JP3550622B2 - クラッチレス片側可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として車両空調用に供して好適な片側可変容量型圧縮機に関し、詳しくは、駆動軸への回転の伝達・遮断を行う電磁クラッチを無くしたクラッチレス片側可変容量型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の片側可変容量型圧縮機として、実開昭６２−１３５８７５号公報記載のものが知られている。この圧縮機では、ハウジングに形成されたクランク室内に駆動軸が延在され、この駆動軸にはクランク室内でハウジングとの間にスラスト軸受を介してロータが固着されている。ロータにはヒンジ機構を介し、かつ駆動軸にはスリーブを介して回転斜板が支持され、回転斜板は駆動軸と共に回転しつつ傾角変位可能になされている。回転斜板には揺動斜板及びピストンロッドを介して複数の単頭ピストンが連係され、単頭ピストンは回転斜板の回転揺動に基づいてシリンダブロックに形成された各ボア内を直動可能になされている。また、ハウジングには、各ボア内へ冷媒ガスを供給する吸入室と、各ボア内で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室とが形成され、吸入室とクランク室との間にはクランク室圧力を調整する制御弁が設けられている。また、特徴的な構成として、駆動軸の後端とシリンダブロックとの間には、駆動軸を軸方向外側へ付勢するばね作用を有するスラストレースを備えたスラスト軸受が介装されている。
【０００３】
また、駆動軸とシリンダブロック又は弁板との間に、駆動軸を軸方向外側へ付勢するコイルばねが設けられた一般的な圧縮機も知られている。
これらの圧縮機では、車両空調用に供される場合、駆動軸に電磁クラッチを接続し、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦを通じてその駆動軸の回転の伝達・遮断が行われる。そして、制御弁により吸入室圧力とクランク室圧力との差圧を調整することにより、回転斜板の最小傾角から最大傾角までの傾角変位を介して冷媒ガスの各ボアへの取り込み容積が変化される。
【０００４】
そして、駆動軸を軸方向外側に付勢する各部材により生ずるスラスト力等は、ロータとハウジングとの間に設けられたスラスト軸受で受承され、これによりクランク室内の駆動軸の位置を適正に確保し、もって単頭ピストンのトップクリアランスを一定に保っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記各圧縮機では、電磁クラッチを介して駆動軸が回転される構成であるため、車両空調装置のＯＮ・ＯＦＦ時、車両の急加速時、冷凍回路の異常時、エンジン冷却水の異常時等において、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦを行えば、これにより急激な負荷変動がエンジン等に生じることから、車両からの体感フィーリングに悪さを生じるとともに、電磁クラッチ分だけ圧縮機全体の重量化と製造コストの高騰とを生じている。
【０００６】
また、上記各圧縮機では、ハウジング内に設けられるコイルばね等によりクランク室内の駆動軸の適正位置を確保せんとしているため、次のような不具合を生じる。
すなわち、上記一般的な圧縮機では、駆動軸の回転により、ハウジング内においてコイルばねが駆動軸又はシリンダブロック若しくは弁板との間で回転摺動を起こし、冷媒ガス中の潤滑油が好適に供給されないのであれば、潤滑不良により、駆動軸のトルクの増大をもたらすとともに、摩耗粉を生じて容量制御等にも支障を来すおそれがある。
【０００７】
また、駆動軸の位置を適正に確保するためには比較的大きな付勢力を要することから、上記各圧縮機のように、かかる付勢力をコイルばねやスラストレースで賄う場合、圧縮機は、必然的にコイルばねやスラストレースの大型化により、長軸化されて車両等への搭載性が損なわれる。
