JP3900600B2

JP3900600B2 - Combined compression device

Info

Publication number: JP3900600B2
Application number: JP19292197A
Authority: JP
Inventors: 猛酒井; 雅文中島; 剛史脇阪; 宏木下; 三起夫松田; 博史小川
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JPH1137046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよび電動モータ等のように、複数個の異種駆動源により駆動される複合型圧縮装置（ハイブリット型圧縮装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複合型圧縮装置として、例えば実開平６−８７６７８号公報に記載の発明では、エンジン停止時には電磁クラッチを切って（ＯＦＦとして）電動モータで圧縮機構を駆動し、エンジン稼働時には電磁クラッチを繋いで（ＯＮとして）圧縮機構を駆動している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載の複合型圧縮装置では、圧縮機構を構成する斜板と、電動モータのモータシャフトとが連結されているので、電動モータのロータは、電動モータが稼働しているときは勿論、エンジンにより圧縮機構を駆動する場合も回転してしまう。
【０００４】
このため、斜板およびロータ等を含めた回転系の慣性モーメントが大きいので、電磁クラッチを繋いだ時の起動トルクによるショックが大きく、電磁クラッチやシャフト等の駆動系の損傷を招くおそれがある。
また、上記公報に記載の複合型圧縮装置を車両用空調装置に用いた場合には、電磁クラッチを繋いだ時のショックが乗員に伝わり、乗員に対して不快感を与えてしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、クラッチ機構を繋いだ時のショックを低減することを目的とする。
【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用いる。請求項１に記載の発明では、ハウジング（１０１、２０１）と、ハウジング（１０１、２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、ハウジング（１０１、２０１）内に回転可能に配設され、可動部（２０２）を駆動するシャフト（１０２ｂ）と、ハウジング（１０１、２０１）内に固定されたステータ（１０３）、およびステータ（１０３）内で回転するロータ（１０２）を有して構成され、シャフト（１０２ｂ）を回転駆動する電動モータ部（１００）と、ハウジング（１０１、２０１）内に配設されて、外部駆動源からの回転力を断続可能にシャフト（１０２ｂ）に伝達するクラッチ機構（３０４）と、ロータ（１０２）からシャフト（１０２ｂ）に伝達される回転力の伝達経路に配設され、一方向の回転力のみを伝達するワンウェイクラッチ（１１０）とを備え、クラッチ機構（３０４）は、シャフト（１０２ｂ）と一体的に回転する第１クラッチ板（３０４ｂ）、外部駆動源と連動して回転する第２クラッチ板（３０４ａ）、両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）を押圧して両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）間に摩擦力を発生させる押圧ピストン（３０４ｃ）、押圧ピストン（３０４ｃ）の押圧力を制御する制御室（３０４ｄ）、圧縮機構（２００）から吐出される流体の圧力を制御室（３０４ｄ）に導く圧力導入通路（３０４ｅ）、および、圧力導入通路（３０４ｅ）を開閉する弁手段（３０４ｆ）を有して構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ロータ（１０２）の回転力をシャフト（１０２ｂ）に伝達する向きにワンウェイクラッチ（１１０）を配設すれば、クラッチ機構（３０４）を繋いだ時に、シャフト（１０２ｂ）からロータ（１０２）に向けて回転力が伝達されないので、外部駆動源側から見た回転系の慣性モーメントが小さくなる。
したがって、クラッチ機構（３０４）が繋がった時のショックを小さくすることができるので、クラッチ機構（３０４）や両シャフト（１０２ｂ、３０１）等の駆動系の損傷を防止することができるとともに、乗員に与える不快感を緩和することができる。
【０００８】
因みに、本明細書で言う「シャフト」とは、回転力を伝達するものを意味しており、円柱状または円筒状のものに限定されるものではない。さらに、両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）を押圧する押圧力を圧縮機構（２００）から吐出される流体の圧力から得ている。
【０００９】
これにより、電磁クラッチに比べて穏やかにクラッチ機構（３０４）を繋ぐことができるので、クラッチ機構（３０４）が繋がった時のショックをより一層小さくすることができる。請求項２に記載の発明では、クラッチ機構（３０４）をロータ（１０２）内に配設したことを特徴とする。
【００１０】
