JP2003129951A - 可変容量圧縮機 - Google Patents
可変容量圧縮機Info
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- JP2003129951A JP2003129951A JP2001328092A JP2001328092A JP2003129951A JP 2003129951 A JP2003129951 A JP 2003129951A JP 2001328092 A JP2001328092 A JP 2001328092A JP 2001328092 A JP2001328092 A JP 2001328092A JP 2003129951 A JP2003129951 A JP 2003129951A
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 揺動板型可変容量圧縮機において、揺動板の
回り止め機構を等速自在継ぎ手によって構成し、構造が
簡素で安価に製造することができるものとする。 【解決手段】 ピストン8を駆動する揺動板6の球形の
外周面に直接に複数本の案内溝6aを形成すると共に、
それに対応するハウジング1の内面に直接に駆動軸4と
平行な複数本の案内溝1aを形成し、案内溝1a及び6
aの間にそれぞれ1個の鋼球15を挿入して、リテーナ
17によって全ての鋼球15の中心を同一の平面上に配
列させることにより等速自在継ぎ手を構成する。それに
よって、ドライブプレート5が駆動軸4と共に回転する
ときに揺動板6が行う運動は純粋の揺動運動となり、往
復回転運動の成分を全く含まないから、振動及び騒音の
原因とならない。このように、回り止め機構が揺動板6
の外周部に形成されるので、中心部に複雑な構造部分を
設ける必要がない。
回り止め機構を等速自在継ぎ手によって構成し、構造が
簡素で安価に製造することができるものとする。 【解決手段】 ピストン8を駆動する揺動板6の球形の
外周面に直接に複数本の案内溝6aを形成すると共に、
それに対応するハウジング1の内面に直接に駆動軸4と
平行な複数本の案内溝1aを形成し、案内溝1a及び6
aの間にそれぞれ1個の鋼球15を挿入して、リテーナ
17によって全ての鋼球15の中心を同一の平面上に配
列させることにより等速自在継ぎ手を構成する。それに
よって、ドライブプレート5が駆動軸4と共に回転する
ときに揺動板6が行う運動は純粋の揺動運動となり、往
復回転運動の成分を全く含まないから、振動及び騒音の
原因とならない。このように、回り止め機構が揺動板6
の外周部に形成されるので、中心部に複雑な構造部分を
設ける必要がない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として空調装置
において任意の量の冷媒を圧縮するために使用される可
変容量圧縮機に係り、その中でも、駆動軸に対して傾斜
した揺動板を備えていて、その揺動板によって複数個の
ピストンが往復運動をさせられると共に、吐出容量を変
化させるために揺動板の傾斜角度が無段階に変更可能と
なっている形式の、所謂「揺動板型可変容量圧縮機」に
関する。
において任意の量の冷媒を圧縮するために使用される可
変容量圧縮機に係り、その中でも、駆動軸に対して傾斜
した揺動板を備えていて、その揺動板によって複数個の
ピストンが往復運動をさせられると共に、吐出容量を変
化させるために揺動板の傾斜角度が無段階に変更可能と
なっている形式の、所謂「揺動板型可変容量圧縮機」に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の揺動板型可変容量圧縮機において
は、揺動板の自転を阻止する回り止め機構として、例え
ば特許第2943935号公報に記載されているよう
に、揺動板の外周の一箇所から半径方向に突出している
フォーク状の挟持部を、駆動軸に対して平行となるよう
にケーシングの内面に取り付けられた1本のガイドレー
ルに摺動可能に係合させたものが一般的に用いられてい
る。しかしながら、このタイプの回り止め機構を使用す
ると、揺動板の運動が回転方向成分を全く含まない純粋
な揺動運動とはならず、揺動運動の他に、微小な角度の
往復回転運動である回転振動が発生する。この回転振動
は、駆動軸が高速で回転する時に、回り止め機構におけ
る挟持部とガイドレールの係合部分のような摺動部分の
荷重を増加させるとか、圧縮機全体の振動を増大させる
というような好ましくない問題を発生する。
は、揺動板の自転を阻止する回り止め機構として、例え
ば特許第2943935号公報に記載されているよう
に、揺動板の外周の一箇所から半径方向に突出している
フォーク状の挟持部を、駆動軸に対して平行となるよう
にケーシングの内面に取り付けられた1本のガイドレー
ルに摺動可能に係合させたものが一般的に用いられてい
る。しかしながら、このタイプの回り止め機構を使用す
ると、揺動板の運動が回転方向成分を全く含まない純粋
な揺動運動とはならず、揺動運動の他に、微小な角度の
往復回転運動である回転振動が発生する。この回転振動
は、駆動軸が高速で回転する時に、回り止め機構におけ
る挟持部とガイドレールの係合部分のような摺動部分の
荷重を増加させるとか、圧縮機全体の振動を増大させる
というような好ましくない問題を発生する。
【0003】これは前述の回り止め機構が所謂「等速
性」を有していないためであって、よく知られているフ
ックジョイントのような等速性を有しない自在継ぎ手機
構においては、入力軸に一定速度の回転運動を加えて
も、入力軸に対して出力軸が傾斜している場合には、出
力軸に一定速度の回転運動が現れず、回転速度が変動す
る回転運動が取り出されるのと同じ理由による。この問
題は、車両用等の冷媒用圧縮機において近年特に必要性
が高まってきている高度の静粛性や信頼性、或いは小型
軽量化を実現する上で障害となっている。
性」を有していないためであって、よく知られているフ
ックジョイントのような等速性を有しない自在継ぎ手機
構においては、入力軸に一定速度の回転運動を加えて
