(57)【要約】【課題】ロータリバルブのバルブタイミングを調節可能であることと軸線方向へのコンパクト化とを両立できるピストン式圧縮機を提供すること。【解決手段】容量可変型斜板式圧縮機１０は、吸入弁機構５５としてロータリバルブ３５を用いている。ロータリバルブ３５は、回転軸１６に対して相対回転することにより、該回転軸１６に対する相対回転位相を変更して吸入終了タイミングを変更可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転によってピストンが往復動されることで、吸入弁機構を介した吸入圧領域から圧縮室へのガスの吸入及び前記圧縮室内でのガスの圧縮が行われる構成であり、前記吸入弁機構には、前記回転軸に作動連結され該回転軸の回転に応じて回転することで前記圧縮室と前記吸入圧領域との間のガス通路を開閉可能なロータリバルブが用いられたピストン式圧縮機において、  前記回転軸に対する前記ロータリバルブの相対回転位相を変更可能なバルブタイミング調節装置を備えたことを特徴とするピストン式圧縮機。
【請求項２】
前記バルブタイミング調節装置は、前記ロータリバルブを前記回転軸の回転速度に応じた相対回転位相とする請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【請求項３】
前記バルブタイミング調節装置は、前記回転軸の回転速度が高くなると吸入終了タイミングを遅らせる側に前記ロータリバルブの相対回転位相を変更する一方、前記回転軸の回転速度が低くなると吸入終了タイミングを早める側に前記ロータリバルブの相対回転位相を変更する構成である請求項２に記載のピストン式圧縮機。
【請求項４】
前記ロータリバルブは、前記回転軸と同軸位置に配置されてなおかつ該回転軸に対して相対回転可能に嵌合されており、前記バルブタイミング調節装置は、前記回転軸と前記ロータリバルブとの嵌合部分において変位可能に介在された動力伝達部材を備え、前記ロータリバルブの相対回転位相は前記動力伝達部材の変位位置に応じて異なるように構成されており、前記バルブタイミング調節装置は位置決め手段を備え、該位置決め手段は、前記回転軸の回転速度に応じた位置に前記動力伝達部材を位置決めすることで、前記ロータリバルブの相対回転位相を変更可能である請求項２又は３に記載のピストン式圧縮機。
【請求項５】
前記動力伝達部材として球体を用いた請求項４に記載のピストン式圧縮機。
【請求項６】
前記動力伝達部材は、前記回転軸に対して偏心位置に配置されてなおかつ前記回転軸の半径方向に変位可能であって、前記位置決め手段は前記動力伝達部材を半径方向内側に向かって付勢する付勢手段を備え、前記動力伝達部材は、前記回転軸の回転速度に応じて変化する遠心力と前記付勢手段からの付勢力とのバランスで位置決めされる請求項４又は５に記載のピストン式圧縮機。
【請求項７】
前記位置決め手段は、前記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、外部からの駆動信号に基づいて前記動力伝達部材に付与する付勢力を変更することで該動力伝達部材の位置決めを行うアクチュエータと、前記回転速度検出手段からの検出情報に基づいて前記アクチュエータに出力する駆動信号を調節する制御手段とを備えている請求項４又は５に記載のピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の回転によってピストンが往復動されることで、吸入弁機構を介した吸入圧領域から圧縮室へのガスの吸入及び圧縮室内でのガスの圧縮が行われる構成のピストン式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のピストン式圧縮機としては、吸入弁機構にロータリバルブを用いたものが存在する。ロータリバルブは、回転軸に作動連結され該回転軸の回転に応じて回転することで、圧縮室と吸入圧領域との間のガス通路を開閉可能である。吸入弁機構にロータリバルブを用いたピストン式圧縮機では、例えば、吸入圧領域と圧縮室とのガス通路が閉塞されるタイミング（吸入終了タイミング）は、ロータリバルブの外周面における弁口（吸入圧領域から圧縮室へガスを導入するための口）の開口位置で決まる。
【０００３】
しかし、最適な吸入終了タイミングは、ピストン式圧縮機（回転軸）の回転速度に応じて異なる。従って、吸入弁機構にロータリバルブを用いると、実際の吸入終了タイミングと最適な吸入終了タイミングとを常に一致させることは難しい。
【０００４】
