(57)【要約】【課題】圧縮機の小型化、軽量化の要請に対応しつつ、ハウジングの耐圧性を向上しでき、しかも装置の耐久性を向上可能なピストン式圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮するピストン式圧縮機のハウジングの鏡板部と円筒部との接続部の内面の断面形状が連続したＲ形状で形成されており、鏡板部側のＲ形状の開始点が、ピストンの圧縮反力を受けるスラストベアリングのハウジングと接する側のレースまたはすべり軸受の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置していることを特徴とするピストン式圧縮機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮するピストン式圧縮機のハウジングの鏡板部と円筒部との接続部の内面の断面形状が連続したＲ形状で形成されており、鏡板部側のＲ形状の開始点が、ピストンの圧縮反力を受けるスラストベアリングのハウジングと接する側のレースまたはすべり軸受の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置していることを特徴とするピストン式圧縮機
【請求項２】
前記レースまたはすべり軸受とハウジングとの間に、外径が前記レースまたはすべり軸受と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材が設けられている、請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【請求項３】
前記スラストベアリング支持部材が、前記レースまたはすべり軸受とハウジングとに密着可能な断面形状に形成されている、請求項２に記載のピストン式圧縮機。
【請求項４】
前記スラストベアリング支持部材が振動吸収材からなる、請求項２または３に記載のピストン式圧縮機。
【請求項５】
前記スラストベアリング支持部材とハウジングとの密着面が、前記スラストベアリングの荷重作用面よりも圧縮機径方向外側まで延びている、請求項３または４に記載のピストン式圧縮機。
【請求項６】
冷媒が二酸化炭素である、請求項１〜５のいずれかに記載のピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば車両用空調装置のピストン式圧縮機に関し、とくに二酸化炭素冷媒用圧縮機として好適なピストン式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用空調装置に用いられるピストン式圧縮機はよく知られている。図７において、１００はピストン式圧縮機を示している。圧縮機１００は、シリンダブロック１０１を有しており、シリンダブロック１０１には複数のシリンダボア１０２が設けられている。各シリンダボア１０２内にはピストン１０３が往復動自在に挿入されている。駆動軸１０４とともに回転され、ヒンジ機構１０５を介して傾斜角可変可能に設けられた斜板１０６の回転運動が、一対のシュー１０７による摺接を介してピストン１０３の往復往復動に変換され、吸入室１０８からシリンダボア１０２内に吸入された流体が圧縮され圧縮流体が吐出室１０９内に吐出されるようになっている。
【０００３】
ハウジング１１０内にはクランク室１１１が設けられている。また、ハウジング１１０には、駆動軸１０４に接続されるロータ１１２が当接されるスラストベアリング１１３が設けられる。
【０００４】
上記のようなピストン式圧縮機においては、軽量で加工性の良いこと等を理由にアルミニウムのハウジング１１０が使われてきた。しかし、二酸化炭素冷媒を使用する圧縮機においては、従来のフロン系冷媒に比べ高耐圧性、高気密性が要求される。このため、ハウジング１１０とシリンダヘッド１１４との組み立てに太いボルトを使用したり、肉厚のハウジング１１０を使用したり等の対策が講じられているが、肉厚のハウジングを使用し、ハウジング１１０の外径寸法を維持するためには、斜板１０６、スラストベアリング１１３等を収納するクランク室１１１の実効径が縮小するおそれがある。また、ピストン側からの圧縮反力は、フロントハウジング１１０に設けられたスラストベアリング１１３により支持され、該スラストベアリング１１３にはニードルベアリングが広く使用されている。このようなニードルベアリングの許容負荷荷重はコロ表面の接触面圧と接触面積とコロの数の積で決るため、スラストニードルベアリングの外径は大きければそれだけ許容負荷荷重が増加する。また、斜板式圧縮機の場合、斜板１０６の半円で吸入、残りの半円で圧縮を行うため、全ピストン１０３にかかる圧縮荷重の作用点は圧縮負荷により変動するが、スラストベアリング１１３が駆動軸の中心軸近傍にあることは稀であり偏荷重に対応するためにもスラストベアリング１１３の径は大きい方が望ましい。しかし、図７に示すような圧縮機１００においては、図８に示すようにスラストベアリング１１３のレース１１３ａ、１１３ｂの外径よりも鏡板部１１５側のＲ形状の開始点Ａの方が圧縮機径方向外側に配置されるようになっている。これは、レース１１３ａの外径よりも鏡板部１１５側のＲ形状の開始点Ａの方が圧縮機径方向内側に配置される場合には、レース１１３ａと鏡板部１１５との間に隙間が形成されレース１１３ａに過度の応力が加わりレース１１３の耐久性が低下するおそれがあるからである。
