(57)【要約】【課題】  少スペースで低コストかつ信頼性に優れたものとする。【解決手段】  走行用のエンジン２によりベルト２ａを介し駆動され、冷媒を圧縮する第１の圧縮部３と、電気的に駆動される第２の圧縮部４を一体にして配置し、前記第２の圧縮部４の吸入通路２８は第１の圧縮部３における構造内の吸入通路１５ａ、２９から分岐されて形成され、かつ、第２の圧縮部４の吐出通路３０は第１の圧縮部３の吐出通路１７ａと前記一体配置の構造内で連通しており、吸入配管接続口１５、吐出配管接続口３３は各１箇所であることにより、上記の目的を達成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のエンジンによりベルトを介し駆動され、冷媒を圧縮する第１の圧縮部と、電気的に駆動される第２の圧縮部を一体にして配置し、前記第２の圧縮部の吸入通路は第１の圧縮部における構造内の吸入通路から分岐されて形成され、かつ、第２の圧縮部の吐出通路は第１の圧縮部の吐出通路と前記一体配置の構造内で連通しており、吸入配管接続口、吐出配管接続口は各１箇所であることを特徴とするハイブリッドコンプレッサ。
【請求項２】
第２の圧縮部における圧縮部構成部材の一部は前記第１の圧縮部における圧縮部構成部材の一部と共用部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項３】
第１の圧縮部と第２の圧縮部のオイル分離機構部およびオイル溜め部は共用されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項４】
第２の圧縮部の給油機構は第１の圧縮部の給油機構とは独立であることを特徴とする請求項１、２または３に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項５】
第１の圧縮部は固定容積型コンプレッサであり、第２の圧縮部は固定容積型の回転式コンプレッサであることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項６】
第２の圧縮部はモータに直結している請求項５に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項７】
第２の圧縮部はローリングピストン式であり、仕切りベーンは上部に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【請求項８】
第２の圧縮部はベーンロータリ式であり、シリンダと回転ロータの近接部は上部に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のハイブリッドコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関である走行用エンジンで駆動される車両用冷房装置に用いられるコンプレッサの改良として、走行中、少なくとも走行用エンジンが停止した時に、電気的に駆動できる電動コンプレッサをエンジン駆動コンプレッサと一体に構成したハイブリッドコンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷房装置のハイブリッドコンプレッサシステムとして、走行用エンジンによりベルトを介して駆動される第１コンプレッサとは別に、副電池を電源とする別付け電動機であるモータによりベルトを介して駆動される第２コンプレッサを設け、走行用エンジンが停止すると自動的に電気回路を切り替えて第２コンプレッサを駆動するモータに副電池を接続し、第２コンプレッサを電気的に駆動して冷凍機の運転を継続し冷凍室の低温保持を継続したり、バスの運転席や客室の温度が上がらないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、特に、第１コンプレッサと並列に設けられた第２コンプレッサに接続される吸入管および吐出管は、第１コンプレッサの低圧配管および高圧配管からそれぞれ分岐されて接続されている。