(57)【要約】      （修正有）【課題】静粛性の向上および部品点数の削減による製造コストの抑制を図ることが可能な揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構およびこれを構成する等速自在継手を提供することを目的とする。【解決手段】揺動斜板型可変容量圧縮機３９の揺動板４３の回転阻止機構Ｍにおいて、揺動板４３の回転阻止機構Ｍが等速自在継手７０で構成され、この等速自在継手７０は、内周面に偶数個の直線状トラック溝が形成された外側継手部材７３と、外周面に偶数個の直線状トラック溝が形成された内側継手部材７１と、外側継手部材７３と内側継手部材７１の対となるトラック溝間に配された偶数個のトルク伝達ボールとからなる。【選択図】図１
2012189074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構において、
前記揺動板の回転阻止機構が等速自在継手で構成され、この等速自在継手は、内周に偶数個の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周に偶数個の直線状トラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材と内側継手部材の対となるトラック溝間に配された偶数個のトルク伝達ボールとからなり、前記外側継手部材の直線状トラック溝は２条ずつ左右対称に傾斜して設けられ、前記内側継手部材の直線状トラック溝は２条ずつ前記外側継手部材の対となるトラック溝とは反対方向に左右対称に傾斜して設けられており、継手が作動角０°の状態で、前記ボールの半数に相当する角数の仮想正多角柱の各側面を継手の軸線に対して平行にかつ継手の軸線から等距離になるように配置したとき、前記外側継手部材と内側継手部材の対となる２条ずつの直線状トラック溝のボール軌道中心線が前記各側面上に配置され、前記外側継手部材の内周に形成された球状内周面と内側継手部材の外周に形成された球状外周面とが嵌合する等速自在継手であって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられていることを特徴とする揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項２】
前記等速自在継手のトラック溝およびトルク伝達ボールの個数を６個とし、前記仮想正多角柱の角数を３としたことを特徴とする請求項１に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項３】
前記外側継手部材と内側継手部材の両トラック溝とボールとの間のトラック隙間を前記球状外周面と球状内周面との間の球面隙間よりも小さくし、継手に負荷されるラジアル荷重を前記トラック溝とボールとの間で受けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項４】
前記トラック隙間を負とし、予圧を付与したことを特徴とする請求項３に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項５】
前記外側継手部材と内側継手部材の両トラック溝とボールとの間のトラック隙間を前記球状外周面と球状内周面との間の球面隙間よりも大きくし、継手に負荷されるラジアル荷重を前記球状外周面と球状内周面との間で受けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項６】
前記ボールとトラック溝とをアンギュラコンタクトとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項７】
前記ボールとトラック溝とをサーキュラコンタクトとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項８】
前記内側継手部材の外周面に外側継手部材への組み込み用の切欠き部を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を構成する等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構およびこれを構成する等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
揺動斜板型可変容量圧縮機は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを主な構成部品としている。そして、揺動板の回転を阻止するために回転阻止機構が設けられている。
【０００３】
