(57)【要約】【課題】  小吐出容量域において良好な容量制御性を維持することと、大吐出容量域において騒音の発生を抑制することとを両立できる容量可変型斜板式圧縮機を提供すること。【解決手段】  駆動軸１６には斜板２３が連結され、斜板２３にはそれぞれ半球状をなす第１及び第２シュー２７，２８を介してピストン２５が係留されている。ピストン２５には、第１シュー２７を受ける第１シュー座３１と第２シュー２８を受ける第２シュー座３２とが設けられている。駆動軸１６の回転によって斜板２３が揺動し、ピストン２５が往復直線運動されて冷媒ガスの圧縮が行われる。斜板２３の傾斜角度を変更することで、ピストン２５のストロークが変更されて吐出容量が変更される。ピストン２５の第１及び第２シュー座３１，３２は、斜板２３の傾斜角度の増大にともなって第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬが減少するように構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸には斜板が連結され、該斜板にはそれぞれ半球状をなす第１及び第２シューを介してピストンが係留され、該ピストンには、前記第１シューを受ける第１シュー座と前記第２シューを受ける第２シュー座が設けられ、前記駆動軸の回転にともなう前記斜板の揺動によって前記ピストンが往復直線運動されてガスの圧縮が行われ、前記斜板の傾斜角度を変更することで前記ピストンのストロークが変更されて吐出容量を変更可能な容量可変型斜板式圧縮機において、
前記ピストンの前記第１及び第２シュー座は、前記斜板の傾斜角度の増大にともなって前記第１及び第２シューの周囲のクリアランスが減少するように構成されていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記第１及び第２シュー座には、対応する前記第１又は第２シューを球面受けする、球面の一部からなる保持凹面がそれぞれ形成されており、前記第１シュー座が有する前記保持凹面の曲率中心と前記第２シュー座が有する前記保持凹面の曲率中心とを、前記ピストンの中心軸線に沿って前記両保持凹面間の距離を拡大する方向にずらして設定することで、前記斜板の傾斜角度の増大にともなって前記第１及び第２シューの周囲のクリアランスが減少するように構成されている請求項１に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記第１シュー座が有する前記保持凹面の曲率半径と前記第２シュー座が有する前記保持凹面の曲率半径とは同じに設定されている請求項２に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記ガスは車両空調装置の冷凍回路に用いられる冷媒であって、前記駆動軸の回転駆動には車両のエンジンが用いられており、前記エンジンと前記駆動軸との間に配設された動力伝達機構にはクラッチレスタイプのものが用いられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記冷媒としては二酸化炭素が用いられている請求項４に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両空調装置の冷凍回路を構成する容量可変型斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）としては、車両のエンジンによって駆動軸が回転駆動されることで斜板が揺動し、該斜板の揺動に伴うピストンの往復直線運動によって冷媒ガスの圧縮を行うとともに、斜板の傾斜角度を変更することでピストンのストロークが変更されて吐出容量を変更可能なものが存在する（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
前記斜板の揺動及び該斜板の傾斜角度の変更を許容するために、ピストンは斜板に対して、それぞれ半球状をなす一対のシューを介して係留されている。ピストンには、一方のシューを球面の一部よりなる保持凹面を以て受けるシュー座と、他方のシューを同じく球面の一部よりなる保持凹面を以て受けるシュー座とが、それぞれの保持凹面を同一球面上に存在させるようにして設けられている。なお、両保持凹面を同一球面上に存在させることで、斜板の傾斜角度が変化しても、各シューの周囲のクリアランス（言い換えれば斜板とピストンのシュー座との間におけるシューの遊び）は一定で変化されることはない。
