JPH08338363A

JPH08338363A - 斜板式圧縮機

Info

Publication number: JPH08338363A
Application number: JP7142099A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Koji Kawamura; 幸司川村; Tomohiko Yokono; 智彦横野; Masahiko Okada; 昌彦岡田
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】斜板式圧縮機のクランク室内が貧潤滑状態と
なっても、斜板及びシューの焼付きを防止すること。【構成】クランク室４６内には、駆動シャフト６とと
もに回転する斜板１５に、シュー２３，２４を介して片
頭ピストン２２が係留される。又、斜板１５とシュー２
３との間にリング１４を、斜板１５に対して摺動可能に
配設する。駆動シャフト６の回転により、斜板１５が回
転し、斜板１５の回転によってピストン２２を往復直線
運動させる。更に、斜板１５の回転に伴い、リング１４
がすべりながら回転する。リング１４の回転速度は、斜
板１５とリング２３との摺動面のすべりによって、斜板
１５の回転に対して遅くなる。又、シュー２３とリング
１４との相対回転速度は、シュー２３と斜板１５との相
対回転速度より小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、斜板式圧縮機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】斜板式圧縮機では、駆動シャフトととも
に回転する斜板にシューを介して、ピストンが係留さ
れ、前記斜板の回転によってピストンが往復運動され
る。従って、シューは斜板上を移動することになり、両
者間の摺動抵抗が小さいことが好ましい。

【０００３】このため実開昭５４−９９１０７号公報に
おいては、斜板とシューとの間にころがり部材を配設し
た斜板式圧縮機が開示されている。又、実開昭５４−９
５００８号公報においては、アルミニウム合金からなる
斜板のシューとの摺動面に、鉄系の溶射膜を形成した斜
板式圧縮機が開示されている。

【０００４】前者の公報の技術は、摺動抵抗の低減を目
的としているが、後者は斜板とシューとの間の焼付き防
止を目的としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の前者
の公報の技術においては、斜板とシューとの間にころが
り部材が配設されるため、斜板が薄くなってしまい、斜
板の強度に問題が生じる。又、ころがり部材と斜板とは
ころがり接触であるため、それの接触面積が減少する。
そのため、ころがり部材と斜板との接触面にかかるピス
トンの圧縮反力に基づく単位面積当りの圧力が大きくな
り、貧潤滑状態では、ころがり部材や斜板が摩耗するお
それがある。

【０００６】又、後者の公報の技術においては、溶射膜
を形成するという余分な工程を必要とするばかりでな
く、摺動抵抗を下げることができず、焼付きのおそれが
依然として存在した。

【０００７】加えて、近年の圧縮機においては気筒数が
増加しているために、シューと斜板との間に作用する圧
縮反力、すなわちシューと斜板との接触圧が増大してい
る。又、圧縮機とエンジンとが電磁クラッチを介するこ
となく直結された、いわゆるクラッチレスタイプにおい
ては、冷房が不要な場合でも圧縮機が常時回転されるた
め、焼付きのおそれが高い。

【０００８】本発明は、簡単な構成をもってシューと斜
板との間の摺動抵抗を低減できる圧縮機の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、駆
動シャフトとともに回転する斜板に、シューを介してピ
ストンを係留し、斜板の回転によってピストンを直線運
動させるように構成した斜板式圧縮機において、前記斜
板とシューとの間に摺動板を斜板及びシューに対して摺
動可能に配設した。

【００１０】請求項２の発明では、摺動板を複数枚重合
した。請求項３の発明では、前記斜板と摺動板との間の
摺動面の一方に、放射方向へ延びる溝を形成した。

【００１１】請求項４の発明では、斜板の表面に耐磨耗
性被膜を施した。請求項５の発明では、ピストンはその
一端部にシューを配置した片頭型とした。

【００１２】請求項６の発明では、斜板の圧縮反力受け
面側のみに摺動板を配設した。請求項７の発明では、駆
動シャフトに対して傾動可能に斜板を支持した。

【００１３】

【作用】請求項１及び５の発明では、斜板の回転に伴
い、摺動板も回転するが、摺動板の回転速度は斜板と摺
動板との摺動面のすべりによって、斜板の回転速度に対
して遅くなる。そのため、シューと摺動板との相対回転
速度はシューと斜板との相対回転速度より小さくなる。

【００１４】請求項２の発明では、斜板の回転は複数の
摺動板を介してシューに伝達されるため、シューと摺動
板との相対回転速度は、シューと斜板との相対回転速度
より大幅に小さくなる。

