JP2002081382A

JP2002081382A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2002081382A
Application number: JP2001202575A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Hidaka; 茂之日高; Masahiko Okada; 昌彦岡田; Kazue Murao; 和重村尾
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮機の取付けに伴う圧縮室の変形を抑制して
圧縮機構の滑らかな駆動を確保できる圧縮機を提供す
る。【解決手段】圧縮室を形成し得る圧縮ハウジング（１）
の外周部に位置し、取付ボルト（６４）が挿通する挿通
孔（６１ａ、６２ａ）を有し、取付け時の変形を抑制す
る高剛性部（６３）を備える取付部（６０）が設けられ
ていることを特徴とする圧縮機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取付構造を工夫し
て、ピストン、スクロール、ベーン等の圧縮可動部材が
滑らかに可動するようにした圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機は、使用される機器により種々の
構造、機構、形態等をもつ。例えば、自動車用圧縮機
（例えば、エアコン用圧縮機）として代表的なものに、
軸方向に複数のピストンが往復動して冷媒ガスを圧縮す
る形式のもの、固定スクロールに対して可動スクロール
が旋回することで冷媒ガスを圧縮する形式のもの等があ
る。このような圧縮機は、コンパクトで高効率であり、
車載用として適している。

【０００３】ところで、例えば、自動車用圧縮機を取付
ける場合、圧縮機から突出した取付部をエンジン側のボ
スにボルト固定することが多い。例えば、実開平２−４
３４７８号公報では、圧縮機の軸方向と直交する方向に
延びる円筒状取付部（２箇所）にボルトを挿通させて圧
縮機をエンジン側壁に固定している。また、実開平７−
１４１７８号公報では、装着孔（装着溝）を有する板状
の取付部（４箇所）にボルトを挿通させて、圧縮機をエ
ンジン側のボスに固定している。このような従来の圧縮
機の取付構造からも解るように、圧縮機を安定して固定
したり仮組付け等を可能にして組付け性を向上させたり
するために、圧縮機の略中央にあるハウジングに少なく
とも１箇所、取付部を設けることがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、圧縮機の略
中央に位置する圧縮ハウジング内には、ピストン等の圧
縮可動部材が作動する圧縮室が形成されている。そし
て、その圧縮可動部材が高精度に作動することにより、
冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出が行われている。そして、
この圧縮ハウジングに設けた取付部で圧縮機をエンジン
ブロック等にボルトで固定すると、取付部は、ボルトに
よる締付力や圧縮機の自重、運転中の振動等により様々
な応力を受け、その応力に応じた変形（歪み、撓み等）
を生じる。その変形は、取付部と一体なった圧縮ハウジ
ングに波及し、圧縮ハウジング内にある圧縮室の真円
度、円筒度、同軸度等を歪ませることになる。圧縮室で
圧縮可動部材に所望の動作を安定的に行わせるには、圧
縮ハウジングの変形は、極力小さいことが望ましい。

【０００５】本発明の圧縮機は、このような事情に鑑み
て為されたものである。つまり、圧縮ハウジングに設け
られた取付部を工夫して、圧縮機の取付け時に生じる取
付部や圧縮ハウジング、ひいては圧縮室の変形を抑制し
て、圧縮可動部材の安定した作動を確保できる圧縮機を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、この課題を
解決するため試行錯誤を繰返し、取付部に高剛性部を設
けることにより、それらの取付に起因した変形を極力小
さくすることを思いつき、本発明の圧縮機を開発するに
至ったものである。

【０００７】すなわち、本発明の圧縮機は、圧縮室を形
成し得るハウジングと、該圧縮ハウジングの一端側に配
設されるサイドハウジングと、駆動力を受けて回転する
入力軸と、該入力軸の回転により駆動されて該圧縮室内
を可動する圧縮可動部材と、挿着孔を有し該挿着孔を挿
通する取付けボルトにより被取付体に取付けられる取付
部とを備える圧縮機において、前記取付部は、前記圧縮
ハウジングの外周部に位置し取付け時の変形を抑制する
高剛性部を有することを特徴とする。

【０００８】圧縮ハウジングに設けられた取付部は、高
剛性部を有するため、圧縮機がボルトにより被取付体
（例えば、エンジン等）に取付けられた際も、その取付
部の変形（歪み、撓み等）が抑制される。その結果、圧
縮機の取付けに伴う圧縮ハウジングの変形、さらにはそ
の内部の圧縮室の変形が抑制されて、圧縮可動部材の安
定した作動が確保される。これにより、本発明の圧縮機
によれば、圧縮効率の向上や駆動損失の低減等を図れ
る。この取付部は、一体構造でも分割構造でも良い。例
えば、取付部を一体構造とする場合なら、圧縮ハウジン
グの鋳造時に高剛性の円筒状部材を一緒に鋳込んで成形
しても良い。

