JPH0454833B2 - - Google Patents

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JPH0454833B2
JPH0454833B2 JP61002180A JP218086A JPH0454833B2 JP H0454833 B2 JPH0454833 B2 JP H0454833B2 JP 61002180 A JP61002180 A JP 61002180A JP 218086 A JP218086 A JP 218086A JP H0454833 B2 JPH0454833 B2 JP H0454833B2
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JP
Japan
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swash plate
piston
drive shaft
cylinder
support plate
Prior art date
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Application number
JP61002180A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS62162777A (en
Inventor
Isao Hayase
Yukio Takahashi
Atsuo Kishi
Kenichi Kawashima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61002180A priority Critical patent/JPS62162777A/en
Publication of JPS62162777A publication Critical patent/JPS62162777A/en
Publication of JPH0454833B2 publication Critical patent/JPH0454833B2/ja
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変容量圧縮機に係り、特に車両空
調装置等に使用して好適な回転シリンダ形の斜板
式可変容量圧縮機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a variable displacement compressor, and particularly to a rotating cylinder type swash plate type variable displacement compressor suitable for use in vehicle air conditioners and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車用空調装置等に使用する圧縮機は、エン
ジンにより直接駆動されるために、使用回転数領
域が広範囲にわたり、また、夏冬間の熱負荷の変
動に応じてその冷凍能力も大きく変動するため
に、これらの条件に対応して常に効率の良い運転
を行うには圧縮機容量を可変にすることが必要と
される。
Compressors used in automotive air conditioners, etc. are driven directly by the engine, so they can be used over a wide range of rotational speeds, and their refrigeration capacity also fluctuates greatly in response to changes in heat load between summer and winter. In order to always perform efficient operation in response to these conditions, it is necessary to make the compressor capacity variable.

ところで、従来より、例えば特公昭59−26793
号公報に開示されるように、圧縮機の駆動軸にカ
ム機能を有する駆動板を設け、この駆動板の片側
にピストン連結部材を備えた斜板を配設し、駆動
板を揺動回転させながら斜板及びピストン連結部
材を軸方向に揺動させて圧縮機のピストン運動ひ
いては圧縮機の運転を行う、いわゆるシリンダ固
定式の斜板式可変容量圧縮機や、 特公昭57−43744号公報に開示されるように、
吸入ポート、吐出ポート付きシリンダヘツド(固
定分配板)を固定しつつ、シリンダ、ピストン、
ピストン支持部材を駆動軸と共に回転させ、この
ピストン支持部材を傾動動作(傾斜角制御)を行
う斜板に相対可能に支持することにより、シリン
ダを回転させつつピストンを往復運動させる、い
わゆる回転シリンダ形の斜板式可変容量のポンプ
が知られている。
By the way, conventionally, for example,
As disclosed in the publication, a drive plate having a cam function is provided on the drive shaft of the compressor, a swash plate equipped with a piston connecting member is provided on one side of the drive plate, and the drive plate is oscillated and rotated. A so-called fixed-cylinder swash plate type variable capacity compressor, in which the swash plate and the piston connecting member are axially swung to move the piston of the compressor and thus operate the compressor, is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-43744. To be,
While fixing the cylinder head (fixed distribution plate) with suction port and discharge port, the cylinder, piston,
A so-called rotary cylinder type in which the piston support member is rotated together with the drive shaft, and this piston support member is supported relative to a swash plate that performs tilting operation (inclination angle control), thereby causing the piston to reciprocate while rotating the cylinder. A swash plate type variable displacement pump is known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このうち、前者のようなシリンダ固定式の斜板
式可変容量圧縮機は、空調用圧縮機として広く用
いられているが、固定されたシリンダ内をピスト
ンが往復動するために、シリンダヘツドの吸入ポ
ートに吸入弁を設ける必要があり、その結果、吸
入ポートの通路抵抗が比較的に大きくなり、ロー
タリ型圧縮機のような高い体積効率を得るのが困
難であつた。
Among these, the former type of fixed cylinder swash plate type variable displacement compressor is widely used as an air conditioning compressor, but because the piston reciprocates within the fixed cylinder, the suction port of the cylinder head is As a result, the passage resistance of the suction port becomes relatively large, making it difficult to obtain the high volumetric efficiency of a rotary compressor.

また、斜板及びピストンを往復動作させる駆動
板(カム機構)が圧縮機の駆動軸と共に揺動しな
がら回転運動を行うために、駆動板と傾斜角制御
機構とを機械的に結合するのが困難であり、従来
は、専ら複雑な制御手段を用いて圧縮機の内部圧
力を制御することにより、斜板及び駆動板の傾斜
角度を制御していた。
In addition, in order for the drive plate (cam mechanism) that reciprocates the swash plate and the piston to rotate while swinging together with the drive shaft of the compressor, it is preferable to mechanically couple the drive plate and the tilt angle control mechanism. Conventionally, the inclination angles of the swash plate and drive plate have been controlled exclusively by controlling the internal pressure of the compressor using complicated control means.

