JP2979687B2 - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

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、特開昭６０−１７５７８
３号公報に開示されたものが知られている。この圧縮機
は、駆動軸に回転支持体が同期回転可能に支持され、回
転支持体との間に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斜角変位可
能に枢支されている。ヒンジ機構は、回転支持体に貫設
された長孔と、この長孔に係合され斜板から伸びるスイ
ングプレートに固着されたヒンジピンとからなる。ま
た、スリーブは、駆動軸の軸線方向に摺動可能に装備さ
れており、外周面には軸直角方向に突出するスリーブピ
ンにより斜板との間で円筒接触を維持している。斜板に
は揺動運動を往復動に変換する一対のシューを介してピ
ストンが係合されており、各ピストンは各シリンダボア
内に互いに平行にかつ所定間隔をおいて収容されてい
る。そして、シリンダブロックには、クランク室と吸入
室とを連通する連通孔が設けられており、この連通孔は
制御弁によって開閉される。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸の駆動に伴って所
定の傾斜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
ア内に流体が吸入され、流体は圧縮された後吐出室へ吐
出される。そして、吐出室へ吐出される流体の圧縮容量
は、制御弁によるクランク室内の圧力調整により制御さ
れる。すなわち、制御弁がクランク室の圧力を低下すれ
ば、ピストンに作用する背圧が下がることにより、斜板
の傾斜角が大きくなる。つまり、ヒンジピンが長孔内で
駆動軸から遠い位置へ変動するとともにスリーブが前進
し、斜板が前進しつつスリーブピンとの間で後方に揺動
し、斜板の傾斜角が大きくなる。これにより、ピストン
のストロークが伸長されて圧縮容量は大きくなる。

【０００４】逆に、制御弁がクランク室の圧力を高くす
れば、ピストンに作用する背圧が上がることにより、斜
板の傾斜角が小さくなり、ピストンのストロークが縮小
されて圧縮容量は大きくなる。これらの連続容量運転の
際、ピストンが所定のストロークで弁板と接近・離反を
繰り返すが、最もピストンが弁板と接近したときのクリ
アランスをトップクリアランスとする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記圧縮機で
は、斜板の傾斜角が最大でピストンのストロークが最
大、つまり圧縮機が最大容量のときに、ヒンジピンの支
点位置と、ピストンからピストンロッドを介して作用す
る圧縮反力の斜板上の作用点位置とがピストンの軸線上
にあるようになっている。このため、容量を減少すべく
斜板の傾斜角を小さくすると、斜板の作用点位置がピス
トンの軸線よりも上方へ移動するとともに、ヒンジピン
の支点位置がピストンの軸線よりも下方に移動し、ピス
トンの圧縮反力が斜板の傾斜角をさらに縮小するモーメ
ントとして作用することとなる。このため、最大容量か
ら最小容量への容量制御の応答性が過敏になる。逆に最
小容量から最大容量への容量制御の際には、前記モーメ
ントの影響により斜板の傾斜角を増大しにくく、応答性
に欠けることとなる。このため、シリンダブロックと、
スリーブの間に復帰バネが必要な場合もある。

【０００６】また、上記圧縮機では、ヒンジ機構におけ
る長孔の不可避の寸法精度誤差により、ピストンのトッ
プクリアランスが変化して圧縮効率の低下を生じ、長孔
とヒンジピンとの間隙が大きければ長孔とヒンジピンと
の衝突・離反により異音を生じる不具合もある。このた
め、本出願人は、先の出願（特願平２−２８６６７５）
において、新規な圧縮機を開示した。この圧縮機は、回
転支持体と斜板との間に回転駆動体を設け、この回転駆
動体に斜板を固着し、かつ新規なヒンジ機構を採用した
ものである。このヒンジ機構は、回転支持体から突出す
る支持アームに設けられた取付孔と、この取付孔に揺動
自在に装備されガイド孔が貫設された球体と、斜板と所
定のオフセット角度を維持して回転駆動体と固着されガ
イド孔に往復動可能に遊嵌された案内ピンとからなるも
のである。

