JP3882262B2 - Fluid machine with wet clutch device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式クラッチ装置により作動が断続される流体機械に関するもので、例えば、自動車用空調装置の冷媒圧縮機に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開昭63−135619号公報では、湿式多板クラッチを用いた冷媒圧縮機において、摩擦板を押し付ける押圧力を得るためにオイルポンプを用いる例が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この例で用いられるオイルポンプは、圧縮機内のオイル溜め部に蓄えられたオイルを吸入する構成となっているので、オイル溜め部のオイルが、冷媒による持ち去りなどにより、十分な量が蓄えられていない時にクラッチの連結が不能となる問題がある。
【0004】
このため、圧力発生部を圧縮機と分離することが考えられるが、この対策ではオイルポンプの駆動源が別途必要となるなど、流体機械の大型化やコストアップを招く。
本発明は上記点に鑑み、流体機械の大型化を招くことなく、安定した圧力源を得て、湿式クラッチ装置を確実に作動させることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1〜3記載の発明では、駆動軸(5)の回転により回転する駆動側クラッチ板(12)に従動側クラッチ板(11)を対向配置し、この従動側クラッチ板(11)に主ポンプ(1)を連結し、
駆動側クラッチ板(12)および従動側クラッチ板(11)に押圧力を加えて、両クラッチ板(11、12)を圧着し、一体に接続するクラッチ板変位手段(8)、および駆動軸(5)から回転動力が伝達されて液体状の作動流体を昇圧または減圧することによってクラッチ板変位手段(8)を両クラッチ板(11、12)に押圧または開離させる圧力制御装置(15、21a、23、25)を備え、この圧力制御装置(15、21a、23、25)とクラッチ板変位手段(8)とを連通する流体回路を、主ポンプ(1)の流体回路と独立に構成したことを特徴としている。
【0006】
これによると、圧力制御装置側の流体回路は主ポンプ(1)とは独立した回路であるから、主ポンプ(1)側の作動流体の量に左右されることなく、常に安定した圧力源を得ることができ、従って湿式クラッチ装置(30)を常に確実に作動させることができる。
しかも、本発明の圧力制御装置は主ポンプ(1)の駆動軸(5)の回転動力が伝達されて作動するものであるから、主ポンプ(1)と一体化することができ、主ポンプ(1)と湿式クラッチ装置(30)を含む流体機械全体の小型化、コスト低減に貢献できる効果が大である。
【0007】
なお、本発明の圧力制御装置は、請求項2記載のように、駆動軸(5)から回転動力が伝達されて液体を圧送する補助ポンプ(15)と、この補助ポンプ(15)の吐出流体の流路を切り替える弁手段(25)と、補助ポンプ(15)の液体状の作動流体を所定の圧力に制御するためのリリーフ弁(21a)と、作動流体の昇圧、減圧に伴う液量の増減を吸収する液溜め部(23)とを備える構成とすることにより、好適に実施できる。
【0008】
また、請求項3に記載の発明では、補助ポンプ(15)を往復動ピストン(15a)を有する往復動タイプのポンプとし、駆動軸(5)には往復動ピストン(15a)を駆動するための偏心部(5a)を備えることを特徴としている。これにより、駆動軸(5)にて補助ポンプ(15)を直接駆動でき、流体機械内蔵の補助ポンプ(15)を極めて簡潔な構成とすることができる。
【0009】
なお、上記各手段および特許請求の範囲に記載の各手段に付した括弧内の符号は、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。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明を自動車用空調圧縮装置の冷媒圧縮機に用いた一実施形態を示すものであり、図1において、圧縮機1は本発明の主ポンプをなすものであって、スクロール型、斜板型等の周知の回転型圧縮機であり、特に型式を選ばない。
【0011】
圧縮機1のフロントハウジング2の中心部には、駆動軸5が回転自在に軸支されており、この駆動軸5の一端(図示左端部)はフロントハウジング2の一端部に形成された開口部2aを通じて外部に突出している。この駆動軸5の突出端部には動力伝達機構のプーリ6が締結ボルト7により連結され、そして、この動力伝達機構を経て自動車エンジンの回転出力部(クランクプーリ)に駆動軸5は連結されている。従って、駆動軸5は自動車エンジンの運転時にはエンジン回転動力にて常時回転する。
【0012】
この駆動軸5の外周面とフロントハウジング2の開口部2aの内周面との間には、軸受3が配置され、駆動軸5の一端側が回転自在に支持されている。また、駆動軸5の外周面とフロントハウジング2の開口部2aの内周面との間には軸封装置4が設けられて、フロントハウジング2内部の冷媒が外部へ漏れるのを阻止する。
