(57)【要約】【課題】  トルク変動時の異音（打撃音）発生を防止する。【解決手段】  ヒンジ機構１０２・１１１を構成する駆動孔１１１と駆動ピン１０２との衝突を緩衝する緩衝部材１０３を、駆動ピン１０２の球体部１０２ａの外周に配設している。  本発明は、駆動孔の内周側に緩衝材を装着した場合の弱点である剥離・脱落などの解消を狙ったものであり、これによれば、緩衝部材１０３を駆動ピン１０２の球体部１０２ａの外周に配設することにより、緩衝材の剥離・脱落問題を解消できると共に、トルク変動時の異音発生を防止することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１３１）を備えたハウジング（１３０、１３３）と、
前記ハウジング（１３０、１３３）に対し回転可能に支持されたシャフト（１００）と、
前記ハウジング（１３０・１３３）内で前記シャフト（１００）と一体で回転可能に設けられたプレート（１１０）と、
前記ハウジング（１３０・１３３）内で前記シャフト（１００）を挿通させて前記プレート（１１０）と作動連結されて前記シャフト（１００）周りで揺動可能に設けられた斜板（１０１）と、
前記シリンダ（１３１）内に配置されて前記斜板（１０１）の揺動によって前記シリンダ（１３１）内で往復移動可能に前記斜板（１０１）に作動連結されたピストン（１３２）と、
前記シャフト（１００）の回転軸線と前記斜板（１０１）の中心軸線とがなす傾斜角度（θ）を変更可能かつ一体回転可能に前記プレート（１１０）と前記斜板（１０１）とを連結するヒンジ機構（１０２、１１１）とを備え、
前記斜板（１０１）の揺動中心位置を可変することによって前記傾斜角度（θ）が可変されて前記ピストン（１３２）での圧縮容量が可変される可変容量式斜板型圧縮機において、
前記ヒンジ機構（１０２、１１１）を構成するプレート側孔部（１１１）と斜板側ピン部（１０２）との衝突を緩衝する緩衝部材（１０３）を、前記斜板側ピン部（１０２）の球体部（１０２ａ）の外周に配設したことを特徴とする可変容量式斜板型圧縮機。
【請求項２】
前記緩衝部材（１０３）を弾性素材で形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量式斜板型圧縮機。
【請求項３】
前記斜板側ピン部（１０２）の球体部（１０２ａ）に前記緩衝部材（１０３）を保持する緩衝部材保持部（１０２ｂ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量式斜板型圧縮機。
【請求項４】
圧縮容量を略最少としたときに前記プレート側孔部（１１１）と前記斜板側ピン部（１０２）とが当接する位置に合わせて前記緩衝部材（１０３）を配設したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量式斜板型圧縮機。
【請求項５】
シリンダ（１３１）を備えたハウジング（１３０、１３３）と、
前記ハウジング（１３０、１３３）に対し回転可能に支持されたシャフト（１００）と、
前記ハウジング（１３０・１３３）内で前記シャフト（１００）と一体で回転可能に設けられたプレート（１１０）と、
前記ハウジング（１３０・１３３）内で前記シャフト（１００）を挿通させて前記プレート（１１０）と作動連結されて前記シャフト（１００）周りで揺動可能に設けられた斜板（１０１）と、
前記シリンダ（１３１）内に配置されて前記斜板（１０１）の揺動によって前記シリンダ（１３１）内で往復移動可能に前記斜板（１０１）に作動連結されたピストン（１３２）と、
前記シャフト（１００）の回転軸線と前記斜板（１０１）の中心軸線とがなす傾斜角度（θ）を変更可能かつ一体回転可能に前記プレート（１１０）と前記斜板（１０１）とを連結するヒンジ機構（１０２、１１１）とを備え、
前記斜板（１０１）の揺動中心位置を可変することによって前記傾斜角度（θ）が可変されて前記ピストン（１３２）での圧縮容量が可変される可変容量式斜板型圧縮機において、
前記ヒンジ機構（１０２、１１１）を構成する斜板側ピン部（１０２）の軸部（１０２ｃ）の中心部に中空部（１０２ｄ）を設けたことを特徴とする可変容量式斜板型圧縮機。
【請求項６】
