(57)【要約】【課題】車両等への搭載性を損なわず、他の不具合を生じずに優れた効果を奏する容量可変型斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の圧縮機は、シリンダブロック１、フロントハウジング２及びリヤハウジング４により、クランク室７と複数個のシリンダボア１ｂとが形成されている。駆動軸６は、一端がフロントハウジング２から突出し、クランク室７内でシリンダブロック１及びフロントハウジング２に回転可能に支承されている。クランク室７内では、ラグ部材１０が駆動軸６と同期回転し、斜板１１が駆動軸６に傾角変動可能に支持されている。クランク室７内の駆動軸６には９弾性部材を介して質量体としてのスラストプレート８が設けられている。スラストプレート８は駆動軸６にすきま嵌めされ、スラスト軸受５ｄとともにスラスト荷重を受ける。【選択図】図１
2009174378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室と複数個のシリンダボアとを形成するハウジングと、一端が該ハウジングから突出し、該クランク室内で該ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸と同期回転するラグ部材と、該クランク室内で該駆動軸に傾角変動可能に支持された斜板と、該クランク室内で該ラグ部材と該斜板との間に設けられ、該斜板の傾角変動を該駆動軸に対して許容しつつ該斜板を該駆動軸に対して相対回転不能とするリンク機構と、各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、該クランク室内で該斜板と各該ピストンとの間に設けられ、該斜板の揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する運動変換機構とを備え、
前記クランク室内の前記駆動軸には弾性部材を介して質量体が設けられていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記クランク室内には、前記駆動軸にすきま嵌めされてスラスト荷重を受けるスラストプレートと、該スラストプレートと前記ハウジングとの間に設けられたスラスト軸受とが設けられ、
前記質量体は該スラストプレートである請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記スラストプレートは回転時のバランスを図るウェイト部を有している請求項２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記スラストプレートと前記ラグ部材との間には軸受が設けられている請求項２又は３記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記スラストプレートは防振合金で形成されている請求項２乃至４のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記スラストプレートは内周面を有し、該内周面と前記駆動軸の外周面とに前記弾性部材が固定されている請求項２乃至５のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項７】
前記弾性部材はゴムである請求項６記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項８】
前記内周面には前記外周面側に延びる第１凸部が設けられ、該外周面には該内周面側に延びる第２凸部が設けられ、
前記弾性部材は、該第１凸部及び該第２凸部間に設けられ、該第１凸部及び該第２凸部を遠ざける方向及び近づける方向に付勢力をもつ弾性体を有する請求項６記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項９】
前記リンク機構は、前記ラグ部材と、前記斜板側から該ラグ部材側に突出する１本の斜板アームと、該ラグ部材と該斜板アームとの間に設けられ、前記駆動軸の中心軸線と前記斜板の上死点位置とにより決定される仮想平面に直交するラグ側軸線回りで該ラグ部材に軸支され、かつ該ラグ側軸線と平行な斜板側軸線回りで該斜板アームに軸支された中間アームとを有する請求項１乃至８のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項１０】
前記中間アームは、前記ラグ部材側から前記斜板側まで延びる第１中間アームと、該ラグ部材側から該斜板側まで延びる第２中間アームとを有し、
該第１中間アーム及び該第２中間アームは、前記ラグ側軸線を構成するラグ側ピンと前記斜板側軸線を構成する斜板側ピンとにより該ラグ部材及び該斜板アームに軸支されつつ、該ラグ側ピンと該斜板側ピンとにより前記ラグ部材及び前記斜板アームを摺動可能に挟持しつつ締結されている請求項９記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項１１】