上記の回転阻止機構として等速自在継手が用いられた構造が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のものでは、回転阻止機構を構成する等速自在継手は、図１０に示すように、球状内周面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材３と、球状外周面４に外側継手部材３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝２と内側継手部材６のトラック溝５との間に介在される複数のボール７と、外側継手部材３の球状内周面１と内側継手部材６の球状外周面４との間に介在してボール７を保持する保持器８とを備えている。この回転阻止機構では、等速自在継手が揺動板１５の中央に配置され、外側継手部材３が揺動板１５に取付けられ、内側継手部材６が中心軸１１に取付けられる。
【０００４】
具体的には、ハウジング１０内に配置された中心軸１１に内側継手部材６が取付けられている。また、外側継手部材３にラジアル軸受１２を介して斜板１３が嵌合され、斜板１３にスラスト軸受１４を介して揺動板１５が支持されている。揺動板１５はロッド１６を介してピストン１７と連結されている。
【０００５】
駆動軸１８の回転駆動によって、リンク機構１９を介して斜板１３が回転するが、中心軸１１に取付けられた回転阻止機構としての等速自在継手によって、揺動板１５が回転することなく揺動を行ういわゆる「みそすり運動」を行う。この「みそすり運動」によって、揺動板１５にロッド１６を介して連結されたピストン１７が往復運動することになる。
【０００６】
特許文献１に記載のものでは、回転阻止機構として、保持器８を備えた等速自在継手を用いるものであるが、保持器を備えない等速自在継手を用いたものも提案されている（特許文献２）。特許文献２の揺動斜板型可変容量圧縮機を図１１に示す。回転阻止機構は、ボール２１をガイドするガイド溝を有する内側継手部材２２と、駆動軸２３に対して相対回転および軸方向に移動可能なスリーブ２４と、ボール２１をガイドするガイド溝を有する外側継手部材２５とを備えたものである。
【０００７】
この場合、内側継手部材２２は、ハウジング２６内に回転は阻止されるが軸方向に移動可能に設けられている。また、スリーブ２４は、揺動板２８の揺動運動の揺動中心部材として機能し、内側継手部材２２と共に軸方向に移動可能とされる。外側継手部材２５は、スリーブ２４に揺動可能に支持され、外周に揺動板２８が取付けられている。外側継手部材２５と斜板２９との間には軸受３０が組み込まれている。ハウジング２６内に収容されるロータ２０は駆動軸２３に装着され、駆動軸２３とともに回転する。ロータ２０とハウジング２６の壁部２６ａとの間にスラスト軸受３５が組み込まれている。駆動軸２３の回転運動によって、ロータ２０およびリンク機構３２を介して斜板２９が回転するが、回転阻止機構としての等速自在継手によって、揺動板２８は回転することなく揺動を行ういわゆる「みそすり運動」を行う。この「みそすり運動」によって、揺動板２８にロッド３３を介して連結されたピストン３４が往復運動することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２００４０５号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前述した特許文献１に記載のものでは、回転阻止機構を構成する等速自在継手は、保持器を備えたものであり、使用する部品点数や球面接触部が多くなっている。このため、多くの部品点数による累積ガタが大きくなって、振動や騒音が大きくなると共に、耐久性の面でも問題がある。
【００１０】
特許文献２に記載のものでは、保持器は不要であるが、別途スリーブを必要とする。このため、外側継手部材とスリーブ間および内側継手部材とスリーブ間に球面接触部が存在し、球面接触の箇所、すなわち部品点数としては特許文献１に記載の保持器を有するものと同じである。このため、特許文献１に記載のものと同様、累積ガタが大きくなって、振動や騒音が大きくなると共に、耐久性の面でも問題がある。
【００１１】
上記のような問題に鑑み、本発明は、静粛化、耐久性の向上および部品点数の削減による製造コストの抑制を図ることが可能な揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構およびこれを構成する等速自在継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を構成する等速自在継手として、保持器がなく球面接触部や部品点数の少ない構成とすることを着想し、本発明に至った。
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構において、前記揺動板の回転阻止機構が等速自在継手で構成され、この等速自在継手は、内周に偶数個の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周に偶数個の直線状トラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材と内側継手部材の対となるトラック溝間に配された偶数個のトルク伝達ボールとからなり、前記外側継手部材の直線状トラック溝は２条ずつ左右対称に傾斜して設けられ、前記内側継手部材の直線状トラック溝は２条ずつ前記外側継手部材の対となるトラック溝とは反対方向に左右対称に傾斜して設けられており、継手が作動角０°の状態で、前記ボールの半数