本発明は、体感フィーリングの悪さ等の電磁クラッチによる不具合を無くすとともに、潤滑不良等を生じることなくクランク室内の駆動軸の適正位置を確保することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のクラッチレス片側可変容量型圧縮機は、上記課題を解決するため、ハウジングに形成されたクランク室内に延在する駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸に固着され、該ハウジングとの間にスラスト軸受を介して該駆動軸とともに回転するロータと、該ロータとの間にヒンジ機構を介して支持され、該駆動軸と共に回転しつつ傾角変位可能な回転斜板と、該回転斜板に連係され、その回転揺動に基づいて各ボア内を直動する複数の単頭ピストンと、該各ボア内へ冷媒ガスを供給する吸入室と、該各ボア内で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室と、クランク室圧力を調整する制御弁とを含み、該制御弁により吸入室圧力とクランク室圧力との差圧を調整し、該回転斜板の最小傾角から最大傾角までの傾角変位を介して該冷媒ガスの各該ボアへの取り込み容積を変化させるようにした可変容量型圧縮機において、
前記ハウジング外に延出された前記駆動軸には駆動プーリが結合され、該ハウジング外において、該駆動軸は、前記ハウジングに対して軸方向外側へ向かう付勢力をもつ付勢部材と連繋されているという新規な構成を採用している。
【０００９】
（２）本発明圧縮機において、付勢部材は、駆動プーリとハウジングとの間に介在されていることが好ましい。
（３）さらに本発明の圧縮機において、駆動プーリとハウジングとの間には、該駆動プーリに固定された外輪と該ハウジングに軸方向にのみ所定長移動可能に設けられた内輪とを有するラジアル軸受が介在され、該ハウジングと該内輪との間に付勢部材が介在されていることが好ましい。
【００１０】
【作用】
（１）本発明の圧縮機では、ハウジング外に延出された駆動軸に駆動プーリが結合されており、電磁クラッチを介することなく駆動軸が回転される構成である。そして、電磁クラッチをＯＦＦしたと同様の状態を得るためには、制御弁により吸入室圧力とクランク室圧力との差圧を調整し、回転斜板を最小傾角状態に維持して冷媒ガスの各ボアへの取り込み容積を最小とする。これにより、駆動軸のトルクが最小になることから、電磁クラッチをＯＦＦしたと同様の状態となる。
【００１１】
逆に、制御弁により差圧を調整し、回転斜板を最大傾角状態に維持すれば、冷媒ガスの各ボアへの取り込み容積が最大となる。
回転斜板のかかる傾角変位は、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦと比べれば、徐々に行われるため、車両空調装置のＯＮ・ＯＦＦ時等において、エンジンに急激な負荷変動が生じることはない。
【００１２】
そして、この圧縮機では、ハウジング外において、駆動軸に関連して付勢部材が取付けられ、この付勢部材はその付勢力によりハウジングに対して軸方向外側へ付勢している。このため、駆動軸は軸方向外側へ付勢される。なお、付勢部材により生ずるスラスト力等は、ロータとハウジングとの間に設けられたスラスト軸受で受承される。こうして、クランク室内の駆動軸の適正位置が確保される。
【００１３】
（２）この圧縮機では、駆動軸の回転時に駆動軸の後端で従来のようにコイルばねが回転摺動を起こすこともない。また、比較的大きな付勢力の付勢部材を介在させたとしても、好ましい態様ではこの付勢部材は駆動プーリとハウジングとに必然的生じる間隙に介在され、電磁クラッチの省略も相まって、圧縮機は短軸化される。
また、駆動軸の回転に伴って付勢部材が回転しても、付勢部材はハウジング外に露出しているため、付勢部材の潤滑が容易である。
【００１４】
