(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力が前方から入力されて回転する主軸と、該主軸の前方側を回転自在に支持する軸孔を有するフロントハウジングと、該フロントハウジングの後方に配設され該主軸の後方側を回転自在に支持する軸孔と該軸孔の外周側に該軸孔と平行して設けられたシリンダとを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの後方に配設され該シリンダの内部と連通可能な吸入室と吐出室とを有するリアハウジングと、該シリンダ内に往復動可能に嵌入されるピストンと、該シリンダブロックと該リアハウジングとの間に介在して該吸入室から該シリンダの内部への作動流体の吸入のみを許容する吸入弁と、該シリンダブロックと該リアハウジングとの間に介在して該シリンダの内部から該吐出室への作動流体の吐出のみを許容する吐出弁と、該主軸の回転と共に揺動して該ピストンを往復動させ得る斜板と、該主軸の後方側に設けられ該主軸を後方から前方に付勢するコイルばねと、からなるコンプレッサにおいて、
前記リアハウジングは、前記コイルばねを収納するばね室の少なくとも一部を区画する凹部または座部を有することを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
前記ばね室は前記フロントハウジングと前記シリンダブロックとで区画されるクランク室に連通しており、前記凹部または前記座部は該ばね室と前記吸入室とを連通する連通路を備える請求項１記載のコンプレッサ。
【請求項３】
前記吸入室は前記凹部または前記座部の外周側に隣接して区画されている請求項２記載のコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置（エアコンデショナ）等に用いられるコンプレッサに関するものであり、特に、車両用空気調和装置（カーエアコン）に用いられるコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアコンデショナ（エアコン）による室内の温度、湿度、気流、空気清浄度の調整は、快適な空間を提供するために不可欠である。エアコンによる温度調整等は、主に、冷凍機（またはヒートポンプ）中のコンプレッサ（圧縮機）が作動流体を循環させ、その作動流体が冷凍サイクル（またはヒートポンプサイクル）を行うことにより為される。
ところで、あらゆる装置の軽薄短小化が求められる昨今、このようなコンプレッサも軽量コンパクトであることが望ましい。特に、自動車用冷凍機の場合、燃費の向上や車室内の設計自由度の向上等の観点から軽量コンパクト化の要請が強い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようにコンプレッサのさらなる軽量コンパクト化等を実現していくためには、既成概念に囚われない新たな発想が求められ、コンプレッサの設計自由度を拡大することが有効である。
【０００４】
ところが、従来、図４に示すような斜板式コンプレッサ４００では、シリンダブロック４１２の軸中央に形成された軸孔４４１とバルブプレート４１４とにより形成されるばね室４４０内に、主軸４１６の後端部を前方に付勢するコイルばね４３２を配設することが当然と考えられていた。そして、このようなばね室４４０を確保しようとすることが足枷となって、シリンダブロック４１２、リアハウジング４１３等の設計自由度が小さくなり、コンプレッサのさらなる軽量コンパクト化等を妨げていたことが解った。
【０００５】
また、図５に示すような従来のワッブル式コンプレッサ５００では、シリンダブロック５１２の軸中央に形成された軸孔５４１とバルブプレート５１４とにより形成されるばね室５４０内に、主軸５１６の後端側を前方に付勢する皿ばね５３２が配設されることもあった。しかし、一般に皿ばねは、ばね定数が大きく僅かな変位で作用力が大きく変動するため、作用力の微妙な調整は行い難い。例えば、公差の累積等により取付け位置が僅かにずれたりすると、主軸を前方に付勢する力が大きく変動してしまう。このため、皿ばねを用いて主軸を安定して保持しようとすると、コンプレッサの生産コストの上昇等を招き、好ましくない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。