(57)【要約】【課題】高い耐久性の下、斜板の連れ回りによる動力損失を防止可能な斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の斜板式圧縮機は、斜板２２が回転板１７との間に駆動軸１３の回転運動を回避するスラスト軸受２０及びラジアル軸受２１を有している。斜板２２は周面を凹設させた凹部２２ｅを有し、ピストン１４は凹部２２ｅに嵌合している。これによって、斜板２２とピストン１４とは、互いに係合し、斜板２２が回り止めされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアを有するハウジングと、該ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、該シリンダボア内に往復動可能に収納されたピストンと、該駆動軸と該ピストンとの間に設けられ、該駆動軸の回転運動で自己の表面を揺動させる斜板と、該斜板の前後の表面と該ピストンの座面との間に設けられ、該斜板の揺動運動を該ピストンの往復動に変換する対をなすシューとを備え、
前記斜板は前記駆動軸の回転運動を回避する軸受を有し、
該斜板と前記ピストンとは、互いに係合して該斜板を回り止めしていることを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記駆動軸と前記斜板との間には、該斜板との間に前記軸受が設けられた回転板を備えている請求項１記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記斜板は周面を凹設させた凹部を有し、前記ピストンは該凹部に嵌合している請求項１又は２記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記斜板は周面を突出させる凸部を有し、前記ピストンは該凸部に嵌合している請求項１又は２記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記斜板は前記駆動軸に対して軸直角の仮想面となす傾斜角を変更可能に構成され、前記ピストンには一対の前記シュー及び前記凸部を案内する球面状の案内部が形成されている請求項４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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１開示の斜板式圧縮機が開示されている。この圧縮機は、シリンダブロックとフロントハウジングとリヤハウジングとによりハウジングが構成されており、シリンダブロックには複数個のシリンダボアが貫設されている。リヤハウジングには弁ユニットを介して各シリンダボアと連通する吸入室及び吐出室が形成されている。また、フロントハウジングとシリンダブロックとによりクランク室が形成され、フロントハウジングには駆動軸が回転可能に支承されている。また、各シリンダボア内にはピストンが往復動可能に収納されており、各ピストンはそれぞれシリンダボア内に圧縮室を形成している。
【０００３】
クランク室内では駆動軸と同期回転するブッシュが設けられており、ブッシュには駆動軸の軸線に対して傾斜した軸線をもつ円柱状の周面が形成されている。このブッシュの周面にはラジアル軸受を介して斜板が設けられている。また、斜板の前後の表面と各ピストンの座面との間には対をなすシューが設けられている。各シューは略半球状をなしている。斜板には各シューをその平面側で収納可能な凹部が形成されている。
【０００４】
この圧縮機では、駆動軸の駆動に伴ってブッシュが回転すると、ラジアル軸受の作用により斜板は揺動運動のみを行うこととなる。斜板の揺動運動はシューによってピストンの往復動に変換され、これにより吸入室から圧縮室内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮された後、吐出室へ吐出される。この間、この圧縮機では、ブッシュと斜板との間にラジアル軸受が設けられ、かつシューを斜板の凹部に収納しているため、斜板がブッシュとともに回転しようとするいわゆる連れ回りを防止することが可能になっている。こうして、この圧縮機では、動力損失を防止している。
【０００５】
また、特許文献２開示の圧縮機も開示されている。この圧縮機は、クランク室内に駆動軸と同期回転するカム部材が設けられており、カム部材には駆動軸の軸線に対して傾斜した軸線をもつ円柱状の周面が形成されている。カム部材の背面及び周面にはそれぞれスラスト軸受及びラジアル軸受を介して斜板が設けられている。斜板には板状の回り止め部材が２個のネジによって固定されており、回り止め部材には各シューをその平面側で収納可能な切り欠きが形成されている。他の構成は特許文献１開示の圧縮機と同様である。
