(57)【要約】【課題】電動モータ内蔵のハイブリッド圧縮機において、被圧縮流体、とくに冷媒の流れ経路を工夫することにより電動モータを適切に冷却できるようにし、モータの過熱を防止して、常時ハイブリッド圧縮機としての機能を発揮できるようにする。【解決手段】第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とを備えたハイブリッド圧縮機であって、圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路が、第１圧縮機構、内蔵電動モータ、第２圧縮機構の順になるように形成されていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動源のみにより駆動される第１圧縮機構と、第２駆動源としての内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とを備えたハイブリッド圧縮機であって、圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路が、第１圧縮機構、内蔵電動モータ、第２圧縮機構の順になるように形成されていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
【請求項２】
圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構側から、機械的に、第１圧縮機構、内蔵電動モータ、第２圧縮機構の順に配置されており、第１圧縮機構から電動モータへの連通路および電動モータから第２圧縮機構への連通路が設けられている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項３】
第１圧縮機構および第２圧縮機構が完全に分離されたスクロール型圧縮機構からなる、請求項２のハイブリッド圧縮機。
【請求項４】
第２圧縮機構が、内蔵電動モータのステータハウジング内に設けられている、請求項２または３のハイブリッド圧縮機。
【請求項５】
第２圧縮機構の固定スクロールと内蔵電動モータのステータハウジングが一体に形成されている、請求項３または４のハイブリッド圧縮機。
【請求項６】
第２圧縮機構の吐出孔が前記固定スクロールの中央部に設けられている、請求項５のハイブリッド圧縮機。
【請求項７】
圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構側から、機械的に、第１圧縮機構、第２圧縮機構、内蔵電動モータの順に配置されており、第１圧縮機構から電動モータへの連通路および電動モータから第２圧縮機構への連通路が設けられている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項８】
第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている、請求項７のハイブリッド圧縮機。
【請求項９】
背中合わせに配置された両固定スクロールが一体形成された固定スクロール部材からなる、請求項８のハイブリッド圧縮機。                                      
【請求項１０】
第１駆動源が車両用原動機からなる、請求項１〜９のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立に駆動可能な２つの圧縮機構を備えたハイブリッド圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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圧縮機が知られている。
【０００３】
このようなハイブリッド圧縮機として、例えば図３に示すように、車両用原動機（図示略）のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構１０１と、内蔵電動モータ１０３のみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構１０２とを、両圧縮機構の固定スクロール１０４を背中合わせにして一体的に組み込んだハイブリッド圧縮機１００が知られている（例えば特許文献１）。このハイブリッド圧縮機１００においては、吸入孔１０５から吸入された被圧縮流体としての冷媒は、まず第１圧縮機構１０１の吸入室１０６内に取り込まれ、そこから、例えば固定スクロール１０４に複数設けられた連通孔１０７を介して第２圧縮機構１０２の吸入室１０８内に導入されるようになっている。第１圧縮機構１０１または／および第２圧縮機構１０２で圧縮された冷媒は、吐出孔１０９を介して冷凍回路に送り出される。
【特許文献１】特開２００４−２７０６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような従来のハイブリッド圧縮機においては、基本的に、圧縮機内に導入された冷媒は、内蔵電動モータ１０３までは循環されずに第２圧縮機構１０２に取り込まれてしまう構造となっているので、モータ１０３が過熱しやすい傾向にある。モータ１０３が過熱してしまうと、その耐熱温度を超えるおそれがあるため、モータ温度が下がるまでの間モータ１０３の運転を停止しなければならず、モータ１０３駆動側の圧縮が行われないため冷房能力の不足が発生するおそれがある。
【０００５】
そこで本発明の課題は、電動モータ内蔵のハイブリッド圧縮機において、被圧縮流体、とくに冷媒の流れ経路を工夫することにより電動モータを適切に冷却できるようにし、モータの過熱を防止して、常時ハイブリッド圧縮機としての機能を発揮できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る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第１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圧縮機構とを備えたハイブリッド圧縮機であって、圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路が、第１圧縮機構、内蔵電動モータ、第２圧縮機構の順になるように形成されていることを特徴とするものからなる。
【０００７】
