(57)【要約】【課題】圧縮ユニットや駆動ユニットをそれぞれモジュール設計した圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮側ハウジング(12)を備え、このハウジング内に回転軸(20)の一端側を回転自在に支持する第１の軸受(22)を有し、回転軸により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニット(10)と、圧縮側ハウジングに気密に接合された駆動側ハウジング(52)を備え、このハウジング内に回転軸の他端側を回転自在に支持する第２の軸受(24)を有し、回転軸を駆動させる駆動ユニット(50)とを具備する。【選択図】図１
2007162580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮側ハウジングを備え、該圧縮側ハウジング内に回転軸の一端側を回転自在に支持する第１の軸受を有し、前記回転軸により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットと、
前記圧縮側ハウジングに気密に接合された駆動側ハウジングを備え、該駆動側ハウジング内に前記回転軸の他端側を回転自在に支持する第２の軸受を有し、前記回転軸を駆動させる駆動ユニットと
を具備することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、前記駆動側ハウジング外にて回転自在に支持されるロータを有し、外部からの動力を受けて前記回転軸を回転させる電磁クラッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記駆動ユニットは、前記駆動側ハウジングに収容され、前記回転軸と一体に回転するロータ、該ロータの周囲に配置されて該ロータを回転させるステータからなる電動モータを備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記駆動ユニットは、前記駆動側ハウジングとしてベルト側ハウジング及びモータ側ハウジングを備え、前記ベルト側ハウジング外にて回転自在に支持されたベルト側ロータを有し、外部からの動力を受けて前記回転軸を回転させる電磁クラッチと、前記モータ側ハウジングに収容され、前記回転軸と一体に回転するモータ側ロータ、該モータ側ロータの周囲に配置されて該モータ側ロータを回転させるステータからなる電動モータとを備え、
前記モータ側ハウジングは、前記圧縮側ハウジングと前記ベルト側ハウジングとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記電動モータは、発電機としての機能をも兼ね備えていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧縮ユニットは、吐出容量を変更して前記プロセスが実施可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に係り、詳しくは、空調システムの冷凍回路に組み込まれる圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機のハウジング内には、作動流体としての冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットが備えられている。圧縮ユニットは回転軸によって駆動され、回転軸はその両端部分が軸受を介してハウジング内に回転自在に支持されている。そして、この種の圧縮機には、エンジン若しくは電動モータ、或いはこれらエンジン及び電動モータの複合による各種の駆動源が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７６５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記圧縮機の駆動源は、この圧縮機を例えば車両に搭載する側からの要求に応じて決定される。すなわち、同一内容の圧縮ユニットに対して、ベルト駆動用、モータ駆動用、そして、上述したエンジン及び電動モータの複合駆動用と、圧縮機全体構造を上記要求の度に設計しなければならないという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、圧縮ユニット及び駆動ユニットをそれぞれモジュール設計し、設計工数を削減しながら駆動源に応じた圧縮機を容易に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の圧縮機は、圧縮側ハウジングを備え、圧縮側ハウジング内に回転軸の一端側を回転自在に支持する第１の軸受を有し、回転軸により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットと、圧縮側ハウジングに気密に接合された駆動側ハウジングを備え、駆動側ハウジング内に回転軸の他端側を回転自在に支持する第２の軸受を有し、回転軸を駆動させる駆動ユニットとを具備することを特徴としている。