も、入力軸に対して出力軸が傾斜している場合には、出
力軸に一定速度の回転運動が現れず、回転速度が変動す
る回転運動が取り出されるのと同じ理由による。この問
題は、車両用等の冷媒用圧縮機において近年特に必要性
が高まってきている高度の静粛性や信頼性、或いは小型
軽量化を実現する上で障害となっている。
【0004】一方、この問題に着目して、例えば特開平
5−133425号公報に記載されているように、揺動
板と圧縮機ハウジングを結合する回り止め機構として、
所謂「等速自在継ぎ手」を使用し、揺動板に純粋の揺動
運動のみを許すと共に往復回転運動成分の発生を阻止し
て、前述のような回り止め機構の不等速性に起因する問
題を払拭しようとする試みもなされているが、この改善
案においては揺動板の中心部に等速自在継ぎ手機構を設
けて、それによって揺動板と靜止部材である圧縮機のハ
ウジングとを連結している。この等速自在継ぎ手機構
は、駆動軸の外周に設けられて該駆動軸に対する回転と
軸方向の摺動が可能であると共に、それ自体の外周に複
数個のボールのためのガイド溝を備えているサポートス
リーブなる部材を含んでいるため、駆動軸が二重構造と
なって圧縮機の構造が複雑化するとか、体格の大型化や
製造コストの上昇を招くというような別の問題が生じ
る。
5−133425号公報に記載されているように、揺動
板と圧縮機ハウジングを結合する回り止め機構として、
所謂「等速自在継ぎ手」を使用し、揺動板に純粋の揺動
運動のみを許すと共に往復回転運動成分の発生を阻止し
て、前述のような回り止め機構の不等速性に起因する問
題を払拭しようとする試みもなされているが、この改善
案においては揺動板の中心部に等速自在継ぎ手機構を設
けて、それによって揺動板と靜止部材である圧縮機のハ
ウジングとを連結している。この等速自在継ぎ手機構
は、駆動軸の外周に設けられて該駆動軸に対する回転と
軸方向の摺動が可能であると共に、それ自体の外周に複
数個のボールのためのガイド溝を備えているサポートス
リーブなる部材を含んでいるため、駆動軸が二重構造と
なって圧縮機の構造が複雑化するとか、体格の大型化や
製造コストの上昇を招くというような別の問題が生じ
る。
【0005】さらに、このような回り止め機構を、CO
2 を冷媒に用いる圧縮機へ適用する場合について考える
と、フロンを冷媒とする圧縮機にくらべて駆動軸に加わ
るトルクが一般的に増大するため、それに伴って揺動板
の回り止め機構に加わる荷重も増大する。この場合、回
り止めの荷重を受ける部位は、駆動軸の中心に対して外
側にあるほど荷重が小さくなるため有利であるが、揺動
板の中心部に配置される回り止め機構は、圧縮機の体格
の制限から、揺動板の内側の限られた大きさの空間に配
置する必要があるため、高荷重を受ける機構として好ま
しくない条件を課せられることになる。
2 を冷媒に用いる圧縮機へ適用する場合について考える
と、フロンを冷媒とする圧縮機にくらべて駆動軸に加わ
るトルクが一般的に増大するため、それに伴って揺動板
の回り止め機構に加わる荷重も増大する。この場合、回
り止めの荷重を受ける部位は、駆動軸の中心に対して外
側にあるほど荷重が小さくなるため有利であるが、揺動
板の中心部に配置される回り止め機構は、圧縮機の体格
の制限から、揺動板の内側の限られた大きさの空間に配
置する必要があるため、高荷重を受ける機構として好ま
しくない条件を課せられることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述のような諸問題に鑑み、新規な手段によって
それらの問題を解消することを目的としている。
おける前述のような諸問題に鑑み、新規な手段によって
それらの問題を解消することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に
記載された揺動板型可変容量圧縮機を提供する。
決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に
記載された揺動板型可変容量圧縮機を提供する。
【0008】本発明の揺動板型可変容量圧縮機において
は、揺動板の回転を阻止するために揺動板の外周部に該
揺動板をハウジング側に連結する等速自在継ぎ手からな
る回り止め機構を設けているので、揺動板は往復回転運
動の成分を含まない純粋の揺動運動だけをするようにな
る。従って、この回り止め機構及び圧縮機全体から振動
や騒音等が発生することは確実に防止される。また、こ
の回り止め機構は、構成が簡素で、揺動板の中心部に複
雑な構造を設ける必要がないのと、揺動板の外周部にの
み構成されているので、製作が容易であって、コストの
上昇を招く恐れがないし、半径方向の厚さを小さくする
ことができるので、回り止め機構を含む圧縮機全体を小
型化することが可能になる。更に、揺動板側とハウジン
グ側の案内溝が鋼球を介して係合するので、摩擦が少な
くなって摺動が円滑に行なわれ、動力損失を低く抑える
ことができる。
は、揺動板の回転を阻止するために揺動板の外周部に該
揺動板をハウジング側に連結する等速自在継ぎ手からな
る回り止め機構を設けているので、揺動板は往復回転運
動の成分を含まない純粋の揺動運動だけをするようにな
る。従って、この回り止め機構及び圧縮機全体から振動
や騒音等が発生することは確実に防止される。また、こ
の回り止め機構は、構成が簡素で、揺動板の中心部に複
雑な構造を設ける必要がないのと、揺動板の外周部にの
み構成されているので、製作が容易であって、コストの
上昇を招く恐れがないし、半径方向の厚さを小さくする
ことができるので、回り止め機構を含む圧縮機全体を小
型化することが可能になる。更に、揺動板側とハウジン
グ側の案内溝が鋼球を介して係合するので、摩擦が少な
くなって摺動が円滑に行なわれ、動力損失を低く抑える
ことができる。
【0009】より具体的に、請求項2の揺動板型可変容
量圧縮機においては、ハウジングの内面を円筒形とし
て、それに駆動軸に対して平行な複数本の案内溝を形成
すると共に、それに対応する揺動板の外周面を球形とし