例えば、前記回転軸の回転速度が高くなると、ガスの流速が上昇して該ガスの慣性力が増大することで、ピストンが下死点付近であってもガスの慣性吸気が可能となり、圧縮効率の向上が期待される。しかし、回転軸の回転速度が低い場合に合わせて、ロータリバルブの吸入終了タイミングが最適となるように設定すると、回転軸の回転速度が高い場合には、実際の吸入終了タイミングが最適な吸入終了タイミングより早過ぎることとなり、前述した慣性吸気効果を期待できなくなる。
【０００５】
逆に、前記回転軸の回転速度が低くなるとガスの効果的な慣性吸気が望めなくなり、従って、ピストンが下死点付近に位置するまでロータリバルブが開いていると、圧縮室のガスが吸入圧領域へ逆流してしまうおそれがある。よって、回転軸の回転速度が高い場合に合わせて、ロータリバルブの吸入終了タイミングが最適となるように設定すると、回転速度が低い場合には、前述した圧縮室から吸入圧領域へのガスの逆流によって、圧縮効率が低下してしまう。
【０００６】
なお、前述した、ロータリバルブの実際のバルブタイミングと最適なバルブタイミングとが一致しない問題は、吸入終了タイミングについてのみならず、吸入圧領域と圧縮室との間のガス通路が開放されるタイミング（吸入開始タイミング）についても同様に生じる。
【０００７】
従来、前述したような、ロータリバルブの吸入終了タイミングが最適なタイミングからずれる問題を解決するため、該ロータリバルブに吸入終了タイミングの異なる複数の弁口を軸線方向に並設し、該複数の弁口の中から、回転軸の回転速度に応じた最適な吸入終了タイミングを有する弁口を適宜選択することが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１１７３６３号公報（第３，４頁、第１−３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１の技術においては、最適な吸入終了タイミングを有する弁口を選択すべくロータリバルブを回転軸に対して軸線方向に前後移動させる構成であり、該ロータリバルブの軸線方向の前後にその移動スペースを確保する必要がある。従って、ピストン式圧縮機が軸線方向へ大型化する問題を生じていた。
【００１０】
本発明の目的は、ロータリバルブのバルブタイミングを調節可能であることと軸線方向へのコンパクト化とを両立できるピストン式圧縮機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、回転軸に対するロータリバルブの相対回転位相を変更可能なバルブタイミング調節装置を備えている。従って、ロータリバルブの相対回転位相つまり該ロータリバルブのバルブタイミング（吸入開始タイミング又は吸入終了タイミング）を調節する場合に、該ロータリバルブを回転軸に対して軸線方向前後に移動させる必要がなく、例えば特許文献１の技術と比較して、ピストン式圧縮機の軸線方向へのコンパクト化を図り得る。
【００１２】
請求項２の発明は請求項１において、前記バルブタイミング調節装置は、ロータリバルブを回転軸の回転速度に応じた相対回転位相とする。従って、ロータリバルブのバルブタイミングを、回転軸の回転速度に応じた最適なものとすることができる。
【００１３】
請求項３の発明は請求項２において、前記バルブタイミング調節装置は、回転軸の回転速度が高くなると、吸入終了タイミングを遅らせる側にロータリバルブの相対回転位相を変更する。従って、慣性吸気による圧縮室へのガスの吸入量の増大を期待でき、ピストン式圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。また、バルブタイミング調節装置は、回転軸の回転速度が低くなると吸入終了タイミングを早める側に前記ロータリバルブの相対回転位相を変更する構成である。従って、圧縮室から吸入圧領域へのガスの逆流を防止することができ、ピストン式圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項４の発明は請求項２又は３において、前記バルブタイミング調節装置の好適な態様について言及するものである。すなわち、ロータリバルブは、回転軸と同軸位置に配置されてなおかつ該回転軸に対して相対回転可能に嵌合されている。バルブタイミング調節装置は、回転軸とロータリバルブとの嵌合部分において変位可能に介在された動力伝達部材を備えている。回転軸の回転力は、動力伝達部材を介してロータリバルブに伝達される。ロータリバルブの相対回転位相は、動力伝達部材の変位位置に応じて異なるように構成されている。バルブタイミング調節装置は位置決め手段を備えている。位置決め手段は、回転軸の回転速度に応じた位置に動力伝達部材を位置決めすることで、ロータリバルブの相対回転位相を変更可能である。
【００１５】
