(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、
この斜板を収容するクランク室と、
前記シャフトに嵌合され、リンク機構を介して前記斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、
前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、
前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部と、
前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部と
を備えていることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記シャフトのスプライン部と軸方向に隣接する位置に設けられ、前記スラストフランジのボス部に圧入される圧入部
を備えていることを特徴とする請求項１記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記シャフトが鉄系材料で形成され、前記スラストフランジがアルミニュウム系材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の可変容量型斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は可変容量型斜板式圧縮機に関し、特にシャフトとスラストフランジとの固定構造に特徴がある可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変容量型斜板式圧縮機として、シャフトと、このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、シャフトに嵌合され、リンク機構を介して斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、クランク室の圧力変化に応じて斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化するものがある。
【０００３】
図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための破断面図である。
【０００４】
スラストフランジ５４０のボス部５４０ａには中心孔５４０ｂが形成されている。
【０００５】
シャフト５０５の一部分（スラストフランジ５４０が嵌合する部分）５０５ａの径はシャフト５０５の他の部分の径よりも大きい。
【０００６】
シャフト５０５に対してスラストフランジ５４０は圧入によって固定されている。シャフト５０５とスラストフランジ５４０との固定部分には回転力と軸力とが作用する。
【０００７】
シャフト５０５とスラストフランジ５４０とはいずれも鉄系材料で形成されているので、両者の熱膨張差による圧入代の低下はほとんどない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シャフト５０５とスラストフランジ５４０とをいずれも鉄系材料で形成すると、圧縮機の重量が重くなり、軽量化の要請に応えられない。
【０００９】
この問題を解消する方法として、スラストフランジをアルミニュウム系材料で形成する方法が考えられる。
【００１０】
図３〜５は可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための図であって、図３はスラストフランジ２４０がシャフト２０５に焼き嵌めによって固定されている状態を示す断面図、図４はスラストフランジ３４０がシャフト３０５に２つのスプリングピン３７０で固定されている状態を示す破断面図、図５はスラストフランジ４４０がシャフト４０５にキー４７１で固定されている状態を示す破断面図である。
【００１１】
図３〜５に示すスラストフランジ２４０，３４０，４４０はいずれもアルミニュウム系材料で形成されている。
【００１２】
図３〜５に示す固定構造によれば、スラストフランジ２４０，３４０，４４０の重量が軽くなる分圧縮機を軽量化することができる。
【００１３】
しかし、それらの固定構造に次のような問題がある。
【００１４】
図３や図４に示す固定構造には、固定部分の軸方向長さが大きくなるので、圧縮機が大型化し、結局軽量化も困難になるという問題がある。
【００１５】
図４や図５に示す固定構造には、スプリングピン３７０やキー４７１を用いるため部品点数が多くなるし、穴３７２や溝４７３の加工も必要になり、製造コストが増すというという問題がある。
【００１６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、低コストで小型・軽量化を図ることができる可変容量型斜板式圧縮機を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、シャフトと、このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、前記シャフトに嵌合され、リンク機構を介して前記斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部と、前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
上述のようにスラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部が、シャフトに設けられているので、シャフトにフロント側への軸力を与えたとき、スラストフランジのボス部のリヤ面はつば部を介して軸力を受ける。
【００１９】
また、スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部が、シャフトに設けられているので、スラストフランジのボス部とシャフトのスプライン部との固定部分、すなわちスプライン嵌合部分に回転力が作用する。
【００２０】
このように回転力が作用する場所と軸力が作用する場所とを分けたので、スラストフランジのボス部とシャフトとの固定部分の軸方向長さを小さくすることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、請求項１記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトのスプライン部と軸方向に隣接する位置に設けられ、前記スラストフランジのボス部に圧入される圧入部を備えていることを特徴とする。
