(57)【要約】【課題】斜板ボス部と駆動軸との接触部構造の簡単な改良にて、斜板傾斜角が変わるときのピストントップの位置を最適にコントロール可能な斜板式可変容量圧縮機の提供。【解決手段】斜板を駆動軸に軸方向に移動可能に接触させる斜板ボス部を有する斜板式可変容量圧縮機において、斜板ボス部の駆動軸に対面する内面の形状を、斜板ボス部の駆動軸への接触部における接触点が斜板の傾斜角の変化に応じて斜板の軸方向に２点以上に変化するように形成したことを特徴とする斜板式可変容量圧縮機。【選択図】図１
2009293479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室内に延在し回転駆動される駆動軸と、該駆動軸に固定されたロータと、該ロータに変角機構を介して前記駆動軸に対する傾斜角を可変可能に連結された斜板と、該斜板を前記駆動軸に該駆動軸の軸方向に移動可能に接触させる斜板ボス部とを有し、前記駆動軸の回転運動を前記斜板を介してピストンの往復動に変換し、前記斜板の傾斜角の変化によって前記ピストンのストロークを変化させ圧縮容量を変化させるようにした斜板式可変容量圧縮機において、前記斜板ボス部の前記駆動軸に対面する内面の形状を、前記斜板ボス部の前記駆動軸への接触部における接触点が前記斜板の傾斜角の変化に応じて斜板の軸方向に２点以上に変化するように形成したことを特徴とする斜板式可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記接触点部分を形成する前記斜板ボス部内面部分が、Ｒ形状に形成されている、請求項１に記載の斜板式可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記Ｒ形状に形成されている接触点部分が、斜板ボス部内面自体によって形成されている、請求項２に記載の斜板式可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記Ｒ形状に形成されている接触点部分が、斜板ボス部内面上に設けられ駆動軸への対面側に円弧形状部を有する部材によって形成されている、請求項２に記載の斜板式可変容量圧縮機。
【請求項５】
前記斜板ボス部および前記駆動軸の少なくとも一方に両者間の摺動抵抗を低減する表面処理が施されている、請求項１〜３のいずれかに記載の斜板式可変容量圧縮機。
【請求項６】
前記斜板ボス部の前記駆動軸への接触部における接触点が、前記ピストンが最大ストロークのときにピストントップクリアランスが最小になるように、ピストンストロークが小さくなるに従いピストントップクリアランスが増加するように、設定されている、請求項１〜５のいずれかに記載の斜板式可変容量圧縮機。
【請求項７】
車両用空調装置に用いられる、請求項１〜６のいずれかに記載の斜板式可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式可変容量圧縮機に関し、とくに、斜板ボス部と駆動軸との接触部の構造を改良した斜板式可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の冷媒回路等において、斜板式可変容量圧縮機が使用されている。斜板式可変容量圧縮機は、例えば図７、図８にピストンストローク最大時近傍と最小時近傍の状態を例示するように、クランク室１０１内に延在し回転駆動される駆動軸１０２と、該駆動軸１０２に固定されたロータ１０３と、該ロータ１０３に変角機構１０４（例えば、ヒンジ機構）を介して駆動軸１０２に対する傾斜角を可変可能に連結された斜板１０５と、該斜板１０５を駆動軸１０２に該駆動軸１０２の軸方向に移動可能に接触させる斜板ボス部１０６とを有しており、駆動軸１０２の回転運動を、駆動軸１０２とともに回転される斜板１０５、斜板１０５に摺接される一対のシュー１０７を介してピストン１０８の往復動に変換し、斜板１０５の傾斜角の変化によってピストン１０８のストロークを変化させ圧縮容量を変化させるように構成されている。
【０００３】
このような斜板式可変容量圧縮機においては、図９に図７のＡ部を拡大して示すように、斜板ボス部１０６の駆動軸１０２への接触点１０９は１点のみとされ、この接触点１０９を中心にして斜板１０５の傾斜角が変化される。この接触点１０９は駆動軸１０２の表面上を軸方向に移動する。
【０００４】
昨今、例えば自動車の低燃費化に伴い、車両用空調装置における圧縮機の高効率化が重要課題となっている。可変容量タイプの圧縮機が使用される場合、ピストン最大ストローク時での効率だけでなく、容量制御域での効率も重要である。容量制御域での効率を制御する重要なファクタのひとつがピストントップクリアランスである。圧縮機の体積効率を向上させるためには、ピストントップクリアランスは小さい方が良いが、圧縮機を駆動する力を小さくするためには、ピストントップクリアランスを大きくした方がよい場合がある。したがって、容量制御域で、ピストントップクリアランスを適切にコントロールする設計手法が求められることとなる。
