JP4800893B2 - 斜板型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、過大負荷がかかったときに動力伝達を遮断するトルクリミッタを有する斜板型圧縮機に関する。

従来、トルクリミッタを有する斜板型圧縮機としては、図６に示すようなものが知られている。この斜板型圧縮機１１は、制御圧室１３を画成するフロントハウジング１５とシリンダブロック１７間に駆動軸１９が軸支され、駆動軸１９の先端部にはトルクリミッタ２１を介してプーリー２３が装着されている。一方、駆動軸１９の制御圧室１３内の部分には円板状のラグプレート２５が固定されており、このラグプレート２５には斜板２７が係合して配設されている。この斜板２７の外周には複数個のピストン２９が摺動可能に配設されている。このような、斜板型圧縮機１１は、プーリーが回転されると、トルクリミッタ２１を介して駆動軸１９とこれに固定されたラグプレート２５が回転し、このラグプレート２５の回転に伴いこれに係合する斜板２７が回転する。そして、この斜板２７の回転によってピストン２９が駆動され、流体を吐出するようになっている。

このような斜板型圧縮機１１には、制御圧室１３内の冷媒等が外部に漏洩しないように駆動軸１９とフロントハウジング１５との間にリップシール３１が設けられている。そして、このリップシール３１に潤滑油を供給するために、駆動軸１９の後端からリップシール３１の近傍まで極めて長いセンタ穴３３が形成されている。

しかしながら、このような長いセンタ穴３３は、刃物の折損や穴の曲がり等、穿孔加工自体が難しく、また加工に長時間を必要とする。このためコストアップにつながるという問題点があった。

また、トルクリミッタ２１は、過大なトルクが加わった際に螺子が増し締めされることで増大した軸力で薄肉部を破断させるもので、摩擦係数が経年的に変化すると、狙ったトルクで作動させることができない。このため、螺子面および座面には摩擦係数を安定させるために、グリースを塗布するなどの防錆処理を施している。また、トルクリミッタ２１が圧縮機外部に装着されているため、被水する可能性があり、そのためにも防錆処理が必要である。また、螺合部分への浸水を防止するためゴムキャップ３５が必要になる。このため、コストが上昇するという問題点があった。

なお、上記斜板型圧縮機の他の例としては、特許文献１、特許文献２に示すようなものが知られている。

特開２００３−３０７２６５ 特開２００３−２０６９５０

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、センタ穴の加工を容易に行うことができるとともに、トルクリミッタの防錆処理を必要としない斜板型圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、ハウジング（１５）の前壁部を貫通するシャフト（４３）と、このシャフト（４３）が前記前壁部を貫通する部分に設けられたリップシール（３１）と、前記ハウジング（１５）内のシャフト（４３）に設けられたラグプレート（２５）と、このラグプレート（２５）によって回転駆動される斜板（２７）およびピストン（２９）と、前記ハウジング（１５）の後部から前記シャフト（４３）内を貫通して前記リップシール（３１）に到る潤滑油供給路（５１，６９）とを備えた斜板型圧縮機において、前記シャフト（４３）は、前側シャフト（４７）と後側シャフト（４５）とを有し、これら前側シャフト（４７）と後側シャフト（４５）は前記潤滑油供給路（５１，６９）が連通された状態でトルクリミッタ（６５）を介して連結され、前記ラグプレート（２５）は前記後側シャフト（４５）に固定されている手段を採用することができる。

この手段によると、シャフト（４５，４７）の穿孔長さを短くすることができ、センタ穴の加工を容易に行うことができる。また、後側シャフト（４５）の素材として管材を使用すれば、コストを大幅に削減することができる。また、後側センタ穴（５１）と前側センタ穴（６９）との間にトルクリミッタ（６５）を設けているから、トルクリミッタ（６５）の雌ねじ部（５３）、雄ねじ部（６３）を冷凍機油中に浸漬することができ、したがって、防錆処理が不要となる。また、トルクリミッタ（６５）がハウジング（１５）内にあることから、被水することがなく、防水キャップや防錆処理が不要となる。