請求項５の発明は請求項４において、前記動力伝達部材として球体を用いている。球体はその形状に方向性が無いため、動力伝達部材のピストン式圧縮機への組込作業が容易となるし、例えば動力伝達部材が回転軸とロータリバルブとの嵌合部分において傾いて変位不能となる事態を避けることができる。
【００１６】
請求項６の発明は請求項４又は５において、前記動力伝達部材は、回転軸に対して偏心位置に配置されてなおかつ回転軸の半径方向に変位可能である。位置決め手段は、動力伝達部材を半径方向内側に向かって付勢する付勢手段を備えている。動力伝達部材は、回転軸の回転速度に応じて変化する遠心力と付勢手段からの付勢力とのバランスで位置決めされる。
【００１７】
つまり、本発明においては、前記動力伝達部材の位置決めつまりロータリバルブのバルブタイミングを、動力伝達部材に作用する遠心力の変化に基づいて内部自律的に変更する構成である。従って、例えば、動力伝達部材の位置決めを、アクチュエータを介して外部制御する場合と比較して、位置決め手段の構成の簡素化を図ることができる。
【００１８】
請求項７の発明は請求項４又は５において、前記位置決め手段は、回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、外部からの駆動信号に基づいて前記動力伝達部材に付与する付勢力を変更することで該動力伝達部材の位置決めを行うアクチュエータと、前記回転速度検出手段からの検出情報に基づいて前記アクチュエータに出力する駆動信号を調節する制御手段とを備えている。
【００１９】
つまり、本発明においては、前記動力伝達部材の位置決めつまりロータリバルブのバルブタイミングを、アクチュエータを介して外部制御する構成である。従って、例えば、動力伝達部材の位置決めを、回転軸の回転速度に応じて変化する遠心力を用いて内部制御する場合と比較して、該位置決めを精度良く行うことができ、実際のバルブタイミングを最適なバルブタイミングにより近づけることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のピストン式圧縮機を、車両用空調装置に用いられる冷媒圧縮用の容量可変型斜板式圧縮機（以下圧縮機とする）に具体化した一実施形態について説明する。
【００２１】
先ず、圧縮機について説明する。
図１に示すように圧縮機１０は、シリンダブロック１１と、その前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１４は、圧縮機１０のハウジングを構成している。なお、図１の左方を圧縮機１０の前方とし右方を後方とする。
【００２２】
前記シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲まれた領域にはクランク室１５が区画されている。回転軸１６はクランク室１５を貫通するように配設され、フロントハウジング１２とシリンダブロック１１との間で回転可能に架設支持されている。回転軸１６は、車両の走行駆動源であるエンジンＥｇに作動連結されており、該エンジンＥｇから動力の供給を受けて回転される。従って、回転軸１６の回転速度は、エンジンＥｇの回転速度に応じて変動される。
【００２３】
前記クランク室１５内において回転軸１６には、ラグプレート２０が一体回転可能に固定されている。クランク室１５内には斜板２１が収容されている。斜板２１は、回転軸１６にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構２２は、ラグプレート２０と斜板２１との間に介在されている。従って、斜板２１は、ヒンジ機構２２を介したラグプレート２０との間でのヒンジ連結、及び回転軸１６の支持により、ラグプレート２０及び回転軸１６と同期回転可能であるとともに、回転軸１６の軸線Ｌ方向へのスライド移動を伴いながら回転軸１６に対し傾動可能となっている。
【００２４】
図１及び図３に示すように、複数（本実施形態においては五つ。図１においては一つのみ示す）のシリンダボア２３は、前記シリンダブロック１１において回転軸１６の後端側を、一定の角度間隔にて取り囲むようにしてそれぞれ貫通形成されている。片頭型のピストン２４は、各シリンダボア２３に往復動可能に収容されている。
【００２５】
図１に示すように、前記シリンダボア２３の前後開口は、弁・ポート形成体１３及びピストン２４によって閉塞されており、このシリンダボア２３内にはピストン２４の往復動に応じて体積変化する圧縮室２６が区画されている。各ピストン２４は、シュー２５を介して斜板２１の外周部に係留されている。従って、回転軸１６の回転にともなう斜板２１の回転が、シュー２５を介してピストン２４の往復動に変換される。
