JP3259487B2

JP3259487B2 - 容量可変型斜板式圧縮機

Info

Publication number: JP3259487B2
Application number: JP30532993A
Authority: JP
Inventors: 繁樹神崎; 浩明粥川; 和重村尾; 修平松
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 2002-02-25
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JPH07158560A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調装置等に用い
られる容量可変型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、
単に圧縮機という。）として、特開平４−３０３１８４
号公報記載のものが知られている。この圧縮機では、ハ
ウジングにクランク室、吸入室、吐出室及びこれらと接
続されたシリンダボアが区画形成されている。クランク
室内では、駆動軸にロータが同期回転可能に支持され、
ロータとの間に上死点側でヒンジ機構を介しかつ駆動軸
との間にスリーブを介して斜板が同期回転可能かつ傾角
変位可能に枢支されている。この斜板は、各シューを介
してピストンと係合する摺動面をもつ回転斜板と、この
回転斜板を締め付けリングにより固定する回転駆動体と
で構成されている。回転駆動体は、ロータとの間に形成
されるヒンジ機構の連結部、スリーブを介した駆動軸と
の嵌合部、及び下死点を含む領域でロータ側へと突出
し、さらに外方に向けて屈曲延在するカウンタウェイト
部が一体的に形成されている。そして、各ピストンは各
シリンダボア内に収容されている。また、ハウジングに
はクランク室内の圧力を調整する制御弁が装備されてい
る。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸の駆動に伴って所
定の傾角で斜板が回転すると、ピストンがシリンダボア
内で往復動される。これにより吸入室からシリンダボア
内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮された後、吐
出室へ吐出される。そして、制御弁によるクランク室内
の圧力調整で斜板の傾角が変位され、これにより吐出室
へ吐出される冷媒ガスの吐出容量が制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記圧縮機で
は、連結部と嵌合部とカウンタウェイト部とを一体にも
つ回転駆動体と、摺動面をもつ回転斜板とで斜板が構成
されているため、性能にバラツキを生じるおそれがあっ
た。すなわち、かかる圧縮機では、ヒンジ機構を介した
連結部及びロータの位置関係と、スリーブを介した嵌合
部及び駆動軸の位置関係とにより、斜板の傾角が決定さ
れるため、回転駆動体がかかる連結部と嵌合部とを一体
にもつことで回転駆動体の傾角は好適に確保される。し
かし、ピストンとシリンダボアとの位置関係を決定する
摺動面をもつ回転斜板がこの回転駆動体とは別体にされ
ているため、回転駆動体に対して回転斜板が僅かでも傾
斜して固定されるならば、回転駆動体の傾角が摺動面に
正確に付与されず、ピストンとシリンダボアとの位置関
係にずれを生じて可変特性、圧縮性能にバラツキを生じ
てしまう。

【０００５】かといって、連結部と嵌合部とカウンタウ
ェイト部とともに、摺動面をも一体にもつ斜板を構成せ
んとすれば、斜板の回転時のアンバランスを効果的に吸
収すべく、カウンタウェイト部を駆動軸の軸心から可及
的に径外方向に位置させた場合に、カウンタウェイト部
が摺動面を覆うこととなり、摺動面の加工が困難となっ
てしまう。

【０００６】本発明は、斜板の回転時のアンバランスを
効果的に吸収し、同時に摺動面の加工を困難にすること
なく、性能及び制御性を安定させることを解決すべき課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、ハウジングにクランク室、吸入
室、吐出室及びこれらと接続されたシリンダボアが区画
形成されるとともに、該各シリンダボアにはそれぞれピ
ストンが往復動可能に収容され、該ハウジングに支持さ
れた駆動軸には、前記クランク室内に位置するロータが
同期回転可能に支持され、かつ該ロータと上死点側でヒ
ンジ機構を介して連結された斜板が傾角変位可能に嵌合
され、該斜板と前記ピストンとの間には前記斜板の前後
揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する一対のシュ
ーが介装され、前記クランク室内の圧力により前記斜板
の傾角を制御して吐出容量を変化するように構成した容
量可変型斜板式圧縮機において、前記斜板は、前記各シ
ューを介して前記ピストンと係合する摺動面が形成され
る摺動面部、前記ロータとの間に形成される前記ヒンジ
機構構成の一部、及び前記駆動軸に嵌合する嵌合部を有
しており、前記斜板に対して別体のカウンタウェイトが
装着されているという新規な構成を採用している。

