JPH0740700Y2 - 可変容量型斜板式圧縮機の斜板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は可変容量型斜板式圧縮機の斜板に係わり、特に
傾角を変更する際に後述する斜板揺動力や制御圧を受け
る斜板の強度を確保する技術に関するものである。

（従来技術） 一般に可変容量型斜板式圧縮機は、冷房負荷に応じて斜
板傾角を変更して吐出容量を制御する方法が採用されて
いる。例えば特開昭63-147977号公報に開示された圧縮
機においては、斜板傾角を変更する際の揺動中心が一側
のシリンダボア近傍における斜板周縁部に設定されると
ともに、斜板の回転中心の位置が可変となっている。そ
して斜板は、リア側に設けられた制御圧室内に加わる制
御圧と、それに対抗した作動室内の圧力によって生じる
斜板揺動力とを受けて、両者の釣り合う位置に傾角を変
更し、斜板に半球シューを介して係留された両頭ピスト
ンが一側のシリンダボアにおける上死点を定位置に規制
されて往復運動するとともに、ストロークを変更して吐
出容量を変化させている。

以上のように斜板が揺動することから斜板、半球シュー
及び両頭ピストンのそれぞれのクリアランスを一定に保
つため、斜板の前後に配される一対の半球シューと、該
半球シューに挟まれた斜板とで真球となるように構成さ
れている。

従来から斜板、半球シュー及び両頭ピストンのうち互い
に接触する部位が同材質であると焼付を起こしやすいこ
とが知られている。また圧縮機自体の軽量化を考慮し
て、従来の斜板式圧縮機においては斜板及び両頭ピスト
ンをアルミニウム合金で形成し、硬度が要求される半球
シューは鉄系の金属で形成し、前記斜板及びピストンと
は材質を異にしている。

（考案が解決しようとする課題） 前述したように可変容量型斜板式圧縮機の斜板は、その
前後に配される半球シューとで真球となるように構成さ
れている。このため、両頭ピストンと斜板とのスペース
上の問題から半球シューをそれほど大きくすることはで
きないため、一般には半球シューをある程度偏平な形状
にすると同時に、斜板の肉厚が薄くなっている。そし
て、斜板は揺動して傾角を変更する際に斜板揺動力と制
御圧を受けるため、アルミニウム合金製の斜板では強度
的に問題が残る。しかし、強度を重視して鉄製の斜板を
使用すると、半球シューと同材質となるため摺動性が悪
化し、焼付が発生する恐れがある。

（課題を解決するための手段） 本考案は前述した課題を解決した可変容量型斜板式圧縮
機を提供することを目的としており、斜板の本体を鉄系
の材料で形成し、該斜板本体の周縁部にアルミニウム合
金の層を前記斜板本体と一体に形成した可変容量型斜板
式圧縮機の斜板を提案する。

（考案の作用） 前述のように構成した本考案の斜板は、その本体が鉄系
の金属で形成されているため制御圧力や斜板揺動力等の
力に対して充分な強度を有し、前記斜板本体の周縁部に
形成されたアルミニウム合金の層を介して鉄系の金属で
形成された半球シューと摺接する。そのため、斜板と半
球シューは互いに異種材質として摺接することから摺動
性も良好である。

（実施例） 本考案を具体化した実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図を示す。シ
リンダブロック１、２の前後両端面には吸入室25、26及
び吐出室27、28が区画形成されたフロントハウジング３
及びリアハウジング４が取り付けられるとともに、前記
シリンダブロック１、２との間には区画プレート19、2
0、吸入弁21、22及び吐出弁23、24が介装されている。
またシリンダブロック１、２にはシリンダボア1a、2aと
斜板室６が形成されており、シリンダボア1a、2aは前記
吸入弁21、22及び吐出弁23、24によって開閉される前記
区画プレート19、20の吸入ポート19a、20a及び吐出ポー
ト19b、20bを介して吸入室25、26と吐出室27、28に通
じ、斜板室６はフロント側の吸入通路29及びリア側の吸
入通路30によって吸入室25、26に連通されている。そし
て、圧縮機に冷媒ガスを導く吸入管路32が斜板室６に開
口し、吐出室27、28が吐出通路31により吐出管路33に連
通されている。

シャフト５はそのフロント軸部5aをラジアルベアリング
15を介してシリンダブロック１に回転自在に支持されて
おり、リア軸部5bが後述するスプール13及びスライダ14
を介してシリンダブロック２に支持されている。フロン
ト軸部5aとリア軸部5bとの間にはガイド孔5dを有する連
結部5cが一体に形成されおり、該連結部5cとシリンダブ
ロック１の内端との間にスラストベアリング17が介装さ
れている。