【特許文献１】特開平１０−７７９６６号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記圧縮機は、吐出容量可変範囲の小吐出容量域で運転されている状態では、外部回路からの冷媒ガス（該冷媒ガスには潤滑油（冷凍機油）が含まれている）の戻り量が少なくなる。従って、圧縮機内に存在する潤滑油の量が少なくなり、ピストンとシューとの摺動部分及びシューと斜板との摺動部分にそれぞれ介在される潤滑油膜が、途切れがちとなっていた。よって、ピストンとシューとの間及びシューと斜板との間の摺動抵抗が大きくなって、吐出容量を速やかに増大させることができない問題つまり容量制御性が悪化する問題があった。
【０００５】
特に、前記ピストンは、容量制御性や、シュー及び斜板の耐久性等に悪影響を与える慣性力を低減するために、アルミニウム系金属材料よりなることで軽量化が図られている。従って、圧縮機の温度が低下すると、鉄系金属材料よりなるシュー及び斜板よりもピストンが大きく収縮することとなる。よって、シューの周囲のクリアランスが小さくなって、ピストンとシューとの摺動部分及びシューと斜板との摺動部分にそれぞれ介在される潤滑油膜が、さらに途切れ易くなっていた。
【０００６】
このような問題を解決するには、前記シューの周囲のクリアランスを大きく設定することが考えられる。しかし、シューの周囲のクリアランスを大きく設定すると、該クリアランスに起因してピストンとシューとの間及びシューと斜板との間にガタツキが発生する。従って、特に、斜板が大きく揺動する大吐出容量域において、圧縮機が大きな騒音を発生する問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、小吐出容量域において良好な容量制御性を維持することと、大吐出容量域において騒音の発生を抑制することとを両立できる容量可変型斜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】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の容量可変型斜板式圧縮機においては、ピストンの第１及び第２シュー座を、斜板の傾斜角度の増大にともなって第１及び第２シューの周囲のクリアランスが減少するように構成した。従って、容量可変型斜板式圧縮機が小吐出容量域において運転されている状態では、第１及び第２シューの周囲のクリアランスが大きなる。よって、ピストンと第１及び第２シューとの摺動部分や、第１及び第２シューと斜板との摺動部分にそれぞれ介在される潤滑油膜が途切れ難くなり、容量制御性を良好とすることができる。また、前記摺動部分における潤滑油膜を途切れ難くすることができること、即ち、ピストンと第１及び第２シューとの摺動部分や、第１及び第２シューと斜板との摺動部分の摺動抵抗を小さくできることは、該摺動部分における発熱つまりは動力損失の低減にもつながる。
【０００９】
さらに、容量可変型斜板式圧縮機が大吐出容量域において運転されている状態では、第１及び第２シューの周囲のクリアランスが小さくなる。よって、斜板が大きく揺動しても、ピストンと第１及び第２シューとの間や、第１及び第２シューと斜板との間にガタツキが発生し難くなり、容量可変型斜板式圧縮機が大きな騒音を発生することを抑制できる。
【００１０】
請求項２の発明は請求項１において、好適な一態様について言及するものである。即ち、第１及び第２シュー座には、対応する第１又は第２シューを球面受けする、球面の一部からなる保持凹面がそれぞれ形成されている。第１シュー座が有する保持凹面の曲率中心と第２シュー座が有する保持凹面の曲率中心とは、ピストンの中心軸線に沿って両保持凹面間の距離を（両保持凹面の曲率中心が一致する状態から）拡大する方向にずらして設定されている。このようにピストンの第１及び第２シュー座を構成することで、斜板の傾斜角度の増大にともなって、第１及び第２シューの周囲のクリアランスが減少されることとなる。
【００１１】
請求項３の発明は請求項２において、前記第１シュー座が有する保持凹面の曲率半径と第２シュー座が有する保持凹面の曲率半径とは、同じに設定されている。従って、第１シュー座の保持凹面の加工及び第２シュー座の保持凹面の加工が容易となる。即ち、例えば、第１シュー座の保持凹面と第２シュー座の保持凹面とで曲率半径が異なる場合には、一方の保持凹面の加工と他方の保持凹面の加工とで、異なる寸法及び形状の加工工具が必要となり、それらの加工時の段取りが面倒となるのである。
