JP4170770B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機、特に車両におけるエアコンディショナのための圧縮機であって、ケーシングが設けられており、ケーシング閉鎖蓋が設けられており、軸受けを備えた駆動軸が設けられており、往復運動するピストンのための駆動装置が設けられており、該駆動装置が、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換するようになっており、シリンダブロックが設けられており、該シリンダブロック内で、往復運動するピストンが冷媒を吸い込んで圧縮するようになっており、弁装置たとえば吸込弁および吐出弁を備えた弁プレートが設けられており、吸込圧領域および吐出圧領域のための吸込室および吐出室が設けられている形式のものに関する。

このような圧縮機は公知である。ケーシング閉鎖蓋として、公知技術では多くの場合、圧縮機の吸込室および吐出室を備えたシリンダヘッドの構成部材が用いられる。このような形式のシリンダヘッドは、たとえばドイツ連邦共和国実用新案登録第２００１３２０２号明細書に示したように単個のねじ山または個別的なねじによってケーシングと結合することができる。この場合の欠点によれば、このような形式のシリンダヘッドに、いわゆる高温部分つまり吐出室と、比較的低温の部分つまり吸込室とが存在し、これによってこのようなシリンダヘッド内で種々異なる熱負荷が生じることとなり、ケーシングとシリンダヘッドとの間のねじ結合部またはねじ山結合部の品質ならびにケーシングとシリンダヘッドとの間ならびにシリンダヘッドと弁プレートとの間のシール機能の品質に関してネガティブな影響が生じる。

したがって本発明の課題は、圧縮機を改良し、このような欠点を排除することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、圧縮機、特に車両におけるエアコンディショナのための圧縮機であって、ケーシングが設けられており、ケーシング閉鎖蓋が設けられており、軸受けを備えた駆動軸が設けられており、往復運動するピストンのための駆動装置が設けられており、該駆動装置が、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換するようになっており、シリンダブロックが設けられており、該シリンダブロック内で、往復運動するピストンが冷媒を吸い込んで圧縮するようになっており、弁装置たとえば吸込弁および吐出弁を備えた弁プレートが設けられており、吸込圧領域および吐出圧領域のための吸込室および吐出室が設けられている形式のものにおいて、一方では吸込室および吐出室を備えたシリンダヘッドと、他方ではケーシング鉢またはケーシング蓋もしくはケーシングの閉鎖プレートとが、別個の構成ユニットとして形成されている。有利な圧縮機によれば、ケーシング鉢またはケーシング蓋もしくは閉鎖プレートたとえばケーシングが、鋼または鋼に比肩する材料から製作されており、シリンダヘッドが、アルミニウム材料から製作されている。

本発明の圧縮機によれば、ケーシングが、主に薄い壁厚さの管から形成されており、ケーシング蓋が、金属薄板または場合によっては厚い壁厚さの金属板鉢によって形成されている。本発明の圧縮機によれば、閉鎖プレートまたはケーシング蓋の底部が弾性変形可能であり、閉鎖プレートまたはケーシング蓋の底部が一領域で次のように形成されており、つまり、押圧力をシリンダヘッドに及ぼし、かつシリンダヘッドを一方では閉鎖プレートもしくはケーシング蓋と他方では弁プレートとの間で締め付けるように形成されている。特にシリンダヘッドは、弁プレートと閉鎖プレートもしくはケーシング蓋との間の挿入部材として形成することができる。

本発明の別の圧縮機によれば、閉鎖プレートが、ねじ山付リングによってケーシング管体に押圧されるか、もしくはケーシング管体にねじ止めされるようになっている。圧縮機の別の実施形態によれば、ケーシング閉鎖蓋が、雌ねじ山を備えた鉢状の鋼薄板部材として形成されている。

さらに有利な圧縮機によれば、シリンダヘッドが、環状のシールウェブを備えており、これらのシールウェブが、弾性的な閉鎖プレートもしくは弾性的なケーシング蓋底部によって弁プレートに押し付けられるようになっている。

