JPH01253574A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は両頭ピストンを備えた可変容量型斜板式圧縮機
に関するものである。

（従来の技術） 特開昭５８−１６２７８２号公報に開示されている両頭
ピストン式圧縮機では斜板が回転軸と一体的に回転可能
かつ前後に揺動可能に支持されており、この斜板の傾角
が冷房負荷を反映する吸入圧情報に基づいて制御される
ようになっている。

しかしながら、斜板の揺動中心が回転軸上の固定位置に
設定されているため、両頭ピストンの圧縮行程上死点が
前後側圧縮室のいずれにおいても斜板頭角に応じて変動
し、斜板仰角が零個に近い小容量側の圧縮作用領域では
実質的な圧縮及び吐出を行なうことができない。

本願出願人はこの欠点を改良した圧縮機を特願昭６２−
２９８６３０号で出願している。この圧縮機における斜
板の揺動中心は両頭ピストンを収容するシリンダブロッ
クのシリンダボアと対応する回転軸の半径方向位置に設
定されており、これにより両頭ピストンの一側のシリン
ダボアにおける圧縮行程上死点が定位置に規定され、斜
板頭角が零個に近い小容量側の圧縮作用領域でも実質的
な圧縮及び吐出が行われる。

（発明が解決しようとする課題） 斜板仰角は吐出圧領域又は吸入圧領域に切換接続される
制御圧室の容積を変える摺動制御体及び斜板を介して前
後側シリンダボア内の圧力による斜板揺動力と制御圧室
内の圧力との対抗により制御されるようになっており、
摺動制御体は回転軸上に摺動可能に支持されている。こ
の圧力対抗により揺動する斜板が回転軸に付与する作用
力は回転軸とシリンダブロックとの間に介在されたスラ
ストベアリングを介してシリンダブロックに受は止めら
れるようになっており、それ故にスラストベアリングに
過大な負荷が掛かるとスラストベアリングの早期の機能
低下が避けられない。

本発明は、両頭ピストンを収容する一方のシリンダボア
における圧縮行程上死点を定位置とする可変容量型圧縮
機の回転軸に対する斜板の作用力を受は止める前記スラ
ストベアリングの信頼性低下を回避することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） そのために本発明では、冷媒ガス圧縮により生じる斜板
揺動力と制御圧室内の圧力とを斜板及び摺動制御体を介
して対抗させ、この対抗により揺動される斜板側にはガ
イドビンを取り付けると共に、回転軸側には前記ガイド
ビンとガイド関係を持つガイド孔を設け、回転軸の軸中
心を横切る位置に前記ガイド孔を設定した。

（作用） 回転軸に対する斜板の作用力は斜板側のガイドビンと回
転軸側のガイド孔との保合関係を介してスラストベアリ
ングへ伝達し、スラストベアリングに対する作用位置は
ガイドビンとガイド孔との保合位置に規定される。この
保合位置が回転軸の軸中心から離れると、斜板の作用力
はスラストベアリングに対して偏荷重として働き、回転
軸周りの複数のスラストベアリングにて斜板の作用力を
均等に受は止めることができなくなる。そのため、前記
係合位置が回転軸の軸中心から離れる程に偏荷重が大き
くなり、スラストベアリングに対する負荷が過大となる
が、ガイド溝が回転軸の軸中心を横切る構成では、回転
軸の軸中心からの前記係合位置の離間量を少なくするこ
とができる。従って、スラストベアリングに対する負荷
を極力抑制することができ、スラストベアリングの信頬
性を高めることができる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

シリンダブロックｌの前後両端面にはフロントハウジン
グ２及びリヤハウジング３が接合固定されており、フロ
ントハウジング２及びシリンダブロック１には回転軸４
がフロント軸部４ａを介して回転可能に支持されている
。フロント軸部４ａの内端側にはリヤ軸部４ｂがベアリ
ング受は板３１及び連結体５，６を介して連結固定され
ていると共に、連結体５，６にはガイド孔５ａ、６ａが
形成されており、ベアリング受は板３１とシリンダブロ
ック１の内端面との間にはスラストベアリング３２が介
在されている。

リヤ軸部４ｂにはガイドブツシュ７がスライド可能に嵌
合されていると共に、リヤ軸部４ｂ先端とガイドブツシ
ュ７内端との間には押圧ばね８が介在されている。ガイ
ドブツシュ７の基端部７ａは球面状に形成されており、
この球面部７ａには斜板９が回動可能に嵌合されている
。斜板９の前面にはブリッジ９ａが形成されていると共
に、その中間部にはガイドビン９ｂが両側方へ突出する
ように嵌着されており、ガイドビン９ｂの両端部には回
転子９ｃが取付けられている。ブリ、７ジ９ａは両連結
体５，６間に挟入されていると共に、両回転子９ｃが連
結体５，６のガイド孔５ａ、６ａに嵌入されており、こ
れにより斜板９が斜板室ｌａ内で回転軸４と共に回転す
る。

