JPH0988820A - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】斜板の最小傾角精度の向上と円滑な変位動作を
確保する。 【解決手段】斜板１１の貫通孔２０と駆動軸６との間
に、斜板１１の傾角変位に追随して駆動軸６上を軸心方
向に従動するスリ−ブ１８が介装され、貫通孔２０は軸
心を挟んでヒンジ機構Ｋと対向する側のスリ−ブ１８と
局部的に衝接する支持部２０ａを介して、全制御範囲に
わたり斜板１１の傾角変位を許容すべく形成されるとと
もに、該貫通孔２０を構成する屈曲長孔は、一方の内径
面２０ｂがスリ−ブ１８との衝合を介して斜板１１の最
小傾角を規制し、かつ該スリ−ブ１８の抜出によって駆
動軸６との間に生じる拡大遊隙が上記ヒンジ機構Ｋの嵌
合連結に必要な斜板１１の逆傾動を許容すべく設定され
ているので、斜板１１の最小傾角精度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】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。

【従来の技術】従来、斜板（揺動板との結合構造を含
む）の傾角変位を介してピストンストロークを変化さ
せ、これによって吐出容量を可変制御するように構成し
た圧縮機は数多く提案されている。例えば、特開昭６２
−８７６７８号公報に開示の圧縮機は、斜板支持構造の
簡素化を目的としたものであって、その特徴とするとこ
ろは、斜板のボス部に駆動軸を貫挿させ、同ボス部には
駆動軸と部分的に接触して径方向位置を規制するととも
に、斜板の傾斜角度の変化を許容する貫通孔を形成した
構成である。つまり斜板を支持し、かつ斜板に一定の変
位軌道を与えるために、従来から使用されてきたスライ
ダや枢支ピンが省去され、上記斜板５は貫通孔５５内の
下方側曲面５５ｂが駆動軸３との局部的な当接を介して
ガイドされることにより、一定の変位軌道が保持される
ようになされている。また、斜板の最小傾角を規制する
一方式として、例えば特開平１−２６７３７号公報に開
示の圧縮機のように、駆動軸６上にストッパ（止め輪）
２７を装着し、斜板１４を軸支したスリーブ１３が該ス
トッパ２７と当接することにより、その後退限界位置つ
まり斜板１４の最小傾角を規制するといった技術手段も
知られている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た止め輪との当接による斜板の最小傾角（最小容量姿
勢）の規制では、以下に掲記する幾つかの因子が傾角精
度に少なからぬ影響を与えることになる。すなわち、駆
動軸上のドライブプレート固着位置の許容差、ドライブ
プレートのカム溝位置の許容差、カム溝とカムピンの係
合公差、カムピンの配設位置の許容差、駆動軸上の止め
輪の装着位置の許容差、止め輪の厚さ公差、等々がそれ
である。このように数多くの因子の累積結果が影響する
だけに、斜板の最小傾角を高精度に保持することはこと
のほか難しく、このため該最小傾角が小に過ぎると、冷
凍回路から圧縮機へのオイル戻り不良がシステムとして
の信頼性を低下させる一方、これが大に過ぎると、最小
容量の増大が冷えすぎや蒸発器のフロストなど別の不具
合を誘起する。また、上述した前者の圧縮機では、圧縮
反力に基づいて斜板の傾斜方向に作用するモ−メント
が、長孔とピンを含んで構成される支持機構と、駆動軸
と接触する上記下方側曲面とによって受承されるが、斜
板の傾角変位に際しては、かかる負荷のもとに同曲面が
駆動軸の所定範囲を線当りで摺動することになる。ま
た、斜板の構造上、上記傾斜方向とは直交する向きにも
圧縮反力に基づくモ−メントが作用して、これは貫通孔
を形成する長孔の短径部分で支承されるが、対角線位置
に存在する前後の短径部端縁が、やはり斜板の傾角変位
に際して駆動軸との間に同様な線当りの摺動を生じる。
したがって、比較的長い摺動距離で駆動軸と貫通孔との
線当り摺動が繰返されると双方に局部的な摩耗が進行
し、これが斜板の正確、かつ円滑な傾角変位を損うとい
った問題がある。本発明は、組付性を損なうことなく斜
板の最小傾角精度を向上させ、同時に斜板の円滑な変位
動作を確保することを、解決すべき技術課題とするもの
である。

