JP2005188431A

JP2005188431A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2005188431A
Application number: JP2003432482A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ito; 茂伊藤
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】吸入室内の吸入流体の温度上昇、熱膨張を防止し、優れた圧縮性能を発揮できる圧縮機を提供する。
【解決手段】外部から吸入される吸入流体が流入される吸入室と、圧縮機構で圧縮された吐出流体が流入される吐出室と、前記吸入室と吐出室とを区画する隔壁とを備えた圧縮機において、前記隔壁に断熱部を設けたことを特徴とする圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機の構造に関し、とくに２つの駆動源により別々に駆動可能な２つの圧縮機構を有するハイブリッド圧縮機として最適な圧縮機に関する。

従来から、車両用空調装置等に用いられるハイブリッド圧縮機はよく知られている。このようなハイブリッド圧縮機は、車両用駆動源（エンジン）または内臓電動モータにより駆動可能な単一の圧縮機構を備えており、たとえばエンジンによる駆動時にエンジンが停止した場合には、内臓電動モータによる駆動の切り替えが行なわれるようになっている（特許文献１）。

しかし、上記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２つの駆動源により選択的に駆動するため、両駆動源を共に最適な効率で駆動させることは困難である。また、このようなハイブリッド圧縮機においては、駆動源の切り替え時に脈動が発生し易い。

このような従来のハイブリッド圧縮機に対し、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、内蔵電動モータのみにより駆動される第２圧縮機構とが一体に組み付けられ、第１圧縮機構と第２圧縮機構とを同時にまたは選択的に駆動可能としたハイブリッド圧縮機の提案もなされている（特許文献２）。

しかし、本出願人の先の提案においては、２つの異なる圧縮機構を一体的に組み合わせて装置全体のコンパクト化が図られているので、圧縮機の吸入室と吐出室とを隔壁により区画し両室を隣接配置するレイアウトが採用されている。このため、圧縮され高温になった吐出室内の高温の流体（吐出流体）と、吸入室内の低温の流体（吸入流体）とが隔壁を介して熱交換され、吸入流体の温度が上昇するおそれがある。吸入流体の温度が上昇すると該吸入流体が膨張するため、その後の圧縮機構による圧縮効率が低下するおそれがある。なお、このような問題は、本出願人の先の提案に特有の問題ではなく、吸入室と吐出室とが隔壁を区画されて隣接配置されているタイプの圧縮機においては避け難い問題である。
特開２０００−１３０３２３号公報特開２００３−２３２２８１号公報

そこで本発明の課題は、吸入室内の吸入流体と吐出室内の吐出流体との間の熱交換を確実に防止することにより、吸入流体の温度上昇を防止し、優れた圧縮性能を発揮可能な圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、外部から吸入される吸入流体が流入される吸入室と、圧縮機構で圧縮された吐出流体が流入される吐出室と、前記吸入室と吐出室とを区画する隔壁とを備えた圧縮機において、前記隔壁に断熱部を設けたものからなる。このような構成においては、吸入室と吐出室を区画する隔壁には断熱部が設けられているので、吸入室内の吸入流体と吐出室内の吐出流体との間の熱交換および吸入流体の温度上昇による膨張が防止される。したがって、吸入流体は適性な温度のまま圧縮機構に送られ圧縮されるので、装置の圧縮効率を向上することができる。

上記断熱部は、たとえば隔壁内に形成された空間部から構成することができる。このような空間部を設ければ、吸入室と吐出室との間に空気層が形成されるので、吸入流体と吐出流体との間の熱交換が防止される。

また、上記断熱部は隔壁に設けられた断熱部材から構成することもできる。たとえば、断熱材は隔壁内に内蔵することもできるが、吸入室内の隔壁面および／または吐出室内の隔壁面に設けることも可能である。断熱部材はとくに限定されるものではなく、隔壁形成部材よりも伝熱率が小さいものであればよい。たとえば、隔壁形成部材がアルミニウム、アルミニウム合金等の場合は、ウレタン、グラスウール等を用いることができる。

