(57)【要約】      （修正有）【課題】片頭式の可変容量型斜板式圧縮機において、ピストンの回動規制部材とハウジング内周面との摺接に起因する磨耗を減らし、破片等による不具合を防止する。【解決手段】斜板７０を収容する略有底円筒状のハウジング２０の開口に、複数個のシリンダボア３１を有するシリンダブロック３０を結合し、前記ハウジング内にハウジングと同軸に枢支された駆動軸６０上に、角度を変更可能な斜板を設け、前記シリンダボア内に前記斜板の回転に伴って往復動する片頭ピストン９０を摺動自在に設けることで、駆動軸の回転に伴ってシリンダブロック内の冷媒を強制給排気させて冷媒の圧縮を行う可変容量斜版式圧縮機において、前記シリンダの回動規制部材をアルミニウム若しくはアルミニウム系合金で形成し、前記ハウジングの内面には鉄若しくは鉄系合金からなる円筒形若しくは円錐台形のライナー２２を内嵌したことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のハウジングの開口側に、複数個のシリンダボアを有するシリンダブロックを配置し、前記ハウジング内にハウジングと同軸に枢支された駆動軸上に、角度を変更可能な斜板を設け、前記シリンダボア内に前記斜板の回転に伴って往復動するシリンダを摺動自在に設けることで、駆動軸の回転に伴ってシリンダブロック内の冷媒を圧縮して吐出する可変容量斜版式圧縮機であって、前記シリンダには摺動部の径よりも外方へ突出する回動規制部材を設けたものにおいて、前記シリンダの回動規制部材をアルミニウム若しくはアルミニウム系合金で形成し、前記ハウジングの内面にはステンレスや、鉄若しくは他の鉄系合金からなる円筒形若しくは円錐台形のライナーを内嵌して前記回動規制部材の当接面と対向させたことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記ライナーの一方の縁から他方の縁にかけて開環部を設けたことを特徴とする請求項１記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記ハウジングが有底円筒状であり、その一方側のみにシリンダブロックが設けられており、前記シリンダは片頭シリンダである請求項１又は２記載の可変容量斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃エンジン車両の車載空調装置の冷媒圧縮機として使用される斜板式圧縮機に関し、特に略有底円筒状のハウジングの一方にシリンダブロックが配置されており、回転斜板の角度は外部入力により変更可能とした可変容量斜板式圧縮機の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の片頭式の可変容量斜板式圧縮機の一例を示す縦断面図である。略有底円筒形のハウジング２０の開口部に、軸対称に複数個のシリンダボア３１が形成された略円筒形のシリンダブロック３０が結合され、さらにバルブプレート４０を介して各種通気機能を備えたリアブロック５０が結合されて、一体の斜板式圧縮機本体を構成している。この本体の中心軸上に、ハウジング２０底面中央のベアリング２１等と、シリンダブロック３０中央部のベアリング３２を介して駆動軸６０が回転自在に枢支され、不図示の走行装置より回転力の供給を受けている。ハウジング２０内において、駆動軸６０上には側面が曲面状にせり出した環状のヒンジボール６１が遊嵌されている。ヒンジボール６１の側面上には、ヒンジボール６１の側面と補形をなす受け面を有する中央孔を備えた略円形の斜板７０が傾動自在に支持されている。
【０００３】
ハウジング２０内において、斜板７０と駆動軸６０の間には、駆動軸６０の回転を斜板７０に伝達するためのリンク機構８０が設けられている。駆動軸６０上において斜板７０とベアリング２１との間に円板状のフランジ６２が固定され、このフランジ６２上の斜板側に第一のリンクベース部８１が設けられ、斜板の対向する面に第二のリンクベース部８２が設けられ、前記第一のリンクベース部８１と第二のリンクベース部８２の間に直線状の連結アーム８３がピン接合されてこれらを連結している。このリンク機構８０は斜板７０の傾動に追従しながら斜板７０とフランジ６２とを一体として回転させ、駆動軸６０の回転力を斜板７０に伝える。またフランジ６２及び斜板７０の相対向する面において、前記第一・第二のリンクベース部８１，８２と駆動軸６０をはさんで反対の側には第一の支持突起６３と第二の支持突起７１がそれぞれ設けられ、これらの頂部が互いに当接することにより斜板７０の傾動を一定範囲に規制している。駆動軸６０上においてヒンジボール６１とフランジ６２にはさまれた部分の周囲にはコイル状の弾性手段６４が外嵌され、駆動軸６０上のヒンジボール６１の位置を調整している。