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の圧縮機は、複数のボアを並設して圧縮機の外
郭を構成するシリンダブロックと、内部にクランク室を
形成してシリンダブロックの前端を閉塞するフロントハ
ウジングと、該シリンダブロックとフロントハウジング
とに回転自在に支承された駆動軸と、吸入室及び吐出室
を有してシリンダブロックの後端を閉塞するリヤハウジ
ングと、上記クランク室内の駆動軸に固着されたロータ
と、貫通孔によって該駆動軸に装嵌され、かつヒンジ機
構を介して該ロータに嵌合連結された斜板と、傾角変位
可能に制御される該斜板と連係して上記ボア内を直動す
るピストンとを備えた容量可変型斜板式圧縮機におい
て、上記斜板の貫通孔と駆動軸との間には、該斜板の傾
角変位に追随して駆動軸上を軸心方向に従動するスリ−
ブが介装され、上記貫通孔は軸心を挟んで上記ヒンジ機
構と対向する側の該スリ−ブと局部的に衝接する支持部
を介して、全制御範囲にわたり該斜板の傾角変位を許容
すべく形成されるとともに、該貫通孔を構成する屈曲長
孔は、一方の内径面がスリ−ブとの衝合を介して斜板の
最小傾角を規制し、かつ該スリ−ブの抜出によって駆動
軸との間に生じる拡大遊隙が上記ヒンジ機構の嵌合連結
に必要な斜板の逆傾動を許容すべく設定されていること
を特徴としている。請求項２記載の圧縮機は、上記スリ
ーブが上記ロータとの間に介装されたばねの付勢力によ
って上記斜板と衝合せしめられていることを特徴として
いる。