一方、後者のような回転シリンダ方式は、上記
のような問題に対処できるが、ピストン支持部材
がシユーを介して斜板に接触するので、シユーが
斜板面を直接すべり摺動するので、これが回転力
の摩擦損失の原因となり、また、斜板ひいてはピ
ストン支持部材の傾動によりピストンのストロー
クを可変調整しつつも、ピストンストロークの変
化に対してピストン上死点位置を常に一定に保つ
ような配慮がなされておらず、デツドボリユーム
を微小に保てないため、ガスの圧縮機として用い
るには不適であつた。
On the other hand, the latter type of rotating cylinder system can deal with the above problems, but since the piston support member contacts the swash plate through the shoe, the shoe slides directly on the swash plate surface, so this is difficult. This is a cause of friction loss in rotational force, and consideration must be given to always keep the piston top dead center position constant despite changes in piston stroke, even though the piston stroke can be variably adjusted by tilting the swash plate and eventually the piston support member. Because the dead volume could not be kept small, it was unsuitable for use as a gas compressor.

本発明の目的は、回転シリンダ方式の回転機が
有していた上記のような諸問題を解決して、性能
的に優れた回転シリンダ形の斜板式可変容量圧縮
機を実現させることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of a rotary cylinder type rotary machine and to realize a rotary cylinder type swash plate type variable capacity compressor with excellent performance.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は上記目的を達成するために、基本的に
は次のような課題解決手段を提案する。なお、発
明の理解を容易にするため、第1図に用いた実施
例の符号を引用して、本発明の要旨を説明する。
In order to achieve the above object, the present invention basically proposes the following problem-solving means. In order to facilitate understanding of the invention, the gist of the invention will be explained by quoting the reference numerals of the embodiments used in FIG.

すなわち、本発明は、圧縮機の本体となるハウ
ジング1内にて回転可能に支持された駆動軸2
に、円周方向に複数のシリンダボア18が配設さ
れたシリンダブロツク17が駆動軸2と一体回転
可能に軸着され、シリンダブロツク17の一端
が、ハウジング1内に固定配置された吸入ポート
14、吐出ポート15付きシリンダヘツド13に
より気密性を保つて覆われ、このシリンダブロツ
ク17のうちシリンダヘツド13と反対側の面に
臨むハウジング内部空間に斜板27及びピストン
支持板21が配置され、 このうち、斜板27は、傾斜角制御機構35の
力が作用点に付与されると、その一端側に位置す
るカム溝28及びこれに係合する支点ピン29
(カム溝28及び支点ピン29はいずれか一方が
斜板27に他方がハウジング1内に固定してあ
る)を中心に斜板中心部の軸方向の移動を伴いつ
つ傾動するように駆動軸2に嵌装され、 一方、ピストン支持板21は、斜板27の一面
にスラストベアリング32を介して斜板27と相
対回転可能に支持されると共に、斜板27の傾動
方向に指向性を持つ等速ボールジヨイント22を
介して駆動軸2に該駆動軸と一体回転可能に連結
され、且つこの等速ボールジヨイント22は駆動
軸2の軸方向の移動可能な軸装構造とすること
で、ピストン支持板21が斜板27と一体にピス
トン支持中心部の軸方向移動を伴つて傾動する機
構を構成し、 このピストン支持板21とシリンダボア18内
に収容されるピストン19とが連結部材40を介
して連結されて成る。
That is, the present invention provides a drive shaft 2 rotatably supported within a housing 1 serving as the main body of the compressor.
A cylinder block 17 having a plurality of cylinder bores 18 arranged in the circumferential direction is rotatably attached to the drive shaft 2, and one end of the cylinder block 17 is connected to a suction port 14 fixedly disposed within the housing 1. A swash plate 27 and a piston support plate 21 are arranged in the inner space of the housing, which is covered with airtightness by the cylinder head 13 with a discharge port 15, and faces the side of the cylinder block 17 opposite to the cylinder head 13. When the force of the inclination angle control mechanism 35 is applied to the point of application, the swash plate 27 moves into a cam groove 28 located at one end thereof and a fulcrum pin 29 that engages with the cam groove 28.
(One of the cam grooves 28 and the fulcrum pin 29 is fixed in the swash plate 27 and the other in the housing 1.) The drive shaft 2 is tilted as the center of the swash plate moves in the axial direction. On the other hand, the piston support plate 21 is supported on one surface of the swash plate 27 via a thrust bearing 32 so as to be rotatable relative to the swash plate 27, and has directivity in the direction of tilting of the swash plate 27. The constant velocity ball joint 22 is connected to the drive shaft 2 via a speed ball joint 22 so as to be able to rotate integrally with the drive shaft, and the constant velocity ball joint 22 has a shaft mounting structure that allows movement in the axial direction of the drive shaft 2. The piston support plate 21 and the swash plate 27 constitute a mechanism that tilts with the axial movement of the piston support center, and the piston support plate 21 and the piston 19 housed in the cylinder bore 18 connect the connecting member 40 connected through.