そして、上述の低圧配管、高圧配管と、吸入管および吐出管との分岐点近傍に設けた逆止弁か、あるいは分岐点に設けた切替弁かによって、第１コンプレッサが駆動されるときにも、第２コンプレッサが駆動されるときにも、冷媒は駆動側コンプレッサの吸入、吐出の順方向にしか流れず、停止側コンプレッサに逆流しないようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１２７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、４個の逆止弁または２つの切替弁、分岐配管、別体の第２コンプレッサ等が必要であり、サイクル部品コストが高くつく上、逆止弁または切替弁、別体の第２コンプレッサやそのための分岐配管などのために冷媒の通過抵抗が高く別付けモータとして大型で高価なものが必要であって、そのような大型の別付けモータおよびそれに専用のベルトの設置場所も必要となり、冷房装置全体が大型化する等による多くの課題を有していた。
【０００５】
とりわけ車両用冷房装置としては、それまでの走行用エンジン単独での駆動の場合に対し装着性において２つのコンプレッサのために極めて大きなスペースと取り付け工数が必要であると共に、オイルの流出や一方のコンプレッサへのオイル集中等、実用性において課題が多い。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来の課題を解決するものであり、少スペースで低コストかつ信頼性にすぐれた車両冷房装置用に好適なハイブリッドコンプレッサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、走行用のエンジンによりベルトを介し駆動され、冷媒を圧縮する第１の圧縮部と、電気的に駆動される第２の圧縮部を一体にして配置し、前記第２の圧縮部の吸入通路は第１の圧縮部における構造内の吸入通路から分岐されて形成され、かつ、第２の圧縮部の吐出通路は第１の圧縮部の吐出通路と前記一体配置の構造内で連通しており、吸入配管接続口、吐出配管接続口は各１箇所であることを主たる特徴としている。
【０００８】
このような構成では、第１、第２の各圧縮部がそれらの一体配置された構造内で吸入通路および吐出通路が分岐接続ないしは連通されて、従来のように分岐配管にて外側で接続させる必要がなく、一体構造に設ける各一箇所の吸入配管接続口および吐出配管接続口を第１、第２の圧縮部に共用できる。
【０００９】
第２の圧縮部における圧縮部構成部材の一部は前記第１の圧縮部における圧縮部構成部材の一部と共用部材で構成する、さらなる構成では、
第１、第２の圧縮部の、一部の圧縮部構成部材の共用化により省スペースとコストダウンを図った圧縮部構造を提案している。
【００１０】
また、第１の圧縮部と第２のオイル分離機構部およびオイル溜め部は共用する、さらなる構成では、
第１、第２の圧縮部の、吐出冷媒ガスのオイル分離機構部およびオイル溜め部の共用化により、省スペースかつ低コストのハイブリッドコンプレッサを提供することができる。
【００１１】
一方、第２の圧縮部への給油機構は第１の圧縮部への給油機構とは独立に構成する、さらなる構成では、
第１、第２の圧縮部に適した給油量にて独立に給油をすることを可能にし、高性能、高信頼性のハイブリッドコンプレッサを構成している。
【００１２】
また、電気駆動される第２の圧縮部は小型形状が特徴であるローリングピストン式やベーンロータリ式の回転式とする、さらなる構成では、
ハイブリッドコンプレッサとして小型形状の構造を実現する。
【００１３】
さらに、第２の圧縮部がモータに直結してある、さらなる構成では、
モータをよりかさ低く設けられるし、かつベルト伝動構造が省略できるので、さらなる小スペース化ができる。
【００１４】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の主たる特徴によれば、サイクル部品および組立て、配管工数が少なくなり必要コストが低減する上、配管が簡略化する分だけ冷媒の通過抵抗が低く外付けモータが小型で低コストなものでよくなり、冷房装置全体が小型化および軽量化し、車両用冷房装置として設置するにも小さなスペースでよいし取り付け工数も大幅に低減し、オイルの流出や一方のコンプレッサへのオイル集中等も低減する。
【００１６】
また、第１、第２の圧縮部における圧縮部構成部材の一部を共用することにより、構成部材の削減とそれによる省スペース化、軽量化およびコストダウンが図れる。
