JPH1193876A

JPH1193876A - 複合型圧縮装置

Info

Publication number: JPH1193876A
Application number: JP904398A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nakajima; 雅文中島; Hiroyasu Kato; 裕康加藤; Hiroshi Ogawa; 博史小川; Takeshi Sakai; 猛酒井
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-04-06
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JP3956460B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンおよび電動モータ部、並びに圧縮機
構の各特性を相互に調和させることが可能な複合型圧縮
装置を提供する【解決手段】電動モータ部１３０の駆動力（回転）を
減速してシャフト１０２に伝達する。これにより、電動
モータ部１３０の大型化を招くことなく、圧縮機構１１
０の吐出容量Ｖ_Cを大きくし、かつ、圧縮機構１１０の
回転数ｎを低くくした状態で圧縮機構１１０を稼働させ
ることができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータとエン
ジン等の電動モータ以外の外部駆動源とにより駆動され
る複合型圧縮装置（ハイブリッド型圧縮機）に関するも
のであり、車両用冷凍サイクルに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】複合型圧縮装置は、例えば特開平４−１
６４１６９号公報に記載の発明のごとく、ハウジング内
に電動モータ部を設けるとともに、シャフトの一部をハ
ウジング外まで突出させて、その先端部にエンジンから
の駆動力を受けるプーリを連結したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、冷凍サイク
ルの能力は、理論吐出容量（圧縮機構の作動室の体積）
Ｖ_Cと圧縮機構の回転数ｎとの積によって大きく影響さ
れる。したがって、理論吐出容量Ｖ_Cは、冷凍サイクル
の最大冷凍能力と、圧縮機構を駆動する駆動源の回転数
とを考慮して設定する必要がある。

【０００４】このため、例えば吐出容量Ｖ_Cを大きく
し、回転数ｎを低くくすることにより、所定の冷凍能力
を得るように圧縮機構を設定した場合には、圧縮機構を
駆動する駆動トルクが大きくなるため、電動モータ部の
大型化を招いてしまうという問題が発生する。以上に述
べたように、異なる駆動源により圧縮機構を駆動する場
合には、各駆動源および圧縮機構の各特性を相互に調和
させることが、実装設計上、困難である場合が多い。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、各駆動源および
圧縮機構の各特性を相互に調和させることが可能な複合
型圧縮装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
４に記載の発明では、ハウジング（１０１、１０４）内
において、第１、２駆動部（Ｄ１、Ｄ２）のいずれか一
方には、駆動力を変速して圧縮機構（１１０）に伝達す
る変速機構（１４０、１６０）が構成されていることを
特徴とする。

【０００７】これにより、変速機構（１４０、１６０）
によって異なる駆動源からの駆動力を変速して圧縮機構
（１１０）に伝達することができるので、後述するよう
に、各駆動源および圧縮機構の各特性を相互に調和させ
ることができる。請求項２に記載の発明では、ハウジン
グ（１０１、１０４）内において、両駆動部（Ｄ１、Ｄ
２）のいずれか一方を増速すとともに、他方側を減速す
る変速機構（１８０）とを備えることを特徴とする。

【０００８】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、各駆動源および圧縮機構の各特性を相互に調和させ
ることができる。請求項３に記載の発明では、変速機構
（１４０、１８０）は、第１駆動部（Ｄ１）において、
電動モータ部（１３０）からの駆動力を減速して圧縮機
構（１１０）に伝達することを特徴とする。

【０００９】これにより、電動モータ部（１３０）が発
生する駆動力は増大されて圧縮機構（１１０）に伝達さ
れることとなるので、電動モータ部（１３０）の大型化
を招くことなく、圧縮機構（１１０）の吐出容量Ｖ_Cを
大きくして、圧縮機構（１１０）の回転数ｎを低くくし
た状態で圧縮機構（１１０）を稼働させることができ
る。

【００１０】請求項４に記載の発明では、変速機構（１
６０、１８０）は、第２駆動部（Ｄ２）において、外部
駆動源からの駆動力を増速して圧縮機構（１１０）に伝
達することを特徴とする。これにより、吐出容量Ｖ_Cを
小さくするとともに回転数ｎを高くして圧縮機構（１１
０）を稼働させることできるので、圧縮機構（１１０）
を駆動する駆動トルクを小さくすることができ、電動モ
ータ部（１３０）の小型化を図ることができる。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）本実施形態は、本発明に係る複合型圧
縮装置（以下、圧縮装置と略す。）をエンジン等の内燃
機関と電動モータとを有して走行する、いわゆるハイブ
リット車両の空調装置に適用したものである。