【０００５】
また、請求項２記載の発明では、駆動ユニットは、駆動側ハウジング外にて回転自在に支持されるロータを有し、外部からの動力を受けて回転軸を回転させる電磁クラッチを備えることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、駆動ユニットは、駆動側ハウジングに収容され、回転軸と一体に回転するロータ、ロータの周囲に配置されてロータを回転させるステータからなる電動モータを備えることを特徴としている。
【０００６】
更にまた、請求項４記載の発明では、駆動ユニットは、駆動側ハウジングとしてベルト側ハウジング及びモータ側ハウジングを備え、ベルト側ハウジング外にて回転自在に支持されたベルト側ロータを有し、外部からの動力を受けて回転軸を回転させる電磁クラッチと、モータ側ハウジングに収容され、回転軸と一体に回転するモータ側ロータ、モータ側ロータの周囲に配置されてモータ側ロータを回転させるステータからなる電動モータとを備え、モータ側ハウジングは、圧縮側ハウジングとベルト側ハウジングとの間に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項５記載の発明では、電動モータは、発電機としての機能をも兼ね備えていることを特徴とし、更に、請求項６記載の発明では、圧縮ユニットは、吐出容量を変更してプロセスが実施可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は圧縮ユニット及び駆動ユニットをそれぞれモジュール設計し、これらモジュール化された各ユニットを組み合わせて圧縮機を構成させることに着目したものである。
そして、請求項１記載の本発明の圧縮機によれば、圧縮ユニットを圧縮側ハウジング内に備え、この圧縮側ハウジング内には回転軸の一端側を回転自在に支持する第１の軸受が配設されている。また、この回転軸の他端側は駆動側ハウジング内に設けられた第２の軸受に回転自在に支持されている。従って、当該圧縮ユニットは独立の完成した機能を有し、第１の軸受と回転軸とを着脱すれば駆動ユニットとの着脱が可能になり、他の駆動ユニットにも容易に交換可能となる。この結果、駆動源の変更に対する設計工数が削減され、部品コストや組み立てコストの低廉化が達成されるし、搭載側の要求にも速やかに応えることができる。
【０００９】
また、請求項２、３記載の発明によれば、圧縮ユニット及び駆動ユニットは独立の完成した機能をそれぞれ有し、電磁クラッチ或いは電動モータを介して駆動される回転軸を備えた圧縮機の部品の共通化が達成可能となる。
更にまた、請求項４記載の発明によれば、圧縮側ハウジング、モータ側ハウジング及びベルト側ハウジングがモータ側ハウジングを挟んだ状態にて直列に接続されている。つまり、電磁クラッチや電動モータで駆動される回転軸を備えた圧縮機の圧縮ユニットが１つで済み、圧縮機の小型化や設計工数の削減に寄与する。
【００１０】
また、請求項５記載の発明によれば、搭載側の省エネルギ化が図られ、更に、請求項６記載の発明によれば、圧縮機の省動力化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は第1実施例の圧縮機２を示している。この圧縮機２は車両用空調システムの冷凍回路に組み込まれており、圧縮機２は冷凍回路の蒸発器から作動流体としての冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮ユニット１０にて圧縮して凝縮器に向けて吐出する。
この圧縮ユニット１０は圧縮側ハウジング１２を備え、このハウジング１２のフランジ１４を備える中央部分には開口部１６が形成されている。開口部１６には圧縮側ベアリング（第１の軸受）２２が配設されており、回転軸２０の一端側を回転自在に支持している。
【００１２】
この回転軸２０の一端側は圧縮機構に接続されており、この圧縮機構は、例えばピストン往復動型、ロータリ型又はスクロール型等のいずれのタイプであっても、回転軸２０の回転により駆動され、空調装置のための冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。
