(57)【要約】【課題】斜板を両側から圧縮コイルバネで挟み込めない圧縮機であっても、斜板の傾斜角度を所定の位置に設定できる斜板型圧縮機を提供する。【解決手段】斜板型圧縮機１は、シャフト１０６に対して連結ピン１０９によって連結され、シャフトと一体的に回転しかつシャフトに対して傾角可変にクランク室１２７に収容される斜板機構１０８，１１０を備えていて、連結ピンを支点として斜板機構をミドルハウジング１０２側に押すようにねじりコイルバネ１１９を、シャフトと斜板機構との間に配置している。ねじりコイルバネは連結ピンに装着されている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに対して連結ピンによって連結され、前記シャフトと一体的に回転し、かつ前記シャフトに対して傾角可変にクランク室に収容された斜板機構と、シリンダボア内に摺動可能に収容され、前記斜板機構の傾角に応じた往復動作を行う複数のピストンとを備え、前記クランク室内の圧力を制御して、前記斜板機構の傾角を制御する斜板型圧縮機において、
前記連結ピンを支点として、前記斜板機構をミドルハウジング側に押す力を発生する弾性体を、前記シャフトと前記斜板機構との間に配置したことを特徴とする斜板型圧縮機。
【請求項２】
前記弾性体がねじりコイルバネ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】
前記弾性体が板バネ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４】
前記シャフトが前記斜板機構を貫通しないで、前記斜板機構を片持ち構造で支持したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜板型圧縮機。
【請求項５】
前記斜板機構を揺動可能に支持する自在継ぎ手状の揺動支持機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜板型圧縮機。
【請求項６】
前記シャフトが前記斜板機構を貫通していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜板型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮容量を可変にできる斜板型（ワッブル式やスワッシュプレート式）圧縮機に関し、特に車両用空調システム等に好適な可変容量式斜板型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板型（ワッブル式やスワッシュプレート式）圧縮機は、例えば特開昭６０−１７５７８２号公報、特開平２−１０８８７１号公報、特開平９−２０９９３０号公報等に示されるように、クランク室の圧力を制御弁などで昇圧、減圧させることにより、ピストンに作用する背圧を変えることで斜板の傾斜角度を変化させて容量可変を実現している。
【０００３】
これらの斜板型圧縮機では、停止状態から運転するときに最小容量（斜板傾斜角度０°）で運転開始されると、シリンダ内で圧縮仕事をしないためシリンダ筒内圧が上昇せず、吐出容量が大きくならない。このため一般的に停止状態では、最小容量（斜板傾斜角度０°）より僅かに容量をもたせるように、斜板を貫通するシャフトの両端にバネ、例えば圧縮コイルバネ、を２個（１対）配置し、互いのバネ反力を利用して斜板を押し付け合うことで、斜板傾斜角度を所定の角度に保ち、所定の吐出容量で圧縮機が運転開始されるようになっている。
【０００４】
しかしながら、斜板を両側からバネ（圧縮コイルバネ）で挟み込むのが困難な圧縮機、例えば、シャフトが斜板を貫通しないで、斜板を片持ち構造で支持する圧縮機においては、例えば特開昭６０−１７５７８２号公報に示すように、斜板を両側から圧縮コイルバネで挟み込もうとすると、シャフトと斜板（揺動板）間に配置した圧縮コイルバネの保持が困難であるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、斜板を両側から圧縮コイルバネで挟み込むのが困難な圧縮機、例えば、シャフトが斜板を貫通しないで、斜板を片持ち構造で支持する圧縮機において、停止状態での斜板の傾斜角度を所定の角度に保ち、所定の吐出容量で運転開始できると共に、斜板の傾斜角度を所定の角度に保つバネ構造をしっかりと安定して保持することができる斜板型圧縮機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の斜板型圧縮機を提供する。
請求項１に記載の斜板型圧縮機は、シャフトに対して連結ピンによって連結され、シャフトと一体的に回転しかつシャフトに対して傾角可変にクランク室に収容された斜板機構を備えていて、連結ピンを支点として斜板機構をミドルハウジング側に押すように弾性体をシャフトと斜板機構との間に配置したものである。このようにして、シャフトが斜板を貫通しないで、斜板を片持ち構造で支持する圧縮機においても、シャフトと斜板機構間に配置される弾性体を連結ピンによってしっかりと保持することができる。また、停止状態での斜板の傾斜角度を所定の角度に保ち、所定の吐出容量で運転開始することができる。
【０００７】