これにより、クラッチ機構（３０４）をロータ（１０２）外に配設したものに比べて、複合型圧縮装置の寸法のうちロータシャフト（１０２ｂ）方向の寸法を小さくすることができる。なお、本明細書において、「クラッチ機構（３０４）をロータ（１０２）内に配設した」とは、クラッチ機構（３０４）全体をロータ（１０２）内に配設した場合は勿論、クラッチ機構（３０４）の一部をロータ（１０２）内に配設した場合をも含む意味である。
また、請求項３に記載の発明では、ハウジング（１０１、２０１）と、ハウジング（１０１、２０１）に対して固定した固定部（２０３）、および固定部（２０３）に対して可動する可動部（２０２）を有して構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（２００）と、ハウジング（１０１、２０１）内に回転可能に配設され、可動部（２０２）を駆動するシャフト（１０２ｂ）と、ハウジング（１０１、２０１）内に固定されたステータ（１０３）、およびステータ（１０３）内で回転するロータ（１０２）を有して構成され、シャフト（１０２ｂ）を回転駆動する電動モータ部（１００）と、ロータ（１０２）内に配設されて、外部駆動源からの回転力を断続可能にシャフト（１０２ｂ）に伝達するクラッチ機構（３０４）とを備え、クラッチ機構（３０４）は、シャフト（１０２ｂ）と一体的に回転する第１クラッチ板（３０４ｂ）、外部駆動源と連動して回転する第２クラッチ板（３０４ａ）、両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）を押圧して両クラッチ板（３０４ａ、３０４ｂ）間に摩擦力を発生させる押圧ピストン（３０４ｃ）、押圧ピストン（３０４ｃ）の押圧力を制御する制御室（３０４ｄ）、圧縮機構（２００）から吐出される流体の圧力を制御室（３０４ｄ）に導く圧力導入通路（３０４ｅ）、および、圧力導入通路（３０４ｅ）を開閉する弁手段（３０４ｆ）を有して構成されていることを特徴とする。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、クラッチ機構（３０４）が繋がった時のショックを小さくすることができる。
【００１１】
なお、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。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る複合型圧縮装置（以下、圧縮装置と略す。）を車両用冷凍サイクルに適用したものであって、図１は本実施形態に係る圧縮装置の断面図である。
図１中、１０１は電動モータ部１００のヨーク（継鉄）も兼ねる第１ハウジングであり、この第１ハウジング１０１内には、マグネット部１０２ａおよびロータシャフト１０２ｂからなるマグネットロータ部１０２、並びに磁極鉄心１０３ａおよびステータコイル１０３ｂからなるステータ部１０３が収納されている。そして、これら第１ハウジング１０１、マグネットロータ部１０２およびステータ部１０３により、後述する可動スクロールを駆動する電動モータ部１００を構成している。
【００１３】
因みに、１０３ｃは、第１ハウジング１０１に対して固定したステータコイル１０３ｂに電力を供給するリード線であり、このリード線は、後述する制御装置４００に接続されている。また、１０４は、ステータ部１０３内に回転するマグネットロータ部１０２（ロータシャフト１０２ｂ）を回転可能に保持する軸受である。
【００１４】
また、マグネットロータ部１０２とロータシャフト１０２ｂとの間には、マグネットロータ部１０２からロータシャフト１０２ｂにのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチ１１０が配設されており、このワンウェイクラッチ１１０は、図２に示すように、円柱状のローラ１１１、バネ１１２、並びにローラ１１１およびバネ１１２を保持するホルダ１１３からなる周知のローラ型ワンウェイクラッチである。
【００１５】
また、ロータシャフト１０２ｂの一端側（紙面右側）には、ロータシャフト１０２ｂの回転軸周りに回転（旋回）する可動スクロール（可動部）２０２、および第２ハウジング２０１に固定された固定スクロール（固定部）２０３からなる周知のスクロール型圧縮機構（以下、圧縮機構と略す。）２００が構成されている。
【００１６】
そして、両スクロール２０２、２０３には、各々渦巻き状の歯部２０２ａ、２０３ａが形成されており、これらの歯部２０２ａ、２０３ａが互いに噛み合うことにより、冷媒（流体）を吸入圧縮する作動室Ｖ_Cが形成されている。
なお、可動スクロール２０２は、ロータシャフト１０２ｂの一端側に形成された偏心部（クランク部）１０２ｃに、略円筒状のブッシュ２０２ｂおよび軸受２０２ｃを介してマグネットロータ部１０２（ロータシャフト１０２ｂ）に連結されている。
【００１７】
また、２０４は可動スクロール２０２の回転とともに圧縮された冷媒を作動室Ｖ_Cから吐出させる吐出ポートであり、この吐出ポート２０４から吐出された高圧の冷媒は、吐出室２０５を経て吐出口（図示せず）より圧縮装置より吐出される。
一方、第１ハウジング１０１内には、ロータシャフト１０２ｂと同軸状にプーリシャフト３０１が、軸受３０２を介して回転可能に配設されており、このプーリシャフト３０１の一端側（圧縮機構２００の反対側）であって、第１ハウジング１０１外には、外部駆動源をなす車両エンジン（図示せず）からの駆動力を伝達されるプーリ３０３が固定されている。
【００１８】
