JP2006077736A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮機の内部部品の破壊によるハウジングの破壊を防ぐことにある。
【解決手段】 ピストン４２を往復動させる圧縮駆動機構を収納するクランク室１６をハウジング２内に有した圧縮機１において、前記ハウジング２の内周面側に外殻保護部材４５を設けている。この外殻保護部材４５の外周面にあって、軸方向に多数の凹溝５１を有している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、容量可変型の圧縮機、特にクランク室を構成するハウジングの破壊を防ぐための手段を設けた圧縮機に関する。

近年、地球環境の汚染、とりわけ、オゾン層の破壊、地球の温暖化を防止するために、自動車空調装置に使用する冷媒として、フロンよりはるかに影響の少ない炭酸ガス（ＣＯ_２）が用いられてきている。 冷媒としてＣＯ_２を用いる場合に、その圧縮圧力はフロンの６倍を超える１５Ｍｐａ前後を要し、圧力対策を施さなければならなかった。ＣＯ_２を用いる圧縮機は特許文献１、特許文献２に示すような構造が提案されている。
特開平１０−９１３２ 特表２００１−５１５１７５

前述のＣＯ_２の圧縮機では高圧がゆえに、車両の運転者や作業者が危険に晒される可能性を排除するため、ハウジングを必要以上に厚くすることが考えられるが、単に厚くすることは、圧縮機の小型化や軽量化の要求と相反してしまうし、また必要最低限の厚さでは、万一内部部品の破損等によりハウジングの内面に傷がついてしまうと、その部分を起点として一気にハウジングが破壊してしまう危険を有していた。前述した特許文献２にあっては、ハウジング１内に駆動軸１３に固着の円筒形の伝動部材１５を持っていて、斜板８を覆うような構成となっているが、これとて回転しており、ハウジングの保護部材としての機能を持つものではない。

そこで、この発明は、この点に鑑み、クランク室を構成し、所定の厚みとしたハウジングの破壊を防止できる構造を提供するものである。

この発明に係る圧縮機は、ピストンを往復動させる圧縮駆動機構を収納するクランク室をハウジング内に有する圧縮機において、前記ハウジングの内周面側に外殻保護部材を設けたことにある（請求項１）。このため、外殻保護部材により、万一内部部品（圧縮駆動機構）が破損した場合においても、その破片がまず外殻保護部材に当たり、ハウジングに直接傷つけることを防ぐことができ、該ハウジングの破壊を防ぐことができる。

前述の外殻保護部材は衝撃吸収部材であることから（請求項２）、衝撃を和らげ、自身のばらばらになる破壊を防止できるものである。衝撃吸収材として、アルミニウム、合成樹脂などが用いられるが、気密性、油密性を保証する材質である必要はない。

この外殻保護部材は、ハウジングの内周面の全面を覆っているし（請求項３）、その一方を縮径してハウジングの内周面と底面とのつなぎ部位も覆っている（請求項４）。これにより、応力的にも最も危険なハウジングのつなぎ部位も保護される。また、外殻保護部材はハウジングの内周面に圧入等されて固定されている（請求項５）。

外殻保護部材は、その外周面にあって軸方向に緊迫緩和用の多数の凹溝を形成したことにある（請求項６）。これにより、ハウジングの熱膨張差による緊迫を凹溝により緩和でき、外殻保護部材に過大な応力が作用することが防止される。また外殻保護部材がシリンダブロックに固定されている（請求項７）。

前記外殻保護部材と前記ハウジングとの間に連絡通路が設けられ、該連絡通路がクランク室と低圧室とを連通することにある（請求項８）。即ち、外殻保護部材によりオイル隔離領域がハウジングとの間に作り出され、それを連絡通路として利用することで、オイルの流出量の少ない連絡通路が提供できる。 そして、前記連絡通路は、前記外殻保護部材にあって軸方向に形成の凹溝の一つを用いている（請求項９）。