請求項２の斜板型圧縮機は、弾性体をねじりコイルバネと特定したものであり、また請求項３の斜板型圧縮機は、弾性体を板バネと特定したものである。
請求項４の斜板型圧縮機は、シャフトが斜板機構を貫通しないで、斜板機構を片持ち構造で支持するようにしたものであり、本発明においては、特にこのタイプの斜板型圧縮機に有効である。
【０００８】
請求項５の斜板型圧縮機は、斜板機構を自在継ぎ手状の揺動支持機構で支持することを規定したものである。
請求項６の斜板型圧縮機は、シャフトが斜板機構を貫通するタイプのものに特定したものであり、このタイプのものにおいても、同様の作用効果を奏する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の斜板型圧縮機について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図で、１００％容量運転時の状態を示しており、図２は、０％容量運転時の状態を、図３は、停止時の状態をそれぞれ示している。
【００１０】
この斜板型圧縮機１００のミドルハウジング（シリンダブロック）１０２の一端面には、バルブプレート１０４を介してリヤハウジング１０５が、他端面にはフロントハウジング１０１がそれぞれ固定されている。ミドルハウジング１０２には、シャフト１０６の中心線ＬＯ　の回りに所定間隔おきに複数のシリンダボア１０３が形成されている。これらのシリンダボア１０３内にそれぞれピストン１１２が摺動自在に収容されている。
【００１１】
シャフト１０６は、玉軸受１０７によってフロントハウジング１０１内に回転可能に支持されている。シャフト１０６とフロントハウジング１０１とは、シャフトシール１２６によってシールされている。シャフト１０６のクランク室側には、シャフト１０６と一体にアーム１０６ａが突設されており、このアーム１０６ａの先端部には、孔１０６ｂが形成されている。孔１０６ｂには連結ピン１０９が嵌め込まれていて、連結ピン１０９には、斜板機構の旋回部材１０８が傾斜角可変に連結支持されている。
【００１２】
斜板機構は、旋回部材１０８、揺動部材１１０及び回転部材２１等より構成されている。旋回部材１０８は、シャフト１０６に対して傾いた傾斜面１０８ａを有すると共に、連結ピン１０９を挿通するための長孔１０８ｂが形成されている。従って、シャフト１０６のアーム１０６ａに形成された孔１０６ｂと旋回部材１０８の長孔１０８ｂとが連結ピン１０９によって挿通されることによって、旋回部材１０８をアーム１０６ａに対して揺動可能に連結するヒンジ機構を構成していると共に、旋回部材１０８はシャフト１０６と一体的に回転する。図１において、角度θは旋回部材１０８の傾斜面１０８ａとシャフト１０６の中心線ＬＯ　とのなす傾斜角を示している。
【００１３】
略円盤状の揺動部材（斜板）１１０は、旋回部材１０８の傾斜面１０８ａとスラスト軸受１１１を介して連結されている。この揺動部材１１０は、シリンダボア１０３内を摺動するピストン１１２と、ロッド１１３によって連結されている。また、揺動部材１１０は、回転可能な回転部材２１によって嵌合されており、この回転部材２１内に自由継ぎ手状の揺動支持機構１４が設けられている。従って、揺動部材１１０は、揺動支持機構１４によって揺動可能に支持されている。なお、回転部材２１の外周には、揺動支持機構１４を固定するストッパ１６が設けられている。
【００１４】
回転部材２１が中心線ＬＯ　周りに回転するのを規制する拘束部材２４が、ミドルハウジング１０２の中心に形成された中央の穴部１０２ａ内に摺動可能に嵌入されている。拘束部材２４には略円筒状の支持部２４ｂが設けられていて、この支持部２４ｂの外周にはスプライン２４ｃが形成されている。同様にミドルハウジング１０２の穴部１０２ａの内周にもスプライン１０２ｂが形成されている。従って、拘束部材２４の支持部２４ｂをミドルハウジング１０２の穴部１０２ａ内に嵌入することによって、拘束部材２４はミドルハウジング１０２に対して摺動可能ではあるが、回転不可の状態になっている。
【００１５】
図４は、本発明の特徴であるねじりコイルバネ１１９を示している。このねじりコイルバネ１１９は、シャフト１０６と旋回部材１０８との間に配置され、連結ピン１０９によって支持されている。したがって、ねじりコイルバネ１１９は、連結ピン１０９を支点として旋回部材１０８をミドルハウジング１０２側に押す力を発生している。
これに対して、拘束部材２４の円筒状支持部２４ｂ内には、揺動支持機構１４をシャフト１０６側に押す力を発生させるコイルバネ１２０が配置されている。
【００１６】
リヤハウジング１０５には、吸入室１２１と吐出室１２２とが形成されている。シリンダボア１０３内をピストン１１２とバルブプレート１０４とで区画された作動室Ｖが複数形成されていて、吸入室１２１と作動室Ｖとは、バルブプレート１０４に形成された吸入ポート１２３を介して連通している。同様に吐出室１２２と作動室Ｖとは、バルブプレート１０４に形成された吐出ポート１２４を介して連通している。また吐出ポート１２４には、冷媒が吐出室１２２から作動室Ｖへ逆流するのを防止する吐出弁２２５が設けられており、この吐出弁２２５は、弁止板２２６と共にボルト等によりバルブプレート１０４に固定されている。
【００１７】