【０００４】
図４はシリンダボア３１の各々に装入される円筒形の片頭ピストン９０の右側面図、背面図及び平面図を示す。片頭ピストン９０は例えばアルミニウム合金からなり、摺動部９１がシリンダボア３１の各々に摺動自在に内嵌される。摺動部９１と反対側の端部には、球面状に凹んだ斜板受入部９２が中心軸に対して横向きに設けられている。図３に示されるように、斜板受入部９２が略半球状の一対のシューを介して斜板７０の外周部を摺動・傾動自在に挟持することで片頭ピストン９０が斜板７０の回転に伴う外周部の往復動に追従し、これにより摺動部９１がシリンダボア３１内を往復動し、リアブロック５０内の不図示の弁手段が吸入側・吐出側の冷媒通路を適宜に開閉して、シリンダボア３１における冷媒の吸入・圧縮・吐出が行われる。また本斜板式圧縮機では、リアブロック５０内に設けられた圧力制御弁によりハウジング２０内の空気圧を変えることができ、それにより斜板７０のヒンジボール６１上での傾動範囲を変え、もって片頭ピストン９０のストローク量を変化させて冷媒の吐出容量を増減することができる。
【０００５】
上記のような可変容量型斜板式圧縮機では、斜板の傾動に従って駆動軸と斜板外周部の距離が変動するので、片頭ピストンの斜板受入部の底と斜板外周部の間には隙間があり、片頭ピストンの一定範囲の回動（ローリング）を許容しているが、これにより振動や騒音を発することが問題となっていた。また片頭ピストン９０の背面側端部には左右方向へ延びる一対の係止腕９３、９３を設けてあり、これらの係止腕９３、９３の当接面９４、９４が随時にハウジング２０の内周面と当接することにより片頭ピストン９０の左右方向への回動範囲をそれぞれ規制している。
【０００６】
特開２００１−２２１１５３号公報記載の発明は、車両空調装置の片頭式又は両頭式の斜板式圧縮機においてピストンに回動規制部材を装着して回動を規制する技術を開示している。これらの回動規制部材はハウジングの内周面と当接する当接部を左右に備えており、ピストンと一体に形成されるか若しくは別体に形成された後にカシメ等の手段により装着される。また回動規制部材を鉄、アルミニウム等の金属材料又は熱硬化性樹脂で構成すること、当接部の表面に磨耗防止のための樹脂コーティングやメッキを行うこと等も記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２２１１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような回動規制部材をハウジングの内周面と当接させて片頭ピストンの回動を規制することにより、異音や振動を減らすことができるが、今度はピストンの回動規制部材が往復動しつつハウジングの内周面と摺動することになるので、その部分の磨耗が問題となる。斜板式圧縮機においては斜板受入部の底と斜板外周部の間の摩擦により、ピストンが斜板の回転方向に向かって回動付勢される傾向があり、特にその側の回動規制部材と当たるハウジングの内周面が回動規制部材の往復経路に沿って磨耗を生じ、破片が発生して各部の摺動抵抗を増したり、軸受等の機能を阻害する問題があった。
【０００８】
これに対処するために特許文献１のように回動規制部材の当接面に補強やコーティングを施すことも考えられるが、複数あるピストンに細かい磨耗防止加工を施すことは製造工数が増加しコストの増大につながる問題がある。またハウジングの内周面のうち回動規制部材と摺動する部分に切削により浅い溝部を設けて回動規制部材との摺動を減らすことも試されているが、やはり切削により部品加工コストが増大するうえ材料の無駄も無視できない。
【０００９】
そこで本発明は、可変容量型斜板式圧縮機において、ピストンの回動規制部材とハウジング内周面との摺接に起因する磨耗を減らし、破片等による不具合を防止することのできる圧縮機の構造を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、略円筒状のハウジングの開口側に、複数個のシリンダボアを有するシリンダブロックを配置し、前記ハウジング内にハウジングと同軸に枢支された駆動軸上に、角度を変更可能な斜板を設け、前記シリンダボア内に前記斜板の回転に伴って往復動するシリンダを摺動自在に設けることで、駆動軸の回転に伴ってシリンダブロック内の冷媒を圧縮して吐出する可変容量斜版式圧縮機であって、前記シリンダには摺動部の径よりも外方へ突出する回動規制部材を設けたものにおいて、前記シリンダの回動規制部材をアルミニウム若しくはアルミニウム系合金で形成し、前記ハウジングの内面にはステンレスや、鉄若しくは他の鉄系合金からなる円筒形若しくは円錐台形のライナーを内嵌して前記回動規制部材の摺動面と対向させたことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機により、上記の課題を解決する。
