(57)【要約】【課題】車両搭載用の圧縮機には近年、車両搭載スペースの関係上、特に小型化が要求されており、そのため動力伝達機構を構成するプーリに対しても小型化が要求されている。これは、エンジン回転数に比して圧縮機の回転数が増大することを意味しているが、その上圧縮機に対して、近年特に高回転数域における厳しい耐久性基準が要求されている。そのため、特に圧縮機内部と大気側とのシール作用をなす軸封装置に対して厳しい耐久性が要求されている。【解決手段】減速装置によって動力伝達機構の回転を低減させることにより、軸封装置と摺接する回転軸の回転を低減させ、該軸封装置の摺動発熱を抑制し、該軸封装置の信頼性を向上させることにある。又、動力伝達機構を構成するプーリを小型化することもできる。【選択図】  図１
2004183634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンに作動連結された動力伝達機構を備え、該動力伝達機構を介して車両空調用圧縮機内の駆動軸が回転駆動されることにより冷媒ガスを圧縮する車両空調用圧縮機において、
前記動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチと前記駆動軸との間には、大気側に配設される減速装置と、該減速装置により低減された回転が伝達される回転軸と、該回転軸と摺接し前記車両空調用圧縮機内部と前記大気側とのシール作用をなす軸封装置とを備えていることを特徴とする車両空調用圧縮機。
【請求項２】
前記減速装置は、歯車により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両空調用圧縮機。
【請求項３】
前記軸封装置は、リップシールであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両空調用圧縮機。
【請求項４】
前記軸封装置は、メカニカルシールであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両空調用圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両空調用圧縮機に関し、特に外部動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチの回転を低減させる減速装置を備えた車両空調用圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両空調用圧縮機（以下、単に圧縮機という）において減速装置を備えた圧縮機としては、例えば特開平１１−２８７１８２号公報に示すような構成のものが知られている。
【０００３】
即ち、図３に示すように、車両のバッテリーＢによって駆動されるモータ部１０１と、該モータ部１０１と車両のエンジンＥとの２つの駆動源の一方に回転主軸１０２が選択的に回転駆動されて冷媒ガスを圧縮する圧縮部１０３と、前記モータ部１０１のモータシャフト１０４の回転を低減させて前記圧縮部１０３の回転主軸１０２に伝達する減速部１０５と、前記圧縮部１０３の駆動源として前記モータ部１０１又はエンジンＥの何れか一方を適宜選択する制御部１０６とを備えた圧縮機である。
【０００４】
この圧縮機において回転主軸１０２は、その一端に減速部１０５の第１ギヤ１０７が固定され、他端にエンジンＥによって回転させられる図示を省略したプーリが図示を省略した電磁クラッチを介して取り付けられており、該電磁クラッチを介してエンジンＥによっても回転駆動可能、減速部１０５を介してモータ部によっても回転駆動可能とされている。
【０００５】
前記減速部１０５は、そのギヤ室１１１内に、回転主軸１０２の端部に固定された第１ギヤ１０７と、この第１ギヤ１０７と噛み合い第１ギヤ１０７より歯数の少ない第２ギヤ１０８と、この第２ギヤ１０８と共に回転軸１１２に固定されて第２ギヤ１０８と共に回転し第２ギヤ１０８より歯数の多い第３ギヤ１０９と、この第３ギヤ１０９と噛み合い第３ギヤ１０９より歯数の少ない第４ギヤ１１０とが配設されており、第４ギヤ１１０は、モータ部１０１のモータシャフト１０４の端部に固定されている。
【０００６】
一般にモータ部１０１のモータシャフト１０４の最高回転数は９０００ｒｐｍ程度であり、この回転数以下では、モータ部１０１が大きくなり、この回転数以上ではモータ部１０１の振動、騒音が大きくなる。一方、圧縮部１０３の回転主軸１０２の最高回転数は３０００ｒｐｍ程度であり、この回転数以下では圧縮部１０３が大きくなり、この回転数以上では圧縮部１０３の吸入効率が低下し、回転数に比べて圧縮部１０３の冷媒吐出量が増えない。
【０００７】
従って、第１ギヤ１０７、第２ギヤ１０８、第３ギヤ１０９及び第４ギヤ１１０からなる減速部１０５は、モータ部１０１のモータシャフト１０４の回転数を約１／３に低減させて圧縮部１０３の回転主軸１０２に伝達すると共に、モータ部１０１のモータシャフト１０４の回転トルクを増大させて圧縮部１０３の回転主軸１０２に伝達している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２８７１８２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、エンジンとバッテリーの２つの駆動源を有するハイブリッド自動車やアイドリング運転を行わないアイドルストップ車等に搭載される、いわゆるハイブリッドコンプレッサに関するものであり、車両のエネルギ効率を向上させることを目的としている。
【００１０】
それに対し、本発明では車両のエンジンにて回転駆動される動力伝達機構を備え、該動力伝達機構を介して圧縮機内の駆動軸が回転駆動されることにより冷媒ガスを圧縮する圧縮機を対象としている。