一方、マグネットロータ部１０２内に位置するプーリシャフト３０１の他端側（圧縮機構２００側）には、プーリシャフト３０１に伝達された駆動力（回転力）をロータシャフト１０２ｂ（可動スクロール２０２）に断続可能に伝達するクラッチ機構３０４が構成されている。
以下、クラッチ機構３０４の構造を述べる。
【００１９】
３０４ａはプーリシャフト３０１と一体的に回転する第１クラッチ板であり、３０４ｂはロータシャフト１０２ｂに固定されてプーリ３０３（車両エンジン）と連動して回転する第２クラッチ板であり、３０４ｃは両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂを押圧して両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂ間に摩擦力を発生させる押圧ピストンである。
【００２０】
また、３０４ｄは押圧ピストン３０４ｃの押圧力を制御する制御室であり、この制御室３０４ｄ内には、圧縮機構２００の吸入側圧力または吐出側圧力が切り替え導入される。なお、両圧力の切り替えは、連通路（圧力導入）通路３０４ｅに配設された電磁三方弁（弁手段）３０４ｆにて行い、この電磁三方弁３０４ｆは制御装置（図示せず）により制御される。
【００２１】
次に、圧縮装置の作動を述べる。
１．車両エンジンにより圧縮機構２００を駆動する場合
冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入されると、制御装置は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮機構２００の吐出側と制御室３０４ｄとを連通させるとともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ａ）に所定電圧を所定時間だけ印加して、電動モータ部１００を可動させて吐出圧を上昇させる。
【００２２】
これにより、高圧の吐出側圧力が制御室３０４ｄに導入されるので、両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂが押圧されてクラッチ機構３０４が繋がる。そして、車両エンジンの駆動力が、ベルト（図示せず）、プーリ３０３およびプーリシャフト３０１を介して可動スクロール２０２に伝達されて圧縮機構２００が稼働する。
【００２３】
また、マグネットロータ部１０２とロータシャフト１０２ｂとの間にはワンウェイクラッチ１１０が配設されているので、ロータシャフト１０２ｂからマグネットロータ部１０２には回転力が伝達されない。
２．電動モータ部１００により圧縮機構２００を駆動する場合
冷凍サイクルの始動スイッチ（図示せず）が投入されると、制御装置は、電磁三方弁３０４ｆを作動させて圧縮機構２００の吸入側と制御室３０４ｄとを連通させるとともに、ステータ部１０３（ステータコイル１０３ａ）に所定電圧を印加して電動モータ部１００を可動させる。
【００２４】
これにより、車両エンジンからの駆動力の伝達が遮断されるとともに、電動モータ部１００の駆動力がワンウェイクラッチ１１０を介して圧縮機構２００に伝達されて圧縮機構２００が稼働する。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、マグネットロータ部１０２とロータシャフト１０２ｂとの間にはワンウェイクラッチ１１０が配設されているので、前述のごとく、クラッチ機構３０４を繋いだときには、ロータシャフト１０２ｂからマグネットロータ部１０２には回転力が伝達されない。
【００２５】
したがって、車両エンジン側から見た回転系の慣性モーメントが小さくなるので、クラッチ機構３０４が繋がった時のショックを小さくすることができる。延いては、クラッチ機構３０４や両シャフト１０２ｂ、３０１等の駆動系の損傷を防止することができるとともに、乗員に与える不快感を緩和することができる。
また、クラッチ機構３０４がマグネットロータ部１０２内に配設されているので、クラッチ機構３０４をマグネットロータ部１０２外に配設したものに比べて、圧縮装置の寸法のうちロータシャフト１０２ｂ方向の寸法を小さくすることができる。
【００２６】
また、クラッチ機構３０４は、両クラッチ板３０４ａ、３０４ｂを押圧する押圧力を圧縮機構２００から吐出される冷媒の圧力から得ているので、電磁クラッチに比べて穏やかにクラッチ機構３０４を繋ぐことができる。したがって、クラッチ機構３０４が繋がった時のショックをより一層小さくすることができる。
ところで、圧縮機構２００は、圧縮機構２００の回転数、および吸入圧縮する流体（冷媒）の密度や作動室Ｖ_Cの大きさ等により、その効率（＝圧縮機構２００から吐出される流体の運動エネルギ／圧縮機構２００に供給された機械仕事量）が変化する。このため、圧縮機構２００を効率良く稼働させるには、必要とされる圧縮機構２００の負荷（吐出される流体の運動エネルギ）に見合った作動室Ｖ_Cの大きさおよび回転数を設定する必要がある。
【００２７】
しかし、車両用冷凍サイクルでは、前述のごとく、車両エンジンより駆動力を得て圧縮機構２００を駆動しているので、圧縮機構２００の回転数は、プーリ３０３の径寸法を調節することにより行うのが一般的である。このため、上記公報に記載の圧縮装置のごとく、プーリおよび電磁クラッチの両者をハウジング内に配設した場合には、プーリの径寸法を選定するに当たって制約条件が多くなる。
【００２８】