【００２２】
スラストフランジのボス部とシャフトとがより確実に結合されるとともに、芯出し精度が向上し、ガタつきが抑制される。
【００２３】
請求項３記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、請求項１又は２記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトが鉄系材料で形成され、前記スラストフランジがアルミニュウム系材料で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
スラストフランジの重量が軽いので、その分圧縮機が軽量化される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【００２７】
この可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサのシリンダブロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定されている。シリンダブロック１には、シャフト５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。各シリンダボア６内にはピストン７が摺動可能に収容されている。
【００２８】
フロントヘッド４内にはクランク室８が形成され、クランク室８内には斜板１０が収容されている。斜板１０の摺動面１０ａには、コネクティングロッド１１の球体状の一端部１１ａを相対転動可能に支持するシュー５０が、リテーナ５３で保持されている。斜板１０のボス部１０ｂには軸受５５が装着され、リテーナ５３は軸受５５を介して斜板１０のボス部１０ｂに装着され、リテーナ５３は斜板１０に対して相対回転可能である。軸受５５は、ボス部１０ｂに螺合されたナット５４によって抜け止めされている。コネクティングロッド１１の他端部１１ｂはピストン７に固定されている。
【００２９】
シュー５０は、コネクティングロッド１１の一端部１１ａの先端面を相対転動可能に支持するシュー本体５１と、コネクティングロッド１１の一端部１１ａの後端面を相対転動可能に支持するワッシャ５２とで構成されている。
【００３０】
リヤヘッド３には吐出室１２と吸入室１３とが形成されている。吸入室１３は吐出室１２を包囲するように配置されている。リヤヘッド３にはエバポレータ（図示せず）の出口へ通じる吸入口３ａが設けられている。
【００３１】
吸入口３ａの冷媒ガスはリヤヘッド３に形成された吸入通路３９を介して吸入室１３に案内される。吸入通路３９の途中には弁収容空間１３４が設けられ、この弁収容空間１３４には有底円筒状の吸入制御弁３０が摺動可能に収容されている。吸入制御弁３０内にはばね３２が収容されている。吸入制御弁３０の底面部３０ａには、吸入口３ａの冷媒ガスの圧力が開弁方向（弁開度が大きくなる方向）へ作用するとともに、クランク室８から通路６０を介して導入された冷媒ガスの圧力とばね３２の付勢力とが閉弁方向（弁開度が小さくなる方向）へ作用する。
【００３２】
吐出室１２とクランク室８とは通路（図示しない）を介して連通する。この通路の途中にはコントロールバルブ８１が設けられている。熱負荷が小さいとき、コントロールバルブ８１が開弁して通路が開放され、吐出室１２とクランク室８とが連通状態となり、熱負荷が大きいとき、コントロールバルブ８１が閉弁して通路が遮断され、吐出室１２とクランク室８とが非連通状態となる。
【００３３】
吸入室１３とクランク室８とは通路５８を介して連通している。
【００３４】
バルブプレート２には、圧縮室８２と吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリンダボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さえ１８とともにボルト１９により固定されている。ボルト１９は、シリンダブロック１の中央部に形成されためねじ１ｂに螺合されている。
【００３５】
また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック１との間に配設されている。シャフト５のリヤ側の外周面にはシャフトシール９１が装着されている。
【００３６】
ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２４はシャフト５のリヤ側を支持し、シャフト５のフロント側はラジアル軸受２６によって回転可能に支持されている。
【００３７】
シャフト５にはシャフト５の回転を斜板１０に伝達するためのスラストフランジ４０が固定され、このスラストフランジ４０はスラスト軸受３３を介してフロントヘッド４の内壁面に支持されている。スラストフランジ４０と斜板１０とはリンク機構４１を介して連結され、斜板１０はシャフト５と直交する仮想面に対して傾斜可能である。
【００３８】
シャフト５は鉄系材料で、スラストフランジ４０はアルミニュウム系材料でそれぞれ形成されている。シャフト５には圧入部５ａとスプライン部５ｂとが互いに隣接するように形成されている。スプライン部５ｂには転造加工によってスプラインが形成されている。圧入部５ａの外径はスプライン部５ｂの外径と同等か若干大きい。圧入部５ａの圧入代を、圧縮機運転時の熱膨張を考慮したとしてもゼロにならない程度にする。また、圧入部５ａのリヤ側にはつば部６１が装着されている。つば部６１のフロント面はスラストフランジ４０のボス部４０ａのリヤ面に接触している。シャフト５のガタつきを防ぐためにフロント側への軸力（プレロード）をシャフト５に与えたとき、スラストフランジ４０のボス部４０ａのリヤ面はつば部６１を介して軸力を受ける。
【００３９】
斜板１０はヒンジボール９０を介してシャフト５に摺動かつ傾斜可能に装着されている。斜板１０のボス部１０ｂの中心孔には、ヒンジボール９０の球面部９０ａと対応するヒンジボール受面１０ｄが設けられている。このヒンジボール受面１０ｄには、ヒンジボール９０の球面部９０ａが摺動可能に嵌合している。ヒンジボール９０とスラストフランジ４０との間には、巻きばね９３がシャフト５の外周面に巻きつくようにして装着されている。
【００４０】
次に、この可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサの作動を説明する。
