Hybrid compressor

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車、電気自動車若しくはアイドルストップ車等に搭載される車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられ、少なくとも２つの駆動源によって駆動されるハイブリッドコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開平６−８７６７８号公報に開示されるハイブリッドコンプレッサは、圧縮部の回転軸にモータ部のモータシャフトを連結し、エンジンの動力が伝達されるプーリと前記回転軸又はモータシャフトとの間にプーリの回転を選択的に回転軸に伝達する電磁クラッチを設け、この電磁クラッチをオンすることによってエンジンからの動力によってモータ部のロータを回転させて圧縮部の回転軸を駆動すると共にバッテリを充電し、オフすることによってモータ部によって圧縮部の回転軸を駆動するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のハイブリッドコンプレッサにおいては、圧縮部を駆動する駆動軸にモータのモータシャフトを連結する構造であることから、駆動軸を介して回転される圧縮部と、駆動軸を回転させる駆動部との距離が大きくなることから駆動軸に、大きなねじれモーメントがかかるという不具合が生じる。 また、独立したモータ部と電磁クラッチ部とを一体に形成していることから、コンプレッサの駆動部分が大きくなるという不具合を有する。
【０００４】
したがって、この発明は、モータによる駆動軸の回転が圧縮部にできる限り近い部分で伝達されると共に、駆動部分の小型化を図ったハイブリッドコンプレッサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するために手段】
よって、この発明は、圧縮機構と、該圧縮機構を駆動する駆動軸と、走行用エンジンの駆動力が伝達されて回転するプーリと、該プーリと前記駆動軸とをオンオフ可能に連結する連結手段と、バッテリによって前記駆動軸を回転させるモータと、前記圧縮機構が収納されると共に前記プーリ及び前記駆動軸を回転自在の保持するブロックとを具備するハイブリッドコンプレッサにおいて、前記連結手段は、前記プーリに固着され該プーリと共に回転する第１の可動部と、前記駆動軸に固着される第２の可動部と、前記第１の可動部及び前記第２の可動部をオンオフ可能に連結する連結機構とによって構成され、前記モータは、前記第２の可動部から前記駆動軸の軸方向ブロック側に延出するロータと、前記ブロックから前記駆動軸の軸方向でロータ内部に延出する延出部と、該延出部に固着され、前記ロータと対峙する位置に配されるステータとによって構成されることにある。
【０００６】
したがって、この発明によれば、圧縮機構を駆動する駆動軸に固着される第２の可動部にモータを構成するロータを前記駆動部の軸方向ブロック側に延出して形成し、このロータと対峙する径方向内方のブロック延出部にモータを構成するステータを設けるので、通常第１の可動部と連結手段を介して連結される第２の可動部を、走行用エンジン又はモータによって同様に回転させることができるので、上記課題を達成できる。
【０００７】
また、この発明において、前記連結手段の連結機構は、前記第１の可動部に設けられた電磁吸着部と、前記第２の可動部としてのアーマチュアからなる電磁クラッチ機構であっても良い。 これによって、前記第２の可動部のアーマチュアに、該アーマチュアから駆動軸の軸方向ブロック側に延出するロータを形成するようにしたので、走行用エンジン及びモータの駆動力を第２の可動部に伝達できるので、上記課題を達成できるものである。
【０００８】
さらに、前記連結手段の連結機構は、前記第１の可動部及び第２の稼動部の一方に設けられた爪部と、前記第１の可動部及び前記第２の稼動部の他方に設けられ、前記第１の可動部の回転が前記第２の可動部の回転に勝る場合に前記爪部が噛合する噛合部からなるワンウェイ機構であっても良いものである。 尚、前記連結手段としては、ワンウェイクラッチ等の一方の回転数が他方の回転数よりも上回った場合にのみ、両者が結合状態となるような機構であれば良いものである。
【０００９】
これによって、走行用エンジンの回転力がモータによる回転力よりも勝る場合には、ワンウェイ機構によって第２の可動部が回転され、モータの回転力が勝る場合には、ワンウェイ機構によって第２の可動部が第１の可動部に対して空回りするので、第１の可動部が停止若しくは回転数が低くなった場合には、モータによって第２の可動部を回転可能なるものである。
【００１０】
また、上記ワンウェイ機構を有するハイブリッドコンプレッサにおいては、電磁クラッチによる励磁コイルが不用であることから、前記第１の可動部において、前記プーリが固着されるプーリ固着部は、前記ロータが設けられるロータ部よりも前記駆動軸の軸方向外方に延出して設けられ、該プーリ固着部の径は前記ロータ部の径よりも小さくするように形成できるので、プーリの径に自由度を持たせることが可能となる。