【0013】
また、駆動軸5の他端側(図示右側)には従動軸13が配置されており、この従動軸13は軸受10によりフロントハウジング2に対して回転自在に支持されている。また、駆動軸5の他端側は軸受14により従動軸13に対して回転自在に支持されている。従動軸13は拡大円筒部13aおよび偏心クランク部13bが一体形成されており、偏心クランク部13bは圧縮機1の圧縮機構(本例ではスクロール型圧縮機構の可動スクロール)を駆動する。
【0014】
そして、従動軸13の拡大円筒部13aの内周面と駆動軸5の他端側の外周面との間に、湿式の多板摩擦クラッチ装置30が配置されている。このクラッチ装置30には円板状に形成された駆動側クラッチ板12および従動側クラッチ板11が備えられている。駆動側クラッチ板12は駆動軸5の他端側の外周面に対して軸方向に摺動可能で、かつ回転方向には一体に係止されている。また、従動側クラッチ板11は従動軸13の拡大円筒部13aの内周面に対して軸方向に摺動可能で、かつ回転方向には一体に係止されている。
【0015】
この駆動側クラッチ板12と従動側クラッチ板11は交互に多数枚配設され、そして、制御ピストン8(クラッチ板変位手段)によりスラスト軸受9を介在して上記両クラッチ板11、12のいずれか一方を他方に向けて変位させ、これにより、上記両クラッチ板11、12を圧着して一体に接続するようにしてある。一方、制御ピストン8からの押圧力から開放されると、上記両クラッチ板11、12は図示しないバネ手段のバネ力にて開離状態にされる。なお、制御ピストン8はリング状の形状であり、駆動軸5の外周面から所定間隔をあけて駆動軸5と同心状に配置され、背圧室8aに加わる制御圧力にて図1の右方へ変位する。
【0016】
15は本発明による補助ポンプであり、本例では、往復動ピストン15aを有する往復動タイプのポンプを用いている。駆動軸5には偏心部5aが一体形成されており、この偏心部5aの偏心量によって往復動ピストン15aがコイルスプリング16のバネ力に抗して図1下方へ移動する。逆に、偏心部5aの偏心量が減少することにより、コイルスプリング16のバネ力によって往復動ピストン15aが図1上方へ移動する。従って、コイルスプリング16と偏心部5aとにより往復動ピストン15aが図1の上下方向に往復運動する。
【0017】
なお、この往復動ピストン15aは、圧縮機1の作動流体である冷媒ガスの雰囲気中に配設されている駆動軸5の偏心部5aによって駆動されるが、往復動ピストン15aの外周部に設けられたシール機構(図示省略)にて往復動ピストン15aが圧縮機1とは良好にシールされている。これにより、補助ポンプ15を含む圧力制御装置の油圧回路(流体回路)は、圧縮機1側の冷媒回路(流体回路)と独立に構成されている。従って、圧力制御装置の油圧回路に圧縮機1側の冷媒が出入りすることはない。
【0018】
往復動ピストン15aは駆動軸5の偏心部5aにより駆動され往復運動を行うことで、リザーバ23に蓄えられたオイル(液状の作動流体)を吸入通路27、ピストン内通路15b、吸入弁17aを介して作動室15cに吸入する。
ここで、リザーバ23はオイルの昇圧、減圧に伴う油圧回路内のオイル量の増減を吸収する液溜め部として作用するものであって、リザーバ23の内部にはピストン23aが収納されており、このピストン23aにはコイルスプリング23aの微弱なバネ力が作用するようになっている。そのため、ピストン23aはリザーバ23内に流入してくるオイルの微弱な圧力で変位することができ、ピストン23bの変位によりリザーバ23の内部圧力は常に、制御ピストン8の押圧力を開放するに十分な極低圧に保たれている。なお、リザーバ23内部を大気開放として、大気圧としてもよい。
【0019】
往復動ピストン15aの作動室15cから吐出されたオイルは吐出弁19aを介して吐出通路20に吐出される。ここで、17b、19bはそれぞれ吸入弁17a、吐出弁19aにバネ力を作用するコイルスプリングである。
上記吐出通路20は制御ピストン8の背圧室8aに連通するとともに電磁弁25およびリリーフ弁21aに連通している。電磁弁25は、クラッチ装置の断続、即ち、圧縮機1の作動断続を切り替えるための弁手段であって、自動車用空調装置の制御装置26により通電が断続されて、背圧室8aとリザーバ23との間の流路を開閉するものである。
【0020】
リリーフ弁21は、制御ピストン8の必要押圧力を得るために必要な所定圧力より所定値だけ高い設定圧力にて開弁する。21aはリリーフ弁21の開弁圧力を設定するコイルスプリングである。なお、本実施形態では、補助ポンプ15、リリーフ弁21、リザーバ23、および電磁弁25により圧力制御装置が構成されている。
【0021】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。駆動軸5は自動車エンジンの回転出力部(クランクプーリ)に連結されているため、自動車エンジンの運転時には常時回転している。従って、駆動軸5の偏心部5aの回転に伴って、補助ポンプ15も常時作動して、リザーバ23から吸入通路27を通してオイルを吸入し、圧縮し、吐出している。