【０００５】
このような要望を満たすために、上記変角機構（ヒンジ機構）における長孔の形状を適切な曲線形状に設定することにより、斜板傾斜角最大時に最もピストントップクリアランスが小さくなり、斜板傾斜角が小さい領域でピストントップクリアランスが大きくなるようしした斜板式可変容量圧縮機が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６３−２０５４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記図７〜図９に示したような斜板式可変容量圧縮機では、斜板ボス部１０６と駆動軸１０２とは１点で接触しており、この接触点１０９が駆動軸１０２の軸方向に移動しながら、この接触点１０９を中心に斜板１０５の傾斜角が変化するようになっている。斜板角度が変わることによりピストンストロークが変化するとき、ピストントップ位置も、微小に変化する。ピストン押しのけ容積に対するピストントップクリアランスに対応するデッドボリュームの比は、ピストンストロークが小さい程大きくなるので、容量制御運転時にはピストントップ位置の変化が微小であっても体積効率や消費動力が大きく変わってしまうことになる。上記のような従来の斜板ボス部１０６と駆動軸１０２との接触方法では、ピストントップの位置は限定されてしまい、容量制御運転時のデッドボリューム（つまり、ピストントップクリアランス）を自由に設定することはできない。
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、ヒンジ機構部の加工や設計が比較的難しくなり、構造の複雑化や製造コストの上昇を招く。
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、斜板ボス部と駆動軸との接触部構造の簡単な改良にて、安価に、ピストンが最大ストロークの場合から最小ストロークの場合まで性能を適切に制御できるように、斜板傾斜角が変わるときのピストントップの位置（ピストントップクリアランスの大きさ）を最適にコントロールできるようにした斜板式可変容量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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る斜板式可変容量圧縮機は、クランク室内に延在し回転駆動される駆動軸と、該駆動軸に固定されたロータと、該ロータに変角機構を介して前記駆動軸に対する傾斜角を可変可能に連結された斜板と、該斜板を前記駆動軸に該駆動軸の軸方向に移動可能に接触させる斜板ボス部とを有し、前記駆動軸の回転運動を前記斜板を介してピストンの往復動に変換し、前記斜板の傾斜角の変化によって前記ピストンのストロークを変化させ圧縮容量を変化させるようにした斜板式可変容量圧縮機において、前記斜板ボス部の前記駆動軸に対面する内面の形状を、前記斜板ボス部の前記駆動軸への接触部における接触点が前記斜板の傾斜角の変化に応じて斜板の軸方向に２点以上に変化するように形成したことを特徴とするものからなる。
【００１０】
このような斜板式可変容量圧縮機においては、斜板ボス部の内面形状が改良されて、斜板ボス部と駆動軸との接触点が２点もしくはこれ以上となるように設定され、ピストンストロークが大きいときと、ピストンストロークが小さいときの斜板ボス部と駆動軸との接触点が、複数の接触点間で切り替えられる。この接触点の切替により、ピストントップ位置を決める自由度が増し、例えば、上記斜板ボス部の駆動軸への接触部における接触点を、ピストンが最大ストロークのときにピストントップクリアランスが最小になるように、ピストンストロークが小さくなるに従いピストントップクリアランスが増加するように、設定することが可能になり、目標とする望ましい圧縮機の特性が容易に得られるようになる。
【００１１】
この本発明に係る斜板式可変容量圧縮機においては、上記接触点部分を形成する上記斜板ボス部内面部分が、Ｒ形状に形成されている構成を採ることができる。接触点部分がＲ形状に形成されることにより、上記複数の接触点間での切替を可能としつつ、各接触点での円滑な斜板の傾斜角変化、各接触点の耐磨耗性の向上等が達成される。このＲ形状に形成されている接触点部分のＲ中心は、例えば斜板の回転中心となるように設定することができる。
【００１２】
また、上記Ｒ形状に形成されている接触点部分は、斜板ボス部内面自体によって形成されている構成とすることもできるし、斜板ボス部内面上に設けられ駆動軸への対面側に円弧形状部を有する部材によって形成されている構成を採用することもできる。円弧形状部を有する部材は、例えば、円筒面を有するコロ状部材や、球面を有するボール状部材で構成することが可能であり、これらの部材を複数の接触点に対応する複数箇所で、斜板ボス部内面上に保持させればよい。
【００１３】