【００１５】請求項３の発明では、斜板と摺動板との間
の摺動面の一方に、放射方向へ延びる溝を形成すること
により、摺動板と斜板との前記摺動面に、前記溝により
潤滑油が保存される。

【００１６】請求項４の発明では、斜板の表面の耐磨耗
性被膜により、斜板と摺動板との摺動面における耐磨耗
性が向上する。請求項６の発明では、摺動板がシューを
介して圧縮反力を受ける。

【００１７】請求項７の発明では、斜板の傾動により、
圧縮機の容量を変えることができる。

【００１８】

【実施例】以下、クラッチレス可変容量型斜板式圧縮機
に本発明を具体化した第１実施例を図１〜図５に基づい
て説明する。

【００１９】図１に示すように、シリンダブロック１の
前端にはフロントハウジング２が固定されている。シリ
ンダブロック１の後端にはリヤハウジング３がバルブプ
レート６２を介して固定されている。クランク室４６を
形成するフロントハウジング２とシリンダブロック１と
の間には駆動シャフト６が回転可能に架設支持されてい
る。駆動シャフト６の前端はクランク室４６から外部へ
突出しており、この突出端部にはプーリ７が止着されて
いる。プーリ７はフロントハウジング２にアンギュラベ
アリング９を介して、回転自在に支持されているととも
に、ベルト８を介して、電磁クラッチを介することなく
車両エンジン（図示略）に作動連結されている。従っ
て、この実施例はクラッチレスタイプである。

【００２０】駆動シャフト６の前端部とフロントハウジ
ング２との間には、クランク室４６内の圧力洩れを防止
するためのリップシール１０が介在されている。駆動シ
ャフト６には回転支持体４９が止着されると共に、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金よりなる斜板１５が傾
動可能に支持されている。図２に示すように、斜板１５
には連結片４２，４３が止着されている。連結片４２，
４３には一対のガイドピン１８，１９が止着され、その
先端部にはガイド球５４，５５が形成されている。回転
支持体４９には支持アーム５０が突設されており、支持
アーム５０にはガイド孔５２、５３が形成されている。
ガイド球５４、５５はガイド孔５２、５３にスライド可
能に嵌入されている。支持アーム５０とガイドピン１
８，１９との連係により斜板１５が駆動シャフト６の軸
方向へ傾動可能で、かつ一体回転可能である。

【００２１】シリンダブロック１の中心部には収容孔２
０が貫設され、その内部には筒状の遮断体２１がスライ
ド可能に収容されている。ばね１１は遮断体２１をフロ
ント側へ付勢する。

【００２２】遮断体２１の内部には駆動シャフト６の後
端部が挿入され、駆動シャフト６はボールルベアリング
２５により支持されている。リヤハウジング３の中心部
には吸入通路２６が形成されている。吸入通路２６は収
容孔２０に連通しており、収容孔２０側の吸入通路２６
の開口の周囲には位置決め面２７が形成されている。遮
断体２１は位置決め面２７に当接可能である。

【００２３】斜板１５と遮断体２１との間の駆動シャフ
ト６上には伝導筒２８がスライド可能に支持され、吸入
通路開放ばね１１のばね力によって常に斜板１５に向か
って付勢されている。

【００２４】斜板１５が遮断体２１側へ移動するに伴
い、斜板１５の傾動が伝導筒２８を介して遮断体２１に
伝達する。この傾動伝達により遮断体２１が吸入通路開
放ばね１１のばね力に抗して位置決め面２７側へ移動
し、遮断体２１が位置決め面２７に当接する。斜板１５
の回転は伝導筒２８の存在によって遮断体２１へ伝達さ
れない。

【００２５】シリンダブロック１に貫設されたシリンダ
ボア４４内には片頭ピストン２２が収容されている。斜
板１５の回転運動は鋼製（ＳＵＪ２）のシュー２３，２
４を介して片頭ピストン２２の往復揺動に変換される。

【００２６】斜板１５のシュー２３，２４と対応する部
分は若干薄くなっており、その部分には鋼板よりなるリ
ング１４が摺動可能に配置されている。このリング１４
は斜板１５と同心状をなし、斜板１５の段差１５ａに係
合するとともに、シュー２３と斜板１５との間に挟持さ
れている。リング１４は本発明でいう摺動板を構成す
る。

【００２７】図１及び図３に示すようにリヤハウジング
３内には吸入室４７及び吐出室４８が区画形成されてい
る。バルブプレート６２上には吸入ポート４及び吐出ポ
ート１７が形成されるとともに、吸入弁５及び吐出弁１
６が設けられている。吸入室４７内の冷媒ガスは片頭ピ
ストン２２の復動動作により吸入ポート４から吸入弁５
を押し退けてシリンダボア４４内へ流入する。シリンダ
ボア４４内へ流入した冷媒ガスは片頭ピストン２２の往
動動作により吐出ポート１７から吐出弁１６を押し退け
て吐出室４８へ吐出される。吐出弁１６はリテーナ５６
に当接して開度規制される。