【００２６】
前記リヤハウジング１４内には、吸入圧領域を構成する吸入室２７、及び吐出室２８がそれぞれ区画形成されている。吸入室２７はリヤハウジング１４の中央部に形成されている。吐出室２８は吸入室２７の外周を取り囲むようにして形成されている。吸入室２７には、図示しない外部冷媒回路の低圧側熱交換器につながる外部配管が接続されている。吐出室２８には、図示しない外部冷媒回路の高圧側熱交換器につながる外部配管が接続されている。この外部冷媒回路及び圧縮機１０は車両用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）を構成する。
【００２７】
前記吸入室２７内の冷媒ガスは、各ピストン２４の上死点位置から下死点側への移動により、シリンダブロック１１に配設された吸入弁機構５５を介して圧縮室２６に吸入される。圧縮室２６に吸入された冷媒ガスは、ピストン２４の下死点位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体１３に形成された吐出ポート２９及び吐出弁３０を介して吐出室２８に吐出される。
【００２８】
前記圧縮機１０のハウジング内には、抽気通路３１及び給気通路３２並びに容量制御弁３３が設けられている。抽気通路３１はクランク室１５と吸入室２７とを連通する。抽気通路３１は、回転軸１６の軸心位置に形成された軸内通路３４を備えている。軸内通路３４の入口３４ａは、ラグプレート２０付近でクランク室１５に開口され、出口３４ｂは、回転軸１６の後端面で開口されている。給気通路３２は吐出室２８とクランク室１５とを連通する。給気通路３２の途中には、電磁弁よりなる周知の容量制御弁３３が配設されている。
【００２９】
前記容量制御弁３３の開度を調節することで、給気通路３２を介したクランク室１５への高圧な吐出ガスの導入量と抽気通路３１を介したクランク室１５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１５の圧力が決定される。クランク室１５の圧力変更に応じて、ピストン２４を介してのクランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力との差が変更され、斜板２１の傾斜角度が変更される結果、ピストン２４のストロークすなわち圧縮機１０の吐出容量が調節される。
【００３０】
例えば、前記容量制御弁３３の開度が小さくなってクランク室１５の圧力が低下されると、斜板２１の傾斜角度が増大し、ピストン２４のストロークが増大して圧縮機１０の吐出容量が増大される。逆に、容量制御弁３３の開度が大きくなってクランク室１５の圧力が上昇されると、斜板２１の傾斜角度が減少し、ピストン２４のストロークが減少して圧縮機１０の吐出容量が減少される。
【００３１】
次に、前記吸入弁機構５５について説明する。
図２及び図３に示すように、前記圧縮機１０のハウジングには、シリンダブロック１１においてシリンダボア２３に囲まれた中心部に、円柱状をなす収容孔１７が形成されている。シリンダブロック１１の後端面において収容孔１７の開口周囲には、弁・ポート形成体１３を貫通してリヤハウジング１４内の中央部に入り込むボス部１１ａが突設されている。従って、収容孔１７と吸入室２７は軸線Ｌ方向に連続して配置されている。収容孔１７と各圧縮室２６とは、シリンダブロック１１において軸線Ｌを中心とした放射状に形成された複数（本実施形態においては五つ。図２においては一つのみ示す）の導通路１８を介してそれぞれ連通されている。
【００３２】
前記収容孔１７内には、前方側が底となる実質的に有底円筒状をなすロータリバルブ３５が回転可能に収容されている。ロータリバルブ３５の前端側は小径となっている（小径部３５ａ）。回転軸１６において収容孔１７に臨む後端面には、取付孔１６ａが設けられている。回転軸１６の取付孔１６ａには、ロータリバルブ３５が小径部３５ａを以て回転軸１６に対して同一軸線Ｌ上に嵌合されている。ロータリバルブ３５と回転軸１６は軸線Ｌを中心とし、回転軸１６の回転方向に対して相対的なずれ動きを可能とするようにされている。
【００３３】
前記回転軸１６とロータリバルブ３５との嵌合部分には、球体たる鋼球６３が介在されている。ロータリバルブ３５は、鋼球６３を介することで回転軸１６に作動連結されており、該回転軸１６の回転に応じてつまりはピストン２４の往復動に応じて回転可能である。なお、ロータリバルブ３５の大径部３５ｂの外周面３５ｃと収容孔１７の内周面１７ａとは、回転軸１６の後端部を回転可能に支持する滑り軸受け面を構成している。
【００３４】
