JPH10196528A - 斜板式圧縮機におけるピストンの回動防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 斜板の外周面とピストンの胴部に設けた回動
規制面との摺動抵抗を低減して耐久性を向上することが
できる斜板式圧縮機におけるピストンの回動防止構造を
提供する。 【解決手段】 一対の頭部を胴部２２３により連結した
両頭ピストン２２の前記胴部２２３の周方向の両端部に
膨出部２２６，２２７を一体に形成する。この膨出部２
２６，２２７の内側に円弧状の回動規制面２２８，２２
９を形成し、両規制面を斜板３４の外周面３４１に摺接
する。膨出部２２６，２２７の回動規制面２２８，２２
９の先端摺接部はピストン２２の中心軸線εからピスト
ンの半径αよりも遠い位置にあるので、斜板３４の外周
面３４１に対する回動規制面２２８，２２９の摺動抵抗
が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば車両空調装
置に用いられる斜板式圧縮機に関するものであり、さら
に詳しくは斜板の外周面に摺接するピストンの回動規制
面の摺動抵抗を低減して摩耗を抑制し、耐久性を向上す
ることができるピストンの回動防止構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、両頭ピストン型の斜板式圧縮機
においては、複数のシリンダボアを有するシリンダブロ
ックの前後両端面に吸入室と吐出室を区画形成するフロ
ント及びリヤのハウジングが接合固定されている。シリ
ンダブロックの中央部に形成した斜板室には駆動シャフ
トにより揺動回転する斜板が収容され、該斜板の前後両
側面にはシューを介して前記シリンダボア内に収容され
た両頭ピストンが係留されている。そして、該両頭ピス
トンが斜板の回転運動により往復動されると、前記吸入
室からシリンダボア内の圧縮室へガスが吸入され、該圧
縮室内で圧縮されたガスは前記吐出室へ吐出される。

【０００３】前記両頭ピストンはシリンダボア内で往復
動される際、圧縮反力や斜板の回転揺動運動によりその
中心軸線の周りで回動しようとする。この両頭ピストン
の回動防止は前記斜板の外周面を利用して行われる。こ
の回動防止構造を以下に説明する。

【０００４】図７，８に示すように、両頭ピストン２２
は前後一対の頭部２２１，２２２と両頭部２２１，２２
２を連結する円弧状の胴部２２３とにより一体的に構成
されている。前記胴部２２３の内側の回動規制面２２
８，２２９は図８に示すように、斜板３４の外周面３４
１に対し組付上の所定のクリアランスをもって摺接する
ようになっている。そして、両頭ピストン２２が圧縮反
力や斜板３４の回転運動によりその中心軸線εの周りで
回動しようとするが、前記胴部２２３の回動規制面２２
８，２２９が斜板３４の外周面３４１に摺接して回動が
阻止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記斜板式
圧縮機のピストンの回動防止構造においては、前記胴部
２２３の回動規制面２２８，２２９の中心軸線εからの
最大距離が両頭ピストン２２の半径α以内に限定されて
いるので、斜板３４の外周面３４１に対する回動規制面
２２８，２２９の先端縁の摺動抵抗を低減するには限界
があった。この理由は両頭ピストン２２の回動力が同じ
であっても、回動規制面２２８，２２９の先端縁が中心
軸線εに近づけば近づくほど、梃子の原理で斜板３４の
外周面３４１に対する先端縁の押し付け力が増大するこ
とから明らかである。このため前記胴部２２３の回動規
制面２２８，２２９の摩耗が進行し易く耐久性が低下す
るという問題があった。又、斜板３４の外周面と胴部２
２３の摺接面との間には、前述したように組付上のクリ
アランス（０．１〜０．２ｍｍ）があり、前記摩耗が進
行するとこのクリアランスが大きくなって斜板の外周面
３４１と胴部２２３の回動規制面２２８，２２９との衝
突による騒音が大きくなるという問題もあった。

