(57)【要約】【課題】ピストン自転阻止部とハウジング間の摩擦力の発生を回避しつつ、さらに斜板からピストン頚部への動力伝達部における摩擦とその摩擦による損失を大幅に低減することが可能な新規な機構を備えた斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】斜板とピストンの間に相対回転許容機構を有するとともに、ピストンの自転阻止機構を有する斜板式圧縮機において、斜板の外縁部にベアリングを設け、該ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、相対回転許容機構および自転阻止機構をともに構成したことを特徴とする斜板式圧縮機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸とともに回転される斜板の回転運動をピストンの往復動に変換するために、斜板とピストンの間に相対回転許容機構を有するとともに、ピストンの自転阻止機構を有する斜板式圧縮機において、斜板の外縁部にベアリングを設け、該ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、前記相対回転許容機構および自転阻止機構をともに構成したことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記ピストンの頸部の反ベアリング側の面はハウジングに対し非接触状態とされている、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記ベアリングの内輪が斜板の外縁部に嵌着されている、請求項１または２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
固定容量圧縮機からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
可変容量圧縮機からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項６】
車両用空調装置に用いられる、請求項１〜５のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式圧縮機に関し、とくに、斜板の回転運動をピストンの往復動に変換する機構部分の新規な構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板式圧縮機においては、駆動軸とともに回転される斜板の回転運動がピストンの往復動に変換されるが、この運動変換の際に、斜板とピストンの間には相対回転許容機構が必要になるとともに、シリンダボア内に往復動自在に挿入されたピストンに対してはその自転を阻止する機構が必要となる。斜板とピストンの間の相対回転許容機構としては、例えば、斜板の外周部における両側面に摺接される一対のシューを介して、斜板の回転運動をピストンの往復動に変換する機構が知られており、ピストンの自転阻止機構としては、例えば、ピストンの頸部の圧縮機径方向外側の面をハウジングの内面に対して摺動させ、ピストン全体の往復動を許容しつつその頸部にてピストンの自転を阻止する機構が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、図４に示すように、斜板式圧縮機１０１において、駆動軸１０２とともに回転される斜板１０３がクランク室１０４内に配置され、斜板１０３の回転運動が、斜板１０３に摺接される一対のシュー１０５を介して、ピストン１０６の往復動に変換されるようになっている。ピストン１０６は、シリンダボア１０７内に往復動自在に挿入されており、ピストン１０６の頸部１０８の圧縮機径方向外側の面を形成する部分が自転阻止部１０９に構成されて、ハウジング１１０の内面に対して摺動されることにより、ピストン１０６の自転が阻止されている。
【特許文献１】特開２０００−９７１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような従来のピストン自転阻止機構では、ピストン頸部１０８とハウジング１１０の内面との間の摺動に関して、次のような問題を引き起こすおそれがある。すなわち、圧縮機１０１の１回転中には、ピストン頸部１０８の自転阻止部１０９とハウジング１１０の内面との間の摺動速度が零になる時が２回ある（ピストン上死点と下死点に対応する時）。このように摺動速度が低いと、両者間に潤滑油等による流体潤滑状態は形成しにくく（潤滑油膜切れの問題が発生しやすく）、固体同士の接触摩擦が起こりやすくなる。このような固体接触摩擦が発生すると、摩擦抵抗の増大の原因になるとともに、両者間に摩耗を引き起こすおそれが残る。特許文献１には、ピストン頸部が摺動されるハウジング内面の改良構造が示されているが、この改良構造は専らハウジングの生産性向上と軽量化に寄与するのみで、ピストン頸部との摺動抵抗低減には寄与していない。また、ピストン側、つまり、一対のシューと斜板との間の摺動摩擦については、依然として上記のような問題が残されている。さらにこの部分の摩擦が大きいと、動力損失が大きくなり、圧縮機駆動動力の損失の増大を招くことになる。
【０００５】
そこで本発明の課題は、上記のような従来構造における問題点に着目し、ピストン自転阻止部とハウジング間の摩擦力の発生を回避しつつ、さらに斜板からピストン頚部への動力伝達部における摩擦とその摩擦による損失を大幅に低減することが可能な新規な機構を備えた斜板式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る斜板式圧縮機は、駆動軸とともに回転される斜板の回転運動をピストンの往復動に変換するために、斜板とピストンの間に相対回転許容機構を有するとともに、ピストンの自転阻止機構を有する斜板式圧縮機において、斜板の外縁部にベアリングを設け、該ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、前記相対回転許容機構および自転阻止機構をともに構成したことを特徴とするものからなる。
【０００７】
すなわち、斜板の外縁部に設けたベアリングにより、従来の斜板からピストン頚部への動力伝達のための摺動（摺接）機構を廃止し、転がりを介した動力伝達機構に変えたものである。したがって、この部分での摺動摩擦は無くなり、転がり摩擦となるので、摩擦力、摩擦損失が大幅に低減されるとともに、潤滑油膜切れの問題も無くなり、良好な潤滑状態が自然に維持されることとなる。また同時に、ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、ピストンの自転を阻止することが可能になるので、従来のピストン頚部の外面側に形成していた、ハウジング内面との摺動による自転阻止部を廃止することが可能になり、ハウジング内面との間の摺動に起因して発生するおそれのあった問題をすべて回避することが可能になる。