前記収容孔１７の内周面１７ａとロータリバルブ３５の大径部３５ｂの外周面３５ｃとは、摺動可能に密接されている。ロータリバルブ３５の前端側の内部には、前後方向に連通孔３５ｄが貫通形成されている。ロータリバルブ３５の筒内空間たる導入室３６と、回転軸１６の軸内通路３４（出口３４ｂ）とは、連通孔３５ｄを介して連通されている。導入室３６は吸入室２７に連続（連通）されている。連通孔３５ｄ及び導入室３６は抽気通路３１の一部を構成している。
【００３５】
前記ロータリバルブ３５の周壁には、導入室３６と常時連通される弁口としての吸入案内孔３７が、周方向の一定区間に形成されている。ロータリバルブ３５は、ピストン２４が吸入行程に移行した場合に、吸入案内孔３７がシリンダブロック１１の導通路１８に連通する。従って、吸入室２７の冷媒ガスは、ロータリバルブ３５の導入室３６、吸入案内孔３７及びシリンダブロック１１の導通路１８からなるガス通路を同順に経由して圧縮室２６に吸入される。
【００３６】
前記ピストン２４の吸入行程の終了時には、吸入案内孔３７が導通路１８に対して周方向に完全にずれ、導入室３６から圧縮室２６内への冷媒ガスの吸入が停止される。ピストン２４が圧縮・吐出行程に移行されると、ロータリバルブ３５の大径部３５ｂの外周面３５ｃによって導通路１８と導入室３６との間が閉塞状態に保持され、冷媒ガスの圧縮及び圧縮済みガスの吐出室２８への吐出が妨げられることはない。
【００３７】
次に、前記ロータリバルブ３５の回転軸１６に対する相対回転位相、つまり該ロータリバルブ３５のバルブタイミング（本実施形態においては吸入終了タイミング）を変更するためのバルブタイミング調節装置６０について説明する。
【００３８】
図２、図４及び図５に示すように、前記回転軸１６において取付孔１６ａの内周面１６ｂには、収容凹部６１が形成されている。収容凹部６１は、取付孔１６ａの内周面１６ｂでの開口から半径方向外側に向かって延びる筒状をなしている。収容凹部６１内には前述した鋼球６３が、収容凹部６１の延在方向つまり半径方向へ移動可能に収容されている。従って、鋼球６３は、回転軸１６に対して偏心位置に配置されていると言える。収容凹部６１内には、付勢手段としてのコイルスプリングよりなる付勢バネ６４が収容されている。付勢バネ６４は、鋼球６３を半径方向内側に向かって付勢する。
【００３９】
図４及び図５に示すように、前記取付孔１６ａの内周面１６ｂには、収容凹部６１の開口縁部において、回転軸１６の回転方向（図４及び図５においては時計回り方向）後行（回転方向に対し位相が遅れる）側の領域に、案内凸部６５が設けられている。案内凸部６５において収容凹部６１側の面６５ａは、該収容凹部６１の内面の一部（回転方向後行側の領域６１ａ）に連続されて鋼球６３の移動を案内する。案内凸部６５において収容凹部６１側の面６５ａ、及び収容凹部６１の内面の領域６１ａは、回転軸１６の回転力を、鋼球６３を介してロータリバルブ３５に伝達するための動力伝達面６１ａ，６５ａをなしている。
【００４０】
前記ロータリバルブ３５において小径部３５ａの外周面３５ｅの一部には、回転軸１６の案内凸部６５を収容する溝６２が、周方向に延在形成されている。溝６２の底面は、回転方向先行側に位置しかつ回転方向と反対側に向かう平面状の動力伝達面６２ａと、回転方向後行側に位置しかつ回転方向側に向かう平面状の後行面６２ｂとが互いに傾斜することで、両面６２ａ，６２ｂの接続部分が軸線Ｌ側に窪んだ形状をなしている。
【００４１】
前記鋼球６３は、回転軸１６側の動力伝達面６１ａ，６５ａとロータリバルブ３５側の動力伝達面６２ａとの間に介在されている。回転軸１６の動力伝達面６１ａ，６５ａから鋼球６３に伝達された回転力は、動力伝達面６２ａを介してロータリバルブ３５に伝達され、該ロータリバルブ３５が回転される。この鋼球６３を介した回転軸１６からロータリバルブ３５への動力伝達は、該鋼球６３が動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとの間で狭持された状態で行われる。鋼球６３を狭持する言い換えれば鋼球６３を介した動力伝達（トルク伝達）が行われる、動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとの間の間隔（距離）は、回転軸１６の半径方向に対する鋼球６３の変位位置に応じて異なる。
【００４２】