に相当する角数の仮想正多角柱の各側面を、継手の軸線に対して平行にかつ継手の軸線から等距離になるように配置したとき、前記外側継手部材と内側継手部材の対となる２条ずつの直線状トラック溝のボール軌道中心線が前記各側面上に配置され、前記外側継手部材の内周に形成された球状内周面と内側継手部材の外周に形成された球状外周面とが嵌合する等速自在継手であって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記のように、揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を構成する等速自在継手は、保持器がなく球面接触部や部品点数が少ないので、振動や騒音の抑制よる静粛化、耐久性の向上および部品点数の削減による製造コストの抑制を図ることができ、ひいては、揺動斜板型可変容量圧縮機の静粛化、耐久性の向上および低コスト化を図ることができる。
【００１５】
上記の等速自在継手のトラック溝およびトルク伝達ボールの個数を６個とし、上記仮想正多角柱の角数を３としたことにより、一層部品点数が少なく、製造を容易にすることができる。
【００１６】
上記の外側継手部材と内側継手部材の両トラック溝とボールとの間のトラック隙間を球状外周面と球状内周面との間の球面隙間よりも小さくし、継手に負荷されるラジアル荷重をトラック溝とボールとの間で受けるように設定することができる。これにより、低摩擦な構造で、耐久性に優れる。さらにトラック溝の隙間を負に設定し、予圧を付与してもよい。これにより、高速回転時のアンバランス（振れ回り）を抑制することができる。
【００１７】
上記とは逆に、外側継手部材と内側継手部材の両トラック溝とボールとの間のトラック隙間を球状外周面と球状内周面との間の球面隙間よりも大きくし、継手に負荷されるラジアル荷重を球状外周面と球状内周面との間で受けるように設定することもできる。この場合、球面滑り構造によりラジアル荷重を受けることができ、「みそすり運動」を安定させることができる。
【００１８】
ボールとトラック溝との接触形態としては、アンギュラコンタクト（２点接触）であっても、サーキュラコンタクト（１点接触）であってもよい。アンギュラコンタクトにすることにより、接触点が一定となり、トラック溝底部にすきまが形成され、優れた潤滑性を発揮することができる。
【００１９】
一方、サーキュラコンタクトの場合は、アンギュラコンタクトよりもボールとトラック溝の接触面積を大きく設定することができるため、接触率の設定により、接触面圧を緩和することができる。ここで、接触率とは、ボールの半径に対するトラック溝の曲率半径の比を意味する。
【００２０】
上記内側継手部材の外周面に切欠き部を設けることにより、外側継手部材と内側継手部材と間に組み込みを可能とする隙間が形成され、内側継手部材の外側継手部材への組み込み性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を、球面接触部が少なく部品点数の少ない等速自在継手により構成したので、振動や騒音の抑制よる静粛化、耐久性の向上および部品点数の削減による製造コストの抑制を図ることができ、ひいては、揺動斜板型可変容量圧縮機の静粛化、耐久性の向上および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構と揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の回転阻止機構を構成する等速自在継手を示す図である。
【図３】等速自在継手の外側継手部材を示す図である。
【図４】等速自在継手の内側継手部材を示す図である。
【図５】等速自在継手の内側継手部材の斜視図である。
【図６】等速自在継手の部分的な横断面図である。
【図７】等速自在継手の部分的な横断面図である。
【図８】ラジアル荷重の支持構造を示す部分的な横断面図である。
【図９】外側継手部材への内側継手部材の組込み方法を示す図である。
【図１０】従来技術の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を示す縦断面図である。
【図１１】従来技術の揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態である揺動斜板型可変容量圧縮機の揺動板の回転阻止機構を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２４】
図１は揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。揺動斜板型可変容量圧縮機３９は、フロントハウジング４０ａとミドルハウジングとしてのシリンダブロック４０ｂとその後方の二点鎖線で示すリアハウジング４０ｃが図示しない締結手段によって一体化されて圧縮機３９のハウジング４０を形成している。シリンダブロック４０ｂには、複数個（例えば５個）のシリンダボア５５が、中心線Ｌの周りに概ね均等に配置されるように形成されている。図示は省略するが、リアハウジング４０ｃの内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。
