(57)【要約】【課題】コスト低減を図りつつも、効率低下を招かないコンプレッサユニットを提供する。【解決手段】ハウジング６と、ハウジング６に対して回転し、ピストン２１を駆動するシャフト１４と、ハウジング６に対してシャフト１４を回転自在に支持する一対のラジアル軸受１５Ａ，１５Ｂとを有し、一対のラジアル軸受の一方１５Ａは、アンギュラ玉軸受であるので、かかるアンギュラ玉軸受１５Ａがラジアル方向の力とアキシャル方向の力とを負担できるため、従来、ラジアル軸受と対で配置していたスラスト軸受を省略することができ、コスト低減に寄与する。又、滑り軸受を用いた場合と比較すると、動作時の回転抵抗が減少し、省エネを図ることができる。【選択図】  図１
2004278425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに対して回転し、ピストンを駆動するシャフトと、
前記ハウジングに対して前記シャフトを回転自在に支持する一対のラジアル軸受とを有し、
前記一対のラジアル軸受の一方は、アンギュラ軸受であることを特徴とするコンプレッサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーエアコン等に好適なコンプレッサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコン用コンプレッサの一タイプとして、容量可変式のコンプレッサが知られている。一般的に、容量可変式のコンプレッサは、ハウジングに対して駆動軸をラジアル軸受により回転自在に支持し、この駆動軸に対して板部材を傾斜角度可変に連結し、この板部材に対し揺動板を摺動自在に取付けてある。板部材とハウジングとの間にはスラスト軸受が配置されている。揺動板には、複数のピストンロッドの一端が円周方向等間隔に取付けてあり、このピストンロッドの他端はピストンに連結している。このピストンは、ハウジング内に設けられたシリンダの内部で摺動するように設けられ、このシリンダのボア内に流入される冷媒ガスを圧縮し吐出するようにしている。つまり、板部材が回転すると、揺動板が、いわゆるみそすり的動作をし、ピストンロッドを介してピストンを軸線方向に往復運動させ、冷媒ガスを圧縮し吐出するようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開２００２−２６６７５４号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カーエアコン用コンプレッサの動作時には、板部材を介して駆動軸は大きな力を受けるので、特許文献１の図７に示すように、かかる駆動軸をハウジングに対してスラスト方向に支持するスラスト軸受と、ラジアル方向に支持するラジアル軸受とを設けている。かかる場合、ニードル軸受は針状の円筒ころを有しているので、軸線方向の厚さが薄く、カーエアコン用コンプレッサに用いることにより、構成をよりコンパクトにすることができる。
【０００４】
しかしながら、たとえニードル軸受であったとしても、スラスト軸受とラジアル軸受を２つ設けることは、その分だけ設置スペースが必要となり、部品コストも増大する。これに対し、設置スペースをより小さく抑えるためには、ラジアル軸受及びスラスト軸受の双方を滑り軸受とすることが考えられるが、滑り軸受は転がり軸受に比べ回転時の引きずりトルクが大きく、特にエンジン回転時に常時動作するクラッチレスタイプのコンプレッサにおいては、効率の低下ひいてはエンジンの燃費を悪化させることとなる。
【０００５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、コスト低減を図りつつも、効率低下を招かないコンプレッサユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンプレッサユニットは、ハウジングと、前記ハウジングに対して回転し、ピストンを駆動するシャフトと、前記ハウジングに対して前記シャフトを回転自在に支持する一対のラジアル軸受とを有し、前記一対のラジアル軸受の一方は、アンギュラ軸受であることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明のコンプレッサユニットは、ハウジングと、前記ハウジングに対して回転し、ピストンを駆動するシャフトと、前記ハウジングに対して前記シャフトを回転自在に支持する一対のラジアル軸受とを有し、前記一対のラジアル軸受の一方は、アンギュラ軸受であるので、かかるアンギュラ軸受がラジアル方向の力とアキシャル方向の力とを負担できるため、従来、ラジアル軸受と対で配置していたスラスト軸受を省略することができ、コスト低減に寄与する。又、滑り軸受を用いた場合と比較すると、動作時の回転抵抗が減少し、省エネを図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサユニットの断面図であり、図２は、図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【０００９】
