JPH09105379A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 斜板とピストンとの連結部分を小さくし、小
型化を図ることができる可変容量型斜板式圧縮機を提供
する。 【解決手段】 シャフト５に固定され、シャフト５と一
体に回転するスラストフランジ４０と、シャフト５と一
体に回転する斜板１０と、斜板１０の回転につれて往復
運動するピストン７と、ピストン７に転動可能に保持さ
れ、斜板１０上を相対的に回転するほぼ球半球体状の一
対のシュー６０，６１とを備え、クランク室８の圧力の
変化に応じて斜板１０が傾斜角を変え、ピストン７のス
トローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、
吸引力を受ける一方のシュー６１を圧縮力を受ける他方
のシュー６０よりも小さくし、一対のシュー６０，６１
をそれぞれ面圧に見合う大きさに設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、斜板の傾斜角に
応じて吐出容量が増減する可変容量型斜板式圧縮機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量型斜板式圧縮機として、
図３に示すものがある（特公昭６４−１６６８号公
報）。

【０００３】図３は従来の可変容量型斜板式圧縮機を示
す縦断面図、図４は図１の可変容量型斜板式圧縮機の一
部を示す拡大断面図である。

【０００４】この可変容量型斜板式圧縮機は、シャフト
１０５に固定されるスラストフランジ１４０と、スラス
トフランジ１４０の回転につれて一体に回転する斜板１
１０と、スラストフランジ１４０の回転を斜板１１０に
伝達するとともに、斜板１１０をシャフト１０５の中心
軸と直角な面に対して傾斜可能に支持するリンク機構１
４１と、斜板１１０の回転につれてシリンダボア１０６
内を直線往復運動するピストン１０７と、斜板１１０と
ピストン１０７との間に配設され、斜板１１０上を相対
的に回転・摺動するほぼ半球状の一対のシュー１６０，
１６１とを備え、斜板１１０が収容されたクランク室１
０８の圧力の変化に応じて斜板１１０が傾斜角を変え、
ピストン１０７のストローク量が変わるものである。

【０００５】シュー１６０，１６１は斜板１１０を挟む
ように配置され、シュー１６０，１６１の平面１６０
ｂ，１６１ｂは斜板１１０に接触している。

【０００６】ピストン１０７のフロント側端部には凹部
１５１が設けられ、凹部１５１にはピストン１０７の移
動方向に互いに対向する凹面部１５１ａ，１５１ｂが設
けられている。凹面部１５１ａ，１５１ｂにはシュー１
６０，１６１の球面部１６０ａ，１６１ａが転動可能に
収まっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の可変
容量型斜板式圧縮機では、斜板１１０の傾斜角が変化し
たときに斜板１１０とシュー１６０，１６１との間に隙
間が生じないように、一対のシュー１６０，１６１が斜
板１１０を介して実質的に球体（図４の仮想球体２０
０）を形成するように構成されている。ちなみに、斜板
１１０とシュー１６０，１６１の平面１６０ｂ，１６１
ｂとの間に隙間が生じると、騒音が発生したり、シュー
１６０，１６１がピストン１０７の凹面部１５１ａ，１
５１ｂから離脱したりする。

【０００８】ところが、一対のシュー１６０，１６１の
うち、一方のシュー１６０（圧縮側）が圧縮力の面圧に
対応する大きさに設定されると、他方のシュー１６１
（吸入側）も同じ大きさにしなければならないので、両
方のシュー１６０，１６１の球面１６０ａ，１６１ａで
形成される１つの仮想球体２００も大きくなり、その結
果斜板１１０とピストン１０７との連結部分が大きくな
って、圧縮機の大型化や部品コストの増加を招くという
問題があった。

【０００９】また、シュー１６０，１６１の全体として
の質量が増加するので、運動体の動バランスが悪くなる
という問題がある。動バランスの観点からすれば、斜板
１１０に対してシュー１６０，１６１、ピストン１０７
は軽い方がよい。

【００１０】更に、シュー１６０，１６１の直径が大き
くなるので、シュー１６０，１６１の中央部に潤滑油が
十分に供給されにくくなるため、とりわけ低負荷時には
冷凍サイクルの潤滑油の戻りが不良になる結果、焼付き
や摩耗が生じるおそれがあるという問題があった。

