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JPH10220352A - 可変容量型揺動板式圧縮機 - Google Patents

可変容量型揺動板式圧縮機

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Publication number
JPH10220352A
JPH10220352A JP9041609A JP4160997A JPH10220352A JP H10220352 A JPH10220352 A JP H10220352A JP 9041609 A JP9041609 A JP 9041609A JP 4160997 A JP4160997 A JP 4160997A JP H10220352 A JPH10220352 A JP H10220352A
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JP
Japan
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drive hub
hinge ball
inclination
spring
thrust flange
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9041609A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Ishida
欣之 石田
Kazuo Eitai
和男 永躰
Minoru Kanaizuka
実 金井塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
Priority to JP9041609A priority Critical patent/JPH10220352A/ja
Priority to DE19804084A priority patent/DE19804084A1/de
Priority to US09/018,095 priority patent/US5953979A/en
Priority to KR1019980003892A priority patent/KR100303269B1/ko
Priority to CN98106917A priority patent/CN1199143A/zh
Publication of JPH10220352A publication Critical patent/JPH10220352A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スラストフランジの摩耗・変形・破損を防ぐ
とともに、デストロ−クスプリングの破損による異音の
発生を防ぐ。 【解決手段】 シャフト５の外周面とコイルスプリング
４４との間にストッパ７０を軸方向移動可能に装着し、
シャフト５の外周面とコイルスプリング４６との間にス
トッパ７１を軸方向移動可能に装着した。最小ストロー
ク時、コイルスプリング４４は伸長し、コイルスプリン
グ４７，カーブドスプリング４６は収縮し、ストッパ７
０のリヤ側端部が固定ワッシャ４５に突き当たり揺動板
１０の傾斜角が最小になる。最大ストローク時、コイル
スプリング４４が収縮し、ヒンジボール９がストッパ７
１に突き当たるので、揺動板１０の傾斜角が最大にな
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、揺動板の傾斜角
の応じてピストンストローク量が変わる可変容量型揺動
板式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６は従来の可変容量型揺動板
式圧縮機の縦断面図を示し、図５はピストンの最大スト
ローク状態を示し、図６はピストンの最小ストローク状
態を示す。
【０００３】従来の可変容量型揺動板式圧縮機は、図５
に示すように、スラストフランジ１４０と、ドライブハ
ブ１４１と、揺動板１１０と、デストロークスプリング
としてのコイルスプリング１４４と、ストロークスプリ
ングとしてのコイルスプリング１４７，カーブドスプリ
ング（皿ばね）１４６とを備えている。
【０００４】スラストフランジ１４０は、シャフト１０
５に装着され、シャフト１０５と一体に回転する。
【０００５】ドライブハブ１４１は、シャフト１０５に
軸方向移動可能に装着されるヒンジボールを介して回転
軸シャフト１０５に装着されるとともに、リンク機構１
４２を介してスラストフランジ１４０に傾斜可能に連結
され、かつスラストフランジ１４０と一体に回転する。
【０００６】揺動板１１０は、ドライブハブ１４１のボ
ス部に相対回転可能に装着され、ドライブハブ１４１の