例えば、図４に示すように、前記鋼球６３が、或る位置から半径方向内側に変位した場合、動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとは、間隔を広げて鋼球６３を狭持することとなる。動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとの間隔を広げるためには、ロータリバルブ３５が回転軸１６に対して該回転軸１６の回転方向側に相対回転される必要がある。ロータリバルブ３５が、回転軸１６に対して回転方向側に相対回転されて相対回転位相が進められることは、該ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングが早められることを意味する。
【００４３】
なお、前記ロータリバルブ３５の溝６２における面６２ｂと、該面６２ｂに対向する、回転軸１６の案内凸部６５における面６５ｂとは、両面６２ｂ，６５ｂが当接することでロータリバルブ３５の相対回転位相が最も進められた（すなわち、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングが最も早められた）最進位相を規定する最進位相規定面６２ｂ，６５ｂをなしている。
【００４４】
逆に、図５に示すように、前記鋼球６３が、或る位置から半径方向外側に変位した場合、動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとは、間隔を狭めて鋼球６３を狭持することとなる。動力伝達面６１ａ，６５ａと動力伝達面６２ａとの間隔を狭めるためには、ロータリバルブ３５が回転軸１６に対して該回転軸１６の回転方向と反対側に相対回転される必要がある。ロータリバルブ３５が、回転軸１６に対して回転方向と反対側に相対回転されて相対回転位相が遅らせられることは、該ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングが遅らせられることを意味する。
【００４５】
そして、前記回転軸１６の半径方向における鋼球６３の位置は、該鋼球６３に作用する遠心力と、回転軸１６からロータリバルブ３５への伝達トルクに基づき鋼球６３に作用する、動力伝達面６２ａからの反力に基づく半径方向外側への付勢力と、付勢バネ６４により付与される半径方向内側への付勢力とのバランスで決定される。前述した伝達トルクに基づく付勢力及び付勢バネ６４の付勢力は機械設計の段階で一義的に決まる確定的なパラメータであり、遠心力のみが回転軸１６の回転速度に応じて変化する可変パラメータである。従って、鋼球６３は、回転軸１６の回転速度に応じた位置に位置決めされることとなる。
【００４６】
例えば、前記回転軸１６の回転速度が低くなると鋼球６３に作用する遠心力が小さくなり、該鋼球６３は付勢バネ６４によって半径方向内側に変位される。従って、ロータリバルブ３５が回転軸１６に対して回転方向側に相対回転されて相対回転位相が進められるので、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングが早められ、ピストン２４の下死点位置付近において生じ易い圧縮室２６から導入室３６へのガスの逆流を防止して、該逆流に起因した圧縮機１０の圧縮効率の低下を防止することができる。
【００４７】
逆に、前記回転軸１６の回転速度が高くなると鋼球６３に作用する遠心力が大きくなり、該鋼球６３は付勢バネ６４に抗して半径方向外側に変位される。従って、ロータリバルブ３５が回転軸１６に対して回転方向と反対側に相対回転されて相対回転位相が遅らせられるので、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングが遅くなり、ピストン２４が下死点位置近辺であっても期待できる慣性吸気を上手く利用して、圧縮機１０の圧縮効率の向上を図ることができる。
【００４８】
本実施形態においては前記鋼球６３が、バルブタイミング調節装置６０を構成する動力伝達部材をなしている。また、鋼球６３に対して該鋼球６３の位置決めに関与する力を付与する付勢バネ６４や動力伝達面６２ａ等が、バルブタイミング調節装置６０を構成する位置決め手段をなしている。
【００４９】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングの調節は、該ロータリバルブ３５を回転軸１６に対して相対回転させて該ロータリバルブ３５の相対回転位相を変更することで行われる。従って、例えば、ロータリバルブを回転軸に対して軸線方向前後に移動させて吸入終了タイミングを調節する特許文献１の技術と比較して、圧縮機１０の軸線Ｌ方向へのコンパクト化を図り得る。
【００５０】
（２）ロータリバルブ３５は、回転軸１６の回転速度に応じた相対回転位相とされる。従って、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングを、回転軸１６の回転速度に応じた最適なものとすることができる。