【００１２】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか一項において、前記ガスは車両空調装置の冷凍回路に用いられる冷媒であって、駆動軸の回転駆動には車両のエンジンが用いられており、エンジンと駆動軸との間に配設された動力伝達機構にはクラッチレスタイプのものが用いられている。クラッチレスタイプの動力伝達機構を用いた容量可変型斜板式圧縮機とは、冷凍回路における冷媒循環を実質的に停止する場合には、容量可変型斜板式圧縮機とともに冷凍回路を構成する外部回路に実質的に冷媒ガスを流さない最小傾斜角度を維持した状態で、駆動軸を回転させ続ける容量可変型斜板式圧縮機である。
【００１３】
このような構成において容量可変型斜板式圧縮機は、吐出容量を出来るだけ小さくすることで、冷房不要の要求に対応することとなる。つまり、クラッチレスタイプの動力伝達機構を採用した場合には、例えば電磁クラッチ等のクラッチ付タイプの動力伝達機構を採用した場合と比較して、小吐出容量域での運転時間が長くなる。
【００１４】
このような態様において、容量可変型斜板式圧縮機の小吐出容量域での運転時に第１及び第２シューの周囲のクリアランスを大きくして、ピストンと第１及び第２シューとの摺動部分や、第１及び第２シューと斜板との摺動部分における発熱つまりは動力損失を低減できることは、容量可変型斜板式圧縮機の耐久性向上や車両の省燃費を達成する上で特に有効となる。
【００１５】
請求項５の発明は請求項４において、前記冷媒としては二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた場合には、フロン冷媒（例えばＲ１３４ａ）を用いた場合よりも冷凍回路内の圧力が非常に高くなる。従って、容量可変型斜板式圧縮機においてもピストンに作用する圧縮反力が大きくなり、よって斜板に対する第１及び第２シューの圧接力が強くなる。
【００１６】
このような態様において、容量可変型斜板式圧縮機の小吐出容量域での運転時に第１及び第２シューの周囲のクリアランスを大きくして、ピストンと第１及び第２シューとの摺動部分や、第１及び第２シューと斜板との摺動部分における発熱つまりは動力損失を低減できることは、容量可変型斜板式圧縮機の耐久性向上や車両の省燃費を達成する上で、さらに有効となる。
【００１７】
なお、現在、クラッチレスタイプの動力伝達機構を備えてなおかつ二酸化炭素冷媒を扱う容量可変型斜板式圧縮機においては、軸シール等の各種シール部材の耐久性を如何に確保するかが重要な課題となっている。従って、前述した小吐出容量域での発熱の抑制は、シール部材の耐久性を向上させる意味において特に有効となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の容量可変型斜板式圧縮機によれば、小吐出容量域において良好な容量制御性を維持することと、大吐出容量域において騒音の発生を抑制することとを両立できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、車両空調装置の冷凍回路を構成する容量可変型斜板式圧縮機において具体化した一実施形態について説明する。
（容量可変型斜板式圧縮機）
図１は、容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）の縦断面図を示す。図１において左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。
【００２０】
図１に示すように圧縮機のハウジングは、シリンダブロック１１と、該シリンダブロック１１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。
【００２１】
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。クランク室１５内には駆動軸１６が回転可能に配設されている。駆動軸１６の前端部は、フロントハウジング１２の外部に露出されている。駆動軸１６とフロントハウジング１２との間には、リップシールよりなるシール部材１７が介在されている。シール部材１７は駆動軸１６を封止する。
【００２２】
前記駆動軸１６の前端部は、車両の走行駆動源であるエンジンＥに動力伝達機構ＰＴを介して作動連結されている。よって、駆動軸１６は、エンジンＥから動力の供給を受けて回転される。動力伝達機構ＰＴとしては、常時伝達型のクラッチレスタイプ（例えばベルト／プーリの組合せ）のものが採用されている。従って、エンジンＥの稼動時においては、該エンジンＥから動力の供給を受けて駆動軸１６が常時回転される。
【００２３】
前記クランク室１５において駆動軸１６上には、ラグプレート２１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２３が収容されている。斜板２３は鉄系金属材料（純鉄又は鉄合金のことを指す）よりなっている。斜板２３は、駆動軸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２４は、ラグプレート２１と斜板２３との間に介在されている。
