(57)【要約】【課題】テンションプーリーをエンジン側から支持する必要なしにテンションプーリーの耐久性の劣化を防止しつつ、支持機構自体のコンパクト化を達成する圧縮機及び空調用圧縮機の取付構造を提供する。【解決手段】エンジン（１２）の駆動力がベルト伝動により伝達される圧縮機（１０）であって、該ベルト（６２）の無端ループ内で移動可能に該ベルト（６２）に巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリー（５２）をベアリング（８８）を介して回転可能に支持する支持機構（５６）を有する圧縮機において、前記支持機構（５６）は、前記圧縮機の軸方向において、圧縮用流体の吸入口（３８）に隣接する圧力容器の外表面部（１０８）に取り付けられることを特徴とする圧縮機。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力がベルト伝動により伝達される圧縮機であって、該ベルトの無端ループ内で移動可能に該ベルトに巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリーをベアリングを介して回転可能に支持する支持機構を有する圧縮機において、
前記支持機構は、前記圧縮機の軸方向において、圧縮用流体の吸入口に隣接する圧力容器の外表面部に取り付けられることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記支持機構は、前記圧力容器と一体に作られる、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記支持機構は、前記テンションプーリーが、エンジンのクランクシャフトの一端に固定されたクランクプーリー及び圧縮機の駆動シャフトの一端に固定された圧縮機プーリーと略同じ面内に位置決めされるように、前記圧縮機の軸方向において、前記圧縮機プーリーに隣接して配置される、  請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記支持機構は、前記吸入口及び吐出口が付設される側と反対側の前記圧力容器の側面部に取り付けられる、請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記支持機構は、前記テンションプーリーが前記圧縮機プーリーに最も接近する最接近位置から前記圧縮機プーリー及び前記クランクプーリーのいずれからも遠ざかる方向へ移動可能なように前記テンションプーリーを支持し、
該最接近位置において、前記テンションプーリーと前記圧縮機プーリーとの間隔は、２ｍｍないし１０ｍｍである、請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記移動方向は、前記クランクプーリーの軸芯と前記圧縮機プーリーの軸芯とを結んだ線に対して、略直交する方向である、請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
エンジンのクランクシャフトに連結されたクランクプーリーと、空調用圧縮機に連結された圧縮機プーリーと、前記クランクプーリー及び前記圧縮機プーリーに対して移動可能なテンションプーリーと、これらのプーリーに巻き掛けられて無端ループを形成することにより、前記クランクプーリーの回転力を空調用圧縮機に伝達するベルトと、該テンションプーリーを回転可能に支持する支持機構を有する空調用圧縮機の取付構造において、
前記支持機構は、前記圧縮機の軸方向において、圧縮用流体の吸入口に隣接する圧力容器の外表面部に取り付けられる、ことを特徴とする空調用圧縮機の取付構造。
【請求項８】
エンジンの駆動力がベルト伝動により伝達される圧縮機であって、該ベルトの無端ループ内で移動可能に該ベルトに巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリーをベアリングを介して回転可能に支持する支持機構を有する圧縮機において、
前記支持機構は、圧力容器の外表面部であって前記圧縮機内部の未圧縮冷媒を保持する低圧室を形成する側に取り付けられることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機及び空調用圧縮機の取付構造に関し、より詳細には、エンジンの駆動力を伝達するベルトのテンションを調整するテンションプーリーを圧縮機側で支持する圧縮機及び空調用圧縮機の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両エンジンの駆動力を利用して駆動される空調用圧縮機が、例えば、特許文献１に開示されている。