【０００８】本発明の圧縮機では、斜板の前端面がロー
タの後端面と当接することにより最大傾角が維持される
ことが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明の圧縮機では、斜板が摺動面部と連結部
と嵌合部とを有し、この斜板に対して別体のカウンタウ
ェイトが装着されている。かかる圧縮機においても、ヒ
ンジ機構を介した連結部及びロータの位置関係と、嵌合
部及び駆動軸の位置関係とにより、斜板の傾角が決定さ
れるため、斜板がかかる連結部と嵌合部とを有すること
で、傾角は好適に確保される。また、この圧縮機では、
ピストンとシリンダボアとの位置関係を決定する摺動面
がこの斜板の摺動面部に形成されているため、斜板の傾
角が摺動面に正確に付与され、ピストンとシリンダボア
との位置関係にずれを生じることがない。このため、可
変特性、圧縮性能にバラツキを生じることがない。

【００１０】また、カウンタウェイトは摺動面部と連結
部と嵌合部とを有する斜板に装着されるものであるた
め、摺動面の加工後にカウンタウェイトを装着すること
が可能である。このため、摺動面の加工は容易になり、
同時に斜板の回転時のアンバランスを効果的に吸収すべ
く、カウンタウェイトが摺動面を覆うほど駆動軸の軸心
から可及的に径外方向に位置させることができる。

【００１１】斜板の前端面がロータの後端面と当接する
ことにより最大傾角が維持される場合には、カウンタウ
ェイトとロータとの間に間隙を設けることにより、ロー
タからの力がカウンタウェイトに作用することを防止で
きるので、簡易な装着手段によりカウンタウェイトの装
着が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。この圧縮機では、図１に示すよう
に、シリンダブロック１の前端側に通しボルト２１によ
りフロントハウジング２が接合され、後端側にリアハウ
ジング３が弁板４を介して同通しボルト２１により接合
されている。シリンダブロック１とフロントハウジング
２とによって形成されるクランク室５内には軸心方向に
延在する駆動軸６が収容され、駆動軸６は軸封装置７ｃ
及び軸受７ａ、７ｂによって回転可能に支持されてい
る。そして、シリンダブロック１には駆動軸６を取り囲
む位置に複数個のシリンダボア８が穿設されており、各
シリンダボア８にはピストン９がそれぞれ嵌挿されてい
る。

【００１３】クランク室５内において、駆動軸６にはロ
ータ１０がフロントハウジング２との間に軸受１１を介
して駆動軸６と同期回転可能に支持され、ロータ１０の
後方には斜板１２が装備されている。そして、ロータ１
０と斜板１２との間には押圧ばね１３が介在されてお
り、押圧ばね１３は斜板１２をリアハウジング３方向へ
付勢している。

【００１４】斜板１２には、図２にも示すように、両端
面外周側に平滑なリング状の摺動面１２ａが形成され、
摺動面１２ａには、図１に示すように、半球状のシュー
１４、１４が当接されている。これらシュー１４、１４
の外周面はピストン９の球支承面と係合され、各ピスト
ン９は各シリンダボア８内を往復動可能に収納されてい
る。尚、摺動面１２ａが本発明の摺動面部に相当する。