【００１３】図１は本実施形態に係る圧縮装置１００の
断面図であり、この圧縮装置１００の軸方向一端側に
は、冷媒（流体）を吸入圧縮する圧縮機構１１０が形成
されている。そして、本実施形態では、圧縮機構１１０
は、圧縮装置１００のハウジングの一部を兼ねるととも
にハウジング１０１に対して固定した固定スクロール
（固定部）１１１、および固定スクロール１１１内で、
固定スクロール１１１に対して旋回（公転）する可動ス
クロール（可動部）１１２から構成された周知のスクロ
ール型圧縮機構を採用している。なお、１１３は凝縮器
（図示せず）の入口側に接続される吐出口であり、１１
４は、蒸発器（図示せず）の出口側に接続される吸入口
（図示せず）に連通する吸入室であり、１１５は圧縮さ
れた冷媒の脈動を吸収する吐出室であり、１１６はリリ
ーフ弁である。

【００１４】また、１０２は可動スクロール１１２を駆
動するシャフトであり、このシャフト１０２の一端側に
は、シャフト１０２の軸線から所定量偏心したクランク
部１０２ａが形成され、可動スクロール１１２は、この
クランク部１０２ａに回転可能に連結されている。な
お、１０２ｂ、１０２ｃはシャフト１０２をハウジング
１０１内に回転可能に保持する軸受であり、１０２ｄは
ロータ１３２をシャフト１０２に対して回転可能に支持
する軸受であり、１０２ｅはフロントハウジング１０４
とシャフト１０２との隙間を密閉するリップシールであ
る。

【００１５】一方、シャフト１０２の他端側であってハ
ウジング１０１外には、Ｖベルト（図示せず）を介して
エンジン（外部駆動源）から駆動力を得て回転するプー
リ（回転体）１０３が配設されている。そして、このプ
ーリ１０３の内径側には、プーリ１０３に伝達された駆
動力を断続可能にシャフト１０２（圧縮機構１１０）に
伝達する電磁クラッチ１２０（クラッチ機構）が配設さ
れている。

【００１６】因みに、電磁クラッチ１２０は、シャフト
１０２に形成されたスプライン（図示せず）と摺動可能
に嵌合するハブ１２１、このハブ１２１に連結されたア
ーマチャ１２２、プーリ１０３と一体的に回転するとと
もに磁路を兼ねるロータ１２３、および励磁コイル１２
４からなる周知のものである。また、プーリ１０３と圧
縮機構１１０との間には、ハウジング１０１に固定され
たステータ１３１、およびステータ１３１内で回転する
ロータ（アーマチュア）１３２を有する、誘導電動機型
の電動モータ部１３０が構成されており、ロータ１３２
（電動モータ部１３０）の駆動力は、遊星歯車機構から
なる変速機構１４０にて減速された後、ワンウェイクラ
ッチ１５０を介してシャフト１０２に伝達される。

【００１７】なお、図２は変速機構１４０をシャフト１
０２の長手方向から見た図であり、１４１はロータ１３
２と一体的に回転するとともにシャフト１０２に対して
相対的に回転する太陽歯車（サンギア）であり、１４２
はフロントハウジング１０４（図１参照）に一体形成さ
れた内歯車（インターナルギア）である。また、１４３
は太陽歯車１４１および内歯車１４２に噛み合う遊星歯
車（プラネタリギア）であり、１４４は遊星歯車１４３
を回転可能に支持するとともに、太陽歯車１４１周りに
公転する遊星歯車１４３の回転力をワンウェイクラッチ
１５０（ホルダ１５１）に伝達するホルダ（保持部材）
である。

【００１８】因みに、ワンウェイクラッチ１５０は、図
３に示すように、ホルダ（保持部材）１５１内に円柱状
のローラ１５２、スプリング１５３および座金１５４を
それぞれ複数個配設した周知のローラ型ワンウェイクラ
ッチである。そして、ワンウェイクラッチ１５０が駆動
力を伝達し得る向きは、可動スクロール１１２の可動方
向と一致しており、ホルダ１４４（ロータ１３２）が可
動スクロール１１２の可動方向に回転すると、常にその
駆動力がシャフト１０２に伝達されるように構成されて
いる。

【００１９】次に、本実施形態の作動を述べる。１．圧縮機構１１０を停止させる場合電磁クラッチ１２０および電動モータ部１３０への通電
を停止する。これにより、エンジンからシャフト１０２
への駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部
１３０が稼働しないので、圧縮機構１１０が停止する。

