(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジング内に設けられ冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部に連結し該圧縮部を駆動させるための回転シャフトと、前記回転シャフトの一端に連結し、該回転シャフトへの動力を伝達又は遮断するクラッチ部と、前記ハウジングにおける前記クラッチ部側に設けられ、前記回転シャフトが挿入される孔部を内側に有したボス部と、前記ボス部の前記圧縮部側に設けられ、前記回転シャフトと接すると共に前記ハウジング内と前記ボス部とを遮蔽する封止部材と、前記ボス部の前記クラッチ部側端部に設けられ前記孔部に装着される外輪と、前記外輪の内周側に設けられ前記回転シャフトの外周面に当接する内輪と、前記外輪と内輪との間に設けられ、該外輪に対して前記内輪を回転自在に支持する複数のボールと、前記外輪と前記内輪との間に設けられるシール部材とを有し、前記回転シャフトを前記ハウジングに対して回転自在に保持する軸受とを有する圧縮機において、
前記内輪には、前記軸受、前記封止部材及び前記ボス部の内部により形成される空間と前記ハウジングの外部とを連通する連通路を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮機において、
前記連通路は、前記回転シャフトの外周と前記内輪の内周の間と、前記内輪における前記ハウジング内側端部において半径方向に延びる第１連通溝によって形成されることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の圧縮機において、
前記回転シャフトには、段部が形成されており、前記第１連通溝が前記段部と当接することを特徴する圧縮機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機において、
前記連通路は、前記内輪における前記ハウジング外側端部において半径方向に延びる第２連通溝を備え、前記回転シャフトには、前記軸受よりも前記クラッチ部側に前記第２連通溝に臨むように遮蔽部材が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力により冷媒を内部で圧縮する車両空調用に用いられる圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、冷媒等の流体を圧縮する圧縮機には、ハウジングの内部に渦巻状の固定壁を有する固定スクロールと、渦巻状の可動壁が前記固定壁に噛み合わせるように配置された可動スクロールと、内燃機関の駆動力を利用して回転力の付勢される回転シャフトとを備え、径方向に偏心した前記回転シャフトのクランクピンが前記可動スクロールに係合され、該回転シャフトの回転力がクランクピンを介して可動スクロールへと伝達されることにより、該可動スクロールが旋回し、前記固定スクロールと可動スクロールとの間に形成される圧縮室内で流体が圧縮される。
【０００３】
この圧縮機では、回転シャフトの外周面に摺接して前記流体及び潤滑剤等の漏出を防止するオイルシールと、該回転シャフトを回転自在に支持する軸受とを備え、前記軸受は、例えば、ハウジングに保持される環状の外輪と、前記回転シャフトの外周面に当接する環状の内輪と、前記外輪と内輪との間に設けられる複数のボールとからなるボール軸受が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１４３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような圧縮機に用いられる軸受では、例えば、ボール等の潤滑に用いられる潤滑剤が外部に漏出することを防止する目的で、外輪と内輪との間に、ボールを覆うように一対のシール部材が設けられている。この場合、ハウジング内において軸受とオイルシールとの間の空間が、該オイルシールとシール部材によって密閉されることとなる。
【０００６】
