JP2003083241A

JP2003083241A - 可変容量型圧縮機

Info

Publication number: JP2003083241A
Application number: JP2001273514A
Authority: JP
Inventors: Masataka Tsunoda; 正隆角田; Jiro Iizuka; 二郎飯塚
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】センタスリーブを廃止でき、しかも優れた組
み付け作業性、運転性、吐出容量制御性を有する可変容
量型圧縮機を低コストで提供する。【解決手段】シャフトと、該シャフトに対して傾角を
もって一体的に回転する環状のスワッシュリングと、該
スワッシュリングに連結されシリンダボア内を往復動す
るピストンと、前記スワッシュリング内周に設けられた
球状の係合面に頭部が係合されスワッシュリングを支持
しつつ、シャフトからの駆動力を伝達するピボットピン
とを有する可変容量型圧縮機において、前記シャフトに
軸方向に延びるガイド溝を設けるとともに、前記スワッ
シュリングの内周に２つの平行側面を形成し、該平行側
面に前記ガイド溝内を摺動可能な係合手段を設けたこと
を特徴とす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】本発明は、車両用空調装置等
の冷凍サイクルに使用される可変容量型圧縮機に関し、
より詳しくはシャフトに対して傾角をもって回転可能な
スワッシュリングを有する可変容量型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両用空調装置等に用いられ
る可変容量型圧縮機はよく知られている。このような可
変容量型圧縮機としては、斜板式圧縮機が広く使用され
ていたが、近年においてはスワッシュリングを用いて構
造の簡素化、制御性の向上を図った圧縮機も出現してい
る。シャフトに対して傾角をもって回転可能なスワッシ
ュリングを有する可変容量型圧縮機としては、図１１お
よび図１２に示すようなものが知られている（特表２０
００−５１０５４９号公報）。図１１において、１００
は可変容量型圧縮機を示している。圧縮機１００の内部
には円周方向に複数のシリンダボア１０１が設けられて
いる。シリンダボア１０１内にはピストン１０２が往復
動可能に配設されている。ピストン１０２は、シャフト
１０３に傾斜して回転可能なスワッシュリング１０４に
連結されており、スワッシュリング１０４が傾角をもっ
て回転することによりピストン１０２がシリンダボア１
０１内を往復運動するようになっている。

【０００３】スワッシュリング１０４は、ピボットピン
１０５を介してシャフト１０３に連結されている。ピボ
ットピン１０５の頭部１０６はリング１０４の係合部１
０７に係合されている。また、スワッシュリング１０４
には、孔１０８が設けられている。孔１０８には連結ピ
ン１０９が挿通されており、ピン１０９によりセンタス
リーブ１１０に連結されている（図１２）。また、セン
タスリーブ１１０には、ピボットピン１０５との干渉を
防止するためのえぐり部１１１が設けられている。

【０００４】シャフト１０３には、鍔部１１２が設けら
れている。鍔部１１２は、ピストン１０２側からのスラ
スト荷重を受けるスラストベアリング１１３に当接され
ている。鍔部１１２とセンタスリーブ１１０の間にはセ
ンタスリーブ１１０を反スラストベアリング側に付勢す
るばね１１４が設けられている。また、シャフト１０３
にはばね１１４に抗してセンタスリーブ１１０をスラス
トベアリング１１３側に付勢するばね１１５が設けられ
ている。そして、ばね１１４、１１５によりシャフト１
０３上のセンタスリーブ１１０の位置、ひいてはスワッ
シュリング１０４の傾角が規制されるようになってい
る。

【０００５】上記のような可変容量型圧縮機１００にお
いては、シャフト１０３の回転に伴ってスワッシュリン
グ１０４が回転する。そして、センタスリーブ１１０の
移動に伴いスワッシュリング１０４が傾斜し、該スワッ
シュリング１０４の傾角に応じてシリンダボア１０１内
におけるピストン１０２の移動距離が制限され吐出容量
が可変されるようになっている。また、上記のような可
変容量型圧縮機１００においては、斜板、揺動板等を有
する圧縮機に比べて構造が簡素であるから、組み付けが
容易で、かつ制御性も優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような可変容量型圧縮機においては、スワッシュリング
１０４の傾角機構には、シャフト１０３上を移動するセ
ンタスリーブ１１０が含まれるため、部品点数が増加し
コストダウンの要請に十分対応できなくなるおそれがあ
る。また、センタスリーブ１１０はえぐり部１１１を有
する複雑な形状であるため、センタスリーブ１１０の製
造や圧縮機への組み付け工数が増加するおそれもある。
また、上記のような構造においては、センタスリーブ１
１０はピボットピン１０５を介してシャフト１０３に連
結されるとともに、ピン１０８、１０９を介してセンタ
スリーブ１１０にも連結されている。このため、嵌め合
い部分が多くなるので、振動や騒音が発生し易くなるお
それもある。