【００２４】
従って、前記斜板２３は、ヒンジ機構２４を介したラグプレート２１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸１６の支持により、ラグプレート２１及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線Ｌ方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対し傾動可能となっている。斜板２３の傾斜角度θは、駆動軸１６の軸線Ｌと直交する仮想平面Ｈとの間でなす角度によって表される（図３参照）。
【００２５】
前記シリンダブロック１１には、複数（図面においては一箇所のみ示す）のシリンダボア１１ａが、駆動軸１６を取り囲むようにして、駆動軸１６の軸線Ｌに沿って貫通形成されている。片頭型のピストン２５は、各シリンダボア１１ａに前後方向へ移動可能に収容されている。シリンダボア１１ａの前後開口は、弁・ポート形成体１３及びピストン２５によって閉塞されており、このシリンダボア１１ａ内にはピストン２５の前後方向への移動に応じて容積変化する圧縮室２６が区画されている。
【００２６】
前記ピストン２５は、シリンダボア１１ａに挿入される円柱状の頭部２５ａと、シリンダボア１１ａの外方でクランク室１５に位置する首部２５ｂとが、軸線Ｓ方向に連接されてなる。軸線Ｓは、頭部２５ａ（円柱）の中心軸線つまりピストン２５の中心軸線であって、駆動軸１６の軸線Ｌに対して平行となっている。ピストン２５の頭部２５ａ及び首部２５ｂは、アルミニウム系金属材料（純アルミニウム又はアルミニウム合金のことを指す）よりなることで、軽量化が図られている。首部２５ｂの内側には、第１及び第２シュー座３１，３２が凹設されている。第１及び第２シュー座３１，３２には、球面の一部からなる保持凹面３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。
【００２７】
前記首部２５ｂ内には、それぞれ半球状をなす第１及び第２シュー２７，２８が内装されている。本明細書において「半球状」とは、球体を二等分したもののみを意味するものではなく、球面の一部を備えた、球体の分割体のことを指す。第１及び第２シュー２７，２８は鉄系金属材料よりなっている。第１シュー２７と第２シュー２８は、寸法及び形状の同じものが用いられている。
【００２８】
前記第１及び第２シュー２７，２８は、それぞれ摺接球面２７ｂ，２８ｂを以て、対応する第１及び第２シュー座３１，３２の保持凹面３１ａ，３２ａによって球面受けされている。第１シュー２７は摺接平面２７ａを以て斜板２３の前面２３ａに、第２シュー２８は摺接平面２８ａを以て斜板２３の後面２３ｂに、それぞれ摺接可能となっている。
【００２９】
このように、前記各ピストン２５は、第１及び第２シュー２７，２８を介して斜板２３の外周部に係留されている。駆動軸１６の回転によって斜板２３が回転すると、該斜板２３は駆動軸１６の軸線Ｌ方向前後に揺動される。斜板２３の揺動によって、ピストン２５が軸線Ｓ方向の前後に往復直線運動される。
【００３０】
前記圧縮機のハウジング内において、弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４との間には、吸入室３４及び吐出室３５がそれぞれ区画形成されている。弁・ポート形成体１３には、圧縮室２６と吸入室３４との間に位置するように、吸入ポート３６及び吸入弁３７がそれぞれ形成されている。弁・ポート形成体１３には、圧縮室２６と吐出室３５との間に位置するように、吐出ポート３８及び吐出弁３９がそれぞれ形成されている。
【００３１】
前記冷凍回路の冷媒としては二酸化炭素が用いられている。該冷媒には、潤滑油（冷凍機油）が含まれている。圧縮機とともに冷凍回路を構成する外部回路（図示しない）から吸入室３４に導入された冷媒ガスは、各ピストン２５の上死点位置から下死点位置側への移動により、吸入ポート３６及び吸入弁３７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２５の下死点位置から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３８及び吐出弁３９を介して吐出室３５に吐出される。吐出室３５の冷媒ガスは外部回路へと導出される。
【００３２】
