JP2005330876A - Compressor with transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変速機付き圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor with a transmission.
特許文献1の図1に従来の変速機付き圧縮機が開示されている。この変速機付き圧縮機は、車両に搭載される空調機器等に利用されるものであるため、冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、その圧縮機構を変速して駆動可能な摩擦式変速機構とがハウジング内に構成されたものである。この変速機付き圧縮機は、これら圧縮機構と摩擦式変速機構とがハウジング内に一体に構成されていることから、個別の圧縮機と摩擦式変速機とを用いる場合よりも全体が小型化されている。 FIG. 1 of Patent Document 1 discloses a conventional compressor with a transmission. Since the compressor with a transmission is used in an air conditioner or the like mounted on a vehicle, a compression mechanism capable of compressing a refrigerant and a friction transmission mechanism capable of shifting and driving the compression mechanism are provided. It is configured in a housing. Since the compressor and the friction transmission mechanism are integrally formed in the housing, the entire compressor with the transmission is downsized as compared with the case of using an individual compressor and the friction transmission. ing.
ハウジング内の左側に図示されている摩擦式変速機構は、この従来例では、遊星回転子を用いたものである。そして、この摩擦式変速機構は、入力軸、入力ディスク、出力ディスク、出力軸、キャリヤ、遊星回転子及び変速リング等で構成されている。この摩擦式変速機構では、エンジンやモータにより入力軸が駆動されると、一体化されている入力ディスクも回転し、入力ディスクに押圧された遊星回転子が入力軸の軸芯回りに公転しながら、自転する。その際、遊星回転子に接触する変速リングの位置を移動させることにより、所望の増減速比で出力ディスクを回転させることができる。この結果として、この摩擦式変速機構は所望の回転速度で出力軸を駆動することができる。 The friction type speed change mechanism shown on the left side in the housing uses a planetary rotor in this conventional example. The friction transmission mechanism includes an input shaft, an input disk, an output disk, an output shaft, a carrier, a planetary rotor, a transmission ring, and the like. In this friction transmission mechanism, when the input shaft is driven by the engine or motor, the integrated input disk also rotates, and the planetary rotor pressed by the input disk revolves around the axis of the input shaft. Rotate. At this time, the output disk can be rotated at a desired acceleration / deceleration ratio by moving the position of the transmission ring that contacts the planetary rotor. As a result, the friction transmission mechanism can drive the output shaft at a desired rotational speed.
また、ハウジング内の右側に図示されている圧縮機構は、この従来例では、ベーン式のものである。この圧縮機構は、出力軸、ロータ、ベーン及びポンプハウジング等で構成されている。この圧縮機構では、出力軸が駆動されると、出力軸に接続されたロータも駆動され、ベーンがポンプハウジング内でロータから放射方向に出没する。これにより、この圧縮機構では、隣り合うベーンとロータとポンプハウジングとで構成される圧縮室の容積が変動し、冷媒を圧縮することができる。 The compression mechanism shown on the right side in the housing is of a vane type in this conventional example. This compression mechanism includes an output shaft, a rotor, a vane, a pump housing, and the like. In this compression mechanism, when the output shaft is driven, the rotor connected to the output shaft is also driven, and the vanes appear and disappear from the rotor in the radial direction within the pump housing. Thereby, in this compression mechanism, the volume of the compression chamber comprised by the adjacent vane, rotor, and pump housing is fluctuate | varied, and a refrigerant | coolant can be compressed.
このため、上記のような変速機付き圧縮機は、例えば車両に搭載されることにより、走行速度によって回転数が変わるエンジンからの駆動入力に対し、圧縮機構の回転速度が適切なものとなるように無段階で調整され、結果として、快適な車内温度を保つことが可能となる。 For this reason, the compressor with a transmission as described above is mounted on a vehicle, for example, so that the rotational speed of the compression mechanism is appropriate for the drive input from the engine whose rotational speed changes depending on the traveling speed. As a result, it is possible to maintain a comfortable in-vehicle temperature.
しかし、例えば車両の快適性向上や燃費向上のニーズはますます高まってきており、変速機付き圧縮機もさらに小型化し、かつ軽量であることが求められている。すなわち、変速機付き圧縮機を例えば車両に搭載する場合、近年の快適な車室内の要求から、車室は広くある一方、エンジンルーム等は他の補機との関係でますます狭小になりつつあり、小型の変速機付き圧縮機でなければ、車両への搭載性が困難になっている。また、変速機付き圧縮機を含む車両が軽量化されておれば、燃費が向上するからである。 However, for example, needs for improving the comfort and fuel consumption of vehicles are increasing, and a compressor with a transmission is required to be further downsized and light. In other words, when a compressor with a transmission is mounted on a vehicle, for example, due to the recent demand for a comfortable cabin, the cabin is large, while the engine compartment is becoming increasingly narrow due to the relationship with other accessories. If it is not a small compressor with a transmission, it is difficult to mount it on a vehicle. Further, if the vehicle including the transmission-equipped compressor is reduced in weight, fuel efficiency is improved.