【０００６】この発明の目的は上記従来の技術に存する
問題点を解消して、斜板の外周面とピストンの胴部に設
けた回動規制面との摺動抵抗を低減して耐久性を向上す
ることができるとともに、斜板の外周面と回動規制面と
のクリアランスの増大による騒音を抑制することができ
る斜板式圧縮機におけるピストンの回動防止構造を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記目的を達成するため、複数のシリンダボアを有するシ
リンダブロックの端面に吸入室と吐出室を区画形成する
ハウジングを接合固定し、斜板室に駆動シャフトにより
回転する斜板を収容し、該斜板の前後両側面にシューを
介して前記シリンダボア内に収容されたピストンを係留
し、該ピストンを斜板の回転運動により往復動させて、
前記吸入室からシリンダボア内の圧縮室へガスを吸入
し、該圧縮室内で圧縮されたガスを前記吐出室へ吐出す
るようにした斜板式圧縮機において、前記ピストンは斜
板に係留される胴部を備え、胴部の周方向両端縁のうち
少なくとも一方の端縁に対し、該胴部から側方へ延びて
前記斜板の外周面に接触してピストンの回動を阻止する
膨出部を設けている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記膨出部をピストン軸線方向から見て前記シリン
ダボアより外方に延出している。請求項３記載の発明
は、請求項１又は２において、前記膨出部を前記胴部の
周方向両端縁に設けている。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項において、前記膨出部を前記胴部と一体に形
成している。請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項において、前記膨出部の内周面の曲率半径
を、斜板の外周面の曲率半径と同じに設定している。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項において、前記膨出部の内周面の曲率半径
を、斜板の外周面の曲率半径よりも小さく設定してい
る。請求項７記載の発明は、請求項１，２，３，５，６
のいずれか１項において、前記膨出部を前記胴部と別体
に形成している。

【００１１】請求項８記載の発明は、請求項４におい
て、ピストンの鍛造工程において前記胴部の周方向両側
に本来膨出形成される部位を利用して前記膨出部を形成
している。

【００１２】請求項９記載の発明は、請求項１〜８のい
ずれか１項において、斜板式圧縮機を両頭ピストン型斜
板式圧縮機としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、この発明の第１実施形態を図１
〜図４に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１に示すように互いに対設される前後
（左右）一対のシリンダブロック１１，１２のフロント
側端面及びリヤ側端面にはバルブプレート１３，１４を
介してフロントハウジング１５及びリヤハウジング１６
が接合されている。これらのシリンダブロック１１，１
２、バルブプレート１３，１４及びフロントハウジング
１５、リヤハウジング１６は複数の締付ボルト１７によ
って互いに接合固定されている。

【００１５】前記シリンダブロック１１，１２の中心孔
には駆動シャフト１８が前後一対のラジアルベアリング
１９，２０を介して回転可能に支持されている。前記シ
リンダブロック１１，１２の中心部には斜板室２１が形
成され、外周側にはシリンダボア１１１，１２１が所定
間隔をおいて複数箇所に形成されている。前記斜板室２
１にはシリンダブロック１２の外周に設けた吸入フラン
ジ（図示略）から冷媒ガスが導入されるようになってい
る。各シリンダボア１１１，１２１には両頭ピストン２
２が前後方向の往復動可能に収容されており、両頭ピス
トン２２の端面とバルブプレート１３，１４との間には
圧縮室２３が形成されている。

【００１６】図１に示すように前記フロント及びリヤの
ハウジング１５，１６には外周寄りに吸入室２４，２５
が中央部寄りに吐出室２６，２７がそれぞれ区画形成さ
れている。前記バルブプレート１３，１４には従来周知
の吸入弁機構２９，２９が設けられている。前記吸入室
２４，２５は前記ボルト１７の挿通孔を兼用する吸入通
路３０，３１によって前記斜板室２１と連通されてい
る。前記バルブプレート１３，１４には従来周知の吐出
弁機構３２，３２が設けられている。吐出室２６，２７
はバルブプレート１３，１４及びシリンダブロック１
１，１２に形成した吐出通路３３（図２参照）及び吐出
フランジ（図示略）によって外部冷媒回路と連通されて
いる。

【００１７】前記斜板室２１には前記駆動シャフト１８
に嵌合固定した斜板３４が収容され、前記両頭ピストン
２２はシュー３５，３６を介して斜板３４に係留されて
いる。前記斜板３４のボス部とシリンダブロック１１，
１２の斜板室２１を形成する側壁との間にはスラストベ
アリング３７，３８が介在されている。そして、駆動シ
ャフト１８が回転されると斜板３４が揺動回転され、両
頭ピストン２２がシリンダボア１１１，１２１内で前後
方向に往復動され、圧縮動作が行われる。

【００１８】次に、本発明の要部である両頭ピストン２
２の回動防止構造について説明する。前記両頭ピストン
２２は前後両端の頭部２２１，２２２と、両頭部２２
１，２２２を一体的に連結する胴部２２３とにより構成
されている。又、前記頭部２２１，２２２の間には胴部
２２３の内側において前記斜板３４の外周部を係留する
凹所２２４が形成されている。この凹所２２４の前後両
側面には前記シュー３５，３６の球面部を摺接係合する
係合凹部２２５，２２５が形成されている。