（３）駆動プーリとハウジングとの間にラジアル軸受を介在し、付勢部材がハウジングとこのラジアル軸受の内輪との間に設けられた場合には、駆動軸の回転に伴って付勢部材が回転することはなく、付勢部材の潤滑が不要となる。
ここで、内輪は軸方向にのみ所定長移動可能であるため、付勢部材の付勢力は内輪を通じて駆動プーリに作用し、駆動軸の軸方向外側への付勢は阻止されない。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
図１において、圧縮機の主体をなすシリンダブロック１の前端にはフロントハウジング２が結合され、後端にはリアハウジング３が吸入弁形成板３２、弁板４、吐出弁形成板３３及びリテーナ形成板３４を介して結合されるとともに、フロントハウジング２内に形成されたクランク室５には軸封装置６ａを介して駆動軸６が挿通され、この駆動軸６には図示しない車両のエンジンにベルトにより連動連結される駆動プーリ７が軸方向に螺合されたボルト６ｂにより直結されている。
【００１６】
フロントハウジング２のボス部にはスプラインによりラジアル軸受８の内輪８ａが嵌合されており、この内輪８ａはボス部先端に係合されたサークリップ９によりそれ以上の軸方向への移動が規制されている。内輪８ａの後方にはシム４１が当接されており、このシム４１とフロントハウジング２との間には皿ばね４２が介在されている。転動子８ｃを介して内輪８ａと対向する外輪８ｂは係合部材１０と固着されており、係合部材１０は安全ピン１１を介して駆動プーリ７と固着されている。なお、ラジアル軸受８としては、ラジアル加重及びスラスト加重を受承可能なアンギュラ軸受、深溝玉軸受が好ましい。
【００１７】
また、シリンダブロック１には駆動軸６を囲んで平行状に配置された複数個のボア１２が穿設されており、各ボア１２にはそれぞれ単頭ピストン１３が嵌挿されている。
クランク室５内の駆動軸６には、駆動軸６と共動するロータ１４が嵌合固着され、ロータ１４の前端側ボスとフロントハウジング２との間にはスラスト軸受１４ａが介在されている。駆動軸６上には球帯状の軸受面をもつスリーブ１５が回転及びスライド可能に嵌装され、スリーブ１５は駆動軸６の段差部との間に配置された対抗ばね１６によって常にリア方向へ付勢されている。スリーブ１５には、上記球帯状の軸受面と嵌合する球帯内面を備えた回転斜板１７が傾動可能に枢支されている。図１に示す対抗ばね１６の最収縮状態においては、回転斜板１７の下部背面に傾設された規制面１７ａがロータ１４の内端面に衝接し、回転斜板１７の最大傾角が規制されている。そして、回転斜板１７の外周部に形成されたディスク面には半球状のシュ−１８、１８を介して上記ピストン１３が係留されている。
【００１８】
一方、上記ロータ１４の外周縁部には、一対のヒンジ機構Ｋを構成する２本のアーム１４ｂ、１４ｂが後方に向け突出されており、各アーム１４ｂ、１４ｂの先端部には駆動軸直角方向に支軸１９が回動可能に挿入されている。この支軸１９には上記各アーム１４ｂ、１４ｂを挟んで径方向に貫通するガイドピン２０、２０の基端が固着され、延在する両ガイドピン２０、２０の先端部分は上記回転斜板１７の前面側に形成された連節部１７ｂにスライド可能に挿通されている。
【００１９】
上記リアハウジング３内は、隔壁によって吸入室２１及び吐出室２２に区画され、弁板４には各ボア１２に対応して吸入口２３及び吐出口２４が開口形成されており、各吸入口２３は吸入弁により、吐出口２４はリテーナに規制される吐出弁により、それぞれピストン１３の往復動に応じて開閉される。そして、シリンダブロック１等にはクランク室５と吸入室２１とを接続する抽気通路３５が形成されており、リアハウジング３及びシリンダブロック１等には、クランク室５と吐出室２２とを接続する給気通路２５が形成されている。給気通路２５にはリアハウジング３内において容量制御弁３０が設けられている。
【００２０】