【００２０】２．エンジンにより圧縮機構１１０を駆動
する場合電磁クラッチ１２０に通電し、電動モータ部１３０への
通電を停止する。これにより、電磁クラッチ１２０が繋
がり、エンジンからシャフト１０２へ駆動力が伝達され
るとともに、電動モータ部１３０が稼働しないので、エ
ンジンにより圧縮機構１１０が駆動される。

【００２１】３．電動モータ部１３０により圧縮機構１
１０を駆動する場合電動モータ部１３０に通電し、電磁クラッチ１２０への
通電を停止する。これにより、エンジンからシャフト１
０２への駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モー
タ部１３０が稼働するので、電動モータ部１３０により
圧縮機構１１０が駆動される。

【００２２】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、電動モータ部１３０の駆動力は、変速機
構１４０により所定速度に減速されてシャフト１０２
（圧縮機構１１０）に伝達されるので、電動モータ部１
３０が発生する駆動力（回転力）は増大されてシャフト
１０２に伝達されることとなる。

【００２３】したがって、電動モータ部１３０の大型化
を招くことなく、圧縮機構１１０の吐出容量Ｖ_Cを大き
くして、圧縮機構１１０の回転数ｎを低くくした状態で
圧縮機構１１０を稼働させることができる。ところで、
仮に電動モータ部１３０の小型化を図るべく、吐出容量
Ｖ_Cを小さくして回転数ｎを高くした場合には、これに
伴って、エンジンにより圧縮機構１１０を駆動する場合
においても回転数ｎが高く維持されるように、プーリ１
０３の径寸法を小さくする必要がある。

【００２４】しかし、本実施形態では、プーリ１０３の
内径側に電磁クラッチ１２０が配設されているため、プ
ーリ１０３の径寸法を小さくすると、アーマチャ１２２
およびロータ１２３の径寸法も小さくせざるを得ない。
このため、電磁クラッチ１２０の伝達可能トルク（摩擦
トルク）が小さくなってしまい、アーマチャ１２２とロ
ータ１２３との間にすべりが発生し、シャフト１０２に
エンジンからの駆動力を伝達することができなくなる可
能性がある。

【００２５】これに対して、本実施形態では、前述のご
とく、吐出容量Ｖ_Cを大きくして、圧縮機構１１０の回
転数ｎを低くくした状態で圧縮機構１１０を稼働させる
ことができるので、プーリ１０３の径寸法を小さくする
必要がない。したがって、電磁クラッチ１２０にて十分
な伝達可能トルク（摩擦トルク）を得ることができる。

【００２６】（第２実施形態）上述の実施形態では、電
動モータ部１３０から可動スクロール１１２に至る第１
駆動部Ｄ１に変速機構１４０を設け、電動モータ部１３
０の駆動力（回転）を減速して圧縮機構１１０に伝達さ
せたが、本実施形態は、図４に示すように、プーリ１０
３から可動スクロール１１２に至る第２駆動部Ｄ２に、
遊星歯車機構からなる変速機構１６０を設け、プーリ１
０３の駆動力（回転）を増速して圧縮機構１１０に伝達
するものである。

【００２７】すなわち、電動モータ部１３０のロータ１
３２とシャフト１０２との間に、ローラ型のワンウェイ
クラッチ１７０を配設するとともに、プーリ１０３に連
結されたプーリシャフト１０５とシャフト１０２とを変
速機構１６０を介して連結したものである。なお、ワン
ウェイクラッチ１７０が駆動力を伝達し得る向きは、可
動スクロール１１２の可動方向と一致しており、ロータ
１３２が可動スクロール１１２の可動方向に回転する
と、常にその駆動力がシャフト１０２に伝達されるよう
に構成されている。

【００２８】因みに、本実施形態では、太陽歯車１６１
はシャフト１０２と一体的に回転し、ホルダ１６４は、
プーリシャフト１０５と一体的に回転する。そして、内
歯車１６２は、第１実施形態と同様に、フロントハウジ
ング１０４に一体形成され、遊星歯車１６３はホルダ１
６４に回転可能に保持されている（図５参照）。次に、
本実施形態の作動を述べる。

【００２９】１．圧縮機構１１０を停止させる場合電磁クラッチ１２０および電動モータ部１３０への通電
を停止する。これにより、エンジンからシャフト１０２
への駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部
１３０が稼働しないので、圧縮機構１１０が停止する。２．エンジンにより圧縮機構１１０を駆動する場合電磁クラッチ１２０に通電し、電動モータ部１３０への
通電を停止する。