このような従来の圧縮機は、エンジンの駆動力をベルト伝動により圧縮機に伝達する伝動機構と、ベルトの無端ループ内で移動可能にベルトに巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリーと、該テンションプーリーをベアリングを介して回転可能に支持する支持機構とを有する。このような構成によれば、テンションプーリーの移動によりベルトのテンションを適宜調整しつつ、伝動機構により車両のエンジンの駆動力をベルト伝動を通じて空調用圧縮機に伝達して冷媒ガスを圧縮可能であり、圧縮機の駆動中、テンションプーリーは、支持機構によりベアリングを介して回転可能に支承される。
【特許文献１】
実開平５−３７１０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧縮機は、テンションプーリーの支持機構を圧縮機とは独立に、エンジン側から固定していることに起因して、以下のような技術的問題点を有する。
【０００４】
第１に、支持機構は、エンジン側から支持されるため、支持機構のベアリングに使用されるグリースが時間経過とともに劣化する点である。より詳細には、エンジンケーシングの外表面は、エンジンの運転中、通常は高温（約１２０℃ないし約１５０℃）となるため、エンジン側から支持機構を通じて熱伝導の仕方で、ケーシング表面に近接して配置されるベアリングのグリースは過熱され、それによりベアリングの耐久性の劣化或いは製品寿命の短命化を招く。
【０００５】
第２に、テンションプーリーの支持機構と圧縮機とは別々にエンジン側に固定される一方、テンションプーリーをクランクプーリー及び圧縮機プーリーから遠ざかる方向に移動可能なように支持機構を構成する必要があることから、圧縮機とは別部品である支持機構自体が大型化するとともに必要ベルト長さが長くなり、それに伴いコスト増大を招く。
【０００６】
第３に、テンションプーリーを直接エンジンのケーシングに固定する場合、通常エンジンの重心位置から離れた位置に固定されるため、エンジンの運転中、エンジンのローリングを引き起こすことがある。この点から、テンションプーリーをエンジン側から直接支持することは避ける方が望ましい。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、本発明の目的は、テンションプーリーをエンジン側から支持する必要なしにテンションプーリーの耐久性の劣化を防止しつつ、支持機構自体のコンパクト化を達成する圧縮機及び空調用圧縮機の取付構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機は、
エンジンの駆動力がベルト伝動により伝達される圧縮機であって、該ベルトの無端ループ内で移動可能に該ベルトに巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリーをベアリングを介して回転可能に支持する支持機構を有する圧縮機において、
前記支持機構は、前記圧縮機の軸方向において、圧縮用流体の吸入口に隣接する圧力容器の外表面部に取り付けられる、構成としている。
また、前記支持機構は、前記圧力容器と一体に作られるのでもよい。
【０００９】
さらに、前記支持機構は、前記テンションプーリーが、エンジンのクランクシャフトの一端に固定されたクランクプーリー及び前記圧縮機の駆動シャフトの一端に固定された圧縮機プーリーと略同じ面内に位置決めされるように、前記圧縮機の軸方向において、前記圧縮機プーリーに隣接して配置されるのがよい。
さらにまた、前記支持機構は、前記吸入口及び吐出口が付設される側と反対側の前記圧力容器の側面部に取り付けられるのでもよい。
加えて、前記支持機構は、前記テンションプーリーが前記圧縮機プーリーに最も接近する最接近位置から前記圧縮機プーリー及び前記クランクプーリーのいずれからも遠ざかる方向へ移動可能なように前記テンションプーリーを支持し、
該最接近位置において、前記テンションプーリーと前記圧縮機プーリーとの間隔は、２ｍｍないし１０ｍｍであるのが好ましい。
さらに、前記移動方向は、前記クランクプーリーの軸芯と前記圧縮機プーリーの軸芯とを結んだ線に対して、略直交する方向であるのがよい。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る空調用圧縮機の取付構造は、
エンジンのクランクシャフトに連結されたクランクプーリーと、空調用圧縮機に連結された圧縮機プーリーと、前記クランクプーリー及び前記圧縮機プーリーに対して移動可能なテンションプーリーと、これらのプーリーに巻き掛けられて無端ループを形成することにより、前記クランクプーリーの回転力を空調用圧縮機に伝達するベルトと、該テンションプーリーを回転可能に支持する支持機構を有する空調用圧縮機の取付構造において、