【００１５】また、図１及び図２に示すように、斜板１
２の摺動面１２ａより内域の上死点側かつロータ１０側
には、一対のブラケット１２ｂ、１２ｂが駆動軸６を間
に介在させつつ斜板１２の上死点位置Ｔを跨いで突設さ
れている。各ブラケット１２ｂ、１２ｂにはガイドピン
１２ｃ、１２ｃの一端が固着され、各ガイドピン１２
ｃ、１２ｃの他端には球部１２ｄ、１２ｄが固着されて
いる。こうして、この圧縮機では、ブラケット１２ｂ、
１２ｂ、ガイドピン１２ｃ、１２ｃ、球部１２ｄ、１２
ｄ及びロータ１０側の後述する支持アーム１７、１７に
よりヒンジ機構Ｋが構成されている。そしてアーム１
７、１７を除いたもので、ヒンジ機構Ｋ構成の一部であ
る連結部が構成されている。各ブラケット１２ｂ、１２
ｂ間には、図２に示すように、中央に通孔を有する減量
部１２ｆが形成されている。

【００１６】さらに、斜板１２の中央域には嵌合部とし
て貫通孔２０が貫設され、この貫通孔２０には駆動軸６
が挿嵌されている。また、斜板１２の内域の下死点側か
つロータ１０側には、駆動軸６の軸心から径外方向に延
在され、ロータ１０側のシュー１４を回避しつつ摺動面
１２ａを覆って斜板１２とは別体のカウンタウェイト１
５がリベット１６により装着されている。

【００１７】斜板１２にカウンタウェイト１５を装着す
る方法は次の手順によった。すなわち、図２（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、摺動面１２ａを加工した斜板１２
の内域の下死点側には４個のリベット穴１２ｅが貫設さ
れている。また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カ
ウンタウェイト１５にも各リベット穴１２ｅと整合する
４個のリベット穴１５ａが貫設されている。そして、斜
板１２の下死点側かつロータ１０側においてカウンタウ
ェイト１５を互いの各リベット穴１２ｅ、１５ａを整合
させて当接し、ロータ１０側からリベット１６を挿入す
る。この後、リベット１６の突出端をかしめることによ
り、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、斜板１２とカウ
ンタウェイト１５とを装着する。

【００１８】こうして、この圧縮機では、斜板１２が摺
動面１２ａと、ブラケット１２ｂ、１２ｂ、ガイドピン
１２ｃ、１２ｃ及び球部１２ｄ、１２ｄと、貫通孔２０
とを一体にもち、この斜板１２にカウンタウェイト１５
が装着されている。この斜板１２は、カウンタウェイト
１５を装着した内域よりも貫通孔２０側の前端面１２ｇ
がロータ１０の内域の後端面１０ａと当接することによ
り最大傾角が維持される。一方、この斜板１２は、シリ
ンダブロック１側の貫通孔２０の一部がサークリップ２
２と当接することにより最小傾角が維持される。

【００１９】また、図１に示すように、ロータ１０の上
部には、前述のようにヒンジ機構Ｋ、Ｋ構成の残部をな
す一対の支持アーム１７、１７が各ガイドピン１２ｃ、
１２ｃと対向するように軸心方向後方に突出している。
各支持アーム１７、１７の各先端部には、駆動軸６の軸
心と斜板１２の上死点位置Ｔとで決定される面と平行
に、かつ駆動軸６の軸心に対して外方から近づく方向に
ガイド孔１７ａ、１７ａが直線状に貫設されている。こ
れらガイド孔１７ａ、１７ａの中心線の方向は、斜板１
２の傾角変位にかかわらずピストン９の上死点位置が前
後にほとんど変位しないように設定されている。これら
ガイド孔１７ａ、１７ａ内には、図１に示すように、そ
れぞれガイドピン１２ｃ、１２ｃの球部１２ｄ、１２ｄ
が回動かつ摺動可能に挿入されている。各支持アーム１
７、１７の基端にも減量部１７ｂ、１７ｂが形成されて
いる。

【００２０】さらに、リアハウジング３内は、吸入室３
０及び吐出室３１に区画されている。弁板４には各シリ
ンダボア８に対応して吸入ポート３２及び吐出ポート３
３が開口形成されており、弁板４とピストン９との間に
形成される圧縮室が吸入ポート３２及び吐出ポート３３
を介して吸入室３０及び吐出室３１に連通される。各吸
入ポート３２にはピストン９の往復動に応じて吸入ポー
ト３２を開閉する図示しない吸入弁が設けられ、各吐出
ポート３３にはピストン９の往復動に応じて吐出ポート
３３をリテーナ３４に規制されつつ開閉する図示しない
吐出弁が設けられている。また、リアハウジング３に
は、クランク室５の圧力を調整する図示しない制御弁が
装備されている。

