(57)【要約】【課題】斜板のアンバランス量の変動を縮小し、カウンターウェイトの設置スペースを小さくした可変容量型斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】駆動軸１０に固定の回転体１３には、駆動軸１０を境に一方の側に斜板１４に向け突出する第１連結部２０を形成し、他方の側に駆動軸１０の半径方向に長く形成されるとともに斜板１４に向け突出された単一の第１カウンターウェイト２４を形成する。斜板１４には、回転体１３に向け突出する第２連結部２５を形成するとともに第１カウンターウェイト２４を収容可能な間隔を開けて回転体１３に向け突出する一対の第２カウンターウェイト３０を形成する。回転体１３及び斜板１４を駆動軸１０の軸線Ｘ方向において斜板１４の傾斜に伴い第１カウンターウェイト２４が第２カウンターウェイト３０に嵌合する間隔で配設することにより、アンバランス量の変動の縮小とスペースの増加防止を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に配設された駆動軸に回転体を固定するとともに斜板を遊嵌し、前記回転体及び前記斜板をヒンジ機構により連結した可変容量型斜板式圧縮機において、
前記回転体には、前記駆動軸を境にして一方の側に前記ヒンジ機構の第１連結部を形成するとともに他方の側に単一の第１カウンターウェイトを形成し、前記斜板には、前記第１の連結部と対向する位置に前記回転体側に向けて突出する前記ヒンジ機構の第２連結部を形成するとともに前記第１カウンターウェイトと対向する位置に前記第１カウンターウェイトを収容可能な間隔を開けて前記回転体側に一定の長さを持って突出する一対の第２カウンターウェイトを形成したことを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記第２カウンターウェイトの間に、前記斜板の最大傾斜角度において前記第１カウンターウェイトと接触する規制面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記駆動軸には、前記ハウジング内に配設されたスラスト軸受と接触するラグプレートが前記回転体に隣接して遊嵌されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記駆動軸には、前記ハウジング内に配設されたスラスト軸受と接触するラグプレートが前記回転体と一体に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記ヒンジ機構は、前記第１連結部及び第２連結部にそれぞれ取り付けられた連結ピンと前記連結ピンに連結されたリンクとにより構成されていることを特徴する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両空調装置等に用いられる可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量型斜板式圧縮機においては、駆動軸に固定された回転体及び前記駆動軸に遊嵌された斜板の回転バランスを取るために、通常前記回転体及び前記斜板の一方あるいは双方にカウンターウェイトが取り付けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１は斜板の回転時のアンバランスを効果的に吸収し、同時に斜板の摺動面の加工を困難にすることなく性能及び制御性を安定させるために次のように構成されている。駆動軸に遊嵌された前記斜板は各シューを介してピストンと係合する摺動面及び前記駆動軸に固定されたロータとの間に形成されるヒンジ機構連結用のブラケットが一体的に形成されている。前記斜板には、下死点を含む領域に前記ロータ側へ突出し、さらに外方に向けて屈曲延在するカウンターウェイトが装着されている。また、前記ロータは特許文献１の図１から明らかなように、前記斜板の下死点と対向する側が下方に長く延出され、ロータ側のバランスを取るためのウェイトの機能を持たせている。なお、前記斜板が最大傾斜角度に達したとき、前記斜板に形成された突出部が前記ロータに形成されたボス部に接触するように構成されている。
【０００４】
