(57)【要約】【課題】圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増して、破断部で回転軸が破断してしまった場合でも、フロントハウジングのノーズ部の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうことを防止すること。【解決手段】内部に空間ｍを有するハウジング１１と、ハウジング１１内に配置され、空間ｍ内に取り込まれた流体を圧縮する圧縮機構１２と、圧縮機構１２を駆動する回転軸１３と、ハウジング１１内に配置され、回転軸１３の一端部を軸線回りに回転可能に支持する第１軸受３５と、ハウジング１１のノーズ部１４ｂ内に配置され、回転軸１３の他端部を軸線回りに回転可能に支持する第２軸受３６と、ハウジング１１のノーズ部１４ｂ内で、かつ、第１軸受３５と第２軸受３６との間に配置された軸封装置５４とを備えた圧縮機１０であって、第１軸受３５と第２軸受３６との間に位置する回転軸１３に、破断部１３ｂが設けられている。【選択図】  図１
2007126979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記空間内に取り込まれた流体を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する回転軸と、
前記ハウジング内に配置され、前記回転軸の一端部を軸線回りに回転可能に支持する第１軸受と、
前記ハウジングのノーズ部内に配置され、前記回転軸の他端部を軸線回りに回転可能に支持する第２軸受と、
前記ハウジングのノーズ部内で、かつ、前記第１軸受と前記第２軸受との間に配置された軸封装置とを備えた圧縮機であって、
前記第１軸受と前記第２軸受との間に位置する前記回転軸に、破断部が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記破断部が、前記第２軸受と前記軸封装置との間に位置する前記回転軸に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置や陸上輸送用冷凍ユニット等に適用される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調装置や陸上輸送用冷凍ユニット等に適用される圧縮機としては、ベルトを介して伝達されたエンジンや電動モータ等からの駆動力を圧縮機の回転軸に伝達したり、あるいはエンジンや電動モータ等からの駆動力を遮断したりするクラッチを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８４７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献に開示された圧縮機の駆動軸（回転軸）には、圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に破断する剪断破壊最弱部（破断部）が設けられている。
しかしながら、この剪断破壊最弱部よりも外側（すなわち、電磁クラッチ側）に位置する駆動軸は、軸受等によってその軸線回りに回転可能に支持されていない。したがって、圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増して、剪断破壊最弱部が破断してしまった場合、軸封装置が、駆動軸の軸方向と直交する方向にずれてしまい、ハウジングノーズ（フロントハウジングのノーズ部）の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうといった問題点がある。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増して、破断部で回転軸が破断してしまった場合でも、フロントハウジングのノーズ部の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうことを防止することができる圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による圧縮機は、内部に空間を有するハウジングと、前記ハウジング内に配置され、前記空間内に取り込まれた流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する回転軸と、前記ハウジング内に配置され、前記回転軸の一端部を軸線回りに回転可能に支持する第１軸受と、前記ハウジングのノーズ部内に配置され、前記回転軸の他端部を軸線回りに回転可能に支持する第２軸受と、前記ハウジングのノーズ部内で、かつ、前記第１軸受と前記第２軸受との間に配置された軸封装置とを備えた圧縮機であって、前記第１軸受と前記第２軸受との間に位置する前記回転軸に、破断部が設けられている。