さらに有利な圧縮機によれば、電磁弁の圧力管が、ケーシング蓋もしくは閉鎖プレートに溶接されている。

さらに有利な圧縮機によれば、ケーシング蓋または閉鎖プレートが、取付装置、たとえばアイ、孔または舌片を備えている。有利には、取付の際にねじ込みモーメントを生じさせることによって、取付装置が、ケーシング管体にケーシング蓋をねじ止めするのにも役立つ。

本発明の圧縮機によれば、ねじ山付リングまたはケーシング蓋の下位縁部とケーシング管部分との間のねじ山によって、比較的厚い閉鎖蓋または蓋底部における高圧負荷が、薄い管ケーシングに向かう移行部に作用することはない。

本発明の別の圧縮機によれば、取付装置、たとえばアイ、孔または切片が、鍛造または押出成形の際に一緒に製作されるようになっている。

別の装置によれば、圧縮機、特に車両におけるエアコンディショナのための圧縮機であって、鉢状のケーシングが設けられており、ケーシング閉鎖蓋が設けられており、ケーシング領域全体が実質的に２部分から構成されており、軸受けを備えた駆動軸が設けられており、往復運動するピストンのための駆動装置が設けられており、該駆動装置が、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換するようになっており、シリンダブロックが設けられており、該シリンダブロック内で、往復運動するピストンが冷媒を吸い込んで圧縮するようになっており、弁装置たとえば吸込弁および吐出弁を備えた弁プレートが設けられており、吸込圧領域および吐出圧領域のための吸込室および吐出室が設けられている形式のものにおいて、吸込室および吐出室、吸込弁装置および吐出弁装置、ならびにシリンダブロックが、ケーシングの閉鎖側、つまりケーシング底部側に配置されている。有利には、圧縮機のケーシングが、シリンダブロックおよび弁プレートの領域で外向きに閉鎖されていて、かつ該領域においてケーシング分割ひいてはこれに起因する外向きのシール装置を有していない。

さらに有利な圧縮機によれば、ケーシング蓋および駆動室のシールが外向きに、つまり周囲に向かって、圧縮機の最大熱源つまり高圧領域とは反対側に配置されている。

このような構成によって、圧縮機の、いわゆる高温側における高温および／または高圧によって、外向きのシールまたは固定手段が破損されることはない、という利点が得られる。

別の圧縮機によれば、駆動室の外向きのシールが、鉢状のケーシングとケーシング蓋との間のシールによって実現されている。

有利には、ケーシング／ケーシング蓋−閉鎖装置、たとえばねじ山、リングナット、ねじ、折り曲げ部または溶接シームなどが、圧縮機の、最大熱源とは反対側に配置されている。

さらに有利な圧縮機によれば、ケーシング蓋の領域において、外向きの軸貫通案内、軸受けおよび軸シールが配置されている。

１圧縮機は、吸込圧領域と吐出圧領域との間における第１の分離インサートと、場合によっては吐出圧領域と駆動室圧領域との間における別の第２の分離インサートとを備えており、これらの分離インサートが、圧力領域を分離し、かつケーシング底部に対してシリンダブロックと弁プレートとを支持している。

さらに有利な圧縮機構成によれば、第１の分離インサートおよび場合によっては第２の分離インサートが、ケーシング底部に組み込まれている。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