【0022】
いま、制御装置26から圧縮作動信号が出されると、制御装置26からの信号を受けて、電磁弁25が図2(a)に示すように閉状態になる。すると、背圧室8aとリザーバ23との間が遮断されるので、制御ピストン8の背圧室8aに補助ポンプ15の吐出圧が加わる。
この時、補助ポンプ15が吐出するオイル(作動流体)は液体であり非圧縮性であるため、電磁弁25によって油圧回路系が密閉されると異常昇圧してしまう恐れがあるので、電磁弁25と並列にリリーフ弁21を設けて、リリーフ弁21によって補助ポンプ15の吐出圧が所定の圧力になるように制御している。
【0023】
背圧室8aに補助ポンプ15の吐出圧が加わることにより、制御ピストン8が図示の右方向へ移動するため、従動側クラッチ板11に図示の右方への押圧力が作用する。
この結果、従動側クラッチ板11が駆動側クラッチ板12に圧着して、両クラッチ板11、12が一体に接続される。従って、駆動軸5の回転がクラッチ装置30を介して従動軸13に伝達され、この従動軸13が回転して、圧縮機1は圧縮作動を行う。
【0024】
次に、制御装置26から圧縮停止信号が出されると、制御装置26からの信号を受けて、電磁弁25が図2(b)に示すように開状態になる。すると、背圧室8aとリザーバ23との間が連通するので、制御ピストン8の背圧室8aが補助ポンプ15の吐出圧より開放される。
これにより、制御ピストン8によるクラッチ装置30への押圧力が無くなり、クラッチ装置30の両クラッチ板11、12相互の間が図示しないバネ手段により開離状態にされるため、駆動軸5から従動軸13への回転伝達が遮断され、圧縮機1の作動は停止する。
【0025】
このように、本実施形態によれば、クラッチ装置30の接続のための圧力源として設けた圧力制御装置は、圧縮機1とは独立した油圧回路であることから、圧縮機1内のオイル溜め部のオイル量に左右されることなく、常に安定した圧力源として用いることができ、クラッチ装置30を常に確実に作動させることができる。
【0026】
(他の実施形態)
なお、上記実施形態では補助ポンプ15として、往復動ピストン15aを用いた往復動ポンプを用いているが、駆動軸5の回転を動力源として作動する補助ポンプ15としては、他に、ローリングピストン型のポンプとか、トロコイドポンプ等を使用することもできる。
【0027】
また、上記実施形態では、本発明を自動車用空調装置の冷媒圧縮機に用いた場合について説明したが、本発明は、冷媒圧縮機以外に種々な用途の流体機械に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図2】(a)は同実施形態の湿式クラッチ装置の接続状態を示す油圧回路図、(b)は同実施形態の湿式クラッチ装置の開離状態を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
1…圧縮機(主ポンプ)、5…駆動軸、5a…偏心部、
8…制御ピストン(クラッチ板変位手段)、11…従動側クラッチ板、
12…駆動側クラッチ板、13…従動軸、15…補助ポンプ、
15a…往復動ピストン、21a…リリーフ弁、23…リザーバ、
25…電磁弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid machine whose operation is interrupted by a wet clutch device, and is suitable, for example, for a refrigerant compressor of an air conditioner for automobiles.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, JP-A-63-135619 discloses an example in which an oil pump is used to obtain a pressing force for pressing a friction plate in a refrigerant compressor using a wet multi-plate clutch.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The oil pump used in this example is configured to suck in the oil stored in the oil reservoir in the compressor, so that a sufficient amount of oil in the oil reservoir can be stored due to removal by a refrigerant or the like. There is a problem that the clutch can not be engaged when not.
