(57)【要約】【課題】遠心力の影響を受けず安定したシール性能を発揮することができる圧縮機を提供することにある。【解決手段】回転軸２０に固定された斜板１５により冷媒を圧縮する圧縮機１の圧縮機プーリ構造において、動力伝達部材が掛け渡され、外部駆動源の動力を回転軸２０に伝達する従動プーリ５０と、従動プーリ５０と回転軸２０との動力伝達を開放・締結する電磁クラッチ２４と、圧縮機本体１０に対して従動プーリ５０を回転可能に支持し、シールリング１２７が外輪１２１に係止された軸受４０と、を備え、軸受４０の内輪１２０が従動プーリ５０に固定され、外輪１２１が圧縮機本体１０に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された圧縮回転体により冷媒を圧縮する圧縮機の圧縮機プーリ構造において、
動力伝達部材が掛け渡され、外部駆動源の動力を前記回転軸に伝達するプーリと、
前記プーリと前記回転軸との動力伝達を開放・締結する電磁クラッチと、
圧縮機本体に対して前記プーリを回転可能に支持し、シール部材が外輪に係止された軸受と、を備え、
前記軸受の内輪が前記プーリに固定され、前記外輪が前記圧縮機本体に固定されることを特徴とする圧縮機プーリ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の空気調和装置を構成する圧縮機の圧縮機プーリ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用空気調和装置に組み込まれる蒸気圧縮式冷凍機に組み込んで冷媒を圧縮するコンプレッサとして、従来から種々の構造のものが知られている。例えば特許文献１には、回転軸の回転運動を斜板によりピストンの往復運動に変換し、このピストンにより冷媒の圧縮を行なう斜板式のコンプレッサが記載されている。図３は、特許文献１に記載された斜板式のコンプレッサを示している。尚、この図３に示した構造は、従来から知られている斜板式のコンプレッサのうち、斜板の傾斜角度を変える事により容量を調節自在とした可変容量型の斜板式コンプレッサである。
【０００３】
コンプレッサ１００は、回転軸１０２と共に斜板１０３が回転することにより、複数のピストン１０４をそれぞれシリンダ１０５内で往復移動させる。この様なピストン１０４の往復移動に伴って、吸入ポート１０６に通じる低圧室１０７内の冷媒蒸気がこのシリンダ１０５内に吸い込まれる。次いで、この冷媒蒸気がこのシリンダ１０５内で圧縮されてから高圧室１０８に送り出される。又、冷房負荷に応じて、圧力調整弁１０９により斜板１０３が存在するクランク室１１０と低圧室１０７との圧力を調整し、この斜板１０３の傾斜角度を変化させる事により、コンプレッサ１００の容量を変化させる。
【０００４】
上述の様に構成するコンプレッサ１００の回転軸１０２は、例えば自動車の走行用エンジンにより回転駆動する。この為に、図示の例の場合は、このコンプレッサ１００を構成するケーシング１１０の外側面（図３の左側面）中央に設けた支持筒部１１２の周囲に従動プーリ１１３を、転がり軸受１１４により回転自在に支持している。この従動プーリ１１３は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、ケーシング１１０の外側面に固定したソレノイド１１５を、従動プーリ１１３の内部空間に配置している。また、ソレノイド１１５と環状板１１７と板ばね１１８とにより、従動プーリ１１３と回転軸１０２とを開放・締結する為の電磁クラッチ１１９を構成している。
【０００５】
従動プーリ１１３を支持する転がり軸受１１４は、図４に示すように、内輪１２０と外輪１２１と複数個の転動体１２２とを備える。このうちの内輪１２０は、支持筒部１１２の様な固定の部分に外嵌固定され、使用時にも回転しない。又、この内輪１２０の外周面には内輪軌道１２３を形成している。又、外輪１２１は、外周面に従動プーリ１１３（図３参照）を外嵌し、使用時にはこの従動プーリ１１３と共に回転する。又、この外輪１２１の内周面には外輪軌道１２４を形成している。そして、内輪軌道１２３と外輪軌道１２４との間に、保持器１２５に保持された各転動体１２２を転動自在に設けている。
【０００６】
