JP2017532495A - 自動車用圧縮機 - Google Patents

Abstract

本発明は、固定部と前記固定部に対して移動可能な可動部（１０）とを備えた圧縮機に関し、前記可動部（１０）は、旋回軸の周りを旋回運動するように構成され、前記圧縮機は、さらに、旋回運動中の可動部（１０）の自転を拘束するように構成されたリング（２２）とピン（２４）とで形成された、少なくとも１つの回転防止アセンブリ（２０）を備える。前記固定部と前記可動部（１０）は、前記ピン（２４）が交差する軸方向クリアランス（Ｊ）を形成する空間によって少なくとも局所的に分離され、前記リング（２２）は前記空間に入り込んでいる。【選択図】 図４

Description

本発明の技術分野は、圧縮機、特に空調用圧縮機、とりわけ自動車用の圧縮機に関する。

現時点で知られている圧縮機においては、異なるタイプの圧縮機構が存在している。"スクロール"タイプとして知られる特定のタイプにおいては、可動スクロールが固定スクロールに対して旋回する。このような旋回運動は、閉空間、例えば自動車の車室を熱的に調整するために空調回路内の冷媒を圧縮し、この冷媒に動きを与える。

このような機構の正確な動作を確保するために、可動スクロールの自転は規制されなければならない。このために、可動スクロールを保持する部分に接続された複数のリングを用いることが知られている。それらは、その周辺で円周方向に配設されている。各リングは、圧縮機の固定部に接続されたピンに関連付けられている。そのピンは、リングの内側と局所的に接触しており、リングに対して自由な移動を確保している。その結果、ピンは、可動スクロールの自転を阻止するが、旋回運動の障害とはならない。

この場合、そのような解決策は、規制することが必要となる摩擦を発生させる。それにも拘らず、既知の解決策では、多くの欠点をもたらすリングの不正確な位置決めのリスクがある。

したがって、本発明の目的は、リングの正確な位置決めを容易に行うことであり、したがって、固定部と、前記固定部に対して移動可能な可動部とを備え、前記可動部は、旋回軸周りの旋回運動に追従するように構成された圧縮機を提案するものであり、この圧縮機は、さらに、少なくとも、リングとピンとで形成されて、旋回動中に可動部の自転に対する動きを停止させるように構成された回転防止アセンブリを備え、前記固定部と前記可動部とは、前記ピンによって交差された軸方向クリアランスを形成する空間によって少なくとも局部的に分離されており、前記リングは、前記空間と同一平面にあり、かつ/または、前記空間に入り込んでいる。

このようにリングを伸ばすことにより、不正確な位置決めを防止することができる。これにより、固定部と可動部との間の不要な摩擦が増加することを避けることができる。この結果として、故障を引き起こす可能性のある早期の摩耗のリスクを抑えることができる。また、圧縮機によって生成される雑音や過剰な消費電力も抑えられる。

本発明は、以下の特徴を同時に、又は、別々に有している。
前記圧縮機は、前記リングを受け入れる凹部を有し、
前記リングは、前記凹部内において前記旋回軸に沿って配向され、
前記リングは、前記凹部内に径方向のクリアランスを持たせて配され、
前記凹部は、カップ形状、言い換えれば、実質的にＵ字形状と称されるものであり、
前記リングは、前記カップの底部に当接しており、
前記カップは、高さhの側壁を有し、前記リングは、前記高さh以上の軸方向長さを有し、
前記凹部は、前記可動部で規定されており、
前記リングは、前記固定部から残余のクリアランス分だけ離れた位置に配置され、
前記残余のクリアランスは、前記凹部が前記固定部に全面的に面しているときに、前記凹部から前記空間への流体の流れを防止するように構成され、
前記固定部は、間欠的に前記凹部に流体の循環を許容するように構成され、
前記リングは、円形の内面及び/又は円形の外面を有し、
前記ピンは円形断面を有し、
前記カップは、前記凹部が開口する面に対して、より大きな厚みを有する縁部が接線方向で傍らにあり、
前記極太の縁部は、前記固定部上を摺動するように構成され、
前記圧縮機は、スクロール圧縮機構を備え、
前記圧縮機は、カウンターウェイトを備え、
前記圧縮機は、必要に応じて、前記圧縮機本体と前記可動部品との間の漏れをもたらすか、逆に、前記旋回スクロールを理想的には前記固定スクロールに対して位置決めして常に圧縮室を閉じることを可能にするクラッチ機構を備え、
前記圧縮機は、前記旋回軸を形成する駆動軸を備え、
前記圧縮機は、前記可動部を駆動するための電動機を備え、言い換えると、前記圧縮機は、電気式であり、
前記コンプレッサは、それを制御するための電子回路を備える。