〔作用〕[Effect]

このような構成よりなれば、駆動軸2の回転に
よりシリンダブロツク17(シリンダボア18)、
ピストン19、等速ボールジヨイント22及びピ
ストン支持板21が駆動軸2と一体に回転する。
With such a configuration, rotation of the drive shaft 2 causes the cylinder block 17 (cylinder bore 18),
The piston 19, constant velocity ball joint 22, and piston support plate 21 rotate together with the drive shaft 2.

一方、ラジアル方向には非回転状態にある斜板
27は、傾斜角制御機構35の動力により傾動
(傾き動作)してその傾斜角度が制御されるが、
この傾動は、カム溝28とこれに係合する支点ピ
ン29の協働により斜板中心部が駆動軸2の軸線
に沿つた移動を伴う。この動作を受けてピストン
支持板21も等速ボールジヨイント22と共にそ
の中心部の軸方向の移動を伴いつつ等速ボールジ
ヨイント22上で傾動する。
On the other hand, the swash plate 27, which is in a non-rotating state in the radial direction, is tilted (tilting operation) by the power of the tilt angle control mechanism 35 and its tilt angle is controlled.
This tilting is accompanied by movement of the center portion of the swash plate along the axis of the drive shaft 2 due to cooperation between the cam groove 28 and the fulcrum pin 29 that engages with the cam groove 28 . In response to this movement, the piston support plate 21 also tilts on the constant velocity ball joint 22, with the center thereof moving in the axial direction together with the constant velocity ball joint 22.

その結果、ピストン支持板21は制御された傾
斜角により斜板27面上をシリンダボア18と等
速で回転し、ピストン19が所定の回転位置で吸
入、圧縮、吐出動作を行う。
As a result, the piston support plate 21 rotates at the same speed as the cylinder bore 18 on the swash plate 27 surface with a controlled inclination angle, and the piston 19 performs suction, compression, and discharge operations at a predetermined rotational position.

この回転を伴うピストン動作中に斜板27ひい
てはピストン支持板21の傾斜角θが変化してピ
ストンストロークが変化しても、斜板27及びピ
ストン支持板21の傾動がそれらの中心部の軸方
向の移動と斜板27の一端のカム溝28、支点ピ
ン29のカム動作による協働により、常にピスト
ン上死点位置を一定に保ち(微小デツドボリユー
ムを保てる)、その結果、回転シリンダ形可変容
量圧縮機としてのガス圧縮機能をなし得る。ま
た、ピストン支持板21は斜板27上でスラスト
ベアリング32により摩擦損失を少なくして高速
回転できるので、圧縮機性能の向上を図れる。
Even if the inclination angle θ of the swash plate 27 and the piston support plate 21 changes during the piston operation accompanied by this rotation, and the piston stroke changes, the tilting of the swash plate 27 and the piston support plate 21 will not move in the axial direction of their centers. By the movement of the swash plate 27, the cam groove 28 at one end of the swash plate 27, and the cam movement of the fulcrum pin 29, the piston top dead center position is always kept constant (a minute dead volume can be maintained), and as a result, the rotary cylinder type variable displacement compression It can perform the gas compression function as a machine. Furthermore, the piston support plate 21 can be rotated at high speed by reducing friction loss by the thrust bearing 32 on the swash plate 27, so that the performance of the compressor can be improved.

さらに、回転シリンダ方式の場合は、シリンダ
ボア18がシリンダヘツド13に対し相対的に回
転するので、シリンダボア18の回転変位により
吸入弁を必要とせず吸入ポートの開閉が可能とな
り、吸入ポートに障害物がなくなるので、その通
路抵抗を小さくして、シリンダボア内の体積効率
を高める。
Furthermore, in the case of the rotating cylinder type, the cylinder bore 18 rotates relative to the cylinder head 13, so the rotational displacement of the cylinder bore 18 makes it possible to open and close the suction port without the need for a suction valve. This reduces the passage resistance and increases the volumetric efficiency within the cylinder bore.

また、ピストン支持板21の回転時の傾斜角度
を規制する斜板27自体はラジアル方向に回転し
ないので、斜板と斜板傾斜機構の機械的な連結を
容易にし、その機構の簡便化を図り得る。
Furthermore, since the swash plate 27 itself, which regulates the angle of inclination when the piston support plate 21 rotates, does not rotate in the radial direction, the swash plate and the swash plate tilting mechanism can be mechanically connected easily, and the mechanism can be simplified. obtain.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本実施例に係る可変容量圧縮機の最大
ピストンストローク状態を示す縦断面図、第2図
は第1図のX−X線断面図、第3図は本実施例の
最小ピストンストローク状態を示す部分断面図で
ある。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing the maximum piston stroke state of the variable displacement compressor according to this embodiment, Fig. 2 is a sectional view taken along the line X-X of Fig. 1, and Fig. 3 is the minimum piston stroke of this embodiment. It is a partial sectional view showing a state.