【００１９】前記両頭ピストン２２の胴部２２３の周方
向の両端部には、側方に張り出すように膨出部２２６，
２２７が一体に形成されている。膨出部２２６，２２７
はピストン軸線方向において凹所２２４に対応する位置
に形成され、この膨出部２２６，２２７の内側面には斜
板３４の外周面３４１と摺接してピストン２２の中心軸
線εの周りでの回動を規制する回動規制面２２８，２２
９が形成されている。前記回動規制面２２８，２２９の
曲率半径は斜板３４の外周面の曲率半径と同じに設定さ
れている。又、図２及び図３から明らかなように、膨出
部２２６，２２７は軸線方向から見て、シリンダボア１
１１，１２１（即ち頭部２２１，２２２）より外方に延
出されており、膨出部２２６，２２７の両先端間の距離
は、シリンダボア１１１，１２１の直径より大きく設定
されている。

【００２０】次に、前記のように構成した斜板式圧縮機
の動作を説明する。今、駆動シャフト１８の回転により
斜板３４が回転されるとシュー３５，３６を介して各両
頭ピストン２２がシリンダボア１１１，１２１内で前後
方向に往復動される。この両頭ピストン２２の往復運動
により吸入フランジ（図示略）から斜板室２１内に導か
れた冷媒ガスは該斜板室２１からシリンダブロッ１１，
１２に形成した吸入通路３０，３１を通って吸入室２
４，２５に導かれる。この吸入室２４，２５内の冷媒ガ
スはバルブプレート１３，１４に設けた吸入弁機構２
９，２９からシリンダボア内の圧縮室２３に吸入され
る。圧縮されたガスは、吐出弁機構３２，３２から吐出
室２６，２７へ吐出される。さらに、吐出室２６，２７
に吐出された冷媒ガスは吐出通路３３を介して吐出フラ
ンジ（図示略）から外部冷媒回路に圧送され、例えば車
両空調装置の蒸発器に送られて、室内の空調に供され
る。

【００２１】前述した圧縮動作において、両頭ピストン
２２は、圧縮室２３内のガスの圧縮反力あるいは斜板３
４の揺動回転によりシュー３５，３６を介して伝達され
る外力によって、中心軸線εの周りで回動しようとす
る。しかし、その回動力は膨出部２２６，２２７の内周
面に形成した回動規制面２２８，２２９が斜板３４の外
周面３４１に摺接することによって阻止される。

【００２２】次に、第１実施形態の構成により得られる
作用効果について説明する。 ○ 前記第１実施形態では両頭ピストン２２の胴部２２
３の周方向の両端部に膨出部２２６，２２７を形成し、
両膨出部２２６，２２７をピストン軸線方向からみてシ
リンダボア１１１，１２１より外方に延出し、膨出部２
２６，２２７の内側に形成した回動規制面２２８，２２
９を斜板３４の外周面３４１に摺接するようにした。こ
のため、図４に示すように両頭ピストン２２の中心軸線
εから斜板３４の外周面３４１に対する回動規制面２２
８，２２９の先端摺接部までの距離βをピストンの半径
α以上に大きくすることができる。従って、回動規制面
２２８，２２９の先端摺接部における押圧力を梃子の原
理で抑制して摺動抵抗を低減でき、その摺接面の摩耗を
抑制し、耐久性を向上することができる。

【００２３】又、膨出部２２６，２２７の回動規制面２
２８，２２９の摩耗が抑制できるので、該回動規制面２
２８，２２９と斜板３４の外周面３４１との間の組付上
の寸法公差に基づくクリアランスの増大を無くして、回
動規制面２２８，２２９の外周面３４１への衝突による
騒音を抑制することができる。

【００２４】○ 前記第１実施形態では両頭ピストン２
２の胴部２２３の周方向の両端部に膨出部２２６，２２
７を形成したので、一方のみに設ける場合と比較して回
動規制面２２８，２２９と斜板３４の外周面３４１との
摺接面の摩耗を抑制し、耐久性を向上し易く、騒音の低
減が図り易い。

【００２５】○ 前記第１実施形態では、回動規制面２
２８，２２９の曲率半径を斜板３４の外周面３４１の曲
率半径と同一にしたので、外周面３４１に対し回動規制
面２２８，２２９を面接触させてその摩耗を抑制するこ
とができる。