これに対して、本実施形態では、プーリ３０３を第１ハウジング１０１外に配設するとともに、クラッチ機構３０４を第１ハウジング１０１内にしているので、プーリ３０３の径寸法を選定するに当たってクラッチ機構３０４および第１ハウジング１０１との干渉を考慮する必要がなく、上記公報に記載の圧縮装置に比べてプーリ３０３の径寸法を自由に設定することができる。したがって、上記公報に記載の圧縮装置に比べて、圧縮機構２００を効率良く稼働させることができる。
【００２９】
因みに、本実施形態では、プーリ３０３をマグネットロータ部１０２の外径寸法より小さくして、圧縮機構２００を比較的高回転で駆動するように設定することにより、圧縮機構２００（作動室Ｖ_C）および電動モータ部１００の小型化を図っている。
ところで、上述の実施形態では、クラッチ機構３０４を第１ハウジング１０１内に配設したが、図３に示すように、プーリシャフト３０１を廃止してロータシャフト１０２ｂをプーリ３０３まで延長するとともに、プーリ３０３とプーリシャフト３０１との間であって、第１ハウジング１０１外にクラッチ機構３０４を配設してもよい。なお、この例では、クラッチ機構３０４として電磁クラッチを用いている。
【００３０】
また、上述の実施形態では、圧縮機構２００としてスクロール型圧縮機構を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストンやベーン型等その他の圧縮機であってもよい。
また、上述の実施形態では、クラッチ機構３０４を圧縮機構２００の吐出圧力により作動させたが、電磁クラッチ等のその他のクラッチ機構であってもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態では、電動モータ部１００、圧縮機構２００およびクラッチ機構３０４を一体化したものであったが、電動モータ部１００と圧縮機構２００とを別体とし、両者１００、２００をクラッチ機構３０４を介して連結するように構成してもよい。
また、上述の実施形態の電動モータ部１００は、ステータ側に通電するタイプの電動モータであったが、ロータ側に通電するタイプの電動モータであってもよい。
【００３２】
また、ワンウェイクラッチ１１０は、ローラ型に限定されるものではなく、スプラグ型ワンウェイクラッチを採用してもよい。
なお、上述の実施形態では、マグネットロータ部１０２とロータシャフト１０２ｂとの間にワンウェイクラッチ１１０を配設したが、ワンウェイクラッチ１１０の配設位置はこれに限定されるものではなく、マグネットロータ部１０２からロータシャフト１０２ｂに伝達される回転力の伝達経路の途中であれば、いずれの位置でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮装置の断面図である。
【図２】ワンウェイクラッチの模式図である。
【図３】本発明の変形例に係る圧縮装置の断面図である。
【符号の説明】
１００…電動モータ部、１０１…第１ハウジング、
１０２…マグネットロータ部、１０３…ステータ部、
１０２ｂ…ロータシャフト、１１０…ワンウェイクラッチ、
２００…圧縮機構、２０１…第２ハウジング、
２０２…可動スクロール（可動部）、
３０１…プーリシャフト、３０４…クラッチ機構。
２０３…固定スクロール（固定部）
２０２…可動スクロール（可動部）、２０３…固定スクロール（固定部）、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite compression device (hybrid compression device) driven by a plurality of different drive sources such as an engine and an electric motor.
[0002]
[Prior art]
In the invention described in Japanese Utility Model Publication No. 6-87678, for example, the electromagnetic clutch is turned off (turned off) when the engine is stopped, and the compression mechanism is driven by an electric motor, and the electromagnetic clutch is connected when the engine is operating ( The compression mechanism is being driven (as ON).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the composite compression apparatus described in the above publication, the swash plate constituting the compression mechanism and the motor shaft of the electric motor are connected, so that the rotor of the electric motor is operated when the electric motor is operating. Of course, when the compression mechanism is driven by the engine, it also rotates.