【００５１】
（３）ロータリバルブ３５の回転位相は、回転軸１６の回転速度が高くなると吸入終了タイミングを遅らせる側に変更され、逆に、回転軸１６の回転速度が低くなると吸入終了タイミングを早める側に変更される。従って、前述したように、圧縮機１０の圧縮効率を向上させることができる。
【００５２】
（４）動力伝達部材として球体（鋼球６３）を用いている。球体はその形状に方向性が無いため、動力伝達部材の圧縮機１０への組込作業が容易となるし、例えば動力伝達部材が回転軸１６とロータリバルブ３５との嵌合部分において傾いて変位不能となる事態を避けることができる。
【００５３】
（５）鋼球６３の位置決めつまりロータリバルブ３５の吸入終了タイミングは、該鋼球６３に作用する遠心力の変化に基づいて内部自律的に変更される。従って、鋼球６３の位置決めを、例えばアクチュエータを介して外部制御する場合と比較して、位置決め手段の構成の簡素化を図ることができる。
【００５４】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。○上記実施形態においては、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングを調節することに重きを置いて、各種部材のセッティングがなされていた。これを変更し、ロータリバルブ３５の吸入開始タイミングを調節するように、各種部材をセッティングしてもよい。つまり、本発明のバルブタイミング調節装置は、上記実施形態のような吸入終了タイミング調節装置に具体化することに限定されるものではなく、吸入開始タイミング調節装置に具体化してもよい。
【００５５】
例えば、ロータリバルブ３５が、圧縮工程終了直後のシリンダボア２３内の残留ガスを、吸入工程終了直前の他のシリンダボア内にバイパスすることで圧縮機の体積効率を向上させる残留ガスバイパス溝を有する場合、回転軸１６の回転速度が高くなると残留ガスのバイパス時間が短くなる。よって、圧縮工程終了直後のシリンダボア２３内のガス圧力は十分に低下しきれないため、圧縮工程終了直後のシリンダボア２３が吸入を開始したときにロータリバルブ３５内の導入室３６の内部圧力が低い場合ガスの逆流が起こり、圧縮機の騒音の原因になることがある。
【００５６】
従って、回転軸１６の回転速度が高くなるとロータリバルブ３５の吸入開始タイミングを遅らせるようにする態様は、前記圧縮機の騒音を低減することができるため、残留ガスバイパス溝を有するロータリバルブを用いた圧縮機に適用するのに適している。
【００５７】
○上記実施形態において鋼球６３は、回転軸１６の回転速度に応じて変化する遠心力と、付勢バネ６４から付与される半径方向内側への付勢力等とのバランスで、内部自律的に位置決めされる構成であった。これを変更し、鋼球６３の位置決めつまりロータリバルブ３５の相対回転位相の調節にアクチュエータを用いて、該ロータリバルブ３５のバルブタイミング調節を外部制御により行うこと。
【００５８】
例えば、図６に示すように、シリンダブロック１１において回転軸１６とロータリバルブ３５との嵌合部分を取り囲む位置に、鋼球６３へ電磁吸引力（半径方向外側への付勢力）を作用させることが可能な、アクチュエータとしての電磁吸引力付与装置７０を配置する。付勢バネ６４としては、回転軸１６の高速回転によっても鋼球６３を変位させない程、バネ力の強いものが用いられている。従って、鋼球６３の半径方向の位置は、電磁吸引力付与装置７０が鋼球６３に対して付与する電磁吸引力の大きさに応じて調節される。
【００５９】
前記電磁吸引力付与装置７０には、制御手段を構成する制御コンピュータ７１の指令に基づき、同じく制御手段を構成する駆動回路７２から駆動信号が供給される。電磁吸引力付与装置７０は、駆動回路７２からの駆動信号に応じた大きさの電磁吸引力を鋼球６３に対して付与する。制御コンピュータ７１は、回転軸１６の回転速度を検出する回転速度センサ（回転速度検出手段）７３からの検出情報に基づいて、駆動回路７２が電磁吸引力付与装置７０に供給する駆動信号を調節する。
【００６０】
前記制御コンピュータ７１は、回転軸１６の回転速度が高くなると、電磁吸引力付与装置７０が発生する電磁吸引力を増大させて鋼球６３を半径方向外側に変位させ、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングを遅らせる。また、制御コンピュータ７１は、回転軸１６の回転速度が低くなると、電磁吸引力付与装置７０が発生する電磁吸引力を減少させて鋼球６３を半径方向内側に変位させ、ロータリバルブ３５の吸入終了タイミングを早める。
【００６１】