【０００７】本発明の課題は、センタスリーブを廃止し
スワッシュリングの傾角構造を簡素化し振動、騒音の発
生を防止しつつ組み付け作業性を向上し、しかもスワッ
シュリングの傾角を正確に規制でき優れた制御性を発揮
できる可変容量型圧縮機を低コストで提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の可変容量型圧縮機は、シャフトと、該シャ
フトに対して傾角をもって一体的に回転する環状のスワ
ッシュリングと、該スワッシュリングに連結されシリン
ダボア内を往復動するピストンと、前記スワッシュリン
グ内周に設けられた球状の係合面に頭部が係合されスワ
ッシュリングを支持しつつ、シャフトからの駆動力を伝
達するピボットピンとを有する可変容量型圧縮機におい
て、前記シャフトに軸方向に延びるガイド溝を設けると
ともに、前記スワッシュリングの内周に２つの平行側面
を形成し、該平行側面に前記ガイド溝内を摺動可能な係
合手段を設けたことを特徴とするものからなる。

【０００９】上記シャフトにはスワッシュリングの平行
側面と当接する平面部を設けることが好ましい。このよ
うな平面部を設ければ、シャフトに対するスワッシュリ
ングの相対回転を確実に抑止することができるので、ガ
イド溝内における係合手段（たとえばピン）の円滑な摺
動を確保することができる。

【００１０】本発明の可変容量型圧縮機においては、係
合手段がガイド溝内を摺動してスワッシュリングの傾角
が可変されるので、ガイド溝の一端でスワッシュリング
の最大傾角を規制しつつ、ガイド溝の他端でスワッシュ
リングの最小傾角規制することができる。ただし、スワ
ッシュリングの最小傾角は、スワッシュリングのピスト
ン連結側に突起を設け、該突起をシャフトに固定された
リングに当接させて規制することもできる。

【００１１】上記スワッシュリングの反ピストン連結側
には、該スワッシュリングを傾角減少方向に付勢する付
勢手段への突き当て凸部を設けることが好ましい。この
ようにすれば、シリンダボアの内圧が増大しピストンか
らスワッシュリングに加わるスラスト荷重が増大した場
合であってもスワッシュリングの傾角の変動を防止する
とができる。

【００１２】また、スワッシュリングの係合孔の周囲に
切り欠き部を設ければ、ピボットピンとスワッシュリン
グの内周面との干渉を防止し、ピボットピンの円滑な動
きを確保することができる。

【００１３】上記係合手段は、とくに限定されるもので
はないが、たとえばピンから構成することができる。

【００１４】上記のような可変容量型圧縮機によるとき
は、スワッシュリングの内周に設けられた係合面にピボ
ットピンの頭部が係合されているので、該ピボットピン
に対するスワッシュリングの傾斜が許容される。また、
シャフトに軸方向に延びるガイド溝を設けるとともに、
スワッシュリングに平行側面を設け該平行側面にガイド
溝内を摺動可能な係合手段が設けられているので、係合
手段の摺動によりシャフトに対するスワッシュリングの
傾角を可変することができる。したがって、センタスリ
ーブを廃止し、部品点数の低減、傾角構造の簡素化を達
成することができるので、組み付け作業性を向上しつつ
コストダウンを図ることができる。さらに、センタスリ
ーブを廃止すれば、従来のセンタスリーブとシャフトお
よびスワッシュリングとの嵌め合い構造を廃止できるの
で、嵌め合い構造が少なくなる分装置の振動や騒音を低
減できる。

