JPH04303184A - 容量可変型斜板式圧縮機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調装置等に用い
られる容量可変型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、
単に圧縮機という。）として、特開昭６２−１８３０８
２号公報に開示されたものが知られている。この圧縮機
では、駆動軸から軸直角方向に突出して回転支持体が同
期回転可能に支持され、回転支持体との間にヒンジ機構
を介しかつ駆動軸との間にスリーブを介して回転駆動体
が同期回転可能かつ傾斜角変位可能に枢支されている。 ヒンジ機構は、回転支持体に貫設された長孔と、この長
孔に係合され回転駆動体から伸びるスイングプレートに
固着されたヒンジピンとからなる。また、スリーブは、
駆動軸の軸線方向に摺動可能に装備されており、外周面
には軸直角方向に突出するスリーブピンにより回転駆動
体との間で円筒接触を維持している。回転駆動体には回
転駆動体と相対摺動する斜板が装備されており、この斜
板には連結機構たるピストンロッドの一端が連結されて
いる。ピストンロッドの他端は複数のシリンダボア内に
互いに平行にかつ所定間隔をおいて収容された複数のピ
ストンに連結され、斜板の揺動運動が各ピストンの往復
動に変換される。そして、シリンダブロックには、クラ
ンク室と吸入室とを連通する連通孔が設けられており、
この連通孔は制御弁によって開閉される。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸の駆動に伴って所
定の傾斜角で回転駆動体が回転すると、斜板には該傾斜
角に応じた揺動運動のみが伝達され、これによりピスト
ンがシリンダボア内で往復動される。流体はこれにより
吸入室からシリンダボア内に吸入され、圧縮された後吐
出室へ吐出される。このとき、この圧縮機では、ヒンジ
ピンが長孔となす支点位置で回転駆動体及び斜板の傾斜
角に応じたピストンの圧縮反力及び吸引力の合力を支持
している。かかる支点位置Ｐは、回転支持体が駆動軸か
ら軸直角方向に突出し、この回転支持体に貫設された長
孔にヒンジピンが係合されているため、図６に示すよう
に、斜板の回転方向において、斜板の上死点位置Ｔ、つ
まりピストンの最終圧縮行程終了位置に存在している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、同型圧縮機で
は、駆動軸の回転に従い、ピストンの最終圧縮行程終了
位置、つまり図６に示す斜板の上死点位置Ｔではシリン
ダボア内の流体はすでに吐出室へ吐出され、これ以降の
位置では流体の吸入が行われる。このため、これから流
体の圧縮・吐出を行なう下死点位置Ｂ１　から上死点位
置Ｔまでは斜板に圧縮反力が働くものの、上死点位置Ｔ
から次のサイクルの圧縮・吐出を行なう下死点位置Ｂ２
　までは斜板に吸引力が働くこととなる。したがって、
各ピストンから斜板に作用する圧縮反力及び吸引力の合
力の作用点位置は、斜板の上死点位置Ｔと対応する上記
支点位置Ｐではなく、支点位置Ｐから斜板の回転方向へ
駆動軸の回転数、流体の圧縮比又は斜板の傾斜角によっ
て変動した位置である。

【０００５】このため、従来の圧縮機では、かかる作用
点位置と支点位置Ｐとにおける斜板の回転方向への変位
により、斜板に曲げモーメントが作用し、この曲げモー
メントをスリーブで受け、スリーブには過大な偏荷重が
作用していた。この結果、スリーブとして、曲げモーメ
ントを受けるべく、スリーブピンを有するものを採用す
れば、スリーブピンに偏摩耗が生じやすく、これにより
異音や耐久性等の不具合を生じる場合があった。

【０００６】本発明は、圧縮反力及び吸入力を好適にヒ
ンジ機構で受け、スリーブの負担を軽減することを解決
すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、その支点位置が前記斜板の上死点
位置を跨ぐよう、一対のヒンジ機構を設けるという新規
な手段を採用している。

