JP2019002319A - ハイブリッド圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の構成を簡素化し、小型化をはかることができるハイブリッド圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機本体と、外歯歯車で構成された第１の太陽歯車と、外歯歯車で構成された第２の太陽歯車と、遊星キャリヤと、外歯歯車で構成された第１の遊星歯車と外歯歯車で構成され第２の遊星歯車とがお互いに一体化して構成された第１・第２の遊星歯車とを備えて構成されており、前記圧縮機本体が稼働するための回転力を、回転数を変えて前記圧縮機本体に与える遊星歯車機構とを有し、前記第１の太陽歯車と前記第１の遊星歯車とが噛み合っており、前記第２の太陽歯車と前記第２の遊星歯車とが噛み合っているハイブリッド圧縮機である。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド圧縮機に係り、特に、遊星歯車機構を用いて圧縮機本体を稼働させ冷媒を圧縮するものに関する。

従来、エンジンによって回転駆動されるプーリと、回転数が制御されるモータと、冷媒を圧縮する圧縮機（圧縮機本体）とを有し、プーリおよびモータの駆動力によって圧縮機本体が作動するハイブリッドコンプレッサ装置（ハイブリッド圧縮機）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

この従来のハイブリッド圧縮機では、プーリ、モータ、圧縮機の各回転軸が回転可能であり、各回転軸が遊星歯車機構に連結されており、プーリの回転数に対して、モータの回転数を調整することで、圧縮機の回転数を増減させるようになっている。

特許３９２２４４８号公報

ところで、従来のハイブリッド圧縮機では、遊星歯車機構が、内側が中空になっている内歯歯車と、中空の遊星キャリヤとを備えているので、軸受の構成が複雑になり、ハイブリッド圧縮機が大きくなってしまという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、軸受の構成を簡素化し、小型化をはかることができるハイブリッド圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機本体と、外歯歯車で構成された第１の太陽歯車と、外歯歯車で構成された第２の太陽歯車と、遊星キャリヤと、外歯歯車で構成された第１の遊星歯車と外歯歯車で構成され第２の遊星歯車とがお互いに一体化して構成された第１・第２の遊星歯車とを備えて構成されており、前記圧縮機本体が稼働するための回転力を、回転数を変えて前記圧縮機本体に与える遊星歯車機構とを有し、前記第１の太陽歯車と前記第１の遊星歯車とが噛み合っており、前記第２の太陽歯車と前記第２の遊星歯車とが噛み合っているハイブリッド圧縮機である。

本発明によれば、軸受の構成を簡素化し、小型化をはかることができるハイブリッド圧縮機を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るハイブリッド圧縮機の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るハイブリッド圧縮機に設けられる遊星歯車機構の斜視図である。 本発明の実施形態に係るハイブリッド圧縮機の遊星歯車機構の遊星キャリヤに設けられる潤滑油排出孔の位置を示す図である。

本発明の実施形態に係るハイブリッド圧縮機（インバータ一体型ハイブリッドコンプレッサ）１は、たとえば、車両に搭載されて使用されるものであり、車両のエアーコンディショナに使用される冷媒を圧縮するものであり、図１で示すように、冷媒を圧縮する圧縮機本体３と圧縮機本体３を駆動するための圧縮機駆動部５とを備えて構成されている。

ここで、説明の便宜のために、ハイブリッド圧縮機１における所定の一方向を前後方向（軸方向）とし、この前後方向に対して直交する方向を径方向とする。

圧縮機本体３と圧縮機駆動部５とは、圧縮機駆動部５が前側に位置し、圧縮機本体３が後側に位置して、お互いが接して一体化している。圧縮機駆動部５は、筐体（駆動部筐体）７を備えており、圧縮機本体３は、筐体（圧縮機筐体）９を備えている。

圧縮機駆動部５は、動力伝達部１１とインバータ１３と遊星歯車機構１５とモータ１７とを備えて構成されている。

動力伝達部１１は、駆動部筐体７の前端部に設けられており、インバータ１３は、駆動部筐体７の内部であって動力伝達部１１の後方で動力伝達部１１の隣に配置されている。遊星歯車機構１５は、駆動部筐体７の内部であってインバータ１３の後方でインバータ１３の隣に配置されている。モータ１７は、駆動部筐体７の内部であって遊星歯車機構１５の後方で遊星歯車機構１５の隣に配置されている。

遊星歯車機構１５の第１の太陽歯車（第１の回転力入力部）２１には、動力伝達部１１からの回転力が入力されるようになっている。モータ１７は、インバータにより回転数を変えて回転子（ロータ）１９が回転するようになっている。また、遊星歯車機構１５の遊星キャリヤ（第２の回転力入力部）２３に回転力が入力されるようになっている。

圧縮機本体３は、駆動部筐体７の後方でモータ１７の隣に配置されており、遊星歯車機構の第２の太陽歯車（回転力出力部）２５の回転力によって駆動するようになっている。

遊星歯車機構１５を用いることで、動力伝達部１１で入力される回転数が変化しても、モータ１７で入力される回転数を変えれば、圧縮機本体３に入力する回転力の回転数を変更しまたは一定に保つことができるようになっている。

なお、すでに理解されるように、ハイブリッド圧縮機１では、前後方向で、前側から後側に向かって動力伝達部１１とインバータ１３と遊星歯車機構１５とモータ１７と圧縮機本体３とがこの順にならんで配置されている。