また、リアハウジング３の中央には外部冷凍回路と接続される吸入通路２６が軸方向に貫設され、この吸入通路２６と容量制御弁３０との間には検知通路２７が形成されている。シリンダブロック１の中心部には収容孔１ａが軸方向に貫設されており、この収容孔１ａの後端部は、周囲に弁座１ｂを形成しつつ弁板４等を貫通して吸入通路２６に連通されているとともに、弁座１ｂの外側で弁板４等を貫通して吸入室２１とも連通されている。収容孔１ａにはＯリングを介して蓋状の遮断体２８がスライド可能に収容され、最後退時の遮断体２８は弁座１ｂに着座して吸入通路２６を閉鎖可能になされている。
【００２１】
遮断体２８の段差部にはシリンダブロック１との間に開放ばね２９が介在されており、この開放ばね２９により遮断体２８は常にはクランク室５側に付勢されている。遮断体２８の内面には油溝２８ａが刻設され、遮断体２８内には駆動軸６が挿入されている。駆動軸６と遮断体２８との間には深溝玉軸受３６が介在されている。深溝玉軸受３６の外輪は遮断体２８に固定され、深溝玉軸受３６の内輪は駆動軸６の周面をスライド可能になされているとともに駆動軸６の段差部によってそれ以上の前進が規制されている。駆動軸６の周面には、スリーブ１５の後端と当接可能な伝達筒３１がスライド可能に設けられており、この伝達筒３１は深溝玉軸受３６の内輪と当接可能になされている。回転斜板１７は、スリーブ１５が伝達筒３１、深溝玉軸受３６の内輪を介して遮断体２８を押圧し、遮断体２８が最後退して弁座１ｂに着座することにより、零より僅かに大きい最小傾角（実施例では３％程度の吐出容量）が定められている。
【００２２】
この圧縮機は、上述のように構成されており、駆動プーリ７がベルトにより駆動されれば、駆動軸６が回転し、回転斜板１７の回転揺動に基づいて各単頭ピストン１３が各ボア１２内を直動する。これにより、各ボア１２内へは吸入室２１から冷媒ガスが供給され、各ボア１２内で圧縮された冷媒ガスは吐出室２２に吐出される。
【００２３】
この間、この圧縮機では、フロントハウジング２外に延出された駆動軸６に駆動プーリ７が直結されており、電磁クラッチを介することなく駆動軸６が回転される。このため、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦ時のショックによる体感フィーリングの悪さを解消できるとともに、圧縮機全体の軽量化及び製造コストの低廉化が実現可能される。
【００２４】
そして、電磁クラッチをＯＦＦしたと同様の状態を得るためには、容量制御弁３０により吸入室圧力Ｐｓとクランク室圧力Ｐｃとの差圧を調整し、回転斜板１７を最小傾角状態に維持して冷媒ガスの各ボア１２への取り込み容積を最小とするとともに、遮断体２８により吸入通路２６を閉鎖する。これにより、駆動軸６のトルクが最小になることから、電磁クラッチをＯＦＦしたと同様の状態となる。
【００２５】
逆に、容量制御弁３０により差圧を調整し、回転斜板１７を最大傾角状態に維持すれば、冷媒ガスの各ボア１２への取り込み容積が最大となる。
回転斜板１７のかかる傾角変位は、電磁クラッチのＯＮ・ＯＦＦと比べれば、徐々に行われるため、車両空調装置のＯＮ・ＯＦＦ時等において、エンジンに急激な負荷変動が生じることはない。
【００２６】
また、この圧縮機では、フロントハウジング２外において、駆動プーリ７とフロントハウジング２との間に皿ばね４２が介在され、この皿ばね４２は駆動軸６と連繋されている。すなわちその付勢力によりシム４１、内輪８ａ、転動子８ｃ、外輪８ｂ、係合部材１０を介して駆動プーリ７を軸方向外側へ付勢している。そしてこの駆動プーリ７には軸方向に螺合されたボルト６ｂを介して駆動軸６が結合されているため、駆動軸６も軸方向外側へ付勢される。ここで、内輪８ａは軸方向にのみ所定長移動可能であるため、皿ばね４２の付勢力は内輪８ａを通じて駆動プーリ７に作用し、駆動軸６の軸方向外側への付勢は阻止されない。なお、皿ばね４２により生ずるスラスト力等は、ロータ１４とフロントハウジング２との間に設けられたスラスト軸受１４ａで受承される。こうして、クランク室５内の駆動軸６の適正位置が確保される。