【００２８】回転支持体４９とフロントハウジング２と
の間にはスラストベアリング２９が介在されている。ス
ラストベアリング２９はシリンダボア４４から片頭ピス
トン２２、シュー２３、斜板１５、連結片４２，４３及
びガイドピン１８，１９を介して回転支持体４９に作用
する圧縮反力を受け止める。

【００２９】吸入室４７は通口５７を介して収容孔２０
に連通している。遮断体２１が位置決め面２７に当接す
ると、通口５７は吸入通路２６から遮断される。駆動シ
ャフト６内には通路３０が形成されている。通路３０の
入口５９はリップシール１０付近でクランク室４６に開
口しており、通路３０の出口４５は遮断体２１の筒内に
開口している。図１及び図４に示すように遮断体２１の
周面には通口５８が貫設され、遮断体２１の内部と収容
孔２０とを連通している。

【００３０】図１に示すように吐出室４８とクランク室
４６とは圧力供給通路３１で接続されている。圧力供給
通路３１上には電磁開閉弁３２が介在されている。電磁
開閉弁３２のソレノイド３３の励磁により弁体３４が弁
孔１２を閉鎖する。ソレノイド３３が消磁すれば弁体３
４が弁孔１２を開く。即ち、電磁開閉弁３２は吐出室４
８とクランク室４６とを接続する圧力供給通路３１を開
閉する。

【００３１】吸入室４７へ冷媒ガスを導入する入口とな
る吸入通路２６と、吐出室４８から冷媒ガスを排出する
出口４５とは外部冷媒回路３５で接続されている。外部
冷媒回路３５上には凝縮器３６、膨張弁３７及び蒸発器
３８が介在されている。膨張弁３７は蒸発器３８の出口
側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式
自動膨張弁である。蒸発器３８の近傍には温度センサ３
９が設置されている。温度センサ３９は蒸発器３８にお
ける温度を検出し、この検出温度情報が制御コンピュー
タＣｏに送られる。

【００３２】図１の状態ではソレノイド３３は励磁状態
にあり、圧力供給通路３１は閉じられている。従って、
吐出室４８からクランク室４６への高圧冷媒ガスの供給
は行われない。この状態ではクランク室４６内の冷媒ガ
スが通路３０及び放圧通口５８を介して吸入室４７に流
出するばかりであり、クランク室４６内の圧力は吸入室
４７内の低圧力、即ち吸入圧に近づいていく。そのた
め、斜板１５は傾角増大方向へ付勢される。斜板１５の
最大傾角は回転支持体４９の傾角規制突部５１と斜板１
５との当接によって規制される。斜板１５の傾角は最大
傾角に保持され、吐出容量は最大となる。

【００３３】温度センサ３９は蒸発器３８における検出
温度情報を制御コンピュータＣｏに送っており、検出温
度が設定温度以下になると制御コンピュータＣｏはソレ
ノイド３３の消磁を指令する。ソレノイド３３が消磁さ
れると圧力供給通路３１が開き、吐出室４８とクランク
室４６とが連通する。従って、吐出室４８内の高圧冷媒
ガスが圧力供給通路３１を介してクランク室４６へ供給
され、クランク室４６内の圧力が高くなり、斜板１５の
傾角が最小傾角へ移行する。

【００３４】斜板１５の傾角が最小傾角になると、遮断
体２１が位置決め面２７に当接する。遮断体２１が位置
決め面２７に当接したときには吸入通路２６が遮断され
る。このため、外部冷媒回路３５から吸入室４７への冷
媒ガス流入が阻止される。

【００３５】斜板１５の最小傾角は０°よりも僅かに大
きいため、斜板傾角が最小の状態においてもシリンダボ
ア４４から吐出室４８への吐出は行われている。シリン
ダボア４４から吐出室４８へ吐出された冷媒ガスは圧力
供給通路３１を通ってクランク室４６へ流入する。クラ
ンク室４６内の冷媒ガスは通路３０及び放圧通口５８と
いう放圧通路を通って吸入室４７へ流入し、吸入室４７
内の冷媒ガスはシリンダボア４４内へ吸入されて吐出室
４８へ吐出される。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐
出圧領域である吐出室４８、圧力供給通路３１、クラン
ク室４６、通路３０、放圧通口５８、吸入圧領域である
収容孔２０、吸入圧領域である吸入室４８、シリンダボ
ア４４を経由する循環通路が圧縮機内にできている。そ
して、吐出室４８、クランク室４６及び吸入室４７の間
では圧力差が生じている。従って、冷媒ガスが前記循環
通路を循環し、冷媒ガスと共に流動する潤滑油が圧縮機
内を潤滑する。