圧縮機本体３は、圧縮機駆動部５によって駆動して冷媒を圧縮する冷媒圧縮部２７と、圧縮された冷媒が吐出される吐出室２９と冷媒潤滑油分離機３１とを構成されている。

冷媒には、若干の量の潤滑油１１１が混じっている。冷媒圧縮部２７で圧縮された潤滑油１１１を含む冷媒は、吐出室２９に入り、冷媒潤滑油分離機３１で冷媒と潤滑油１１１とに分離される。これにより、吐出室２９の下部には、潤滑油１１１Ａが溜まっており、吐出室２９の上部には、圧縮された冷媒が存在している。

吐出室２９の上部の圧縮された冷媒は、図示しない冷媒吐出口から吐出され、空調に使用された後、図示しない冷媒入口から、詳しくは後述する歯車・モータ収容室３３に戻ってくるようになっている。そして再び、冷媒圧縮部２７で圧縮されるようになっている。

動力伝達部１１は、たとえば車両のエンジンからの回転力を伝達するもの（回転力を遊星歯車機構１５へ入力するもの）であり、たとえばプーリ３５と、第１の回転軸部材（駆動部側回転部材）３７とを備えて構成されている。プーリ３５は電磁クラッチ４１を介して第１の回転軸部材３７と連結されており、プーリ３５と第１の回転軸部材３７は、それぞれが駆動部筐体７に回転自在に支持されている。

なお、プーリ３５の回転力は、電磁クラッチ４１を介して第１の回転軸部材３７に伝達されるようになっており、電磁クラッチ４１がオンしているときに、回転力が伝達され、電磁クラッチ４１がオフのときには、回転力が伝達されないようになっている。

第１の回転軸部材３７とプーリ３５の中心軸Ｃ１は、ハイブリッド圧縮機１の中央部を通って前後方向に延びている。第１の回転軸部材３７とプーリ３５とは、これらの中心軸Ｃ１を回転中心にして回転するようになっている。

さらに説明すると、第１の回転軸部材３７の前端部は、駆動部筐体７の外部で駆動部筐体７の前端から前方に突出している。この突出している第１の回転軸部材３７の前端部に電磁クラッチ４１が設けられている。

また、第１の回転軸部材３７は、前後方向で駆動部筐体７の中央部まで延びており、第１の回転軸部材３７の後端部は、駆動部筐体７内に入り込んでいる。この駆動部筐体７内に入り込んでいる第１の回転軸部材３７の部位がベアリング３９を介して駆動部筐体７に支持されていることで、第１の回転軸部材３７とプーリ３５とが、駆動部筐体７に対して回転自在になっている。

インバータ１３は、駆動部筐体７内の空間（気密性を備えたインバータ収容室）４３内に設けられている。インバータ１３が設けられているインバータ収容室４３は、第１の回転軸部材３７の径方向で第１の回転軸部材３７の外側に形成されている。なお、第１の回転軸部材３７は、前後方向でインバータ１３よりも後方に僅かに突出している。

遊星歯車機構１５は、第１の原動節（第１の回転力入力部）を形成している第１の太陽歯車２１と、従動節（回転力出力部）を形成している第２の太陽歯車２５と、第１の遊星歯車４５と、第２の遊星歯車４７と、第２の原動節（第２の回転力入力部）を形成している遊星キャリヤ２３とを備えて構成されている。第１の太陽歯車２１、第２の太陽歯車２５、各遊星歯車４５、４７は、それぞれが外歯歯車で構成されている。

第１の太陽歯車２１は、この中心軸が第１の回転軸部材３７の回転中心軸Ｃ１と一致するようにして、第１の回転軸部材３７の後端部（インバータ１３よりも僅かに後方に突出している部位）に一体的に設けられている。

第１の遊星歯車４５と第２の遊星歯車４７とは、お互いの中心軸Ｃ２が一致し第２の遊星歯車４７が第１の遊星歯車４５の後側に位置するようにして一体化している。第１の遊星歯車４５と第２の遊星歯車４７とが一体化しているものを第１・第２の遊星歯車４９とすると、第１・第２の遊星歯車４９は複数（たとえば３つ）設けられている（図２参照）。

第１・第２の遊星歯車４９のそれぞれは、第１の太陽歯車２１（第２の太陽歯車２５）の外側に配置されており、第１の太陽歯車２１（第２の太陽歯車２５）の円周を当分配する位置（たとえば３等分する位置）で、第１の遊星歯車４５のそれぞれが第１の太陽歯車２１に噛合している。第２の遊星歯車４７は、前後方向で、第１の太陽歯車２１よりも後側に位置している。

また、第１・第２の遊星歯車４９のそれぞれは、前後方向に延びている中心軸Ｃ２を回転中心にして回転（自転）するように、遊星キャリヤ２３にベアリング５１を介して回転自在に支持されている。遊星キャリヤ２３は、第１の太陽歯車２１の回転中心軸Ｃ１と同じ軸を回転中心にして回転するように、ベアリング５３を介して駆動部筐体７に支持されている。

圧縮機本体３では、圧縮機本体３の前端から第２の回転軸部材（圧縮機側回転部材）５５が前方に所定の長さ突出している。第２の回転軸部材５５は、駆動部筐体７に一体的に設けられている圧縮機筐体９に、軸受け部５７を介して回転自在に支持されている。

ハイブリッド圧縮機１では、第２の回転軸部材５５の前端と、第１の回転軸部材３７の後端とは前後方向で僅かに離れている。また、第２の回転軸部材５５の中心軸は、第１の回転軸部材３７の回転中心軸Ｃ１と一致している。

第２の回転軸部材５５の前端部には、複数の第２の遊星歯車４７に囲まれるようにして、第２の太陽歯車２５が一体的に設けられており、第２の太陽歯車２５は、第２の遊星歯車４７と噛合している。第２の太陽歯車２５の中心軸は、第１の回転軸部材３７の回転中心軸Ｃ１と一致している。