回転に連れて揺動する。揺動板１１０はコネクティング
ロッド１１１を介してピストン１０７に連結され、ピス
トン１０７は揺動板１１０の揺動によりシリンダボア１
０６内を往復運動する。
【０００７】デストロークスプリングとしてのコイルス
プリング１４４は、ヒンジボール１０９のフロント側端
部とスラストフランジ１４０のボス部との間に装着さ
れ、揺動板１１０の傾きを小さくして容量を減らす方向
へヒンジボール１０９を付勢する。
【０００８】ストロークスプリングとしてのコイルスプ
リング１４７，カーブドスプリング１４６は、ヒンジボ
ール１０９のリヤ側端部とシャフト１０５の固定ワッシ
ャ１４５との間に一連に装着され、揺動板１１０の傾き
を大きくして容量を増やす方向へヒンジボール１０９を
付勢する。
【０００９】クランク室１０８内の圧力が低くなると揺
動板１１０の傾斜角が大きくなり、図５に示すように、
ドライブハブ１４１の突当て部１４１ｃがスラストフラ
ンジ１４０のドライブハブ受面１４０ｃに突き当たる。
このときコイルスプリング１４４は収縮し、コイルスプ
リング１４７，カーブドスプリング１４６は伸長し、最
大ストローク状態（ピストン１０７のストローク量が最
大になる最大吐出量状態）となる。
【００１０】これに対し、クランク室１０８の圧力が高
くなると揺動板１１０の傾斜角が小さくなり、図６に示
すように、ドライブハブ１４１の突当て部１４１ｃがス
ラストフランジ１４０のドライブハブ受面１４０ｃから
離れる。このときコイルスプリング１４４は伸長し、コ
イルスプリング１４７，カーブドスプリング１４６は収
縮し、カーブドスプリング１４６の伸縮方向寸法が最小
（ピッチ零）になったときにドライブハブ１４１のリヤ
側への傾きが止まり、最小ストローク状態（ピストン１
０７のストローク量が最小になる最小吐出量状態）とな
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最大ストロ
ーク状態の場合、ドライブハブ１４１の突当て部１４１
ｃがスラストフランジ１４０のドライブハブ受面１４０
ｃに衝突し、衝突後突当て部１４１ｃとドライブハブ受
面１４０ｃとが接触している間も、ピストン１０７の圧
縮反力をドライブハブ受面１４０ｃが受けるため、突当
て部１４１ｃとドライブハブ受面１４０ｃとの接触部分
は微振動し、その結果摩耗することがある。
【００１２】また、ピストン１０７の圧縮反力をドライ
ブハブ受面１４０ｃが受けるため、ドライブハブ受面１
４０ｃが変形したり、スラストフランジ１４０自体が破
損することもある。
【００１３】上記摩耗を防ぐには突当て部１４１ｃとド
ライブハブ受面１４０ｃとの接触部分に高周波焼入れ等
を施し、接触部分の硬度を上げる必要があるが、作業工
数が増えるとともに、コストが上昇するという問題があ
った。
【００１４】また、スラストフランジ１４０の変形・破
損を防ぐためにスラストフランジ１４０を補強すると動
バランスが崩れて振動や異音が発生するという問題があ
る。
【００１５】これに対し、最小ストロークの状態の場
合、ドライブハブ１４１の傾斜角はカーブドスプリング
１４６の伸縮方向寸法が最小になってストッパ機能が発
揮されたときに最小になるので、カーブドスプリング１
４６の撓み応力が非常に高くなり、カーブドスプリング
１４６が破損し、異音を発生させることがあるという問
題があった。
【００１６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題はスラストフランジに対して高周波
焼入れや補強をせずにスラストフランジの摩耗・変形・
破損を防ぐとともに、デストロ−クスプリングの破損に
よる異音の発生を防ぐことができる可変容量型揺動板式
圧縮機を提供することである。
【００１７】
【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の発明の可変容量型揺動板式圧縮機は、シリ
ンダブロックに形成された複数のシリンダボアと、前記
シリンダボア内に摺動可能に収容される複数のピストン
と、回転軸に装着され、前記回転軸と一体に回転するス
ラストフランジと、前記回転軸に軸方向移動可能に装着
されるヒンジボールを介して前記回転軸に装着されると
ともに、リンク機構を介して前記スラストフランジに傾
斜可能に連結され、かつ前記スラストフランジと一体に
回転するドライブハブと、前記ドライブハブに相対回転
可能に装着され、前記ドライブハブの回転に連れて揺動
し、前記ピストンのストローク量を変化させる揺動板
と、前記ヒンジボールのフロント側に配置され、ピスト
ン移動方向に直角な仮想面に対する前記揺動板の傾きを
小さくして容量を減らす方向へ前記ヒンジボールを付勢
する第１のスプリングと、前記ヒンジボールのリヤ側に
配置され、前記揺動板の傾きを大きくして容量を増やす
方向へ前記ヒンジボールを付勢する第２のスプリングと