図１において、コンプレッサユニット１を構成するハウジング６は、中央の短円筒状の本体７をヘッドケース８と斜板ケース９とで軸線方向（図１の左右方向）両側から挟持し、更に複数本の結合ボルト（図示せず）により結合されて一体となっている。ヘッドケース８の内側には、低圧室１０、１０と高圧室１１とが設けられている。尚、高圧室１１内は勿論、低圧室１０、１０内も正圧である。又、本体７とヘッドケース８との間には平板状の隔壁板１２が挟持されている。図１で複数に分割されている如く表されている低圧室１０、１０は互いに連通しており、ヘッドケース８の外面に設けられた単一の吸入ポート１３（図２）に連通している。又、高圧室１１は、ヘッドケース８に設けられた吐出ポート（図示せず）に通じている。吸入ポート１３がエバポレータ（不図示）の出口に、不図示の吐出ポートをコンデンサ（不図示）の入口に、それぞれ連通させている。
【００１０】
ハウジング６内にはシャフト１４を、本体７と斜板ケース９とに掛け渡す状態で、回転自在に支持している。より具体的には、シャフト１４の左端近傍をラジアルニードル軸受１５Ｂにより斜板ケース９に対して回転自在に支持し、シャフト１４の右端近傍をアンギュラ玉軸受１５Ａにより本体７に対して回転自在に支持している。尚、斜板ケース９に対して、スラストニードル軸受１６Ｂにより、このシャフト１４に加わるスラスト荷重を支承自在としている。
【００１１】
本実施の形態にかかるスラストニードル軸受１６Ｂは、複数のころ１６ｅと、これを軸線方向（図１で左右方向）に挟持する軌道輪１６ｆ、１６ｇと、ころ１６ｅを保持する保持器１６ｈとを有している。
【００１２】
本実施の形態にかかるアンギュラ玉軸受１５Ａは、内輪１５ａと、外輪１５ｂと、複数の玉１５ｃを保持する保持器（不図示）とを有している。更に、ラジアルニードル軸受１５Ｂは、複数のころ１５ｄと、外輪（軌道輪）１５ｅと、ころ１５ｄを保持する保持器１５ｆとを有している。
【００１３】
アンギュラ玉軸受１５Ａは、本体７に形成された段部１８に外輪１５ｂを当接させ、シャフト１４に形成された段部１７に内輪１５ａを当接させてなり、本体７に対してシャフト１４を図１で右方向に付勢することで予圧が与えられている。又、スラストニードル軸受１６Ｂは、シャフト１４の中間部外周面に外嵌固定した円板部１９と斜板ケース９との間に配置している。ハウジング６を構成する本体７の内側でシャフト１４の周囲部分には、複数（例えば図示の例では、円周方向等間隔に６個）のシリンダ孔２０、２０を形成している。この様に本体７に形成した、複数のシリンダ孔２０、２０の内側には、それぞれピストン２１、２１の先半部（図１の右半部）に設けた摺動部２２、２２を、軸方向の変位自在に嵌装している。
【００１４】
ここでは、シリンダ孔２０、２０の底面とピストン２１、２１の先端面（図１の右端面）との間に設けられた空間を、圧縮室２３とする。又、斜板ケース９の内側に存在する空間は、斜板室２４とする。シャフト１４の中間部外周面でこの斜板室２４内に位置する部分おいて、斜板２５を、シャフト１４に対して所定の傾斜角度を持たせて固定し、この斜板２５がシャフト１４と共に回転する様にしている。斜板２５の円周方向複数個所と、各ピストン２１、２１とは、それぞれ１対ずつのスライディングシュー２６、２６により連結されている。この為、これら各スライディングシュー２６、２６の内側面（互いに対向する面）は平坦面として、同じく平坦面である斜板２５の両側面外径寄り部分に摺接するようになっている。又、これら各スライディングシュー２６、２６の外側面（相手スライディングシュー２６と反対側面）は球状凸面としている。更に、その内側面を斜板２５の両側面に当接させた状態で、これら両スライディングシュー２６、２６の外側面を単一球面上に位置させている。一方、各ピストン２１、２１の基端部（前記隔壁板１２から遠い側の端部で、図１の左端部）には、スライディングシュー２６、２６及び斜板２５と共に、駆動力伝達機構を構成する連結部２７、２７を、各ピストン２１、２１と一体に形成している。そして、これら各連結部２７、２７に、一対のスライディングシュー２６、２６を保持する為の保持部２８、２８を形成している。又、これら各保持部２８、２８には、各スライディングシュー２６、２６の外側面と密に摺接する球状凹面を、互いに対向させて形成している。
【００１５】
又、本体７の一部内周面で、各連結部２７、２７の外端部に整合する部分には、各ピストン２１、２１毎にそれぞれ１対ずつのガイド面（図示せず）を、円周方向に離隔して形成している。各連結部２７、２７の外端部は、このガイド面に案内されて、ピストン２１、２１の軸方向（図１の左右方向）の変位のみ自在である。従って、各ピストン２１、２１も、各シリンダ孔２０、２０内に、斜板２５の回転に伴う各ピストン２１、２１の中心軸回りの回転を防止されて、軸方向の変位のみ自在（回転不能）に嵌装されている。この結果、各連結部２７、２７は、シャフト１４の回転による斜板２５の揺動変位に伴って各ピストン２１、２１を軸方向に押し引きし、各摺動部２２、２２をシリンダ孔２０、２０内で軸方向に往復移動させる。
【００１６】