図中、1は圧縮機本体のハウジングで、ハウジ
ング1の中心に駆動軸2が2個のラジアル軸受
3,4を介して回転可能に支持されている。駆動
軸2の一端は、ハウジング1の側板1aから突出
し電磁クラツチ機構5を介してエンジンの回転力
が伝達される。電磁クラツチ機構5は、ハウジン
グ1の側板1aに設置されたステータ6と、エン
ジンの回転と共にVベルト(図示せず)を介して
回転するロータ7と、駆動軸2の突出端に軸着し
たアマチユア8とよりなり、ステータ6の励磁作
用によりアマチユア8をロータ7に吸着してアマ
チユア8及び駆動軸2を回転させる。
In the figure, 1 is a housing of a compressor main body, and a drive shaft 2 is rotatably supported at the center of the housing 1 via two radial bearings 3 and 4. One end of the drive shaft 2 protrudes from the side plate 1a of the housing 1, and the rotational force of the engine is transmitted through the electromagnetic clutch mechanism 5. The electromagnetic clutch mechanism 5 includes a stator 6 installed on the side plate 1a of the housing 1, a rotor 7 that rotates via a V-belt (not shown) as the engine rotates, and an armature attached to the protruding end of the drive shaft 2. 8, the armature 8 is attracted to the rotor 7 by the excitation action of the stator 6, and the armature 8 and the drive shaft 2 are rotated.

9は後述するシリンダ組立体Cのシリンダボア
18内に冷媒ガス等の流体を導入するための低圧
室、10はピストン19の作動により圧縮された
流体を外部に吐出するための高圧室であり、低圧
室9と高圧室10とは、ハウジング1の側板1b
の内側端に円周方向に向けて画成された空間A,
Bよりなる。この空間A,Bの面する位置にシリ
ンダヘツド13とハウジング1側板1bを囲んで
低圧室9と高圧室10とを形成する。
9 is a low pressure chamber for introducing fluid such as refrigerant gas into the cylinder bore 18 of cylinder assembly C, which will be described later; 10 is a high pressure chamber for discharging fluid compressed by the operation of the piston 19; The chamber 9 and the high pressure chamber 10 are located on the side plate 1b of the housing 1.
A space A defined in the circumferential direction at the inner end of
Consists of B. A low pressure chamber 9 and a high pressure chamber 10 are formed at positions where these spaces A and B face each other, surrounding the cylinder head 13 and the side plate 1b of the housing 1.

11は流体を導入するための吸入孔、12は高
圧室10から流体を吐出する吐出孔である。
11 is a suction hole for introducing fluid, and 12 is a discharge hole for discharging fluid from the high pressure chamber 10.

シリンダヘツド13は、ハウジング1内に固定
配置され、低圧室9側に吸入弁を持たない吸入ポ
ート14が配設され、高圧室10側に吐出弁16
を備えた吐出ポート15が配設される。16′は
吐出弁押えである。
The cylinder head 13 is fixedly arranged within the housing 1, and has a suction port 14 without a suction valve on the low pressure chamber 9 side, and a discharge valve 16 on the high pressure chamber 10 side.
A discharge port 15 is provided. 16' is a discharge valve holder.

17はシリンダヘツド13と共にシリンダ組立
体Cを構成するシリンダブロツクである。シリン
ダブロツク17は、シリンダヘツド13と別体に
形成され、その内部には第2図に示すように5個
のシリンダボア18が円周方向に向けて等間隔で
配設され、駆動軸2と共に回転するように駆動軸
2に軸着してある。シリンダブロツク17の一端
面はシリンダヘツド13により気密性を保持しつ
つ覆われる。すなわち、シリンダボア18は、そ
の開放一端がシリンダヘツド13により、吸入ポ
ート14を設けた位置を除いて閉塞され、且つ、
各シリンダボア18の内部にピストン19を収容
して、ピストン19とシリンダボア18の閉塞端
の間に圧縮室20を形成している。このシリンダ
ヘツド13とシリンダブロツク17は密着し、シ
リンダブロツク17がシリンダヘツド13に対し
て相対的に回転摺動する。
Reference numeral 17 denotes a cylinder block which together with the cylinder head 13 constitutes a cylinder assembly C. The cylinder block 17 is formed separately from the cylinder head 13, and as shown in FIG. It is attached to the drive shaft 2 so that the One end surface of the cylinder block 17 is covered by the cylinder head 13 while maintaining airtightness. That is, one open end of the cylinder bore 18 is closed by the cylinder head 13 except for the position where the suction port 14 is provided, and
A piston 19 is housed inside each cylinder bore 18, and a compression chamber 20 is formed between the piston 19 and the closed end of the cylinder bore 18. The cylinder head 13 and the cylinder block 17 are in close contact with each other, and the cylinder block 17 rotates and slides relative to the cylinder head 13.