本発明は吸入室と吐出室が隔壁で区画されて隣接配置されるタイプの各種圧縮機（たとえば、斜板式圧縮機、スクロール型圧縮機等）に対して広く適用できるが、とくに近年、車両用空調装置によく利用されているハイブリッド圧縮機、なかでもとくに２つのスクロール型圧縮機構を備えたスクロール型ハイブリッド圧縮機に好適である。

本発明によれば、吸入室と吐出室の間の隔壁には断熱部が設けられているので、吸入流体と吐出流体との間の熱交換および吸入流体の温度上昇、さらに、これに伴う吸入流体の膨張が防止されるので、圧縮効率の低下のおそれを解消できる。

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ないし図３は、本発明の一実施態様に係るスクロール型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、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、端板４と該端板４に一体化されたうず巻体５とからなる固定スクロール６と、端板７と該端板７に一体化されたうず巻体８とからなる可動スクロール９とを有している。固定スクロール６のうず巻体５と可動スクロール９のうず巻体８は互いに角度をずらせて噛み合わされている。本実施態様においては、固定スクロール６は圧縮機１のハウジング１ａに一体に形成されている。

駆動軸１０の一端には、クランク機構１１を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構１１のクランクピン１２は、駆動軸１０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１３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１３は可動スクロール９の突起内に挿入されたドライブベアリング１４に回転自在に挿入されている。本実施態様においては、第１圧縮機構２のみを駆動する第１駆動源としてエンジン１５からの動力が駆動軸１０の他端に設けられたクラッチ機構１６を介して駆動軸１０に伝達されると、クランクピン１２が挿入嵌合される偏心ブッシュ１３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３３により自転が阻止された可動スクロール９に旋回運動が付与されるようになっている。なお、クラッチ機構１６のオン、オフにより駆動軸１０へ動力の伝達、遮断がされるようになっている。

可動スクロール９の旋回運動に伴って、吸入ポート１７ａを有する吸入室１７から圧縮機１内に流入された吸入流体は、両うず巻体５、８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５、８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へ向かって移動されるに伴って流体が圧縮され端板４、換言すればハウジング１ａに穿設された吐出孔１８およびこれに連通される第１吐出通路１９からハウジング１ａの外側に設けられた吐出室２０内へと吐出流体となって流入されるようになっている。

第２圧縮機構３は、端板２１と該端板２１に一体化されたうず巻体２２とからなる固定スクロール２３と、端板２４と該端板２４に一体化されたうず巻体２５とからなる可動スクロール２６とを有している。本実施態様においては、固定スクロール２３は、ハウジング１ａに一体に形成されている。つまり、本実施態様においては、第１圧縮機構２の固定スクロール６と第２圧縮機構３の固定スクロール２３とは背中合わせ一体形成されている。したがって、ハイブリッド圧縮機１全体のコンパクト化が図られるようになっている。

駆動軸２７の一端には、クランク機構２８を有するクランクシャフトが一体的に形成されている。クランク機構２８のクランクピン２９は、駆動軸２７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３０に一定の遊び量を持って挿入嵌合されている。偏心ブッシュ３０は、可動スクロール２６の突起内に挿入されたドライブベアリング３１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駆動源としての内蔵電動モータ３２からの動力が駆動軸２７に固定された回転子３５から駆動軸２７に伝達されると、クランクピン２９が挿入嵌合される偏心ブッシュ３０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３４により自転を阻止された可動スクロール２６に旋回運動が付与されるようになっている。なお、３６は内蔵電動モータ３２の固定子を示している。

可動スクロール２６の旋回運動に伴って、吸入ポート１７ａを有する吸入室１７から圧縮機１内に流入された吸入流体は、両うず巻体２２、２５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２２、２５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へ向かって移動されるに伴って流体が圧縮され端板２１に設けられた吐出孔３７およびこれに連通される第２吐出通路３８からハウジング１ａの外側に設けられた吐出室２０内へと吐出流体となって流入されるようになっている。吐出室２０には吐出ポート２０ａが設けられている。