【０００６】
この圧縮機においても、駆動軸の駆動に伴ってカム部材が回転すると、スラスト軸受及びラジアル軸受の作用により斜板は揺動運動のみを行うこととなる。斜板の揺動運動はシューによってピストンの往復動に変換される。この間、この圧縮機では、カム部材と斜板との間にスラスト軸受及びラジアル軸受が設けられ、かつ斜板に固定した回り止め部材の切り欠きにシューを収納しているため、斜板がカム部材とともに回転しようとする連れ回りを防止することが可能になっている。他の作用は特許文献１開示の圧縮機と同様である。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５９７２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記両圧縮機は、薄肉であるシューの周縁が凹部や切り欠きに干渉しやすく、シューや斜板又は回り止め部材の変形による耐久性が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、高い耐久性の下、斜板の連れ回りによる動力損失を防止可能な斜板式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の斜板式圧縮機は、シリンダボアを有するハウジングと、該ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、該シリンダボア内に往復動可能に収納されたピストンと、該駆動軸と該ピストンとの間に設けられ、該駆動軸の回転運動で自己の表面を揺動させる斜板と、該斜板の前後の表面と該ピストンの座面との間に設けられ、該斜板の揺動運動を該ピストンの往復動に変換する対をなすシューとを備え、
前記斜板は前記駆動軸の回転運動を回避する軸受を有し、
該斜板と前記ピストンとは、互いに係合して該斜板を回り止めしていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧縮機では、ピストンがシリンダボア内を往復動して駆動軸の回転方向に回転することができないことに鑑み、斜板とピストンとがシューを介さずに直接的に互いに係合することとしており、これによって斜板の連れ回りを防止している。このため、シューが変形することがなく、優れた耐久性を発揮する。
【００１２】
したがって、本発明の斜板式圧縮機によれば、高い耐久性の下、斜板の連れ回りによる動力損失を防止できる。
【００１３】
本発明の斜板式圧縮機において、斜板とピストンとを係合する部分である係合部分は、斜板やピストンと別部材でもよく、斜板やピストンと一体でもよい。なお、係合部分を斜板と一体とする場合には、上記特許文献１のように斜板の強度に懸念を生じないようにすることが好ましい。また、係合部分を斜板と別部材とする場合には、上記特許文献２のように、部品点数が増加し、圧縮機の製造コストの高騰化を生じるきらいがある。係合部分は、少なくとも一つのピストンに対して設けられれば足りる。また、係合部分は斜板の厚さ以下で足りる。
【００１４】
駆動軸と斜板との間には、斜板との間に軸受が設けられた回転板を備えていることが可能である。この場合、斜板に作用する圧縮反力を回転板と斜板との間に設けられる軸受で受けることが可能になり、より高い耐久性を発揮することが可能である。回転板が駆動軸と同期回転しつつ傾斜角を変更可能であれば、いわゆる２枚斜板タイプの圧縮機となる。
【００１５】
本発明の具体的手段として、斜板は周面を凹設させた凹部を有し、ピストンはその又はそれらの凹部に嵌合していることが可能である。また、本発明の他の具体的手段として、斜板は周面を突出させる凸部を有し、ピストンはその又はそれらの凸部に嵌合していることが可能である。
【００１６】
斜板に凸部を設ける場合、斜板が駆動軸に対して軸直角の仮想面となす傾斜角を変更可能に構成されているのであれば、ピストンには一対の前記シュー及び前記凸部を案内する球面状の案内部が形成されていることが好ましい。この場合、ピストンにおいて、一対のシューのみを案内する従来の座面の簡単な改良を案内部とすることができるため、製造コストの低廉化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施例１〜４を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に示すように、実施例１の斜板式圧縮機は、ＣＯ2を冷媒とする容量可変型のものであり、シリンダブロック１とフロントハウジング２とリヤハウジング３とによりハウジングが構成されており、シリンダブロック１には駆動軸１３の軸線と平行に延びる円柱状のシリンダボア１ａが複数個貫設されている。なお、図１において、左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。
