JP6247839B2 - 圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は圧縮機に関し、特に車両用エアコンシステムに使用される圧縮機に関する。
この種の圧縮機は、車両のエンジンやエンジン側の部材であるフレーム等(被取付部材)に対する取り付け部がハウジングと一体に形成され、取り付け部にはボルト孔が形成され、ボルト孔にボルトを挿通して被取付部材に締結することにより圧縮機が固定される。そして、例えば特許文献1には、取り付け部をリブ形状の複数の補強部で補強することにより、取り付け部の剛性を高めた構造が開示されている(公報図4参照)。
この圧縮機の場合には、ハウジングの一端側に動力伝達装置が取り付けられ、動力伝達装置のプーリにはベルトが掛け廻され、このベルトを介して車両のエンジンとの間で動力伝達が行われる。したがって、ハウジングの特に動力伝達装置が配置される側の取り付け部を複数の補強部で補強することにより、ハウジング全体の剛性を効果的に高めることが可能である。
意匠登録第1066435号公報
一方、近年、圧縮機の軽量化が求められており、圧縮機のハウジング部材も剛性を確保しながら、いかに軽量化を促進していくかが重要な課題となっている。そこで、比較的軽量となるアルミダイカスト等を鋳造してハウジング部材を成形することが多い。
しかしながら、ハウジングの剛性確保のために取り付け部に多数の補強部を形成すると、鋳型の構造が複雑になり、鋳型のコストが増大する上、ハウジングの形状変更の度に高価な鋳型を作り直す必要があるため、ハウジング、ひいては圧縮機の生産性が悪化するおそれがあった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で被取付部材に対する取り付け部、ひいてはハウジング全体の剛性を効果的に高めることができる圧縮機を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明の圧縮機は、ハウジングの外周面から突設され、被取付部材に当接される第1端面と第1端面と対向する第2端面とを有し、第1端面及び第2端面にボルト孔が開口した取り付け部と、ボルト孔に沿って形成された取り付け部の側面から、外周面にわたって延設された側壁を有して取り付け部及びハウジングと一体に形成され、底壁によって第1端面側を閉塞するとともに第2端面側を開口することにより形成した肉抜部を有する補強部とを備え、側壁は、側面の第1端面近傍から側面の第1端面と第2端面との少なくとも中間に至るまで前記側面に連なることを特徴とする。
求項記載の発明では、ハウジングの外周面から突設され、被取付部材に当接される第1端面と第1端面と対向する第2端面とを有し、第1端面及び第2端面にボルト孔が開口した取り付け部と、ボルト孔に沿って形成された取り付け部の側面から、外周面にわたって延設された側壁を有して取り付け部及び前記ハウジングと一体に形成され、底壁によって第1端面側を閉塞するとともに第2端面側を開口することにより形成した肉抜部を有する補強部とを備え、側壁は、圧縮機の通電用コネクタ装着用のブラケットが固定部材を介して固定される台座面を一部に有し、ブラケットは、通電用コネクタが装着される装着部と、台座面に固定される固定部と、固定部から屈曲され、底壁に当接してブラケットの回動を阻止する回動阻止部とを有する。
請求項1記載の本発明の圧縮機によれば、補強部は、ボルト孔に沿って形成された取り付け部の側面から、外周面にわたって延設された側壁を有して取り付け部及びハウジングと一体に形成され、底壁によって被取付部材に当接される第1端面側を閉塞するとともに第1端面と対向する第2端面側を開口することにより形成した肉抜部を有し、側壁は、前記側面の前記第1端面近傍から側面の第1端面と第2端面との少なくとも中間に至るまで前記側面に連なる。これにより、補強部は、一端開放筐体構造をなして形成され、ボルト孔の中心線方向及びこれとの直交方向において、車両の振動等により高い荷重が印加されるボルト孔を有する取り付け部の補強を効果的に行うことができ、ハウジングの剛性を高めることができる。また、ハウジングの剛性が高まることにより、圧縮機の固有振動数を周波数の高い側にシフトすることができるため、圧縮機と被取付部材との共振を抑制することができる。
また、肉抜き部により補強部、ひいてはハウジングの軽量化を図るとともに、鋳造により補強部をハウジング及び取り付け部と一体成形するときの鋳抜き部として肉抜き部を利用することができる。したがって、軽量化を図りながら、簡単な構成で取り付け部、ひいては圧縮機のハウジング全体の剛性を効果的に高めることができる。