本発明の他の特徴、詳細および利点は、以下の実施例の説明を図面を参照して読むことでより明確になるであろう。

図１は、本発明に係る圧縮機の一例を示す縦断面図である。 図２ａ，２ｂ及び２ｃは、図１から圧縮機における回転防止原理を模式的に示している。 図３は、この回転防止アセンブリを示す典型的な圧縮機の一例の一部を示す長手方向の断面図である。 図４は、前記回転防止アセンブリを含む、図３の圧縮機の一部を拡大して簡略化した図である。 図５は、不正確に位置決めされている問題となっている回転防止アセンブリのリングである、従来技術の構成における図４と同様の図である。

本発明は、図１に示す圧縮機１に関し、特に空調回路、とりわけ自動車の乗客室の温調のための空調回路内を循環する冷媒を循環させ且つ加圧することを目的としている。

前記圧縮機１は、固定部２と、固定部２に対して移動可能な可動部１０とを備え、前記可動部１０は、旋回シャフト４を中心とする旋回運動に追従するように構成されている 。

より正確には、前記圧縮機は、回転シャフト３を挿通している固定部２を形成する本体またはハウジングを備えている。回転シャフト３は、前記旋回シャフト４を形成する圧縮機の主軸の回りを回転する。この圧縮機のシャフトは、駆動機構によって駆動させることができ、駆動機構は、機械的に駆動される圧縮機においてはプーリの形態を取ることができる。このような駆動機構は、好ましくは、圧縮機に組み込まれた電気モータである。前記圧縮機は、前記モータのための電源および/または制御ユニット５を備えるようにしてもよい。

前記回転シャフト３は、ハウジング２に対して回転可能に保持され、その端部に駆動ピン６を備えている。駆動ピン６は、偏心ブッシュ７にねじ込まれる。偏心ブッシュ７は、圧縮機１の圧縮機構１１に不可欠な部分である可動部１０に対して、偏心ブッシュ７の回転を許容する軸受９と接触している。駆動ピン６は、旋回シャフト４に対してオフセットされた軸に沿って延びている。このような構造は、旋回シャフト４の回りの旋回運動を伴って偏心ブッシュ７を駆動し、可動部１０の旋回運動に反映される。

前記圧縮機構は、スクロール機構であることが好ましい。すなわち、圧縮機機構は、ハウジング２に対して固定されたスクロール１３と、可動部１０、言い換えれば旋回スクロールと称される部分によって構成され、ハウジングに対して移動可能なスクロール１４と、が設けられた圧縮本体１２を備える。固定スクロール１３内での可動スクロール１４の旋回運動は、このような圧縮機を含む空調回路内を循環する冷媒を圧縮して動かすことを可能にする。

偏心ブッシュ７は、カウンターウェイトを備えていてもよい。このようなウェイトは、旋回シャフト４に対してオフセットされており、可動スクロール１４の旋回運動によって生じる遠心力をバランスさせることができる。したがって、これは、これらの２つの要素間の力および質量をバランスさせる 。

前記圧縮機は、好ましくは、図示しないクラッチ機構を備え、このクラッチ機構は、とりわけ、駆動ピン６の回りの偏心ブッシュ７の関節運動によって達成される、前記圧縮本体１２と前記可動部１０との間の漏れをもたらすことを可能としている。

図２a〜２ｃに示すように、前記圧縮機は、更に、少なくとも１つの回転防止アセンブリ２０を備えている。ここでは、６個のアセンブリ２０が、旋回シャフト４の周りに規則的にかつ周方向に配設されている。各アセンブリは、リング２２とピン２４とで構成され、旋回シャフト４の回りを旋回運動している際に、可動部材の自転を拘束するよう構成されている。リング２２または夫々のリング２２は、円形の内面２２ aおよび/または円形の外面２２ｂを有するとよい。リングは、好ましくは、実質的に矩形断面の環状体を形成するとよい。ピン２４、又は、夫々のピン２４は、好ましくは、円形断面を有するとよい。そのような構成により、リングとピンとの間の接触は、実質的に直線状となる。

