JPS6196187A - 斜板式コンプレツサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、車両のカークーラ等に用いられる斜板式コン
プレッサに関する。

「従来の技術」 斜板式コンプレッサはシリンダブロック内において回転
軸により回転される斜板と、シリンダボア内に摺動自在
に嵌合したピストンと、上記斜板とピストンとを連動さ
せるシュとを備えており、上記斜板の回転によりピスト
ンを往復動させるようにしている。

この種の斜板式コンプレッサをカークーラに用いる場合
、冷媒ガス注入後の始動時、或いは寒冷地での冷機始動
時には、斜板式フンプレッサ内の冷媒ガスが液状態とな
っているため、液圧縮となってシュと斜板とに過大な負
荷が加わる。これと同時に、斜板式コンプレッサ内の潤
滑油が液状の冷媒によって一気に斜板式コンプレッサ外
部の回路中にもち去られてしまうため、上記シュと斜板
間の潤滑油が極めて少なくなり、焼付きに至ることがあ
った。特に、新品の斜板式コンプレッサにおける冷媒ガ
スの注入時には、斜板式コンプレッサ外部の回路中に全
く潤滑油が残存していないため極端に潤滑が悪くなり、
焼付きに至る可能性が高かった。

「発明が解決しようとする問題点」 このため、従来、実開昭５６−１５４５８２号公報に開
示されているように、斜板の表面に多数の凹陥部を形成
し、これを潤滑油の油溜りとして利用し、上記始動時の
潤滑条件を改善するようにしたものがある。

しかしながら、上記凹陥部の形成は、上記始動時の潤滑
条件を改善して焼付きを防止することには寄与するが、
その反面、シュと斜板との接触面積を低下させて単位面
積当りの荷重を増大させ、これにより焼付きを生じさせ
易くするので逆に耐久性を低下させることになり、上記
凹陥部を形成しても直ちにシュと斜板との焼付きを充分
に防止することは困難であった。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上記斜板に凹陥部を形
成するとともに、上記シュが斜板に対して相対的に移動
する移動軌跡内の少なくとも上記ピストンが圧縮上死点
となる位置の近傍を、上記凹陥部を形成しない平滑面と
して残したものである。

「作用」 このような構成とすることにより、上記ピストンが圧縮
上死点となる位置の近傍では、つまりシュと斜板とに最
も大きな負荷が加わる位置の近傍においては、シュと斜
板とを最大接触面積で接触させて両者に加わる単位面積
当りの荷重を減少させて焼付きを防止するようにし、こ
れと同時に、そのような大きな負荷の加わらない他の位
置においては、上記凹陥部を油溜りとして利用すること
により潤滑条件を改善し、もって従来に比して確実に焼
付きを防止することができるようにしたものである。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第２図に
おいて、シリンダブロック１の軸部に回転軸２を軸受３
．４を介して回転自在に軸支し、この回転軸２に斜板５
をビン６により連結固定し　　１ている。また、上記斜
板５の軸部両端とシリンダブロック１との間にそれぞれ
スラスト軸受７．８を設けている。

上記シリンダブロックｌには１通常７２度又は１２０度
の等間隔位置にそれぞれシリンダボア９を形成し、各ポ
ア９内にビス４トン１０を摺動自在に嵌合している。上
記シリンダブロックｌの左端開口部はバルブプレート１
１およびフロントシリンダへラド１２により閉塞し、ま
た右端開口部はバルブプレート１３およびリヤシリンダ
ヘッド１４により閉塞している。

上記゛ピストン１０の中央部には斜板５の外周部分を受
は入れる凹陥部１０ａを形成してあり、その凹陥部１０
ａの軸方向対向面にそれぞれ球状凹陥部１０ｂを形成し
ている。そして各球状凹陥部１０ｂと斜板５の外周部と
の間に半球状のシュＩＢを介在させて、上記斜板５の回
転によりピストン！０を往復動させることができるよう
にしている。なおこのとき、第１図に示すように、上記
シュ１８は斜板５の回転によりその斜板の表面上を楕円
形の移動軌跡Ｔを描いて相対的に移動することとなる。