【０００９】また、取付部を分割構造とする場合なら、
より具体的には次にようにすることができる。すなわ
ち、圧縮室を形成し得るハウジングと、該圧縮ハウジン
グの一端側に配設されるサイドハウジングと、駆動力を
受けて回転する入力軸と、該入力軸の回転により駆動さ
れて該圧縮室内を可動する圧縮可動部材と、挿着孔を有
し該挿着孔を挿通する取付けボルトにより被取付体に取
付けられる取付部とを備える圧縮機において、前記取付
部は、前記シリンダハウジングの外周部から突出し取付
けボルトが同軸的に挿通する挿着孔を有する少なくとも
１対の平行な取付片と、該取付片の間に嵌挿され該取付
片より高剛性のブッシュと、からなることを特徴とする
圧縮機とすることができる。これにより、圧縮ハウジン
グと一体となった取付片の変形を抑制できる。その結
果、圧縮ハウジング内の圧縮室の変形を抑制でき、圧縮
可動部材のスムーズな作動や駆動を確保できる。

【００１０】なお、本発明に係る圧縮機は、上記要件を
満たす限り種々の形態のものに適用できる。代表的な圧
縮機として、ピストンの往復摺動により、圧縮動作を行
うものがある。より具体的には、例えば、前記圧縮室を
シリンダとし、前記圧縮ハウジングを軸方向に延在し環
状に配設された複数の該シリンダを備えるシリンダハウ
ジングとし、前記圧縮可動部材を該シリンダハウジング
のシリンダ内に摺動自在に配設されたピストンとし、さ
らに、該ピストンを前記入力軸の回転により往復動させ
るピストン駆動手段を備えた圧縮機である。さらに、こ
のような圧縮機には、斜板式やワッブル式、両頭式や片
頭式、可変容量式や固定容量式等種々あり、何れでも良
い。

【００１１】さらに、本発明は、スクロール型圧縮機や
ベーン型圧縮機等にも利用できる。このような場合、例
えば、渦巻状のスクロール（圧縮可動部材）を収納する
圧縮ハウジングやベーン（圧縮可動部材）を収納する圧
縮ハウジングの変形が抑制、防止され、それら圧縮可動
部材のスムーズな作動が確保される。なお、本発明の圧
縮機は、自動車用圧縮機やエアコン用圧縮機に限られる
ものではない。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の圧縮機に係る実施形態を
挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。前述の高剛性
部やブッシュは、全体的または部分的に高剛性であれば
良い。それらは、高ヤング率の材質を用いて材質面から
剛性を向上させるものでも良いし、断面積や断面２次モ
ーメント等を拡大させて形状面から剛性を向上させるも
のでも良いし、材質と形状の両面から剛性を向上させる
ものでも良い。例えば、前記ブッシュは、前記取付片よ
りヤング率の大きい材質からなると、好適である。高ヤ
ング率のブッシュ（またはスリーブ）を取付部の中間に
介在させるようにすると、容易に高剛性部をもつ取付部
を形成することができる。

【００１３】ここで、ブッシュの材質は、取付片の材質
との相関で決れば良い。例えば、取付片がアルミニウム
合金製である場合、ブッシュは、それよりヤング率の大
きい鋼製、鋳鉄製、チタン製等とすることができる。ま
た、取付片がマグネシウム合金製である場合は、それよ
りヤング率の大きい鋼製、鋳鉄製、チタン製、アルミニ
ウム合金等とすることができる。

【００１４】特に、前記取付片はアルミニウム合金製で
あり、前記ブッシュは鋼製であると、好適である。軽量
化やコスト等の要請から圧縮機のハウジングはアルミニ
ウム合金製（鋳造製を含む）とされることが多く、それ
と一体的に設けられた取付片もアルミニウム合金製であ
る場合が多い。それらの間に取付片に対してヤング率が
約３倍のブッシュを介在させると、取付部全体の剛性が
急激に上昇し、取付片は勿論、圧縮ハウジングやその内
部の圧縮室の変形を著しく抑制できる。