【０００７】かかる球体、案内ピンをもつヒンジ機構を
採用した圧縮機では、ヒンジ機構における案内ピンの支
点位置と、斜板上の作用点位置とが常にほぼピストンの
軸線上に位置するため、容量を減少させる方向のモーメ
ントが作用せず、容量制御を円滑に行なうことができ
る。また、この圧縮機では、ヒンジ機構における球体の
回動により、不可避の寸法精度誤差が存在したとして
も、トップクリアランスの変化を生じず、案内ピンが衝
突・離反を起こすこともないため、圧縮効率の低下や異
音の不具合を解決することができる。

【０００８】しかしながら、上記球体、案内ピンをもつ
ヒンジ機構を採用した圧縮機にあっては、そのヒンジ機
構の構成により、ピストンのトップクリアランスが斜板
の最小傾斜角時から最大傾斜角時まで上方に凸な曲線で
近似できる変化を生じてしまう。このため、案内ピンが
斜板となすオフセット角度の設定如何によっては、例え
ば図６の曲線Ａで示すように、最小容量時に最適なトッ
プクリアランスＴＣを設定したとしても、最大容量時に
は無駄なトップクリアランスＴＣが生じたり、また曲線
Ｂで示すように、最大容量時に最適なトップクリアラン
スＴＣを設定したとしても、最小容量時には無駄なトッ
プクリアランスＴＣが生じたりし、トップクリアランス
ＴＣの変動幅が広いことから圧縮効率に問題を有する場
合があった。

【０００９】本発明は、容量制御を円滑に行なうととも
に、不可避の寸法精度誤差が存在する場合にも圧縮効率
の低下や異音の不具合を解決でき、かつ容量変化に伴う
トップクリアランスの変動幅を極小にすることにより好
適な圧縮効率を確保することを解決すべき課題とするも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の圧縮機は、上記課題を解決するため、ヒ
ンジ機構として、前記回転支持体から突出する支持アー
ムに設けられた取付孔と、該取付孔に少なくとも前後方
向へ揺動自在に装備されガイド孔が貫設された軸受と、
該斜板と所定のオフセット角度を維持して前記回転駆動
体と固着され該ガイド孔に往復動可能に嵌挿された案内
ピンとからなるものを採用し、該オフセット角度を、該
案内ピンの支点位置、上死点と対応する前記ピストンか
らの圧縮反力の該斜板上の作用点位置及び該斜板の最大
並びに最小傾斜角により、最大及び最小容量時における
該ピストンのトップクリアランスをともに等しく設定す
るという新規な手段を採用している。 （２）斜板とシューとが半径方向への変位を規制された
圧縮機の場合には、前記シリンダブロックの端面をｘ
軸、前記駆動軸の軸線をｙ軸、前記支点位置の座標を
（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、前記作用点位置のｙ座標をｈ₀ 、該駆
動軸における該斜板の揺動中心から該作用点位置までの
半径をＲ、該斜板の最大傾斜角をθ_max 、該斜板の最小
傾斜角をθ_min とし、 ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ）ｓｉｎθ_min とした場合、前記オフセット角度αは、α＝ｔａｎ^-1
｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝を満足し、該駆動
軸における該斜板の揺動中心と該斜板の中心線との交点
から該案内ピンの中心線までの距離ｌは、 ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）を満足す
る。 （３）斜板とシューとが半径方向への変位を許容された
圧縮機の場合には、前記シリンダブロックの端面をｘ
軸、前記駆動軸の軸線をｙ軸、前記支点位置の座標を
（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、前記作用点位置のｙ座標をｈ₀ 、前記
シリンダボアのピッチをＢＰ、該斜板の最大傾斜角をθ
_max 、該斜板の最小傾斜角をθ_min とし、 ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ）ｓｉｎθ_min とした場合、前記オフセット角度αは、 α＝ｔａｎ^-1 ｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝を
満足し、該駆動軸における該斜板の揺動中心と該斜板の
中心線との交点から該案内ピンの中心線までの距離ｌ
は、 ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）を満足す
る。

