(57)【要約】【課題】圧縮効率の低下を防止しつつ、組み付け作業性を向上できるハイブリッド圧縮機を提供する。【解決手段】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圧縮機構とが、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されるように一体的に組み付けられ、両圧縮機構から圧縮機の吐出室へそれぞれ独立した吐出通路が設けられたハイブリッド圧縮機であって、少なくとも一方の圧縮機構から吐出室への吐出通路における、該圧縮機構から該吐出通路への入口から、該吐出通路の前記吐出室への出口に至るまでの該吐出通路の途中位置に、該吐出通路を開閉する吐出弁機構を設けた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圧縮機構とが、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されるように一体的に組み付けられ、両圧縮機構から圧縮機の吐出室へそれぞれ独立した吐出通路が設けられたハイブリッド圧縮機であって、少なくとも一方の圧縮機構から吐出室への吐出通路における、該圧縮機構から該吐出通路への入口から、該吐出通路の前記吐出室への出口に至るまでの該吐出通路の途中位置に、該吐出通路を開閉する吐出弁機構を設けたことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
【請求項２】
前記吐出弁機構が予め組み立てられており、その吐出弁機構が前記吐出通路内に挿入されている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項３】
前記吐出弁機構が、該機構内に、両面の圧力差により移動自在に遊嵌されたフラッパ弁体を組み込んだものからなる、請求項１または２のハイブリッド圧縮機。
【請求項４】
前記第１駆動源が車両用原動機からなり、前記第２駆動源が圧縮機に内蔵された電動モータからなる、請求項１〜３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】
【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圧縮機構とが一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハイブリッド圧縮機としては、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たものが知られている（特許文献１）。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】
しかし、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スクロール型の第１圧縮機構と、電動モータのみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構の固定スクロール同士が背中合わせに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（特許文献２）。
【０００５】
ところで、通常、スクロール型の圧縮機においては、吐出室は圧縮機構の固定スクロールに隣接して設けられている。このため、圧縮機構から吐出室へと至る吐出通路の流路長は極めて短くなっている（特許文献３）。
【０００６】
しかし、本出願人による先の提案（特許文献２）のように、両圧縮機構の固定スクロールを背中合わせに配置したのでは、吐出室を両固定スクロールに隣接するように、つまり吐出室を両固定スクロール間に設けることは困難である。このため、吐出室はハウジングの外周に設けられており、両圧縮機構と吐出室は流路長の長い吐出通路を介して連通されている。また、このように、吐出通路の流路長が長くなり、かつ、吐出弁の取り付け位置が吐出通路の吐出室への出口部に近くなると、圧縮機構から吐出弁までの流路長が延長されるので、一旦、圧縮された流体が再膨張し、圧縮効率が低下するおそれがある。また、車両用空調装置に適用した場合には冷凍能力が著しく低下するおそれがある。
【０００７】
このため、特許文献２においては、両圧縮機構の固定スクロールの間に、つまり圧縮機構の吐出通路への入口部にボール弁体を有する吐出弁機構が設けられ、圧縮効率の低下が防止されるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１３０３２３号公報（第２頁、第２図）
【０００９】
【特許文献２】
特願２００２−０３１６６４号（第１図）
【００１０】
【特許文献３】
特開平０５−２３１３５８号公報（第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、両圧縮機構の固定スクロールの間に吐出弁機構を設けるのでは、吐出弁機構、ひいてはハイブリッド圧縮機の組み付け作業性が低下するおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、本出願人の先の提案を前提とし、圧縮流体の再膨張容積を低減し圧縮効率の低下を防止でき、しかも組み付け作業性に優れたハイブリッド圧縮機を提供することにある。