このような圧縮機によれば、例えば、圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に破断する破断部が、回転軸をその軸線回りに回転可能に支持する第１軸受と第２軸受との間に設けられている。したがって、回転軸が破断部のところで破断した後も、破断部よりも一端部側に位置する回転軸は、第１軸受によって軸受け支持され、破断部よりも他端部側に位置する回転軸は、第２軸受によって軸受け支持されることとなる。これにより、破断部よりも他端部側に位置する回転軸とともに、この回転軸の他端部の先端に取り付けられた、例えば、カバ、ハブ、板バネ、ピン、およびアーマチュア板等の部品が、ハウジングのノーズ部から抜け出て、脱落してしまうことを防止することができる。
また、回転軸が破断部のところで破断して、破断部よりも他端部側に位置する回転軸が回転を続けたとしても、破断部よりも他端部側に位置する回転軸は、第２軸受によって軸受け支持されているので、軸封装置を構成する、例えば、リップシールが、回転軸の軸方向と直交する方向にずれてしまうことを防止することができて、ノーズ部の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうことを防止することができる。
【０００６】
本発明による圧縮機は、前記破断部が、前記第２軸受と前記軸封装置との間に位置する前記回転軸に設けられている。
このような圧縮機によれば、例えば、スクロール圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に破断する破断部が、第１軸受と第２軸受との間で、かつ、軸封装置よりも外側（すなわち、第２軸受側）に位置する部分）に設けられている。したがって、回転軸が破断部のところで破断して、破断部よりも他端部側に位置する回転軸が回転を続けたとしても、破断部よりも一端部側に位置する回転軸は全く回転しないようになっているので、軸封装置を構成する、例えば、リップシールが、回転軸の軸方向と直交する方向にずれてしまうことを確実に防止することができて、ノーズ部の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうことを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧縮機構の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増して、破断部で回転軸が破断してしまった場合でも、フロントハウジングのノーズ部の貫通孔から冷媒が外に漏れ出てしまうことを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による圧縮機（以下、「スクロール型圧縮機」という）の第１実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明がこれに限定解釈されるものでないことは勿論である。
図１に示すように、本実施形態によるスクロール型圧縮機１０は、内部に密閉空間ｍを有するハウジング１１と、このハウジング１１内に配置され、密閉空間ｍ内に取り込まれた冷媒ガス（流体）を圧縮するスクロール圧縮機構１２と、このスクロール圧縮機構１２を駆動する回転軸１３と、このスクロール圧縮機構１２を公転駆動する駆動部を主たる要素として構成されたものである。
【０００９】
ハウジング１１は、フロントハウジング１４と、リアハウジング１５とを備えてなり、これらを組み合わせてから複数本のボルト（図示せず）で結合することにより、内部に密閉空間ｍが形成されるようになっている。なお、符号１６は、これらフロントハウジング１４およびリアハウジング１５間の接合部分をシールして、密閉空間ｍの密閉状態を保つ一本のＯリングである。また、フロントハウジング１４の端面には、この端面と合致するスラストプレート１４ａが設けられており、スラストプレート１４ａには、後述する受け部３８に対応する図示しない穴（切欠）が形成されている。
【００１０】
リアハウジング１５の側部前側には、冷媒ガスを吸入する吸入口（図示せず）が、密閉空間ｍに連通するように形成されており、リアハウジング１５の上部後側には、スクロール圧縮機構１２で圧縮され、油分離室（図示せず）により冷媒ガス中の潤滑油が分離された後の圧縮冷媒ガスを吐出する吐出口１５ａが形成されている。また、リアハウジング１５の吐出側（高圧側）には、油分離室により分離された潤滑油を貯留する油溜まり室１８（油貯留部）が形成されている。
なお、油分離室は、遠心分離型など油分離機能を有し、分離した油を油溜まり室１８に導出するものであればよい。
【００１１】
スクロール圧縮機構１２は、固定スクロール２１と、旋回スクロール２２とを備えるものである。