前記支持機構は、前記圧縮機の軸方向において、圧縮用流体の吸入口に隣接する圧力容器の外表面部に取り付けられ、且つ該外表面部から該無端ループにより形成される面と略平行に延びる支持面を有する、構成としている。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機は、
エンジンの駆動力がベルト伝動により伝達される圧縮機であって、該ベルトの無端ループ内で移動可能に該ベルトに巻き掛けられる、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリーをベアリングを介して回転可能に支持する支持機構を有する圧縮機において、
前記支持機構は、圧力容器の外表面部であって前記圧縮機内部の未圧縮冷媒を保持する低圧室を形成する側に取り付けられる、構成としている。
【００１２】
【作用】
以上のような構成を有する本発明に係る圧縮機によれば、エンジンの駆動力をベルト伝動を介して圧縮機に伝達する際、テンションプーリーをベルトの無端ループにより形成される面に略平行に移動させることによりベルトのテンションを適宜調整したうえで、エンジンを駆動することにより圧縮機に駆動力を伝達することが可能である。
その際、テンションプーリーの支持機構を、圧縮機の軸方向において、圧縮機の吸入口に隣接する外表面部に取り付けることにより、吸入側に隣接する外表面部は、比較的低温（約１０℃ないし約２０℃）であるので、テンションプーリーを支承するベアリングのグリースが、過熱されてベアリングの耐久性が劣化するか、或いは製品寿命が短くなることを防止するとともに、支持機構を圧縮機側から支持することにより、従来支持機構を圧縮機とは独立にエンジン側に固定していた場合に比べて、支持機構自体のコンパクト化、さらに必要ベルト長さの低減を達成することが可能となる。また、エンジンの運転中、エンジンのローリングを確実に防止することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
スクロールタイプの空調用圧縮機を例に、本発明の実施形態に係る圧縮機を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る圧縮機の取付構造を示す概略正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る圧縮機の内部構造を示す概略断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る圧縮機の支持機構の詳細を示す概略側面図である。
【００１４】
図１に示すように、空調圧縮機１０は、車両用エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）の延び方向と略平行にシャフトが配置された状態で、車両エンジン１２のケーシングに例えばボルト（図示せず）により固定されている。
空調圧縮機１０は、図２に示すように、リアハウジング１４と、リアハウジング１４の開口部を閉鎖するように、ボルト（図示せず）によってリアハウジング１４に締結されたフロントハウジング１６とによってハウジング（圧力容器）が形成される。フロントハウジング１６は、中心部に保持穴を有し、その中にベアリング１８が装着され、シャフト２０を回転自在に支持している。フロントハウジング１６は、円筒状のボス部２２を有し、内部にはシャフトシール２４が組み込まれている。ボス部２２の外周上にはマグネットクラッチ２６を介して、後に説明する圧縮機プーリー６０が取り付けられ、マグネットクラッチ２６を介して車両用エンジン１２の回転力がシャフト２０に伝達されるようにしている。リアハウジング１４の内部には、固定スクロール部材２８が嵌挿され、ボルト（図示せず）によってリアハウジング１４の底部に固定されている。リアハウジング１４は、固定スクロール部材２８とＯリング３０とによって、高圧室３２及び低圧室３４に分離されるとともに、高圧室３２及び低圧室３４とそれぞれ連通した吐出口３６及び吸入口３８とを有する。リアハウジング１４内には、可動スクロール部材４０が固定スクロール部材２８に対して角度をずらして渦巻き体同士が噛み合うように配置され、シャフト２０の回転力がブッシュ４２を介して可動スクロール部材４０に伝達されるようにしている。
【００１５】