一方、低圧室１０及び高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを仕切るべく、本体７とヘッドケース８との突き合わせ部に挟持している隔壁板１２には、低圧室１０と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吸入孔２９、２９と、高圧室１１と各シリンダ孔２０、２０とを連通させる吐出孔３０、３０とを、それぞれ軸線方向に貫通する状態で形成している。従って、各吸入孔２９、２９及び各吐出孔３０、３０の一端（図１の左端）でシリンダ孔２０、２０側の開口は、何れも各ピストン２１、２１の先端面と対向する。又、各シリンダ孔２０、２０内で、各吸入孔２９、２９の一端と対向する部分には、低圧室１０から各シリンダ孔２０、２０に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吸入弁３１、３１を設けている。又、高圧室１１内で、各吐出孔３０、３０の他端（図１の右端）開口と対向する部分には、各シリンダ孔２０、２０から高圧室１１に向けてのみ冷媒ガスを流す、リード弁式の吐出弁３２を設けている。この吐出弁３２には、各吐出孔３０、３０から離れる方向への変位を制限する、ストッパ３３を付設している。
【００１７】
上述の様に構成するコンプレッサユニット１のシャフト１４は、車両のエンジン（不図示）により無端ベルト４２を介して回転駆動される。この為に、図示の例の場合は、ハウジング６を構成する斜板ケース９の外側面（図１の左側面）中央に設けた支持筒部３４の周囲に従動プーリ３５を、複列ラジアル玉軸受３６により、回転自在に支持している。この従動プーリ３５は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、斜板ケース９の外側面に固定したソレノイド３７を、従動プーリ３５の内部空間に配置している。一方、シャフト１４の端部で支持筒部３４から突出した部分には取付ブラケット３８を固定しており、この取付ブラケット３８の周囲に磁性材製の環状板３９を、板ばね４０を介して支持している。この環状板３９はソレノイド３７への非通電時には、板ばね４０の弾力により、図に示す様に従動プーリ３５から離隔しているが、ソレノイド３７への通電時にはこの従動プーリ３５に向け吸着されて、この従動プーリ３５からシャフト１４への回転力の伝達を自在とする。即ち、ソレノイド３７と環状板３９と板ばね４０とにより、従動プーリ３５とシャフト１４とを係脱する為の電磁クラッチ４１を構成している。又、車両のエンジンのクランクシャフト（不図示）の端部に固定した駆動プーリと従動プーリ３５との間には、無端ベルト４２を掛け渡している。
【００１８】
本実施の形態にかかるカーエアコンのコンプレッサユニットの動作について説明する。車室内の冷房或は除湿を行なう為、カーエアコンを作動させた場合には、電磁クラッチ４１を動作させて従動プーリ３５とシャフト１４とを係合させ、それにより無端ベルト４２を介して、車両のエンジンの動力をシャフト１４に伝達し、これを回転駆動する。この結果、斜板２５が回転して、複数のピストン２１、２１を構成する摺動部２２、２２をそれぞれシリンダ孔２０、２０内で往復移動させる。そして、この様な摺動部２２、２２の往復移動に伴って、吸入ポート１３から吸引された冷媒ガスが、低圧室１０、１０内から各吸入孔２９、２９を通じて圧縮室２３内に吸い込まれる。この冷媒ガスは、これら各圧縮室２３内で圧縮されてから、吐出孔３０、３０を通じて高圧室１１に送り出され、吐出ポートより吐出される。その後、高温・高圧の冷媒ガスはコンデンサで冷却され液冷媒となった後、急激に膨張させられ、低温・低圧の霧状冷媒となってエバポレータに流れ、ここで車室内に供給される空気を冷却し、その後冷媒ガスとなってコンプレッサユニットに吸入される。
【００１９】
従来、シャフト１４の右端近傍にスラストニードル軸受と、ラジアルニードル軸受とを設け、シャフト１４に作用するアキシャル方向の力と半径方向の力を支持していたが、本実施の形態においては、単一のアンギュラ玉軸受１５Ａのみを用いて双方の力を支持できるようにしたので、設置スペースを小さくでき部品コストを抑えることができる。又、滑り軸受を用いた場合と比較すると、動作時の回転抵抗が減少し、省エネを図ることができる。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば一対のラジアル軸受の双方を、アンギュラ軸受としても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のコンプレッサユニットは、ハウジングと、前記ハウジングに対して回転し、ピストンを駆動するシャフトと、前記ハウジングに対して前記シャフトを回転自在に支持する一対のラジアル軸受とを有し、前記一対のラジアル軸受の一方は、アンギュラ軸受であるので、かかるアンギュラ軸受がラジアル方向の力とアキシャル方向の力とを負担できるため、従来、ラジアル軸受と対で配置していたスラスト軸受を省略することができ、コスト低減に寄与する。又、滑り軸受を用いた場合と比較すると、動作時の回転抵抗が減少し、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるニードル軸受が組み込まれたカーエアコンのコンプレッサユニットの断面図である。
【図２】図１の構成をＩＩ方向に見た図である。
【符号の説明】
１  カーエアコンのコンプレッサユニット
６  ハウジング
１４  シャフト
１５Ａ  アンギュラ玉軸受
１５Ｂ  スラストニードル軸受
１６Ｂ  ラジアルニードル軸受
【図１】
2004278425.tif 000003
【図２】
2004278425.tif 000004