【００１５】また、上記のような可変容量型圧縮機によ
るときは、スワッシュリングの最大、最小傾角は、たと
えばガイド溝の端部と係合手段との係合により極めて正
確に規制することができる。また、スワッシュリングの
傾角が最大、最小傾角以外の傾角（以下、中間の傾角と
言う。）になるときは、付勢手段によりスワッシュリン
グが傾角減少方向に付勢されるので、シリンダボアの内
圧が高まってもスワッシュリングの傾角を所定の傾角に
設定すればその変動を防止できる。したがって、圧縮機
の吐出容量の制御性を向上することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の可変容量型圧縮
機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図
１ないし図９は、本発明の第１実施態様に係る可変容量
型圧縮機を示している。図において、１は可変容量型圧
縮機を示している。可変容量型圧縮機１は、ハウジング
２を有している。ハウジング２の両端は、フロントハウ
ジング３とシリンダヘッド４とで閉塞されており、その
内部にはクランク室５が形成されている。クランク室５
内には、スワッシュリング６が配置されている。スワッ
シュリング６の中央部にはシャフト７が挿通されてい
る。シャフト７は、ベアリング８、９により回転自在に
支持されている。

【００１７】スワッシュリング６は、ピボットピン１０
を介してシャフト７に連結されている。ピボットピン１
０の頭部１１はスワッシュリング６の内周に設けられた
球状の係合面１２に係合されており、スワッシュリング
６のピボットピン１０に対する傾斜が許容されるように
なっている。係合面１２の周囲には切り欠き部１３が設
けられており、ピボットピン１０とスワッシュリング６
の内周との干渉が防止されるようになっている。

【００１８】また、スワッシュリング６の内周には２つ
の平行側面３８、３９が設けられている。該平行側面３
８、３９にはスワッシュリング６の径方向に孔１４、１
５が設けられている。孔１４、１５には、係合手段とし
ての係合ピン１６、１７が挿入されている。なお、孔１
４、１５内には係合ピン１６、１７の抜けを防止する抜
け防止手段としてのスナップリング１９、２０が設けら
れている。

【００１９】また、スワッシュリング６のピボットピン
連結側の面には、シャフト７上に固定されたリング４０
に当接してスワッシュリング６の最小傾角を規制する突
起４１、４２が設けられている。突起４１、４２は傾斜
面４３、４４を有しており、該傾斜面４３、４４がリン
グ４０に当接することにより、スワッシュリング６のそ
れ以上の傾斜が制限され最小傾角が規制されるようにな
っている。一方、スワッシュリング６の反ピストン連結
側の面には、該スワッシュリング６を傾角減少方向に付
勢する付勢手段に当接する突き当て凸部４５、４６が設
けられている。付勢手段４７は、リング４８と該リング
４８を反スラストベアリング側に付勢するばね４９とか
ら構成されている。

【００２０】スワッシュリング６の平行側面３８、３９
は、シャフト７に設けられた平面部５０、５１に当接さ
れている。平面部５０、５１には、係合ピン１６、１７
が係合されるガイド溝５２、５３が軸方向に延設されて
いる。係合ピン１６、１７はガイド溝５２、５３内を摺
動可能になっている。また、ガイド溝５２、５３には開
口５４、５５が設けられている。

【００２１】シャフト７上にはロータ２２が設けられて
いる。ロータ２２はスラストベアリング２３に当接され
ている。そして、スワッシュリング６に加わるピストン
側からの荷重をスラストベアリング２３、ばねにより受
けるようになっている。

【００２２】クランク室５には複数のシリンダボア２５
が設けられている。シリンダボア２５はシャフト７の周
方向に配設されている。各シリンダボア２５内にはピス
トン２６が往復動自在に配置されている。ピストン２６
には球状座面２７が設けられており、該球状座面２７に
はスワッシュリング６の端部に設けられた球２８が係合
されている。したがって、スワッシュリング６が傾斜し
て回転した際には、ピストン２６がシリンダボア２５内
を往復運動するようになっている。

【００２３】フロントハウジング３の端部にはクラッチ
部２９が設けられている。シャフト７に伝達される駆動
力は、クラッチ部２９のオン・オフにより伝達された
り、遮断されるようになっている。

【００２４】シリンダヘッド４の内部は、内壁３０によ
り吸入室３１と吐出室３２とに画成されている。吸入室
３１には吸入孔３３が開口されており、吐出室３２には
吐出孔３４が開口されている。吸入孔３３には吸入弁３
５が設けられている。また、吐出孔３４には吐出弁３６
が設けられている。ピストン２６が反シリンダヘッド側
に移動した際には吸入弁３５が開き吸入孔３３を介して
吸入室３１とシリンダボア２６内とが連通され流体（た
とえば二酸化炭素）が吸入される。また、ピストン２６
がシリンダヘッド４側に移動した際には吐出弁３６が開
き吐出孔３４を介してシリンダボア２６内と吐出室３２
とが連通され圧縮流体が吐出されるようになっている。
なお、吐出弁３６の開度はリテーナ３７により規制され
るようになっている。