【００１１】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は斜板とピストンとの連結部分を小
さくし、小型化等を図ることができる可変容量型斜板式
圧縮機を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、回
転軸に固定され、前記回転軸と一体に回転する回転部材
と、前記回転軸に傾斜かつ回転可能に取り付けられ、前
記回転部材の回転につれて一体に回転する斜板と、前記
斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動する
ピストンと、前記ピストンに転動可能に保持され、かつ
前記斜板を挟むように配置されて、前記斜板上を相対的
に回転するほぼ半球体状の一対のシューとを備え、前記
斜板が収容されたクランク室の圧力の変化に応じて前記
斜板が傾斜角を変え、前記ピストンのストローク量が変
わる可変容量型斜板式圧縮機において、前記一対のシュ
ーのうち、吸引力を受ける一方のシューの球面の曲率半
径が、圧縮力を受ける他方のシューの球面の曲率半径よ
りも小さく、前記両方のシューの球面の曲率中心が一致
していることを特徴とする。

【００１３】一対のシューの受ける面圧の違いに着目し
て、吸引力を受ける一方のシューを圧縮力を受ける他方
のシューよりも小さくし、一対のシューをそれぞれ面圧
に見合う大きさに設定したので、斜板とピストンとの連
結部分を小さくすることができ、クランク室内の省スペ
ース化を実現することができる。

【００１４】また、シューの全体としての重量を減らす
ことができるので、運動体の動バランスがよくなる。

【００１５】更に、一方のシューの直径が小さくなるの
で、そのシューの中央部にまで潤滑油が供給される。

【００１６】また、両方のシューの球面の曲折中心が一
致しているので、斜板の傾斜角が変化したとき、斜板と
シューとの間に隙間が生じるのを防ぐことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容
量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図２は図１の可変容
量型斜板式圧縮機の一部を示す拡大断面図である。

【００１９】この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブ
ロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘ
ッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定
されている。シリンダブロック１のリヤ側端面とバルブ
プレート２との間、リヤヘッド３のフロント側端面とバ
ルブプレート２との間には、それぞれ図示しないガスケ
ットが配設されている。

【００２０】前記シリンダブロック１のリヤ側には、シ
ャフト（回転軸）５を中心にして周方向に所定間隔おき
に複数のシリンダボア６が配設されている。これらのシ
リンダボア６内にはピストン７がそれぞれ摺動可能に収
容されている。

【００２１】シリンダブロック１のフロント側にはクラ
ンク室８が形成され、このクランク室８には、シャフト
５の回転に連動して回転する斜板１０が収容されてい
る。この斜板１０はほぼ半球体状の一対のシュー６０，
６１を介してピストン７に連結され、斜板１０の回転に
よりピストン７がシリンダボア６内を往復運動する。

【００２２】図２に示すように、ピストン７のフロント
側端部には凹部５１が設けられ、凹部５１にはピストン
７の移動方向に互いに対向する凹面部５１ａ，５１ｂが
設けられている。凹面部５１ａ，５１ｂにはシュー６
０，６１の球面６０ａ，６１ａが転動可能に収まってい
る。

【００２３】一対のシュー６０，６１は斜板１０を挟む
ように配置され、シュー６０，６１のうち、吸引力を受
ける一方のシュー６１の球面６１ａの曲率半径Ｒ₁ が、
圧縮力を受ける他方のシュー６０の球面６０ａの曲率半
径Ｒ₂ よりも小さい（Ｒ₁ ＜Ｒ₂ ）。曲率半径Ｒ₁ と曲
率半径Ｒ₂ との比率は、例えばピストン７の面圧が１５
kg/cm ² で、シュー６１の面圧が３kg/cm ² のとき、ほ
ぼ１対２である。両方のシュー６０，６１の球面６０
ａ，６１ａの曲率中心Ｃは一致している。シュー６０，
６１の平面６０ｂ，６１ｂは斜板１０に面接触した状態
で斜板１０上を相対的に回転する。

【００２４】また、シリンダブロック１の中央部には、
シャフト５のリヤ側端部が挿入される中心孔２２が設け
られている。中心孔２２にはラジアル軸受２４及びスラ
スト軸受２５がそれぞれ収容されている。ラジアル軸受
２４及びスラスト軸受２５はシャフト５のリヤ側端部を
回転可能に支持する。中心孔２２の雌ねじ２２ａにはア
ジャストスクリュー５０が螺着されている。

【００２５】前記リヤヘッド３内には、吐出室１２と、
この吐出室１２の周囲に位置する吸入室１３とが形成さ
れている。リヤヘッド３には吸入口３ａ及び吐出口３ｂ
がそれぞれ設けられ、吸入口３ａは吸入室１３に、吐出
口３ｂは吐出室１２にそれぞれ連通している。