また、側壁が側面の第1端面近傍から側面の少なくとも第1端面と第2端面との少なくとも中間に至るまで側面に連なることにより、取り付け部におけるボルト孔の中心線方向の1/2以上に側壁が形成されることとなるため、取り付け部、ひいては圧縮機のハウジング全体の剛性をさらに高めることができる。
求項記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様に、補強部は、一端開放筐体構造をなして形成され、ボルト孔の中心線方向及びこれとの直交方向において、車両の振動等により高い荷重が印加されるボルト孔を有する取り付け部の補強を効果的に行うことができ、ハウジングの剛性を高めることができる。また、ハウジングの剛性が高まることにより、圧縮機の固有振動数を周波数の高い側にシフトすることができるため、圧縮機と被取付部材との共振を抑制することができる。
また、請求項1に記載の発明と同様に、肉抜き部により補強部、ひいてはハウジングの軽量化を図るとともに、鋳造により補強部をハウジング及び取り付け部と一体成形するときの鋳抜き部として肉抜き部を利用することができる。したがって、軽量化を図りながら、簡単な構成で取り付け部、ひいては圧縮機のハウジング全体の剛性を効果的に高めることができる。
さらに、ブラケットは、通電用コネクタが装着される装着部と、台座面に固定される固定部と、固定部から屈曲され、底壁に当接してブラケットの回動を阻止する回動阻止部とを有する。これにより、固定部材を中心としたブラケットの回動を底壁において規制することができる。
また、補強部の側壁の一部に台座面を有することにより、ハウジング、取り付け部、及び補強部を鋳造により一体成形するときに同時に台座面を形成可能である。したがって、ブラケットを固定するための台座部をハウジングに別途加工して設ける場合に比して、さらに軽量化を図りながら、一層簡単な構成で取り付け部、ひいては圧縮機のハウジング全体の剛性を高めることができる。
本発明の実施例1に係る可変容量圧縮機の縦断面図である。 図1の取り付け部102bを矢視A方向から見た図である。 図1の取り付け部102b及び補強部の拡大図である。 図2の取り付け部102b及び補強部を図1の矢視Aの反対方向から見た図である。 図3の取り付け部102b及び補強部を図3の裏側方向から見た図である。 本発明の実施例2に係る取り付け部102b及び補強部を図1の矢視Aの反対方向から見た図である。 図6の取り付け部102b及び補強部を図1の裏側方向から見た図である。
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1に示す可変容量圧縮機100はクラッチレス圧縮機であって、複数のシリンダボア101aを備えたシリンダブロック101と、シリンダブロック101の一端に設けられたフロントハウジング(ハウジング)102と、シリンダブロック101の他端にバルブプレート103を介して設けられたシリンダヘッド104とを備えている。
シリンダブロック101と、フロントハウジング102とによって規定されるクランク室140内を横断して駆動軸110が設けられ、その長手方向中央の周囲には斜板111が配置されている。斜板111は、駆動軸110に固定されたロータ112とリンク機構120を介して連結され、駆動軸110に沿ってその傾角が変化可能となっている。
リンク機構120は、ロータ112から突設された第1アーム112aと、斜板111から突設された第2アーム111aと、一端側が第1連結ピン122を介して第1アーム112aに対して回動自在に連結され、他端側が第2連結ピン123を介して第2アーム111aに対して回動自在に連結されたリンクアーム121とから構成されている。
斜板111の径方向中央には貫通孔111bが形成され、貫通孔111bは斜板111が最大傾角(θmax)と最小傾角(θmin)の範囲で傾動可能な形状をなしており、貫通孔111bには駆動軸110と当接する最大傾角規制部と最小傾角規制部とが形成されている。
詳しくは、斜板111が駆動軸110に対して直交するときの斜板111の傾角を0°とした場合、貫通孔111bの最小傾角規制部は斜板111の傾角がほぼ0°となるように形成されている。また、斜板111の最大傾角は斜板111がロータ112に当接することにより規制される。
ロータ112と斜板111との間には斜板111を最小傾角に至るまで付勢する圧縮コイルバネからなる傾角減少バネ114が装着されている。また、駆動軸110の斜板111を隔てた傾角減少バネ114と反対側にはバネ支持部材116が固定され、斜板111とバネ支持部材116との間には斜板111の傾角を最大傾角より小さい所定の傾角まで増大する方向に付勢する圧縮コイルバネからなる傾角増大バネ115が装着されている。