【０００５】
一方、ハウジング１１０の強度は、上記スラストベアリング１１３の設置部よりも外方の鏡板部１１５と円筒部１１６との接続部１１７の強度および発生する応力等に依存する。このため、接続部１１７の断面形状を連続するＲ形状に形成するような工夫もなされている（たとえば、特許文献１）。また、クランク室１１１の内圧は、フロントハウジング１１０の接続部１１７に集中し易いため、フロントハウジング１１０の耐圧性を向上するためには、接続部１１７のＲ形状をより大きな半径のＲに形成することが好ましい。
【０００６】
しかし、Ｒ形状の半径Ｒ１を半径Ｒ２にし、かつ、レース１１３ａの外径よりも鏡板部１１５側のＲ形状の開始点Ａの方が圧縮機径方向内側になるように配置するためには、もとの円筒部１１６の内径ｔ１と外径ｓ１をそれぞれｔ２、ｓ２に拡大する必要があるため、圧縮１００全体が大型化するおそれがある。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００４／０６１３０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、ハウジングの耐圧性を向上しつつ、圧縮機の小型化、軽量化の要請に対応でき、しかも、スラストベアリング、ひいては装置の耐久性を向上可能なピストン式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るピストン式圧縮機は、冷媒を圧縮するピストン式圧縮機のハウジングの鏡板部と円筒部との接続部の内面の断面形状が連続したＲ形状で形成されており、鏡板部側のＲ形状の開始点が、ピストンの圧縮反力を受けるスラストベアリングのハウジングと接する側のレースまたはすべり軸受の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置していることを特徴とするものからなる。このような構成においては、従来のように、鏡板部側のＲ形状の開始点が、ピストンの圧縮反力を受けるスラストベアリングのハウジングと接する側のレースまたはすべり軸受の外径部よりも圧縮機径方向外側に位置している場合に比べ、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。また、このような構成において、レースまたはすべり軸受とハウジングとの間に、外径がレースまたはすべり軸受と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材を設ければ、レースの変形や撓み等が防止され適正な軌道面が確保されるので、スラストベアリングの耐久性を向上することができる。
【０００９】
上記スラストベアリング支持部材は、レースまたはすべり軸受とハウジングとに密着可能な断面形状に形成されていることが好ましい。このような構成においては、スラストベアリング支持部材とレースまたはすべり軸受の間、およびスラストベアリング支持部材とハウジングとの間の隙間の形成が防止され、スラストベアリングはスラストベアリング支持部材を介してハウジングに確実に支持されるので、スラストベアリングのハウジングに接する側のレースまたはすべり軸受の変形や撓み等を効果的に防止できる。
【００１０】
上記スラストベアリング支持部材は振動吸収材から形成されることが好ましい。振動吸収材としては、たとえば樹脂等の多孔性部材を挙げることができる。
【００１１】
上記ラストベアリング支持部材とハウジングとの密着面は、前記スラストベアリングの荷重作用面よりも圧縮機径方向外側まで延びていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るピストン式圧縮機は、冷媒を二酸化炭素とし、とくに高耐圧性が要求されるピストン式圧縮機に好適である。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明に係るピストン式圧縮機によれば、従来のように、鏡板部側のＲ形状の開始点が、ピストンの圧縮反力を受けるスラストベアリングのハウジングと接する側のレースまたはすべり軸受の外径部よりも圧縮機径方向外側に位置している場合に比べ、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。
