る。

【００１４】また、マグネットロータ部１０２とロータ
シャフト１０２ｂとの間には、マグネットロータ部１０
２からロータシャフト１０２ｂにのみ回転力を伝達する
ワンウェイクラッチ１１０が配設されており、このワン
ウェイクラッチ１１０は、図２に示すように、円柱状の
ローラ１１１、バネ１１２、並びにローラ１１１および
バネ１１２を保持するホルダ１１３からなる周知のロー
ラ型ワンウェイクラッチである。

【００１５】また、ロータシャフト１０２ｂの一端側
（紙面右側）には、ロータシャフト１０２ｂの回転軸周
りに回転（旋回）する可動スクロール（可動部）２０
２、および第２ハウジング２０１に固定された固定スク
ロール（固定部）２０３からなる周知のスクロール型圧
縮機構（以下、圧縮機構と略す。）２００が構成されて
いる。

【００１６】そして、両スクロール２０２、２０３に
は、各々渦巻き状の歯部２０２ａ、２０３ａが形成され
ており、これらの歯部２０２ａ、２０３ａが互いに噛み
合うことにより、冷媒（流体）を吸入圧縮する作動室Ｖ
_Cが形成されている。なお、可動スクロール２０２は、
ロータシャフト１０２ｂの一端側に形成された偏心部
（クランク部）１０２ｃに、略円筒状のブッシュ２０２
ｂおよび軸受２０２ｃを介してマグネットロータ部１０
２（ロータシャフト１０２ｂ）に連結されている。

【００１７】また、２０４は可動スクロール２０２の回
転とともに圧縮された冷媒を作動室Ｖ_Cから吐出させる
吐出ポートであり、この吐出ポート２０４から吐出され
た高圧の冷媒は、吐出室２０５を経て吐出口（図示せ
ず）より圧縮装置より吐出される。一方、第１ハウジン
グ１０１内には、ロータシャフト１０２ｂと同軸状にプ
ーリシャフト３０１が、軸受３０２を介して回転可能に
配設されており、このプーリシャフト３０１の一端側
（圧縮機構２００の反対側）であって、第１ハウジング
１０１外には、外部駆動源をなす車両エンジン（図示せ
ず）からの駆動力を伝達されるプーリ３０３が固定され
ている。

【００１８】一方、マグネットロータ部１０２内に位置
するプーリシャフト３０１の他端側（圧縮機構２００
側）には、プーリシャフト３０１に伝達された駆動力
（回転力）をロータシャフト１０２ｂ（可動スクロール
２０２）に断続可能に伝達するクラッチ機構３０４が構
成されている。以下、クラッチ機構３０４の構造を述べ
る。

【００１９】３０４ａはプーリシャフト３０１と一体的
に回転する第１クラッチ板であり、３０４ｂはロータシ
ャフト１０２ｂに固定されてプーリ３０３（車両エンジ
ン）と連動して回転する第２クラッチ板であり、３０４
ｃは両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂを押圧して両クラ
ッチ板３０４ａ、３０４ｂ間に摩擦力を発生させる押圧
ピストンである。

【００２０】また、３０４ｄは押圧ピストン３０４ｃの
押圧力を制御する制御室であり、この制御室３０４ｄ内
には、圧縮機構２００の吸入側圧力または吐出側圧力が
切り替え導入される。なお、両圧力の切り替えは、連通
路（圧力導入）通路３０４ｅに配設された電磁三方弁
（弁手段）３０４ｆにて行い、この電磁三方弁３０４ｆ
は制御装置（図示せず）により制御される。

【００２１】次に、圧縮装置の作動を述べる。１．車両エンジンにより圧縮機構２００を駆動する場合冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入される
と、制御装置は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮
機構２００の吐出側と制御室３０４ｄとを連通させると
ともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ａ）
に所定電圧を所定時間だけ印加して、電動モータ部１０
０を可動させて吐出圧を上昇させる。

【００２２】これにより、高圧の吐出側圧力が制御室３
０４ｄに導入されるので、両クラッチ板３０４ａ、３０
４ｂが押圧されてクラッチ機構３０４が繋がる。そし
て、車両エンジンの駆動力が、ベルト（図示ぜず）、プ
ーリ３０３およびプーリシャフト３０１を介して可動ス
クロール２０２に伝達されて圧縮機構２００が稼働す
る。

【００２３】また、マグネットロータ部１０２とロータ
シャフト１０２ｂとの間にはワンウェイクラッチ１１０
が配設されているので、ロータシャフト１０２ｂからマ
グネットロータ部１０２には回転力が伝達されない。２．電動モータ部１００により圧縮機構２００を駆動す
る場合冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入される
と、制御装置は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮
機構２００の吸入側と制御室３０４ｄとを連通させると
ともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ａ）
に所定電圧を印加して電動モータ部１００を可動させ
る。

