JP2007071180A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジングの外周側に配設され、電磁クラッチを回転自在に支持する軸受の耐久性向上を図る圧縮機を提供する。
【解決手段】 作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実行する圧縮ユニット(12)と、圧縮ユニットを駆動させる回転軸(4)と、回転軸を囲繞する円筒部(2a)を有するハウジング(2)と、円筒部の外周側に嵌合された軸受(18)を介してハウジングに回転自在に支持されるロータ(20)を有し、外部からの動力を受けて回転軸を回転させる電磁クラッチ(14)とを具備し、円筒部の外周側には、軸受の内輪(18a)に当接される摩擦部材(40)が備えられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外輪回転内輪静止構造の軸受に電磁クラッチを備えた圧縮機に関するものである。

この種の圧縮機は、例えば車両用空調装置の冷凍回路に配設され、エンジンやモータ等の外部からの動力を受けて駆動される。この動力は電磁クラッチから圧縮機の回転軸に伝達される。電磁クラッチには回転軸の周囲を回転するロータが備えられ、このロータは軸受の外輪にて圧縮機のハウジングに回転可能に支持されている。この軸受は外輪回転内輪静止構造であり、軸受の内輪はハウジングの外周側にはめ込まれて固定される（特許文献１）。
特開２０００−１６１２５３号公報

ところで、上述した軸受の内輪とハウジングの外周側とのはめあいは、通常、すきまばめとされている。軸受内のラジアルクリアランスが確保され、軸受の破損や短寿命化が防止されるからである。
しかしながら、単にすきまばめとしたのでは、このハウジングの外周側の加工誤差やはめあい公差のずれ等が原因となってはめあいが緩くなり得る。これは、例えば冷凍回路への負荷の上昇によって上記軸受に作用する負荷荷重が大きくなると、軸受がハウジングの外周側に対して微小ながらも移動し、これが繰り返される結果、ハウジングの外周側が磨耗して電磁クラッチのロータを保持できなくなるとの問題がある。

一方、この軸受の移動を防止すべく、軸受の内輪とハウジングの外周側とのはめあいをしまりばめとすることも考えられるが、これでは軸受内のラジアルクリアランスが減少して軸受の寿命が短くなるという問題がある。
上述の課題から、本発明の目的は、ハウジングの外周側に配設され、電磁クラッチを回転自在に支持する軸受の耐久性向上を図る圧縮機を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の圧縮機は、作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実行する圧縮ユニットと、圧縮ユニットを駆動させる回転軸と、回転軸を囲繞する円筒部を有するハウジングと、円筒部の外周側に嵌合された軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるロータを有し、外部からの動力を受けて回転軸を回転させる電磁クラッチとを具備し、円筒部の外周側には、軸受の内輪に当接される摩擦部材が備えられていることを特徴としている（請求項１）。

さらに、軸受の内輪と円筒部とのはめあいは、すきまばめであることを特徴としている（請求項２）。

請求項１によれば、ハウジングの円筒部の外周側には軸受の内輪に当接される摩擦部材が備えられているので、例えば冷凍回路への負荷の上昇によって軸受に作用する負荷荷重が大きくなったとしても、軸受の移動が抑制される。
また、摩擦部材の存在により、軸受への負荷荷重が大きくなるに連れて軸受を静止させる力も大きくなることから、軸受の移動防止が効果的に行われる。

これらの結果、ハウジングの磨耗が回避され、ハウジングは電磁クラッチのロータを保持し続けることが可能となり、電磁クラッチ、ひいては圧縮機の耐久性及び信頼性の向上が達成される。
さらに、摩擦部材が軸受の内輪に当接されているので、ハウジングの外周側の加工誤差や軸受とハウジングとのはめあい公差を厳密に管理しなくて済む。つまり、軸受とハウジングとのはめあいが容易に実施されて圧縮機の生産効率の向上にも寄与する。

