(57)【要約】【課題】組み立て作業性を向上でき、しかもシール性にも優れたハイブリッド圧縮機を低コストで提供する。【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であって、該圧縮機のハウジングを、前記第１圧縮機構側に位置するフロントハウジングと、前記第２駆動源を収納するリアハウジングと、フロントハウジングとリアハウジング間に介装され、少なくとも前記第１圧縮機構の吸入室および前記第２圧縮機構の吸入室の内周面を画成するケーシングから構成し、前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構を、前記フロントハウジングと前記ケーシングにより囲まれる空間内に配置し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であって、該圧縮機のハウジングを、前記第１圧縮機構側に位置するフロントハウジングと、前記第２駆動源を収納するリアハウジングと、フロントハウジングとリアハウジング間に介装され、少なくとも前記第１圧縮機構の吸入室および前記第２圧縮機構の吸入室の内周面を画成するケーシングから構成し、前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構を、前記フロントハウジングと前記ケーシングにより囲まれる空間内に配置したことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
【請求項２】
圧縮機の主軸が実質的に水平に配置される横型圧縮機からなり、圧縮機の吐出室が、前記両圧縮機構の上方に形成されている、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項３】
前記ケーシングにより、圧縮機の吐出室の少なくとも一部が形成されている、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２駆動源が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。
【請求項５】
前記第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１〜４のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項６】
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５のハイブリッド圧縮機。
【請求項７】
前記背中合わせに配置された両固定スクロールがケーシング内に固定されている、請求項５または６のハイブリッド圧縮機。
【請求項８】
前記固定スクロール部材中に両圧縮機構から吐出室に通じる吐出通路が設けられ、該吐出通路の途中に、該吐出通路から第１圧縮機構側および／または第２圧縮機構の第２駆動源側への洩れを防止するシール部材が設けられている、請求項６または７のハイブリッド圧縮機。
【請求項９】
前記フロントハウジング、ケーシングおよびリアハウジングが、通しボルトによって締結されている、請求項１〜８のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１０】
圧縮機の吸入ポートが前記ケーシングに設けられている、請求項１〜９のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１１】
圧縮機の吐出ポートが前記ケーシングに設けられている、請求項１〜１０のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１２】
圧縮機の吐出ポートが前記リアハウジングに設けられている、請求項１〜１０のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１３】
圧縮機搭載用のマウントボス部が前記ケーシングおよび／または前記リアハウジングに設けられている、請求項１〜１２のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１４】
前記第１圧縮機構および／または前記第２圧縮機構の組立時の可動スクロールと固定スクロール間の相対位相角度を微調整可能とするために、圧縮機のハウジングが、前記ケーシングと前記フロントハウジング間および／または前記ケーシングと前記リアハウジング間の周方向相対位置関係を微調整可能に構成されている、請求項５〜１３のいずれかに記載のハイブリッド圧縮機。
【請求項１５】
前記固定スクロール部材と前記ケーシングが、機械的特性が互いに異なる材料から構成されている、請求項６〜１４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し、とくに組み立て作業効率を向上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、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第１圧縮機構と、電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構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（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３０３２３号公報（第２頁、第２図）
【０００６】
【特許文献２】
特願２００２−０３１６６４号（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案に係るハイブリッド圧縮機においては、第１、第２圧縮機構をスクロール型圧縮機とした場合には、以下のような理由により組み立て作業性が低下するおそれがある。つまり、一般にスクロール型圧縮機の圧縮性能を確保するためには、うず巻体同士の軸方向の隙間および径方向の隙間を、一定の寸法範囲に厳密に調整する必要がある。通常、上記軸方向の隙間の調整はシムを介装することにより行われ、径方向の隙間の調整は固定スクロールと可動スクロールとを組み合わせる際に相対位相角度を調整することにより行われている。しかし、上記組み合わせ時に相対位相角度を調整すると、圧縮機構が一体化されたハウジングと、これに接合されるハウジングとに歪みが生じるおそれがある。このような歪みが発生すると、リアハウジングに設けられた圧縮機の組み付け用ボスの位置ずれが生じるおそれもある。