しかしながら、ハウジング内の冷媒が、ごく微量ながらもオイルシールを通じて空間内へと浸入してしまい、例えば、回転シャフトの回転作用下に空間内が温度上昇し、前記空間内に浸入した冷媒が温度上昇に伴って膨張して圧力上昇した場合、高圧となった冷媒の圧力を外部へと逃がすことができず、軸受のシール部材に対して前記圧力が付与されることとなる。その結果、軸受のシール部材が押圧されて変形し、外輪及び内輪の間から脱落してしまうことがあり、前記シール部材が脱落した場合、軸受内のシール性を維持することができず、水分、塵埃等が外部から前記軸受内に進入して軸受による回転シャフトの支持機能が低下してしまうと共に、前記軸受内の潤滑剤が外部へと漏出して内燃機関から圧縮機への駆動力の伝達を制御するクラッチ部に付着し、該クラッチ部に滑りが生じる可能性がある。
【０００７】
上述した特許文献１では、このような問題を解決するために回転シャフトやボス部にボス内部と外部とを連通する連通路を形成し、前記連通路を通じてボス内部の圧力が外部へと抜けるようにしている。
【０００８】
しかしながら、ボス近傍に連通路を設けるためには機械加工を行う必要があり、またオイルシールや軸受のシール部材が傷つくのを防ぐために機械加工後のバリの処理が必要となるなど、製造工程及び製造コストの増加を招くこととなる。
【０００９】
また、連通路は常に開口しているため外部からの水や塵埃等が前記連通路を通じてからハウジングの内部へ侵入する可能性があり、車室外に設けられる車両空調用の圧縮機に用いた場合はさらにその可能性が高まる。
【００１０】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、内圧変化によるシール部材の脱落を防止し、前記シール部材によって潤滑性能を維持可能な構造を、低コストで達成することが可能な圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に設けられ冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部に連結し該圧縮部を駆動させるための回転シャフトと、前記回転シャフトの一端に連結し、該回転シャフトへの動力を伝達又は遮断するクラッチ部と、前記ハウジングにおける前記クラッチ部側に設けられ、前記回転シャフトが挿入される孔部を内側に有したボス部と、前記ボス部の前記圧縮部側に設けられ、前記回転シャフトと接すると共に前記ハウジング内と前記ボス部とを遮蔽する封止部材と、前記ボス部の前記クラッチ部側端部に設けられ前記孔部に装着される外輪と、前記外輪の内周側に設けられ前記回転シャフトの外周面に当接する内輪と、前記外輪と内輪との間に設けられ、該外輪に対して前記内輪を回転自在に支持する複数のボールと、前記外輪と前記内輪との間に設けられるシール部材とを有し、前記回転シャフトを前記ハウジングに対して回転自在に保持する軸受とを有する圧縮機において、
前記内輪には、前記軸受、前記封止部材及び前記ボス部の内部により形成される空間と前記ハウジングの外部とを連通する連通路を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、回転シャフトを回転自在に支持する軸受を備えた圧縮機において、該回転シャフトに当接する内輪に、軸受、封止部材及びハウジングに形成されたボス部の内部により形成される空間と前記ハウジングの外部とを連通する連通路を設けている。従って、例えば、回転シャフトの回転によって前記空間内の冷媒が加温され膨張して高圧となった場合でも、前記冷媒が連通路を通じて前記空間内からハウジングの外部へと好適に排出される。そのため、軸受近傍におけるボス部内の内圧が変化した場合でも、前記軸受に設けられたシール部材に過大な圧力が付与されて脱落してしまうことが阻止されるため、前記シール部材によって軸受内からの潤滑剤の漏出を確実に防止できる。その結果、簡素な構成且つ低コストで潤滑剤による軸受の潤滑性能を安定的に維持することが可能となり、前記回転シャフトを長期間にわたって確実且つ安定的に支持することができる。また、外部から軸受内への塵埃等の進入も阻止される。
【００１３】
また、連通路は、回転シャフトの外周と内輪の内周の間と、内輪における前記ハウジング内側端部において半径方向に延びる第１連通溝によって形成するとよい。
【００１４】
さらに、回転シャフトに、段部を形成し、第１連通溝を前記段部と当接させるとよい。
【００１５】