固定スクロール２１は、固定端板２１ａとその内面に立設された渦巻状壁体２１ｂとを備え、固定端板２１ａの中央部には、吐出ポート２１ｃが形成されている。この吐出ポート２１ｃは、ボルト（図示せず）を介して固定端板２１ａの後側表面（背面）に取り付けられた吐出弁（図示せず）により開閉される。
固定スクロール２１の下端部には、油貯め室１８の底部と密閉空間ｍの吸入側底部とを連通する連通路（潤滑油経路）２３が形成されており、この連通路２３の上流側端部内には、上流側からフィルタ２４および流量調整用の螺旋ピン２５が配置されている。
【００１２】
連通路２３は、スクロール型圧縮機１０内の高圧側に設けられた油溜まり室１８と低圧側とを連通させるものであり、さらには、螺旋ピン２５の外径と略同じ内径を有する大径部２３ａと、この大径部２３ａの内径よりも小さい内径を有する小径部（絞り部）２３ｂとを備えてなり、これら大径部２３ａおよび小径部（上流側よりも径が縮小された縮径部）２３ｂは、上流側（油溜まり室１８の側）から大径部２３ａ、小径部２３ｂの順に形成されている。
螺旋ピン２５は、概略円筒形状を有する部材であり、両先端部にはテーパ部２５ａが形成されているとともに、これらテーパ部２５ａを除く本体部２５ｂの側面には螺旋状の溝（以下、「螺旋溝」という）２５ｃが切られている。この螺旋ピン２５は、大径部２３ａ内の上流側（油溜まり室１８の側）に配置されている。フィルタ２４を通過した潤滑油は、螺旋溝２５ｃを通って螺旋ピン２５の下流側に位置する大径部２３ａ内に一旦流出した後、小径部２３ｂを通って密閉空間ｍの吸入側底部に流出（噴出）させられるようになっている。
【００１３】
絞り部２３ｂは、旋回スクロール２２側に開口する連通路２３の端部開口２３ｃを有するが、螺旋ピン２５によって形成される絞り部とは大径部２３ａにより形成される空間を介在させることにより異なる流路抵抗を設定可能な独立した絞り構成を実現できる。
より詳細には、主たる目的を高圧側から低圧側に油を戻すための圧力・流量調整部としての高圧側絞り部を前述した螺旋溝により形成し、一方で、連通路２３から油を噴出させる圧力・流量調整部としての低圧側絞り部を前述した小径部２３ｂにより形成する。このため、高圧側絞り部の流路抵抗が前記低圧側絞り部の流路抵抗よりも大きくし、適切な圧力状態の油を高圧側から低圧側に確実に供給している。
【００１４】
また、小径部２３ｂの下流端に設けられた開口２３ｃと対向する位置には、（潤滑油）受け部３８が設けられている。この受け部３８は、密閉空間ｍの吸入側底部に存するフロントハウジング１４の内壁面に形成された切欠部（凹所）である。受け部３８の底面は、図１に示すように、半径方向内側から半径方向外側にかけて小径部２３ｂの開口２３ｃに漸次近づくように形成された、略一定の幅を有する斜面となっており、その下端は、小径部２３ｂの開口２３ｃの下端よりも下方に位置するように形成されている。
【００１５】
旋回スクロール２２は、旋回端板２２ａとその内面に立設された渦巻状壁体２２ｂとを備えている。旋回端板２２ａの外面に立設されたボス２２ｃ内には、偏心ブッシュ３１が、ニードル軸受３２を介して回転自在に嵌合され、この偏心ブッシュ３１に穿設された穴に、回転軸１３の一端部から突出した偏心ピン１３ａが嵌合されている。そして、固定スクロール２１と旋回スクロール２２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ１８０度だけ角度をずらして噛み合わせることにより、複数の圧縮室Ｃが形成されるようになっている。
また、旋回スクロール２２とフロントハウジング１４との間には、オルダムリング（自転防止機構）３３が設けられており、回転軸１３を回転させたときに、旋回スクロール２２が偏心ブッシュ３１回りに自転しないようになっている。したがって、回転軸１３を回転させたとき、旋回スクロール２２は自転せず公転旋回運動のみを行うようになっている。また、偏心ブッシュ３１にはバランスウェイト３４が設けられており、旋回スクロール２２の公転に伴う遠心力を相殺するようになっている。
【００１６】
回転軸１３は、エンジンや電動モータ等の図示しない駆動機構により、その軸線回りに回転するロータシャフトであり、その一端部の先端には、偏心した軸線を有する前述した偏心ピン１３ａが突出形成されている。そして、この回転軸１３は、フロントハウジング１４側に設けられた第１軸受３５および第２軸受３６により、その軸線回りに回転可能に支持されている。