【０００８】

【作用】本発明の圧縮機では、一対のヒンジ機構の各支
点位置が斜板の上死点位置を跨いでいるため、一方の支
点位置は各ピストンを中間圧縮行程に押圧する範囲内に
設定され、他方の支点位置は各ピストンを中間吸入行程
に押圧する範囲内に設定される。このため、一方の支点
位置では各ピストンが斜板に作用する圧縮反力の合力を
受け、他方の支点位置では各ピストンが斜板に作用する
吸引力を支える。そして、各支点位置は斜板の回転方向
へ変位しないので、圧縮反力と吸引力との合力を協働し
て支える。すなわち、各支点位置は、圧縮反力及び吸引
力を分掌しつつ協働して好適に支える。このため、この
圧縮機では、斜板の回転方向への変位による曲げモーメ
ントを生じず、スリーブに偏荷重が作用することはない
。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１、２を図
面を参照しつつ説明する。 （実施例１）この圧縮機は、図１に示すように、複数の
シリンダボア１ａを有するシリンダブロック１が中央部
に配置されており、その前方端は密閉状のクランク室２
ａを形成してフロントハウジング２により閉塞され、そ
の後方端は弁板１２を介してリヤハウジング３により閉
塞されている。リヤハウジング３には、シリンダボア１
ａと連通する吸入室３ａ及び吐出室３ｂが設けられてい
る。そして、シリンダブロック１の中心軸孔には駆動軸
４が挿嵌支承されており、この駆動軸４にはクランク室
２ａ内に回転支持体５が同期回転可能に支持されている
。回転支持体５には、図２にも示すように、駆動軸４の
軸心と斜板１５の上死点位置Ｔとを含む平面を挟んで両
側に一対のヒンジ機構Ｋ、Ｋが設けられており、各ヒン
ジ機構Ｋ、Ｋを介して回転駆動体１１が支承されている
。

【００１０】各ヒンジ機構Ｋ、Ｋでは、図１及び図２に
示すように、回転支持体５から斜板１５の上死点位置Ｔ
を跨いで対称に軸方向後方に突出する２本の支持アーム
６にそれぞれ取付孔６ａが貫設されており、各取付孔６
ａにはそれぞれレース８が固着され、各レース８にはそ
れぞれ係合する球体９が揺動可能に装備されている。各
球体９にはそれぞれガイド孔９ａが貫設されており、各
ガイド孔９ａにはそれぞれ案内ピン１０が往復動可能に
支持されている。また、回転駆動体１１には２つの取付
孔１１ａが貫設されており、各取付孔１１ａに該各案内
ピン１０が圧入されている。こうして各ヒンジ機構Ｋ、
Ｋの支点位置Ｐ１　、Ｐ２　は、斜板１５の上死点位置
Ｔを跨いで対称に一対設けられている。すなわち、図３
に示すように、一方の支点位置Ｐ１　は後述する各ピス
トン１９を中間圧縮行程に押圧する範囲内に設定され、
他方の支点位置Ｐ２　は各ピストン１９を中間吸入行程
に押圧する範囲内に設定されている。

【００１１】また、図１に示すように、回転駆動体１１
の後方には斜板１５が締付リング１６により固着されて
いる。この斜板１５は両面に駆動軸４の軸線を中心とす
るリング状の支持レール１５ｃ、１５ｃが形成されてお
り、支持レール１５ｃ、１５ｃには周方向に軸線をもつ
半円柱状の内シュー１７、１７が係合されている。こう
して斜板１５と内シュー１７、１７とは半径方向への変
位が規制されている。また、内シュー１７、１７の外周
面には内面が半円柱状に抉られ外面が半径方向に軸線を
もつ半円柱状の外シュー１８、１８が係合されている。 外シュー１８、１８の外周面は、ピストン１９の首部に
形成された斜板通過溝１９ａにおける互いに対向する円
柱状に抉られた円筒支承面と係合されている。こうして
、斜板１５に内シュー１７、１７及び外シュー１８、１
８を介して係留される複数のピストン１９は、各シリン
ダボア１ａ内を往復動可能に収納されている。