本態様によれば、例えば、上記実施形態のように、内部制御によって鋼球６３の位置決めを行う場合と比較して、該鋼球６３の位置決めを精度良く行うことができ、実際の吸入終了タイミングを最適な吸入終了タイミングにより近づけることができる。
【００６２】
なお、本態様においては、前記鋼球６３に対して該鋼球６３の位置決めに関与する力を付与する付勢バネ６４や動力伝達面６２ａや電磁吸引力付与装置７０、及び該電磁吸引力付与装置７０を制御する制御コンピュータ７１や駆動回路７２、並びに制御コンピュータ７１に回転軸１６の回転速度情報を提供する回転速度センサ７３が、バルブタイミング調節装置６０を構成する位置決め手段をなしている。
【００６３】
○図６の態様においては、回転軸１６の回転速度に応じてロータリバルブ３５のバルブタイミングを調節する構成であった。これを変更し、例えば圧縮機１０の吐出容量に応じて、ロータリバルブ３５のバルブタイミングを調節するようにしてもよい。制御コンピュータ７１は、容量制御弁３３への給電情報等から圧縮機１０の吐出容量を把握することができる。つまり、ロータリバルブ３５のバルブタイミングを外部制御可能であるということは、該バルブタイミングを回転軸１６の回転速度情報以外の情報に応じて変更する態様の具体化も自在であるということである。
【００６４】
○上記実施形態においては、動力伝達部材として球体である鋼球６３を使用したが、これに限定されることはなく円柱体、半球体と円柱体の組み合わせ、三角柱体等、回転軸１６からロータリバルブ３５への動力が伝達可能なものであるならばよい。
【００６５】
○上記実施形態においては、付勢手段としてコイルスプリングからなる付勢バネ６４を使用したが、これに限定されることはなく、板バネ、ゴム体等、動力伝達部材を付勢できるものであるならばよい。
【００６６】
○ワッブルタイプの容量可変型圧縮機に本発明を適用してもよい。
○両頭ピストン式圧縮機に本発明を適用してもよい。
○ウエーブカムタイプのピストン式圧縮機に本発明を適用してもよい。
【００６７】
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（１）前記ロータリバルブは、前記回転軸と同軸位置に配置されてなおかつ該回転軸に対して相対回転可能に嵌合されており、前記バルブタイミング調節装置は、前記回転軸と前記ロータリバルブとの嵌合部分において変位可能に介在された動力伝達部材を備え、前記ロータリバルブの相対回転位相は前記動力伝達部材の変位位置に応じて異なるように構成されており、前記バルブタイミング調節装置は位置決め手段を備え、該位置決め手段は、前記動力伝達部材を位置決めすることで、前記ロータリバルブの相対回転位相を変更可能である請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【００６８】
（２）前記位置決め手段は、外部からの駆動信号に基づいて前記動力伝達部材に付与する付勢力を変更することで該動力伝達部材の位置決めを行うアクチュエータと、前記アクチュエータに駆動信号を出力する制御手段とを備えている技術的思想（１）に記載のピストン式圧縮機。
【００６９】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、ロータリバルブのバルブタイミングを調節可能であることと軸線方向へのコンパクト化とを両立できるピストン式圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図５】高速回転時を示す断面図。
【図６】別例を示す断面図。
【符号の説明】
１０…ピストン式圧縮機としての容量可変型斜板式圧縮機、１６…回転軸、１８…ガス通路を構成する導通路、２４…ピストン、２６…圧縮室、２７…吸入圧領域を構成する吸入室、３５…ロータリバルブ、３６…ガス通路を構成する導入室、３７…ガス通路を構成する吸入案内孔、５５…吸入弁機構、６０…バルブタイミング調節装置、６２ａ…位置決め手段を構成する動力伝達面、６３…動力伝達部材としての球体たる鋼球、６４…付勢手段としての付勢バネ、７０…アクチュエータとしての電磁吸引力付与装置、７１…制御手段を構成する制御コンピュータ、７２…制御手段を構成する駆動回路、７３…回転速度検出手段としての回転速度センサ。
【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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【図６】
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