【００１３】
【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圧縮機構とが、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに配置されるように一体的に組み付けられ、両圧縮機構から圧縮機の吐出室へそれぞれ独立した吐出通路が設けられたハイブリッド圧縮機であって、少なくとも一方の圧縮機構から吐出室への吐出通路における、該圧縮機構から該吐出通路への入口から、該吐出通路の前記吐出室への出口に至るまでの該吐出通路の途中位置に、該吐出通路を開閉する吐出弁機構を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１４】
上記吐出弁機構の組み付け方法はとくに限定されるものではないが、たとえば、予め吐出弁機構を組み立てて、該組み立てられた吐出弁機構を吐出通路に挿入（たとえば、圧入）すれば、吐出弁機構を吐出通路の途中に容易に組み付けることができる。
【００１５】
また、上記吐出弁機構は、たとえば、両面の圧力差により移動自在に遊嵌されるフラッパ弁体を組み込んだものから形成することができる。また、リード弁を組み込んだものから形成することもできる。
【００１６】
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、たとえばハイブリッド圧縮機が車両用空調装置に適用される場合には、第１駆動源としては車両用原動機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た電動モータを挙げることができる。なお、本発明細書において、車両用原動機は、内燃機構からなるエンジンと、電気自動車等における車両走行用の電動モータを含む概念である。
【００１７】
上記のようなハイブリッド圧縮機においては、少なくとも一方の圧縮機構から吐出室への吐出通路の途中位置には、吐出通路を開閉する吐出弁機構が設けられているので、吐出通路の吐出室への出口部に吐出弁機構を設置する場合に比べて、圧縮機構から吐出弁機構に至るまでの流路長を短縮でき、流体の再膨張容積を大幅に低減することができ、ハイブリッド圧縮機の圧縮効率の低下を防止できる。また、圧縮機構から吐出通路への入口部に吐出弁機構を設置する場合に比べて、大幅に組み付け作業効率を向上できる。
【００１８】
【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１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、フロントハウジング２とリアハウジング３とを有している。フロントハウジング２とリアハウジング３との間には、スクロール型の第１圧縮機構４とスクロール型の第２圧縮機構５の両圧縮機構の固定スクロールを構成する固定スクロール部材６が設けられている。本実施態様においては、両圧縮機構４、５の固定スクロールは、図１に示すように背中合わせに、かつ一体的に形成されている。
【００１９】
固定スクロール部材６には、吸入室７および吐出室８が一体に形成されている。
【００２０】
また、固定スクロール部材６には、吸入室７と圧縮機１の内部とを連通する吸入孔１１が設けられている。固定スクロール部材６の内部には、図２に示すように第１圧縮機構４から吐出室へと至る第１吐出通路１２が設けられている。第１吐出通路１２は、出口孔１３を介して吐出室８に連通されている。また、固定スクロール部材６の内部には、第２圧縮機構５から吐出室８へと至る第２吐出通路１７が設けられている。第２吐出通路１７は出口孔１８を介して吐出室８に連通されている。
【００２１】
本実施態様においては、第１圧縮機構４は車両用原動機１９のみにより駆動され、第２圧縮機構５は圧縮機１内に内蔵された電動モータ２０のみにより駆動されるようになっている。そして、両圧縮機構４、５の吐出最大容量は第２圧縮機構５よりも第１圧縮機構４の方が大きく設定されている。このため、圧力損失防止の観点から、第２吐出通路１７の断面積よりも第１吐出通路１２の断面積の方が大きく設定されている。
【００２２】
第１圧縮機構４は、固定スクロール部材６と該固定スクロール部材６に一体に形成されたうず巻体２６とからなる固定スクロール２７と、端板２８と該端板２８に一体に形成されたうず巻体２９とからなる可動スクロール３０とを有している。固定スクロール２７のうず巻体２６と可動スクロール３０のうず巻体２９は互いに角度をずらせて噛み合わされている。
【００２３】