【００２５】
駆動軸４１は、外部の動力源（例えばエンジン）から回転動力を受け入れるものであって、この駆動軸４１と直交するようにロータ６０が一体的に取り付けられている。ロータ６０は駆動軸４１と一体部品の場合もある。ロータ６０の外周寄りの一部からアーム部９７が後方に向かって突出するように形成されている。アーム部９７には、カムとして作動する長孔９７ａが設けられている。駆動軸４１はラジアル転がり軸受１０１、１０２を介して、ハウジングの一部であるフロントハウジング４０ａに回転自在に支持されていると共に、駆動軸４１に一体的に取り付けられたロータ６０の背面をスラスト転がり軸受６１を介して、スラスト方向にも回転自在に支持されている。ラジアル転がり軸受１０１および１０２の間にはシール装置１０３が設けられて、駆動軸４１の周囲から流体が外部に漏洩することを防止している。
【００２６】
斜板４２は、概ね円環状であって、その一部から前方へ突出するアーム部９６を備えている。アーム部９６には、ピン９８が設けられていて、駆動軸４１に取り付けられたロータ６０のアーム部９７に設けられた長孔９７ａに挿入されて係合している。これらの部分によってリンク機構９５が構成されて、斜板４２が駆動軸４１と共に回転することができ、かつ駆動軸４１やロータ６０に対して角度変位でき傾斜可能となっている。斜板４２には、後述する手段により回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状の揺動板４３が、ラジアル転がり軸受９３とスラスト転がり軸受９４を介して支持されている。
【００２７】
揺動板４３の内周孔９２には、等速自在継手７０の外側継手部材７３が圧入嵌合され、止め輪９０によって位置決め固定されている。揺動板４３の小径部分９１ａにラジアル転がり軸受９３の内輪が組み込まれて、止め輪によって位置決め固定されている。ラジアル転がり軸受９３の外輪は斜板４２の内周孔に組み込まれて、その肩部で位置決め固定されている。
【００２８】
斜板４２と揺動板４３を支持する中心軸５７は、駆動軸４１の軸線Ｌと一致した状態で、回転しないようにシリンダブロック４０ｂによって支持されている。具体的には、中心軸５７の大径部に雄スプライン６５が形成され、シリンダブロック４０ｂの中心部の雌スプライン６６に係合している。この結果、中心軸５７はシリンダブロック４０ｂに対して回転は阻止されるが、軸方向には移動可能に、シリンダブロック４０ｂに支持される。中心軸５７の軸端に形成された雄スプライン８１に等速自在継手７０の内側継手部材７１の雌スプライン７６が嵌合され、止め輪８２によって軸方向に位置決め固定されている。詳細は後述するが、等速自在継手７０は、外側継手部材７３、内側継手部材７１およびトルク伝達ボール７２とからなる（図２参照）。
【００２９】
本実施形態の回転阻止機構の概要として、等速自在継手７０の外側継手部材７３が揺動板４３に取り付け固定され、一方、内側継手部材７１が中心軸５７に取り付け固定されて、揺動板４３の回転を阻止するための回転阻止機構Ｍが構成される。この回転阻止機構Ｍにより、揺動板４３が斜板４２と共に揺動運動するものの、斜板４２の回転運動とは無関係に回転しないように停止していることが可能となる。本実施形態の回転阻止機構Ｍの詳細は後述する。
【００３０】
揺動板４３の周辺部には、シリンダボア５５と同数の球状の窪み部４３ａが設けられており、これに対応して同数のコネクティングロッド１００の一端に形成された球状端部１００ａが嵌合している。また、シリンダボア５５内に摺動可能に挿入されたピストン４４にも球状の窪み部４４ａが設けられていて、コネクティングロッド１００の他端に形成された球状端部１００ｂが嵌合している。
【００３１】
リアハウジング４０ｃの内部については図示を省略するが、概要は次のとおりである。前述したように、リアハウジング４０ｃの内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。そして、シリンダブロック４０ｂとリアハウジング４０ｃとの間には、バルブプレートが介在され、各シリンダボア５５に対応する位置においてバルブシートに吐出口と吸入口が開口している。各吸入口には吸入バルブが配置されシリンダボアの側から閉鎖されており、一方、各吐出口には吐出バルブが配置され吐出室の側から閉鎖されている。また、リアハウジング４０ｃの後端部に制御弁が取り付けられており、制御装置によって制御されて流体圧が作り出される。これを制御圧として斜板４２や揺動板４３が配置されたフロンハウジング４０ａの内部の制御圧室に導入されて、揺動板４３の傾斜角が制御されている。
【００３２】