【００２１】以上のように構成された圧縮機において、
図１に示す駆動軸６の駆動に伴って斜板１２が回転する
と、シュー１４、１４が斜板１２の摺動面１２ａを摺動
しつつ前後運動をする。このため、各ピストン９がシリ
ンダボア８内で往復動し、これにより吸入室３０から圧
縮室内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮された
後、吐出室３１へ吐出される。このとき、吐出室３１へ
吐出される冷媒ガスの吐出容量は、制御弁によるクラン
ク室５内の圧力調整により制御される。

【００２２】すなわち、制御弁の圧力調整でクランク室
５の圧力が上昇すれば、ピストン９に作用する背圧が上
がることにより、斜板１２の傾角が小さくなる。つま
り、斜板１２の球部１２ｄ、１２ｄがヒンジ機構Ｋのガ
イド孔１７ａ、１７ａ内を反時計方向に回動するととも
に、ガイド孔１７ａ、１７ａ内を中心線に沿って外方か
ら軸心側に近づく方向に摺動する。また、斜板１２が貫
通孔２０の内面に駆動軸６の周面を当接させつつ反時計
方向に回動するとともに押圧ばね１３に屈して後退す
る。これにより、斜板１２の傾角が小さくなるため、ピ
ストン９のストロークが縮小されて吐出容量は小さくな
る。

【００２３】逆に、制御弁の圧力調整でクランク室５の
圧力が低下すれば、ピストン９に作用する背圧が下がる
ことにより、斜板１２の傾角が大きくなる。つまり、斜
板１２の球部１２ｄ、１２ｄがヒンジ機構Ｋのガイド孔
１７ａ、１７ａ内を時計方向に回動するとともに、ガイ
ド孔１７ａ、１７ａ内を中心線に沿って内方から軸心に
対し離れる方向に摺動する。また、斜板１２が貫通孔２
０の内面に駆動軸６の周面を当接させつつ時計方向に回
動するとともに押圧ばね１３に抗して前進する。これに
より、斜板１２の傾角が大きくなるため、ピストン９の
ストロークが伸長されて吐出容量は大きくなる。

【００２４】この間、この圧縮機では、カウンタウェイ
ト１５が斜板１２とともに傾動するため、冷房能力の少
なくて足りる高速運転時に大きな遠心力を斜板１２に作
用させることができる。このため、このときにはクラン
ク室５の圧力が低くても、斜板１２は傾角を縮小しよう
とし、自動可変が行われる。これにより、高速運転時に
は、吐出容量変化が可能でありながら、クランク室５の
圧力の過大な上昇を防止することができるとともに、高
温である吐出圧力の冷媒ガスをさほどクランク室５内へ
導入する必要がないことから、クランク室５内の高温化
を防止することができるため、ひいては軸封装置７ｃの
信頼性を高めることができる。

【００２５】また、かかる圧縮機においても、ヒンジ機
構Ｋにおけるブラケット１２ｂ、１２ｂ等及びロータ１
０の位置関係と、貫通孔２０及び駆動軸６の位置関係と
により、斜板１２の傾角が決定されるため、斜板１２が
ブラケット１２ｂ、１２ｂ等と貫通孔２０とを一体にも
つことで、傾角は好適に確保される。そして、この圧縮
機では、ピストン９とシリンダボア８との位置関係を決
定する摺動面１２ａがこの斜板１２に形成されているた
め、斜板１２の傾角が摺動面１２ａに正確に付与され、
ピストン９とシリンダボア８との位置関係にずれを生じ
ることがない。このため、可変特性、圧縮性能にバラツ
キを生じることがなく、性能を安定させることができ
る。