【００１５】なお、取付片の厚みを比較的薄くすると、
圧縮ハウジングの変形を小さくでき、好ましい。具体的
には、取付片の厚さをブッシュの長さよりも十分小さく
したり、挿着孔の直径よりも小さくすると好ましい。さ
らに、圧縮機を自動車のエンジン等に固定する際に、圧
縮ハウジングに設けた取付部と併せてサイドハウジング
にも取付部を設けると、圧縮ハウジングの取付部に作用
する荷重を軽減でき、圧縮ハウジングやその内部の圧縮
室の変形を抑制することができる。つまり、本発明の圧
縮機は、前記サイドハウジングの外周部に位置し取付け
ボルトが挿通する挿着孔を有する第２取付部をさらに備
えると、好適である。この第２取付部は、圧縮室を内在
しないサイドハウジングに設けられるため、圧縮ハウジ
ングや圧縮室の変形に殆ど影響を及さない。その結果、
圧縮機は、圧縮可動部材のスムーズな作動が確保されつ
つ、圧縮ハウジングの取付部とサイドハウジングの第２
取付部とにより一層安定して固定されることになる。

【００１６】さらに、この第２取付部は、圧縮ハウジン
グの前端側に配設されたフロントハウジング（サイドハ
ウジングの一つ）の外周部の少なくとも２箇所から平行
に突出した筒状取付体からなると、好適である。また、
第２取付部は、筒状取付体であるため剛性が高く、締付
け固定した際の変形等も少ない。また、この筒状取付体
が２箇所以上で平行に突出しているため、前述の圧縮ハ
ウジングに設けた取付部と併せて、圧縮機を３箇所以上
でより安定して支持できる。

【００１７】また、第２取付部に圧縮機の自重等を負担
させる場合、圧縮ハウジングの取付部は、圧縮機をエン
ジン等に搭載する際の仮固定手段として使用することも
できる。仮固定手段を設けることにより、圧縮機の取付
け作業が容易となる。また、圧縮ハウジングに設けられ
る取付部やサイドハウジングに設けられる第２取付部の
配設位置、配設個数、配設方向、配設形状等は、被取付
体との相関により決ることであり、特に限定されるもの
ではない。

【００１８】また、取付部の挿着孔は、完全に閉じた孔
形状に限られるものではなく、一部が開放したＵ字型ま
たはコ字型の溝形状（挿着溝）の場合も含む。また、ブ
ッシュも、円筒状や角筒状の他、Ｕ字型やコ字型の溝形
状をしていても良い。また、挿着孔を挿通するボルト
は、通常の頭付ボルトの他、被取付体側に埋込まれたス
タッドボルトであっても良い。スタッドボルトを使用す
ると、圧縮機の仮取付けが容易にでき、また、ナットを
スパナ等で締付ければ良いため、大きな取付作業スペー
スを必要としない。

【００１９】

【実施例】以下に本発明に係る圧縮機の実施例を挙げ
て、本発明を具体的に説明する。本発明の実施例である
可変容量型斜板式圧縮機Ｃ（以下、単に「圧縮機Ｃ」と
称する。）の全体を図１に示す。可変容量型斜板式圧縮
機Ｃのハウジングは、内部に複数のシリンダ１（圧縮室
に相当）と軸孔２とが形成されたシリンダブロック１０
（シリンダハウジングまたは圧縮ハウジングに相当）
と、その前端に設けられ軸孔２１が形成されたカップ状
のフロントハウジング２０（サイドハウジング）と、シ
リンダブロック１０の後端に設けられ、図示しない吸入
弁、弁板、吐出弁及びリテーナを挟持するリアハウジン
グ３０とからなる。

【００２０】シリンダブロック１０とフロントハウジン
グ２０とにより形成される斜板収容室２２の中央には、
その前端から後方に向けて入力軸１２が延在している。
入力軸１２は、シリンダブロック１０の軸孔２内にある
ラジアル軸受３により後端側が支承され、フロントハウ
ジング２０の軸孔２１内にあるラジアル軸受２４と軸封
装置２３によりその前端側が支承されている。また、入
力軸１２の前端には、プーリ４１がそれと一体となった
ボス４０を介してボルト４２により固定されている。な
お、プーリ４１は、フロントハウジング２０の前端外周
に設けた軸受４３により支承されている。このプーリ４
１には図示しないエンジン側のクランクプーリからベル
ト４４が巻き掛けられ、その駆動力を受けて入力軸１２
が回転するようになっている。

【００２１】斜板収容室２２内では、入力軸１２にラグ
プレート２６が固定されており、ラグプレート２６はス
ラスト軸受２５を介してフロントハウジング２０の内壁
と摺動可能に当接している。ラグプレート２６は、後方
に突出した一対のアーム２７を有し、各アーム２７には
円筒状内面をもつガイド孔２８が貫設されている。この
ラグプレート２６の後方に、入力軸１２を挿通している
斜板１６が配設され、斜板１６は前方に突出した一対の
ガイドピン１１を有する。ガイドピン１１は、その先端
に球状のガイド部２９をもち、ガイド部２９は、ラグプ
レート２６のガイド孔２８に摺動可能に嵌入されてい
る。