前記可変容量式斜板型圧縮機は、マグネットクラッチを介さないで駆動していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の可変容量式斜板型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量を連続的に可変することのできる可変容量式斜板型圧縮機を、マグネットクラッチを介することなくエンジンによって駆動するエンジン駆動式の可変容量式斜板型圧縮機に関するものであり、例えば車両用空調装置などの冷媒圧縮機として用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内にシリンダを設け、このシリンダ内を斜板の揺動によってピストンを往復移動させ、且つ、この斜板とシャフトとの傾斜角度を可変することにより、ピストンの往復ストロークを可変させ、これによって圧縮容量を連続的に変化できる可変容量式斜板型圧縮機が知られている。
【０００３】
そして、車両用空調装置などにおいては、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機にこの可変容量式斜板型圧縮機を使用し、エンジン負荷や車室内温度により変化する冷房負荷、または冷媒蒸発器直後の空気温度により示される冷媒蒸発器のフロスト状態に応じて冷媒圧縮機の圧縮容量を制御するようにしたものがある。
【０００４】
この種の装置では、冷媒圧縮機を常時継続して駆動しているため、冷媒圧縮機を一旦停止させて再度駆動させるといったＯＮ・ＯＦＦ制御を行う装置と比べて冷媒圧縮機の駆動力を低減することができ、冷媒を効率良く圧縮することが可能となる。そして、車両用空調装置などをＯＦＦしている時や、容量制御運転中でもＭＩＮ運転制御時においては、燃費の向上と冷媒圧縮機の内部潤滑のため、可変容量式斜板型圧縮機は最小容量（例えば０．５〜１％容量）として運転される。
【０００５】
しかしながら、上記のように冷媒圧縮機を常時継続して駆動する構成の従来車両においては、トルク変動の大きなディーゼルエンジンや補機類（例えばオルタネータなど）の回転変動によって冷媒圧縮機の回転にも大きな変動が生じて、各摺動部に設けてあるクリアランス部で打撃音のような異音が発生するという問題が生じている。
【０００６】
図５は、エンジンの回転速度と圧縮機に加わるトルク変動レベルとの関係の一例を表すグラフである。グラフに示すように、エンジンおよび補機類によるトルク変動は、低速寄りのある特定の回転速度範囲にピークを持つ特性がある。そして、そのトルク変動があるレベルより大きくなる特定回転速度範囲（異音発生回転速度範囲ＮＬ〜ＮＨ）において圧縮機の最小容量運転を行うと異音が発生し、それ以外の回転速度範囲では問題ないことが分かる。
【０００７】
また、図６は、従来の圧縮機に加わるトルク変動大時の状態を表すグラフである。グラフに示すように、エンジンから圧縮機に加えられるトルクが、エンジンや補機類の回転変動によって１回転内で大きく変動するため、圧縮機を駆動する上でのトルクと合わせた合成トルクで見ても変動が大きく、周期的にマイナストルクとなる部分（ハッチング部）が有る。このことより、圧縮機が瞬間的に逆回しされるような状態となり、クリアランス部でバックラッシュによる打撃音が発生する原因となっていることが分かる。このような問題に対して、特許文献１では打撃音の発生する部位に緩衝部材を設ける技術が示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２３９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に示す従来技術では、プレート側孔部の内周側に弾性部材を接着固定するため、最悪の場合、接着強度不足による剥離・脱落などという問題があり、実用化においては課題を残している。近年では車両の低騒音化という要望に高まりをみせ、各部のクリアランスの見直しなどによって打撃音対策を実施しているが、今だ完全には解消されていないのが実情である。本発明は、上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、トルク変動時の異音発生を防止することのできる可変容量式斜板型圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、ヒンジ機構（１０２、１１１）を構成するプレート側孔部（１１１）と斜板側ピン部（１０２）との衝突を緩衝する緩衝部材（１０３）を、斜板側ピン部（１０２）の球体部（１０２ａ）の外周に配設したことを特徴としている。