遊星キャリヤ２３は、第１・第２の遊星歯車４９や第２の太陽歯車２５よりも後方に突出している。ただし、遊星キャリヤ２３の後端は、圧縮機本体３よりも前側に位置している。遊星キャリヤ２３の後方突出部（第１・第２の遊星歯車４９や第２の太陽歯車２５よりも後方に突出している部位）５９は、第２の回転軸部材５５の径方向で、第２の回転軸部材５５の外側に位置し、第２の回転軸部材５５から離れている。

遊星キャリヤ２３の後方突出部５９の外周には、モータ１７の回転子１９が一体的に設けられている。駆動部筐体７の内部であってモータ１７の回転子１９の外側には、モータ１７の固定子（ステータ）６１が一体的に設けられている。また、第２の回転軸部材５５には、冷媒圧縮部２７を構成している冷媒圧縮部の回転子６３が一体的に設けられている。

そして、車両の原動機でプーリ３５を介して回転する第１の回転軸部材３７の回転速度（回転数；回転角速度）と、インバータ１３で駆動されているモータ１７によって回転する遊星キャリヤ２３の回転速度（回転数；回転角速度）とに応じた回転速度（回転数；回転角速度）で、第２の回転軸部材５５が回転し、第２の回転軸部材５５の回転で回転子６３が回転し、圧縮機本体３での冷媒の圧縮がなされるようになっている。

このとき、第１・第２の遊星歯車４９は、この中心軸Ｃ２を回転中心にして自転するとともに、第１の回転軸部材３７の回転中心軸Ｃ１を回転中心にして公転するようになっている。また、上述したように、第１の回転軸部材３７の回転速度と、遊星キャリヤ２３の回転速度とが変更されることで、第２の回転軸部材５５の回転数が変化するようになっている。

ところで、圧縮機本体３を駆動する圧縮機駆動部５は、上述したように、駆動部筐体７を備えており、駆動部筐体７には、インバータ１３が収容されているインバータ収容室４３が設けられている。動力伝達部１１は、上述したように、第１の回転軸部材３７を備えている。そして、第１の回転軸部材３７が、前後方向に延びてインバータ収容室４３のたとえば中央部を貫通している。

なお、インバータ収容室４３が第１の回転軸部材３７を囲む環状に形成されておらず、「Ｃ」字状等の一部が途切れた形状に形成されていてもよい。この場合であっても、第１の回転軸部材３７が、前後方向に延びてインバータ収容室４３を貫通しているものとする。

駆動部筐体７には、遊星歯車機構１５とモータ１７とが収容されている歯車・モータ収容室３３が設けられている。歯車・モータ収容室３３は、インバータ収容室４３に隣接しインバータ収容室とは遮断されている。歯車・モータ収容室３３も気密性を備えている。

駆動部筐体７内には、気密端子６５が設けられている。気密端子６５は、モータ１７を駆動するために、インバータ１３とモータ１７とをつないでおり、インバータ収容室４３と歯車・モータ収容室３３とを隔てている隔壁６７を貫通して、インバータ収容室４３内から歯車・モータ収容室３３内に通っている（延びている）。

また、気密端子６５の歯車・モータ収容室３３内の部位は、前後方向で遊星歯車機構１５の前側部位とオーバーラップしており、遊星歯車機構１５よりも径方向で外側に配置されている。

駆動部筐体７は、外殻部７１と、隔壁（隔壁部）６７と、小径突出部７３と、後方蓋部７５と前方蓋部７７を備えて構成されている。

外殻部７１は、たとえば、この中心軸が第１の回転軸部材３７の中心軸Ｃ１とほぼ一致している円筒状に形成されている。隔壁６７は、厚さ方向が前後方向になるようにして、外殻部７１の内側で、外殻部７１の前側に設けられている。

小径突出部７３は、外径が外殻部７１の内径よりも小さい円筒状に形成されており、中心軸が第１の回転軸部材３７の中心軸Ｃ１とほぼ一致しており、隔壁６７から前方および後方に突出している。小径突出部７３の前端は、外殻部７１の前端や前方蓋部７７よりも前方に位置しており、小径突出部７３の後端は、隔壁６７よりも僅かに後方に位置している。外殻部７１と隔壁６７と小径突出部７３とは一体成形されている。

なお、外殻部７１、隔壁６７、小径突出部７３が一体成形ではなく、これらの少なくともいずれかの部位が別部品で構成されており、組立によって、外殻部７１と隔壁６７と小径突出部７３とが一体化している構成であってもよい。

前方蓋部７７は円板状に形成されており、厚さ方向が前後方向になり、外殻部７１前端の開口部を塞ぐようにして外殻部７１に一体的に設けられている。なお、前方蓋部７７の中央には、円形状の貫通孔７９が設けられており、この貫通孔７９を小径突出部７３が気密性を備えて貫通している。

そして、小径突出部７３内を、第１の回転軸部材３７が貫通している。参照符号８１で示すものは、歯車・モータ収容室３３から冷媒が漏れることを防止するシール材である。

また、小径突出部７３の外側が、外殻部７１と小径突出部７３と隔壁６７と前方蓋部７７とで囲まれたインバータ収容室４３になっている。これにより、インバータ収容室４３と第１の回転軸部材３７が貫通している部位とはそれぞれが気密性を備えている。

後方蓋部７５は、円板状に形成されており、厚さ方向が前後方向になり、外殻部７１後端の開口部を塞ぐようにして外殻部７１に一体的に設けられているとともに、圧縮機筐体９の一部（フロントサイドブロック）を構成している。