前記連絡通路は、圧縮機の取付姿勢において、重力方向で上方に設けたことにあり（請求項１０）、クランク室内圧力制御のために用いられる連絡通路内にオイルを流入しにくくしている。

前記外殻保護部材の内周面にピストンの首部が摺接する（請求項１１）。そして外殻保護部材の内周面に形成のガイド溝と摺接している（請求項１２）。このため、ピストンの外殻保護部材への摺接で該ピストンの回転防止と、該外殻保護部材が衝撃吸収材からなることから、摺接の騒音の低減を図ることができる。

以上のように、容量可変型の圧縮機において、クランク室を構成するハウジングの内周面側に外殻保護部材を設けたことから、万一内部部品が破損した場合においても、破損した部品は外殻保護部材に当たり、ハウジングを傷つけず、破壊が防がれる（請求項１）。前記外殻保護部材は衝撃吸収部材から成るもので、衝撃が和らげられる（請求項２）。

外殻保護部材がハウジングの内周面の全部に、また一方が縮径してハウジングの直線状の内周面とそれと直交する底面とのつなぎ部位も覆っているから、応力的に最も危険なハウジングのつなぎ部も保護される利点を持っている（請求項３，４）。

外殻保護部材は、その外周面にあって軸方向に緊迫緩和用の多数の凹溝があり、ハウジングの熱による膨張差からの緊迫を凹溝により緩和することができる（請求項６）。また、連絡通路が外殻保護部材によりハウジングとの間に作られるオイル隔離領域を利用して形成されるから、オイルの流出量を少なくすることができる（請求項８）。さらに、連絡通路は、外殻保護部材の外周に形成の多数の凹溝の一つが利用されるので、連絡通路の専用の加工が不要となると共に緊迫緩和作用をも有している（請求項９）。さらにまた、連絡通路は重力方向で上方に設けられることからオイルの流入をしにくくしている（請求項１０）。それから外殻保護部材の内周面にピストンの首部が摺接することから、ピストンの回転の防止、並びに衝撃保護部材による摺動音を低減させることができる（請求項１１，１２）。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１及び図２において、この発明の第１の実施例である容量可変型の圧縮機が示されている。この圧縮機１は、ハウジング２を構成するフロントハウジング３、リアハウジング４及び両者間に介在のシリンダブロック５とで構成され、前記フロントハウジング３の内部に収納空間６が形成されている。

前記フロントハウジング３は、一方が開口される筒体で、右側に開口端７を有し、また左側は縮径されて底部８が設けられ、この底部８の中心で軸方向に小径のボス部９を有している。

前記リアハウジング４は、その内側面に径方向外側より吐出室１０が環状に形成され、それより内側に吸入室１１がやはり環状に形成されている。１２は前記吸入室１１に連通する吸入通路で、図示しない外部の冷媒回路に接続されている。また１４は制御弁で、外部のコントロールユニットからの出力信号により、内部のスプール弁が動かされ、図示しない連絡通路を介して下記するクランク室内の圧力を制御し、もって下記する斜板３６の傾斜角を変え吐出量を変化せしめている。

前記シリンダブロック５は、前記フロントハウジング３の開口端７と、前記リアハウジング４との間に固定ボルト１７により固装されていて、フロントハウジング３の収納空間６をクランク室１６として形成している。またこのシリンダブロック５には、中心で軸方向に有底の下記する駆動軸２７の保持孔１８が形成され、その周囲で同じく軸方向に６個のシリンダボア１９が等角度を持って形成されている。

バルブプレート２１は、前記リアハウジング４と前記シリンダブロック５との間に挾持されて設けられ、一対の吐出孔２３と吸入孔２４が前記したシリンダボア１９の数と同数個が設けられている。このバルブプレート２１には、シリンダブロック側にあっては前記吸入孔２４に対峙して図示しない吸入弁が配され、またリアハウジング側にあっては前記吐出孔２３に対峙して図示しない吐出弁が配され、吐出弁のリテーナ２５が前記バルブプレート２１に取付られている。

