(57)【要約】【課題】第１圧縮機構と、内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機において、モータ駆動側の良好な絶縁性を確保し、高い圧縮効率を保ち、かつ、モータ駆動側の安定した起動性が得られる、ハイブリッド圧縮機の構造を提供する。【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圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路を備えたハイブリッド圧縮機であって、前記連通路を、第２圧縮機構の吸入室の上部のみに接続した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圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路を備えたハイブリッド圧縮機であって、前記連通路を、前記第２圧縮機構の吸入室の上部のみに接続したことを特徴とするハイブリッド圧縮機。
【請求項２】
前記連通路が、両圧縮機構の両吸入室の上部間を連通する通路からなる、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項３】
前記連通路が、第１圧縮機構の吸入室へと接続された吸入通路から分岐され、第２圧縮機構の吸入室の上部へと接続された分岐吸入通路からなる、請求項１のハイブリッド圧縮機。
【請求項４】
前記連通路に、前記第２圧縮機構の吸入室への冷媒含有オイルまたは／および液冷媒の流入量を抑制する部分遮蔽壁が設けられている、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】
前記第１駆動源が車両用原動機からなる、請求項１〜６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、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。
【０００２】
【従来の技術】
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（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、車両用冷凍システム等に使用するハイブリッド圧縮機として、先に本出願人により、車両用原動機のみにより駆動されるスクロール型の第１圧縮機構と、内蔵電動モータのみにより駆動されるスクロール型の第２圧縮機構とを、両圧縮機構の固定スクロール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が提案されている（特許文献２）。このようなハイブリッド圧縮機により、それぞれの圧縮機構を単独で、あるいは同時に運転することが可能になり、そのときの要求に応じて最適な吐出性能を得ることが可能となった。
【０００４】
さらに、上記先に本出願人により提案されたハイブリッド圧縮機を改良するために、両圧縮機構の吸入室を連通させる連通路を設けた構造も、先に本出願人により提案されている（特許文献３）。この提案では、オイルを含む液冷媒が可動中の圧縮機構に吸入されて潤滑不良が防止されるように、上記連通路は主として両圧縮機構の両吸入室を下部側で連通するように設けられていた。また、連通路における圧損等を低減するためには、この下部側での連通に加え、圧縮機構の周方向の実質的に全領域にわたって断続的に設けることも考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
実開平６−８７６７８号公報（実用新案登録請求の範囲）
【０００６】
【特許文献２】
特願２００１−２８０６３０号（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特願２００２−３３１８９号（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記先の提案に係るハイブリッド圧縮機、とくに特許文献３に係るハイブリッド圧縮機においては、たとえば少なくとも一方の圧縮機構が停止しているときに、外部冷媒回路から還流してきた、オイルを含む冷媒は、吸入室の下部側に配置された連通路を介して両吸入室に実質的に自由に流入する。オイル含有冷媒が、内蔵電動モータによって駆動される第２圧縮機構の吸入室に流入し、それが電動モータ部まで侵入するが、侵入量が多くなると、モータやそのケーブル等が浸されて絶縁性を低下させるおそれが生じる。とくに、冷媒中のオイル成分の割合が高くなると、つまり、オイルリッチな吸入ガスや液冷媒になると、このような絶縁性低下が生じやすい。
【０００８】
また、オイルリッチな吸入ガスが、内蔵電動モータによって駆動される第２圧縮機構の吸入室側に流入すると、オイル成分の割合が高いため、この第２圧縮機構側の圧縮効率が低下するおそれがある。
【０００９】
さらに、とくに液冷媒が内蔵電動モータによって駆動される第２圧縮機構の吸入室に溜まると、起動時にいわゆる液圧縮起動状態となり、モータ駆動側の起動性が不安定になるおそれもある。
【００１０】
そこで本発明の課題は、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圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられたハイブリッド圧縮機において、モータ駆動側の良好な絶縁性を確保し、高い圧縮効率を保ち、かつ、モータ駆動側の安定した起動性が得られる、ハイブリッド圧縮機の構造を提供することにある。