を備えている可変容量型揺動板式圧縮機において、前記
ヒンジボールのフロント側への所定量以上の移動を阻止
することにより、前記ドライブハブの容量増加方向への
傾斜を規制して前記揺動板の最大傾斜角を決定する第１
のストッパと、前記ヒンジボールのリヤ側への所定量以
上の移動を阻止することにより、前記ドライブハブの容
量減少方向への傾斜を規制して前記揺動板の最小傾斜角
を決定する第２のストッパとを備えていることを特徴と
する。
【００１８】最小ストローク時、ドライブハブがスラス
トフランジから遠ざかる。このとき第１のスプリングは
伸長し、第２のスプリングは収縮するが、伸縮方向寸法
が最小になる前に第２のストッパによってドライブハブ
の容量減少方向への傾斜が阻止されるので、第２のスプ
リングの撓み応力が極端に高くならない。
【００１９】最大ストローク時、ドライブハブがスラス
トフランジに近付く。このとき第２のスプリングは伸長
し、第１のスプリングは収縮するが、ドライブハブがス
ラストフランジに突き当たる前に第１のストッパによっ
てドライブハブの容量増加方向への傾斜が阻止されるの
で、ドライブハブがスラストフランジに衝突・接触しな
い。
【００２０】請求項２の発明の可変容量型揺動板式圧縮
機は、請求項１の発明の可変容量型揺動板式圧縮機にお
いて、前記第１、第２のストッパはバネ座となるフラン
ジ部を有していることを特徴とする。
【００２１】第１のスプリングがスラストフランジに直
接当たらないので、スラストフランジに熱処理を施す必
要がない。
【００２２】
【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。
【００２３】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容
量型揺動板式圧縮機の最大ストローク状態を示す縦断面
図、図２は最小ストローク状態を示す縦断面図、図３は
図１可変容量型揺動板式圧縮機の一部を示す拡大断面
図、図４は図２の可変容量型揺動板式圧縮機の一部を示
す拡大断面図である。
【００２４】この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。
【００２５】前記シリンダブロック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が摺動可能に収容され
ている。
【００２６】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、シャフト５の回
転に連動してヒンジボール９を中心に揺動する揺動板１
０が収容されている。
【００２７】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。吐出室１２内は隔壁１４によって吐出空間１
２ａと吐出空間１２ｂとに仕切られ、両吐出空間１２
ａ，１２ｂは隔壁１４に穿設された絞り孔１４ａを介し
て連通している。
【００２８】前記バルブプレート２には、シリンダボア
６と吐出空間１２ａ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、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
とともにリベット１９で固定されている。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。吐出室１２の吐出空間１２ａとクランク室８と
は通路７９及びオリフィス８０を介して連通している。
【００２９】更に、シリンダブロック１には吸入室１３
とクランク室８とを連通する連通路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
との間の圧力調整が行われる。
【００３０】また、シャフト５のフロント側端部はフロ
ントヘッド４内のラジアル軸受２６によって、シャフト
５のリヤ側端部はラジアル軸受２４及びスラスト軸受２
５によって、それぞれ回転可能に支持されている。シャ
フト５には、スラストフランジ４０が固定されていると
ともに、ドライブハブ４１が軸方向移動可能なヒンジボ
ール９を介して取り付けられている。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
壁に支承されている。スラストフランジ４０の一部とド
ライブハブ４１の一部とはリンク機構４２で連結され、
シャフト５の回転がスラストフランジ４０からドライブ
ハブ４１へと伝達される。ドライブハブ４１には揺動板
１０がラジアル軸受２７，スラスト軸受２８を介して相
対回転可能に取り付けられている。揺動板１０はコネク
ティングロッド１１を介してピストン７に連結されてい
る。
【００３１】ヒンジボール９とスラストフランジ４０の