さらに外輪１２１の内周面には、転がり軸受１１４の内部空間に封入されたグリースの漏出を防止する為、内部空間の軸方向両端開口部にシールリング１２７を、それぞれ設けている。これら各シールリング１２７は、円輪状に形成されており、外周縁部を、外輪１２１の軸方向両端部内周面に形成した係止溝１２８に係止している。又、これら各シールリング１２７の内周縁部には、シールリップ１２９ａ、１２９ｂを形成し、このうちの軸方向内側に突出する様に形成されたシールリップ１２９ａの内周面を、内輪１２０の外周面に形成した肩部１３０に近接対向させている。又、シールリング１２７の内周縁に形成されたシールリップ１２９ｂを、内輪１２０の両端部外周面で肩部１３０より軸方向外側に形成したシール溝１３１の一部に摺接させている。
【０００７】
この様にシールリング１２７により内部空間の両端開口部を塞ぐ事で、この内部空間内に封入したグリースが漏出する事を防止すると共に、外部に浮遊する塵芥等の異物がこの内部空間内に侵入する事を防止している。即ち、シールリング１２７の内周縁部に形成したシールリップ１２９ａ、１２９ｂのうち、軸方向内側に突出したシールリップ１２９ａを肩部１３０と近接対向させることにより、転がり軸受１１４の内部空間内に封入したグリースが漏出する事を防止している。又、シールリップ１２９ｂをシール溝１３１の一部に摺接させる事により、異物が内部空間内に侵入する事を防止している。
【特許文献１】特開２００３−２７８７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のコンプレッサ１００において、転がり軸受１１４は、従動プーリ１１３が外輪１２１に固定され、コンプレッサ１００を構成するケーシング１１０の外側面中央に設けた支持筒部１１２が内輪１２０に固定されているため、転がり軸受１１４は外輪回転で使用されている。近年、コンプレッサの運転速度の高速化に伴い、従動プーリ１１３及びこの従動プーリ１１３を外嵌する外輪１２１の回転速度も速くなり、この外輪１２１が高速回転する事によりこのシールリング１２７が振動し、その結果、内部空間に封入したグリースが漏れ易くなる傾向があった。
【０００９】
また、外輪１２１に係止されたシールリング１２７も外輪１２１と共に回転するため、内輪１２０の外周面に摺接するシールリップ１２９ａ、１２９ｂに遠心力が作用し、確実なシール性能を発揮できない可能性があった。
【００１０】
さらに、外輪回転で使用される転がり軸受１１４においては、電磁クラッチ１１９の作動時に、環状板１１７の従動プーリ１１３への押圧力Ｆに伴って生じるモーメント力Ｍにより、転がり軸受１１４の外輪１２１と従動プーリ１１３の内径部１１６との間に隙間ができるおそれがあった。そしてこの隙間は、転がり軸受１１４と従動プーリ１１３間にすべりが生じる要因となり、また、電磁クラッチ１１９により誘引された金属製の埃等がこの隙間に侵入すると、永年の使用において従動プーリ１１３の回転の真円度に関して精度を維持することが困難であった。
【００１１】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、遠心力の影響を受けず安定したシール性能を発揮することができる圧縮機プーリ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、回転軸に固定された圧縮回転体により冷媒を圧縮する圧縮機の圧縮機プーリ構造において、動力伝達部材が掛け渡され、外部駆動源の動力を前記回転軸に伝達するプーリと、前記プーリと前記回転軸との動力伝達を開放・締結する電磁クラッチと、圧縮機本体に対して前記プーリを回転可能に支持し、シール部材が外輪に係止された軸受と、を備え、前記軸受の内輪が前記プーリに固定され、前記外輪が前記圧縮機本体に固定されることを特徴とする圧縮機プーリ構造によって達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧縮機プーリ構造によれば、軸受の内輪がプーリに固定され、外輪が圧縮機本体に固定されるため、内輪回転で使用される。そのため、外輪に係止されたシール部材は回転しないため、遠心力の影響を受けず安定したシール性能を発揮することができる。
【００１４】