【００１０】
本発明は、プレート側孔部の内周側に緩衝材を装着した場合の弱点である剥離・脱落などの解消を狙ったものであり、この請求項１に記載の発明によれば、緩衝部材（１０３）を斜板側ピン部（１０２）の球体部（１０２ａ）の外周に配設することにより、緩衝材の剥離・脱落問題を解消できると共に、トルク変動時の異音発生を防止することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、緩衝部材（１０３）を弾性素材で形成したことを特徴としている。具体的にはゴム材や樹脂材を用いたものであり、この請求項２に記載の発明によれば、衝突を緩衝して有効にトルク変動時の異音発生を防止することができる。また、弾性素材を用いることで球体部（１０２ａ）外周への組み付け作業も容易とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、斜板側ピン部（１０２）の球体部（１０２ａ）に緩衝部材（１０３）を保持する緩衝部材保持部（１０２ｂ）を形成したことを特徴としている。具体的には保持用の溝などを形成するようなことであり、この請求項３に記載の発明によれば、より確実に緩衝部材（１０３）の剥離・脱落などの問題を解消することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、圧縮容量を略最少としたときにプレート側孔部（１１１）と斜板側ピン部（１０２）とが当接する位置に合わせて緩衝部材（１０３）を配設したことを特徴としている。背景技術にて図５・図６を用いて説明したように、トルク変動時の異音は圧縮容量を略最少としたときに発生する。また、圧縮容量を略最少としたときのプレート側孔部（１１１）と斜板側ピン部（１０２）とが当接する位置も決まるため、この請求項４に記載の発明によれば、緩衝部材（１０３）を必要最小限とすることができるうえ、有効にトルク変動時の異音発生を防止することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、ヒンジ機構（１０２、１１１）を構成する斜板側ピン部（１０２）の軸部（１０２ｃ）の中心部に中空部（１０２ｄ）を設けたことを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、斜板側ピン部（１０２）を、特に軸部（１０２ｃ）までも中空形状として軽量化および弾性を持たせることにより、緩衝部材を設けたものと同等にトルク変動時の異音発生を防止することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明では、可変容量式斜板型圧縮機は、マグネットクラッチを介さないで駆動していることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、上記した請求項１ないし請求項５に記載した発明はいずれも、圧縮休止時でも最小吐出容量で運転されるクラッチレス型の圧縮機に用いて好適なことによる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における可変容量式斜板型圧縮機の最小容量運転時を示す断面図である。図１中の１３０は、アルミニウム合金製のリヤハウジング（ハウジング）で、内部にシリンダ１３１が複数形成されている。本実施形態においては、シリンダ１３１は同心円上に６ヶ所、等間隔に離れて配置されている。このシリンダ１３１内にはピストン１３２が摺動自在に配置されている。ピストン１３２は、シリンダ１３１との間で良好な摺動が生じるよう、表面処理が施されている。
【００１７】
図１中の１３３は、リヤハウジング１３０に対してＯリングを介して気密配置されるフロントハウジング（ハウジング）である。このフロントハウジングもアルミニウム合金より形成されており、内部に斜板１０１を保持する制御圧力室１３４を形成している。シャフト１００は、このフロントハウジング１３３およびリヤハウジング１３０にそれぞれベアリング１３５および１３６を介して回転自在に保持されている。シャフト１００の一端は、フロントハウジング１３３のボス部１３７より外方に露出しており、この露出部にはプーリ１３８のハブ１３９がボルト１４０により固定されている。