主軸（駆動軸）３１は実質的に水平方向（図１の左右方向）に配置されており、本実施態様のハイブリッド圧縮機１は横型圧縮機として構成されている。主軸３１の一端には、クランク機構３２が形成されている。クランク機構３２のクランクピン３３は、主軸３１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３４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３４は可動スクロール３０の突起内に挿入されたドライブベアリング３５に回転自在に挿入されている。主軸３１の他端には第１駆動源としての車両用原動機１９からの動力を主軸に伝達する電磁クラッチ３６が設けられている。原動機１９と電磁クラッチ３６はプーリ３７を介して連結されている。
【００２４】
電磁クラッチ３６は、主軸３１に固定されたクラッチアーマチュア３８と、プーリ３７とクラッチアーマチュア３８を着脱させ、クラッチ３６をオン、オフする電磁石３９とを有している。
【００２５】
本実施態様においては、第１圧縮機構４のみを駆動する車両走行用の原動機１９からの動力が電磁クラッチ３６を介して主軸３１に伝達されると、クランクピン３３が挿入嵌合される偏心ブッシュ３４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４０により自転が阻止された可動スクロール３０に旋回運動が付与されるようになっている。
【００２６】
可動スクロール３０の旋回運動に伴って吸入孔１１からハイブリッド圧縮機１内に吸入された流体（たとえば、冷媒）は、うず巻体２６、２９の外端からうず巻体内部に取り込まれる。そして、両うず巻体２６、２９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、固定スクロール部材６に穿設された第１吐出通路への入口孔９、第１吐出通路１２から両圧縮機構４、５の上方の位置に配置された吐出室８を介して外部回路の高圧側に流出されるようになっている。
【００２７】
一方、第２圧縮機構５は、固定スクロール部材６と該固定スクロール部材６に一体に形成されたうず巻体４１とからなる固定スクロール４２と、端板４３と該端板４３に一体に形成されたうず巻体４４とからなる可動スクロール４５とを有している。本実施態様においては両圧縮機構４、５の固定スクロール２７、４２はスクロール部材６に一体形成されており、かつ、固定スクロール２７、４２は背中合わせに配置されている。したがって、ハイブリッド圧縮機１の主軸３１の軸方向の大型化が抑制され横型圧縮機としてのコンパクト化が図られている。
【００２８】
駆動軸４６の一端には、クランク機構４７が形成されている。クランク機構４７のクランクピン４８は、駆動軸４６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４９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４９は可動スクロール４５の突起内に設けられたドライブベアリング５０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５のみを駆動する第２駆動源は圧縮機１内に内蔵された電動モータ２０からなっている。そして、電動モータ２０からの動力が駆動軸４６に固定された回転子５２に伝達されるとクランクピン４８が挿入嵌合される偏心ブッシュ４９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５３により自転が阻止された可動スクロール４５に旋回運動が付与されるようになっている。電動モータ２０にはコネクタ（図示略）が連結されている。なお、５５は電動モータ２０の固定子を示している。
【００２９】
可動スクロール４５の旋回運動に伴って吸入孔１１から圧縮機１内に流入した流体は、第２圧縮機構５の角度をずらせて噛み合わされた両うず巻体４１、４４の外端からうず巻体内部に取り込まれる。そして、両うず巻体４１、４４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圧縮され、固定スクロール部材６に穿設された第２吐出通路への入口孔１０、第２吐出通路１７から吐出室８へと送られるようになっている。
【００３０】
上記第１吐出通路１２の入口孔９から出口孔１３に至る途中位置には、第１吐出通路１２を開閉する第１吐出弁機構２１が設けられている。また、第２吐出通路１７の入口孔１０から出口孔１８に至る途中位置には、第２吐出通路１７を開閉する第２吐出弁機構２２が設けられている。
【００３１】
第１吐出弁機構２１（第２吐出弁機構２２）は、図３、図４に示すようにフラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）を有している。フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）の周方向には、複数の切り欠き６２（切り欠き６３）が設けられている。フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）は、入口孔９側（入口孔１０側）の吐出弁機構形成部材６４（吐出弁機構形成部材６５）と出口孔１３側（出口孔１８側）の吐出弁機構形成部材６６（吐出弁機構形成部材６７）により形成される空間６８（空間６９）内に遊嵌されている。
