JP5661436B2 - Fluid machinery - Google Patents
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Description
本発明は、流体機械に関し、とくに、ハウジングの剛性増大構造の改良によって軽量化および省スペース化が実現された流体機械に関する。 The present invention relates to a fluid machine, and more particularly to a fluid machine in which weight reduction and space saving are realized by improving a rigidity increasing structure of a housing.
回転力を用いて流体を圧縮または膨張させる流体機械として、例えば、スクロール型圧縮機が知られている。このようなスクロール型圧縮機には、回転力に由来する引張応力などによる変形を防止するため、ハウジングに補強リブなどの剛性増大構造が設けられていることが多い。例えば、特許文献1には、ハウジングの凹曲部に、凹曲部を局部的に埋塞する補強リブが形成されたスクロール型圧縮機が開示されている。 As a fluid machine that compresses or expands a fluid using a rotational force, for example, a scroll compressor is known. Such a scroll compressor is often provided with a rigidity increasing structure such as a reinforcing rib in the housing in order to prevent deformation due to tensile stress or the like derived from rotational force. For example, Patent Document 1 discloses a scroll compressor in which a reinforcing rib that locally fills a concave curved portion is formed in a concave curved portion of a housing.
しかしながら、外部駆動源からベルトを介して流体機械に取り付けられたプーリに回転力が伝達される場合、プーリとベルトが接してベルト張力が発生する領域においてはベルト張力によって引張応力がハウジングに作用し、それ以外の領域においてはベルト張力によって圧縮応力がハウジングに作用する。この場合、ベルト張力によって引張応力がハウジングに作用する領域においては、ハウジングの破断等を防止するために高い剛性が必要とされる一方で、圧縮応力が作用する領域においてはそれほど高い剛性は要求されない。しかし、特許文献1に記載されたスクロール型圧縮機では、このような剛性の違いについては全く考慮されていない。とくに、設置スペースの制約が多く軽量化の要求が厳しい車両用空調装置においては、補強リブが重量増の一因となるだけでなく、他の部品と干渉して取付の妨げとなる可能性があるため、ハウジングに設けられる補強リブはできるだけ少ないことが望ましい。 However, when the rotational force is transmitted from the external drive source to the pulley attached to the fluid machine via the belt, the tensile stress acts on the housing due to the belt tension in the region where the pulley and the belt are in contact with each other and the belt tension is generated. In other regions, the compressive stress acts on the housing due to the belt tension. In this case, high rigidity is required in the region where tensile stress acts on the housing due to the belt tension, while high rigidity is not required in the region where compressive stress acts, while preventing the housing from being broken or the like. . However, in the scroll compressor described in Patent Document 1, such a difference in rigidity is not considered at all. In particular, in a vehicle air conditioner where installation space is limited and the requirements for weight reduction are severe, the reinforcing ribs not only contribute to the weight increase, but may interfere with other parts and hinder the installation. For this reason, it is desirable that the number of reinforcing ribs provided in the housing be as small as possible.
上記課題を解決するために、本発明に係る流体機械は、ハウジングに回転自在に支持されたプーリを備え、該プーリの外周の一部を包むように前記プーリに掛け回された無端のベルトが駆動されることにより回転される前記プーリの回転力を用いて流体を圧縮または膨張させる流体機械であって、
前記ハウジングは、前記プーリの回転軸から見たベルト包み角の範囲内の領域における剛性よりも、前記ベルト包み角の範囲外の領域における剛性が小さくなるように構成されていることを特徴とするものからなる。
In order to solve the above problems, a fluid machine according to the present invention includes a pulley rotatably supported by a housing, and an endless belt wound around the pulley is driven so as to wrap a part of the outer periphery of the pulley. A fluid machine that compresses or expands the fluid using the rotational force of the pulley rotated by
The housing is configured such that rigidity in a region outside the range of the belt wrap angle is smaller than rigidity in a region within the range of the belt wrap angle as viewed from the rotation axis of the pulley. Consists of things.