前記圧縮機のハウジング内には、抽気通路４０及び給気通路４１並びに制御弁４２が設けられている。抽気通路４０はクランク室１５と吸入室３４とを接続する。給気通路４１は吐出室３５とクランク室１５とを接続する。給気通路４１の途中には電磁弁よりなる制御弁４２が配設されている。
【００３３】
そして、前記制御弁４２の開度を、冷房負荷等に応じて外部から調節することで、給気通路４１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４０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２５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２３の傾斜角度θが変更される結果、ピストン２５のストローク即ち圧縮機の吐出容量が変更される。
【００３４】
例えば、前記制御弁４２の開度が減少してクランク室１５の圧力が低下されると、斜板２３の傾斜角度θが増大し、ピストン２５のストロークが増大して圧縮機の吐出容量が増大される。図１において二点鎖線は、斜板２３の最大傾斜角度（傾斜角度θが約２０°）状態を示している。逆に、制御弁４２の開度が増大してクランク室１５の圧力が上昇されると斜板２３の傾斜角度θが減少し、ピストン２５のストロークが減少して圧縮機の吐出容量が減少される。図１において実線は、斜板２３の最小傾斜角度（傾斜角度θが約０°）状態を示している。車両空調装置は、冷房不要等の場合つまり冷凍回路における冷媒循環を実質的に停止する場合には、圧縮機の吐出容量を最小化する。つまり、クラッチレスタイプの動力伝達機構ＰＴを用いた圧縮機とは、冷凍回路における冷媒循環を実質的に停止する場合には、実質的に外部回路に冷媒ガスを流さない最小傾斜角度を維持した状態で、駆動軸１６を回転させ続ける圧縮機である。
【００３５】
（ピストンの第１及び第２シュー座）
図２及び図３に示すように、前記ピストン２５において第１及び第２シュー座３１，３２は、第１シュー座３１が有する保持凹面３１ａの曲率中心Ｃ１と、第２シュー座３２が有する保持凹面３２ａの曲率中心Ｃ２とが、ピストン２５の軸線Ｓに沿って両保持凹面３１ａ，３２ａ間の距離を拡大する方向に、偏差量ｅだけずらして設定されている。第１シュー座３１が有する保持凹面３１ａの曲率中心Ｃ１と第２シュー座３２が有する保持凹面３２ａの曲率中心Ｃ２は、それぞれピストン２５の軸線Ｓ上に存在されている。
【００３６】
前記第１シュー座３１が有する保持凹面３１ａの曲率半径Ｒと、第２シュー座３２が有する保持凹面３２ａの曲率半径Ｒとは同じに設定されている。第１及び第２シュー２７，２８の摺接球面２７ｂ，２８ｂの曲率半径Ｒは、保持凹面３１ａ，３２ａの曲率半径Ｒと同じとなっている。従って、第１シュー２７は、摺接球面２７ｂが第１シュー座３１の保持凹面３１ａに当接した状態では、摺接球面２７ｂの曲率中心が保持凹面３１ａの曲率中心Ｃ１に一致することとなる。また、第２シュー２８は、摺接球面２８ｂが第２シュー座３２の保持凹面３２ａに当接した状態では、摺接球面２８ｂの曲率中心が保持凹面３２ａの曲率中心Ｃ２に一致することとなる。
【００３７】
なお、前記第１シュー座３１の保持凹面３１ａ及び第２シュー座３２の保持凹面３２ａは、例えば、次のようにしてピストン２５に対して加工される。ピストン２５を、軸線Ｓ上において曲率中心Ｃ１と曲率中心Ｃ２との中間点で直交する軸線を中心として回転させる。そして、半円状又は円状の刃先を備えたエンドミル（図示しない）により、一方の保持凹面３１ａ（３２ａ）を加工した後、ピストン２５とエンドミルとを軸線Ｓ方向に相対移動させることで、他方の保持凹面３２ａ（３１ａ）を引き続き加工する。
【００３８】
前記第１シュー２７の周囲つまり摺接平面２７ａと斜板２３の前面２３ａとの間、及び摺接球面２７ｂと第１シュー座３１の保持凹面３１ａとの間には、クリアランスＣＬが備えられている。同様に、第２シュー２８の周囲つまり摺接平面２８ａと斜板２３の後面２３ｂとの間、及び摺接球面２８ｂと第２シュー座３２の保持凹面３２ａとの間には、クリアランスＣＬが備えられている。
【００３９】
図２及び図３においては、以降のクリアランスＣＬに関する説明の理解を容易にするために、第１シュー座３１の保持凹面３１ａと第１シュー２７の摺接球面２７ｂとが当接されているとともに、第２シュー座３２の保持凹面３２ａと第２シュー２８の摺接球面２８ｂとが当接され、さらには第１及び第２シュー２７，２８の摺接平面２７ａ，２８ａに対して斜板２３（前後面２３ａ，２３ｂ）が離間された状態を示している。従って、図面において第１シュー２７の周囲のクリアランスＣＬは、摺接平面２７ａと斜板２３の前面２３ａとの間の隙間として把握することができる。また、図面において第２シュー２８の周囲のクリアランスＣＬは、摺接平面２８ａと斜板２３の後面２３ｂとの間の隙間として把握することができる。なお、図面において第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬは、実際よりも誇張して描かれている。