【００１４】
また、レースまたはすべり軸受とハウジングとの間に、外径がレースまたはすべり軸受と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材を設ければ、レースの変形や撓み等が防止され、スラストベアリングの耐久性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るピストン式圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係るピストン式圧縮機を示している。図１において、１はピストン式圧縮機を示している。なお、本実施態様におけるピストン式圧縮機１は、冷媒として二酸化炭素が使用される車両用空調装置用圧縮機に構成されている。ピストン式圧縮機１は、ハウジング２を有しており、ハウジング２には弁板４を介してシリンダヘッド３が接続されている。ハウジング２内には、周方向に複数のシリンダボア５が穿設されたシリンダブロック６が設けられている。また、ハウジング２内にはクランク室７が区画されており、該クランク室７内には駆動軸８が延設されている。駆動軸８には斜板９が一体回転可能に設けられている。斜板９は、駆動軸８に固定されたロータ１０に、連結部１１、ピボットピン１２を介して傾斜角可変可能に接合されている。ロータ１０は、ハウジング２に設けられたスラストベアリング１８に支持されており、ピストン１３側からの圧縮反力はスラストベアリング１８に支持されるようになっている。
【００１６】
シリンダボア５内には、ピストン１３が往復動自在に挿入されている。ピストン１３の一端は一対のシュー１４を介して斜板９に連結されている。吸入室３１内に吸入された二酸化炭素冷媒は、シリンダボア５内に流入する。そして、ピストン１３の往復動に伴い圧縮された二酸化炭素冷媒が吐出室３２内に吐出されるようになっている。
【００１７】
駆動軸８の一端は、ハウジング２の外方に突出した小径開口部１５を貫通しハウジング２外へと延びている。小径開口部１５の周囲にはベアリング１６を介して電磁クラッチ１７が設けられている。駆動軸８とハウジング２との間には、軸封装置１９が設けられている。軸封装置１９により、クランク室７側がハウジング外の大気側に対してシールされるようになっている。
【００１８】
スラストベアリング１８は、図２に示すようにハウジング２の鏡板部２０に設けられており、スラストベアリング１８は、ハウジング２側のレース２１とロータ１０側のレース２２およびローラー２３から構成されている。
【００１９】
レース２１とハウジング２の鏡板部２０との間には、レース２１の外径寸法と略同じ寸法で略円環状に形成されたスラストベアリング支持部材２４が設けられている。スラストベアリング支持部材２４は振動吸収材から形成されている。鏡板部２０と円筒部２５との接続部２６の内面の断面形状はＲ形状に形成されており、本実施態様においては、鏡板部２０側のＲ形状の開始点Ａは、レース２１の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置している。また、スラストベアリング支持部材２４の鏡板部２０側の面２４ａは、鏡板部２０から円筒部２５に至る接続部２６の内面形状に沿うように形成されており、一方、レース２１側の面２４ｂは平坦面に形成されている。つまり、スラストベアリング支持部材２４は鏡板部２０およびレース２１に密着可能な断面形状に形成されている。また、スラストベアリング支持部材２４とハウジング２との密着面はスラストベアリング１８の荷重作用点よりも圧縮機径方向外側まで延びている。
【００２０】
本実施態様においては、鏡板部２０側のＲ形状の開始点Ａが、レース２１の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置しているので、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。また、レース２１とハウジング２の鏡板部２０との間には、外径がレース２１と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材２４が設けられており、レース２１はスラストベアリング支持部材２４に支持されレース２１の変形や撓み等が防止され適正な軌道面が確保されるので、スラストベアリング１８の耐久性を向上することができる。
【００２１】