この点、上記従来の変速機付き圧縮機は、ベーン式圧縮機構を採用していることから、十分な冷凍能力を確保すべく、軸方向に長い圧縮室を採用せざるを得ない。そして、ベーン式圧縮機構は、そのような軸方向に長い圧縮室の両側にラジアル軸受を設けて出力軸を支承していることから、出力軸も軸方向に長くなっており、この出力軸でロータを回転させていることから、出力軸が傾かず、かつロータの回転を円滑に保つため、それらラジアル軸受のスパンも広げなければならない。このため、この変速機付き圧縮機は、小型化に制限を有してしまっている。 In this respect, since the conventional compressor with a transmission employs a vane compression mechanism, a long compression chamber must be employed in the axial direction in order to ensure sufficient refrigerating capacity. Since the vane type compression mechanism supports the output shaft by providing radial bearings on both sides of the compression chamber which is long in the axial direction, the output shaft is also long in the axial direction. Since the rotor is rotated, the output shaft is not tilted and the span of the radial bearings must be widened in order to keep the rotor rotating smoothly. For this reason, this compressor with a transmission has a restriction | limiting in size reduction.
このため、変速機構として、ベーン式圧縮機構に代え、スクロール式圧縮機構を採用することも考えられる。スクロール式圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有するものである。このスクロール式圧縮機構では、圧縮室が軸方向の同一位置において重畳的に形成されるため、圧縮室の軸方向の長さをさほど大きくしなくても、十分な冷凍能力を発揮することができる。このため、このスクロール式圧縮機構によれば、変速機付き圧縮機の小型化をより実現できると考えられる。 For this reason, it is also conceivable to employ a scroll compression mechanism instead of the vane compression mechanism as the speed change mechanism. The scroll type compression mechanism has a fixed scroll having a fixed side plate and a fixed spiral part, a movable side plate and a movable spiral part meshing with the fixed scroll in the axial direction, and revolves around an axis by an output shaft in a state where rotation is restricted. It has a movable scroll which is driven so as to form a compression chamber with the fixed scroll. In this scroll type compression mechanism, since the compression chambers are formed in a superposed manner at the same position in the axial direction, sufficient refrigeration capacity can be exhibited without increasing the length of the compression chamber in the axial direction. . For this reason, according to this scroll type compression mechanism, it is thought that size reduction of a compressor with a transmission can be realized more.
しかしながら、スクロール式圧縮機構では可動スクロールの一方の側にしか出力軸を配置できない。そのため、スクロール式圧縮機構を採用することによって変速機付き圧縮機の軸方向の長さを短くしようとする場合、特許第3498535号公報等開示の一般的なスクロール式圧縮機と同様、単に広いスパンの2箇所のラジアル軸受を出力軸に設けることとすれば、たとえ圧縮室が軸方向で短くなったとしても、出力軸自体が軸方向に長くなり、結局、変速機付き圧縮機の小型化に反してしまう。 However, in the scroll compression mechanism, the output shaft can be arranged only on one side of the movable scroll. Therefore, when the axial length of the compressor with a transmission is to be shortened by adopting the scroll type compression mechanism, as with the general scroll type compressor disclosed in Japanese Patent No. 3498535, it is simply a wide span. If the two radial bearings are provided on the output shaft, even if the compression chamber is shortened in the axial direction, the output shaft itself becomes longer in the axial direction, which ultimately reduces the size of the compressor with a transmission. I will be against it.
また、スクロール式圧縮機構を採用しつつ、その出力軸とハウジングとの間にラジアル軸受を設け、これによって出力軸の径方向の位置決めを行う場合、ハウジングから内方に突出するフランジを設け、このフランジと出力軸との間にラジアル軸受を設けるか、出力軸を大径化してその出力軸とハウジングとの間にラジアル軸受を設けることとすれば、フランジや大径の出力軸によって変速機付き圧縮機の重量増加が避けられない。特に、出力軸を大径化した場合には、ラジアル軸受も大型化し、この傾向が顕著になる。 In addition, while adopting a scroll type compression mechanism, a radial bearing is provided between the output shaft and the housing, and when positioning the output shaft in the radial direction, a flange protruding inward from the housing is provided. If a radial bearing is provided between the flange and the output shaft, or if the output shaft is enlarged and the radial bearing is provided between the output shaft and the housing, the flange or the large-diameter output shaft is equipped with a transmission. An increase in the weight of the compressor is inevitable. In particular, when the diameter of the output shaft is increased, the radial bearing is also increased in size, and this tendency becomes remarkable.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、小型化及び軽量化を実現可能な変速機付き圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object to be solved is to provide a compressor with a transmission that can be reduced in size and weight.
