(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円形状のシリンダと径方向に付勢される複数のベーンを備えてシリンダ内に回転可能に設けたロータとをコンプレッサケースに収容し、シリンダ内にベーンで仕切られた圧縮室を形成するとともに、シリンダの短径部近傍に吐出口を設けたコンプレッサを、コンプレッサケースに設けた取付用ボス部で取付ブラケットに結合して取り付け、
該取付ブラケットを前記取付用ボスの結合部と異なる部位で固定側に取り付けて、取付ブラケットが前記固定側との取り付け部から片持ち梁状にオーバハングしており、
前記シリンダは、コンプレッサケース内において、シリンダ中心と前記吐出口の近傍を通る最大振動ラインを取付ブラケットへの取り付け面に対して略平行としていることを特徴とするコンプレッサ取付構造。
【請求項２】
前記取付ブラケットは、一般断面が板状で、コンプレッサケースの取付用ボスとの結合部および固定側との取り付け部にそれぞれ取付穴を有するボスを備えていることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ取付構造。
【請求項３】
前記シリンダは、長径方向を前記取り付け面と平行の方向に対して４１°〜９０°に設定していることを特徴とする請求項１または２記載のコンプレッサ取付構造。
【請求項４】
前記シリンダは、長径方向を前記取り付け面と平行の方向に対して６６°に設定していることを特徴とする請求項３記載のコンプレッサ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の空調システム等に用いられるコンプレッサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置等の冷媒圧縮に用いられるコンプレッサは、コンプレッサケース内に配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、複数のベーンを備えるロータを回転可能に設け、その回転にしたがってベーンで仕切られた空間が容積変化を繰り返す圧縮室を形成し、吸入口から圧縮室へ吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出口から吐出するようになっている。
【０００３】
図５はこのような従来の気体圧縮機を示す縦断面図、図６は図５におけるＡ−Ａ部断面におけるシリンダとロータを示す図である。なお、図５は図６におけるＢ−Ｂ部断面に相当する。
一端開口型のハウジング１１ａとその開口側に取り付けられたフロントヘッド１１ｂによりコンプレッサケース１１が形成されている。ハウジング１１ａ内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０に挟まれて配置され、５枚のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【０００４】
ロータ５０と一体回転する回転軸５１は、フロントサイドブロック２０を貫通して前端側がコンプレッサケース端壁のリップシール１８からフロントヘッド１１ｂの外方へ延び、後端はリヤサイドブロック３０に設けられた貫通支持穴３２に支持されている。回転軸５１の前端にはプーリ２４を有する電磁クラッチ２５が取り付けられ、図示しないエンジンのクランクプーリからの回転駆動力を受けるようになっている。
【０００５】
ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。これにより、ベーンロータリ形圧縮機を形成している。
【０００６】
フロントヘッド１１ｂとフロントサイドブロック２０の間には、冷媒ガス吸入ポート１４を備えるフロント側吸入室１３が形成されている。
フロントサイドブロック２０にはフロント側吸入室１３と圧縮室４８を連通させる吸入口２２が開口している。
【０００７】
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。また、シリンダ４０にはリヤサイドブロック３０に形成されたリヤ側吸入口３１に連通する連通穴４１が軸方向に設けられ、フロント側の吸入室１３からこの連通穴４１を介してリヤ側吸入口３１からも冷媒ガスが圧縮室４８へ吸入される。
【０００８】
ハウジング１１ａの密閉側とリヤサイドブロック３０の間には吐出室１５が形成され、冷媒ガス吐出ポート１６を備えている。
またリヤサイドブロック３０の吐出室１５側には、オイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。サイクロンブロック６０は、回転軸５１の後端を支持するリヤサイドブロック３０の貫通支持穴３２が形成されたボス部３８との間にシールリング６４を挟んで、密閉空間Ｒを形成している。
【０００９】
シリンダ４０の短径部近傍は外周部に吐出チャンバ４４が切り欠かれて薄肉部とされ、この薄肉部に吐出口４２が開口されている。吐出口４２にはリードバルブ４３が設けられている。
吐出口４２から吐出された冷媒ガスは、吐出チャンバ４４からオイルセパレータ６２を経て吐出室１５へ吐出される。
吸入口２２と吐出口４２は、ロータ５０の回転軸５１に関して対称に、シリンダ４０の周辺部にそった２個所に設けられている。
【００１０】