また、回転軸１３の軸線方向における略中央部（本実施形態では、第１軸受３５と第２軸受３６との間に位置するとともに、後述するシール（軸封装置）５４よりも内側（すなわち、第１軸受３５側）に位置する部分）の外周面には、周方向に沿って破断部１３ｂが設けられている。この破断部１３ｂは、図１および図３（ａ）に示すように、断面視Ｖ字状を呈する周溝であり、例えば、スクロール圧縮機構１２の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に、この部分で回転軸１３を破断させるためのものである。
なお、符号３７は、固定スクロール２１およびリアハウジング１５間の接合部分をシールして、密閉空間ｍの密閉状態を保つ一本のＯリングである。
【００１７】
一方、エンジンや電動モータ等からの駆動力は、電磁クラッチ４０を介して、回転軸１３へ伝達されたりされなかったりするようになっている。
電磁クラッチ４０は、クラッチ軸受４１と、駆動ロータ４２と、コイル４３と、カバ４４と、ハブ４５と、板バネ４６と、ピン４７，４８と、アーマチュア板４９とを主たる要素として構成されたものである。
クラッチ軸受４１は、その内輪の内周面とフロントハウジング１４のノーズ部１４ｂの外周面とが密着するように、ノーズ部１４ｂの外周面に（プレスで打ち込む程度に）圧入されている。
【００１８】
駆動ロータ４２は、その内周面とクラッチ軸受４１の外輪の外周面とが密着するように、クラッチ軸受４１の外輪の外周面に取り付けられている。また、この駆動ロータ４２には、コイル４３が内蔵されており、これらコイル４３と対向する位置にアーマチュア板４９が配置されている。そして、これらコイル４３には、図示しない制御器からの出力信号に基づいて電流が流されるようになっている。
ハブ４５は、ボルト５０およびストッパ５１を介して回転軸１３の他端部の先端に取り付けられている。
【００１９】
カバ４４および板バネ４６はそれぞれ、それらの一端部がピン４８を介してハブ４５のフランジ部に取り付けられており、板バネ４６の他端部には、ピン４７を介してアーマチュア板４９が取り付けられている。
また、ノーズ部１４ｂの半径方向内側に位置する貫通孔１４ｃ内には、リップシール５３を備えたシール（軸封装置）５４が設けられており、これにより貫通孔１４ｃからの冷媒の漏れ（流出）が防止されるようになっている。
【００２０】
このような構成を有する電磁クラッチ４０は、駆動ロータ４２が図示しないＶベルト等を介してエンジンや電動モータ等の駆動源に連結されており、これによりエンジンや電動モータ等の回転中は、駆動ロータ４２が常時回転するようになっている。
そして、図示しない制御器からの出力信号に基づいてコイル４３に電流が流されると、アーマチュア板４９が板バネ４６の弾発力に抗して駆動ロータ４２に密着し、駆動ロータ４２の回転は、アーマチュア板４９、ピン４７、板バネ４６、ピン４８、ハブ４５をこの順に経て回転軸１３に伝達されて回転軸１３が回転する。また、コイル４３への通電が停止されると、板バネ４６の復元力によってアーマチュア板４９は駆動ロータ４２から離間し、回転軸１３への動力伝達が遮断される。
【００２１】
一方、スクロール型圧縮機１０では、電磁クラッチ４０が入れられることによりエンジンや電動モータ等からの駆動力が回転軸１３に伝達されるとともに回転軸１３が回転され、この回転が偏心ピン１３ａ、偏心ブッシュ３１、およびボス２２ｃを介してスクロール圧縮機構１２の旋回スクロール２２に伝達される。旋回スクロール２２はオルダムリング３３により自転を阻止されながら公転旋回半径を半径とする円軌道上で公転旋回運動を行うようになっている。
【００２２】
そうすると、冷媒ガスが吸入ポートを介してハウジング１１の密閉空間ｍに入り、図示省略の経路を経てスクロール圧縮機構１２の圧縮室Ｃに吸入される。そして、旋回スクロール３３の公転旋回運動によって圧縮室Ｃの容積が減少するのに伴い冷媒ガスが圧縮されながら中央部に至り、吐出ポート２１ｃから潤滑油を含んだ冷媒が油分離室に導かれるとともに、油分離室の内壁面に沿って旋回させられる。その結果、冷媒中に混入していた潤滑油は、遠心分離作用により油分離室の内壁面に沿って旋回しながら下方に落下していって油溜まり室１８に貯まり、一方、潤滑油が分離された冷媒は、内筒の内側およびリアハウジング１５の吐出ポート１５ａを経て冷媒が外部に吐出されるようになっている。
なお、冷媒圧力の観点からするとスクロール型圧縮機１０内部において吐出ポート２１ｃや油溜まり室１８などを備える側が高圧側となり吸入ポートや第１軸受３５などを備える側が低圧側となる。
【００２３】
