(57)【要約】【課題】制御性が良好な揺動斜板式の可変容量圧縮機の提供を図る。【解決手段】可変容量圧縮機１は、回転自在な回転軸１０と、前記回転軸１０に対する傾斜角が変更自在な状態で前記回転軸１０と共に回転するように前記回転軸１０に装着されたハブ２５および前記ハブの回転方向に対して相対回転可能に前記ハブに装着されることによって回転が抑制された状態で揺動運動する揺動斜板２６を有する斜板ユニット２４と、前記斜板ユニット２４の揺動斜板２５の傾斜角に応じてピストンストロークが変更されるピストン２９と、前記回転軸１０に対して傾斜角が変化しない部分（この例ではロータ２１）と前記斜板ユニット２４（この例ではハブ２５）とを連結し且つ前記斜板ユニット２４の傾斜角の変化速度が大きいほど減衰抵抗が大きくなるダンバー７０と、を備える。【選択図】図１
2008019770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な回転軸（１０）と、
前記回転軸（１０）に対する傾斜角が変更自在な状態で前記回転軸（１０）と共に回転するように前記回転軸（１０）に装着されたハブ（２５）と、前記ハブの回転方向に対して相対回転可能に前記ハブに装着されることによって回転が抑制された状態で揺動運動する揺動斜板（２６）と、を有する斜板ユニット（２４）と、
前記斜板ユニット（２４）の揺動斜板（２５）の傾斜角に応じてピストンストロークが変更されるピストン（２９）と、
前記斜板ユニット（２４）と、前記回転軸（１０）に対して傾斜角が変化しない部分（２、４、１０、２１、・・・）と、を連結し、且つ前記斜板ユニット（２４）の傾斜角の変化速度が大きいほど減衰抵抗が大きくなるダンバー（７０）と、
を備えることを特徴とする可変容量圧縮機（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の可変容量圧縮機（１）であって、
前記ダンバー（７０）は、前記斜板ユニット（２４）のハブ（２５）と、前記回転軸（１０）に固定されて一体的に回転するロータ（２１）と、を連結していることを特徴とする可変容量圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量圧縮機としては、例えば特許文献１、２に開示されるような斜板式圧縮機がある。この種の斜板式圧縮機は、回転軸と一体的に回転するハブと、ハブにベアリングを介して相対回転自在に装着される揺動斜板と、斜板の外周部に連結されるピストンと、を備える。回転軸が回転すると、ハブが回転し、揺動斜板がその傾斜角度に応じて揺動運動し、この揺動斜板の揺動運動によってピストンが往復動する。
【０００３】
ここで揺動斜板は、回転規制部などと係合することで回転しないか、回転規制部がない場合でもピストンとの摩擦により回転が抑制されている（回転軸の回転速度よりもかなり遅い速度で回転する）。このため、斜板が回転軸と一体に回転する回転斜板式の圧縮機に比べて、斜板の回転速度が遅くまたはゼロになることで、斜板とピストンとの間の摩耗が軽減される。
【特許文献１】特開２０００−３２０４５５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８９３１号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような揺動斜板式の可変容量圧縮機においては、上述のように機械的損失が大幅に軽減される利点があるが、それに伴う弱点もある。
【０００５】
即ち、回転斜板式の可変容量圧縮機であれば、回転斜板には、ピストンからの圧縮反力が回転斜板の傾斜角が大きくなる方向に作用する一方、回転斜板の回転により生じるジャイロモーメントが、回転斜板の傾斜角が小さくなる方向に作用するので、回転斜板に加わる軸方向荷重のバランスがとれる。しかしながら、揺動斜板式の可変容量圧縮機では、揺動斜板の回転がないか回転が遅いため、ジャイロモーメントが小さくなるぶん、ピストンからの圧縮反力の影響が大きくなり、揺動斜板の傾斜角が安定しにくくなる。
【０００６】
実験の結果、揺動斜板式の可変容量圧縮機を作動すると、意図せず揺動斜板の傾斜角が急激に変化してハンチングを起こしてしまう現象が観測された。例えば２秒間で、揺動斜板が最大傾斜角から最小傾斜角まで２往復してしまうような現象が観測された。このようなハンチングは、制御性の悪化につながる。また、構成部品に機械的負荷を与えてしまう。
【０００７】