ボス部４０ｂとの間には、デストロークスプリングとし
てのコイルスプリング（第１のスプリング）４４が介装
されており、このコイルスプリング４４によりヒンジボ
ール９がシリンダブロック１側へ（揺動板１０の傾きを
小さくして容量を減らす方向へ）付勢されている。
【００３２】また、シャフト５のシリンダブロック１側
には固定ワッシャ４５が固定され、この固定ワッシャ４
５とヒンジボール９との間には、ストロークスプリング
としての複数のカーブドスプリング（第２のスプリン
グ）４６及びコイルスプリング４７が一連に介装され、
これらのスプリング４６，４７により、ヒンジボール９
がスラストフランジ４０側へ（揺動板１０の傾きを大き
くして容量を増やす方向へ）付勢されている。
【００３３】シャフト５の外周面とコイルスプリング４
４との間には、円筒状のストッパ（第１のストッパ）７
０が軸方向移動可能に装着されている。ストッパ７０の
フロント側開口端にはバネ座となるフランジ７０ａが形
成されている。ストッパ７０の軸方向長さは、コイルス
プリング４４の伸縮方向寸法が最小（ピッチ零）になっ
たときの長さよりも長く、しかもドライブハブ４１のフ
ロント側へ（容量増加方向へ）の一定角度以上の傾きを
阻止し、所定の最大ピストンストロークにする長さであ
る。ストッパ７０のフランジ７０ａによりコイルスプリ
ング４４がスラストフランジ４０のボス部４０ｂに直接
当たらないので、ストフランジ４０のボス部４０ｂに硬
化処理を施す必要がない。
【００３４】シャフト５の外周面とコイルスプリング４
６との間には、円筒状のストッパ７１が軸方向移動可能
に装着されている。ストッパ７１のフロント側開口端に
はバネ座となるフランジ７１ａが形成されている。スト
ッパ７１の軸方向長さは、カーブドスプリング４６の伸
縮方向寸法が最小（ピッチ零）になったときの長さより
も長く、しかもドライブハブ４１のリヤ側へ（容量減少
方向へ）の一定角度以上の傾きを阻止し、所定の最小ピ
ストンストロークにする長さである。
【００３５】次に、この可変容量型揺動板式圧縮機の作
動を説明する。
【００３６】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、スラストフランジ４０及びドラ
イブハブ４１はシャフト５とともに回転し、その回転に
ともなって揺動板１０がヒンジボール９を中心に揺動
し、この揺動運動はコネクティグロッド１１を介してピ
ストン７へ伝わり、ピストン７の直線往復運動に変換さ
れる。ピストン７がシリンダボア６内を往復運動すると
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。
【００３７】熱負荷が小さくなり圧力調整弁３２が連通
路３１を閉じ、クランク室８の圧力が高くなると、図２
に示すように、ドライブハブ４１がスラストフランジ４
０から離れる。このときコイルスプリング４４は伸長
し、コイルスプリング４７，カーブドスプリング４６は
収縮するが、カーブドスプリング４６の伸縮方向寸法が
最小（ピッチ零）になる前にストッパ７１のリヤ側開口
端が固定ワッシャ４５に突き当たり、ドライブハブ４１
の傾きが止まり、揺動板１０の傾斜角が最小になる。そ
の結果、最小ストローク状態（ピストン７のストローク
量が最小になる最小吐出量状態）となり、吐出容量が最
小になる。
【００３８】これに対し、熱負荷が大きくなり圧力調整
弁３２が連通路３１を開き、クランク室８内の圧力が低
くなると揺動板１０の傾斜角が大きくなり、図１に示す
ように、コイルスプリング４４が収縮し、ドライブハブ
４１がスラストフランジ４０に近付くが、ドライブハブ
４１がスラストフランジ４０に突き当たる前にヒンジボ
ール９がストッパ７０に突き当たるので、ドライブハブ
４１の傾きが止まり、揺動板１０の傾斜角が最大にな
る。その結果、最大ストローク状態（ピストン７のスト
ローク量が最大になる最大吐出量状態）となり、吐出容
量が最大になる。
【００３９】この実施形態の可変容量型揺動板式圧縮機
によれば、最大ストローク時、ドライブハブ４１とスラ
ストフランジ４０とは接触していないので、ドライブハ
ブ４１と擦り合ってスラストフランジ４０が部分的に摩
耗することがなく、その結果高周波焼入れ等を施す必要
がなくなり、作業工数が減り、製造コストを下げること
ができる。また、最大ストローク時、ドライブハブ４１
がスラストフランジ４０に衝突しないので、スラストフ
ランジ４０を補強しなくともスラストフランジ２４０の
変形・破損を防ぐことができる。
【００４０】更に、最小ストローク時、ストッパ７１に
よってドライブハブ４１の傾斜が規制されるので、カー
ブドスプリング４６の撓み応力が極端に高くならないよ
うにすることができ、カーブドスプリング４６の破損を
防ぐことができる。その結果、カーブドスプリング４６