リア側吸入室26にはフランジ部13aを有する有底円筒状
のスプール13が前後にスライド可能に設けられ、前記フ
ランジ部13aにより吸入室26の一部を制御圧室26aに区画
している。また、前記スプール13の円筒部13bがシリン
ダブロック２に挿入されるとともに、該円筒部13b内部
にはスライダ14がラジアルベアリング16を介して支持さ
れている。そして、該スライダ14の内部には前述したリ
ア軸部4bが摺動可能に挿入されている。また、スライダ
14にはつば部14a及び球面支持部14bが一体に形成されて
おり、前記つば部14aがスラストベアリング18を介して
スプール13の端面に支持され、球面支持部14bには前面
にブリッジ８を一体形成した斜板７が傾斜可能に支持さ
れている。また、前述した連結部5cと前記ブリッジ８と
をガイドピン９により連結し、該ガイドピン９は斜板７
の傾角変更と同時にガイド孔5d内を移動可能となってい
る。また前記斜板７の本体7aが鉄で形成され、該斜板本
体7aの周縁部にはアルミニウム合金の層7bが鋳ぐるみ成
形されて前記斜板本体7aと一体化している。また、シリ
ンダボア1a、2aに往復運動可能に挿入されたアルミニウ
ム合金製の両頭ピストン10が、前記斜板７の前後両面に
配された鉄製の半球シュー11、12を介して係留されてい
る。そして前記半球シュー11、12と、該半球シュー11、
12に挟まれた斜板７とで真球を構成し、斜板７の傾角が
変更した場合にも半球シュー11、12は後述する揺動中心
Ｃの周りに回動するのみであり、半球シュー11、12と両
頭ピストン10とのクリアランスが一定に保たれる。

前記斜板７の傾角を変更するために、制御圧室26aの制
御圧を調節する容量制御弁機構34が圧縮機のリア側外部
に設置され、該容量制御弁機構34は流入ポート34a、流
出ポート34b及び制御ポート34cを有している。そして制
御圧室26aは管路37により流入ポート34aに、斜板室６は
管路39により流出ポート34bに、吸入管路32は管路40に
より制御ポート34cにそれぞれ接続され、前記管路37に
開口した絞り部38aを有する管路38がリア側吐出室28に
接続されて、吐出室28と制御圧室26aとが管路37、38に
より連通されている。前記流入ポート34aと流出ポート3
4bとの間に介在する弁体35は、該弁体35を開放する方向
に押圧するばね36及び大気圧との総和力と、制御ポート
34cから導入される吸入冷媒ガス圧との差圧により開閉
駆動され、弁体35が下動すなわち開放されると制御圧室
26aと斜板室６とが連通され、制御圧室26a内の吐出圧相
当の冷媒ガスの一部が吸入圧に応じて斜板室６へ流入す
る。

そして、前記容量制御弁機構34により調節される制御圧
はスプール13をフロント側へ押圧し、該スプール13とと
もに移動するスライダ14が斜板７をその傾角が増大する
方向に押圧する。これに対し、シリンダボア1a、2aと両
頭ピストン10とで形成される作動室内の圧力によって生
ずる斜板揺動力は、斜板７の傾角が減少する方向に働
き、吸入圧とともに前記制御圧に対向している。そして
両者の釣り合う位置に斜板７の傾角が決定される。ま
た、斜板７の揺動中心Ｃは、斜板７の周縁部におけるリ
ア側のシリンダボア2a寄りに設定され、これによりリア
側においては両頭ピストン10の上死点が定位置に規制さ
れるとともに、斜板７の傾角の変化とともに両頭ピスト
ン10のストローク量が可変となる。このため、フロント
側においては上死点が変化してデッドボリュームが増加
し、斜板７の傾角によっては実質的な圧縮及び吐出は行
われず、膨張及び圧縮が繰り返されるのみとなる。ま
た、リア側においては上死点が不変であるため実質的な
圧縮及び吐出が行われるが、両頭ピストン10のストロー
ク量が変化するために吐出容量が可変となる。以上のよ
うに冷房負荷に応じて制御圧を容量制御弁機構34により
制御することで斜板７の傾角を変更し、圧縮機の吐出容
量を可変にしている。

以上のように構成した本実施例の作用について説明す
る。図示しない電磁クラッチが接続されてエンジンの回
転駆動力がシャフト５に伝達されると、該シャフト５と
ともに斜板７が回転する。斜板７はシャフト５に対して
傾斜しているため、その回転は揺動を伴っており、斜板
７が鉄製の半球シュー11、12と摺接しながら揺動回転す
ることで両頭ピストン10がシリンダボア1a、2a内を往復
運動する。

