JP2003097424A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

可変容量型圧縮機

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JP2003097424A
JP2003097424A JP2001295779A JP2001295779A JP2003097424A JP 2003097424 A JP2003097424 A JP 2003097424A JP 2001295779 A JP2001295779 A JP 2001295779A JP 2001295779 A JP2001295779 A JP 2001295779A JP 2003097424 A JP2003097424 A JP 2003097424A
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shaft
rotor
variable displacement
displacement compressor
thrust bearing
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Yujiro Morita
雄二郎 森田
Jiro Iizuka
二郎 飯塚
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    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054—Actuating elements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラストベアリングに対するロータの片当り
を防止し、スラストベアリングの耐久性を向上し、耐久
性、信頼性に優れた可変容量型圧縮機を提供する。 【解決手段】 中央にシャフトが挿通され、該シャフト
に対して傾斜して回転可能な環状のスワッシュリング
と、該スワッシュリングを支持するとともにシャフトか
らの駆動力を伝達するピボットピンと、前記スワッシュ
リングの径方向に穿設された孔に挿入された連結ピンで
スワッシュリングと連結されシャフトの軸方向に移動可
能なセンタスリーブと、該センタスリーブに加わるスラ
スト荷重を受けるスラストベアリングとの間にロータを
有する可変容量型圧縮機において、前記ロータをシャフ
トと別体に構成するとともに、該ロータをシャフトに対
してすき間ばめし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斜して回転可能なスワ
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斜し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３に示すよ
うなものが知られている（特表２０００−５１０５４９
号公報）。図３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１
０１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が傾斜して回転することによりピス
トン１０２がシリンダボア１０１内を往復動するように
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４）。
【０００４】センタスリーブ１１０とシャフト１０３の
鍔部１１２との間にはばね１１３が設けられている。鍔
部１１２はスラストベアリング１１４に当接されてい
る。該スラストベアリング１１４により、ピストン側か
らシャフト１０３、センタスリーブ１１０に加わるスラ
スト荷重が受けら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の傾斜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１００においては、上述のよう
にピストン１０２の往復動に伴いピボットピン１０５を
介してシャフト１０３にスラスト荷重が加わることにな
るが、この際シャフト１０３に軸方向への傾きが発生す
るおそれがある。シャフト１０３に上記のような傾きが
発生すると、鍔部１１２がスラストベアリング１１４へ
片当りするおそれがある。このため、スラストベアリン
グ１１４へのスラスト荷重に偏りが生じ該スラストベア
リング１１４の耐久性が低下するおそれがある。
【０００７】また、近年の脱フロン化の要請により冷媒
として二酸化炭素を使用する空調装置が増えているが、
二酸化炭素を冷媒とした場合はシリンダボア１０１の内
圧がより高圧になるためスラストベアリング１１４が受
けるスラスト荷重も増大する。しかし、上記圧縮機１０
０のようにシャフト１０３に鍔部１１２を一体にした
（つまり、シャフト１０３にロータを一体にする。）場
合には、シャフト１０３の製造上の都合により鍔部１１
２の大径化が制限される。このため、スラストベアリン
グ１１４の径を大きくし許容負荷荷重を大きくすること
は困難である。また、スラストベアリング１１４の径を
大きくしたのでは、圧縮機の大型化、コストアップは避
けられない。
【０００８】本発明の課題は、装置の大型化、コストア
ップを防止しつつ、スラストベアリングの耐久性を向上
し、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルに用いても優
れた耐久性を発揮できる可変容量型圧縮機を提供するこ
とにある。
【０００９】
【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、中央にシャフトが挿
通され、該シャフトに対して傾斜して回転可能な環状の
スワッシュリングと、該スワッシュリングを支持すると
ともにシャフトからの駆動力を伝達するピボットピン
と、前記スワッシュリングの径方向に穿設された孔に挿