駆動軸２７は、外部のエンジンより回転力が伝えられ、回転されるもので、その先端が前記保持孔１８に挿入され、ラジアルベアリング２８、スラストベアリング２９を介して前記シリンダブロック５に支えられ、また基端側がラジアルベアリング３１、スラストベアリング３２を介してフロントハウジング３に支えられている。この駆動軸２７には、回転伝達部材３５が固着され、該駆動軸２７と共に回転される。 この回転伝達部材３５の回転による回転力は、これと係合する斜板３６に伝えられる。

斜板３６は、前記駆動軸２７に対して、軸３８を支点として揺動自在に取付られている。即ち、軸３８は駆動軸２７の軸方向に形成の長孔３９内に両側からスプリング４０ａ，４０ｂにて支えられて配されている。この斜板３６の外周にピストン４２の首部４２ａがシュー４３を介して係合されている。したがって、斜板３６が回転すると、その傾斜角に比してピストン４２のストローク量が決定される。即ち、傾斜角が小さくなれば、ストローク量は小さくなり、逆に大きくなれば、ストローク量は大きくなる。この斜板３６の傾斜角はクランク室１６内の圧力と、圧縮室内の冷媒圧力とのピストンを介在した差圧に応じて得られるもので、クランク室１６内の圧力制御にて吐出量が調量される。なお、前記回転伝達部材３５、斜板３６、シュー４３、ピストン４２の首部４２ａにより圧縮駆動機構が構成されている。

上述の構成を有する圧縮機１にあって、本発明の係る構成は、前記ハウジング２を構成するフロントハウジング３の内周面側に外殻保護部材４５を設けたものである。この外殻保護部材４５は、図２に示されるような形状で、材質として、衝撃吸収にすぐれた部材が好ましい。例えばアルミニウム、合成樹脂が用いられているが、気密性、油密性を保障する材質である必要はない。

外殻保護部材４５は、前記フロントハウジング３の内周面の全面を覆うように、圧入して固定されている。しかし、外殻保護部材４５の一方側を縮径して形成し、底部８の底面とハウジングの内周面とのつなぎ部位を覆うように構成すれば、応力的に最も弱い部分の保護が確実となる。このように、外殻保護部材４５を設けることで、内部部品が万一破損した場合おいても、破片がまずこの外殻保護部材４５に当たり、ハウジングを直接傷つけることがなくなり、安全性を高めることができる。

図３において、この発明の第２の実施例が示され、外殻保護部材４５をシリンダブロック５の外周面に固定したことにある。この例において、圧縮機１の構成、特にシリンダブロック５の固装手段が異なっていることから発生したもので、シリンダブロック５がリアハウジング４に図示しないボルトにて固装され、該シリンダブロック５がフロントハウジング２の収納空間６内に挿入されるようにした圧縮機１にあって、シリンダブロック５の反リアハウジング側の端部で外周に形成の段部１５に外殻保護部材４５が軸方向より被嵌している。なお、その他の部分は、前記第１の実施例と同一のため同一部分に同一の符号を付して説明を省略する。

図４，図５において、この発明の第３の実施例が示され、外殻保護部材４５とフロントハウジング３の内周面との間に制御用の連絡通路４７を形成したことにある。この圧縮機１は前記した第１の実施例の構成と同一であり、相違する点は、外殻保護部材４５に図５に示すように、その外周面において軸方向に一つの凹溝４９を形成し、この凹溝４９を用いて連絡通路４７としている。

