(57)【要約】【課題】  片頭ピストン１２を介して圧縮反力を受ける側のシュー１３Ｂと斜板１１との間にスラストベアリング１５からなる転がり体を介在させたピストン式圧縮機において、上記スラストベアリングの寿命を向上させて、動力損失の少ない効率のよいピストン式圧縮機を提供する。【解決手段】  シュー１３a、１３ｂを介して斜板１１の回転をピストン１２の往復直線運動に変換するピストン式圧縮機において、ピストン１２を介して圧縮反力を受ける側のシュー１３ｂに摺接するように揺動板１４を配設し、揺動板１４と斜板１１との間にスラストベアリング１５を介在すると共に、揺動板１４と斜板１１の間には揺動板１４のラジアル荷重を受ける玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けなど１６を配設し、スラストベアリング１５を揺動板１４及び斜板１１により挟み込んで押圧するように構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シューを介して斜板の回転をピストンの往復直線運動に変換する斜板型圧縮機において、前記ピストンを介して圧縮反力を受ける側の前記シューに摺接するように揺動板を配設し、前記揺動板と前記斜板との間に第一の転がり体を介在し、前記第一の転がり体を前記揺動板及び前記斜板により挟み込んで押圧するように構成することを特徴とする斜板型圧縮機。
【請求項２】
前記第一の転がり体は、スラストベアリングであることを特徴とする請求項１に記載の斜板型圧縮機。
【請求項３】
前記揺動板と前記斜板の間には前記揺動板のラジアル荷重を受ける第二の転がり体を配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の斜板型圧縮機。
【請求項４】
前記第二の転がり体は、玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けのいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載の斜板型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積型ポンプや空調装置の冷媒圧縮に用いられる斜板型ピストン式圧縮機、特に、ＣO２冷媒を使用する大容量の斜板型可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板型可変容量圧縮機は、シューを介して斜板の回転をピストンの往復直線運動に変換する。この方式では、大容量を必要とする場合、圧縮反力が大きいため、シューと斜板との間の摺接抵抗が大きくなる。このため、動力損失が大きく、効率低下につながるばかりでなく、シューと斜板との間の焼き付きにつながる場合がある。
【０００３】
この問題点を解決するために、従来技術として特許文献１が知られている。これは、図４にその概要が示されているように、シューを介して斜板の回転をピストンの往復直線運動に変換する斜板型可変容量圧縮機において、片頭ピストン１２を介して圧縮反力を受ける側のシュー１３Ｂと斜板１１との間にスラストベアリング１５からなる転がり体を介在させたことを特徴としたものである。このように構成したことにより、斜板１１の片頭ピストン１２を介して圧縮反力を受ける側の面はシュー１３Ｂに対して転がり体即ちスラストベアリング１５を挟んで相対移動することとなり、スラストベアリング１５のコロは斜板１１及びシュー１３Ｂに対して転がり、斜板１１とシュー１３Ｂとの間の相対移動に伴う抵抗は従来の斜板とシューとが直接接触する場合の摺接抵抗に比較して著しく低減される。その結果、動力損失が低減され、圧縮効率が向上することとなる。
【０００４】
しかしながら、シュー１３Ｂと斜板１１との間には、２０μｍ程度の組みつけによる隙間が常に存在する。この隙間のために、圧縮時には、スラストベアリング１５は圧縮反力により斜板１１に押し付けられるが、吸入時には、スラストベアリング１５を斜板１１に押し付ける力がなくなり、シュー１３Ｂと斜板１１との間に生じた隙間の範囲でスラストベアリング１５は微小な移動を行うこととなる。本来、スラストベアリング１５は与圧を作用させた状態で使用することが理想であるが、前記特許文献１により開示されている技術においては、スラストベアリング１５がシュー１３Ｂと斜板１１との間で片頭ピストン１２の一往復毎にわずかに移動することとなるため、スラストベアリング１５の寿命が著しく短くなってしまうという課題が存在している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−０２８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の従来技術が有する問題点を解決しようとするものであり、具体的には、片頭ピストンを介して圧縮反力を受ける側のシューと斜板との間にスラストベアリングからなる転がり体を介在させた斜板型ピストン式圧縮機において、上記スラストベアリングの寿命を向上させて、動力損失の少ない効率のよい斜板型ピストン式圧縮機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の斜板型圧縮機は、シューを介して斜板の回転をピストンの往復直線運動に変換するピストン式圧縮機において、前記ピストンを介して圧縮反力を受ける側の前記シューに摺接するように揺動板を配設し、前記揺動板と前記斜板との間に第一の転がり体を介在し、前記第一の転がり体を前記揺動板及び前記斜板により挟み込んで押圧するように構成することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明は、このように構成されているので、斜板とシューとの間に転がり体が介在するため斜板がシューに対して相対移動することとなり、両者間の抵抗は、従来の斜板とシューとが直接接触する場合の摺接抵抗に比較して著しく低減される。その結果、動力損失が低減され、圧縮効率が向上することとなる。また、揺動板が転がり体を斜板に対して常に押圧して与圧をかけているので、転がり体がシューと斜板間で移動することがなく、転がり体の寿命を向上させることができると共に転がり体の信頼性の向上につながる。