【０００８】
さらに、上記提案においては、両圧縮機構の固定スクロールがハウジングに一体形成されている。このため、固定スクロール部材の強度を確保するためには、固定スクロール部材が一体形成されるハウジング全体を切削、鍛造等により製造する必要が生じ、製造コストが嵩むおそれがある。また、軽量化の要請にも十分に対応できなくなるおそれもある。また、両機構の固定スクロールをハウジングに一体化すると、吐出通路は両圧縮機構の固定スクロールの間に配置されることになるが、このような構造においては、吐出通路が連通される吐出室の容積が固定スクロールの寸法により制限されるおそれもある。なお、吐出室の容積を拡大すべく、吐出室を圧縮機の径方向に突設したのでは、圧縮機の外形寸法が拡大し、装置の小型化の方向性に反する。
【０００９】
本発明の課題は、組み立て作業性を向上しつつ、軽量化、コストダウンの要請にも対応でき、しかも圧縮機のサイズの拡大を防止し吐出室の容積のみを拡大できるハイブリッド圧縮機を提供することにある。
【００１０】
【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であって、該圧縮機のハウジングを、前記第１圧縮機構側に位置するフロントハウジングと、前記第２駆動源を収納するリアハウジングと、フロントハウジングとリアハウジング間に介装され、少なくとも前記第１圧縮機構の吸入室および前記第２圧縮機構の吸入室の内周面を画成するケーシングから構成し、前記第１圧縮機構および前記第２圧縮機構を、前記フロントハウジングと前記ケーシングにより囲まれる空間内に配置したことを特徴とするものからなる。
【００１１】
本発明は、様々なタイプのハイブリッド圧縮機に適用することができる。たとえば、圧縮機の主軸が実質的に水平方向に配置される横型圧縮機にも適用できる。このような横型圧縮機においては、吐出室は両圧縮機の上方の位置に配置することができる。
【００１２】
上記圧縮機の吐出室の少なくとも一部は、ケーシングから形成することができる。このように、吐出室の形成にケーシングを利用すれば、実質的な部品点数の低減が可能となり、組み立て作業性を向上しつつ、コストダウンを図ることができる。
【００１３】
上記第２駆動源としては、第２圧縮機構側のリアハウジングに収納される電動モータを挙げることができる。また、第１駆動源としては、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、内燃機関からなるエンジン、電気自動車等における車両走行用の電動モータ等のいわゆる車両走行用の原動機が挙げられる。
【００１４】
上記圧縮機構は、とくに限定されないが、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るハイブリッド圧縮機に本発明を適用すると、製作に手間とコストのかかるスクロール部材の共通化が可能になるので、優れた作用、効果が得られる。
【００１５】
とくに、両圧縮機構の固定スクロールを背中合わせに配置し、両固定スクロールを一つの固定スクロール部材から一体形成すれば、生産性を向上しつつ、大幅に製造コストを低減でき、併せて装置の小型化を達成することができる。また、上記背中合わせに配置された固定スクロールはケーシングに固定することができる。
【００１６】
また、両圧縮機構の固定スクロールを背中合わせに配置し、両固定スクロールを一つの固定スクロール部材から一体形成する場合には、両圧縮機構から吐出室への吐出通路を固定スクロール部材中に設けることもでき、さらなる装置の小型化を達成できる。
【００１７】
上記固定スクロール部材とケーシングとは機械的特性が互いに異なる材料から構成することができる。たとえば、固定スクロール部材を高強度の材料を使用し鍛造成形等すれば応力特性に優れた高強度の固定スクロール部材を容易に製造できる。一方、ケーシング、フロントハウジング、リアハウジングには、固定スクロール部材を構成する材料よりも低強度で流動性のよい材料を用い鋳造成形すれば、複雑な形状のケーシング等を容易に製造できる。
【００１８】
また、ケーシングとフロントハウジング間および／またはケーシングとリアハウジング間の周方向相対位置関係を微調整可能に構成しておけば固定スクロールと可動スクロールを組み合わせる際に、両者の相対位相角度を微調整する必要が生じた場合でも、フロントハウジング、リアハウジングの歪みを防止しつつ圧縮機を組み立てることができる。たとえば、フロントハウジング、ケーシング、リアハウジングを圧縮機の軸方向に延びる通しボルトにより締結する構造を採用し、上記ボルトが挿通されるケーシング等の穴をいわゆるばか穴にしておけば、ケーシングと両ハウジングとの周方向相対位置関係を容易に微調整することができる。なお、上記ボルトは、圧縮機の周方向に少なくとも２つ以上設けることが好ましい。
【００１９】
上記吐出通路の途中には、第１圧縮機構側および／または第２圧縮機構の第２駆動源側への洩れを防止するシール部材を設けることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、ケーシングにより、第１圧縮機構の吸入室および第２圧縮機構の吸入室の内周面が画成されるので、圧縮機内に流体（たとえば冷媒ガス）を吸入する吸入ポートは、ケーシングに設けられることが好ましい。吸入ポートをケーシングに設ければ、吸入ポートから各圧縮機構の吸入室へと至る吸入通路の流路長を短縮でき圧力損失を防止できる。
【００２１】
上記吐出ポートは、ケーシング、リアハウジングのいずれに設けてもよい。
【００２２】
