JPH0639103Y2 - 斜板型可変容量圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は斜板型可変容量圧縮機に関し、例えば自動車空
調装置の冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来技術およびその問題点〕

従来の斜板型圧縮機は、シャフトに対して斜板が傾斜し
て取付けられており、この斜板の傾斜に伴い揺動運動を
周を介してピストンに伝達するようにしていた。そし
て、従来の斜板型圧縮機では、斜板のシャフトに対する
傾斜角が一定であったため、ピストンは斜板先端に微少
間隙を介して対向する形で配設されていた。

従って、従来の斜板型圧縮機では、ピストンが斜板先端
と係合することとなり、この係合によりピストンのシリ
ンダ内における回転が防止されていた。

このような従来方式のピストン回転防止方法は、斜板の
シャフトに対する傾斜角が一定の場合において有効であ
るが、斜板をシャフトに対し傾斜角が変動可能な状態で
取付けられた場合にはこのような、従来より用いられて
いたピストンの回転防止方法は採用できないことにな
る。すなわち斜板をシャフトに対して傾斜変位可能に取
りつけた場合、斜板が良好に傾斜変位できるようにする
ためには、斜板の先端とピストンの間には充分な間隙を
設ける必要がある。換言すれば、斜板の先端とピストン
との間に充分な間隙がなければ斜板の傾斜は変位しない
ことになる。

このようにして斜板先端とピストンとの間に充分な間隙
を設けるようにすれば、この間隙が大きくなることに起
因して、ピストンがシリンダ内で回転してしまうことに
なる。

そして、ピストンがシリンダ内において回転するように
なれば、異音の発生原因となるばかりでなく、ピストン
および斜板の耐久性を劣化させてしまうという問題が発
生する。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は上記点に鑑みて案出されたものであり、斜板が
シャフトに対し傾斜可能に配設された斜板型圧縮機にお
いても、ピストンがシリンダ内で回転しないようにする
ことを目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成するため、本考案の圧縮機では斜板をシ
ャフトに対して傾斜可能に係合するとともに、駆動ピス
トンにより斜板の傾斜角と回転中心位置とを互いに関連
づけて変動させる。これにより、ピストンの一方側のシ
リンダ室ではその上死点位置が一定となりピストンの往
復ストローク変動にともない吐出容量が可変となる。一
方、ピストンの他方側に形成されたシリンダ室ではピス
トン往復ストローク変動にともないシリンダ室内にデッ
ドボリュームが発生し、このデッドボリュームに応じて
容量が可変となる。

さらに本考案の圧縮機ではこのように斜板の傾斜角を可
変制御できるよう、一対のシューが斜板の両側に配置さ
れた状態でその外形が球状となるように形成する。これ
により、斜板の傾斜角変化にかかわらず常にシューはそ
の外形が一定となり、シューとピストンとの間の接触状
態が確実に保持されることになる。

一方このようにシューを球状に形成した結果ピストンに
は回動が生じやすくなるが、本考案の圧縮機ではピスト
ンに回転防止手段を形成する。そして、この回転防止手
段と係合する係合手段をシリンダ側に形成することによ
り、回転防止手段と係合手段との係合でピストンの回転
で良好に防止される。

〔考案の効果〕

従って、本考案の圧縮機によれば斜板の傾斜角と回転中
心位置を変位させることで、斜板型圧縮機の吐出容量を
連続的に可変制御することができる。

しかも、このように可変容量制御が可能となった圧縮機
においても、ピストンの回動が確実に防止され、ピスト
ンが斜板と衝突して異音等が発生することはない。

〔実施例〕

以下本考案圧縮機の一実施例を図に基づいて説明する。
第１図中100はシャフトで、フロントハウジング101に保
持された軸受102およびハウジング103に保持された軸受
104によって回転自在に支持されている。またこのシャ
フト100は図示しない電磁クラッチを介し自動車走行用
エンジンの回転駆動力を受ける。フロントハウジング10
1とシャフト100との間には軸封装置105が配設され、こ
の軸封装置によりハウジング内の冷媒および潤滑油がシ
ャフト100にそって外方に漏れ出るのが防止される。圧
縮機ハウジング120は上述のハウジング103およびハウジ
ング108より形成される。両ハウジング103,108は第２図
に示すよすに円筒状をしており内部にシリンダ室50を複
数形成している。また両ハウジング103,108との間には
Ｏリング109が配設され、シールが保たれる。

シャフト100の端部には動力伝達部130が形成されてお
り、この伝達部130に斜板10の入力部140が係合してい
る。特に斜板10の入力部140と動力伝達部130とはピン80
によって回転自在な状態で連結されている。またピン80
は動力伝達部130に形成されたスリット132内に移動可能
に保持されている。

