JP3886883B2

JP3886883B2 - Hybrid compressor

Info

Publication number: JP3886883B2
Application number: JP2002311646A
Authority: JP
Inventors: 康鈴木; 慶一宇野; 弘知麻
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004144047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行状態に応じてエンジンが停止されるいわゆるアイドルストップ車両やハイブリッド車両に搭載される冷凍サイクル装置に適用して好適なハイブリッドコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、先に特願２００２−２８４１４２において、図８に示すようなハイブリッドコンプレッサ１００を提案している。このハイブリッドコンプレッサ１００は、プーリ１１０、モータ１２０、圧縮機１３０の各回転軸１１１、１２１、１３１を変速機構としての遊星歯車１５０の各ギヤ１５１、１５３およびキャリヤ１５２に接続したものとしており、エンジンの作動状態や冷凍サイクル装置の熱負荷状態に応じて、モータ１２０の回転数を調整しながら駆動することで圧縮機１３０の回転数をプーリ１１０の回転数に対して増減させ、必要冷媒吐出量が得られるようにしている。特に、最大冷媒吐出量が要求される際には、プーリ１１０の駆動力にモータ１２０の駆動力を上乗せした形で圧縮機１３０を作動させることができ、圧縮機の小型化を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遊星歯車１５０の各ギヤ１５１、１５３およびキャリヤ１５２と各回転軸１１１、１２１、１３１が接続される構造において、例えば、リングギヤ１５３と圧縮機回転軸１３１を一体部品として製作しており、生産性（コスト）および品質の面で問題を残していた。
【０００４】
即ち、リングギヤ１５３は内歯歯車であるにも関わらず、圧縮機回転軸１３１が接続されることから、有底の扁平筒状部材となり、通常のホブ切り盤での加工ができず、放電加工で対応していた。これにより、製作時間を多く要しコスト高となり、また歯車自体の精度も充分なものが得られなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、各駆動部間に変速機構が介在されるものにおいて、安価に且つ高精度にすることができるハイブリッドコンプレッサを提供することにある。
【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採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、外部駆動源の動力を受けて回転駆動するプーリ（１１０）と、外部電源の電力を受けて回転駆動するモータ（１２０）と、流体を吸入圧縮する圧縮機（１３０）と、自身に構成される複数の回転部材（１５１、１５２、１５３）およびプーリ（１１０）、モータ（１２０）、圧縮機（１３０）の各回転軸（１１１、１２１、１３１）が互いに接続されて、各回転軸（１１１、１２１、１３１）から他の回転軸（１１１、１２１、１３１）に対して回転数を可変して伝達可能とする変速機構（１５０）とを有し、モータ（１２０）駆動時の回転数が調整されてプーリ（１１０）の回転数に対して圧縮機（１３０）の回転数が増減されるハイブリッドコンプレッサにおいて、変速機構（１５０）は、遊星歯車（１５０）であり、回転部材（１５１、１５２、１５３）は、サンギヤ（１５１）、プラネタリーキャリヤ（１５２）、リングギヤ（１５３）であり、回転部材（１５１、１５２、１５３）および各回転軸（１１１、１２１、１３１）の接続は、リングギヤ（１５３）と圧縮機（１３０）の回転軸（１３１）との組み合わせ、およびサンギヤ（１５１）とモータ（１２０）の回転軸（１２１）との組み合わせとし、回転部材（１５１、１５２、１５３）および各回転軸（１１１、１２１、１３１）のうち、リングギヤ（１５３）は、扁平の筒状を成し、内周側には内歯を成すギヤ部（１５３ａ）と、このギヤ部（１５３ａ）と軸方向に隣接する圧入部（１５３ｂ）とが設けられ、圧縮機（１３０）の回転軸（１３１）は、端部において径方向に円板状に広がる継ぎ手部（１３１ａ）が設けられ、予め別体で形成されており、継ぎ手部（１３１ａ）の外周部が圧入部（１５３ｂ）に圧入された後に接合によって一体的に接続されており、回転部材（１５１、１５２、１５３）および各回転軸（１１１、１２１、１３１）のうち、モータ（１２０）の回転軸（１２１）に対応するロータ部（１２０ａ）は、有底の扁平筒部材として形成されて、中心部に嵌入穴（１２０ｃ）が設けられたロータ本体部（１２０ｂ）を備え、サンギヤ（１５１）は、ロータ本体部（１２０ｂ）内に収容されて、筒状を成し、外周側には外歯を成すギヤ部（１５１ａ）と、このギヤ部（１５１ａ）と軸方向に隣接する嵌入部（１５１ｂ）とが形成され、予め別体で形成されており、嵌入部（１５１ｂ）が嵌入穴（１２０ｃ）に圧入された後に接合によって一体的に接続されており、プーリ（１１０）の回転軸（１１１）は、サンギヤ（１５１）の中心を軸方向に貫通して、軸受け（１１４）を介してサンギヤ（１５１）を内側から支えていることを特徴としている。
【０００８】
これにより、各回転部材（１５１、１５２、１５３）および各回転軸（１１１、１２１、１３１）をまず単体状態でシンプルな形状のまま形成できるので、それらに最適な加工方法が選択でき、安価で精度の良いものにすることができる。
【００１１】
