JPH0587045A - 可変容量型揺動斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピストンのトップクリアランスを略一定に保つ
ことができ、かつ吐出容量の制御性に優れた可変容量型
揺動斜板式圧縮機を提供すること。 【構成】回転軸６にはラグプレート１０が同期回転可能
に支持されると共に、球面スリーブ１１が回転可能かつ
スライド可能に支持されている。球面スリーブ１１上に
は回転駆動体１３及び揺動斜板１７が前後揺動可能に支
承されている。回転駆動体１３に突設されたブラケット
１３ａの先端部にはボス１６Ａが設けられている。ラグ
プレート１０に突設された支持アーム１４Ａには球面状
凹部１４ａが設けられており、球面状凹部１４ａにはガ
イドピン１５Ａの先端に形成された球体部１５ａが回転
可能かつ抜け不能に支持されている。ボス１６Ａのガイ
ド孔にはガイドピン１５Ａの棒状部１５ｂがスライド可
能に挿通されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク室、吸入室、
吐出室及びこれら各室を接続するシリンダボアを区画形
成し、シリンダボア内にピストンを往復直線運動可能に
収容するハウジング内の回転軸上にはラグプレートを同
期回転可能に支持すると共に、ヒンジ機構を介して前記
ラグプレートに対して前後方向への傾動可能に連結され
た揺動斜板を回転軸上にスライド可能に支持し、この揺
動斜板とピストンとの間に介装された連結機構を介し
て、ラグプレートの回転に伴う揺動斜板の回転運動をピ
ストンの往復直線運動に変換すると共に、ピストンを介
してのクランク室内の圧力と吸入圧力との差圧に基づき
揺動斜板の傾角を制御して吐出容量を可変制御する可変
容量型揺動斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可変容量型揺動斜板式圧縮機とし
て、実開昭６２−１８３０８２号公報に開示されたもの
が提案されている。この圧縮機においては、回転軸に嵌
合固定されたラグプレートに対し、連結ピンを介して回
転駆動体を前後方向ヘの傾動可能に連結すると共に、回
転駆動体には揺動斜板を支持している。複数のシリンダ
ボア内に収容された各ピストンと前記揺動斜板との間に
はそれぞれピストンロッドを介在させ、回転駆動体の回
転運動を各ピストンの往復直線運動に変換するようにな
っている。

【０００３】ラグプレートに突設された支持アームに
は、連結ピンを摺動案内するための長孔が形成されてい
る。これにより前記回転駆動体及び揺動斜板の傾動動作
を許容しつつ、圧縮終了時においてピストンのトップク
リアランスが常に略一定に保持され、揺動斜板の傾角変
化にかかわらず揺動斜板のトップ位置が前後に変位しな
いようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記揺動斜板式圧縮機
において、連結ピンを案内する円弧状の長孔の寸法精度
が低い場合、ピストンのトップクリアランスを略一定に
保つことができず、長孔と連結ピンとの間の隙間が大き
い場合には異音を発生するが、長孔の寸法精度を更に高
めることは難しい。

【０００５】上記圧縮機は、揺動斜板の傾角が最大とな
って圧縮機の吐出容量が最大のときに、ピストン及びピ
ストンロッドを介して揺動斜板に作用する圧縮反力の揺
動斜板上における作用点と、前記長孔内における連結ピ
ンを介した圧縮反力の支持点とが回転軸に平行な直線上
に位置するように設計されている。そのため、揺動斜板
の傾角減少に伴い、連結ピンを介した圧縮反力の支持点
が長孔内を下方へ移動すると共に、トップ位置にあるピ
ストンの圧縮反力を受ける揺動斜板上の作用点が前記支
持点に対して相対的に上方へ移動する。

【０００６】その結果、トップ位置にあるピストンを介
した圧縮反力の作用点の位置が、連結ピンを介した圧縮
反力の支持点の位置よりも回転軸から遠ざかり、前記圧
縮反力に基づいて揺動斜板の傾角を更に減少させようと
するモーメントが発生する。このモーメントの影響によ
って吐出容量を減少する動作が過敏になる。これに対
し、揺動斜板の傾角増大方向への動作は前記モーメント
によって少なからず阻害されるため、吐出容量を増大す
る動作は鈍重となり、全体として吐出容量の制御性が必
ずしも良好ではなかった。

【０００７】本発明の目的は、異音等の問題を生ずるこ
となくピストンのトップクリアランスを略一定に保つこ
とができ、かつ吐出容量の制御性に優れた可変容量型揺
動斜板式圧縮機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ラグプレートに対してガイドピンを前後方
向への回動可能に支持すると共に、揺動斜板側にはガイ
ド孔を設け、前記ガイドピンを前記ガイド孔にスライド
可能に挿通して、ラグプレートと揺動斜板とを傾動可能
に連結するヒンジ機構を構成した。