本実施例の圧縮ユニット１０はクラッチユニット（駆動ユニット）５０に接続されている。詳しくは、クラッチユニット５０はベルト側ハウジング（駆動側ハウジング）５２を備え、このハウジング５２は圧縮側ハウジング１２に対峙したフランジ５４を有し、フランジ５４の中央部分には開口部５６が形成されている。このフランジ５４では複数の連結ネジ１８を介してフランジ１４に結合され、また、これらハウジング５２、１２は、ハウジング５２のフランジ５４の適宜位置に配設されたＯリング６２と協働してハウジング１２との気密が保持されている。
【００１３】
一方、このハウジング５２は圧縮側ハウジング１２から離間する方向に延びた小径の筒部５８を有し、筒部５８の内周側が開口部６０として形成され、この開口部６０には駆動側ベアリング（第２の軸受）２４が配設されている。この駆動側ベアリング２４は回転軸２０の他端側を回転自在に支持している。また、これら圧縮側ベアリング２２と駆動側ベアリング２４との間には軸封止ユニット２６が配設され、回転軸２０を囲繞し、ハウジング５２内を気密に区画している。
【００１４】
上記回転軸２０の他端側は筒部５８から突出した端部を有し、この端部には電磁クラッチ６４が配置されている。具体的には、電磁クラッチ６４はベルト側ロータ（ロータ）６６を備え、このロータ６６は軸受６８を介してハウジング５２外に回転自在に支持されている。また、ロータ６６の外周側には図示しない駆動プーリが配置され、このプーリは同じく図示しない駆動ベルトを介して車両のエンジンに接続されており、ロータ６６はこの動力を受けて回転される。
【００１５】
更に、ロータ６６内には電磁ソレノイド７０が備えられ、このソレノイド７０はハウジング５２に固定されている。そして、上記エンジンの駆動中、電磁クラッチ６４がオン作動されると、アーマチュア７２がロータ６６に吸引され、回転軸２０はロータ６６と一体的に回転する。
次に、第２実施例の圧縮機について説明する。
【００１６】
図２に示される圧縮機２Ａは、第１実施例の圧縮機２に対し、圧縮ユニット１０をそのまま用い、クラッチユニット５０に変えてモータユニット３０を駆動ユニットとして用いたものである。
詳しくは、モータユニット３０はモータ側ハウジング（駆動側ハウジング）３２を備え、このハウジング３２は圧縮側ハウジング１２に対峙したフランジ３４を有し、フランジ３４の中央部分には開口部３６が形成されている。フランジ３４では複数の連結ネジ１８を介してフランジ１４に結合され、また、これらハウジング３２、１２は、フランジ３４の適宜位置に配設されたＯリング４２と協働して気密が保持されている。
【００１７】
ハウジング３２は圧縮側ハウジング１２から離間する方向にもフランジ３８を有し、フランジ３８の中央部分には開口部４０が形成されている。この開口部４０には駆動側ベアリング（第２の軸受）２４が配設されており、回転軸２０Ａの他端側を回転自在に支持している。また、この回転軸２０Ａの他端側は開口部４０から突出した端部を有し、この端部はシャフトカバー４６によって覆われている。シャフトカバー４６は図示しないネジによってハウジング３２に固定され、更に、シャフトカバー４６の適宜位置に配設されたＯリング４７と協働してハウジング３２内の気密が保持されている。
【００１８】
上記回転軸２０Ａはハウジング３２内を延び、ハウジング３２内には電動モータ４３が収容されている。この電動モータ４３は回転軸２０Ａの外周側に固着されるモータ側ロータ（ロータ）４４を有し、このロータ４４の外周側には所定間隔をおいてステータ４５が配置されている。ステータ４５はハウジング３２に固定される。そして、このステータ４５が通電されると、回転軸２０Ａはロータ４４と一体的に回転する。
【００１９】
続いて、第３実施例の圧縮機について説明する。
図３に示される圧縮機２Ｂは、第２実施例の圧縮機２Ａに対し、圧縮ユニット１０及びモータユニット３０をそのまま用い、更に、クラッチユニット５０を駆動ユニットとして追加したものである。
具体的には、モータ側ハウジング３２は圧縮側ハウジング１２とベルト側ハウジング５２との間に狭持して配置されている。つまり、この圧縮機２Ｂの場合には上述した圧縮機２Ａからシャフトカバー４６等を外し、回転軸２０Ｂの他端側をハウジング５２に配設された駆動側ベアリング（第２の軸受）２４にて回転自在に支持している。また、このハウジング５２のフランジ５４では複数の連結ネジ４８を介してハウジング３２のフランジ３８に結合され、更に、これらハウジング５２、３２は、フランジ５４の適宜位置に配設されたＯリング６２と協働してハウジング３２との気密が保持されている。