請求項２によれば、軸受の内輪とハウジングの円筒部とのはめあいをすきまばめとすれば、軸受内のラジアルクリアランスが確保され、軸受の破損や短寿命化が防止される。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
図１は、車両用空調装置に組込まれる圧縮機の一部を示す。
圧縮機はフロントハウジング（ハウジング）２を備え、このフロントハウジング２内に回転軸４が配置されている。この回転軸４はその一端部が軸受６を介してフロントハウジング２に回転可能に支持されており、また、この回転軸４はフロントハウジング２からリップシール８を介して突出した一端１０を有する。

一方、回転軸４の他端は圧縮ユニット１２に接続されており、この圧縮ユニット１２は例えば、ピストン往復動型、またはスクロール型のいずれのタイプであっても、回転軸４の回転により駆動され、車両用空調装置のための冷媒の吸入、圧縮及び吐出プロセスを実行する。
回転軸４の一端部側には、フロントハウジング２の外側に電磁クラッチ１４を内蔵した駆動プーリ１６が配置されており、この駆動プーリ１６はフロントハウジング２に軸受１８を介して回転可能に支持されている。駆動プーリ１６は駆動ベルト（図示しない）を介して車両のエンジン側あるいはモータ側の出力プーリに接続され、エンジンあるいはモータの動力を受けて回転される。

電磁クラッチ１４はロータ２０を備え、ロータ２０の内周側には軸受１８の外輪１８ａがはめ込まれている。本実施形態の軸受１８は外輪回転であって内輪静止である構造のものであり、この外輪１８ａ側に配置されるロータ２０は軸受１８に対して回転することができる。一方、フロントハウジング２はその先端部分に円筒部２ａを有し、円筒部２ａの外周側には軸受１８の内輪１８ｂがはめ込まれている。つまり、円筒部２ａの外周側に配置された軸受１８は円筒部２ａに対する回転が阻止されている。そして、駆動プーリ１６は軸受１８に嵌合されたロータ２０と一体となって回転軸４の周囲を回転する。

また、このロータ２０内には電磁ソレノイド２２が備えられており、この電磁ソレノイド２２への通電が制御されることで、そのクラッチプレート２４がロータ２０側の摩擦ライナー２６に摩擦係合し、又は摩擦ライナー２６から離間する。さらに、クラッチプレート２４はスプリング部材３０を介してクラッチ３２に連結され、このクラッチ３２は回転軸４の一端１０にてボルト３４を介して締結されている。このスプリング部材３０は、金属製のアウタリング３６と、このアウタリング３６の内周側に設けられたスプリング３８とから構成され、アウタリング３６がクラッチプレート２４にリベット２８で結合され、そして、スプリング３８がクラッチ３２に結合されている。

電磁ソレノイド２２を通電して電磁クラッチ１４がオン作動されると、そのクラッチプレート２４がロータ２０に吸引されて摩擦係合する。そして、ロータ２０の回転がクラッチプレート２４を介してクラッチ３２に伝達され、クラッチ３２は駆動プーリ１６と一体的に回転する。すなわち、クラッチ３２はエンジンあるいはモータの動力を受け、圧縮機の回転軸４を回転させる。

以下、本実施例の軸受１８とフロントハウジング２の円筒部２ａ及びロータ２０とのはめあいについて説明する。
図２に示されるように、軸受１８は、外輪１８ａと内輪１８ｂとの間にラジアルクリアランス１８ｃを有し、ベアリングボール１８ｄが回転自在に挟み込まれたボール継手機構に構成されている。そして、軸受１８の外輪１８ａはロータ２０の内周側にてその円周方向に形成された溝部２０ａに対してしまりばめではめ込まれている。一方、軸受１８の内輪１８ｂは円筒部２ａの外周側にてその円周方向に形成された円周面２ｂに対してすきまばめではめ込まれている。さらに、この円周面２ｂには、回転軸４に向けて凹部をなす円周溝部２ｃが形成されており、この円周溝部２ｃに摩擦部材４０が接着されている。

本実施形態の摩擦部材４０は、円筒をその高さ方向に半割して形成され（図３）、樹脂製、あるいは金属に樹脂を部分的に含有させ、例えばスリット状に樹脂が含まれた素材で形成されており、高い摩擦係数を有している。そして、この摩擦部材４０の内周面４０ｂ及び上記半割円筒の環状端面４０ｃ、４０ｄが溝部２ｃに接着されることにより、鋳造で成形されたフロントハウジング２に摩擦部材４０が取り付けられる。