つまり、本発明は、主軸がコイルばねで前方側に付勢されているコンプレッサにおいて、軽量コンパクト化等を図り易い、設計自由度の拡大したコンプレッサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、主軸を前方側に付勢するコイルばねを収納するばね室の一部を区画する凹部または座部をリアハウジングに設けることを思いつき、本発明のコンプレッサを開発するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明のコンプレッサは、駆動源からの動力が前方から入力されて回転する主軸と、該主軸の前方側を回転自在に支持する軸孔を有するフロントハウジングと、該フロントハウジングの後方に配設され該主軸の後方側を回転自在に支持する軸孔と該軸孔の外周側に該軸孔と平行して設けられたシリンダとを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの後方に配設され該シリンダの内部と連通可能な吸入室と吐出室とを有するリアハウジングと、該シリンダ内に往復動可能に嵌入されるピストンと、該シリンダブロックと該リアハウジングとの間に介在して該吸入室から該シリンダの内部への作動流体の吸入のみを許容する吸入弁と、該シリンダブロックと該リアハウジングとの間に介在して該シリンダの内部から該吐出室への作動流体の吐出のみを許容する吐出弁と、該主軸の回転と共に揺動して該ピストンを往復動させ得る斜板と、該主軸の後方側に設けられ該主軸を後方から前方に付勢するコイルばねと、からなるコンプレッサにおいて、前記リアハウジングは、前記コイルばねを収納するばね室の少なくとも一部を区画する凹部または座部を有することを特徴とする。
【０００９】
主軸を付勢するコイルばねを収納するばね室の少なくとも一部がリアハウジングに設けた凹部または座部により区画されるため、ばね室を設ける位置の自由度が増え、コンプレッサの設計自由度が拡大した。このため、例えば、コンプレッサの軽量コンパクト化等、より具体的には、軸方向の短縮等を実現し易くなった。
なお、コイルばねを用いて主軸を後方から前方に付勢しているため、その付勢力の設定が容易であり、僅かな取付け位置の相違等によりその付勢力が大きく変動することもない。従って、主軸は安定して保持されると共に、コンプレッサの生産コストの上昇等を招かない。
【００１０】
また、前記コンプレッサは、前記ばね室が前記フロントハウジングと前記シリンダブロックとで区画されるクランク室に連通しており、前記凹部または前記座部が該ばね室と前記吸入室とを連通する連通路を備えると、好適である。
コンプレッサは、ブローバイガスによるクランク室内の圧力上昇等を回避するためにクランク室と吸入室とを連通しているが、この連通をばね室とばね室の少なくとも一部を区画する凹部または座部に設けた連通路とを介して行うことにより、その連通経路をより簡略化することが可能となる。
【００１１】
さらに、前記吸入室が前記凹部または前記座部の外周側に隣接して区画されていると、より好適である。
吸入室が凹部や座部の外周側に隣接して配設されているため、連通路をより短くでき、ばね室と吸入室との連通経路をより簡素化でき、コンプレッサの軽量コンパクト化や生産性の向上等を図り易い。
なお、前記凹部は、例えば、コイルばねの後端面を支持する座面を底部に備えた円孔状とすることができる。前記座部は、単に平坦な当接面でも良いし、コイルばねのコイル径に応じた環状溝を備えるものでも良い。
【００１２】
また、前記コンプレッサは、斜板式コンプレッサでもワッブル式コンプレッサで良く、また、可変容量型でも固定容量型でも良い。また、コンプレッサは、冷凍サイクルのみならず、熱ポンプサイクルを行うものでも良い。さらには、コンプレッサは車両用に限らず汎用として使用されるものでも良い。ピストンは片頭型ピストンでも両頭型ピストンでも良い。また、斜板は揺動可能であれば良く、例えば、ワッブル式コンプレッサの斜板（ロッドプレート）のように、必ずしも回転する必要はない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明のコンプレッサの一実施形態である斜板式コンプレッサ１００を図１に示す。この斜板式コンプレッサ１００は、片頭型ピストン２１と斜板１９とを組合わせた可変容量式コンプレッサ（圧縮機）である。
斜板式コンプレッサ１００は、主軸１６と、フロントハウジング１１と、シリンダブロック１２と、リアハウジング１３と、片頭型ピストン２１と、斜板１９と、ラグプレート１８と、吸入弁１４ａと、吐出弁１４ｂと、バルブプレート１４と、コイルばね３２とにより基本的に構成される。
【００１４】
主軸１６は、エンジンからの駆動力を斜板式コンプレッサ１００の前端に設けられたプーリ（図示せず）から受けて回転する。この主軸１６は、その前方がラジアルベアリング１７ａにより支持され、その後方がラジアルベアリング１７ｂにより支持されている。
なお、ラジアルベアリング１７ａは、フロントハウジング１１の軸中央に設けた軸孔１１ａに嵌入されており、ラジアルベアリング１７ｂはシリンダブロック１２の軸中央に設けた軸孔１２ｂに嵌入されている。