図１には、本発明の圧縮機ケーシングを横断面図で示した。圧縮機ケーシングは、ケーシング底部１とケーシング管体２とシリンダブロック３とシリンダヘッド４と２つのＯリング−シール５，８とケーシング閉鎖プレート６とケーシングねじ山付リング７と２つの弁−圧力管９とケーシング底部１におけるシール１０とから成っている。ここでは駆動部位、たとえば軸、旋回ディスクおよびピストンは図示していない。さらに重要な構成要素として軸受けブシュ１１を挙げることができ、この軸受けブシュ１１はケーシング底部１に配置されていて、かつ軸のラジアル軸受けと場合によってはスラスト軸受けとを収容することができる。ケーシングは、箇所１２，１２ｂにねじ山（雄ねじ山または雌ねじ山）を備えており、これによってケーシング管体２にかかる比較的厚い閉鎖プレート６の移行部の緊締を僅かに設けることができる。さらにこのような分割構成によって、押出成形または鍛造の際にケーシング底部１に固定用の耳片２７を設けることができ、またケーシング閉鎖プレート６もしくは蓋３０（図４）に圧力管９および取付具１３を溶接することができる。この耳片（図３において符号１３および２７で示した）に、蓋３０（図４）を用いて取付けの際に必要なねじ込みモーメントを導入することができる。ケーシング管体２は、ねじ山１２およびねじ山１２ｂによる分離に基づいて、比較的薄い壁厚を有して形成することができ、これによって重量を削減することができる。シリンダブロック３は、シール５、たとえばＯリングを備えることができ、これによって吸込室圧力領域１４を駆動室１５における圧力領域に対してシールすることができる。シリンダヘッド４は、シリンダブロック側で環状の２つのウェブ１６，１８を備えており、これらのウェブ１６，１８は、高圧領域１９と吸込室圧力領域１４と駆動室圧領域２０とを互いに分離する。シリンダヘッドは、複数の通路（図示せず）を備えており、これらの通路に２つの調整弁および１つの圧力制限弁が設けられている。圧力制限弁は、シリンダヘッド４に配置されている（図示せず）。調整弁の圧力管９は、閉鎖プレートに溶接（レーザ溶接、抵抗溶接）されている。閉鎖プレート６は、シリンダヘッド４の熱膨張を吸収できる間は弾性的である。閉鎖プレートに蓄積される力は主に領域２１で伝達される。領域２１の位置は次のように選択されており、つまり、上方ではシールウェブ２２に導入される蓄積力が、シール作用のために、シリンダヘッドの僅かな変形によってシリンダヘッド４の両方のウェブ１６，１８に分配されるように選択されている。閉鎖プレート６は、ねじ山付リング７によって保持するか、または図４に示したようにねじ山を備えた蓋の構成で堅固に結合することができ、その結果として鉢状の蓋３０が形成される。

このよう配置構成によって、本発明は以下の利点を有している。つまり高い熱負荷が回避される。従来の極めて高いねじ込みモーメントが低減される。シリンダヘッドと弁プレートとの間をシールするためのプレロードを形成するために必要な、シリンダヘッド４におけるシール面の間のステップによる高い負荷は、大幅に低減される。ねじ止めによる接続箇所は、調整弁９、圧力制限弁および場合によっては設けられる油分離器がシリンダヘッドに収容されることによって、４つから２つに減らされる。調整弁９は、外向きのシールを省略して、廉価な形式で構成変化することができる。ケーシングシールはより確実なものとなる。ケーシング外套は、全く鋳造成形されない材料から形成することができる。これによって必要な試験圧力が低下される。

図２には、ケーシング底部におけるシールとケーシング蓋におけるシールとを詳しく示した。図２．１にはケーシング蓋におけるシール、つまり閉鎖プレート６とリングナット７とケーシング管２とに沿ったシールを示した。シール８は、閉鎖プレート６に沿ってフェイスを成すように設けられた切欠に配置されていて、かつ丸みを帯びた肩部２４で閉鎖プレート６に対する押圧力を形成するねじ山付リング７によって、ねじ止めの際に、ケーシング管体２の上縁部に押し付けられる。ねじ込み結合の力の流れは、ケーシング管体２からねじ山付リング７を介して肩部２４に移動し、そこでて閉鎖プレート６が緊締される。したがって閉鎖プレート６の熱膨張およびたわみは直接的にねじ山結合部に作用することはない。