【００２６】前記バルブプレート２には、シリンダボア
６と吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリ
ンダボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５
とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられてい
る。吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出
弁１７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さ
え１８とともにボルトナット１９により固定されてい
る。また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉さ
れ、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック
１との間に配設されている。

【００２７】前記フロントヘッド４の中央部には、シャ
フト５のフロント側端部が挿入される中心孔２３が設け
られている。中心孔２３にはラジアル軸受２６及びシー
ル部材２７がそれぞれ収容されている。ラジアル軸受２
６はシャフト５のフロント側端部を回転可能に支持す
る。

【００２８】また、シリンダブロック１及びバルブプレ
ート２には吸入室１３とクランク室８とを連通させるた
めの連通路３１が設けられ、この連通路３１の途中に設
けられた圧力調整弁収容室３１ａに圧力調整弁３２が設
けられ、この圧力調整弁３２により吸入室１３内とクラ
ンク室８内との圧力調整が行なわれる。連通路３１は、
シリンダブロック１に設けられた圧力調整弁収容室３１
ａと、バルブプレート２及び図示しないガスケットに設
けられ、吸入室１３と圧力調整弁収容室３１ａとを連通
させる連通孔３１ｂとで構成されている。圧力調整弁収
容室３１ａの一端には、連通孔３４ａと弁座３４ｂとを
有するカップリング３４がＯリング３５を介して設けら
れ、カップリング３４の連通孔３４ａを通じてクランク
室８と圧力調整弁収容室３１ａとが連通する。

【００２９】圧力調整弁３２は、圧力調整弁収容室３１
ａ内の圧力に応じて伸縮するベローズ３２ａと、ベロー
ズ３２ａの一端に固定され、連通孔３４ａを開閉するニ
ードル３２ｂと、ベローズ３２ａの他端が固定される台
座３２ｃとで構成されている。台座には２つの小孔３９
が設けられている。

【００３０】前記シャフト５にはシャフト５の回転を斜
板１０に伝達するためのスラストフランジ（回転部材）
４０が固定され、このスラストフランジ４０はスラスト
軸受３３を介してフロントヘッド４の内壁面に支持され
ている。スラストフランジ４０と斜板１０とはリンク機
構４１を介して連結され、斜板１０がシャフト５と直角
な面に対して傾斜可能である。

【００３１】リンク機構４１は、斜板１０に設けられた
アーム４２と、アーム４２の端部に設けられたピン４３
と、スラストフランジ４０の突片部４０ａに設けられ、
ピン４３と係合する長孔４４とで構成されている。

【００３２】斜板１０は、シャフト５に摺動可能に装着
されたヒンジボール９を介して、シャフト５に傾斜かつ
回転可能に装着されている。斜板１０の中心孔には、ヒ
ンジボール９の球面部９ａと対応するヒンジボール受け
面１０ａが設けられている。斜板１０のヒンジボール受
け面１０ａは、ヒンジボール９の球面部９ａに摺動可能
に嵌合している。ヒンジボール９の球面部９ａには互い
に平行な平面部９ｂが設けられているので、外部からヒ
ンジボール９を斜板１０の中心孔に収容できる。

【００３３】ヒンジボール９とスラストフランジ４０と
の間のシャフト５の外周には、巻バネ４６が装着され、
この巻バネ４６によりヒンジボール９がリヤ側へ付勢さ
れている。

【００３４】次に、この可変容量型斜板式圧縮機の作動
を説明する。

【００３５】図示しない車載エンジンの回転動力がシャ
フト５に伝達されると、シャフト５の回転力はスラスト
フランジ４０、ヒンジ機構４１を経て斜板１０に伝達さ
れ、斜板１０が回転する。

【００３６】斜板１０の回転によりシュー１１が斜板６
０，６１上を相対回転するので、斜板１０からの回転力
はピストン７の直線往復運動に変換される。ピストン７
はシリンダボア６内を往復運動し、その結果、シリンダ
ボア６内の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガ
スの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、斜板１０の傾
斜角に応じた容量の高圧冷媒ガスが吐出される。吸入
時、吸入弁２１が開き、吸入室１３からシリンダボア６
内の圧縮室へ低圧の冷媒が吸入され、吐出時、吐出弁１
７が開き、圧縮室から吐出室１２へ高圧の冷媒が吐出さ
れる。