このような構成により、互いに噛み合った固定スクロール部材２８と可動スクロール部材４０とによって形成される複数の接触線に挟まれる密閉空間が創成され、可動スクロール部材４０の公転運動により、密閉空間が容積を減少しながら中心方向へ移動して、冷媒ガスが吐出ポート４４を介して高圧室３２へ案内され、冷媒ガスの圧縮を行うようにしている。
【００１６】
図１に示すように、圧縮機１０は、さらにエンジン１２の駆動力をベルト伝動により圧縮機１０に伝達する伝動機構５０と、ベルトのテンションを調整するためのテンションプーリー５２と、テンションプーリー５２をベアリング８８を介して回転可能に支持する支持機構５６とを有する。
伝動機構５０は、従来既知のベルト伝動機構であり、エンジン１２のクランクシャフトの一端に固定されたクランクプーリー５８と、圧縮機１０のシャフト２０の一端に固定され圧縮機プーリー６０と、両クランクプーリー５８、６０に無端ループを形成するように巻き掛けられたベルト６２とを有する。ベルト６２は、例えばリブドベルトタイプがよい。
【００１７】
テンションプーリー５２は、ベルト６２の無端ループ内で移動可能にベルト６２に巻き掛けられ、プーリーの大きさは、通常クランクプーリー５８、圧縮機プーリー６０、テンションプーリー５２の順である。後に説明するように、テンションプーリー５２の支持機構５６を圧縮機側に取り付けることにより、テンションプーリー５２と圧縮機プーリー６０との間隔は、図１のＢ位置が示すように、約２ｍｍないし約１０ｍｍに設定が可能であり、それにより必要ベルト長さの低減している。
【００１８】
次に、支持機構５６について説明すれば、図３に示すように、支持機構５６は、圧縮機１０に固定されたブラケット８０と、ブラケット８０に固定される調整ボルト８２と、一端で調整ボルト８２に螺合するとともに、他端でテンションプーリー５２に固定されるロッド８４とから概略構成される。
【００１９】
テンションプーリー５２は、スリーブ８６によりベアリング８８を介して回転自在に支持され、スリーブ８６はナット９０によってロッド８４に固定されている。ロッド８４は、ブラケット８０の本体９２に穿設されたスリット９４を貫通して内方に延び、その内端部には、ロッドの長手方向と直交する方向に延びるネジ穴９６が穿設され、ネジ穴９６には調整ボルト８２のネジ部９８が螺合して貫通している。調整ボルト８２には、ボルトヘッド１００と若干の間隔を隔ててこれより若干小径の抜け止め用鍔１０２が一体に成形されている。
【００２０】
ブラケット８０は、本体９２と、その下端からこれと直角に屈折する舌片１０６とを備える。舌片１０６にはその内端縁からスリット（図示せず）が切り込まれている。スリット内に調整ボルト８２の根元部を嵌合することによりボルトヘッド１００と鍔１０２とによってブラケット８０の舌片１０６が挟持される。
【００２１】
支持機構５６は、図３に示すように、圧縮機１０の軸方向において、ブラケット１１０を介して圧縮機１０の吸入口３８に隣接する圧力容器の外表面部１０８に取り付けられるとともに、テンションプーリー５２が、クランクプーリー５８び圧縮機プーリー６０と略同じ面内に位置決めされるように、圧縮機１０の軸方向において、圧縮機プーリー６０に隣接して配置される。特に、支持機構５６は、圧縮機の圧力容器１０の吸入口３８及び吐出口３６の付設される側と反対側の側面部（圧縮機における低圧部低温側）に取り付けられるのが好ましい。図１においては、吸入口３８と対向する位置に支持機構５６を設けたが、少なくとも反対側の離間した位置に支持機構５６を設けることにより、吐出口３６が連通する高温高圧の冷媒が生成される高圧室３２側からより遠い位置に支持機構５６を配置することができるので、エンジンからの熱だけでなく高圧室３２側からの伝熱の影響をも最小限にすることができる。支持機構５６の圧縮機１０への取付方法は、圧縮機の作動中、テンションプーリー５２が強固に圧縮機１０に固定保持される限り、ボルトによる締結、溶接、接着剤による接着等でよい。
【００２２】
このような構成により、調整ボルト８２のボルトヘッド１００を下方から回転することにより、調整ボルト８２の雄ネジ部がロッド８４のネジ穴に対して移動し、それによりロッド８４はスリット９４に案内されながら上下に移動し、これに伴ってテンションプーリー５２も、圧縮機プーリー６０及びクランクプーリー５８に対して最も遠ざかる位置（図１のＡ位置）と、圧縮機プーリーに対する最接近位置（図１のＢ位置）との間で上下に移動し、テンションプーリー５２に巻き掛けられるベルト６２に作用するテンションを調整することが可能となっている。テンションプーリー５２の移動方向は、クランクプーリー５８の軸芯と圧縮機プーリー６０の軸芯とを結んだ線に対して、約６０°ないし約１２０°が好ましく、より好ましくは約９０°である。