図２ａにおいて、旋回スクロール１４は、固定スクロール１３に対して上側に位置している。そして、２つのスクロールは、入口室２６ａ、圧縮室２６ｂ、及び、出口室２６ｃを形成している。この段階における旋回スクロールは、上側回転防止アセンブリ２０から時計回りに６０度の位置に配置された回転防止アセンブリのピン２４とリング２２との接触によって回転が拘束されている。

図２ｂにおいて、旋回スクロール１４は、固定スクロール１３に対して左側に位置している。入口室２６aの閉鎖の開始、中央部に向かう圧縮室２６ｂの動き、及び出口室２６ｃの容積の減少により、圧縮を完了させ、前記出口室からの排出を開始させることが可能であることが示されている。その後、旋回スクロール２２は、上部回転防止アセンブリのピン２４とリング２２との接触によって、回転が拘束される。

図２ｃにおいて、旋回スクロール１４は、固定スクロール１３に対して下側に位置している。入口室２６ａの閉鎖が完了し、中心部へ向かう圧縮室２６ｂの動きは継続され、出口室２６ｃの体積は、出口室から排出するためにゼロに向かって徐々に小さくなる。その時、旋回スクロールは、上部回転防止アセンブリから反時計方向に６０度に位置する回転防止アセンブリのピン２４とリング２２との接触によって、回転が拘束される。

また、それぞれの回転防止アセンブリにおいて、ピン２４の対応するリング２２内での相対的な位置は変化し、又は、自由であることが、各種図面に示されている。このため、回転防止アセンブリは、可動部１０を旋回シャフト４の回りに自由に旋回させると同時に、少なくとも１つの回転防止アセンブリ２０により、可動部１０の自転を拘束する。

図３及び図４により良く示されるように、前記圧縮機は、さらに、前記ハウジング２と前記圧縮本体１２との間に力受板１６を備える。前記力受板（以下において、シールと称する）は、ハウジング２に対して固定されている。前記可動部１０は、好ましくは、可動部のリブ１７の高さで力受板１６に接触している。ここで、前記リブ１７は、旋回スクロール１４の反対側の面１８において前記可動部１０の周辺に位置する部材の厚みを環状に増加することによって形成されている。前記可動部１０上の前記リブ１７は、旋回運動中、前記力受板１６上をスライドする。前記力受板１６は、偏心ブッシュ７の動きを許容し、流体の流通を許容するために、中央孔１９を有している。

前記固定部、ここでは、ハウジング２、より正確には前記シール１６と、前記可動部１０とは、ピン２４が交差している軸方向クリアランスＪを形成する空間によって少なくとも局所的に分離されており、ピンが対応するリング２２と相互作用できるようになっている。例えば、前記空間は、旋回スクロール１４の反対側の前記可動部１０の表面と前記シール１６との間によって形成される。換言すれば、ここでは、空間は、リブ１７の厚さ、即ち、旋回シャフト４に沿うリブ１７の寸法に対応している。

本発明によれば、前記リング２２は、軸方向クリアランスＪを形成する前記空間と同一平面にあるか、前記空間に入り込んでいる。このことは、以下において詳細に説明するように、前記リング２２の不正確な位置決めのリスクを制限する。換言すれば、凹部３０の深さは、常にリング２２の高さよりも小さい。

前記圧縮機は、好ましくは、前記リング２２のそれぞれを受ける凹部３０を備える。したがって、ここでは、リング２２のそれぞれに対応する６つの凹部３０を備えている。

前記凹部３０は、好ましくは、可動部１０に位置し、前記ピン２４は、固定部、ここではハウジングの一部に設けられ、力受板１６のオリフィスを貫通している。例えば、前記ピン２４は、ハウジング２に設けられた穴に嵌め込まれたピンによって形成されている。前記リング２２は、前記固定部、ここでは力受板１６から、残留クリアランスJ’だけ離れた位置に配置されている。

前記残留クリアランスＪ'は、好ましくは、軸方向クリアランスＪ以下である。
この点について、前記力受板１６は、好ましくは、旋回シャフト４の回りの可動部１０の各角度位置において、凹部３０の幾つかは、前記力受板１６の前面に全体が設けられ、他は、中央開口部１９に少なくとも部分的に面するように構成されている。凹部３０が前記シール１６に全体的に面している場合には、前記残留クリアランスＪ‘は、流体の流れを制限するように構成される。特に、圧縮機の潤滑油が混合された潤滑流体の場合には、前記凹部３０から軸方向クリアランスＪを形成する前記空間への流れを制限することができる。