[0004]
For this reason, since the moment of inertia of the rotating system including the swash plate and the rotor is large, the shock due to the starting torque when the electromagnetic clutch is connected is large, and there is a risk of damaging the driving system such as the electromagnetic clutch and the shaft.
In addition, when the composite compression device described in the above publication is used in a vehicle air conditioner, a shock when the electromagnetic clutch is connected is transmitted to the occupant, which causes discomfort to the occupant.
[0005]
In view of the above points, and an object thereof is to reduce the shock when tethered to clutches mechanism.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical means. In the invention according to claim 1 , the housing (101, 201), the fixed part (203) fixed to the housing (101, 201), and the movable part (202) movable relative to the fixed part (203) And a compression mechanism (200) for sucking and compressing fluid, a shaft (102b) that is rotatably disposed in the housing (101, 201) and drives the movable portion (202), and a housing ( 101, 201), a stator (103) fixed in the stator (103), and a rotor (102) that rotates in the stator (103), and an electric motor unit (100) that rotates the shaft (102b); A clutch mechanism (304) disposed in the housing (101, 201) and capable of intermittently transmitting a rotational force from an external drive source to the shaft (102b); and a rotor 102) and a one-way clutch (110) that is disposed in a transmission path of the rotational force transmitted from the shaft (102b) to the shaft (102b) and transmits only the rotational force in one direction. The clutch mechanism (304) includes the shaft (102b). The first clutch plate (304b) that rotates integrally with the first clutch plate, the second clutch plate (304a) that rotates in conjunction with the external drive source, and the two clutch plates (304a, 304b) are pressed to both clutch plates (304a, 304b). ) For generating a frictional force between the pressure piston (304c), the control chamber (304d) for controlling the pressing force of the pressure piston (304c), and the pressure of the fluid discharged from the compression mechanism (200) to the control chamber (304d). pressure introduction passage for introducing (304e), and, to characterized in that it is configured to have a valve means for opening and closing the pressure induction path (304e) (304f) .
[0007]
Thus, if the one-way clutch (110) is arranged in a direction to transmit the rotational force of the rotor (102) to the shaft (102b), the shaft (102b) to the rotor (102) when the clutch mechanism (304) is connected. Since the rotational force is not transmitted toward, the moment of inertia of the rotating system viewed from the external drive source side becomes small.
Therefore, since the shock when the clutch mechanism (304) is connected can be reduced, it is possible to prevent damage to the drive system such as the clutch mechanism (304) and both shafts (102b, 301), and to the occupant. The discomfort given can be relieved.
[0008]
Incidentally, the “shaft” referred to in the present specification means one that transmits a rotational force, and is not limited to a columnar or cylindrical one. Further, that has been obtained from the pressure of the fluid discharged from both the clutch plates (304a, 304b) compression mechanism the pressing force for pressing the (200).
[0009]
Thereby, since the clutch mechanism (304) can be engaged gently compared with the electromagnetic clutch, the shock when the clutch mechanism (304) is engaged can be further reduced. The invention according to claim 2 is characterized in that the clutch mechanism (304) is disposed in the rotor (102).
[0010]
Thereby, the dimension of the direction of the rotor shaft (102b) among the dimensions of the composite compression apparatus can be made smaller than that in which the clutch mechanism (304) is disposed outside the rotor (102). In this specification, “the clutch mechanism (304) is disposed in the rotor (102)” means that the clutch mechanism (304) is disposed in the rotor (102), as well as the clutch mechanism (304). 304) includes a case where a part of the rotor 304 is disposed in the rotor (102).
In the invention according to claim 3, the housing (101, 201), the fixed portion (203) fixed to the housing (101, 201), and the movable portion (movable relative to the fixed portion (203)). 202), a compression mechanism (200) configured to suck and compress fluid, a shaft (102b) that is rotatably disposed in the housing (101, 201) and drives the movable portion (202), An electric motor section (100) configured to have a stator (103) fixed in the housing (101, 201) and a rotor (102) rotating in the stator (103) and rotating the shaft (102b) And a clutch mechanism (304) disposed in the rotor (102) for transmitting the rotational force from the external drive source to the shaft (102b) in an intermittent manner. The mechanism (304) includes a first clutch plate (304b) that rotates integrally with the shaft (102b), a second clutch plate (304a) that rotates in conjunction with an external drive source, and both clutch plates (304a, 304b). Pressing piston (304c) that generates pressure between both clutch plates (304a, 304b) by pressing, control chamber (304d) that controls pressing force of pressing piston (304c), and discharge from compression mechanism (200) It is characterized by having a pressure introduction passage (304e) for guiding the pressure of the fluid to the control chamber (304d) and valve means (304f) for opening and closing the pressure introduction passage (304e).