前記運動変換機構は、前記斜板の前後外周面に形成されたシュー摺動面と、前記各ピストンに形成されたシュー受け面と、該シュー摺動面と該シュー受け面との間に設けられる半球状のシューとからなり、
前記斜板アームは該シュー摺動面の鉛直上を回避して形成されている請求項９又は１０記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項１２】
前記ハウジングには、該ハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、前記駆動軸と結合されて該ロータの回転を該駆動軸に伝達するハブとを有するプーリが装着され、
該プーリは該ロータと該ハブとの間にダンパ部を有する請求項１乃至１１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【請求項１３】
前記ハウジングには、該ハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、前記駆動軸と結合されて該ロータの回転を該駆動軸に伝達するハブとを有するプーリが装着され、
該プーリは該ロータと該ハブとの間にダンパ部を有さない請求項１乃至１１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容量可変型斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に車両空調用の容量可変型斜板式圧縮機が開示されている。この圧縮機では、シリンダブロックに複数個のシリンダボアがそれぞれ軸心と平行に形成されており、シリンダブロックとフロントハウジングとによりクランク室が形成されている。シリンダブロックには弁ユニットを介してリヤハウジングが固定されており、リヤハウジングには吸入室及び吐出室が形成されている。フロントハウジング、シリンダブロック及びリヤハウジングがハウジングを構成している。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。各圧縮室は弁ユニットを介して吸入室及び吐出室と連通している。
【０００３】
フロントハウジングからは駆動軸の一端が突出しており、駆動軸はクランク室内でハウジングに回転可能に支承されている。クランク室内は以下の構成とされている。まず、駆動軸にはラグプレートが固定されており、ラグプレートとフロントハウジングとの間にはスラスト軸受が設けられている。また、駆動軸には傾角変動可能に斜板が支持されている。ラグプレートと斜板との間にはリンク機構が設けられている。リンク機構は、具体的には、ラグプレートに形成された一対のラグアームと、各ラグアームに形成されたガイド孔と、斜板に形成された一対のガイドピンとからなる。そして、斜板と各ピストンとの間には運動変換機構が設けられている。運動変換機構は、具体的には、斜板の前後外周面に形成されたシュー摺動面と、各ピストンに形成されたシュー受け面と、シュー摺動面とシュー受け面との間に設けられる半球状のシューとからなる。
【０００４】
また、フロントハウジングと駆動軸との間には電磁クラッチが設けられている。電磁クラッチは、フロントハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、駆動軸と結合されてロータの回転を駆動軸に伝達するハブと、ハブに弾性部材を介して支持されたアーマチャと、フロントハウジングに支持された電磁コイルとからなっている。
【０００５】
この圧縮機は、電磁クラッチのロータにベルトが巻き掛けられ、ベルトがエンジン等の外部駆動源によって駆動されることによってロータが回転駆動される。このため、電磁コイルがアーマチャを引き付けれておれば、駆動軸がハブを介してロータとともに回転する。このため、斜板が傾角に応じた揺動運動を行う。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、運動変換機構は斜板の揺動運動をピストンの往復動に変換する。また、リンク機構は、斜板の傾角変動を駆動軸に対して許容しつつ斜板を駆動軸に対して相対回転不能とする。こうして、圧縮機を含む車両用空調装置が車室内の空調を行うこととなる。
【０００６】
駆動軸が回転している間、電磁クラッチの弾性部材は、外部駆動源によって駆動軸を駆動するとともに、ロータ、アーマチャ、ハブ等を質量体として、外部駆動源の回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行い、外部駆動源による平均トルクを駆動軸に伝達する。また、電磁クラッチの弾性部材は、斜板、ラグプレート、駆動軸等を質量体として、各ピストンに作用する吸入反力及び圧縮反力に基づく回転変動による振動を減衰するダンパ作用も行う。
【０００７】