【００１１】
【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圧縮機構とが並設されて一体的に組み付けられており、両圧縮機構の吸入室を連通する連通路を備えたハイブリッド圧縮機であって、前記連通路を、前記第２圧縮機構の吸入室の上部のみに接続したことを特徴とするものからなる。
【００１２】
このハイブリッド圧縮機においては、上記連通路としては、両圧縮機構の両吸入室の上部間を連通する通路から構成することができる。あるいは、上記連通路として、第１圧縮機構の吸入室へと接続された吸入通路から分岐され、第２圧縮機構の吸入室の上部へと接続された分岐吸入通路から構成することもできる。後者の場合には、連通路を、前者の場合よりも上位に配置することが可能となる。
【００１３】
また、上記連通路には、第２圧縮機構の吸入室への冷媒含有オイルまたは／および液冷媒の流入量を抑制する部分遮蔽壁を設けることもできる。これによって、第２圧縮機構の吸入室に余剰のオイルや液冷媒が流入するのを抑制できる。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド圧縮機の形式はとくに限定されないが、本発明はとくに、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たハイブリッド圧縮機に適用して有効なものである。この場合、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造を採用するとができる。
【００１５】
また、本発明における前記第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。
【００１６】
上記のような本発明に係るハイブリッド圧縮機においては、連通路が第２圧縮機構の吸入室の上部のみに接続されているので、とくに第１圧縮機構側から液冷媒やオイルが第２圧縮機構の吸入室内に流入しにくくなり、第２圧縮機構の吸入室内に多量に溜まることが防止される。その結果、モータやケーブル等の部分への侵入量も抑えられ、これらの部分の絶縁性低下が防止される。
【００１７】
また、第２圧縮機構の吸入室側に流入する液冷媒や冷媒含有オイルの量が抑えられる結果、該吸入室で液成分が多くなりすぎることが防止され、液圧縮起動状態が回避されて、内蔵電動モータによる起動性が安定する。
【００１８】
さらに、第２圧縮機構の吸入室側にオイルリッチな吸入ガスが直接吸入されなくなるので、第２圧縮機構側においてオイル成分の割合が多くなりすぎることが防止され、第２圧縮機構側が高い圧縮効率に保たれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して、先の本出願人の提案に係るハイブリッド圧縮機の構造と比較しながら、詳細に説明する。
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おり、図４および図５は、比較のための、先の本出願人の提案に係るハイブリッド圧縮機を示している。
【００２０】
まず、図１および図２に示した構造と、図４および図５に示した構造の、共通する部分について説明する。図１および図４において、ハイブリッド圧縮機１、５０は、車両用原動機等からなる第１駆動源（図示略）のみにより電磁クラッチ等（図示略）を介して駆動される第１圧縮機構２と、第２駆動源としての内蔵電動モータ２５のみにより駆動される第２圧縮機構３とを有しており、これら第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とが圧縮機の軸方向に並設されて一体的に組み付けられている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１１と、該固定スクロール１１とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）を形成する可動スクロール１２と、可動スクロール１２に係合して可動スクロール１２を旋回運動させる駆動軸１３と、可動スクロール１２の自転を阻止するボールカップリング１４とを有しており、この駆動軸１３が、上記第１駆動源により電磁クラッチ等を介して回転駆動される。
【００２１】
第２圧縮機構３は、固定スクロール２１と、該固定スクロール２１とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）を形成する可動スクロール２２と、可動スクロール２２に係合して可動スクロール２２を旋回運動させる駆動軸２３と、可動スクロール２２の自転を阻止するボールカップリング２４とを有しており、この駆動軸２３が、第２駆動源としての内蔵電動モータ２５により回転駆動される。
【００２２】
第１圧縮機構２には、吸入室１６が形成されており、該吸入室１６にはハウジング１５に設けられた吸入ポート１７からの吸入通路１８が接続されている。第２圧縮機構３には、吸入室２６が形成されており、該吸入室２６は、連通路（この連通路に関しては後述する）を介して、第１圧縮機構２の吸入室１６に連通されている。この第２圧縮機構３における吸入室２６は、ボールカップリング２４や軸受２７等の隙間を通して、実質的に電動モータ２５配置部まで広がっており、吸入ガスの一部は電動モータ２５配置部まで侵入できる。
【００２３】