本発明の変速機付き圧縮機は、ハウジングと、該ハウジング内に構成されて冷媒を圧縮可能な圧縮機構と、該ハウジング内に構成されて該圧縮機構を変速して駆動可能な摩擦式変速機構とを備え、
該摩擦式変速機構は、軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該軸芯回りに回転可能に支承され、該圧縮機構を駆動可能な出力軸と、該入力軸と該出力軸との間に設けられ、該入力軸のトルクを該出力軸に伝達しつつ該入力軸の回転速度を増減して該出力軸に伝達可能な変速手段とを有するものである変速機付き圧縮機において、
前記圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で前記出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、
前記出力軸は、前記ハウジングによっては径方向の位置決めがなされず、前記入力軸によって径方向の位置決めがなされていることを特徴とする。
A compressor with a transmission according to the present invention includes a housing, a compression mechanism configured in the housing and capable of compressing a refrigerant, and a friction transmission mechanism configured in the housing and capable of shifting and driving the compression mechanism. And
The friction transmission mechanism includes an input shaft that is rotatably supported around an axis, an output shaft that is rotatably supported around the axis and can drive the compression mechanism, the input shaft, and the output shaft. And a speed change means capable of transmitting to the output shaft by increasing or decreasing the rotational speed of the input shaft while transmitting the torque of the input shaft to the output shaft. In
The compression mechanism includes a fixed scroll having a fixed side plate and a fixed spiral portion, a movable side plate and a movable spiral portion meshing with the fixed scroll in the axial direction, and is rotated around the axis by the output shaft in a state where rotation is restricted. A movable scroll that is driven to revolve and forms a compression chamber with the fixed scroll;
The output shaft is not positioned in the radial direction depending on the housing, but is positioned in the radial direction by the input shaft.
本発明の変速機付き圧縮機は、圧縮室が軸方向に短くて足りるスクロール式圧縮機構を採用している。 The compressor with a transmission of the present invention employs a scroll type compression mechanism in which the compression chamber is short in the axial direction.
また、この変速機付き圧縮機は、ハウジングにラジアル軸受を設けて出力軸を支承するのではなく、入力軸に径方向の位置決め機能を持たせている。このため、出力軸自体を広いスパンの2箇所のラジアル軸受で支承する必要がなく、出力軸自体を軸方向に短くすることができる。 Further, in this compressor with a transmission, the input shaft is provided with a radial positioning function instead of providing a radial bearing on the housing to support the output shaft. For this reason, it is not necessary to support the output shaft itself with two radial bearings having a wide span, and the output shaft itself can be shortened in the axial direction.
さらに、この変速機付き圧縮機は、出力軸の径方向の位置決めが入力軸によってなされているため、ハウジングから内方に突出するフランジや出力軸の大径化の必要がなく、重量増加を生じない。なお、入力軸と出力軸との間にはラジアル軸受を設ける必要があるが、このラジアル軸受は小径のもので足り、大型化及び重量化を生じない。 Furthermore, this compressor with a transmission is positioned in the radial direction of the output shaft by the input shaft, so there is no need to increase the diameter of the flange projecting inward from the housing or the diameter of the output shaft, resulting in an increase in weight. Absent. Although it is necessary to provide a radial bearing between the input shaft and the output shaft, this radial bearing only needs to have a small diameter and does not increase in size and weight.
したがって、本発明の変速機付き圧縮機は小型化及び軽量化が実現されている。このため、この変速機付き圧縮機は例えば車両への優れた搭載性を実現し、車両の快適性向上を図ることができる。また、この変速機付き圧縮機を車両に搭載すれば、車両の軽量化により優れた燃費も発揮することができる。 Therefore, the compressor with a transmission according to the present invention is reduced in size and weight. For this reason, this compressor with a transmission can achieve, for example, excellent mountability on a vehicle and can improve the comfort of the vehicle. Moreover, if this compressor with a transmission is mounted on a vehicle, excellent fuel efficiency can be achieved by reducing the weight of the vehicle.
本発明の変速機付き圧縮機では、前記圧縮機構は、前記可動スクロールをラジアル軸受を介して公転させる駆動ブッシュを有し、前記出力軸が該駆動ブッシュの軸芯に偏心して嵌合され得る。これにより、可動スクロールを軸芯回りに公転させることができる。 In the compressor with a transmission according to the aspect of the invention, the compression mechanism may include a drive bush that revolves the movable scroll through a radial bearing, and the output shaft may be eccentrically fitted to an axis of the drive bush. Thereby, the movable scroll can be revolved around the axis.
本発明の変速機付き圧縮機では、前記圧縮機構は、前記駆動ブッシュと一体的に設けられた駆動ロータを有し、
前記摩擦式変速機構は、前記出力軸と一体的に設けられ、前記駆動ロータと対面可能な出力ロータを有し、
該駆動ロータと該ハウジングとの間又は該出力ロータと前記ハウジングとの間には、前記圧縮機構と該摩擦式変速機構とを封止するシール材を設置可能である。
In the compressor with a transmission according to the present invention, the compression mechanism has a drive rotor provided integrally with the drive bush,
The friction transmission mechanism is provided integrally with the output shaft, and has an output rotor that can face the drive rotor;
A sealing material for sealing the compression mechanism and the friction transmission mechanism can be installed between the drive rotor and the housing or between the output rotor and the housing.
上記シール材の設置がもたらす効果について、先に掲げた従来技術を元に説明する。特許文献1の図1に示す従来の変速機付き圧縮機では、摩擦式変速機構が設置されたハウジング内の空間が吸入室としての機能も併せ持っている。そのため、吸入口から流入した冷媒は、摩擦式変速機構周辺を通過し、圧縮室内で圧縮された後、吐出口から吐出される。 The effect brought about by the installation of the sealing material will be described based on the prior art described above. In the conventional compressor with a transmission shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the space in the housing in which the friction transmission mechanism is installed also has a function as a suction chamber. Therefore, the refrigerant flowing from the suction port passes through the periphery of the friction transmission mechanism, is compressed in the compression chamber, and is then discharged from the discharge port.