しかし、上記従来の圧縮機は、電磁クラッチの弾性部材が外部駆動源のダンパ作用と各ピストンのダンパ作用とを行いながら、平均トルクを外部駆動源から駆動軸に伝達することを主眼としているため、弾性部材のバネ定数を大きくしている。このため、各ピストンのダンパ作用が十分に行われず、ある種の振動が圧縮機から電磁クラッチに伝達し、ロータ、ベルトを介してオルタネータ等の補機を共振してしまう。この場合、静粛性が要望される。
【０００８】
このため、特許文献２〜４に開示されているように、電磁クラッチのロータ等を大型化して質量体の質量を大きくしたり、電磁クラッチの弾性部材のバネ定数を小さくしつつ、弾性部材そのものを大型化することも考えられる。また、特許文献２、５に開示されているように、圧縮機の吸入室内で駆動軸に弾性部材を介して質量体を設けることも考えられる。同様に、圧縮機の中央側に吐出室を配置し、吐出室内で駆動軸に弾性部材を介して質量体を設けることも考えられる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８３３２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９４５３号公報
【特許文献３】特開平１１−１５９４５４号公報
【特許文献４】特開２００２−３４００９７号公報
【特許文献５】特開平９−３１７６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記特許文献２〜４に開示されている技術では、電磁クラッチを含む圧縮機の大型化を生じ、車両等への搭載性が損なわれてしまう。
【００１１】
また、上記特許文献２、５等に開示されている技術では、吸入室と吐出室とを隔てる隔壁の内側に質量体を設けることから、直径の小さい質量体しか収納できず、仮に軸方向に長い形状の質量体にするとしても、重量や体格の増加の割に効果が少ない。さらに、これらの技術では、吸入室や吐出室の容積が減少し、吸入脈動や吐出脈動のマフラーとしての機能が損なわれてしまう。吸入室に質量体を設けると、吸入抵抗で圧縮機の性能低下を招くおそれもある。また、弁ユニットとの干渉を避けて質量体を設ける等、設計上の制約が多い上、組み立てや分解が困難となり、量産には適さない。
【００１２】
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、車両等への搭載性を損なわず、他の不具合を生じずに優れた効果を奏する容量可変型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】
【００１３】
本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、クランク室と複数個のシリンダボアとを形成するハウジングと、一端が該ハウジングから突出し、該クランク室内で該ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸と同期回転するラグ部材と、該クランク室内で該駆動軸に傾角変動可能に支持された斜板と、該クランク室内で該ラグ部材と該斜板との間に設けられ、該斜板の傾角変動を該駆動軸に対して許容しつつ該斜板を該駆動軸に対して相対回転不能とするリンク機構と、各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、該クランク室内で該斜板と各該ピストンとの間に設けられ、該斜板の揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する運動変換機構とを備え、
前記クランク室内の前記駆動軸には弾性部材を介して質量体が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の圧縮機は、駆動軸が回転している間、クランク室内の弾性部材がクランク室内の質量体と協働し、各ピストンに作用する吸入反力及び圧縮反力に基づく回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行う。本発明の圧縮機のハウジングと駆動軸との間にダンパ作用を発揮可能なプーリを設ければ、そのプーリは外部駆動源の回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行う。このため、そのプーリは平均トルクを外部駆動源から駆動軸に伝達することから、クランク室内の弾性部材は各ピストンのダンパ作用のためのバネ定数を有することが可能である。このため、各ピストンのダンパ作用が十分に行われ、ある種の振動が圧縮機から外部の補機を共振することを防止することができる。このため、この圧縮機は、高い静粛性を実現可能である。
【００１５】
また、この圧縮機は片頭のピストンを用いた容量可変型斜板式のものであり、圧縮機の外郭をなすハウジング内にクランク室が存在する。そのクランク室内に弾性部材を介して質量体が設けられることから、圧縮機自体の大型化は生じず、車両等への搭載性を損なわない。
【００１６】