一方、シリンダブロツク17のうちシリンダヘ
ツド13と反対側の面にハウジング内部空間に斜
板27及びピストン支持板21が次のようにして
配置してある。
On the other hand, a swash plate 27 and a piston support plate 21 are arranged in the housing interior space on the opposite side of the cylinder head 13 of the cylinder block 17 as follows.

斜板27は、駆動軸2に遊合状態で嵌装され、
その背面の一端側(上端)にカム溝28が設けて
ある。このカム溝28に係合する支点ピン29が
ハウジング1内に固定配置してある。また、カム
溝28が設けてある側と反対側を作用点として後
述の傾斜角制御機構35と機械的に連結してあ
る。さらに、斜板27の左右両側にガイドピン3
0が突設され、ガイドピン30がハウジング1内
壁に形成した案内溝31に移動可能に係合してい
る。案内溝31は、その長さ方向が駆動軸2と平
行になるよう形成してある。
The swash plate 27 is loosely fitted to the drive shaft 2,
A cam groove 28 is provided at one end (upper end) of the back surface. A fulcrum pin 29 that engages with this cam groove 28 is fixedly arranged within the housing 1. Further, the side opposite to the side where the cam groove 28 is provided is used as a point of action and is mechanically connected to a tilt angle control mechanism 35, which will be described later. Furthermore, guide pins 3 are provided on both the left and right sides of the swash plate 27.
A guide pin 30 is movably engaged with a guide groove 31 formed on the inner wall of the housing 1. The guide groove 31 is formed so that its length direction is parallel to the drive shaft 2.

傾斜角制御機構35は、斜板27の外周縁下部
に保持部材36′を介して保持された移動体(螺
子筒)36と、移動体36を軸方向に移動させる
螺子杆37と、圧縮機制御回路(図示せず)から
の制御信号により作動するサーボモータ38の回
転力を螺子杆37に伝達するギア39とよりな
り、サーボモータ38が圧縮機の容量制御信号に
応じて回転すると、螺子杆37の正逆いずれかの
回転に応じて移動体36が前進、後退(矢印D,
E方向)して斜板27を傾動させてその傾斜角を
制御する。
The inclination angle control mechanism 35 includes a moving body (screw tube) 36 held at the lower part of the outer peripheral edge of the swash plate 27 via a holding member 36', a screw rod 37 for moving the moving body 36 in the axial direction, and a compressor. It consists of a gear 39 that transmits the rotational force of a servo motor 38 activated by a control signal from a control circuit (not shown) to a screw rod 37, and when the servo motor 38 rotates according to a capacity control signal of the compressor, the screw The moving body 36 moves forward or backward (arrow D,
E direction) and tilt the swash plate 27 to control its inclination angle.

ピストン支持板21は、斜板27の一面にスラ
ストベアリング32を介して斜板27と相対回転
可能に支持されると共に、斜板27の傾動方向に
指向性を持つ等速ボールジヨイント22を介して
駆動軸2の外周面に該駆動軸と一体回転可能に連
結してある。
The piston support plate 21 is supported on one surface of the swash plate 27 via a thrust bearing 32 so as to be rotatable relative to the swash plate 27, and is supported via a constant velocity ball joint 22 having directivity in the direction in which the swash plate 27 tilts. It is connected to the outer peripheral surface of the drive shaft 2 so as to be able to rotate integrally with the drive shaft.

等速ボールジヨイント22は、球面状の外周面
を有する対偶素(内輪)22aと、対偶素22a
に外周上を回動することができる対偶素22bと
を、対偶素22a側に設けた軸方向の案内溝に嵌
め込んだボール24を介して係合して成り、対偶
素22a側をスプライン25を介して駆動軸2に
嵌合することで、軸方向に移動可能な軸装構造と
してある。
The constant velocity ball joint 22 includes a pair element (inner ring) 22a having a spherical outer peripheral surface, and a pair element 22a.
The paired element 22b, which can rotate on the outer periphery, is engaged via a ball 24 fitted into an axial guide groove provided on the paired element 22a side, and the paired element 22a side is connected to the spline 25. By fitting onto the drive shaft 2 through the shaft, the shaft mounting structure is movable in the axial direction.

このような取付構造により、ピストン支持板2
1は、駆動軸2と共に一体回転し、また、回転時
にボール24及び対偶素22bのすべり作用によ
り、斜板27の傾動方向に指向性を持つて斜板2
7と共に傾動する。
With such a mounting structure, the piston support plate 2
The swash plate 1 rotates integrally with the drive shaft 2, and has directivity in the tilting direction of the swash plate 27 due to the sliding action of the ball 24 and the pair element 22b during rotation.
Tilt with 7.

