(57)【要約】【課題】振動音を低減できる可変容量圧縮機の提供を図る。【解決手段】圧縮機のフロントヘッド４は、略筒状の周壁４０ａと周壁の前端を塞ぐ前面壁４０ｂとを有したカップ状に形成されている。フロントヘッド４の前面壁４０ｂは、中央部に形成され且つ駆動軸１０が貫通するボス部４１と、ボス部４１より外周側において周方向に等間隔に設けられ且つスルーボルト１３の締結部１３ｂの座面４５ａを形成する座部４５と、を備え、隣接する座部４５、４５の間のそれぞれの区画に、平面視がそれぞれ同一形状である薄肉部４７を備える。【選択図】図６
2007170305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア（３）を有するシリンダブロック（２）と、
前記シリンダブロック（２）の前端面に接合されて内部にクランク室（５）を形成するフロントヘッド（４）と、       
前記シリンダブロック（２）の後端面に接合されて内部に吸入室（７）および吐出室（８）を形成するリアヘッド（６）と、
前記シリンダブロックを貫通して前記フロントヘッドと前記シリンダブロックと前記リアヘッドを締め付け固定するスルーボルト（１３）と、
を備え、
前記フロントヘッド（４）は、略筒状の周壁（４０ａ）と前記周壁の前端を塞ぐ前面壁（４０ｂ）とを有したカップ状に形成され、
前記フロントヘッドの前面壁（４０ｂ）は、中央部に形成され且つ駆動軸（１０）が貫通するボス部（４１）と、前記ボス部より外周側において周方向に等間隔に設けられ且つ前記スルーボルトの締結部（１３ｂ）の座面（４５ａ）を形成する座部（４５、４５・・・）と、隣接する前記座部（４５、４５）の間のそれぞれの区画に形成され、平面視がそれぞれ同一形状の薄肉部（４７、４７、・・・）と、を備えることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示される圧縮機は、複数のシリンダボアを有するシリンダブロックと、シリンダブロックの前端面に接合されて内部にクランク室を形成するフロントヘッドと、前記シリンダブロックの後端面にバルブプレートを介して接合されて内部に吸入室および吐出室を形成するリアヘッドと、を備える。これらフロントヘッド、シリンダブロックおよびリアヘッドは、スルーボルトによって締付固定されることで、圧縮機のハウジングを構成している。
【０００３】
シリンダボアには、ピストンが往復動自在に収容されている。クランク室内には、ハウジングに軸支されてクランク室内で回転自在な駆動軸と、駆動軸の回転をピストンの往復動に変換する変換機構と、が設けられている。例えば、変換機構は、駆動軸と一体的に回転するロータと、駆動軸に傾動自在に装着される斜板と、ロータから斜板へ回転トルクを伝達しながら斜板の傾斜角を変化させるためにロータと斜板とを連結する連結機構と、を備えて構成されている。
【０００４】
斜板の外周部にはピストンが係合しており、駆動軸とともに斜板が回転するとピストンがシリンダボア内で往復動する。
【０００５】
フロントヘッドは、略円筒状の周壁と、周壁の前面側を塞ぐ前面壁と、を備えたカップ状に形成されている。フロントヘッドの前面壁とロータとの対向面には、それぞれスラスト受面が形成されており、これら対向するスラスト面間にスラスト軸受が介在している。ピストンから変換機構を介してロータに作用する圧縮反力は、ロータのスラスト受面からスラスト軸受を介してフロントヘッドの前面壁のスラスト受面に加わる。
【特許文献１】特開平８−１４１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、フロントヘッドのスラスト受面およびロータのスラスト受面はいずれも駆動軸に対して直交する面となるように平面加工されているが、仮にフロントヘッドのスラスト受面のうねりが大きいと、スラスト軸受を挟んで対向するスラスト受面同士が衝突を繰り返し、打撃振動音が発生してしまう。
【０００７】
本発明者は、スルーボルトの締結力がフロントヘッドの前面壁のスラスト受面の歪みに影響することに着目し、フロントヘッドの前面壁のスラスト受面の歪み量を小さくできる圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、圧縮機であって、シリンダボアを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの前端面に接合されて内部にクランク室を形成するフロントヘッドと、前記シリンダブロックの後端面に接合されて内部に吸入室および吐出室を形成するリアヘッドと、前記シリンダブロックを貫通して前記フロントヘッドと前記シリンダブロックと前記リアヘッドを締め付け固定するスルーボルトと、を備え、
前記フロントヘッドは、略筒状の周壁と前記周壁の前端を塞ぐ前面壁とを有したカップ状に形成され、