【作用】請求項１記載の圧縮機では、ロータとヒンジ機
構を介して連結された斜板が貫通孔により駆動軸に装嵌
され、該貫通孔と駆動軸との間には、斜板の傾角変位に
追随して、駆動軸上を軸心方向に従動するスリ−ブが介
装されている。そして該貫通孔は軸心を挟んでヒンジ機
構と対向する側のスリ−ブを越えて設定された枢軸を中
心として、全制御範囲にわたり斜板の傾角変位を許容す
べく構成されており、スリ−ブとの局部的な衝接によっ
て斜板の径方向位置、詳しくは駆動軸心と斜板の上死点
位置とを含む平面内における径方向位置を規制する支持
部が該枢軸中心に弧状に形成されている。したがって、
ヒンジ機構と協働する斜板の傾角変位に際しては、貫通
孔内の上記支持部がスリ−ブとの接触を保ちながら軸心
方向へ移動することになるが、ばねの付勢力などを介し
て斜板と衝合されているスリ−ブは、斜板に追随する形
で同様に駆動軸上を軸心方向に従動する。その結果、支
持部の実質的な摺動距離は、スリ−ブに対する斜板の衝
合部と該支持部との間に生じるきわめて僅かな相対変位
に縮減される。また、上記貫通孔を構成する屈曲長孔
は、一方の内径面がスリ−ブとの衝合を介して斜板の最
小傾角を高精度に規制し、しかもスリ−ブの抜出によっ
て該内径面と駆動軸との間に生じる拡大遊隙が、ヒンジ
機構の嵌合連結に必要な斜板の逆傾動を許容してスムー
ズな組立に寄与する。とくに、請求項２記載の圧縮機の
ように、ロータとスリ−ブとの間にばねを配した構成で
は、斜板から一旦脱出させたスリ−ブを適宜保持し、上
記ヒンジ機構の嵌合連結をまってこれを斜板の貫通孔に
臨ませれば、ばねの付勢力を利用した一層円滑なスリ−
ブの収嵌が期待できる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。この圧縮機では、図１に示すよう
に、シリンダブロック１の前端側にフロントハウジング
２が接合され、後端側にリアハウジング３が弁板４を介
して接合されている。シリンダブロック１とフロントハ
ウジング２とによって形成されるクランク室５内には軸
心方向に延在する駆動軸６が収容され、駆動軸６は軸受
７ａ、７ｂによって回転可能に支持されている。そし
て、シリンダブロック１には駆動軸６の周囲に複数個の
シリンダボア８が穿設されており、各シリンダボア８に
はピストン９がそれぞれ装嵌されている。クランク室５
内において、駆動軸６にはロータ１０が固着されて、フ
ロントハウジング２との間に軸受１９を介して支承さ
れ、ロータ１０の後方には貫通孔２０によって斜板１１
が装嵌されるとともに、該貫通孔２０と駆動軸６との間
にはスリ−ブ１８が介装されている。貫通孔２０は、駆
動軸心を挟んで後述するヒンジ機構Ｋと対向する側の該
スリ−ブ１８を越えて設定された枢軸Ｙを中心に、全制
御範囲にわたって斜板１１の傾角変位を許容するよう屈
曲長孔状に形成されており、図４に示すように、スリ−
ブ１８と局部的に衝接して斜板１１の径方向位置、詳し
くは駆動軸心と斜板１１の上死点位置とを含む平面内に
おける径方向位置を規制する支持部２０ａが該枢軸Ｙ中
心に弧状に形成されている。そして屈曲長孔の一方の内
径面２０ｂはスリ−ブ１８との衝合を介して斜板１１の
最小傾角を規制する規制面として形成され、他方の内径
面２０ｃには、斜板１１の前端下部に設けられた係合面
１１ｃがロータ１０の後端面１０ａと当接してその最大
傾角が規制された際、スリ−ブ１８との干渉を避回する
逃げ角θが付与されている。なお、該貫通孔２０の両側
方には屈曲長孔の形成に付随して平坦な規制面２０ｄが
創成されている。スリ−ブ１８は前端部にフランジ１８
ａを備えており、該フランジ１８ａが斜板１１の前面に
形成された屈折状の衝合部１１ａと常に衝合することに
より、スリ−ブ１８が斜板１１の傾角変位に追随して駆
動軸６上を従動するよう、上記ロータ１０とスリ−ブ１
８との間にはコイルばね１２が介装されている。そし
て、図１に示すように、斜板１１の外周部には、連結機
構としての半球部を有するシュー１４、１４が当接さ
れ、これらシュー１４、１４の半球部はピストン９の球
状支承面と係合されており、こうして、斜板１１に係留
される複数のピストン９は各シリンダボア８内を往復動
可能に収納されている。斜板１１の前面側には、ヒンジ
機構Ｋの一方を構成するブラケット１５が突設されてお
り、該ブラケット１５にはガイドピン１６の基端が固着
され、同先端には球部１６ａが形成されている。また、
ロータ１０の上部後面側には、ヒンジ機構Ｋの他方を構
成する支持アーム１７がガイドピン１６と対向するよう
軸心方向に沿って突出されている。該支持アーム１７の
先端部には、軸心に近づくほど後方に向け傾斜したガイ
ド孔１７ａが貫設されており、このように傾斜したガイ
ド孔１７ａの中心線は、該ガイド孔１７ａに嵌入した球
部１６ａによって拘束される斜板１１の傾角変位中、ピ
ストン９の上死点位置がほとんど変位しないように設定
されている。リアハウジング３内は、吸入室３０及び吐
出室３１に区画され、弁板４にはシリンダボア８に対応
して吸入ポート３２及び吐出ポート３３が開口形成され
ており、弁板４とピストン９との間に形成される圧縮室
が吸入ポート３２及び吐出ポート３３を介して吸入室３
０及び吐出室３１に連通されている。各吸入ポート３２
にはピストン９の往復動に応じて吸入ポート３２を開閉
する吸入弁が、また、吐出ポート３３にはピストン９の
往復動に応じて吐出ポート３３をリテーナ３４に規制さ
れつつ開閉する吐出弁（いずれも図示せず）が設けられ
ている。また、リアハウジング３には、クランク室５の
圧力を調整する図示しない制御弁が装備されている。以
上のように構成された圧縮機の起動に伴って、駆動軸６
と共動する斜板１１が回転されると、シュー１４、１４
を介して各ピストン９がシリンダボア８内で往復動し、
これにより吸入室３０から圧縮室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３１へと吐出され
る。このとき、吐出室３１へ吐出される冷媒ガスの吐出
容量は、制御弁によるクランク室５内の圧力調整により
制御される。すなわち、図２の状態において、制御弁の
圧力調整でクランク室５の圧力が上昇すれば、ピストン
９に作用する背圧が上がることにより、斜板１１の傾角
が小さくなる。つまり、ヒンジ機構Ｋを構成するガイド
ピン１６の球部１６ａは、ガイド孔１７ａ内を反時計方
向に回転するとともに、ガイド孔１７ａに沿って外方か
ら軸心側に近づく方向に摺動し、同時に斜板１１は枢軸
Ｙを中心とする支持部２０ａがスリ−ブ１８との衝接を
保ちながら回動し、かつ退動する。これにより、斜板１
１の傾角が縮小されて図３の状態に変化し、ピストン９
のストロークに応じて吐出容量は小さくなる。逆に、図
３の状態において、制御弁の圧力調整でクランク室５の
圧力が低下すれば、ピストン９に作用する背圧が下がる
ことにより、斜板１１の傾角が大きくなる。つまり、ガ
イドピン１６の球部１６ａは、ガイド孔１７ａ内を時計
方向に回動するとともに、ガイド孔１７ａに沿って内方
から軸心に対し離れる方向に摺動し、同時に斜板１１は
支持部２０ａがスリ−ブ１８との衝接を保ちながら回動
し、かつ進動する。これにより、斜板１１の傾角が拡大
されて図２の状態に変化し、ピストン９のストロークに
応じて吐出容量は大きくなる。このように斜板１１の傾
角は、熱負荷を検出した制御弁の作動に基づいて制御さ
れ、該斜板１１の傾角変位に際しては、上述のごとく貫
通孔２０内の支持部２０ａがスリ−ブ１８との衝接を保
ちながら軸心方向に移動することになるが、コイルばね
１２の付勢力により常に、斜板１１と衝合されているス
リ−ブ１８は、斜板１１に追随する形で同様に駆動軸６
上を軸心方向に従動する。その結果、支持部２０ａの実
質的な摺動距離は、衝合部１１ａによって衝合するスリ
−ブ１８と支持部２０ａとの間に生じるきわめて僅かな
相対変位、つまり図２、図３に示す最大及び最小傾角時
における衝合部１１ａと支持部２０ａとの軸方向距離の
差異（Ｄ−ｄ）に縮減される。そして、図３に示す最小
傾角時における衝合部１１ａと支持部２０ａとの軸方向
距離Ｄを、図２に示す最大傾角時における同距離ｄとほ
ぼ等しくなるよう衝合部１１ａの形状に設計的配慮を加
えるか、又は図６に示す枢軸Ｙ中心の弧の長さｒθを、
上記摺動距離（Ｄ−ｄ）と同等となるよう選択すれば、
支持部２０ａとスリ−ブ１８との摺動を実質的に無視し
うる程度に消去することができる。さて、上述したよう
に、圧縮機の最小容量を特定する斜板１１の最小傾角
が、屈曲長孔の内径面２０ｂとスリ−ブ１８との衝合に
よって定まることは、最小傾角を高精度に保つ意味から
きわめて重要であって、これは該最小傾角の精度に関与
する因子が、斜板１１の有効平面に対する上記内径面２
０ｂの傾き角と、駆動軸６に対するスリ−ブ１８の嵌合
遊隙のみに限られて、従来のようなロータ１０とヒンジ
機構Ｋ、さらには、駆動軸６上の止め輪にまで及ぶ幾多
の加工、組付公差が、最小傾角精度に全く影響しなくな
るからである。そしていま一つは、斜板１１の貫通孔２
０と駆動軸６との間に介在して相互の摩耗防止に機能す
るスリ−ブ１８が、ヒンジ機構Ｋの嵌合連結に重要な役
割を果していることである。すなわち、ヒンジ機構Ｋの
嵌合部であるガイド孔１７ａにガイドピン１６の球部１
６ａを嵌入させる際には、斜板１１を零度を越えた逆向
きに傾動させてガイドピン１６をさらに俯傾させる必要
がある。図５はガイドピン１６の嵌入直前の状態を示す
もので、このときスリ−ブ１８は貫通孔２０から抜出さ
れて適宜保持されており、抜出後の貫通孔２０と駆動軸
６との間にはスリ−ブ１８の容積に匹敵する拡大遊隙が
形成されて、この拡大遊隙（とくに内径面２０ｂ部分）
はガイドピン１６の嵌入に必要な斜板１１の逆傾動を許
容すべく設定されている。斜板１１の傾角変位に追随さ
せるスリ−ブ付勢用のコイルばね１２は、スリ−ブ１８
の前後いずれの側に配置しても実施可能であるが、図示
のようにコイルばね１２をロータ１０との間に介装した
形態では、ガイドピン１６の嵌入によるヒンジ機構Ｋの
連結後、それまで保持されていたスリ−ブ１８を斜板１
１の貫通孔２０に臨ませることにより、コイルばね１２
の付勢力が作用してスリ−ブ１８は至極円滑に収嵌され
る。なお、上述の実施形態では、ヒンジ機構Ｋの嵌合部
が、ガイド孔１７ａとガイドピン１６の球部１６ａとの
直接嵌合からなる構成について説明したが、例えば両者
間にブッシュやシュー等を介在させた連結構成も採用で
き、要は斜板１１の傾角変位に基づいたガイドピンの運
動を的確に案内しうる構成であれば差支えない。また、
斜板１１の係合面１１Ｃがロータ１０の後端面１０ａと
当接することによって定まる最大傾角規制手段も、必ず
しもこれに限るものでなく、上記屈曲長孔の内径面２０
ｃに付与される逃げ角θを廃して、これを積極的にスリ
ーブ１８と衝合させるようにし、上記内径面２０ｂと同
形態の最大傾角規制面として機能させることもできる。

