(57)【要約】【課題】ピストンのブリッジ部と斜板との摩耗を防止できる斜板式圧縮機のピストン構造を提供する。【解決手段】片頭ピストン１５のブリッジ部１５２で斜板の上下周縁部と対向する部分には、斜板の上下周縁部との接触を回避する凹部１５５を形成している。これにより、ピストン本体１５１が上死点或いは下死点に移動して斜板の周縁部がブリッジ部１５２に接触するよう近接するときでも、斜板の周縁部が凹部１５５に入り込み、斜板とブリッジ部１５２との接触が回避される。この結果、斜板と片頭ピストン１５の摩耗が防止される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内で往復動自在に配置されたピストン本体と、斜板の周縁部側を嵌め込み斜板摺接面をシューを介して保持するブリッジ部とを備え、該斜板の回転運転を該ピストン本体の往復運動に変換して冷媒を吸入圧縮する斜板式圧縮機のピストン構造において、
前記ブリッジ部で前記斜板の上下周縁部と対向する部分には、該斜板の上下周縁部との接触を回避する凹部を形成した
ことを特徴とする斜板式圧縮機のピストン構造。
【請求項２】
前記凹部は前記ブリッジ部の内面の上下コーナ部に形成した
ことを特徴とする請求項１記載の斜板式圧縮機のピストン構造。
【請求項３】
前記凹部は溝加工で形成した
ことを特徴とする請求項２記載の斜板式圧縮機のピストン構造。
【請求項４】
前記凹部は前記ブリッジ部の奥に向かって深くなるよう傾斜した
ことを特徴とする請求項２記載の斜板式圧縮機のピストン構造。
【請求項５】
前記冷媒として二酸化炭素が用いられている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の斜板式圧縮機のピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒を圧縮吸入する斜板式圧縮機のピストン構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から斜板式圧縮機として種々提案されているが、例えば片頭ピストン型斜板式圧縮機と一般に次のような構造となっている。
【０００３】
この片頭ピストン型斜板式圧縮機は、シリンダブロック内に複数区画形成されたシリンダボアと、各シリンダボア内で往復直線運動できるよう収容された片頭ピストンと、クランク室に設置され駆動源の回転運動を片頭ピストンの往復直線運動に変換する運動変換機構とを備えている。この運動変換機構は回転駆動軸に装着された斜板と、片頭ピストンのブリッジ部に設けられた一対のシューとを備え、斜板の周縁部を各シューの間に摺接するよう嵌め込んでいる。ここで、駆動軸が回転するときは斜板が傾斜状態で回転し、これに伴い、片頭ピストンが上下に往復動し、冷媒が吸入圧縮される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１５９４５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の斜板式圧縮機において斜板の傾斜角度を大きくして斜板式圧縮機の出力を高くするときは、片頭ピストンが上死点或いは下死点に到達する際、斜板の周縁部がブリッジ部の内面コーナ部に当たるおそれがある。特に、片頭ピストンが上死点に移動した際は、シリンダボア内の高圧圧力が片頭ピストンにかかるため、ブリッジ部と斜板との摩擦抵抗が高くなり、ブリッジ部と斜板との摩耗が進むという問題点を有していた。
【０００６】
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、ピストンのブリッジ部と斜板との摩耗を防止できる斜板式圧縮機のピストン構造を提供することにある。
【０００７】
【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、請求項１の発明は、シリンダボア内で往復動自在に配置されたピストン本体と、斜板の周縁部側を嵌め込み斜板摺接面をシューを介して保持するブリッジ部とを備え、斜板の回転運転をピストン本体の往復運動に変換して冷媒を吸入圧縮する斜板式圧縮機のピストン構造において、ブリッジ部で斜板の上下周縁部と対向する部分には、斜板の上下周縁部との接触を回避する凹部を形成した構造となっている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、ブリッジ部で斜板の上下周縁部と対向する部分には、斜板の上下周縁部との接触を回避する凹部を形成しているため、ピストン本体が上死点或いは下死点に移動して斜板の周縁部がブリッジ部に接触するよう近接するときでも、斜板の周縁部が凹部に入り込み、斜板とブリッジ部との接触が回避される。
【０００９】