この凹溝４９の反シリンダブロック側端に入口４９ａが形成され、該入口４９はクランク室１６に開口している。また凹溝４９のシリンダブロック側は、シリンダブロック５に形成の連絡通路４７と連通しており、リアハウジング４に形成の連絡通路４７を介してクランク室１６から低圧室への冷媒流量を調整する。制御弁１４に至っている。この凹溝４９より成る連絡通路４７は、圧縮機１の取付姿勢において、重力方向で上側（±４５°）に設けることが好ましい。 また、実施例３においては、外殻保護部材４５の外周面であって、軸方向に緊迫緩和用の多数の凹溝５１を形成している。この凹溝５１によって、外殻保護部材４５とフロントハウジング３との材質の相違による熱の膨張率が異なることから、該外殻保護部材５４に過大な応力の作用を緩和できる。この多数の凹溝５１の一つを、前記溝４９として用い、連絡通路４７にしているが、当然ながら緊迫緩和作用も有している。なお、その他の部分は、前記第１の実施例と同一のため同一部分に同一の符号を付して説明を省略する。

図６乃至図９において、この発明の第４の実施例が示され、外殻保護部材４５に前記ピストン４２の首部４２ａが当接し、摺動する例が示されている。これにより、ピストンの回転の防止と、摺接しても外殻保護部材４５が衝撃吸収部材であるから騒音の低減を図ることができる。図６，図７にあっては、外殻保護部材４５への当接例で、５１は緊迫緩和用の凹溝である。図８，図９は外殻保護部材４５に形成のガイド溝５２内における摺接例である。この場合摺動を良好にするため、固体潤滑済等の摺動層を設けても良い。なおその他の部分は、前記第１の実施例と同一のため、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

この発明の第１の実施例を示す断面図である。 同上に用いられる外殻保護部材の斜視図である。 この発明の第２の実施例を示す断面図である。 この発明の第３の実施例を示す断面図である。 同上に用いられる外殻保護部材の斜視図である。 この発明の第４の実施例を示し、ピストンの首部が外殻保護部材の当接し、摺動する例を示す説明図である。 同上の第２の変形例を示す説明図である。 第４の実施例の第３の変形例を示す説明図である。 第４の実施例の第４の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ ハウジング
３ フロントハウジング
４ リアハウジング
５ シリンダブロック
８ 底部
１４ 制御弁
１５ 段部
１６ クランク室
１９ シリンダボア
２１ バルブプレート
２７ 駆動軸
３５ 回転伝達部材
３６ 斜板
４２ ピストン
４２ａ 首部
４５ 外殻保護部材
４７ 連絡通路
４９ 凹溝
５１ 凹溝
５２ ガイド溝

Claims (12)

1. ピストンを往復動させる圧縮駆動機構を収納するクランク室をハウジング内に有する圧縮機において、
   前記ハウジングの内周面側に外殻保護部材を設けたことを特徴とする圧縮機。
2. 前記外殻保護部材は、衝撃吸収部材であることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
3. 前記外殻保護部材は、ハウジングの内周面の全面を覆うことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
4. 前記外殻保護部材は、その一方を縮径してハウジングの内周面と底面とのつなぎ部位も覆うようにしたことを特徴とする請求項１又は３記載の圧縮機。
5. 前記外殻保護部材は、ハウジングの内周面に固定したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
6. 前記外殻保護部材は、その外周面にあって軸方向に緊迫緩和用の多数の凹溝を形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の圧縮機。
7. 前記外殻保護部材は、そのシリンダブロック側にあって、該シリンダブロックに固定したことを特徴とする請求項１乃至６にいずれか一つに記載の圧縮機。
8. 前記外殻保護部材と前記ハウジングとの間に連絡通路を形成し、該連絡通路がクランク室と低圧室とを連通することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の圧縮機。
9. 前記連絡通路は、前記外殻保護部材に軸方向に形成の多数の凹溝の一つより成ることを特徴とする請求項６又は８記載の圧縮機。
10. 前記連絡通路は、圧縮機の取付け姿勢において、重力方向で上方に設けたことを特徴とする請求項８又は９記載の圧縮機。
11. 前記外殻保護部材の内周面にピストンの首部が摺接することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
12. 前記ピストン首部は外殻保護部材の内周面に形成のガイド溝内を摺接することを特徴とする請求項１１記載の圧縮機。

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