の破損による異音の発生を防ぐことができる。
【００４１】なお、前述の実施形態では、第１のストッ
パとして円筒状のストッパ７０をシャフト５の外周面と
コイルスプリング４４との間に軸方向移動可能に装着
し、第２のストッパとして円筒状のストッパ７１をシャ
フト５の外周面とカーブドスプリング４６との間に軸方
向移動可能に装着した場合について述べたが、これに代
え、第１のストッパとしてのストッパ（図示せず）をス
ラストフランジ４０のボス部４０ｂ又はヒンジボール９
のフロント側端面に固定し、第２のストッパとしてのス
トッパ（図示せず）を固定ワッシャ４５又はヒンジボー
ル９のリヤ側端面に固定するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明の可
変容量型揺動板式圧縮機によれば、最小ストローク時、
第２のストッパによってドライブハブの傾斜が規制され
るので、第２のスプリングの撓み応力が極端に高くなら
ないようにすることができ、第２のスプリングの破損を
防ぐことができ、第２のスプリングの破損による異音の
発生を防ぐことができる。
【００４３】最大ストローク時、ドライブハブとスラス
トフランジとは接触していないので、ドライブハブと擦
り合ってスラストフランジが部分的に摩耗することがな
く、その結果高周波焼入れ等を施す必要がなくなり、作
業工数が減り、製造コストを下げることができる。ま
た、最大ストローク時、ドライブハブがスラストフラン
ジに衝突しないので、スラストフランジを補強しなくと
もスラストフランジの変形・破損を防ぐことができる。
【００４４】請求項２の発明の可変容量型揺動板式圧縮
機によれば、第１のスプリングがスラストフランジに直
接当たらないので、スラストフランジに熱処理を施す必
要がなくなる。
【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
揺動板式圧縮機の最大ストローク状態を示す縦断面図で
ある。
【図２】図２は最小ストローク状態を示す縦断面図であ
る。
【図３】図３は図１可変容量型揺動板式圧縮機の一部を
示す拡大断面図である。
【図４】図４は図２の可変容量型揺動板式圧縮機の一部
を示す拡大断面図である。
【図５】図５は従来の可変容量型揺動板式圧縮機の縦断
面図であって、ピストンの最大ストローク状態を示す図
である。
【図６】図６は従来の可変容量型揺動板式圧縮機の縦断
面図であって、ピストンの最大ストローク状態を示す図
である。
【符号の説明】
１ シリンダブロック ５ シャフト ６ シリンダボア ７ ピストン ９ ヒンジボール １０ 揺動板 ４０ スラストフランジ ４１ ドライブハブ ４２ リンク機構 ４４，４７ コイルスプリング ４６ カーブドスプリング ７０，７１ ストッパ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダブロックに形成された複数のシ
    リンダボアと、 前記シリンダボア内に摺動可能に収容される複数のピス
    トンと、 回転軸に装着され、前記回転軸と一体に回転するスラス
    トフランジと、 前記回転軸に軸方向移動可能に装着されるヒンジボール
    を介して前記回転軸に装着されるとともに、リンク機構
    を介して前記スラストフランジに傾斜可能に連結され、
    かつ前記スラストフランジと一体に回転するドライブハ
    ブと、 前記ドライブハブに相対回転可能に装着され、前記ドラ
    イブハブの回転に連れて揺動し、前記ピストンのストロ
    ーク量を変化させる揺動板と、 前記ヒンジボールのフロント側に配置され、ピストン移
    動方向に直角な仮想面に対する前記揺動板の傾きを小さ
    くして容量を減らす方向へ前記ヒンジボールを付勢する
    第１のスプリングと、 前記ヒンジボールのリヤ側に配置され、前記揺動板の傾
    きを大きくして容量を増やす方向へ前記ヒンジボールを
    付勢する第２のスプリングとを備えている可変容量型揺
    動板式圧縮機において、 前記ヒンジボールのフロント側への所定量以上の移動を
    阻止することにより、前記ドライブハブの容量増加方向
    への傾斜を規制して前記揺動板の最大傾斜角を決定する
    第１のストッパと、 前記ヒンジボールのリヤ側への所定量以上の移動を阻止
    することにより、前記ドライブハブの容量減少方向への
    傾斜を規制して前記揺動板の最小傾斜角を決定する第２
    のストッパとを備えていることを特徴とする可変容量型
    揺動板式圧縮機。
  2. 【請求項２】 前記第１、第２のストッパはバネ座とな
    るフランジ部を有していることを特徴とする請求項１記
    載の可変容量型揺動板式圧縮機。
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