【００１１】

【作用】本発明の圧縮機では、斜板の傾斜角変更時に、
ヒンジ機構における案内ピンの支点位置の移動がないた
め、容量を減少させる方向のモーメントが斜板に作用し
ない。また、この圧縮機では、ヒンジ機構における軸受
の回動により、不可避の寸法精度誤差が存在したとして
も、トップクリアランスの変化を生じず、案内ピンが衝
突・離反を起こすこともない。

【００１２】さらに、この圧縮機では、軸受、案内ピン
をもつヒンジ機構の採用により、トップクリアランスが
斜板の最小傾斜角時から最大傾斜角時まで上方に凸な曲
線状の変化を生じても、回転駆動体上で案内ピンが斜板
となすオフセット角度の設定によって、最小容量時にお
けるトップクリアランスと最大容量時におけるトップク
リアランスとがともに等しく設定されている。このた
め、図６に前記曲線Ａ、Ｂとともに本発明の圧縮機にお
ける曲線Ｅを表せば、曲線Ｅでは、最小容量時から最大
容量時までのトップクリアランスＴＣの最上点が曲線
Ａ、Ｂよりも低下することによりトップクリアランスＴ
Ｃの変動幅が極小とされている。

【００１３】斜板とシューとが半径方向への変位を規制
された圧縮機の場合及び斜板とシューとが半径方向への
変位を許容された圧縮機の場合には、一定のａ₁ 、
ａ₂ 、ｂ ₁ 、ｂ₂ の下で、オフセット角度αと距離ｌと
を一定条件で満足させれば、最小容量時におけるトップ
クリアランスと最大容量時におけるトップクリアランス
とを適正値で等しくすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１、２を図
面を参照しつつ説明する。 （実施例１）この圧縮機は、図１に示すように、複数の
シリンダボア１ａを有するシリンダブロック１が中央部
に配置されており、その前方端は密閉状のクランク室２
ａを形成してフロントハウジング２により閉塞され、そ
の後方端は弁板１２を介してリヤハウジング３により閉
塞されている。リヤハウジング３には、シリンダボア１
ａと連通する吸入室３ａ及び吐出室３ｂが設けられてい
る。そして、シリンダブロック１の中心軸孔には駆動軸
４が挿嵌支承されており、この駆動軸４にはクランク室
２ａ内に回転支持体５が同期回転可能に支持されてい
る。回転支持体５にはヒンジ機構Ｋを介して回転駆動体
１１が支承されている。

【００１５】ヒンジ機構Ｋでは、回転支持体５から軸方
向後方に突出する支持アーム６に取付孔６ａが貫設され
ており、この取付孔６ａにはレース８が固着され、レー
ス８には係合する球体９が揺動可能に装備されている。
球体９にはガイド孔９ａが貫設されており、このガイド
孔９ａには案内ピン１０が往復動可能に支持されてい
る。また、回転駆動体１１には後述する斜板１５と所定
のオフセット角度αで取付孔１１ａが貫設されており、
この取付孔１１ａに該案内ピン１０が圧入されている。

【００１６】回転駆動体１１の後方には斜板１５が締付
リング１６により固着されている。この斜板１５は両面
に駆動軸４の軸線を中心とするリング状の支持レール１
５ｃ、１５ｃが形成されており、支持レール１５ｃ、１
５ｃには周方向に軸線をもつ半円柱状の内シュー１７、
１７が係合されている。こうして斜板１５と内シュー１
７、１７とは半径方向への変位が規制されている。ま
た、内シュー１７、１７の外周面には内面が半円柱状に
抉られ外面が半径方向に軸線をもつ半円柱状の外シュー
１８、１８が係合されている。外シュー１８、１８の外
周面は、ピストン１９の首部に形成された斜板通過溝１
９ａにおける互いに対向する円柱状に抉られた側面と係
合されている。こうして、斜板１５に内シュー１７、１
７及び外シュー１８、１８を介して係留される複数のピ
ストン１９は、各シリンダボア１ａ内を往復動可能に収
納されている。