【００２６】○ 前記第１実施形態では胴部２２３に対
し両膨出部２２６，２２７を一体に形成したので、両頭
ピストン２２の成型時に同時成型でき、製造を容易に行
いコストダウンを図ることができる。

【００２７】なお、前記第１実施形態は、次のように変
更することもできる。 ・ 前記両膨出部２２６，２２７の内側の回動規制面２
２８，２２９の曲率半径を斜板３４の外周面の曲率半径
よりも小さくして、膨出部２２６，２２７の先端部側の
回動規制面２２８，２２９が斜板３４の外周面３４１に
優先的に接触するようにすること。

【００２８】この実施形態ではシリンダボア内で回動し
ようとするピストン２２の膨出部２２６，２２７の先端
部側の回動規制面２２８，２２９の斜板３４の外周面に
対する押圧力が最も小さくなり、摺動抵抗が最も小さい
部分を有効に利用することができる。

【００２９】・ 前記両頭ピストン２２の鍛造工程にお
いて前記胴部２２３に周方向両側に本来張り出し形成さ
れる部位を利用して膨出部２２６，２２７を形成するこ
と。この実施形態では膨出部２２６，２２７の形成をさ
らに容易に行うことができる。 （第２実施形態）次に、本発明の第２実施形態を図５に
基づいて説明する。

【００３０】この第２実施形態では、前述した第１実施
形態の圧縮機において胴部２２３に対し一体型の膨出部
２２６，２２７に代えて、板状の部材により形成した別
体の膨出部４１を胴部２２３に嵌装している。

【００３１】従って、第２実施形態においては、膨出部
４１の材料をピストン２２の材質に影響されることな
く、鉄系材料よりなる斜板３４の材質に適合した耐摩耗
性の高い材料を選定することができる。 （第３実施形態）図６に示す第３実施形態は、ピストン
２２の成型時に別体の膨出部４２の基端部をインサート
成型し、その先端部を斜板３４の外周面３４１に面接触
するようにしたものである。

【００３２】この第３実施形態においても第２実施形態
と同様の作用効果を奏する。 （その他の実施形態）前記各実施形態はさらに次のよう
に具体化することができる。

【００３３】・図６に示す実施形態において、膨出部４
２を１箇所のみとすること。 ・図１〜図４の実施形態において、膨出部２２６，２２
７の前後両端部に面取り部を設け、ピストン２２の往復
動時に膨出部２２６，２２７が受ける抵抗を軽減するよ
うにすること。

【００３４】・斜板の片側のみにピストンを備える片頭
ピストン型斜板式圧縮機に適用すること。 ・上記の片頭ピストン型斜板式圧縮機において、胴部の
寸法をピストンの直径よりも小さく設定し、この胴部の
両側縁の少なくとも一方に膨出部を形成すること。この
場合においてピストンの中心軸線から膨出部の先端まで
の距離がピストンの半径よりも大きくなるのが望ましい
が、小さい場合も前述した膨出部の先端部側の回動規制
面の斜板の外周面に対する押圧力が小さくなり、摺動抵
抗を低減することができる。 （定義）この明細書において、膨出部とは両頭ピストン
２２の胴部２２３あるいは片頭ピストンの胴部に一体又
は別体に取り付けられて、胴部２２３よりもピストンの
径方向の外方に飛び出しているものをも含むものとす
る。

【００３５】

【発明の効果】この発明は特許請求の範囲のように構成
したので、次のような効果がある。請求項１記載の発明
は斜板の外周面とピストンの胴部に設けた回動規制面と
の摺動抵抗を低減して耐久性を向上することができると
ともに、斜板の外周面と回動規制面とのクリアランスの
増大による騒音を抑制することができる。

【００３６】請求項２記載の発明は請求項１記載の発明
の効果に加えて、膨出部の形成範囲を大きく設定して、
斜板の外周面と回動規制面との摺動抵抗をさらに低減し
て耐久性を向上することができる。

【００３７】請求項３記載の発明は請求項１又は２記載
の発明の効果をさらに向上することができる。請求項４
記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の
効果に加えて、部品点数を増やすことなく製造を容易に
行うことができる。

【００３８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、回動規制面と斜板
の外周面との接触面積を広くして、局部摩耗を抑制し、
耐久性を向上することができる。

【００３９】請求項６記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、膨出部の先端部の
最も摺動抵抗の小さい部分を有効に活用して耐久性を向
上することができる。