【００１２】さらに、回転駆動体１１は駆動軸４との間
にスリーブ１３が介在されている。このスリーブ１３は
駆動軸４の軸線方向にばね２０、２１を介して摺動可能
に装備されており、外周面では回転駆動体１１との間で
球面接触を維持している。こうして斜板１５は、回転支
持体５及び回転駆動体１１を介して駆動軸４と同期回転
可能になされているとともに、各ヒンジ機構Ｋ、Ｋ及び
スリーブ１３を介して傾斜角変位可能に枢支されている
。

【００１３】また、リヤハウジング３には、クランク室
２ａの圧力を調整する制御弁２１、２１が装備されてい
る。この圧縮機においては、駆動軸４の駆動に伴って斜
板１５が回転すると、各ピストン１９と外シュー１８、
１８を介して係合する内シュー１７、１７は斜板１５に
対して支持レール１５ｃ、１５ｃ上を周方向に摺動し、
各ピストン１９がシリンダボア１ａ内で往復動し、これ
により吸入室３ａからシリンダボア１ａ内に冷媒ガスが
吸入され、冷媒ガスは圧縮された後吐出室３ｂへ吐出さ
れる。このとき吐出室３ｂへ吐出される冷媒ガスの圧縮
容量は、制御弁２１、２１によるクランク室２ａ内の圧
力調整により制御される。

【００１４】すなわち、例えば制御弁２１、２１の圧力
調整でクランク室２ａの圧力が低下すれば、ピストン１
９に作用する背圧が下がることにより、斜板１５の傾斜
角が大きくなる。つまり、各ヒンジ機構Ｋ、Ｋにおける
球体９がレース８と摺動することにより案内ピン１０を
前方へ揺動させ、回転駆動体１１がスリーブ１３を中心
に右方向に揺動するとともにスリーブ１３がばね２１に
抗して前進し、案内ピン１０がガイド孔９ａ内に入る方
向へ摺動し、斜板１５の傾斜角が大きくなる。そして、
外シュー１８、１８は内シュー１７、１７に対して周方
向で摺動するとともにピストン１９の斜板通過溝１９ａ
内で中心方向へ摺動する。このため、ピストン１９のス
トロークが伸長されて圧縮容量は大きくなる。そして、
斜板１５の傾斜角が最大になれば、圧縮機は最大容量で
運転を継続する。

【００１５】逆に、制御弁２１、２１がクランク室２ａ
と吸入室３ａとを閉鎖することによりブローバイガスで
クランク室２ａの圧力が高くなれば、ピストン１９に作
用する背圧が上がることにより、斜板１５の傾斜角が小
さくなる。つまり、各ヒンジ機構Ｋ、Ｋにおける球体９
がレース８と摺動することにより案内ピン１０を後方へ
揺動させ、回転駆動体１１がスリーブ１３を中心に左方
向に揺動するとともにスリーブ１３がばね２０に抗して
後退し、案内ピン１０がガイド孔９ａ内から抜ける方向
へ摺動し、斜板１５の傾斜角が小さくなる。そして、外
シュー１８、１８は内シュー１７、１７に対して周方向
で摺動するとともにピストン１９の斜板通過溝１９ａ内
で外方向へ摺動する。このため、ピストン１９のストロ
ークが短縮されて圧縮容量は小さくなる。そして、斜板
１５の傾斜角が最小になれば、圧縮機は最小容量で運転
を継続する。

【００１６】これら各容量運転時、この圧縮機では、一
方の支点位置Ｐ１　では各ピストン１９がシュー１７、
１８を介して斜板１５に作用する圧縮反力の合力を受け
、他方の支点位置Ｐ２　では各ピストン１９がシュー１
７、１８を介して斜板１５に作用する吸引力を支えてい
る。 そして、各支点位置Ｐ１　、Ｐ２　は斜板１５の回転方
向へ変位しないので、圧縮反力と吸引力との合力を協働
して支える。すなわち、各支点位置Ｐ１　、Ｐ２　は、
圧縮反力及び吸引力を分掌しつつ協働して好適に支える
。このため、斜板１５の回転方向への変位による曲げモ
ーメントが生じることはなく、スリーブ１３には偏荷重
が作用することはない。つまり、その外周面で球面接触
する回転駆動体１１を円滑に揺動させることが可能とな
る。