リングギヤ（１５３）と圧縮機（１３０）の回転軸（１３１）との組み合わせ、およびサンギヤ（１５１）とモータ（１２０）の回転軸（１２１）との組み合わせにおいては両者が接続された際に特に複雑な形状となるので、予め別体で形成して接合することにより、コストおよび品質面の効果が大きく得られる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、接合は、焼結ろう材接合あるいはレーザ溶接接合としたことを特徴としており、これにより、安価な設備で高強度の接合が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、各回転軸（１１１、１２１、１３１）に接合される回転部材（１５１、１５２、１５３）は、焼結部品として形成されたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、回転部材（１５１、１５２、１５３）として安価で高精度のものにすることができる。
【００１５】
尚、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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図７に示し、まず、具体的な構成について図１、図３〜図７を用いて説明する。ハイブリッドコンプレッサ１００は、走行状態に応じて車両エンジン（以下、エンジン）が停止されるいわゆるアイドルストップ車両やハイブリッド車両に搭載される冷凍サイクル装置に適用され、この冷凍サイクル内の冷媒（流体）を吸入して高温高圧に圧縮するものである。
【００１７】
ハイブリッドコンプレッサ１００は、主にプーリ１１０、電磁クラッチ１７０、モータ１２０、圧縮機１３０および遊星歯車１５０から成り、以下、その詳細について図１を用いて説明する。
【００１８】
プーリ１１０は、フロントハウジング１４１に固定されたプーリ軸受け１１２によって回転可能に支持され、エンジンの駆動力がベルト（図示せず）を介して伝達され回転駆動するようにしている。プーリ回転軸１１１は、プーリ１１０の中心部に設けられ、フロントハウジング１４１に固定された軸受け１１３によって回転可能に支持されている。
【００１９】
また、プーリ回転軸１１１の略中央部には、外周側がフロントハウジング１４１に固定された一方向クラッチ１８０が設けられている。一方向クラッチ１８０は、プーリ回転軸１１１のプーリ回転方向の回転駆動を許容し、その逆回転方向に対しては噛み合いにより回転駆動を阻止する。
【００２０】
電磁クラッチ１７０は、プーリ１１０から後述する圧縮機１３０に伝達される駆動力を断続するものであり、フロントハウジング１４１に固定されたコイル１７１とプーリ回転軸１１１に固定されたハブ１７２とから成る。周知のように電磁クラッチ１７０は、コイル１７１に通電されるとハブ１７２がプーリ１１０に吸着されプーリ１１０の駆動力をプーリ回転軸１１１に伝達する（クラッチＯＮ）。逆にコイル１７１への通電を遮断するとハブ１７２はプーリ１１０から離れ、プーリ１１０の駆動力は切断される（クラッチＯＦＦ）。
【００２１】
モータ１２０は、主にロータ部１２０ａおよびステ−タ部１２３から成り、中間ハウジング１４２内に収容されている。このモータ１２０は、ロータ部１２０ａの外周部にマグネット（永久磁石）１２２が設けられるいわゆるＳＰモ−タ（ＳｕｒｆａｃｅＰｅｒｍａｎｅｎｔ−ｍａｇｎｅｔＭｏｔｏｒ）としており、ロータ部１２０ａの内周側のスペースを活用して後述する遊星歯車１５０を収容している。尚、モータ回転軸１２１は、ロータ部１２０ａの中心部に一点鎖線で示される架空上のものとなっている。
【００２２】
ステ−タ部１２３にはコイル１２３ａが設けられており、このステータ部１２３は中間ハウジング１４２の内周面に圧入等により固定されている。そして、バッテリ（図示せず）からの電力がインバータ（図示せず）を介してコイル１２３ａに供給されることによりロータ部１２０ａは回転駆動される。
【００２３】
圧縮機１３０は、ここでは１回転当りの吐出容量が所定値として設定されている固定容量型圧縮機、更に具体的には周知のスクロール式圧縮機としており、モータ１２０の反プーリ側となるエンドハウジング１４３内に固定される固定スクロール１３４と、圧縮機回転軸１３１の偏心シャフト１３３によって公転する可動スクロール１３５とを有している。この固定スクロール１３４と可動スクロール１３５との噛み合わせによって、外周部に吸入室１３６が形成され、また中心側に圧縮室１３７が形成される。そして、エンドハウジング１４３の側壁に設けられた吸入口１３６ａから吸入室１３６に吸入された冷媒は、圧縮室１３７で圧縮され、吐出室１３８を経てエンドハウジング１４３の底壁に設けられた吐出口１３８ａから吐出するようにしている。
【００２４】
圧縮機回転軸１３１は、中間ハウジング１４２の反プーリ側で内側に突出する突出壁１４２ａに固定された軸受け１３２によって回転可能に支持されている。尚、圧縮機回転軸１３１にはプーリ回転軸１１１の一端側が嵌入され、圧縮機回転軸１３１およびプーリ回転軸１１１は、軸受け１１５によって互いに独立して回転可能としている。
【００２５】
そして、上記プーリ１１０、モータ１２０、圧縮機１３０の各回転軸１１１、１２１、１３１は、上述したようにロータ部１２０ａ内に設けられた変速機構としての遊星歯車１５０に接続される構成としている。
【００２６】
遊星歯車１５０は、周知のように、中心部に設けられたサンギヤ１５１と、サンギヤ１５１の外周で自転しつつ公転するピニオンギヤ１５２ａに連結されるプラネタリーキャリヤ１５２と、ピニオンギヤ１５２ａのさらに外周に設けられたリング状のリングギヤ１５３とから成る。尚、サンギヤ１５１、プラネタリーキャリヤ１５２、リングギヤ１５３は、本発明中における変速機構の回転部材に対応する。
【００２７】