【００４０】
本実施形態の圧縮機は、前記ピストン２５の第１及び第２シュー座３１，３２が上記のように構成されることで、斜板２３の傾斜角度θの増大にともなって第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬが減少される特性を有することとなる。
【００４１】
即ち、図２及び図３に示すように、前記斜板２３の厚み（前面２３ａと後面２３ｂとの間の距離）を「ｔ」とし、第１及び第２シュー２７，２８の高さ（摺接平面２７ａ，２８ａと垂直な方向における、摺接平面２７ａ，２８ａと摺接球面２７ｂ，２８ｂとの距離の最大値）を「ｈ」とする。第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬの大きさ、つまり第１シュー２７の摺接平面２７ａと斜板２３の前面２３ａとの間の距離、及び第２シュー２８の摺接平面２８ａと斜板２３の後面２３ｂとの間の距離を、それぞれ「ＣＬＳ」とする。斜板２３の傾斜角度θ＝０の時の距離ＣＬＳを「ＣＬＳθ＝０」（図２参照）とし、傾斜角度θ＞０の時の距離ＣＬＳを「ＣＬＳθ＞０」（図３参照）とする。
【００４２】
そして、前記斜板２３の前面２３ａ（後面２３ｂ）と平行かつ第１シュー座３１の保持凹面３１ａと接する第１仮想平面Ｍと、斜板２３の後面２３ｂ（前面２３ａ）と平行かつ第２シュー座３２の保持凹面３２ａと接する第２仮想平面Ｎとの間の距離を「ｄ」とすると、
斜板２３の傾斜角度θ＝０の時の距離ｄ（ｄθ＝０（図２参照））は、
ｄθ＝０＝ｔ＋２ｈ＋２ＣＬＳθ＝０
と表すことができ、
斜板２３の傾斜角度θ＞０の時の距離ｄ（ｄθ＞０（図３参照））は、
ｄθ＞０＝ｔ＋２ｈ＋２ＣＬＳθ＞０
と表すことができる。
【００４３】
前記距離ｄθ＝０及び距離ｄθ＞０を、それぞれ保持凹面３１ａ，３２ａの曲率半径Ｒと偏差量ｅとで表すと、
ｄθ＝０（＝ｔ＋２ｈ＋２ＣＬＳθ＝０）＝２Ｒ＋ｅ
となり、
ｄθ＞０（＝ｔ＋２ｈ＋２ＣＬＳθ＞０）＝２Ｒ＋ｅ・ｃｏｓθ
となる。
【００４４】
よって、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬの大きさの合計、つまり距離ＣＬＳの合計（２ＣＬＳ）について、傾斜角度θ＝０の時（２ＣＬＳθ＝０）と傾斜角度θ＞０の時（２ＣＬＳθ＞０）との差（クリアランス差）を「ＤＣＬ」とすると、
ＤＣＬ＝２ＣＬＳθ＝０−２ＣＬＳθ＞０（＝ｄθ＝０−ｄθ＞０）
＝ｅ（１−ｃｏｓθ）
となる。従って、傾斜角度θ＞０では、クリアランス差ＤＣＬ＞０となるため、
ＣＬＳθ＝０＞ＣＬＳθ＞０
となる。
【００４５】
以上のことから、前記クリアランス差ＤＣＬは、圧縮機の運転状態における斜板２３の傾斜角度θの変更範囲（傾斜角度θが約０°〜約２０°）において、傾斜角度θの増大にともなって増大することが解る。つまり、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）は、斜板２３の傾斜角度θの増大にともなって減少される。
【００４６】
従って、圧縮機が小吐出容量域において運転されている状態では、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）を大きくできる。よって、ピストン２５と第１及び第２シュー２７，２８との摺動部分や、第１及び第２シュー２７，２８と斜板２３との摺動部分にそれぞれ介在される潤滑油膜が途切れ難くなり、圧縮機の容量制御性を良好とすることができる。
【００４７】
また、圧縮機が大吐出容量域において運転されている状態では、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）を小さくできる。よって、斜板２３が大きく揺動しても、ピストン２５と第１及び第２シュー２７，２８との間や、第１及び第２シュー２７，２８と斜板２３との間にガタツキが発生し難くなり、圧縮機が大きな騒音を発生することを抑制できる。
【００４８】
ここで、偏差量ｅが０．２０ｍｍである場合、斜板２３の傾斜角度θが２０°でクリアランス差ＤＣＬは１２μｍとなる。クリアランス差ＤＣＬが１２μｍであれば、圧縮機の小吐出容量域での容量制御性を良好とすべく、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）を設定した時に、大吐出容量域において第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）が小さくなることで、圧縮機が大きな騒音を発生することが効果的に抑制されることが確認された。