前記フロントヘッドの前面壁は、中央部に形成され且つ駆動軸が貫通するボス部と、前記ボス部より外周側において周方向に等間隔に設けられ且つ前記スルーボルトの締結部の座面を形成する座部と、隣接する前記座部の間のそれぞれの区画に形成され、平面視がそれぞれ同一形状の薄肉部と、を備えることを特徴とする圧縮機。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、隣接する座部間の区画のそれぞれに、平面視が同一形状の薄肉部が形成されているため、一つの区画にのみ薄肉部が形成されている場合や各区画毎に薄肉部の形状が異なる場合に比べ、フロントヘッドの前面壁の歪みが小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態にかかる圧縮機を図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
「圧縮機の概略構造」
まず圧縮機全体の概略構造を説明する。図１は圧縮機の全体断面図である。図１に示すように本実施形態の圧縮機は、可変容量圧縮機１であり、略円柱状のシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の前端面に接合されるフロントヘッド４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合されるリアヘッド６と、を備えている。
【００１２】
シリンダブロック２は、周方向に等間隔に配置され且つ軸方向に貫通する複数（この例では５つ）のシリンダボア３を備える。フロントヘッド４は、略円筒状の周壁４０ａと周壁４０ａの前端を塞ぐ前面壁４０ｂとを有したカップ状に形成されて、内部にクランク室５を備える。リアヘッド６は、略円筒状の周壁６ａと周壁６ａの後端を塞ぐ後端壁６ｂとを有したカップ状に形成されて、内部に、仕切壁６ｃによって区画された吸入室７および吐出室８を備える。これらシリンダブロック２およびフロントヘッド４およびリアヘッド６は、シリンダブロック２を貫通する複数のスルーボルト１３によって、締結固定されて（図３参照）、圧縮機のハウジングを形成している。
【００１３】
バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する吸入孔１１と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２と、を備えている。バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔１１を開閉する図示せぬ吸入弁機構が設けられ、一方、バルブプレート９のリアヘッド６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬ吐出弁機構が設けられている。バルブプレート９とリアヘッド６との間には図示せぬガスケットが介在し、吸入室７と吐出室８の密閉性が保持されている。
【００１４】
シリンダブロック２およびフロントヘッド４の中心の軸受穴としての中央貫通口１４、１８にはラジアル軸受１５、１９を介して駆動軸１０が軸支され、これにより駆動軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。
【００１５】
クランク室５内には、駆動軸１０の回転をピストン２９の往復動に変換する変換機構が設けられている。変換機構は、駆動軸１０に固設された回転部材としてのロータ２１と、駆動軸１０に軸方向に向けてスライド自在に装着されたスリーブ２２と、スリーブ２２にピボットピン２３により連結されてスリーブ２２に対して傾動可能な傾動部材としての斜板２４と、を備えて構成されている。つまり、斜板２４は、駆動軸１０にスライド自在に装着されたスリーブ２２にピボットピン２３を介して斜板２４が装着されることで、斜板２４が、駆動軸１０に対して傾動自在で且つ駆動軸１０の軸方向にスライド自在になっている。
【００１６】
この斜板２４と、回転部材としてのロータ２１と、の間には連結機構５０が介在しており、この連結機構５０により斜板２４の傾角が変更可能な状態で、駆動軸１０およびロータ２１とともに斜板２４が一体に回転するようになっている。斜板２４の外周部には、各シリンダボア３内に摺動自在に嵌合するピストン２９が、半球状の一対のピストンシュー３０、３０を介して連結されており、これにより斜板２４が回転すると、斜板２４の傾斜角に対応したストロークでピストン２９が往復動するようになっている。
【００１７】
なお、シリンダブロック２の中央貫通口１４に固定された調整ネジ１７と駆動軸１０の後端部１０ｃとの間にスラスト軸受１６が介在していおり、一方、フロントヘッド４の前面壁４０ｂの内壁面に形成されたスラスト受面７１と、ロータ２１の前端面に形成されたスラスト受面７３と、の間にスラスト軸受２０が介在しており、これらスラスト軸受１６、２０によって駆動軸１０の軸方向の移動が規制されている。
【００１８】
「動力伝達装置」