特許文献２は駆動軸に固定された回転支持体の軽量化を目的とし、前記回転支持体が鋼板のプレス成形により構成されている。前記回転支持体は回転盤、回転支持体側部材及びウェイト部材から構成される。前記回転支持体側部材は駆動軸に遊嵌された斜板の上死点対応位置において前記回転盤に固定され、ヒンジ機構のガイドピンを摺動可能に保持するガイド部を構成している。前記ウェイト部材は前記回転支持体のバランスを取るために前記回転盤の下部に固定されている。また、前記斜板の下死点対応位置には特許文献２の図１から明らかなように、前記回転盤側に延びる突出部が形成され、前記斜板側のバランスを取るためのウェイトの機能を持たせている。なお、前記斜板が最大傾斜角度に達したとき、前記斜板に形成された突出部が前記回転盤に形成されたボス部に接触するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１５８５６０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１における斜板側のカウンターウェイト及びロータ側のウェイトはそれぞれ対向する形で単純に取り付けられ、しかも共に下方に長く形成されている。特に斜板側では、カウンターウェイト及びロータのボス部に接触する突出部を形成することによってバランスを取るためのウェイトが大きくなるように構成されている。ウェイトの大きさは、可変容量型斜板式圧縮機において、通常斜板の傾斜範囲のほぼ中央付近でバランスするように設定されている。従って、本願明細書に添付した図７の点線Ｂに示されるように、アンバランス量は容量変化に伴い大きく変動する。アンバランス量の変動は特許文献１のように斜板側のウェイトを大きくする程増大し、可変容量型斜板式圧縮機の振動発生の大きな要因となる。また、特許文献１はカウンターウェイトを斜板に単純に取り付けているだけであるため、駆動軸の軸線方向におけるスペースが増大し、しかもロータ側のウェイトが駆動軸の半径方向に長く形成されるため、駆動軸の半径方向のスペースも増大せざるを得ないという問題を有する。また、ウェイトが駆動軸の半径方向に長く形成されると、前記ロータが回転するとき、クランク室内に充満するオイルとの衝突により大きな撹拌抵抗を受け、動力損失の大きな要因となる。
【０００７】
特許文献２は回転支持体の外周側に大きなウェイト部材を設けることによって、大きな遠心力を利用しながら全体のバランスを取るように構成している。このため、特許文献１と比較して駆動軸の軸線方向のスペースは縮小可能であるが、駆動軸の半径方向のスペースは大きく取らざるを得ない構成である。また、特許文献１と同様に前記回転支持体の回転に伴う撹拌抵抗が増大する。しかも、駆動軸の軸線方向のスペースを縮小可能とするために、回転支持体側のウェイト部材のバランス機能が拡大され、斜板側のウェイトが小さく形成されていると考えられる。しかし、可変容量型斜板式圧縮機において、斜板は回転時のバランスをとるとともにピストンの慣性力による容量変動の影響をなくすために一定の重量を必要とするが、特許文献２の構成では斜板に必要なバランス調整を行うことが難しいという問題がある。
【０００８】
本願発明は斜板の傾斜角度の変更に伴うアンバランス量の変動を縮小するとともにカウンターウェイトの設置スペースを小さくした可変容量型斜板式圧縮機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本願発明は、ハウジング内に配設された駆動軸に回転体を固定するとともに斜板を遊嵌し、前記回転体及び前記斜板をヒンジ機構により連結した可変容量型斜板式圧縮機において、前記回転体には、前記駆動軸を境にして一方の側に前記ヒンジ機構の第１連結部を形成するとともに他方の側に単一の第１カウンターウェイトを形成し、前記斜板には、前記第１の連結部と対向する位置に前記回転体側に向けて突出する前記ヒンジ機構の第２連結部を形成するとともに前記第１カウンターウェイトと対向する位置に前記第１カウンターウェイトを収容可能な間隔を開けて前記回転体側に一定の長さを持って突出する一対の第２カウンターウェイトを形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の本願発明によれば、回転体及び斜板における第１及び第２のカウンターウェイトを駆動軸に可及的に近づけることができ、回転体及び斜板の回転バランスが取り易い。このため、斜板の傾斜角度の変更に伴うアンバランス量を可能な限り小さくすることができる。また、第１及び第２のカウンターウェイトを嵌合させる構成により駆動軸の軸線方向のスペースを最小化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の本願発明は、前記第２カウンターウェイトの間に、前記斜板の最大傾斜角度において前記第１カウンターウェイトと接触する規制面を設けたことを特徴とするため、斜板の最大傾斜角度の規制位置と第１及び第２のカウンターウェイトの最大嵌合位置とが一致する構成とすることができる。従って、駆動軸の軸線方向における第１及び第２のカウンターウェイトの長さを短くすることができ、駆動軸の軸線方向のスペースを可能な限り小さくすることができる。
【００１２】
請求項３に記載の本願発明は、前記駆動軸には、前記ハウジング内に配設されたスラスト軸受と接触するラグプレートが前記回転体に隣接して遊嵌されていることを特徴とするため、スラスト軸受との関係で駆動軸の半径方向に一定の大きさが必要なラグプレートと回転体とを分離し、回転体を独立して構成することができる。従って、回転体は第１の連結部及び第１のカウンターウェイトの形成に必要な大きさのみで構成することができ、第１のカウンターウェイトを駆動軸に可及的に近づけることができる。