最小傾角において傾角増大バネ115の付勢力は傾角減少バネ114の付勢力より大きく設定されているので、斜板111は駆動軸110が回転していないときは、傾角減少バネ114の付勢力と傾角増大バネ115の付勢力との合力がゼロとなる所定の傾角に位置決めされる。
駆動軸110の一端は、フロントハウジング102の外側に突出したボス部102a内を貫通して外側まで延在し、図示しない動力伝達装置に連結されている。駆動軸110とボス部102aとの間には軸封装置130が挿入され、軸封装置130はフロントハウジング102の内外を遮断している。
駆動軸110は、そのラジアル方向において、軸受131を介してフロントハウジング102に支持され、軸受132を介してシリンダブロック101に支持されている。また、駆動軸110は、そのスラスト方向において、一体連結されたロータ112が軸受133を介してフロントハウジング102に支持され、スラストプレート134を介してシリンダブロック101に支持されており、外部駆動源からの動力が動力伝達装置に伝達され、駆動軸110は動力伝達装置の回転と同期して回転可能となっている。なお、駆動軸110とスラストプレート134との隙間は調整ネジ135により所定の隙間に調整されている。
シリンダボア101a内にはピストン136が配置され、ピストン136のクランク室140側に突出している端部の内側空間には、斜板111の外周部が収容され、斜板111は一対のシュー137を介してピストン136と連動する構成となっている。したがって、斜板111の回転によりピストン136がシリンダボア101a内を往復動することが可能となる。
シリンダヘッド104には、その中央内方に吸入室141が区画され、吸入室141を環状に取り囲むようにして吐出室142が区画されている。吸入室141は、バルブプレート103に設けられた連通孔103a、及び吸入弁(図示せず)を介してシリンダボア101aと連通し、吐出室142は吐出弁(図示せず)、及びバルブプレート103に設けられた連通孔103bを介してシリンダボア101aと連通している。
フロントハウジング102、シリンダブロック101、バルブプレート103、及びシリンダヘッド104は、図示しないガスケットを介して複数の通しボルト105によって締結されて圧縮機ハウジングが形成される。
また、シリンダブロック101の外周面にはマフラ室143が設けられている。マフラ室143は、シリンダブロック101の外周面に筒状に突設された突壁101bの開口端面に図示しないシール部材を介してカバー部材106をボルトにより締結することにより形成される。
カバー部材106にはエアコンシステムの図示しない吐出側冷媒回路の配管が接続される吐出ポート106aが形成され、吐出ポート106aはマフラ室143に開口されている。また、マフラ室143には逆止弁200が配置されている。マフラ室143と吐出室142とは連通路144により連通され、逆止弁200は連通路144とマフラ室143との接続部に配置されている。逆止弁200は、連通路144とマフラ室143との圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合には連通路144を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合には連通路144を開放する。したがって、吐出室142は、連通路144、逆止弁200、マフラ室143及び吐出ポート106aで形成される冷媒の吐出通路を介してエアコンシステムの吐出側冷媒回路と接続されている。
シリンダヘッド104には、吸入ポート104a及び連通路104bが形成され、吸入室141は連通路104b及び吸入ポート104aで形成される吸入通路を介してエアコンシステムの吸入側冷媒回路と接続されている。
シリンダヘッド104には、さらに制御弁300が設けられている。制御弁300は吐出室142とクランク室140とを連通する圧力供給通路145の開度を調整し、クランク室140への吐出ガス導入量を制御する。
また、クランク室140内の冷媒は、連通路101c、空間101d、及び、バルブプレート103に形成されたオリフィス103cを順次経由する放圧通路146を介して吸入室141へ流れる。したがって、制御弁300によりクランク室140の圧力を変化させ、斜板111の傾斜角、つまりピストン136のストロークを変化させることにより圧縮機100の吐出容量を可変制御することができる。
エアコン作動時、つまり圧縮機100の作動状態では、外部信号に基づいて制御弁300に内蔵されるソレノイドの通電量が調整され、吸入室141の圧力が所定値になるように吐出容量が可変制御される。制御弁300は、外部環境に応じて、吸入圧力を最適制御することができる。