て、それにも同数の案内溝を形成して、それらの案内溝
の間にそれぞれ鋼球を挿入し、リテーナによって全ての
鋼球の中心を同一の平面上に配列させるという「ダブル
オフセット型」の等速自在継ぎ手に似た機構を揺動板の
外周部に構成することにより、部品の数を減少させて構
成を簡素化し、体格を小型化して製作を容易にすると共
に、低コスト化することができる。
量圧縮機においては、ハウジングの内面を円筒形とし
て、それに駆動軸に対して平行な複数本の案内溝を形成
すると共に、それに対応する揺動板の外周面を球形とし
て、それにも同数の案内溝を形成して、それらの案内溝
の間にそれぞれ鋼球を挿入し、リテーナによって全ての
鋼球の中心を同一の平面上に配列させるという「ダブル
オフセット型」の等速自在継ぎ手に似た機構を揺動板の
外周部に構成することにより、部品の数を減少させて構
成を簡素化し、体格を小型化して製作を容易にすると共
に、低コスト化することができる。
【0010】この場合、円環状のリテーナに、ハウジン
グの円筒形の内面に接して摺動することができる球形の
外周面と、揺動板の球形の外周面に摺動接触することが
できる球形の内周面とを設けることにより、リテーナが
球形の外周面によってハウジングの内面に常に線接触す
ると共に、球形の内周面によって揺動板の外周面に摺動
接触することができるので、それらの部分においては過
大な隙間なしに円滑な摺動が生じる。従って、回り止め
機構から振動及び騒音が発生する可能性は、この面から
も減少する。
グの円筒形の内面に接して摺動することができる球形の
外周面と、揺動板の球形の外周面に摺動接触することが
できる球形の内周面とを設けることにより、リテーナが
球形の外周面によってハウジングの内面に常に線接触す
ると共に、球形の内周面によって揺動板の外周面に摺動
接触することができるので、それらの部分においては過
大な隙間なしに円滑な摺動が生じる。従って、回り止め
機構から振動及び騒音が発生する可能性は、この面から
も減少する。
【0011】
【発明の実施の形態】添付の図面は本発明の揺動板型可
変容量圧縮機の好適な実施例を示すものである。最大の
吐出容量をもたらす運転状態における圧縮機全体の縦断
面構造を示す図1において、1は圧縮機の外殻の一部で
あるフロントハウジング、2はフロントハウジング1の
内部へ挿入する形で設けられたシリンダブロックとして
のミドルハウジングを示している。ミドルハウジング2
の内部には、図1において横方向(後述の「軸方向」)
に複数個(例えば5個)のシリンダボア21が、中心線
の周りに概ね均等に形成されている。3はリアハウジン
グであって、図示しない通しボルトのような締結手段に
よってフロントハウジング1及びミドルハウジング2と
一体化されている。リアハウジング3の内部の外周部分
には空間としての吸入室31が形成されていると共に、
中心部分には空間としての吐出室32が形成されてい
る。
変容量圧縮機の好適な実施例を示すものである。最大の
吐出容量をもたらす運転状態における圧縮機全体の縦断
面構造を示す図1において、1は圧縮機の外殻の一部で
あるフロントハウジング、2はフロントハウジング1の
内部へ挿入する形で設けられたシリンダブロックとして
のミドルハウジングを示している。ミドルハウジング2
の内部には、図1において横方向(後述の「軸方向」)
に複数個(例えば5個)のシリンダボア21が、中心線
の周りに概ね均等に形成されている。3はリアハウジン
グであって、図示しない通しボルトのような締結手段に
よってフロントハウジング1及びミドルハウジング2と
一体化されている。リアハウジング3の内部の外周部分
には空間としての吸入室31が形成されていると共に、
中心部分には空間としての吐出室32が形成されてい
る。
【0012】4は外部の動力源から回転動力を受け入れ
るための駆動軸であって、それと直交するように円板部
4aが一体的に形成されている。円板部4aの外周の一
部から所定の間隔をおいて平行に、2枚のアーム41が
概ね軸方向に突出するように形成されている。この駆動
軸4は、ラジアルベアリング402及び404を介し
て、一体化されたフロントハウジング1及びミドルハウ
ジング2によって軸承されていると共に、円板部4aの
背面を支持するスラストベアリング403を介して、軸
方向にもフロントハウジング1によって軸承されてい
る。なお、これらの軸承部分の外側には軸封装置401
が設けられて、駆動軸4の周りから流体が外部へ漏洩す
るのを防止している。
るための駆動軸であって、それと直交するように円板部
4aが一体的に形成されている。円板部4aの外周の一
部から所定の間隔をおいて平行に、2枚のアーム41が
概ね軸方向に突出するように形成されている。この駆動
軸4は、ラジアルベアリング402及び404を介し
て、一体化されたフロントハウジング1及びミドルハウ
ジング2によって軸承されていると共に、円板部4aの
背面を支持するスラストベアリング403を介して、軸
方向にもフロントハウジング1によって軸承されてい
る。なお、これらの軸承部分の外側には軸封装置401
が設けられて、駆動軸4の周りから流体が外部へ漏洩す
るのを防止している。
【0013】5はドライブプレートであって、その一部
から前方へ突出するアーム部分5cを備えている。アー
ム部分5cにはカムとなる所定の形状の長孔51が形成
されていて、前述の駆動軸4側のアーム41に固定され
たアームピン42が長孔51に摺動可能に係合してい
る。それによってドライブプレート5は駆動軸4と共に
回転することができる。ドライブプレート5には回転を
しない揺動板6がベアリング501及び601を介して
支持されている。
から前方へ突出するアーム部分5cを備えている。アー
ム部分5cにはカムとなる所定の形状の長孔51が形成
されていて、前述の駆動軸4側のアーム41に固定され
たアームピン42が長孔51に摺動可能に係合してい
る。それによってドライブプレート5は駆動軸4と共に
回転することができる。ドライブプレート5には回転を
しない揺動板6がベアリング501及び601を介して
支持されている。