[0004]
For this reason, it is conceivable to separate the pressure generating unit from the compressor. However, this measure causes an increase in the size and cost of the fluid machine, such as requiring an oil pump drive source.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to obtain a stable pressure source without causing an increase in size of a fluid machine and to reliably operate a wet clutch device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first to third aspects of the present invention, the driven clutch plate (11) rotated by the rotation of the drive shaft (5) is disposed opposite to the driven clutch plate (11). The main pump (1) is connected to the clutch plate (11),
A clutch plate displacing means (8) for connecting the drive side clutch plate (12) and the driven side clutch plate (11) by pressing the clutch plates (11, 12) and connecting them together, and a drive shaft ( 5) The pressure control device (15, 21a) that causes the clutch plate displacing means (8) to be pressed or released to both clutch plates (11, 12) by transmitting the rotational power from 5) and increasing or decreasing the pressure of the liquid working fluid. , 23, 25), and the fluid circuit communicating the pressure control device (15, 21a, 23, 25) and the clutch plate displacement means (8) is configured independently of the fluid circuit of the main pump (1). It is characterized by that.
[0006]
According to this, since the fluid circuit on the pressure control device side is a circuit independent of the main pump (1), a stable pressure source is always provided regardless of the amount of working fluid on the main pump (1) side. So that the wet clutch device (30) can always be operated reliably.
Moreover, since the pressure control device of the present invention operates by transmitting the rotational power of the drive shaft (5) of the main pump (1), it can be integrated with the main pump (1). 1) and the wet-type clutch device (30), the effect that can contribute to miniaturization of the whole fluid machine and cost reduction is great.
[0007]
According to the pressure control device of the present invention, the auxiliary pump (15) for pumping the liquid by the rotational power transmitted from the drive shaft (5) and the discharge fluid of the auxiliary pump (15) as described in
[0008]
In the invention according to claim 3, the auxiliary pump (15) is a reciprocating pump having a reciprocating piston (15a), and the drive shaft (5) is for driving the reciprocating piston (15a). An eccentric part (5a) is provided. Thereby, the auxiliary pump (15) can be directly driven by the drive shaft (5), and the auxiliary pump (15) with a built-in fluid machine can have a very simple configuration.
[0009]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means and each means as described in a claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is used in a refrigerant compressor of an air conditioning compressor for automobiles. In FIG. 1, the compressor 1 forms the main pump of the present invention, and is a scroll type. It is a known rotary compressor such as a swash plate type, and the type is not particularly selected.
[0011]
A
[0012]
A bearing 3 is disposed between the outer peripheral surface of the
[0013]
A driven
[0014]
A wet multi-plate
[0015]
A large number of the drive
[0016]
[0017]
The
[0018]
The
Here, the
[0019]
Oil discharged from the working chamber 15c of the
The discharge passage 20 communicates with the
[0020]
The relief valve 21 opens at a set pressure that is higher by a predetermined value than the predetermined pressure required to obtain the required pressing force of the
[0021]
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. Since the
[0022]
Now, when a compression operation signal is output from the
At this time, since the oil (working fluid) discharged from the
[0023]
When the discharge pressure of the
As a result, the driven side
[0024]
Next, when a compression stop signal is issued from the
As a result, the pressing force to the
[0025]
As described above, according to the present embodiment, the pressure control device provided as a pressure source for connecting the
[0026]
(Other embodiments)
In the above embodiment, a reciprocating pump using a
[0027]
Moreover, although the case where this invention was used for the refrigerant compressor of the air conditioner for motor vehicles was demonstrated in the said embodiment, this invention is widely applicable to the fluid machine of various uses besides a refrigerant compressor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
2A is a hydraulic circuit diagram showing a connected state of the wet clutch device of the embodiment, and FIG. 2B is a hydraulic circuit diagram showing a disengaged state of the wet clutch device of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor (main pump), 5 ... Drive shaft, 5a ... Eccentric part,
8 ... control piston (clutch plate displacement means), 11 ... driven side clutch plate,
12 ... Drive side clutch plate, 13 ... Drive shaft, 15 ... Auxiliary pump,
15a ... reciprocating piston, 21a ... relief valve, 23 ... reservoir,
25 ... Solenoid valve.