また、エアコン非作動時、つまり圧縮機100の非作動状態では、制御弁300に内蔵されるソレノイドの通電をOFFすることにより圧力供給通路145を強制開放し、圧縮機100の吐出容量を最小に制御する。
<実施例1>
図1に示すように、フロントハウジング102の外周面210には、フロントハウジング102の径方向外側に向けて取り付け部211、212が一体に突設されている。また、シリンダヘッド104の外端面213には、駆動軸110の軸線方向外側に向けて取り付け部214が一体に突設されている。圧縮機100は取り付け部211、212、214において図示しない車両のエンジン、またはエンジン側の部材であるフレーム等の被取付部材に取り付けられる。
取り付け部211、212、214には、それぞれボルト孔211a、212a、214aが貫通され、各ボルト孔211a、212a、214aには図示しないボルトが挿通され、各ボルトを締結することにより圧縮機100が被取付部材に強固に固定される。
各取り付け部211、212、214のうち、取り付け部211、212は動力伝達装置に近い側(ボス部102a側)に位置付けられている。
取り付け部211には、取り付け部211のボス部102a側とは反対側となるボルト孔211aに沿って形成された側面211bから、フロントハウジング102の外周面210にわたって補強部220が取り付け部211及びフロントハウジング102と一体に形成されている。同じく動力伝達装置側となる取り付け部212にも、補強部220と同形状の補強部221が取り付け部212のボス部102a側とは反対側の側面212bから、フロントハウジング102の外周面210にわたって取り付け部212及びフロントハウジング102と一体に形成されている。
図2を参照し取り付け部211を代表して説明すると、取り付け部211は、被取付部材に当接される第1端面215と、第1端面215と対向する第2端面216とを有し、第1端面215及び第2端面216にはボルト孔211aが開口され、取り付け部211に対するボルトの締結に伴い、第2端面216にボルトの頭部が当接される。また、ボルト孔211aの中心線は、駆動軸110の軸線、第1端面215、及び第2端面216と略直交している。
取り付け部211のボス部102a側の側面211cには、第1端面215と第2端面216との間の略中央領域において開口部217が開口されている。開口部217は、第1端面215と第2端面216との間の距離の2/3程度の長さにわたってボルト孔211aに連通され、開口部217により取り付け部211の軽量化が図られている。なお、取り付け部212、214にも、少なくとも取り付け部211と同様の図示しない第1端面及び第2端面がそれぞれ形成されている。
これら取り付け部212、214の第1端面及び第2端面は、それぞれボルト孔212a、214aの中心線と略直交し、第1端面215及び第2端面216と略平行な平面上に形成されている。また、第1端面215を含むこれら第1端面は略同一平面上に形成され、被取付部材に対するフロントハウジング102、すなわち圧縮機100の取付面230を形成している。
以下、取り付け部211の補強部220について詳しく説明する。なお、取り付け部212の補強部221は取り付け部211の補強部220と同様の形状であるため説明を省略する。
図3〜図5に示すように、補強部220は、ボルト孔211aに沿って形成された取り付け部211の側面211bから、フロントハウジング102の外周面210にわたって取り付け部211及びフロントハウジング102とともにアルミダイカスト等を鋳造して一体成形され、底壁220a、第1側壁(側壁)220b、及び第2側壁(側壁)220cから構成されている。
底壁220aは、側面211bの第1端面215近傍から、第1端面215と平行に外周面210に連なって形成されている。また、底壁220aは平面視略直角台形状をなしており、ボルト孔211aの中心線と直交する方向にフロントハウジング102の径方向外側に向けて突設されている。
第1側壁220b及び第2側壁220cからなる側壁は、底壁220aから垂直に第2端面216側に向けて側面211b、ひいてはボルト孔211aの中心線にほぼ沿って立設され、側面211bから外周面210にわたって延設されている。
図3及び図5に示すように、第1側壁220bは、側面211bから外周面210に対向して延設され、取り付け部211から遠ざかるにつれて外周面210に近づく方向に傾斜している。
図4に示すように、第1側壁220bは、側面211bの第1端面215近傍から側面211bの第1端面215と第2端面216との少なくとも中間、図4の場合には第1端面215と第2端面216との距離の2/3程度に至るまで側面211bに連なって形成されている。
