JP2001304103A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音の増加と性能の低下とを防ぐとともに、
シャフトの中心軸と傾斜回転板とのそれぞれに直交する
軸周りの傾斜回転板の回転を、簡素なヒンジ機構によっ
て阻止する 【解決手段】 回転軸５に固定され、回転軸５と一体に
回転する回転部材４０と、回転軸５に傾斜可能に支持さ
れるとともに、ヒンジ機構４１を介して回転部材４０に
連結され、回転部材４０の回転につれて一体に回転する
傾斜回転板１０と、傾斜回転板１０に連結されシリンダ
ボア内を直線往復運動するピストン７とを備えた可変容
量型圧縮機において、ヒンジ機構４１は、傾斜回転板１
０に設けられた直線的なガイド部１０ｆと、回転部材４
０に固定され、ガイド部１０ｆに摺動可能に嵌合される
円筒部４３ａを有するロッド４３とで構成され、ロッド
４３の円筒部４３ａの中心軸がガイド部１０ｆの長手方
向にほぼ直角である可変容量型圧縮機。

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、可変容量型圧縮
機に関し、特に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。

【従来の技術】従来の可変容量型斜板式圧縮機として、
図７に示すものがある。

【０００２】図７は従来の可変容量型斜板式圧縮機の一
部を示す破断面図、図８は図７の圧縮機のヒンジ機構を
示す断面図である。

【０００３】この可変容量型斜板式圧縮機は、シャフト
３０５に固定されるスラストフランジ３４０と、シャフ
ト３０５に傾斜可能に取り付けられるとともに、ヒンジ
機構３４１を介してスラストフランジ３４０に連結さ
れ、スラストフランジ３４０の回転につれて一体に回転
する斜板３１０と、斜板３１０の両面上を相対的に回転
するシュー３６０ａ，３６０ｂを介して斜板３１０と連
結され、斜板３１０の回転につれてシリンダボア３０６
内を直線往復運動するピストン３０７とを備えている。

【０００４】ヒンジ機構３４１は、スラストフランジ３
４０に設けられた支持アーム３４０ａと、支持アーム３
４０ａに設けられた互いに平行なガイド孔３７０と、斜
板３１０のフロント面３１０ｃに設けられたブラケット
３１０ｅと、ガイド孔３７０に摺動可能に挿入される球
体部３４３ａを有し、ブラケット３１０ｅに固定される
一対のピン３４３とで構成されている。

【０００５】斜板３１０は、シャフト３０５に軸方向に
摺動可能に装着されたヒンジボール３０９を介して、シ
ャフト３０５に装着されている。斜板３１０の回転と傾
斜動作とが妨げられないように、斜板３１０のヒンジボ
ール受面３１０ｄはヒンジボール３０９の外周面３０９
ａに遊嵌されている。

【０００６】斜板３１０が収容されたクランク室３０８
の圧力の変化に応じて斜板３１０が傾斜角を変え、ピス
トン３０７のストローク量が変わる。

【０００７】クランク室３０８の圧力が減少すると、斜
板３１０が傾斜角が大きくなり、ロッド３４３の球体部
３４３ａがガイド孔３７０の外側端部へ至る。その結果
ピストン３０７のストローク量が増えて吐出容量が多く
なる。

【０００８】これに対し、クランク室３０８の圧力が増
加すると、斜板３１０の傾斜角が小さくなり、ロッド３
４３の球体部３４３ａがガイド孔３７０の内側端部へ至
る。その結果ピストン３０７のストローク量が少なくな
って吐出容量が減少する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、クランク室
３０８の圧力が変化したとき、ガイド孔３７０の内壁面
に対してロッド３４３の球体部３４３ａが点接触した状
態で相対移動するので、その圧力は大きく、負荷条件が
厳しいとき、すなわち高負荷時でピストン３０７を押す
力が大きいとき、ガイド孔３７０の内壁面に掛かる力が
大きいため、摩耗が激しくなる。その結果、摩耗による
ガイド孔３７０の内周面とロッド３４３の球体部３４３
ａとの隙間が大きくなり、騒音が大きくなったり、ピス
トン３０７のトップクリアランス（ピストン３０７の頂
面と図示しないバルブプレートとの隙間）が大きくな
り、性能が低下したりするという問題が生じる。