さらにまた、連通路は、内輪におけるハウジング外側端部において半径方向に延びる第２連通溝を備え、回転シャフトには、軸受よりもクラッチ部側に第２連通溝に臨むように遮蔽部材を設けるとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、回転シャフトに当接する内輪に連通路を設け、前記連通路を介して軸受、封止部材及びハウジングに形成されたボス部の内部により形成される空間と前記ハウジングの外部とが連通しているため、例えば、回転シャフトの回転によって前記空間内の冷媒が加温され高圧となった場合でも、前記冷媒が、連通路を通じて好適にハウジングの外部へと排出されるため、軸受のシール部材に対して過大な圧力が付与され脱落してしまうことが回避され、軸受内部からの潤滑剤の漏出を確実に防止でき、安定的な軸受の潤滑性能が得られる。さらに、鋳造品である圧縮機のハウジングを追加加工する必要がないため、製造工程を増やすことなく製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮機の一例であるスクロール型圧縮機の一部省略全体断面図である。
【図２】図１の圧縮機における第１軸受近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、図２に示す第１軸受を封止部材側から見た一側面図であり、図３Ｂは、前記第１軸受を電磁クラッチ側から見た他側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る圧縮機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る圧縮機の一例であるスクロール型圧縮機を示す。
【００２１】
このスクロール型圧縮機１０は、図１に示されるように、蓋状に形成されたフロントハウジング(ハウジング)１２と、カップ状に形成されたリアハウジング１４とを含む。フロントハウジング１２は、その一端部側に突出したボス部１６を有し、前記ボス部１６の内部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したシャフト孔１８が形成される。このシャフト孔１８には、後述する回転シャフト５６の軸部５８が挿通される。
【００２２】
一方、リアハウジング１４の上部には、例えば、冷媒ガス等からなるガス（流体）をその内部へと導入する吸入口２０が形成されている。この吸入口２０は、リアハウジング１４の外周面に開口すると共に、該リアハウジング１４の中心側に向かって貫通して内部と連通している。また、リアハウジング１４の上部には、スクロール型圧縮機１０により冷媒ガスが圧縮された圧縮ガスを、例えば、図示しない冷媒循環系へと吐出する吐出口２２が形成されている。なお、リアハウジング１４には、スクロール型圧縮機１０を、例えば、図示しないエンジンや外部機器等に取り付けるための複数の取付部２４が設けられている。
【００２３】
そして、リアハウジング１４の内部には、その開口した一端部側（矢印Ａ方向）から固定スクロール２６と、該固定スクロール２６に対して旋回する可動スクロール２８が挿入される。
【００２４】
固定スクロール２６は、リアハウジング１４に連結される外周縁部を含む固定側基板部３０と、この固定側基板部３０から可動スクロール２８側（矢印Ａ方向）へと渦巻状に立設される固定側渦巻壁３２とを有し、前記リアハウジング１４の内部において、前記固定側基板部３０が他端部側（矢印Ｂ方向）となるように配置される。
【００２５】
また、固定スクロール２６の背面とリアハウジング１４との間には、吐出口２２に連通するガス吐出室３４が形成されると共に、固定側基板部３０の略中心部には、後述するガス圧縮室４６から前記ガス吐出室３４へと連通する圧縮ガス導出孔３６が形成される。そして、固定側基板部３０は、複数の締結ボルト３８によってリアハウジング１４と互いに連結される。
【００２６】
さらに、固定側基板部３０の背面には、圧縮ガス導出孔３６を閉塞する一方、ガス圧縮室４６において圧縮された圧縮ガスが所定圧となった際に、開動作してガス吐出室３４へ該圧縮ガスを導出する吐出弁４０が備えられている。
【００２７】