図3に示すように、第1側壁220bは、側面211bにおけるボルト孔211aの投影領域Wpにて側面211bに連なって形成されている。
一方、図4に示すように、第2側壁220cは、第1側壁220bと同じ壁高を有して第1側壁220bから外周面210に連なって形成され、側面211bと平行に対向している。また、第2側壁220cはフロントハウジング102とシリンダブロック101との接合端面の近傍において外周面210に接続されている。
このように、補強部220は、取り付け部211の側面211b、外周面210、底壁220a、第1側壁220b、及び第2側壁220cで取り囲まれるとともに、第1端面215側(取付面230側)が底壁220aで閉塞され、第2端面216側(取付面230と反対側)が開放された、断面視略直角台形状の一端開放筐体構造をなして形成されている。この筐体構造により、補強部220には断面視略直角台形状の空間として肉抜き部218が形成されている。
以上のように本実施例の圧縮機100では、補強部220の筐体構造により、ボルト孔211aの中心線方向及びこれとの直交方向、換言すると、駆動軸110の軸線方向及び径方向において、車両の振動等により高い荷重が印加されるボルト孔211aを有する取り付け部211の補強を効果的に行うことができ、フロントハウジング102の剛性を高めることができる。また、フロントハウジング102の剛性が高まることにより、圧縮機100の固有振動数を周波数の高い側にシフトすることができるため、圧縮機100と被取付部材との共振を抑制することができる。
また、肉抜き部218により補強部220、ひいてはフロントハウジング102の軽量化を図るとともに、鋳造により補強部220をフロントハウジング102及び取り付け部211と一体成形するときの鋳抜き部として肉抜き部218を利用することができる。したがって、軽量化を図りながら、簡単な構成で取り付け部211、フロントハウジング102、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性を効果的に高めることができる。
また、振動源となる車両のエンジン等が配置された被取付部材側となる第1端面215近傍(取付面230側)に底壁220aが形成されることにより、取り付け部211において振動源となる被取付部材に近い第1端面215側において、より一層効果的に取り付け部211、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性を高めることができる。
また、第1側壁220bが側面211bの第1端面215近傍から側面211bの少なくとも第1端面215と第2端面216との少なくとも中間に至るまで側面211bに連なって形成されることにより、取り付け部211におけるボルト孔211aの中心線方向の1/2以上に第1側壁220bが形成されることとなるため、取り付け部211、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性をさらに高めることができる。
また、第1側壁220bは、側面211bにおけるボルト孔211aの投影領域Wpにて側面211bに連なって形成されることにより、車両の振動により高い荷重が印加される取り付け部211のボルト孔211aを第1側壁220bにおいて確実に支持、補強することができるため、取り付け部211、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性をさらに高めることができる。
また、第1側壁220bが取り付け部102から遠ざかるにつれて外周面210に近づく方向に傾斜していることにより、第2側壁220cを小さくすることができるため、補強部220の軽量化をさらに促進することができる。
また、3つ設けられた取り付け部211、212、214のうち、フロントハウジング102において動力伝達装置に近い側の取り付け部211、212にそれぞれ前述した補強部220、221を設けることにより、より振動が大きい動力伝達装置に近くにおいて取り付け部211、212、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性を効率的に高めることができる。
<実施例2>
図6及び図7に示すように本実施例の第1側壁220bには、通電用コネクタ装着用のブラケット150が固定される台座面240が形成されている。このブラケット150には動力伝達装置としての電磁クラッチの通電用コネクタ、あるいは制御弁300の通電用コネクタ等が装着される。なお、実施例1と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