このような本発明に係る流体機械によれば、ベルトかけ渡し方向が特定可能な流体機械のハウジングにおいて、必要以上の剛性増大が不要な部位の剛性増大構造を極力排除し、それによって軽量化を図ることが可能となる。なお、本願における剛性とは、構造体の剛性評価対象方向に単位(所定)荷重を付加した時の変位特性、すなわち、変位(変形)のしにくさを表すものとする。ベルト包み角の範囲内の領域は、ベルト駆動時にベルト張力が掛かることによって大きな引張応力が発生するため、補強リブなどの剛性増大構造によりハウジングの破断等を防止することが望ましい。一方、ベルト包み角の範囲外の領域では、上記のベルト張力によって作用する力が圧縮応力であるため、ベルト包み角の範囲内の領域ほど高い剛性が要求されない。したがって、ベルト包み角の範囲外の領域においては、補強リブなどの剛性増大構造を排除することによって軽量化が可能である。 According to such a fluid machine according to the present invention, in the housing of the fluid machine in which the belt passing direction can be specified, the rigidity increasing structure of the portion where the unnecessary rigidity increase is unnecessary is eliminated as much as possible, thereby reducing the weight. It becomes possible to plan. In addition, the rigidity in this application represents the displacement characteristic when a unit (predetermined) load is added to the rigidity evaluation object direction of the structure, that is, the difficulty of displacement (deformation). Since a large tensile stress is generated in the region within the range of the belt wrap angle due to the belt tension applied when the belt is driven, it is desirable to prevent the housing from being broken by a rigidity increasing structure such as a reinforcing rib. On the other hand, in a region outside the range of the belt wrap angle, the force acting on the belt tension is a compressive stress, so that a higher rigidity is not required than in a region within the range of the belt wrap angle. Therefore, in a region outside the range of the belt wrap angle, the weight can be reduced by eliminating the rigidity increasing structure such as the reinforcing rib.
前記ハウジングには、前記ベルト包み角の範囲内の領域のみに補強リブが設けられていることが好ましい。このような構造によれば、ベルト張力により大きな引張応力が発生する領域にのみ補強リブが設けられ、それ以外の領域では補強リブが省略されるため、必要部位の剛性を確保しつつ、軽量化、省スペース化、およびコスト削減が達成できる。また、補強リブが省略されることによって、取り付け時に他の機器と干渉する可能性が低減されるので、流体機械の搭載性が向上する。 The housing is preferably provided with reinforcing ribs only in a region within the range of the belt wrap angle. According to such a structure, the reinforcing rib is provided only in the region where a large tensile stress is generated by the belt tension, and the reinforcing rib is omitted in the other region. , Space saving and cost reduction can be achieved. Further, by omitting the reinforcing rib, the possibility of interfering with other devices at the time of attachment is reduced, so that the mountability of the fluid machine is improved.
また、前記ハウジングには、前記ベルト包み角の範囲外の領域のみに肉盗みが形成されていることが好ましい。ベルト包み角の範囲外の領域においては、ベルト張力によって作用する力は圧縮応力であり、高い剛性が要求されないので、肉盗みを形成することによって実質的な強度を低下させることなく軽量化を達成することができ、コストも削減される。 Further, it is preferable that a meat steal is formed only in a region outside the range of the belt wrap angle in the housing. In areas outside the belt wrap angle range, the force acting on the belt tension is compressive stress, and high rigidity is not required, so weight reduction is achieved without reducing the substantial strength by forming a meat steal. And cost is also reduced.
本発明に係る流体機械は、省スペース化、軽量化の要求が厳しい、車両用空調装置の圧縮機に適用して好適なものである。 The fluid machine according to the present invention is suitable for application to a compressor of a vehicle air conditioner, which is required to save space and be light.
本発明に係る流体機械によれば、プーリの回転軸から見たベルト包み角の範囲内の領域における剛性よりも、前記ベルト包み角の範囲外の領域における剛性が小さくなるようにハウジングが構成されているので、必要部位の剛性を確保しつつ、軽量化、省スペース化、およびコスト削減が達成できる。 According to the fluid machine of the present invention, the housing is configured so that the rigidity in the region outside the belt wrap angle is smaller than the rigidity in the region within the belt wrap angle as viewed from the rotation axis of the pulley. Therefore, weight reduction, space saving, and cost reduction can be achieved while ensuring the rigidity of the necessary part.
