(57)【要約】【課題】製造するに廉価であり、流体を受け入れ且つ排出する配置を有する圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮機が、概括的に、圧縮室を少なくとも部分的に囲むシリンダブロックと、上記シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングであり、斜板室を少なくとも部分的に囲む上記斜板ハウジングと、上記斜板ハウジングの吸気口と、上記斜板室と上記圧縮室とを接続する通路と、を有することが開示されている。ある実施形態では、上記通路が、シリンダブロック内に流路を有する。幾つかの実施形態では、少なくとも１つのベアリングが、上記吸気口を通って流入する空気が上記圧縮室に流れる前に上記ベアリングを通って流れるように上記斜板室内に配置される。【選択図】図２
2004324649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室を少なくとも部分的に規定するシリンダブロックと、
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングであり、斜板室を少なくとも部分的に規定する上記斜板ハウジングと、
シリンダブロックのあらゆる部分を通ることなく流体が上記斜板室に流入する上記斜板ハウジングの流体の吸気口と、
上記斜板室が上記圧縮室と連通する通路であり、それを通じて上記斜板室内の流体が上記圧縮室に流れる通路と、を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
上記シリンダブロックがその中に流路を有し、
上記通路が上記流路から構成される、ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられるヘッドを更に有し、
上記ヘッドが、それにより上記流路が上記圧縮室に通ずる吸気路を有し、
上記通路が更に上記吸気路を有する、ことを特徴とする請求項２記載の圧縮機。
【請求項４】
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられるヘッドを更に有し、
上記ヘッドが流体の排気口を有し、
上記ヘッドが、それにより上記圧縮室が上記排気口と通ずる排気路を有する、ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項５】
上記シリンダブロックがその中にピストン溝部を有し、
上記圧縮機が、上記ピストン溝部内に滑動可能なように配置されたピストンを更に有し、上記ピストンが圧縮されるべき流体に接触する面を有し、
上記圧縮室が、ピストン面が露出しているピストン溝部の一部を有する、ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項６】
上記圧縮機が、流体が上記吸気口を通じて、上記斜板室の中へ、そしてベアリングを通って、上記通路を通じ、そして上記圧縮室の中へ流れるように上記斜板室内に配置される少なくとも１つの上記ベアリングを更に有することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項７】
上記斜板室内に配置される斜板を更に有し、上記斜板が、
回転できる内側部分と、
上記ベアリングの少なくとも１つにより上記内側部分に連結される回転できない外側部分と、を有することを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項８】
上記斜板室内に配置される斜板と、
上記ベアリングの少なくとも１つにより上記斜板に連結されるジンバルアームと、を更に有することを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項９】
上記斜板室内に配置される斜板と、
上記ベアリングの少なくとも１つにより上記斜板に連結されるピストンと、を更に有することを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項１０】
上記ベアリングが、レースから構成されることを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項１１】
上記ベアリングが、ボールベアリングから構成されることを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項１２】
上記ベアリングが、ローラベアリングから構成されることを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項１３】
上記ベアリングが、その中に開口を有するフランジから構成されることを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項１４】
圧縮室を少なくとも部分的に規定し、またその中に少なくとも１つのピストン溝部を有するシリンダブロックと、
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングであり、斜板室を少なくとも部分的に規定する上記斜板ハウジングと、
シリンダブロックのあらゆる部分を通ることなく流体が上記斜板室に流入する上記斜板ハウジングの流体の吸気口と、
上記斜板室が上記圧縮室と連通する通路であり、それを通じて上記斜板室内の流体が上記圧縮室に流れる通路と、
上記斜板ハウジング及びシリンダブロック内に配置される軸と、
上記軸に取り付けられる斜板と、
上記斜板に連結され、上記少なくとも１つのピストン溝部内に配置され、その中で滑動可能である少なくとも１つのピストンと、
上記斜板に接触させるアクチュエータと、を有しており、その結果、上記アクチュエータが、第１の位置において、上記駆動軸に垂直な位置に上記斜板を保持するのに適切な力を上記斜板に及ぼし、上記少なくとも１つのピストンが遊びのままであり、第２の位置において、上記斜板を旋回するのに適切な力を上記斜板に及ぼし、それにより上記少なくとも１つのピストンに往復運動を引き起こさせることを特徴とする圧縮機。
【請求項１５】
上記シリンダブロックがその中に流路を有し、
上記通路が上記流路から構成される、ことを特徴とする請求項１４記載の圧縮機。
【請求項１６】
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられるヘッドを更に有し、
上記ヘッドが、それにより上記流路が上記圧縮室と通ずる吸気路を有し、
上記通路が更に上記吸気路を有する、ことを特徴とする請求項１５記載の圧縮機。
【請求項１７】
上記シリンダブロックに隣接して取り付けられるヘッドを更に有し、
上記ヘッドが流体の排気口を有し、
上記ヘッドが、それにより上記圧縮室が上記排気口と通ずる排気路を有する、ことを特徴とする請求項１４記載の圧縮機。
【請求項１８】
上記ピストンが圧縮されるべき流体に接触する面を有し、
上記圧縮室が、ピストン面が露出しているピストン溝部の一部を有する、ことを特徴とする請求項１４記載の圧縮機。
【請求項１９】
上記圧縮機が、流体が上記吸気口を通じて、上記斜板室の中へ、そしてベアリングを通って、上記通路を通じ、そして上記圧縮室の中へ流れるように上記斜板室内に配置される少なくとも１つの上記ベアリングを更に有することを特徴とする請求項１４記載の圧縮機。
【請求項２０】
上記斜板が、
回転できる内側部分と、
上記ベアリングの少なくとも１つにより上記内側部分に連結される回転できない外側部分と、を有することを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２１】
上記ベアリングの少なくとも１つにより上記斜板に連結されるジンバルアームを更に有することを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２２】
上記少なくとも１つのピストンが、上記ベアリングの少なくとも１つにより上記斜板に連結されることを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２３】
上記ベアリングが、レースから構成されることを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２４】
上記ベアリングが、ボールベアリングから構成されることを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２５】
上記ベアリングが、ローラベアリングから構成されることを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２６】
上記ベアリングが、その中に開口を有するフランジから構成されることを特徴とする請求項１９記載の圧縮機。
【請求項２７】
圧縮室を少なくとも部分的に規定するシリンダブロックと、斜板室を少なくとも部分的に規定する斜板ハウジングと、を有する圧縮機を用いて流体を圧縮する方法において、上記方法が
上記斜板室に流体を受け入れるステップと、
受け入れられた流体を用いて上記斜板室のベアリングを冷却するステップと、
流体が上記圧縮室に連通するステップと、
上記圧縮室内の流体を圧縮するステップと、
車両の空気系に流体を排出するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項２８】
上記流体が、シリンダブロックのあらゆる部分を通ることなく上記斜板ハウジングの吸気口を介して斜板室に受け入れられることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
上記流体が、上記シリンダブロックの少なくとも１つの流路を介して圧縮室に通じていることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
上記流体が、上記シリンダブロックのピストン溝部内でピストンを変位させることにより上記圧縮室内で圧縮されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を発生させる方法及び装置に関するものである。より詳しく言えば、本発明は、斜板ハウジング(swash plate housing)に吸気口を設けた自動車両用圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜板式圧縮機は、当技術分野において一般に周知である。これらの圧縮機は、典型的には、駆動軸に取り付けられ、複数のピストン溝部(piston channel)を有するシリンダブロックを使用する。複数のピストンが、ピストン溝部内に滑動可能なように配置されており、やはり駆動軸に取り付けられている斜板に連結されている。斜板は、駆動軸の回転に伴って旋回し、ピストン溝部の内部においてピストンに往復運動を生じさせ、それにより吸気及び圧縮行程を交互に引き起こす。
【０００３】
これらの圧縮機は、本願の譲受人に譲渡され、コールザー(Koelzer)に対し発行された米国特許第６４３９８５７号に開示されるような斜板の下に傾斜した表面を有する作動組立体(actuating assembly)、キムラ(Kimura)に対し発行された米国特許第５６２６４６３号に開示されるような回転及び非回転プレートの組立体(アセンブリ：assembly)、及びタカギ(Takagi)に対し発行された米国特許第５３９４６９８号に開示されるような回転可能なシリンダブロック等の、斜板を旋回させるために駆動軸の回転力を利用する様々な機構を使用する。ピストンは、斜板が旋回するとき、シリンダブロックのピストン溝部の内部において往復運動し、交互に圧縮されるべき流体を溝部の中へ引き込み、その後に流体を圧縮して排出しており、それらのすべては、これによって参照することによりここに組み込まれる。
【０００４】
このように、軸の回転力は、ピストンの軸方向の運動に変換され、ピストンが吸気及び圧縮の作用を交互に行うことを可能にしており、従って、流体は、まずピストン溝部の中へ引き込まれ、その後に圧縮されてピストン溝部から排出される。
【０００５】
これらの圧縮機は、流体がピストン溝部の中へ引き込まれ、その後にそこから排出されることを可能にするために、典型的には、流体の流入及び流出を調整する吸気弁及び排気弁を有するコンプレッサヘッド(compressor head)、又は、かかる弁を有し、コンプレッサヘッドとシリンダブロックとの間に配置される別体のバルブプレート(valve plate)を備えている。これらの弁は、ピストン溝部が、コンプレッサヘッド内で、吸気路及び排気路と、そして最終的には吸気口及び排気口と連通することを可能にする。
【特許文献１】米国特許第６４３９８５７号明細書
【特許文献２】米国特許第５６２６４６３号明細書
【特許文献３】米国特許第５３９４６９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの圧縮機の１つの不利な点は、圧縮機が、１つの方向においてコンプレッサヘッドから圧縮されていない流体が流入すること、及び反対の方向においてコンプレッサヘッドに圧縮された流体を排出することの両方を容易にしなければならないことである。従って、コンプレッサヘッドは、流体が交互に反対方向に流れ、且つこの流体の逆流(backfeeding)を防止することを可能にするために、各々が対応する溝部(channel)及び弁と排他的に連通する吸気口及び排気口の両方をコンプレッサヘッド内に備えて設計されなければならない。このような組立体は、製造することが難しく且つコスト高になりがちであり、更に、多くの場合、組み立てることが難しい複合的な部品を必要とする。
【０００７】
これらの圧縮機のもう１つの不利な点は、斜板組立体が、典型的には、駆動軸の回転運動をピストン溝部の内部におけるピストンの軸方向の運動に変えることを容易にする少なくとも１つのベアリングを有することである。このようなベアリングは、コールザーに対し発行された米国特許第６４３９８５７号に開示される組立体のように、例えば、駆動軸と共に回転する斜板の内側部分と、ピストンに連結される斜板の外側部分とを連結するベアリングを含んでいてもよい。同様に、上記ベアリングは、それによってピストンが斜板に連結されるベアリング、又はそれにより斜板の効率の良い作動を容易にする他の装置がそれに連結されるベアリングを含んでいてもよい。
【０００８】
この不利な点を克服するために、その中に斜板室(swash plate chamber)を規定するシリンダブロックを有する斜板式圧縮機を使用することが提案されており、上記シリンダブロックは、サヌキ(Sanuki)に対し発行された米国特許第４９６３０７４号に開示される圧縮機のように、流体が斜板室内へ流入し、その中のベアリングを冷却することを可能にする吸気口を有している。しかし、シリンダブロックに吸気口を設けた上記圧縮機は、幾つかの不利な点を欠点として有している。第１に、吸気口を通じて空気が流れる通路は、ピストン溝部と交差するので、上記口(ポート：port)は、よくさえぎられる。更に、流体は、シリンダブロックの内壁を通り越さなければならず、ピストン溝部内で往復運動するピストンからもたらされる摩擦力のために明らかに熱せられ、それにより流体の温度が高められ、斜板室内のベアリングを冷却する能力が弱められる。
【０００９】
従って、複雑ではなく、流体を受け入れ且つ排出する配置を使用した、流体を圧縮する方法及び装置が求められている。更に、圧縮されるべき流体が、装置に用いられた少なくとも１つのベアリングを冷却するためにもまた使用されることを可能にする方法及び装置が求められている。
【００１０】
従って、本発明の目的は、製造するに廉価であり、流体を受け入れ且つ排出する配置を有する圧縮機を提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、組み立てが容易であり、流体を受け入れ且つ排出する配置を有する圧縮機を提供することである。
【００１２】
本発明の更にもう１つの目的は、圧縮されるべき流体が圧縮機の少なくともある１つのベアリングを冷却するためにもまた使用されることを可能にする圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来技術に欠けているものを克服するために、また、記載された目的と利点の少なくとも幾つかを実現するために、本発明は、シリンダブロックであり圧縮室を少なくとも部分的に規定するシリンダブロックと、シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングであり斜板室を少なくとも部分的に規定する斜板ハウジングと、シリンダブロックのあらゆる部分を通ることなく流体が斜板室に流入する斜板ハウジングの吸気口と、斜板室が圧縮室と連通する通路と、を有する圧縮機で構成される。
【００１４】
もう１つの実施形態では、本発明は、圧縮室を少なくとも部分的に規定し、またその中に少なくとも１つのピストン溝部を有するシリンダブロックと、シリンダブロックに隣接して取り付けられる斜板ハウジングであり、斜板室を少なくとも部分的に規定する斜板ハウジングと、シリンダブロックのあらゆる部分を通ることなく流体が斜板室に流入する斜板ハウジングの吸気口と、斜板室が圧縮室と連通する通路であり、それを通じて斜板室内の流体が圧縮室に流れる通路と、斜板ハウジング及びシリンダブロック内に配置される軸と、軸に取り付けられる斜板と、斜板に連結され、少なくとも１つのピストン溝部内に配置され、その中で滑動可能である少なくとも１つのピストンと、斜板に接触させるアクチュエータと、を有しており、その結果、アクチュエータが、第１の位置において、駆動軸に垂直な位置に斜板を保持するのに適切な力を斜板に及ぼし、少なくとも１つのピストンが遊びのままであり、第２の位置において、斜板を旋回するのに適切な力を斜板に及ぼし、それにより少なくとも１つのピストンに往復運動を引き起こさせる。
【００１５】
またもう１つの実施形態では、本発明は、圧縮室を少なくとも部分的に規定するシリンダブロックと、斜板室を少なくとも部分的に規定する斜板ハウジングと、を有する圧縮機を用いて流体を圧縮する方法を有しており、上記方法が、斜板室に流体を受け入れるステップと、受け入れられた流体を用いて斜板室のベアリングを冷却するステップと、流体が圧縮室に連通するステップと、圧縮室内の流体を圧縮するステップと、車両の空気系に流体を排出するステップと、を有している。
【００１６】
本発明に係る斜板式圧縮機１０の１つの実施形態の基本となる構成部品が、図１に表されている。説明に使用されるように、“頂部”、“底部”、“前部”、“後部”、“上部”及び“下部”の用語は、図に例示される方位にある場合に参照される物体に言及しており、上記方位は、本発明の目的を達するために必要なものではない。
【００１７】
圧縮機１０は、典型的には、本体１２と、後部取付けカバー１４と、前部取付けフランジ１６とを有している。圧縮機１０は、使用する場合には、例えば、長距離輸送トラック等の車両に据え付けられ、車両の圧力系用の圧縮空気を発生させており、上記圧力系は、典型的には、例えば、ブレーキシステム等の様々な装備品に圧縮空気を供給するタンク（不図示）を有する。この圧縮空気の生成は、基準圧力又はそれ以下への空気系の空気圧の低下に応答して、空気を受け入れることにより始まる。上記空気は、ターボチャージャ（不図示）から供給されてもよく、されなくてもよい。ここに記載されている実施形態では、流体が空気であるけれども、ある別の実施形態では、流体が様々な気体、液体、又はその混合体の何れを包含してもよい。
【００１８】
圧縮機１０の本体１２の１つの実施形態の基本となる構成部品が、図２、３に表されている。本体１２は、その中に斜板室２２を規定する斜板ハウジング２０と、ハウジング２０に取り付けられる固定シリンダブロック２６とを有している。駆動軸４０が、ハウジング２０とシリンダブロック２６との両方を挿通して延在し、それらの中で回転することができる。斜板２４が、斜板室２２内に配置され、軸４０に取り付けられている。複数のピストン３０が斜板２４に連結され、シリンダブロック２６が、ピストン３０を収容する複数のピストン溝部３２有している。ピストン３０は、吸気及び圧縮行程を生じさせるためにピストン溝部３２の内部で往復変位可能である。
【００１９】
各ピストン３０は、圧縮されるべき空気に接触する面３１を有している。従って、圧縮室３４は、ピストン溝部３２内においてピストン面３１が露出している空間から形成されている。圧縮室３４は、空気系と連通しており、圧縮されるべき空気を受け入れるのみならず、空気を圧縮した後には排出する。従って、圧縮室３４の空気圧は、以下に更に説明されるように、空気系の空気圧に相当しており、それにより圧縮機１０において圧力平衡状態が確保される。
【００２０】
ここに記載された実施形態では、斜板２４は、外側部分４２と内側部分４４とを有しており、外側部分４２は、ベアリング４６を介して内側部分４４に結合されている。内側部分４４は、ピン４８を用いて軸４０に取り付けられ、それにより内側部分４４が軸４０と共に回転する。軸４０が回転するときは、ベアリング４６は、内側部分４４が軸４０と共に回転するけれども斜板２４の外側部分４２が拘束されることを可能にする。従って、外側部分４２と、ピストン３０と、シリンダブロック２６とはすべて非回転であり得る。この配置では、圧縮機１０が空気を圧縮しておらず、ピストン３０が遊びである場合でも、軸４０は回転し続けることができる。その結果、例えば、燃料ポンプ（不図示）等の軸４０に連結される装備品は、機能し続ける。
【００２１】
ある実施形態では、外側部分４２が回転することを防止するために、斜板２４は、図２に示されるように、ハウジング２０の軸方向の溝(groove)に係合するラジアル方向(radially)に延在するストッパ(stopper)４９を受容する。図３に示されるように、別の実施形態では、外側部分４２が回転することを防止するためにジンバルアーム(gimbal arm)１００が使用されてもよい。
【００２２】
ピストン溝部３２の内部におけるピストン３０の往復運動を容易なものとするために、斜板２４全体が、軸４０に対して旋回することができる。軸４０について斜板２４の旋回変位(pivotal displacement)を軸４０の軸に平行なピストン３０の往復変位に変えるために、ピストン３０がベアリング５０を介して斜板２４に連結されている。ここに記載された実施形態では、斜板２４の外側部分４２は、複数のボール連結部(ball link)を有し、各々のボール連結部は、斜板ロッド５２とボール要素５４とから構成されている。ある実施形態では、ロッド５２は、典型的には、斜板２４の外側の周縁部に沿ってお互いに角度的に等間隔で配置され、そこから放射状に延在しており、上記ロッドは、１つの端部に斜板２４にねじ込まれるねじ山５６と反対側の端部にナット５８とを有するボルトである。ボール要素５４は、ボール要素５４とピストンロッド６０とがお互いに対して角度的な変位ができるようにするとともに、ピストンロッド６０の軸方向の変位を可能にするために、ピストンロッド６０に滑動可能なように係合する球状の外面を有しており、上記ピストンロッドは回転軸４０に平行に延在している。
【００２３】
ここに表される実施形態では、斜板２４の旋回変位をもたらすためにアクチュエータ７０が備えられている。斜板２４に作用し、ピストン３０上方の圧縮室３４の空気圧に対応するピストンによりもたらされる力が、斜板２４に対してアクチュエータ７０によりもたらされる推力に等しく、逆向きである場合には、ピストン３０は圧力平衡状態において遊びのままである。この平衡状態は、斜板２４が駆動軸４０の軸に対して略垂直の位置にある場合に起こる。ひとたび空気圧のバランスが妨げられると、アクチュエータ７０からの推力は、斜板２４を垂直の位置から角度的に変位させるために、低下したピストンによりもたらされる力より大きくなる。その結果、ピストン３０は、ピストン溝部３２内で相互に移動し始める。従って、空気系の空気圧が降下すればするほど、斜板２４の角度変位が大きくなり、ピストン溝部３２の内部でピストン３０の行程が長くなる。
【００２４】
斜板２４は、アクチュエータ７０により与えられる推力によってピン４８に関して旋回する。ある有利な実施形態では、アクチュエータ７０が、例えば、ベルビル座金(Belleville washer)等の弾性要素７２とカムカラー(cam collar)７４とを有している。座金７２は、カムカラー７４に結合され、上記カムカラーは、軸４０に対して傾斜したカム表面を有しており、その延びた部分は、常に斜板２４に接触している。斜板２４は、常にピストン３０上方に存在する圧力の状態にあり、それゆえに、平衡状態の間中、斜板２４を軸４０に垂直な位置に保持するために、カムカラー７４は、斜板２４に絶え間なく予荷重を加えなければならない。しかし、平衡状態におけるこの接触は、ピストン３０上方の圧力を超えて斜板２４を旋回させるのに十分な推力は発生させない。運転中、座金７２は、基準値又はそれ以下への空気系の圧力降下に応じて膨張する。その結果として、カムカラー７４は斜板２４を旋回するために軸方向に変位させられ、その移動が、ピストン３０の吸気及び圧縮行程を発生させる。
【００２５】
ある実施形態では、軸４０に回転可能なように取り付けられたアクチュエータ７０が示されているけれども、アクチュエータ７０は、ハウジング２０に取り付けられてもよい。更に、ある実施形態では、例えば、ベローズ(bellows)等の異なる形式の圧縮ばね７８のような他の形式の弾性要素が、上記のベルビル座金の代わりに使用される。他の実施形態では、アクチュエータが、サーボピストン(servo piston：不図示)を有しており、上記サーボピストンは、空気系の圧力の基準値を表し、ひとたび圧力が閾値まで又はそれ以下に下がると外部ソース(external source)より引き起こされるパイロット信号に応答して作動させられる。上記実施形態では、サーボピストンは、フォーク(fork)等の機械的なリンクに取り付けられており、斜板２４を軸回りに変位させるために、推力を及ぼすようにカムカラー７４を変位させる。
【００２６】
圧縮機１０の本体１２は、典型的には、シリンダブロック２６に隣接して取り付けられるコンプレッサヘッド１８を更に有している。コンプレッサヘッドは、共に圧縮室３４と通じている吸気路８０及び排気路８２を有している。吸気路８０からの圧縮されていない空気の流入と、圧縮された空気の排気路８２への排出とを調節するために、また、この空気の逆流を防止するために、圧縮機１０は、典型的には、複数の吸気弁及び排気弁８４、８５を備えている。弁８４、８５は、たいてい１方向のリード(reed)弁又はポペット(poppet)弁であり、空気が高圧領域から低圧領域に通路に沿って流れることを可能にしており、典型的にはコンプレッサヘッド１８の一部分である、或いはコンプレッサヘッド１８とシリンダブロック２６との間に配置されるバルブプレート８６、８７を使用して作られる。
【００２７】
コンプレッサヘッド１８は、排気路８２に通じている排気口９２を備えている。従って、ひとたび圧縮空気が排気弁８５を通じて圧縮室３４から排出されると、上記空気は排気口９２を介して空気系に指向し得る。斜板ハウジング２０は吸気口９０を備えており、それにより、コンプレッサヘッド１８が、吸気路８０及び排気路８２にそれぞれ連通している吸気口及び排気口を共に有する必要性をなくし、以下に更に説明されるように、上記路の１つは、コンプレッサヘッド１８の外側の周縁部に沿って延び、もう１つは、コンプレッサヘッド１８の中心の周りに延びている。
【００２８】
図４に表されるように、吸気口９０を介して、空気は、斜板室２４に入ることができる。空気が斜板室２２から圧縮室３４に流れることを可能にするために少なくとも１つの通路９４が設けられる。ある有利な実施形態では、このことは、図５により明瞭に示されるように、シリンダブロック２６内に複数の流路９４を設けることにより達せられる。図６に表されるように、流路９４は、吸気路８０と連通し、次に吸気弁８４を介して圧縮室３４と通じている。このように、斜板室２２は、圧縮室３４と連通している。
【００２９】
典型的には、圧縮機１０を有効に且つ効果的に作動させるために、様々な形式のベアリングが使用されるので、この配置は特に有用である。図７により明瞭に示されるように、そのようなベアリングの１つが、上記のベアリング４６であってもよく、それにより斜板２４の外側の非回転部分４２が内側の回転部分４４に連結されている。ベアリング４６は、あらゆる様々な形態をとることができる。例えば、図８に表されるように、ベアリング４６は、内側部分４４の外側の周縁部及び外側部分４２の内側の周縁部に沿って配置されるボールベアリング又はローラベアリング(roller bearing)であり得る。別の実施形態では、ベアリングが、内側又は外側部分４４、４２の一方における１つのレース(race：不図示）から簡略的に形成されてもよく、外側又は内側部分４２、４４の一部がそれぞれ上記レースと係合する。
【００３０】
圧縮機１０を作動させるために典型的に使用されるもう１つのベアリングが、上記のベアリング５０であってもよく、斜板２４がそれによってピストン３０に連結される。各ベアリング５０は、例えば、ピストンロッド６０のフランジ６２等のあらゆる様々な形態をとることができ、上記フランジの内面は、図９に表されるように、ボール要素５４の外側の末端と協働する。従って、斜板２４が駆動軸４０に垂直な位置から角度的に変位させられるとき、ボール要素５４とフランジ６２の協働する表面は相互に滑動する。このような相対的な変位は、ボール要素５４が斜板２４の角度的な運動に応じてフランジ６２の内部で回転する間に、ピストンロッド６０とボール要素５４が共に軸方向に移動することを可能にしている。ボール要素５４とフランジ６２の協働する表面は、環状であるように表されているけれども、ある実施形態では、相互に角度的に変位させられると同時に動作する他の形状が使用されてもよい。その代わりに、別の実施形態では、ベアリング５０が、例えば、上記のものと同様のベアリング等の他の形態をとってもよい。
【００３１】
圧縮機１０を効率良く作動させるために使用され得る更にもう１つのベアリングは、ジンバルアームベアリング(gimbal arm bearing)である。上記のように、また図８及び１０により明瞭に示されるように、ある実施形態では、斜板２４の外側部分４２が回転することを防止するために、ジンバルアーム１００が、第１の回転可能なジョイント１０２により斜板２４に、且つ第２の回転可能なジョイント１０４を介して斜板ハウジング２０に、同時に結合されている。ジンバルアーム１００が、ジョイント１０２、１０４を介して２つの垂直な軸について回転可能であることにより、斜板２４は、あらゆるラジアル方向(radial direction)においてピン４８回りに自由に旋回することができ、従って、斜板２４は、アクチュエータ７０が３６０度回転全体の行程の至るところで継続的に推力を斜板２４に及ぼすとき、決して旋回することを規制されない。しかし、ジンバルアーム１００は、これらの２つの回転軸にのみ沿って回転できるので、ジンバルアームが、これら２つの軸に垂直である回転軸、すなわち駆動軸４０の回転軸、に沿って回転することはない。その結果、ジンバルアーム１００は、斜板が駆動軸４０の回転軸に沿って回転することを防止し、斜板２４が軸４０と共に回転することを規制する。
【００３２】
ジョイント１０２、１０４はそれぞれ、回転を可能にするために、典型的には、少なくとも１つのローラベアリング１１０と、そこに配置されるジャーナル１１２とを有する。これらのジョイントは、様々な形態をとることができる。例えば、ジャーナルキャップ(journal cap)１１４が、ローラベアリング１１０を有してもよい。従って、斜板２４又はハウジング２０に対して、結合もしくは接続される、又はその一体的な部分であるジャーナル１１２が、ジャーナルキャップ１１４に回転可能なように配置される。その代わりに、ハウジング２０又は斜板２４内の空洞部１１８がローラベアリング１２０を有してもよく、このように、ジャーナル１２２がジョイント１０４を作るために空洞部１１８に回転可能なように配置される。
【００３３】
図３及び４に表されるように、運転中、空気は吸気口９０を介して圧縮機１０に入る。空気は、別体の斜板ハウジング２０に隣接して取り付けられているシリンダブロック２６により温められていない斜板室２２の中へ流入する。空気は、上記の様々なベアリングを通って流れ、それによりそれらを冷却し、これらの作動部品により生じる少なくとも幾らかの熱を打ち消す。次に空気は、流路９４の中へ、そしてコンプレッサヘッド１８内の吸気路８０の中へ流入する。ここから、空気は、吸気弁８４を通って圧縮室３４の中へ流入する。ピストン３０がピストン溝部３２を通って移動するにつれて、空気は圧縮され、排気弁８５を通じて排出路８２内へ排出される。ここから、空気は、排気口９２を介して圧縮機１０を出て、空気系へ流出する。
【００３４】
前述のものは、例示であり限定するものではないこと、及び、明らかな変更が本発明の趣旨を逸脱することなく当業者により行われ得ること、が理解されるべきである。従って、本発明の範囲を決定するためには、上記明細書よりも添付した特許請求の範囲を主として参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る斜板式圧縮機の等角図である。
【図２】図１の圧縮機の断面側面図である。
【図３】図１の圧縮機のもう１つの実施形態の断面側面図である。
【図４】図３の圧縮機のもう１つの断面図である。
【図５】図４の圧縮機のコンプレッサヘッドの平面断面図である。
【図６】図４の圧縮機のシリンダブロックの平面断面図である。
【図７】図４の圧縮機の斜板の等角図である。
【図８】図４の圧縮機の斜板のベアリングの底部の断面図である。
【図９】図４の圧縮機の斜板とピストンロッドのベアリングの等角図である。
【図１０】図４の圧縮機のジンバルアームベアリングの等角図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  圧縮機
１８  コンプレッサヘッド
２０  斜板ハウジング
２２  斜板室
２４  斜板
２６  シリンダブロック
３０  ピストン
３１  ピストン面
３２  ピストン溝部
３４  圧縮室
４０  駆動軸
４２  外側部分
４４  内側部分
４６、５０  ベアリング
６２  フランジ
７０  アクチュエータ
８０  吸気路
８２  排気路
９０  吸気口
９２  排気口
９４  流路
１００  ジンバルアーム
【図１】
2004324649.tif 000003
【図２】
2004324649.tif 000004
【図３】
2004324649.tif 000005
【図４】
2004324649.tif 000006
【図５】
2004324649.tif 000007
【図６】
2004324649.tif 000008
【図７】
2004324649.tif 000009
【図８】
2004324649.tif 000010
【図９】
2004324649.tif 000011
【図１０】
2004324649.tif 000012
【外国語明細書】
2004324649.tif 000013
2004324649.tif 000014
2004324649.tif 000015
2004324649.tif 000016
2004324649.tif 000017
2004324649.tif 000018
2004324649.tif 000019
2004324649.tif 000020
2004324649.tif 000021
2004324649.tif 000022
2004324649.tif 000023
2004324649.tif 000024
2004324649.tif 000025
2004324649.tif 000026
2004324649.tif 000027
2004324649.tif 000028
2004324649.tif 000029
2004324649.tif 000030
2004324649.tif 000031
2004324649.tif 000032
2004324649.tif 000033
2004324649.tif 000034
2004324649.tif 000035
2004324649.tif 000036
2004324649.tif 000037
2004324649.tif 000038
2004324649.tif 000039
2004324649.tif 000040
2004324649.tif 000041
2004324649.tif 000042
2004324649.tif 000043