【００１７】また、回転駆動体１１は駆動軸４との間に
スリーブ１３が介在されている。このスリーブ１３は駆
動軸４の軸線方向にばね２０、２１を介して摺動可能に
装備されており、外面には軸直角方向にスリーブピン１
４が突設されている。このスリーブピン１４が回転駆動
体１１の図示しない取付孔に係合されている。こうして
斜板１５は、回転支持体５及び回転駆動体１１を介して
駆動軸４と同期回転可能になされているとともに、ヒン
ジ機構Ｋ及びスリーブ１３を介して傾斜角変位可能に枢
支されている。ここで、スリーブピン１４は、駆動軸４
上における斜板１５の揺動中心を構成する。

【００１８】さらに、リヤハウジング３には、クランク
室２ａの圧力を調整する制御弁２１、２１が装備されて
いる。この圧縮機においては、駆動軸４の駆動に伴って
斜板１５が回転すると、各ピストン１９と外シュー１
８、１８を介して係合する内シュー１７、１７は斜板１
５に対して支持レール１５ｃ、１５ｃ上を周方向に摺動
し、各ピストン１９がシリンダボア１ａ内で往復動し、
これにより吸入室３ａからシリンダボア１ａ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３ｂへ吐
出される。このとき吐出室３ｂへ吐出される冷媒ガスの
圧縮容量は、制御弁２１、２１によるクランク室２ａ内
の圧力調整により制御される。

【００１９】すなわち、例えば制御弁２１、２１がクラ
ンク室２ａの圧力を低下させれば、ピストン１９に作用
する背圧が下がることにより、斜板１５の傾斜角θが大
きくなる。つまり、球体９がレース８と摺動することに
より案内ピン１０を前方へ揺動させ、回転駆動体１１が
スリーブピン１４を中心に右方向に揺動するとともにス
リーブ１３がばね２１に抗して前進し、案内ピン１０が
ガイド孔９ａ内に入る方向へ摺動し、斜板１５の傾斜角
が大きくなる。そして、外シュー１８、１８は内シュー
１７、１７に対して周方向で摺動するとともにピストン
１９の斜板通過溝１９ａ内で半径が小さくなる方向へ摺
動する。このため、ピストン１９のストロークが伸長さ
れて圧縮容量は大きくなる。そして、斜板１５の傾斜角
θが最大になれば、圧縮機は最大容量で運転を継続す
る。

【００２０】逆に、制御弁２１、２１がクランク室２ａ
の圧力が高くすれば、ピストン１９に作用する背圧が上
がることにより、斜板１５の傾斜角θが小さくなる。つ
まり、球体９がレース８と摺動することにより案内ピン
１０を後方へ揺動させ、回転駆動体１１がスリーブピン
１４を中心に左方向に揺動するとともにスリーブ１３が
ばね２０に抗して後退し、案内ピン１０がガイド孔９ａ
内から抜ける方向へ摺動し、斜板１５の傾斜角が小さく
なる。そして、外シュー１８、１８は内シュー１７、１
７に対して周方向で摺動するとともにピストン１９の斜
板通過溝１９ａ内で半径が大きくなる方向へ摺動する。
このため、ピストン１９のストロークが短縮されて圧縮
容量は小さくなる。そして、斜板１５の傾斜角θが最小
になれば、圧縮機は最小容量で運転を継続する。

【００２１】かかる運動中、この圧縮機では、案内ピン
１０の支点位置Ｐはほとんど変動せず、上死点と対応す
るピストン１９から圧縮反力を受ける斜板１５上の作用
点位置Ｑと支点位置Ｐとは常にほぼピストン１９の軸線
上に位置する。このため、この圧縮機では、支点が変化
することによるモーメントが作用せず、容量制御を円滑
に行なうことができる。