【発明の効果】以上詳述したように本発明の圧縮機は、
特許請求の範囲に記載の構成を有するものであるから、
以下に掲記する優れた効果を奏する。 （１）圧縮反力等に基づいて斜板を傾斜させようとする
モ−メントの一部は、斜板の支持部と衝接するスリ−ブ
で受承されるが、斜板の傾角変位に伴った支持部の移動
に追随して、スリ−ブも駆動軸上を同一方向に従動し、
支持部の実質的な摺動距離はスリーブとの間に生じるき
わめて僅かな相対変位に縮減されるので、衝接する両者
の摺動摩耗は勿論、スリーブとの面接触摺動への変換に
より駆動軸の摩耗も有効に防止されて、斜板の円滑な傾
角変位動作が確実に保証される。 （２）しかも単独のヒンジ機構を採用した圧縮機では、
斜板の傾斜方向と直交する向きに作用するモ−メントも
かなり大きくなるが、斜板とスリ−ブとの相対変位自体
が小さいため、貫通孔の側縁とスリ−ブとの間に生じや
すい摩耗も同様に防止される。 （３）斜板の最小傾角が貫通孔を構成する屈曲長孔の内
径面とスリ−ブとの衝合によって規制されるので、最小
傾角の精度に関与する因子が極端に少なく、設定された
最小傾角（容量）を高い精度で確保することができる。 （４）斜板の最小傾角側への変位が貫通孔とスリ−ブと
の干渉により制限されるものの、スリ−ブの抜出によっ
て駆動軸との間に生じる拡大遊隙が、ヒンジ機構の嵌合
連結に必要な斜板の逆傾動を許容するので、貫通孔によ
る斜板の最小傾角の規制と、組立時に求められる斜板の
逆傾動とをたくみに両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る圧縮機の全容を示す断面
図。