【００２５】本実施態様においては、たとえば駆動モー
タや自動車のエンジン等の駆動源（図示略）からの回転
駆動力がシャフト７に伝達されると、該駆動力はピボッ
トピン１０を介してスワッシュリング６に伝達される。
そして、スワッシュリング６がシャフト７に傾角をもっ
た状態で回転されると、該スワッシュリング６に係合さ
れたピストン２６が往復動し、シリンダボア２５内で流
体（二酸化炭素）が圧縮されるようになっている。

【００２６】また、本実施態様のような可変容量型圧縮
機１によるときは、スワッシュリング６の内周に設けら
れた係合面１２にピボットピン１０の頭部１１が係合さ
れているので、該ピボットピン１０に対するスワッシュ
リング６の傾斜が許容される。また、シャフト７に軸方
向に延びるガイド溝５２、５３を設けるとともに、スワ
ッシュリング６に平行側面３８、３９を設け該平行側面
３８、３９にガイド溝５２、５３内を摺動可能な係合手
段としての係合ピン１６、１７が設けられているので、
係合ピン１６、１７の摺動によりシャフト７に対するス
ワッシュリング６の傾角を可変することができる。した
がって、センタスリーブを廃止し、部品点数の低減、傾
角構造の簡素化を達成することができるので、組み付け
作業性を向上しつつコストダウンを図ることができる。
さらに、センタスリーブを廃止すれば、従来のセンタス
リーブとシャフトおよびスワッシュリングとの嵌め合い
構造を廃止できるので、嵌め合い構造が少なくなる分装
置の振動や騒音を低減できる。

【００２７】また、シャフト７には、スワッシュリング
６の平行側面３８、３９と当接する平面部５０、５１が
設けられているので、シャフト７に対するスワッシュリ
ング６の相対回転を確実に抑止することができる。した
がって、ガイド溝５２、５３内における係合ピン１６、
１７の円滑な摺動を確保できる。

【００２８】また、上記のような可変容量型圧縮機１に
よるときは、スワッシュリングの最大傾角は、ガイド溝
５２、５３の端部５６、５７と係合ピン１６、１７との
係合により極めて正確に規制することができる。また、
スワッシュリング６の傾角が中間の傾角になるときは、
付勢手段４７によりスワッシュリング６が傾角減少方向
に付勢されるので、シリンダボア２５の内圧が高まって
もスワッシュリング６の傾角を所定の傾角に設定すれば
その変動を防止できる。したがって、圧縮機の吐出容量
の制御性を向上することができる。

【００２９】図１０は、本発明の第２実施態様に係る可
変容量型圧縮機のシャフト５８を示している。シャフト
５８の平面部５９、６０には、ガイド溝６１、６２が設
けられている。本実施態様のガイド溝６１、６２には、
開口は設けられていない。このため、ガイド溝６１、６
２内を係合ピン１６、１７が摺動するとガイド溝６１、
６２の一端６３、６４に当接することによりスワッシュ
リング６の最大傾角が規制される。一方、係合ピン１
６、１７がガイド溝６１、６２の他端６５、６６に当接
することによりスワッシュリング６の最大傾角が規制さ
れるようになっている。

【００３０】本実施態様においても、センタスリーブを
廃止しつつ、スワッシュリング６の傾角を可変すること
ができるので、部品点数の低減、組み付け作業性の向上
が可能になりコストダウンを達成することができる。ま
た、従来の圧縮機に比べて嵌め合い部を少なくすること
ができるので、圧縮機の振動、騒音の低減に寄与すると
ができる。