【００１３】
請求項４に記載の本願発明は、前記駆動軸には、前記ハウジング内に配設されたスラスト軸受と接触するラグプレートが前記回転体と一体に固定されていることを特徴とするため、回転体とラグプレートとを一体成形することができるので、部品点数を少なくし、製作が容易である。
【００１４】
請求項５に記載の本願発明は、前記ヒンジ機構は、前記第１連結部及び第２連結部にそれぞれ取り付けられた連結ピンと前記連結ピンに連結されたリンクとにより構成されていることを特徴とするため、ヒンジ機構の構成を単純化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明は、斜板の傾斜角度の変更に伴うアンバランス量の変動を小さくすることができるとともに駆動軸の軸線方向及び半径方向における第１及び第２のカウンターウェイトの設置スペースを可能な限り小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明の第１の実施形態を示す可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】回転体、ラグプレート及び斜板の関係を示す上面図である。
【図３】駆動軸に取り付けた回転体及びラグプレートの後面図である。
【図４】駆動軸に取り付けた斜板の前面図である。
【図５】斜板の最小傾斜角度における回転体と斜板との関係を示す縦断面図である。
【図６】第２の実施形態における回転体、ラグプレート及び斜板の関係を示す縦断面図である。
【図７】可変容量型斜板式圧縮機の吐出容量とアンバランス量との関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜図５及び図７に基づいて説明する。
図１は可変容量型斜板式圧縮機（以下、単に圧縮機とする）の概要を示す。なお、本願明細書においては、便宜上、図１の左側を前、右側を後とし、上側及び下側をそれぞれ上、下として説明する。また、図２の上側を左、下側を右として説明する。
【００１８】
シリンダブロック１の前端にフロントハウジング２が接合されているとともに、シリンダブロック１の後端には弁ユニット３を介してリヤハウジング４が接合されている。シリンダブロック１及びフロントハウジング２にはそれぞれ前後方向に貫通する軸孔５、６が設けられており、軸孔５、６にはそれぞれラジアル軸受７、８及び軸封装置９を介して駆動軸１０が回転可能に支承されている。
【００１９】
シリンダブロック１及びフロントハウジング２の内部空間によりクランク室１１が形成されている。クランク室１１内の駆動軸１０には、圧縮機の前側から順にラグプレート１２、回転体１３及び斜板１４が設けられている。ラグプレート１２は駆動軸１０に遊嵌され、フロントハウジング２の前側壁面１５に設けられたスラスト軸受１６と接触している。回転体１３は圧入により駆動軸１０に固定されており、ラグプレート１２の後面に接触している。斜板１４は駆動軸１０にコイルばね１７を挟んで前後方向の摺動及び傾動可能に遊嵌されている。また、回転体１３及び斜板１４はヒンジ機構１８によって連結されている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、ラグプレート１２は駆動軸１０の軸線Ｘを中心とする円形状のプレートで形成され、回転体１３は駆動軸１０の軸線Ｘに対して直交する中心線Ｙ上に配置された前後方向に一定の長さを有する直方体の部材で形成されている。回転体１３の駆動軸１０よりも上部はヒンジ機構１８のリンク１９と連結される第１連結部２０として構成され、ヒンジ機構１８の連結ピン２１が嵌合する連結孔２２を有する。リンク１９は一対で構成され、回転体１３を挟持するように配置されている。回転体１３及びリンク１９は、連結ピン２１を各リンク１９の連結孔２３及び回転体１３の連結孔２２に嵌合し、回転可能に結合される。一方、回転体１３の下部は駆動軸１０の下方に第１連結部２０よりも長く延出され、第１カウンターウェイト２４を構成する。
【００２１】
図２及び図４に示すように、斜板１４は駆動軸１０の軸線Ｘを中心とする円形状に形成され、斜板１４の駆動軸１０より上方には、回転体１３の第１連結部２０と対向する位置にヒンジ機構１８の一対のリンク１９と連結する一対の第２連結部２５が形成されている。第２連結部２５は中心線Ｙに対して対称位置に配設され、回転体１３側に一定の長さで突出している。第２連結部２５の前端部にはそれぞれ連結孔２６が穿設されている。第２連結部２５とリンク１９は、連結ピン２７、２８をそれぞれ第２連結部２５の連結孔２６及びリンク１９の連結孔２９に嵌合し、回転可能に結合されている。なお、第２連結部２５は斜板１４と一体成形されている。