第１吐出通路１９、第２吐出通路３８は、一つの吐出室２０に連通されている。また、吐出通路１９、３８の出口部には吐出弁３９が設けられている。吐出弁３９は略中央がボルト４３により固定されており、その両端は互いに干渉し合うことなく自由に作動できるようになっている。したがって、一つの吐出弁３９により両吐出通路１９、３８が開閉されるようになっている。また、吐出弁３９の開度はリテーナ４０により規制されるようになっている。なお、各吐出通路１９、３８に別々に吐出弁を設けてもよい。

本実施態様においては、上述のように装置全体のコンパクト化のために、両圧縮機構２、３の固定スクロール６、２３は背中合わせに一体に形成されている。したがって、吸入室１７と吐出室２０は互いに隣接配置する必要がある。このため、吸入室１７と吐出室２０はハウジング１ａに一体に形成された隔壁４１により区画されているが、吸入室１７内の吸入流体と吐出室２０内の高温の吐出流体との間で熱交換がされ、吸入流体の温度が上昇するおそれもある。吸入流体の温度が上昇すると、該吸入流体が膨張するので、圧縮機機構２、３による圧縮機効率が低減するおそれがある。

しかし、本実施態様においては、隔壁４１内には断熱部材としての空間部４２が設けられているので、吸入室１７内の吸入流体と、吐出室２０内の吐出流体の熱交換を効果的に防止できる。したがって、吸入流体の温度上昇、および、これに伴う吸入流体の膨張が防止されるので、圧縮機構２、３における圧縮効率の低下が防止できる。

なお、上記実施態様においては、隔壁４１内の断熱部を空間部４２から構成しているが、これに限定されるものではない。たとえば、図４に示すように、断熱部材４４から構成してもよい。断熱部材４４は隔壁形成部材よりも伝熱率の小さい材料であれば、とくに限定されるものではない。たとえば、隔壁４１がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる場合は、断熱部材４４にはウレタン、グラスウールを用いることができる。また、図４においては、断熱部材４４は隔壁４１内に内蔵されているが、吸入室１７および／または吐出室２０の内壁の一部を形成する隔壁面に設けてもよい。

本発明は、吸入室と吐出室が隔壁により区画されて隣接配置されるタイプの圧縮機に広く適用できるが、とくに近年、車両用空調装置に利用されるハイブリッド圧縮機、なかでもとくに２つのスクロール型圧縮機構を備えたスクロール型ハイブリッド圧縮機に好適である。

本発明の位置実施態様に係るスクロール型ハイブリッド圧縮機の断面図である。図１のスクロール型ハイブリッド圧縮機のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図である。図１のスクロール型ハイブリッド圧縮機の隔壁の拡大断面図である。図１のスクロール型ハイブリッド圧縮機の隔壁とは別の態様の隔壁の拡大断面図である。

符号の説明

１スクロール型ハイブリッド圧縮機
１ａハウジング
２第１圧縮機構
３第２圧縮機構
４、７、２１、２４端板
５、８、２２、２５うず巻体
６、２３固定スクロール
９、２６可動スクロール
１０、２７駆動軸
１１、２８クランク機構
１２、２９クランクピン
１３、３０偏心ブッシュ
１４、３１ドライブベアリング
１５第１駆動源としてのエンジン
１６クラッチ機構
１７吸入室
１７ａ吸入ポート
１８、３７吐出孔
１９第１吐出通路
２０吐出室
２０ａ吐出ポート
２１第２駆動源としての内蔵電動モータ
３３、３４ボールカップリング
３５回転子
３６固定子
３８第２吐出通路
３９吐出弁
４０リテーナ
４１隔壁
４２空間部
４３ボルト
４４断熱部材

Claims

外部から吸入される吸入流体が流入される吸入室と、圧縮機構で圧縮された吐出流体が流入される吐出室と、前記吸入室と吐出室とを区画する隔壁とを備えた圧縮機において、前記隔壁に断熱部を設けたことを特徴とする圧縮機。
前記断熱部が隔壁内に形成された空間部からなる、請求項１の圧縮機。
前記断熱部が隔壁に設けられた断熱部材からなる、請求項１の圧縮機。
前記圧縮機が、２つの駆動源により別々に駆動可能な２つのスクロール型圧縮機構を有するハイブリッド圧縮機からなる、請求項１ないし３のいずれかに記載の圧縮機。