【００３１】さらに、本実施態様においては、スワッシ
ュリング６の最大傾角のみならず、最小傾角もガイド溝
６１、６２の他端６５、６６で規制することができるの
で、吐出容量の制御性を一層向上することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変容量
型圧縮機によるときは、シャフトに設けられたガイド溝
にスワッシュリングの係合ピンが摺動可能に係合されて
いるので、従来の可変容量型圧縮機において必要であっ
たセンタスリーブを廃止しつつ、スワッシュリングの傾
角を可変できる。したがって、部品点数の低減、組み付
け作業性の向上が可能となり圧縮機のコストダウンを達
成できる。また、センタスリーブの廃止に伴う嵌め合い
部の減少により、圧縮機の振動や騒音を大幅に抑制でき
る。

【００３３】さらに、スワッシュリングの最大、最小傾
角は、ガイド溝の端部と係合ピンとの当接により規制す
ることもできるので、吐出容量を正確に制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る可変容量型圧縮機
のスワッシュリングの傾角が最大傾角を示すときの可変
容量型圧縮機の縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施態様に係る可変容量型圧縮機
のスワッシュリングの傾角が中間傾角を示すときの可変
容量型圧縮機の縦断面図である。

【図３】本発明の第１実施態様に係る可変容量型圧縮機
のスワッシュリングの傾角が最小傾角を示すときの可変
容量型圧縮機の縦断面図である。

【図４】図１の可変容量型圧縮機のシャフトの平面図で
ある。

【図５】図４のシャフトのＶ−Ｖ方向からの矢視図であ
る。

【図６】図１の可変容量型圧縮機のスワッシュリングの
斜視図である。

【図７】図６のスワッシュリングの平面図である。

【図８】図７のスワッシュリングのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ
方向からの矢視図である。

【図９】図８のスワッシュリングのＩＸ−ＩＸ方向から
の矢視図である。

【図１０】本発明の第２実施態様に係る可変容量型圧縮
機のシャフトの平面図である。

【図１１】従来の可変容量型圧縮機の縦断面図である。

【図１２】従来の可変容量型圧縮機の部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１可変容量型圧縮機２ハウジング３フロントハウジング４シリンダヘッド５クランク室６スワッシュリング７、５８シャフト８、９ベアリング１０ピボットピン１１頭部１２係合面１３切り欠き部１４、１５孔１６、１７係合ピン１９、２０抜け防止手段としてのスナップリング２２ロータ２３スラストベアリング２５シリンダボア２６ピストン２７球状座面２８球２９クラッチ部３０内壁３１吸入室３２吐出室３３吸入孔３４吐出孔３５吸入弁３６吐出弁３７リテーナ３８、３９平行側面４０リング４１、４２突起４３、４４傾斜面４５、４６突き当て凸部４７付勢手段４８リング４９ばね５０、５１、５９、６０平面部５２、５３、６１、６２ガイド溝５４、５５開口５６、５７端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフトと、該シャフトに対して傾角を
もって一体的に回転する環状のスワッシュリングと、該
スワッシュリングに連結されシリンダボア内を往復動す
るピストンと、前記スワッシュリング内周に設けられた
球状の係合面に頭部が係合されスワッシュリングを支持
しつつ、シャフトからの駆動力を伝達するピボットピン
とを有する可変容量型圧縮機において、前記シャフトに
軸方向に延びるガイド溝を設けるとともに、前記スワッ
シュリングの内周に２つの平行側面を形成し、該平行側
面に前記ガイド溝内を摺動可能な係合手段を設けたこと
を特徴とする可変容量型圧縮機。
【請求項２】前記シャフトにスワッシュリングの平行
側面と当接する平面部が形成されており、該平行部にガ
イド溝が設けられている、請求項１の可変容量型圧縮
機。
【請求項３】前記ガイド溝の長手方向の端部でスワッ
シュリングの最大傾角を規制する、請求項１または２の
可変容量型圧縮機。
【請求項４】前記ガイド溝の長手方向の端部でスワッ
シュリングの最小傾角を規制する、請求項１ないし３の
いずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【請求項５】前記スワッシュリングのピストン連結側
に、シャフトに固定されたリングに当接してスワッシュ
リングの最小傾角を規制する突起が設けられている、請
求項１ないし３のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【請求項６】前記スワッシュリングの反ピストン連結
側に、該スワッシュリングを傾角減少方向に付勢する付
勢手段への突き当て凸部が設けられている、請求項１な
いし５のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【請求項７】前記スワッシュリングの係合孔の周囲に
切り欠き部が設けられている、請求項１ないし５のいず
れかに記載の可変容量型圧縮機。
【請求項８】前記係合手段がピンからなる請求項１な
いし７のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。