According to this, similarly to the first aspect of the invention, the shock when the clutch mechanism (304) is engaged can be reduced.
[0011]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this embodiment, a composite compression apparatus (hereinafter abbreviated as a compression apparatus) according to the present invention is applied to a refrigeration cycle for a vehicle, and FIG. 1 is a cross-sectional view of the compression apparatus according to the present embodiment. .
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a first housing that also serves as a yoke of the electric motor unit 100. Inside the first housing 101, a magnet rotor unit 102 including a magnet unit 102a and a rotor shaft 102b, and a magnetic pole core. A stator portion 103 including 103a and a stator coil 103b is housed. The first housing 101, the magnet rotor unit 102, and the stator unit 103 constitute an electric motor unit 100 that drives a movable scroll, which will be described later.
[0013]
Incidentally, 103c is a lead wire for supplying electric power to the stator coil 103b fixed to the first housing 101, and this lead wire is connected to a control device 400 described later. Reference numeral 104 denotes a bearing that rotatably holds the magnet rotor portion 102 (rotor shaft 102 b) that rotates in the stator portion 103.
[0014]
Further, a one-way clutch 110 for transmitting a rotational force only from the magnet rotor portion 102 to the rotor shaft 102b is disposed between the magnet rotor portion 102 and the rotor shaft 102b. This one-way clutch 110 is shown in FIG. As shown, this is a well-known roller type one-way clutch comprising a cylindrical roller 111, a spring 112, and a holder 113 that holds the roller 111 and the spring 112.
[0015]
A movable scroll (movable part) 202 that rotates (turns) around the rotation axis of the rotor shaft 102b and a fixed scroll (fixed part) fixed to the second housing 201 are provided on one end side (right side of the sheet) of the rotor shaft 102b. ) 203, which is a well-known scroll type compression mechanism (hereinafter abbreviated as a compression mechanism) 200.
[0016]
The scrolls 202 and 203 are respectively formed with spiral tooth portions 202a and 203a. When these tooth portions 202a and 203a mesh with each other, the working chamber V _C that sucks and compresses refrigerant (fluid). Is formed.
The movable scroll 202 is coupled to an eccentric portion (crank portion) 102c formed on one end side of the rotor shaft 102b and a magnet rotor portion 102 (rotor shaft 102b) via a substantially cylindrical bush 202b and a bearing 202c. ing.
[0017]
Reference numeral 204 denotes a discharge port that discharges the refrigerant compressed along with the rotation of the movable scroll 202 from the working chamber V _C , and the high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 204 passes through the discharge chamber 205 to a discharge port (not shown). 2) is discharged from the compression device.
On the other hand, in the first housing 101, a pulley shaft 301 is coaxially arranged with the rotor shaft 102b so as to be rotatable via a bearing 302. One end side of this pulley shaft 301 (the opposite side of the compression mechanism 200). ) And a pulley 303 to which a driving force from a vehicle engine (not shown) serving as an external driving source is transmitted is fixed outside the first housing 101.
[0018]
On the other hand, on the other end side (compression mechanism 200 side) of the pulley shaft 301 located in the magnet rotor portion 102, the driving force (rotational force) transmitted to the pulley shaft 301 is intermittently connected to the rotor shaft 102b (movable scroll 202). A clutch mechanism 304 for transmitting the information is configured.
Hereinafter, the structure of the clutch mechanism 304 will be described.
[0019]
304a is a first clutch plate that rotates integrally with the pulley shaft 301, 304b is a second clutch plate that is fixed to the rotor shaft 102b and rotates in conjunction with the pulley 303 (vehicle engine), and 304c is a double clutch. A pressing piston that presses the plates 304a and 304b to generate a frictional force between the clutch plates 304a and 304b.
[0020]
Reference numeral 304d denotes a control chamber for controlling the pressing force of the pressing piston 304c, and the suction side pressure or the discharge side pressure of the compression mechanism 200 is switched and introduced into the control chamber 304d. The two pressures are switched by an electromagnetic three-way valve (valve means) 304f disposed in the communication passage (pressure introduction) passage 304e, and the electromagnetic three-way valve 304f is controlled by a control device (not shown). .
[0021]
Next, the operation of the compression apparatus will be described.
1. When driving the compression mechanism 200 by the vehicle engine When the start switch (not shown) of the refrigeration cycle is turned on, the control device operates the electromagnetic three-way valve 304f to connect the discharge side of the compression mechanism 200 and the control chamber 304d. At the same time, a predetermined voltage is applied to the stator portion 103 (stator coil 103a) for a predetermined time, and the electric motor portion 100 is moved to increase the discharge pressure.