上記の構成からなる揺動斜板型可変容量圧縮機３９の作動について説明する。駆動軸４１が外部の動力源によって回転駆動されると、駆動軸４１のロータ６０に対してアーム部９７、長孔９７ａ、ピン９８、アーム部９６を介して連結されている斜板４２が駆動軸４１と共に回転する。しかし、揺動板４３は、斜板４２に対してラジアル転がり軸受９３およびスラスト転がり軸受９４を介して連結されているのと、中心部が回転阻止機構Ｍを構成する等速自在継手７０を介して回転しない中心軸５７によって支持されているので回転することはなく、揺動板４３は、その傾斜角度に応じた大きさの振幅で揺動運動のみを行う。それによって、揺動板４３にコネクティングロッド１００を介して連結されている複数個のピストン４４が、シリンダボア５５内で往復運動する。その結果、複数個のピストン４４の頂面に形成される作動室１０４の中で、吸入工程にあるものは拡大して低圧となるので、リアハウジング４０ｃ内の吸入室（図示省略）内にある冷媒が作動室１０４内に流入する。これとは反対に、圧送工程にあるピストン４４の頂面に形成される作動室１０４は縮小されるため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり吐出室（図示省略）に吐出される。例えば、冷媒としては代替フロンとしてのＨＦＣ−１３４ａ等が用いられる。駆動軸４１の１回転当たりの圧縮機３９の吐出量は、斜板４２および揺動板４３の傾斜角度によって決まるピストン４４のストロークの長さに概ね比例している。上記のような圧縮機３９の作動状態において、転がり軸受、等速自在継手や各構成部材の摺動部分は、圧縮機３９内の微量な潤滑剤による過酷な潤滑条件下にある。
【００３３】
次に、本発明の実施形態である揺動板の回転阻止機構を構成する等速自在継手の詳細を図２〜図９に基づいて説明する。図２に示す等速自在継手７０は、図１に示した等速自在継手７０を拡大したものである、図２（ａ）は、図２（ｂ）の等速自在継手７０のＲ−Ｒ線における縦断面図であり、図２（ｂ）は正面図である。この等速自在継手７０は固定式等速自在継手で、所謂デルタ型等速自在継手と称されるものである。等速自在継手７０は、外側継手部材７３、内側継手部材７１およびトルク伝達ボール７２からなる。外側継手部材７３の球状内周面８６には６本のトラック溝８５が形成されている。内側継手部材７１の球状外周面８０には、外側継手部材７３のトラック溝８５と対向するトラック溝７７が形成されている。内側継手部材７１のトラック溝７７と外側継手部材７３のトラック溝８５との間にトルクを伝達する６個のボール７２が介在されている。この等速自在継手７０ではトルク伝達ボール７２を保持する保持器は存在しないので、部品点数が少なく、かつ球面接触部分が少なくてシンプルな構造である。そのため、振動や騒音を抑制しかつ耐久性に優れたものとすることができる。外側継手部材７３は円環状に形成され、その外周面は円筒状であり、図１に示すように揺動板４３の内周孔９２に圧入嵌合される。また、内側継手部材７１の雌スプライン７６は、図１に示すように中心軸５７の雄スプライン８１に嵌合される。内側継手部材７１の右側端部には雌スプライン７６に続いてテーパ状面取り部７５が設けられている。スプライン８１、７６と止め輪８２とによる固定方法では、組立性に優れると共に、分解することも可能となって、メンテナンス性等に優れる。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、外側継手部材７３の球状内周面８６と内側継手部材７１の球状外周面８０とが球面嵌合されている。球状内周面８６と球状外周面８０の曲率中心は、いずれも、継手の中心Ｏに形成されている。図２（ｂ）に示すように、外側継手部材７３の球状内周面８６には６本のトラック溝８５が形成され、内側継手部材７１の球状外周面８０には、外側継手部材７３のトラック溝８５と対向するトラック溝７７が形成されている。内側継手部材７１および外側継手部材７３のトラック溝７７、８５は直線状に形成されている。外側継手部材７３に形成された直線状トラック溝８５ａ、８５ｂは、２条ずつ左右対称に傾斜して設けられており、内側継手部材７１に形成された直線状トラック溝７７ａ、７７ｂは、外側継手部材７３の対となる直線状トラック溝８５ａ、８５ｂとは反対方向に２条ずつ左右対称に傾斜して設けられている。その結果、内側継手部材７１と外側継手部材７３の対となるトラック溝７７ａ、８５ａおよびトラック溝７７ｂ、８５ｂは、それぞれ交差し、この交差部分にボール７２が配置されている。
【００３５】
上記の構成により、継手が作動角をとった場合、外側継手部材７３と内側継手部材７１の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール７２が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。このような等速自在継手７０の機能を利用して揺動板４３の回転阻止機構Ｍ（図１参照）を構成したので、揺動板４３の傾斜角度に応じて、ボール７２が内側継手部材７１と外側継手部材７３のトラック溝７７、８５に係合しながら往復移動して揺動板４３の回転阻止をスムーズに行える。また、揺動板４３の揺動運動が、等速自在継手７０の継手中心Ｏとし、内側継手部材７１および外側継手部材７３のトラック溝７７、８５とボール７２との間や球面接触部８０、８６で行われるので、振動のない安定した揺動運動が実現する。
【００３６】