【００１０】また、斜板３１０の中心軸に直交する軸周
りの、斜板３１０の回転を阻止するために、２本のロッ
ド３４３を採用しているので、ヒンジ機構３４１の構造
が複雑であり、圧縮機の重量が重くなり、コストも高く
な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、騒音の増加と性能の低下とを防ぐとともに、
シャフトの中心軸と傾斜回転板とのそれぞれに直交する
軸周りの傾斜回転板の回転を、簡素なヒンジ機構によっ
て阻止することの可能な可変容量型圧縮機を提案するも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明の可変容量型圧縮機は、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
傾斜可能に支持されるとともに、ヒンジ機構を介して前
記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一
体に回転する傾斜回転板と、前記傾斜回転板に連結され
シリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備えた
可変容量型圧縮機において、前記ヒンジ機構は、前記傾
斜回転板に設けられた直線的なガイド部と、前記回転部
材に固定され、前記ガイド部に摺動可能に嵌合される円
筒部を有するロッドとで構成され、前記ロッドの円筒部
の中心軸が前記ガイド部の長手方向にほぼ直角であるこ
とを特徴とする。

【００１３】クランク室の圧力の変化に応じてロッドの
円筒部がガイド部を相対摺動し、傾斜回転板の傾斜角が
変わるが、このときロッドの円筒部の中心軸はガイド部
の長手方向にほぼ直角であるので、傾斜回転板の中心軸
に直交する軸周りの傾斜回転板の回転を阻止することが
できる。

【００１４】

【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。

【００１５】図１はこの発明の第１の実施形態に係る可
変容量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図２はピンの円
筒部とガイド溝（ガイド部）との嵌合状態を示す断面図
である。

【００１６】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
内にはそれぞれピストン７が摺動自在に収容されてい
る。

【００１７】前記フロントヘッド４内にはクランク室８
が形成され、このクランク室８内には後述する斜板（傾
斜回転板）１０が収容されている。斜板１０の摺動面１
０ａにはコネクティングロッド１１の球体状の一端部１
１ａを転動可能に支持するシュー５０がリテーナ５３で
保持されている。斜板１０のボス部１０ｂにはリテーナ
５３が装着され、リテーナ５３はボルト５４でボス部１
０ｂに固定されたロックプレート５５によって支持され
ている。コネクティングロッド１１の他端部１１ｂはピ
ストン７に固定されている。

【００１８】シュー５０は、コネクティングロッド１１
の一端部１１ａの先端面を転動可能に支持するシュー本
体５１と、コネクティングロッド１１の一端部１１ｂの
後端面を転動可能に支持するワッシャ５２とで構成され
ている。

【００１９】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。

【００２０】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１９，ナット２０により固定され
ている。

【００２１】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。ボルト１９には、吐
出室１２の高圧の冷媒ガスをラジアル軸受２４、スラス
ト軸受２５へ導くガイド孔１９ａが設けられている。

【００２２】ラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５は
シャフト５のリヤ側端部を支持し、シャフト５のフロン
ト側端部はラジアル軸受２６によって回転可能に支持さ
れている。

【００２３】また、シリンダブロック１には吸入室１３
とクランク室８との間には連通路３１が設けられ、この
連通路３１の途中には圧力調整弁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
の圧力調整が行われる。

【００２４】シャフト５のフロント側端部にはシャフト
５の回転を斜板１０に伝達するためのスラストフランジ
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とはヒンジ機
構４１を介して連結され、斜板１０はシャフト５と直角
な面に対して傾斜可能である。

【００２５】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に装着され
ている。斜板１０のボス部１０ｂ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面１０
ｄが設けられている。このヒンジボール受面９ａ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。