また、本実施態様においては、スラストベアリング支持部材２４は、レース２１とハウジング２とに密着可能な断面形状に形成されているので、スラストベアリング支持部材２４とレース２１との間、およびスラストベアリング支持部材２４とハウジング２との間の隙間の形成が防止され、スラストベアリング１８はスラストベアリング支持部材２４を介してハウジング２に確実に支持されるので、スラストベアリング１８のレース２１の変形や撓み等をより効果的に防止できる。また、スラストベアリング支持部材２４とハウジング２との密着面はスラストベアリング１８の荷重作用点よりも圧縮機径方向外側まで延びているので、スラストベアリング１８へ作用する荷重はスラストベアリング支持部材２４を介してハウジング２に確実に支持される。
【００２２】
図３は、本発明の第２実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部を示している。なお、上記第１実施態様と共通する部位には、図１と同一の符号を付することにより説明を省略する（後述の以下の実施例においても同様とする）。本実施態様においてもスラストベアリング支持部材２７は、レース２１の外径寸法と略同じ寸法で略円環状に形成されている。また、スラストベアリング支持部材２７は振動吸収材から形成されており、図３に示すように、スラストベアリング支持部材２７のハウジング２の鏡板部２０側の面２７ａは、鏡板部２０から円筒部２５に至る接続部２６の内面形状に沿うように形成されており、一方、スラストベアリング指示部材２７のレース２１側の面２７ｂは平坦面に形成されている。つまり、スラストベアリング支持部材２７は鏡板部２０およびレース２１に密着可能な断面形状に形成されている。また、本実施態様においては、スラストベアリング支持部材２７の内径は、レース２１の内径と略同じに形成されている。
【００２３】
本実施態様においても、鏡板部２０側のＲ形状の開始点Ａが、レース２１の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置しているので、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。また、レース２１とハウジング２の鏡板部２０との間には、外径がレース２１と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材２７が設けられており、さらに、スラストベアリング支持部材２７はハウジング２の鏡板部２０およびレース２１に密着可能な断面形状に形成されているので，スラストベアリング支持部材２７とレース２１および鏡板部２０の間に隙間が形成されなくなる。したがって、レース２１はスラストベアリング支持部材２４に支持され、レース２１の変形や撓み等が防止され適正な軌道面が確保されるので、スラストベアリング１８の耐久性を向上することができる。また、スラストベアリング支持部材２７とハウジング２との密着面はスラストベアリング１８の荷重作用点よりも圧縮機径方向外側まで延びているので、スラストベアリング１８へ作用する荷重はスラストベアリング支持部材２７を介してハウジング２に確実に支持される。
【００２４】
図４は、本発明の第３実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部を示している。ストベアリング支持部材２８は、レース２１の外径寸法と略同じ寸法で略円環状に形成されている。また、スラストベアリング支持部材２８は振動吸収材から形成されており、図４に示すようにスラストベアリング支持部材２８のレース２１側の面２８ｂは平坦面に形成されている。一方、本実施態様においては、スラストベアリング支持部材２８のハウジング２側の面２８ａの外径側は反ハウジング側に傾斜する傾斜面２８ｃに形成されている。
【００２５】
本実施態様においても、鏡板部２０側のＲ形状の開始点Ａが、レース２１の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置しているので、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。また、レース２１とハウジング２の鏡板部２０との間には、外径がレース２１と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材２８が設けられているので、レース２１はスラストベアリング支持部材２８に支持されレース２１の変形や撓み等が防止され適正な軌道面が確保され、スラストベアリング１８の耐久性を向上することができる。また、本実施態様においては、面２８ａの外径側は傾斜面２８ｃに形成されている。したがってので、接続部２６のＲ形状が変更され、Ｒ形状の開始点Ａの位置が圧縮機径方内側に変動される場合においても、スラストベアリング支持部材２８の圧縮機径方向の外端の接続部２６への接触が防止される。なお、スラストベアリング支持部材２８に傾斜面２８ｃを形成する場合においても、スラストベアリング支持部材２８を比較的剛性の高い材料から形成すればスラストベアリング支持部材２８の変形や撓み防止できるので、レース２１による適正な軌道面の確保が阻害されるおそれはない。