【００２６】さらに、この圧縮機では、カウンタウェイ
ト１５は摺動面１２ａとブラケット１２ｂ、１２ｂ等と
貫通孔２０とを一体にもつ斜板１２に装着されるもので
あるため、摺動面１２ａの加工後にカウンタウェイト１
５を装着することが可能である。このため、摺動面１２
ａの加工は容易になる。そして、同時にカウンタウェイ
ト１５がロータ１０側のシュー１４を回避して摺動面１
２ａを覆うほど駆動軸６の軸心から径外方向に延在して
いるため、斜板１２の回転時のアンバランスを効果的に
吸収することができる。

【００２７】加えて、この圧縮機では、斜板１２の前端
面１２ｇがロータ１０の後端面１０ａと当接することに
より最大傾角が維持されるため、カウンタウェイト１５
とロータ１０との間に間隙を設けることにより、ロータ
１０からの力がカウンタウェイトに作用することを防止
できる。このため、簡易なリベット１６によるカウンタ
ウェイト１５の装着であっても十分に使用時の耐久性を
発揮することができ、安価な製造が可能となる。

【００２８】また、この圧縮機では、斜板１２及びロー
タ１０の上死点側に減量部１２ｆ、１７ｂが形成されて
いるため、ヒンジ機構Ｋ及びブラケット１２ｂ、１２ｂ
等の重量増を軽減することができる。このため、小型の
カウンタウェイト１５であってもバランスを確保するこ
とができ、圧縮機全体の軽量化を実現することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、特許請求の範囲記載の構成を採用しているため、斜
板の回転時のアンバランスを効果的に吸収し、同時に摺
動面の加工を困難にすることなく、性能及び制御性を安
定させることができる。また、斜板の前端面がロータの
後端面と当接することにより最大傾角が維持される場合
には、簡易な装着手段で斜板とカウンタウェイトとを装
着することができるので、安価な製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例の圧縮機に係り、（Ａ）は斜板の正面
図、（Ｂ）は斜板のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】実施例の圧縮機に係り、（Ａ）はカウンタウェ
イトの正面図、（Ｂ）はカウンタウェイトのＢ−Ｂ断面
図である。

【図４】実施例の圧縮機に係り、（Ａ）はカウンタウェ
イトを装着した斜板の正面図、（Ｂ）はカウンタウェイ
トを装着した斜板のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック２…フロントハウジ
ング３…リアハウジング５…クランク室３０…
吸入室３１…吐出室８…シリンダボア９…ピ
ストン６…駆動軸１０…ロータＫ…ヒ
ンジ機構１２…斜板１４…シュー１２ａ
…摺動面部（摺動面）１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…ヒンジ機構構成の一部である
連結部（１２ｂ…ブラケット、１２ｃ…ガイドピン、１
２ｄ…球部）２０…嵌合部（貫通孔）１５…カウンタウェイト１２ｇ…前端面１０ａ
…後端面１７…ヒンジ機構構成の残部である支持アーム

フロントページの続き (72)発明者平松修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 (56)参考文献特開平５−52183（ＪＰ，Ａ) 特開平５−99137（ＪＰ，Ａ) 特開平５−149245（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングにクランク室、吸入室、吐出室
及びこれらと接続されたシリンダボアが区画形成される
とともに、該各シリンダボアにはそれぞれピストンが往
復動可能に収容され、該ハウジングに支持された駆動軸
には、前記クランク室内に位置するロータが同期回転可
能に支持され、かつ該ロータと上死点側でヒンジ機構を
介して連結された斜板が傾角変位可能に嵌合され、該斜
板と前記ピストンとの間には前記斜板の前後揺動運動を
各該ピストンの往復動に変換する一対のシューが介装さ
れ、前記クランク室内の圧力により前記斜板の傾角を制
御して吐出容量を変化するように構成した容量可変型斜
板式圧縮機において、前記斜板は、前記各シューを介して前記ピストンと係合
する摺動面が形成される摺動面部、前記ロータとの間に
形成される前記ヒンジ機構構成の一部、及び前記駆動軸
に嵌合する嵌合部を有しており、前記斜板に対して別体
のカウンタウェイトが装着されていることを特徴とする
容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項２】斜板の前端面がロータの後端面と当接す
ることにより最大傾角が維持されることを特徴とする請
求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。