【００１７】したがって、この圧縮機では、従来の圧縮
機のようにスリーブピンにより円筒接触で回転駆動体を
揺動させつつ曲げモーメントをそのスリーブピンで受け
る必要がないため、スリーブ１３の偏摩耗を回避でき、
異音や耐久性等の不具合を解決することができる。 （実施例２）この圧縮機は、図４に示すように、複数の
シリンダボア３１ａを有するシリンダブロック３１が中
央部に配置されており、その前方端は密閉状のクランク
室３２ａを形成してフロントハウジング３２により閉塞
され、その後方端は弁板４０を介してリヤハウジング３
３により閉塞されている。リヤハウジング３３には、シ
リンダボア３１ａと連通する吸入室３３ａ及び吐出室３
３ｂが設けられている。そして、シリンダブロック３１
の中心軸孔には駆動軸３４が挿嵌支承されており、この
駆動軸３４にはクランク室３２ａ内に回転支持体３５が
同期回転可能に支持されている。回転支持体３５には、
図５にも示すように、駆動軸３４の軸心と斜板３７の上
死点位置Ｔとを含む平面を挟んで両側に一対のヒンジ機
構Ｍ、Ｍが設けられており、各ヒンジ機構Ｍ、Ｍを介し
て斜板３７が連結されている。

【００１８】各ヒンジ機構Ｍ、Ｍでは、図４及び図５に
示すように、回転支持体３５から斜板３７の上死点位置
Ｔを跨いで対称に軸方向後方に２本の支持アーム３５ａ
が突出し、各支持アーム３５ａにはそれぞれ長孔３５ｂ
が貫設されている。斜板３７には２本のスイングプレー
ト３７ａが固着されており、各スイングプレート３７ａ
に固着された各ヒンジピン３７ｂはそれぞれ長孔３５ｂ
に係合されている。こうして各ヒンジ機構Ｍ、Ｍの支点
位置Ｐ１　、Ｐ２　は、斜板３７の上死点位置Ｔを跨い
で対称に一対設けられている。すなわち、実施例１のも
のと同様、図３に示すように、一方の支点位置Ｐ１　は
後述する各ピストン３８を中間圧縮行程に押圧する範囲
内に設定され、他方の支点位置Ｐ２　は各ピストン３８
を中間吸入行程に押圧する範囲内に設定されている。

【００１９】斜板３７は、表裏に平面をもち、駆動軸３
４との間にスリーブ３６が介在されている。スリーブ３
６は駆動軸３４の軸線方向に摺動可能に装備されており
、外周面では斜板３７との間で球面接触を維持している
。こうして斜板３７は駆動軸３４と同期回転及び傾斜角
変位可能になされている。また、斜板３７には、各シリ
ンダボア３１ａ内に嵌入されたピストン３８が一対のシ
ュー３９、３９を介して係留されている。各シュー３９
は、斜板３７の各平面と当接する平面をもち、その背後
に半球部が膨出されている。各シュー３９の半球部は、
ピストン３８の首部に凹刻された半球支承面に係合され
ている。

【００２０】また、シリンダブロック３１には、クラン
ク室３２ａと吸入室３３との間に制御弁４１が設けられ
ており、この制御弁４１によりクランク室３２ａの圧力
調整がなされている。この圧縮機では、駆動軸３４の駆
動に伴って斜板３７が回転すると、ピストン３８と係合
した各シュー３９は、斜板３７の平面に対して傾斜角に
応じた楕円軌道で摺動する。またこのとき、各シュー３
９は径方向への揺動を行なう。こうして、斜板３７の傾
斜角に応じた揺動運動のみがシリンダボア３１ａ内にお
ける各ピストン３８の往復動に変換される。これにより
、吸入室３３ａからシリンダボア３１ａ内に冷媒ガスが
吸入され、冷媒ガスは圧縮された後吐出室３３ｂへ吐出
される。そして、吐出室３３ｂへ吐出される冷媒ガスの
圧縮容量は、制御弁４１によるクランク室３２ａ内の圧
力調整により制御される。