【００２６】斜板１０のボス部１０ａの外周にはリテー
ナ５３が装着され、リテーナ５３はボス部１０ｂにねじ
５４で固定されるロックプレート５５によって支持され
る。

【００２７】スリーブ９とスラストフランジ４０との間
には、巻バネ４４が装着され、この巻バネ４４によりス
リーブ９がシリンダブロック１側へ付勢されている。ま
た、シャフト５にはストッパ４５が固定され、ストッパ
４５とスリーブ９との間には、巻バネ４７が装着され、
この巻バネ４７によりスリーブ９がスラストフランジ４
０側へ付勢されている。

【００２８】図１に示すように、ヒンジ機構４１は、斜
板１０のフロント面１０ｃに設けられたブラケット１０
ｅと、ブラケット１０ｅに設けられた直線的なガイド溝
１０ｆと、スラストフランジ４０の斜板側端面４０ａに
固定された１本のロッド４３とで構成されている。ガイ
ド溝１０ｆの長手軸は斜板１０のフロント面１０ｃに対
して所定角度傾いている。ロッド４３は円筒部４３ａを
有し、円筒部４３ａはガイド溝１０ｆに摺動可能に嵌合
されている。

【００２９】ガイド溝１０ｆは、ブラケット１０ｅに設
けられた断面矩形の孔６０ａと、ブラケット１０ｅに設
けられ、孔６０ａと連通するスリット６０ｂとで構成さ
れている。孔６０ａには円筒部４３ａが収まり、スリッ
ト６０ｂにはロッド４３の一部が収まっている。断面矩
形の孔６０ａの長辺の長さは円筒部４３ａの中心軸長さ
よりもわずかに大きく、その孔６０ａの短辺の長さは円
筒部４３ａの直径よりもわずかに大きく、スリット６０
ｂの幅はロッド４３の直径よりもわずかに大きい。

【００３０】次に、この可変容量型斜板式圧縮機の作動
を説明する。

【００３１】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。

【００３２】斜板１０の回転によりシュー５０が斜板１
０のリヤ面（摺動面）１０ａ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、揺動板１０の傾斜角度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１７が開き、圧縮室から吐出室１２
へ高圧の冷媒が吐出される。

【００３３】熱負荷が小さくなると圧力調整弁３２が連
通路３１を閉じ、クランク室８の圧力が増加する。クラ
ンク室８の圧力が増加すると、リンク機構４１のロッド
４３の円筒部４３ａはガイド溝１０ｆを相対摺動し、ガ
イド溝１０ｆの外側端部に至り、斜板１０の傾斜角度が
小さくなる。その結果ピストン７のストローク量が少な
くなって吐出容量が減少する。

【００３４】これに対し、熱負荷が大きくなると圧力調
整弁３２が連通路３１を開き、クランク室８内の圧力が
減少する。クランク室８の圧力が減少すると、リンク機
構４１のロッド４３の円筒部４３ａはガイド溝１０ｆを
相対摺動し、ガイド溝１０ｆの中心側端部に至り（図１
に示す状態）、斜板１０の傾斜角度が大きくなる。その
結果ピストン７のストローク量が増えて吐出容量が多く
なる。

【００３５】この第１の実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機によれば、クランク室８の圧力の変化に応じてロッ
ド４３の円筒部４３ａがガイド溝１０ｆの孔６０ａの内
壁面を相対摺動し、斜板１０の傾斜角が変わるが、この
ときロッド４３の円筒部４３ａがガイド溝１０ｆの孔６
０ａの内壁面に対して線接触した状態で相対移動するの
で、摩耗が抑制され、ガイド溝１０ｆの孔６０ａの内壁
面とロッド４３の円筒部４３ａとの隙間の拡大による騒
音の発生を防ぐととができるとともに、ピストン７のト
ップクリアランスの拡大による性能の低下を防ぐととが
できる。

【００３６】また、ロッド４３の円筒部４３ａの中心軸
はガイド溝１０ｆの長手方向にほぼ直角であるので、１
本のロッド４３で、斜板１０の中心軸に直交する軸周り
の斜板１０の回転を阻止することができ、ヒンジ機構の
構造が簡単になり、圧縮機の重量が軽くなり、コストも
低減できる。

