(57)【要約】【課題】圧縮反力によるスラストベアリングの外周側の摩耗を防止できる圧縮機の提供を図る。【解決手段】スラストベアリング６１を挟んで対向配置されることで互いに相対的に回転可能な第１の部材２５と第２の部材２６とを備え、スラストベアリング６１の少なくとも一方のレース６１ａの外周縁の撓み変形を許容する逃がし部７５が設けられている。または、第１の部材２５のスラスト受面７１と第２の部材２６のスラスト受面７３とのうち、少なくとも一方のスラスト受面７１がスラストベアリング６１の外周縁と非接触である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラストベアリング（６１、１６）を挟んで相対的に回転可能な第１の部材（２５、４）と第２の部材（２６、２１）とを備え、
前記スラストベアリング（６１、１６）の少なくとも一方のレースの外周縁の撓み変形を許容する逃がし部（７５、７７、８５）を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
スラストベアリング（６１、１６）を挟んで相対的に回転可能な第１の部材（２５、４）と第２の部材（２６、２１）とを備え、
前記第１の部材（２５、４）に形成され且つ前記スラストベアリング（６１、１６）を受ける第１のスラスト受面（７１、８１）と、前記第２の部材（２６、２１）に形成され且つ前記スラストベアリング（６１、１６）を受ける第２のスラスト受面（７３、８３）と、のうち、少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリング（６１、１６）の外周縁と非接触であることを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項３】
請求項２に記載の圧縮機（１）であって、
前記少なくとも一方のスラスト受面のうち、前記スラストベアリング（６１）の外周縁部に対向する位置に他の部分よりも凹設された凹部（７６、７８、８６）が設けられることで、前記少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリング（６１、１６）の外周縁と非接触であることを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項４】
請求項２に記載の圧縮機（１）であって、
前記少なくとも一方のスラスト受面から前記スラストベアリング（６１、１６）が外径方向に突出していることで、前記少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリング（６１、１６）の外周縁と非接触であることを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項５】
回転軸（１０）と、
前記回転軸（１０）と一体的に回転する斜板ガイド（２５）と、
前記斜板ガイド（２５）に形成された第１のスラスト受面（７１）との間にスラストベアリング（６１）を狭持する第２のスラスト受面（７３）を有し、前記斜板ガイド（２５）に対して回転可能な揺動斜板（２６）と、
前記揺動斜板（２６）に係合されて前記揺動斜板（２６）の揺動に伴って往復動するピストン（２９）と、
を備え、
前記第１のスラスト受面（７１）と前記第２のスラスト受面（７３）とのうち、少なくとも一方のスラスト受面は、前記スラストベアリング（６１）の外周縁と非接触であることを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項６】
ハウジング（４）と、
前記ハウジング（４）に回転自在に支持された回転軸（１０）と、
前記回転軸（１０）に固定されて一体的に回転するロータ（２１）と、
前記ロータ（２１）の回転に伴って往復動するピストン（２９）と、
前記ハウジング（４）に形成される第１のスラスト受面（８１）と前記ロータ（２１）に形成される第２のスラスト受面（８３）との間に狭持されるスラストベアリング（１６）と、
を備え、
前記第１のスラスト受面（８１）および前記第２のスラスト受面（８３）のうち、少なくとも一方のスラスト受面は、前記スラストベアリング（１６）の外周縁と非接触であることを特徴とする圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置などの冷凍サイクルに用いられて冷媒ガスを圧縮するのに適した圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機としては、例えば特許文献１に開示されるような揺動斜板式圧縮機がある。この種の揺動斜板式圧縮機は、回転軸と一体的に回転する斜板ガイドと、斜板ガイドにラジアルベアリングおよびスラストベアリングを介して回転自在に装着される揺動斜板と、揺動斜板の外周部に一対の半球状のシューを介して係留されるピストンと、を備える。回転軸と一体に斜板ガイドが回転すると、斜板ガイドの傾斜角度に応じて揺動斜板が揺動し、ピストンが往復動する。
【０００３】
ここで、ピストンにシューを介して連結された揺動斜板は、シューとの摩擦により、高速回転しない。このため揺動斜板式の圧縮機は、斜板が回転軸と一体に回転する回転斜板式の圧縮機に比べて、回転モーメントが小さくなるとともにシューと揺動斜板との間の摩耗が少なくなる利点がある。
【特許文献１】特開２０００−３２０４５５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、揺動斜板の上死点位置およびその近傍にはピストンからの圧縮反力が加わる。この圧縮反力は回転軸（揺動斜板の中心）から偏心しているため、揺動斜板が斜板ガイドに対して傾く方向に強く押しつけられる。そのため、揺動斜板と斜板ガイドとの間のスラストベアリングは、その外周縁側が強く圧縮され、このためスラストベアリング内の転動体は外周側で過度に摩耗する可能性がある。
【０００５】