【００２４】これにより、車両エンジンからの駆動力の
伝達が遮断されるとともに、電動モータ部１００の駆動
力がワンウェイクラッチ１１０を介して圧縮機構２００
に伝達されて圧縮機構２００が稼働する。次に、本実施
形態の特徴を述べる。本実施形態によれば、マグネット
ロータ部１０２とロータシャフト１０２ｂとの間にはワ
ンウェイクラッチ１１０が配設されているので、前述の
ごとく、クラッチ機構３０４を繋いだときには、ロータ
シャフト１０２ｂからマグネットロータ部１０２には回
転力が伝達されない。

【００２５】したがって、車両エンジン側から見た回転
系の慣性モーメントが小さくなるので、クラッチ機構３
０４が繋がった時のショックを小さくすることができ
る。延いては、クラッチ機構３０４や両シャフト１０２
ｂ、３０１等の駆動系の損傷を防止することができると
ともに、乗員に与える不快感を緩和することができる。
また、クラッチ機構３０４がマグネットロータ部１０２
内に配設されているので、クラッチ機構３０４をマグネ
ットロータ部１０２外に配設したものに比べて、圧縮装
置の寸法のうちロータシャフト１０２ｂ方向の寸法を小
さくすることができる。

【００２６】また、クラッチ機構３０４は、両クラッチ
板３０４ａ、３０４ｂを押圧する押圧力を圧縮機構２０
０から吐出される冷媒の圧力から得ているので、電磁ク
ラッチに比べて穏やかにクラッチ機構３０４を繋ぐこと
ができる。したがって、クラッチ機構３０４が繋がった
時のショックをより一層小さくすることができる。とこ
ろで、圧縮機構２００は、圧縮機構２００の回転数、お
よび吸入圧縮する流体（冷媒）の密度や作動室Ｖ_Cの大
きさ等により、その効率（＝圧縮機構２００から吐出さ
れる流体の運動エネルギ／圧縮機構２００に供給された
機械仕事量）が変化する。このため、圧縮機構２００を
効率良く稼働させるには、必要とされる圧縮機構２００
の負荷（吐出される流体の運動エネルギ）に見合った作
動室Ｖ_Cの大きさおよび回転数を設定する必要がある。

【００２７】しかし、車両用冷凍サイクルでは、前述の
ごとく、車両エンジンより駆動力を得て圧縮機構２００
を駆動しているので、圧縮機構２００の回転数は、プー
リ３０３の径寸法を調節することにより行うのが一般的
である。このため、上記公報に記載の圧縮装置のごと
く、プーリおよび電磁クラッチの両者をハウジング内に
配設した場合には、プーリの径寸法を選定するに当たっ
て制約条件が多くなる。

【００２８】これに対して、本実施形態では、プーリ３
０３を第１ハウジング１０１外に配設するとともに、ク
ラッチ機構３０４を第１ハウジング１０１内にしている
ので、プーリ３０３の径寸法を選定するに当たってクラ
ッチ機構３０４および第１ハウジング１０１との干渉を
考慮する必要がなく、上記公報に記載の圧縮装置に比べ
てプーリ３０３の径寸法を自由に設定することができ
る。したがって、上記公報に記載の圧縮装置に比べて、
圧縮機構２００を効率良く稼働させることができる。

【００２９】因みに、本実施形態では、プーリ３０３を
マグネットロータ部１０２の外径寸法より小さくして、
圧縮機構２００を比較的高回転で駆動するように設定す
ることにより、圧縮機構２００（作動室Ｖ_C）および電
動モータ部１００の小型化を図っている。ところで、上
述の実施形態では、クラッチ機構３０４を第１ハウジン
グ１０１内に配設したが、図３に示すように、プーリシ
ャフト３０１を廃止してロータシャフト１０２ｂをプー
リ３０３まで延長するとともに、プーリ３０３とプーリ
シャフト３０１との間であって、第１ハウジング１０１
外にクラッチ機構３０４を配設してもよい。なお、この
例では、クラッチ機構３０４として電磁クラッチを用い
ている。

【００３０】また、上述の実施形態では、圧縮機構２０
０としてスクロール型圧縮機構を用いたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、ローリングピストンやベ
ーン型等その他の圧縮機であってもよい。また、上述の
実施形態では、クラッチ機構３０４を圧縮機構２００の
吐出圧力により作動させたが、電磁クラッチ等のその他
のクラッチ機構であってもよい。