【０００８】
このような本発明に係る斜板式圧縮機においては、上記ピストンの頸部の反ベアリング側の面はハウジングに対し非接触状態とされていることが好ましい。このピストンの頸部の外面側は、従来機構ではハウジング内面との摺動面を形成しており、それによってピストンの自転を阻止していたものであるが、このピストン頸部面をハウジングに対し非接触状態とすることにより、この部分で発生していた摺動摩擦を完全に回避でき、それに伴って発生していた潤滑油膜切れ等の問題も完全に回避できる。
【０００９】
また、上記ベアリングの内輪が斜板の外縁部に嵌着されている構造を採用することができる。原理的には内輪無しの機構も可能であるが、内輪を備え、その内輪が斜板の外縁部に嵌着されている構造とすることにより、ベアリングを部品として取り扱いやすくなるとともに、ベアリングの装着状態を安定して所望の状態に維持できるようになる。
【００１０】
また、本発明に係る斜板式圧縮機は、斜板の傾斜角が一定の固定容量圧縮機、斜板の傾斜角が可変の可変容量圧縮機のいずれにも適用できる。
【００１１】
このような本発明に係る斜板式圧縮機の使用態様についてはとくに限定しないが、車両の燃費低減のために駆動動力の低減と、長期間にわたって優れた耐久性とが求められる車両用空調装置に用いられてとくに好適なものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る斜板式圧縮機によれば、斜板の外縁部にベアリングを設けて、斜板とピストンとの間の相対回転許容機構とピストンの自転阻止機構をともに構成できるようにしたので、従来機構のようにハウジングとの間の摺動を利用することなく、したがって、ハウジングとの間に自転阻止のための摩擦抵抗を発生させることなくピストンの自転を阻止することができ、かつ、斜板の回転運動をベアリングの転がりを介してピストンの往復動に変換し、従来の摺動機構に比べ大幅に摩擦抵抗を低減でき、これらの部分全体として、良好な潤滑状態を維持して優れた作動状態、耐久性を達成しつつ、摩擦損失を大幅に低減して圧縮機の動力損失を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機の斜板とピストンの係合状態を示している。斜板式圧縮機全体の基本構成は、図４に示した従来の構造と同じであるので、ここでは本発明による改良部である斜板とピストンの係合について説明する。
【００１４】
図１において、１は斜板を示しており、２はピストンを示している。斜板１の外縁部にはベアリング３が設けられており、本実施態様では、ベアリング３は、外輪４と内輪５の間に、周方向に多数のコロ６（円筒または円柱状のコロ）を配列したものに構成されている。このベアリング３の内輪５が斜板１の外縁部に嵌着（例えば、圧入）されて、ベアリング３が斜板１に対し所定の位置に固定されており、この状態で外輪４は自由に極めて小さい抵抗をもって回転できるようになっている。このベアリング３の外輪４はピストン２の頸部７の内面に当接されるようになっている。
【００１５】
上記のようにベアリング３が外縁部に嵌着された本発明における斜板１（図２（Ａ））と、従来の図４に示したような単なる円板構造の斜板１０３（図２（Ｂ））とを、比較して図２に示す。従来構造では、斜板１０３の外周部における両側面が一対のシュー１０５（図４に図示）との摺接面となっており、この摺接を介して斜板１０３の回転運動がピストン１０６（図４に図示）の往復動に変換されていたが、本実施態様では、回転される斜板１に対して、ベアリング３の外輪４が自由に相対回転できるので、この相対回転許容機構を介して、斜板１の回転運動がピストン２の往復動に変換される。
【００１６】
また、従来の図４に示したようなハウジング１１０の内面との摺動によるピストン頸部１０８の自転阻止部１０９を備えたピストン１０６（図３（Ｂ））と、本発明におけるピストン２（図３（Ａ））とを、比較して図３に示す。従来構造では、ピストン１０６の自転阻止のためにピストン頸部１０８にハウジング１１０の内面と摺動する自転阻止部１０９を形成する必要があったが、本実施態様では、このような自転阻止部をピストン頸部７に設ける必要はなく、ピストン頸部７の内面に当接するベアリング３の外輪４によって、ピストン２の自転が阻止される。したがって、斜板１の外縁部にベアリング３を備えることによって、斜板１とピストン２の間の相対回転許容機構と、ピストン１の自転阻止機構がともに構成されることになっている。
【００１７】
このように、上記実施態様では、従来の斜板からピストン頚部への動力伝達のための摺動（摺接）機構を廃止でき、ベアリング３の転がりを介した動力伝達を行うことができ、この部分での摺動摩擦が無くなって転がり摩擦となるので、摩擦力、摩擦損失が大幅に低減される。また、転がり摩擦であるから、潤滑油膜切れの問題も実質的に無くなり、良好な潤滑状態が自然に維持されることになる。また同時に、ベアリング３の外輪４とピストン頸部７の内面との当接により、ピストン１の自転阻止機構が構成されるので、従来のハウジング内面との摺動による自転阻止部をピストン頸部に設けることが不要になり、ハウジング内面との間の摺動に起因する問題がすべて回避される。さらに、ピストン頸部７を薄肉化できるので、ピストン２の軽量化、ひいては圧縮機全体の軽量化にも寄与できることとなる。
【００１８】
なお、本発明においては、ベアリングの外縁部とピストン頸部との間の摩擦摩耗低減のため、ベアリング外縁部は外側に膨らむ外Ｒ形状とし、ピストン頸部の摺接面は、その外Ｒ形状に対応する、内側に凹んだ内Ｒ形状としてもよく、加えて、同様の目的で、これらＲ形状面の少なくとも一方に適当な表面処理を施しておいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明に係る斜板式圧縮機は、斜板を備えたあらゆるピストン式圧縮機に適用可能であり、とくに、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機の斜板とピストンの係合状態を示す斜視図である。
【図２】図１の斜板（Ａ）と従来の斜板（Ｂ）の平面図である。
【図３】図１のピストン（Ａ）と従来のピストン（Ｂ）の斜視図である。
【図４】従来の斜板式圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  斜板
２  ピストン
３  ベアリング
４  外輪
５  内輪
６  コロ
７  ピストンの頸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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