【００１７】
また、第１の圧縮部と第２の圧縮部でのオイル分離機構部およびオイル溜め部共用によって省スペース化および低コスト化が図れる。
【００１８】
これに対し、第１、第２の圧縮部への給油機構を独立とすることにより、それぞれに適した給油量にて独立に給油をすることを可能にし、高性能、高信頼性のハイブリッドコンプレッサが得られる。
【００１９】
なお、第２の圧縮部を小型形状が特徴であるローリングピストン式やベーンロータリ式の回転式として、ハイブリッドコンプレッサとしてさらに小型形状の構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る幾つかの実施の形態について図１〜図６を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲における記載の内容を限定するものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態１は図１に全体構成を概略的に示すように、ハイブリッドコンプレッサ１を用いた車両用冷房装置の場合の一例である。ハイブリッドコンプレッサ１は、車両を走行させるエンジン２を共用してベルト２ａを介し駆動する第１の圧縮部３と、電気的に駆動する第２の圧縮部４とを組み合わせ備え、第２の圧縮部４は制御装置５により蓄電部６から電力の供給を受ける外付けモータ７により駆動するようにしている。第１、第２の圧縮部３、４のいずれも配管７１により凝縮器７２および蒸発器７３と環状に連結して冷凍サイクルをなし車両用冷房装置７４を構成する。
【００２２】
エンジン２で走行する車両が走行を停止したときエンジン２も停止させて環境に配慮する。これにより、エンジン２によりベルト２ａを介し運転されていた第１の圧縮部３も停止する。このため、車両用冷房装置７４は冷媒の循環が停止するので、冷房機能が損なわれ、車室温度の上昇や、窓ガラスの曇りが発生し、運転者や同乗者にとって不快感が生じるとともに安全面で問題が生じる。そこで、第２の圧縮部４である電動コンプレッサを外付けモータ７により駆動して運転することにより、基本的な冷房機能をまず確保することができる。
【００２３】
特に、本実施の形態１のハイブリッドコンプレッサ１は図２に示すような第１、第２の圧縮部３、４の一体構造を有している。第１の圧縮部３はベルト２ａにより電磁クラッチ８を介しエンジン駆動されるようにしてあり、前側壁９、第１のシリンダ１０、後側壁１１を一体に結合して圧縮部をなし、その中を第１のシリンダ１０の内周に外周の一部を図３に示すように近接させて配置され、前記前側壁９、第１の後側壁１１にシャフト１２を介して軸受支持されたロータ１３が位置し、電磁クラッチ８を介して受けるエンジン駆動によって回転する。ロータ１３には図３に示すように複数のベーン溝７５が放射状に設けられ、そのベーン溝７５内をベーン１４がばね７６の付勢による突出習性を持つようにして出没自在に配置されている。これによりベーン１４の先端は第１のシリンダ１０の円筒状内壁に接しながらロータ１３の回転とともに滑動し、図２、図３に示す吸入配管接続口１５から吸入口１６を通り流入した冷凍サイクルからの帰還冷媒ガスを第１のシリンダ１０内で圧縮し、図３に示す吐出口１７からリード弁１７ｂを押し開いて吐出させ吐出通路１７ａを通じ冷凍サイクルに供給することを繰り返す。
【００２４】
一方、第２の圧縮部４は図２に示すように、前記第１の圧縮部３における第１の後側壁１１の反電磁クラッチ側に配置され、前記第１の圧縮部３における第１の後側壁１１の、反電磁クラッチ側の側面の一部１１ａを第２の前側壁として共用し、これに円筒状内壁を有する第２のシリンダ１８、第２の後側壁１９を一体に結合して第２の圧縮部をなし、その中に図２、図４に示す円筒状のピストン２０が配置されている。ピストン２０は前記第１、第２の後側壁１１、１９に軸受された回転シャフト２１の偏心部に支持され、この回転シャフト２１に受ける外付けモータ７からの駆動により前記第２のシリンダ１８内をその円筒状内壁に図４に示すように外周の一個所で近接しながら旋回運動する。前記第２のシリンダ１８の上部にはスリット状のベーン溝２２が設けられ、その中には仕切りベーン２３が先端を前記ピストン２０に接するようにばね２４により付勢して配置されている。第２の圧縮部４はさらに、それの外回りで第１の後側壁１１との間で結合したリアーケース２６によって覆われ、回転シャフト２１の一端をリア−ケース２６に設けた軸封装置２５を介しリアケース２６外に突出させてリアケース２６の外面に直付けした外付けモータ７のロータ２７に直結し、ロータ２７に対向しているステータ２７ａへの通電により、回転シャフト２１が回転して駆動され、冷媒の冷凍サイクルから吸入して圧縮し、冷凍サイクルへ供給することを繰り返す。