【0014】なお、図示実施例においては、ベアリング
501はメタルサーフェイス型のラジアルベアリング、
601はローラ型のスラストベアリングとなっており、
ドライブプレート5はベアリング501及び601や、
ドライブプレート5の円筒部分5bの外周面に形成され
た螺子部に螺合するドライブナット502等と共に、揺
動板6に形成された凹部の中へ挿入されて、サークリッ
プ602によって抜け止めを施されている。
501はメタルサーフェイス型のラジアルベアリング、
601はローラ型のスラストベアリングとなっており、
ドライブプレート5はベアリング501及び601や、
ドライブプレート5の円筒部分5bの外周面に形成され
た螺子部に螺合するドライブナット502等と共に、揺
動板6に形成された凹部の中へ挿入されて、サークリッ
プ602によって抜け止めを施されている。
【0015】揺動板6の周辺部には前述のシリンダボア
21と同数の球形の窪み6aが形成されており、それに
対して同数のピストンロッド7の一端に形成された球形
端部71が係合している。また、それぞれのシリンダボ
ア21に摺動可能に挿入されているピストン8にも球形
の窪み8aが形成されていて、それらに対してピストン
ロッド7の各他端に形成された球形端部72が係合して
いる。
21と同数の球形の窪み6aが形成されており、それに
対して同数のピストンロッド7の一端に形成された球形
端部71が係合している。また、それぞれのシリンダボ
ア21に摺動可能に挿入されているピストン8にも球形
の窪み8aが形成されていて、それらに対してピストン
ロッド7の各他端に形成された球形端部72が係合して
いる。
【0016】9は厚板からなるバルブポートプレートで
あって、各シリンダボア21に対応する位置においてそ
れを貫通するように少なくとも1個ずつの吸入口9aと
吐出口9bが開口している。バルブポートプレート9の
各吸入口9aは、1枚の薄いばね鋼板からなる吸入バル
ブプレート19の各一部に形成されたリード弁状の吸入
バルブ20によって、シリンダボア21の側から閉塞さ
れている。また、各吐出口9bは、やはり1枚の薄いば
ね鋼板からなる吐出バルブプレート10の周辺部に形成
されたリード弁状の吐出バルブ部分によって、吐出室3
2の側から閉塞されている。吐出バルブプレート10
は、それを保護する弁押さえ11がバルブポートプレー
ト9に螺着されるときに同時に固定される。また、バル
ブポートプレート9と吸入バルブプレート19は、ミド
ルハウジング2とリアハウジング3が締結されて一体化
されるときに、それらの間に挟み込まれて固定される。
あって、各シリンダボア21に対応する位置においてそ
れを貫通するように少なくとも1個ずつの吸入口9aと
吐出口9bが開口している。バルブポートプレート9の
各吸入口9aは、1枚の薄いばね鋼板からなる吸入バル
ブプレート19の各一部に形成されたリード弁状の吸入
バルブ20によって、シリンダボア21の側から閉塞さ
れている。また、各吐出口9bは、やはり1枚の薄いば
ね鋼板からなる吐出バルブプレート10の周辺部に形成
されたリード弁状の吐出バルブ部分によって、吐出室3
2の側から閉塞されている。吐出バルブプレート10
は、それを保護する弁押さえ11がバルブポートプレー
ト9に螺着されるときに同時に固定される。また、バル
ブポートプレート9と吸入バルブプレート19は、ミド
ルハウジング2とリアハウジング3が締結されて一体化
されるときに、それらの間に挟み込まれて固定される。
【0017】13は、その中心孔によって駆動軸4上を
軸方向に自由に摺動することができるように駆動軸4に
緩く嵌合されたスリーブであって、その外形は球形とな
っており、この球形の外面が前述のドライブプレート5
の円筒部分5bの中心に形成された円筒形内面に摺動可
能に係合している。図5に示すように、ドライブプレー
ト5の円筒部分5bは、駆動軸4に対して直交する方向
の2本のスリーブピン14によって、スリーブ13に枢
着されている。従って、スリーブ13が駆動軸4上を軸
方向に摺動しながら移動するときに、ドライブプレート
5と揺動板6はスリーブピン14の回りに回動すること
ができる。各ピストンロッド7の長さは一定不変であ
り、駆動軸4側に取り付けられたアームピン42がドラ
イブプレート5の長孔51に係合しているために、スリ
ーブ13の移動に伴って、駆動軸4に対するドライブプ
レート5及び揺動板6の傾斜角度が変化し、全てのピス
トン8のストロークが同時に同じ量だけ変化する。それ
によって圧縮機の吐出容量が無段階に変化することにな
る。
軸方向に自由に摺動することができるように駆動軸4に
緩く嵌合されたスリーブであって、その外形は球形とな
っており、この球形の外面が前述のドライブプレート5
の円筒部分5bの中心に形成された円筒形内面に摺動可
能に係合している。図5に示すように、ドライブプレー
ト5の円筒部分5bは、駆動軸4に対して直交する方向
の2本のスリーブピン14によって、スリーブ13に枢
着されている。従って、スリーブ13が駆動軸4上を軸
方向に摺動しながら移動するときに、ドライブプレート
5と揺動板6はスリーブピン14の回りに回動すること
ができる。各ピストンロッド7の長さは一定不変であ
り、駆動軸4側に取り付けられたアームピン42がドラ
イブプレート5の長孔51に係合しているために、スリ
ーブ13の移動に伴って、駆動軸4に対するドライブプ
レート5及び揺動板6の傾斜角度が変化し、全てのピス
トン8のストロークが同時に同じ量だけ変化する。それ
によって圧縮機の吐出容量が無段階に変化することにな
る。
【0018】駆動軸4に対する揺動板6の傾斜と、ドラ
イブプレート5の回転による揺動板6の揺動運動を許し
ながらも、揺動板6が駆動軸4やドライブプレート5と
共に回転することは阻止しなければならないので、揺動
板6には回り止め機構が設けられるが、前述のように、
従来の揺動板型可変容量圧縮機においては、回り止め機
構に等速性がないために圧縮機が振動及び騒音の発生原
因になるとか、等速性のある回り止め機構を用いた場合
には、機構が複雑になってコストの上昇を招くと共に、
