(57)【要約】【課題】  上死点側の荷重受け部の間隔を広げることなく、ピストンから斜板が受ける圧縮反力合力に起因して斜板及びロータに発生する振動を抑制する。【解決手段】  斜板式圧縮機において、斜板と、前記斜板を支持するロータとを備え、ロータの斜板側の面を、圧縮工程側の領域である圧縮領域と吸入工程側の領域である吸入領域に区分したとき、ロータが面上で斜板を支持する荷重受け部であって、斜板とその駆動軸の交点よりもロータ側に位置する第1の荷重受け部を、圧縮領域内に設ける。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板と、前記斜板を支持するロータと、前記ロータを支持した駆動軸とを備える斜板式圧縮機において、
前記ロータの前記斜板側の面を、圧縮工程側の領域である圧縮領域と吸入工程側の領域である吸入領域に区分したとき、前記ロータが前記面上で前記斜板を支持する荷重受け部であって、前記斜板とその駆動軸の交点よりも前記ロータ側に位置する第1の荷重受け部を、前記圧縮領域内に有する
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の斜板式圧縮機において、前記第１の荷重受け部を、前記圧縮領域のうち前記圧縮領域と前記吸入領域との境界線上を除く領域に有することを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の斜板式圧縮機において、
前記圧縮領域を、上死点側の領域である上死点側圧縮領域と、下死点側の領域である下死点側圧縮領域とに区分し、前記吸入領域を、上死点側の領域である上死点側吸入領域と、下死点側の領域である下死点側吸入領域とに区分したとき、前記第１の荷重受け部を、前記下死点側圧縮領域内に有する
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項４】
請求項３に記載の斜板式圧縮機において、前記第１の荷重受け部は、前記下死点側圧縮領域と前記上死点側圧縮領域との境界線に接することを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項５】
請求項３に記載の斜板式圧縮機において、
前記ロータが前記面上で前記斜板を支持する第２の荷重受け部を、前記上死点側圧縮領域に有し、
前記ロータが前記面上で前記斜板を支持する第３の荷重受け部を、前記上死点側吸入領域に有する
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載の斜板式圧縮機において、前記斜板は、前記第１の荷重受け部に対応する凸部を備えることを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項７】
請求項１に記載の斜板式圧縮機において、前記ロータは、前記第１の荷重受け部に対応する凸部を備えることを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項８】
請求項３に記載の斜板式圧縮機において、
可変容量式の斜板圧縮機であって、前記斜板と前記ロータは２組のリンク機構により連結され、
前記２組のリンク機構の一方は前記上死点圧縮領域に配置され、他方は前記上死点吸入領域に配置され、
前記第１の荷重受け部は、前記斜板の傾斜角を制限する斜板変角制限部である
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項９】
請求項８に記載の斜板式圧縮機において、
前記２組のリンク機構はそれぞれ、前記斜板に連結される斜板アームと、前記ロータに連結されるロータアームとを備えてなるリンク機構であって、
前記ロータアームは前記斜板アームの外側にある
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項１０】
請求項８に記載の斜板式圧縮機において、
前記２組のリンク機構はそれぞれ、前記斜板に連結される斜板アームと、前記ロータに連結されるロータアームとを備えてなるリンク機構であって、
前記ロータアームは前記斜板アームの内側にある
ことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項１１】