ここでは、プーリ回転軸１１１はプラネタリーキャリヤ１５２に接続され、モータ回転軸１２１（実体としてはロータ部１２０ａ）はサンギヤ１５１に接続され、圧縮機回転軸１３１はリングギヤ１５３に接続されるようにしている。尚、サンギヤ１５１は、軸受け１１４によってプーリ回転軸１１１に対して独立して回転可能に支持されている。
【００２８】
このハイブリッドコンプレッサ１００においては、遊星歯車１５０の各ギヤ１５１、１５３およびキャリヤ１５２に各回転軸１１１、１２１、１３１が接続されることによって、図２の共線図に示すように、冷凍サイクル装置の熱負荷やエンジンの作動状態に応じて、モータ１２０作動時のモータ回転数が調整され、プーリ回転数に対する圧縮機回転数が増減されるようにしている。
【００２９】
即ち、最も圧縮機能力が必要とされるクールダウン時においては、電磁クラッチ１７０はＯＮされ、プーリ１１０の駆動力はプーリ回転軸１１１から遊星歯車１５０を介して圧縮機回転軸１３１に伝達され、圧縮機１３０が作動される（一方向クラッチ１８０は空転する）。この時、図２中（ア）に示すように、モータ１２０（ロータ部１２０ａ）はプーリ１１０の回転方向とは逆回転方向に駆動され、圧縮機回転数がプーリ回転数よりも高回転側となり、冷媒吐出量が増加される。尚、モータ回転数を上げるように作動させてやると、圧縮機回転数は上昇する。
【００３０】
クールダウンの後の通常冷房時においては、電磁クラッチ１７０はＯＮの状態とされ、主にプーリ１１０の駆動力でモータ１２０および圧縮機１３０が作動される（一方向クラッチ１８０は空転する）。この時、モータ１２０と圧縮機１３０とでは、遊星歯車１５０のサンギヤ１５１がモータ１２０に、リングギヤ１５３が圧縮機１３０に接続されているため、両ギヤ１５１、１５３の歯数により圧縮機１３０の方が作動トルクが大きくなる。このため、図２中（イ）に示すように、プーリ回転数に対して、圧縮機１３０は低回転側となり冷媒吐出量が減少される。一方、モータ１２０は、プーリ回転数に対して高回転側で発電機として作動されることになり、バッテリへの充電を可能とする。尚、モータ回転数を下げるように作動させてやると、圧縮機回転数は上昇する。
【００３１】
更に、エンジンが停止された場合は、電磁クラッチ１７０がＯＦＦされ、モータ１２０の駆動力によって圧縮機１３０が作動される。この時は、図２中（ウ）に示すように、モータ１２０が逆回転方向に駆動されることで、プーリ回転軸１１１が同様に逆回転方向に作動しようとし、一方向クラッチ１８０によってロックされ、モータ１２０の駆動力は圧縮機１３０に伝達される。ここではモータ回転数を増減することで圧縮機回転数は増減する。
【００３２】
尚、エンジンが作動中であっても、電磁クラッチ１７０をＯＦＦすることで、上記エンジン停止時と同様にモータ１２０を逆回転方向に駆動させることによって、圧縮機１３０を作動させることができる。
【００３３】
本発明においては、上記機能を果たす遊星歯車１５０の各ギヤ１５１、１５３とこれに対応するモータ回転軸１２１（ロータ部１２０ａ）、圧縮機回転軸１３１との接続構造に特徴を持たせており、以下その詳細について図３〜図７を用いて説明する。
【００３４】
まず、リングギヤ１５３と圧縮機回転軸１３１との組み合わせにおいて、図３（ａ）に示すように、リングギヤ１５３は扁平の筒状を成し、内周側には内歯を成すギヤ部１５３ａと一段内径が大きく取られた圧入部１５３ｂとが形成されている。このリングギヤ１５３は、金属粉を金型でプレスして固めた後に金属の溶融温度以下の温度で焼結して形成される周知の焼結部品としている。
【００３５】
また、図３（ｂ）に示すように、圧縮機回転軸１３１は、端部において径方向に円板状に広がる継ぎ手部１３１ａが設けられており、切削加工により一体で形成されている。
【００３６】
そして、このように予め別々に形成されたリングギヤ１５３と圧縮機回転軸１３１とを図４に示すように接合している。即ち、圧縮機回転軸１３１の継ぎ手部１３１ａの外周部をリングギヤ１５３の圧入部１５３ｂに圧入した後、両者の間をレーザ溶接あるいは焼結ろう材を用いたろう付けにより接合している。
【００３７】
尚、焼結ろう材を用いたろう付けを行う際には、図５に示すように、継ぎ手部１３１ａの外周面の反リングギヤ側に段部１３１ｂを設け、継ぎ手部１３１ａと圧入部１５３ｂとの間に隙間部１３１ｃを設けて、焼結ろう材の回りこみを良好にすることができる。
【００３８】
次に、サンギヤ１５１とロータ部１２０ａとの組み合わせにおいて、図６（ａ）に示すように、ロータ部１２０ａの本体を成すロータ本体部１２０ｂは、中心部に嵌入穴１２０ｃが設けられた有底の扁平筒部材として、切削加工（あるいは焼結部品としても良い）により形成されている。
【００３９】
また、図６（ｂ）に示すように、サンギヤ１５１は筒状を成し、外周側には外歯を成すギヤ部１５１ａと一段外径が小さく取られた嵌入部１５１ｂとが形成されている。このサンギヤ１５１は、上記リングギヤ１５３と同様に焼結部品としている。
【００４０】
そして、上記と同様に予め別々に形成されたロータ本体部１２０ｂとサンギヤ１５１とを図７に示すように接合している。即ち、サンギヤ１５１の嵌入部１５１ｂをロータ本体部１２０ｂの嵌入穴１２０ｃに圧入した後、両者の間をレーザ溶接あるいは焼結ろう材を用いたろう付けにより接合している。
【００４１】
これにより、各ギヤ１５１、１５３およびロータ本体部１２０ｂ、圧縮機回転軸１３１をまず単体状態でシンプルな形状のまま形成できるので、それらに最適な加工方法が選択でき、安価で精度の良いものにすることができる。特に、サンギヤ１５１、リングギヤ１５３の単体状態において、これらを焼結部品として形成しているので、更に安価で高精度のものにすることができる。
【００４２】
尚、ギヤ部１５１ａ、１５３ａの精度向上により、摩擦ロスを低減できるので、ハイブリッドコンプレッサ１００として作動時の振動騒音を低減でき、また作動効率を向上させることができる。