【０００９】
請求項２の発明のように、好ましくは、前記第一の転がり体は、スラストベアリングであることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、このように構成されているので、揺動板と斜板の間に既存のスラストベアリングを介在させるのみで簡単且つ確実に斜板のシューに対する相対移動を行わせることができる。
【００１１】
請求項３の発明のように、好ましくは、前記揺動板と前記斜板の間には前記揺動板のラジアル荷重を受ける第二の転がり体を配設したことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、このように構成されているので、揺動板が転がり体を斜板に対して常に押圧しつつ、第一の転がり体に加えて第二の転がり体が介在することにより、斜板と揺動板とは互いに確実に相対移動することができ、その結果、斜板のシューに対する相対移動が確保されることとなる。
【００１３】
請求項４の発明のように、好ましくは、前記第二の転がり体は、玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けのいずれか一つであることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、このように構成されているので、揺動板と斜板の間に既存の玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けのいずれか一つを介在させるのみで簡単且つ確実に斜板のシューに対する相対移動を行なわせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図１〜図３に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の斜板型ピストン式圧縮機の全体概要を示す側面図である。図２は、図１のＡ部分の拡大図であり、本発明の第一の実施形態である。図３は、図１のＡ部分の拡大図であり、本発明の第二の実施形態である。
図４は、従来技術の斜板型ピストン式圧縮機の全体概要を示す側面図であり、図中の参照番号はすべて図1〜図３と同様である。従来例については、「背景技術」の項で説明したので重複した説明は省略する。
【００１６】
１はシリンダブロックであり、その前端部にフロントハウジング２が接合されており、シリンダブロック１の後端部にはリヤハウジング3が接合されている。フロントハウジング２とシリンダブロック1との間には、ラジアルベアリング４，５を介して回転軸６が回転可能に支持されている。回転軸６の先端部はクランク室２aの外に突出しており、図示されていないが、エンジンからの出力により回転駆動させられるように構成されている。回転軸６の前端部周囲にはフロントハウジング2との間にリップシール７が配設されており、クランク室２aの圧力が漏れるのを防止している。回転軸６には円盤状の回転支持体８が止着されている。また、回転軸６には円盤状の斜板１１が回転軸６の軸線方向へスライド可能且つ傾動可能に支持されている。斜板１１は、回転支持体8上に一体形成された支持アーム８aと回転軸６を挟むように斜板１１に止着されている一対のガイドピン９，１０との連携作動により、回転軸６の軸線方向へ傾動可能に且つ回転軸６と一体的に回転可能である。また、斜板１１が傾動する最大傾角は回転支持体8に形成された傾角規制突部８ｂに斜板１１が当接することにより規制されている。
【００１７】
シリンダブロック１には、回転軸６を囲むように複数のシリンダボア１aが形成されており、シリンダボア１a内には片頭ピストン１２がスライド可能に収容されている。片頭ピストン１２の首部には一対のシュー１３a、１３ｂが嵌め込まれている。シリンダボア１a内の圧縮反力を受ける側、即ち、シリンダボア１a側に位置するシュー１３ｂと斜板１１との間には、シュー１３ｂに摺接するように円盤状の揺動板１４が配設され、揺動板１４と斜板１１との間には、第一の転がり体、具体的にはスラストベアリング１５が両部材間に挟まれ押圧されて介在している。
【００１８】
揺動板１４の内周１４ｂと斜板1１の軸受け支持部１１aとの間には第二の転がり体、図１及び図２においては玉軸受け１６が配設されている。玉軸受け１６の外輪は内周１４ｂと軸受け支持部１１aとの間に圧入され、揺動板１４の下部に設けられた軸受けあて部１４aによりその位置を規制されている。玉軸受け１６の内輪は内周１４ｂと軸受け支持部１１aとの間に斜板１１の傾斜軸１１ｂに平行に移動可能に挿入される。玉軸受け１６の内輪の外側には、斜板１１と揺動板１４との間にスラストベアリング１５を押圧保持する押圧手段として、ナット１７が斜板１１の軸受け支持部１１aに設けられた雄ねじ部に螺合して玉軸受け１６の内輪と接触している。