その際、冷媒には冷凍機油がミスト状態で分散しており、冷媒が摩擦式変速機構及び圧縮機構の可動部分への油の供給を同時に行っている。ここで、冷凍機油は冷媒に分散し、空調機器を構成する圧縮機、凝縮器及び蒸発器を循環するため、低温域から高温域までの幅広い範囲で所望の性状(粘度や潤滑性等)を発揮しなければならない。 At that time, the refrigerating machine oil is dispersed in a mist state in the refrigerant, and the refrigerant supplies oil to the movable parts of the friction transmission mechanism and the compression mechanism at the same time. Here, since the refrigeration oil is dispersed in the refrigerant and circulates through the compressor, condenser and evaporator constituting the air conditioning equipment, the desired properties (viscosity, lubricity, etc.) can be obtained over a wide range from the low temperature range to the high temperature range. Must demonstrate.
一方、単体としての摩擦式変速機には、摩擦接触する回転体同士の動力伝達に適したトラクション油が一般的に使用される。 On the other hand, a traction oil suitable for power transmission between rotating bodies in frictional contact is generally used for a friction transmission as a single unit.
そのため、上記従来の変速機付き圧縮機では、摩擦変速機構の回転体における動力伝達性能も高い冷凍機油を選択する必要がある。その結果として、この変速機付き圧縮機では、価格の高い冷凍機油を使用しなけらばならず、コストアップとなってしまう。 Therefore, in the conventional compressor with a transmission, it is necessary to select a refrigerating machine oil having high power transmission performance in the rotating body of the friction transmission mechanism. As a result, in this compressor with a transmission, expensive refrigeration oil must be used, which increases costs.
それに対して、本発明の変速機付き圧縮機では、駆動ロータとハウジングとの間又は出力ロータとハウジングとの間にシール材を有している。このシール材によって、圧縮機構と摩擦式変速機構とを封止することができる。そのため、摩擦式変速機構及び圧縮機構の各空間は不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となる。このため、適材適所となるように要求機能に応じた冷凍機油又はトラクション油を選択することができる。特に、摩擦式変速機構においては、比較的低価格なトラクション油を使用できるため、コストダウンになる。逆に、圧縮機構においても、比較的低価格な冷凍機油を使用できるため、コストダウンになる。また、冷凍機油を用いた場合よりも、摩擦式変速機構の動力伝達性能が向上するため、空調機器全体のエネルギー効率も向上する。 On the other hand, the compressor with a transmission according to the present invention has a seal material between the drive rotor and the housing or between the output rotor and the housing. With this sealing material, the compression mechanism and the friction transmission mechanism can be sealed. For this reason, the spaces of the friction transmission mechanism and the compression mechanism are discontinuous, and it is possible to use dedicated oils. For this reason, the refrigerating machine oil or traction oil according to a required function can be selected so that it may become a suitable material suitable place. In particular, in the friction transmission mechanism, a relatively low-priced traction oil can be used, which reduces the cost. On the other hand, since the compressor mechanism can use relatively inexpensive refrigeration oil, the cost is reduced. In addition, since the power transmission performance of the friction transmission mechanism is improved as compared with the case of using refrigeration oil, the energy efficiency of the entire air conditioner is also improved.
シール材は、駆動ロータとハウジングとの間又は出力ロータとハウジングとの間に設けられ得る。なお、シール材は、駆動ロータ、出力ロータ及びハウジングの隙間を有効利用して設けられるため、変速機付き圧縮機の軸方向の長さを増加させることはない。 The sealing material can be provided between the drive rotor and the housing or between the output rotor and the housing. In addition, since the sealing material is provided by effectively using a gap between the drive rotor, the output rotor, and the housing, the length in the axial direction of the compressor with a transmission is not increased.
本発明の変速機付き圧縮機では、前記駆動ロータと前記ハウジングとの間にスラスト軸受が設けられ、該スラスト軸が前記シール材を有し得る。 In the compressor with a transmission according to the present invention, a thrust bearing may be provided between the drive rotor and the housing, and the thrust shaft may have the sealing material.