また、凹部は斜板とブリッジ部との接触し易い部分、即ちブリッジ部の上下コーナ部に形成している（請求項２）。また、凹部は溝加工で形成してもよいし（請求項３）、また、凹部はブリッジ部の奥に向かって深くなるよう傾斜したものであってもよい（請求項４）。更に、冷媒として二酸化炭素が用いられている圧縮機等のように、圧縮圧力の高い圧縮機においては特に有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明に係る斜板式圧縮機の第１実施形態を示すもので、図１は片頭ピストン型斜板式圧縮機の断面図、図２は片頭ピストンを示す図、図３は片頭ピストンのブリッジ部の一部切欠側面図、また、図２中で図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線矢視方向の断面図である。なお、本実施形態では斜板式圧縮機のうち、片頭ピストン型斜板式圧縮機（以下、圧縮機と称す）を一例として掲げて説明する。
【００１１】
まず、この圧縮機１０の全体構造を図１を参照して説明する。圧縮機１０はリアハウジング１１と、フロントハウジング１２と、フロントハウジング１２のリアハウジング１１寄りに形成されたシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３とリアハウジング１１との間に介装された弁板装置１４を有する。このシリンダブロック１３には円筒状のシリンダボア１３１が複数に形成され、各シリンダボア１３１にはそれぞれ片頭ピストン１５が往復直線運動ができるよう収容されている。リアハウジング１１には冷媒の吸入室１１１と吐出室１１２が形成され、各室１１１，１１２が弁板装置１４の弁体を介してシリンダボア１３１に連通しており、片頭ピストン１５の往復動によりシリンダボア１３１で冷媒が吸入圧縮される。フロントハウジング１２にはシリンダブロック１３からボス部１２１を通じて外方に突出したシャフト１２２が貫通している。このシャフト１２２はシリンダブロック部１３及びフロントハウジング１２に介装されたベアリング１３３，１２３を介して軸支され、その先端はハブ１２４を介して電磁クラッチ１６に連結している。電磁クラッチ１６はそのプーリ１６１を図示しない自動車エンジンのベルトに連結しており、エンジンにて出力された回転力が電磁クラッチ１６を通じてシャフト１２２に伝達されるようになっている。
【００１２】
このシャフト１２２に伝達された回転運動はフロントハウジング１２のクランク室１２５内に設置された運動変換機構１７により往復直線運動に変換される。即ち、運動変換機構１７はシャフト１２２に固着されたロータ１７１と、ロータ１７１に連結する連結部１７２と、連結部１７２に固定された斜板１７３と、片頭ピストン１５のブリッジ部１５２に介装された一対のシュー１７４とからなり、斜板１７３の周縁部がシュー１７４に摺接自在に挟み込まれている。ここで、シャフト１２２が回転運動を行うときはロータ１７１及び連結部１７２が回転し、これに伴い斜板１７３が回転する。この斜板１７３はシャフト１２２に対して傾斜した状態で回転するため、その斜板１７３の傾斜幅の分、片頭ピストン１５が直線方向に往復動する。この運動変換機構１７はクランク室１２５の圧力とシリンダボア１３１の吸入圧力との差圧に対応して斜板１７３の傾き角が変化し、片頭ピストン１５のストロークの変更が可能となっている。
【００１３】
なお、図示されていないが、吸入室１１１又は吐出室１１２内の冷媒をクランク室１２５に導く冷媒通路を形成し、この冷媒通路の冷媒流量を制御弁で制御し、これにより、クランク室１２５の圧力を制御するようになっている。また、本実施形態に係る圧縮機１０は動力伝達手段として電磁クラッチ１６を用いているが、これを図示しないトルクリミッタで構成するようにしてもよい。
【００１４】
以上のように構成された圧縮機１０において、本実施形態に係る圧縮機１０の特徴的構成は片頭ピストン１５の構造にある。片頭ピストン１５の構造を図２及び図３を参照して説明する。
【００１５】
即ち、片頭ピストン１５は上下に伸びる筒状のピストン本体１５１と、ピストン本体１５１の下端に設けられたブリッジ部１５２とから構成されている。ここで、ピストン本体１５１は二酸化炭素冷媒の圧縮圧力が高くなっている分、その直径が小さくなっている。また、ブリッジ部１５２は側面から見て略コ字状に形成されて、かつ、ブリッジ部１５２の平面及び底面から見て三角形状に形成されている。また、ブリッジ部１５２の内面のうち上面及び下面には図３に示すように各シュー１７４が保持される保持部１５３が形成されている。各保持部１５３は各シュー１７４の外面と対応するよう球面状に形成され、図１に示すように、各シュー１７４の外面が各保持部１５３に摺接するようになっている。また、各シュー１７４の外面を各保持部１５３に嵌め込む一方、斜板１７３の周縁部１７３ａでその上下の斜板摺接面１７３ｂを各シュー１７４の内面で保持することにより、斜板１７３が摺接状態で回転できるようになっている。
【００１６】
また、ブリッジ部１５２の上下面のうち奥側の左右コーナ部１５４には４個の凹部１５５が溝加工されている。各凹部１５５は図２（ｃ）に示すように横方向に延在され、上下面にぞれぞれ２箇所形成されている。各凹部１５５は、図２（ａ）に示すように、斜板１７３の周縁部１７３ａと対向する位置となっており、斜板１７３の周縁部１７３ａとブリッジ部１５２の内面との接触が回避できるようなっている。
【００１７】