圧縮機の体格が大型化するというような問題があった。
イブプレート5の回転による揺動板6の揺動運動を許し
ながらも、揺動板6が駆動軸4やドライブプレート5と
共に回転することは阻止しなければならないので、揺動
板6には回り止め機構が設けられるが、前述のように、
従来の揺動板型可変容量圧縮機においては、回り止め機
構に等速性がないために圧縮機が振動及び騒音の発生原
因になるとか、等速性のある回り止め機構を用いた場合
には、機構が複雑になってコストの上昇を招くと共に、
圧縮機の体格が大型化するというような問題があった。
【0019】これらの問題を解消するために、本発明に
おいては、等速性のある回り止め機構を、製作が容易で
小型の簡素な構造として安価に供給可能にすると共に、
摺動部分の摩擦を少なくして動力損失を低減させるため
に、揺動板6の外周部に、内外の案内溝と、それらを橋
絡する複数個の鋼球と、鋼球を保持するリテーナからな
る回り止め機構を設けた点に特徴がある。
おいては、等速性のある回り止め機構を、製作が容易で
小型の簡素な構造として安価に供給可能にすると共に、
摺動部分の摩擦を少なくして動力損失を低減させるため
に、揺動板6の外周部に、内外の案内溝と、それらを橋
絡する複数個の鋼球と、鋼球を保持するリテーナからな
る回り止め機構を設けた点に特徴がある。
【0020】図示実施例によって具体的に説明すると、
まず、フロントハウジング1の円筒形の内面には、駆動
軸4に対して平行に複数本、例えば7本の案内溝1aを
形成する。必須の要件ではないが、これらの複数本の案
内溝1aは、図5に示すように、駆動軸4の周りにおい
て隣接するものとの間に同じ角度間隔が形成されるよう
に均等に配置することが望ましい。案内溝1aの断面形
状は円弧状である。
まず、フロントハウジング1の円筒形の内面には、駆動
軸4に対して平行に複数本、例えば7本の案内溝1aを
形成する。必須の要件ではないが、これらの複数本の案
内溝1aは、図5に示すように、駆動軸4の周りにおい
て隣接するものとの間に同じ角度間隔が形成されるよう
に均等に配置することが望ましい。案内溝1aの断面形
状は円弧状である。
【0021】揺動板6は、その外周面の少なくとも一部
に球状の部分6bを備えており、この球状の外周面6b
には、ハウジング側に設けられた複数本の案内溝1aに
対応して、揺動板6の中心軸線に対して平行に、ハウジ
ング側の案内溝1aと同数の例えば7本の案内溝6aが
形成される。図5に示すように、案内溝6aの断面形状
も円弧状である。
に球状の部分6bを備えており、この球状の外周面6b
には、ハウジング側に設けられた複数本の案内溝1aに
対応して、揺動板6の中心軸線に対して平行に、ハウジ
ング側の案内溝1aと同数の例えば7本の案内溝6aが
形成される。図5に示すように、案内溝6aの断面形状
も円弧状である。
【0022】そして、ハウジング側の案内溝1aと、そ
れに対応する揺動板側の案内溝6aとの間を連動、連結
するために、それぞれ1個の鋼球15が挿入される。鋼
球15の半径は、それらが係合する案内溝1a及び6a
の円弧状断面の半径よりも僅かに小さくする。
れに対応する揺動板側の案内溝6aとの間を連動、連結
するために、それぞれ1個の鋼球15が挿入される。鋼
球15の半径は、それらが係合する案内溝1a及び6a
の円弧状断面の半径よりも僅かに小さくする。
【0023】鋼球15の数はハウジング1側及び揺動板
6側の案内溝1a及び6aの数と同じであって、例えば
7個であるから、全ての鋼球15の中心を実質的に同一
の平面上に配列させるためにリング状のリテーナ17を
使用する。リテーナ17は、図3に示すように、揺動板
6が駆動軸4と直交する仮想の平面に対して傾斜すると
きに、その2分の1の角度だけ傾斜するように、フロン
トハウジング1の内面に接触して摺動可能な球状の外周
面171と、揺動板6の球状の外周面6bに対して摺動
可能な球状の内周面172と、全ての鋼球15の中心を
実質的に同一の平面上に整合させるために、鋼球15を
緩やかに保持することができる、例えば円形の、複数個
の孔173を備えている。
6側の案内溝1a及び6aの数と同じであって、例えば
7個であるから、全ての鋼球15の中心を実質的に同一
の平面上に配列させるためにリング状のリテーナ17を
使用する。リテーナ17は、図3に示すように、揺動板
6が駆動軸4と直交する仮想の平面に対して傾斜すると
きに、その2分の1の角度だけ傾斜するように、フロン
トハウジング1の内面に接触して摺動可能な球状の外周
面171と、揺動板6の球状の外周面6bに対して摺動
可能な球状の内周面172と、全ての鋼球15の中心を
実質的に同一の平面上に整合させるために、鋼球15を
緩やかに保持することができる、例えば円形の、複数個
の孔173を備えている。
【0024】以上の説明から明らかなように、フロント
ハウジング1の内面の半径は、リテーナ17の球状の外
周面171の半径と略同じであるが、それよりも僅かに
大きく、また、リテーナ17の球状の内周面172の半
径は、揺動板6の球状の外周面6bの半径と略同じであ
るが、それよりも僅かに大きくなっている。
ハウジング1の内面の半径は、リテーナ17の球状の外
周面171の半径と略同じであるが、それよりも僅かに
大きく、また、リテーナ17の球状の内周面172の半
径は、揺動板6の球状の外周面6bの半径と略同じであ
るが、それよりも僅かに大きくなっている。
【0025】次に、図示実施例の揺動板型可変容量圧縮
機の作動について説明する。駆動軸4が車両に搭載され
た内燃機関やモータのような外部の動力源によってベル
ト伝動装置等を介して、或いは直接に回転駆動される
と、駆動軸4の円板部4aに対してアーム41、アーム
ピン42、長孔51、アーム部分5c等を介して連結さ
れているドライブプレート5が駆動軸4と一体的に回転
する。しかし、揺動板6はドライブプレート5に対して
ベアリング501及び601を介して支持されているの
で回転することはなく、ドライブプレート5が、駆動軸
4と直交する仮想の平面に対して傾斜しているときだ