40は、ピストン19とピストン支持板21と
を連結するピストン連結部材であり、ピストン連
結部材40の両端に設けたボール部41,42の
夫々がピストン19及びピストン支持板21に球
面対偶で結合されており、ピストン支持板21と
シリンダブロツク17とが駆動軸2と一体に回転
すると、ピストン連結部材40を介して、ピスト
ン19が、回転するシリンダボア18内で往復動
作するようにしてある。
40 is a piston connecting member that connects the piston 19 and the piston support plate 21, and ball portions 41 and 42 provided at both ends of the piston connecting member 40 are connected to the piston 19 and the piston support plate 21 in a spherical pair, respectively. When the piston support plate 21 and cylinder block 17 rotate together with the drive shaft 2, the piston 19 reciprocates within the rotating cylinder bore 18 via the piston connecting member 40.

ピストン19はシリンダボア18の回転に同期
しながら往復動するために、異なる回転位置で吸
入、圧縮、吐出等の行程が行われ、第1図のHの
位置で上死点、Lの位置で下死点、すなわち、
180゜間隔でストローク動作を行う。そのため、前
述した吐出ポート15と吸入ポート14は、H,
Lの位置に対応してシリンダヘツド13に配設さ
れており、更に、吸入ポート14に連通する低圧
室9は、第2図に示すようにピストン19が吸入
行程を開始し終わるまでのシリンダボア18の回
転位置に対応して配設され、他方、高圧室10は
ピストン19の吐出行程がなされるシリンダボア
18の回転位置に対応して配設されている。
Since the piston 19 reciprocates in synchronization with the rotation of the cylinder bore 18, strokes such as suction, compression, and discharge are performed at different rotational positions. dead center, i.e.
Stroke motion is performed at 180° intervals. Therefore, the above-mentioned discharge port 15 and suction port 14 are connected to H,
The low pressure chamber 9 is disposed in the cylinder head 13 corresponding to the position L, and further communicates with the suction port 14. As shown in FIG. On the other hand, the high pressure chamber 10 is arranged corresponding to the rotational position of the cylinder bore 18 where the piston 19 performs the discharge stroke.

43は高圧室10の空間をシールするOリング
で、高圧室10内部の高圧ガスは、シリンダヘツ
ド13をシリンダブロツク17との摺動面に押し
付けシールを行うように作用する。
Reference numeral 43 denotes an O-ring that seals the space in the high pressure chamber 10, and the high pressure gas inside the high pressure chamber 10 acts to press the cylinder head 13 against the sliding surface of the cylinder block 17 and seal it.

次に本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

駆動軸2が回転すると、シリンダブロツク17
(シリンダボア18)、ピストン19、等速ボール
ジヨイント22及びピストン支持板21が駆動軸
2と一体に回転する。
When the drive shaft 2 rotates, the cylinder block 17
(cylinder bore 18), piston 19, constant velocity ball joint 22, and piston support plate 21 rotate together with drive shaft 2.

一方、斜板27は駆動軸2のラジアル方向に非
回転状態にあるが、圧縮機の吐出容量を状況に応
じて制御する信号に基づきサーボモータ38が駆
動すると、傾斜角制御機構35により傾動されて
傾斜角度θが制御される。
On the other hand, the swash plate 27 is in a non-rotating state in the radial direction of the drive shaft 2, but is tilted by the inclination angle control mechanism 35 when the servo motor 38 is driven based on a signal that controls the discharge capacity of the compressor depending on the situation. The inclination angle θ is controlled.

この傾動は、カム溝28とこれに係合する支点
ピン29の協働により、ガイドピン30と案内溝
31の案内を受けて斜板中心部が駆動軸2の軸線
に沿つた移動を伴う。この動作を受けてピストン
支持板21も等速ボールジヨイント22と共にそ
の中心部の軸方向の移動を伴いつつ等速ボールジ
ヨイント22上で傾動する。
This tilting is accompanied by movement of the center of the swash plate along the axis of the drive shaft 2 under the guidance of the guide pin 30 and the guide groove 31 due to the cooperation of the cam groove 28 and the fulcrum pin 29 that engages with the cam groove 28 . In response to this movement, the piston support plate 21 also tilts on the constant velocity ball joint 22, with the center thereof moving in the axial direction together with the constant velocity ball joint 22.

その結果、ピストン支持板21は制御された傾
斜角θにより斜板27面上をシリンダボア18と
等速で回転し、ピストン19が所定の回転位置で
吸入、圧縮、吐出動作を行う。
As a result, the piston support plate 21 rotates on the swash plate 27 surface at the same speed as the cylinder bore 18 at a controlled inclination angle θ, and the piston 19 performs suction, compression, and discharge operations at a predetermined rotational position.