さらに、摩擦部材４０の半割円筒の角状端面４０ｅ、４０ｆを互いに接着すると、摩擦部材４０は隙間のない円筒形状をなし（図４）、溝部２ｃへの接着によって外周面４０ａがフロントハウジング２の円筒部２ａの一部として一体化される。
再び図２に戻り、摩擦部材４０は半径方向に厚さＬ３を有し、溝部２ｃは半径方向に深さＬ２を有している。この厚さＬ３の大きさは深さＬ２よりも大きく、摩擦部材４０は円周面２ｂから間隙Ｌ１分だけ突出されている。よって、摩擦部材４０の外周側４０ａと軸受１８の内周側１８ｅとは、摩擦部材４０の軸心方向に向かう力が加わることによって即座に当接し得る位置関係にある。

上述の如く、本実施例の圧縮機によれば、冷凍回路の負荷増大等による外部動力の変動を原因として動力伝達経路における上記駆動ベルトのベルト張力が変動すると、駆動プーリ１６からロータ２０を介して軸受１８に対する負荷荷重が変動し得る。
しかしながら、この軸受１８に対する負荷荷重は軸受１８をフロントハウジング２の円筒部２ａに押し付ける押圧力Ｎが軸受１８の軸心方向に向けて作用する。そして、この押圧力Ｎが大きくなるに連れて軸受１８の内輪１８ｂは摩擦部材４０により一層密接される。

より具体的には、軸受１８の移動を防止する摩擦力（Ｆ）は、摩擦部材４０の摩擦係数（μ）と上記軸受１８に作用する負荷荷重である垂直抗力（Ｎ）との積（Ｆ＝μＮ）で現すことができ、軸受１８への負荷荷重（Ｎ）が大きくなるに伴って摩擦力（Ｆ）が有効に作用し、軸受１８の移動が効果的に防止されることが分かる。
本発明は上述した実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、摩擦部材４０はフロントハウジング２とともに鋳造しても良い。つまり、摩擦部材４０及びフロントハウジング２を一体的に成形し、摩擦部材４０による円筒部２ａからの突出分（厚さＬ３と深さＬ２との差分）を切削して間隙Ｌ１に略等しく加工しても良い。この場合には、摩擦部材４０には摩擦係数の高い材料を用いるか、あるいは、摩擦部材４０及びフロントハウジング２の双方に摩擦係数の高い材料を用いても良い。

さらに、摩擦部材４０がハウジング２に固定されて適正な摩擦効果が得られる限り、その固定方法や摩擦部材４０の形状についても上記実施例に限定されるものではない。
また、本発明の圧縮機は、車両用空調装置の冷凍回路の他、種々のシステムの冷凍回路にも適用可能であり、これらの場合にも、上記と同様に圧縮機の耐久性及び信頼性の向上が図られる。

本実施例の圧縮機の一部を示した断面図である。 図１の要部IIの拡大図である。 図１の摩擦部材の形状図である。 図３の摩擦部材の組付図である。

符号の説明

２ フロントハウジング（ハウジング）
２ａ 円筒部
４ 回転軸
１２ 圧縮ユニット
１４ 電磁クラッチ
１８ 軸受
１８ａ 内輪
２０ ロータ
４０ 摩擦部材

Claims (2)

1. 作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実行する圧縮ユニットと、
   前記圧縮ユニットを駆動させる回転軸と、
   前記回転軸を囲繞する円筒部を有するハウジングと、
   前記円筒部の外周側に嵌合された軸受を介して前記ハウジングに回転自在に支持されるロータを有し、外部からの動力を受けて前記回転軸を回転させる電磁クラッチとを具備し、
   前記円筒部の外周側には、前記軸受の内輪に当接される摩擦部材が備えられている
   ことを特徴とする圧縮機。
2. 前記軸受の内輪と前記円筒部とのはめあいは、すきまばめであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。

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