可動スクロール２８は、可動側基板部４２と、該可動側基板部４２に対して渦巻状に立設され、前記固定側渦巻壁３２に噛み合う可動側渦巻壁４４とを有する。
【００２８】
そして、リアハウジング１４内において、可動側渦巻壁４４が固定スクロール２６側（矢印Ｂ方向）となるように配置され、前記固定スクロール２６を構成する固定側基板部３０及び固定側渦巻壁３２と、可動スクロール２８を構成する可動側基板部４２及び可動側渦巻壁４４とによってガス圧縮室４６が形成される。このガス圧縮室４６を封止するために、固定側渦巻壁３２及び可動側渦巻壁４４の各端部には、それぞれ可動側基板部４２及び固定側基板部３０に摺接するようにシール部材４８が装着されている。
【００２９】
また、可動側基板部４２には、その前面側に開口した円形凹部５０が中央部に形成され、その内部には、旋回軸受５２を介して回転可能にブッシュ５４が嵌挿される。
【００３０】
駆動部５５は、回転シャフト５６と、前記回転シャフト５６の他端部に連結されたブッシュ５４とを備え、前記回転シャフト５６の一端側に形成された軸部５８がフロントハウジング１２のシャフト孔１８に挿入される。シャフト孔１８には、例えば、ボール軸受からなる第１軸受６０が設けられ回転シャフト５６の軸部５８を回転自在に支持している。
【００３１】
回転シャフト５６は、軸部５８と、該軸部５８の端部に設けられ拡径した支持体６２とを有し、前記軸部５８がフロントハウジング１２の一端側（矢印Ａ方向）、前記支持体６２が固定スクロール２６側となる前記フロントハウジング１２の他端側（矢印Ｂ方向）となるように配置される。なお、軸部５８の一端部には、後述する電磁クラッチ（クラッチ部）１１８がボルト６４を介して連結されている。
【００３２】
支持体６２の端面には、可動スクロール２８側（矢印Ｂ方向）に突出し、前記支持体６２の軸心に対して偏心したクランクピン６６が設けられている。そして、クランクピン６６は、ブッシュ５４の軸心に対して偏心した偏心孔６８に挿入され、その端部に係止リングが装着されることにより、前記ブッシュ５４のクランクピン６６に対する抜け止めがなされる。
【００３３】
ブッシュ５４は、偏心孔６８にクランクピン６６が挿入されることで回転シャフト５６によってスイング運動可能に旋回され、これにより、可動スクロール２８が旋回半径を可変させながら旋回する。なお、クランクピン６６の根元近傍には、ブッシュ５４を介してバランスウェイト７２が装着されると共に、可動スクロール２８の可動側基板部４２とフロントハウジング１２の内部に形成された支持面との間には、前記可動スクロール２８を摺接面によって摺動可能に支持するスラストプレート７４が設けられる。また、支持体６２は、フロントハウジング１２の内部に設けられた第２軸受７６によって回転自在に支持される。
【００３４】
第１軸受６０は、図２に示されるように、軸部５８の外周面に当接する環状の内輪７８と、該内輪７８の外周側に設けられシャフト孔１８の内周面に当接する環状の外輪８０と、前記内輪７８と外輪８０との間に設けられる複数のボール８２と、前記内輪７８及び外輪８０の軸線方向に沿った一側面側（矢印Ｂ方向）、他側面側（矢印Ａ方向）に設けられる一対のシールリング８４ａ、８４ｂとを含む。
【００３５】
内輪７８は、断面平面状に形成された内周面が回転シャフト５６の軸部５８に当接すると共に、外周面の略中央には断面半円状に窪み、ボール８２の一部が挿入される第１ボール溝８６が形成される。また、内輪７８の一側面及び他側面側には、外周面に対して所定深さで窪み、且つ、前記一側面及び他側面側に開口した一対の第１溝部８８がそれぞれ形成される。第１溝部８８には、シールリング８４ａ、８４ｂの内周部位が挿入される。
【００３６】
また、内輪７８の一側面には、図３Ａに示されるように、半径内方向に延在する第１連通溝９０が形成され、前記内輪７８の他側面には、図３Ｂに示されるように、半径内方向に延在する第２連通溝９２が形成され、前記第１及び第２連通溝９０、９２は、例えば、同一の深さで、内輪７８の周方向に沿って等間隔離間して複数設けられる。さらに、内輪７８は、回転シャフト５６に対して若干のクリアランスを有した状態で挿入されている。
【００３７】
すなわち、第１及び第２連通溝９０、９２は、内輪７８の内周面と回転シャフト５６の外周面とのクリアランスを介して、後述する封止部材１１２、第１軸受６０、回転シャフト５６及びシャフト孔１８によって囲まれた空間９８と連通する連通路として機能する。
