JP2006250057A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネとを備える可変容量型斜板式圧縮機であって、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制された可変容量型斜板式圧縮機を提供する。
【解決手段】 回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】 回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器とを備える。
【選択図】 図２
Description
本発明は、可変容量型斜板式圧縮機に関するものである。
回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネとを備える可変容量型斜板式圧縮機が特許文献１等に開示されている。
特開２０００−００２１８０
可変容量型斜板式圧縮機が最小斜板傾角状態で運転されている時は、可変容量型斜板式圧縮機の負荷は略零になっている。この結果、第１バネの付勢力と第２バネの付勢力とが斜板に加わる支配的外力となるので、両バネの伸縮に応じて斜板傾角が最小傾角近傍で短周期の増減を繰り返し易くなり、斜板がふらつき易くなる。斜板のふらつき現象により、部品の磨耗、疲労等が引き起こされる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネとを備える可変容量型斜板式圧縮機であって、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制された可変容量型斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネとを備える可変容量型斜板式圧縮機であって、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制された可変容量型斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器とを備えることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機を提供する。
本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機においては、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器により、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制される。
本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機においては、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器により、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制される。
本発明の好ましい態様においては、減衰器は第２バネを収容する容器を形成している。
減衰器が第２バネを収容する容器を形成することにより、第２バネとは別個独立に減衰器を配設する場合に比べて圧縮機が小型化される。
減衰器が第２バネを収容する容器を形成することにより、第２バネとは別個独立に減衰器を配設する場合に比べて圧縮機が小型化される。
本発明の好ましい態様においては、第２バネは回転軸に外嵌合しており、減衰器は、斜板に対峙し摺動可能に回転軸に外嵌合する環状底壁と周壁とを有する筒体と、相対摺動可能に筒体の開放端部に内嵌合し相対摺動可能に回転軸に外嵌合する蓋体とを有し、筒体の底壁は第２バネの斜板に近接する側の端部に当接し、蓋体は第２バネの斜板から離隔する側の端部に当接すると共に斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
第２バネが回転軸に外嵌合している場合には、上記の簡便な構成の減衰器を配設することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減を抑制することができる。
第２バネが回転軸に外嵌合している場合には、上記の簡便な構成の減衰器を配設することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減を抑制することができる。
本発明の好ましい態様においては、蓋体は回転軸に係止されたスナップリングにより斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
本発明の好ましい態様においては、蓋体は回転軸に圧入されることにより斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