[0022]
As a result, since a high discharge side pressure is introduced into the control chamber 304d, the clutch plates 304a and 304b are pressed and the clutch mechanism 304 is connected. Then, the driving force of the vehicle engine (not shown) belt, the compression mechanism 200 is transmitted to the movable scroll 202 via a pulley 303 and the pulley shaft 301 is running.
[0023]
Further, since the one-way clutch 110 is disposed between the magnet rotor portion 102 and the rotor shaft 102b, no rotational force is transmitted from the rotor shaft 102b to the magnet rotor portion 102.
2. When driving the compression mechanism 200 by the electric motor unit 100 When a start switch (not shown) of the refrigeration cycle is turned on, the control device operates the electromagnetic three-way valve 304f and the suction side of the compression mechanism 200 and the control chamber 304d. And the electric motor unit 100 is moved by applying a predetermined voltage to the stator unit 103 (stator coil 103a).
[0024]
Thereby, transmission of the driving force from the vehicle engine is interrupted, and the driving force of the electric motor unit 100 is transmitted to the compression mechanism 200 via the one-way clutch 110, so that the compression mechanism 200 is operated.
Next, features of the present embodiment will be described.
According to the present embodiment, since the one-way clutch 110 is disposed between the magnet rotor portion 102 and the rotor shaft 102b, as described above, when the clutch mechanism 304 is connected, the magnet rotor portion is removed from the rotor shaft 102b. No rotational force is transmitted to 102.
[0025]
Accordingly, the inertia moment of the rotating system as viewed from the vehicle engine side is reduced, so that the shock when the clutch mechanism 304 is connected can be reduced. As a result, it is possible to prevent the drive mechanism such as the clutch mechanism 304 and the shafts 102b and 301 from being damaged, and to reduce the discomfort given to the occupant.
In addition, since the clutch mechanism 304 is disposed in the magnet rotor portion 102, the dimensions of the compression device in the direction of the rotor shaft 102b are smaller than those in which the clutch mechanism 304 is disposed outside the magnet rotor portion 102. Can be small.
[0026]
Further, since the clutch mechanism 304 obtains the pressing force for pressing both clutch plates 304a and 304b from the pressure of the refrigerant discharged from the compression mechanism 200, the clutch mechanism 304 can be connected more gently than the electromagnetic clutch. . Therefore, the shock when the clutch mechanism 304 is connected can be further reduced.
By the way, the compression mechanism 200 has its efficiency (= kinetic energy of the fluid discharged from the compression mechanism 200) depending on the number of rotations of the compression mechanism 200, the density of the fluid (refrigerant) sucked and compressed, the size of the working chamber V _C , and the like. / The mechanical work supplied to the compression mechanism 200) changes. For this reason, in order to operate the compression mechanism 200 efficiently, it is necessary to set the size and rotation speed of the working chamber V _C corresponding to the required load of the compression mechanism 200 (kinetic energy of the discharged fluid). is there.
[0027]
However, in the refrigeration cycle for a vehicle, as described above, the compression mechanism 200 is driven by obtaining a driving force from the vehicle engine. Therefore, the rotation speed of the compression mechanism 200 is adjusted by adjusting the diameter of the pulley 303. Is common. For this reason, when both the pulley and the electromagnetic clutch are disposed in the housing as in the compression device described in the above publication, there are many restrictions on selecting the diameter of the pulley.
[0028]
On the other hand, in the present embodiment, the pulley 303 is disposed outside the first housing 101 and the clutch mechanism 304 is disposed in the first housing 101. Therefore, the clutch mechanism 304 is selected when selecting the diameter of the pulley 303. Further, there is no need to consider interference with the first housing 101, and the diameter of the pulley 303 can be freely set as compared with the compression device described in the above publication. Therefore, the compression mechanism 200 can be operated more efficiently than the compression device described in the above publication.
[0029]
Incidentally, in the present embodiment, the compression mechanism 200 (working chamber V _C ) is set by making the pulley 303 smaller than the outer diameter size of the magnet rotor portion 102 and driving the compression mechanism 200 at a relatively high rotation. In addition, the electric motor unit 100 is reduced in size.
In the above-described embodiment, the clutch mechanism 304 is disposed in the first housing 101. However, as shown in FIG. 3, the pulley shaft 301 is abolished and the rotor shaft 102b is extended to the pulley 303. The clutch mechanism 304 may be disposed outside the first housing 101 between the pulley shaft 301 and the pulley shaft 301. In this example, an electromagnetic clutch is used as the clutch mechanism 304.