上記課題を解決するため、前記トルクリミッタ（６５）は、前記前側シャフト（４７）と前記後側シャフト（４５）のうちいずれか一方のシャフト（４７）の端面（５９）に狭径部（６１）を介して設けられた雄ねじ部（６３）と、他方のシャフト（４５）の端面（４９）からこの他方のシャフト（４５）の内部に向かって形成された雌ねじ部（５３）とを有し、前記雄ねじ部（６３）と前記雌ねじ部（５３）は前記一方のシャフト（４７）の端面（５９）と前記他方のシャフト（４５）の端面（４９）とを当接させた状態で螺合している手段を採用することができる。この手段によると、簡単な構造でトルクリミッタを構成することができ、コストの低減を図ることができる。

上記課題を解決するため、前記雄ねじ部（６３）が設けられた前記一方のシャフト（４７）は前記前側シャフト（４７）であり、前記雌ねじ部（５３）が設けられた前記他方のシャフト（４５）は前記後側シャフト（４５）である手段を採用することができる。したがって、後側シャフト（４５）として管材を採用すれば、雌ねじ部（５３）を容易に加工することができる。

上記課題を解決するため、前記後側シャフト（８５）は、その前部と後部を軸受（７３，５７）により軸支されている手段を採用することができる。したがって、たとえ螺子部、座面の精度が悪い状態でも、芯ずれが起こることを防止することができる。

上記課題を解決するため、動力源に接続される、前記シャフト（４３）の一端部（７７）から前記ラグプレート（２５）に到る動力伝達経路のうち、前記ハウジング（１５）内の部分にトルクリミッタ（６５）を介装した手段を採用することができる。この手段を採用すると、また、トルクリミッタ（６５）がフロントハウジング１５内にあることから被水することがなく、防水キャップや防錆処理が不要となる。また、ハウジング内に配置されるため冷凍機油による潤滑がなされ、したがって長期的に安定した作動トルクを維持することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図５を参照して説明する。なお、図６に示す従来の技術と同一構成の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態である斜板型圧縮機４１を示す。この斜板型圧縮機４１においては、駆動軸４３は、後側シャフト４５と前側シャフト４７とを有している。

後側シャフト４５は、好ましくは管材から加工され、その軸心に沿って前端面４９から後端部に至る後側センタ穴５１が形成されている。この後側センタ穴５１は、圧縮機後方側に設けられた高圧貯油室（図示せず）からの冷凍機油を前方に送るためのものである。この後側シャフト４５の後側センタ穴５１の前端部には、雌ねじ部５３が形成されている。また、後側シャフト４５の後端部外周には軸受面５５が形成されており、この軸受面５５とシリンダブロック１７との間に軸受５７が介装されており、後側シャフト４５の後端部を軸支している。そして、このような後側シャフト４５の前端部外周には、ラグプレート２５が圧入固定されいる。

一方、前側シャフト４７は、その後端面５９に狭径部６１を介して後方に向かって突出して形成された雄ねじ部６３を有している。この雄ねじ部６３は、前側シャフト４７の後端面５９を後側シャフト４５の前端面４９に当接させて後側シャフト４５の雌ねじ部５３に螺合されている。ここで、後側シャフト４５の前端面４９、雌ねじ部５３、前側シャフト４７の後端面５９、狭径部６１、雄ねじ部６３はトルクリミッタ６５を構成する。

前側シャフト４７には、その後端面５９から前方に向かってリップシール３１の近傍に形成された給油開口６７に至る前側センタ穴６９が形成されている。この前側センタ穴６９は、後側センタ穴５１から供給された冷凍機油をリップシール３１に供給するためのものである。

また、この前側シャフト４７の給油開口６７の後側には軸受面７１が形成され、この軸受面７１とフロントハウジング１５との間に軸受７３が介装されており、前側シャフト４７の後部を軸支している。前側シャフト４７の後端には、半径方向外方に突出したフランジ部７５が形成されている。このフランジ部７５は、トルクリミッタ６５が作動して狭径部６１が破断したとき、フロントハウジング１５の軸受７３の外周側の部分に係合して、前側シャフト４７が抜け落ちるのを防止するようになっている。

前側シャフト４７の前端部には、雄ねじからなるプーリー装着部７７を有しており、プーリー（図示せず）を取り付けられるようになっている。

このような構成において、圧縮機が正常に作動し、通常の負荷がプーリー装着部７７からラグプレート２５に作用している場合は、トルクリミッタ６５の雌ねじ部５３と雄ねじ部６３の螺合関係によって前側シャフト４７の後端面５９が後側シャフト４５の前端面４９を押圧して、前側シャフト４７から後側シャフト４５に動力が伝達される。そして、この後側シャフト４５に圧入固定されたラグプレート２５から斜板２７を介してピストン２９に駆動力が伝達される。