【００３７】熱負荷が小さくなり、吸入室１３の圧力が
低くなると、圧力調整弁収容室３１ａの圧力も低くな
り、ベローズ３２ａが伸長し、ニードル３２ｂが弁座３
４ｂに着座して連通孔３４ａを塞ぎ、クランク室８と吸
入室１３との連通が絶たれる。その結果、圧縮室からク
ランク室８へ漏れたブローバイガスによってクランク室
８内の圧力が上昇し、斜板１０の傾斜角が小さくなり、
これによってピストン７のストローク量が少なくなって
吐出容量が減少する。

【００３８】このとき冷凍サイクルの潤滑油の戻りが不
良になるが、一方のシュー６１の直径は小さいので、潤
滑油はシュー６１の中央部にまで供給される。

【００３９】また、両方のシュー６０，６１の球面６０
ａ，６１ａの曲率中心Ｃが一致しているので、斜板１０
の傾斜角が変化したとき、斜板１０とシュー６０，６１
との間に隙間が生じるのを防ぐことができる。

【００４０】熱負荷が大きくなり、吸入室１３の圧力が
高くなると、圧力調整弁収容室３１ａの圧力も高くな
り、ベローズ３２ａが収縮し、ニードル３２ｂが弁座３
４ｂから離れ、クランク室８と吸入室１３とが連通す
る。その結果、クランク室８へ漏れたブローバイガスは
連通路３１を通じて吸入室１３へ逃げるので、クランク
室８内の圧力が下降し、斜板１０の傾斜角が大きくな
り、これによってピストン７のストローク量が多くなっ
て吐出容量が増加する。

【００４１】この実施形態の可変容量型斜板式圧縮機に
よれば、一対のシュー６０，６１の受ける面圧が相違す
る点に着目して、吸引力を受ける方のシュー６１を圧縮
力を受ける方のシュー６０よりも小さくし、両方のシュ
ー６０，６１を面圧に見合う大きさにそれぞれ設定する
ようにしたので、斜板１０とピストン７との連結部分が
小さくなり、クランク室８内の省スペース化を実現で
き、圧縮機の小型化や部品コストの低減を図ることがで
きる。

【００４２】また、シュー６０，６１の全体としての重
量を減らすことができるので、運動体の動バランスがよ
くなる。

【００４３】更に、一方のシュー６０の直径は小さいの
で、そのシュー６０の中央部にまで潤滑油が供給され、
焼付きや摩耗を防ぐことができる。

【００４４】また、両方のシュー６０，６１の球面６０
ａ，６１ａの曲率中心Ｃが一致しているので、斜板１０
の傾斜角が変化したとき、斜板１０とシュー６０，６１
との間の隙間が生じるのを防ぐことができ、騒音の発生
を抑制することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の可変容量型斜板式圧縮機によれば、吸引力を受ける一
方のシューを圧縮力を受ける他方のシューよりも小さく
したので、斜板とピストンとの連結部分を小さくするこ
とができ、クランク室内の省スペース化を実現でき、圧
縮機の小型化や部品コストの低減を図ることができる。

【００４６】また、シューの全体としての重量を減らす
ことができるので、運動体の動バランスがよくなる。

【００４７】更に、一方のシューの直径が小さくなるの
で、そのシューの中央部にまで潤滑油が供給され、焼付
きや摩耗を防ぐことができる。

【００４８】また、両方のシューの球面の円弧の中心が
一致しているので、斜板の傾斜角が変化したとき、斜板
とシューとの間の隙間が生じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型
斜板式圧縮機を示す縦断面図である。

【図２】図２は図１の可変容量型斜板式圧縮機の一部を
示す拡大断面図である。

【図３】図３は従来の可変容量型斜板式圧縮機を示す縦
断面図である。

【図４】図４は図１の可変容量型斜板式圧縮機の一部を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

５ シャフト ６ シリンダボア ７ ピストン ８ クランク室 １０ 斜板 ４０ スラストフランジ ６０，６１ シュー ６０ａ，６１ａ シューの球面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定され、前記回転軸と一体に
   回転する回転部材と、 前記回転軸に傾斜かつ回転可能に取り付けられ、前記回
   転部材の回転につれて一体に回転する斜板と、 前記斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動
   するピストンと、 前記ピストンに転動可能に保持され、かつ前記斜板を挟
   むように配置されて、前記斜板上を相対的に回転するほ
   ぼ半球体状の一対のシューとを備え、 前記斜板が収容されたクランク室の圧力の変化に応じて
   前記斜板が傾斜角を変え、前記ピストンのストローク量
   が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、 前記一対のシューのうち、吸引力を受ける一方のシュー
   の球面の曲率半径が、圧縮力を受ける他方のシューの球
   面の曲率半径よりも小さく、 前記両方のシューの球面の曲率中心が一致していること
   を特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。