【００１８】
プーリ１３８は、上述したフロントハウジング１３３のボス部１３７の外面に、ベアリング１４１を介して回転自在に配置されている。このプーリ１３８は、図示しないＶベルトを介して車両走行用エンジンの回転力を受けるようになっている。従って、フロントおよびリヤハウジング１３３・１３０も、車両走行用エンジンの側面に取り付けられている。
【００１９】
鉄製のシャフト１００に対して鉄製のラグプレート（プレート）１１０が圧入固定されている。従って、ラグプレート１１０はシャフト１００と一体に、フロントハウジング１３３の制御圧力室１３４内で回転するようになっている。このラグプレート１１０は、スラストベアリング１４２によって支持されており、このスラストベアリング１４２を介して軸方向の荷重をフロントハウジング１３３で受けつつ、制御圧力室１３４内で回転することとなる。
【００２０】
斜板１０１はシャフト１００の外周に、その傾斜角度θ（図２に図示）を可変することが出来る様に取り付けられている。具体的には、斜板１０１の駆動ピン（斜板側ピン部、ヒンジ機構）１０２が、ラグプレート１１０の駆動孔（プレート側孔部、ヒンジ機構）１１１の内面に接触して、ラグプレート１１０の回転を斜板１０１に伝達するようになっている。尚、駆動ピン１０２は本発明の要部であるため、詳細は後述する。そして、斜板１０１とシャフト１００との間には、所定のクリアランスが形成されており、このクリアランスを利用してシャフト１００の外面に沿って斜板１０１が移動できるようになっている。
【００２１】
フロントハウジング１３３と斜板１０１との間にはフロント側スプリング１５０が配設されており、このフロント側スプリング１５０は斜板１０１の傾斜角度θを小さくする方向、換言すれば斜板１０１が立ち上がりピストン１３２の往復ストロークが小さくなる方向の荷重を付勢する。逆に、リヤハウジング１３０と斜板１０１との間にはリヤ側スプリング１５１が配設されている。このリヤ側スプリング１５１は、斜板１０１の傾斜角度θを大きくする方向、換言すれば斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜してピストン１３２の往復ストロークが大きくなる方向の荷重を付勢している。
【００２２】
図１中の１５２は、リヤハウジング１３０の後方に配置されたエンドハウジングで、内部に吸入通路１５３が形成されている。また、このエンドハウジング１５２内には、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを切替制御する電磁弁１５４が配置されている。すなわち、図示しないが制御圧力室１３４と電磁弁１５４との間には制御圧通路が形成されており、この制御圧通路を介して制御圧力室１３４へ供給される圧力を、吸入通路１５３側の吸入圧Ｐｓと、吐出室１５５側の吐出圧Ｐｄとの間で切り替えるようになっている。
【００２３】
上述した斜板１０１とピストン１３２との間は、球面シュー１６０・１６１により動力伝達が行われる。球面シュー１６０・１６１は斜板１０１の両面を鋏持し、この両面に配置された状態で両シュー１６０・１６１の外形が球になるようになっている。従って、斜板１０１とピストン１３２との間の傾斜角度θが可変しても、斜板１０１の往復ストロークは球面シュー１６０・１６１を介して確実にピストン１３２に伝わるようになる。また球面シュー１６０・１６１の斜板１０１側の面にはテーパー部１６２・１６３が形成されており、球面シュー１６０・１６１と斜板１０１との間に潤滑油が良好に供給されるようになっている。
【００２４】
またシャフト１００の内部には通路穴１７０が形成されており、この通路穴１７０は、フロント側ベアリング１３５近傍に開口した連通孔１７１を介して制御圧力室１３４とつながっている。また通路穴１７０の端面は吸入圧室１７２に開口している。従って、制御圧力室１３４内の冷媒は、この通路穴１７０を介して吸入室１７２側に吸引される。但し、この冷媒吸引が過大とならないよう制御圧力室１３４と連通孔１７１との間は通路が絞られている。
【００２５】
リヤ側スプリング１５１と斜板１０１との間には、スプリングの荷重が部分的に斜板１０１に当たるように偏当り部材１８０が配置されている。この偏当り部材１８０は、リヤ側スプリング１５１端面のうち一部分のみが偏当り部材１８０を介して斜板１０１に当接できるようになっている。