台座面240は、第1側壁220bの取り付け部211の側面211bと第2側壁220cとの略中間部から第2側壁220cにわたる領域において、側面211bと略直交するように、換言すると外周面210と略平行に形成されている。また、ブラケット150は、通電用コネクタが装着される装着部150aと、ビス等の固定部材160で台座面250に固定される固定部150bと、固定部150bから略直角に屈曲され、底壁220aに当接してブラケット150の回動を阻止する回動阻止部150cとを備えている。
以上のように本実施例の補強部220では、回動阻止部150cが底壁220aに当接することにより、ブラケット150が固定部材160を中心に回動することが規制され、底壁220aは回動阻止壁として機能する。また、補強部220の第1側壁220bの一部領域が台座面240を成しているので、フロントハウジング102、取り付け部211、及び補強部220を鋳造により一体成形するときに同時に台座面240を形成可能である。したがって、ブラケット150を固定するための台座部をフロントハウジング102等に別途加工して設ける場合に比して、さらに軽量化を図りながら、一層簡単な構成で取り付け部211、ひいては圧縮機100のハウジング全体の剛性を高めることができる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、各実施例の補強部220は動力伝達装置側の取り付け部211、212の2箇所に形成されているが、いずれか1箇所でも良い。
また、各実施例では補強部220は取り付け部211、212を挟んで動力伝達装置とは反対側の領域に形成されているが、取り付け部211、212の位置が動力伝達装置から十分に離間している場合には、取り付け部211、212の動力伝達装置側の領域に補強部220を形成しても良い。
また、第1側壁220b及び第2側壁220cからなる側壁の形状は、湾曲した壁面を有した形状であっても良いし、また、底壁220aの形状は、平面視略直角台形状に限らず、平面視略三角形状等であっても良い。
また、圧縮機100は可変容量圧縮機であるが、これに限らず、本発明は他の種々の圧縮機に適用可能である。
100 可変容量圧縮機(圧縮機)
102 フロントハウジング(ハウジング)
150 ブラケット
150a 装着部
150b 固定部
150c 回動阻止部
160 固定部材
210 外周面
211 取り付け部
211a ボルト孔
211b 側面
212 取り付け部
212a ボルト孔
212b 側面
214 取り付け部
215 第1端面
216 第2端面
218 肉抜部
220 補強部
220a 底壁
220b 第1側壁(側壁)
220c 第2側壁(側壁)
221 補強部
240 台座面

Claims (2)

  1. ハウジングの外周面から突設され、被取付部材に当接される第1端面と第1端面と対向する第2端面とを有し、前記第1端面及び前記第2端面にボルト孔が開口した取り付け部と、
    前記ボルト孔に沿って形成された前記取り付け部の側面から、前記外周面にわたって延設された側壁を有して前記取り付け部及び前記ハウジングと一体に形成され、底壁によって前記第1端面側を閉塞するとともに前記第2端面側を開口することにより形成した肉抜部を有する補強部と
    を備え、
    前記側壁は、前記側面の前記第1端面近傍から前記側面の前記第1端面と前記第2端面との少なくとも中間に至るまで前記側面に連なることを特徴とする圧縮機。
  2. ハウジングの外周面から突設され、被取付部材に当接される第1端面と第1端面と対向する第2端面とを有し、前記第1端面及び前記第2端面にボルト孔が開口した取り付け部と、
    前記ボルト孔に沿って形成された前記取り付け部の側面から、前記外周面にわたって延設された側壁を有して前記取り付け部及び前記ハウジングと一体に形成され、底壁によって前記第1端面側を閉塞するとともに前記第2端面側を開口することにより形成した肉抜部を有する補強部と
    を備え、
    前記側壁は、圧縮機の通電用コネクタ装着用のブラケットが固定部材を介して固定される台座面を一部に有し、
    前記ブラケットは、
    前記通電用コネクタが装着される装着部と、
    前記台座面に固定される固定部と、
    前記固定部から屈曲され、前記底壁に当接して前記ブラケットの回動を阻止する回動阻止部と
    を有することを特徴とする圧縮機。
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