【００２２】このようにラグプレート２６のアーム２７
と斜板１６のガイドピン１１との配設関係により、ラグ
プレート２６が入力軸１２と一体となって回転すると、
斜板１６がラグプレート２６と同期回転をする。但し、
ガイド部２９は、ガイド孔２８内を移動することができ
るため、斜板１６は圧縮機の運転状況に応じてその傾斜
角を変更可能である。この斜板１６の揺動回転は、その
前後周縁で対をなすシュー１５を介して、シリンダ１内
のピストン１９（圧縮可動部材に相当）の往復動に変換
される。そして、斜板１６の傾斜角が変化すると、ピス
トン１９のストロークが変化し、圧縮（吐出）容量が変
化する。こうして、圧縮機Ｃが得られる。なお、本発明
でいうピストン駆動手段には、本実施例では、斜板１６
とシュー１５とが相当する。

【００２３】ところで、本実施例の圧縮機Ｃは、図１に
示すように、貫通した挿着孔５０ａ、５１ａを備える第
２取付部５０、５１と取付部６０とにより、被取付体で
あるエンジンブロックに取付けられる。図２に示すよう
に、第２取付部５０、５１は、フロントハウジング２０
の外周部の上下２箇所に圧縮機Ｃの軸方向と直交する方
向に平行して一体的に設けられた、略円筒状の筒状取付
体である。そして、ワッシャ５２を介してボルト５３に
より、それぞれエンジンブロックのボス１５０、１５１
（被取付体）に取付けられる。

【００２４】次に、取付部６０は、図１およぶ図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、シリンダブロック１０の
やや後方の上部中央に位置し、圧縮機Ｃの軸方向と直交
する方向に設けられている。なお、図３（ａ）は図１の
II−II断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の位置II
Iにおける部分断面図である。取付部６０は、シリンダ
ブロック１０から突出して貫通した挿着孔６１ａ、６２
ａを備える１対の平行な板状の取付片６１、６２と、そ
の取付片６１、６２の間に嵌挿され下向き凹型（下向き
コの字型）断面をもつブッシュ６３とからなる。そし
て、取付部６０は、取付片６２の挿着孔６２ａからブッ
シュ６３を介して取付片６１の挿着孔６１ａに挿通する
頭付ボルト６４（取付けボルト）により、ワッシャ６５
を介してエンジンブロックのボス１５３に取付けられ
る。

【００２５】このとき、取付片６１、６２はシリンダブ
ロック１０と同材質のアルミニウム合金製であるのに対
し、ブッシュ６３はそれらに対して約３倍のヤング率を
もつ鋼製であるため、取付部６０の剛性は全体的に大き
く向上する。この結果、頭付ボルト６４で締付け固定し
ても、取付片６１、６２の圧縮、撓み等の変形量は僅か
であり、シリンダ１の変形も小さく、ピストンのスムー
ズな往復摺動が確保される。

【００２６】なお、このブッシュ６３に代えて、円筒状
または角筒状のブッシュ（スリーブ）を用いても良い
し、ブッシュが取付片に当接するフランジ面を有しても
良い。また、上述の実施例では、ブッシュを取付片間に
嵌挿させたが、逆でも良い。つまり、ブッシュの両端に
フランジ面を設け（軸方向コの字型断面）、そのフラン
ジ面間で取付片を嵌挿するようにしても良い。また、上
述の実施例では、取付部６０をシリンダブロック１０に
１箇所だけ設けたが、上下方向に複数設けても良い。ま
た、上述の実施例では、圧縮機Ｃの軸方向と直交する方
向に取付けたが、エンジン側のボスやステーの形状によ
り、圧縮機Ｃの軸方向に平行する方向に取付けても良
い。また、フロントハウジング２０に第２取付部５０を
設けたが、これをリアハウジング３０に設けても良い。

【００２７】次に、本発明に係る別の実施例であるスク
ロール型圧縮機Ｓを図４および図５に示す。スクロール
型圧縮機Ｓは、圧縮ハウジング１０３内に設けられたス
クロール圧縮機構１１０が、サイドハウジング１０１に
収納されたモータ１０２によって駆動される電動圧縮機
である。スクロール圧縮機構１１０は、圧縮ハウジング
１０３に一体的に形成された固定スクロール１１１と、
固定スクロール１１１に噛合してモータ１０２により回
転駆動される旋回スクロール１１２とで構成される。