【００２３】
なお、テンションプーリー５２のＡ位置とＢ位置との間の移動範囲において、ベルト６２と圧縮機プーリー６０との間の滑りを防止する観点から、圧縮機プーリー６０に対するベルト巻き掛け角度は、９０°ないし１８０°になるように設定するのが好ましい。
【００２４】
以上の構成を有する圧縮機１０の作用について、以下に説明する。
まず、圧縮機１０を駆動する前に、テンションプーリー５２を利用して、ベルト６２のテンションを調整する。より具体的には、テンションプーリー５２をスリット９４に沿って、位置Ａと位置Ｂとの間の適切な位置まで移動させ、それによりベルト６２に負荷されるテンションを調整する。
次いで、エンジン１２の始動により、クランクシャフトが回転し、クランクシャフトの一端に固定されたクランクプーリー５８が回転し、ベルト伝動により被駆動プーリーとして圧縮機プーリー６０、かくして圧縮機１０の駆動シャフト２０が回転し、前述のように、冷媒ガスが圧縮される。
【００２５】
その際、テンションプーリー５２は、圧縮機１０の軸方向において、支持機構５６によって圧力容器の吸入口３８に隣接した外表面部、特に吸入口３８が連通する低圧室３４を形成する側面部１０８に取り付けられているので、未圧縮状態の低温冷媒が周囲の高温部からテンションプーリー５２への熱伝導を抑制する機能を果たすので、テンションプーリー５２を支承するベアリング８８のグリースを過熱することを防止することができ、それによりベアリング８８の耐久性の劣化、或い製品寿命の短命化を防止することが可能となる。
【００２６】
加えて、圧縮機１０における未圧縮冷媒が流過する低圧室３４側よりに支持機構５６を設けるので、高温となるエンジンなどからの伝熱により支持機構５６が高温にならないので、別体とする場合には、テンションプーリー５２、ブラケット８０やスリーブ８６などの材料選択において、高耐熱性という制約から開放されるので、樹脂化（ポリカーボネート）、板金プレス成形、鋳物成形、樹脂成形等による軽量化、低廉化を図ることも可能である。
【００２７】
他方、圧力容器１０と支持機構５６とを一体化した場合には、８０％以上のアルミを含むダイキャストによる成形などが用いられる。この場合、５％以上のシリコンを含有させてもよい。ただし、成形条件によっては、成形肉厚部に空洞部（成形時の巣）が生成されることがあるので、この場合には、樹脂含浸して冷媒漏れ防止を図ることが好ましい。特に、一体化の場合に、支持機構５６のプーリーとの隙間面を切削加工すると巣から冷媒漏れが生じ得るので、予防的に樹脂含浸することが好適である。逆に、樹脂含浸による空洞部を支持機構５６内部の未圧縮冷媒の保持部として機能させることになり、高温化をよりよく抑制できる。
また、テンションプーリー５２を圧縮機プーリー６０に近接して配置することが可能となり、支持機構５６自体のコンパクト化及び必要ベルト長さを低減することが可能となる。さらに、エンジンの運転中、支持機構５６をエンジン側から支持することに起因するエンジンのローリングを確実に防止することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲内で当業者なら種々の修正、或いは変更が可能である。例えば、本実施形態において、支持機構を圧縮機の圧力容器とは別体のものとして説明したが、それに限定されることなく、圧力容器と一体成形、例えば真空ダイカストにより成形してもよい。また、本実施形態において、スクロールタイプの圧縮機を例に説明したが、それに限定されることなく、ベーンロータリ、斜板等のタイプでもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る圧縮機及び空調用圧縮機の取付構造によれば、テンションプーリーをエンジン側から支持する必要なしにテンションプーリーの耐久性の劣化を防止しつつ、テンションプーリーの支持機構自体のコンパクト化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機の取付構造を示す概略正面図。
【図２】本発明の実施形態に係る圧縮機の内部構造を示す概略図。
【図３】本発明の実施形態に係る圧縮機の支持機構の詳細を示す概略側面図。
【符号の説明】
１０  圧縮機
１２  エンジン
２０  駆動シャフト
３６  吐出口
３８  吸入口
５２  テンションプーリー
５４  ベアリング
５６  支持機構
５８  クランクプーリー
６０  圧縮機プーリー
６２  ベルト
【図１】
2005009349.tif 000003
【図２】
2005009349.tif 000004
【図３】
2005009349.tif 000005