【００１１】
さらに、前記圧縮機構は、容量可変機構を具備するものであることが望ましい。 特に、ワンウェイ機構等の採用した場合には走行用エンジンが回転している場合には、コンプレッサは常に回転しているので、コンプレッサの吐出量を０％とすることが可能な容量可変機構であることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１３】
図１において示されるハイブリッドコンプレッサ１は、ロータリベーン型のコンプレッサであり、フロントブロック２と、リアブロック３の間に圧縮室５が画成されたシリンダブロック４が設けられているものである。 前記シリンダブロック４には、複数のベーン６が設けられたロータ７が挿着され、前記ロータ７の回転に伴って前記ベーンがシリンダブロック４の内周面の沿って回動し、前記圧縮室５の容積を変化させるようになっているものである。
【００１４】
前記ロータ７を回転させる駆動軸８は、前記フロントブロック２を貫通して、一端が外部に延出し、前記フロントブロック２内に配されて前記シリンダブロック４のフロント側を閉塞するフロントサイドブロック９及び前記リアブロック３内に配されて前記シリンダブロック４のリア側を閉塞するリアサイドブロック１０に、ベアリング１１，１２を介して回動自在に保持されているものである。
【００１５】
前記リアサイドブロック１０には、前記シリンダブロック４内に形成された圧縮室５の吸入口１３の位置を移動させて吐出容量を可変する容量可変機構１４が設けられる。 そして、前記リアブロック３の内部には吸入空間１５が形成され、また前記フロントブロック２の内部には吐出空間１６が形成される。 尚、図中、１７は、駆動軸８の周囲において前記吐出空間１６と外気との間をシールするシール機構である。
【００１６】
これによって、駆動軸８の回転によって、ロータ７が回転し、容量可変機構１４によって設定された吸入口１３を介して吸入空間１５から冷媒が吸引されて圧縮され、図示しない吐出口から吐出空間１６に吐出され、次なる行程に送出されるものである。
【００１７】
前記駆動軸８を回転させる駆動部２０は、図１及び図２に示すように、図示しない走行用エンジンとベルトを介して連結させるプーリ２１と、このプーリ２１に固着され、プーリ２１と共に回転する第１の可動部２２と、前記駆動軸８に固着され、連結手段によって前記第１の可動部２２と連結される第２の可動部４０と、該第２の可動部４０に設けられるモータ部５０とによって構成される。
【００１８】
前記第１の回動部２２は、前記フロントブロック２の軸方向に延出した第１の延出部２３にベアリング２４を介して回動自在に保持される。 また、第２の可動部４０は前記駆動軸８にボルト４１を介して固着されると共に、前記駆動軸８の軸方向フロントブロック２側に延出するロータ部４２を有し、このロータ部４２の内周面には交互に極性の異なる複数の永久磁石４３が配される。 また、このロータ部４２と、前記フロントブロック２から駆動軸８の軸方向に前記ロータ部４２の内部に延出する第２の延出部４４に固着されるステータ４５とによって前記モータ５０が構成される。 尚、前記ステータ４５には、励磁コイルが巻回され、前記ロータ部４２に対して回転磁界を発生するようになっている。
【００１９】
前記連結手段として、図１及び図２に示される実施の形態においては、電磁クラッチ３０が設けられる。 この電磁クラッチ３０は、第１の可動部２２に設けられ、電磁力を発生される励磁コイル３１が設けられた電磁吸着部３２と、前記第２の可動部４０に設けられ、前記電磁吸着部３２に吸着されるアーマチュア４６及びこのアーマチュア４６と前記第２の可動部４０を連結する連結部４６とによって構成される。
【００２０】
以上の構成により、走行用エンジンを駆動源とする場合には、前記電磁クラッチ３０をオンすることによって、第１の可動部２２と第２の可動部４０とを連結し、前記プーリ２１の回転を駆動軸８に伝えて駆動軸８を回転させるものである。 また、ハイブリッド車又はアイドルストップ車等のように、走行用エンジンが必要に応じて停止する場合には、電磁クラッチ３０をオフすると共にモータ５０の励磁コイル４２に通電し、前記モータ５０によって第２の可動部４０を回転させるものである。
【００２１】
これによって、電磁クラッチ３０をオンオフ制御するとともに、ステータ４５の励磁コイルへの通電を制御することによってことによって、適宜選択して適切な駆動源によってハイブリッドコンプレッサ１を駆動できると共に、前記駆動軸８は、常に駆動軸８の一端に固着された第２の可動部４０によって回転されるため、駆動軸８にかかるねじりモーメントを低くできるものである。
【００２２】