シリンダブロック１２は、フロントハウジング１１の後方側に配設されており、軸孔１２ｂの外周側には５気筒のシリンダ１２ａが軸孔１２ｂに平行して均等にかつ環状に配設されている。軸孔１２ｂの軸中央後方には軸孔１２ｂより小径の小軸孔１２ｃが形成されている。この小軸孔１２ｃは、主軸１６の後端部とスラストベアリング３１とを収納すると共に、主軸１６を後方から前方に付勢するコイルばね３２を収納するばね室４０の一部を区画している。
そして、シリンダブロック１２の前方では、フロントハウジング１１との間で、斜板１９を収納するクランク室１５が形成されている。
【００１５】
リアハウジング１３は、シリンダブロック１２の後方側に配設されており、吸入室１３ａと吐出室１３ｂと凹部１３ｃと連通路１３ｄとが区画されている。
吸入室１３ａと吐出室１３ｂとは、シリンダ１２ａの後方開口（ボア）に対応して設けられ、シリンダブロック１２とリアハウジング１３との間に介在した吸入弁１４ａ、バルブプレート１４および吐出弁１４ｂを介して、各シリンダ１２ａ内部と連通可能である。
なお、吸入弁１４ａ、吐出弁１４ｂおよびバルブプレート１４は、ばね室４０が区画されるように、軸中央に円状の穴が形成されている。そして、吸入弁１４ａ、吐出弁１４ｂおよびバルブプレート１４は、シリンダブロック１２とリアハウジング１３との間に設けられたノックピンにより位置決めがなされ、それらの外周側壁間で挟持されつつ保持されている。そして、吸入弁１４ａと吐出弁１４ｂとは共にリード弁であり、吸入弁１４ａは吸入室１３ａからシリンダ１２ａ内部への作動流体の吸入のみを許容し、吐出弁１４ｂはシリンダ１２ａの内部から吐出室１３ｂへの作動流体の吐出のみを許容する。それらに挟まれたバルブプレート１４は、吸入弁１４ａと吐出弁１４ｂとを保持する心金となる。
【００１６】
凹部１３ｃは、一方にのみ開口している円孔状をしており、その底部がコイルばね３２の後端座面となっている。そして、この凹部１３ｃと、前述のシリンダブロック１２の小軸孔１２ｃと、それらの間に介在したバルブプレート１４等によりばね室４０が形成される。
このようにばね室４０は、シリンダブロック１２内に形成される場合のみならず、シリンダブロック１２とリアハウジング１３との間に形成されるため、ばね室４０の適切な配置が可能となり、斜板式コンプレッサ１００の設計自由度をより拡大することができるようになった。
さらに、本実施形態のリアハウジング１３は、軸中央から外周側に向けて凹部１３ｃ→吸入室１３ａ→吐出室１３ｂと、順に区画しており、吸入室１３ａと凹部１３ｃとを区画する隔壁には、吸入室１３ａと凹部１３ｃとを連通する細孔からなる連通路１３ｄが斜めに搾設されている。
【００１７】
ばね室４０の一部を区画する凹部１３ｃに吸入弁１４ａが隣接して区画されているから、抽気通路３０、特にリアハウジング１３の抽気通路３０を簡素化し易くなり、斜板式コンプレッサ１００の生産性や設計自由度の向上を図り易い。
斜板式コンプレッサ１００は、吸入室１３ａとクランク室１５とを連通する抽気通路３０を備える。この抽気通路３０は、ラジアルベアリング１７ａの近傍でクランク室１５に連通する開孔１６ｄと、主軸１６の中心に形成された軸心通路１６ａと、シリンダブロック１２の中央後方のばね室４０と、連通路１３ｄとからなり、クランク室１５と吸入室１３ａとを連通している。クランク室１５と吸入室１３ａとを連通状態とすることにより、運転中にクランク室１５に流入したブローバイガスは、前述の通路を経由してクランク室１５から吸入室１３ａに還流される。このため、ブローバイガスによってクランク室圧Ｐｃが異常に上昇することなく、斜板式コンプレッサ１００は大吐出容量でも運転を継続し得る。また、斜板式コンプレッサ１００を駆動する必要がないときには、吸入室１３ａと吐出室１３ｂとクランク室１５との圧力をバランスした状態に保持できる。
【００１８】
また、給気通路２４が吐出室１３ｂとクランク室１５とを連通可能に接続しており、その途中には容量制御弁２５が設けてある。この容量制御弁２５は、リニアソレノイドバルブからなり、車室内の温度等に基づき制御され、冷媒の吸入圧力Ｐｓに対するクランク室圧Ｐｃを調整することができる。例えば、容量制御弁２５を開くと、図１に２点鎖線で示すように、クランク室圧Ｐｃの上昇と共に斜板１９の傾斜角度が減少して、作動流体の吐出量が減少する。逆に、容量制御弁２５を閉じると、図１に実線で示すように、クランク室圧Ｐｃの減少と共に斜板１９の傾斜角度が増加して、作動流体の吐出量が増加する。このように、容量制御弁２５は、片頭型ピストン２１の前後に作用するクランク室圧Ｐｃとシリンダ１２ａ内圧との差圧を増減させて斜板１９の傾斜角度と片頭型ピストン２１のストローク量とを変更することにより、作動流体の吐出量を調整できる。
【００１９】