次に、圧縮機に付設される動力伝達装置について図１、４、５を参照しつつ説明する。図４は図１中の矢示ＩＶ方向から見た動力伝達装置のプーリの側面図、図５は図４中のＶ−Ｖ断面図である。
【００１９】
本実施形態の動力伝達装置６０は、電磁クラッチ方式の動力伝達装置６０であって、フロントヘッド４のボス部４１にベアリング６７を介して回転自在に取り付けられたプーリ６１と、駆動軸１０のうちフロントヘッド４のボス部４１から露出する端部１０ｂに固定されて駆動軸１０と一体的に回転自在なドライブプレート６３と、を備える。
【００２０】
プーリ６１は、プーリ本体６１ａと、プーリ本体６１ａの環状溝６１ｂに収容されプーリ６１とドライブプレート６３とを連結する電磁力を発生する電磁ソレノイド６１ｃと、電磁ソレノイド６１ｃをプーリ本体６１ａの環状溝６１ｂから脱落することを防止するカバー６１ｄと、を備える。なお、図４、図５中の符号６１ｅは電磁ソレノイド６１ｃの端子、符号６１ｆは電力供給線である。
【００２１】
プーリ６１は、外部駆動源（例えばエンジン）によって駆動されて常時回転する。電磁ソレノイド６１ｃに通電すると、電磁ソレノイド６１ｃの電磁力により常時回転しているプーリ６１にドライブプレート６３が連結されてこれらが一体的に回転し、これにより、駆動軸１０が回転する。
【００２２】
駆動軸１０が回転すると、駆動軸１０と一体でロータ２１が回転し、このロータ２１の回転が連結機構５０を介して斜板２４に伝達される。斜板２４の回転は、一対のピストンシュー３０、３０を介してピストン２９の往復動に変換される。ピストン２９がシリンダボア３内で往復動すると、吸入室７内の冷媒がバルブプレート９の吸入孔１１を通じてシリンダボア３内に吸入されたのちシリンダボア３内で圧縮され、圧縮された冷媒がバルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。
【００２３】
「吐出容量の制御」
冷媒の吐出容量を変化させるには、斜板２４の傾斜角を変化させてピストンストロークを変化させる。斜板２４の傾斜角は、スリーブ２２がリターンスプリング５２に抗してシリンダブロック２側に近接移動させると斜板２４の傾斜角が減少し、一方、スリーブ２２がリターンスプリング５１に抗してシリンダブロック２から離れる方向に移動させると斜板２４の傾斜角が増大する。
【００２４】
具体的な吐出容量の制御は、ピストン２９の後面側のクランク室圧Ｐｃとピストン２９の前面側の吸入室圧Ｐｓの差圧（圧力バランス）を調整することで、斜板２４の傾角を変化させてピストンストロークを変化させる。そのため、本実施形態の可変容量圧縮機には、圧力制御機構が設けられている。圧力制御機構は、クランク室５と吸入室７とを連通する抽気通路（図示せぬ）と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路（図示せぬ）と、この給気通路の途中に設けられ給気通路を開閉制御する制御弁３３と、を有する。
【００２５】
なお、クランク室５にはシリンダボア３からのブローバイガスが充満するため、クランク室５は吸入室７よりも高圧で吐出室８より低圧となっており、クランク室５内の冷媒ガスは抽気通路を通じて吸入室７に常時抜けていく。
【００２６】
そのため、制御弁３３によって給気通路を閉じると、常に抽気通路を通じてクランク室５から吸入室７に冷媒ガスが抜けていくため、次第に吸入室７とクランク室５との圧力差がなくなって均圧化していく。すると、スリーブ２２がシリンダブロック２から離れる方向に移動しつつ斜板２４の傾斜角が増大して、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増大する。
【００２７】
一方、制御弁３３によって給気通路を開くと、吐出室８からクランク室５に高圧の冷媒ガスが流れ込み、これによりクランク室５内の圧力が上昇する。クランク室５内の圧力が上昇すると、スリーブ２２がシリンダブロック２側に近接移動しつつ斜板２４の傾斜角が減少することで、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。
【００２８】
「圧縮反力」
次に、圧縮機の運転時の圧縮反力について図１、２を参照しつつ説明する。
【００２９】
圧縮機の運転時（駆動軸の回転時）には、斜板２４に対してピストン２９からの圧縮反力Ｆｐが加わる。この圧縮反力Ｆｐは、図２に示す如く斜板の上死点ＴＤＣの近傍（つまり連結機構５０がある位置の近傍）で最大となり、斜板の下死点ＢＤＣの近傍で最小となる。（なお、圧縮反力Ｆｐの最大値点は、斜板２４の回転速度によって回転方向にそって上死点ＴＤＣより前後する。）
「フロントヘッドとロータと間のクリアランス管理」
ピストンからの圧縮反力Ｆｐは、ロータ２１のスラスト受面７３からスラスト軸受２０を介してフロントヘッド４のスラスト受面７１に加わる。フロントヘッド４の前面壁４０ｂは、スルーボルト１３の締結力を直接受けるため、若干ながら歪みがしょうじる。仮にこのフロントヘッド４の前面壁４０ｂの歪みが前面壁４０ｂに形成されたスラスト受面７１に影響してスラスト受面７１が大きく歪んでしまうと、対向するスラスト受面７１、７３同士がスラスト軸受２０を介して断続的に衝突を繰り返し、打撃振動音が発生してしまう。