【００３０】これにより、電磁クラッチ１２０が繋が
り、エンジンからシャフト１０２へ変速機構１６０を介
して駆動力が伝達されるとともに、電動モータ部１３０
が稼働しないので、エンジンにより圧縮機構１１０が駆
動される。３．電動モータ部１３０により圧縮機構１１０を駆動す
る場合電動モータ部１３０に通電し、電磁クラッチ１２０への
通電を停止する。

【００３１】これにより、エンジンからシャフト１０２
への駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部
１３０の駆動力がワンウェイクラッチ１７０を介してシ
ャフト１０２に伝達されて圧縮機構１１０が駆動され
る。次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態によ
れば、エンジンからの駆動力（回転）を増速してシャフ
ト１０２（圧縮機構１１０）に伝達しているので、吐出
容量Ｖ_Cを小さくするとともに回転数ｎを高くして圧縮
機構１１０を稼働させることできる。したがって、圧縮
機構１１０を駆動する駆動トルクを小さくすることがで
きるので、電動モータ部１３０の小型化を図ることがで
きる。

【００３２】また、エンジンからの駆動力（回転）を変
速機構１６０にて増速しているので、プーリ１０３の径
寸法を小さくする必要がない。したがって、電磁クラッ
チ１２０にて十分な伝達可能トルク（摩擦トルク）を得
ることができる。ところで、第１、２実施形態において
は、遊星歯車機構により、変速機構１４０、１６０を構
成したが、変速機構はこれに限定されるものではなく、
歯車列からなるその他の変速機構を採用してもよい。

【００３３】（第３実施形態）上述の実施形態では、両
駆動部Ｄ１、Ｄ２のいずれか一方を増速ないし減速して
いたが、本実施形態は、１つの変速機構１８０により、
電動モータ部１３０の駆動力（回転）を減速して圧縮機
構１１０に伝達させるとともに、プーリ１０３の駆動力
（回転）を増速して圧縮機構１１０に伝達するものであ
る。

【００３４】すなわち、図６、７に示すように、ロータ
１３２と一体に回転するモータシャフト（リアシャフ
ト）１３３の電磁クラッチ１２０（本実施形態では図示
されていない）側に太陽歯車（サンギア）１８１を一体
形成するとともに、このサンギア１８１と噛み合う遊星
歯車（プラネタリギア）１８２、およびプラネタリギア
１８２と噛み合うリングギア１８３を配設し、遊星歯車
機構からなる変速機構１８０を形成する。

【００３５】そして、プラネタリギア１８２は、プーリ
シャフト（フロントシャフト）１０５に固定され、か
つ、プーリシャフト１０５の回転とともに自転しながら
サンギア１８１の周りを公転することができるように構
成されている。一方、リングギア１８３は、圧縮機構１
１０のロータ１１７に連結されており、両者１８３、１
１７は一体的に回転する。なお、本実施形態では、図７
に示すように、ロータ１１７およびロータ１１７から遠
心力により出没するベーン１１８等からなるベーン型圧
縮機構を採用している。

【００３６】因みに、１３４ａ、１３４ｂはモータシャ
フト１３３を回転可能に支持する軸受であり、１３５は
モータシャフト１３３が一方向（プーリシャフト１０５
の回転方向と逆向き）のみの回転を許容するワンウェイ
クラッチである。１３６はリングギア１８３およびロー
タ１１７をモータシャフト１３３に対して回転可能に支
持する軸受であり、１０５ａはプーリシャフト１０５を
フロントハウジング１０４に対して回転可能に支持する
軸受である。

【００３７】次に、本実施形態の作動を述べる。１．圧縮機構１１０を停止させる場合電磁クラッチおよび電動モータ部１３０への通電を停止
する。これにより、エンジンからプーリシャフト１０５
への駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部
１３０が稼働しないので、圧縮機構１１０が停止する。

【００３８】２．エンジンにより圧縮機構１１０を駆動
する場合電磁クラッチに通電し、電動モータ部１３０への通電を
停止する。これにより、電磁クラッチが繋がり、プーリ
シャフト１０５が図８のＡの向きに回転する。このと
き、モータシャフト１３３はワンウェイクラッチ１３５
により回転しないので、プーリシャフト１０５の回転は
プラネタリギア１８３を介してリングギア１８３に伝達
される。したがって、プーリシャフト１０５（第１駆動
部Ｄ１）の回転が増速されて圧縮機構１１０（ロータ１
１７）に伝達される。

