JPH05551B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は両頭ピストンを備えた可変容量型斜板
式圧縮機に関するものである。

（従来の技術） 特開昭58−162782号公報に開示されている両頭
ピストン式圧縮機では斜板が回転軸と一体的に回
転可能かつ前後に揺動可能に支持されており、こ
の斜板の傾角が冷房負荷を反映する吸入圧情報に
基づいて制御されるようになつている。しかしな
がら、斜板の揺動中心が回転軸上の固定位置に設
定されているため、両頭ピストンの圧縮行程上死
点が前後両圧縮室のいずれにおいても斜板傾角に
応じて変動し、斜板傾角が零側に近い小容量側の
圧縮作用領域では実質的な圧縮及び吐出を行なう
ことができない。

本願出願人はこの欠点を改良した圧縮機を特願
昭62−298630号で出願している。この圧縮機にお
ける斜板の揺動中心は両頭ピストンを収容するシ
リンダブロツクのシリンダボアと対応する回転軸
の半径方向位置に設定されており、これにより両
頭ピストンの一側のシリンダボアにおける圧縮行
程上死点が定位置に規定され、斜板傾角が零側に
近い小容量側の圧縮作用領域でも実質的な圧縮及
び吐出が行われる。

（発明が解決しようとする課題） 斜板傾角は吐出圧領域又は吸入圧領域に切換接
続される制御圧室の容積を変える摺動制御体及び
斜板を介して前後両シリンダボア内の圧力による
斜板揺動力と制御圧室内の圧力との対抗により制
御されるようになつており、摺動制御体は回転軸
上に摺動可能に支持されている。この圧力対抗に
より揺動する斜板が回転軸に付与する作用力は回
転軸とシリンダブロツクとの間に介在されたスラ
ストベアリングを介してシリンダブロツクに受け
止められるようになつており、それ故にスラスト
ベアリングに過大な負荷が掛かるとスラストベア
リングの早期の機能低下が避けられない。

本発明は、両頭ピストンを収容する一方のシリ
ンダボアにおける圧縮行程上死点を定位置とする
可変容量型圧縮機の回転軸に対する斜板の作用力
を受け止める前記スラストベアリングの信頼性低
下を回避することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） そのために本発明では、冷媒ガス圧縮により生
じる斜板揺動力と制御圧室内の圧力とを斜板及び
摺動制御体を介して対抗させ、この対抗により揺
動される斜板側にはガイドピンを取り付けると共
に、回転軸側には前記ガイドピンとガイド関係を
持つガイド孔を設け、回転軸の軸中心を横切る位
置に前記ガイド孔を設定した。

（作用） 回転軸に対する斜板の作用力は斜板側のガイド
ピンと回転軸側のガイド孔との係合関係を介して
スラストベアリングへ伝達し、スラストベアリン
グに対する作用位置はガイドピンとガイド孔との
係合位置に規定される。この係合位置が回転軸の
軸中心から離れると、斜板の作用力はスラストベ
アリングに対して偏荷重として働き、回転軸周り
の複数のスラストベアリングにて斜板の作用力を
均等に受け止めることができなくなる。そのた
め、前記係合位置が回転軸の軸中心から離れる程
に偏荷重が大きくなり、スラストベアリングに対
する負荷が過大となるが、ガイド溝が回転軸の軸
中心を横切る構成では、回転軸の軸中心からの前
記係合位置の離間量を少なくすることができる。
従つて、スラストベアリングに対する負荷を極力
抑制することができ、スラストベアリングの信頼
性を高めることができる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基
づいて説明する。

シリンダブロツク１の前後両端面にはフロント
ハウジング２及びリヤハウジング３が接合固定さ
れており、フロントハウジング２及びシリンダブ
ロツク１には回転軸４がフロント軸部４ａを介し
て可能可能に支持されている。フロント軸部４ａ
の内端側にはリヤ軸部４ｂがベアリング受け板３
１及び連結体５，６を介して連結固定されている
と共に、連結体５，６にはガイド孔５ａ，６ａが
形成されており、ベアリング受け板３１とシリン
ダブロツク１の内端面との間にはスラストベアリ
ング３２が介在されている。

リヤ軸部４ｂにはガイドブツシユ７がスライド
可能に嵌合されていると共に、リヤ軸部４ｂ先端
とガイドブツシユ７内端との間には押圧ばね８が
介在されている。ガイドブツシユ７の基端部７ａ
は球面状に形成されており、この球面部７ａには
斜板９が回動可能に嵌合されている。斜板９の前
面にはブリツジ９ａが形成されていると共に、そ
の中間部にはガイドピン９ｂが両側方へ突出する
ように嵌着されており、ガイドピン９ｂの両端部
には回転子９ｃが取付けられている。ブリツジ９
ａは両連結体５，６間に挟入されていると共に、
両回転子９ｃが連結体５，６のガイド孔５ａ，６
ａに嵌入されており、これにより斜板９が斜板室
１ａ内で回転軸４と共に回転する。