【０００９】

【作用】クランク室内の圧力と吸入圧力との差圧に基づ
く揺動斜板の傾角変化に伴い、ガイドピンがラグプレー
トに対して前後方向へ回動しつつガイド孔内を摺動する
と共に、揺動斜板はそのトップ位置が定位置に保たれる
ように回転軸上をスライドしつつ傾動する。これによ
り、揺動斜板の傾角にかかわらずピストンのトップクリ
アランスが常に略一定に保たれる。

【００１０】又、従来と異なり、揺動斜板の傾角が変化
しても、ラグプレートにおける圧縮反力の支持点位置は
変化しない。そのため、圧縮反力の揺動斜板上における
作用点の位置と、前記支持点の位置とが回転軸からほぼ
等しい距離となるように設定することができ、揺動斜板
に対しピストンを介した圧縮反力に基づくモーメントが
生じないようにすることができる。従って、揺動斜板の
傾角増大及び減少の両方向への傾動が円滑となり、吐出
容量の制御性が向上する。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図１
〜図４に従って説明する。図１に示すように、シリンダ
ブロック１の一端側にはフロントハウジング２が接合さ
れ、他端側にはリヤハウジング３がバルブプレート４を
介して接合されている。シリンダブロック１とフロント
ハウジング２とによって形成されるクランク室５には回
転軸６が収容され、回転軸６は軸受け７によって回転可
能に支持されている。シリンダブロック１には回転軸６
を取り囲む位置に複数個のシリンダボア８が穿設されて
おり、各シリンダボア８にはピストン９がそれぞれ嵌挿
されている。ピストン９の中心軸線は回転軸６の軸芯に
対し平行となっている。

【００１２】クランク室５内において回転軸６には、ラ
グプレート１０が回転軸６と同期回転可能に支持される
と共に、球面スリーブ１１が回転可能かつスライド可能
に支持されている。ラグプレート１０と球面スリーブ１
１との間には押圧バネ１２が介在されており、押圧バネ
１２は球面スリーブ１１をリヤハウジング３方向へ付勢
する。

【００１３】図１〜図４に示すように、球面スリーブ１
１上には回転駆動体１３が前後揺動可能に支承されてい
る。回転駆動体１３は回転軸６を包囲する如く環状に形
成されており、その上部背面には一対のブラケット１３
ａ，１３ｂが回転軸６を挟む左右位置に突設されてい
る。ラグプレート１０の上部前面には、一対の支持アー
ム１４Ａ，１ＡＢがブラケット１３ａ，１３ｂと対向す
るように突設されている。

【００１４】両支持アーム１４Ａ，１４Ｂの各先端部に
は球面状凹部１４ａ，１４ｂが設けられている。各球面
状凹部１４ａ，１４ｂには、ガイドピン１５Ａ，１５Ｂ
がその球体部１５ａを介して回転可能かつ抜け不能に嵌
合支持され、ガイドピン１５Ａ，１５Ｂは支持アーム１
４Ａ，１４Ｂに対して揺動可能となっている。

【００１５】回転駆動体１３の各ブラケット１３ａ，１
３ｂの先端部にはボス１６Ａ，１６Ｂが設けられてお
り、ガイドピン１５Ａ，１５Ｂの棒状部１５ｂがボス１
６Ａ，１６Ｂのガイド孔１６ａ，１６ｂにスライド可能
に挿通されている。回転軸６上における球面スリーブ１
１の前後摺動及び回転駆動体１３の前後揺動に伴い、各
ガイドピン１５Ａ，１５Ｂがボス１６Ａ，１６Ｂのガイ
ド孔１６ａ，１６ｂ内を摺動しつつ、球体部１５ａを中
心として揺動する。従って、回転軸６上における球面ス
リーブ１１の位置や回転駆動体１３の傾角にかかわら
ず、ラグプレート１０と回転駆動体１３とが両ガイドピ
ン１５Ａ，１５Ｂを介して同期回転可能に連結される。

【００１６】図１に示す押圧バネ１２の最収縮状態で
は、回転駆動体１３の下部背面に斜状に形成された当接
面１３ｃがラグプレート１０に当接され、これにより回
転駆動体１３は傾角増大方向への更なる傾動を規制され
る。

【００１７】図１に示すように、回転駆動体１３の外周
部には揺動斜板１７が嵌着されている。各シリンダボア
８内のピストン９の基端には係留凹部１８が形成され、
各係留凹部１８内には揺動斜板１７の外周部が一対のシ
ュー１９を介して係留されている。従って、回転軸６の
回転運動がラグプレート１０、ガイドピン１５、及び回
転駆動体１３を介して斜板１７の回転運動及び前後往復
揺動運動に変換され、更にシュー１９を介して各ピスト
ン９がシリンダボア８内を前後方向に往復動される。

