JP4928459B2

JP4928459B2 - 往復動ピストン機械

Info

Publication number: JP4928459B2
Application number: JP2007539450A
Authority: JP
Inventors: ヒンリヒスヤン
Original assignee: Ixetic Mac GmbH
Current assignee: Ixetic Mac GmbH
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: US20080223210A1; WO2006047985A1; US8322270B2; EP1831550A1; CN101052803A; EP1831550B1; CN100570153C; JP2008519199A; ATE389802T1; DE502005003400D1

Description

本発明は、自動車に用いられるエアコンコンプレッサのような往復動ピストン機械であって、ハウジングと、回転駆動可能なシャフトと、シャフトシール装置、特にスライドリングシール（Gleitringdichtung）、つまりメカニカルシールと、少なくとも１つの半径方向のシャフト支承部、特にラジアル転がり軸受けと、少なくとも１つの軸方向のシャフト支承部、特にスラスト転がり軸受けとが設けられており、ハウジング内で開口の内部に、該ハウジングに突入した支承スリーブが配置されており、該支承スリーブが、少なくとも半径方向のシャフト支承部を収容している形式のものに関する。

このような形式の往復動ピストン機械は公知である。

支承スリーブとハウジングとは、たとえば溶接シームによって互いに結合される。この場合、溶接シームは、高い交番負荷を受ける範囲に配置されているので、溶接シームの破損時にハウジングの一部が剥がれる可能性が生じる。

したがって、本発明の課題は、これらの欠点を有しない往復動ピストン機械を提供することである。

この課題は、自動車に用いられるエアコンコンプレッサのような往復動ピストン機械であって、ハウジングと、回転駆動可能なシャフトと、シャフトシール装置、特にメカニカルシールと、少なくとも１つの半径方向のシャフト支承部、特にラジアル転がり軸受けと、少なくとも１つの軸方向のシャフト支承部、特にスラスト転がり軸受けとが設けられており、ハウジング内で開口の内部に、該ハウジングに突入した支承スリーブが配置されており、該支承スリーブが、少なくとも半径方向のシャフト支承部を収容している形式のものにおいて、支承スリーブが、第１のつばを有しており、該第１のつばが、軸方向で、ハウジング側で見て内方から外方へ向かって、ハウジングの内部で、ハウジングの内部に設けられた切欠きに設けられた環状の受け止め面に当て付けられて、支承スリーブに、ハウジング側で見て、内方から外方へ向かって作用する軸方向力が形状接続的に、つまり嵌合に基づいた係合により、ハウジングによって受け止められる（ハウジング内へ導入される）ようになっていることを特徴とする、往復動ピストン機械により解決される。

本発明による往復動ピストン機械の有利な構成では、第１の当付けつばに、該第１のつばよりも小径の第２のつばが、ハウジング側で見て内方から外方へ向かって、軸方向で前置されており、該第２のつばが、ハウジングに設けられた開口を貫通している。本発明による往復動ピストン機械の別の有利な構成では、第１のつばが、第２のつばと共に１つの共通の段付けされたつばを成しており、該つばが、ハウジングに設けられた開口を半径方向および軸方向で形状接続的に貫通係合している。

本発明による往復動ピストン機械のさらに別の有利な構成では、第２のつばの半径方向の外側範囲が、ハウジングの開口の半径方向の内側範囲と共に、溶接シームを導入するための共通の範囲を成している。このことには次のような利点がある。すなわち、溶接シームが軸方向のシャフト支承部の軸方向力に関して、小さな負荷しか受けない範囲に位置している。なぜならば、軸方向力が第１のつばを通じてハウジング内へ導入され得るからである。溶接シームの故障時でも、支承スリーブは軸方向力によって形状接続的に、つまり嵌合に基づいた係合により、ハウジングの内部にしっかりと保持される。

本発明による往復動ピストン機械のさらに別の有利な構成では、支承スリーブが、軸方向の端面にハウジングの内部で、軸方向のシャフト支承部を受け止めているか、もしくは支持している。本発明による往復動ピストン機械のさらに別の有利な構成では、支承スリーブが、半径方向の切欠きの内部に半径方向のシャフト支承部を収容している。また、支承スリーブが、別の半径方向の切欠きの内部にスライドリングシール、つまりメカニカルシールを収容しているような往復動ピストン機械も有利である。

本発明による往復動ピストン機械のさらに別の有利な構成では、半径方向のシャフト支承部が配置されている範囲と、メカニカルシールが配置されている範囲との間で支承スリーブが、メカニカルシールおよび半径方向のシャフト支承部のための複数の潤滑剤開口部を有している。また、支承スリーブが、半径方向外側でハウジングの内部に溝を有しており、該溝が、潤滑剤捕集溝として働き、かつ前記潤滑剤開口を有しているような往復動ピストン機械も有利である。

本発明による往復動ピストン機械のさらに別の有利な構成では、支承スリーブが、ハウジングの外部に、ベルトディスクもしくはプーリの転がり軸受けを収容するための範囲を有している。