本発明は、このような背景をもとに為されたもので、制御性が良好な揺動斜板式の可変容量圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、可変容量圧縮機であって、回転自在な回転軸と、前記回転軸に対する傾斜角が変更自在な状態で前記回転軸と共に回転するように前記回転軸に装着されたハブおよび前記ハブの回転方向に対して相対回転可能に前記ハブに装着されることによって回転が抑制された状態で揺動運動する揺動斜板を有する斜板ユニットと、前記斜板ユニットの揺動斜板の傾斜角に応じてピストンストロークが変更されるピストンと、前記斜板ユニットと前記回転軸に対して傾斜角が変化しない部分とを連結し且つ前記斜板ユニットの傾斜角の変化速度が大きいほど減衰抵抗が大きくなるダンバーと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変容量圧縮機であって、前記ダンバーは、前記斜板ユニットのハブと、前記回転軸に固定されて一体的に回転するロータと、を連結していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、斜板ユニットの傾斜角がゆっくり変化しようとするときは、ダンパーの減衰抵抗がほとんど生じずに、そのまま斜板ユニットの傾斜角が変化する。一方、斜板ユニットの傾斜角が急激に変化しようとするときは、ダンバーの減衰抵抗によって、傾斜角の変化速度が緩やかになる。これにより、斜板ユニットの暴れが防止されて、斜板ユニットの傾斜角の制御性が良好となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ダンバーは、回転軸とともに回転するハブとロータとを連結しているため、簡素な構造で、回転軸に対して傾斜角が変更される斜板ユニットと、回転軸に対して傾斜角が変更されない部分と、をダンバーで連結できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態にかかる可変容量圧縮機を図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は本実施形態の可変容量圧縮機の全体断面図である。図１に示すように、本実施形態の可変容量圧縮機１は片頭式の揺動斜板式の可変容量圧縮機である。この圧縮機１は、円周方向に複数等間隔に配置されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の前端面に接合され該シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントヘッド４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合され吸入室７および吐出室８を形成するリアヘッド６と、を備えている。これらシリンダブロック２とフロントヘッド４とリアヘッド６とバルブプレート９がスルーボルト（図示せぬ）によって軸方向に締結固定されることで、圧縮機全体のハウジングが構成される。
【００１４】
バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する吸入孔１１と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２と、を備えている。
【００１５】
バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔１１を開閉する図示せぬ弁機構（例えばフラッパ弁）が設けられ、一方、バルブプレート９のリアヘッド６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬ弁機構（例えばフラッパ弁）が設けられている。
【００１６】
シリンダブロック２およびフロントヘッド４の中心の支持孔１９、２０にはラジアルベアリング１７、１８を介して回転軸１０が軸支され、これにより回転軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。なお、回転軸１０に固定されたロータ２１とリアヘッド６との対向面間にはスラストベアリング１６が介在している。
【００１７】
クランク室５内には、回転軸１０に固設されたロータ２１と、回転軸１０に軸方向に摺動自在で且つ傾動自在に装着されたハブ２５と、ハブ２５にラジアルベアリング６３およびスラストベアリング６１を介して相対回転自在に装着された揺動斜板２６と、ハブ２５の傾斜角の変更を許容しつつロータ２１の回転トルクをハブ２５に伝達できるようにロータ２１とハブ２５とを連結する連結機構４０と、が設けられている。
【００１８】
なお、ハブ２５および揺動斜板２６により、回転軸１０に対して傾斜角が変更自在な斜板ユニット２４が構成されている。
【００１９】