また通常、玉と外輪軌道面との接触面圧よりも、玉と内輪軌道面との接触面圧の方が高いが、外輪回転では面圧の高い内輪軌道面の１点が最大負荷位置となっているが、内輪回転では面圧の高い内輪は軌道面の全周で荷重を支持し、面圧の低い外輪軌道面の１点で荷重を支持するため軸受の長寿命化につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る圧縮機プーリ構造を備えた圧縮機の一実施形態としてカーエアコン用コンプレッサを図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
カーエアコン用コンプレッサの一例としてコンプレッサ（圧縮機）１は、図１に示すように、コンプレッサ本体（圧縮機本体）１０がケーシング１１を備え、複数のシリンダ１２内にそれぞれピストン１３を往復動自在に配置し、ピストン基部に設けた互いに対向する半月状のシュー１４、１４間に斜板１５（圧縮回転体）を摺動自在に挟み、斜板１５を回転させることによりピストン１３を往復動させている。
【００１７】
斜板１５に固定したアーム１７の端部に設けているピン１８は、回転軸２０と一体的に回転する回転駆動部材２１に設けた長孔２２に嵌合し、また、球状表面を有するスリーブ２３を回転軸２０に嵌合し、スリーブ２３をスプリング２５により軸線方向に付勢すると共に、このスリーブ２３外周で斜板１５を回転可能に支持している。
【００１８】
図１に示すコンプレッサ１においては電磁クラッチ２４を備えており、回転軸２０の端部に設けた取付ブラケット２６に板ばね２８を固定し、この板ばね２８の外周先端に磁性材料からなる環状板２９を固定している。図示実施例においては、コンプレッサ１の端部ケーシング３０から突出した支持筒部３２に、軸受４０を介して断面コ字型の従動プーリ５０を支持している。
【００１９】
従動プーリ５０は、動力伝達部材としての無端ベルトが掛け渡されるプーリ部５１と、プーリ部５１の内径側に位置し軸受４０を介して支持筒部３２と対向する内径側円筒部５２と、プーリ部５１と内径側円筒部５２とを連結する環状板部５３とにより、断面コ字型形状をなすように構成されている。
【００２０】
この断面コ字型の空間には端部ケーシング３０側に固定したソレノイド３５を配置しており、このソレノイド３５に対して従動プーリ５０の環状板部５３を挟んだ対向位置に、前記磁性材料からなる環状板２９を配置している。また、軸受４０はコンプレッサプーリ用軸受として、通常、外径の直径が６５ｍｍ以下の大きさのものが用いられることが多く、内部にグリースを封入するシール機能を有している。
【００２１】
軸受４０は、複列玉軸受であり、以下、同じ構成を有する図４の転がり軸受１１４（複列玉軸受）を参照して説明する。軸受４０は、内輪１２０の外周面と外輪１２１の内周面との間に存在し各転動体１２２を設置した内部空間内にグリースを封入し、各転動体１２２の転動面と内輪軌道１２３及び外輪軌道１２４との間を潤滑している。
【００２２】
内部空間の軸方向両端開口部にシールリング（シール部材）１２７を、それぞれ備え、これら各シールリング１２７は、円輪状に形成されており、外周縁部を、外輪１２１の軸方向両端部内周面に形成した係止溝１２８に係止している。又、これら各シールリング１２７の内周縁部には、シールリップ１２９ａ、１２９ｂを形成し、このうちの軸方向内側に突出する様に形成されたシールリップ１２９ａの内周面を、内輪１２０の外周面に形成した肩部１３０に近接対向させている。又、シールリング１２７の内周縁に形成されたシールリップ１２９ｂを、内輪１２０の両端部外周面で肩部１３０より軸方向外側に形成したシール溝１３１の一部に摺接させている。
【００２３】
この様にシールリング１２７により内部空間の両端開口部を塞ぐ事で、この内部空間内に封入したグリースが漏出する事を防止すると共に、外部に浮遊する塵芥等の異物がこの内部空間内に侵入する事を防止している。即ち、シールリング１２７の内周縁部に形成したシールリップ１２９ａ、１２９ｂのうち、軸方向内側に突出したシールリップ１２９ａを肩部１３０と近接対向させる事により、内部空間内に封入したグリースが漏出する事を防止している。又、シールリップ１２９ｂをシール溝１３１の一部に摺接させる事により、異物が内部空間内に侵入する事を防止している。
【００２４】