【００４３】
また、ここではギヤ側と回転軸側の接合は、リングギヤ１５３と圧縮機回転軸１３１との組み合わせ、およびサンギヤ１５１とロータ本体部１２０ｂとの組み合わせとしており、この場合両者が接続された際に特に複雑な形状となるので、予め別体で形成して接合することにより、コストおよび品質面の効果が大きく得られる。
【００４４】
また、接合にあたっては焼結ろう材接合あるいはレーザ溶接接合を採用しているので、安価な設備で高強度の接合が可能となる。
【００４６】
（その他の実施形態）
遊星歯車１５０の各ギヤ、キャリヤ１５１、１５２、１５３とプーリ１１０、モータ１２０、圧縮機１３０の各回転軸１１１、１２１、１３１との接続は、上記第１実施形態に限定されること無く、他の組み合わせとしても良い。
【００４７】
また、ギヤ側と回転軸側の接合に焼結ろう材接合、レーザ溶接接合を用いたが、これに限らず一般的なろう付け、はんだ付け、アーク溶接、高周波溶接等、他の方法を用いるようにしても良い。
【００４８】
更に、各ギヤ１５１、１５３は焼結部品に限らず、鍛造、転造、切削等で形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるハイブリッドコンプレッサを示す断面図である。
【図２】ハイブリッドコンプレッサの作動を示す共線図である。
【図３】（ａ）はリングギヤ、（ｂ）は圧縮機回転軸を示す断面図である。
【図４】リングギヤと圧縮機回転軸とが接合された状態を示す断面図である。
【図５】リングギヤと圧縮機回転軸との接合部における変形例を示す断面図である。
【図６】（ａ）はロータ本体部、（ｂ）はサンギヤを示す断面図である。
【図７】ロータ本体部とサンギヤとが接合された状態を示す断面図である。
【図８】先願技術のハイブリッドコンプレッサを示す断面図である。
【符号の説明】
１００ハイブリッドコンプレッサ
１１０プーリ
１１１プーリ回転軸
１２０モータ
１２１モータ回転軸
１３０圧縮機
１３１圧縮機回転軸
１５０遊星歯車（変速機構）
１５１サンギヤ（回転部材）
１５２プラネタリーキャリヤ（回転部材）
１５３リングギヤ（回転部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid compressor suitable for application to a so-called idle stop vehicle in which an engine is stopped according to a traveling state or a refrigeration cycle apparatus mounted on a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
The present inventor has previously proposed a hybrid compressor 100 as shown in FIG. 8 in Japanese Patent Application No. 2002-284142. In the hybrid compressor 100, the rotation shafts 111, 121, and 131 of the pulley 110, the motor 120, and the compressor 130 are connected to the gears 151 and 153 of the planetary gear 150 as a speed change mechanism and the carrier 152. Depending on the operating state and the heat load state of the refrigeration cycle device, the rotational speed of the motor 120 is adjusted while driving to increase or decrease the rotational speed of the compressor 130 relative to the rotational speed of the pulley 110, and the required refrigerant discharge amount I try to get it. In particular, when the maximum refrigerant discharge amount is required, the compressor 130 can be operated in a manner in which the driving force of the motor 120 is added to the driving force of the pulley 110, thereby realizing a reduction in size of the compressor. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure in which the gears 151 and 153 of the planetary gear 150 and the carrier 152 and the rotary shafts 111, 121, and 131 are connected, for example, the ring gear 153 and the compressor rotary shaft 131 are manufactured as an integral part. It left problems in terms of sex (cost) and quality.