なお、本実施形態においては、揺動板１４の内周１４ｂと斜板1１の軸受け支持部１１aとの間に玉軸受け１６を配設したが、玉軸受け１６に代えて、コロ軸受け、円錐コロ軸受けなどを使用してもよい。また、揺動板１４のラジアル荷重とナット１７の締め付けによるスラスト荷重をこれらの一つの軸受けで受けるのでなく、図３に見られるように、揺動板１４のラジアル荷重はラジアルベアリング２０で受け、ナット１７のスラスト荷重はスラストベアリング２１で受けるように構成してもよい。
【００１９】
エンジンからの出力により回転する回転軸６と一体に回転する斜板１１の回転は、スラストベアリング１５、揺動板１４、シュー１３ｂを介して片頭ピストン１２の往復直線運動に変換される。
【００２０】
リヤハウジング３内には、吸入室及び吐出室（いずれも図示されていない）が区画形成されている。吸入室内の冷媒ガスは、片頭ピストン１２の往復動作により吸入ポート（図示されていない）から吸入弁（図示されていない）を押し開いてシリンダボア１a内に流入し、片頭ピストン１２の往復動作により圧縮されて吐出ポート（図示されていない）から吐出弁（図示されていない）を押し開いて吐出室へ吐出される。
吸入室及び吐出室は、それぞれ、いずれも図示されていない凝縮機、膨張弁、蒸発器などを備えた外部冷媒回路（図示されていない）に接続されている。
【００２１】
回転支持体８とフロントハウジング2との間にはスラストベアリング１８が配設されており、斜板１１、ガイドピン９、１０、支持アーム８aを介して回転支持体８に作用する圧縮反力を受け止めている。また、図示されていないが、クランク室２aと吐出室とは圧力供給通路で接続されており、圧力供給通路に配設されている電磁開閉弁１９の励磁、消磁により圧力供給通路の弁が開閉する。圧力供給通路の弁が開くと吐出室の冷媒がクランク室内に流入しクランク室２a内の圧力上昇により斜版１１の傾角が最小傾角側へ移行し、圧力供給通路の弁が閉じると、クランク室２aが減圧して斜版１１の傾角が最小傾角から最大傾角へと移行する。
【００２２】
本発明は、特に、シュー１３a、１３ｂを介して斜板１１の回転をピストン１２の往復直線運動に変換する斜板型ピストン式圧縮機において、ピストン１２を介して圧縮反力を受ける側のシュー１３ｂに摺接するように揺動板１４を配設し、揺動板１４と斜板１１との間に第一の転がり体、具体的には、スラストベアリング１５を介在すると共に、揺動板１４と斜板１１の間には揺動板１４のラジアル荷重を受ける第二の転がり体、具体的には、玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けなど１６を配設し、スラストベアリング１５を揺動板１４及び斜板１１により挟み込んで押圧するように構成したことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明は、このように構成されているので、斜板１１とシュー１３ｂとの間にスラストベアリング１５が介在するため斜板１１がシュー１３ｂに対して相対移動することとなり、両者間の抵抗は、従来の斜板１１とシュー１３ｂとが直接接触する場合の摺接抵抗に比較して著しく低減される。その結果、動力損失が低減され、圧縮効率が向上することとなる。また、揺動板１４がスラストベアリング１５を斜板１１に対して常に押圧して与圧をかけているので、スラストベアリング１５がシュー１３ｂと斜板１１間で移動することがなく、スラストベアリング１５の寿命を向上させることができると共にスラストベアリング１５の信頼性の向上につながる。また、揺動板１４と斜板１１の間に玉軸受け、コロ軸受け、円錐コロ軸受けなど１６が介在することにより、斜板１１と揺動板１４とは互いに確実に相対移動することができ、その結果、斜板１１のシュー１３ｂに対する相対移動が確保されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のピストン式圧縮機の全体概要を示す側面図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図であり、本発明の第一の実施形態である。
【図３】図１のＡ部分の拡大図であり、本発明の第二の実施形態である。
【図４】従来技術のピストン式圧縮機の全体概要を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    シリンダブロック
１a    シリンダボア
２    フロントハウジング
２a    クランク室
３    リヤハウジング
４、５    ラジアルベアリング
６    回転軸
７    リップシール
８    回転支持体
８a    支持アーム
８ｂ    傾角規制突部
９、１０    ガイドピン
１１    斜板
１１a    軸受け支持部
１１ｂ    斜板の傾斜軸
１２    片頭ピストン
１３a、１３ｂ    シュー
１４    揺動板
１４a    軸受けあて部
１４ｂ    揺動板の内周
１５    スラストベアリング
１６    玉軸受け
１７    ナット
１８    スラストベアリング
１９    電磁開閉弁
２０    ラジアルベアリング
２１    スラストベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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