また、このように圧縮機が正常に作動しているときは、図４に示すように、冷凍機油は、高圧貯油室（図示せず）から、後側シャフト４５内の後側センタ穴５１と前側シャフト４７の前側センタ穴６９を通って給油開口６７に至り、リップシール３１に供給される。

また、この際、冷凍機油はトルクリミッタ６５の雌ねじ部５３と雄ねじ部６３にも供給される。これにより、別途防錆処理を施さなくても腐食を防止することができ、摩擦係数を安定化させることができ、したがって作動トルクの経年変化を防止することができる。

一方、例えばピストンがロックする等して、前側シャフト４７とラグプレート２５との間に過大な負荷が作用すると、前側シャフト４７が後側シャフト４５に対して回動し、前側シャフト４７の雄ねじ部６３と後側シャフト４５の雌ねじ部５３との螺合関係によって、雄ねじ部６３が前側シャフト４７から強い力で引っ張られ、狭径部６１が破断する。これによって、前側シャフト４７の後端面５９と後側シャフト４５の前端面４９との間の動力伝達が遮断される。

このように、この斜板型圧縮機４１は、フロントハウジング１５を貫通してシリンダブロック１７に到るシャフト４３と、このシャフト４３がフロントハウジング１５を貫通する部分に設けられたリップシール３１と、フロントハウジング１５内のシャフト４３に設けられたラグプレート２５と、シャフト４３の後部からシャフト４３内を貫通して前記リップシール３１に到るセンタ穴５１，６９とを備えた斜板型圧縮機４１において、シャフト４３は、後側シャフト４５と前側シャフト４７とを有し、これら後側シャフト４５と前側シャフト４７はセンタ穴５１，６９が連通された状態でトルクリミッタ６５を介して連結され、ラグプレート２５は後側シャフト４５に固定されているから、穿孔時のセンタ穴の長さを短くすることができ、したがってセンタ穴の加工を容易に行うことができる。特に、後側シャフト４５の素材として管材を使用しているから、コストを大幅に削減することができる。また、後側センタ穴５１と前側センタ穴６９との間にトルクリミッタ６５を設けているから、トルクリミッタ６５の雌ねじ部５３、雄ねじ部６３を冷凍機油中に浸漬することができ、したがって、防錆処理が不要となり、長期的に安定した作動トルクを維持することができる。また、トルクリミッタ６５がフロントハウジング１５内にあることから、被水することがない。したがって、防水キャップや防錆処理が不要になり、コストの削減を図ることができるとともに、作動トルクを安定化することができる。

また、トルクリミッタ６５は、前側シャフト４７の後端面５９に狭径部６１を介して雄ねじ部６３を有し、後側シャフト４５の前端面４９から内部に向かって雌ねじ部５３が形成され、雄ねじ部６３と雌ねじ部５３は前側シャフト４７の後端面５９と後側シャフト４５の前端面４９とを当接させた状態で螺合しているから、簡単な構造でトルクリミッタ６５を構成することができ、コストの低減を図ることができる。

また、前側シャフト４７の後端には、半径方向外方に突出したフランジ部７５が形成されているから、トルクリミッタ６５が作動して狭径部６１が破断しても、前側シャフト４７が抜け落ちるのを防止することができる。

次に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。

この斜板型圧縮機８１においても、駆動軸８３は、後側シャフト８５と前側シャフト８７とを有しているが、図１に示す第１の実施の形態と異なり、後側シャフト８７が、軸受７３の前端より前側で給油開口６７より後側の位置まで延長され、後側シャフト８７のこの延長された部分の外周に軸受面８９が形成されている。したがって、後側シャフト８５は、その分長く形成されるとともに、その両端部を軸受７３と軸受５７によって軸支されている。また、ラグプレート２５は、後側シャフト８５の先端面から所定距離後方へ離間した位置の外周に嵌合圧入されている。一方、前側シャフト８７は、後側シャフト８５が長くなった分短くなっており、軸受で直接軸支されているわけではなく、トルクリミッタ６５の雌ねじ部５３と雄ねじ部６３の螺合によって後側シャフト８７によって支持されている。