なお、特許文献２では、ピストンの軸線上にスラストベアリングを配置して、ピストンからの圧縮反力を受けやすい構造を提案しているが、この場合、スラストベアリングが大型化するとともに、この大型のスラストベアリングを挟みこむために斜板ガイドおよび揺動斜板にも大きなフランジ部を設ける必要がある。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の課題をもとに為されたもので、大型化することなく、圧縮反力によるスラストベアリングの外周側の摩耗を防止できる圧縮機の提供を図る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、圧縮機であって、スラストベアリングを挟んで相対的に回転可能な第１の部材および第２の部材と、前記スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁の撓み変形を許容する逃がし部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、圧縮機であって、スラストベアリングを挟んで相対的に回転可能な第１の部材と第２の部材とを備え、
前記第１の部材に形成され且つ前記スラストベアリングを受ける第１のスラスト受面と、前記第２の部材に形成され且つ前記スラストベアリングを受ける第２のスラスト受面と、のうち、少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリングの外周縁と非接触であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の圧縮機であって、前記少なくとも一方のスラスト受面のうち、前記スラストベアリングの外周縁部に対向する位置に他の部分よりも凹設された凹部（例えば段差部、傾斜部なども含む）が設けられることで、前記少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリングの外周縁と非接触であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の圧縮機であって、前記少なくとも一方のスラスト受面から前記スラストベアリングが外径方向に突出していることで、前記少なくとも一方のスラスト受面が前記スラストベアリングの外周縁と非接触であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転する斜板ガイドと、前記斜板ガイドに形成された第１のスラスト受面との間にスラストベアリングを狭持する第２のスラスト受面を有して、前記斜板ガイドに対して回転可能な揺動斜板と、前記揺動斜板に係合されて前記揺動斜板の揺動に伴って往復動するピストンと、を備え、前記第１のスラスト受面と、前記第２のスラスト受面と、のうち、少なくとも一方のスラスト受面は、前記スラストベアリングの外周縁と非接触であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸に固定されて一体的に回転するロータと、前記ロータの回転に伴って往復動するピストンと、前記ロータに形成される第１のスラスト受面と前記ハウジングに形成される第２のスラスト受面との間に狭持されるスラストベアリングと、を備え、
前記第１のスラスト受面および前記第２のスラスト受面のうち、少なくとも一方のスラスト受面は、前記スラストベアリングの外周縁と非接触であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、第１の部材と第２の部材とが相対的に傾斜するような大きな圧力を受けた状態で両者が相対回転しても、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁が撓み変形できるため、スラストベアリング内の転動体が外周縁で圧迫されながら転動することを防止でき、転動体の摩耗を低減きる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、簡素な構造で、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁を非支持とすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、簡素な構造で、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁を非支持とすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、斜板ガイドに対して揺動斜板が傾斜するような大きな圧縮反力を受けた状態で両者が相対回転しても、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁が撓み変形できるため、スラストベアリング内の転動体が外周縁で圧迫されながら転動することを防止でき、転動体の摩耗を低減きる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、ハウジングに対してロータが傾斜するような大きな圧縮反力を受けた状態でロータが回転しても、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁が撓み変形できるため、スラストベアリング内の転動体が外周縁で圧迫されながら転動することを防止でき、転動体の摩耗を低減きる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
圧縮機の全体構造
図１は第１実施形態の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１は片頭式の揺動斜板式の可変容量圧縮機である。この圧縮機１は、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の前端面に接合され該シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合され吸入室７および吐出室８を形成するリアハウジング６と、を備えている。これらシリンダブロック２とフロントハウジング４とリアハウジング６とバルブプレート９がスルーボルト１３によって軸方向に締結固定されることで、圧縮機全体のハウジングが構成されている。