ロータ５０が回転すると、冷媒ガス吸入ポート１４に流入する冷媒ガスは、フロント側吸入室１３から吸入口２２を経て、圧縮室４８へ吸入される。そして、圧縮室４８で圧縮された後、シリンダ４０の短径部近傍に設けられた吐出口４２から吐出され、冷媒ガスは吐出室１５を経て冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ供給される。
【００１１】
このような気体圧縮機では、回転軸５１の貫通支持穴３２部における潤滑、およびベーン溝５６の背圧室５９への油圧供給のために、吐出室１５に貯留した潤滑油を導くようになっている。
すなわち、従来の気体圧縮機では、リヤサイドブロック３０には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５と小凹部３７が設けられている。
【００１２】
凹部３５は正面形状においてくびれ部３５ａを有し、小凹部３７はくびれ部３５ａの径方向外方に配置されている。小凹部３７はシリンダ４０の吐出口４２を通過するベーン５８を支持するベーン溝５６の背圧室５９と連通し、凹部３５は他の複数のベーン５８を支持するベーン溝５６の背圧室５９と連通するように対応付けされている。
【００１３】
そして、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれ、油路３３の貫通支持穴３２近傍と小凹部３７とが連通路３６で結ばれている。
吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５および密閉空間Ｒへ流れ、また連通路３６により小凹部３７へ流れる。
【００１４】
なお、シリンダ４０の底部にはリヤサイドブロック３０の油路３３に接続する貫通穴４６が設けられ、フロントサイドブロック２０に形成された油路２６でこの貫通穴４６とフロントサイドブロック２０の回転軸支持部２３を接続して、当該支持部２３並びにフロントサイドブロック２０のロータ５０に対向する面に形成した凹部２７へ潤滑油を導くようになっている。
【００１５】
図７は上記のような構成を有するコンプレッサの外観を示す。コンプレッサケース１１には一体成形でそれぞれ貫通穴７３を備える取付用ボス７０、７１、７２が設けられ、図８に示すような別部材の取付ブラケット８０を介して固定側としてのエンジンブロック１００（図９参照）に取り付け固定される。そして、プーリ２４にエンジンのクランクプーリからの回転駆動力を受けて作動するようになっている。
【００１６】
図８は取付ブラケット８０の平面図で、略四角形の３個所の角部に形成されたボス８２、８３、８４にそれぞれコンプレッサケース１１の取付用ボス７０、７１、７２の各貫通穴７３に対応させたコンプレッサ取付穴８５を有し、他の１個所の角部およびボス８２、８３、８４に対してオフセットさせた位置に形成された４つのボス９１、９２、９３、９４にそれぞれエンジン取付穴９５を有している。各コンプレッサ取付穴８５はねじ孔となっている。
コンプレッサ１０は、その各貫通穴７３から挿し込むボルト７４（図９参照）をコンプレッサ取付穴８５にねじ込んで取付ブラケット８０と結合される。また、取付ブラケット８０は、エンジン取付穴９５に通した図示省略のボルトをエンジンブロック１００の図示省略のねじ穴にねじ込んでエンジンブロック１００に固定される。
【００１７】
図９は、取付ブラケット８０に対する取り付け位置におけるコンプレッサ１０を、図７におけるＣ−Ｃ部の断面で示した図である。ただし、ボルト７４は貫通穴７３の外に示してある。
取付ブラケット８０はその一般断面が４ｍｍ厚で、コンプレッサケース１１の外周面にそった曲面をなしており、エンジン取付穴９５を通した図示省略のボルトによりエンジンブロック１００の側壁に取り付けられ、また、コンプレッサケース１１内のシリンダ４０はその長径方向Ｌを取付ブラケット８０への取り付け面Ｓ（取付用ボス７０、７１、７２の端面）と略平行の向きに設定されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように取付ブラケット８０を介してコンプレッサ１０がエンジンブロック１００に取り付けられた車両において、室内空調のためコンプレッサ１０を作動させると、従来、異音が発生するという問題があった。
その原因について検討したところ、コンプレッサの作動に伴う振動が取付ブラケットに大きく伝達され、取付ブラケットが激しく振動していることが判明した。
【００１９】
この現象は次のように考えられる。
すなわち、コンプレッサ１０の作動時には、上述のような冷媒ガスの圧縮仕事のために、周期的な振動が発生しているが、従来のコンプレッサ１０では、シリンダ４０はその長径方向Ｌが取付ブラケット８０への取り付け面Ｓと略平行の向きに配置されているので、短径近傍に設けられた２つの吐出口４２、４２を結ぶ線は取付ブラケット８０に対して横向き、換言すれば、取り付け面Ｓに対して大きな角度で横切る姿勢となっている。そして、吐出口４２、４２からは圧縮室４８で圧縮された高圧の冷媒が吐出するので、この結果、吐出繰り返しによるコンプレッサ１０の振動はシリンダ４０の中心を通って上記２つの吐出口４２、４２の近傍を結ぶ線方向が最大となる。以下、この線を最大振動ラインＭＡＸと呼ぶ。ここでは、最大振動ラインＭＡＸが取り付け面Ｓと平行の方向に対して約６０°（板面鉛直方向から約３０°）となっている。
【００２０】