回転軸４、斜板９及びガイドブツシュ７は、ガイドビン
９ｂとガイド孔５ａ、６ａとのガイド関係及び前後にス
ライド可能なガイドブツシュ７に対する斜板９の回動可
能関係をもって互いに連結しており、これにより２．’
Ｊｒ　４反９がガイドフ゛・７シユ７のスライドに伴っ
て揺動可能であり、この揺動中心Ｃが斜板９の周縁側に
設定されている。斜板９の回転軌跡上にて対応形成され
たフロント側シリンダボア１ｂ及びリヤ側シリンダボア
１ｃ内には両頭ヒストン１０が収容されていると共に、
これら複数の両頭ピストン１０と斜板９とはシュー１１
１２を介して係合しており、両頭ピストン１０が斜板９
の回転に伴って前後に往復動する。

シリンダブロック１と前後両ハウジング２．３との間に
は区画プレート１３．１４及び弁形成プレー）１５．１
６が介在されており、前後両ハウジング２，３内には吸
入室１７．１８及び吐出室１９．２０が区画形成されて
いる。外部冷媒ガス回路を構成する吸入管路２１内の冷
媒ガスは両頭ピストン１０の往復動に伴って入口２２か
ら斜板室１ａへ入り、フロント側吸入通路１ｄ及びリヤ
側吸入通路１ｅ、フロント側吸入室１７及びリヤ側吸入
室１日、吸入弁１５ａ、１６ａにより開閉される吸入ボ
ート１３ａ、１４ａを経てフロント側圧縮室Ｐｆ及びリ
ヤ側圧縮室Ｐｒへ吸入されて圧縮作用を受ける。そして
、両圧縮室Ｐｆ、Ｐｒから吐出弁２９．３０により開閉
される吐出ポート１３ｂ、１４ｂを経て両畦出室１９．
２０へ吐出された冷媒ガスは吐出通路１ｆへ流出すると
共に、吐出通路１ｆを経て出口２３から排出される。

斜板９の揺動中心Ｃは斜板９の周縁側に設定されている
と共に、リヤ側シリンダボア１ｃ寄りに設定されており
、これによりフロント側圧縮室Ｐｆにおける両頭ピスト
ン１０の圧縮行程上死点は斜板９の頭角に応じて変動す
るが、リヤ側圧縮室Ｐｒにおける両頭ピストン１０の圧
縮行程上死点が第１，３図に示す定位置に規定される。

従って、フロント側圧縮室Ｐｆでは斜板頭角が小さい場
合には実質的な吸入及び吐出を伴わない圧縮及び膨張が
行われるだけであるが、圧縮行程上死点一定のリヤ側圧
縮室Ｐｒでは斜板９の傾角に関わりなく吸入及び吐出を
伴う実質的な圧縮が行われる。

リヤ側吸入室１８内にはスプール形状の摺動制御体２４
が前後方向へスライド可能に嵌入されており、そのフラ
ンジ部２４ａによりリヤ側吸入室１８の一部が制御圧室
１８ａに区画形成されていると共に、筒部１８ｂがスラ
ストベアリング２５及びラジアルベアリング２６を介し
てガイドブツシュ７に相対回転可能に支持されている。

これにより制御圧室１８ａ内の圧力が摺動制御体２４、
ガイドブツシュ７及び斜板９を介してフロント側圧前室
Ｐｆ内の圧力及びリヤ側圧縮室Ｐｒ内の圧力により生じ
る斜板揺動力と押圧ばね８のばね力とに対抗する。

制御圧室１８ａは吐出圧領域のリヤ側吐出室２０に連通
していると共に、容量制御弁機構２７を介して吸入圧領
域の斜板室１ａに接続しており、吸入管路２１内の吸入
圧に基づく弁体２８の開閉により制御圧室１８ａが吐出
圧相当の高圧又は吸入圧相当の低圧に切換制御され、斜
板９が第１図に示す傾角最大位置と第３図に示す傾角最
小位置とに揺動配置される。

この揺動は回転軸４側のガイド孔５ａ、６ａと斜板９側
の回転子９ｃとの保合を介して案内され、この案内作用
をもたらすガイド孔５ａ、５ａは回転軸４の軸中心ｌに
対して斜交している。さらに、斜板９の仰角増大時に係
合するガイド孔５ａ、６ａと回転子９ｃとの係合部位Ｋ
が軸中心ｌを横切るようにガイド孔５ａ、６ａの位置が
設定されており、斜板９が第３図の仰角位置から第１図
の頭角位置へ揺動する際には保合部位Ｋが軸中心！を横
切る。