斜板10の中心部には連結球142が回転自在な状態で連結
しており、かつこの連結球142はスライダ40に固定され
ている。

さらにスライダ40は駆動ピストン32,サークリップ33を
介して連結されている。また駆動ピストン30とスライダ
との間には軸受143が配設されており、これによりスラ
イダ40の回転が支持される。また斜板10を介して受ける
スライト荷重は、スライダ40と駆動ピストン30との間に
配設されたスラストベアリング16および動力伝達部130
とハウジング103との間に配設されたスラストベアリン
グ146とにより支持される。

シリンダ50内にはピストン７か往復摺動自在に状態で配
設されている。またこのピストン７は斜板10をまたぐよ
うな形で配設され、かつ斜板10とピストン７との間には
シュー９が配設される。シュー９は斜板10の両側に配設
されており、斜板10に配設された状態で周の外形が球を
なす形となっている。またハウジング103,108の端部に
はサイドプレート151がそれぞれ配設されており、サイ
ドプサート150の外方には上述したフロントハウジング1
01が固定される。一方サイドプレート151の外方にはリ
アハウジング13が配設される。フロントハウジング101
およびリアハウジング103の内部には吸入室72,74が形成
され、またこの吸入室72,74の外方には吐出室90,93が配
設される。サイドプレート150,151にはシリンダ空間50
と吸入室とを連通する吸入孔25およびシリンダ空間50と
吐出室とを連通する吐出孔24が開口している。

吸入孔25のうちシリンダ空間50側には吸入弁342が配設
されており、また吐出孔24のうち吐出室側には吐出弁22
が配設されている。さらに吐出弁22は弁押さえ23によっ
て保持されている。

またハウジング103,108には上述した吸入室72,74,低
温，低圧の冷媒を導入する吸入側通路71,73が形成され
ている。さらに吐出室90,93内より高温，高圧の圧縮冷
媒を外部へ導びくための吐出側通路91,94も形成されて
いる。そして吐出側通路91,94は吐出連通孔92,95を介し
冷凍サイクルの図示しないコンデンサ側に吐出される。

上述の駆動ピストン30はリアハウジング13の中央部に配
設されている。そしてこの駆動ピストン30の一面305と
サイドプレート51とにより吸入室74が形成される。また
駆動ピストン30の他面側には圧力室200が形成される。
この圧力室には低圧導入通路97を介し吸入室74側の圧力
が導入され、また高圧導入通路96を介して吐出室93側の
圧力が導入される。そしてこの導入圧力は切換え弁400
によって切換え制御される。さらに切換え弁400はコン
トローラー500からの電気信号に基づいて切換え制御を
行うようになっている。

ピストン７の外周には第３図に示すように回転防止手段
300が形成されている。ここでピストン７は回転防止手
段300とともにアルミニウム合金もしくは設計材料より
一体整形されている。そしてピストン７の円筒状部303
は回転防止手段300とは別に施盤等により高精度に切削
整形される。そしてこの円筒状部がハウジング103,108
のシリンダ空間50内に摺動自在に配設されることにな
る。回転防止手段300はピストンの中央部外方に形成さ
れる。この回転防止手段300も切削等により仕上げ加工
され、ハウジング103,108の係合溝310部分に摺動自在に
配設される。なおハウジング103,108の係合溝310は第２
図に示すように圧縮機の中心部分に形成される。

次に上記構成よりなる圧縮機の作動を説明する。図示し
ない電磁クラッチが接続され、自動車走行用エンジンの
回転駆動力がシャフト100に伝達されると、シャフト100
および斜板10は圧縮機内で回転する。ここで斜板10はシ
ャフト100の軸栓に対し傾斜しているので、シャフト100
の回転にともない斜板10は揺動運動を行う。この揺動が
周９を介してピストン７に伝達され、ピストン７はシリ
ンダ50内で往復移動を行う。

ピストン50の往復移動に伴いピストンの吸入工程時には
低温，低圧の冷媒が吸入室72よりシリンダ室50に吸入孔
25を介して吸入される。なお吸入室72には冷凍サイクル
の図示しないエバポレータより低温，低圧の冷媒が斜板
室70,吸入連通通路71,73を介して吸入される。

ピストンの圧縮工程位置ではシリンダ室50の容積減少に
ともない冷媒の圧縮が行われる。シリンダ50内の冷媒が
所定圧以上に昇圧されると吐出弁22を開いて吐出室90,9
3側に冷媒が吐出される。吐出室90,93に吐出された冷媒
はついで吐出側連通通路91,94を介して冷凍サイクルの
コンデンサ側に吐出される。

上記構成の圧縮機では、冷凍サイクルより要求される吐
出容量に応じて斜板10の傾斜角が可変制御される。すな
わちコントローラー500からの電気信号に基づき切換え
弁400が切換えられ、それにより斜板10の傾斜角が制御
される。