回転軸に係止されたスナップリングを用いて蓋体の移動を拘束しても良く、蓋体を回転軸に圧入することにより蓋体の移動を拘束しても良い。
本発明の好ましい態様においては、蓋体は回転軸に圧入されることにより斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
回転軸に係止されたスナップリングを用いて蓋体の移動を拘束しても良く、蓋体を回転軸に圧入することにより蓋体の移動を拘束しても良い。
本発明の好ましい態様においては、筒体又は蓋体に孔が形成されている
筒体又は蓋体に形成した孔の開口寸法を調整することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
筒体又は蓋体に形成した孔の開口寸法を調整することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
本発明の好ましい態様においては、筒体の周壁に長手方向に延在する長孔が形成されており、長孔は減衰器の蓋体と重畳可能であり、斜板傾角の減少と共に長穴の開口面積が減少する。
最小斜板傾角時に長孔の開口面積が最小となり、斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力が最大になるので、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が効果的に抑制される。
最小斜板傾角時に長孔の開口面積が最小となり、斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力が最大になるので、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が効果的に抑制される。
本発明の好ましい態様においては、蓋体の筒体底壁から離隔する側の端面に当接可能な爪が筒体の開放端に形成されている。
上記爪により、筒体の蓋体からの離脱が防止される。
上記爪により、筒体の蓋体からの離脱が防止される。
本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機においては、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器により、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が抑制される。
本発明の実施例に係る可変容量型斜板式圧縮機を説明する。
図１に示すように、可変容量型斜板式圧縮機Ａは、回転軸１０と、回転軸１０に固定されたローター１１と、傾角可変に回転軸１０に支持された斜板１２とを備えている。斜板１２は、斜板１２の傾角変動を許容するリンク機構１３を介してローター１１に連結され、ローター１１ひいては回転軸１０に同期して回転する。
ローター１１と斜板１２との間に在り回転軸１０に外嵌合して斜板１２を傾角減少方向へ付勢する第１バネ１４と、斜板１２を挟んで第１バネ１４の反対側に在り回転軸１０に外嵌合して最小傾角近傍の傾角状態にある斜板１２を傾角増加方向へ付勢する第２バネ１５とが配設されている。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１６を介してピストン１７が斜板１２に係留されている。
ピストン１７は、シリンダブロック１８に形成されたボア１８ａに挿入されている。
複数対のシュー１６と、複数のピストン１７とボア１８ａとが、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。
ローター１１、斜板１２、リンク機構１３、シュー１６、ピストン１７は回転軸１０により駆動される圧縮機構を形成している。
回転軸１０、ローター１１、斜板１２を収容するクランク室１９を形成する有底円筒状のフロントハウジング２０が配設されている。回転軸１０は、フロントハウジング２０を貫通して外部へ延びている。
ローター１１と斜板１２との間に在り回転軸１０に外嵌合して斜板１２を傾角減少方向へ付勢する第１バネ１４と、斜板１２を挟んで第１バネ１４の反対側に在り回転軸１０に外嵌合して最小傾角近傍の傾角状態にある斜板１２を傾角増加方向へ付勢する第２バネ１５とが配設されている。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１６を介してピストン１７が斜板１２に係留されている。
ピストン１７は、シリンダブロック１８に形成されたボア１８ａに挿入されている。
複数対のシュー１６と、複数のピストン１７とボア１８ａとが、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。