け、その傾斜角度に応じた大きさの揺動運動をする。そ
れによって、揺動板6にピストンロッド7を介して連結
されている複数個のピストン8が、それぞれのシリンダ
ボア21内で往復運動をする。
機の作動について説明する。駆動軸4が車両に搭載され
た内燃機関やモータのような外部の動力源によってベル
ト伝動装置等を介して、或いは直接に回転駆動される
と、駆動軸4の円板部4aに対してアーム41、アーム
ピン42、長孔51、アーム部分5c等を介して連結さ
れているドライブプレート5が駆動軸4と一体的に回転
する。しかし、揺動板6はドライブプレート5に対して
ベアリング501及び601を介して支持されているの
で回転することはなく、ドライブプレート5が、駆動軸
4と直交する仮想の平面に対して傾斜しているときだ
け、その傾斜角度に応じた大きさの揺動運動をする。そ
れによって、揺動板6にピストンロッド7を介して連結
されている複数個のピストン8が、それぞれのシリンダ
ボア21内で往復運動をする。
【0026】複数個のピストン8の中でも吸入行程にあ
るものの頂面に形成される作動室は拡大して低圧となる
ので、その中へ吸入室31内にある圧縮すべき流体、例
えば空調装置の冷媒が、バルブポートプレート9の吸入
口9aに設けられた吸入バルブ20を押し開いて流入す
る。これと反対に、圧送行程にあるピストン8の頂面に
形成される作動室は縮小するため、その内部にある流体
は圧縮されて高圧となり、バルブポートプレート9の吐
出口9bに設けられた吐出バルブプレート10のバルブ
部分を押し開いて吐出室32へ吐出される。その場合の
吐出容量は、ドライブプレート5及び揺動板6の傾斜角
度によって決まるピストン8のストロークの長さに概ね
比例している。
るものの頂面に形成される作動室は拡大して低圧となる
ので、その中へ吸入室31内にある圧縮すべき流体、例
えば空調装置の冷媒が、バルブポートプレート9の吸入
口9aに設けられた吸入バルブ20を押し開いて流入す
る。これと反対に、圧送行程にあるピストン8の頂面に
形成される作動室は縮小するため、その内部にある流体
は圧縮されて高圧となり、バルブポートプレート9の吐
出口9bに設けられた吐出バルブプレート10のバルブ
部分を押し開いて吐出室32へ吐出される。その場合の
吐出容量は、ドライブプレート5及び揺動板6の傾斜角
度によって決まるピストン8のストロークの長さに概ね
比例している。
【0027】このように、ドライブプレート5及び揺動
板6の傾斜角度を変化させると圧縮機の吐出容量が変化
するので、吐出容量を制御するために、図示実施例の圧
縮機においては、全てのピストン8の背圧となるフロン
トハウジング室1b内の圧力を、図示しない圧力制御弁
等を使用して変化させる。通常、フロントハウジング室
1b内には吐出室32内の高圧と、吸入室31内の低圧
との中間の圧力が圧力制御弁から導入される。例えば、
フロントハウジング室1b内の圧力、即ちピストン8の
背圧を高めると、各ピストン8の頂面に形成される作動
室内の圧力との釣り合い状態が崩れるので、新たな釣合
い状態が得られるところまで、複数個のピストン8の平
均的な位置がバルブポートプレート9に近い位置に向か
って移動する。それと同時に全てのピストン8のストロ
ークが一斉に小さくなるので、圧縮機の吐出容量が無段
階に減少する。
板6の傾斜角度を変化させると圧縮機の吐出容量が変化
するので、吐出容量を制御するために、図示実施例の圧
縮機においては、全てのピストン8の背圧となるフロン
トハウジング室1b内の圧力を、図示しない圧力制御弁
等を使用して変化させる。通常、フロントハウジング室
1b内には吐出室32内の高圧と、吸入室31内の低圧
との中間の圧力が圧力制御弁から導入される。例えば、
フロントハウジング室1b内の圧力、即ちピストン8の
背圧を高めると、各ピストン8の頂面に形成される作動
室内の圧力との釣り合い状態が崩れるので、新たな釣合
い状態が得られるところまで、複数個のピストン8の平
均的な位置がバルブポートプレート9に近い位置に向か
って移動する。それと同時に全てのピストン8のストロ
ークが一斉に小さくなるので、圧縮機の吐出容量が無段
階に減少する。
【0028】図2はピストン8のストロークが実質的に
零になって、吐出容量も実質的に零になった状態を示し
ている。この場合は、フロントハウジング室1b内の圧
力が最大となって、ドライブプレート5及び揺動板6の
傾斜角度が実質的に零になっている(実際は、駆動軸4
側のアームピン42が、ドライブプレート5側の長孔5
1の終端に抵触することにより、数度程度の傾斜角度が
残っている。)から、ドライブプレート5が駆動軸4と
共に回転しても、揺動板6は揺動運動をしないで実質的
に静止している。そのため、全てのピストン8が実質的
に上死点の位置にあって、シリンダボア21内で往復運
動をすることがない。
零になって、吐出容量も実質的に零になった状態を示し
ている。この場合は、フロントハウジング室1b内の圧
力が最大となって、ドライブプレート5及び揺動板6の
傾斜角度が実質的に零になっている(実際は、駆動軸4
側のアームピン42が、ドライブプレート5側の長孔5
1の終端に抵触することにより、数度程度の傾斜角度が
残っている。)から、ドライブプレート5が駆動軸4と
共に回転しても、揺動板6は揺動運動をしないで実質的
に静止している。そのため、全てのピストン8が実質的
に上死点の位置にあって、シリンダボア21内で往復運
動をすることがない。
【0029】これと反対に、図示しない圧力制御弁を作
動させてフロントハウジング室1b内の圧力を低下させ
ると、ピストン8に作用する背圧が小さくなるために、
全てのピストン8のストロークが一斉に大きくなって、
圧縮機の吐出容量が無段階に大きくなる。このときは、
ドライブプレート5と揺動板6の傾斜角度が大きくなっ
て、揺動板6の揺動運動の振幅も大きくなる。図1は、
フロントハウジング室1b内の圧力が最小となって、ド
ライブプレート5と揺動板6の傾斜角度が最大限度まで
大きくなり、ピストン8のストローク及び圧縮機の吐出