切換え弁400が低圧導入孔97と出力通路98とを連通した
場合には、制御圧室200内の圧力は吸入室74内圧力と同
圧になる。この場合には第１図に図示されるピストン７
以外のピストンを押圧する場合の反力が斜板10,スライ
ダ40を介して駆動ピストン30に伝達され、その反力によ
り駆動ピストンは第１図に示すように最も右方向に変位
する。

このように駆動ピストン30が図中右方向に変位すれば、
シャフト100に対する斜板10の傾斜は小さくなる。そし
て、斜板10の傾斜が小さくなることによってピストン７
の往復ストロークも小さくなる。

なおここで本例の圧縮機では、このように斜板10の傾斜
角が小さくなりピストン７の往復ストロークが小さくな
った場合であっても、ピストン７の図中右側端部は常に
上死点位置まで変位できる構造となっている。換言すれ
ば、斜板10の傾斜角の変動に伴いピストンのうち第１図
中右側部分では往復ストロークの変動に伴い吸入冷媒流
量が減少することになる。同時にこの場合ピストン７の
うち第１図中左方向の部位ではピストン７先端とサイド
プレート150との間に生ずるデッドボリュームが大きく
なり、このデッドボリュームがおきることにより圧縮機
の吐出能力を低下させるようになっている。

圧縮機に大きな吐出容量が必要とされる場合には、コン
トローラー500からの電気信号に伴い切換え弁400が通路
を切り換える。すなわち高圧側導入通路96と出力通路98
とを伝達するようにする。この場合には吐出室93内の高
圧が制御圧室200に伝達されることになり、駆動ピスト
ン30は図中左方向に変位する。このピストン30の変位が
スライダ40,連結球142を介して斜板10に伝達される。こ
の場合にはピン80がスリット132内を変動し、その結果
斜板10とシャフト100との傾斜角が大きくなる。斜板10
の傾斜角増大に伴いピストン７の往復ストロークも増大
することとなる。

このような本例の圧縮機ではシャフト100に対する斜板1
0の傾斜角が駆動ピストン30の変位により制御されるこ
ととなる。この斜板10の傾斜角変位を良好に行うために
は、斜板10の先端199とピストン７の端面307との間に充
分な間隙が設けられている必要がある。なぜならば、斜
板10の先端199が微少間隙を介しピストン７と対向して
いるようでは斜板10の傾斜角変動時に斜板10先端199が
ピストン７に衝突してしまうからである。

そのため本例の圧縮機では斜板10先端199とピストン７
との間には２〜3mm程度の充分な間隙が形成されてい
る。一方このように大きな間隙を設けたのではピストン
７がシリンダ50内で回転してしまうことになる。そして
ピストン７がシリンダ50内で回転するようでは、ピスト
ン７の端部307が斜板10の先端199に衝突することにな
り、上述したように異音発生の原因となる。

それに対し、本例の圧縮機ではピストン７に回転防止手
段300が一体形成されており、この回転防止手段が係合
溝310内に係合している。従って回転防止手段300と係合
溝310との係合により、ピストン７がシリンダ50内で回
転することが防止される。

なお上述の例では回転防止手段として第３図に示すよう
に円筒状の鞍部としたが、回転防止手段の形状を他のも
のとしてもよいことはもちろんである。例えば回転防止
手段としてピンを用いてもよい。この場合には係合手段
としてピンの外形に相当する係合溝を用いることにな
る。さらに回転防止手段として上述の鞍形状部やピンの
代わりに溝を形成するようにしてもよい。この場合ハウ
ジング103,108側に形成される係合手段は溝に嵌合する
膨出部となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図図示ハウジング端部を示す正面図、第３図は第
１図図示ピストンを示す斜視図である。 ７……ピストン,9……シュー,10……斜板,50……シリン
ダ空間,100……シャフト,103,108……ハウジング,300…
…回転防止手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 笹谷 英顕 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 実開 昭56−25085（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−44112（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のシリンダ空間を有するハウジング
   と、 このハウジング内に摺動自在に配設されたピストンと、 前記ハウジングに回転自在に支持されたシャフトと、 このシャフトに傾斜可能に係合し、シャフトと一体回転
   する斜板と、 この斜板の傾斜角度を可変制御する駆動ピストンと、 前記斜板の揺動運動を前記ピストンに伝達するべく前記
   斜板の両側に配置された一対のシューとを備え、 前記一対のシューは前記斜板の両側に配設された状態で
   その外形が球をなすべく形成され、 前記駆動ピストンは前記斜板の傾斜角度と回転中心位置
   とを関係付けて変動させ、前記ピストンの一方側の上死
   点位置を保持したまま、前記ピストンの往復ストローク
   を可変させ、かつ、前記ピストンに回転防止手段を形成
   するとともに、前記シリンダにこの回転防止手段と係合
   する係合手段を設けて前記ピストンの前記シリンダ内に
   おける回転を規制した斜板型可変容量圧縮機。