本実施態様では、第１圧縮機構２の固定スクロール１１と第２圧縮機構３の固定スクロール２１とは背中合わせに配置されて一体形成された固定スクロール部材３１として形成されている。この固定スクロール部材３１の、両圧縮機構２、３の中心部には、吐出穴３２、３３が設けられており、ここに逆止弁３４が設けられて、いずれか一方の圧縮機構からの圧縮流体、あるいは両圧縮機構からの圧縮流体を、吐出通路３５、吐出ポート３６を通して、外部回路へ送ることができるようになっている。第２圧縮機構３の固定スクロール２１側の渦巻体２１ａは、図２、図５に示されている。
【００２４】
上述した連通路について説明するに、先の本出願人の提案に係るハイブリッド圧縮機５０においては、図４、図５に示すように、両吸入室１６、２６間が、両圧縮機構の下部、あるいは下部と上下方向中段部に設けた連通路５１、５２、あるいは全領域にわたって断続的に設けられた連通路（図示略）によって連通されていた。しかし、本発明の上記実施態様に係るハイブリッド圧縮機１においては、図１、図２に示すように、第２圧縮機構３の吸入室２６の上部のみに接続されるように、連通路３７が設けられている。本実施態様では、両吸入室１６、２６の上部間のみが直接連通されるように、一体形成された固定スクロール部材３１を貫通して延びる連通路３７が設けられている。
【００２５】
この第２圧縮機構３の吸入室２６の上部のみに接続される連通路は、別の態様を採ることもできる。たとえば、図３に別の実施態様に係るハイブリッド圧縮機４０を示すように、第１圧縮機構２の吸入室１６へと接続された吸入通路４１から分岐され、第２圧縮機構３の吸入室２６の上部へと接続される分岐吸入通路４２を設け、この分岐吸入通路４２を実質的に本発明に係る連通路として構成することができる。また、この分岐吸入通路４２の分岐直後部分には、第２圧縮機構３の吸入室２６への冷媒含有オイルまたは／および液冷媒の流入量を抑制する部分遮蔽壁４３を設けてもよい。この種の部分遮蔽壁は、前述の連通路３７に対しても設けることが可能である。
【００２６】
図１〜図３に示したようなハイブリッド圧縮機１、４０においては、連通路３７、４２が第２圧縮機構３の吸入室２６の上部のみに接続されているので、とくに下部側で連通されていた図４、図５に示した構造に比べ、第１圧縮機構２側から液冷媒やオイルが第２圧縮機構３の吸入室２６内に流入しにくくなり、第２圧縮機構３の吸入室２６内に多量に溜まることが防止される。したがって、電動モータ２５側への侵入量も抑えられ、モータ２５やケーブル等の部分の絶縁性低下が防止される。とくに図１、図２に示した構造では、第１圧縮機構２側がほぼ満杯にならないと液冷媒やオイルが第２圧縮機構３の吸入室２６に流入しない構造となっているので、第１圧縮機構２側から多量の液冷媒やオイルが流入することが効果的に防止される。また、図３に示した構造では、さらに上位に連通路としての分岐吸入通路４２が配置されることになるので、さらに流入しにくくなる。
【００２７】
このように第２圧縮機構３の吸入室２６側に流入する液冷媒や冷媒含有オイルの量が抑えられる結果、該吸入室２６で液成分が多くなりすぎることが防止され、液圧縮起動状態が回避されて、内蔵電動モータ２５による起動性が極めて安定することになる。
【００２８】
さらに、第２圧縮機構３の吸入室２６側にオイルリッチな吸入ガスが直接吸入されなくなるので、第２圧縮機構３側においてオイル成分の割合が多くなりすぎることが防止され、第２圧縮機構３側が高い圧縮効率が確保される。とくに、図３に示したように、部分遮蔽壁４３を設けておくと、分岐吸入通路４２に多量の液冷媒やオイル成分が流入するのを、その経路の初期段階で効率よく抑制できるので、極めて効果的に所期の目的が達成されることになる。
【００２９】
このようなハイブリッド圧縮機１、４０を、たとえば車両用冷凍システムに使用すれば、高い圧縮効率で安定した作動状態の制御を行うことが可能になり、しかも、モータ側の絶縁性をとくに高く設計する必要がなくなるのでコストダウンも可能となる。
【００３０】
【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れば、電動モータ駆動側の高い絶縁性を確保でき、また、モータ側の絶縁性をとくに高く設計する必要がなくなるのでコストダウンを図ることができ、電動モータ駆動圧縮機構側への液冷媒やオイルの流入量を抑えて圧縮効率を向上させることが可能になり、かつ、モータ駆動側の起動性を安定させることができる。
【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第２圧縮機構における固定スクロール側の正面図である。
【図３】本発明の別の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４】本出願人による先の提案に係るハイブリッド圧縮機の縦断面図である。
【図５】図４のハイブリッド圧縮機の第２圧縮機構における固定スクロール側の正面図である。
【符号の説明】
１、４０  ハイブリッド圧縮機
２  第１圧縮機構
３  第２圧縮機構
１１、２１  固定スクロール
１２、２２  可動スクロール
１３、２３  駆動軸
１６  第１圧縮機構の吸入室
１７  吸入ポート
１８  吸入通路
２５  第２駆動源としての内蔵電動モータ
２６  第２圧縮機構における吸入室
３１  固定スクロール部材
３２、３３  吐出穴
３５  吐出通路
３６  吐出ポート
３７  連通路
４１  吸入通路
４２  連通路としての分岐吸入通路
４３  部分遮蔽壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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