回転軸４、斜板９及びガイドブツシユ７は、ガ
イドピン９ｂとガイド孔５ａ，６ａとのガイド関
係及び前後にスライド可能なガイドブツシユ７に
対する斜板９の回動可能関係をもつて互いに連結
しており、これにより斜板９がガイドブツシユ７
のスライドに伴つて揺動可能であり、この揺動中
心Ｃが斜板９の周縁側に設定されている。斜板９
の回転軌跡上にて対応形成されたフロント側シリ
ンダボア１ｂ及びリヤ側シリンダボア１ｃ内には
両頭ピストン１０が収容されていると共に、これ
ら複数の両頭ピストン１０と斜板９とはシユー１
１，１２を介して係合しており、両頭ピストン１
０が斜板９の回転に伴つて前後に往復動する。

シリンダブロツク１と前後両ハウジング２，３
との間には区画プレート１３，１４及び弁形成プ
レート１５，１６が介在されており、前後両ハウ
ジング２，３内には吸入室１７，１８及び吐出室
１９，２０が区画形成されている。外部冷媒ガス
回路を構成する吸入管路２１内の冷媒ガスは両頭
ピストン１０の往復動に伴つて入口２２から斜板
室１ａへ入り、フロント側吸入通路１ｄ及びリヤ
側吸入通路１ｅ、フロント側吸入室１７及びリヤ
側吸入室１８、吸入弁１５ａ，１６ａにより開閉
される吸入ポート１３ａ，１４ａを経てフロント
側圧縮室Pf及びリヤ側圧縮室Prへ吸入されて圧
縮作用を受ける。そして、両圧縮室Pf，Prから
吐出弁２９，３０により開閉される吐出ポート１
３ｂ，１４ｂを経て両吐出室１９，２０へ吐出さ
れた冷媒ガスは吐出通路１ｆへ流出すると共に、
吐出通路１ｆを経て出口２３から排出される。

斜板９の揺動中心Ｃは斜板９の周縁側に設定さ
れていると共に、リヤ側シリンダボア１ｃ寄りに
設定されており、これによりフロント側圧縮室
Pfにおける両頭ピストン１０の圧縮行程上死点
は斜板９の傾角に応じて変動するが、リヤ側圧縮
室Prにおける両頭ピストン１０の圧縮行程上死
点が第１，３図に示す定位置に規定される。従つ
て、フロント側圧縮室Pfでは斜板傾角が小さい
場合には実質的な吸入及び吐出を伴わない圧縮及
び膨脹が行われるだけであるが、圧縮行程上死点
一定のリヤ側圧縮室Prでは斜板９の傾角に関わ
りなく吸入及び吐出を伴う実質的な圧縮が行われ
る。

リヤ側吸入室１８内にはスプール形状の摺動制
御体２４が前後方向へスライド可能に嵌入されて
おり、そのフランジ部２４ａによりリヤ側吸入室
１８の一部が制御圧室１８ａに区画形成されてい
ると共に、筒部１８ｂがスラストベアリング２５
及びラジアルベアリング２６を介してガイドブツ
シユ７に相対回転可能に支持されている。これに
より制御圧室１８ａ内の圧力が摺動制御体２４、
ガイドブツシユ７及び斜板９を介してフロント側
圧縮室Pf内の圧力及びリヤ側圧縮室Pf内の圧力
により生じる斜板揺動力と押圧ばね８のばね力と
に対抗する。

制御圧室１８ａは吐出圧領域のリヤ側吐出室２
０に連通していると共に、容量制御弁機構２７を
介して吸入圧領域の斜板室１ａに接続しており、
吸入管路２１内の吸入圧に基づく弁体２８の開閉
により制御圧室１８ａが吐出圧相当の高圧又は吸
入圧相当の低圧に切換制御され、斜板９が第１図
に示す傾角最大位置と第３図に示す傾角最小位置
とに揺動配置される。

この揺動は回転軸４側のガイド孔５ａ，６ａと
斜板９側の回転子９ｃとの係合を介して案内さ
れ、この案内作用をもたらすガイド孔５ａ，６ａ
は回転軸４の軸中心ｌに対して斜交している。さ
らに、斜板９の傾角増大時に係合するガイド孔５
ａ，６ａと回転子９ｃとの係合部位Ｋが軸中心ｌ
を横切るようにガイド孔５ａ，６ａの位置が設定
されており、斜板９が第３図の傾角位置から第１
図の傾角位置へ揺動する際には係合部位Ｋが軸中
心ｌを横切る。