この回転を伴うピストン動作中に斜板27ひい
てはピストン支持板21の傾斜角θが変化してピ
ストンストロークが変化しても、斜板27及びピ
ストン支持板21の傾動がそれらの中心部の軸方
向の移動とカム溝28、支点ピン29の相対的な
係合点(支点)の移動の協働により、常にピスト
ン上死点位置を一定に保ち(微小デツドボリユー
ムを保てる)、その結果、回転シリンダ形可変容
量圧縮機としてのガス圧縮機能をなし得る。
Even if the inclination angle θ of the swash plate 27 and the piston support plate 21 changes during the piston operation accompanied by this rotation, and the piston stroke changes, the tilting of the swash plate 27 and the piston support plate 21 will not move in the axial direction of their centers. The movement of the cam groove 28 and the movement of the relative engagement point (fulcrum) of the fulcrum pin 29 work together to keep the piston top dead center position constant (keep a minute dead volume), and as a result, the rotating cylinder shape can be changed. It can perform the gas compression function as a capacity compressor.

例えば、第1図のようにピストン支持板21を
傾斜角制御機構35及び斜板27を介して最大傾
斜角度とすると、最大ピストンストローク(最大
容量)となり、第3図に示すように、斜板27を
最小傾斜角(0゜)にすると、ピストンストローク
が零となり、最小吐出容量(吐出容量零)とな
り、この最大〜最小傾斜角の範囲で斜板27ひい
てはピストン支持板21を傾動制御することで、
熱負荷に応じた可変容量制御が可能となる。
For example, if the piston support plate 21 is set to the maximum inclination angle via the inclination angle control mechanism 35 and the swash plate 27 as shown in FIG. When 27 is set to the minimum inclination angle (0°), the piston stroke becomes zero, resulting in the minimum discharge capacity (discharge capacity zero), and the tilting of the swash plate 27 and, by extension, the piston support plate 21 can be controlled within this maximum to minimum inclination angle range. in,
Variable capacity control according to heat load becomes possible.

また、このような回転シリンダ方式の圧縮で
は、シリンダボア18がシリンダヘツド13に対
し相対的に回転するので、シリンダボア18の回
転変位により吸入弁を必要とせず吸入ポート14
の開閉が可能となり、吸入ポート14に障害物が
なくなるので、その通路抵抗を小さくして、シリ
ンダボア(圧縮室20)内の体積効率を高める。
In addition, in such rotary cylinder compression, the cylinder bore 18 rotates relative to the cylinder head 13, so the rotational displacement of the cylinder bore 18 eliminates the need for a suction valve and the suction port 14 is rotated.
The suction port 14 can be opened and closed, and there are no obstacles in the suction port 14, thereby reducing the passage resistance and increasing the volumetric efficiency within the cylinder bore (compression chamber 20).

ピストン支持板21の回転時の傾斜角度を規制
する斜板27自体はラジアル方向に回転しないの
で、斜板と斜板傾斜機構の機械的な連結を容易に
し、その機構の簡便化を図り得る。
Since the swash plate 27 itself, which regulates the angle of inclination during rotation of the piston support plate 21, does not rotate in the radial direction, the swash plate and the swash plate tilting mechanism can be mechanically connected easily, and the mechanism can be simplified.

さらに、本実施例によれば、電磁クラツチ機構
5をきることなく、ピストンのストローク制御に
より圧縮機の容量を零にできるので、電磁クラツ
チ機構のオン−オフ作動を頻繁に行う必要がなく
耐久性の向上を図り得る。
Furthermore, according to this embodiment, the capacity of the compressor can be reduced to zero by controlling the stroke of the piston without disengaging the electromagnetic clutch mechanism 5, so there is no need to frequently turn on and off the electromagnetic clutch mechanism, resulting in improved durability. It is possible to improve the