【００３６】冷房負荷が増大し、温度センサ３９による
検出温度が設定値より大きくなると、制御コンピュータ
Ｃｏはこの検出温度変移に基づいてソレノイド３３の励
磁を指令する。ソレノイド３３の励磁により圧力供給通
路３１が閉じ、クランク室４６の圧力が通路３０及び放
圧通口５８を介した吸入圧領域への放圧に基づいて減圧
してゆく。この減圧により吸入通路開放ばね１１が図４
の縮小状態から伸長する。従って、遮断体２１が位置決
め面２７から離間し、斜板１５の傾角が図４の最小傾角
状態から増大し、ピストン２２の往復動ストロ−クが伸
長する。遮断体２１の離間に伴い、吸入通路２６におけ
る通過断面積が増大してゆき、吸入通路２６から吸入室
４７への冷媒ガス流入量は徐々に増えていく。従って、
吸入室４７からシリンダボア４４内へ吸入される冷媒ガ
ス量も徐々に増大してゆき、吐出容量が徐々に増大して
ゆく。また、制御コンピュータＣｏは空調装置作動スイ
ッチ４０のＯＮ，ＯＦＦに基づいてソレノイド３３の励
磁、消磁を指令する。

【００３７】斜板１５が回転しているとき、斜板１５に
はシリンダボア４４側のシュー２３を介して圧縮反力が
作用しているため、斜板１５とシュー２３との摺接部位
は潤滑必要部位である。車両エンジンが作動している限
りは駆動シャフト６が回転し続けるクラッチレス圧縮機
では、これら潤滑必要部位の潤滑が極めて重要である。
圧縮機の運転が停止している間にクランク室４６内に液
冷媒が溜まってしまうと、クランク室４６内の潤滑必要
部位が液冷媒によって洗われ、圧縮機の起動に伴って摩
耗、焼付きを生じるおそれがある。

【００３８】本実施例では、斜板１５とシュー２３との
間にリング１４を摺動可能に配設したことによって、斜
板１５とシュー２３の摺動面における磨耗、焼付きを防
止することができる。

【００３９】すなわち、斜板１５の回転に伴い、リング
１４は斜板１５に対して、すべりが生じ、リング１４の
回転速度は斜板１５の回転速度に較べて遅くなる。この
リング１４のすべりにより、シュー２３とリング１４と
の相対回転速度は、シュー１４と斜板１５との相対回転
速度より小さくなる。

【００４０】これによって、斜板１５とリング１４との
摺動面及びリング１４とシュー２３との摺動面における
摩擦抵抗は、斜板１５とシュー２３との間にリング１４
を配設しない場合と較べて大幅に減少する。そのため前
記摺動面における摩擦熱の発生を減少することができ、
貧潤滑状態においても斜板１５とシュー２３及びリング
１４の焼付きを防止することができる。又、斜板１５の
圧縮反力受け面は、片頭ピストン２２から大きな圧縮反
力を受けるが、その圧縮反力はリング１４を介して斜板
１５とリング１４との間の摺動面全体に均一にかかり、
斜板１５の摺動面の磨耗を防止することができる。

【００４１】更に、リング１４は鋼製であるため、それ
自体は磨耗しにくく、且つ、斜板１５は異なる材質であ
るため、斜板１５の摺動面が高温になってもその焼付き
は生じない。加えて、斜板１５はリング１４の厚さ分し
か薄くならないため、前述したローラを有する従来技術
と比較して、斜板１５の強度を向上できる。特に、斜板
１５はリング１４の厚さ分しか薄くならないため、板厚
に制約を受ける傾動可能に支持される斜板に適用するの
が望ましい。

【００４２】次に第２実施例について説明する。図６
は、斜板１５のリング１４との摺動面に複数の溝６０を
放射方向へ延びるように形成したものである。この溝６
０により、潤滑油がリング１４と斜板１５との間に確実
に保存される。そのため、リング１４と斜板１５との間
の潤滑性が向上し、摩耗、焼付きをいっそう確実に防止
することができる。

【００４３】なお、この溝６０はリング１４の斜板１５
との摺動面に設けてもよく、このようにしても、前記と
同様に潤滑性を向上できる。次に図７の第３実施例を説
明する。