図２．２には、ケーシング管体２とケーシング底部１との間の、図２．１に類似するねじ山結合を詳しく示した。ここではＯリング−シール１０はケーシング底部１における溝２６に取り付けられ、これによって取り付けやすい配置構成が得られ、シール１０は取付に際して十分に離脱またはずれに対して保護されている。

図３には、本発明の圧縮機ケーシングを外側からみた斜視図で示した。閉鎖プレート６には、調整弁の両方の圧力管９以外に、両方の保持耳片１３による保持部も看取することができ、これらの保持部はたとえば自動車に圧縮機を取り付けるのに役立つ。ここでもまた閉鎖プレート６はねじ山付リング７によってケーシング管体２にねじ止めされる。既に述べたように閉鎖プレートと同様にケーシング管体２にねじ止めされたケーシング底部１に２つの保持耳片２７を看取することができ、これらの保持耳片２７は開口２８で、ベルト駆動装置の領域にコンプレッサを取り付けるのに役立つ。

図４には、圧縮機ケーシングの別の１構成を示した。ここでもケーシング底部１は、ねじ山結合を介してケーシング管体２にねじ止めされている。ここではケーシング蓋は、鉢状の蓋３０によって形成されており、この蓋３０はケーシング２にねじ止めされ、この場合蓋３０は、シリンダブロック３の緊締肩部３１を介してシリンダブロック３をケーシング管体２に挟み付けて緊締する。このシリンダブロック３もまたシール装置５を用いてケーシング管体２に対してシールされており、別のシール装置８はシリンダブロックをケーシング蓋３０に対してシールする。蓋３０をねじ止めすることに基づいて、この蓋３０はシリンダヘッド４と弁プレート３２とをシリンダブロック３に押し付ける。さらにシリンダヘッド４は前述の油分離器４０を備えている。さらにケーシング蓋３０から突出して、調整弁の圧力管９が示されており、この圧力管９は蓋３０に溶接することができ、これによって調整弁と蓋との間の外向きのシールが省略される。ここでも鉢状の蓋３０の、弾性作用を有する底部は、シリンダヘッドの内側の熱負荷を緩衝するので、この熱負荷は、上部で鉢状の蓋３０において適当に分配して解消することができ、そうしてこの熱負荷は、管状のケーシング２と鉢状の蓋３０との間のねじ山結合部に直接的に作用することはない。有利にはアルミニウム材料から製作されるシリンダヘッド４と蓋３０の鋼材料との間のそれぞれ異なる熱膨張が、管状のケーシング２と蓋３０との間のねじ山領域に熱負荷を直接的に生ぜしめることはなく、熱負荷は蓋３０の弾性的な底部によって適当に緩衝されて、弁プレートおよびケーシング蓋に対するシリンダヘッドの押圧およびシール作用のために利用される。

図５．１には、鉢状のケーシング蓋３０とケーシング管体２とシリンダブロック３との間におけるシールを詳しく示した。シリンダブロック３とケーシング管体２との間のシールは、環状に延びるＯリング−溝に設けられたシール５によって得られる。シリンダブロック３とケーシング蓋３０との間のシールは、シリンダブロック３に沿ってフェイスを成すように環状に延びる切込３４に設けられたＯリング−シール８によって得られる。シリンダヘッド３を管状のケーシング２にねじ止めする際に、シリンダブロックは緊締肩部３１によって締め付けられ、シール８も同様に適当にプレロード（予荷重）をかけられる。もちろんこの場合、緊締肩部のための締付力を形成するため、かつシール８を破損しないようにするために、蓋３０の一部は直接的にシリンダブロック３に支持させる必要がある。