さらに、この圧縮機は、軸心側に位置する吸入室や吐出室よりも径の大きなクランク室内に質量体を設けていることから、質量体の直径を大きくすることができ、大きなダンパ作用を発揮可能である。さらに、この圧縮機によれば、吸入室や吐出室の容積を減少することがないため、吸入脈動や吐出脈動のマフラーとしての機能を損なうこともない。吸入抵抗で性能低下を招くおそれもない。逆に、クランク室の容積が減少し、容量可変の応答性が早まる。
【００１７】
また、この圧縮機は、クランク室内への弾性部材及び質量体の収納による設計上の制約は少ない。また、この圧縮機を組み付ける場合、駆動軸、ラグ部材、斜板、リンク機構等からなるシャフトアッシーを用意することになるが、このシャフトアッシーに弾性部材及び質量体を設ければよいため、シャフトアッシーの組付性に優れ、また選択組み付け等の場合の分解も容易であり、量産に適する。また、質量体にスラスト軸受の質量も付加されることから、ダンパ作用を効果的に発揮する。なお、容量可変型斜板式圧縮機のクランク室内には高温のブローバイガスや吐出ガスが存在するが、弾性部材として採用し得るゴムが存在し得ない温度域ではない。
【００１８】
したがって、本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、車両等への搭載性を損なわず、他の不具合を生じずに優れた効果を奏することができる。
【００１９】
本発明の圧縮機において、ラグ部材は、駆動軸と一体でもよく、駆動軸に固定された別部材でもよい。ラグ部材が駆動軸と一体の場合には、駆動軸の一部をラグ部材とすることができる。
【００２０】
クランク室内には、駆動軸にすきま嵌めされてスラスト荷重を受けるスラストプレートと、スラストプレートとハウジングとの間に設けられたスラスト軸受とが設けられ得る。質量体はそのスラストプレートであることが好ましい。
【００２１】
この場合、スラストプレート及びスラスト軸受がピストンからのスラスト荷重を受ける。また、この場合、駆動軸、弾性部材、スラストプレート、ラグ部材、斜板、リンク機構等からなるシャフトアッシーを用意することになり、量産に適するとともに、ダンパ作用を効果的に発揮する。なお、従来のラグプレートはラグ部材とスラストプレートとを一体の部材として駆動軸に固定されたものである。
【００２２】
ところで、リンク機構には、軽量化の要請と、慣性質量の増加によるトルク変動音の改良と、クラッチレスタイプの圧縮機をディーゼルエンジンに接続した場合におけるトルク変動によるトルクリミッタの保護のための慣性質量の低減と等、相反する特性が要求されている。スラストプレートとラグ部材とが一体のラグプレートを採用した従来のリンク機構により、これらの要求に個別に答えようとすれば、リンク機構の種類が増え、生産設備の新設、量産効果が薄れる等の不具合を生じる。このため、スラストプレートとラグ部材とは別部材であることが好ましい。この場合、主としてスラストプレートの材質を変えるだけで上記のような要求に個別に答えることが可能となる。
【００２３】
また、スラストプレートとラグ部材とが別部材である場合、スラストプレートが駆動軸にすきま嵌めされておれば、スラスト軸受を受けるハウジングの座面の傾斜と、スラストプレートと駆動軸との直角度の公差とによる振動や異音を解消することも可能である。
【００２４】
スラストプレートは回転時のバランスを図るウェイト部を有し得る。この場合、ウェイトによって効果的な質量体となる。
【００２５】
スラストプレートとラグ部材との間には軸受が設けられていることが好ましい。スラストプレートが回転振動の減衰のために駆動軸と相対回転する場合、軸受によってそれが損なわれない。
【００２６】
スラストプレートは防振合金で形成されていることが好ましい。防振合金は、内部の分子摩擦によって振動エネルギーを熱に変換して振動を吸収する。また、防振合金は、温度依存の小さい振動吸収特性を有し、高い減衰能を持つ。しかも、防振合金は、形状自由度が大きい上に耐久性に優れている。このため、上記のような要求によってスラストプレートの材質を変更する場合、スラストプレートが防振合金であれば、ピストン側から伝達する振動をスラストプレートで吸収し、圧縮機全体の振動を抑制することがより可能になる。防振合金としては、（１）Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｒ等の強磁性型の防振合金、（２）複合型のＡｌ−Ｚｎ防振合金、（３）Ｍｎ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ等の転移型の防振合金、（４）Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｔｉ等の双晶型の防振合金を採用することができる。
【００２７】
本発明の圧縮機の具体的な構成としては、スラストプレートは内周面を有し、この内周面と駆動軸の外周面とに弾性部材が固定され得る。この場合、弾性部材としてゴムを採用し得る。
【００２８】