【００２７】
このとき、この圧縮機では、駆動軸６の回転時に駆動軸６の後端で従来のようにコイルばねが回転摺動を起こすこともない。また、比較的大きな付勢力の皿ばね４２を介在させたとしても、この皿ばね４２は駆動プーリ７とフロントハウジング２とに必然的生じる間隙に介在され、電磁クラッチの省略も相まって、圧縮機は短軸化されている。
【００２８】
また、駆動プーリ７とフロントハウジング２との間にスライド可能な内輪８ａをもつラジアル軸受８が介在され、皿ばね４２がフロントハウジング２とこの内輪８ａとの間に設けられているため、駆動軸６の回転に伴って皿ばね４２は回転することはなく、皿ばね４２の潤滑が不要である。
したがって、この圧縮機では、体感フィーリングの悪さ等の電磁クラッチによる不具合を無くすとともに、潤滑不良等を生じることなくクランク室５内の駆動軸６の適正位置を確保することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の圧縮機では、特許請求の範囲記載の構成を採用しているため、体感フィーリングの悪さ等の電磁クラッチによる不具合を無くすとともに、潤滑不良等を生じることなくクランク室内の駆動軸の適正位置を確保することができる。
【００３０】
したがって、この圧縮機では、電磁クラッチの省略により、車両空調装置のＯＮ・ＯＦＦ時、車両の急加速時、冷凍回路の異常時、エンジン冷却水の異常時等において、車両からの体感フィーリングが向上するとともに、電磁クラッチ分だけ圧縮機全体の軽量化と製造コストの低廉化とを実現することができる。
また、この圧縮機では、内部の摺動部分を減少させることができるので、優れた耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック ２…フロントハウジング
３…リアハウジング ５…クランク室 ６…駆動軸
１４ａ…スラスト軸受 １４…ロータ
Ｋ…ヒンジ機構 １７…回転斜板 １２…ボア
１３…単頭ピストン ２１…吸入室 ２２…吐出室
３０…容量制御弁 ６ｂ…ボルト ７…駆動プーリ
４２…皿ばね（付勢部材） ８ｂ…外輪
８ａ…内輪 ８…ラジアル軸受

Claims (3)

1. ハウジングに形成されたクランク室内に延在する駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸に固着され、該ハウジングとの間にスラスト軸受を介して該駆動軸とともに回転するロータと、該ロータとの間にヒンジ機構を介して支持され、該駆動軸と共に回転しつつ傾角変位可能な回転斜板と、該回転斜板に連係され、その回転揺動に基づいて各ボア内を直動する複数の単頭ピストンと、該各ボア内へ冷媒ガスを供給する吸入室と、該各ボア内で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室と、クランク室圧力を調整する制御弁とを含み、該制御弁により吸入室圧力とクランク室圧力との差圧を調整し、該回転斜板の最小傾角から最大傾角までの傾角変位を介して該冷媒ガスの各該ボアへの取り込み容積を変化させるようにした可変容量型圧縮機において、
   前記ハウジング外に延出された前記駆動軸には駆動プーリが結合され、該ハウジング外において、該駆動軸は、前記ハウジングに対して軸方向外側へ向かう付勢力をもつ付勢部材と連繋されていることを特徴とするクラッチレス片側可変容量型圧縮機。
2. 前記付勢部材は、前記駆動プーリと前記ハウジングとの間に介在されていることを特徴とする請求項１記載のクラッチレス片側可変容量型圧縮機。
3. 前記駆動プーリとハウジングとの間には、該駆動プーリに固定された外輪と該ハウジングに軸方向にのみ所定長移動可能に設けられた内輪とを有するラジアル軸受が介在され、該ハウジングと該内輪との間に付勢部材が介在されていることを特徴とする請求項２記載のクラッチレス片側可変容量型圧縮機。

Images