【００４０】請求項７記載の発明は、請求項１，２，
３，５，６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、膨
出部の材質選定の自由度が高くなり、斜板の材質を考慮
して膨出部の耐摩耗性に優れた材料を選定することがで
きる。

【００４１】請求項８記載の発明は、請求項４に記載の
発明の効果に加えて、ピストンの鍛造工程に発生する胴
部の周方向の両端部に形成される張り出し部を利用する
ことができ、製造を容易に行うことができる。

【００４２】請求項９記載の発明は両頭ピストン型斜板
式圧縮機において斜板の外周面と両頭ピストンの胴部に
設けた回動規制面との摺動抵抗を低減して耐久性を向上
することができるとともに、斜板の外周面と回動規制面
とのクリアランスの増大による騒音を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を具体化した第１実施形態の斜板式
圧縮機の中央部縦断面図。

【図２】 図１のI −I 線断面図。

【図３】 両頭ピストンの斜視図。

【図４】 要部の拡大断面図。

【図５】 この発明の第２実施形態の要部横断面図。

【図６】 この発明の第３実施形態の要部横断面図。

【図７】 従来の両頭ピストンを示す斜視図。

【図８】 従来のピストンの組み付け状態を示す横断面
図。

【符号の説明】

１１，１２…シリンダブロック、１１１，１２１…シリ
ンダボア、１３，１４…バルブプレート、１５，１６…
フロント及びリヤのハウシング、１８…駆動シャフト、
２１…斜板室、２２…ピストン、２２１，２２２…頭
部、２２３…胴部、２２４…凹部、２２６，２２７…膨
出部、２２８，２２９…回動規制面、２３…圧縮室、２
４，２５…吸入室、２６，２７…吐出室、３４…斜板、
３４１…外周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 哲也 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 (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダボアを有するシリンダブ
   ロックの端面に吸入室と吐出室を区画形成するハウジン
   グを接合固定し、斜板室に駆動シャフトにより回転する
   斜板を収容し、該斜板の前後両側面にシューを介して前
   記シリンダボア内に収容されたピストンを係留し、該ピ
   ストンを斜板の回転運動により往復動させて、前記吸入
   室からシリンダボア内の圧縮室へガスを吸入し、該圧縮
   室内で圧縮されたガスを前記吐出室へ吐出するようにし
   た斜板式圧縮機において、 前記ピストンは斜板に係留される胴部を備え、胴部の周
   方向両端縁のうち少なくとも一方の端縁に対し、該胴部
   から側方へ延びて前記斜板の外周面に接触してピストン
   の回動を阻止する膨出部を設けた斜板式圧縮機における
   ピストンの回動防止構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記膨出部はピスト
   ン軸線方向から見て前記シリンダボアより外方に延出し
   ている斜板式圧縮機におけるピストンの回動防止構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記膨出部は
   前記胴部の周方向両端縁に設けられている斜板式圧縮機
   におけるピストンの回動防止構造。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記膨出部は前記胴部と一体に形成されている斜板式圧
   縮機におけるピストンの回動防止構造。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記膨出部の内周面の曲率半径は、斜板の外周面の曲率
   半径と同じに設定されている斜板式圧縮機におけるピス
   トンの回動防止構造。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記膨出部の内周面の曲率半径は、斜板の外周面の曲率
   半径よりも小さく設定されている斜板式圧縮機における
   ピストンの回動防止構造。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，５，６のいずれか１
   項において、前記膨出部は前記胴部と別体に形成されて
   いる斜板式圧縮機におけるピストンの回動防止構造。
8. 【請求項８】 請求項４において、前記膨出部はピスト
   ンの鍛造工程において前記胴部の周方向両側に本来膨出
   形成される部位を利用して形成されたものである斜板式
   圧縮機におけるピストンの回動防止構造。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項において、
   斜板式圧縮機は複数のシリンダボアを有するシリンダブ
   ロックの前後両端面に吸入室と吐出室を区画形成するフ
   ロント及びリヤのハウジングを接合固定し、シリンダブ
   ロックの中央部に形成した斜板室に駆動シャフトにより
   回転する斜板を収容し、該斜板の前後両側面にシューを
   介して前記シリンダボア内に収容された両頭ピストンを
   係留し、該両頭ピストンを斜板の回転運動により往復動
   させるようにした両頭ピストン型である斜板式圧縮機に
   おけるピストンの回動防止構造。