【００２０】
そして、本実施例の圧縮機２Ｂでは、この圧縮機２Ｂがエンジンのみで駆動される場合には、電磁クラッチ６４を経た回転軸２０Ｂの回転に伴って圧縮ユニット１０を駆動させる。この結果、圧縮ユニット１０では冷媒の吸入、圧縮及び吐出の各プロセスが実施され、この高圧冷媒が凝縮器に向けて送出される。
一方、例えば上記エンジンのアイドルストップ時や車室内の設定温度への到達時の如く、この圧縮機２Ｂが電動モータ４３のみで駆動される場合には、電動モータ４３を経た回転軸２０Ｂの回転に伴って圧縮ユニット１０を駆動させ、この場合にも圧縮ユニット１０では冷媒の吸入、圧縮及び吐出の各プロセスが実施され、高圧冷媒が凝縮器に向けて送出される。
【００２１】
以上のように、本発明は圧縮ユニット１０や駆動ユニット３０，５０をそれぞれモジュール設計し、これらモジュール化された各ユニットを組み合わせて圧縮機を構成させることに着目したものである。
そして、圧縮ユニット１０が圧縮側ハウジング１２を備え、この圧縮側ハウジング１２内には回転軸２０（２０Ａ，２０Ｂ）の一端側を回転自在に支持する圧縮側ベアリング２２が配設されている。また、この回転軸２０（２０Ａ，２０Ｂ）の他端側はベルト側ハウジング５２内或いはモータ側ハウジング３２内に設けられた駆動側ベアリング２４に回転自在に支持されている。従って、この圧縮ユニット１０は独立の完成した機能を有し、圧縮側ベアリング２２と回転軸２０（２０Ａ，２０Ｂ）とを着脱すればモータユニット３０やクラッチユニット５０との着脱が可能になり、他の駆動ユニットにも容易に交換可能となる。この結果、駆動源の変更に対する設計工数が削減され、部品コストや組み立てコストの低廉化が達成されるし、搭載される車両側の要求にも速やかに応えることができる。
【００２２】
また、クラッチユニット５０やモータユニット３０もまた独立の完成した機能をそれぞれ有し、電磁クラッチ６４や電動モータ４３を介して駆動される回転軸２０（２０Ａ，２０Ｂ）を備えた圧縮機の部品の共通化が達成可能となる。
更にまた、第３の実施例の如く、圧縮側ハウジング１２、モータ側ハウジング３２及びベルト側ハウジング５２がモータ側ハウジング３２を挟んだ状態にて直列に接続されている。すなわち、電磁クラッチ６４や電動モータ４３で駆動される回転軸２０Ｂを備えたハイブリッド圧縮機の圧縮ユニット１０が１つで済み、圧縮機の小型化や設計工数の削減に寄与する。
【００２３】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、第３実施例に示されるハイブリッド圧縮機２Ｂでは、電動モータ４３は発電機としての機能を兼ね備えても良く、例えばＡ／Ｃがオン作動されず、車両が減速状態にある場合には、車載バッテリを充電（回生発電）しながら減速走行させることにより、車両側の省エネルギ化が図られる。
【００２４】
また、上記各実施例の圧縮機２（２Ａ，２Ｂ）は可変容量型の圧縮機であっても良く、この場合には圧縮機の省動力化に寄与する。更に、上記各実施例の回転軸２０，２０Ａ，２０Ｂの長さは異なって図示されているが、同じ長さの回転軸にすることも可能である。更にまた、上記各実施例では車両用空調装置に具体化された例を示しているものの、本発明の圧縮機は冷房・冷凍システム全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例に係る圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る圧縮機を示した縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る圧縮機を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２，２Ａ，２Ｂ  圧縮機
１０  圧縮ユニット
１２  圧縮側ハウジング
２０，２０Ａ，２０Ｂ  回転軸
２２  圧縮側ベアリング（第１の軸受）
２４  駆動側ベアリング（第２の軸受）
３０  モータユニット（駆動ユニット）
３２  モータ側ハウジング（駆動側ハウジング）
４３  電動モータ
４４  モータ側ロータ（ロータ）
４５  ステータ
５０  クラッチユニット（駆動ユニット）
５２  ベルト側ハウジング（駆動側ハウジング）
６６  ベルト側ロータ（ロータ）
６４  電磁クラッチ
【図１】
2007162580.tif 000003
【図２】
2007162580.tif 000004
【図３】
2007162580.tif 000005