【００２１】
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（図示せぬ）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。
【００２２】
バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔を開閉する図示せぬ弁機構が設けられ、一方、バルブプレート９のリアハウジング６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬ弁機構が設けられている。
【００２３】
シリンダブロック２およびフロントハウジング４の中心の支持孔１９、２０にはラジアル軸受１７、１８を介して回転軸１０が軸支され、これにより回転軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。なお、回転軸１０に固定されたロータ２１のスラスト受面８３とフロントハウジング４のスラスト受面８１との間にスラストベアリング１６が介在しており、また、シリンダブロック２の支持孔１９に形成された段差面（スラスト受面）と、回転軸１０に形成された段差面（スラスト受面）と、の間にスラストベアリング１５が介在している。
【００２４】
クランク室５内には、前記回転軸１０に固設されたロータ２１と、回転軸１０に軸方向に摺動自在に装着されたスリーブ２２と、スリーブ２２にボールジョイント構造で傾動自在に装着された斜板ガイド２５と、斜板ガイド２５にラジアルベアリング６３およびスラストベアリング６１を介して回転自在に装着された揺動斜板２６と、斜板ガイド２５の傾角変更を許容しつつロータ２１の回転トルクを斜板ガイド２５に伝達できるようにロータ２１と斜板ガイド２５とを連結する連結機構４０と、が設けられている。
【００２５】
これにより、回転軸１０と一体にロータ２１が回転すると、ロータ２１の回転が連結機構４０を介して斜板ガイド２５に伝達されて、ロータ２１と一体に斜板ガイド２５が回転する。斜板ガイド２５が回転すると、斜板ガイド２５のフランジ部２５ｂの傾斜角に応じて、揺動斜板２６が揺動する。このとき、揺動斜板２６の外周部が、シリンダボア３内に往復動可能に配置されたピストン２９と、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、これにより揺動斜板２６は、ピストンシュー３０との摺動摩擦によって非回転で揺動するようになっている。
【００２６】
上述の如く、回転軸１０の回転に伴って、揺動斜板２６が揺動すると、揺動斜板の揺動運動が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内を往復動すると、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。
【００２７】
可変容量の制御
ここで、揺動斜板２６の傾斜角は変更可能であり、揺動斜板２６を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揺動斜板２６の傾斜角が減少し、一方、揺動斜板２６を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揺動斜板２６の傾斜角が増大する。
【００２８】
冷媒の吐出容量を変化させるには、揺動斜板２６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。より具体的には、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）により、揺動斜板２６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、この圧縮機１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、を備えて構成されている。
【００２９】
「揺動斜板と斜板ガイドとの連結構造」
次に図１、図２を参照しつつ揺動斜板と斜板ガイドとの連結構造を説明する。
【００３０】
図２は揺動斜板の近傍の拡大図である。図１、図２に示すように、揺動斜板２６は、斜板ガイド２５の略円板状のフランジ部２５ｂにスラストベアリング６１を介して装着されるとともに斜板ガイド２５の略円筒状のボス部２５ａにラジアルベアリング６３を介して装着されている。この揺動斜板２６は、座金６５および調整ネジ６７によってスラスト方向に予圧が付与された状態で、斜板ガイド２５に装着されている。
【００３１】
ラジアルベアリング６３は、一対のレース６３ａ、６３ｂと、一対のレース６３ａ、６３ｂ間で転動する転動体としての複数のボール６３ｃと、一対のレース６１ａ、６１ｂ間で複数のボール６３ｃを保持するリテーナ６３ｄと、を備えて構成されている。また、スラストベアリング６１は、一対のレース６１ａ、６１ｂと、一対のレース６１ａ、６１ｂ内で転動する転動体としての複数の円柱状のニードル６１ｃと、一対のレース６１ａ、６１ｂ間で複数のニードル６１ｃを保持するリテーナ６１ｄと、を備えて構成されている。
【００３２】
ここで、揺動斜板２６の上死点位置およびその近傍に加わる圧縮反力Ｆｐは、回転軸１０から偏心しているため、斜板ガイド２５と揺動斜板２６との間にはこれらの中心から偏心したスラスト荷重が加わる。つまり、斜板ガイド２５に対して揺動斜板２６が傾くように強く押しつけられた状態で斜板ガイド２５と揺動斜板２６とが相対回転する。そのため、スラストベアリング６１のニードル６１ｃの外周縁部が両レース６１ａ、６１ｂに過度に圧迫されて早期に摩耗することが懸念される。
【００３３】