【００１９】
リヤハウジング３には弁ユニット４を介して各シリンダボア１ａと連通する吸入室５及び吐出室６が形成されている。また、フロントハウジング２とシリンダブロック１とによりクランク室７が形成され、フロントハウジング２とシリンダブロック１とには軸孔２ａ、１ｂが形成されている。軸孔２ａにはラジアル軸受８及び軸封装置９が設けられ、軸孔１ｂにはラジアル軸受１０及びスラスト軸受１１が設けられ、スラスト軸受１１と弁ユニット４との間には押圧ばね１２が設けられている。駆動軸１３は、一端がフロントハウジング２から突出した状態でこれらラジアル軸受８等により回転可能に支承されている。また、各シリンダボア１ａ内にはピストン１４が往復動可能に収納されており、各ピストン１４はそれぞれシリンダボア１ａ内に圧縮室を形成している。
【００２０】
クランク室７内では駆動軸１３にラグプレート１５が固定されており、ラグプレート１５とフロントハウジング２との間にはスラスト軸受１６が設けられている。また、駆動軸１３には、駆動軸１３に対して軸直角の仮想面となす傾斜角が変更可能な回転板１７が挿通されている。ラグプレート１５と回転板１７との間にはリンク機構１８が設けられているとともに、ラグプレート１５と回転板１７とを離れる方向に付勢する押圧ばね１９が設けられている。また、回転板１７の背面にはスラスト軸受２０及びラジアル軸受２１を介して斜板２２が設けられている。
【００２１】
また、回転板１７及び斜板２２と各ピストン１４との間には、シュー２３ａ、２３ｂが設けられている。シュー２３ａは回転板１７の表面とピストン１４の前側の座面１４ａとの間に設けられ、シュー２３ｂは斜板２２の表面とピストン１４の後側の座面１４ｂとの間に設けられている。各シュー２３ａ、２３ｂは略半球状をなしている。こうして、この圧縮機は、いわゆる２枚斜板タイプであるとともに、シュー２３ａ、２３ｂの採用により、耐久性の向上を実現している。
【００２２】
また、リヤハウジング３には容量制御弁２４が収納されている。容量制御弁２４は、検知通路３ａにより吸入室５に連通し、給気通路３ｂにより吐出室６とクランク室７とを連通させている。容量制御弁２４は、吸入室５の圧力を検知することにより、給気通路３ｂの開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室７と吸入室５とは抽気通路１ｃによって連通している。吐出室６には配管２５によって凝縮器２６、膨張弁２７及び蒸発器２８が接続されており、蒸発器２８は配管２５によって吸入室５に接続されている。駆動軸１３には、車両の走行駆動源でもある外部駆動源としてのエンジンＥが電磁クラッチ又はプーリからなる動力伝達機構ＰＴを介して作動連結されている。
【００２３】
各ピストン１４は、ヘッド側で圧縮室を形成する円柱状の本体１４ｃと、斜板２２側で本体１４ｃと一体をなす首部１４ｄとからなる。首部１４ｄには、駆動軸１３に向かって開口し、回転板１７、スラスト軸受２０、斜板２２及び一対のシュー２３ａ、２３ｂを収納する凹部１４ｅが形成されている。凹部１４ｅの前方の首部１４ｄにシュー２３ａの球面を受ける座面１４ａが形成され、凹部１４ｅの後方の首部１４ｄにシュー２３ｂの球面を受ける座面１４ｂが形成されている。座面１４ａ、１４ｂは同一の球の外面を構成している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、斜板２２の周面にはピストン１４の数と同数の凹部２２ｅが凹設されている。各ピストン１４は首部１４ｄが各凹部２２ｅに嵌合している。
【００２５】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸１３が回転することによりラグプレート１５及び回転板１７が同期回転する。回転板１７が回転すると、スラスト軸受２０及びラジアル軸受２１の作用によって回転板１７と斜板２２との間には相対回転が生じ、斜板２２の回転速度は回転板１７の回転速度よりも低下する。回転板１７及び斜板２２の揺動運動はシュー２３ａ、２３ｂによってピストン１４の往復動に変換される。これにより、圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室５内の冷媒ガスは圧縮室内に吸入されて圧縮された後、吐出室６内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器２６、膨張弁２７及び蒸発器２８からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。
