JP2005188443A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮媒体の吐出を制御する吐出弁を備えた圧縮機に関し、とくに、2つのスクロール型圧縮機構を備え、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成された圧縮機の吐出弁の改良に関する。 The present invention relates to a compressor having a discharge valve for controlling the discharge of a compression medium, and more particularly, to a compressor having two scroll-type compression mechanisms, in which fixed scrolls of both compression mechanisms are integrally formed back to back. It relates to the improvement of the valve.
最近、本出願人により、2つのスクロール型圧縮機構を備え、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成された圧縮機が開発され、提案されている(たとえば、特許文献1)。この圧縮機は、とくに、第1圧縮機構を第1駆動源(たとえば、自動車のエンジン)で、第2圧縮機構を第2駆動源(たとえば、圧縮機内蔵の電動モータ)で駆動するハイブリッド圧縮機として構成できる。このようなハイブリッド圧縮機では、たとえばエンジンによる駆動時にエンジンが停止された場合には、内蔵電動モータによる駆動への切替が可能で、あるいは、必要に応じていずれか一方、又は両駆動源による駆動が可能であり、効率の良い圧縮動作を行わせることが可能になる。 Recently, the present applicant has developed and proposed a compressor having two scroll-type compression mechanisms, in which fixed scrolls of both compression mechanisms are integrally formed back to back (for example, Patent Document 1). In particular, the compressor is a hybrid compressor in which the first compression mechanism is driven by a first drive source (for example, an automobile engine) and the second compression mechanism is driven by a second drive source (for example, an electric motor with a built-in compressor). Can be configured as In such a hybrid compressor, for example, when the engine is stopped during driving by the engine, switching to driving by the built-in electric motor is possible, or driving by either one or both driving sources as necessary. It is possible to perform an efficient compression operation.
上記のような圧縮機においては、両圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成された固定スクロール部材に、各圧縮機構の中央部に設けられた吐出孔から吐出されてくる圧縮媒体を、径方向外側に位置する吐出室へと導く吐出通路が形成されており、この吐出通路の出口部(吐出室への入口部)に、板状の吐出弁(吐出を制御する弁)が設けられていた。吐出弁は、平板状のリード弁に構成されており、固定されていない部分が弾性的に変形されて吐出を制御する(吐出通路の開閉を制御する)ようになっていた。
ところが、上記のような圧縮機においては、固定スクロール部材内に形成された吐出通路の出口部で、吐出弁により圧縮媒体の吐出を制御する構造となっているため、圧縮媒体の吐出の制御が、各圧縮機構による圧縮動作が完了した直後の位置から離れた位置、つまり、各圧縮機構の中央部に設けられた吐出孔の位置から離れた位置で行われることになり、吐出通路の容積分が、実際に吐出される圧縮媒体の圧縮動作にとっては実質的にデッドボリュームとなっている。この吐出通路によるデッドボリュームは、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な固定スクロール部材を構成したため、圧縮された媒体を吐出室に導くためには固定スクロール部材内に吐出通路を形成せざるを得ず、かつ、固定スクロール部材の大型化や重量増加を抑えるためにはこの吐出通路形成部を極力薄肉にする必要があり、したがって吐出通路を大口径(たとえば、吐出室と同等の機能を有するような形状)には形成できず、小口径の吐出通路内に従来のような板状の吐出弁を設置することが困難であるという構造的な要因により生じている。 However, the compressor as described above has a structure in which the discharge of the compression medium is controlled by the discharge valve at the outlet of the discharge passage formed in the fixed scroll member. Therefore, it is performed at a position away from the position immediately after the compression operation by each compression mechanism is completed, that is, at a position away from the position of the discharge hole provided in the central portion of each compression mechanism. However, it is a dead volume substantially for the compression operation of the actually ejected compressed medium. This dead volume due to the discharge passage constitutes an integrated fixed scroll member with the fixed scrolls of both compression mechanisms back to back, so that a discharge passage is formed in the fixed scroll member to guide the compressed medium to the discharge chamber. In order to suppress the increase in size and weight of the fixed scroll member, it is necessary to make the discharge passage forming portion as thin as possible. Therefore, the discharge passage has a large diameter (for example, a function equivalent to that of the discharge chamber). This is caused by a structural factor that it is difficult to install a conventional plate-like discharge valve in a small-diameter discharge passage.