この場合、シール材が取り付けられて一体となったスラスト軸受を使用することにより、シール設置のためのハウジングの加工を不要として簡易にシール材を設けることができるとともに、部品点数の削減も実現し、製造コストの低廉化を実現することができる。 In this case, by using a thrust bearing integrated with a seal material, it is possible to easily provide the seal material without the need for processing the housing for installing the seal, and to reduce the number of parts. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明を具体化した実施例1〜4を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments 1 to 4 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1の変速機付き圧縮機は、図1に示すように、スクロール式圧縮機構40と一体の摩擦式変速機構301として、変速機付き圧縮機とされている。この変速機付き圧縮機は例えば車両に搭載されて、空調装置を構成している。
As shown in FIG. 1, the compressor with a transmission according to the first embodiment is a compressor with a transmission as a
この変速機付き圧縮機は、フロントハウジング11、センターハウジング12、シェル13及びリヤハウジング14からなるハウジング10を備えている。フロントハウジング11及びセンターハウジング12は互いに締結されることにより、内部に変速室10aを形成している。シェル13は後述する固定スクロール41を一体に有しており、センターハウジング12とシェル13との間には、後述する可動スクロール42等が設けられている。
The compressor with a transmission includes a
シェル13及びリヤハウジング14は互いに締結されることにより、内部に吸入室51及び吐出室52を形成している。
The
フロントハウジング11にはボス11aが形成されており、ボス11a内には前端をボス11a内に位置させる入力軸171がシール部材15及びラジアル軸受16を介して第1軸芯O1回りに回転可能に支承されている。入力軸171には入力ロータ181が圧入されており、入力ロータ181の前端面とフロントハウジング11との間にはスラスト軸受19が設けられている。入力ローター181の外周側の後方に向いた部分には、押圧面181aが形成されている。
A
また、変速室10a内では、少なくとも3個の遊星回転子271が第1軸芯O1に対して傾斜した第2軸芯O2回りに自転可能に第1キャリヤ201及び第2キャリヤ202によって片持ちで支承されている。具体的には、第1キャリヤ201は、入力軸171との嵌合部に軸受メタル204を有しており、第1軸芯O1回りに回転自在に支承されている。さらに、第2キャリヤ202は、第1キャリヤ201に一体化されており、遊星回転子271の片端の軸を回転自在に支承する軸受メタル203を有している。このため、遊星回転子271は第1軸芯O1回りの公転と第2軸芯O2回りの自転とが可能である。
Further, in the
また、遊星回転子271には、入力ロータ181の押圧面181aと接触する円柱状の受動面271aと、後述する変速リング26の押圧面26aと接触する変速面271bと、後述する出力ロータ251の押圧面251aと接触する作動面271cとが形成されている。この際、各遊星回転子271は入力ロータ181、出力ロータ251及び変速リング26によって押圧されている。
The
さらに、変速室10a内において、出力軸24は、軸受メタル23を介して入力軸171に挿入され、第1軸芯O1回りで回転可能に支承されている。出力軸24の第2キャリヤ202側には径外方向に延びる出力ロータ251が一体に成形されている。出力ロータ251の外周側の先端に向いた部分には、押圧面251aが形成されている。
Further, in the
センターハウジング12には、第1軸芯O1と平行かつ同心の環状をなすシリンダ室12aがフロントハウジング11側に開いて形成されている。シリンダ室12a内には、筒状をなす変速リング26が往復動可能に収納されている。変速リング26の先端側の内周には円筒状の押圧面26aが形成されている。なお、変速リング26の後方側の外周面及び内周面にはシールリング26b、26cが装着されている。
The
また、フロントハウジング11の内周面には、シリンダ室12aから変速室10a側に突出した変速リング26の外周面を案内するガイド面11bが形成され、ガイド面11bの最も前端は変速リング26の先端面と当接するストッパ面11cとされている。
A guide surface 11b is formed on the inner peripheral surface of the
出力軸24は円柱状の駆動ブッシュ43に対して偏心され圧入されている。駆動ブッシュ43の出力ロータ251側には、径外方向に延びる駆動ロータ44が出力ロータ251と対面するように一体に形成されている。また、駆動ロータ44と出力ロータ251の後端面には周方向で深さが浅くなる図示しない溝が凹設される一方、駆動ロータ44の前端面には出力ロータ251の後端面に設けられた図示しない溝と対になった溝が凹設されている。これらの溝内には、変速機付き圧縮機の径方向を軸方向とする円柱状のころが収納されている。この変速機付き圧縮機では、溝及びコロが周方向で等間隔に6組設けられており、すべての溝及びコロによって、調圧手段29が構成されている。なお、駆動ロータ44は、バランスウェイトを兼ねている。
The
以上ハウジング10、入力軸171、入力ロータ181、第1、2キャリヤ201、202、出力軸24、出力ロータ251、各遊星回転子271、変速リング26及び調圧手段29等によって摩擦式変速機構301が構成されている。
The
また、図1に示すように、センターハウジング12には駆動ブッシュ43側に突出する内フランジ12bが形成されており、駆動ロータ44の後端面と内フランジ12bの前端面との間にはスラスト軸受45が設けられている。このスラスト軸受45は内径側にシール材60を有している。一方、内フランジ12bとシェル13との間には、駆動ブッシュ43の外周面にラジアル軸受46を介して可動スクロール42が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