[0004]
That is, although the ring gear 153 is an internal gear, since the compressor rotating shaft 131 is connected to the ring gear 153, it becomes a bottomed flat cylindrical member, which cannot be machined by a normal hobbing machine, and is an electric discharge machine. It corresponded with. As a result, a lot of manufacturing time is required and the cost is high, and the gear itself is not sufficiently accurate.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a hybrid compressor that can be made inexpensively and highly accurate when a speed change mechanism is interposed between the drive units.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0007]
In the first aspect of the present invention, a pulley (110) that rotates by receiving power from an external drive source, a motor (120) that rotates by receiving power from an external power source, and a compressor (intake and compressing fluid) ( 130) and a plurality of rotating members (151, 152, 153) and pulleys (110), a motor (120), and a compressor (130) of the rotating members (111, 121, 131) connected to each other. And a transmission mechanism (150) that can transmit the rotational speed from each rotational shaft (111, 121, 131) to the other rotational shafts (111, 121, 131) by changing the number of rotations. 120) in the hybrid compressor rotational speed is increased or decreased in the compressor (130) relative to the rotational speed of the rotational speed during driving is adjusted pulley (110), the speed change mechanism (150), planet gears (150 The rotating members (151, 152, 153) are a sun gear (151), a planetary carrier (152), and a ring gear (153), and the rotating members (151, 152, 153) and the rotating shafts (111, 121). 131) is a combination of the ring gear (153) and the rotating shaft (131) of the compressor (130), and a combination of the sun gear (151) and the rotating shaft (121) of the motor (120). (151, 152, 153) and the rotary shafts (111, 121, 131), the ring gear (153) has a flat cylindrical shape, and a gear portion (153a) forming internal teeth on the inner peripheral side. The gear portion (153a) and an axially adjacent press-fit portion (153b) are provided, and the rotary shaft (131) of the compressor (130) is formed in a disk shape in the radial direction at the end portion. Joint portion (131a) is provided to spread, which is formed separately in advance, are integrally connected by bonding after the outer periphery of the joint portion (131a) is pressed into the press section (153b), the rotary member Of (151, 152, 153) and each rotation shaft (111, 121 , 131), the rotor portion (120a) corresponding to the rotation shaft (121) of the motor (120) is formed as a bottomed flat cylindrical member. The rotor main body (120b) is provided with a fitting hole (120c) in the center, and the sun gear (151) is accommodated in the rotor main body (120b) to form a cylindrical shape on the outer peripheral side. Is formed with a gear portion (151a) forming external teeth and a fitting portion (151b) adjacent to the gear portion (151a) in the axial direction, and is formed separately in advance, and the fitting portion (151b) is fitted. Hole (120 c) After being press-fitted into the joint, they are integrally connected by joining, and the rotating shaft (111) of the pulley (110) passes through the center of the sun gear (151) in the axial direction and passes through the bearing (114). The sun gear (151) is supported from the inside .
[0008]
As a result, each rotating member (151, 152, 153) and each rotating shaft (111, 121, 131) can be formed in a simple state in a simple state, so that an optimum processing method can be selected for them and is inexpensive. The accuracy can be improved.
[0011]
The combination of the ring gear (153) and the rotating shaft (131) of the compressor (130) and the combination of the sun gear (151) and the rotating shaft (121) of the motor (120) are particularly complicated when they are connected. Therefore, it is possible to obtain a large cost and quality effect by forming separately and joining in advance.
[0012]
The invention according to claim 2 is characterized in that the joining is a sintered brazing material joining or a laser welding joining, and this enables a high-strength joining with an inexpensive facility.
[0013]
The invention according to claim 3 is characterized in that the rotating member (151, 152, 153) joined to each rotating shaft (111, 121, 131) is formed as a sintered part.
[0014]
As a result, the rotating member (151, 152, 153) can be made inexpensive and highly accurate.