このようなデッドボリュームが存在すると、その分、余分に圧縮を行う必要が生じるため、吐出媒体の温度が上昇したり、消費動力の増大を招いたりするおそれがある。 If such a dead volume exists, it is necessary to perform extra compression accordingly, which may increase the temperature of the discharge medium or increase the power consumption.
そこで本発明の課題は、上記のような従来の問題点に着目し、吐出弁の形状を工夫することで、各圧縮機構の中央部に設けられた吐出孔の直近位置に吐出弁を配置できるようにし、圧縮動作に対し吐出通路が実質的にデッドボリュームにならないようにして性能の向上をはかった、改良された圧縮機の構造を提供することにある。 Therefore, the problem of the present invention is to pay attention to the conventional problems as described above, and by devising the shape of the discharge valve, it is possible to arrange the discharge valve at a position closest to the discharge hole provided in the central portion of each compression mechanism. Thus, it is an object of the present invention to provide an improved compressor structure in which the discharge passage does not substantially become a dead volume with respect to the compression operation and the performance is improved.
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、スクロール型圧縮機構からなる第1圧縮機構と第2圧縮機構を一体的に組み付け、両圧縮機構の固定スクロールを該固定スクロールが背中合わせに配置された一体的な固定スクロール部材として構成し、圧縮媒体を各圧縮機構の中央部に設けられた吐出孔から前記固定スクロール部材内に形成された吐出通路を通して吐出室へ導くようにした圧縮機であって、各圧縮機構による圧縮媒体の吐出を制御する吐出弁を、前記吐出孔の前記吐出通路への開閉を制御する弁部と、該弁部に接続され該弁部から前記吐出通路に沿って該吐出通路の出口まで延びる弾性変形可能な腕部と、該腕部に接続され前記固定スクロール部材に固定される固定部とを備えた弁に構成したことを特徴とするものからなる。 In order to solve the above-described problems, a compressor according to the present invention includes a first compression mechanism and a second compression mechanism that are integrally formed of a scroll-type compression mechanism, and the fixed scrolls of both compression mechanisms are back-to-back. Compressor configured as an integrated fixed scroll member arranged to guide a compression medium from a discharge hole provided in the center of each compression mechanism to a discharge chamber through a discharge passage formed in the fixed scroll member A discharge valve for controlling the discharge of the compression medium by each compression mechanism; a valve unit for controlling opening and closing of the discharge hole to the discharge passage; and a valve portion connected to the valve portion from the valve portion to the discharge passage. A valve comprising: an elastically deformable arm portion extending to the outlet of the discharge passage; and a fixed portion connected to the arm portion and fixed to the fixed scroll member. That.
上記吐出弁の弁部または/および腕部には、弁部が開作動されたときに、上記吐出孔とは反対側に位置する吐出通路の内周面に当接可能なストッパー部が設けられていることが好ましい。このストッパー部により、弁部の最大リフト量を所定量に規制でき、望ましい開度に制御される。 The valve portion or / and the arm portion of the discharge valve is provided with a stopper portion that can come into contact with the inner peripheral surface of the discharge passage located on the side opposite to the discharge hole when the valve portion is opened. It is preferable. By this stopper portion, the maximum lift amount of the valve portion can be regulated to a predetermined amount, and the desired opening degree is controlled.
また、上記吐出弁は、腕部に対し弁部や固定部が接合された部材に構成することも可能であるが、成形によりその全体を一体形成した弁に構成する方が好ましい。一体成形により、製作が容易になるとともに、腕部に容易に望ましい弾性を持たせることができる。また、弁部には、閉時に吐出孔を精度良く閉じて吐出孔の吐出通路への出口部を良好にシールすることが要求されるが、そのためには、弁部を吐出通路の内周面に沿った形状に精度良く形成する必要がある。この高精度の弁部形状も、一体成形により容易に達成できるようになる。 The discharge valve can be configured as a member in which a valve portion or a fixed portion is joined to the arm portion. However, it is preferable to configure the discharge valve as a valve that is integrally formed by molding. The integral molding makes it easy to manufacture and allows the arm portion to easily have the desired elasticity. Further, the valve portion is required to close the discharge hole with high accuracy when closed, and to seal the outlet portion of the discharge hole to the discharge passage well. It is necessary to accurately form the shape along the shape. This highly accurate valve shape can be easily achieved by integral molding.