可動スクロール42は、ラジアル軸受46が設けられているボス42aと、このボス42aと一体をなし、径方向に延びる円板状の可動側板42bと、この可動側板42bから第1軸芯O1と平行かつ後方に一体に突出されて渦巻状の可動渦巻部42cとからなる。可動渦巻部42cの先端にはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなるチップシール42dが設けられている。
The
内フランジ12bの後端面には3本以上の固定ピン47が第1軸芯O1と平行に固定されており、可動スクロール42の可動側板42bには固定ピン47と同数の可動ピン48が第1軸芯O1と平行に固定されている。また、内フランジ12bと可動側板42bとの間には、固定ピン47及び可動ピン48と同数の貫通孔49aが形成された可動リング49が設けられており、対をなす固定ピン47及び可動ピン48は各々の軸芯間を公転距離とした状態で貫通孔49a内に収納されている。これら固定ピン47、可動ピン48及び可動リング49により、自転防止手段50が構成されている。
Three or more
シェル13は固定スクロール41を一体に有している。固定スクロール41は、径方向に延びる円板状の固定側板41bと、この固定側板41bから第1軸芯O1と平行かつ前方に一体に突出された渦巻状の固定渦巻部41cとからなる。固定渦巻部41cの先端にもPTFEからなるチップシール41dが設けられている。
The
固定スクロール41の固定渦巻部41c及び可動スクロール42の可動渦巻部42cは第1軸芯O1方向の突出長さが等しく設定されており、固定スクロール41の固定渦巻部41cがチップシール41dを介して可動スクロール42の可動側板42bと摺動し、可動スクロール42の可動渦巻部42cがチップシール42dを介して固定スクロール41の固定側板41bと摺動するようになっている。
The fixed
固定側板41bの中心部分には、吐出室52と連通可能に吐出口52aが貫設されており、吐出室52内では吐出口52aを塞ぐように吐出弁53及びリテーナ54が固定側板41に固定されている。また、固定側板41bの外周部分には吸入室51と連通する吸入口51aが貫設されている。
A
以上のハウジング10、出力軸24、駆動ブッシュ43、駆動ロータ44、可動スクロール42、自転防止手段50及び固定スクロール41等によってスクロール式圧縮機構40が構成されている。
The
以上のように構成された実施例1の変速機付き圧縮機においては、摩擦式変速機構301の入力軸171が車両のエンジン又はモータによって第1軸芯O1回りに回転駆動されれば、入力ロータ181も同時に回転する。そして、入力ロータ181の押圧面181aが各受動面271aを押圧することにより、各遊星回転子271が第1軸芯O1回りに公転しながら、第2軸芯O2回りに自転し、各作動面271cに押圧された出力ロータ251が第1軸芯O1回りに逆回転する。これにより、出力ロータ251の回転が出力軸24に伝達される。
In the compressor with a transmission according to the first embodiment configured as described above, if the
そのため、スクロール式圧縮機構40においては、出力軸24が回転駆動されることにより、駆動ブッシュ43が自身の軸芯に偏心した第1軸芯O1回りで回転し、可動スクロール42が自転防止手段50によって自転が規制された状態で公転する。これにより、固定スクロール41と可動スクロール42との間に形成される圧縮室は、外周側から中心部分に向かって容積が縮小される。この結果、吸入室51内の冷媒が圧縮室で圧縮され、吐出室52に吐出された後、凝縮器及び蒸発器に供給されて、冷房等の空調が実現される。
Therefore, in the
この際、摩擦式変速機構301において、変速リング26が各遊星回転子271における変速面271bの小径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子271は、高速で自転しつつ低速で第1軸芯O1回りを公転することから、出力軸24は高速で回転する。また、変速リング26が各遊星回転子271における変速面271bの大径側で摩擦接触すれば、各遊星回転子271は、高速で自転しつつ高速で第1軸芯O1回りを公転することになるから、出力軸24は低速で回転する。
At this time, in the
この間、調圧手段29は、各コロが出力ロータ251と駆動ロータ44との間に作用するトルクに応じて出力ロータ251と駆動ロータ44との双方に設けられた溝を深さの浅い方に転動し、出力ロータ251を各遊星回転子271側に付勢する。このため、入力ロータ181、変速リング26及び出力ロータ251がそのトルクに応じた付勢力で各遊星回転子271に付勢され、各々と各遊星回転子271との相対すべりは防止されている。
During this time, the pressure adjusting means 29 causes the grooves provided in both the
こうして、この変速機付き圧縮機では、摩擦式変速機構301において、入力軸171のトルクを出力軸24に伝達しつつ入力軸171の回転速度を増減して出力軸24に伝達することができるため、スクロール式圧縮機構40において圧縮容量が制御される。
Thus, in this compressor with a transmission, the
ここで、この変速機付き圧縮機では、スクロール式圧縮機構40を採用しており、圧縮室が第1軸芯O1方向の同一位置において重畳的に形成されるため、圧縮室の軸方向の長さをさほど大きくしなくても、十分な冷凍能力を発揮することができる。このため、この変速機付き圧縮機は軸方向の長さが短くなっている。
Here, in this compressor with a transmission, the scroll-
また、この変速機付き圧縮機では、出力軸24は、ハウジング10によっては径方向の位置決めがなされず、入力軸171によって径方向の位置決めがなされている。入力軸171には入力ロータ181が圧入されて一体化されているので、入力軸171は、ラジアル軸受16によって回転可能に支承されるだけでなく、スラスト軸受19によっても第1軸芯O1に対して傾かないように支承されていることとなる。また、スラスト軸受19は入力ロータ181の外周付近でスラスト荷重を支えているので、入力軸171が第1軸芯O1に対して傾くことが確実に防止されている。さらに、入力ロータ181と一体化された入力軸171は、回転中、調圧手段29から出力ロータ251及び遊星回転子271を介して、常に適当な圧力でスラスト軸受19に押し付けられている。
In this compressor with a transmission, the
そのため、入力軸171の後端部は回転によってぶれることがない。結果として、入力軸171の後端部に回転可能に挿入されて径方向の位置決めがされた出力軸24も、ぶれることなく第1軸芯O1回りに円滑に回転することができる。この結果、この変速機付き圧縮機は、出力軸24自体を広いスパンの2箇所のラジアル軸受で支承する必要がなく、出力軸24自体が軸方向に短くされている。