【００２２】また、この圧縮機では、ヒンジ機構Ｋにお
ける球体９の回動により、不可避の寸法精度誤差が存在
したとしても、トップクリアランスＴＣの変化を生じ
ず、案内ピン１０が衝突・離反を起こすこともないた
め、圧縮効率の低下や異音の不具合を解決することがで
きる。さらに、この圧縮機では、図２に示すように、案
内ピン１０が斜板１５となすオフセット角度αは、案内
ピン１０の支点位置Ｐ、作用点位置Ｑ及び斜板１５の最
大傾斜角θ_max 並びに最小傾斜角θ_min により、最大及
び最小容量時におけるトップクリアランスＴＣとをとも
に適正値にすべく設定されている。

【００２３】すなわち、シリンダブロック１の端面をｘ
軸、駆動軸４の軸線をｙ軸、支点位置Ｐの座標を
（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、作用点位置Ｑのｙ座標をｈ₀ 、スリー
ブピン１４の中心から作用点位置Ｑまでの半径をＲ、オ
フセット角度をα、斜板１５の中心線とスリーブピン１
４の中心との交点から案内ピン１０の中心線までの距離
をｌとする。このとき、トップクリアランスＴＣは次式
で表される。

【００２４】 ＴＣ＝Ｐ_y −ｈ−ｈ₀ ……式（１） また、 ｈ＝ｈ₁ ＋ｈ₂ ＋ｈ₃ ……式（２） ここで、 ｈ₁ ＝Ｒｓｉｎθ ｈ₂ ＝ｌｃｏｓθ ｈ₃ ＝（Ｐ_x −ｌｓｉｎθ）ｔａｎ（α−θ） ……式（３） であるから、式（１）に式（２）、（３）を代入して、 ＴＣ＝Ｐ_y −ｈ₀ −｛Ｒｓｉｎθ＋ｌｃｏｓθ ＋（Ｐ_x −ｌｓｉｎθ）ｔａｎ（α−θ）｝ ……式（４） ｔａｎ（α−θ）＝（ｔａｎα−ｔａｎθ）／（１＋ｔａｎαｔａｎθ）であ るから、式（４）は以下のように変形できる。

【００２５】 （Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ−ＴＣ）（１＋ｔａｎαｔａｎθ） ＝ｌｃｏｓθ＋ｌｓｉｎθｔａｎα＋Ｐ_x ｔａｎα−ｌｓｉｎθｔａｎα −Ｐ_x ｔａｎθ＋ｌｓｉｎθｔａｎθ Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ−ＴＣ＋Ｐ_x ｔａｎθ ＝｛−Ｐ_x −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ−ＴＣ）ｔａｎθ｝ｔａｎα ＋ｌ／ｃｏｓθ （Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ−ＴＣ＋Ｐ_x ｔａｎθ）ｃｏｓθ ＝｛Ｐ_x ｃｏｓθ−（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ−ＴＣ）ｓｉｎθ｝ｔａｎα ＋ｌ ……式（５） ここで、傾斜角θが最大傾斜角θ_max から最小傾斜角θ
_minまで変化した場合のトップクリアランスＴＣの変動
幅を最小にするためには、 θ＝θ_max のときＴＣ＝０ θ＝θ_min のときＴＣ＝０ ……式（６） を満足すればよい。よって式（５）に条件として式（６）を代入し、 ａ₁ ＝ａ₂ ｔａｎα＋ｌ ｂ₁ ＝ｂ₂ ｔａｎα＋ｌ ……式（７） を得る。但し、ここに ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ）ｓｉｎθ_min ……式（８） よって、 α＝ｔａｎ^-1｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝ ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ） ……式（９） となる。

【００２６】つまり、式（８）において支点位置Ｐ（Ｐ
_x ，Ｐ_y）、作用点位置Ｑの位置ｈ ₀ 、最大傾斜角θ_max
並びに最小傾斜角θ_min 及び半径Ｒを決定すれば、式
（９）により、最適なオフセット角度αと距離ｌとが設
定される。そして、これらオフセット角度α及び距離ｌ
の下、遊び分のトップクリアランスを考慮すれば、最小
容量時におけるトップクリアランスＴＣと最大容量時に
おけるトップクリアランスＴＣとを等しい適正値にする
ことができる。