コイルばね３２は、ばね室４０内に収納され、凹部１３ｃの底部とスラストベアリング３１との間の距離にセットされる。コイルばね３２は、このセット荷重によりスラストベアリング３１を介して主軸１６を前方に付勢している。これにより、コンプレッサ駆動時や車両搭載時の振動等に拘らず、主軸１６は安定した位置に保持され、例えば、主軸１６に設けられた電磁式クラッチの作動等が安定したり、オイルシールの長寿命化等を図ることができる。
そして、コイルばね３２は、その線径、巻径、巻数、線材等を調整することにより、バネ定数や密着長等を自由に設定し易いため、皿ばね等に較べて、主軸１６を安定して保持し易い。また、主軸１６の全長や凹部１３ｃの深さ等に多少の製作誤差（公差）があっても、主軸１６の付勢力が急激に変化しないため、主軸１６を安定して付勢する際に好都合である。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態である斜板式コンプレッサ２００を図２に示す。図２には、図１に示した斜板式コンプレッサ１００に対して変更した部分を拡大して示し、斜板式コンプレッサ１００と同様の構成部材には、共通の符号を付して示した。
斜板式コンプレッサ２００のリアハウジング２１３は、軸中央に平坦部２１３ｄを備える。この平坦部２１３ｄにコイルばね２３２の後端面が当接し、この平坦部２１３ｃがばね室２４０の一部を区画する。そして、この平坦部２１３ｃがコイルばね２３２を収納するばね室２４０の一部を区画する座部となる。
【００２１】
従来のコンプレッサと異なり、斜板式コンプレッサ２００は吸入弁１４ａやバルブプレート１４等によってばね室２４０が区画されないために、例えば、ばね室２４０をより大きな空間とすることができる。そして、ばね室２４０とコイルばね２３２との形状を適切に選択すれば、斜板式コンプレッサ１００の設計自由度をより拡大させることができる。
【００２２】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３の実施形態である斜板式コンプレッサ３００を図３に示す。図３には、図１に示した斜板式コンプレッサ１００に対して変更した部分を拡大して示し、斜板式コンプレッサ１００と同様の構成部材には、共通の符号を付して示した。
斜板式コンプレッサ３００のリアハウジング３１３は、軸中央の平坦部３１３ｃと平坦部３１３ｃの外周側を取囲む環状溝３１３ｅとを備える。この平坦部３１３ｃと環状溝３１３ｅとが、ばね室３４０の一部を区画する座部となる。なお、コイルばね３３２の後端は環状溝３１３ｅ内に納り、その内側にある平坦部３１３ｃがコイルばね３３２を内側から支持する。また、環状溝３１３ｅの深さや溝幅を調整すれば、種々のコイルばね３３２を配設し得るため、斜板式コンプレッサ３００の各仕様等に応じてばね定数やセット荷重を調整し易く、斜板式コンプレッサ３００の設計自由度を増すことができる。
【００２３】
なお、図２および図３に示した斜板式コンプレッサ２００、３００では、吸入室１３ａとばね室４０、２４０、３４０とを連通する連通路２１３ｄ、３１３ｄとをリアハウジング２１３、３１３の前方側に設けた細溝とした。連通路は、抽気通路３０を構成する限り、細孔や細溝に限らない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のコンプレッサによれば、主軸を付勢するコイルばねが収納されるばね室の配設自由度が増し、コンプレッサの設計自由度を拡大できる。そして、コイルばねにより適切な荷重で主軸を前方側へ付勢しつつ、例えば、コンプレッサの軸方向の短縮化等を図り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンプレッサの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るコンプレッサの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るコンプレッサの第３実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の斜板式コンプレッサを示す断面図である。
【図５】従来のワッブル式コンプレッサを示す断面図である。
【符号の説明】
１１       フロントハウジング
１２       シリンダブロック
１３       リアハウジング
１３ｃ     凹部
１３ａ     吸入室
１３ｂ     吐出室
１３ｃ     凹部
１３ｄ     連通路
１４ａ     吸入弁
１４ｂ     吐出弁
１６       主軸
１９       斜板
２１       片頭型ピストン
３２       コイルばね
４０       ばね室
【図１】
0003937281.tif 000002
【図２】
0003937281.tif 000003
【図３】
0003937281.tif 000004
【図４】
0003937281.tif 000005
【図５】
0003937281.tif 000006