【００２２】
一方、斜板１４の駆動軸１０より下方には、第１カウンターウェイト２４と対向する位置に一対の第２カウンターウェイト３０が斜板１４と一体成形によりＵ字型に形成されている。第２カウンターウェイト３０は中心線Ｙに対して対称となる位置に、第１カウンターウェイト２４の左右方向の長さよりも広い間隔を有するように形成されるとともに回転体１３側に一定の長さで突出されている（図２参照）。第２カウンターウェイト３０の間の空間には、基部側に一対の第２カウンターウェイト３０を繋ぐように規制面３１が形成されている。規制面３１は斜板１４が最大傾斜角度に変位したとき、回転体１３の後面に平行となるように、斜板１４に対して一定の傾斜を有する面で構成されている。また、第２カウンターウェイト３０の外周面３０ａと規制面３１の外周面３１ａ及び内周面３１ｂは、軸線Ｘを中心とした円弧面に形成され、第２カウンターウェイト３０の構造的な簡略化と製造上の容易性を図っている。
【００２３】
第１カウンターウェイト２４は回転体１３の第１連結部２０及びヒンジ機構１８の一部に対して回転バランスを取ることができ、第２カウンターウェイト３０は斜板１４の第２連結部２５及びヒンジ機構１８の他の部分に対して回転バランスを取ることができるように、それぞれのウェイトの大きさが設定されている。また、第１及び第２カウンターウェイト２４、３０は圧縮機の吐出容量がほぼ５０％に当たる斜板１４の傾斜角度においてバランスされるように設定されている。なお、このバランス設定位置は吐出容量が５０％以外の位置であっても構わない。また、回転体１３及び斜板１４は駆動軸１０の軸線Ｘ方向において、斜板１４の傾斜に伴い第１カウンターウェイト２４が第２カウンターウェイト３０に嵌合することができる間隔を持たせて配設されている。このため、斜板１４の最大傾斜角度において、第１カウンターウェイト２４を一対の第２カウンターウェイト３０間に最も深く嵌合させることができる構成を得ることができる。従って、バランスのために一定の大きさを必要とする第１及び第２カウンターウェイト２４、３０は駆動軸１０に可能な限り近接して配置されるとともに軸線Ｘ方向において最も小さなスペースで配設されている。
【００２４】
斜板１４の外周側の前後面には一対のシュー３２が設けられている。シリンダブロック１には、軸線Ｘと平行に延びる複数個のシリンダボア３３が同心円状に貫設されている。各シリンダボア３３内には片頭のピストン３４が往復動可能に収納されている。各ピストン３４の首部にはそれぞれ球面で凹設されたシュー３２の受け面３５が対面状態で設けられている。斜板１４と各ピストン３４とは、前後各シュー３２を介して連結されている。
【００２５】
リヤハウジング４には吸入室３６及び吐出室３７が形成されている。シリンダボア３３は、弁ユニット３の吸入弁機構を介して吸入室３６に連通可能になっているとともに、弁ユニット３の吐出弁機構を介して吐出室３７に連通可能になっている。また、リヤハウジング４には容量制御弁３８が収納されている。容量制御弁３８は、検知通路３９により吸入室３６に連通し、一部のみを図示する給気通路４０により吐出室３７とクランク室１１とを連通させている。容量制御弁３８は、吸入室３６の圧力を検知することにより、給気通路４０の開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室１１と吸入室３６とは図示しない抽気通路によって連通している。吐出室３７には配管４１によって凝縮器４２、膨張弁４３及び蒸発器４４が接続されており、蒸発器４４は配管４１によって吸入室３６に接続されている。
【００２６】
以上のように構成された第１の実施形態は以下の作用及び効果を有する。
図２及び図５は斜板１４の最小傾斜角度の状態を示している。斜板１４の最小傾斜角度では、斜板１４における第２カウンターウェイト３０の前端が回転体１３における第１カウンターウェイト２４の後端から離れ、一定の間隔を有している。例えばこの状態で、圧縮機の起動により駆動軸１０が回転されると、回転体１３の第１連結部２０、ヒンジ機構１８の連結ピン２１、リンク１９、連結ピン２７、２８及び第２連結部２５を介して斜板１４が回転される。斜板１４はシュー３２を介してピストン３４を往復動する。
【００２７】
圧縮機の運転中、容量制御弁３８が作動し、吐出容量を増加する方向に制御されると、斜板１４の傾斜角度は順次増大する。斜板１４が所定の傾斜角度になると、第１及び第２カウンターウェイト２４、３０の嵌合が始まり、最大傾斜角度において図１に示すように規制面３１が第１カウンターウェイト２４の後端面に接触し、最大傾斜角度の位置を安定に維持させることができる。なお、ラグプレート１２は回転体１３と別体構成であり、駆動軸１０に遊嵌されているため、連れ回りする程度である。
【００２８】