このような構成により、回転軸１０と一体にロータ２１が回転すると、ロータ２１の回転が連結機構４０を介してハブ２５に伝達されて、ロータ２１と一体にハブ２５が回転する。ハブ２５が回転すると、揺動斜板２６の傾斜角に応じて、揺動斜板２６が揺動する。このとき、揺動斜板２６の外周部が、シリンダボア３内に往復動可能に配置されたピストン２９と、半球状の一対のピストンシュー３０、３０を介して連結されており、これにより揺動斜板２６は、ピストンシュー３０との摺動摩擦によって回転が抑制された状態で揺動するようになっている。なお、揺動斜板２６の回転は、摺動摩擦によってはまったく回転しない場合もあれば、ハブ２５の回転速度が急激に変化した際にのみ回転する場合もあれば、常時に回転しておりハブ２５の回転速度の変化に応じて回転速度が変化する場合もある。
【００２０】
上述の如く、回転軸１０の回転に伴って、揺動斜板２６が揺動すると、揺動斜板２６の揺動運動が一対のピストンシュー３０、３０を介してピストン２９の往復動に変換される。ピストン２９がシリンダボア３内を往復動すると、吸入室７内の冷媒がバルブプレート９の吸入孔１１を通じてシリンダボア３内に吸入されたのちシリンダボア３内で圧縮され、圧縮された冷媒がバルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。
【００２１】
可変容量の制御
ここで、揺動斜板２６の傾斜角は変更可能であり、揺動斜板２６をリターンスプリング５２に抗してシリンダブロック２側に近接移動させると揺動斜板２６の傾斜角が減少し、一方、揺動斜板２６をリターンスプリング５１に抗してシリンダブロック２から離れる方向に移動させると揺動斜板２６の傾斜角が増大する。なお本明細書においては、揺動斜板２６の傾斜角は、回転軸１０と垂直な面を基準にしている。
【００２２】
冷媒の吐出容量を変化させるには、揺動斜板２６の傾斜角を変化させてピストンストロークを変化させる。より具体的には、ピストン２９の後面側のクランク室圧Ｐｃとピストン２９の前面側の吸入室圧Ｐｓの差圧（圧力バランス）により、揺動斜板２６の傾角を変化させてピストンストロークを変化させる。そのため、この圧縮機１には、圧力制御機構が設けられている。圧力制御機構は、クランク室５と吸入室７とを連通する抽気通路（図示せぬ）と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路（図示せぬ）と、この給気通路の途中に設けられ給気通路を開閉制御する制御弁（図示せぬ）と、を備えて構成されている。
【００２３】
例えば、制御弁によって給気通路を開くと、吐出室８から高圧の冷媒ガスが給気通路を通じてクランク室５に流れ込み、これによりクランク室５内の圧力が上昇する。クランク室５内の圧力が上昇すると、斜板ユニット２４（揺動斜板２６）がシリンダブロック２側に近接移動しつつその傾斜角が減少することで、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。
【００２４】
逆に、制御弁によって給気通路を閉じると、抽気通路を通じてクランク室５内に冷媒ガスが吸入室７に常時抜けていっているため、次第に吸入室７とクランク室５との圧力差がなくなって均圧化していく。すると、斜板ユニット２４（揺動斜板２６）がシリンダブロック２から離れる方向に移動しつつその傾斜角が増大して、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増大する。
【００２５】
このような揺動斜板の傾斜角を決定する力は、クランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの差圧のみではなく、以下に列挙するものもある。
【００２６】
○圧縮反力  
ピストン２９の往復動に際にピストン２９を介してシリンダボア３内の圧縮媒体から受ける圧縮反力。この圧縮反力は揺動斜板２６の傾斜角が増大する方向に作用する。
【００２７】
○ピストンの慣性力
ピストン２９の往復動方向に生じるピストン２９の慣性力。この慣性力は、揺動斜板２６の傾斜角が増大する方向に作用するもので、回転速度が高いほど大きくなる。
【００２８】
○ジャイロモーメント
斜板ユニット２４の回転により斜板ユニット２４（揺動斜板２６）の傾斜角が減少する方向に作用する。当該ジャイロモーメントは、回転速度が高くなるほど大きくなる。
【００２９】
○スプリングの復元力
中立位置からの変位量に応じて決まるスプリング５１、５２の復元力。この復元力は絶対値が小さく、高速回転時には影響が小さい。
【００３０】
ここで、本実施形態の可変容量圧縮機１は、斜板が回転軸と同期して回転する回転斜板式ではなく、斜板２６の回転が抑制された揺動斜板式であるため、揺動斜板２６のジャイロモーメントが極めて小さくなる。これにより、斜板２６の傾斜角を増大させる方向に作用する圧縮反力およびピストンの慣性力に対向する力（ジャイロモーメント）が小さくなるため、揺動斜板２６の動的バランスが崩れて揺動斜板２６の傾斜角が急激に変化を繰り返してしまうハンチングの発生が懸念される。