換言すれば、図２に示されるように、前記力受板１６は、好ましくは、旋回シャフト４の回りの可動部１０の各角度位置において、凹部３０の幾つかは、中央開口部１９に少なくとも部分的に面し、他の凹部は、力受板１９に全体的に面するように構成されている。中央開口部１９に部分的に面している凹部３０は、流体、特に、前記凹部３０の外側の圧縮機の潤滑油が混合された流体を凹部３０に導入することを許容する。これとは反対に、力受板１６の前面に全体的にある他の凹部３０においては、残留クリアランスJ’は、流体の流れを制限するように構成されるとよい。流体の流れの間欠的な制限は、潤滑剤が混合された流体を、凹部３０内に保持し、換気することを可能にする。これにより、凹部３０の潤滑を向上させることができ、より正確には、ピンとリングとの間の潤滑を向上させることが可能となる。換言すれば、中央開口部１９は、凹部30の各々が中央開口部19に部分的に面することによって流体の流れの制限から一時的に解放されるように配置されている。

前記リング２２は、前記凹部３０に前記旋回シャフト４に沿って配向されている。リング２２は、前記凹部３０に径方向のクリアランスを持たせて取り付けてもよい。

前記凹部３０は、例えば、カップ状であり、前記旋回スクロール１４とは反対側の前記可動部１０の面１８に開口している。ここで、前記カップは、前記リブ１７によって接線方向に隣接している

前記リング２２は、前記カップの迫部３２に当接している。この迫部３２は、平坦であってもよい。前記カップは、高さｈの側壁３４を有し、前記リング２２は、前記高さｈ以上の軸方向の長さを有している。したがって、前記リング２２は、リングの軸方向の長さとカップの高さｈとの差に相当する量だけ、旋回スクロール１４とは反対側となる前記可動部１０の表面１８から突出している。

本発明の効果は、従来技術で示した構成に対応している図５から明らかであろう。図５のような構成では、リング１２２の軸方向長さは、それらが位置している凹部１３０の高さｈ以下である。その結果、角度αによる角度オフセットのリスクと、したがって、前記凹部１３０内での前記リングの不正確な位置決めのリスクは、利用可能な空間により高くなることが分かる。

Claims (12)

1. 固定部と前記固定部に対して移動可能な可動部（１０）とを備え、
   前記可動部（１０）は、旋回軸（４）の回りを旋回運動するように構成され、
   さらに、旋回運動中の前記可動部１０の自転を拘束するように構成された、少なくとも１つの回転防止アセンブリ（２０）を備え、
   前記回転防止アセンブリ（２０）は、リングとピン(２４)を備え、前記固定部と前記可動部（１０）は、前記ピン（２４）が交差する軸方向クリアランス（Ｊ）を形成する空間によって少なくとも局所的に離されており、前記リング（２２）は、前記空間と同一平面にあり、及び／又は、前記空間に入り込んでいることを特徴とする圧縮機（１）。
2. 前記リング（２２）を受ける凹部（３０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記リング（２２）は、前記凹部（３０）内で前記旋回軸（４）に沿って向けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 前記リング（２２）は、前記凹部（３０）内で径方向のクリアランスを持たせて配されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の圧縮機。
5. 前記凹部（３０）は、カップ状であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の圧縮機。
6. 前記リング（２２）は、前記カップの迫部（３２）に当接していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧縮機。
7. 前記カップは、高さｈの側壁（３４）を有し、前記リング（２２）は、前記高さｈ以上の軸方向長さを有していることを特徴とする請求項５又は６記載の圧縮機。
8. 前記凹部（３０）は、前記可動部（１０）内に画定され、前記リング（２２）は、前記固定部から残留クリアランス（Ｊ‘）だけ離れて位置していることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の圧縮機。
9. 前記残留クリアランス（Ｊ‘）は、前記ハウジングが前記固定部に完全に面している時に、前記凹部（３０）から前記空間への流体の流れを制限するように構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の圧縮機。
10. 前記凹部（３０）のそれぞれは、前記凹部（３０）が前記固定部（２）に完全には面していない時に、流体の流れの制限から解放されることを特徴とするクレーム９記載の圧縮機。
11. 前記駆動部（１０）を駆動させる電動機を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の圧縮機。
12. 電動機とこれを制御する電子回路を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれに記載の圧縮機。

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