一方、取付ブラケット８０におけるエンジンブロック１００への結合点とコンプレッサ１０取付け点間のオフセットは、図８の例では約４５ｍｍともなっている。したがって、エンジンブロック結合点よりオーバハングしている部位が片持ち梁となっている状態の取付ブラケット８０に対して、取り付け面Ｓの鉛直方向から約３０°で最大のコンプレッサ振動が加わる結果となっているものであり、これによる取付ブラケット８０の大きな振動がエンジンから図示しないエンジンマウントを経て伝達される。
振動解析実験によれば、取付ブラケット８０は片持ち梁部分で捩じれる振動を起こしており、図８において、取付ブラケット８０上側のボス８２部分と下側のボス８４部分が逆位相のモードとなっていた。
【００２１】
図１０は排気量１３００ｃｃのエンジンを搭載した車両の室内における全周波数（Ｏｖｅｒ  Ａｌｌ）に対するコンプレッサ回転数の５次成分の騒音レベルを測定した結果を示し、コンプレッサ回転数３０００〜３９００ｒｐｍにおいて、この５次成分の音が乗員に異音として聞こえているものと考えられる。
【００２２】
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、取付ブラケットがコンプレッサの振動により大きく加振されないようにして、異音の発生を防止したコンプレッサ取付構造およびこれに適したコンプレッサを提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１のコンプレッサ取付構造は、楕円形状のシリンダと径方向に付勢される複数のベーンを備えてシリンダ内に回転可能に設けたロータとをコンプレッサケースに収容し、シリンダ内にベーンで仕切られた圧縮室を形成するとともに、シリンダの短径部近傍に吐出口を設けたコンプレッサを、コンプレッサケースに設けた取付用ボス部で取付ブラケットに結合して取り付け、該取付ブラケットを取付用ボスの結合部と異なる部位で固定側に取り付けて、取付ブラケットが前記固定側との取り付け部から片持ち梁状にオーバハングしており、シリンダは、コンプレッサケース内において、シリンダ中心と吐出口の近傍を通る最大振動ラインを取付ブラケットへの取り付け面に対して略平行としているものとした。
【００２４】
請求項２の発明は、上記取付ブラケットが、一般断面が板状で、コンプレッサケースの取付用ボスとの結合部および固定側との取り付け部にそれぞれ取付穴を有するボスを備えているものとした。
請求項３の発明は、最大振動ラインを取付ブラケットへの取り付け面に対して略平行とするため、シリンダの長径方向を取り付け面と平行の方向に対して４１°〜９０°に設定しているものとした。
【００２５】
また、請求項４の発明は、とくにシリンダの長径方向を取り付け面と平行の方向に対して６６°に設定したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態を示す、図９に対応する図である。図２は取付ブラケットにコンプレッサを取り付けた状態を示す側面図である。
まず、コンプレッサ１０Ａは従来例と同じく図８に示した取付ブラケット８０を介してエンジンブロック１００に取り付け固定される。
コンプレッサケース１１には一体成形で取付用ボス部７０、７１、７２が設けられ、各取付用ボス部の位置は、取付ブラケット８０の各コンプレッサ取付穴８５に対応させてある。
【００２７】
コンプレッサケース１１内には、シリンダ４０と、シリンダ４０内に配置されたロータ５０が収容されている。ロータ５０にはベーン溝５６に５枚のベーン５８が摺動可能に装着されて、シリンダ４０内が複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。
以上の構成は、従来例と同様である。
【００２８】
本実施の形態では、コンプレッサケース１１内のシリンダ４０が、その２つの吐出口４２、４２の近傍を結ぶ最大振動ラインＭＡＸが取付ブラケット８０への取り付け面Ｓと平行となるように、長径方向Ｌを取り付け面Ｓと平行方向から６６°に傾けてある。
この場合、２つの吐出口４２、４２は取り付け面Ｓに対して略平行な線上に位置することになる。
この点において図９に示したものと異なり、その他の構成は、上述の従来例と同じである。
【００２９】
実施の形態は以上のように構成され、コンプレッサ１０Ａの最大振動ラインＭＡＸが取付ブラケット８０への取り付け面Ｓと平行となっているので、片持ち梁状態の取付ブラケット８０を曲げる方向に大きな振動が加わることがない。したがって、取付ブラケット８０が激しい振動を生じることがないので、取付ブラケット８０の振動に起因する異音の発生が防止される。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、最大振動ラインＭＡＸを取り付け面Ｓと平行としたが、変形例としてシリンダ４０の傾き角度の限界を検討した結果，コンプレッサの最大振動ラインＭＡＸが取付ブラケット８０に交差しない範囲であれば異音、騒音の低減に効果があることが分かった。
しかしながら，コンプレッサの最大振動ラインＭＡＸは、回転速度や圧力条件などのコンプレッサ運転条件により若干の変動があるため、図３に示すように、取り付け面Ｓと平行方向から６６°を中心に、シリンダ４０の長径方向Ｌを４１°〜９０°とするのが好ましい。
【００３１】