【００２６】
図５は、本発明の第４実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部を示している。スラストベアリング支持部材２９は、レース２１の外径寸法と略同じ寸法で略円環状に形成されている。また、スラストベアリング支持部材２９は振動吸収材から形成されており、図５に示すように鏡板部２０およびレース２１に密着可能な断面形状に形成されている。また、本実施態様においては、図５に示すように、スラストベアリング支持部材２９のハウジング２の鏡板部２０側の面２９ａ、スラストベアリング支持部材２９のレース２１側の面２９ｂはともに平坦面に形成されている。このため、面２９ａと接続部２６との間には隙間Ｂが形成されている。
【００２７】
本実施態様においても、上記第１実施態様の作用に準じ、鏡板部２０側のＲ形状の開始点Ａが、レース２１の外径部よりも圧縮機径方向内側に位置しているので、とくに圧縮機径方向の寸法を縮小することができる。また、レース２１とハウジング２の鏡板部２０との間には、外径がレース２１と略同じ寸法の略円環状のスラストベアリング支持部材２９が設けられており、レース２１はスラストベアリング支持部材２９に支持されレース２１の変形や撓み等が防止され適正な軌道面が確保されるので、スラストベアリング１８の耐久性を向上することができる。また、本実施態様においては、スラストベアリング支持部材２９の面２９ａ、２９ｂはともに平坦面に形成され、ハウジング２の鏡板部２０と面２９ａとの間には必然的に隙間Ｂが形成されるが、スラストベアリング支持部材２９を比較的剛性の高い材料から形成すれば、スラストベアリング支持部材２９の変形や撓みを防止できる。
【００２８】
図６は、本発明の第５実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部を示している。本実施態様においては、スラストベアリング１８のローラー２３は直接スラストベアリング支持部材３０に当接されており、スラストベアリング支持部材３０がスラストベアリング２８のハウジング２５側のレースの機能を備えている。
【００２９】
本実施態様においても、上記第１実施態様の作用に準じ、ハウジングの耐圧性を向上しつつ、装置の小型化、軽量化の要請を損なうことなくスラストベアリング３０の耐久性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係るピストン式圧縮機は、たとえば車両用空調装置のピストン式圧縮機、とくに二酸化炭素冷媒用圧縮機として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施態様に係るピストン式圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第５実施態様に係るピストン式圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【図７】従来のピストン式圧縮機の縦断面図である。
【図８】図７の圧縮機のスラストベアリング設置部の部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  開放型ピストン式圧縮機
２  ハウジング
３  シリンダヘッド
４  弁板
５  シリンダボア
６  シリンダブロック
７  クランク室
８  駆動軸
９  斜板
１０  ロータ
１１  連結部
１２  ピボットピン
１３  ピストン
１４  シュー
１５  小径開口部
１６  ベアリング
１７  電磁クラッチ
１８  スラストベアリング
１９  軸封装置
２０  ハウジングの鏡板部
２１、２２  レース
２３  ローラー
２４、２７、２８、２９、３０  スラストベアリング支持部材
２５  円筒部
２６  接続部
２４ａ、２４ｂ、２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂ  面
２８ｃ  傾斜面
３１  吸入室
３２  吐出室
【図１】
2009057858.tif 000003
【図２】
2009057858.tif 000004
【図３】
2009057858.tif 000005
【図４】
2009057858.tif 000006
【図５】
2009057858.tif 000007
【図６】
2009057858.tif 000008
【図７】
2009057858.tif 000009
【図８】
2009057858.tif 000010