本発明に係る圧縮機としては、上述の要件を満たす限りとくに限定されないが、とくに本発明は、第1圧縮機構が第1駆動源、第2圧縮機構が第2駆動源によりそれぞれ駆動されるハイブリッド圧縮機に好適なものである。中でも、車両等の条件に応じて駆動条件を切替え可能なハイブリッド圧縮機、たとえば、第1および第2駆動源の一方が圧縮機内蔵の電動モータからなるハイブリッド圧縮機に好適なものである。 The compressor according to the present invention is not particularly limited as long as the above-described requirements are satisfied. In particular, the present invention is a hybrid in which the first compression mechanism is driven by the first drive source and the second compression mechanism is driven by the second drive source. It is suitable for a compressor. Especially, it is suitable for the hybrid compressor which can switch drive conditions according to conditions, such as a vehicle, for example, the hybrid compressor which one of the 1st and 2nd drive sources consists of an electric motor with a built-in compressor.
上記のような本発明に係る圧縮機においては、吐出弁が、吐出通路内を吐出孔部まで延び、腕部の弾性変形を介して、先端に設けられた弁部により吐出孔の開閉を制御することができるようになる。したがって、一体的な固定スクロール部材を備えた構成としつつ、吐出孔直近の位置で吐出を制御でき、吐出通路の容積を圧縮動作とは実質的に無関係として、吐出通路等によるデッドボリュームを大幅に低減することができる。その結果、過剰な圧縮動作は不要となって吐出媒体の温度上昇が抑えられ、消費動力も低減され、圧縮機全体としての性能が向上する。 In the compressor according to the present invention as described above, the discharge valve extends in the discharge passage to the discharge hole portion, and the opening and closing of the discharge hole is controlled by the valve portion provided at the tip through elastic deformation of the arm portion. Will be able to. Therefore, it is possible to control the discharge at a position close to the discharge hole while having a structure with an integral fixed scroll member, making the volume of the discharge passage substantially irrelevant to the compression operation, and greatly reducing the dead volume due to the discharge passage, etc. Can be reduced. As a result, an excessive compression operation is unnecessary, the temperature rise of the discharge medium is suppressed, power consumption is reduced, and the performance of the entire compressor is improved.
本発明に係る圧縮機によれば、圧縮動作の効率に影響を及ぼす、吐出経路におけるデッドボリュームを大幅に低減することができ、吐出媒体の温度上昇を抑えることができ、消費動力を低減でき、圧縮効率を向上することができる。したがって、性能上、望ましいハイブリッド圧縮機を提供することが可能になる。 According to the compressor according to the present invention, the dead volume in the discharge path, which affects the efficiency of the compression operation, can be greatly reduced, the temperature rise of the discharge medium can be suppressed, the power consumption can be reduced, Compression efficiency can be improved. Therefore, it is possible to provide a hybrid compressor that is desirable in terms of performance.
以下に、本発明に係る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は、本発明の適用対象となる圧縮機、とくにハイブリッド圧縮機の構造例を示している。図において、1は、ハイブリッド圧縮機全体を示している。ハイブリッド圧縮機1は、フロントハウジング2とリアハウジング3とを有している。フロントハウジング2とリアハウジング3との間には、スクロール型の第1圧縮機構4と第2圧縮機構5の両圧縮機構の固定スクロールを構成する固定スクロール部材6が設けられている。
Hereinafter, preferred embodiments of a compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the structure of a compressor, particularly a hybrid compressor, to which the present invention is applied. In the figure,