【００１１】
鉄そのものがアルミニウムに比べて耐摩耗性が高い上、異種金属間の摩擦は同種金属間の摩擦よりも小さいので、ハウジングの内周面に鉄若しくは鉄系合金製のライナーを内嵌して、アルミニウム若しくはアルミニウム系合金製のシリンダ回動規制部材の当接面と対向せしめ、シリンダが回動したときにはライナーの内面と摺動部を当接させることにより、ハウジング内周面回動規制部材の摺動による磨耗を防止し、破片等による不具合を防止することができる。ライナーはシリンダブロックへの組み付けに先立ってハウジング内に固定しておくことが好ましい。ライナーの装着方法は、ハウジングの内側に圧入してかしめる方法や、接着剤による方法を用いることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の斜板式圧縮機において、前記ライナーの一方の縁から他方の縁にかけて開環部を設けたことにより、上記の課題を解決する。ライナーをハウジングにする際に開環部が狭まるため、その反力でハウジング内周面とライナーが密着し、装着が容易となる。ピストン及び回動規制部材はハウジング内を軸方向に往復動するのであるから、軸に平行な開環部がピストンの動きを妨げるおそれはない。請求項３記載の発明は、片頭式の可変容量斜板式圧縮機に本発明の磨耗防止手段を設けたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１、２、４を参照しながら、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る従来の片頭式可変容量斜板式圧縮機の一実施例を示す縦断面図であり、その基本構成は図３と同様であり、同じ要素には同じ参照番号が付されている。略有底円筒形のハウジング２０の開口部に、軸対称に複数個のシリンダボア３１が形成された略円筒形のシリンダブロック３０が結合され、さらにバルブプレート４０を介して各種通気機能を備えたリアブロック５０が結合されて、一体の斜板式圧縮機本体を構成している。ハウジング２０、シリンダブロック３０及びリアブロック５０は、軽量化及び加工の容易さのためアルミニウム系合金で構成されている。この本体の中心軸上に、ハウジング２０底面中央のベアリング２１等と、シリンダブロック３０中央部のベアリング３２を介して駆動軸６０が回転自在に枢支され、不図示の走行装置より回転力の供給を受ける。ハウジング２０内において、駆動軸６０上には側面が曲面状にせり出した環状のヒンジボール６１が遊嵌されている。ヒンジボール６１の側面上には、ヒンジボール６１の側面と補形をなす受け面を有する中央孔を備えた略円形の斜板７０が傾動自在に支持されている。
【００１５】
ハウジング２０内において、斜板７０と駆動軸６０の間には、駆動軸６０の回転を斜板７０に伝達するためのリンク機構８０が設けられている。駆動軸６０上において斜板７０とベアリング２１との間に円板状のフランジ６２が固定され、このフランジ６２上の斜板側に第一のリンクベース部８１が設けられ、斜板の対向する面に第二のリンクベース部８２が設けられ、前記第一のリンクベース部８１と第二のリンクベース部８２の間に直線状の連結アーム８３がピン接合されてこれらを連結している。このリンク機構８０は斜板７０の傾動に追従しながら斜板７０とフランジ６２とを一体として回転させ、駆動軸６０の回転力を斜板７０に伝える。またフランジ６２及び斜板７０の相対向する面において、前記第一・第二のリンクベース部８１，８２と駆動軸６０をはさんで反対の側には第一の支持突起６３と第二の支持突起７１がそれぞれ設けられ、これらの頂部が互いに当接することにより斜板７０の傾動を一定範囲に規制している。駆動軸６０上においてヒンジボール６１とフランジ６２にはさまれた部分の周囲にはコイル状の弾性手段６４が外嵌され、駆動軸６０上のヒンジボール６１の位置を調整している。
【００１６】