また、上記実施例では斜板５とピストンｉｏとを半球状
のシュ１Ｂによって連動させているが、半球状のシュの
代わりにポールとシュとを介して斜板５とピストン１０
とを連動させてもよい。

然して本実施例においては、上記斜板５の表裏面に、上
記シュ１６の移動軌跡Ｔ内の略半径方向中央部にそれぞ
れ多数の半球形状凹陥部２０を円周方向に一列に形成し
、かつ、上記シュ１６を介して連動するピストン１０が
圧縮、上死点Ａとなる位置の近傍を、上記凹陥部２０を
形成しない平滑面２１として残している。この平滑面２
１を残す範囲はシュ１６と斜板５との接触面積やコンプ
レッサの圧縮比等の条件によって変動するので一概には
言えないが、一般には上記圧縮上死点Ａから第１図の矢
印で示すシュ１８の相対移動方向に対して後方側に約３
０度までの範囲を、より好ましくは４５度までの範囲を
平滑面２１として残せばよい。

なお、下死点Ｂは上記圧縮上死点Ａに対して１８０度離
れた位置にあり、また斜板５の表面側の圧縮上死点Ａと
下死点Ｂと裏面側のそれらとでは１８０度位相がずれる
ことは明らかで、第１図に裏面側の圧縮上死点をＡ′で
、下死点をＢ′で示している。

また上記凹陥部２０は、上記シュ１Ｂの移動軌跡Ｔ内の
半径方向幅の中央ないしはそれよりも内側に形成するこ
とが望ましく、これはシュ１６と斜板５との間に供給さ
れる潤滑油が斜板５の回転による遠心力を受けるからで
ある。したがってこのことから、凹陥部２０は上記シュ
１６の移動軌跡Ｔの範囲外で、かつ楕円状の移動軌跡Ｔ
の内側に形成してもよく、その場合には、凹陥部２１は
少なくとも上記平滑面２１の手前からその内側に渡って
、移動軌跡Ｔに沿って形成することが望ましい。

以上の構成によれば、シュ１Ｂと斜板５とに加わる負荷
は、シュ１６が下死点Ｂ、Ｂ’を越えると増大するよう
になり、圧縮上死点Ａ、Ａ’で最大となってバルブプレ
ート１１．１３に設けた図示しない／ヘルプを開かせる
。これと同時に、シュ１Ｂが上記圧縮上死点Ａ、Ａ’を
越えると負荷は実質的に零となり、シュ１６が上記下死
点Ｂ、Ｂ’を越えると再び増大するようになる。またこ
のことから、負荷が実質的に零となる上記圧縮上死点Ａ
、Ａ’から下死点Ｂ、Ｂ’までの間のみに凹陥部２Ｇを
設けるようにしてもよい。

そして、冷媒ガス注入後の始動時、或いは寒冷地での冷
機始動時には、その始動により斜板式コンプレッサ内の
潤滑油が液状の冷媒によって一気に斜板式コンプレッサ
外部の回路中にもち去られるが、その場合でも上記凹陥
部２０内に僅かに潤滑油が残溜するようになり、特に上
記潤滑油が液状の冷媒によって一気に斜板式コンプレッ
サ外部の回路中にもち去られようとした際に、シュ１８
によって偶然的に閉塞された凹陥部２０内の潤滑油はそ
の凹陥部２０内に多く残溜するようになる。そして凹陥
部２０内に残溜した潤滑油は、シュｌＢが凹陥部２０上
を相対的に移動した際に潤滑油の粘性および斜板５の遠
心力によってシュ１６と斜板５との間に供給されるので
、良好な潤滑条件が得られて焼　　１付きが有効に防止
される。