トラック溝の形態をさらに詳述する。図２（ｂ）に示すように、継手が作動角０°の状態で、二点鎖線で示す仮想正三角柱の３つの側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を継手の軸線Ｋ−Ｋに対して平行にかつ継手の軸線Ｋ−Ｋから等距離になるように配置したとき、各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に外側継手部材７３の２条ずつのトラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ（図３参照）が位置し、その状態で、両トラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａとＬ２ｂが左右対称に傾斜している。換言すれば、２条ずつのトラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが互いに反対方向に傾斜して設けられている。内側継手部材７１の２条ずつの直線状トラック溝７７ａ、７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ（図４参照）も、各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に位置し、その状態で、両トラック溝７７ａ、７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂが左右対称に傾斜している。そして、外側継手部材７３の２条ずつのトラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂと内側継手部材７１の２条ずつのトラック溝７７ａ、７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂの傾斜方向は反対方向となっており、対となる外側継手部材７３のトラック溝８５ａと内側継手部材７１のトラック溝７７ａとが交差し、また、対となる外側継手部材７３のトラック溝８５ｂと内側継手部材７１のトラック溝７７ｂとが交差して形成されている（図４参照）。各交差部分に１個ずつボール７２が配置されている。ここで、上記のボール軌道中心線とは、トラック溝に配置されたボールがトラック溝に沿って移動するときのボールの中心が描く軌跡を意味する。したがって、トラック溝の傾斜状態は、ボール軌道中心線の傾斜状態と同じである。
【００３７】
図３に外側継手部材７３を示す。図３（ａ）は外側継手部材７３の正面図であり、図３（ｂ）は外側継手部材７３のＮ−Ｎ断面で矢視した図であり、図３（ｃ）は外側継手部材７３の縦断面図である。図３（ｂ）に示すように、外側継手部材７３の内周には球状内周面８６が形成され、直線状トラック溝８５ａ、８５ｂが２条ずつ左右対称に傾斜して設けられている。トラック溝８５ａのボール軌道中心線Ｌ２ａとトラック溝８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ｂは、それぞれ、継手の軸線Ｋ−Ｋに対して傾斜角βだけ傾斜し、その傾斜方向は互いに反対方向に形成されている。この傾斜状態を、本明細書では左右対称に傾斜すると表現する。傾斜角βは、等速自在継手７０の機能を考慮して、適宜変更することができる。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、継手が作動角０°の状態で、二点鎖線で示す仮想正三角柱の３つの側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を継手の軸線Ｋ−Ｋに対して平行にかつ継手の軸線Ｋ−Ｋから等距離になるように配置したとき、各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に外側継手部材７３の２条ずつのトラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが位置する。各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に位置するボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの間隔は、図３（ｃ）の右側端部に向けて拡がり、左側端部に向けて狭まっている。そのため左側端部付近ではトラック溝８５ａ、８５ｂが合流するように形成されている。
【００３９】