【００２５】
また、第２の圧縮部４は図４に示すように前記仕切りベーン２３の左横に配置された吸入口２８を有し、この吸入口２８には図２に示すように前記第１の圧縮部の吸入口１６に通じる前記第１のシリンダ１０に構成された吸入通路１５ａのＡ点から分岐して、前記後側壁１１を貫通する吸入通路２９が連結されている。
【００２６】
さらに、第２の圧縮部４は図４に示すように前記仕切りベーン２３の右横に配置された吐出口３０ａを有しており、圧縮した冷媒ガスはカール状の吐出弁３０ｂを押し上げ、吐出通路３０を通じ吐出させる。この第２の圧縮部４の吐出通路３０は前記第１の圧縮部３の吐出通路１７ａとＢ点で連通するようにしている。
【００２７】
第１の圧縮部３の吐出通路１７ａと第２の圧縮部４の吐出通路３０はＢ点で連通した後、図５に示すように冷媒ガスを導入口３１ａから共通のオイル分離機構部３１に導き、そこで冷媒ガス中のオイル成分をガスから分離し、前記リアケース２６の下部に設けられた図２、図５に示す共通のオイル溜め部３２に溜める。また、オイルを分離した冷媒ガスは図２、図５に示す吐出配管接続口３３から外部に吐出する。
【００２８】
また、オイル溜め部３２のオイルは、図５に示すように第１の圧縮部３においては前記ロータ内を滑動するベーン１４の出没運動による減圧効果と吐出圧力との差圧により第１給油通路３４を通り給油する給油機構をなす一方、第２の圧縮部４では前記仕切りベーン２３の出没運動による同じく差圧により第２給油通路３５を通り給油する給油機構をなしており、それらに対応する第１、第２圧縮部３、４における軸受部や圧縮部等に独立して給油し、潤滑や隙間のシールに供する。
【００２９】
ここに、本実施の形態１では、第１の圧縮部３と第２の圧縮部４とを一体にして配置し、第２の圧縮部４の吸入通路２９を第１の圧縮部３における構造内の吸入通路１５ａから分岐して形成し、第２の圧縮部４の吐出通路３０は第１の圧縮部３の吐出通路１７ａと前記一体配置の構造内で連通し、これらの結果、吸入配管接続口１５、吐出配管接続口３３は各１箇所となっている。これにより、第１、第２の各圧縮部３、４がそれらの一体配置された構造内で吸入通路１５ａ、２９および吐出通路１７ａ、３０が分岐接続ないしは連通されて、従来のように分岐配管にて外側で接続させる必要がなく、一体構造に設ける各一箇所の吸入配管接続口１５および吐出配管接続口３３を第１、第２の圧縮部３、４に共用できる。これらの結果、サイクル部品および組立て、配管工数が少なくなり必要コストが低減する上、配管が簡略化する分だけ冷媒の通過抵抗が低く外付けモータ７が小型で低コストなものでよくなる。しかも、外付けモータ７は前記一体構造をなすリアケース２６に結合してよりかさ低くし、かつ第２の圧縮部４に直結であってベルト電動構造が省略できるので、冷房装置全体が小型化および軽量化し、車両用冷房装置として設置するにも小さなスペースでよいし取り付け工数も大幅に低減し、オイルの流出や一方のコンプレッサへのオイル集中等も低減する。従って、少スペースで低コストかつ信頼性にすぐれた車両冷房装置用に好適なハイブリッドコンプレッサとなる。
【００３０】
また、第２の圧縮部４における圧縮部構成部材の一部、具体的には第２の前側壁が、第１の圧縮部３における圧縮部構成部材の一部、具体的には後側壁１１を共用するものであり、これによっても、第１、第２の圧縮部３、４の構成部材の削減とそれによる省スペース化、軽量化およびコストダウンを図っている。また、第１の圧縮部３と第２の圧縮部４から排出された吐出冷媒ガスのオイル分離機構部３１およびオイル溜め部３２の共用によっても省スペース化および低コスト化を図っている。
【００３１】
これに対し、第２の圧縮部４への第２給油通路３５を利用した給油機構は第１の圧縮部３への第１給油通路３４を利用した給油機構と独立していることにより、それぞれの圧縮部３、４に適した給油量にて独立に給油をすることを可能にし、高性能、高信頼性のハイブリッドコンプレッサが得られる。