【００１１】
車両搭載用の圧縮機には、車両搭載スペースの関係上、特に小型化が要求されており、そのため動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチに対しても小型化が要求されている。これは、エンジン回転数に比して圧縮機の回転数が増大することを意味しているが、その上更に、近年、圧縮機に対して特に高回転数域における厳しい耐久性基準が要求されている。そのため圧縮機、特に圧縮機内部と大気側とのシール作用をなす軸封装置に対して厳しい耐久性が要求されている。
【００１２】
本発明の目的は、減速装置によって動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチの回転数を低減させて軸封装置と摺接する回転軸に伝達することにより、該軸封装置の摺動発熱を抑制し、該軸封装置の信頼性を向上させることにある。又、前記減速装置を備えることによって、プーリ又はクラッチを小型化することも目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、車両のエンジンに作動連結された動力伝達機構を備え、該動力伝達機構を介して車両空調用圧縮機内の駆動軸が回転駆動されることにより冷媒ガスを圧縮する車両空調用圧縮機において、
前記動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチと前記駆動軸との間には、大気側に配設され該プーリ又はクラッチの回転数を低減させる減速装置と、該減速装置により低減された回転が伝達される回転軸と、該回転軸と摺接し前記車両空調用圧縮機内部と前記大気側とのシール作用をなす軸封装置とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
本発明により前記軸封装置が摺接する回転軸の回転数が低減されることで、該軸封装置の摺動発熱を抑制して該軸封装置の信頼性を向上させることができる上、前記動力伝達機構を構成するプーリを小型化することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は請求項１において、前記減速装置は、歯車により構成されていることを特徴としている。
【００１６】
減速装置として歯車を採用することは、前記動力伝達機構の回転数に対する減速装置により減速された前記回転軸の回転数の比を、歯車の歯数を変えるだけで簡便に変更することができるため、あらゆる種類、形状、大きさの圧縮機に対して前記減速装置を用いることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は請求項１又は２において、前記軸封装置は、リップシールであることを特徴としている。
【００１８】
前記軸封装置をリップシールとすることで、オイルシール性に優れかつ安価な軸封装置を提供することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は請求項１又は２において、前記軸封装置は、メカニカルシールであることを特徴としている。
【００２０】
前記軸封装置をメカニカルシールとすることで、耐圧性に優れ、特に圧縮機内圧が非常に高圧となるようなＣＯ２冷媒を使用する圧縮機において有効な軸封装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１に基づいて具体的に説明する。
（構成・作用）  図１はピストン式容量可変型圧縮機（以下、単に圧縮機１０とする）である。
【００２２】
該圧縮機１０は図１に示すようにシリンダブロック１１のフロント側端面にガスケット１２を介してフロントハウジング１３が接合され、その内側に制御室としてのクランク室１４が区画形成されている。又、シリンダブロック１１のリア側端面にはバルブプレート１５を介してリアハウジング１６が接合され、その内部には吐出室１７及び吸入室１８が形成されており、吐出室１７及び吸入室１８は外部冷却回路と連結されている。圧縮機１０内部とはシリンダブロック１１、フロントハウジング１３、リアハウジング１６によって形成された内部の空間を指している。
【００２３】
前記シリンダブロック１１とフロントハウジング１３の中心部に形成された軸孔には駆動軸１９がラジアルベアリング２０ａ、２０ｂを介して回転可能に支持されている。駆動軸１９のフロント端部側にはスラストベアリング２１ａが設けられており、駆動軸１９のリア端部側にはスラストベアリング２１ｂ及びスプリング２２が設けられており、これらスラストベアリング２１ａ、２１ｂ、スプリング２２によって駆動軸１９の軸線方向の動きを規制している。
【００２４】
前記クランク室１４において駆動軸１９には、ラグプレート２３が一体回転可能に固定されている。カムプレートとしての斜板２４は、該斜板２４に形成された貫通孔２５に駆動軸１９が挿通された状態でクランク室１４に配設されている。ヒンジ機構２６は、ラグプレート２３と斜板２４との間に介在されている。そして、斜板２４は、ヒンジ機構２６を介したラグプレート２３との間でのヒンジ連結及び駆動軸１９の支持により、ラグプレート２３及び駆動軸１９と同期回転可能で、かつ駆動軸１９の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１９に対し傾動可能となっている。
【００２５】
前記シリンダブロック１１の内部に形成された複数のシリンダボア２７には各々ピストン２８が往復動可能に収容されている。各ピストン２８とバルブプレート１５との間には、ピストン２８の往復動に応じて容積変化する圧縮室２９が区画形成されている。前記ピストン２８は、シュー３０を介して斜板２４の周縁部に係留されている。従って、駆動軸１９の回転に伴う、ラグプレート２３及びヒンジ機構２６を介した斜板２４の回転運動が、シュー３０を介してピストン２８の往復運動に変換される。