次に内側継手部材を図４に示す。図４（ａ）は内側継手部材７１の正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＰ−Ｐ線で矢視した内側継手部材７１の外周面を示した図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＱ−Ｑ線で矢視した内側継手部材７１の外周面を示した図である。図４（ｂ）に示すように、内側継手部材７１の外周には球状外周面８０が形成され、直線状トラック溝７７ａ、７７ｂが２条ずつ左右対称に傾斜して設けられている。トラック溝７７ａのボール軌道中心線Ｌ１ａとトラック溝７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ｂは、それぞれ、継手の軸線Ｋ−Ｋに対して傾斜角βだけ傾斜し、その傾斜方向は互いに反対方向に形成されている。また、内側継手部材７１のトラック溝７７ａ、７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、対となる外側継手部材７３のトラック溝８５ａ、８５ｂのボール軌道中心線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂとは、それぞれ反対方向に傾斜している。この結果、内側継手部材７１および外側継手部材７３のトラック溝７７ａ、８５ａおよびトラック溝７７ｂ、８５ｂが継手中心Ｏで交差し、この交差部分にボール７２（図示省略）が配置される。
【００４０】
前述した外側継手部材７３と同様、図４（ａ）に示すように、継手が作動角０°の状態で、二点鎖線で示す仮想正三角柱の３つの側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を継手の軸線Ｋ−Ｋに対して平行にかつ継手の軸線Ｋ−Ｋから等距離になるように配置したとき、各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に内側継手部材７１の２条ずつのトラック溝７７ａ、７７ｂのボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂが位置する。各側面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３上に位置するボール軌道中心線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂの間隔は、前述した外側継手部材７３とは反対に、図４（ｃ）の右側端部に向けて狭まり、左側端部に向けて拡がっている。そのため右側端部付近ではトラック溝７７ａ、７７ｂが合流するように形成されている。球状外周面８０は、円周方向の３箇所に組込み用の切欠き部７１ａが設けられている。外側継手部材７３への内側継手部材７１の組込み方法については、後述する。
【００４１】
図５に内側継手部材７１の斜視図を示す。この図により、内側継手部材７１の外周に形成された直線状トラック溝７７ａ、７７ｂの傾斜状態や外周に形成された球状外周面８０および切欠き部７１ａ、さらにはテーパ状面取り部７５と雌スプライン７６の形成状態が分かりやすく理解される。
【００４２】
次に、ボール７２とトラック溝７７、８５との接触形態を図６及び図７に基づいて説明する。図６および図７は、いずれも継手中心０（図２（ａ）参照）における部分的な横断面図である。ただし、図６および図７では、トラック溝７７、８５が継手の軸線Ｋ−Ｋに対して傾斜しているので、その断面形状を正しく示すため、トラック溝７７、８５については、そのボール軌道中心線Ｌ１、Ｌ２のそれぞれの軸線方向から見た横断面として複合させた図としている。図６はアンギュラコンタクトの場合を示し、図７はサーキュラコンタクトの場合を示す。図６に示すように、アンギュラコンタクトにおいては、内側継手部材７１のトラック溝７７および外側継手部材７３のトラック溝８５の横断面形状は、ゴシックアーチ状、或いは楕円形状（図示省略）である。本実施形態ではゴシックアーチ状のものを示す。内側継手部材７１のトラック溝７７とボール７２とは２点Ｃ１１、Ｃ１２で接触し、外側継手部材７３のトラック溝８５とボール７２とは２点Ｃ２１、Ｃ２２で接触する。ボール７２の中心ＯBと各トラック溝７７、８５の接触点であるＣ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２とを結ぶ直線とボール７２の中心ＯBを通りＲ−Ｒ線と平行な直線とのなす角度が接触角αである。アンギュラコンタクトとすることにより、ボール７２とトラック溝７７、８５とは接触角αをもって接触し、接触点が一定となるので、安定した接触状態となる。また、トラック溝底部に隙間Ｓが生じ、この隙間に潤滑剤が介在されて優れた潤滑性を発揮する。
【００４３】
図７に示すサーキュラコンタクトにおいては、ボール７２の半径よりトラック溝７７、８５の曲率半径が適宜大きく形成されており、ボール７２は、内側継手部材７１のトラック溝７７とは１点Ｃ３で接触し、外側継手部材７３のトラック溝８５とは１点Ｃ４で接触する。点Ｃ３、Ｃ４は、ボール７２の中心ＯBを通りＲ−Ｒ線と平行な直線上に位置する。サーキュラコンタクトにおいては、アンギュラコンタクトの場合よりもボール７２とトラック溝７７、８５との接触面積を大きく設定することができるため、接触率の設定により、アンギュラコンタクトよりも接触面圧を緩和することができる。圧縮機の潤滑条件や運転条件により接触形態をアンギュラコンタクトにするか或いはサーキュラコンタクトにするか適切に選択することができる。
【００４４】