【００３９】３．電動モータ部１３０により圧縮機構１
１０を駆動する場合電動モータ部１３０に通電し、電磁クラッチ１２０への
通電を停止する。これにより、モータシャフト１３３が
図８のＣの向きに回転する。このとき、プーリシャフト
１０５は回転しないので、プラネタリギア１８２は自転
のみ行うので、モータシャフト１３３の回転は、プラネ
タリギア１８２を介して減速されてリングギア１８３
（ロータ１１７）に伝達され、圧縮機構１１０が駆動さ
れる。

【００４０】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、エンジンからの駆動力（回転）を増速し
て圧縮機構１１０に伝達しているので、前述のごとく、
電動モータ部１３０の小型化を図ることができる。ま
た、電動モータ部１３０の駆動力は、減速されて圧縮機
構１１０に伝達されるので、電動モータ部１３０が発生
する駆動力（回転力）は増大されて圧縮機構１１０に伝
達されることとなり、電動モータ部１３０の小型可を図
ることができる。

【００４１】したがてって、本実施形態に係る圧縮装置
では、第１駆動部Ｄ１および第２駆動部Ｄ２の両者の小
型化を図ることができるので、複合型圧縮装置の小型化
をより一層図ることができる。ところで、上述の実施形
態では、クラッチ機構として電磁クラッチ１２０を採用
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧縮
機構１１０の吐出圧力を利用してクラッチ板を押し付け
る等、その他のクラッチ機構を採用してもよい。

【００４２】また、両ワンウェイクラッチ１５０、１７
０は、ローラ型に限定されるものではなく、スプラグ型
ワンウェイクラッチを採用してもよい。また、上述の実
施形態では、圧縮機構としてスクロール型圧縮機構を採
用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、斜
板型圧縮機構等その他の圧縮機構を採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る複合型圧縮装置の断面図で
ある。

【図２】第１実施形態に係る変速機構の説明図である。

【図３】ワンウェイクラッチの説明図である。

【図４】第２実施形態に係る複合型圧縮装置の断面図で
ある。

【図５】第２実施形態に係る変速機構の説明図である。

【図６】第３実施形態に係る複合型圧縮装置の断面図で
ある。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。

【図８】図６のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１０１…ハウジング、１０２…シャフト、１０３…プー
リ（回転体）、１０４…フロントハウジング、１１０…
圧縮機構、１２０…電磁クラッチ（クラッチ機構）、１
３０…電動モータ部、１４０…変速機構、１５０…ワン
ウェイクラッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川博史愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者酒井猛愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング（１０１、１０４）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内に構成され流体を
吸入圧縮する圧縮機構（１１０）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内に構成された電動
モータ部（１３０）を駆動源として駆動力を得て、前記
圧縮機構（１１０）を駆動する第１駆動部（Ｄ１）と、前記ハウジング（１０１、１０４）外に配設された外部
駆動源から駆動力を得て、前記圧縮機構（１１０）を駆
動する第２駆動部（Ｄ２）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内において、前記両
駆動部（Ｄ１、Ｄ２）のいずれか一方に構成され、駆動
力を変速して前記圧縮機構（１１０）に伝達する変速機
構（１４０、１６０）とを備えることを特徴とする複合
型圧縮装置。
【請求項２】ハウジング（１０１、１０４）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内に構成され流体を
吸入圧縮する圧縮機構（１１０）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内に構成された電動
モータ部（１３０）から構成された第１駆動部（Ｄ１）
と、前記ハウジング（１０１、１０４）外に配設された外部
駆動源から駆動力を得て、前記圧縮機構（１１０）を駆
動する第２駆動部（Ｄ２）と、前記ハウジング（１０１、１０４）内において、前記両
駆動部（Ｄ１、Ｄ２）のいずれか一方を増速すととも
に、他方側を減速する変速機構（１８０）とを備えるこ
とを特徴とする複合型圧縮装置。
【請求項３】前記変速機構（１４０、１８０）は、前
記第１駆動部（Ｄ１）において、前記電動モータ部（１
３０）からの駆動力を減速して前記圧縮機構（１１０）
に伝達することを特徴とする請求項１または２に記載の
複合型圧縮装置。
【請求項４】前記変速機構（１６０、１８０）は、前
記第２駆動部（Ｄ２）において、前記外部駆動源からの
駆動力を増速して前記圧縮機構（１１０）に伝達するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の複合型圧縮装
置。
【請求項５】前記第２駆動部（Ｄ２）は、前記外部駆動源から駆動力を得て、回転する回転体（１
０３）と、前記回転体（１０３）の内径側に配設され、前記回転体
（１０３）に伝達された駆動力を断続可能に前記圧縮機
構（１１０）に伝達するクラッチ機構（１２０）とを有
して構成されていることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれか１つに記載の複合型圧縮装置。