【００２１】この圧縮機においても、各支点位置Ｐ１　
、Ｐ２　が圧縮反力及び吸引力を分掌しつつ協働して好
適に支えるため、斜板３７には曲げモーメントを生じな
い。 この結果、スリーブ３６には偏荷重が作用することはな
く、その外周面で球面接触する斜板３７を円滑に揺動さ
せることが可能となる。したがって、この圧縮機におい
ても、スリーブ３６の偏摩耗を回避でき、異音や耐久性
等の不具合を解決することができる。

【００２２】なお、上記実施例１、２では、ヒンジ機構
Ｋ、Ｍの支点位置Ｐ１　、Ｐ２　を斜板１５、３７の上
死点位置Ｔを跨いで対称に一対設けたが、非対称に一対
設けてもよい。また、上記実施例１、２では、斜板１５
、３７が駆動軸４、３４の回転と同期して回転する圧縮
機を採用したが、上記公報記載の圧縮機のように回転駆
動体と相対摺動をし、自らは回転しない揺動斜板を採用
した型の圧縮機でも、本発明の構成により、本発明の作
用及び効果を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、各支点位置が斜板の上死点位置を跨ぐべく、一対の
ヒンジ機構を設けているため、圧縮反力及び吸入力を好
適にヒンジ機構で受けることができ、ひいてはスリーブ
の負担を軽減することができる。

【００２４】したがって、この圧縮機を例えば車両空調
装置に採用した場合、スリーブの偏摩耗を回避でき、異
音や耐久性等の不具合を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例１の圧縮機に係り、図１のＡ−Ａ矢視一
部断面図である。

【図３】実施例１の圧縮機に係り、時間とピストンの位
置との関係を表す線図である。

【図４】実施例２の圧縮機の縦断面図である。

【図５】実施例２の圧縮機に係り、図４のＢ−Ｂ矢視一
部断面図である。

【図６】従来の圧縮機に係り、時間とピストンの位置と
の関係を表す線図である。

【符号の説明】

１、３１…シリンダブロック　　　　　　　　２、３、
３２、３３…ハウジング ２ａ、３２ａ…クランク室　　　　　　　　　　３ａ、
３３ａ…吸入室 ３ｂ、３３ｂ…吐出室　　　　　　　　　　　　　　１
ａ、３１ａ…シリンダボア １９、３８…ピストン　　　　　　　　　　　　　　４
、３４…駆動軸５、３５…回転支持体　　　　　　　　
　　　　　　１１…回転駆動体Ｋ、Ｍ…ヒンジ機構　　
　　　　　　　　　　　　　　１３、３６…スリーブ １５、３７…斜板　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１７、１８、３９…シュー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングにクランク室、吸入室、吐出室
   及びこれらと接続された複数のシリンダボアが区画形成
   されるとともに、該各シリンダボアにはそれぞれピスト
   ンが往復動可能に収容され、ハウジングに支持された駆
   動軸には該クランク室内に位置する回転支持体が同期回
   転可能に支持され、該回転支持体との間にヒンジ機構を
   介しかつ該駆動軸との間にスリーブを介して斜板が傾斜
   角変位可能に枢支され、該斜板と該ピストンとの間には
   該斜板の揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する連
   結機構が介装され、該クランク室内の圧力により該斜板
   の傾斜角を制御して圧縮容量を変化するように構成した
   容量可変型斜板式圧縮機において、前記ヒンジ機構は、
   その支点位置が前記斜板の上死点位置を跨ぐよう、一対
   設けられていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮
   機。