全体的には、このような支承スリーブをエアコンコンプレッサハウジングとの組合せで使用することにより次のような利点が得られる。すなわち、小さな支承スリーブ構成部分を１つの大きなハウジングよりも一層簡単にチャックしかつ加工することができ、しかも内側軸受けシートと外側軸受けシートとが１回のチャックで加工され得るので、狭い公差よび機械の改善された回転が可能となる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、ハウジングの一部内に配置された本発明による支承スリーブ示す横断面図である。

図２は、コンプレッサの、本発明による支承スリーブの範囲を示す断面図である。

図３は、本発明による支承スリーブと、対応するハウジングとを示す斜視図である。

エアコンコンプレッサのハウジング１の１区分には、開口３が設けられており、この開口３内には、支承スリーブ５が挿入されている。開口３は大小異なる直径を有する部分、つまり小径の部分７と大径の部分９とを有している。これにより開口３は実質的には段付けされた環状の開口として形成されている。範囲１１では、ハウジング１に設けられた開口３を成す段付き孔の大径の部分９が、半径方向外側へ向かって延びるアンダカット部によってさらに少しだけ拡張されている。ハウジング１に設けられたこの段付けされた切欠きもしくは開口３内には、大小異なる直径を有するつば、つまり小径のつば１３と大径のつば１５とを備えた支承スリーブ５が係合しているので、支承スリーブ５とハウジング部分１との間には軸方向の当付け面１７が生ぜしめられる。支承スリーブ５には、矢印１９の方向でコンプレッサの駆動装置から軸方向シャフト支承部を介して軸方向力が作用するので、当付け面１７では支承スリーブ５がハウジング１に形状接続的に、つまり嵌合に基づいた係合により、圧着される。したがって、当付け面１７を介してコンプレッサ駆動装置からハウジング１内へ軸方向力が導入される。これにより、ハウジングに設けられた小径の部分７もしくは支承スリーブ５に設けられた小径のつば１３は、軸方向力がもはや作用しない範囲に位置している。したがって、ハウジングの小径の部分７と支承スリーブ５の小径のつば１３との間のこの範囲２１は、小さな負荷しか受けない範囲として本発明によれば、支承スリーブ５とハウジング１とを結合するための溶接シームを形成するために適していると云える。何らかの事情により、この範囲２１に位置する溶接シームが損傷したとしても、矢印方向１９における駆動装置の軸方向力の作用に基づき、支承スリーブ５はこの軸方向力によって形状接続的にハウジング１に圧着され、ひいては支承スリーブ５とハウジング１との間での機能は維持されることになる。

図２には、ハウジング１の対応する部分と支承スリーブ５とを備えたエアコンコンプレッサの相応する部分の横断面図が図示されている。支承スリーブ５は駆動シャフトもしくは入力シャフト２３によって貫通される。この入力シャフト２３は軸方向のシャフト支承部２５もしくはスラスト転がり軸受けによって支承スリーブ５の軸方向の閉鎖面２７に支承されている。さらに、支承スリーブ５の範囲２９では、入力シャフト２３が半径方向の転がり軸受け３１によって支承されている。支承スリーブ５の前側の範囲３３には、固定の部分３５と、回転する部分３７とを備えたスライドリングシール、つまりメカニカルシールが配置されている。ラジアル転がり軸受け３１の範囲２９と、メカニカルシールの範囲３３との間では、支承スリーブ５の内部に複数の潤滑剤通過開口３９が配置されている。これらの潤滑剤通過開口３９は支承スリーブ５の内室から外方へ向かって、支承スリーブ５の全周にわたって環状に延びる溝４１に開口している。溝４１はこの場合、コンプレッサの駆動室内で潤滑剤捕集溝として働き、潤滑剤通過開口３９を介してメカニカルシール３５／３７とラジアル転がり軸受け３１との間の支承スリーブ５の範囲へ潤滑剤を導入する。したがって、メカニカルシール３５／３７にもラジアル転がり軸受け３１にも、支承スリーブ５の内部で潤滑剤が供給される。ハウジング１の外部に位置する支承スリーブ５の外周面４３には、転がり軸受け４５が配置されている。この転がり軸受け４５はベルト車、つまりプーリ４７を支承している。したがって、支承スリーブ５の製造時では、ラジアル転がり軸受け３１のための支承面も、ラジアル転がり軸受け４５のための支承面も、１回のチャック（緊締）で製造され得るので、これによって公差に好都合な加工が実現され得る。この場合、コンプレッサハウジングを大きなハウジング部分１と小さな支承スリーブ部分５とに分割することにより、軸受けシートの加工のために小さな構成部分を使用することができることが保証されている。このような小さな構成部分は、単一部分から成る大きな一体のハウジングに比べてチャックや加工が容易となる。もしも、単一部分から成る大きな一体のハウジングが使用された場合には、このようなハウジングが、このような相応する軸受けシートを有しなければならなくなる。

図３ａには、支承スリーブ５と、完全な形の構成部分として図示されたハウジング１とが別個に図示されており、図３ｂには、支承スリーブ５と、ハウジング１とが組み立てられた状態で図示されている。ハウジング１と支承スリーブ５との間の範囲２１には、相応する溶接シームが設けられる。この場合、有利にはこの範囲においてレーザ溶接を行うことができる。レーザ溶接部は、極めて狭い範囲に沿って、図１の横断面図において範囲２１に認められるような大きな深さを持って形成され得る。