【００３８】
また、回転シャフト５６には、第２軸受７６の装着部位に段部５９が形成されており、第１連通溝９０の開口側と当接するようになっている。これにより、連通路形状が複雑になることによって空間９８内の圧力はフロントハウジング１２の外部へと逃がす事が可能となると共に、外部からの水などが前記フロントハウジング１２の内部に浸入することを防ぎやすくなる。
【００３９】
第２連通溝９２の開口側には、電磁クラッチ１１８を回転シャフト５６に取り付けるためのボス１２０が臨むように配置され、第２連通溝９２に対する遮蔽部材として機能しており、外部からの水等が前記第２連通溝９２に浸入しづらくなっている。なお、第１連通溝９０と第２連通溝９２を内輪７８の軸線方向において同一位置となるように設けると共に、前記内輪７８の内周面には、該内輪７８の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在する第３連通溝９６を形成し、前記内輪７８の周方向に沿って等間隔離間して複数設けられた第３連通溝９６に対して第１及び第２連通溝９０、９２の端部がそれぞれ接合するようにしてもよい。これにより、内輪７８の内周面と回転シャフト５６の外周面とのクリアランスで形成された連通路よりも開口面積を広く取ることができるため、空間９８内の圧力をよりフロントハウジング１２の外部へと逃がしやすくなる。
【００４０】
外輪８０は、例えば、断面平面状に形成された外周面がシャフト孔１８の内周面に圧入されて固定され、フロントハウジング１２に対して相対的に回転変位することがない。一方、外輪８０の内周面には、略中央に断面半円状に窪んだ第２ボール溝１００が形成され、内輪７８の第１ボール溝８６と対向するように配置されボール８２の一部が挿入される。また、第２ボール溝１００の両側部には、内周面に対して半径外方向に所定深さで窪み、且つ、前記一側面及び他側面側に開口した一組の第２溝部１０２がそれぞれ形成される。そして、第２溝部１０２は、シールリング８４ａ、８４ｂの外周部位がそれぞれ挿入される。
【００４１】
ボール８２は、第１ボール溝８６と第２ボール溝１００に跨るように設けられ、且つ、外輪８０及び内輪７８の周方向に沿って複数設けられる。
【００４２】
シールリング８４ａ、８４ｂは、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、外周側に形成された外縁部１０４と、内周側に形成された内縁部１０６とを有し、前記外縁部１０４と内縁部１０６とが半径方向に延在する接合部１０８を介して接合されている。
【００４３】
そして、外縁部１０４が、外輪８０における一側面側（矢印Ｂ方向）の第２溝部１０２に対してそれぞれ固定されると共に、内縁部１０６が、第１溝部８８に対して当接するように設けられる。
【００４４】
また、接合部１０８は、ボール８２の側部を覆うように第１溝部８８と第２溝部１０２との間に配置される。
【００４５】
このように、第１軸受６０において、側方に開口した外輪８０と内輪７８との間が一対のシールリング８４ａ、８４ｂによって覆われることにより、内部に設けられたボール８２を潤滑するための潤滑剤（例えば、グリス）が外部に漏出することが防止される。
【００４６】
一方、軸部５８の外周側には、図１に示されるように、第１軸受６０に対してブッシュ５４側（矢印Ｂ方向）となる位置にガス吸入室１１０を封止するための封止部材１１２が嵌挿され、例えば、封止部材１１２はゴム等の弾性材料から環状に形成される。
【００４７】
また、フロントハウジング１２におけるボス部１６の外周側には、第３軸受１１４を介してプーリ１１６が装着されている。このプーリ１１６には、図示しないエンジン等の回転駆動源からベルトを介して回転力が伝達され、電磁クラッチ１１８のオン／オフ動作によって前記回転シャフト５６への前記回転力の伝達又は切り離しが行われることにより、前記回転シャフト５６を回転させている。
【００４８】
本発明の実施の形態に係る圧縮機として用いられるスクロール型圧縮機１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４９】