ローター１１、斜板１２、リンク機構１３、シュー１６、ピストン１７は回転軸１０により駆動される圧縮機構を形成している。
回転軸１０、ローター１１、斜板１２を収容するクランク室１９を形成する有底円筒状のフロントハウジング２０が配設されている。回転軸１０は、フロントハウジング２０を貫通して外部へ延びている。
回転軸１０のフロントハウジング貫通部を密封する軸封部材２１が配設されている。
図示しない外部駆動源から回転軸１０の先端部に回転動力が伝達される。
吸入室２２ａと吐出室２２ｂとを形成するシリンダヘッド２２が配設されている。
図示しない外部駆動源から回転軸１０の先端部に回転動力が伝達される。
吸入室２２ａと吐出室２２ｂとを形成するシリンダヘッド２２が配設されている。
シリンダブロック１８とシリンダヘッド２２との間にボア１８ａに連通する吸入穴２３ａと吐出穴２３ｂとが形成された弁板２３が配設されている。弁板２３に吸入弁２４と吐出弁２５とが装着されている。
フロントハウジング２０、シリンダブロック１８、弁板２３、シリンダヘッド２２は、ボルト２６により一体に組み付けられている。
回転軸１０は、ラジアルベアリング２７、２８を介してフロントハウジング２０、シリンダブロック１８により回転可能に支持され、ローター１１はスラストベアリング２９を介してフロントハウジング２０により回転可能に支持されている。
第２バネ１５を収容する減衰器３０が配設されている。
図２に示すように、減衰器３０は、斜板１２に対峙し摺動可能に回転軸１０に外嵌合する環状底壁３１ａと周壁３１ｂを有する筒体３１と、相対摺動可能に筒体３１の開放端部に内嵌合し相対摺動可能に回転軸１０に外嵌合する蓋体３２とを有している。筒体３１の底壁３１ａは第２バネ１５の斜板１２に近接する側の端部に当接している。蓋体３２は第２バネ１５の斜板１２から離隔する側の端部に当接している。蓋体３２は、回転軸１０に係止されたスナップリング３３により、斜板１２から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
蓋体３２の筒体底壁３１ａから離隔する側の端面に当接可能な爪３１ｃが、筒体３１の開放端に形成されている。
図２に示すように、減衰器３０は、斜板１２に対峙し摺動可能に回転軸１０に外嵌合する環状底壁３１ａと周壁３１ｂを有する筒体３１と、相対摺動可能に筒体３１の開放端部に内嵌合し相対摺動可能に回転軸１０に外嵌合する蓋体３２とを有している。筒体３１の底壁３１ａは第２バネ１５の斜板１２に近接する側の端部に当接している。蓋体３２は第２バネ１５の斜板１２から離隔する側の端部に当接している。蓋体３２は、回転軸１０に係止されたスナップリング３３により、斜板１２から離隔する方向へ移動しないように拘束されている。
蓋体３２の筒体底壁３１ａから離隔する側の端面に当接可能な爪３１ｃが、筒体３１の開放端に形成されている。
可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、図示しない外部駆動源の回転動力が回転軸１０に伝達され、回転軸１０の回転がローター１１、リンク機構１３を介して斜板１２に伝達される。斜板１２の回転に伴う斜板１２周縁部の回転軸１０延在方向の往復動が、シュー１６を介してピストン１７に伝達され、ピストン１７がボア１８ａ内で往復動する。外部冷凍回路から還流した冷媒が、シリンダヘッド２２に形成された吸入ポートと吸入室２２ａと吸入穴２３ａと吸入弁２４とを介してボア１８ａへ吸入され、ボア１８ａ内で圧縮され、吐出穴２３ｂと吐出弁２５と吐出室２２ｂとシリンダヘッド２２に形成された吐出ポートとを介して外部冷凍回路へ流出する。
図示しない容量制御弁により、吐出室２２ｂ内高圧冷媒ガスのクランク室１９への導入が遂行／停止され、クランク室１９の内圧が制御されて斜板１２の傾角が制御され、圧縮機の吐出容量が可変制御される。
斜板傾角が減少する際には、第１バネ１４が伸長して斜板をシリンダブロック１８側へ移動させる。斜板傾角が最小傾角近傍の所定角度まで減少すると斜板１２は減衰器３０の筒体底壁３１ａに当接する。斜板傾角が更に減少すると斜板１２は筒体３１を蓋体３２の方向へ押し、筒体３１は、スナップリング３３により斜板１２から離隔する方向へ移動しないように拘束された蓋体３２に一端が当接して剛体運動が禁止された第２バネ１５を押し縮めつつ、蓋体３２の方向へ摺動する。
斜板傾角が最小傾角から増加する際には、第２バネ１５が伸長して斜板１２をフロントハウジング２０側へ移動させる。爪３１ｃにより、第２バネ１５が伸長する際の、筒体３１の蓋体３２からの離脱が防止される。
斜板傾角が減少する際には、第１バネ１４が伸長して斜板をシリンダブロック１８側へ移動させる。斜板傾角が最小傾角近傍の所定角度まで減少すると斜板１２は減衰器３０の筒体底壁３１ａに当接する。斜板傾角が更に減少すると斜板１２は筒体３１を蓋体３２の方向へ押し、筒体３１は、スナップリング３３により斜板１２から離隔する方向へ移動しないように拘束された蓋体３２に一端が当接して剛体運動が禁止された第２バネ１５を押し縮めつつ、蓋体３２の方向へ摺動する。