Therefore, the rear end portion of the
さらに、この変速機付き圧縮機は、センターハウジング12から内方に突出するフランジ12bや出力軸24の大径化の必要がなく、重量増加を生じない。なお、入力軸171と出力軸24との間には軸受メタル23を設けているが、この軸受メタル23は小径のものであり、大型化及び重量化を生じない。
Further, this compressor with a transmission does not require an increase in the diameter of the
したがって、この変速機付き圧縮機は小型化及び軽量化が実現することができる。このため、この変速機付き圧縮機は例えば車両への優れた搭載性を実現し、車両の快適性向上を図ることができる。また、この変速機付き圧縮機を車両に搭載すれば、車両の軽量化により優れた燃費も発揮することができる。 Therefore, this compressor with a transmission can be reduced in size and weight. For this reason, this compressor with a transmission can achieve, for example, excellent mountability on a vehicle and can improve the comfort of the vehicle. Moreover, if this compressor with a transmission is mounted on a vehicle, excellent fuel efficiency can be achieved by reducing the weight of the vehicle.
また、この変速機付き圧縮機では、シール材60によってスクロール式圧縮機構40と摩擦式変速機構301とを封止しているので、摩擦式変速機構301及びスクロール式圧縮機構40の各空間が不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となっている。
Further, in this compressor with a transmission, the
特にスクロール式圧縮機構40においては、油が冷媒に分散した状態で他の空調機器を構成する凝縮器、膨張弁及び蒸発器を循環するため、低温域から高温域までの幅広い範囲で所望の性状(粘度や潤滑性等)を発揮できる最適な冷凍機油を選定することが可能となっている。その一方で、摩擦式変速機構301については、摩擦接触する入力ロータ181、出力ロータ251、変速リング26及び遊星回転子271間の動力伝達に適したトラクション油を使用することが可能となっている。
In particular, the
その結果、この変速機付き圧縮機では、適材適所となるように要求機能に応じた冷凍機油及びトラクション油を選択できているのである。特に、摩擦式変速機構301においては、比較的低価格なトラクション油を使用できるため、コストダウンを実現できる。逆に、スクロール式圧縮機構40においても、比較的低価格な冷凍機油を使用できるため、コストダウンを実現できる。また、冷凍機油を用いた場合よりも、摩擦式変速機構301の動力伝達性能が向上するため、空調機器全体のエネルギー効率も向上することが明らかである。
As a result, in this compressor with a transmission, the refrigerating machine oil and the traction oil corresponding to the required function can be selected so that the proper material is suitable. In particular, the
また、この変速機付き圧縮機では、シール材60が駆動ロータ44とフランジ12bとの隙間を有効利用して設けられるため、軸方向の長さを増加させることもない。
Moreover, in this compressor with a transmission, since the sealing
さらに、この変速機付き圧縮機では、シール材60がスラスト軸受45と一体に構成されている。このため、シール設置のためのハウジング等の加工が不要であり、簡易にシール材60を設けることができ、組み付けコストの低廉化を実現することができる。また、部品点数の削減によって管理コストの低廉化も実現することができる。このため、この変速機付き圧縮機の製造コストは安価である。
Furthermore, in this compressor with a transmission, the
なお、シール材60の材質や形状については、冷媒(一般的にHFC134a等)や潤滑油によって膨潤・劣化しにくい等の対薬品性、耐熱性、耐久性、耐摩耗性等の要求機能を満たすものから、種々選択可能である。
The material and shape of the sealing
特に、冷媒はゴムを劣化させやすいため、空調機器用の軸受シールとして、各種の材料を用いたものが開発されている。例えば、対冷媒性能に優れたHNBR(水素化ニトリルゴム)等をシール材として選定することが可能である。その他、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)とHNBR(水素化ニトリルゴム)とが複合的に一体化されたシール材等、空調機器の使用条件やコストに応じて適したシール材を選定することも可能である。 In particular, since refrigerant easily deteriorates rubber, materials using various materials have been developed as bearing seals for air conditioners. For example, it is possible to select HNBR (hydrogenated nitrile rubber) or the like excellent in refrigerant performance as a sealing material. In addition, it is also possible to select a suitable sealing material according to the use conditions and cost of the air conditioner, such as a sealing material in which PTFE (polytetrafluoroethylene) and HNBR (hydrogenated nitrile rubber) are combined and integrated. It is.