[0015]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 to FIG. 7, and first a specific configuration will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 3 to FIG. 7. The hybrid compressor 100 is applied to a so-called idle stop vehicle in which a vehicle engine (hereinafter referred to as an engine) is stopped according to a traveling state and a refrigeration cycle apparatus mounted on a hybrid vehicle, and sucks refrigerant (fluid) in the refrigeration cycle. Then, it is compressed to high temperature and high pressure.
[0017]
The hybrid compressor 100 mainly includes a pulley 110, an electromagnetic clutch 170, a motor 120, a compressor 130, and a planetary gear 150, and the details thereof will be described below with reference to FIG.
[0018]
The pulley 110 is rotatably supported by a pulley bearing 112 fixed to the front housing 141 so that the driving force of the engine is transmitted via a belt (not shown) and is driven to rotate. The pulley rotation shaft 111 is provided at the center of the pulley 110 and is rotatably supported by a bearing 113 fixed to the front housing 141.
[0019]
A one-way clutch 180 whose outer peripheral side is fixed to the front housing 141 is provided at a substantially central portion of the pulley rotation shaft 111. The one-way clutch 180 allows the pulley rotation shaft 111 to rotate in the pulley rotation direction, and prevents the rotation drive by meshing with the reverse rotation direction.
[0020]
The electromagnetic clutch 170 intermittently drives driving force transmitted from the pulley 110 to the compressor 130 described later, and includes a coil 171 fixed to the front housing 141 and a hub 172 fixed to the pulley rotating shaft 111. As is well known, when the coil 171 is energized, the electromagnetic clutch 170 attracts the hub 172 to the pulley 110 and transmits the driving force of the pulley 110 to the pulley rotating shaft 111 (clutch ON). On the contrary, when the power supply to the coil 171 is cut off, the hub 172 is separated from the pulley 110, and the driving force of the pulley 110 is disconnected (clutch OFF).
[0021]
The motor 120 mainly includes a rotor portion 120 a and a stator portion 123 and is accommodated in the intermediate housing 142. This motor 120 is a so-called SP motor (Surface Permanent-Magnet Motor) in which a magnet (permanent magnet) 122 is provided on the outer peripheral portion of the rotor portion 120a, and will be described later using the space on the inner peripheral side of the rotor portion 120a. The planetary gear 150 is accommodated. The motor rotating shaft 121 is an aerial one indicated by a one-dot chain line at the center of the rotor portion 120a.
[0022]
The stator portion 123 is provided with a coil 123a, and the stator portion 123 is fixed to the inner peripheral surface of the intermediate housing 142 by press fitting or the like. Then, electric power from a battery (not shown) is supplied to the coil 123a via an inverter (not shown), so that the rotor unit 120a is driven to rotate.
[0023]
Here, the compressor 130 is a fixed capacity compressor in which the discharge capacity per rotation is set as a predetermined value, more specifically, a known scroll compressor, and is an end on the side opposite to the pulley of the motor 120. A fixed scroll 134 fixed in the housing 143 and a movable scroll 135 revolving by an eccentric shaft 133 of the compressor rotating shaft 131 are provided. By meshing the fixed scroll 134 and the movable scroll 135, a suction chamber 136 is formed on the outer peripheral portion, and a compression chamber 137 is formed on the center side. Then, the refrigerant sucked into the suction chamber 136 from the suction port 136 a provided in the side wall of the end housing 143 is compressed in the compression chamber 137, passes through the discharge chamber 138, and is discharged from the discharge port 138 a provided in the bottom wall of the end housing 143. It is trying to discharge from.
[0024]
The compressor rotating shaft 131 is rotatably supported by a bearing 132 fixed to a protruding wall 142a that protrudes inward on the side opposite to the pulley of the intermediate housing 142. Note that one end side of the pulley rotation shaft 111 is fitted into the compressor rotation shaft 131, and the compressor rotation shaft 131 and the pulley rotation shaft 111 are rotatable independently of each other by a bearing 115.
[0025]
The rotation shafts 111, 121, 131 of the pulley 110, the motor 120, and the compressor 130 are connected to the planetary gear 150 as a speed change mechanism provided in the rotor portion 120a as described above.
[0026]
As is well known, the planetary gear 150 is provided at the outer periphery of the sun gear 151 provided at the center, the planetary carrier 152 connected to the pinion gear 152a that revolves while rotating on the outer periphery of the sun gear 151, and the pinion gear 152a. Ring-shaped ring gear 153. The sun gear 151, the planetary carrier 152, and the ring gear 153 correspond to the rotating members of the speed change mechanism in the present invention.
[0027]
Here, the pulley rotation shaft 111 is connected to the planetary carrier 152, the motor rotation shaft 121 (in reality, the rotor portion 120 a) is connected to the sun gear 151, and the compressor rotation shaft 131 is connected to the ring gear 153. Yes. The sun gear 151 is supported by a bearing 114 so as to be rotatable independently of the pulley rotation shaft 111.
[0028]
In this hybrid compressor 100, the rotation shafts 111, 121, 131 are connected to the gears 151, 153 of the planetary gear 150 and the carrier 152, so that the refrigeration cycle apparatus of FIG. According to the heat load and the operating state of the engine, the motor speed when the motor 120 is operated is adjusted so that the compressor speed relative to the pulley speed is increased or decreased.