【００４９】
前記曲率中心Ｃ１と曲率中心Ｃ２との偏差量ｅは、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲が好適となる。つまり、偏差量ｅを０．０２ｍｍ以上とすることで、クリアランス差ＤＣＬが小さくなり過ぎることが抑制される。従って、圧縮機の小吐出容量域での容量制御性を良好とすべく、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）を設定した時に、大吐出容量域において第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）が大きくなり過ぎることがなく、圧縮機が大きな騒音を発生することを、効果的に抑制することができる。
【００５０】
また、前記偏差量ｅを０．５０ｍｍ以下とすることで、クリアランス差ＤＣＬが大きくなり過ぎることが抑制される。従って、圧縮機の小吐出容量域での容量制御性を良好とすべく、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）を設定した時に、大吐出容量域において、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬ（距離ＣＬＳ）が小さくなり過ぎて該クリアランスＣＬの潤滑油膜が途切れがちとなることを防止できる。よって、吐出容量可変範囲の全域において、良好な容量制御性を維持することができる。
【００５１】
上記構成の本実施形態においては以下の作用効果を奏する。
（１）ピストン２５の第１及び第２シュー座３１，３２を、斜板２３の傾斜角度の増大にともなって第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬが減少するように構成した。従って、前述したように、小吐出容量域において良好な容量制御性を維持することと、大吐出容量域において騒音の発生を抑制することとを両立できる。
【００５２】
なお、圧縮機が小吐出容量域において運転されている状態で、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬを大きくできることで、ピストン２５と第１及び第２シュー２７，２８との摺動部分や、第１及び第２シュー２７，２８と斜板２３との摺動部分の摺動抵抗を小さくすることができ、該摺動部分における発熱つまりは動力損失を低減できる。
【００５３】
（２）ピストン２５はアルミニウム系金属材料よりなるとともに、斜板２３及び第１シュー２７並びに第２シュー２８は鉄系金属材料よりなっている。つまり、ピストン２５は、斜板２３や第１及び第２シュー２７，２８よりも熱膨張係数の大きな材料により構成されている。従って、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、圧縮機の温度が低下した場合には、ピストン２５が、斜板２３や第１及び第２シュー２７，２８よりも大きく収縮し、小吐出容量域における容量制御性がさらに悪化する危惧がある。このような態様において、小吐出容量域での運転時に、第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬを大きくできることは、良好な容量制御性を維持する上で特に有効となる。
【００５４】
（３）第１シュー座３１が備える保持凹面３１ａの曲率半径Ｒと、第２シュー座３２が備える保持凹面３２ａの曲率半径Ｒは同じに設定されている。従って、第１シュー座３１の保持凹面３１ａの加工及び第２シュー座３２の保持凹面３２ａの加工が容易となる。即ち、例えば、第１シュー座３１の保持凹面３１ａと第２シュー座３２の保持凹面３２ａとで曲率半径が異なる場合には、一方の保持凹面３１ａ（３２ａ）の加工と他方の保持凹面３２ａ（３１ａ）の加工とで、異なる寸法及び形状の加工工具（例えばエンドミル）が必要となり、加工時の段取りが面倒となるのである。…（作用効果（３−１））
特に、前記両保持凹面３１ａ，３２ａの曲率中心Ｃ１，Ｃ２がピストン２５の軸線Ｓ上に配置された本実施形態においては、前述したように、一つのエンドミルを用いて、該エンドミルとピストン２５とを軸線Ｓ方向に相対移動させるのみの簡単な作業で、両保持凹面３１ａ，３２ａの加工を行うことができる。…（作用効果（３−２））