図１に示す電磁クラッチ２４において、環状板２９はソレノイド３５が通電していないときには図示のように従動プーリ５０の環状板部５３から離れており、従動プーリ５０が無端ベルトにより回転させられても環状板２９は回転することがなく、したがってコンプレッサ１は作動しない。それに対して、ソレノイド３５が通電されると、その磁力により磁性材からなる環状板２９が吸引され、従動プーリ５０の環状板部５３にその環状板２９が押しつけられる。それにより電磁クラッチ２４が結合状態となり、従動プーリ５０が回転すると環状板２９も一体的に回転し、板ばね２８、取付ブラケット２６、回転軸２０を介して前記のように斜板１５を回転させ、ピストン１３を往復動することによりコンプレッサ１を作動する。このように電磁クラッチ２４は、従動プーリ５０と回転軸２０との動力伝達を開放・締結する。
【００２５】
このように構成されたコンプレッサ１は、回転軸２０と共に斜板１５が回転することにより、複数のピストン１３をそれぞれシリンダ１２内で往復移動させる。この様なピストン１３の往復移動に伴って、吸入ポート２６に通じる低圧室７内の冷媒蒸気がこのシリンダ１２内に吸い込まれる。次いで、この冷媒蒸気がこのシリンダ１２内で圧縮されてから高圧室２８に送り出される。又、冷房負荷に応じて、圧力調整弁２９により斜板１５が存在するクランク室６０と低圧室２７との圧力を調整し、この斜板１５の傾斜角度を変化させる事により、コンプレッサ１の容量を変化させることが可能となる。
【００２６】
ここで、本発明のコンプレッサ１のプーリ構造において、軸受４０の内輪１２０が従動プーリ５０に固定され、外輪１２１がコンプレッサ本体１０に固定されている。より具体的には、図１、２に示すように、軸受４０の内輪１２０は従動プーリ５０の内径側円筒部５２に外嵌され、従動プーリ５０とともに回転し、一方、外輪１２１は端部ケーシング３０から突出した支持筒部３２に内嵌され、固定されている。
【００２７】
従って、本発明のコンプレッサ１のプーリ構造によれば、軸受４０の内輪１２０は従動プーリ５０の内径側円筒部５２に外嵌され、外輪１２１は端部ケーシング３０から突出した支持筒部３２に内嵌されているので、軸受４０が内輪回転で使用される。そのため、外輪１２１に係止されたシールリング１２７は回転しないため、遠心力の影響を受けず安定したシール性能を発揮することができる。
【００２８】
また通常、玉と外輪軌道面との接触面圧よりも、玉と内輪軌道面との接触面圧の方が高く、外輪回転では面圧の高い内輪軌道面の１点が最大負荷位置となってしまうが、本発明のコンプレッサ１によれば、内輪回転で使用されるため、面圧の高い内輪１２０は軌道面の全周で荷重を支持し、面圧の低い外輪軌道面１２４は１点で荷重を支持するため軸受４０の長寿命化につながり、ひいてはコンプレッサ１の長寿命化に寄与する。
【００２９】
さらに、内輪回転で使用される軸受４０においては、電磁クラッチ２４の作動時に、環状板２９の従動プーリ５０への押圧力Ｆに伴って生じるモーメント力Ｍが、軸受４０を内径側円筒部５２と支持筒部３２とで挟むように作用する。従って、電磁クラッチ２４の作動時に、内輪１２０と内径側円筒部５２間及び外輪１２１と支持筒部３２間に隙間が生じることがない。従って、永年の使用においても従動プーリ５０の回転の真円度に関して精度を維持することができる。
【００３０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。例えば、軸受４０は、図２に示す単列の玉軸受であっても良く、特にこれらの構造に限定されるものではない。但し、単列の玉軸受とする場合、従動プーリ５０から作用するモーメント荷重を支承する為、３点或は４点接触型とする等の配慮を行なうことが好ましい。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態のプーリ構造を備えるカーエアコン用コンプレッサの断面図である。
【図２】カーエアコン用コンプレッサの変形例を示す要部断面図である。
【図３】特許文献１に記載のカーエアコン用コンプレッサの断面図である。
【図４】図３のカーエアコン用コンプレッサに組み込まれる転がり軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ コンプレッサ（圧縮機）
１０  コンプレッサ本体（圧縮機本体）
１５  斜板（圧縮回転体）
２０  回転軸
２４  電磁クラッチ
４０  軸受
５０  従動プーリ（プーリ）
１２０  内輪
１２１  外輪
１２７  シールリング（シール部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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