【００２７】例えば、Ｐ_x ＝３３（ｍｍ）、Ｐ_y ＝８７
（ｍｍ）、ｈ₀ ＝５４（ｍｍ）、θ _max ＝２２°、θ
_min ＝３．１３°、Ｒ＝３６（ｍｍ）とすれば、α＝１
６．３３°、ｌ＝２３．６３（ｍｍ）が得られる。この
ときの傾斜角θ（ｄｅｇ）とトップクリアランスＴＣ
（ｍｍ）との関係を示せば、図３のようになる。図３か
らわかるように、この圧縮機では、最小容量時から最大
容量時までのトップクリアランスＴＣの最上点が低下す
ることによりトップクリアランスＴＣの変動幅が約０．
２８５（ｍｍ）と極小とされている。

【００２８】したがって、この圧縮機では、容量変化に
伴うトップクリアランスＴＣの変動幅を極小にすること
ができ、好適な圧縮効率を確保することができる。な
お、この圧縮機では、上記手段によりオフセット角度α
及び距離ｌを設定した場合、中間容量域におけるトップ
クリアランスＴＣが最大及び最小容量時におけるトップ
クリアランスＴＣを超えるように支点位置Ｐを設定する
ことにより、ピストン１９と弁板１２との干渉が防止さ
れる。 （実施例２）この圧縮機は、図４に示すように、斜板３
１とシュー３２、３２とが半径方向への変位を許容され
たものである。すなわち、斜板３１として平板状のもの
を採用し、シュー３２、３２として内面が平面のものを
採用し、ピストン３３として斜板通過溝３３ａにシュー
３２、３２の外面と係合する球面状に抉られた側面をも
つものを採用したものである。他の構成は実施例１のも
のと同一であるため説明を省略する。

【００２９】この圧縮機においても、実施例１の圧縮機
と同様に、冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出を行なう。但
し、この圧縮機では、駆動軸４の駆動に伴って斜板３１
が回転すると、各ピストン３３と係合するシュー３２、
３２が斜板３１に対して楕円軌道を描きながら周方向に
摺動する。そして、容量制御の際には、シュー３２、３
２は斜板３１に対して半径方向に摺動する。

【００３０】また、この圧縮機では、図５に示すよう
に、案内ピン１０が斜板３１となすオフセット角度α
は、案内ピン１０の支点位置Ｐ、上死点と対応するピス
トン３３からの圧縮反力の斜板３１上の作用点位置Ｑ及
び斜板３１の最大傾斜角θ_max 並びに最小傾斜角θ_min
により、最大及び最小容量時におけるトップクリアラン
スＴＣをともに適正値にすべく設定されている。

【００３１】すなわち、実施例１と同様に、シリンダブ
ロック１の端面をｘ軸、駆動軸４の軸線をｙ軸、支点位
置Ｐの座標を（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、作用点位置Ｑのｙ座標を
ｈ₀ 、スリーブピン１４の中心から作用点位置Ｑまでの
距離となるシリンダボア１ａのピッチをＢＰ、オフセッ
ト角度をα、斜板３１の中心線とスリーブピン１４の中
心との交点から案内ピン１０の中心線までの距離をｌと
する。このとき、トップクリアランスＴＣは次式で表さ
れる。

【００３２】 ＴＣ＝Ｐ_y −ｈ−ｈ₀ ……式（１１） また、 ｈ＝ｈ₁ ＋ｈ₂ ＋ｈ₃ ……式（１２） ここで、 ｈ₁ ＝ＢＰｔａｎθ ｈ₂ ＝ｌｃｏｓθ ｈ₃ ＝（Ｐ_x −ｌｓｉｎθ）ｔａｎ（α−θ） ……式（１３） であるから、式（１１）に式（１２）、（１３）を代入して、 ＴＣ＝Ｐ_y −ｈ₀ −｛ＢＰｔａｎθ＋ｌｃｏｓθ ＋（Ｐ_x −ｌｓｉｎθ）ｔａｎ（α−θ）｝……式（１４） ｔａｎ（α−θ）＝（ｔａｎα−ｔａｎθ）／（１＋ｔａｎαｔａｎθ）であ るから、式（１４）は以下のように変形できる。