【００３１】また、上述の実施形態では、電動モータ部
１００、圧縮機構２００およびクラッチ機構３０４を一
体化したものであったが、電動モータ部１００と圧縮機
構２００とを別体とし、両者１００、２００をクラッチ
機構３０４を介して連結するように構成してもよい。ま
た、上述の実施形態の電動モータ部１００は、ステータ
側に通電するタイプの電動モータであったが、ロータ側
に通電するタイプの電動モータであってもよい。

【００３２】また、ワンウェイクラッチ１１０は、ロー
ラ型に限定されるものではなく、スプラグ型ワンウェイ
クラッチを採用してもよい。なお、上述の実施形態で
は、マグネットロータ部１０２とロータシャフト１０２
ｂとの間にワンウェイクラッチ１１０を配設したが、ワ
ンウェイクラッチ１１０の配設位置はこれに限定される
ものではなく、マグネットロータ部１０２からロータシ
ャフト１０２ｂに伝達される回転力の伝達経路の途中で
あれば、いずれの位置でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧縮装置の断面図であ
る。

【図２】ワンウェイクラッチの模式図である。

【図３】本発明の変形例に係る圧縮装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１００…電動モータ部、１０１…第１ハウジング、１０
２…マグネットロータ部、１０３…ステータ部、１０２
ｂ…ロータシャフト、１１０…ワンウェイクラッチ、２
００…圧縮機構、２０１…第２ハウジング、２０２…可
動スクロール（可動部）、３０１…プーリシャフト、３
０４…クラッチ機構。２０３…固定スクロール（固定
部）２０２…可動スクロール（可動部）、２０３…固定
スクロール（固定部）、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者脇阪剛史愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者木下宏愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者松田三起夫愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者小川博史愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング（１０１、２０１）と、前記ハウジング（１０１、２０１）に対して固定した固
定部（２０３）、および前記固定部（２０３）に対して
可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸
入圧縮する圧縮機構（２００）と、前記ハウジング（１０１、２０１）内に回転可能に配設
され、前記可動部（２０２）を駆動するシャフト（１０
２ｂ）と、前記ハウジング（１０１、２０１）内に固定されたステ
ータ（１０３）、および前記ステータ（１０３）内で回
転するロータ（１０２）を有して構成され、前記シャフ
ト（１０２ｂ）を回転駆動する電動モータ部（１００）
と、外部駆動源からの回転力を断続可能に前記シャフト（１
０２ｂ）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、前記ロータ（１０２）から前記シャフト（１０２ｂ）に
伝達される回転力の伝達経路に配設され、一方向の回転
力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１１０）とを備
えることを特徴とする複合型圧縮装置。
【請求項２】前記クラッチ機構（３０４）は、前記ハ
ウジング（１０１、２０１）内に配設されていることを
特徴とする請求項１に記載の複合型圧縮装置。
【請求項３】前記クラッチ機構（３０４）は、前記シャフト（１０２ｂ）と一体的に回転する第１クラ
ッチ板（３０４ｂ）と、前記外部駆動源と連動して回転する第２クラッチ板（３
０４ａ）と、前記両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）を押圧して両
クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）間に摩擦力を発生さ
せる押圧ピストン（３０４ｃ）と、前記押圧ピストン（３０４ｃ）の押圧力を制御する制御
室（３０４ｄ）と、前記圧縮機構（２００）から吐出される流体の圧力を前
記制御室（３０４ｄ）に導く圧力導入通路（３０４ｅ）
と、前記圧力導入通路（３０４ｅ）を開閉する弁手段（３０
４ｆ）とを有して構成されていることを特徴とする請求
項２に記載の複合型圧縮装置。
【請求項４】前記クラッチ機構（３０４）は、前記ロ
ータ（１０２）内に配設されていることを特徴とする請
求項２または３に記載の複合型圧縮装置。
【請求項５】前記クラッチ機構（３０４）は、前記ハ
ウジング（１０１、２０１）外に配設された電磁クラッ
チであることを特徴とする請求項１に記載の複合型圧縮
装置。
【請求項６】ハウジング（１０１、２０１）と、前記ハウジング（１０１、２０１）に対して固定した固
定部（２０３）、および前記固定部（２０３）に対して
可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸
入圧縮する圧縮機構（２００）と、前記ハウジング（１０１、２０１）内に回転可能に配設
され、前記可動部（２０２）を駆動するシャフト（１０
２ｂ）と、前記ハウジング（１０１、２０１）内に固定されたステ
ータ（１０３）、および前記ステータ（１０３）内で回
転するロータ（１０２）を有して構成され、前記シャフ
ト（１０２ｂ）を回転駆動する電動モータ部（１００）
と、外部駆動源からの回転力を断続可能に前記シャフト（１
０２ｂ）に伝達するクラッチ機構（３０４）とを備え、前記クラッチ機構（３０４）は、前記ロータ（１０２）
内に配設されていることを特徴とする複合型圧縮装置。