【００３７】図３はこの発明の第２の実施形態に係る可
変容量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図４はヒンジ機
構を示す断面図である。前述の実施形態と共通する部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００３８】前述の第１の実施形態では、ガイド溝１０
ｆを断面矩形の孔６０ａとスリット６０ｂとで構成した
場合について述べたが、第２の実施形態では、これに代
え、図３及び図４に示すように、ガイド溝１１０ｅを、
ブラケット１１０ｅに設けられた切欠き１６０ａと、こ
の切欠き１６０ａと連通するスリット１６０ｂとで構成
した。

【００３９】ガイド溝１１０ｆは図１のガイド溝１０ｆ
の孔６０ａのような貫通あなではないが、ガイド溝１１
０ｆの両サイドは円筒部４３の中心軸方向へ抜けている
（図４参照）。

【００４０】切欠き１６０ａの長手方向幅は円筒部４３
ａの中心軸長さよりもわずかに大きく、切欠き１６０ａ
の短手方向幅は円筒部４３ａの直径よりもわずかに大き
く、スリット１６０ｂの幅はロッド４３の直径よりもわ
ずかに大きい。

【００４１】この第２の実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００４２】図５はこの発明の第３の実施形態に係る可
変容量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図６はヒンジ機
構を示す断面図である。前述の実施形態と共通する部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００４３】前述の第１、第２の実施形態では、斜板１
０をヒンジボール９を介してシャフト５に装着した場合
ついて述べたが、この第３の実施形態では、これに代
え、図５に示すように、斜板１１０をシャフト５に直接
装着するようにした。この場合、斜板１１０のボス部１
１０ｂの中心部には、２つの円錐台の上部同士を結合し
たような中心孔１１０ｄが設けられている。

【００４４】斜板１１０の中心軸に直交する軸周りの、
斜板１１０の回転は、前述の第１、第２の実施形態と同
様に、ブラケット１１０ｅに設けられたガイド溝１１０
ｆに嵌合されロッド４３の円筒部４３ａによって阻止さ
れる。

【００４５】この第２の実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ること
ができるとともに、ヒンジボール９が不要である分、部
品点数が減る。

【００４６】なお、上述の各実施形態では、本願発明を
可変容量型斜板式圧縮機に適用した場合について述べた
が、本願発明は可変容量型揺動板式圧縮機等の他の可変
容量型圧縮機に適用することもできる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変容量
型圧縮機によれば、クランク室の圧力の変化に応じてロ
ッドの円筒部がガイド部を相対摺動し、傾斜回転板の傾
斜角が変わるが、このときロッドの円筒部の中心軸はガ
イド部の長手方向にほぼ直角であるので、傾斜回転板の
中心軸に直交する軸周りの傾斜回転板の回転を阻止する
ことができる。

【００４８】このように、本発明は、傾斜回転板の回転
を阻止することができ、ヒンジ機構の構造が簡単にな
り、圧縮機の重量が軽くなり、コストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の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】ピンの円筒部とガイド溝との嵌合状態を示す断
面図である。

【図３】この発明の第２の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４】ヒンジ機構を示す断面図である。

【図５】この発明の第３の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６】ヒンジ機構を示す断面図である。

【図７】従来の可変容量型斜板式圧縮機の一部を示す破
断面図である。

【図８】図７の圧縮機のヒンジ機構を示す断面図であ
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 １０ｆ，１１０ｆ ガイド溝 ４０ スラストフランジ ４１ ヒンジ機構 ４３ ロッド ４３ａ ロッドの円筒部 ５０ シュー

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、前記回転軸に傾斜可能に支持され
   るとともに、ヒンジ機構を介して前記回転部材に連結さ
   れ、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回
   転板と、前記傾斜回転板に連結されシリンダボア内を直
   線往復運動するピストンとを備えた可変容量型圧縮機に
   おいて、 前記ヒンジ機構は、前記傾斜回転板に設けられた直線的
   なガイド部と、前記回転部材に固定され、前記ガイド部
   に摺動可能に嵌合される円筒部を有するロッドとで構成
   され、前記ロッドの円筒部の中心軸が前記ガイド部の長
   手方向にほぼ直角であることを特徴とする可変容量型圧
   縮機。