【００３０】
本実施形態ではこれを防止するために、フロントヘッド４の前面壁４０ｂが以下のような構造をしている。
【００３１】
フロントヘッド４の前面壁４０ｂは、図６に示すように、中央部に形成され且つ駆動軸１０が貫通するボス部４１と、ボス部４１の裾部分に形成された厚肉部４３と、厚肉部４３より外周側において周方向に等間隔に設けられ且つスルーボルト１３の締結部１３ｂの座面４５ａを形成する座部４５と、厚肉部４３より外周側において隣接する座部４５の間のそれぞれの区画に形成された薄肉部４７を備え、各薄肉部４７は平面視がそれぞれ同一形状に形成されている。なお、上述のスラスト受面７１は、厚肉部４３の裏面に形成されている。
【００３２】
そして、一つの薄肉部４７に対向する位置に、動力伝達装置６０の電磁ソレノイド６３に電力を供給するための端子６１ｅ（図４、５参照）が配置されている。つまり、一つの薄肉部４７は、電磁ソレノイドの端子６１ｅを逃げる逃げ部として構成されている。
【００３３】
フロントヘッド４の前面壁４０ｂに上記端子６１ｅの逃げ部を構成するだけであれば、図７に示す比較例のフロントヘッド４Ｂのように一つの区画だけを端子６１ｅの逃げ部を構成する薄肉部４８Ａとしそれ以外の区画４８Ｂは別に形状としておいてもよいが、本実施形態では全ての区画で同一形状の薄肉部４７を備えている。
【００３４】
「効果」
このようなフロントヘッド４において、スルーボルト１３による締結力が加わっている状態のスラスト受面７１の歪み量を測定すると、図８に示すようにスラスト受面７１の歪み量ｄ１は約０．０１ｍｍであり、歪み量ｄ２が０．０２ｍｍの比較例（図７に示すフロントヘッド４Ｂ）に比べて小さくなることがわかった。このため、対向するスラスト受面７１、７３間に生じる断続的な衝突が抑制され、打撃振動音が小さくなる。
【００３５】
以上のように本実施形態によれば、フロントヘッド４の前面壁４０ｂは、中央部に形成され且つ駆動軸１０が貫通するボス部４１と、ボス部４１の裾部分に形成された厚肉部４３と、厚肉部４３より外周側において周方向に等間隔に設けられ且つスルーボルト１３の締結部１３ｂの座面４５ａを形成する座部４５と、を備え、厚肉部４３より外周側において隣接する座部４５、４５の間のそれぞれの区画に、平面視がそれぞれ同一形状である薄肉部４７を備える。
【００３６】
これにより、一つの区画にのみ薄肉部が形成されている場合や各区画毎に薄肉部の形状が異なる場合に比べ、フロントヘッド４の前面壁４０ｂのスラスト受面７１の歪みが小さくなる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはない。
【００３８】
例えば上述の実施形態ではスワッシュ式の斜板（回転式の斜板）を用いているが本発明ではワブル式の斜板（非回転式の斜板）を用いてもよいし、その他の形態の斜板を用いてもよい。また、本発明の技術的思想の範囲内でその他の種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は本発明の一実施形態にかかる圧縮機の断面図。
【図２】図２は同圧縮機の駆動軸に斜板およびロータを組み付けたアッセンブリの斜視図。
【図３】図３は同圧縮機のスルーボルトによるハウジングの締結状態を概略的に示す部分断面図。
【図４】図４は同圧縮機に付設される動力伝達装置のプーリの図１中矢示ＩＶ方向からの側面図。
【図５】図５は図４のＶ−Ｖ断面図。
【図６】図６は同圧縮機のフロントヘッドの前面壁の前面図。
【図７】図７はフロントヘッドの比較例を示す図６相当の図。
【図８】図８はフロントヘッドの前面壁のスラスト受面の歪み量を、本実施形態と比較例とで比較した図。
【符号の説明】
【００４０】
１…可変容量圧縮機（圧縮機）
２…シリンダブロック
３…シリンダボア
４…フロントヘッド
５…クランク室
６…リアヘッド
７…吸入室
８…吐出室
９…バルブプレート
１０…駆動軸
１１…吸入孔
１２…吐出孔
１３…スルーボルト
１３ｂ…頭部（締結部）
２１…ロータ
２９…ピストン
４０ａ…フロントヘッドの周壁
４０ｂ…フロントヘッドの前面壁
４１…ボス部
４３…肉厚部
４５…座部
４５ａ…座面
４７…薄肉部
７１…スラスト受面
７３…スラスト受面
【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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【図７】
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【図８】
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