圧縮機筐体９は、有底円筒状の本体部８５を備えており、円筒の内径や外径の値が外殻部７１と同程度になっており、円筒の開口部が前方に位置し、底部が後方に位置し、円筒の中心軸が第１の回転軸部材３７の中心軸Ｃ１と一致し、前端が後方蓋部７５に密着するようにして、駆動部筐体７に一体的に設けられている。

圧縮機筐体９は、円板状に形成されているリヤサイドブロック８７を備えている。リヤサイドブロック８７は、厚さ方向が前後方向になるようにして、前後方向では本体部８５の中間部で本体部８５内に一体的に設けられている。圧縮機筐体９内では、リヤサイドブロック８７の前側が冷媒圧縮部２７になっており、リヤサイドブロック８７の後側が吐出室２９になっている。

また、後方蓋部（フロントサイドブロック）７５の中央には、円形状の貫通孔８３が設けられており、リヤサイドブロック８７の中央にも、円形状の貫通孔８９が設けられており、これらの貫通孔８３、８９を第２の回転軸部材５５が貫通しているとともに、各貫通孔８３、８９は、第２の回転軸部材５５の軸受部５７を構成している。

なお、ハイブリッド圧縮機１では、隔壁６７よりも前側に位置しているインバータ収容室４３は冷媒が存在しない空間になっており、隔壁６７よりも後側に位置している歯車・モータ収容室３３や圧縮機本体３内の空間は冷媒が存在する空間になっている。

また、インバータ収容室４３の一部（たとえば中央部）は前方向に凹んでいる。そして、歯車・モータ収容室３３の突出部位（前方向に突出している中央部）９１に、遊星歯車機構１５の前端部が入り込んでいる。突出部位９１は、前後方向でインバータ収容室４３の上記凹んでいる部位に対応している部位である。

さらに説明すると、インバータ収容室４３と歯車・モータ収容室３３とを仕切っている隔壁６７が、この中央部（中心軸Ｃ１のまわり）でインバータ収容室４３側（前側）に突出していることで、歯車・モータ収容室３３の一部（第１の回転軸部材３７や遊星歯車機構１５の周りの部位）が前方向に突出している。なお、前方向に突出している歯車・モータ収容室３３の部位９１の周りは、インバータ収容室４３になっている。

歯車・モータ収容室３３の前方向に突出部位（歯車・モータ収容室の前方部位）９１に、遊星歯車機構１５の前端部が入り込んでいることで、前後方向で、遊星歯車機構１５の前端部とインバータ収容室４３の後方部位（インバータ１３）とがオーバーラップしている。

遊星歯車機構１５は、前述したように、動力伝達部１１に設けられ動力伝達部１１から伝達された回転力で回転する第１の太陽歯車２１と、第１の遊星歯車４５とこの第１の遊星歯車４５と一体化している第２の遊星歯車４７とを備えて構成されており第１の遊星歯車４５が第１の太陽歯車２１と噛み合いっている第１・第２遊星歯車４９と、第１・第２遊星歯車４９を回転自在に支持している遊星キャリヤ２３と、第２の遊星歯車４７と噛み合っている第２の太陽歯車２５とを備えて構成されている。

また、モータ１７の回転子１９が、遊星キャリヤ２３に一体的に設けられている（モータ１７が遊星キャリヤ２３を回転させるようになっている）。

モータ１７は、遊星キャリヤ２３に一体的に設けられた回転子１９の他に、固定子（ステータ）６１とを備えて構成されている。固定子６１は、回転子１９の外周であって、駆動部筐体７（外殻部７１）の内側で駆動部筐体７に一体的に設けられている。

また、固定子６１は、ステータコア（固定子のコア）９３とこのステータコア９３に巻かれているコイル（巻き線）９５とを備えて構成されている。

ステータコア９３の歯部は、複数設けられており、それぞれが、外殻部７１の内壁から中央側へ突出しており、外殻部７１内周を等分配するように配置されている。

コイル９５は、各ステータコア９３の歯部のそれぞれに巻かれている。これにより、コイル９５にはコイルエンド９７が形成されている。コイルエンド９７は、ステータコア９３よりも前方および後方に突出している。

このコイルエンド９７のうちで、前方に突出しているコイルエンド９７Ａの内側に遊星歯車機構１５の一部が配置されていることで、コイルエンド９７Ａと遊星歯車機構１５の一部とが前後方向でオーバーラップしている。

さらに説明すると、遊星キャリヤ２３は、円筒状に形成され前側に位置している大径部９９と、円筒状に形成され後側に位置している小径部１０１とを備えて構成されている。大径部９９の中心軸と小径部１０１の中心軸とはお互いが一致しているとともに、これらの中心軸は、第１の回転軸部材３７の回転中心軸Ｃ１と一致している。そして、大径部９９と小径部１０１とは、ベアリング５３を介して、駆動部筐体７に支持されており、中心軸Ｃ１を回転中心にして回転するようになっている。

モータ１７の回転子１９の外径は大径部９９の外径とほぼ等しくなっており、回転子１９は、小径部１０１の前方であって小径部１０１の外周に一体的に設けられている。モータ１７の固定子６１の内径は、回転子１９の外径や大径部９９の外径よりも僅かに大きくなっている。

そして、固定子６１の内側に、大径部９９の後方部位と、回転子１９とが位置している。さらに説明すると、前後方向で、大径部９９の後方部位と前方向に突出しているコイルエンド９７Ａとが同じところに位置しており、回転子１９とステータコア９３とがほぼ同じところに位置している。