[0030]
In the above-described embodiment, the scroll type compression mechanism is used as the compression mechanism 200. However, the present invention is not limited to this, and other compressors such as a rolling piston and a vane type may be used.
In the above-described embodiment, the clutch mechanism 304 is operated by the discharge pressure of the compression mechanism 200, but other clutch mechanisms such as an electromagnetic clutch may be used.
[0031]
In the above-described embodiment, the electric motor unit 100, the compression mechanism 200, and the clutch mechanism 304 are integrated. However, the electric motor unit 100 and the compression mechanism 200 are separated from each other, and the both units 100 and 200 are connected to the clutch. You may comprise so that it may connect via the mechanism 304. FIG.
Moreover, although the electric motor unit 100 of the above-described embodiment is an electric motor of a type that energizes the stator side, an electric motor of a type that energizes the rotor side may be used.
[0032]
The one-way clutch 110 is not limited to a roller type, and a sprag type one-way clutch may be adopted.
In the above-described embodiment, the one-way clutch 110 is disposed between the magnet rotor unit 102 and the rotor shaft 102b. However, the position of the one-way clutch 110 is not limited to this, and the magnet rotor unit 102 is not limited thereto. As long as it is in the middle of the transmission path of the rotational force transmitted from the rotor to the rotor shaft 102b, any position may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a compression device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a one-way clutch.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a compression device according to a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
100: electric motor unit, 101: first housing,
102: Magnet rotor part, 103 ... Stator part,
102b ... rotor shaft, 110 ... one-way clutch,
200 ... compression mechanism, 201 ... second housing,
202 ... movable scroll (movable part),
301 ... pulley shaft, 304 ... clutch mechanism.
203 ... Fixed scroll (fixed part)
202 ... movable scroll (movable part), 203 ... fixed scroll (fixed part),

Claims

A housing (101, 201);
A compression mechanism (suction mechanism) that includes a fixed portion (203) fixed to the housing (101, 201) and a movable portion (202) movable relative to the fixed portion (203), and sucks and compresses fluid. 200),
A shaft (102b) rotatably disposed in the housing (101, 201) and driving the movable part (202);
An electric motor unit configured to include a stator (103) fixed in the housing (101, 201) and a rotor (102) that rotates in the stator (103), and rotationally drives the shaft (102b). (100),
A clutch mechanism (304) disposed in the housing (101, 201) and capable of intermittently transmitting a rotational force from an external drive source to the shaft (102b);
A one-way clutch (110) that is disposed in a transmission path of a rotational force transmitted from the rotor (102) to the shaft (102b) and transmits only a rotational force in one direction;
The clutch mechanism (304) includes a first clutch plate (304b) that rotates integrally with the shaft (102b), a second clutch plate (304a) that rotates in conjunction with the external drive source, and both clutch plates ( 304a, 304b) and press piston (304c) for generating a frictional force between the clutch plates (304a, 304b), a control chamber (304d) for controlling the pressing force of the pressing piston (304c), the compression A pressure introduction passage (304e) for guiding the pressure of fluid discharged from the mechanism (200) to the control chamber (304d); and valve means (304f) for opening and closing the pressure introduction passage (304e). a composite-type compressor, characterized in that are.

The composite compression apparatus according to claim 1 , wherein the clutch mechanism (304) is disposed in the rotor (102).

A housing (101, 201);
A compression mechanism (suction mechanism) that includes a fixed portion (203) fixed to the housing (101, 201) and a movable portion (202) movable relative to the fixed portion (203), and sucks and compresses fluid. 200),
A shaft (102b) rotatably disposed in the housing (101, 201) and driving the movable part (202);
An electric motor unit configured to include a stator (103) fixed in the housing (101, 201) and a rotor (102) that rotates in the stator (103), and rotationally drives the shaft (102b). (100),
A clutch mechanism (304) disposed in the rotor (102) and capable of intermittently transmitting a rotational force from an external drive source to the shaft (102b);
The clutch mechanism (304) includes a first clutch plate (304b) that rotates integrally with the shaft (102b), a second clutch plate (304a) that rotates in conjunction with the external drive source, and both clutch plates ( 304a, 304b) and press piston (304c) for generating a frictional force between the clutch plates (304a, 304b), a control chamber (304d) for controlling the pressing force of the pressing piston (304c), the compression A pressure introduction passage (304e) for guiding the pressure of fluid discharged from the mechanism (200) to the control chamber (304d); and valve means (304f) for opening and closing the pressure introduction passage (304e). a composite-type compressor, characterized in that are.