さらに、ラジアル荷重の支持構造を図８に基づいて説明する。図８は、図６および図７と同様、継手中心０における部分的な横断面図であるが、トラック溝７７、８５については、そのボール軌道中心線Ｌ１、Ｌ２のそれぞれの軸線方向から見た横断面として複合させた図としている。まず、ここで、トラック隙間と球面隙間を図８に基づいて定義する。アンギュラコンタクト、サーキュラコンタクトのいずれの場合でも、内側継手部材７１と外側継手部材７３の軸線を一致させた状態において、トラック隙間とは、ボール７２を内側継手部材７１のトラック溝７７に接触させた位置と、外側継手部材７３のトラック溝８５に接触させた位置との継手半径方向におけるボール中心間距離Ｖと定義し、球面隙間とは、内側継手部材７１の球状外周面８０と外側継手部材７３の球状内周面８６との間の継手半径方向における隙間Ｗと定義する。圧縮機３９が運転中に揺動板４３（図１参照）から等速自在継手７０に負荷されるラジアル荷重の支持構造の形態の一つとして、ボール７２とトラック溝７７、８５との間で支持することができる。この場合には、トラック隙間Ｖを球面隙間Ｗよりも小さくする設定する。これにより、低摩擦で耐久性に優れたラジアル荷重の支持構造を構成することができる。さらに、上記のトラック隙間を負に設定し予圧を付与してもよい。これにより、高速回転時のアンバランス（振れ回り）を抑制することができる。
【００４５】
ラジアル荷重の支持構造の別の形態として、等速自在継手７０に負荷されるラジアル荷重を、内側継手部材７１の球状外周面８０と外側継手部材７３の球状内周面８６との球面間で支持することができる。この場合は、トラック隙間Ｖを球面隙間Ｗよりも大きく設定する。これにより、球面滑り構造によりラジアル荷重を受けることができ、「みそすり運動」を安定させることができる。なお、球面滑り構造とする場合、球状外周面８０と球状内周面８６の一方あるいは両方の表面を、摺動抵抗を低減させるための表面処理、例えば、二硫化モリブデン等の低摩擦抵抗のコーティング処理を施しておくのが望ましい。
【００４６】
上記のように、トラック隙間Ｖと球面隙間Ｗとを設定、管理することによって、継手に負荷されるラジアル荷重を、ボールとトラック溝間での支持構造や、あるいは球面滑り構造により支持することができる。したがって、圧縮機の運転条件等によりラジアル荷重の支持構造を適切に選択することができる。
【００４７】
次に、図９に基づいて、外側継手部材７３への内側継手部材７１の組込み方法を説明する。内側継手部材７１の球状外周面８０には円周方向の３箇所に組込み用の切欠き部７１ａが設けられている。このような切欠き部７１ａを設けたことによって、外側継手部材７３と内側継手部材７１と間に組み込みを可能とする隙間が形成され、内側継手部材７１の外側継手部材７３への組み込み性の向上を図ることができる。図示のように、まず、外側継手部材７３の軸線と内側継手部材７１の軸線とが直交する状態とする。次に、外側継手部材７３に対して内側継手部材７１を矢印方向に沿って移動させて外側継手部材７３の球状内周面８６に内側継手部材７１の球状外周面８０が当接するまで挿入する。その後、内側継手部材７１を９０度回転させて、外側継手部材７３の軸線に内側継手部材７１の軸線を一致させることにより、外側継手部材７３への内側継手部材７１の組込みが完了する。なお、ボール７２は、外側継手部材７３に内側継手部材７１を組込んだ後、両継手部材７１、７３の間に大きな作動角をつけて、トラック溝７７、８５の開いた空間からボールを挿入する。これにより、等速自在継手７０が組立てられる。
【００４８】
前述した実施形態では、保持器のない６個ボールのデルタ型等速自在継手を回転阻止機構に適用した場合について説明したが、ボールの個数は偶数個であればよく、８個や１０個以上の等速自在継手も適用することができる。
【００４９】
また、前述した実施形態では、中心軸５７と内側継手部材７１とは、スプライン８１、７６と止め輪８２とにより固定するようにしたが、中心軸５７と内側継手部材７１とを溶接や圧接により固定するようにしてもよい。スプライン８１、７６と止め輪８２とによる固定方法では、組立性に優れると共に、分解することも可能となって、メンテナンス性等に優れる。
【００５０】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５１】
３９      揺動斜板型可変容量圧縮機
４０      ハウジング
４１      駆動軸
４２      斜板
４３      揺動板
４４      ピストン
５７      中心軸
７０      等速自在継手
７１      内側継手部材
７２      トルク伝達ボール
７３      外側継手部材
７７      トラック溝
８０      球状外周面
８５      トラック溝
８６      球状内周面
Ｋ        継手の軸線
Ｍ        回転阻止機構
Ｏ        継手中心
Ｓ        仮想正多角柱の側面
Ｖ        トラック隙間
Ｗ        球面隙間
α        接触角
β        傾斜角
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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