【００４４】この実施例では、斜板１５の前後両面とシ
ュー２３，２４との間にリング１３，１４がそれぞれ配
設されている。この第３実施例においては、第１実施例
と同様な作用を斜板１５の前後両面で達成できる。

【００４５】次に図８の第４実施例を説明する。この実
施例では、斜板１５とシュー２３との摺動面に２枚のリ
ング１３，１４が配設されている。従って、この第４実
施例においては、一方のリング１４が他方のリング１３
に対してすべりながら回転する。そのため、リング１４
とシュー２３との相対回転速度は、第１実施例の場合と
比較して、さらに小さくなり、斜板１５とリング１３と
の摺動面及びリング１４とシュー２３との摺動面におけ
る摩耗、焼付きに対する防止効果がより大きくなる。

【００４６】この発明は以下のような実施例で具体化し
てもよい。（１）ニッケル・リンメッキ、ニッケル・ボロンメッキ
等によって斜板１５のリング１４との摺動面に耐磨耗性
被膜として硬質メッキを施すこと。斜板１５の摺動面は
リング１４との摺動摩擦に対して強くなり、斜板１５の
耐磨耗性が向上することになる。

【００４７】（２）耐磨耗性被膜として、自己潤滑性の
高い二硫化モリブデン等を使用すること。このように構
成すれば、摺動抵抗が小さくなり、耐磨耗性が向上す
る。（３）リング１４として鋼とは異なる材料、例えば銅等
で形成すること。従って、このように構成すれば、リン
グ１４の材質がシュー２３の材質と異なり、シュー２３
とリング１４との間の焼付きを確実に防止できる。

【００４８】（４）両頭ピストン型の斜板式圧縮機に適
用すること。従って、第３実施例と同様に斜板１５の前
後両面とシュー２３，２４との間にリング１３，１４を
配設することにより、圧縮反力受け面である斜板１５の
前後両面及びシュー２３，２４とリング１３，１４との
摺動面における焼付きを防止することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明で
は、斜板と摺動板との摺動面及び摺動板とシューとの摺
動面の焼付き、摩耗を防止することができる。

【００５０】請求項２の発明では、斜板と摺動板との摺
動面及び摺動板とシューとの摺動面の焼付き、摩耗をさ
らに確実に防止することができる。請求項３の発明で
は、斜板と摺動板との摺動面における潤滑油の流れを良
好とし、前記摺動面における焼付き、摩耗を防止するこ
とができる。

【００５１】請求項４の発明では、斜板と摺動板との摺
動面における斜板の磨耗を減少させることができる。請
求項５の発明では、片頭ピストン型圧縮機における斜板
と摺動板との摺動面及び摺動板とシューとの摺動面の焼
付き、摩耗を防止することができる。

【００５２】請求項６の発明では、圧縮反力に起因する
斜板と摺動板との摺動面及び摺動板とシューとの摺動面
の焼付き、摩耗を防止することができる。請求項７の発
明では、可変容量型圧縮機における斜板と摺動板との摺
動面及び摺動板とシューとの摺動面の焼付き、摩耗を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例の圧縮機全体の
側断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】斜板傾角が最小状態にある第１実施例の圧縮機
全体の側断面図。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】別例を示す図４のＣ−Ｃ線断面図。

【図７】別例を示す要部拡大断面図。

【図８】別例を示す要部拡大断面図。

【符号の説明】

６・・・駆動シャフト、１３，１４・・・リング、１５
・・・斜板、２３，２４・・・シュー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田昌彦愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動シャフトとともに回転する斜板に、シ
ューを介してピストンを係留し、斜板の回転によってピ
ストンを往復直線運動させるように構成した斜板式圧縮
機において、前記斜板とシューとの間に摺動板を斜板及びシューに対
して摺動可能に配設した斜板式圧縮機。
【請求項２】複数枚の摺動板を重合した請求項１に記載
の斜板式圧縮機。
【請求項３】前記斜板と摺動板との間の摺動面の一方
に、放射方向へ延びる溝を形成した請求項１又は２に記
載の斜板式圧縮機。
【請求項４】斜板の表面に耐磨耗性被膜を施した請求項
１〜３のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】ピストンはその一端部にシューを配置した
片頭型である請求項１〜４のいずれかに記載の斜板式圧
縮機。
【請求項６】前記摺動板は斜板の圧縮反力受け面側のみ
に配設した請求項５に記載の斜板式圧縮機。
【請求項７】斜板は駆動シャフトに対して傾動可能に支
持される請求項１〜６のいずれかに記載の斜板式圧縮
機。