（４）動力伝達機構ＰＴにはクラッチレスタイプのものが用いられている。圧縮機は、吐出容量を出来るだけ小さくすることで、冷房不要の要求に対応することとなる。つまり、クラッチレスタイプの動力伝達機構ＰＴを採用した場合には、例えば電磁クラッチ等のクラッチ付タイプの動力伝達機構を採用した場合と比較して、小吐出容量域での運転時間が長くなる。このような態様において、圧縮機の小吐出容量域での運転時に第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスを大きくして、ピストン２５と第１及び第２シュー２７，２８との摺動部分や、第１及び第２シュー２７，２８と斜板２３との摺動部分における発熱つまりは動力損失を低減できることは、圧縮機の耐久性向上や車両の省燃費を達成する上で特に有効となる。
【００５５】
（５）冷凍回路の冷媒としては二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた場合には、フロン冷媒（例えばＲ１３４ａ）を用いた場合よりも冷凍回路内の圧力が非常に高くなる。従って、圧縮機においてもピストン２５に作用する圧縮反力が大きくなり、よって斜板２３に対する第１及び第２シュー２７，２８の圧接力が強くなる。
【００５６】
このような態様において、圧縮機の小吐出容量域での運転時に第１及び第２シュー２７，２８の周囲のクリアランスＣＬを大きくして、ピストン２５と第１及び第２シュー２７，２８との摺動部分や、第１及び第２シュー２７，２８と斜板２３との摺動部分における発熱つまりは動力損失を低減できることは、圧縮機の耐久性向上や車両の省燃費を達成する上で、さらに有効となる。特に、発熱の低減は、シール部材１７の耐久性向上につながる。従って、シール部材１７は、クラッチレスタイプの動力伝達機構ＰＴを備えてなおかつ二酸化炭素冷媒を扱う圧縮機という過酷な環境下においても、良好な軸シール機能を長期に渡って発揮することができる。
【００５７】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態において、第１シュー座３１が備える保持凹面３１ａの曲率半径Ｒと、第２シュー座３２が備える保持凹面３２ａの曲率半径Ｒとは同じとされていた。これを変更し、例えば、第２シュー座３２が備える保持凹面３２ａの曲率半径を、第１シュー座３１が備える保持凹面３１ａの曲率半径よりも大きく設定すること。このようにすれば、第２シュー座３２で受けられる第２シュー２８を、第１シュー座３１で受けられる第１シュー２７よりも大型のものを用いることができる。即ち、斜板２３に対して圧縮室２６側に配置された第２シュー２８は、圧縮反力を受ける側であることから、斜板２３に対して圧縮室２６とは反対側に配置された第１シュー２７よりも耐久性が厳しくなる。従って、第２シュー２８を第１シュー２７よりも大きくできることは、第１及び第２シュー２７，２８間の耐久性のバランスをとる意味において有効となる。
【００５８】
○上記実施形態において動力伝達機構ＰＴは、クラッチレスタイプであった。つまり、圧縮機はクラッチレス圧縮機であった。これを変更し、動力伝達機構ＰＴを、例えば電磁クラッチを備えたクラッチ付タイプのものとすること。
【００５９】
○上記実施形態において、冷凍回路の冷媒には二酸化炭素が用いられていたが、これを変更し、例えばフロンを冷媒として用いること。
○上記実施形態においては、片頭型のピストン２５を備えた容量可変型斜板式圧縮機に具体化されていたが、これを変更し、両頭型のピストンを備えた容量可変型斜板式圧縮機において具体化すること。
【００６０】
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と、前記ピストンは、前記斜板や前記第１及び第２シューよりも熱膨張係数の大きな材料により構成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。
【図２】最小吐出容量時のシュー周辺の拡大断面図。
【図３】斜板の傾斜角度増大時の拡大断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１６…駆動軸、２３…斜板、２５…ピストン、２７…第１シュー、２８…第２シュー、３１…第１シュー座（３１ａ…保持凹面）、３２…第２シュー座（３２ａ…保持凹面）、ＰＴ…動力伝達機構、ＣＬ…クリアランス、Ｃ１，Ｃ２…曲率中心、Ｅ…エンジン、Ｒ…曲率半径、Ｓ…ピストンの中心軸線、θ…傾斜角度。
【図１】
2005069085.tif 000003
【図２】
2005069085.tif 000004
【図３】
2005069085.tif 000005