これに加えて、上記シュＩＢが最も大きな負荷が加わる
圧縮上死点Ａ、Ａ’の近傍を通過する際には、シュ１Ｂ
はその圧縮上死点Ａ、Ａ’の手前に位置する凹陥部２０
を形成していない平滑面２１上を摺動するので、シュ１
８と斜板５とは最大接触面積で接触するようになり、し
たが゛って上記凹陥部２０からの潤滑油の供給を受ける
ことと相まって焼付きが有効に防止されるようになる。

なお、上記半球形状の凹陥部２０としては、その直径を
５ｍｍ程度以下、深さを２＋ａｍ程度以下とすることが
望ましい、また、第３図、第４図に示すように、上記半
球形状の凹陥部２０に０．２ｍｍ程度以下の幅と深さと
を有する放射方向の溝２２を連設してもよく、その際、
その溝２２と凹陥部２０との連続部分は、溝２２の底部
を傾斜面として滑らかに凹陥部２０の底部に連続させる
ことができる。上述のような幅と深さとを有する溝２２
は、シュ１６と斜板５との接触面積が低下するのを最小
なものとすると同時に、溝２２の内部に流入した潤滑油
を自己の粘性で効果的に貯溜させ、斜板式コンプレッサ
の始動時により多くの潤滑油が凹陥部２０内に残溜する
ように機能する。さらに上記凹陥部２０は半球形状に限
定されることなく、矩形であっても、上記溝２２のみの
形状であってもかまわない。

次に、第５図は本発明の他の実施例を示したもので、本
実施例では上記圧縮上死点Ａの近傍を平滑面２１として
残すとともに、その平滑面２１に近接させて３つの凹陥
部２０を上記シュ１８の相対移動方向に沿って形成して
いる。つまり本実施例では、凹陥部２０は上記実施例に
比較して狭い範囲内に形成してあり、また−列に配列し
た３つの凹陥部２０は、上記圧縮上死点Ａに近いものほ
ど大きな直径を有するように設定してより多くの潤滑油
を供給できるようにしている。なお、斜板５の裏面につ
いても同様に構成しであることは勿論である。

第６図は本発明の更に他の実施例を示したもので、本実
施例では斜板５の表裏面に形成した凹陥部２０を斜板５
に形成した半径方向通路２３を介して斜板５の軸部に貫
通させて形成した軸方向通路２４に連通させ、それら通
路２４．２３内の潤滑油を遠心力で凹陥部２０に供給で
きるようにしたものである。上記凹陥部２０は、シュ１
Ｂの相対移動方向後方側から最も上記平滑面２１に近接
させた位置に１つだけ形成してもよいし、或いは複数個
形成してもよい。そして複数個の凹陥部２０を形成する
場合にはその全てを軸方向通路２４に連通させてもよい
し、或いは一部の凹陥部２０のみを連通させるようにし
てもよい。

なお、第１図ないし第５図に示す実施例において、Ｌ記
凹陥部２０内に潤滑油を残溜させるようにする代わりに
、その凹陥部２０内にグラファイト、Ｐｂ、ＭｏＳ２等
の固体潤滑剤を充填するこ、とも可能である。

次に、第７図に示す試験結果により本発明の詳細な説明
する。

同図において、試料１〜６が本発明品、試料７．８が従
来品である。試料ｌは第１図に示す実施例に相当するも
の、試料２は第５図に示す実施例に相当するもの、試料
３は第５図に示す実施例に相当し、かつ凹陥部２０の形
状を第３図、第４図で示す溝２２を付けた形状としたも
のである。さらに試料４．５は第６図に示す実施例に相
当するもので、試＄４４は凹陥部２０をシュ１６の相対
移動方向後方側から最も上記平滑面２１に近接させた位
置に１つだけ形成したもの、試料５は試料４の１つの凹
陥部の後ろに更に２つの凹陥部を形成し、その３つの凹
陥部の全てを軸方向通路２４に連通させたものである。