駆動軸と、前記駆動軸に支持されたロータと、前記ロータの偏心位置に前記駆動軸に対し傾斜角を可変に支持された斜板とを備えた斜板式圧縮機において、前記斜板の傾斜角を制限する斜板変角制限部を、前記ロータの圧縮工程側の領域に対応した位置に設けたことを特徴とする斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は斜板式圧縮機に関し、特に、斜板式可変容量圧縮機において斜板の傾斜角を最大にしたときに発生する振動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、斜板式圧縮機では、駆動軸７１によりロータ７２及び斜板７３を回転させると、斜板７３にシューを介して接続されたピストンがシリンダ内を往復運動することにより、流体の圧縮を行う。このとき、斜板７３に接続されたピストンのうち、圧縮工程にあるピストンにて圧縮反力が発生し、その結果、圧縮工程にあるピストンの圧縮反力の合力１１が斜板７３にかかる。
【０００３】
圧縮反力合力１１は斜板の中心から外れた位置にかかり、斜板に対する偏荷重として作用する。また、圧縮反力合力１１は、斜板７３上の一点に留まるのではなく、斜板７３の回転に応じて斜板７３上である軌跡７４を描くことが、発明者らのシミュレーション及び実験により確認された。以下、この軌跡７４を反力軌跡と呼ぶ。圧縮反力合力１１は偏荷重であるため斜板の振動の一因となる。この振動を抑制する上で、斜板からの荷重をロータが受ける位置、即ち荷重受け部と、反力軌跡２７との位置関係が重要である。
【０００４】
斜板側のロータの面を、圧縮工程側の半円と吸入工程側の半円とに二分し、それぞれ圧縮領域、吸入領域と呼ぶものとする。また、同じ面を、上死点側の半円と下死点側の半円とに二分し、それぞれ上死点側領域、下死点側領域と呼ぶものとする。更に、圧縮領域及び吸入領域のそれぞれを上死点側と下死点側とに二分して、上死点側圧縮領域１６、下死点側圧縮領域１７、下死点側吸入領域１８、上死点側吸入領域１９の４領域に全体を区分するものとする。
【０００５】
このとき、従来の斜板式可変容量圧縮機では、図５に示すように、上死点側領域に２箇所、下死点側領域に１箇所の計３箇所の荷重受け部を有することになる。上死点側領域の荷重受け部は、それぞれ、斜板とロータとを連結するリンク機構のロータへの接続部であり、上死点側圧縮領域１６及び上死点側吸入領域１９にそれぞれ１箇所ずつ、圧縮領域と吸入領域の境界線に略対称に位置する一方、下死点側領域の荷重受け部は、下死点側圧縮領域１７と、下死点側吸入領域１８との境界線上に位置し、これらの荷重受け部を直線で結ぶと、圧縮領域と吸入領域との境界線について対称な二等辺三角形７４を描く。以下、荷重受け部を直線で結んで描く三角形を荷重受け部三角形と呼ぶ。
【０００６】
他方、反力軌跡２７は、上死点側圧縮領域１６の荷重受け部付近にて楕円軌道を描くことが発明者らのシミュレーションにより判明している。荷重受け部三角形と反力軌跡２７の位置関係をみると、図中において、反力軌跡２７のほぼ右半分は、荷重受け部三角形に含まれるが、左半分は含まれないことがわかる。荷重受け部三角形の内側に圧縮反力合力１１が加わる場合、３箇所の荷重受け部全てにおいて、斜板をロータに押し付ける向きの力が作用し、ロータは圧縮反力合力を安定して受け止めることができるが、図示したように外側に加わる場合、上死点側吸入領域の荷重受け部では、斜板をロータから引き離す向きに力が作用し、その結果、ロータは圧縮反力合力を安定して受け止めることができない。このため、回転に応じて、荷重受け部における荷重増、荷重反力合力の方向の変動を引き起こし、これにより、荷重受け部でのフリクション増による制御性の悪化、部品間の接触位置の入れ替わりによる振動の発生の原因となっていた。
【０００７】
圧縮反力合力が荷重受け部三角形の外部に作用することを避けるため、従来は、上死点側の２つの荷重受け部の間隔を広げることにより、荷重受け部三角形の面積を広げ、反力軌跡を収めるようにしていた。しかし、設計上の制約等の理由により間隔を広げることができない場合があり、このような場合、反力軌跡は、荷重受け部三角形の外側、或いは、内側から外側にかけて描かれることになり、問題を解決することができなかった。
【０００８】