【００２６】
次に、上記構成よりなる可変容量式斜板型圧縮機の作動を説明する。図示しない車両走行用エンジンが回転駆動すると、その回転を図示しないＶベルトを介してプーリ１３８が受ける。このプーリ１３８の回転はハブ１３９を介してシャフト１００に伝達され、シャフト１００はハウジング１３３・１３０内でベアリング１３５および１３６に支持されて回転する。この回転はシャフト１００に圧入されたラグプレート１１０に伝達され、ラグプレート１１０も制御圧力室１３４内で回転することになる。このラグプレート１１０の回転が、駆動孔１１１および駆動ピン１０２を介して斜板１０１に伝達され、斜板１０１も制御圧力室１３４内で回転する。
【００２７】
この斜板１０１の回転は、球面シュー１６０・１６１を介してピストン１３２に伝達される。斜板１０１の周方向の動きは、球面シュー１６０・１６１が斜板外周を滑動することにより逃がされ、斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜して生じる往復ストロークのみがピストン１３２に伝達される。この結果、ピストン１３２は斜板１０１の傾斜角度θに応じた往復ストロークでシリンダ１３１内を往復運動することになる。
【００２８】
この往復運動に伴い、車両用空調装置の図示しない冷媒蒸発器側より吸入された低温低圧の冷媒が、吸入通路１５３から吸入室１７２を経てシリンダ１３２内に吸入される。そして、ピストン１３２の往復ストロークに伴ってシリンダ１３１内の冷媒が圧縮され、冷媒圧力が吐出室１５５側の圧力Ｐｄよりも高くなると、図示しない吐出弁を開いて冷媒が吐出室１５５側に吐出される。
【００２９】
ここで、斜板１０１の傾斜角度θは、もっぱら制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃによりコントロールされることになる。制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなると、圧力バランスよりピストン１３２が制御圧力室１３４側へ移動しづらくなる。すなわち、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなれば、ピストン１３２の往復ストロークは小さくなり、逆に制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが低くなればピストン１３２の往復ストロークが大きくなって斜板１０１の傾斜角度θは大きくなる。
【００３０】
このように制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを制御することで、斜板１０１の傾斜角度θ、ひいてはピストン１３２の往復ストロークが制御できる。制御圧力室１３４内の圧力制御は電磁弁１５４によって行われる。この電磁弁１５４はノーマルオープンタイプの電磁弁を用いており、電磁弁１５４が励磁しない状態では、吐出室１５５側の高圧が制御圧力室１３４内に供給されることになる。すなわち、電磁弁１５４を励磁しない状態では制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高まり、斜板１０１の傾斜角度θが小さくなってピストン１３２は最小容量運転を行う。
【００３１】
また逆に、電磁弁１５４を励磁することにより吸入圧室１７２と制御圧力室１３４が連通する。これにより制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させ、斜板１０１の傾斜角度θを大きくすると共にピストン１３２の往復ストロークを大きくし、圧縮機の容量を増大させる。図２は、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させることにより、斜板１０１の傾斜角度θを大きくして圧縮機の吐出容量を最大とした状態を示している。
【００３２】
次に、本発明の要部の特徴と効果について説明する。図３の（ａ）は従来の駆動ピン１０２の部分拡大断面図であり、これに対して（ｂ）は本発明の第１実施形態における駆動ピン１０２の部分拡大断面図である。まず、ヒンジ機構１０２・１１１を構成する駆動孔１１１と駆動ピン１０２との衝突を緩衝する緩衝部材１０３を、駆動ピン１０２の球体部１０２ａの外周に配設している。