図３の（ａ）は、吐出口４２より取付ブラケット８０側を通る最大振動ラインＭＡＸの上側を取付ブラケット８０から離す方向にシリンダ４０を傾けて、長径方向Ｌを４１°とした場合を示す。また、（ｂ）は、吐出口４２より取付ブラケット８０側を通る最大振動ラインＭＡＸの上側を取付ブラケット８０へ近づける方向にシリンダ４０を傾けて、長径方向Ｌを９０°とした場合を示す。
【００３２】
図４は、本実施の形態および変形例における車両の室内の騒音レベルを示すグラフである。これは、先の図１０の騒音レベルを求めたときと同じで、排気量１３００ｃｃのエンジンを搭載した車両の室内における全周波数（Ｏｖｅｒ  Ａｌｌ）とコンプレッサ回転数の５次成分の騒音レベルを、外気温度３０℃、コンプレッサ回転数１９００〜４４００ｒｐｍの範囲で測定したもので、コンプレッサ吐出容量は９６ｃｍ３である。
細線で示した従来例の騒音レベルと比較して、変形例を含めた本実施の形態ではすべての音（周波数）に対してコンプレッサ回転数の５次成分が略１０ｄＢ以上減衰しており、従来異音として顕著であった音が他の音と判別できない程度に低減された。
【００３３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、コンプレッサを、コンプレッサケースに設けた取付用ボス部で取付ブラケットに結合して取り付け、該取付ブラケットを取付用ボスの結合部と異なる部位で固定側に取り付け、シリンダは、コンプレッサケース内において、シリンダ中心と吐出口の近傍を通る最大振動ラインを取付ブラケットへの取り付け面に対して略平行となるよう向きを設定したので、取付用ボスの結合部と異なる部位で固定側に取り付けた取付ブラケットが片持ち梁状態となっても、コンプレッサの振動が当該取付ブラケットを曲げる方向に大きく作用することがない。したがって、取付ブラケットの激しい振動に起因する異音の発生が防止される。
【００３４】
コンプレッサの振動が取付ブラケットを曲げる方向に大きく作用することがないので、とくに取付ブラケットの一般断面が板状である場合にも、取付ブラケットの振動が有効に抑えられ、異音発生防止の効果が大きい。
【００３５】
なお、シリンダの長径方向を取り付け面と平行の方向に対して４１°〜９０°に設定することにより、上記最大振動ラインを取付ブラケットへの取り付け面に対して略平行とすることができる。そして、とくにシリンダの長径方向を取り付け面と平行の方向に対して６６°に設定すると、最大振動ラインが取付ブラケットへの取り付け面に対して平行となり、取付ブラケットの最大の振動抑制作用が得られ、異音が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す図である。
【図２】実施の形態における側面図である。
【図３】変形例を示す図である。
【図４】実施の形態における騒音レベルを従来例と比較して示す図である。
【図５】従来の気体圧縮機を示す縦断面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ部断面図である。
【図７】従来のコンプレッサの外観側面図である。
【図８】取付ブラケットを示す平面図である。
【図９】図７におけるＣ−Ｃ部断面図である。
【図１０】従来例における騒音レベルを示す図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０    コンプレッサ
１１      コンプレッサケース
１１ａ    ハウジング
１１ｂ    フロントヘッド
１３      フロント側吸入室
１４      冷媒ガス吸入ポート
１５      吐出室
１６      冷媒ガス吐出ポート
１８      リップシール
２０      フロントサイドブロック
２２      吸入口
２３      回転軸支持部
２４      プーリ
２５      電磁クラッチ
２６、３３    油路
３０      リヤサイドブロック
３１      リヤ側吸入口
３２      貫通支持穴
３４、３６    連通路
３５      凹部
３５ａ    くびれ部
３７      小凹部
３８      ボス部
４０      シリンダ
４１      連通穴
４２      吐出口
４３      リードバルブ
４４      吐出チャンバ
４６      貫通穴
４８      圧縮室
５０      ロータ
５１      回転軸
５６      ベーン溝
５８      ベーン
５９      背圧室
６０      サイクロンブロック
６２      オイルセパレータ
６４      シールリング
７０、７１、７２    取付用ボス
７３      貫通穴
７４      ボルト
８０      取付ブラケット
８２、８３、８４    ボス
８５      コンプレッサ取付穴
９１、９２、９３、９４    ボス
９５      エンジン取付穴
１００      エンジンブロック
Ｌ        長径方向
Ｒ        密閉空間
Ｓ        取り付け面
【図１】
0004185696.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004185696.tif 000008
【図８】
0004185696.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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