[0029]
That is, at the cool-down time when the compression function force is most required, the electromagnetic clutch 170 is turned on, and the driving force of the pulley 110 is transmitted from the pulley rotation shaft 111 to the compressor rotation shaft 131 via the planetary gear 150. The compressor 130 is operated (the one-way clutch 180 is idling). At this time, as shown in FIG. 2A, the motor 120 (rotor portion 120a) is driven in the direction opposite to the rotation direction of the pulley 110, and the compressor speed is higher than the pulley speed. The refrigerant discharge amount is increased. In addition, if it operates so that a motor rotation speed may be raised, a compressor rotation speed will raise.
[0030]
During normal cooling after cool-down, the electromagnetic clutch 170 is turned on, and the motor 120 and the compressor 130 are operated mainly by the driving force of the pulley 110 (the one-way clutch 180 is idling). At this time, in the motor 120 and the compressor 130, the sun gear 151 of the planetary gear 150 is connected to the motor 120, and the ring gear 153 is connected to the compressor 130. Therefore, the compressor 130 depends on the number of teeth of both the gears 151 and 153. However, the operating torque increases. For this reason, as shown in FIG. 2A, the compressor 130 becomes the low rotation side with respect to the pulley rotation speed, and the refrigerant discharge amount is reduced. On the other hand, the motor 120 is operated as a generator on the high rotation side with respect to the pulley rotation speed, and can charge the battery. In addition, if it operates so that a motor rotation speed may be lowered | hung, a compressor rotation speed will raise.
[0031]
Further, when the engine is stopped, the electromagnetic clutch 170 is turned off, and the compressor 130 is operated by the driving force of the motor 120. At this time, as shown in FIG. 2C, when the motor 120 is driven in the reverse rotation direction, the pulley rotation shaft 111 similarly tries to operate in the reverse rotation direction and is locked by the one-way clutch 180. The driving force of the motor 120 is transmitted to the compressor 130. Here, the compressor rotational speed is increased or decreased by increasing or decreasing the motor rotational speed.
[0032]
Even when the engine is in operation, the compressor 130 can be operated by driving the motor 120 in the reverse rotation direction by turning off the electromagnetic clutch 170 in the same manner as when the engine is stopped.
[0033]
In the present invention, the gears 151 and 153 of the planetary gear 150 that fulfills the above functions are characterized by a connection structure between the motor rotation shaft 121 (rotor portion 120a) and the compressor rotation shaft 131 corresponding thereto, The details will be described below with reference to FIGS.
[0034]
First, in the combination of the ring gear 153 and the compressor rotating shaft 131, as shown in FIG. 3A, the ring gear 153 has a flat cylindrical shape, and the gear portion 153a that forms internal teeth on the inner peripheral side is one step. A press-fit portion 153b having a large inner diameter is formed. The ring gear 153 is a well-known sintered part formed by pressing metal powder with a mold and hardening it, and then sintering at a temperature lower than the melting temperature of the metal.
[0035]
Further, as shown in FIG. 3B, the compressor rotating shaft 131 is provided with a joint portion 131a extending in a disk shape in the radial direction at the end portion, and is integrally formed by cutting.
[0036]
And the ring gear 153 and the compressor rotating shaft 131 which were separately formed in this way are joined as shown in FIG. That is, after the outer peripheral portion of the joint portion 131a of the compressor rotating shaft 131 is press-fitted into the press-fit portion 153b of the ring gear 153, the two are joined by laser welding or brazing using a sintered brazing material.
[0037]
When brazing using a sintered brazing material, as shown in FIG. 5, a step portion 131b is provided on the side opposite to the ring gear on the outer peripheral surface of the joint portion 131a, and the gap between the joint portion 131a and the press-fit portion 153b is provided. The gap portion 131c can be provided in the sinter so that the sinter of the sintered brazing material can be improved.
[0038]
Next, in the combination of the sun gear 151 and the rotor portion 120a, as shown in FIG. 6 (a), the rotor main body portion 120b that forms the main body of the rotor portion 120a has a bottomed structure in which a fitting hole 120c is provided in the center portion. The flat cylindrical member is formed by cutting (or may be a sintered part).
[0039]
As shown in FIG. 6B, the sun gear 151 has a cylindrical shape, and a gear portion 151a forming external teeth and a fitting portion 151b having a small outer diameter are formed on the outer peripheral side. . The sun gear 151 is a sintered part similar to the ring gear 153.
[0040]
And the rotor main-body part 120b and the sun gear 151 which were separately formed similarly like the above are joined as shown in FIG. That is, after the fitting portion 151b of the sun gear 151 is press-fitted into the fitting hole 120c of the rotor body 120b, the two are joined by laser welding or brazing using a sintered brazing material.
[0041]
As a result, the gears 151 and 153, the rotor main body 120b, and the compressor rotating shaft 131 can be formed in a simple state with a simple shape, so that an optimum processing method can be selected for them, and it is inexpensive and accurate. can do. In particular, in the single state of the sun gear 151 and the ring gear 153, these are formed as sintered parts, so that they can be made more inexpensive and highly accurate.