【００３３】 （Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ−ＴＣ）（１＋ｔａｎαｔａｎθ） ＝ｌｃｏｓθ（１＋ｔａｎαｔａｎθ） ＋（Ｐ_x −ｌｓｉｎθ）（ｔａｎα−ｔａｎθ） （Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ−ＴＣ）（１＋ｔａｎαｔａｎθ） ＝ｌｃｏｓθ＋ｌｓｉｎθｔａｎα＋Ｐ_x ｔａｎα−Ｐ_x ｔａｎθ −ｌｓｉｎθｔａｎα＋ｌｓｉｎθｔａｎθ Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ−ＴＣ＋Ｐ_x ｔａｎθ ＝｛Ｐ_x −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ−ＴＣ）ｔａｎθ｝ｔａｎα ＋ｌ／ｃｏｓθ （Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ−ＴＣ＋Ｐ_x ｔａｎθ）ｃｏｓθ ＝｛Ｐ_x ｃｏｓθ−（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ −ＴＣ）ｓｉｎθ｝ｔａｎα＋ｌ ……式（１５） ここで、傾斜角θが最大傾斜角θ_max から最小傾斜角θ_min まで変化した場合 のトップクリアランスＴＣの変動幅を最小にするためには、 θ＝θ_max のときＴＣ＝０ θ＝θ_min のときＴＣ＝０ ……式（１６） を満足すればよい。よって式（１５）に条件として式（１６）を代入し、 ａ₁ ＝ａ₂ ｔａｎα＋ｌ ｂ₁ ＝ｂ₂ ｔａｎα＋ｌ ……式（１７） を得る。但し、ここに ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ）ｓｉｎθ_min ……式（１８） よって、 α＝ｔａｎ^-1｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝ ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ） ……式（１９） となる。

【００３４】つまり、この圧縮機おいても、式（１８）
において支点位置Ｐ（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、作用点位置Ｑの位
置ｈ₀ 、最大傾斜角θ_max 並びに最小傾斜角θ_min 及び
ボアピッチＢＰを決定すれば、式（１９）により、最適
なオフセット角度αと距離ｌとが設定される。そして、
これらオフセット角度α及び距離ｌの下、遊び分のトッ
プクリアランスを考慮すれば、最小容量時におけるトッ
プクリアランスＴＣと最大容量時におけるトップクリア
ランスＴＣとをともに等しい適正値にすることができ
る。

【００３５】したがって、この圧縮機においても、実施
例１のものと同様の効果を得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、軸受と案内ピンとをもつヒンジ機構を採用し、最大
及び最小容量時におけるトップクリアランスをともに適
正値にすべく、案内ピンが斜板となすオフセット角度を
設定しているため、容量制御を円滑に行なうとともに、
不可避の寸法精度誤差が存在する場合にも圧縮効率の低
下や異音の不具合を解決でき、かつ容量変化に伴うトッ
プクリアランスの変動幅を極小にすることにより好適な
圧縮効率を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例１の圧縮機における要部模式図である。

【図３】実施例１の圧縮機における斜板の傾斜角とトッ
プクリアランスとの関係を示す曲線図である。

【図４】実施例２の圧縮機の縦断面図である。

【図５】実施例２の圧縮機における要部模式図である。

【図６】先に開示した圧縮機及び本発明の圧縮機におけ
る斜板の傾斜角とトップクリアランスとの関係を示す曲
線図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２、３…ハウジング ２
ａ…クランク室 ３ａ…吸入室 ３ｂ…吐出室 １
ａ…シリンダボア １９、３３…ピストン ４…駆動軸 ５
…回転支持体 Ｋ…ヒンジ機構 ６…支持アーム ６
ａ…取付孔 ９…球体 ９ａ…ガイド孔 １
０…案内ピン １３…スリーブ １５、３１…斜板 １
１…回転駆動体 １７、１８、３２…シュー θ
…傾斜角 α…オフセット角度 Ｐ…支点位置 Ｑ
…作用点位置 θ_max …最大傾斜角 θ_min …最小傾斜角 ＴＣ…トップクリアランス ｌ…斜板の中心線とスリーブの枢軸中心との交点から案
内ピンの中心線までの距離