尚、ピストン往復動に伴う振動の斜板からロータへの伝達が抑制された可変容量斜板式圧縮機の斜板を提供するため、斜板本体と、スイングアームが一体形成された斜板ボスと、斜板固定リングとを備え、斜板ボスと斜板固定リングとが斜板本体を挟んだ状態で前記三者が一体に固定され、且つ斜板本体と斜板ボスとの間に制振材が介挿されている技術が、特許文献１に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２２０８５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、上死点側の荷重受け部の間隔を広げることなく、ピストンから斜板が受ける圧縮反力合力に起因して斜板及びロータに発生する振動を抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するため、本発明は以下のような斜板式圧縮機を提供する。即ち、本発明は、斜板と、斜板を支持するロータと、ロータを支持した駆動軸とを備える斜板式圧縮機において、ロータの斜板側の面を、圧縮工程側の領域である圧縮領域と吸入工程側の領域である吸入領域に区分したとき、ロータが面上で斜板を支持する荷重受け部であって、斜板とその駆動軸の交点よりもロータ側に位置する第1の荷重受け部を、圧縮領域内に有することを特徴とする斜板式圧縮機を提供する。
【００１２】
特に、第１の荷重受け部を、圧縮領域のうち圧縮領域と吸入領域との境界線上を除く領域に有することが望ましい。
【００１３】
より詳しくは、圧縮領域を、上死点側の領域である上死点側圧縮領域と、下死点側の領域である下死点側圧縮領域とに区分し、吸入領域を、上死点側の領域である上死点側吸入領域と、下死点側の領域である下死点側吸入領域とに区分したとき、第１の荷重受け部を、下死点側圧縮領域内に有する。
【００１４】
第１の荷重受け部を、下死点側圧縮領域と上死点側圧縮領域との境界線に接するように配置すると、特に効果的である。
【００１５】
典型的には、ロータが面上で斜板を支持する第２の荷重受け部を、上死点側圧縮領域に有し、ロータが面上で斜板を支持する第３の荷重受け部を、上死点側吸入領域に有することが考えられる。
【００１６】
第１の荷重受け部に対応する凸部を、斜板に備えることとしてもよいし、ロータに備えることとしてもよい。
【００１７】
可変容量式の斜板圧縮機の場合、斜板とロータは２組のリンク機構により連結され、２組のリンク機構の一方は上死点圧縮領域に配置され、他方は上死点吸入領域に配置され、第１の荷重受け部を、斜板の傾斜角を制限する斜板変角制限部とすることが考えられる。
【００１８】
このとき、２組のリンク機構はそれぞれ、斜板に連結される斜板アームと、ロータに連結されるロータアームとを備えてなるリンク機構であって、ロータアームは斜板アームの外側にあることとしてもよいし、或いは、２組のリンク機構はそれぞれ、斜板に連結される斜板アームと、ロータに連結されるロータアームとを備えてなるリンク機構であって、ロータアームは斜板アームの内側にあることとしてもよい。
【００１９】
また、本発明は、駆動軸と、駆動軸に支持されたロータと、ロータの偏心位置に駆動軸に対し傾斜角を可変に支持された斜板とを備えた斜板式圧縮機において、斜板の傾斜角を制限する斜板変角制限部を、ロータの圧縮工程側の領域に対応した位置に設けたことを特徴とする斜板式圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、第１の荷重受け部を下死点側圧縮領域内に設けることにより、第１の荷重受け部と他の荷重受け部とで形成する多角形内に、反力軌跡をより広く収めることが出来ることとなり、その結果、圧縮反力により発生する斜板の振動を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施の形態である斜板式可変容量圧縮機１について図１を参照して説明する。斜板式可変容量圧縮機１において、モータ等の力により駆動軸２を回転させると、ロータ３が回転方向Ｒに回転する。ロータ３の回転は、ロータアーム４、ピン５、斜板アーム６からなるリンク機構を介して斜板７に回転が伝達される。斜板７はシュー８を介してピストン９と連動し、これによりピストン９はシリンダ１０内を往復運動して、シリンダ内の流体を圧縮する。尚、図示していないが、斜板７の周囲には７本のピストン９が連結されている。
【００２２】