また、試料６は第５図に示す実施例に相当するものにお
いて、その凹陥部２０内に固体潤滑剤としてｐｂを充填
したものである。さらに従来品である試料７は凹陥部２
０を全く形成しないもの、試料８は平滑面２１を残さず
に斜板５の全面に凹陥部を形成したものである。

同図における試験結果（１）として示した試験は、斜板
式コンプレッサを使用した実機ベンチテスタにおいて、
潤滑油量を規定の１０％とするとともに回路中から残存
する潤滑油を全て除去した新品の状態で、回転数を３０
００．４０００．５０００ｒｐｍとしてそれぞれ１５分
間運転させ、その間に焼付きに至るか否かを測定したも
のである。

また試験結果（２）として示した試験は、斜板式コンプ
レッサを使用した実機ベンチテスタで、潤滑油量を規定
量注入するとともに回路中に潤滑油を残存させ、ざらに
外匁温を一１０℃とした状態において、ｆｉ５００ｒｐ
ｍの回転数で５分間運転した後に１１５分間運転を停止
し、これを１サイクルとして２５サイクルの試験を行な
い、その間に焼付きに至るか否かを測定したものである
。この試験は、各試料１〜８についてそれぞれ５回行な
った。

上記各試験結果（１）　、　（２）において、焼付かな
かったものを０、焼付いたものをＸとして示している。

第７図に示したように１本発明に係る試料１〜６につい
ては、各試験結果（１）　、　（２）ともに相対的に良
好な結果が得られているが、試験結果（１）から理解さ
れるように、新品の斜板式コンプレッサにおける冷媒ガ
スの注入時のように極端に潤滑が悪い状態での試験では
、凹陥部２０を有しない従来の試料７においては、３０
００ｒｐｍの回転数においても焼付きに至っている。こ
れに対し、平滑面２１を残さずに凹陥部２０を形成した
試料８においてはそのような過酷な潤滑条件下でも焼付
きを起さないが、試験結果（２）で示されるように、寒
冷地での冷機始動時が繰返された場合のような耐久試験
においては試料８のものは最も悪い結果となっており、
これはシュと斜板とに最も大きな負荷が加わる上記ピス
トンが圧縮上死点となる位置の近傍において単位面積当
りの荷重が増大し、これにより摺動面の面荒れが生じて
焼付きに至るものと考えられる。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、凹陥部を油溜りとして
利用することにより潤滑条件を改善できると同時に、シ
ュと斜板とに最も大きな負荷が加わる位置の近傍におい
てはシュと斜板とを大きな接触面積で接触させて単位面
積当りの荷重を減少させるようにしたものであるから、
従来に比して確実に焼付きを防止することができるよう
になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部の斜視図、第２図
は全体の断面図、第３図は第１図に示した凹陥部２０の
他の実施例を示す平面図、第４図は第３図の断面図、第
５図は本発明の他の実施例を示す第１図と同様な斜視図
、第６図は本発明の更に他の実施例を示す要部の断面図
、第７図は本発明の詳細な説明する試験結果を示す図で
ある。 １・・・シリンダブロック　？・・・回転軸５・・・斜
板　　　　　　　９・・・シリンダボア１０・・・ピス
トン　　　　　１５・・・ポール１６・・・シュ　　　
　　　　２０・・・凹陥部２１・・・平滑面　　　　　
　Ａ・・・圧縮上死点Ｂ・・・下死点　　　　　　Ｔ・
・・移動軌跡筒　　１　　図 第　　３　　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダブロック内において回転軸により回転される
   斜板と、シリンダボア内に摺動自在に嵌合したピストン
   と、上記斜板とピストンとを連動させるシュとを備え、
   上記斜板の回転に応じてピストンを往復動させる斜板式
   コンプレッサにおいて、上記斜板に凹陥部を形成すると
   ともに、上記シュが斜板に対して相対的に移動する移動
   軌跡内の少なくとも上記ピストンが圧縮上死点となる位
   置の近傍を、上記凹陥部を形成しない平滑面として残し
   たことを特徴とする斜板式コンプレッサ。