容量が最大となった状態を示している。
動させてフロントハウジング室1b内の圧力を低下させ
ると、ピストン8に作用する背圧が小さくなるために、
全てのピストン8のストロークが一斉に大きくなって、
圧縮機の吐出容量が無段階に大きくなる。このときは、
ドライブプレート5と揺動板6の傾斜角度が大きくなっ
て、揺動板6の揺動運動の振幅も大きくなる。図1は、
フロントハウジング室1b内の圧力が最小となって、ド
ライブプレート5と揺動板6の傾斜角度が最大限度まで
大きくなり、ピストン8のストローク及び圧縮機の吐出
容量が最大となった状態を示している。
【0030】本発明の特徴は揺動板6のために設けられ
た等速性のある回り止め機構にあるので、最大吐出容量
の状態を示す図1における回り止め機構の部分だけを拡
大して示したものが図3である。また、吐出容量が実質
的に零となった状態を示す図2における回り止め機構の
部分だけを拡大して示したものが図4である。なお、図
5は図4に示す吐出容量が実質的に零の状態に対応する
横断側面図である。
た等速性のある回り止め機構にあるので、最大吐出容量
の状態を示す図1における回り止め機構の部分だけを拡
大して示したものが図3である。また、吐出容量が実質
的に零となった状態を示す図2における回り止め機構の
部分だけを拡大して示したものが図4である。なお、図
5は図4に示す吐出容量が実質的に零の状態に対応する
横断側面図である。
【0031】これらの図面から明らかなように図示実施
例の回り止め機構においては、揺動板6がドライブプレ
ート5に追従して連れ回りをしようとしても、外周面6
bに形成された案内溝6aが、鋼球15を介して、靜止
体であるフロントハウジング1の内面に設けられた案内
溝1aに係合しているために、揺動板6の回転運動は阻
止されて、揺動板6の揺動運動だけが許される。
例の回り止め機構においては、揺動板6がドライブプレ
ート5に追従して連れ回りをしようとしても、外周面6
bに形成された案内溝6aが、鋼球15を介して、靜止
体であるフロントハウジング1の内面に設けられた案内
溝1aに係合しているために、揺動板6の回転運動は阻
止されて、揺動板6の揺動運動だけが許される。
【0032】この回り止め作用は、フロントハウジング
1の内面において駆動軸4の周りにそれと平行に形成さ
れた複数本の案内溝1aと、それらに対して係合し得る
同数の鋼球15と、これらの鋼球15に対して係合し得
るように揺動板6自体の外周面6bに直接に形成された
同数の案内溝6aとからなる、公知の「ダブルオフセッ
ト型」の等速自在継ぎ手に似た機構によって行われるの
で、揺動板6の往復方向の回転運動は完全に阻止され
て、回転運動の成分は全く残らない。そのために揺動板
6の運動は純粋な揺動運動となり、副次的な振動や騒音
を発生する恐れがなくなる。
1の内面において駆動軸4の周りにそれと平行に形成さ
れた複数本の案内溝1aと、それらに対して係合し得る
同数の鋼球15と、これらの鋼球15に対して係合し得
るように揺動板6自体の外周面6bに直接に形成された
同数の案内溝6aとからなる、公知の「ダブルオフセッ
ト型」の等速自在継ぎ手に似た機構によって行われるの
で、揺動板6の往復方向の回転運動は完全に阻止され
て、回転運動の成分は全く残らない。そのために揺動板
6の運動は純粋な揺動運動となり、副次的な振動や騒音
を発生する恐れがなくなる。
【0033】また、この回り止め機構は揺動板6の中心
部に複雑な構造部分を設ける必要がなく、鋼球15や案
内溝1a及び6aが揺動板6の外周部に設けられる。ま
た、案内溝1a及び6aはハウジング1と揺動板6の一
部に直接に形成されるので、特別の部品を新たに設ける
必要がない。従って、それらを揺動板6の中心部に設け
た従来例に比べて、圧縮機の製作が容易で安価に提供す
ることができるだけでなく、鋼球15や案内溝1a及び
6aの数を増やすことができるから、個々の鋼球15が
負担する荷重が小さくなるので、鋼球15の直径を小さ
くすると共に、リテーナ17の厚さを薄くすることによ
って、回り止め機構による圧縮機の大型化を避けること
ができる。
部に複雑な構造部分を設ける必要がなく、鋼球15や案
内溝1a及び6aが揺動板6の外周部に設けられる。ま
た、案内溝1a及び6aはハウジング1と揺動板6の一
部に直接に形成されるので、特別の部品を新たに設ける
必要がない。従って、それらを揺動板6の中心部に設け
た従来例に比べて、圧縮機の製作が容易で安価に提供す
ることができるだけでなく、鋼球15や案内溝1a及び
6aの数を増やすことができるから、個々の鋼球15が
負担する荷重が小さくなるので、鋼球15の直径を小さ
くすると共に、リテーナ17の厚さを薄くすることによ
って、回り止め機構による圧縮機の大型化を避けること
ができる。
【0034】なお、図示実施例においては、「ダブルオ
フセット型」の等速自在継ぎ手に近い機構を、揺動板型
可変容量圧縮機における揺動板6のための回り止め機構
に応用しているが、等速自在継ぎ手としてよく知られて
いる「バーフィールド型」のように等速性のある自在継
ぎ手であれば、それを揺動板6の外周部に設けることに
よって、同様に本発明の目的を達成することができる。
しかし、等速自在継ぎ手の形式によっては多少の改変が
必要になる場合もあり得る。
フセット型」の等速自在継ぎ手に近い機構を、揺動板型
可変容量圧縮機における揺動板6のための回り止め機構
に応用しているが、等速自在継ぎ手としてよく知られて
いる「バーフィールド型」のように等速性のある自在継
ぎ手であれば、それを揺動板6の外周部に設けることに
よって、同様に本発明の目的を達成することができる。
しかし、等速自在継ぎ手の形式によっては多少の改変が
必要になる場合もあり得る。
【0035】また、図示実施例においては、ドライブプ
レート5及び揺動板6の傾斜角度を変更して圧縮機の吐
出容量を変化させるための手段として、フロントハウジ
ング室1b内の圧力を変化させるように構成している
が、本発明はこの手段に特徴を有する訳ではないから、
同じ目的を達し得る図示実施例以外の他の手段を採用す