このハイブリッド圧縮機においては、上記圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路を、圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構側から、機械的に、第１圧縮機構、内蔵電動モータ、第２圧縮機構の順に配置されており、第１圧縮機構から電動モータへの連通路および電動モータから第２圧縮機構への連通路が設けられている構造によって達成できる（第１の態様）。
【０００８】
また、上記圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路は、圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構側から、機械的に、第１圧縮機構、第２圧縮機構、内蔵電動モータの順に配置されており、第１圧縮機構から電動モータへの連通路および電動モータから第２圧縮機構への連通路が設けられている構造によっても達成できる（第２の態様）。
【０００９】
上記第１の態様においては、第１圧縮機構および第２圧縮機構が完全に分離されたスクロール型圧縮機構からなる構成とすることができる。また、第２圧縮機構が、内蔵電動モータのステータハウジング内に設けられている構成とすることもできる。この場合、第２圧縮機構の固定スクロールと内蔵電動モータのステータハウジングを一体に形成した構成とすることもできる。また、第２圧縮機構の吐出孔がその固定スクロールの中央部に設けられている構成とすることもできる。
【００１０】
上記第２の態様においては、第１圧縮機構および第２圧縮機構がスクロール型圧縮機構からなり、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されている構成とすることができる。そして、背中合わせに配置された両固定スクロールが一体形成された固定スクロール部材からなる構成とすることもできる。
【００１１】
また、本発明における上記第１駆動源としては、たとえば車両用原動機を使用できる。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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るハイブリッド圧縮機によれば、圧縮機内部における被圧縮流体（例えば、冷媒）の流れ経路を、被圧縮流体が第２圧縮機構に取り込まれる前に必ず内蔵電動モータを通過する経路に形成したので、電動モータが作動される際には必ず該モータが被圧縮流体により冷却されることになり、モータの過熱が確実に防止される。したがって、前述の従来構造の場合のようにモータ温度が下がるまでモータを停止しなければならないような事態は発生せず、内蔵電動モータは常時作動可能な状態にあり、それに伴って第２圧縮機構も常時作動可能な状態に維持され、所望のハイブリッド圧縮機能が常時円滑に発揮される。その結果、本発明に係るハイブリッド圧縮機を、例えば車両の冷凍システムに適用する場合においては、内蔵電動モータ停止による冷房不足の発生を、確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係るハイブリッド圧縮機を示している。図１において、１はスクロール型のハイブリッド圧縮機全体を示しており、ハイブリッド圧縮機１は、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１０と、固定スクロール１０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）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、第１駆動源としての車両走行用の原動機（図示略）からの駆動力が伝達されるプーリ１４と駆動軸１３との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ１５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１６と、ハウジング１７に形成された吸入孔１８とを備えている。吸入孔１８から第１圧縮機構２の吸入室１９へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）は、作動空間１２内に取り込まれ、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されることにより、作動空間１２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール１０の中央部には吐出穴２０が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴２０、吐出通路２１、吐出孔２２を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【００１４】
一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール３０と、固定スクロール３０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）３２を形成する可動スクロール３１と、可動スクロール３１に係合して可動スクロール３１を旋回運動させる駆動軸３３と、可動スクロール３１の自転を阻止するボールカップリング３４とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸３３を駆動するために、電動モータ３５が内蔵されている。電動モータ３５は、駆動軸３３に固定された回転子３６と、ステータ３７とを有しており、本実施態様では、ステータ３７がステータハウジング３８に固定されている。そして、本実施態様では、上記第２圧縮機構３は、ステータハウジング３８内に設けられており、固定スクロール３０はステータハウジング３８と一体的に形成されている。この構造では、圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構２側から、機械的に、第１圧縮機構２、内蔵電動モータ３５、第２圧縮機構３の順に配置されている。そして、第１圧縮機構２の吸入室１９から電動モータ３５への連通路４１がハウジング１７に設けられており、電動モータ３５から第２圧縮機構３へのスリット状の連通路４２が、本実施態様では、ステータハウジング３８内に設けられた軸受支持部材４３に形成されている。これら連通路４１、連通路４２を介して、本発明に係る、第１圧縮機構２、内蔵電動モータ３５、第２圧縮機構３の順になる圧縮機内部における被圧縮流体の流れ経路が形成されている。