本実施形態によるスクロール圧縮機１０によれば、例えば、スクロール圧縮機構１２の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に破断する破断部１３ｂが、回転軸１３をその軸線回りに回転可能に支持する第１軸受３５と第２軸受３６との間に設けられている。したがって、回転軸１３が破断部１３ｂのところで破断した後も、破断部１３ｂよりも一端部側に位置する回転軸１３は、第１軸受３５によって軸受け支持され、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３は、第２軸受３６によって軸受け支持されることとなる。これにより、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３とともに、この回転軸１３の他端部の先端に取り付けられた、カバ４４、ハブ４５、板バネ４６、ピン４７，４８、およびアーマチュア板４９が、フロントハウジング１４の貫通孔１４ｃから抜け出て、脱落してしまうことを防止することができる。
また、回転軸１３が破断部１３ｂのところで破断して、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３が回転を続けたとしても、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３は、第２軸受３６によって軸受け支持されているので、シール５４を構成するリップシール５２，５３が、回転軸１３の軸方向と直交する方向にずれてしまうことを防止することができて、貫通孔１４ｃから冷媒が外に漏れ出てしまうことを防止することができる。
【００２４】
本発明によるスクロール圧縮機の第２実施形態を、図２を用いて説明する。
本実施形態におけるスクロール圧縮機１０ａは、破断部１３ｂが、第１軸受３５と第２軸受３６との間に位置するとともに、シール５４よりも外側（すなわち、第２軸受３６側）に位置する部分）に設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２５】
本実施形態によるスクロール圧縮機１０ａによれば、例えば、スクロール圧縮機構１２の瞬間的な焼き付き等により駆動トルクが急増した場合に破断する破断部１３ｂが、第１軸受３５と第２軸受３６との間で、かつ、シール５４よりも外側（すなわち、第２軸受３６側）に位置する部分）に設けられている。したがって、回転軸１３が破断部１３ｂのところで破断して、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３が回転を続けたとしても、破断部１３ｂよりも一端部側に位置する回転軸１３は全く回転しないようになっているので、シール５４を構成するリップシール５２，５３が、回転軸１３の軸方向と直交する方向にずれてしまうことを確実に防止することができて、貫通孔１４ｃから冷媒が外に漏れ出てしまうことを確実に防止することができる。
また、回転軸１３が破断部１３ｂのところで破断した後も、破断部１３ｂよりも一端部側に位置する回転軸１３は、第１軸受３５によって軸受け支持され、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３は、第２軸受３６によって軸受け支持されることとなる。これにより、破断部１３ｂよりも他端部側に位置する回転軸１３とともに、この回転軸１３の他端部の先端に取り付けられた、カバ４４、ハブ４５、板バネ４６、ピン４７，４８、およびアーマチュア板４９が、フロントハウジング１４の貫通孔１４ｃから抜け出て、脱落してしまうことを防止することができる。
【００２６】
なお圧縮機としては上述したようなスクロール圧縮機に限定されるものではなく、斜板式圧縮機や往復動式圧縮機等とすることもできる。
また、圧縮機としては上述したような横置き型のものに限定されるものではなく、縦置き型のものであっても良い。
【００２７】
さらに、破断部１３ｂの断面視形状は、断面視Ｖ字状を呈するものに限定されるものではなく、例えば、図３（ｂ）に示すような、断面視Ｕ字状を呈するものものであってもよい。
また、破断部１３ｂの断面視形状、深さ、および幅は、回転軸１３をどのくらいの駆動トルクで破断させるかによって、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による圧縮機の第１実施形態を示す概略側断面図である。
【図２】本発明による圧縮機の第２実施形態を示す概略側断面図である。
【図３】破断部の詳細を説明するための図であって、（ａ）は断面視Ｖ字状を呈するもの、（ｂ）は断面視Ｕ字状を呈するものである。
【符号の説明】
【００２９】
１０    スクロール型圧縮機
１０ａ  スクロール型圧縮機
１１    ハウジング
１２    スクロール圧縮機構
１３    回転軸
１３ｂ  破断部
１４    フロントハウジング
１４ｂ  ノーズ部
１５    リアハウジング
３５    第１軸受
３６    第２軸受
５４    軸封装置
ｍ    密閉空間
【図１】
2007126979.tif 000003
【図２】
2007126979.tif 000004
【図３】
2007126979.tif 000005