図４はシリンダボア３１の各々に装入される円筒形の片頭ピストン９０の右側面図、背面図及び平面図を示す。片頭ピストン９０の摺動部９１がシリンダボア３１の各々に摺動自在に内嵌される。摺動部９１と反対側の端部には、球面状に凹んだ斜板受入部９２が中心軸に対して横向きに設けられている。図３に示されるように、斜板受入部９２が略半球状の一対のシューを介して斜板７０の外周部を摺動・傾動自在に挟持することで片頭ピストン９０が斜板７０の回転に伴う外周部の往復動に追従し、これにより摺動部９１がシリンダボア３１内を往復動し、リアブロック５０内の不図示の弁手段が吸入側・吐出側の冷媒通路を適宜に開閉して、シリンダボア３１における冷媒の吸入・圧縮・吐出が行われる。また本斜板式圧縮機では、リアブロック５０内に設けられた圧力制御弁によりハウジング２０内の空気圧を変えることができ、それにより斜板７０のヒンジボール６１上での傾動範囲を変え、もって片頭ピストン９０のストローク量を変化させて冷媒の吐出容量を増減することができる。また片頭ピストン９０の背面側端部には左右方向へ延びる一対の係止腕９３、９３を設けてあり、これらの係止腕９３、９３の当接面９４、９４が随時にハウジング２０の内周面と当接することにより片頭ピストン９０の左右方向への回動範囲をそれぞれ規制している。片頭ピストン９０はアルミニウム合金からなり、円筒形の素材から切削により成形することができる。各係止腕９３の当接面９４とハウジング２０側の摺動摩擦を減らすため、各当接面９４を鏡面仕上げすることもできる。
【００１７】
前記ハウジング２０の内周面には、シリンダブロック２０の組み付けに先立って図２に示すような鉄製の円筒形のライナー２２が内嵌されている。このライナー２２は、周面の一部が上下に切り開かれた開環部２３となっている。ライナー２２がハウジング２０の内周面に圧入されるとこの開環部２４が狭まり、その反発力によりライナー２２がハウジング２０の内周面に密着し、ハウジング２０の内周面を片頭ピストン９０の当接面９４との摺動摩擦から保護する。従って斜板受入部９２の底と斜板７０外周部の間の摩擦などにより片頭用ピストンが回動付勢されたとしても、回動規制部材である係止腕９３の当接面９４がライナーと当たることにより回動が規制されて異音や振動が防止され、さらに係止腕９３がアルミニウム合金製であるのに対しライナー２２が鉄製であることから摩擦力が減少するとともに、ライナー２２が鉄製であることにより耐摩耗性が向上しているので、摺動部分の磨耗を低減させ、破片による各部の不具合を防止することができる。ライナー２２の高さはハウジング２０の内周面の高さより少し小さい程度、ライナー２２の周壁の厚さは０．１〜０．３ｍｍとすることが好ましい。本実施例のような片頭式の斜板式圧縮機においては、ライナー２２をシリンダブロック２０側が大径となるような円錐台形状としても良い。
【００１８】
上記の実施例において、片頭シリンダ９０の素材はアルミニウム又はアルミニウム系合金のいずれであっても良い。ライナー２０の素材は鉄に限らず、鉄系合金例えばステンレス鋼であっても良い。ライナー２０の装着方法は、圧入に限らず接着剤等の他の方法を用いることもできる。上記の実施例は片頭式の斜板式圧縮機について説明しているが、両頭式の斜板式圧縮機においても、ハウジングを両側のシリンダブロックと別体に構成し、ハウジングの内周面をシリンダボアの周壁の最も外方に位置する部分よりも後退させておき、そこにライナーを内嵌することにより本発明のライナーによる磨耗防止技術を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本出願に係る可変容量斜板式圧縮機は少ない工数によりシリンダの回動による騒音・振動と、ハウジング内周面と回動規制部材の当接面の摺動による磨耗に起因する不具合を防止し、装置の性能を向上しつつ故障を減らすことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係る片頭式の可変容量斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の斜板式圧縮機のライナーの斜視図である。
【図３】従来の片頭式の可変容量斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図４】図１の斜板式圧縮機の片頭シリンダの右側面図、背面図及び平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
２０  ハウジング
２１  ベアリング
２２  ライナー
２３  開環部
３０  シリンダブロック
３１  シリンダボア
３２  ベアリング
４０  バルブプレート
５０  リアブロック
６０  駆動軸
６１  ヒンジボール
６２  フランジ
６３  第一の支持突起
７０  斜板
７１  第二の支持突起
８０  リンク機構
８１  第一のリンクベース部
８２  第二のリンクベース部
８３  連結アーム
９０  片頭ピストン
９１  摺動部
９２  斜板受入部
９３、９３  シュー
９４、９４  係止腕
９５、９５  当接面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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