入された連結ピンでスワッシュリングと連結されシャフ
トの軸方向に移動可能なセンタスリーブと、該センタス
リーブに加わるスラスト荷重を受けるスラストベアリン
グとの間にロータを有する可変容量型圧縮機において、
前記ロータをシャフトと別体に構成するとともに、該ロ
ータをシャフトに対してすき間ばめしたことを特徴とす
るものからなる。
【００１０】上記ロータはシャフトと別体に構成されて
いるので、シャフトにはロータのセンタスリーブ側への
移動を規制する移動規制手段を設けることが好ましい。
たとえば、シャフトのロータ取付部よりもセンタスリー
ブ側に段差部を形成すれば移動規制手段を簡単に構成で
きる。
【００１１】上記シャフトにはロータのスラストベアリ
ング側への移動を規制する止め輪（たとえば、スナップ
リング）を設けることが好ましい。上記のような止め輪
を設ければ、ロータを常に正しい姿勢でスラストベアリ
ングに当接することができる。
【００１２】また、上記シャフトには、該シャフトの径
方向に突出しロータに係合する小突起を設けることが好
ましい。このような小突起は、たとえばシャフトに設け
られた穴に圧入されるピンから構成することができる。
上記のような小突起を設ければ、シャフトに対するロー
タの相対回転を防止することができるので、ロータの摩
耗を防止することができる。
【００１３】上記のような可変容量型圧縮機において
は、ロータとシャフトとは別体に構成されるとともに、
ロータはシャフトに対してすき間ばめされているので、
ロータを常に正しい姿勢でスラストベアリングに当接さ
せることができる。したがって、スラストベアリングに
加わるスラスト荷重の偏りが防止されスラストベアリン
グ、ひいては圧縮機の耐久性、信頼性を向上することが
できる。すなわち、ロータのシャフトの挿入孔の内径を
シャフトの外径よりも若干大きくし寸法差をもたせるこ
とにより、挿入孔の内径とシャフトの外径との間にはす
き間が形成される（すき間ばめ、または動きばめ）。こ
の結果、ロータとシャフトは相互に相対的に傾きが可能
になるので、シャフトに傾きが生じた場合でもロータの
傾きは防止されスラストベアリングへの片当りを防止で
きる。したがって、ロータは常に正しい姿勢でスラスト
ベアリングに当接されるので、スラストベアリングの受
けるスラスト荷重の偏りが防止され、耐久性を向上する
ことができる。
【００１４】
【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および図２は、本発明の一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。
【００１５】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。また、ピボット
ピン１０の反球状部側の端部はスワッシュリング６の径
方向に穿設された孔１３内に挿入されている。また、ス
ワッシュリング６の径方向に穿設された孔１４、１５に
は連結ピン１６、１７が挿入されている。連結ピン１
６、１７はシャフト７上を移動するセンタスリーブ１８
に連結されており、スワッシュリング６は連結ピン１
６、１７を支点として傾斜するようになっている。
【００１６】スワッシュリング６の孔１４、１５内には
連結ピン１６、１７の抜けを防止する抜け防止手段とし
てスナップリング１９、２０が設けられている。スナッ
プリング１９、２０は図２に示すように、連結ピン１
６、１７よりも外径側に設けられている。スナップリン
グ１９、２０の径は自然状態においては、孔１４、１５
の内径よりも若干大きく設定されている。したがって、
スナップリング１９、２０が孔１４、１５内に挿入され
た際には、該リング１９、２０の復元力が働きスナップ
リング１９、２０が孔１４、１５内の所定の位置に強固
に位置決めされるようになっている。
【００１７】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。ロータ２２の挿入孔３８にはシャフト７が挿通
されている。ロータ２２は、シャフト７に形成されたロ
ータ取付部３９にすき間ばめされている。つまり、挿入
孔３８の外径を、ロータ取付部３９よりも若干大きく形
成し寸法差をもたせることにより挿入孔３８とロータ取
付部３９との間にはすき間が形成されるようになってい
る。このため、シャフト７とロータ２２は相互に相対的
に傾き可能になっている。
【００１８】また、シャフト７のロータ取付部３９より
もセンタスリーブ側には段差部２１が形成されている。
本実施態様においては、該段差部２１にロータ２２が当
接することによりロータ２２のセンタスリーブ側への移
動が規制されている。つまり、段差部２１が移動規制手
段に構成されている。移動規制手段としては段差部２１
に代えてリング等を使用することもできる。
【００１９】ロータ取付部３９には、ロータ２２のスラ
ストベアリング側への移動を規制する止め輪としてのス
ナップリング４０が設けられている。また、ロータ取付
部３９には、ピン４１によりロータ２２に係合する小突
起が設けられている。ピン４１はロータ取付部３９に設
けられた穴４２に圧入されている。そして、ピン４１を
ロータ２２の溝４３に係合させることにより、シャフト
７に対するロータ２２の相対回転が防止されるようにな
っている。
【００２０】ロータ２２とセンタスリーブ１８との間に
は弾性部材２４（本実施態様においてはばね）が介装さ
れている。このため、センタスリーブ１８がロータ２２
側に移動した場合には弾性部材２４によりロータ２２が
スラストベアリング２３に向けて付勢されるようになっ
ている。
【００２１】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。そしてピストン２６
の往復動により、シャフト７、センタスリーブ１８、ロ
ータ２２に加わるスラスト荷重はスラストベアリング２
３により受られるようになっている。
【００２２】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。