第1圧縮機構4は、固定スクロール部材6と該固定スクロール部材6に一体に形成されたうず巻体7とからなる固定スクロール8と、端板9と該端板9に一体に形成されたうず巻体10とからなる可動スクロール11とを有している。固定スクロール8のうず巻体7と可動スクロール11のうず巻体10は互いに角度をずらせて噛み合わされている。
The
主軸(駆動軸)12の一端には、クランク機構13が形成されている。クランク機構13のクランクピン14は、主軸12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15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15は可動スクロール11の突起内に挿入されたドライブベアリング16に回転自在に挿入されている。主軸12の他端には第1駆動源としての車両走行用の原動機17からの動力を主軸に伝達する電磁クラッチ18が設けられている。原動機17と電磁クラッチ18はプーリ19を介して連結されている。なお、車両走行用原動機17は、内燃機関からなるエンジンと、電気自動車等における車両走行用の電動モータとを含む概念である。
A
電磁クラッチ18は、主軸12に固定されたクラッチアーマチュア20と、プーリ19とクラッチアーマチュア20を着脱させ、クラッチ18をオン、オフする電磁石21とを有している。
The
本実施態様においては、第1圧縮機構4のみを駆動する車両走行用の原動機17からの動力が電磁クラッチ18を介して主軸12に伝達されると、クランクピン14が挿入嵌合される偏心ブッシュ15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22により自転が阻止された可動スクロール11に旋回運動が付与されるようになっている。
In this embodiment, when the power from the vehicle running prime mover 17 that drives only the
可動スクロール11の旋回運動に伴って第1圧縮機構4側のフロントハウジング2に一体形成された吸入ポート23からハイブリッド圧縮機1内に吸入された媒体(たとえば、冷媒)は、うず巻体7、10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7、10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に向かって移動されるに伴って流体が圧縮され、圧縮された媒体が、中央部に形成された吐出孔24aから固定スクロール部材6に穿設された第1吐出通路24を通して両圧縮機構4、5の上方の位置に配置された吐出室25へ吐出され、該吐出室25に設けられた吐出ポート26を介して外部回路の高圧側に流出されるようになっている。
The medium (for example, refrigerant) sucked into the
一方、第2圧縮機構5は、固定スクロール部材6と該固定スクロール部材6に一体に形成されたうず巻体27とからなる固定スクロール28と、端板29と該端板29に一体に形成されたうず巻体30とからなる可動スクロール31とを有している。両圧縮機構4、5の固定スクロール8、28はスクロール部材6に一体形成されており、かつ、固定スクロール8、28は背中合わせに配置されている。したがって、ハイブリッド圧縮機1の主軸12の軸方向の大型化が抑制され横型圧縮機としてのコンパクト化が図られている。
On the other hand, the second compression mechanism 5 is formed integrally with the fixed scroll 28 including the fixed
駆動軸32の一端には、クランク機構33が形成されている。クランク機構33のクランクピン34は、駆動軸32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35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35は可動スクロール31の突起内に設けられたドライブベアリング36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圧縮機構5を駆動する第2駆動源は電動モータ37からなっている。そして、電動モータ37からの動力が駆動軸32に固定された回転子38に伝達されるとクランクピン34が挿入嵌合される偏心ブッシュ35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39により自転が阻止された可動スクロール31に旋回運動が付与されるようになっている。電動モータ37にはコネクタ40が連結されている。なお、41は電動モータ37の固定子を示している。
A
可動スクロール31の旋回運動に伴って吸入ポート23から圧縮機1内に流入した媒体は、連通孔42を介して第2圧縮機構5側に送られる。そして角度をずらせて噛み合わされた両うず巻体27、30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27、30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に向かって移動されるに伴って圧縮され、圧縮された媒体が、中央部に形成された吐出孔43aから固定スクロール部材6に穿設された第2吐出通路43(図1において、第1吐出通路24の後側に形成されている)を通して吐出室25へと吐出されるようになっている。
The medium that has flowed into the
本実施態様においては、吐出室25は、第2圧縮機構5側のリアハウジング3に設けられた吐出室形成部44と固定スクロール部材6の径方向の端部45、46により形成されており、吐出室25は実質的にリアハウジング3に一体に形成されている。
In this embodiment, the
吐出室形成部44の端面と端部45との間には、シール部材47が介装されている。一方、吐出室形成部44と端部46との間にはシール部材48が介装されている。シール部材47、48により吐出室25の気密性が確保されるようになっている。
A
なお、上記シール部材47、48としてはOリングを挙げることができるが、フロントハウジング2、固定スクロール部材6、リアハウジング3を締結するボルト49により十分な軸力を確保できるので、シール部材47にはガスケットを用いることも可能である。この場合、Oリングを使用する場合よりも低コストで、かつ、より複雑な輪郭に対応できる。
The