[0042]
In addition, since the friction loss can be reduced by improving the accuracy of the gear portions 151a and 153a, vibration noise during operation as the hybrid compressor 100 can be reduced, and the operating efficiency can be improved.
[0043]
Here, the gear side and the rotary shaft side are joined by a combination of the ring gear 153 and the compressor rotary shaft 131, and a combination of the sun gear 151 and the rotor main body 120b. Since it becomes a complicated shape, the effect of cost and quality can be greatly obtained by previously forming and joining separately.
[0044]
In addition, since sintered brazing material bonding or laser welding bonding is employed for bonding, high-strength bonding is possible with inexpensive equipment.
[0046]
(Other embodiments)
Connections between the gears of the planetary gear 150 and the carriers 151, 152, and 153 and the rotation shafts 111, 121, and 131 of the pulley 110, the motor 120, and the compressor 130 are not limited to the above-described first embodiment. It is good also as a combination.
[0047]
In addition, although sintered brazing material joining and laser welding joining were used for joining the gear side and the rotating shaft side, other methods such as general brazing, soldering, arc welding, and high-frequency welding are used without being limited thereto. You may do it.
[0048]
Furthermore, the gears 151 and 153 are not limited to sintered parts, and may be formed by forging, rolling, cutting, or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a hybrid compressor in a first embodiment.
FIG. 2 is a collinear diagram showing the operation of the hybrid compressor.
3A is a sectional view showing a ring gear, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a compressor rotation shaft.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a ring gear and a compressor rotation shaft are joined.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the joint portion between the ring gear and the compressor rotation shaft.
6A is a cross-sectional view showing a rotor main body, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing a sun gear.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a rotor body and a sun gear are joined.
FIG. 8 is a sectional view showing a hybrid compressor of the prior application technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Hybrid compressor 110 Pulley 111 Pulley rotating shaft 120 Motor 121 Motor rotating shaft 130 Compressor 131 Compressor rotating shaft 150 Planetary gear (transmission mechanism)
151 Sun gear (rotating member)
152 Planetary carrier (Rotating member)
153 Ring gear (rotating member)

Claims

A pulley (110) that rotates by receiving power from an external drive source;
A motor (120) that rotates by receiving power from an external power source;
A compressor (130) for sucking and compressing fluid;
A plurality of rotating members (151, 152, 153) constituted by itself and the respective rotating shafts (111, 121, 131) of the pulley (110), the motor (120), and the compressor (130) are connected to each other. A transmission mechanism (150) that can transmit the rotational speed from each rotational shaft (111, 121, 131) to the other rotational shafts (111, 121, 131) by changing the number of rotations,
In the hybrid compressor, the number of rotations of the compressor (130) is increased or decreased with respect to the number of rotations of the pulley (110) by adjusting the number of rotations when the motor (120) is driven.
The speed change mechanism (150) is a planetary gear (150),
The rotating members (151, 152, 153) are a sun gear (151), a planetary carrier (152), and a ring gear (153),
The rotating member (151, 152, 153) and the rotating shafts (111, 121, 131) are connected by a combination of the ring gear (153) and the rotating shaft (131) of the compressor (130), and A combination of the sun gear (151) and the rotating shaft (121) of the motor (120),
Of the rotating member (151, 152, 153) and the rotating shafts (111, 121, 131), the ring gear (153) has a flat cylindrical shape and has an inner tooth on the inner peripheral side. A portion (153a) and a press-fitting portion (153b) axially adjacent to the gear portion (153a),
The rotary shaft (131) of the compressor (130) is provided with a joint portion (131a) that extends in a disk shape in the radial direction at the end, and is formed separately in advance.
The outer peripheral portion of the joint portion (131a) is integrally connected by bonding after being press-fitted into the press-fit portion (153b) ,
Of the rotating member (151, 152, 153) and the rotating shafts (111, 121 , 131), the rotor portion (120a) corresponding to the rotating shaft (121) of the motor (120) has a flat bottomed shape. A rotor body (120b) formed as a cylindrical member and provided with a fitting hole (120c) in the center,
The sun gear (151) is housed in the rotor main body (120b), has a cylindrical shape, and has a gear portion (151a) having external teeth on the outer peripheral side, and the gear portion (151a) and an axial direction thereof. And a fitting portion (151b) that is adjacent to is formed in advance as a separate body,
The fitting portion (151b) is integrally connected by bonding after being press-fitted into the fitting hole (120c) ,
The rotating shaft (111) of the pulley (110) penetrates the center of the sun gear (151) in the axial direction, and supports the sun gear (151) from the inside via a bearing (114). A hybrid compressor.

The hybrid compressor according to claim 1 , wherein the joining is a sintered brazing material joining or a laser welding joining.

The hybrid according to claim 1 or 2 , wherein the rotating members (151, 152, 153) joined to the rotating shafts (111, 121, 131) are formed as sintered parts. compressor.