【００３２】
なお、電気駆動される第２の圧縮部４は小型形状が特徴であるローリングピストン式やベーンロータリ式の回転式としてあることにより、ハイブリッドコンプレッサとしてさらに小型形状の構造を実現している。また、第１の圧縮部３は固定容積型コンプレッサであり、第２の圧縮部４は固定容積型の回転式コンプレッサであるといえる。
【００３３】
（実施の形態２）
実施の形態１では第２の圧縮部４をローリングピストン式としたが、本実施の形態２では図６に示すように第２の圧縮部４を回転式コンプレッサの１つであるベーンロータリ式とした場合の一例であり、他の構造および奏する作用および効果は実施の形態１の場合と特に変わるところはない。
【００３４】
よって、重複する図示および説明は省略し第２圧縮部４についてだけ説明すると、第２の圧縮部４は前記第１の圧縮部３における後側壁１１の反電磁クラッチ側に配置され、前記第１の圧縮部３における後側壁１１の反電磁クラッチ側の側面の一部１１ａを側壁として共用し、これに円筒状内壁を有する第２のシリンダ５１を結合して第２の圧縮部４をなし、その中に、複数のベーン溝５２ａを有する第２ロータ５２が配置されている。この第２ロータ５２は前記前側壁１１と図示しない第２後側壁とに軸受された回転シャフト５３により支持され、回転シャフト５３が受ける図示しないモータからの駆動によって第２のシリンダ５１内でその円筒形状の内壁の上部に外周一部が近接して回転する。前記第２ロータ５２内のスリット状のベーン溝５２ａには第２ベーン５４がばね５２ｂにより突出方向に付勢して出没自在に設けられ、ベーン溝５２ａ内を滑動する。
【００３５】
第２の圧縮部４は第２のシリンダ５１とロータ５２の近接点の左横に配置された吸入口５０を有している。この吸入口５０は第１の圧縮部の吸入口から分岐して後側壁１１を貫通するように実施の形態１の場合と同様に設けた吸入通路を介して、第１の圧縮部の吸入口に連結されている。
【００３６】
第２の圧縮部４の吐出口５５は前記近接点の右横に配置されており、圧縮した冷媒ガスはカール状の吐出弁５５ａを押し上げ、吐出通路５６に吐出させるようにしてある。この第２の圧縮部４の吐出通路５６は前記第１の圧縮部の吐出通路１７ａとＢ点で連通するようにしている。
【００３７】
本実施の形態２によっても、実施の形態１の場合と同様の作用および効果を発揮することができる。
【００３８】
なお、以上の実施の形態１、２の説明において、第１の圧縮部３を真円シリンダのベーンロータリ式としたが、楕円状シリンダタイプやスクロール式等の容積型コンプレッサでも良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を示すハイブリッドコンプレッサを用いた車両用冷房装置の全体概念図。
【図２】同一実施形態のハイブリッドコンプレッサの断面図。
【図３】本発明の実施形態の一例を示すハイブリッドコンプレッサにおける第１の圧縮部の横断面図。
【図４】本発明の実施形態の一例を示すハイブリッドコンプレッサにおける第２の圧縮部の横面図。
【図５】本発明の実施形態の一例を示すハイブリッドコンプレッサにおけるオイル分離機構部、オイル溜め部、給油機構部の概要を示す横断面図。
【図６】本発明の実施形態の一例を示すハイブリッドコンプレッサにおける第２の実施例であるベーンロータリ式の第２圧縮部の横断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  ハイブリッドコンプレッサ
２  エンジン
３  第１の圧縮部
４  第２の圧縮部
７  モータ
Ａ  吸入通路の分岐点
Ｂ  吐出通路の連通点
１５  吸入配管接続口
３１  オイル分離機構部
３２  オイル溜め部
３３  吐出配管接続口
３４  第１給油通路
３５  第２給油通路
【図１】
2005233099.tif 000003
【図２】
2005233099.tif 000004
【図３】
2005233099.tif 000005
【図４】
2005233099.tif 000006
【図５】
2005233099.tif 000007
【図６】
2005233099.tif 000008