上記のような構成を備えたハイブリッド圧縮機1において、本発明に係る吐出弁が、たとえば図2〜図4に示すように構成される。図2および図3は、本発明の一実施態様に係る吐出弁構造を示しており、図4は、別の実施態様に係る吐出弁構造を示している。なお、以下の説明は、吐出孔24a、吐出通路24と、吐出孔43a、吐出通路44との両方に、それぞれ適用可能な構成について説明するが、説明の便宜上、吐出孔24a、吐出通路24側についてのみ説明する。
In the
図2および図3に示す実施態様においては、吐出弁51は、吐出孔24aの吐出通路24への開閉を制御する弁部52と、該弁部52に接続され該弁部52から吐出通路24に沿って該吐出通路24の出口まで延びる弾性変形可能な腕部53と、該腕部53に接続され固定スクロール部材6に固定される固定部54とを備えた弁に構成されている。固定部54は、固定用ボルト55を、固定スクロール部材6の上面に設けられたボルト孔56に挿入して締結することにより固定スクロール部材6に固定される。弁部52は、その横断面形状が吐出通路24の内周面に沿った円弧状に形成されており、閉作動時には、吐出通路24の内周面に密着して、吐出孔24aの吐出通路24への出口をシールした状態にて閉じることができるようになっている。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the
このように構成することにより、吐出弁51は、その腕部53の弾性変形を利用して吐出孔24aを開閉制御できる。この開閉制御は、従来のように吐出通路24の出口側で行われるのではなく、吐出孔24aの出口直後の位置にて行われるので、圧縮機構による圧縮動作に対するデッドボリュームとしては、高々、吐出孔24aの容積分のみとなり、従来の吐出通路24の容積までデッドボリュームとなっていた場合に比べ、デッドボリュームが大幅に低減され、実質的にデッドボリュームが殆ど無い状態とされる。その結果、圧縮効率が向上され、消費動力が低減され、圧縮媒体の温度上昇が抑えられ、圧縮機としてのあらゆる性能が向上することになる。
With this configuration, the
図4に示す実施態様においては、弁部62、腕部63、固定部64を備えた吐出弁61に、さらに、弁部62が開作動されたときに、吐出孔24aとは反対側に位置する吐出通路24の内周面に当接可能なストッパー部65が設けられている。このストッパー部65は、図4に示すように、弁部62に接続された形態で設けられてもよく、腕部63に対して設けられてもよく、両部に対して設けられてもよい。ストッパー部65を設けておくことにより、弁部62の最大リフト量を所定量に規制でき、望ましい開度に制御される。
In the embodiment shown in FIG. 4, when the
さらに上記両実施態様においては、吐出弁51、61を、成形により全体が一体形成された部材に構成することもでき、各部を適宜、溶接や溶着等により接合した部材に構成することもできる。一体成形された部材に構成することにより、製作が容易化され、吐出弁が安価に製造される。
Furthermore, in both the above-described embodiments, the
本発明は、スクロール型圧縮機構からなる第1圧縮機構と第2圧縮機構を一体的に組み付け、両圧縮機構の固定スクロールを該固定スクロールが背中合わせに配置された一体的な固定スクロール部材として構成した、あらゆる圧縮機に適用でき、とくに、図1に示したようなハイブリッド圧縮機に好適に適用できる。 In the present invention, the first compression mechanism and the second compression mechanism, which are scroll-type compression mechanisms, are integrally assembled, and the fixed scrolls of both compression mechanisms are configured as an integrated fixed scroll member in which the fixed scrolls are arranged back to back. The present invention can be applied to any compressor, and in particular, can be suitably applied to a hybrid compressor as shown in FIG.
1 圧縮機(ハイブリッド圧縮機)
2 フロントハウジング
3 リアハウジング
4 第1圧縮機構
5 第2圧縮機構
6 固定スクロール部材
7、10、27、30 うず巻体
8、28 固定スクロール
9、29 端板
11、31 可動スクロール
12 主軸(駆動軸)
13、33 クランク機構
14、34 クランクピン
15、35 偏心ブッシュ
16、36 ドライブベアリング
17 車両走行用の原動機
18 電磁クラッチ
19 プーリ
20 クラッチアーマチュア
21 電磁石
22、39 ボールカップリング
23 吸入ポート
24 第1吐出通路
24a、43a 吐出孔
25 吐出室
26 吐出ポート
32 駆動軸
37 電動モータ
38 回転子
40 コネクタ
41 固定子
42 連通孔
43 第2吐出通路
44 吐出室形成部
45、46 端部
47、48 シール部材
49 ボルト
51、61 吐出弁
52、62 弁部
53、63 腕部
54、64 固定部
55 固定用ボルト
56 ボルト孔
65 ストッパー部
1 Compressor (hybrid compressor)
2 Front housing 3
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Claims (5)
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Cited By (2)
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CN102996446A (en) * | 2012-10-16 | 2013-03-27 | 皮德智 | Electromechanical double-acting vortex compressor |
CN113982914A (en) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | Scroll compressor and air conditioner |
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2003
- 2003-12-26 JP JP2003432865A patent/JP2005188443A/en active Pending
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