【００４１】
図示しない車載エンジンの回転動力はベルト（図示せず）を介してプーリ（図示せず）、シャフト５に常時伝達され、シャフト５の回転力はスラストフランジ４０、リンク機構４１を経て斜板１０に伝達され、斜板１０が回転する。
【００４２】
このときシャフト５の回転力は、スラストフランジ４０のボス部４０ａとシャフト５のスプライン部５ｂとの固定部分に作用する。
【００４３】
斜板１０の回転によりシュー５０が斜板１０のリヤ面１０ａ上を相対回転するので、斜板１０からの回転力はピストン７の直線往復運動に変換される。ピストン７はシリンダボア６内を往復運動し、その結果シリンダボア６内の圧縮室８２の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、斜板１０の傾斜角度に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室１３からシリンダボア６内の圧縮室８２へ低圧の冷媒ガスが吸入され、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室８２から吐出室１２へ高圧の冷媒ガスが吐出される。
【００４４】
熱負荷が小さくなると（クラッチ付きコンプレッサのクラッチオフ相当時）、コントロールバルブ８１が開弁し、吐出室１２からクランク室８へ高圧の冷媒ガスが流出し、クランク室８の圧力は高くなり、斜板１０の傾斜角度が小さくなる。なお、クランク室８から吸入室１３へ流出する冷媒ガスの流れは通路５８の途中のオリフィス（図示せず）で絞られるので、クランク室８の圧力低下は抑制される。
【００４５】
最小ピストンストローク時、冷媒ガスが吸入室１３、圧縮室８２、吐出室１２、通路（吐出室１２とクランク室８とを結ぶ通路）、クランク室８及び通路５８を順次経て再び吸入室１３に戻る。
【００４６】
熱負荷が大きくなると、コントロールバルブ８１が閉弁し、吐出室１２からクランク室８への高圧の冷媒ガスの流入が阻止される。クランク室８内の冷媒ガスは通路５８を通じて吸入室１３に徐々に流出する。したがって、クランク室８の圧力は次第に低くなり、ヒンジボール９０がフロント側へ移動して、斜板１０の傾斜角度が大きくなる。
【００４７】
この実施形態の可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサは次のような効果を奏する。
【００４８】
シャフト５の回転力が作用する場所と軸力が作用する場所とを分けたので、スラストフランジ４０のボス部４０ａとシャフト５との固定部分の軸方向長さを小さくすることができ、圧縮機の小型・軽量化を図ることができる。
【００４９】
また、スラストフランジ４０のボス部４０ａにシャフト５の圧入部５ａが圧入されているので、両者４０，５がより確実に結合されるとともに、芯出し精度が向上し、ガタつきも抑制されて騒音が小さくなる。
【００５０】
更に、スプリングピン３７０やキー４７１を用いないので、部品点数も多くならず、穴加工等も不要になり、製造コストを抑えることができる。
【００５１】
図２はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
第１実施形態ではスプライン部５ｂと圧入部５ａとを互いに隣接させただけであるが、第２実施形態ではスプライン部１０５ｂの両側に圧入部１０５ａ，１０５ｃを形成した。
【００５３】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様に圧縮機の小型・軽量化を図ることができるとともに、圧入部１０５ａ，１０５ｃがスプライン部１０５ｂの両側に位置するので、芯出し精度が更に向上し、シャフト１０５のガタつきを抑制して騒音をより小さくすることができる。
【００５４】
なお、上述の各実施形態ではスラストフランジ４０のボス部４０ａのリヤ面に接触するつば部６１をシャフト５，１０５とは別の独立部品で構成したが、変形例として、つば部６１をシャフト５，１０５と一体に設ける構成にしてもよい。例えばシャフト５，１０５に段差を設ける。
【００５５】
また、上述の各実施形態では可変容量型斜板式圧縮機としていわゆる片斜板式圧縮機を一例として示したが、本願発明の可変容量型斜板式圧縮機には揺動板式圧縮機なども含まれ、揺動板式圧縮機に本願発明を適用することもできる。この場合揺動板式圧縮機の揺動板は本願発明の斜板に相当する。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、低コストで圧縮機の小型・軽量化を図ることができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、スラストフランジのボス部とシャフトとをより確実に結合させることができるとともに、芯出し精度を向上させ、ガタつきを抑制して騒音を小さくすることができる。
【００５８】
請求項３記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、圧縮機をより一層軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図２はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【図３】図３はスラストフランジがシャフトに焼き嵌めによって固定されている状態を示す断面図である。
【図４】図４はスラストフランジがシャフトに２つのスプリングピンで固定されている状態を示す破断面図である。
【図５】図５はスラストフランジがシャフトにキーで固定されている状態を示す破断面図である。
【図６】図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための破断面図である。
【符号の説明】
５，１０５  シャフト
５ａ，１０５ａ，１０５ｃ  圧入部
５ｂ，１０５ｂ  スプライン部
７  ピストン
８  クランク室
１０  斜板
４０  スラストフランジ
４０ａ  スラストフランジのボス部
４１  リンク機構
６１  つば部
【図１】
0004329053.tif 000002
【図２】
0004329053.tif 000003
【図３】
0004329053.tif 000004
【図４】
0004329053.tif 000005
【図５】
0004329053.tif 000006
【図６】
0004329053.tif 000007