【図２】同圧縮機における斜板の最大傾角状態を示す要
部断面図。

【図３】同圧縮機における斜板の最小傾角状態を示す要
部断面図。

【図４】同圧縮機における斜板の要部を示す拡大断面
図。

【図５】同圧縮機におけるヒンジ機構の嵌合組立状態を
示す断面図。

【図６】斜板に形成された支持部とスリーブとの相対変
位を示す説明図。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２…フロントハウジング ３
…リアハウジング ５…クランク室 ６…駆動軸 ８
…シリンダボア ９…ピストン １０…ロータ １１
…斜板 １１ａ…衝合部 １２…コイルばね
１４…シュー １８…スリ−ブ １８ａ…フランジ ２
０…貫通孔 ２０ａ…支持部 ２０ｂ…内径面
３０…吸入室 ３１…吐出室 Ｋ…ヒンジ機構
Ｙ…枢軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡留 洋一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のボアを並設して圧縮機の外郭を構成
   するシリンダブロックと、内部にクランク室を形成して
   シリンダブロックの前端を閉塞するフロントハウジング
   と、該シリンダブロックとフロントハウジングとに回転
   自在に支承された駆動軸と、吸入室及び吐出室を有して
   シリンダブロックの後端を閉塞するリヤハウジングと、
   上記クランク室内の駆動軸に固着されたロータと、貫通
   孔によって該駆動軸に装嵌され、かつヒンジ機構を介し
   て該ロータに嵌合連結された斜板と、傾角変位可能に制
   御される該斜板と連係して上記ボア内を直動するピスト
   ンとを備えた容量可変型斜板式圧縮機において、上記斜
   板の貫通孔と駆動軸との間には、該斜板の傾角変位に追
   随して駆動軸上を軸心方向に従動するスリ−ブが介装さ
   れ、上記貫通孔は軸心を挟んで上記ヒンジ機構と対向す
   る側の該スリ−ブと局部的に衝接する支持部を介して、
   全制御範囲にわたり該斜板の傾角変位を許容すべく形成
   されるとともに、該貫通孔を構成する屈曲長孔は、一方
   の内径面がスリ−ブとの衝合を介して斜板の最小傾角を
   規制し、かつ該スリ−ブの抜出によって駆動軸との間に
   生じる拡大遊隙が上記ヒンジ機構の嵌合連結に必要な斜
   板の逆傾動を許容すべく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】上記スリーブは上記ロータとの間に介装さ
   れたばねの付勢力によって上記斜板と衝合せしめられて
   いることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。