また、本発明に係る斜板式可変容量圧縮機においては、上記斜板ボス部および上記駆動軸の少なくとも一方に両者間の摺動抵抗を低減する表面処理が施されていることも好ましい。このような表面処理が施されていると、斜板ボス部は駆動軸上を軸方向により円滑に摺動移動できるようになる。このような表面処理として、例えば”テフロン”（登録商標）コーティングを採用できる。
【００１４】
また、上記斜板ボス部の駆動軸への接触部における複数の接触点の斜板軸方向における設定位置は、圧縮機の要求性能に応じて決定すればよいが、上述の如く、ピストンが最大ストロークのときにピストントップクリアランスが最小になるように、ピストンストロークが小さくなるに従いピストントップクリアランスが増加するように、設定されていることが好ましい。これによって、ピストン最大ストローク時には、ピストン押しのけ容積に対するピストントップクリアランスに対応するデッドボリュームの比率を小さくして圧縮機の体積効率を向上することができ、ピストンストロークがピストン最大ストローク時よりは小さくなる容量制御運転時には、ピストントップクリアランスを適切に大きくして、圧縮機駆動のための消費動力を低減することが可能になる。
【００１５】
このような本発明に係る斜板式可変容量圧縮機は、あらゆる用途に使用可能であるが、とくに、車両の低燃費化が求められ、それに伴って圧縮機の高効率化、消費動力の低減が求められる車両用空調装置に用いられて好適なものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る斜板式可変容量圧縮機によれば、斜板ボス部と駆動軸との接触点が斜板の傾斜角に応じて複数の接触点間で切り替えられるようにしたので、簡単で容易に実施可能な構造により、ピストン最大ストローク時には、圧縮機の最大能力を引き出すためにピストントップクリアランスを極力小さくし、容量制御域では、圧縮機駆動力を小さくするために、ピストンストロークが小さくなるに従い、ピストントップクリアランスが大きくなるように設定することが可能になり、圧縮機の高効率化、圧縮機の消費動力低減が可能になる。また、斜板ボス部と駆動軸の接触点が複数になることで、斜板ボス部と駆動軸間の磨耗も軽減され、耐久性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図４は。本発明の第１実施態様に係る斜板式可変容量圧縮機を示しており、図１はピストン最大ストローク近傍の状態、図２はピストン最小ストローク近傍の状態をそれぞれ示している。図１、図２において、斜板式可変容量圧縮機１は、クランク室２内に延在し回転駆動される駆動軸３と、駆動軸３に固定されたロータ４と、ロータ４に変角機構５を介して駆動軸３に対する傾斜角を可変可能に連結された斜板６と、斜板６を駆動軸３に駆動軸軸方向に移動可能に接触させる斜板ボス部７とを有しており、駆動軸３の回転運動が駆動軸３とともに回転される斜板６と斜板６に摺接される一対のシュー８を介してピストン９の往復動に変換され、斜板６の駆動軸３に対する傾斜角の変化によりピストン９のストロークが変化されて圧縮容量が変化されるようになっている。
【００１８】
この斜板式可変容量圧縮機１において、斜板ボス部７の駆動軸３に対面する内面の形状が、斜板ボス部７の駆動軸３への接触部における接触点１０ａ、１０ｂが斜板６の傾斜角の変化に応じて駆動軸３の表面に順次接触するように形成されている。図示例では、斜板ボス部７の駆動軸３への接触部における接触点は、斜板６の傾斜角の変化に応じて、斜板６の軸方向１１に配置された２点の接触点１０ａ、１０ｂ間で変化するようになっているが、３点以上の複数の接触点間で変化するようにしてもよい。つまり、図示例では、図１に示したピストン最大ストローク近傍の状態における、図１のＡ部を拡大して図３に示すように、ピストン最大ストローク近傍の状態では、一方の接触点１０ａのみが、斜板ボス部７の駆動軸３への接触部における接触点として機能し、接触点１０ｂは駆動軸３には接触していない。こちら側の接触点１０ａを基準に斜板ボス部７および斜板６を傾斜させることにより、斜板６の傾斜角は、傾斜角増大方向により大きく傾斜可能となり、その分、ピストントップクリアランス、つまり、ピストントップ位置におけるデッドボリュームが小さくされる。その結果、ピストン押しのけ容積に対するピストントップクリアランスに対応するデッドボリュームの比率が小さくなり、圧縮機１の最大能力を引き出すために、圧縮機１の体積効率（圧縮効率）が向上される。
【００１９】
一方、図２に示したピストン最小ストローク近傍の状態における、図２のＢ部を拡大して図４に示すように、斜板６の傾斜角が小さくなる方向の変化に伴い、図３において駆動軸３への接触点として機能していた接触点１０ａは駆動軸３の表面から離れ、代わりに接触点１０ｂが駆動軸３に接触し、斜板ボス部７の駆動軸３への接触部における接触点として機能する。つまり、ピストン最小ストローク近傍状態から、より斜板６の傾斜角が小さくなる方向に変化された容量制御域においては、駆動軸３への接触点が接触点１０ａから接触点１０ｂに自動的に変化する。こちら側の接触点１０ｂを基準に斜板ボス部７および斜板６を傾斜させることにより、斜板６の傾斜角の傾斜中心が若干、反ピストントップ側にシフトされるので、その分、ピストントップクリアランス、つまり、ピストントップ位置におけるデッドボリュームが大きくなる。その結果、ピストン押しのけ容積に対するピストントップクリアランスに対応するデッドボリュームの比率が大きくなり、圧縮機１の駆動に要する動力が低下され、圧縮機１の消費動力が低減される。この圧縮機１の消費動力の低減は、車載装置にあっては車両の燃費改善に寄与できる。