【００２８】ところで、図５に示すように、圧縮ハウジ
ング１０３には一対の取付片１０５、１０６が設けられ
ており、図３に示した場合と同様に、その取付片１０
５、１０６の間には、高剛性のブッシュ６３が嵌挿され
る。そして、取付片１０５、１０６およびブッシュ６３
は、ワッシャ６５を介して頭付ボルト６４によってエン
ジンブロックのボス１５３に取付けられる。こうして、
この場合も、圧縮ハウジング１０３や固定スクロール１
１１の変形が効果的に抑制され、旋回スクロール１１２
のスムーズな旋回運動が確保される。なお、図３に示し
たものと同様の部材には、同じ符号を付して図５に示し
た。

【００２９】

【発明の効果】本発明の圧縮機によれば、圧縮機の取付
けに伴う圧縮ハウジングや圧縮室の変形を抑制でき、圧
縮可動部材の滑らかな作動を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る可変容量型斜板式圧縮機
を示す全体断面図である。

【図２】フロントハウジングに設けた第２取付部による
取付状況を示した、図１のI視図である。

【図３】シリンダブロックに設けた取付部を示した図で
あり、同図（ａ）は図１のII−II断面図であり、同図
（ｂ）は図３（ａ）の位置IIIにおける部分断面図であ
る。

【図４】本発明の別の実施例に係るスクロール型圧縮機
を示す全体断面図である。

【図５】圧縮ハウジングに設けた取付部を示した図であ
る。

【符号の説明】

１シリンダ（圧縮室）１０シリンダブロック（圧縮ハウジン
グ）９ピストン（圧縮可動部材）１２入力軸２０フロントハウジング（サイドハウジ
ング）１６斜板（ピストン駆動手段）６０取付部６１ａ、６２ａ挿着孔６３ブッシュ（高剛性部）６１、６２、１０５、１０６取付片６４頭付ボルト（取付けボルト）１０１サイドハウジング１０３圧縮ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村尾和重愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AA05 AB07 AC03 AD01 CD01 CD03 CE05 3H029 AA02 AA05 AA16 AB03 BB32 BB44 CC02 CC09 CC38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮室を形成し得る圧縮ハウジングと、該
圧縮ハウジングの一端側に配設されるサイドハウジング
と、駆動力を受けて回転する入力軸と、該入力軸の回転
により駆動されて該圧縮室内を可動する圧縮可動部材
と、挿着孔を有し該挿着孔を挿通する取付けボルトによ
り被取付体に取付けられる取付部とを備える圧縮機にお
いて、前記取付部は、前記圧縮ハウジングの外周部に位置し取
付け時の変形を抑制する高剛性部を有することを特徴と
する圧縮機。
【請求項２】圧縮室を形成し得るハウジングと、該圧縮
ハウジングの一端側に配設されるサイドハウジングと、
駆動力を受けて回転する入力軸と、該入力軸の回転によ
り駆動されて該圧縮室内を可動する圧縮可動部材と、挿
着孔を有し該挿着孔を挿通する取付けボルトにより被取
付体に取付けられる取付部とを備える圧縮機において、前記取付部は、前記シリンダハウジングの外周部から突
出し取付けボルトが同軸的に挿通する挿着孔を有する少
なくとも１対の平行な取付片と、該取付片の間に嵌挿さ
れ該取付片より高剛性のブッシュと、からなることを特
徴とする圧縮機。
【請求項３】前記圧縮室はシリンダであり、前記圧縮ハウジングは軸方向に延在し環状に配設された
複数の該シリンダを備えるシリンダハウジングであり、前記圧縮可動部材は該シリンダハウジングのシリンダ内
に摺動自在に配設されたピストンであり、さらに、該ピストンを前記入力軸の回転により往復動さ
せるピストン駆動手段を備える請求項１または２記載の
圧縮機。
【請求項４】前記ブッシュは、前記取付片よりヤング率
の大きい材質からなる請求項２記載の圧縮機。
【請求項５】前記取付片はアルミニウム合金製であり、
前記ブッシュは鋼製である請求項４記載の圧縮機。
【請求項６】さらに、前記サイドハウジングの外周部に
位置し取付けボルトが挿通する挿着孔を有する第２取付
部を備える請求項１または２記載の圧縮機。
【請求項７】前記第２取付部は、前記圧縮ハウジングの
前端側に配設されたフロントハウジングの外周部の少な
くとも２箇所から平行に突出した筒状取付体からなる請
求項６記載の圧縮機。