なお、大径部９９の前方部位は、歯車・モータ収容室３３の前方向に突出している部位９１内に入っている。

また、遊星キャリヤ２３の圧縮機本体３側（後側）のベアリング５３（５３Ａ）の少なくとも一部が、圧縮機本体３側（後側）へ突出しているコイルエンド９７（９７Ｂ）の内側に配置されている。これにより、コイルエンド９７（９７Ｂ）とベアリング５３（５３Ａ）の少なくとも一部が、動力伝達部１１とインバータ１３と遊星歯車機構１５とモータ１７と圧縮機本体３とがならんでいる方向（前後方向）でオーバーラップしている。

ところで、前述したように、遊星歯車機構１５では、第１の回転軸部材３７に一体的に設けられている第１の太陽歯車２１が第１の回転力入力部を形成しており、モータ１７の回転子１９が設けられている遊星キャリヤ２３が第２の回転力入力部を形成しており、第２の回転軸部材（圧縮機本体３の回転力入力軸部材）５５に一体的に設けられている第２の太陽歯車２５が回転力出力部を形成している。

そして、第１の太陽歯車２１の回転数、遊星キャリヤ２３の回転数を適宜変更することで、第２の太陽歯車２５（圧縮機本体３の回転力入力軸部材５５；冷媒圧縮部２７の回転子６３）の回転数を変更することができるようになっている。

すなわち、遊星歯車機構１５が、圧縮機本体３が稼働するための回転力を、回転数を変えて圧縮機本体３に与えるように構成されている。

また、遊星歯車機構１５では、第１の太陽歯車２１の歯数と第２の太陽歯車２５の歯数との差（差の絶対値）が、遊星キャリヤ２３の腕の本数（回転軸部材３７、５５の回転中心軸Ｃ１を中心とする円の円周を等分配する位置に配置されている第１・第２の遊星歯車４９の個数）と等しくなっている。

遊星歯車機構１５では、第１の太陽歯車２１の歯数が第２の太陽歯車２５の歯数よりも少なくなっている。また、太陽歯車２１、２５の歯先円の直径が、遊星キャリヤ２３の内径よりも小さくなっている。なお、逆に、第１の太陽歯車２１の歯数が第２の太陽歯車２５の歯数より多くなっていてもよい。

詳しく説明すると、遊星キャリヤ２３は、上述した円筒状の大径部９９と円筒状の小径部１０１の他に前側円板状部位１０３と後側円板状部位１０５とを備えて構成されている。前側円板状部位１０３はこの厚さ方向が前後方向になるようにして、大径部９９前端の円形状の開口部を塞いでいる。ただし、前側円板状部位１０３の中央には、円形状の貫通孔（ベアリング５３の外輪が嵌っている貫通孔）が形成されている。

後側円板状部位１０５はこの厚さ方向が前後方向になるようにして、大径部９９と小径部１０１との間に設けられている。すなわち、後側円板状部位１０５の外周は、大径部９９後端の円形状の開口部の全周に接合されており、後側円板状部位１０５の内周は、小径部１０１前端の円形状の外周の全周に接合されている。

これにより、遊星キャリヤ２３は、前後方向で内径（外径）が変化している円筒状に形成されている。つまり、前側円板状部１０３では内径が小さく、大径部９９では内径が大きく、小径部１０１では内径が小さい円筒状に形成されている。

そして、第１の太陽歯車２１の歯先円の直径や第２の太陽歯車２５の歯先円の直径が、前側円板状部１０３の内径や小径部１０１の内径よりもわずかに小さくなっている。なお、大径部９９と後側円板状部位１０５と小径部１０１とは一体成形されている。

さらに説明すると、遊星キャリヤ２３は、前端部がベアリング５３を介して駆動部筐体７（隔壁６７より後方の小径突出部７３）に回転自在に支持されており、後端部がベアリング５３を介して後方蓋部７５に回転自在に支持されている。

第１・第２の遊星歯車４９は、遊星歯車軸部材１０７にベアリング５１を介して回転自在に支持されており、遊星歯車軸部材１０７の前端部は、前側円板状部位１０３に一体的に設けられており、遊星歯車軸部材１０７の後端部は、後側円板状部位１０５に一体的に設けられている。

また、前述したように、モータ１７と遊星歯車機構１５とは、モータ収容空間（歯車・モータ収容室）３３内に設置されている。そして、遊星歯車機構１５が、モータ１７の回転数の変更に応じ、圧縮機本体３（圧縮機側回転部材５５）に回転数を変えて回転力を与えるようになっている。

歯車・モータ収容室３３内には、たとえば、遊星キャリヤ２３の一部で構成されたケース１０９が設けられている。ケース１０９は、遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４５、４７を囲んでおり、遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４９を潤滑するための潤滑油１１１の油溜まり部１１３がケース１０９（遊星キャリヤ２３）の内部に形成されている。

油溜まり部１１３には、圧縮機本体３により圧力が上昇した潤滑油１１１が、減圧されて供給されるように構成されている。たとえば、油溜まり部１１３に供給される潤滑油１１１は、圧縮機本体３の軸受け部５７に供給された後に、軸受け部５７の間隙を通って絞られ減圧されている。

また、圧縮機本体３から油溜まり部１１３に供給される潤滑油１１１の油供給路の一部は、圧縮機本体３の回転軸部材（第２の回転軸部材）５５内に形成されている。

より詳しく説明すると、圧縮機本体３の吐出室２９の下部に溜まっている高圧の潤滑油１１１Ａは、圧縮機筐体９に設けられている図示しない経路（圧縮機筐体９に設けられた孔）を通って、軸受け部５７（５７Ａ、５７Ｂ）のリング状の溝１１５（１１５Ａ、１１５Ｂ）に供給される。

そこで、前側のリング状の溝１１５Ａに供給された潤滑油１１１は、軸受け部５７Ａにおける第２の回転軸部材５５と後方蓋部７５の間のごく僅かな隙間を通って、絞られつつリング状の溝１１５Ａの前側に流れてくる。