以下、本発明の他の実施の形態について説明するが、同一の箇所又は同一の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図３に示す第２の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサ１Ａは、プーリ２１と固定された第１の可動部２２と、駆動軸８と固着される第２の可動部４０とはベアリング６０を介して回動自在に接続されると共に、第１の可動部２２と第２の可動部４０との間にはワンウェイ機構３０Ａが配される。 このワンウェイ機構３０Ａは、第１及び第２の可動部２２，４０の一方の設けられる爪部と、第１及び第２の可動部２２，４０の他方に設けられ、前記第１の可動部２２の回転速度が前記第２の可動部４０の回転速度よりも速い場合に前記爪部が噛合する係止部とによって構成されるそれ自体公知のものである。
【００２４】
これによって、走行用エンジンを駆動源とする場合には、前記ステータ４５に巻回される励磁コイルへの通電を停止することによって、第１の可動部２２の回転速度が第２の可動部４０の回転速度に勝ることから、ワンウェイ機構３０Ａが噛合するので、駆動軸８は前記第２の可動部４０、前記第１の可動部２２及び前記プーリ２１を介して走行用エンジンによって駆動される。 また、走行用エンジンが停止し、前記励磁コイルへの通電が開始されると、第２の可動部４０の回転速度が前記第１の可動部２２の回転速度に勝ることから、ワンウェイ機構３０Ａは噛合しないため、駆動軸８は前記第２の可動部４０に設けられたモータ５０のロータ４２によって駆動されるので、上述した実施の形態と同様の効果を奏すると共に、電磁クラッチがないため小型、軽量化することができるものである。
【００２５】
また、図４に示す第３の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサ１Ｂは、前記第１の可動部２２が、前記第２の可動部４０とベアリング６０及びワンウェイ機構３０Ａを介して連結される大径部２２Ａと、前記プーリ２１が固着される小径部２２Ｂとによって構成されるもので、上述した第２の実施の形態と比べて、走行用エンジンと連結されるプーリ２１の径を自由に設計できるという利点を有する。
【００２６】
さらに、図５で示す第４の実施の形態にハイブリッドコンプレッサ１Ｃは、前記第２の可動部４０を、小径の前記駆動軸８と固着される固着部４０Ａと、大径の前記ロータ部４２とを有するように形成すると共に、前記小径の固着部４０Ａの外周にベアリング６０を介して第１の可動部２２を設け、この第１の可動部２２の外周に前記プーリ２１を固着するようにしたものである。 この実施の形態も、前述した第３の実施の形態と同様の効果を奏するものである。
【００２７】
また、上述したハイブリッドコンプレッサにおいて、連結機構としてワンウェイ機構、ワンウェイクラッチ等を用いた場合には、走行用エンジンが稼動している場合には、常に回転軸８が回転していることとなるため、コンプレッサの稼動停止に代わる０％容量を実行できる容量可変機構を使用する必要がある。
【００２８】
さらに、走行用エンジンによる駆動時には、ロータがステータに対して常時回転するようになることから、ステータの励磁コイルに生じる起電力をバッテリに蓄電するようにしても良いものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、走行用エンジンによって駆動される場合には、駆動軸に固着された第２の可動部が、第１の可動部と連結手段を介して接続されて回転し、また走行用エンジンが停止した場合には、モータのロータと一体に成形された第２の可動部が回転するので、同一の箇所にて駆動軸を回転できるので、駆動軸にかかるねじれモーメントを低減できる。
【００３０】
また、上述した構成により、部品点数を低減することができるので、コンプレッサを駆動する部分の小型化及び軽量化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサの概略断面図である。
【図２】本願発明の第１の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサの一部拡大断面図である。
【図３】本願発明の第２の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサの一部拡大断面図である。
【図４】本願発明の第３の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサの一部拡大断面図である。
【図５】本願発明の第４の実施の形態に係るハイブリッドコンプレッサの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ハイブリッドコンプレッサ２ フロントブロック３ リアブロック４ シリンダブロック８ 駆動軸２０ 駆動部２１ プーリ２２ 第１の可動部３０ 電磁クラッチ（連結機構）
３０Ａ ワンウェイ機構（連結機構）
４０ 第２の可動部４２ ロータ４３ 永久磁石４５ ステータ５０ モータ