【００２０】
また、上記のように斜板ボス部７と駆動軸３の接触点が複数になり、斜板６の傾斜角に応じてそのときに利用される接触点が自動的に変更されることで、斜板ボス部７と駆動軸３間の磨耗が軽減され、この部位の耐久性を向上することも可能になる。さらに、前述の斜板ボス部７および駆動軸３の少なくとも一方への、摺動抵抗低減のための表面処理も、より円滑な摺動移動の加えて、上記の部位の耐久性向上に寄与できる。
【００２１】
図５および図６は。本発明の第２実施態様に係る斜板式可変容量圧縮機２０のピストン最大ストローク近傍の状態を示している。本実施態様では、前記第１実施態様に比べ、斜板ボス部の駆動軸への複数の接触点部分が、斜板ボス部内面自体によって形成されているのではなく、斜板ボス部２１の内面上に設けられた、駆動軸３への対面側に円弧形状部を有する、斜板ボス部２１とは別の接触点形成部材２２ａ、２２ｂによって形成されている。その他の構成については、前記第１実施態様に準じるので、図１に示した部材に相当する部材に図１に付したのと同じ符号を付すことにより説明を省略する。図示例では、接触点形成部材２２ａ、２２ｂは、円筒面を有するコロ状部材に形成されており、これらコロ状部材からなる接触点形成部材２２ａ、２２ｂが、斜板ボス部２１の内面上に形成された溝または凹部内に挿入、保持されている。
【００２２】
このような構成においては、接触点形成部材２２ａ、２２ｂの駆動軸３への対面側（接触側）が確実に所定のＲ形状に形成されるので、斜板６の傾斜角変化に伴う接触点の変化がより円滑に行われ得る。また、接触点形成部材２２ａ、２２ｂが転動可能なコロ状部材からなることにより、斜板ボス部２１と駆動軸３間の相対移動がより容易になり、摺動（移動）抵抗がより低減されて、この部位の耐磨耗性の向上が可能である。
【００２３】
なお、以上の実施態様は、駆動軸とともに回転される斜板に対し、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斜板式可変容量圧縮機に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、斜板に対し相対回転されるが自身の回転は阻止された揺動板を有し、その揺動板にピストンを連結して、斜板の回転運動をピストンの往復動へと変換する、いわゆる揺動板式の可変容量圧縮機にも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る斜板式可変容量圧縮機は、あらゆる用途に使用可能であり、とくに、車両用空調装置の冷媒回路に用いられて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施態様に係る斜板式可変容量圧縮機のピストン最大ストローク近傍の状態を示す要部縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機のピストン最小ストローク近傍の状態を示す要部縦断面図である。
【図３】図１の圧縮機状態のＡ部の拡大断面図である。
【図４】図２の圧縮機状態のＢ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施態様に係る斜板式可変容量圧縮機のピストン最大ストローク近傍の状態を示す要部縦断面図である。
【図６】図５の圧縮機状態のＣ部の拡大断面図である。
【図７】従来の斜板式可変容量圧縮機のピストン最大ストローク近傍の状態を示す要部縦断面図である。
【図８】図７の圧縮機のピストン最小ストローク近傍の状態を示す要部縦断面図である。
【図９】図７の圧縮機状態のＡ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２０  斜板式可変容量圧縮機
２  クランク室
３  駆動軸
４  ロータ
５  変角機構
６  斜板
７  斜板ボス部
８  シュー
９  ピストン
１０ａ、１０ｂ  接触点
１１  斜板の軸方向
２１  斜板ボス部
２２ａ、２２ｂ  接触点形成部材
【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】
2009293479.tif 000009
【図８】
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【図９】
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