第２の回転軸部材５５には、潤滑油１１１の油供給路の一部を形成している貫通孔１１７と貫通孔１１９とが設けられている。貫通孔１１７は、第２の回転軸部材５５の径方向では、第２の回転軸部材５５の外周の所定の部位から第２の回転軸部材５５の径方向に第２の回転軸部材５５の中心軸Ｃ１まで延びており、前後方向では、軸受け部５７Ａの前端とリング状の溝１１５Ａとの間に位置している。

貫通孔１１９は、第２の回転軸部材５５の中心軸Ｃ１に沿って、第２の回転軸部材５５の前端から貫通孔１１７のところまで延びており、貫通孔１１７につながっている。

そして、リング状の溝１１５Ａに供給されて、リング状の溝１１５Ａの前側に流れてきた潤滑油（絞られて減圧された潤滑油）１１１が、貫通孔１１７と貫通孔１１９とを通って、遊星キャリヤ２３内の油溜まり部１１３に供給されるようになっている。

なお、貫通孔１１７を設けることに代えてもしくは加えて、図１に二点鎖線Ｌ１で示すように、貫通孔１１９を第２の回転軸部材５５の後端まで延長し、後側のリング状の溝１１５Ｂに供給された潤滑油１１１を、軸受部５７Ｂにおける第２の回転部材５５とリヤサイドブロック８７の間のごく僅かな隙間で減圧して、第２の回転軸部材５５の後端から遊星キャリヤ２３内の油溜まり部１１３に供給してもよい。

また、遊星歯車機構１５の遊星キャリヤ２３には、油溜まり部１１３の潤滑油１１１を、油溜まり部１１３（遊星キャリヤ２３）の外部であって歯車・モータ収容室３３内へ排出する潤滑油排出孔１２１が設けられている。

また、たとえば、第１・第２の遊星歯車４９では、第１の遊星歯車４５の歯先円直径の値と第２の遊星歯車４７の歯先円直径の値とはお互いが異なっており、第１の遊星歯車４５の歯元円直径の値と第２の遊星歯車４７の歯元円直径の値とはお互いが異なっている。

次に、潤滑油排出孔１２１の位置について説明する。

潤滑油排出孔１２１は、次に示す位置で、たとえば、遊星キャリヤ２３の前側円板状部位１０３に設けられている。

潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から遊星歯車４５、４７の自転中心Ｃ２までの距離の値と歯先円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯先円の半径の値との和の値よりも小さくなっている。

ここで、潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離は、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から最も離れている潤滑油排出孔１２１の部位との間の距離である。

たとえば、潤滑油排出孔１２１が円柱状に形成されている場合を例に掲げて、図３を参照しつつ説明する。

潤滑油排出孔１２１（図３に参照符号Ｐ１で示す孔）の中心軸は前後方向（図３の紙面に直交する方向）に延びており、前側円板状部１０３を前後方向に貫通している。前後方向で見ると、潤滑油排出孔１２１は円形状に形成されている。

この場合、潤滑油排出孔１２１（Ｐ１）の中心と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離Ｄ１と潤滑油排出孔１２１の半径（ｄ／２）の値との和（Ｄ１＋ｄ／２）の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から遊星歯車の自転中心Ｃ２までの距離Ｄ２の値と歯先円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯先円の半径Ｄ３の値との和（Ｄ２＋Ｄ３）の値よりも小さくなっている（Ｄ１＋ｄ／２＜Ｄ２＋Ｄ３）。

なお、潤滑油排出孔１２１が、次に示す位置で、たとえば、前側円板状部位１０３に設けられていてもよい。

潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から遊星歯車４５、４７の自転中心Ｃ２までの距離の値と歯元円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯元円の半径の値との和の値よりも大きくなっていてもよい。

この場合も、潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離は、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から最も離れている潤滑油排出孔１２１の部位との間の距離である。

たとえば、潤滑油排出孔１２１が円柱状に形成されている場合を例に掲げて、図３を参照しつつ説明する。

潤滑油排出孔１２１（図３に参照符号Ｐ２で示す孔）の中心軸は前後方向に延びており、前側円板状部１０３を前後方向に貫通している。前後方向で見ると、潤滑油排出孔１２１は円形状に形成されている。

この場合、潤滑油排出孔１２１（Ｐ２）の中心と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離Ｄ４の値と潤滑油排出孔１２１の半径（ｄ／２）の値との和（Ｄ４＋ｄ／２）の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から遊星歯車の自転中心Ｃ２までの距離Ｄ２の値と歯元円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯元円の半径Ｄ５の値との和の値（Ｄ２＋Ｄ５）よりも大きくなっている（Ｄ４＋ｄ／２＞Ｄ２＋Ｄ５）。

なお、潤滑油排出孔１２１（Ｐ１）の位置を、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１からさらに離れた位置（Ｐ１１やＰ１２で示す位置）にしてもよい。また、潤滑油排出孔１２１（Ｐ２）の位置を、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１からさらに離れた位置（Ｐ２２で示す位置）にしてもよい。

また、潤滑油排出孔１２１が、Ｐ１２とＰ２とで示す位置の間の任意の位置に設けられているもよいし、さらに、潤滑油排出孔１２１が、Ｐ１とＰ２とで示す位置の間の任意の位置に設けられていてもよい。

また、上記説明では、歯先円や歯元円の直径の値が小さいほうの遊星歯車に基づいて、潤滑油排出孔１２１を決めているが、歯元先や歯元円の直径の値が大きいほうの遊星歯車に基づいて、潤滑油排出孔１２１を決めてもよい。