【００１５】
第１圧縮機構２の吸入室１９から連通路４１を介して吸入された冷媒は、まず、内蔵電動モータ３５設置部位に導入され、電動モータ３５を通過した後、連通路４２を介して第２圧縮機構３の吸入室５０に吸入され、作動空間３２内に取り込まれ、作動空間３２が体積を減少させつつ固定スクロール３０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間３２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール３０の中央部には第２圧縮機構３の吐出孔５１が設けられており、圧縮された冷媒ガスは吐出孔５１を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。前述の第１圧縮機構２の吐出孔２２と、この第２圧縮機構３の吐出孔５１とは連通されていてもよい。
【００１６】
ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが稼働される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ３５には電力は供給されず、電動モータ３５は回転しない。従って第２圧縮機構３は作動しない。ハイブリッド圧縮機１が電動モータ３５のみにより駆動される場合には、電動モータ３５がオンされて回転し、電動モータ３５の回転が第２圧縮機構３の駆動軸３３へ伝達され、駆動軸３３により可動スクロール３１が旋回駆動される。このとき、第１圧縮機構２の電磁クラッチ１５には通電されず、第１駆動源としての車両用原動機の回転は第１圧縮機構２へは伝達されない。従って第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール１１に伝達されるとともに、電動モータ３５がオンされてその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール３１に伝達される。
【００１７】
このように構成された第１実施態様に係るハイブリッド圧縮機１においては、冷媒の流れ経路として、冷媒が第２圧縮機構３に取り込まれる前に必ず内蔵電動モータ３５を通過する経路に形成されているので、電動モータ３５が作動される際には必ず電動モータ３５が通過冷媒により冷却されることになり、モータ３５の過熱が確実に防止される。したがって、内蔵電動モータ３５は常時作動可能な状態に保たれ、要求に応じて自由に第２圧縮機構３を作動させることができ、電動モータ３５過熱停止に伴う冷房不足の発生は解消される。
【００１８】
図２は、本発明の第２実施態様に係るハイブリッド圧縮機を示している。図２において、６１はスクロール型のハイブリッド圧縮機全体を示しており、ハイブリッド圧縮機６１は、第１圧縮機構６２と第２圧縮機構６３とを備えている。本実施態様では、第２圧縮機構６３も圧縮機ハウジング６４内に構成されており、内蔵電動モータ６５がモータハウジング６６内に設けられている。そして本実施態様では、第１圧縮機構６２の固定スクロール６７と第２圧縮機構６３の固定スクロール６８とは背中合わせに配設されており、かつ、両固定スクロール６７、６８は一体化された固定スクロール部材６９として形成されている。
【００１９】
この構造では、圧縮機軸方向に見て、第１圧縮機構６２側から、機械的に、第１圧縮機構６２、第２圧縮機構６３、内蔵電動モータ６５の順に配置されており、第１圧縮機構６２から電動モータ６５への連通路７０は、上記固定スクロール部材６９に形成された連通路７１と、モータハウジング６６内に設けられた軸受支持部材７２に形成された連通路７３とによって形成され、電動モータ６５から第２圧縮機構６３への連通路７４は、軸受支持部材７２に設けられたスリット状の連通路として形成されている。
【００２０】
吸入孔７５から第１圧縮機構６２の吸入室７６へと吸入された被圧縮流体（たとえば、冷媒ガス）は、第１圧縮機構６２で圧縮され、固定スクロール部材６９に形成された吐出穴７７、吐出通路７８、吐出孔７９を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。第１圧縮機構６２の吸入室７６から連通路７０を介して吸入された冷媒は、まず電動モータ６５配置部位に導入され、そこから連通路７４を介して第２圧縮機構６３へと吸入される。第２圧縮機構６３で圧縮された冷媒は、固定スクロール部材６９に形成された吐出穴８０、吐出通路８１を介して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【００２１】
この第２実施態様に係るハイブリッド圧縮機６１においても、冷媒の流れ経路として、冷媒が第２圧縮機構６３に取り込まれる前に必ず内蔵電動モータ６５を通過する経路に形成されているので、電動モータ６５が作動される際には必ず電動モータ６５が通過冷媒により冷却されることになり、モータ６５の過熱が確実に防止される。したがって、内蔵電動モータ６５は常時作動可能な状態に保たれ、要求に応じて自由に第２圧縮機構６３を作動させることができ、電動モータ６５過熱停止に伴う冷房不足の発生は解消される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１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】本発明の第２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３】従来のハイブリッド圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、６１  ハイブリッド圧縮機
２、６２  第１圧縮機構
３、６３  第２圧縮機構
１０、３０、６７、６８  固定スクロール
１１、３１  可動スクロール
１２、３２  作動空間
１３、３３  駆動軸
１５  電磁クラッチ
１８、７５  吸入孔
１９、５０、７６  吸入室
２０、７７、８０  吐出穴
２１、７８、８１  吐出通路
２２、５１、７９  吐出孔
３５、６５  電動モータ
３６  回転子
３７  ステータ
３８  ステータハウジング
４１、４２、７０、７１、７３、７４  連通路
６６  モータハウジング
６９  固定スクロール部材
【図１】
2006226129.tif 000003
【図２】
2006226129.tif 000004
【図３】
2006226129.tif 000005