図５．２には、ケーシング底部１とケーシング管体２との間のシール装置１０を詳しく示した。この図は図２．２に対応するものなので、詳しい説明は省略する。

図６には、鉢状のケーシング部分１０２とケーシング閉鎖蓋１０３とから成るケーシングを備えた圧縮機１００を示した。ケーシング１０２の内側にシリンダブロック１０４が配置されており、このシリンダブロック１０４に沿って、図示していない吸込弁および吐出弁を備えた弁プレート１０５が配置されている。弁プレート１０５およびシリンダブロック１０４は、分離装置１０６．１，１０６．２によって、鉢状の一体的なケーシング部分１０２の底部１０７に支持されている。シリンダブロック１０４は、シリンダ底部における分離装置１０６．１を貫通する、内側から配置された取付手段１０８、たとえばねじによって、たとえば圧密の開口１０９を介してケーシング底部１０７に取り付けられている。分離装置１０６．２は、駆動室圧領域１２１から吐出圧領域１１９を分離しており、この駆動室圧領域１２１は、通路１２２を介して駆動室１１４と接続されている。さらに圧縮機は駆動軸１１０を備えており、この駆動軸１１０はケーシング蓋１０３の内側で軸受け１１１と軸シール１１２とを備えている。第２の軸受け１１３はシリンダブロック内に配置されている。圧縮機の駆動装置が設けられているいわゆる駆動室１１４の内側に、単に概略的に示した駆動ディスク、たとえば傾斜円板１１５が配置されており、この傾斜円板１１５は図示していないピストンをシリンダブロック１０４内で往復運動させ、ひいては軸１１０の回転運動を図示していないピストンの往復運動に変換する。もちろん別の駆動装置配置構成、たとえば回転斜板伝動装置、旋回リング伝動装置などを、ピストンの駆動のために用いることもできる。ケーシング蓋にはシール１１６が配置されており、このシール１１６はケーシング蓋１０３とケーシング１０２との間のギャップを外向きにシールする。ここで重要な点は、ケーシング分割箇所の単個のシールが外向きに設けられている、ということであり、ここでは圧縮機のいわゆる低温側に設けられており、つまり圧縮機の、高圧領域とは反対側に設けられている。ここでもまたたとえばねじ山１１７による、ケーシング蓋１０３とケーシング１０２との間の機械式の結合は、圧縮機の低温側に配置されている。圧縮機の高温側に設けられたシール１１８は、ケーシングの内側で、閉鎖されたケーシングに対してシリンダブロックをシールしていて、高温または高圧による故障の際に、雰囲気に向かって圧力媒体が損失することはない。駆動室１１４を周囲に対してシールする単個のシール１１６は、熱的および圧力的にごく僅かにしか負荷されておらず、したがっていずれにせよ比較的高い耐用年数が期待される。分離手段１０６．１，１０６．２は吐出冷媒および吸込冷媒とのための室と駆動室圧力とを分離し、これらの分離手段１０６．１，１０６．２は、複数部分から組み合わすことができ、高温の高圧領域１１９と低温の吸込領域１２０ならびに駆動室圧領域１２１との間のシールおよび絶縁機能を有することができる。このために分離手段１０６．１，１０６．２およびケーシング底部１０７は場合によっては特有の熱絶縁層を備えることができる。

閉鎖プレートを備えた本発明の圧縮機を示す縦断面図である。 シールを詳しく示す図である。 シールを詳しく示す図である。 本発明の圧縮機を示す斜視図である。 鉢状のケーシング蓋を備えた別の圧縮機を示す縦断面図である。 図４の圧縮機のシールを詳しく示す図である。 図４の圧縮機のシールを詳しく示す図である。 さらに別の圧縮機を示す断面図である。