【００１８】リヤハウジング３内は隔壁２０によって吸
入室２１及び吐出室２２に区画されている。バルブプレ
ート４には各シリンダボア８に対応して吸入口２３及び
吐出口２４が開口形成されており、バルブプレート４と
ピストン９との間に形成される圧縮室２５が吸入口２３
及び吐出口２４を介して吸入室２１及び吐出室２２に連
通される。各吸入口２３及び吐出口２４には吸入弁２６
及び吐出弁２７がそれぞれ設けられており、これらはピ
ストン９の往復動に応じて吸入口２３及び吐出口２４を
開閉する。

【００１９】ピストン９の往復動により吸入室２１から
圧縮室２５内へ吸入された冷媒ガスは圧縮されつつ吐出
室２２へ吐出される。この圧縮動作時において、シリン
ダボア８内の各ピストン９の端面に作用する圧力は、各
ピストン９の吸入又は吐出行程に応じて吸入圧力と吐出
圧力との間を変化するが、各ピストン９の端面に作用す
る圧力とそのピストン９の背面に作用するクランク室５
内の圧力との差圧に応じて、各シュー１９が斜板１７に
圧縮反力を伝達する。これら圧縮反力の合力に基づいて
球面スリーブ１１を中心に揺動斜板１７を前方又は後方
へ回転させるモーメントが生じ、これによって揺動斜板
１７の傾角が変化してピストン９のストロークが変化す
る。尚、リヤハウジング３には容量制御弁機構２８が設
けられ、この容量制御弁機構２８によってクランク室５
内の圧力が制御される。

【００２０】さて、クランク室５内の圧力と吸入圧力と
の差圧に基づく揺動斜板１７の傾角変化に伴い、両ガイ
ドピン１５Ａ，１５Ｂがラグプレート１０に対して回動
しつつガイド孔１６ａ，１６ｂ内を摺動すると共に、回
転駆動体１３は揺動斜板１７のトップ位置が定位置に保
たれるように回転軸６上をスライドしつつ傾動する。こ
れにより、揺動斜板１７の傾角にかかわらずピストン９
のトップクリアランスが常に略一定に保たれる。

【００２１】本実施例では、ラグプレート１０に一体形
成された支持アーム１４Ａ，１４Ｂにガイドピン１５
Ａ，１５Ｂを回動可能に支持したので、揺動斜板１７の
傾角が変化しても、圧縮反力の支持点Ｍ_k （図１にはガ
イドピン１５Ａに対応する支持点Ｍ_k のみを図示）は位
置変化しない。そのため、揺動斜板１７のトップ位置に
対応するピストン９を介した揺動斜板１７上における圧
縮反力の作用点Ｍ_f と前記支持点Ｍ_k とが、当該ピスト
ン９の中心軸線を含む同一仮想平面Ｐ上に位置するよう
に設定することができる。即ち、ガイドピン１５Ａに対
応する支持点Ｍ_k と、ガイドピン１５Ｂに対応する支持
点Ｍ_k とを繋ぐ線分の中点が、前記ピストン９の中心軸
線上に常に位置するように設定することができる。

【００２２】これにより、トップ位置にあるピストン９
を介した圧縮反力に基づいて揺動斜板１７に作用する回
転モーメントが発生しないようにすることができ、揺動
斜板１７の傾角増大及び減少の両方向への傾動が円滑化
され、吐出容量の制御性が高められる。

【００２３】ところで、本件発明者らは、特願平２−２
８６６７５号（平成２年１０月２３日出願「揺動斜板式
可変容量圧縮機」）において、ラグプレートに対しガイ
ド孔を有する軸受けを前後方向への回動可能に支持する
と共に、回転駆動体に単純棒状のガイドピンを固着し、
当該ガイドピンを前記軸受けのガイド孔に挿通して、ラ
グプレートと回転駆動体とを連結するヒンジ機構を構成
した揺動斜板式圧縮機を提案している。

【００２４】この構成によれば、揺動斜板の傾角変化に
伴ってガイドピンがガイド孔内を圧縮機の半径方向に移
動するが、ガイド孔はラグプレート側に設けられている
ため、ガイドピンの先端部が回転軸から遠く離れた位置
でガイド孔内を往復動することになる。ガイドピンが回
転軸から離れた位置において往復動される事態は、回転
軸に取り付けられ回転軸と共に回転する一体回転物の荷
重バランスを変化させ、振動等の原因となる。