フロントハウジング１０１には、旋回部材１０８や揺動部材１１０等から構成される斜板機構を収納する空間であるクランク室１２７が形成されている。クランク室１２７は、リヤハウジング１０５に設けた圧力制御弁１２８を介して、吸入室１２１および吐出室１２２と連通されており、圧力制御弁１２８を制御してこの連通状態を調整することによって、クランク室１２７内の圧力を制御することができる。
【００１８】
以上のように構成された本発明の斜板型圧縮機１００の作動について説明する。図示しないエンジンの回転動力がシャフト１０６に伝達されると、シャフト１０６の回転力は、連結ピン１０９によるヒンジ機構により、旋回部材１０８に伝えられ、更にこの旋回部材１０８に取り付けられた揺動部材１１０に伝達される。ところがこの旋回部材１０８に伝達された回転運動は、揺動支持機構１４によって揺動部材１１０の揺動運動に変換される。この揺動運動がロッド１１３によりピストン１１２の直線往復運動に変換される。ピストン１１２はシリンダボア１０３内を往復運動し、その結果シリンダボア１０３内の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、揺動板１１０の傾斜角度に応じた容量の高圧冷媒ガスが吐出される。したがって、クランク室１２７内の圧力を制御して、揺動板１１０の傾斜角度を増減することで、熱負荷に応じた吐出容量とすることができる。
【００１９】
図１は、最大容量（１００％容量）運転時の状態を示しており、この場合、圧力制御弁１２８を調節してクランク室１２７内の圧力を吸入圧にほぼ等しくする。このとき、複数のピストン１１２のうち圧縮行程中にあるピストン１１２に着目すると、作動室Ｖ内の圧力がクランク室１２７内の圧力より大きいため、揺動部材１１０には作動室Ｖの体積を拡大する向きの力（圧縮反力）が作用する。一方、揺動部材１１０には連結ピン１０９を中心とする圧縮反力により、傾斜角θを小さくする向きのモーメント（傾斜モーメント）が作用する。この力とねじりコイルバネ１１９および圧縮コイルバネ１２０のバネ反力のつり合いにより、揺動部材１１０の傾斜角θが小さくなり、ピストン１１２のストロークが増大するので吐出量が増加する。
【００２０】
図２は、可変容量（０％容量）運転時の状態を示しており、この場合、圧力制御弁１２８を調節してクランク室１２７内の圧力を最大容量運転時に比べて大きくする。このため、最大容量運転時とは逆に圧縮反力（傾斜モーメント）が小さくなる。この力とねじりコイルバネ１１９および圧縮コイルバネ１２０のバネ反力のつり合いにより、傾斜角度が拡大して吐出容量が減少していく。
【００２１】
図３は、停止時の状態を示しており、この場合、クランク室１２７内の圧力は均圧し、吸入室１２１、吐出室１２２内の圧力と同じになり、圧力によるモーメントは発生しない。したがって、ねじりコイルバネ１１９のバネ反力を圧縮コイルバネ１２０のバネ反力より所定の値分高くしておくと、バネ反力のつり合いにより、傾斜角度が拡大して、揺動部材１１０の傾斜角θが０％容量運転時より僅かに小さい所定の角度に保たれる。
【００２２】
以上説明したように、本発明においては、ねじりコイルバネ１１９がシャフト１０６と旋回部材１０８との間にあり、連結ピン１０９の位置を支点とした位置に配置されているので、シャフトが斜板を貫通しないで、斜板を片持ち構造で支持する圧縮機においても、停止状態での斜板の傾斜角度を所定の角度に保ち、所定の吐出容量で運転開始することができる。
【００２３】
なお、上記第１実施形態では、自在継ぎ手状の揺動支持機構１４としているが、例えば等速玉継ぎ手のように転動体を介した継ぎ手としてもよい。
【００２４】
図５は、本発明の第２実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図を示している。第１実施形態では、斜板機構と拘束部材２４とを自在継ぎ手状の揺動支持機構１４で連結しているが、本第２実施形態では、拘束部材２４の頭部２４ａを球面摺動シューとして揺動部材１１０を支持するようにしている。なお、この実施形態では、揺動部材１１０の外周部に回り止め部１４０が設けられており、この回り止め部１４０が、フロントハウジング１０１の内面に形成された案内溝１４１と係合している。この回り止め部１４０が案内溝１４１と係合することによって、揺動部材１１０がシャフト１０６と共に回転するのを防止すると共に、揺動部材１１０の揺動を案内している。その他の構成については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００２５】
図６は、本発明の第３実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図を示している。上記第１と第２実施形態では、揺動部材１１０とピストン１１２とはロッド１１３を介して連結しているが、本第３実施形態では、一対のシュー１１３ａを介して揺動部材１１０とピストン１１２とを連結している。即ち、揺動部材１１０が一対のシュー１１３ａ間に摺動可能に挟持されると共に、一対のシュー１１３ａは、ピストン１１２に摺動かつ回動可能に配置されている。なお、この場合は、回転部材２１がスラスト軸受１１１を介して旋回部材１０８に連結する等の構造の設計変更も必要に応じ行う必要がある。その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００２６】