【００３３】
本発明は、駆動孔の内周側に緩衝材を装着した場合の弱点である剥離・脱落などの解消を狙ったものであり、これによれば、緩衝部材１０３を駆動ピン１０２の球体部１０２ａの外周に配設することにより、緩衝材の剥離・脱落問題を解消できると共に、トルク変動時の異音発生を防止することができる。図４は本発明の効果を圧縮機の振動で表したグラフであり、従来の圧縮機に対して駆動ピン１０２に緩衝部材１０３を付けると圧縮機の振動が低減することが分かる。
【００３４】
また、緩衝部材１０３を弾性素材で形成している。具体的にはゴム材や樹脂材を用いたものであり、これによれば、衝突を緩衝して有効にトルク変動時の異音発生を防止することができる。また、弾性素材を用いることで球体部１０２ａ外周への組み付け作業も容易とすることができる。また、駆動ピン１０２の球体部１０２ａに緩衝部材１０３を保持する緩衝部材保持部１０２ｂを形成している。具体的には保持用の溝などを形成するようなことであり、これによれば、より確実に緩衝部材１０３の剥離・脱落などの問題を解消することができる。
【００３５】
また、圧縮容量を略最少としたときに駆動孔１１１と駆動ピン１０２とが当接する位置に合わせて緩衝部材１０３を配設している。前述にて図５・図６を用いて説明したように、トルク変動時の異音は圧縮容量を略最少としたときに発生する。また、圧縮容量を略最少としたときの駆動孔１１１と駆動ピン１０２とが当接する位置も決まるため、これによれば、緩衝部材１０３を必要最小限とすることができるうえ、有効にトルク変動時の異音発生を防止することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図３の（ｃ）は、本発明の第２実施形態における駆動ピン１０２の部分拡大断面図である。ヒンジ機構１０２・１１１を構成する駆動ピン１０２の軸部１０２ｃの中心部に中空部１０２ｄを設けている。このように緩衝部材を設けないでも駆動ピン１０２を、特に軸部１０２ｃまでも中空形状として軽量化および弾性を持たせることにより、緩衝部材を設けたものと同等にトルク変動時の異音発生を防止することができる。
【００３７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、球体部１０２ａの外面に緩衝部材１０３を嵌めているが、本発明はこれに限られるものではなく、球体部１０２ａ外面を緩衝部材１０３で覆っても良い。また、図３（ｂ）に示した緩衝部材保持部１０２ｂも、例示したような溝形状に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態における可変容量式斜板型圧縮機の最小容量運転時を示す断面図である。
【図２】図１の可変容量式斜板型圧縮機の最大容量運転時を示す断面図である。
【図３】（ａ）は従来形状、（ｂ）は本発明の第１実施形態、（ｃ）は本発明の第２実施形態における駆動ピン１０２の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の効果を圧縮機の振動で表したグラフである。
【図５】エンジンの回転速度と圧縮機に加わるトルク変動レベルとの関係の一例を表すグラフである。
【図６】従来の圧縮機に加わるトルク変動大時の状態を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１００…シャフト
１０１…斜板
１０２…駆動ピン（斜板側ピン部、ヒンジ機構）
１０２ａ…球体部
１０２ｂ…緩衝部材保持部
１０２ｃ…軸部
１０２ｄ…中空部
１０３…緩衝部材
１１０…ラグプレート（プレート）
１１１…駆動孔（プレート側孔部、ヒンジ機構）
１３０…リヤハウジング（ハウジング）
１３１…シリンダ
１３２…ピストン
１３３…フロントハウジング（ハウジング）
θ…傾斜角度
【図１】
2005180392.tif 000003
【図２】
2005180392.tif 000004
【図３】
2005180392.tif 000005
【図４】
2005180392.tif 000006
【図５】
2005180392.tif 000007
【図６】
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