係合部位Ｋを介して回転軸４側に作用する力Ｆ
は次式(1)のように表される。

Ｆ＝ΣFk＋Fg ……(1) Fg＝［｛ΣFk(Xy-r・cos α/cosβ) ／cos β｝＋M₁−M₂］／Xy 但し、Fk（ｋ＝１〜５）は各両頭ピストン１０
に対するガス圧、Xyは係合部位Ｋの瞬間中心Ｘ
から軸中心ｌまでの距離、ｒは揺動中心Ｃから軸
中心ｌまでの距離、αは係合部位Ｋとガイドピン
９ｂの瞬間中心Ｘとを結ぶ線と軸中心ｌとの成す
角度、βは斜板９の傾角、M₁は斜板９の慣性に
よる不釣り合いモーメント、M₂は両頭ピストン
１０の慣性による不釣り合いモーメントを表す。

式(1)で表される力Ｆは係合部位Ｋ、連結体５，
６及びベアリング受け板３１を介してスラストベ
アリング３２に作用する。係合部位Ｋが軸中心ｌ
から離れると、力Ｆはスラストベアリング３２に
対して偏荷重として働き、複数のスラストベアリ
ング３２による力Ｆの受け止め方が不均一にな
る。そのため、係合部位Ｋの軸中心ｌからの距離
が大きいとスラストベアリング３２に対する荷重
が過大となり、スラストベアリング３２の早期の
機能低下が避けられない。

スラストベアリング３２に対する偏荷重を表す
目安として通常次式(2)で表現される荷重F′が用い
られる。

F′＝Ｆ（１＋ρr₁／r₂） ……(2) 但し、ρは定数、r₁は係合部位Ｋから軸中心ｌ
までの距離、r₂はスラストベアリング３２の中か
ら軸中心ｌまでの距離を表す。なお、定数ρの値
は経験的に決定される。式(2)で表現される荷重
F′は力Ｆが係合部位Ｋに作用した場合のスラスト
ベアリング３２に対する実際の荷重と見なされる
ものであり、力Ｆが軸中心ｌから距離r₁にある係
合部位Ｋに作用する場合と、力F′が軸中心ｌ上の
係合部位Ｋに作用する場合とが等価となる。従つ
て、距離r₁が大きいほどスラストベアリング３２
に対する負荷が大きくなるが、軸中心ｌを横切る
ようにガイド孔５ａ，６ａの位置を設定した本実
施例では距離r₁が平均して小さく、スラストベア
リング３２に対する負荷が過大になることはな
い。これによりスラストベアリング３２の早期の
機能低下が回避され、スラストベアリング３２の
信頼性は高い。

式(1)によれば係合部位Ｋを介して回転軸４側へ
作用する力Ｆは斜板傾角βが大きい程大きくな
る。そこで、第１図に示すように傾角βが最大と
なる場合の係合部位Ｋを軸中心ｌに極く接近させ
ることにより最大偏荷重を可及的に小さくするこ
とができ、スラストベアリング３２の負担が最も
少なくなり、スラストベアリング３２の信頼性が
さらに高まる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、回転軸の軸中心
を横切る位置にガイド孔を設定したので、回転軸
のスラスト方向の荷重を受け止めるスラストベア
リングに対する偏荷重を小さくすることができ、
これによりこのスラストベアリングの信頼性を高
め得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第
１図は圧縮機及び容量制御弁機構の側断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は斜板傾
角最小状態を示す側断面図である。 シリンダブロツク……１、回転軸……４、ガイ
ド孔……５ａ，６ａ、斜板……９、ガイドピン…
…９ｂ、回転子……９ｃ、制御圧室……１８ａ、
摺動制御体……２４、スラストベアリング……３
２、軸中心……ｌ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両頭ピストンを往復動可能に収容するシリン
   ダブロツク内に回転軸を回転可能に収容支持する
   と共に、この回転軸には両頭ピストンを往復駆動
   する斜板を相対回転不能かつその周縁側を中心と
   して前後に揺動可能に支持し、この揺動中心位置
   をリヤ側シリンダボア寄りに設定すると共に、回
   転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上に前記両
   頭ピストンの往復動領域を設定し、リヤ側シリン
   ダボアにおける圧縮行程上死点を定位置とした斜
   板式圧縮機において、吐出圧相当又は吸入圧相当
   の圧力に切換えられる容量制御用の制御圧室の容
   積を変える摺動制御体を前記回転軸に摺動可能に
   支持し、冷媒ガス圧縮により生じる斜板揺動力と
   制御圧室内の圧力とを斜板及び摺動制御体を介し
   て対抗させ、この対抗により揺動される斜板側に
   はガイドピンを取り付けると共に、回転軸側には
   前記ガイドピンとガイド関係を持つガイド孔を設
   け、回転軸の軸中心を横切る位置に前記ガイド孔
   を設定した可変容量型斜板式圧縮機。