【００３１】
しかしながら本実施形態では、このような意図せぬ急激な揺動斜板２６の変化を吸収するべく、ダンバー７０が設けられている。ダンパー７０は、連結機構４０の左右に一対設けられ、回転軸１０に対して傾斜角が変化する斜板ユニット２４（この例ではハブ２５）と、回転軸１０に対する傾斜角が変化しない部分（この例ではロータ２１）と、を連結している。このダンパー７０は、例えば内部に粘性流体が充填されたピストン構造を為しており、斜板ユニット２４の傾斜角の変化速度が大きくなるほど減衰抵抗が大きくように構成されている。
【００３２】
これより、運転中において斜板ユニット２４の傾斜角がゆっくり変化しようとするときは、ダンパー７０の減衰抵抗がほとんど生じずに、そのまま斜板ユニット２４の傾斜角が変化する。一方、斜板ユニット２４の傾斜角が意図せず急激に変化しようとするときは、ダンバー７０の減衰抵抗によって傾斜角の変化速度がゆっくりになり、これにより斜板ユニット２４の暴れが防止されて、斜板ユニット２４の制御性が良好となる。
【００３３】
以上、本実施形態の効果を列挙する。
【００３４】
（１）本実施形態によれば、回転自在な回転軸１０と、前記回転軸１０に対する傾斜角が変更自在な状態で前記回転軸１０と共に回転するように前記回転軸１０に装着されたハブ２５および前記ハブの回転方向に対して相対回転可能に前記ハブに装着されることによって回転が抑制された状態で揺動運動する揺動斜板２６を有する斜板ユニット２４と、前記斜板ユニット２４の揺動斜板２５の傾斜角に応じてピストンストロークが変更されるピストン２９と、前記斜板ユニット２４と前記回転軸１０に対して傾斜角が変化しない部分（１０、２１、４、・・・など）とを連結し且つ前記斜板ユニット２４の傾斜角の変化速度が大きいほど減衰抵抗が大きくなるダンバー７０と、を備える。
【００３５】
そのため、ダンパー７０の減衰性能により、斜板ユニット２４の傾斜角が意図せず急激に変化しようとするときは、傾斜角の変化速度が緩やかになって斜板ユニット２４の暴れが防止される。これにより、斜板ユニット２４の制御性が良好となる。
【００３６】
（２）また付随効果として、さらにジャイロモーメントが小さくなるような構造（例えば揺動斜板２６の材質をハブ２５の材質より比重が軽いもので形成した構造や、揺動斜板２６およびハブ２５の材質を軽い材質（例えばアルミニュウム合金など）で形成した構造など）であっても、斜板ユニット２４の傾斜角の制御性が維持される。別の言い方をすれば、さらにジャイロモーメントが小さくなるような構造を採用しやすくなる。
【００３７】
（３）本実施形態の可変容量圧縮機１では、ダンバー７０は、前記斜板ユニット２４のハブ２５と、前記回転軸１０に固定されて一体的に回転するロータ２１と、を連結している。つまり、ダンパー７０は、回転軸１０とともに回転するハブ２５とロータ２１とを連結しているため、簡素な構造で、回転軸１０に対して傾斜角が変更されない部分と、回転ン軸１０に対して傾斜角が変更される斜板ユニット２４と、を連結できる。
【００３８】
変形例
なお、本発明にあっては、例えば、ハブ２５と回転軸１０とをダンバー７０で連結してもよいし、揺動斜板２４とハウジング（シリンダブロック２や、フロントヘッド４）とをダンパー７０で連結してもよいし、また、その他の部分において、回転軸１０に対して傾斜角が変更されない部分と、斜板ユニット２４と、をダンパーで連結してもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、「斜板ユニット」はスリーブを備えない斜板ユニット２４であったが、スリーブ有りの斜板ユニットでもよい。つまり、回転軸１０に軸方向に摺動自在に装着されたスリーブに、ハブを傾動自在に装着した斜板ユニットであってもよい。
【００４０】
また、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でその他の種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の第１実施形態にかかる可変容量圧縮機の断面図。
【図２】図２は同可変容量圧縮機の斜板ユニットの近傍の拡大図であって、フルストローク状態を示す図。
【図３】図３は同可変容量圧縮機の斜板ユニットの近傍の拡大であって、デストローク状態を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１…可変容量圧縮機
１０…回転軸
２１…ロータ（回転軸に対する傾斜角が変化しない部分）
２４…斜板ユニット
２５…ハブ
２６…揺動斜板
２９…ピストン
７０…ダンパー  
【図１】
2008019770.tif 000003
【図２】
2008019770.tif 000004
【図３】
2008019770.tif 000005