また、スラストプレートが内周面を有し、この内周面と駆動軸の外周面とに弾性部材が固定されている場合、スラストプレートの内周面には駆動軸の外周面側に延びる第１凸部が設けられ、駆動軸の外周面にはスラストプレートの内周面側に延びる第２凸部が設けられ得る。そして、弾性部材は、第１凸部及び第２凸部間に設けられ、第１凸部及び第２凸部を遠ざける方向及び近づける方向に付勢力をもつ弾性体を有し得る。弾性体は、バネでもよく、ゴムでもよく、バネをゴム中にインサートしたものでもよい。
【００２９】
本発明の圧縮機において、リンク機構は、ラグ部材と、斜板側からラグ部材側に突出する１本の斜板アームと、ラグ部材と斜板アームとの間に設けられ、駆動軸の中心軸線と斜板の上死点位置とにより決定される仮想平面に直交するラグ側軸線回りでラグ部材に軸支され、かつラグ側軸線と平行な斜板側軸線回りで斜板アームに軸支された中間アームとを有し得る。この場合、１本の斜板アームを有するものの、従来のようなラグアームを有さない。こうして、この圧縮機では、異音を生じず、リンク機構が滑らかに作動する。
【００３０】
中間アームは、ラグ部材側から斜板側まで延びる第１中間アームと、ラグ部材側から斜板側まで延びる第２中間アームとを有し得る。そして、第１中間アーム及び第２中間アームは、ラグ側軸線を構成するラグ側ピンと斜板側軸線を構成する斜板側ピンとによりラグ部材及び斜板アームに軸支されつつ、ラグ側ピンと斜板側ピンとによりラグ部材及び斜板アームを摺動可能に挟持しつつ締結され得る。
【００３１】
この場合、第１中間アームの内面はラグ部材の外面と斜板アームの一側面とで案内され、第２中間アームの内面はラグ部材の外面と斜板アームの他の側面とで案内される。こうして、この圧縮機では、ラグ部材、斜板アーム及び第１、２中間アームについて、平行な面の加工精度を低くすることができ、これらの部品の選択的な組み付けを厳格に行う必要もないことから、製造コストの低廉化も実現できる。また、ラグ部材にラグアームを形成する必要がないことから、ラグ部材の製造、ひいては圧縮機全体の製造も容易になる。さらに、第１、２中間アームがラグ側ピン及び斜板側ピンで締結されて一体になっているため、第１、２中間アームが個別に動くことはなく、第１、２中間アーム、ひいては斜板が正規の位置からゆがんでこじれ難い。
【００３２】
本発明の圧縮機において、運動変換機構は、斜板の前後外周面に形成されたシュー摺動面と、各ピストンに形成されたシュー受け面と、シュー摺動面とシュー受け面との間に設けられる半球状のシューとからなり得る。そして、斜板アームはシュー摺動面の鉛直上を回避して形成されていることが好ましい。これにより、斜板はシュー摺動面を容易に加工することが可能なものとなり、生産性が向上する。
【００３３】
本発明の圧縮機において、ハウジングには、ハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、駆動軸と結合されてロータの回転を駆動軸に伝達するハブとを有するプーリが装着され得る。そして、プーリはロータとハブとの間にダンパ部を有することが好ましい。この場合、プーリのダンパ部が外部駆動源の回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行う。プーリのダンパ部は、平均トルクを外部駆動源から駆動軸に伝達することを主眼とし、大きなバネ定数とされ得る。こうして平均トルクの伝達性を高めて動力損失を減らしても、本発明の作用効果も同時に発揮可能である。プーリは、フロントハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、駆動軸と結合されてロータの回転を駆動軸に伝達するハブと、ハブにダンパ部を介して支持されたアーマチャと、フロントハウジングに支持された電磁コイルとからなる電磁クラッチでもよい。
【００３４】
本発明の圧縮機おいて、ハウジングには、ハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、駆動軸と結合されてロータの回転を駆動軸に伝達するハブとを有するプーリが装着され得る。そして、プーリはロータとハブとの間にダンパ部を有さないことも好ましい。この場合、プーリが駆動軸を直接的に駆動し、平均トルクの伝達性が高まる。この場合も本発明の作用効果も同時に発揮可能である。プーリは、フロントハウジングに軸受を介して回転可能に支承されたロータと、駆動軸と結合されてロータの回転を駆動軸に伝達するハブと、ハブに軸方向に移動可能に支持され、ダンパ部を有さないアーマチャと、フロントハウジングに支持された電磁コイルとからなる電磁クラッチでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した実施例１〜３を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１の容量可変型斜板式圧縮機は、図１に示すように、シリンダブロック１、フロントハウジング２及びリヤハウジング４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の前端にフロントハウジング２が接合され、シリンダブロック１の後端には弁ユニット３を介してリヤハウジング４が接合されている。シリンダブロック１及びフロントハウジング２には軸方向に延びる軸孔１ａ、２ａが貫設されており、軸孔１ａ、２ａにはそれぞれラジアル軸受５ａ、５ｂ及び軸封装置５ｃを介して駆動軸６が回転可能に支承されている。なお、図１における下側を前側、上側を後側としている。