そして圧縮機の吐出容量は前記斜板７の傾角を変更する
ことで可変制御される。つまり、最大吐出容量が要求さ
れる場合、すなわち冷房負荷が高い場合は吸入管路32内
の圧力が高く、容量制御弁機構34に導入される冷媒ガス
の圧力がばね36及び大気圧の総和力よりも大きく、従っ
て弁体35は閉塞位置にあって制御圧室26aと斜板室６と
を遮断する。このため、吐出室28から吐出圧相当の冷媒
ガスが制御圧室26aに流入し、制御圧として高圧がスプ
ール13に加わる。そして、該制御圧が斜板揺動力及び吸
入圧に抗してスプール13及びスライダ14を押圧し、斜板
７はガイドピン９がガイド孔5dの最上端に至るまで傾角
を増大させ、図に示す最大吐出容量の状態が得られる。

また、冷房負荷が低下して吸入管路32の圧力が低くなる
と、弁体35はばね36及び大気圧により開放されて制御圧
室26aと斜板室６とが連通される。そして、制御圧室26a
内の冷媒ガスの一部が吸入圧に応じて斜板室６に流出す
るため制御圧が低下する。このため、斜板７は斜板揺動
力により傾角を減少させ、制御圧に対して斜板揺動力及
び吸入圧が釣り合う位置に斜板７の傾角が決定される。
最小吐出容量が要求される場合には制御圧は更に低下
し、ガイドピン９がガイド孔5dの最下端に至るまで斜板
７は傾角を減少させ最小吐出容量の状態が得られる。

上述したように冷房負荷に応じて傾角を変更する斜板７
は、前記制御圧とそれに対抗する斜板揺動力を受ける。
特に最大吐出容量時にはそれら両方向から加わる力が最
大となるものの、本実施例における斜板７はその本体7a
が鉄製であることから肉厚が従来より薄くても前述した
両方向から加わる力に対しても充分な強度を有してい
る。そして、前記斜板本体7aに鋳ぐるみ成形されたアル
ミニウム合金の層7bが鉄製の半球シュー11、12と摺接し
ながら回転するが、層7bと半球シュー11、12は異種材質
であるため、焼付を起こすこともなく摺動性にも問題は
ない。また従来から採用されているアルミニウム合金製
の両頭ピストン10を使用することができ、圧縮機の軽量
化をそれほど損なうこともない。

本考案は以上の実施例に限定されるものではなく、鉄製
斜板本体7aの前後両面にアルミニウム合金の層7bを摩擦
溶接等の方法により圧着してもよい。この場合も摺接す
る層7bと鉄製半球シュー11、12とは異種材質となるため
摺動性を損なうことはなく、また斜板本体7aが鉄製であ
るため、先の実施例同様に強度的にも充分なものとな
る。

（考案の効果） 以上詳述したように本考案の可変容量型斜板式圧縮機の
斜板は、鉄製であることから斜板の前後両面から受ける
斜板揺動力や制御圧に対して充分な強度を有し、また斜
板とアルミニウム合金製両頭ピストンとの間に介在する
鉄系の半球シューとは、アルミニウム合金で形成された
層が摺接するため摺動性を損なうことはなく焼付が発生
する恐れもない。従って、従来よりも薄い斜板を用いる
ものの圧縮機の信頼性を損なうことはない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案を具体化した実施例を示しており、第
１図は可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。 シリンダブロック１、２ シャフト５ 斜板室６ 斜板７ 鉄製斜板本体７ アルミニウム合金の層7b アルミニウム合金製両頭ピストン11 鉄製半球シュー11、12

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロックにおいて回転自在に支持
   されたシャフトが相対回転不能かつ前後方向へ揺動可能
   に斜板を支持し、該斜板には一対の鉄系材料の半球シュ
   ーを介してアルミニウム合金製の両頭ピストンを係留
   し、前記半球シューは半球シューに挟まれた斜板とで真
   球を構成し、前記シャフトの回転を前記斜板によりピス
   トンの往復運動に変換する一方で、前記斜板の傾角を変
   更して前記ピストンのストロークを可変にした可変容量
   型斜板式圧縮機において、前記斜板の本体を鉄系の材料
   で形成し、該斜板本体の周縁部にアルミニウム合金の層
   を前記斜板本体と一体に形成したことを特徴とする可変
   容量型斜板式圧縮機の斜板