Claims (3)
この駆動軸(5)の回転により回転する駆動側クラッチ板(12)と、
この駆動側クラッチ板(12)と対向配置され、この駆動側クラッチ板(12)に圧着すると、この駆動側クラッチ板(12)と一体に回転可能な従動側クラッチ板(11)と、
この従動側クラッチ板(11)に連結され、この従動側クラッチ板(11)を通して回転動力が伝達され、ポンプ作用を果たす主ポンプ(1)と、
前記駆動側クラッチ板(12)および従動側クラッチ板(11)に押圧力を加えて、前記両クラッチ板(11、12)を圧着し、一体に接続するクラッチ板変位手段(8)と、
前記駆動軸(5)から回転動力が伝達されて液体状の作動流体を昇圧または減圧することによって前記クラッチ板変位手段(8)を前記両クラッチ板(11、12)に押圧または開離させる圧力制御装置(15、21a、23、25)を備えるとともに、
この圧力制御装置(15、21a、23、25)と前記クラッチ板変位手段(8)とを連通する流体回路を、前記主ポンプ(1)の流体回路と独立に構成したことを特徴とする湿式クラッチ装置を備えた流体機械。A drive shaft (5) that is rotated by rotation power transmitted from a drive source;
A drive side clutch plate (12) rotated by rotation of the drive shaft (5);
A driven side clutch plate (11) that is disposed opposite to the drive side clutch plate (12) and is capable of rotating integrally with the drive side clutch plate (12) when crimped to the drive side clutch plate (12);
A main pump (1) coupled to the driven side clutch plate (11), to which rotational power is transmitted through the driven side clutch plate (11) and performing a pumping action;
Clutch plate displacing means (8) for applying a pressing force to the driving side clutch plate (12) and the driven side clutch plate (11) to crimp the clutch plates (11, 12) and to connect them together;
Pressure that causes the clutch plate displacing means (8) to be pressed or released to the clutch plates (11, 12) by transmitting rotational power from the drive shaft (5) and increasing or decreasing the pressure of the liquid working fluid. While having a control device (15, 21a, 23, 25),
A wet circuit characterized in that a fluid circuit communicating the pressure control device (15, 21a, 23, 25) and the clutch plate displacing means (8) is configured independently of the fluid circuit of the main pump (1). A fluid machine equipped with a clutch device.
この補助ポンプ(15)の吐出流体の流路を切り替える弁手段(25)と、
前記補助ポンプ(15)の液体状の作動流体を所定の圧力に制御するためのリリーフ弁(21a)と、
前記作動流体の昇圧、減圧に伴う液量の増減を吸収する液溜め部(23)とを備えることを特徴とする請求項1に記載の湿式クラッチを備えた流体機械。The pressure control device includes an auxiliary pump (15) that receives rotational power from the drive shaft (5) and pumps liquid.
Valve means (25) for switching the flow path of the discharge fluid of the auxiliary pump (15);
A relief valve (21a) for controlling the liquid working fluid of the auxiliary pump (15) to a predetermined pressure;
The fluid machine provided with the wet clutch according to claim 1, further comprising a liquid reservoir (23) that absorbs an increase or decrease in the amount of liquid that accompanies pressure increase or pressure reduction of the working fluid.
前記駆動軸(5)には前記往復動ピストン(15a)を駆動するための偏心部(5a)が備えられていることを特徴とする請求項2に記載の湿式クラッチを備えた流体機械。The auxiliary pump (15) is a reciprocating type pump having a reciprocating piston (15a),
The fluid machine with a wet clutch according to claim 2, wherein the drive shaft (5) is provided with an eccentric portion (5a) for driving the reciprocating piston (15a).
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