【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および図２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、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との間にはケーシング５０が介装されている。本実施態様においては、第１圧縮機構４、第２圧縮機構５は、スクロール型圧縮機構から構成されている。両圧縮機構４、５は、フロントハウジング２とケーシング５０により囲まれた空間内に配置され、ケーシング５０により両圧縮機構４、５の吸入室５１、５２の内周面が形成されている。
【００２３】
ケーシング５０内には、第１圧縮機構４と第２圧縮機構５の固定スクロールを構成する固定スクロール部材６が固定されている。
【００２４】
ケーシング５０の内周面と固定スクロール部材６の外周面とのシール性はシール部材４７、４８（たとえば、Ｏリング）により確保されるようになっている。また、第１吐出通路２４と第２吐出通路４３の途中、具体的にはケーシング５０の内周面と固定スクロール部材６の外周面との接合部にはシール部材５４が設けられており、接合部のシール性が確保され、第１圧縮機構４側および第２圧縮機構５０の電動モータ３７側への洩れが防止されるようになっている。
【００２５】
ケーシング５０と固定スクロール部材６とは、機械的強度が互いに異なる材料から構成されている。具体的には、複雑な形状のケーシング５０はアルミニウム（たとえば、ＡＤＣ１０）の鋳造成形品からなっている。一方、圧縮機構の構成部材として高強度が要求される固定スクロール部材６は、高強度アルミニウム（たとえば、Ａ４０３２）の鍛造成形品からなっている。したがって、ケーシング５０と固定スクロール部材６に要求される特性を十分に満たすことができる。また、ハウジングと固定スクロール部材を一体形成しこれを鍛造成形品から構成する場合に比べて大幅なコストダウンを図りつつ、装置の軽量化に寄与することがてきる。
【００２６】
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７とからなる固定スクロール８と、端板９と該端板９に一体に形成されたうず巻体１０とからなる可動スクロール１１とを有している。固定スクロール８のうず巻体７と可動スクロール１１のうず巻体１０は互いに角度をずらせて噛み合わされている。
【００２７】
主軸（駆動軸）１２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１２の一端には、クランク機構１３が形成されている。クランク機構１３のクランクピン１４は、主軸１２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１５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１５は可動スクロール１１の突起内に挿入されたドライブベアリング１６に回転自在に挿入されている。主軸１２の他端には第１駆動源としての車両走行用の原動機１７からの動力を主軸に伝達する電磁クラッチ１８が設けられている。原動機１７と電磁クラッチ１８はプーリ１９を介して連結されている。なお、本明細書中における車両走行用原動機１７は、内燃機関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とを含む概念である。
【００２８】
電磁クラッチ１８は、主軸１２に固定されたクラッチアーマチュア２０と、プーリ１９とクラッチアーマチュア２０を着脱させ、クラッチ１８をオン、オフする電磁石２１とを有している。
【００２９】
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１７からの動力が電磁クラッチ１８を介して主軸１２に伝達されると、クランクピン１４が挿入嵌合される偏心ブッシュ１５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２２により自転が阻止された可動スクロール１１に旋回運動が付与されるようになっている。
【００３０】
可動スクロール１１の旋回運動に伴ってケーシング５０に形成された吸入ポート２３から第１圧縮機構の吸入室５１内に吸入された流体（たとえば、冷媒）は、うず巻体７、１０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７、１０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２４から両圧縮機構４、５の上方の位置に配置された吐出室２５および吐出室２５に設けられた吐出ポート２６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。
【００３１】
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２７とからなる固定スクロール２８と、端板２９と該端板２９に一体に形成されたうず巻体３０とからなる可動スクロール３１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８、２８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８、２８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１２の軸方向の大型化が抑制され装置のコンパクト化が図られている。
【００３２】