吐出容量が零から１００％に変化する間、斜板１４は最小傾斜角度から最大傾斜角度まで変化するため、吐出容量５０％の傾斜角度において設定した回転体１３、ヒンジ機構１８及び斜板１４の回転バランスは図７に示すように崩れる。しかし、本実施形態では簡略化された第１及び第２カウンターウェイト２４、３０の嵌合構造により、第２カウンターウェイト３０が駆動軸１０に可能な限り近づけて配設される。このため、斜板１４の傾斜角度の変化に対して第２カウンターウェイト３０における回転モーメントの変化が小さく、アンバランス量の変化は図７の実線Ａに示すように点線Ｂで示した従来技術に比較して小さくすることができる。従って、最小傾斜角度から最大傾斜角度における回転バランスが調整し易くなるという利点がある。
【００２９】
また、一対の第２カウンターウェイト３０間に規制面３１を形成した構成は、第１及び第２カウンターウェイト２４、３０が占める軸線Ｘ方向のスペースを最小状態で設計することができ、圧縮機の省スペース化を図ることができる。さらに、第１及び第２カウンターウェイト２４、３０は駆動軸１０に可能な限り近づけて配設されるため、クランク室１１内における撹拌抵抗が抑制され、圧縮機の省エネにも大きく貢献することができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図６に示す第２の実施形態は、第１の実施形態におけるラグプレート１２及び回転体１３の構造を変更したもので、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
第２の実施形態は、ラグプレート４５と回転体４６とを一体成形し、駆動軸１０に圧入により固定した構造である。ラグプレート４５の前面はスラスト軸受１６に接触している。回転体４６は駆動軸１０の軸線Ｘに対して直交する中心線（図示せず）上に配置された前後方向に一定の長さを有する直方体の部材で形成され、ラグプレート４５の後面に突出されている。回転体４６の駆動軸１０よりも上部はヒンジ機構１８のリンク１９と連結される第１連結部４７として構成され、第１の実施形態と同様に、ヒンジ機構１８のリンク１９と連結ピン２１により回転可能に結合されている。回転体１３の下部は駆動軸１０の下方に第１連結部４７よりも長く延出され、第１カウンターウェイト４８を構成する。なお、第２の実施形態においては、ラグプレート４５及び回転体４６が一体であるため、両者を含めて本願発明の回転体とみなすことができる。
【００３２】
以上のように構成した第２の実施形態は、第１カウンターウェイト４８及び第２カウンターウェイト３０の機能が第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同様の作用及び効果を有する。
【００３３】
本願発明は、前記した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。
【００３４】
（１）第１及び第２の実施形態の回転体１３、４６における第１カウンターウェイト２４、４８は、直方体の形状に限らず、第２カウンターウェイト３０と嵌合可能な構成であれば円柱状あるいは多角柱形状等、自由な形状を選択することができる。
（２）第１の実施形態における回転体１３は駆動軸１０と一体成形した構成でも良い。
（３）第２の実施形態において、回転体４６は第１連結部４７と第１カウンターウェイト４８とを連続した部材とする必要は無く、第１カウンターウェイト４８を単一部材で構成できれば第１連結部４７と分離した形でラグプレート４５と一体成形しても良い。また、ラグプレート４５及び回転体４６は一体であるため、いずれか一方が駆動軸１０に固定されない構成であっても良い。
（４）規制面３１は一対の第２カウンターウェイト３０に繋がる面状の構成に限らず、配設位置が同じならば、棒状あるいはその他の形状の突起部として構成することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    シリンダブロック
２    フロントハウジング
３    弁ユニット
４    リヤハウジング
１０  駆動軸
１２、４５  ラグプレート
１３、４６  回転体
１４  斜板
１６  スラスト軸受
１８  ヒンジ機構
１９  リンク
２０、４７  第１連結部
２１、２７、２８  連結ピン
２２、２３、２６、２９  連結孔
２４、４８  第１カウンターウェイト
２５  第２連結部
３０  第２カウンターウェイト
３１  規制面
Ｘ    軸線
Ｙ    中心線
【図１】
2010223029.tif 000003
【図２】
2010223029.tif 000004
【図３】
2010223029.tif 000005
【図４】
2010223029.tif 000006
【図５】
2010223029.tif 000007
【図６】
2010223029.tif 000008
【図７】
2010223029.tif 000009