保合部位Ｋを介して回転軸４側に作用する力Ｆは次式（
１）のよ、うに表される。

Ｆ＝ΣＦｋ＋Ｆｇ　　　　　　　　・・・　（１）Ｆｇ
＝［（ΣＦｋ（Ｘｙ−ｒ　　−ｅｏｓ　α／ｃｏｓβ）
／ｃｏｓβ）十ＭＩ　ＰＪｚ］／Ｘｙ 但し、Ｆｋ　　（ｋ＝１〜５）は各両頭ピストン１０に
対するガス圧、Ｘｙは係合部位にの瞬間中心Ｘから軸中
心ｌまでの距離、ｒは揺動中心Ｃから軸中心ｌまでの距
離、αは保合部位にとガイドピン９ｂの瞬間中心Ｘとを
結ぶ線と軸中心ｌとの成す角度、βは斜板９の傾角、Ｍ
ｌは斜板９の慣性による不釣り合いモーメント、Ｍ２は
両頭ピストン１０の慣性による不釣り合いモーメントを
表す。

式（１）で表される力Ｆは係合部位に１連結体５．６及
びベアリング受は板３１を介してスラストベアリング３
２に作用する。保合部位Ｋが軸中心βから離れると、力
Ｆはスラストベアリング３２に対して偏荷重として働き
、複数のスラストベアリング３２による力Ｆの受は止め
方が不均一になる。そのため、保合部位にの軸中心ｌか
らの距離が大きいとスラストヘアリング３２に対する荷
重が過大となり、スラストへアリング３２の早期の機能
低下が避けられない。

スラストベアリング３２に対する偏荷重を表す目安とし
て通常次式（２）で表現される荷重Ｆ′が用いられる。

Ｆ′−Ｆ　（１＋ρｒ１　／ｒ２）　・　・　・　（２
）但し、ρは定数、ｒｌは係合部位Ｋから軸中心でまで
の距離、ｒ２はスラストベアリング３２の中心から軸中
心ｌまでの距離を表す。なお、定数ρの値は経験的に決
定される。式（２）で表現される荷重Ｆ゛は力Ｆが係合
部位Ｋに作用した場合のスラストベアリング３２に対す
る実際の荷重と見なされるものであり、力Ｆが軸中心２
から距離ｒ１にある係合部位Ｋに作用する場合と、力Ｆ
”が軸中心ｌ上の係合部位Ｋに作用する場合とが等価と
なる。従って、距Ｅｉｔ　ｒ　ｔが大きいほどスラスト
ベアリング３２に対する負荷が大きくなるが、軸中心ｌ
を横切るようにガイド孔５ａ、６ａの位置を設定した本
実施例では距ｉ％ｔｔｒ１が平均して小さく、スラスト
ベアリング３２に対する負荷が過大になることはない。

これによりスラストベアリング３２の早期の機能低下が
回避され、スラストベアリング３２の信頼性は高い。

式（１）によれば係合部位Ｋを介して回転軸４側へ作用
する力Ｆは斜板傾角βが大きい程大きくなる。そこで、
第１図に示すように傾角βが最大となる場合の係合部位
Ｋを軸中心βに極く接近させることにより最大偏荷重を
可及的に小さくすることができ、スラストベアリング３
２の負担が最も少なくなり、スラストへアリング３２の
信頼性がさらに高まる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、回転軸の軸中心を横切る
位置にガイド孔を設定したので、回転軸のスラスト方向
の荷重を受は止めるスラストベアリングに対する偏荷重
を小さくすることができ、これによりこのスラストヘア
リングの信頼性を高め得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は圧
縮機及び容量制御弁機構の側断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線断面図、第３図は斜板傾角最小状態を示す側断
面図である。 シリンダブロックｌ、回転軸４、ガイド孔５ａ。 ６ａ、斜板９、ガイドピン９ｂ、回転子９ｃ、制御圧室
１８ａ、摺動制御体２４、スラストベアリング３２、軸
中心１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、両頭ピストンを往復動可能に収容するシリンダブロ
   ック内に回転軸を回転可能に収容支持すると共に、この
   回転軸には両頭ピストンを往復駆動する斜板を相対回転
   不能かつその周縁側を中心として前後に揺動可能に支持
   し、この揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定
   すると共に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上
   に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、リヤ側シリ
   ンダボアにおける圧縮行程上死点を定位置とした斜板式
   圧縮機において、吐出圧相当又は吸入圧相当の圧力に切
   換えられる容量制御用の制御圧室の容積を変える摺動制
   御体を前記回転軸に摺動可能に支持し、冷媒ガス圧縮に
   より生じる斜板揺動力と制御圧室内の圧力とを斜板及び
   摺動制御体を介して対抗させ、この対抗により揺動され
   る斜板側にはガイドピンを取り付けると共に、回転軸側
   には前記ガイドピンとガイド関係を持つガイド孔を設け
   、回転軸の軸中心を横切る位置に前記ガイド孔を設定し
   た可変容量型斜板式圧縮機。