駆動軸３２の一端には、クランク機構３３が形成されている。クランク機構３３のクランクピン３４は、駆動軸３２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３５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３５は可動スクロール３１の突起内に設けられたドライブベアリング３６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駆動源は電動モータ３７からなっている。そして、電動モータ３７からの動力が駆動軸３２に固定された回転子３８に伝達されるとクランクピン３４が挿入嵌合される偏心ブッシュ３５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３９により自転が阻止された可動スクロール３１に旋回運動が付与されるようになっている。電動モータ３７にはコネクタ４０が連結されている。なお、４１は電動モータ３７の固定子を示している。
【００３３】
可動スクロール３１の旋回運動に伴って吸入ポート２３から吸入室５１内に流入した流体は、連通孔４２を介して第２圧縮機構５側の吸入室５２に送られる。そして角度をずらせて噛み合わされた両うず巻体２７、３０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２７、３０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４３から吐出室２５へと送られるようになっている。
【００３４】
本実施態様においては、吐出室２５は、ケーシング５０とリアハウジング３により囲まれた空間として形成されている。なお、本実施態様においては、吐出ポート２６はケーシング５０に設けられているが、リアハウジング３に設けてもよい。
【００３５】
フロントハウジング２、ケーシング５０、リアハウジング３は一つの通しボルト４９により締結されている。ボルト４９は、フロントハウジング２に設けられた穴５５、ケーシング５０に設けられた穴５６、リアハウジング３に設けられた穴５７に挿通されている。なお、各穴５５、５６、５７はいわゆるばか穴として構成されている。
【００３６】
リアハウジング３には、ハイブリッド圧縮機１を車両（自動車等）に搭載する圧縮機搭載用のマウントボス部５８が設けられている。なお、マウントボス部５８はケーシング５０に設けてもよい。
【００３７】
本実施態様のようなハイブリッド圧縮機１においては、フロントハウジング２とリアハウジング３との間にはケーシング５０が介装されており、また第１、第２圧縮機構４、５の固定スクロール８、２８を構成する固定スクロール部材６はケーシング５０に固定されている。さらに、ケーシング５０とフロントハウジング２およびリアハウジング３との間は、通しボルト４９により締結されているが、ボルト４９が挿通される各穴５５、５６、５７はいわゆるばか穴に構成されているので、ケーシング５０とフロントハウジング２およびリアハウジング３との間は互いに周方向相対位置関係を微調整することができる。したがって、固定スクロール部材６に両圧縮機構４、５の可動スクロール１１、３１を組み合わせ相対位相角度を微調整しても、これによる周方向のずれはケーシング５０とハウジング２、３との周方向相対位置関係の微調整により十分に吸収できる。よって、圧縮機の組み立て作業性を向上でき、ハウジング２、３の歪みの発生を確実に防止できる。
【００３８】
また、吐出室２５は、ケーシング５０の周方向に延びる吐出室形成部５９とリアハウジング３により形成されているので、ケーシング５０の吐出室形成部５９の寸法を圧縮機の軸方向に延長（図１の左右方向）すれば、吐出室２５の容積のみを拡大することができる。また、吐出室２５は、実質的にハウジングに一体形成されているので、圧縮機の径方向の寸法の増大も抑制できる。さらにケーシングに別部材を接合して吐出室２５を形成する場合に比べて、組み立て工数および部品点数を低減できるので、コストダウンをより促進することができる。
【００３９】
【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、フロントハウジングとリアハウジングとの間にはケーシングが介装されており、ケーシングとフロントハウジングおよび／またはリアハウジングとの間は周方向相対位置関係を微調整可能に構成されているので、圧縮機の組み付け時におけるフロントハウジング、リアハウジングの歪みを防止でき、組み立て作業性を向上しつつ、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、吐出室はその一部がケーシングにより形成され、実質的に圧縮機のハウジングに一体的に形成されるので、圧縮機のサイズを大型化することなく吐出室の容積のみを拡大することができる。
【００４１】
さらに、ケーシングと両圧縮機構の構成部材は別々の部材から構成されているので、互いに機械的強度の異なる材料を使用できる。したがって、各部材（ケーシングやたとえば固定スクロール部材）に要求される特性を十分に満足しつつ、コストダウンに寄与できる。また装置全体の軽量化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【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断面図である。
【図２】図１のハイブリッド圧縮機の吐出室の横断面図である。
【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、１０、２７、３０  うず巻体
８、２８  固定スクロール
９、２９  端板
１１、３１  可動スクロール
１２  主軸（駆動軸）
１３、３３  クランク機構
１４、３４  クランクピン
１５、３５  偏心ブッシュ
１６、３６  ドライブベアリング
１７  車両走行用の原動機
１８  電磁クラッチ
１９  プーリ
２０  クラッチアーマチュア
２１  電磁石
２２、３９  ボールカップリング
２３  吸入ポート
２４  第１吐出通路
２５  吐出室
２６  吐出ポート
３２  駆動軸
３７  電動モータ
３８  回転子
４０  コネクタ
４１  固定子
４２  連通孔
４３  第２吐出通路
４７、４８、５４  シール部材
４９  通しボルト
５０  ケーシング
５１、５２  吸入室
５５、５６、５７  穴
５８  マウントボス部
５９  吐出室形成部
【図１】
2004270643.tif 000003
【図２】
2004270643.tif 000004