次に、ハイブリッド圧縮機１の動作について説明する。

プーリ３５によって第１の回転軸部材３７（第１の太陽歯車２１）が回転し、モータ１７によって遊星キャリヤ２３が回転していることで、第１・第２の遊星歯車４９が自転するとともに公転し、第２の太陽歯車２５（第２の回転軸部材５５）が回転する。

第２の回転軸部材５５の回転によって、冷媒圧縮部２７での冷媒（僅かに潤滑油１１１を含む）が圧縮され、この圧縮された冷媒と潤滑油１１１が吐出室２９に入り、吐出室２９で冷媒と潤滑油１１１が分離される。

そして、冷媒は、空調に使用された後、歯車・モータ収容室３３に戻ってくる。また、潤滑油１１１Ａは、軸受け部５７等の潤滑に使用されるとともに、油溜まり部１１３に溜まって、各歯車２１、２５、４９等の潤滑に使用される。

潤滑油排出孔１２１から歯車・モータ収容室３３に排出された潤滑油は、戻ってきた冷媒とともに、冷媒圧縮部２７に送られ、再び圧縮等される。

なお、プーリ３５（第１の回転軸部材３７）の回転数が変化した場合や、エアコンでの冷房の要求度が変化した場合には、モータ１０７によって遊星キャリヤ２３の回転数を変えることで、第２の回転軸部材５５の回転数を変えて対応する。

ハイブリッド圧縮機１によれば、前後方向で、前側から後側に向かって動力伝達部１１とインバータ１３と遊星歯車機構１５とモータ１７と圧縮機本体３とが順にならんで配置されているので、筐体７内にインバータ１３を収めてあっても、径方向の寸法が大きくなることが抑えられ、小型化をはかることができる。これにより、車載するときに必要なスペースが小さくなり、車載が容易になる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、隔壁６７を境にして、ハイブリッド圧縮機１の後側が冷媒の入る空間になっており、前側が冷媒が入らない空間になっているので、構成が簡素化されており、組立性が向上している。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、インバータ収容室４３が歯車・モータ収容室３３に隔壁６７だけを間にして隣接しているので、インバータ収容室４３内（インバータ１３）を歯車・モータ収容室３３内の低温の冷媒で効率良く冷却することができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、動力伝達部１１の第１の回転軸部材３７がインバータ収容室４３を貫通しているので、インバータ収容室４３の円環状（ドーナツ）状の部位の面積（インバータ収容室４３内と歯車・モータ収容室３３とを直接隔てている隔壁６７の面積）を大きくとることができ、インバータ収容室４３内（インバータ１３）の放熱が歯車・モータ収容室３３内の冷媒によって促進される。

なお、インバータ収容室４３が上述したように「Ｃ」字状等の一部が途切れた形状に形成されている場合であっても、インバータ収容室４３内と歯車・モータ収容室３３とを直接隔てている隔壁６７の面積を大きくとることができ、インバータ１３の放熱が促進される。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、気密端子６５が、前後方向で遊星歯車機構１５とオーバーラップして、インバータ収容室４３内から歯車・モータ収容室３３内に通っているので、気密端子６５をオーバーラップさせない場合に比べて、ハイブリッド圧縮機１の前後方向の寸法を小さくすることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、歯車・モータ収容室３３の突出部位９１に遊星歯車機構１５の前端部が入り込んでいるので、インバータ収容室４３内と歯車・モータ収容室３３とを隔てている隔壁６７を平板状に形成した構成に比べて、ハイブリッド圧縮機１の前後方向の寸法を小さくすることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、遊星歯車機構１５が、第１の太陽歯車２１と第２の太陽歯車２５と第１・第２の遊星歯車４９と遊星キャリヤ２３とで構成されており、各歯車２１、２５、４９の総てが外歯歯車になっており、遊星歯車が噛合する内歯歯車が遊星歯車の外側に設けられていないので、ハイブリッド圧縮機１の径方向の寸法を小さくすることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、モータ１７の回転子１９が遊星機構１５の径方向の最も外側にある遊星キャリヤ２３に設けられており、遊星キャリヤ２３に回転力を与えるように構成されているので、遊星歯車機構１５の構成が簡素化されており、インバータ１３とモータ１７との接続が容易になっている。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、モータ１７のコイルエンド９７Ａの内側に遊星歯車機構１５の一部が配置されていることで、コイルエンド９７Ａと遊星歯車機構１５の一部とがオーバーラップしているので、コイルエンドと遊星歯車機構とをオーバーラップさせない構成に比べて、ハイブリッド圧縮機１の前後方向の寸法を小さくすることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、遊星歯車機構１５を構成する各太陽歯車２１、２５と各遊星歯車４５、４７とが外歯歯車になっているので、軸受の構成が簡素化され、径方向の寸法を小さくすることで小型化をはかることができる。これにより、車載するときに必要なスペースが小さくなり、車載が容易になる。また、内歯歯車を用いていないことで、遊星歯車機構１５を構成する各歯車２１、２５、４５、４７の製造が容易になる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、第１の太陽歯車２１の歯数と第２の太陽歯車２５の歯数との差が、遊星キャリヤ２３の腕の本数（第１・第２の遊星歯車４９の個数）と等しくなっているので、モータ１７の回転軸（回転子１９）が発するトルクを小さくしてモータ１７を小型化しても、遊星歯車機構１５や圧縮機本体３を稼働させることができる。