本実施形態によれば、図１に示すように、片頭ピストン１５が上死点或いは下死点に移動するときは片頭ピストン１５のブリッジ部１５２のコーナ部１５４と斜板１７３の周縁部１７３ａとが近接した状態となり、時には周縁部１７３ａがコーナ部１５４に接触するよう動作する。このような場合にあっても、上下各コーナ部１５４にはこの接触を回避する凹部１５５が形成されているため、斜板１７３の周縁部１７３ａが凹部１５５の内側に入り込み、斜板１７３とブリッジ部１５２が接触せず、両者の摩耗が防止される。
【００１８】
また、ブリッジ部１５２に各凹部１５５を溝加工した分、ピストン１５が軽量となる。
【００１９】
図４は本実施形態に係るピストン構造の第２実施形態を示すものである。この第２実施形態では凹部１５６をブリッジ部１５２の奥に向かって深くなるよう傾斜した構造を採用している。このような凹部１５６によってもブリッジ部１５２と斜板１７３との摩耗を防止することができる。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【００２０】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施形態に係るピストン構造の第３実施形態を示すものである。ここで、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線矢視方向の断面図である。なお、本実施形態では図１に示す圧縮機１０の構成部品と共通の構成部品を使用するときは、図１を参照しながらその構成部品について同一の符号を用いて説明する。
【００２１】
前記第１及び第２実施形態に係るピストン１５は二酸化炭素冷媒が用いられる圧縮機１０に適用されるものであるが、本実施形態ではフロン冷媒が使用する圧縮機に適用される片頭ピストン１８を示している。
【００２２】
片頭ピストン１８は上下に伸びる筒状のピストン本体１８１と、ピストン本体１８１の下端に設けられたブリッジ部１５２とから構成され、ピストン本体１８１はフロン冷媒の圧縮圧力が二酸化炭素冷媒と比較して低くなっている分、その直径が大きなものとなっている。また、ブリッジ部１８２は側面から見て略コ字状に形成されて、かつ、ブリッジ部１８２の平面及び底面から見て四角形状に形成されている。また、ブリッジ部１８２の内面のうち上面及び下面には二酸化炭素冷媒用の片頭ピストン１５と同様にシュー用の保持部１８３が形成されている。各保持部１８３は各シュー１７４の外面と対応するよう球面状に形成され、各シュー１７４の外面が各保持部１８３に摺接するようになっている。各シュー１７４の外面を各保持部１８３に嵌め込む一方、斜板１７３の周縁部１７３ａの上下摺接面１７３ｂを各シュー１７４の内面で保持することにより、斜板１７３が摺接状態で回転できるようになっている。
【００２３】
また、ブリッジ部１８２の上下面のうち奥側の左右コーナ部１８４には４個の凹部１８５が溝加工されている。各凹部１８５は図５（ｃ）に向かって横方向に延在され、上下面にぞれぞれ２箇所形成されている。各凹部１８５は、図５（ａ）に示すように、前記第１及び第２実施形態の片頭ピストン１５と同様に斜板１７３の周縁部１７３ａと対向する位置となっており、斜板１７３の周縁部１７３ａとブリッジ部１８２の内面との接触が回避できるようになっている。
【００２４】
本実施形態によれば、フロン冷媒用の片頭ピストン１８においても、各凹部１８５によりブリッジ部１８２と斜板１７３と接触が回避され、ブリッジ部１８２と斜板１７３との摩耗が防止される。また、各凹部１８５を形成した分、ピストン１８が軽量となる。
【００２５】
なお、前記各実施形態では片頭ピストン１５，１８を例として掲げて説明したが、両頭ピストンであっても同様に適用できることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピストンが上死点或いは下死点に移動して斜板とブリッジ部が接触する状態となったとしても、斜板の周縁部が凹部に入り込んでブリッジ部と斜板との接触が回避され、両者の摩耗を防止できるし、ピストンの円滑な往復運動を実現することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】片頭ピストン型斜板式圧縮機の断面図
【図２】第１実施形態に係る片頭ピストンを示す正面図、側面図及び断面図
【図３】第１実施形態に係る片頭ピストンのブリッジ部を示す一部切欠側面図
【図４】第２実施形態に係る片頭ピストンの要部を示す側面図
【図５】第３実施形態に係る片頭ピストンを示す正面図、側面図及び断面図
【符号の説明】
１０…片頭ピストン型斜板式圧縮機、１５，１８…片頭ピストン、１３１…シリンダボア、１５１，１８１…ピストン本体、１５２，１８２…ブリッジ部、１５３，１８３…保持部、１５４，１８４…コーナ部、１５５，１５６，１８５…凹部，１７３…斜板、１７３ａ…周縁部、１７３ｂ…斜板摺接面、１７４…シュー。
【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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