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る流体機械を示しており、とくに、スクロール型圧縮機に本発明を適用した例を示している。図1において、(A)はスクロール型圧縮機1から説明のためにプーリが除かれた状態を、(B)は圧縮機1から説明のためにプーリおよびベルト3が除かれた状態をそれぞれ示している。図1の(A)において、ベルト包み角2とは、ベルト3がプーリ(図示略)の外周の一部に掛け回されて湾曲している領域をプーリの回転軸4から見たときの開き角度を表している。ベルト3の張力によって、ハウジングのベルト包み角2の範囲内の領域においては引張応力が作用し、ベルト包み角2の範囲外の領域においては圧縮応力が作用する。ベルト包み角2の範囲内の領域においては、フロントハウジング6上に補強リブ5が設けられ、ハウジングの破断等が防止されている。一方、ベルト包み角2の範囲外の領域では補強リブが省略され、軽量化および省スペース化が実現されている。なお、とくに車両用空調装置においては、エンジンに補機取付け等のためや剛性確保のためのリブが設けられていることがあるため、圧縮機の外面リブを削除することによりエンジンへの取付け制約が減少し、搭載性の向上が実現される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a fluid machine according to an embodiment of the present invention, and particularly shows an example in which the present invention is applied to a scroll compressor. 1A shows a state in which a pulley is removed from the scroll compressor 1 for explanation, and FIG. 1B shows a state in which a pulley and a
図2は、図1に示した圧縮機1の縦断面図を示している。図2において、圧縮機1は、リアハウジング7とフロントハウジング6によって囲まれる空間内にスクロール型圧縮機構8を有しており、圧縮機構8により被圧縮流体の圧縮動作が行われる。圧縮機構8は、固定スクロール9と、自転阻止機構(図示略)により自転を阻止された状態で固定スクロール9に対し旋回運動を行う可動スクロール10とによって構成される。圧縮機構8へと導入された被圧縮流体(例えば、冷媒)は、可動スクロール10の旋回運動を介して固定スクロール9との間に形成され中心方向へ移動される圧縮室内で圧縮される。可動スクロール10には、外部駆動源(図示略)からの回転駆動力が、ベルト3、回転軸4に装着されたプーリ、フロントハウジングに挿通された回転軸4、クランク機構11を介して伝達される。ベルト3の張力によって、ベルト包み角2の範囲内の領域(すなわち、図2の上側)においては引張応力が作用し、ベルト包み角2の範囲外の領域(すなわち、図2の下側)においては圧縮応力が作用する。フロントハウジング6には、ベルト包み角2の範囲外の領域のみに肉盗み12が形成されており、必要な強度を維持しつつ軽量化が達成されている。
FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the compressor 1 shown in FIG. In FIG. 2, the compressor 1 has a scroll type compression mechanism 8 in a space surrounded by the
図3は、比較のための従来技術によるスクロール型圧縮機21を示している。図3において、圧縮機21の回転軸4にはプーリ13が取り付けられ、プーリ13の外周には外部駆動源としてのベルト3が掛け回されている。フロントハウジング6には、ベルト包み角2の範囲内の領域だけでなく、ベルト包み角2の範囲外の領域にも補強リブ5が設けられ、ハウジングの剛性が高められている。このような従来の圧縮機1においては、本発明を適用した圧縮機1と比較して、ベルト包み角2の範囲外の領域に設けられた補強リブ5の分だけ重量が増加しており、軽量化が妨げられている。また、ベルト包み角2の範囲外の領域に補強リブ5が設けられることによって、取り付け時にエンジン等の他の機器と干渉する可能性が高くなり、搭載性が低下している。
FIG. 3 shows a conventional scroll compressor 21 for comparison. In FIG. 3, a
本発明に係る流体機械は、プーリの外周の一部にベルトを掛け回して駆動源とするあらゆる種類の流体機械に適用可能であり、とくに、車両用空調装置の圧縮機に適用して好適なものである。 The fluid machine according to the present invention can be applied to all types of fluid machines that use a belt around a part of the outer periphery of a pulley as a drive source, and is particularly suitable for application to a compressor of a vehicle air conditioner. Is.
1、21 圧縮機
2 ベルト包み角
3 ベルト
4 回転軸
5 補強リブ
6 フロントハウジング
7 リアハウジング
8 圧縮機構
9 固定スクロール
10 可動スクロール
11 クランク機構
12 肉盗み
13 プーリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21
Claims (4)
前記ハウジングは、前記プーリの回転軸から見たベルト包み角の範囲内の領域における剛性よりも、前記ベルト包み角の範囲外の領域における剛性が小さくなるように構成されていることを特徴とする流体機械。 A pulley having a pulley rotatably supported by a housing, and a fluid using the rotational force of the pulley rotated by driving an endless belt wound around the pulley so as to wrap a part of the outer periphery of the pulley. A fluid machine that compresses or expands
The housing is configured such that rigidity in a region outside the range of the belt wrap angle is smaller than rigidity in a region within the range of the belt wrap angle as viewed from the rotation axis of the pulley. Fluid machinery.
The fluid machine according to claim 1, wherein the fluid machine is used as a compressor of a vehicle air conditioner.
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