斜板傾角が最小傾角から増加する際には、第２バネ１５が伸長して斜板１２をフロントハウジング２０側へ移動させる。爪３１ｃにより、第２バネ１５が伸長する際の、筒体３１の蓋体３２からの離脱が防止される。
可変容量型斜板式圧縮機が最小斜板傾角状態で運転されている時は、可変容量型斜板式圧縮機の負荷は略零になっている。この結果、第１バネ１４の付勢力と第２バネ１５の付勢力とが斜板１２に加わる支配的外力となるので、両バネの伸縮に応じて斜板傾角が最小傾角近傍で短周期の増減を繰り返し易くなり、斜板１２がふらつき易くなる。斜板１２のふらつき現象により、部品の磨耗、疲労等が引き起こされる。
可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、斜板１２の傾角が最小傾角近傍にある時は、斜板１２は減衰器の筒体底壁３１ａに当接している。斜板傾角が最小傾角近傍で増減し、斜板１２が減衰器の筒体底壁３１ａに当接しつつシリンダブロック１８側への移動とフロントハウジング２０側への移動を繰り返すと、第２バネ１５の付勢力を受けつつ筒体３１が蓋体３２への接近と蓋体３２からの離隔とを繰り返す。回転軸１０と筒体３１と蓋体３２とで囲まれた空間は、冷媒ガスと潤滑油とで満たされており、筒体３１が蓋体３２への接近と蓋体３２からの離隔とを繰り返す際に、回転軸１０と筒体底壁３１ａ、蓋体３２との摺接部の隙間、蓋体３２と筒体周壁３１ｂとの摺接部の隙間を介して、冷媒ガスと潤滑油の前記空間への入出が繰り返される。前記摺接部を介する冷媒ガスと潤滑油の前記空間への入出の際に、冷媒ガスの粘性と潤滑油の粘性とにより、流速に比例した抵抗力が発生する。当該抵抗力により、冷媒ガスと潤滑油の前記空間への短周期の入出が抑制され、筒体３１と斜板１２の短周期の往復動が抑制され、斜板傾角の短周期の増減が抑制され、斜板１２のふらつきが抑制される。
可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、斜板１２の傾角が最小傾角近傍にある時は、斜板１２は減衰器の筒体底壁３１ａに当接している。斜板傾角が最小傾角近傍で増減し、斜板１２が減衰器の筒体底壁３１ａに当接しつつシリンダブロック１８側への移動とフロントハウジング２０側への移動を繰り返すと、第２バネ１５の付勢力を受けつつ筒体３１が蓋体３２への接近と蓋体３２からの離隔とを繰り返す。回転軸１０と筒体３１と蓋体３２とで囲まれた空間は、冷媒ガスと潤滑油とで満たされており、筒体３１が蓋体３２への接近と蓋体３２からの離隔とを繰り返す際に、回転軸１０と筒体底壁３１ａ、蓋体３２との摺接部の隙間、蓋体３２と筒体周壁３１ｂとの摺接部の隙間を介して、冷媒ガスと潤滑油の前記空間への入出が繰り返される。前記摺接部を介する冷媒ガスと潤滑油の前記空間への入出の際に、冷媒ガスの粘性と潤滑油の粘性とにより、流速に比例した抵抗力が発生する。当該抵抗力により、冷媒ガスと潤滑油の前記空間への短周期の入出が抑制され、筒体３１と斜板１２の短周期の往復動が抑制され、斜板傾角の短周期の増減が抑制され、斜板１２のふらつきが抑制される。
減衰器３０が第２バネ１５を収容する容器を形成することにより、第２バネ１５とは別個独立に減衰器３０を配設する場合に比べて圧縮機が小型化される。
第２バネ１５が回転軸１０に外嵌合している場合には、上記の簡便な構成の減衰器３０を配設することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減を効果的に抑制することができる。
第２バネ１５が回転軸１０に外嵌合している場合には、上記の簡便な構成の減衰器３０を配設することにより、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減を効果的に抑制することができる。
図３に示すように、蓋体３２を回転軸１０に圧入して、斜板１２から離隔する方向へ移動しないように蓋体３２を拘束しても良い。スナップリングを廃止できるので部品数が減少する。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、筒体３１の底壁３１ａに小孔３１ｄを形成し、或いは図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、筒体３１の周壁３１ｂに小孔３１ｅを形成しても良い。
小孔３１ｄ、３１ｅの開口面積を調整することにより、冷媒ガスと潤滑油とが当該小孔を通過する際の流動抵抗を調整し、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
小孔３１ｅを筒体３１の長手方向に延在する長孔にすると共に蓋体３２と重畳可能にし、斜板傾角の減少と共に小孔３１ｅの開口面積を減少させても良い。