しかしながら、本実施形態ではこのようなニードル６１ｃの摩耗を防止すべく、スラストベアリング６１の一方のレース６１ａの外周縁部が、スラスト受面７１と非接触となっている。別の言い方をすると、斜板ガイド２５のスラスト受面７１には、一方のレース６１ａの外周縁部が撓むことを許容する逃がし部７５が設けられている。この逃がし部７５は、斜板ガイド２５のスラスト受面７１のうちレース６１ａの外周縁部に対応する位置において他の部位よりも凹設された凹部（この例では段差部７６）として構成されている。この段差部７６は、スラストベアリング６１の外周に沿って、ニードル６１ｃの先端よりも内周側に、円環状に設けられている。
【００３４】
「効果」
以上のような構成により本第１実施形態によれば、以下の効果ある。
【００３５】
（１）本実施形態によれば、スラストベアリング６１の一方のレース６１ａの外周縁部が、スラスト受面７１と非接触である。別の言い方をすれば、本実施形態の圧縮機１は、スラストベアリング６１の一方のレース６１ａの外周縁の撓み変形を許容する逃がし部７５が設けられている。
【００３６】
そのため、揺動斜板２６の上死点位置およびその近傍に加わる圧縮反力Ｆｐによって、斜板ガイド２５に対して揺動斜板２６が傾くように強く押しつけられた状態でこれら斜板ガイド２５と揺動斜板２６とが相対回転しても、スラストベアリング６１の一方のレース６１ａが撓み変形することで、ニードル６１ｃの外周縁部が両レース６１ａ、６１ｂに圧迫されて早期に摩耗することを防止できる。
【００３７】
（２）また本実施形態では、斜板ガイド２５のスラスト受面７１のうちレース６１ａの外周縁部に対応する位置において他の部位よりも凹設された凹部（この例では段差部７６）を設けることで、逃がし部７５を構成している。そのため簡素な構造で逃がし部７５を構成できる。
【００３８】
変形例
第１実施形態では、斜板ガイド２５のスラスト受面７１のうちレース６１ａの外周縁部に対応する位置に凹設された凹部（この例では段差部７６）を設けることで逃がし部７５を形成しているが、例えば図３に示す第２実施形態のように凹部を直線状の傾斜部７６Ｂとして構成されていてもよいし、また図４に示す第３実施形態のように湾曲した傾斜部７６Ｃとして構成されていてもよい。
【００３９】
また、上述の第１実施形態では斜板ガイド２５のスラスト受面７１にのみに逃がし部７５が設けられているが、例えば図５に示す第４実施形態のように斜板ガイド２５のスラスト受面７１に逃がし部７５を設けるとともに揺動斜板２６のスラスト受面７３にも段差部７８などにより逃がし部７７を設けてもよい。
【００４０】
また、例えば図６に示す第５実施形態のように、スラスト受面７１、７３から少なくとも一方のレース６１ａ、６１ｂおよびニードル６１ｃの先端を外径側に突出させることで逃がし部７９、８０を構成してもよい。この場合も簡素な構造で、逃がし部を構成できる利点がある。
【００４１】
また、上述の実施形態はスラストベアリング６１を挟んで相対的に回転可能な斜板ガイド２５と揺動斜板２６との間の構造に本発明を適用したものであるが、本発明は図７の第６実施形態のようにスラストベアリング１６を挟んで相対的に回転可能なハウジング４とロータ２１との間の構造にも適用できる。なお、図７の第６実施形態では、ハウジング４のスラスト受面８１とロータ２１のスラスト受面８３のうち、ハウジング４のスラスト受面８１に凹部（この例では段差部８６）を形成することで逃がし部８５を設け、これによりスラスト受面８１に接触するレース１６ａの外周縁部を撓み変形可能としたものである。
【００４２】
以上のように、本発明によれば、スラストベアリングを挟んで相対的に回転可能な第１の部材と第２の部材とを備えた構造であって、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁の撓み変形を許容する逃がし部を備える、言い換えると、第１の部材のスラスト受面と第２の部材のスラスト受面のうち少なくとも一方のスラスト受面がスラストベアリングの外周縁と非接触である。そのため、圧力を受けてスラストレースの外周縁に大きな荷重がかかった状態で第１の部材と第２の部材とが相対回転しても、スラストベアリングの少なくとも一方のレースの外周縁が撓み変形できるため、スラストベアリング内の転動体が過度に摩耗するのを防止できる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、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】
【００４４】
【図１】図１は本発明の第１実施形態にかかる圧縮機の断面図。
【図２】図２は同圧縮機の揺動斜板の近傍の拡大断面図。
【図３】図３は第２実施形態の圧縮機の揺動斜板の近傍の拡大断面図。
【図４】図４は第３実施形態の圧縮機の揺動斜板の近傍の拡大断面図。
【図５】図５は第４実施形態の圧縮機の揺動斜板の近傍の拡大断面図。
【図６】図６は第５実施形態の圧縮機の揺動斜板の近傍の拡大断面図。
【図７】図７は第６実施形態の圧縮機のロータの近傍の拡大断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１…圧縮機
４…フロントハウジング（ハウジング、第１の部材）
１０…回転軸
１６…スラストベアリング
１６ａ、１６ｂ…レース
１６ｃ…ニードル（転動体）
１６ｄ…リテーナ
２１…ロータ（第２の部材）
２５…斜板ガイド（第１の部材）
２６…揺動斜板（第２の部材）
２９…ピストン
６１…スラストベアリング
６１ａ、６１ｂ…レース
６１ｃ…ニードル（転動体）
６１ｄ…リテーナ
７１…スラスト受面（第１のスラスト受面）
７３…スラスト受面（第２のスラスト受面）
７５…逃がし部
７６…段差部（凹部）
７６Ｂ…傾斜部（凹部）
７６Ｃ…傾斜部（凹部）
７７…逃がし部
７８…段差部（凹部）
７９…逃がし部
８０…逃がし部
８１…スラスト受面（第１のスラスト受面）
８３…スラスト受面（第２のスラスト受面）
８５…逃がし部
８６…段差部（凹部）
Ｆｐ…圧縮反力
【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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