なお、本実施例の傾斜角制御機構35は、ねじ
筒36の螺進作用を利用しあ往復運動機構を用い
ているが、これに代えて、流体アクチユエータ等
の適宜の往復作動機構やハウジング内の圧力制御
により斜板の傾斜角を制御してもよい。
The inclination angle control mechanism 35 of this embodiment uses a reciprocating mechanism that utilizes the screw action of the threaded cylinder 36, but instead of this, an appropriate reciprocating mechanism such as a fluid actuator or a reciprocating mechanism such as a fluid actuator or the like may be used. The inclination angle of the swash plate may be controlled by pressure control.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によれば、従来の回転シ
リンダ方式の回転機が有しているデツドボリユー
ムが微小に保てない問題やピストン支持板の回転
時の摩耗損失の問題を解消し、また、回転シリン
ダ式の長所(吸入ポートの通気抵抗を少なくする
点)を利用して、性能的に優れた回転シリンダ形
の斜板式可変容量圧縮機を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the problem of not being able to keep the dead volume of the conventional rotary cylinder type rotary machine small and the problem of wear loss during rotation of the piston support plate can be solved, and Utilizing the advantage of the rotating cylinder type (reducing ventilation resistance at the suction port), it is possible to provide a rotating cylinder type swash plate type variable capacity compressor with excellent performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第
2図は第1図のX−X線断面図、第3図は上記実
施例における圧縮機の最小容量制御時に要部断面
図である。 1……ハウジング、2……駆動軸、5……電磁
クラツチ、9……低圧室、10……高圧室、11
……吸入孔、12……吐出孔、13……シリンダ
ヘツド、14……吸入ポート、15……吐出ポー
ト、16……吐出弁、17……シリンダブロツ
ク、18……シリンダボア、19……ピストン、
20……圧縮室、21……ピストン支持板、22
……等速ボールジヨイント、25……スプライ
ン、27……斜板、30……ガイドピン、35…
…傾斜角制御機構、40……ピストン連結部材。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line X-X in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of essential parts during minimum capacity control of the compressor in the above embodiment. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Housing, 2... Drive shaft, 5... Electromagnetic clutch, 9... Low pressure chamber, 10... High pressure chamber, 11
... Suction hole, 12 ... Discharge hole, 13 ... Cylinder head, 14 ... Suction port, 15 ... Discharge port, 16 ... Discharge valve, 17 ... Cylinder block, 18 ... Cylinder bore, 19 ... Piston ,
20... Compression chamber, 21... Piston support plate, 22
... Constant velocity ball joint, 25 ... Spline, 27 ... Swash plate, 30 ... Guide pin, 35 ...
...Inclination angle control mechanism, 40...Piston connection member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧縮機の本体となるハウジング1内にて回転
可能に支持された駆動軸2に、円周方向に複数の
シリンダボア18が配設されたシリンダブロツク
17が駆動軸2と一体回転可能に軸着され、シリ
ンダブロツク17の一端が、ハウジング1内に固
定配置された吸入ポート14、吐出ポート15付
きシリンダヘツド13により気密性を保つて覆わ
れ、このシリンダブロツク17のうちシリンダヘ
ツド13と反対側の面に臨むハウジング内部空間
に斜板27及びピストン支持板21が配置され、 このうち、斜板27は、傾斜角制御機構35の
力が作用点に付与されると、その一端側に位置す
るカム溝28及びこれに係合する支点ピン29
(カム溝28及び支点ピン29はいずれか一方が
斜板27に他方がハウジング1内に固定してあ
る)を中心に斜板中心部の軸方向の移動を伴いつ
つ傾動するように駆動軸2に嵌装され、 一方、ピストン支持板21は、斜板27の一面
にスラストベアリング32を介して斜板27と相
対回転可能に支持されると共に、斜板27の傾動
方向に指向性を持つ等速ボールジヨイント22を
介して駆動軸2に該駆動軸と一体回転可能に連結
され、且つこの等速ボールジヨイント22は駆動
軸2の軸方向に移動可能な軸装構造とすること
で、ピストン支持板21が斜板27と一体にピス
トン支持板中心部の軸方向移動を伴つて傾動する
機構を構成し、 このピストン支持板21とシリンダボア18内
に収容されるピストン19とが連結部材40を介
して連結されて成ることを特徴とする回転シリン
ダ形の可変容量圧縮機。
[Scope of Claims] 1. A cylinder block 17 in which a plurality of cylinder bores 18 are arranged in the circumferential direction is attached to a drive shaft 2 rotatably supported within a housing 1 serving as the main body of the compressor. The cylinder block 17 is integrally rotatably mounted, and one end of the cylinder block 17 is covered in an airtight manner by a cylinder head 13 with a suction port 14 and a discharge port 15 fixedly arranged in the housing 1. A swash plate 27 and a piston support plate 21 are disposed in the inner space of the housing facing the surface opposite to the head 13. Of these, the swash plate 27 is configured such that when the force of the tilt angle control mechanism 35 is applied to the point of application, the swash plate 27 A cam groove 28 located on one end side and a fulcrum pin 29 that engages with the cam groove 28
(One of the cam grooves 28 and the fulcrum pin 29 is fixed in the swash plate 27 and the other in the housing 1.) The drive shaft 2 is tilted as the center of the swash plate moves in the axial direction. On the other hand, the piston support plate 21 is supported on one surface of the swash plate 27 via a thrust bearing 32 so as to be rotatable relative to the swash plate 27, and has directivity in the direction of tilting of the swash plate 27. The constant velocity ball joint 22 is connected to the drive shaft 2 via a speed ball joint 22 so as to be able to rotate integrally with the drive shaft, and the constant velocity ball joint 22 has a shaft mounting structure that is movable in the axial direction of the drive shaft 2. The piston support plate 21 and the swash plate 27 constitute a mechanism that tilts with the axial movement of the center of the piston support plate, and the piston support plate 21 and the piston 19 housed in the cylinder bore 18 are connected to a connecting member 40 A rotary cylinder type variable capacity compressor characterized by being connected via a rotary cylinder type variable capacity compressor.
JP61002180A 1986-01-10 1986-01-10 Rotating cylinder type variable capacity compressor Granted JPS62162777A (en)

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