【００３２】
形成部材６４（形成部材６５）には、第１吐出通路１２（第２吐出通路１７）の入口孔９側（入口孔１０側）と連通する連通孔７０（連通孔７１）が設けられている。一方、形成部材６６（形成部材６７）には、第１吐出通路１２（第２吐出通路１７）の出口孔１３側（出口孔１８側）と連通する連通孔７２（連通孔７３）が設けられている。連通孔７２（連通孔７３）には拡径部７４（拡径部７５）が設けられている。拡径部７４（拡径部７５）の内径は、フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）の外径寸法ａよりも大きく形成されている。また、連通孔７０（連通孔７１）の内径は、フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）の内径寸法ｂよりも小さく形成されている。
【００３３】
したがって、圧縮機構４（圧縮機構５）から圧縮流体が入口孔９（入口孔１０）に流入し、吐出弁機構２１（吐出弁機構２２）の上流側の吐出通路１２（吐出通路１７）の内圧が吐出室８の内圧よりも高くなったときは、フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）は、形成部材６６（形成部材６７）に当接する。そして、切り欠き部６２（切り欠き部６３）から流体が連通孔７２（連通孔７３）内へ流入し、第１吐出通路１２（第２吐出通路１７）が開放されるようになっている。一方、圧縮機構４（圧縮機構５）からの流体の吐出がないときは、吐出室８の内圧の方が吐出弁機構２１（吐出弁機構２２）の上流側の内圧よりも高くなるため、フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）は形成部材６４（形成部材６５）に当接され、吐出通路１２（吐出通路１７）が閉塞されるようになっている。つまり、フラッパ弁体２３（フラッパ弁体２４）は両面の圧力差により図３の上下方向に移動するようになっている。
【００３４】
吐出弁機構２１（吐出弁機構２２）は、予め組み付けられた後に出口孔１３（出口孔１８）から挿入（たとえば、圧入）され、吐出通路１２（吐出通路１７）の途中位置に設置されるようになっている。
【００３５】
つまり、本実施態様に係るハイブリッド圧縮機１においては、圧縮機から吐出室への吐出通路の途中位置に、該吐出通路を開閉する吐出弁機構が設けられている。したがって、吐出弁機構を吐出通路の出口孔側（出口部）に設置する場合に比べて圧縮機構から吐出弁機構に至る流路長が短縮され再膨張容積を大幅に低減することができるので、ハイブリッド圧縮機の圧縮効率の低下を防止することができる。また、入口孔（入口部）に吐出弁機構を設置する場合に比べて、吐出弁機構の組み付け作業効率を向上できる。さらに、吐出弁機構は吐出通路に挿入するだけで簡単に設置することもできるので、吐出弁機構の組み付け作業効率、ひいてはハイブリッド圧縮自身の組み付け作業効率を向上できる。
【００３６】
【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圧縮機によるときは、吐出通路の途中位置に吐出弁機構が設けられているので、吐出通路の吐出室への出口部に吐出弁機構を設ける場合に比べて、圧縮機構から吐出弁機構へと至る流路長が短縮され、圧縮効率の低下を防止できる。また、吐出弁機構の組み付け作業効率を大幅に向上できる。
【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線に沿う断面図である。
【図３】図１のハイブリッド圧縮機の吐出弁機構の断面図である。
【図４】図３の吐出弁機構のフラッパ弁体の平面図である。
【符号の説明】
１  ハイブリッド圧縮機
２  フロントハウジング
３  リアハウジング
４  第１圧縮機構
５  第２圧縮機構
６  固定スクロール部材
７  吸入室
８  吐出室
９、１０  入口孔
１１  吸入孔
１２  第１吐出通路
１３、１８  出口孔
１７  第２吐出通路
１９  車両用原動機
２０  電動モータ
２１  第１吐出弁機構
２２  第２吐出弁機構
２３、２４  フラッパ弁体
２６、２９、４１、４４  うず巻体
２７、４２  固定スクロール
２８、４３  端板
３０、４５  可動スクロール
３１  主軸（駆動軸）
３２、４７  クランク機構
３３、４８  クランクピン
３４、４９  偏心ブッシュ
３５、５０  ドライブベアリング
３６  電磁クラッチ
３７  プーリ
３８  クラッチアーマチュア
３９  電磁石
４０、５３  ボールカップリング
４６  駆動軸
５２  回転子
５５  固定子
５６  通しボルト
６２、６３  切り欠き
６４、６５、６６、６７  吐出弁機構形成部材
６８、６９  空間
７０、７１、７２、７３  連通孔
７４、７５  拡径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004278389.tif 000006