図１のロータ３及び斜板７を中心に拡大したのが図２である。駆動軸２が回転すると、それにつれてロータ３、斜板７が回転し、７本のピストン９が往復運動して流体を圧縮する。このとき圧縮工程にあるピストン９は流体から圧縮反力を受ける。圧縮反力の大きさはピストン９が下死点から徐々に大きくなり、上死点にて最大となる。従って、圧縮工程にあるピストンによる圧縮反力の合力１１が斜板７に加わる位置は、図２示すように圧縮工程の上死点側になる。
【００２３】
図２の右側から見たときの図を図３に示す。説明の都合上、ロータ３を省略している。斜板７のロータ３側の面（以下斜板裏面と呼ぶ）において、上死点１２及び下死点１３を結ぶ直線を直線１４とし、駆動軸２の中心において直線１４と直交する直線を直線１５とする。直線１４及び１５によって斜板裏面を四つの領域、上死点側圧縮領域１６、下死点側圧縮領域１７、下死点側吸入領域１８、上死点側吸入領域１９に区分する。
【００２４】
このとき、上死点側圧縮領域１６及び上死点側吸入領域１９にはそれぞれ上死点側の荷重受け部２０及び２１がある。荷重受け部２０及び２１は、それぞれ、ピン５の中心線２２のうち、ロータアーム４を通過している線分の中点にあると考える。
【００２５】
斜板裏面の下死点側圧縮領域１７から下死点側吸入領域１８にかけて、カウンターウェイト２３が形成されている。カウンターウェイト２３上の直線１５に接する部分は、斜板７が最大に傾斜したときにロータ３と接することにより、斜板７の角度を制限する凸部である斜板変角制限部２４を有する。斜板７が最大傾斜のとき、斜板変角制限部２４はロータ３に接触して荷重受け部２５となる。
【００２６】
従来、下死点側の荷重受け部を下死点１３付近に設けていたが、本発明では、圧縮工程側にずらした位置に荷重受け部２５を設けている。これにより、従来の荷重受け部三角形と比較して、荷重受け部２０、２１及び２５からなる荷重受け部三角形２６では、上死点側圧縮領域の荷重受け部２０を頂点とする角の角度が広がり、その結果、反力軌跡２７の全体を荷重受け部三角形２６の内部に収めることが可能となっている。
【００２７】
尚、上述の実施の形態では、ピストンの本数を７本として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これより少ない或いは多い数のピストンを有することとしてもよい。ピストンの数が少ないほど反力軌跡は大きくなるため、本発明はピストン数の少ない斜板式圧縮機に対して特に好適である。また、３箇所の荷重受け部を有するものとして説明したが、これら３箇所の荷重受け部に更に荷重受け部を追加し、荷重受け部がｎ角形（ｎは４以上の整数）を構成することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は斜板式圧縮機に適用することができる。特に、斜板式可変容量圧縮機に好適である。この種の斜板式可変容量圧縮機は、例えば、自動車の空調機にて用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態である斜板式可変容量圧縮機１の断面模式図である。
【図２】斜板式可変容量圧縮機１のロータ３及び斜板７について説明するための図である。
【図３】斜板７の荷重受け部三角形２６と反力軌跡２７との位置関係を説明するための図である。
【図４】従来の斜板式可変容量圧縮機のロータ７２及び斜板７３について説明するための図である。
【図５】従来の斜板式可変容量圧縮機の荷重受け部三角形７４と反力軌跡２７との位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    斜板式可変容量圧縮機
２    駆動軸
３    ロータ
４    ロータアーム
５    ピン
６    斜板アーム
７    斜板
８    シュー
９    ピストン
１０  シリンダ
１１  圧縮反力合力
１２  上死点
１３  下死点
１４、１５  直線
１６  上死点側圧縮領域
１７  下死点側圧縮領域
１８  下死点側吸入領域
１９  上死点側吸入領域
２０、２１、２４  荷重受け部
２２  中心線
２３  カウンターウェイト
２４  斜板変角制限部
２６  荷重受け部三角形
２７  反力軌跡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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