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク室、吸入室、吐出室及びこれらと
   接続された複数のシリンダボアがハウジングに区画形成
   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
   駆動軸には該クランク室内に位置する回転支持体が同期
   回転可能に支持され、該回転支持体との間にヒンジ機構
   を介して斜板が同期回転及び傾斜角変位可能に枢支さ
   れ、該斜板と該ピストンとの間には該斜板の揺動運動を
   各該ピストンの往復動に変換するシューが介装され、該
   斜板の傾斜角を制御して圧縮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であって、 前記ヒンジ機構は、前記回転支持体から突出する支持ア
   ームに設けられた取付孔と、該取付孔に少なくとも前後
   方向へ揺動自在に装備されガイド孔が貫設された軸受
   と、該斜板と所定のオフセット角度を維持して前記回転
   駆動体と固着され該ガイド孔に往復動可能に嵌挿された
   案内ピンとからなり、 該オフセット角度は、該案内ピンの支点位置、上死点と
   対応する前記ピストンからの圧縮反力の該斜板上の作用
   点位置及び該斜板の最大並びに最小傾斜角により決定さ
   れ、最大及び最小傾斜角時における該ピストンのトップ
   クリアランスをともに等しくなるように設定されている
   ことを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】前記斜板と前記シューとが半径方向への変
   位を規制された容量可変型斜板式圧縮機であって、 前記シリンダブロックの端面をｘ軸、前記駆動軸の軸線
   をｙ軸、前記支点位置の座標を（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、前記作
   用点位置のｙ座標をｈ₀ 、該駆動軸における該斜板の揺
   動中心から該作用点位置までの半径をＲ、該斜板の最大
   傾斜角をθ_max、該斜板の最小傾斜角をθ_min とし、 ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −Ｒｓｉｎθ_min ）ｓｉｎθ_min とした場合、前記オフセット角度αは、 α＝ｔａｎ^-1 ｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝を
   満足し、該駆動軸における該斜板の揺動中心と該斜板の中心線と
   の交点 から該案内ピンの中心線までの距離ｌは、 ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）を満足す
   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。
3. 【請求項３】前記斜板と前記シューとが半径方向への変
   位を許容された容量可変型斜板式圧縮機であって、 前記シリンダブロックの端面をｘ軸、前記駆動軸の軸線
   をｙ軸、前記支点位置の座標を（Ｐ_x ，Ｐ_y ）、前記作
   用点位置のｙ座標をｈ₀ 、前記シリンダボアのピッチを
   ＢＰ、該斜板の最大傾斜角をθ_max 、該斜板の最小傾斜
   角をθ_min とし、 ａ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ＋Ｐ_x ｔａｎθ_max ）ｃｏｓθ_max ａ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_max −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_max ）ｓｉｎθ_max ｂ₁ ＝（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ＋Ｐ_x ｔａｎθ_min ）ｃｏｓθ_min ｂ₂ ＝Ｐ_x ｃｏｓθ_min −（Ｐ_y −ｈ₀ −ＢＰｔａｎθ_min ）ｓｉｎθ_min とした場合、前記オフセット角度αは、 α＝ｔａｎ^-1 ｛（ａ₁ −ｂ₁ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）｝を
   満足し、該駆動軸における該斜板の揺動中心と該斜板の中心線と
   の交点 から該案内ピンの中心線までの距離ｌは、 ｌ＝（ａ₂ ｂ₁ −ａ₁ ｂ₂ ）／（ａ₂ −ｂ₂ ）を満足す
   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。
4. 【請求項４】前記斜板と前記駆動軸との間にはスリーブ
   が介在され、該スリーブは該駆動軸に対して軸線方向に
   摺動可能に装備されるとともに、該斜板は該スリーブに
   対して揺動可能に枢支されていることを特徴とする請求
   項１から請求項３のいずれか１項記載の容量可変型斜板
   式圧縮機。