符号の説明

１ ケーシング底部、 ２ ケーシング管体、 ３ シリンダブロック、 ４ シリンダヘッド、 ５，８ シール、 ６ 閉鎖プレート、 ７ ねじ山付リング、 ９ 圧力管、 １０ シール、 １１ 軸受けブシュ、 １２，１２ｂ ねじ山箇所、 １３ 取付装置、 １４ 吸込圧領域、 １５ 駆動室、 １６，１８ ウェブ、 １９ 高圧領域、 ２０ 駆動室圧領域、 ２１ 領域、 ２２ シールウェブ、 ２４ 肩部、 ２６ 溝、 ２７耳片、 ２８ 開口、 ３０ 蓋、 ３１ 緊締肩部、 ３２ 弁プレート、 ３４ 切込、 ４０ 油分離器、 １００ 圧縮機、 １０２ ケーシング部分、 １０３ ケーシング閉鎖蓋、 １０４ シリンダブロック、 １０５ 弁プレート、 １０６．１，１０６．２ 分離装置、 １０７ 底部、 １０８ 取付手段、 １０９ 開口、 １１０ 駆動軸、 １１１ 軸受け、 １１２ 軸シール、 １１３ 軸受け、 １１４ 駆動室、 １１５ 傾斜円板、 １１６ シール、 １１７ ねじ山、 １１８ シール １１９ 吐出圧領域、 １２０ 吸込領域、 １２１ 駆動室圧領域、 １２２ 通路

Claims (9)

1. 圧縮機、特に車両におけるエアコンディショナのための圧縮機であって、ケーシングが設けられており、ケーシング閉鎖蓋が設けられており、軸受けを備えた駆動軸が設けられており、往復運動するピストンのための駆動装置が設けられており、該駆動装置が、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換するようになっており、シリンダブロックが設けられており、該シリンダブロック内で、往復運動するピストンが冷媒を吸い込んで圧縮するようになっており、弁装置たとえば吸込弁および吐出弁を備えた弁プレートが設けられており、吸込圧領域および吐出圧領域のための吸込室および吐出室が設けられおり、とりわけ吸込室および吐出室を形成する構成部材、つまりシリンダヘッドと、ケーシング鉢またはケーシング蓋もしくは閉鎖プレートとが、別個の構成ユニットであり、閉鎖プレートまたはケーシング蓋の底部が、弾性変形可能であり、かつ一領域で次のように形成されており、つまり、押圧力をシリンダヘッドに及ぼし、かつシリンダヘッドを閉鎖プレートもしくはケーシング蓋と弁プレートの間で締め付けるように形成されており、特にシリンダヘッドが、弁プレートと閉鎖プレートもしくはケーシング蓋との間の挿入部材として形成されている形式のものにおいて、
   シリンダヘッドが、環状に延びる２つのシールウェブを備えており、これらのシールウェブが、弾性的な閉鎖プレートもしくは弾性的なケーシング蓋底部によって弁プレートに押し付けられるようになっていることを特徴とする、圧縮機。
2. ケーシング鉢またはケーシング蓋もしくは閉鎖プレートたとえばケーシングが、鋼から製作されており、シリンダヘッドが、アルミニウム材料から製作されている、請求項１記載の圧縮機。
3. ケーシングが、主に薄い管から形成されており、ケーシング蓋が、厚い金属板または場合によっては厚い金属板鉢によって形成されている、請求項１記載の圧縮機。
4. 閉鎖プレートが、ねじ山付リングによって、シリンダヘッドに押圧されるか、もしくはケーシング管体のねじ山にねじ止めされるようになっている、請求項１または２記載の圧縮機。
5. ケーシング閉鎖蓋が、雌ねじ山を備えた鉢状の鋼板部材として形成されている、請求項１または２記載の圧縮機。
6. 電磁弁の圧力管が、ケーシング蓋もしくは閉鎖プレートに溶接されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の圧縮機。
7. ケーシング蓋または閉鎖プレートが、取付装置、たとえばアイ、孔または舌片を備えている、請求項１から６までのいずれか１項記載の圧縮機。
8. 取付の際にねじ込みモーメントを作用させることによって、取付装置が、ケーシング管体にケーシング蓋をねじ止めするのにも役立つ、請求項７項記載の圧縮機。
9. 取付装置、たとえばアイ、孔または切片が、鍛造または押出成形の際に一緒に製作されるようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の圧縮機。

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