ることができることは言うまでもない。
レート5及び揺動板6の傾斜角度を変更して圧縮機の吐
出容量を変化させるための手段として、フロントハウジ
ング室1b内の圧力を変化させるように構成している
が、本発明はこの手段に特徴を有する訳ではないから、
同じ目的を達し得る図示実施例以外の他の手段を採用す
ることができることは言うまでもない。
【図1】本発明の揺動板型可変容量圧縮機の好適な実施
例を示す縦断正面図である。
例を示す縦断正面図である。
【図2】図1に示す実施例の他の運転状態を示す縦断正
面図である。
面図である。
【図3】図1の要部を拡大して示す縦断正面図である。
【図4】図2の要部を拡大して示す縦断正面図である。
【図5】図4に示すA−A線における横断側面図であ
る。
る。
1…フロントハウジング
1a…ハウジング側の鋼球案内溝
1b…フロントハウジング室
4…駆動軸
5…ドライブプレート
6…揺動板
6a…揺動板側の鋼球案内溝
7…ピストンロッド
8…ピストン
13…スリーブ
14…スリーブピン
15…鋼球
17…リテーナ
21…シリンダボア
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 神谷 茂
愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 井上 雅文
愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 木村 成秀
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会
社日本自動車部品総合研究所内
Fターム(参考) 3H076 AA06 BB41 CC20 CC32 CC83
Claims (3)
- 【請求項1】 ベアリングを介してハウジングによって
軸承されて動力源からの回転動力を受け入れる駆動軸
と、該駆動軸に連結されて回転すると共に該駆動軸に対
して傾斜することができるドライブプレートと、ベアリ
ングを介して前記ドライブプレートによって支持される
ことにより同じ傾斜角度をとるが回転は阻止される揺動
板と、該揺動板に連結されて往復運動をすると共にシリ
ンダボア内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピスト
ンと、前記揺動板の回転を阻止するために前記揺動板の
外周部に設けられて該揺動板を前記ハウジング側に連結
する等速自在継ぎ手からなる回り止め機構とを備えてい
ることを特徴とする揺動板型可変容量圧縮機。 - 【請求項2】 請求項1において、前記ハウジングが前
記揺動板の外周面に対応する部分において円筒形の内面
を備えていると共に、前記揺動板の前記外周面が球形の
外形を備えていて、前記等速自在継ぎ手が、前記ハウジ
ング自体の前記円筒形の内面に前記駆動軸に対して平行
に形成された複数本の案内溝と、前記揺動板自体の球形
の前記外周面に前記案内溝に対応して形成された複数本
の案内溝と、対応しているそれらの案内溝の間にそれぞ
れ1個ずつ装着された鋼球と、全ての前記鋼球の中心を
同一の仮想平面上に配置させるために前記揺動板の外周
面と前記ハウジングの内面との間に挿入された円環状の
リテーナとから構成されていることを特徴とする揺動板
型可変容量圧縮機。 - 【請求項3】 請求項2において、前記円環状のリテー
ナが、前記ハウジングの円筒形の内面に接して摺動する
ことができる球形の外周面と、前記揺動板の球形の外周
面に摺動接触することができる球形の内周面とを備えて
いることを特徴とする揺動板型可変容量圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328092A JP2003129951A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 可変容量圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328092A JP2003129951A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 可変容量圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003129951A true JP2003129951A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19144217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001328092A Withdrawn JP2003129951A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 可変容量圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003129951A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007104257A1 (fr) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Zhu Raphael | Pompe ou moteur a pistons axiaux |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001328092A patent/JP2003129951A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007104257A1 (fr) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Zhu Raphael | Pompe ou moteur a pistons axiaux |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |