(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転される主軸に対して平行に複数のシリンダとピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、主軸とともに回転する斜板の回転運動を揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機において、ピストンより延びる連結ロッドは端部に球継手を有し、揺動板と球継手は球部の回転運動のみを許容する結合を成し、ピストン側には、ピストンと連結ロッドとの間に隙間を持たせることによりあるいはピストン側面とシリンダ内面との間に隙間を持たせることによりピストンの往復過程でピストンと連結ロッドの間であるいはピストンとシリンダの間で接触を起こすまでの自由度を確保する手段を有し、このピストン側の自由度確保手段におけるピストンと連結ロッドの間でのあるいはピストンとシリンダの間での接触を介して揺動板の回転力はピストン側面とシリンダ間で受け止めるようにしたことを特徴とする揺動板式圧縮機。
【請求項２】
連結ロッドは両端に球継手を有している、請求項１に記載の揺動板式圧縮機。
【請求項３】
連結ロッドはピンを介してピストンと連結されている、請求項１または２に記載の揺動板式圧縮機。
【請求項４】
連結ロッドはピストンに固定されており、ピストン側面とシリンダ内面との間に隙間を持たせている、請求項１〜３のいずれかに記載の揺動板式圧縮機。
【請求項５】
ピストンを可撓性材料から構成し、それに連結ロッドが結合されており、ピストン側面とシリンダ内面との間に隙間を持たせている、請求項１〜４のいずれかに記載の揺動板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒を圧縮する圧縮機に関し、とくに揺動板の揺動運動を介してピストンを往復動させる揺動板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、駆動源により回転される主軸に対して平行に複数のシリンダとピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、揺動板の回転を阻止する機構により、主軸とともに回転する斜板の回転運動を揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機はよく知られている。この圧縮機の揺動板の回転阻止機構としては、傘歯車の組合わせやレールガイド方式、ユニバーサルジョイント方式などが用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、いわゆる揺動板式ではないが、従来の構造例として、アキシャルプランジャ式と呼ばれるピストン斜板式圧縮機も知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−３３７６３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の揺動板式圧縮機における、上記のような傘歯車の組合わせやレールガイド方式、ユニバーサルジョイント方式などからなる揺動板回転阻止機構には、歯車の騒音の問題を生じたり、不等速性による異常振動を発生させたり、機構的に高価であったりという課題を持っていた。
【０００５】
また、アキシャルプランジャ式と呼ばれるピストン斜板式圧縮機においては、構造的に、揺動板式圧縮機における揺動板に相当する部材と、ピストン側との連結ロッドジョイント部（例えば、球連接部）とが、揺動板に相当する部材の斜面に沿って径方向に移動可能に構成される必要があり、当該ジョイント部の構成が複雑になり、コストや信頼性、耐久性に関し問題が残されている。
【０００６】
そこで本発明の課題は、従来の揺動板式圧縮機における揺動板の回転阻止機構を基本的に省略でき、構造が簡単で、低コストかつ低騒音低振動の揺動板式圧縮機を提供することにある。また、従来のアキシャルプランジャ式の斜板式圧縮機と比べた場合においても、ジョイント部の構成が簡単で、支持剛性が高く、低コストかつ高信頼性、高耐久性、低騒音の揺動板式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る揺動板式圧縮機は、駆動源により回転される主軸に対して平行に複数のシリンダとピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、主軸とともに回転する斜板の回転運動を揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機において、ピストンより延びる連結ロッドは端部に球継手を有し、揺動板と球継手は球部の回転運動のみを許容する結合を成し、ピストン側には、ピストンと連結ロッドとの間に隙間を持たせることによりあるいはピストン側面とシリンダ内面との間に隙間を持たせることによりピストンの往復過程でピストンと連結ロッドの間であるいはピストンとシリンダの間で接触を起こすまでの自由度を確保する手段を有し、このピストン側の自由度確保手段におけるピストンと連結ロッドの間でのあるいはピストンとシリンダの間での接触を介して揺動板の回転力はピストン側面とシリンダ間で受け止めるようにしたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
また、上記連結ロッドは、揺動板との結合側端部にのみ球継手を有する構成とすることもでき、両端に球継手を有している構成とすることもできる。
【００１０】
また、連結ロッドのピストンとの連結構造は、上記球継手を介して連結する構造は勿論のこと、ピンを介してピストンと連結される構造とすることも可能であり、連結ロッドがピストンに固定されている構造とすることも可能である。
【００１１】
さらに、ピストンを可撓性材料から構成し、それに連結ロッドが結合されている構造とすることも可能である。
【００１２】
このような本発明に係る揺動板式圧縮機の構造は、可変容量圧縮機、固定容量圧縮機のいずれにも適用可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来の揺動板式圧縮機の揺動板回転阻止機構の欠点であった、レールガイド方式の不等速性に伴う高速での異常振動や傘歯車方式による騒音の問題を解決し、さらに回転阻止機構そのものの存在によって生ずるスペース上の不足、外形形状の飛び出し、コストの増大といった問題を、簡単な構造にて一挙に解決することができる。その結果、静粛で高速性を有し、構造的に単純で小型・軽量化を容易に達成でき、低コストで耐久信頼性の高い揺動板式圧縮機を実現できる。
【００１４】
また、従来のアキシャルプランジャ方式の斜板式圧縮機と比べても、本発明構造では、揺動板との結合が平行移動等を要しない単純な球連結で済み、部品点数が少なく、シンプルで低価格な構造を達成できる。さらに、揺動板との結合が強固であり、耐久性が高く、結合部からの異音振動発生が無いという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る揺動板式圧縮機を示しており、とくに、本発明を可変容量圧縮機に適用した例を示している。図１に示した揺動板式圧縮機１００においては、駆動源（図示略）からの駆動力により回転される主軸３に対し、該主軸３周りに主軸３と平行に複数のシリンダ９とピストン６が配設されている。この主軸３に対してロータ１０が固定されており、ロータ１０に斜板１が傾斜角度可変に連結されている。揺動板２は、ベアリング２１、２２を介し、斜板１に対して相対回転自在に支持されており、ロータ１０を介して主軸３とともに回転される斜板１の回転力を受けて、揺動板２は揺動運動する。この揺動板２には、連結ロッド５の一端に設けられた球部４が回転自在に継手状に連結されており、この部分が球継手２３を構成している。この球継手２３部分では、揺動板２と球継手２３は、球部４の回転運動のみを許容する結合を成している。
【００１６】
本実施態様では、連結ロッド５の他端側にも球部８が設けられており、この球部８はピストン６に挿入されている。この球部８とピストン６との連結部分が、球継手２４を構成している。球継手２４部分においては、ピストン６に対し球部８が回転自在に継手状連結されるよう、リテーナ１３がピストン６に挿入されており、リテーナ１３は抜けないようにカシメ部１４などの手段により固定されている。
【００１７】
本実施態様では、ピストン６と連結ロッド５との間に、微小な隙間７が与えられており、この隙間７によって、ピストン６の往復過程でピストン６と連結ロッド５の間で干渉を起こさない自由度（接触を起こすまでの自由度）が確保されている。したがって、この隙間７の形成により、ピストン側に設けられる自由度確保手段が構成されている。すなわち、本実施態様では、連結ロッド５は、ピストン６に対して上記自由度の範囲内で傾動可能に支持される。この傾動範囲は、揺動板２側の球部４の中心の、シリンダ９径方向に対するふれまわり運動を阻害しない範囲に選ばれる。揺動板２の回転力は、ピストン６の側面とシリンダ９間で受け止めるようになっている。
【００１８】
この揺動板式圧縮機１００においては、主軸３とともに回転する斜板１の回転運動が揺動板２の揺動運動に変換され、各ピストン６が往復動されて、吸入室１１から吸入孔２５を通してシリンダ９内に吸入された流体が圧縮され、圧縮された流体が吐出孔２６を通して吐出室１２へと吐出される。図１における２７は、吐出弁（図示略）の過大な動作を止めるリテーナ、１５はクランク室を、それぞれ示している。
【００１９】
なお、上記構造においては、リテーナ１３は分割構成されていてもよいし、可撓性を有する材料、例えば樹脂材料などで構成してもよい。また、図示しないが、適宜潤滑孔をピストン６に設けることができる。リテーナ１３とピストン６は、図１に例示したような方法でなくても、圧入、溶着、接着、一体化等、様々な製法で具現化可能である。また、ピストン６の表面には潤滑性を改善するための各種コーティングを行なうこともできる。さらに、ピストン６に装着されるピストンリングの有無、数量も適宜選定可能である。
【００２０】
本発明は、可変容量圧縮機に限らず、例えば図２に示すような固定容量圧縮機、あるいは図３に示すような電動圧縮機にも適用可能である。図２に示す固定容量圧縮機２００においては、傾斜角度可変の斜板は設けられず、主軸３ａに固定されたロータ１０ａの回転に伴って、揺動板２が揺動される。この揺動板２に対して、図１に示したのと同様の球部４を備えた球継手２３が連結されるが、連結ロッド５ａの他端には球継手は設けられず、連結ロッド５ａはピストン６ａに固定されている。そして本実施態様では、ピストン側に設けられる自由度確保手段は、ピストン６ａの側面とシリンダ９の内面との間に微小隙間７ａを与えることで構成されている。つまり、ピストン６ａの外形形状が、図１に示した形状とは変えられている。
【００２１】
図３に示す電動圧縮機３００においては、主軸３ｂの駆動源が、内蔵された電動モータ３１とされ、図１に示した構造に比べ、傾斜角度可変の斜板は設けられず、固定容量式で例示されている。また、ピストン６、連結ロッド５、球継手２３、２４については図１に示した構造と同様の構造で示してある。
【００２２】
また、本発明においては、図４〜６に示すように、連結ロッドをピストンに連結するための構造は種々採り得る。図４に示す構造例においては、図１に示した構造に比べ、リテーナ１３を挿入せずに、ピストン６ｂ自体にくびれ部あるいはカシメ部４１を形成して、球部８の抜け止めを行っている。連結ロッド５ｂには、ピストン側に設けられる自由度確保手段としての微小隙間７ｂを形成する大径部４２が設けられている。
【００２３】
図５に示す構造例においては、図１に示した構造に比べ、リテーナ１３を挿入せずに、連結ロッド５ｃのピストン６ｃ側端部に設けられた半球状部８ｃは、ピン５１を介してピストン６ｃに連結されている。連結ロッド５ｃには、図４に示した構造同様、ピストン側に設けられる自由度確保手段としての微小隙間７ｃを形成する大径部５２が設けられている。
【００２４】
図６に示す構造例においては、ピストン６ｄ全体が、例えば樹脂のような可撓性材料で構成され、このピストン６ｄと連結ロッド５が一体化されている。
【００２５】
次に、本発明における作用を、図１に示した実施態様に基づいて説明する。図１において、揺動板２が揺動運動をする時、ピストン６と揺動板２を連結する連結ロッド５の揺動板２側球継手２３の球部４の球心は、シリンダ９の軸方向を往復動すると同時に径方向には微小半径で円運動を行なう。このため連結ロッド５も歳差運動を行なうので、この歳差運動分の隙間７を連結ロッド５とリテーナ１３との間に設けることによりピストン６の往復運動を干渉無く行なうことができる。揺動板２は揺動運動とともに斜板１からの回転力を受けるため、揺動板２自身も回転方向につれ回されようとするが、つれ回り力は連結ロッド５からリテーナ１３に接触伝達され、さらにこの力はピストン６の側面力となり、ピストン６の側面力はシリンダ９の内壁面によって受け止められる。すなわち、揺動板２の回転は本発明により構成された連結機構とピストン・シリンダにより回転阻止されるため、従来の揺動板式圧縮機において必要であった揺動板回転阻止機構は不要となる。また、従来の回転阻止機構で代表的であったスライダをレールガイドする方式のような揺動板の不等速運動を発生することがない。したがって、シンプルな構造にて、静粛で高速性を有し、小型・軽量化を容易に達成でき、低コストで耐久信頼性の高い揺動板式圧縮機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施態様に係る揺動板式圧縮機の概略縦断面図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る揺動板式圧縮機の概略縦断面図である。
【図３】本発明の更に別の実施態様に係る揺動板式圧縮機の概略縦断面図である。
【図４】本発明における連結ロッドとピストンとの連結構造の別の例を示す圧縮機の概略部分断面図である。
【図５】本発明における連結ロッドとピストンとの連結構造のさらに別の例を示す圧縮機の概略部分断面図である。
【図６】本発明における連結ロッドとピストンとの連結構造のさらに別の例を示す圧縮機の概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  斜板
２  揺動板
３、３ａ、３ｂ  主軸
４  球部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  連結ロッド
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  ピストン
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  隙間
８  ピストン側球部
９  シリンダ
１３  リテーナ
２３、２４  球継手
３１  電動モータ
５１  ピン
１００、２００、３００  揺動板式圧縮機
【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】
0004705445.tif 000006
【図６】
0004705445.tif 000007