【００２３】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２５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２５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。
【００２４】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が傾斜した状態で回転され
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内で流体が圧縮されるよ
うになっている。
【００２５】ピストン２６の往復動により、シャフト
７、センタスリーブ１８、ロータ２２にはスラスト荷重
が作用する。また、該スラスト荷重によりシャフト７に
は傾きが生じるおそれもある。
【００２６】しかし、本実施態様においては、シャフト
７とロータ２２は別体に構成されるとともに、ロータ２
２はシャフト７にすき間ばめされているので、ロータ２
２を常に正しい姿勢でスラストベアリング２３に当接す
ることができる。つまり、ロータ２２のシャフトの挿入
孔３８の内径をシャフト７のロータ取付部３９よりも若
干大きくし寸法差をもたせることにより挿入孔３８とロ
ータ取付部３９との間にはすき間が形成される。このた
め、シャフト７とロータ２２は相互に相対的に傾き可能
になっているので、シャフト７に傾きが生じてもロータ
２２の傾きが防止され、スラストベアリング２３への片
当りを防止できる。したがって、ロータ２２は常に正し
い姿勢で当接されるので、該スラストベアリング２３の
受けるスラスト荷重の偏りが防止され耐久性を向上でき
る。
【００２７】また、ロータ取付部３９にはスナップリン
グ４０が設けられており、該スナップリング４０によ
り、ロータ２２のスラストベアリング２３側への移動が
規制される。したがって、ロータ２２が必要以上に強く
スラストベアリング２３に当接するような不具合を防止
でき、ロータ２２の姿勢をより確実に正しく維持するこ
とができるので、一層効果的にスラストベアリング２３
の耐久性を向上できる。
【００２８】また、本実施態様においては、ロータ取付
部３９に設けられたピン４１にロータ２２が係合されて
おりシャフト７に対するロータ２２の相対回転を確実に
防止することができるので、ロータ２２の摩耗を防止す
ることができる。したがって、ロータ２２の耐久性も合
わせて向上することができる。
【００２９】
【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、ロータとシャフトが別体に構成
されるとともに、ロータはシャフトにすき間ばめされて
いるので、ロータのスラストベアリングに対する片当り
を防止し、常に正しい姿勢でロータをスラストベアリン
グに当接できる。したがってスラストベアリングに加わ
るスラスト荷重に偏りが防止されるので、スラストベア
リングの耐久性、ひいては圧縮機の耐久性、信頼性を向
上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る可変容量型圧縮機の
縦断面図である。
【図２】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３】従来の可変容量型圧縮機の縦断面図である。
【図４】図４の可変容量型圧縮機のスワッシュリングの
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 シャフト ８、９ ベアリング １０ ピボットピン １３ 孔 １４、１５ 孔 １６、１７ 連結ピン １８ センタスリーブ １９、２０ 抜け防止手段としてのスナップリング ２１ 段差部 ２２ ロータ ２３ スラストベアリング ２４ 弾性部材 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 挿入孔 ３９ ロータ取付部 ４０ スナップリング ４１ ピン ４２ 穴 ４３ 溝

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央にシャフトが挿通され、該シャフト
    に対して傾斜して回転可能な環状のスワッシュリング
    と、該スワッシュリングを支持するとともにシャフトか
    らの駆動力を伝達するピボットピンと、前記スワッシュ
    リングの径方向に穿設された孔に挿入された連結ピンで
    スワッシュリングと連結されシャフトの軸方向に移動可
    能なセンタスリーブと、該センタスリーブに加わるスラ
    スト荷重を受けるスラストベアリングとの間にロータを
    有する可変容量型圧縮機において、前記ロータをシャフ
    トと別体に構成するとともに、該ロータをシャフトに対
    してすき間ばめしたことを特徴とする可変容量型圧縮
    機。
  2. 【請求項２】 前記シャフトにロータのセンタスリーブ
    側への移動を規制する移動規制手段が設けられている、
    請求項１の可変容量型圧縮機。
  3. 【請求項３】 前記移動規制手段が段差部である、請求
    項２の可変容量型圧縮機。
  4. 【請求項４】 前記シャフトにロータのスラストベアリ
    ング側への移動を規制する止め輪が設けられている、請
    求項１または２の可変容量型圧縮機。
  5. 【請求項５】 前記シャフトに、該シャフトの径方向に
    突出しロータに係合する小突起が設けられている、請求
    項１ないし４のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
  6. 【請求項６】 前記小突起が、シャフトに設けられた穴
    に圧入されたピンである、請求項５の可変容量型圧縮
    機。
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