【００２６】
容量制御弁２４がクランク室７内の圧力を変更すれば、リンク機構１８は、回転板１７及び斜板２２の傾角変動をラグプレート１５に対して許容し、圧縮機の吐出容量が変更される。
【００２７】
この間、各ピストン１４はシリンダボア１ａ内を往復動して駆動軸１３の回転方向に回転することはない。そして、斜板２２はシュー２３ａ、２３ｂを介さずにそれら各ピストン１４に直接的に互いに係合している。こうして、斜板２２の連れ回りが防止されている。このため、この圧縮機は、従来の圧縮機のようにシュー２３ａ、２３ｂが変形することがなく、優れた耐久性を発揮する。
【００２８】
したがって、この圧縮機によれば、高い耐久性の下、斜板２２の連れ回りによる動力損失を防止できる。
【００２９】
また、この圧縮機では、各ピストン１４は、首部１４ｄが斜板２２の凹部２２ｅに嵌合することでローリングが防止されている。このため、首部１４ｄが左右に大きく振れることがなく、フロントハウジング２や斜板２２に首部１４ｄが干渉することによる異音も防止されている。そして、各ピストン１４のローリング防止のための案内面をフロントハウジング２に設ける必要もないことから、クランク室７の容積を大きく確保することができる。このため、クランク室７内の潤滑油量を多く確保することが可能であり、クランク室７内の潤滑油不足による動力損失の懸念も払拭することができる。
【００３０】
さらに、この圧縮機では、斜板２２に各凹部２２ｅを形成することによって斜板２２と各ピストン１４とを互いに係合しており、斜板２２の連れ回り防止及び各ピストン１４のローリング防止のために別の部材を用いていない。このため、部品点数の削減によるコストの低減も実現できている。
【００３１】
なお、実施例１の圧縮機において、斜板２２に一つ又はピストン１４の数より少ない凹部２２ｅを設けてもよい。この場合にも斜板２２の連れ回りは防止可能である。
【実施例２】
【００３２】
実施例２の圧縮機は、図４に示すように、斜板２２の周面の一部に凸部２２ｆが突設されている。また、一つのピストン１４の首部１４ｄには凸部２２ｆと嵌合する凹部１４ｆが凹設されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００３３】
この圧縮機においても斜板２２の連れ回りを防止することができる。
【００３４】
なお、実施例２の圧縮機において、斜板２２にピストン１４の数と同数の凸部２２ｆを設け、各ピストン１４の凹部１４ｆに凸部２２ｆを嵌合してもよい。この場合には、他の作用効果を実施例１と同様に奏することができる。
【実施例３】
【００３５】
実施例３の圧縮機では、図５に示すように、実施例１の回転板１７とは異なる回転板３０が駆動軸１３に挿通されている。回転板３０の背面にはスラスト軸受３１及びラジアル軸受３２を介して斜板３３が設けられている。斜板３３の前後の表面とピストン１４の座面との間に対をなすシュー２３ａ、２３ｂが設けられている。
【００３６】
各ピストン１４には、座面１４ａ、１４ｂと同一の球の外面を構成する案内部１４ｇが形成されている。また、斜板３３の周面にはピストン１４の数と同数の凸部３３ａが突設されている。各凸部３３ａの外面は案内部１４ｇと整合する球面の一部とされている。他の構成は実施例１と同様である。
【００３７】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸１３が回転することによりラグプレート１５及び回転板３０が同期回転する。回転板３０が回転すると、スラスト軸受３１及びラジアル軸受３２の作用によって斜板３３は回転しない。このため、シュー２３ａ、２３ｂを介してピストン１４がシリンダボア１ａ内を往復動する。
【００３８】
この間、この圧縮機においても、実施例１、２と同様、斜板３３の連れ回りが防止される。また、この圧縮機では、各ピストン１４において、対をなすシュー２３ａ、２３ｂのみを案内する従来の座面１４ａ、１４ｂを簡易に改良して案内部１４ｇを形成することができるため、製造コストの低廉化を実現することも可能である。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００３９】
なお、実施例３の圧縮機において、斜板３３に一つ又はピストン１４の数より少ない凸部３３ａを設け、この又はこれらの凸部３３ａに嵌合する案内部１４ｇをもつピストン１４を採用することも可能である。この場合にも斜板３３の連れ回りは防止可能である。