また、図1に示した摩擦式変速機構301に関して、動力の伝達経路やその形態などは、摩擦式変速機構であれば、図に示された形態に限定されるものではない。例えば、入力ロータ181の押圧面181aと、遊星回転子271の受動面271aとの間の動力伝達に関しては、面接触による摩擦伝達の他、歯車と面接触との併用でもよい。また、摩擦式変速機構301の変速手段も、図で示された遊星回転子式の他、ハーフトロイダル式等であってもよい。さらに、軸受も軸受メタルや玉軸受、コロ軸受など適宜最適な部品を選定可能であることは言うまでもない。
Further, regarding the
実施例2の変速機付き圧縮機は、図2に示すように、駆動ロータ44とフランジ12bとの間にシール材601を有している。上記以外の構成は、実施例1の変速機付き圧縮機と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 2, the compressor with a transmission according to the second embodiment includes a
この変速機付き圧縮機では、駆動ロータ44とフランジ12bとの間のシール材601によって、スクロール式圧縮機構40と摩擦式変速機構301とを封止することができる。このため、摩擦式変速機構301及びスクロール式圧縮機構40の各空間は不連続となり、それぞれ専用の油を使用することが可能となる。他の作用効果は実施例1と同様である。
In this compressor with a transmission, the scroll-
実施例3の変速機付き圧縮機は、図3に示すように出力ロータ251とフランジ12bとの間にシール材602を有している。この場合、出力軸24と駆動ロータ44との間をより確実にシールするため、Oリング603を配置することが望ましい。上記以外の構成は、実施例1の変速機付き圧縮機と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The compressor with a transmission according to the third embodiment includes a sealing
この変速機付き圧縮機においても、実施例2と同様の作用効果を奏する。 This transmission-equipped compressor also has the same operational effects as the second embodiment.
本発明は、車両に搭載される空調装置等に利用可能である。 The present invention can be used for an air conditioner mounted on a vehicle.
10…ハウジング(11…フロントハウジング、12…センターハウジング、13…シェル、14…リヤハウジング)
40…スクロール式圧縮機構
301…摩擦式変速機構
O1…第1軸芯
171…入力軸
24…出力軸
271、181、251、26…変速手段(271…遊星回転子、181…入力ロータ、251…出力ロータ、26…変速リング)
41…固定スクロール
41b…固定側板
41c…固定渦巻部
42…可動スクロール
42b…可動側板
42c…可動渦巻部
43…駆動ブッシュ
44…駆動ロータ
60…シール材
45…スラスト軸受
10 ... Housing (11 ... Front housing, 12 ... Center housing, 13 ... Shell, 14 ... Rear housing)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ...
Claims (4)
該摩擦式変速機構は、軸芯回りに回転可能に支承された入力軸と、該軸芯回りに回転可能に支承され、該圧縮機構を駆動可能な出力軸と、該入力軸と該出力軸との間に設けられ、該入力軸のトルクを該出力軸に伝達しつつ該入力軸の回転速度を増減して該出力軸に伝達可能な変速手段とを有するものである変速機付き圧縮機において、
前記圧縮機構は、固定側板及び固定渦巻部をもつ固定スクロールと、該固定スクロールと軸方向で噛合する可動側板及び可動渦巻部をもち、自転が規制された状態で前記出力軸により軸芯回りに公転可能に駆動され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、
前記出力軸は、前記ハウジングによっては径方向の位置決めがなされず、前記入力軸によって径方向の位置決めがなされていることを特徴とする変速機付き圧縮機。 A housing, a compression mechanism configured in the housing and capable of compressing the refrigerant, and a friction transmission mechanism configured in the housing and capable of driving the compression mechanism by shifting the speed;
The friction transmission mechanism includes an input shaft that is rotatably supported around an axis, an output shaft that is rotatably supported around the axis and can drive the compression mechanism, the input shaft, and the output shaft. And a speed change means capable of transmitting to the output shaft by increasing or decreasing the rotational speed of the input shaft while transmitting the torque of the input shaft to the output shaft. In
The compression mechanism includes a fixed scroll having a fixed side plate and a fixed spiral portion, a movable side plate and a movable spiral portion meshing with the fixed scroll in the axial direction, and is rotated around the axis by the output shaft in a state where rotation is restricted. A movable scroll that is driven to revolve and forms a compression chamber with the fixed scroll;
The transmission-equipped compressor, wherein the output shaft is not positioned in the radial direction depending on the housing, but is positioned in the radial direction by the input shaft.
前記摩擦式変速機構は、前記出力軸と一体的に設けられ、前記駆動ロータと対面可能な出力ロータを有し、
該駆動ロータと該ハウジングとの間又は該出力ロータと前記ハウジングとの間には、前記圧縮機構と該摩擦式変速機構とを封止するシール材が設けられていることを特徴とする請求項2記載の変速機付き圧縮機。 The compression mechanism has a drive rotor provided integrally with the drive bush,
The friction transmission mechanism is provided integrally with the output shaft, and has an output rotor that can face the drive rotor;
The seal material for sealing the compression mechanism and the friction transmission mechanism is provided between the drive rotor and the housing or between the output rotor and the housing. 2. A compressor with a transmission according to 2.
Priority Applications (1)
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JP2004149322A JP2005330876A (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Compressor with transmission |
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