すなわち、モータ１７の回転子１９の回転数の変化量に対する圧縮機本体３の回転力入力軸（第２の回転軸部材）５５の回転数の変化量を少なくすることができる。これにより、高回転低トルクのモータ１７を採用して、圧縮機本体３の回転力入力軸５５の回転数を変えることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１では、第１の太陽歯車２１の回転数が第２の太陽歯車２５の回転数よりも高い状態で使用されることが多いのであるが、第１の太陽歯車２１の歯数が、第２の太陽歯車２５の歯数よりも少なくなっているので、エンジンの常用回転時における遊星歯車４９の回転速度を小さくすることができ、歯車２１、２５、４５、４７の耐久性を向上させることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、各太陽歯車２１、２５の歯先円の直径が、遊星キャリヤ２３の内径よりも小さくなっているので、キャリヤユニット（遊星キャリヤ２３、第１・第２の遊星歯車４９等）を組み立てた後に、第１の太陽歯車２１が設置された第１の回転軸部材３７を前側からキャリヤユニットに差し込むことができ、また、第２の太陽歯車２５が設置された第２の回転軸部材５５を後側からキャリヤユニットに差し込むことができ、組立が容易になる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、径方向の寸法が歯車・モータ収容室３３の内径よりも小さい筒状のケース１０９が遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４５、４７を囲んでおり、遊星歯車機構１５の歯車の潤滑に使用される潤滑油１１１の油溜まり部１１３を形成しているので、モータ収容空間３３内での潤滑油１１１の径方向外側への拡散が防止され、従来よりも少ない潤滑油で軸受および遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４５、４７の潤滑を的確にすることができ、信頼性を確保することができる。

また、歯車・モータ収容室３３内に封入される潤滑油１１１を少なくすることによって、コスト低減をはかることができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、油溜まり部１１３に圧縮機本体３により圧力が上昇した潤滑油１１１が供給されるので、遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４５、４７を潤滑するための潤滑油供給部を別途設ける必要がなくなり、ハイブリッド圧縮機１の構成が簡素化される。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、油溜まり部１１３に供給される潤滑油１１１の減圧が、圧縮機本体３の軸受け部５７で絞られることでされているので、潤滑油１１１の圧力を下げる減圧部を別途設ける必要がなくなり、簡素な構成で減圧されたほどよい圧力の潤滑油１１１を、遊星歯車機構１５に供給することができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、油溜まり部１１３に供給される潤滑油１１１の油供給路の一部（貫通孔１１７、１１９）が圧縮機本体３の回転軸部材５５内に形成されているので、油供給路の構成が簡素化されている。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、遊星歯車機構１５の遊星キャリヤ２３が、油溜まり部１１３を形成しているので、構成を簡素化することができるともに、遊星キャリヤ２３の回転で発生する遠心力によって潤滑油１１１が重力の影響を受けなくなり、遊星歯車機構１５の歯車２１、２５、４５、４７を的確に潤滑することができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、遊星歯車機構１５の遊星キャリヤ２３に、油溜まり部１１３の潤滑油１１１を排出する潤滑油排出孔１２１が設けられているので、油溜まり部１１３おける潤滑油１１１の量を適正化することができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離（Ｄ１+ｄ／２）の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１から遊星歯車４９の自転中心Ｃ２までの距離Ｄ２の値と歯先円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯先円の半径Ｄ３の値との和の値よりも小さくなっているので、油溜まり部１１３における潤滑油１１１の下限量を適正化することができる。

また、ハイブリッド圧縮機１によれば、潤滑油排出孔１２１と遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ１との間の距離（Ｄ４+ｄ／２）の値が、遊星キャリヤ２３の回転中心Ｃ２から遊星歯車４９の自転中心Ｃ２までの距離Ｄ２の値と歯元円の直径の値が小さいほうの遊星歯車の歯元円の半径Ｄ５の値との和の値よりも大きくなっているので、油溜まり部１１３おける潤滑油１１１の上限量を適正化することができる。

１ ハイブリッド圧縮機
３ 圧縮機本体
１５ 遊星歯車機構
１７ モータ
１９ モータの回転子
２１ 第１の太陽歯車
２５ 第２の太陽歯車
２３ 遊星キャリヤ
４５ 第１の遊星歯車
４７ 第２の遊星歯車
４９ 第１・第２の遊星歯車

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機本体と、
   外歯歯車で構成された第１の太陽歯車と、外歯歯車で構成された第２の太陽歯車と、遊星キャリヤと、外歯歯車で構成された第１の遊星歯車と外歯歯車で構成され第２の遊星歯車とがお互いに一体化して構成された第１・第２の遊星歯車とを備えて構成されており、前記圧縮機本体が稼働するための回転力を、回転数を変えて前記圧縮機本体に与える遊星歯車機構と、
   を有し、前記第１の太陽歯車と前記第１の遊星歯車とが噛み合っており、前記第２の太陽歯車と前記第２の遊星歯車とが噛み合っていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
2. 請求項１に記載のハイブリッド圧縮機において、
   モータを備えており、
   前記モータの回転子が前記遊星キャリヤに設けられていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
3. 請求項２に記載のハイブリッド圧縮機において、
   前記第１の太陽歯車の歯数と前記第２の太陽歯車の歯数との差が、前記遊星キャリヤの腕の本数と等しくなっていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
4. 請求項２または請求項３に記載のハイブリッド圧縮機において、
   前記第２の太陽歯車が、前記圧縮機本体の圧縮機側回転部材に設けられており、
   前記第１の太陽歯車が、前記動力伝達部の駆動部側回転部材に設けられており、
   前記第１の太陽歯車の歯数が前記第２の太陽歯車の歯数よりも少なくなっていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド圧縮機において、
   前記太陽歯車の歯先円の直径が、前記遊星キャリヤの内径よりも小さくなっていることを特徴とするハイブリッド圧縮機。

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