これによって、支承スリーブ５およびハウジング部分１の相応する設計の本発明による解決手段は、支承スリーブ５の改善された加工可能性によってコスト削減をもたらし、段付きつばおよび溶接シームの相応する位置決めによって構成部分安全性の向上をもたらす。溶接シームの故障時でも、支承スリーブ５とハウジング部分１との間の形状接続により、軸方向力１９の方向において、確実な形状接続的な結合が保証される。

ハウジングの一部内に配置された本発明による支承スリーブ示す横断面図である。コンプレッサの、本発明による支承スリーブの範囲を示す断面図である。本発明による支承スリーブと、対応するハウジングとを示す分解斜視図である。本発明による支承スリーブと、対応するハウジングとを組み立てられた状態で示す斜視図である。

符号の説明

１エアコンコンプレッサのハウジング
３ハウジングに設けられた開口
５支承スリーブ
７開口の小径の部分
９開口の大径の部分
１１段付き孔に設けられたアンダカット部範囲
１３支承スリーブに設けられた小径のつば
１５支承スリーブに設けられた大径のつば
１７支承スリーブに設けられた軸方向の当付け面
１９軸方向力の方向
２１軸方向力による小さな負荷しか受けない範囲（溶接シーム範囲）
２３入力シャフト
２５軸方向のシャフト支承部
２７支承スリーブの軸方向の閉鎖面
２９ラジアル転がり軸受けのための範囲
３１ラジアル転がり軸受け
３３メカニカルシールのための支承スリーブの範囲
３５メカニカルシールの固定の部分
３７メカニカルシールの回転する部分
３９潤滑剤通過開口
４１環状の潤滑剤捕集溝
４３ハウジング外部の支承スリーブの外周面
４５プーリのための転がり軸受け
４７プーリ

Claims

自動車に用いられるエアコンコンプレッサのような往復動ピストン機械であって、ハウジング（１）と、回転駆動可能なシャフト（２３）と、メカニカルシール（３５，３７）と、少なくとも１つのラジアル転がり軸受け（３１）と、少なくとも１つのスラスト転がり軸受け（２５）とが設けられており、ハウジング（１）内で開口（３）の内部に、該ハウジング（１）に突入した支承スリーブ（５）が配置されており、該支承スリーブ（５）が、少なくとも半径方向のシャフト支承部（３１）を収容している形式のものにおいて、支承スリーブ（５）が、第１のつば（１５）を有しており、該第１のつば（１５）が、軸方向で、ハウジング側で見て内方から外方へ向かって、ハウジング（１）の内部で、ハウジング（１）の内部に設けられた切欠き（９）に設けられた環状の受け止め面（１７）に当て付けられて、支承スリーブ（５）に、ハウジング側で見て、内方から外方へ向かって作用する軸方向力（１９）が形状接続的に、つまり嵌合に基づいた係合により、ハウジング（１）によって受け止められるようになっていることを特徴とする、往復動ピストン機械。
第１の当付けつば（１５）に、該第１のつば（１５）よりも小径の第２のつば（１３）が、ハウジング側で見て内方から外方へ向かって、軸方向で前置されており、該第２のつば（１３）が、ハウジング（１）に設けられた開口（３）を貫通している、請求項１記載の往復動ピストン機械。
第１のつば（１５）が、第２のつば（１３）と共に共通の１つの段付けされたつばを成しており、該つばが、ハウジング（１）に設けられた開口（３）内に半径方向および軸方向で嵌合に基づき係合している、請求項２記載の往復動ピストン機械。
第２のつば（１３）の半径方向の外側範囲が、ハウジング（１）の開口（３）の半径方向の内側範囲（７）と共に、溶接シームを導入するための共通の範囲（２１）を成している、請求項２または３記載の往復動ピストン機械。
支承スリーブ（５）が、軸方向の端面（２７）にハウジング（１）の内部で、軸方向のシャフト支承部（２５）を支持している、請求項１から４までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
支承スリーブ（５）が、半径方向の切欠き（２９）の内部に半径方向のシャフト支承部（３１）を収容している、請求項１から５までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
支承スリーブ（５）が、別の半径方向の切欠き（３３）の内部にメカニカルシール（３５，３７）を収容している、請求項１から６までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
半径方向のシャフト支承部（３１）が配置されている範囲（２９）と、メカニカルシール（３５，３７）が配置されている範囲（３３）との間で支承スリーブ（５）が、メカニカルシール（３５，３７）および半径方向のシャフト支承部（３１）のための潤滑剤開口部（３９）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
支承スリーブ（５）が、半径方向外側でハウジング（１）の内部に溝（４１）を有しており、該溝（４１）が、潤滑剤捕集溝として働き、かつ潤滑剤開口（３９）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
支承スリーブ（５）が、ハウジング（１）の外部に、プーリ（４７）の転がり軸受け（４５）を収容するための範囲（４３）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。