【実施例４】
【００４０】
実施例４の圧縮機は、図６に示すように、容量固定型のものであり、シリンダブロック４１とフロントハウジング４２とリヤハウジング４３とによりハウジングが構成されており、シリンダブロック４１に複数個のシリンダボア４１ａが貫設されている。なお、図６において、左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。
【００４１】
リヤハウジング４３には弁ユニット４４を介して各シリンダボア４１ａと連通する吸入室４５及び吐出室４６が形成されている。また、フロントハウジング４２とシリンダブロック４１とによりクランク室４７が形成され、フロントハウジング４２には軸孔４２ａが形成され、シリンダブロック４１には軸孔４１ｂが凹設されている。軸孔４２ａにはスラスト軸受４８及び軸封装置４９が設けられ、軸孔４１ｂにはラジアル軸受５０及びスラスト軸受５１が設けられ、スラスト軸受５１と軸孔４１ｂの底面との間には押圧ばね５２が設けられている。駆動軸５３は、一端がフロントハウジング４２から突出した状態でこれらスラスト軸受４８等により回転可能に支承されている。また、各シリンダボア４１ａ内にはピストン５４が往復動可能に収納されており、各ピストン５４はそれぞれシリンダボア４１ａ内に圧縮室を形成している。
【００４２】
クランク室４７内では駆動軸５３にスラストプレート５５が固定されており、スラストプレート５５とフロントハウジング４２との間にスラスト軸受４８が設けられている。また、スラストプレート５５の後側には、駆動軸５３の軸線に対して傾斜した軸線をもつ円柱状の傾斜部５５ａが一体に形成されている。傾斜部５５ａの周面にはスラスト軸受５６及びラジアル軸受５７を介して斜板５８が設けられている。斜板５８の前後の表面とピストン５４の座面との間に対をなすシュー２３ａ、２３ｂが設けられている。
【００４３】
各ピストン５４には、座面１４ａ、１４ｂと同一の球の外面を構成する案内部１４ｇが形成されている。また、斜板５８の周面にはピストン５４の数と同数の凸部３３ａが突設されている。各凸部３３ａの外面は案内部１４ｇと整合する球面の一部とされている。他の構成は実施例３と同様である。
【００４４】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸５３が回転することによりスラストプレート５５が同期回転し、スラスト軸受５６及びラジアル軸受５７の作用によって斜板５８は回転しない。このため、シュー２３ａ、２３ｂを介してピストン５４がシリンダボア４１ａ内を往復動する。この圧縮機においても、実施例３と同様の作用効果を奏することができる。
【００４５】
以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜４に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００４６】
例えば、実施例１〜４の圧縮機において、ピストン１４、５４のローリング防止のため、ハウジングに案内面を設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１の容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施例１の容量可変型斜板式圧縮機の要部横断面図である。
【図３】実施例１の容量可変型斜板式圧縮機に係り、要部拡大断面図である。
【図４】実施例２の容量可変型斜板式圧縮機に係り、要部拡大断面図である。
【図５】実施例３の容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図６】実施例４の容量固定型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ、４１ａ…シリンダボア
１、２、３、４１、４２、４３…ハウジング（１、４１…シリンダブロック、２、４２…フロントハウジング、３、４３…リヤハウジング）
１３、５３…駆動軸
１４、５４…ピストン
２２、３３、５７…斜板
２３ａ、２３ｂ…シュー
２０、２１、３１、３２、５６、５７…軸受（２０、３１、５６…スラスト軸受、２１、３２、５７…ラジアル軸受）
１７、３０…回転板
２２ｅ…凹部
２２ｆ…凸部
１４ｇ…案内部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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