このように、この斜板型圧縮機８１にあっては、後側シャフト８７の前後両端部を軸受５７，７３で軸支しているから、たとえ、螺子部、座面の精度が悪い状態でも芯ずれが起こることを防止することができる。

なお、上記実施の形態は、斜板がシューを介してピストンと係合している圧縮機について説明しているが、これに限る必要はなく、本発明は、ドライブプレートとワブルプレートとの組み合わせでピストンを駆動する揺動斜板型圧縮機にも適用できるのは勿論である。

本発明の第１の実施の形態である斜板型圧縮機を示す縦断面図。 図１に示す斜板型圧縮機の要部を示す要部断面図。 図１に示す斜板型圧縮機において、動力が遮断された状態を示す要部断面図。 図１に示す斜板型圧縮機において、冷凍機油の循環を示す縦断面図。 本発明の第２の実施の形態である斜板型圧縮機を示す縦断面図。 従来の斜板型圧縮機を示す縦断面図。

符号の説明

１５ フロントハウジング
２５ ラグプレート
２７ 斜板
２９ ピストン
３１ リップシール
４１ 斜板型圧縮機
４３ 駆動軸
４５ 後側シャフト
４７ 前側シャフト
４９ 前端面
５１ 後側センタ穴
５３ 雌ねじ部
５７ 軸受
５９ 後端面
６１ 狭径部
６３ 雄ねじ部
６５ トルクリミッタ
６９ 前側センタ穴
７３ 軸受
７５ フランジ部
８１ 斜板型圧縮機
８３ 駆動軸
８５ 後側シャフト
８７ 前側シャフト

Claims (5)

1. ハウジング（１５）の前壁部を貫通するシャフト（４３）と、
   このシャフト（４３）が前記前壁部を貫通する部分に設けられたリップシール（３１）と、
   前記ハウジング（１５）内のシャフト（４３）に設けられたラグプレート（２５）と、
   このラグプレート（２５）によって回転駆動される斜板（２７）およびピストン（２９）と、
   前記ハウジング（１５）の後部から前記シャフト（４３）内を貫通して前記リップシール（３１）に到る潤滑油供給路（５１，６９）と、
   を備えた斜板型圧縮機において、
   前記シャフト（４３）は、前側シャフト（４７）と後側シャフト（４５）とを有し、これら前側シャフト（４７）と後側シャフト（４５）は前記潤滑油供給路（５１，６９）が連通された状態でトルクリミッタ（６５）を介して連結され、前記ラグプレート（２５）は前記後側シャフト（４５）に固定されており、
   前記トルクリミッタ（６５）は、前記前側シャフト（４７）と前記後側シャフト（４５）のうちいずれか一方のシャフト（４７）の端面（５９）に狭径部（６１）を介して設けられた雄ねじ部（６３）と、他方のシャフト（４５）の端面（４９）からこの他方のシャフト（４５）の内部に向かって形成された雌ねじ部（５３）とを有し、前記雄ねじ部（６３）と前記雌ねじ部（５３）は前記一方のシャフト（４７）の端面（５９）と前記他方のシャフト（４５）の端面（４９）とを当接させた状態で螺合していることを特徴とする斜板型圧縮機。
2. 前記雄ねじ部（６３）が設けられた前記一方のシャフト（４７）は前記前側シャフト（４７）であり、前記雌ねじ部（５３）が設けられた前記他方のシャフト（４５）は前記後側シャフト（４５）であることを特徴とする請求項１に記載の斜板型圧縮機。
3. 前記後側シャフト（８５）は、その前部と後部を軸受（７３，５７）により軸支されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の斜板型圧縮機。
4. 前記前側シャフト（４７）は、前記トルクリミッタ（６５）が作動して後側シャフト（４５）から分離されたとき、前記ハウジング（１５）の前壁から抜けるのを防止する拡径部（７５）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の斜板型圧縮機。
5. 動力源に接続される、前記シャフト（４３）の一端部（７７）から前記ラグプレート（２５）に到る動力伝達経路のうち、前記ハウジング（１５）内の部分にトルクリミッタ（６５）を介装したことを特徴とする請求項１，２又は４に記載の斜板型圧縮機。

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