なお、上記第１〜第３実施形態においては、クランク室１２７内の圧力を制御することにより揺動部材１１０及び旋回部材１０８の傾斜角θを制御しているが、拘束部材２４を付勢している圧縮コイルバネ１２０を収納しているミドルハウジング１０２の穴部１０２ａ内の圧力を制御することにより傾斜角θを制御するようにしてもよい。
【００２７】
図７は、本発明の第４実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図を示している。上記第１〜第３実施形態では、シャフト１０６が斜板機構である旋回部材１０８と揺動部材１１０とを貫通しないで、斜板機構を片持ち構造で支持する圧縮機について示したが、本第４実施形態は図７に示すように、シャフト１０６が斜板機構を貫通する従来のワッブル型圧縮機において、シャフト１０６の回転を斜板機構に伝達するヒンジ機構側に、シャフト１０６に装着されるようにして設けられていた圧縮コイルバネに代えて、ヒンジ機構の連結ピン１０９に装着されるねじりコイルバネ１１９を用いたものである。その他の機構については、従来のワッブル型圧縮機と同様であるので説明を省略する。なお、この場合の従来のワッブル型圧縮機は、揺動部材（斜板）とピストンとがロッドによって連結されるタイプのものである。
【００２８】
図８は、本発明の第５実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図を示している。上記第１〜第３実施形態においては、シャフト１０６が斜板機構を貫通しないで、斜板機構を片持ち構造で支持する圧縮機について示したが、本第５実施形態は、図８に示すように、シャフト１０６が揺動部材（斜板）を貫通する従来の斜板型圧縮機において、シャフト１０６の回転を揺動部材（斜板）に伝達するヒンジ機構側に、シャフト１０６に装着されるようにして設けられていた圧縮コイルバネに代えて、ヒンジ機構の連結ピン１０９に装着されるねじりコイルバネ１１９を用いたものである。その他の機構については、従来の斜板型圧縮機と同様であるので説明を省略する。なお、この場合の従来の斜板型圧縮機は、斜板機構として揺動部材（斜板）１１０のみを使用しており、また揺動部材（斜板）１１０が一対のシュー１１３ａを介してピストン１１２に連結されるタイプのものである。
【００２９】
なお、上述した第１〜第５実施形態においては、シャフト１０６の回転を斜板機構に伝達するヒンジ機構の連結ピン１０９に装着され、連結ピンの位置を支点として斜板機構をミドルハウジング１０２側に押す力を発生させる部材として、ねじりコイルバネ１１９を使用する場合について説明しているが、このねじりコイルバネに代えて、板バネ状のものを連結ピンを支点として折り曲げたものを配置するようにしてもよい。
また、上記した各実施形態から解るように、本発明は、様々のタイプの斜板型及びワッブル型圧縮機に適用可能なものである。
【００３０】
以上説明したように、本発明は、シャフトの斜板機構への貫通の有無に拘わらず、あらゆるタイプの斜板型又はワッブル型圧縮機において、停止状態での斜板（揺動部材）の傾斜角度を所定の角度に保ち、所定の吐出容量で運転を開始することができる。また、シャフトが斜板機構を貫通しないタイプのものにおいても、斜板機構の付勢に使用するバネ部材をしっかりと保持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図であって、１００％容量運転時の状態を示している。
【図２】本発明の第１実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図であって、０％容量運転時の状態を示している。
【図３】本発明の第１実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図であって、停止時の状態を示している。
【図４】本発明の第１実施形態の斜板型圧縮機におけるシャフトとねじりコイルバネの構成を示す正面図と側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の斜板型圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
１００…圧縮機
１０６…シャフト
１０８…旋回部材
１０９…連結ピン
１１０…揺動部材（斜板）
１１２…ピストン
１１３…ロッド
１４…揺動支持機構
２１…回転部材
２４…拘束部材
１１９…ねじりコイルバネ
１２０…圧縮コイルバネ
１２７…クランク室
１２８…圧力制御弁
１４０…回り止め部
１４１…案内溝
【図１】
2004044550.tif 000003
【図２】
2004044550.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004044550.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004044550.tif 000009
【図８】
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