【００２６】
動力伝達機構を構成するプーリ３１は、フロントハウジング１３のプーリ取り付け用ボス部１３ａに回転可能に支持されている。該プーリ３１には歯車３２が、該プーリ３１と一体回転可能に固定されている。歯車３３は歯車３２と噛み合い回転軸３４の大気側の端部に固定され、歯車３２より歯数が多く設定されている。ここで大気側とは、圧縮機１０内部及び前記外部冷却回路を除く範囲をいう。歯車３５は、回転軸３４の歯車３３とは反対端である圧縮機１０内部の端部に固定されている。歯車３６は歯車３５と噛み合い、駆動軸１９と一体回転可能に固定されている。軸封装置としてのリップシール３７は回転軸３４に摺接し、圧縮機１０内部と大気側とのシール作用をなしている。減速装置とは、歯車３２、歯車３３から構成されており、該減速装置はプーリ３１の回転数を低減して回転軸３４に伝達することを目的としている。
【００２７】
歯車３５、歯車３６は回転軸３４の回転を駆動軸１９に伝達することを目的としているため歯車に限定されるものではないが、回転軸３４の回転数を圧縮機の運転条件に対し最適な回転数域に変換して駆動軸１９に伝達するには、歯数を変更することで簡便にギア比を変更できる歯車が最も適している。
【００２８】
エンジンの動力によりプーリ３１が回転すると、プーリ３１の回転は歯車３２、歯車３３により低減されて回転軸３４に伝達され、更に歯車３５、歯車３６を介して駆動軸１９に伝達され、ラグプレート２３及びヒンジ機構２６を介して斜板２４が回転される。斜板２４が回転されるとシュー３０を介してピストン２８がシリンダボア２７内で往復運動され、前記外部冷却回路より圧縮機１０内の吸入室１８を経て圧縮室２９に冷媒ガスが吸入される。更に、ピストン２８が圧縮行程に移行されると、圧縮室２９内の冷媒ガスは吐出室１７を経て前記外部冷却回路に吐出される。
（効果）
歯車３２、歯車３３によりプーリ３１の回転数を低減させて回転軸３４に伝達することにより、回転軸３４と摺接するリップシール３７と回転軸３４との摺動発熱を抑制してリップシール３７の信頼性を向上させることができる。又、歯車３２、歯車３３の歯数を変えることでプーリ３１の回転数に対する回転軸３４の回転数の比（減速比）を簡便に変更するができるため、前記エンジンの回転数に対するプーリ３１の回転数を自由に設定することが可能である。これはつまり、プーリ３１の大きさを自由に設計することが可能であることを意味し、プーリ３１の小型化を達成することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図２に従って説明する。なお、第２実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一部材又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
（構成・作用）
図２において、ラグプレート２３はスラストベアリング２１ａを介してフロントハウジング１３の内周面１３ｂに当接しており、本実施形態において回転軸３４は駆動軸１９のフロント端部側と一体回転可能に結合されている。第２実施形態における減速装置は、歯車３２、歯車３３とから構成されており、該減速装置によりプーリ３１の回転数を低減して伝達される回転軸としての駆動軸１９と軸封装置としてのリップシール３７とが摺接している。
（効果）
第１実施形態の効果に加え、歯車３５、歯車３６を使用しないことによる部品点数の削減、軽量化が達成できる。
【００３０】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、以下の態様でも実施できる。
【００３１】
・前記実施形態ではプーリを採用しているが、クラッチであってもよい。
【００３２】
・前記実施形態では減速装置として歯車を採用しているが、流体カップリング等を減速装置として採用してもよい。
【００３３】
・前記実施形態では軸封装置にリップシールを採用しているが、ＣＯ２冷媒を使用するような圧縮機の場合、圧縮機内の内圧が非常に高圧となるため、耐圧性に優れたメカニカルシールを軸封装置として採用するのがより望ましい。
【００３４】
・前記実施形態ではピストン式容量可変型圧縮機を採用しているが、車両のエンジンに作動連結された動力伝達機構を備え、該動力伝達機構を介して圧縮機内の駆動軸が回転駆動されることにより冷媒ガスを圧縮する車両空調用圧縮機であればよいため、容量固定型、スクロール式、ワッブル式、ベーン式等の車両空調用圧縮機であっても構わない。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、動力伝達機構を構成するプーリ又はクラッチの回転数を減速装置によって低減させ、軸封装置と摺接する回転軸に伝達することにより、該軸封装置の摺動発熱を抑制し、該軸封装置の信頼性を向上させることができる。又、動力伝達機構を構成するプーリを小型化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における圧縮機の断面図
【図２】第２実施形態における圧縮機の断面図
【図３】従来技術における圧縮機の断面図
【符号の説明】
１９…駆動軸、３１…プーリ、３２，３３…減速装置としての歯車、３４…回転軸、３５，３６…回転軸の回転を駆動軸に伝達するための歯車、３７…リップシール
【図１】
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【図２】
2004183634.tif 000004
【図３】
2004183634.tif 000005