最小斜板傾角時に小孔３１ｅの開口面積が最小となり、斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力が最大になるので、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が効果的に抑制される。
蓋体３２に小孔を形成しても良い。当該小孔の開口面積を調整することにより、冷媒ガスと潤滑油とが当該小孔を通過する際の流動抵抗を調整し、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
小孔３１ｄ、３１ｅの開口面積を調整することにより、冷媒ガスと潤滑油とが当該小孔を通過する際の流動抵抗を調整し、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
小孔３１ｅを筒体３１の長手方向に延在する長孔にすると共に蓋体３２と重畳可能にし、斜板傾角の減少と共に小孔３１ｅの開口面積を減少させても良い。
最小斜板傾角時に小孔３１ｅの開口面積が最小となり、斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力が最大になるので、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減が効果的に抑制される。
蓋体３２に小孔を形成しても良い。当該小孔の開口面積を調整することにより、冷媒ガスと潤滑油とが当該小孔を通過する際の流動抵抗を調整し、最小傾角近傍での斜板傾角の短周期の増減に対する減衰力を調整することができる。
本発明は、回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネとを備える可変容量型斜板式圧縮機に広く利用可能である。
Ａ 可変容量型斜板式圧縮機
１０ 回転軸
１１ ローター
１２ 斜板
１３ リンク機構
１４ 第１バネ
１５ 第２バネ
１６ シュー
１７ ピストン
１８ シリンダブロック
２０ フロントハウジング
２２ シリンダヘッド
３０ 減衰器
３１ 筒体
３１ａ 筒体底壁
３１ｂ 筒体周壁
３２ 蓋体
１０ 回転軸
１１ ローター
１２ 斜板
１３ リンク機構
１４ 第１バネ
１５ 第２バネ
１６ シュー
１７ ピストン
１８ シリンダブロック
２０ フロントハウジング
２２ シリンダヘッド
３０ 減衰器
３１ 筒体
３１ａ 筒体底壁
３１ｂ 筒体周壁
３２ 蓋体
Claims (8)
- 回転軸と、傾角可変に回転軸に支持され回転軸に同期して回転する斜板と、斜板を傾角減少方向へ付勢する第１バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板を傾角増加方向へ付勢する第２バネと、最小傾角近傍の傾角状態にある斜板の傾角変動に対して作動する減衰器とを備えることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
- 減衰器は第２バネを収容する容器を形成していることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 第２バネは回転軸に外嵌合しており、減衰器は、斜板に対峙し摺動可能に回転軸に外嵌合する環状底壁と周壁とを有する筒体と、相対摺動可能に筒体の開放端部に内嵌合し相対摺動可能に回転軸に外嵌合する蓋体とを有し、筒体の底壁は第２バネの斜板に近接する側の端部に当接し、蓋体は第２バネの斜板から離隔する側の端部に当接すると共に斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 蓋体は回転軸に係止されたスナップリングにより斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 蓋体は回転軸に圧入されることにより斜板から離隔する方向へ移動しないように拘束されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 筒体又は蓋体に孔が形成されていることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 筒体の周壁に長手方向に延在する長孔が形成されており、長孔は蓋体と重畳可能であり、斜板傾角の減少と共に長穴の開口面積が減少することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- 蓋体の筒体底壁から離隔する側の端面に当接可能な爪が筒体の開放端に形成されていることを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
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