先ず、電磁クラッチ１１８の動作作用下に、回転シャフト５６に回転力が伝達されると、支持体６２が第１軸受６０を介して回転し、これによって前記支持体６２に固着されたクランクピン６６が回転シャフト５６の軸心に対して偏心した状態で旋回する。これにより、ブッシュ５４が回転して、スラストプレート７４に摺動可能に支持された可動スクロール２８が固定スクロール２６に対して旋回する。
【００５０】
そして、吸入口２０から供給されたガスが、リアハウジング１４の内部に導入され、固定スクロール２６における固定側渦巻壁３２と可動スクロール２８における可動側渦巻壁４４との間で形成されるガス圧縮室４６に導入され、該ガス圧縮室４６が外周部位から徐々に中央部位へと進行していくのに伴って、シール部材４８の封止作用下にガス吸入室１１０に導入されたガスが徐々に圧縮されていく。その後、圧縮された圧縮ガスが、圧縮ガス導出孔３６からガス吐出室３４へと導出され、吐出口２２を介して図示しない冷媒循環系へと吐出される。
【００５１】
この際、回転シャフト５６の回転によって軸部５８の外周側、且つ、第１軸受６０と封止部材１１２との間の空間９８に微量な冷媒ガスが浸入し、加温されることによって膨張して高圧となることがある。このような場合でも、前記冷媒ガスが、空間９８に臨むように設けられた第１軸受６０の第１連通溝９０から第３連通溝９６、第２連通溝９２を通じて前記空間９８の外部となるフロントハウジング１２の外側（矢印Ａ方向）へと排出される。
【００５２】
これにより、軸部５８の外周側となる空間９８に浸入した冷媒ガスが高圧となった場合でも、第１軸受６０の内輪７８に形成された第１〜第３連通溝９０、９２、９６を介して前記冷媒ガスを外部へと流通させることができるため、前記空間９８内の圧力上昇を回避することができる。
【００５３】
その結果、空間９８内の圧力上昇に伴って生じる押圧力によって第１軸受６０のシールリング８４ａ、８４ｂが押圧され内輪７８及び外輪８０から脱落してしまうことが防止され、前記シールリング８４ａ、８４ｂによって第１軸受６０内からの潤滑剤の漏出を確実に防止できるため、前記潤滑剤による第１軸受６０の潤滑性能を安定的に維持することが可能となる。
【００５４】
また、シールリング８４ａ、８４ｂによって第１軸受６０の外部から水分、塵埃等が内部へと進入することも確実に防止することができる。
【００５５】
さらに、第１軸受６０においてシールリング８４ａ、８４ｂが安定的に保持されることによって該第１軸受６０の耐久性向上を図ることができ、それに伴って、回転シャフト５６を長期間にわたって確実に支持することができる。
【００５６】
また、例えば、第１〜第３連通溝９０、９２、９６の深さ、幅寸法、数量等を変更することにより、空間９８内からフロントハウジング１２の外部へと排出される冷媒ガスの流量を変更することが可能である。
【００５７】
なお、本発明に係るスクロール型圧縮機の軸受構造は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５８】
１０…スクロール型圧縮機            １２…フロントハウジング
１４…リアハウジング                １６…ボス部
１８…シャフト孔                    ２６…固定スクロール
２８…可動スクロール                ５５…駆動部
５６…回転シャフト                  ５８…軸部
５９…段部                          ６０…第１軸受
６６…クランクピン                  ７６…第２軸受
７８…内輪                          ８０…外輪
８２…ボール                        ８６…第１ボール溝
９０…第１連通溝                    ９２…第２連通溝
９６…第３連通溝                    ９８…空間
１１２…封止部材                    １１４…第３軸受
１２０…ボス（遮蔽部材）
【図１】
0005719213.tif 000002
【図２】
0005719213.tif 000003
【図３】
0005719213.tif 000004