【００２５】これに対し、本実施例の構成によれば、ラ
グプレート１０の支持アーム１４Ａ，１４Ｂに対してガ
イドピン１５Ａ，１５Ｂの球体部１５ａを回動可能に支
持してガイドピン１５Ａ，１５Ｂが支持アーム１４Ａ，
１４Ｂよりも外側に突出しないようにし、回転軸６に可
及的に近い位置でガイドピン１５Ａ，１５Ｂの棒状部１
５ｂをガイド孔１６ａ，１６ｂに対して摺動させるよう
にしたので、ガイドピン１５Ａ，１５Ｂの往復摺動に伴
う回転軸６の一体回転物の荷重バランスの変化は極めて
小さい。従って、振動等を生ずることなく、回転駆動体
１３及び揺動斜板１７を安定回転させることができる。

【００２６】特願平２−２８６６７５号の構成によれ
ば、回転軸の回転に伴ってガイドピンに生ずる遠心力が
軸受けのガイド孔に沿ってガイドピンを外方向へ移動さ
せようとし、これに伴い揺動斜板は傾角増大方向へ付勢
される。これに対し、本実施例によれば、ガイドピン１
５Ａ，１５Ｂに作用する遠心力は支持アーム１４Ａ，１
４Ｂによって受け止められるため、この遠心力によって
揺動斜板１７が特定の方向へ傾動されることはない。従
って、回転軸６の回転速度が増大してガイドピン１５
Ａ，１５Ｂに大きな遠心力が作用することになっても、
吐出容量の制御性が悪くなることはない。

【００２７】特に、このような揺動斜板式圧縮機は車載
用冷却装置の圧縮機として使用されることが多く、かか
る冷却装置においては回転軸の回転数が大きくなる程、
斜板傾角を小さくして吐出容量を小さくすることが求め
られる。この点でも本実施例の圧縮機は好ましい特性を
備えていると言える。

【００２８】又、本実施例によれば、ガイドピン１５
Ａ，１５Ｂが支持アーム１４Ａ，１４Ｂよりも外側に突
出することがないので、図４に示すように、ラグプレー
ト１０の支持アーム１４Ａ，１４Ｂをシリンダブロック
１の内壁に近い位置に設けることができ、圧縮機の胴径
を小さくすることができる。

【００２９】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、次の態様にて実施してもよい。即ち、 （１）図５に示すように、ラグプレート１０の支持アー
ム１４Ａの先端に回動支持孔３１を設け、回動支持孔３
１内に支軸３３を取り付けると共に、ガイドピン１５Ａ
の頭部には板状支持部３２を形成し、板状支持部３２を
介して支軸３３にガイドピン１５Ａを前後方向への回動
可能に支持すること。 （２）前記実施例のシュー１９を用いた連結機構に代え
て、揺動斜板１７と各ピストン９とをピストンロッドに
よって連結すること。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ラ
グプレートに対してガイドピンを前後方向への回動可能
に支持すると共に、揺動斜板側にはガイド孔を設け、前
記ガイドピンを前記ガイド孔にスライド可能に挿通し
て、ラグプレートと揺動斜板とを傾動可能に連結するヒ
ンジ機構を構成したので、異音等の問題を生ずることな
くピストンのトップクリアランスを略一定に保つことが
できると共に、吐出容量の増大時及び減少時の揺動斜板
の傾動動作をともに円滑化して吐出容量の制御性を高め
ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例を示す側断面図で
ある。

【図２】ラグプレートの近傍を示す部分平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】本発明の別例を示す図３相当図である。

【符号の説明】

１ ハウジングを構成するシリンダブロック、２ フロ
ントハウジング、３リアハウジング、５ クランク室、
８ シリンダボア、９ ピストン、１０ ラグプレー
ト、１３ 揺動斜板の一部を構成する回転駆動体、１５
Ａ，１５Ｂ ガイドピン、１６ａ，１６ｂ ガイド孔、
１７ 揺動斜板、１８ 連結機構を構成する係留凹部、
１９ 連結機構を構成するシュー、２１ 吸入室、２２
吐出室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク室、吸入室、吐出室及びこれら
   各室を接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボ
   ア内にピストンを往復直線運動可能に収容するハウジン
   グ内の回転軸上にはラグプレートを同期回転可能に支持
   すると共に、ヒンジ機構を介して前記ラグプレートに対
   して前後方向への傾動可能に連結された揺動斜板を回転
   軸上にスライド可能に支持し、この揺動斜板とピストン
   との間に介装された連結機構を介して、ラグプレートの
   回転に伴う揺動斜板の回転運動をピストンの往復直線運
   動に変換すると共に、ピストンを介してのクランク室内
   の圧力と吸入圧力との差圧に基づき揺動斜板の傾角を制
   御して吐出容量を可変制御する可変容量型揺動斜板式圧
   縮機において、 前記ラグプレートに対してガイドピンを前後方向への回
   動可能に支持すると共に、前記揺動斜板側にはガイド孔
   を設け、前記ガイドピンを前記ガイド孔にスライド可能
   に挿通して前記ヒンジ機構を構成した可変容量型揺動斜
   板式圧縮機。