【００３７】
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が形成されている。クランク室７内には、駆動軸６にすきま嵌めされたスラストプレート８と、スラストプレート８とフロントハウジング２との間に設けられたスラスト軸受５ｄとが設けられている。
【００３８】
図２〜４に示すように、スラストプレート８は駆動軸６と同心に形成されている。このスラストプレート８には、駆動軸６よりやや大径の軸孔８ａが形成されているとともに、軸孔８ａの前方に位置して軸孔８ａより大径の円筒状の内周面８ｂを内側にもつボス８ｃが形成されている。ボス８ｃより外周側のスラストプレート８の前面はスラスト軸受５ｄを受ける座面８ｄとされている。また、図２及び図４に示すように、スラストプレート８の後面は後述するラグ部材１０のプレーンベアリング１０ｃが当接する座面８ｅとされており、座面８ｅより外周側は座面８ｅより後方に突出するウェイト部８ｆとされている。実施例１のウェイト部８ｆは環状に形成されているが、後述するリンク機構１２の回転アンバランスの解消のために非環状に形成されていてもよい。このスラストプレート８は防振合金で形成されている。
【００３９】
図２〜４に示すように、スラストプレート８の内周面８ｂと駆動軸６の外周面との間には、ゴムからなる弾性部材９が圧入されている。この弾性部材９は、内周面８ｂと駆動軸６の外周面との間で加硫によって固定されることも可能である。
【００４０】
図２及び図４に示すように、駆動軸６にはスラストプレート８の後方にラグ部材１０が設けられている。ラグ部材１０には、圧入孔１０ｄが形成されており、圧入孔１０ｄに駆動軸６が圧入されている。ラグ部材１０はスラストプレート８側にプレーンベアリング１０ｃを有している。ラグ部材１０は、互いに背面する平行面１０ａを上死点側にもつ馬蹄形に形成されている。また、ラグ部材１０の上死点側には、両平行面１０ａと直交する挿通孔１０ｂが凹設されている。両挿通孔１０ｂは、後述するラグ側ピン２３よりやや大径に形成されている。
【００４１】
また、図１に示すように、クランク室７には、斜板１１がラグ部材８の後方に設けられている。斜板１１の外周側の前後外周面には平坦なシュー摺動面１１ａが形成されている。この斜板１１は、駆動軸６によって挿通され、この状態でラグ部材１０との間に設けられたリンク機構１２によって傾角が変化するようになっている。斜板１１のラグ部材１０側の面の下死点側からラグ部材１０に向かって一つの支持部１１ｅが突出しており、支持部１１ｅは、斜板１１が最大傾角時にラグ部材１０の後面と当接するようになっている。
【００４２】
シリンダブロック１には、軸方向に延びる複数個のシリンダボア１ｂが同心円状に貫設されている。各シリンダボア１ｂ内には片頭のピストン１３が往復動可能に収納されている。各ピストン１３の首部にはそれぞれ球面で凹設されたシュー受け面１３ａが互いに対面して設けられている。斜板１１と各ピストン１３との間には、前後一対のシュー１４が設けられている。各シュー１４は略半球状をなしている。前後のシュー摺動面１１ａ、前後のシュー受け面１３ａ及び前後のシュー１４によって運動変換機構が構成されている。
【００４３】
リヤハウジング４の外周側には環状をなす吸入室４ａが形成され、その内周側には隔壁４ｅによって吸入室４ａと隔てられた吐出室４ｂが形成されている。シリンダボア１ｂは、弁ユニット３の吸入弁機構を介して吸入室４ａに連通可能になっているとともに、弁ユニット３の吐出弁機構を介して吐出室４ｂに連通可能になっている。
【００４４】
また、リヤハウジング４には容量制御弁１５が収納されている。容量制御弁１５は、検知通路４ｃにより吸入室４ａに連通し、一部のみを図示する給気通路４ｄにより吐出室４ｂとクランク室７とを連通させている。容量制御弁１５は、吸入室４ａの圧力を検知することにより、給気通路４ｄ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４ａとは図示しない抽気通路によって連通している。吐出室４ｂには配管１６によって凝縮器１７、膨張弁１８及び蒸発器１９が接続されており、蒸発器１９は配管１６によって吸入室４ａに接続されている。
【００４５】
上記リンク機構１２は、図２及び図４に示すように、ラグ部材１０と、斜板１１と一体をなし、上死点側でラグプレート８側に突出する１本の斜板アーム１１ｂと、ラグ部材１０と斜板アーム１１ｂとの間に設けられた中間アーム２０とを有している。中間アーム２０は、ラグ部材１０側から斜板１１側まで延びる板状の第１、２中間アーム２１、２２と、２本のラグ側ピン２３と、１本の斜板側ピン２４とからなる。
【００４６】
第１中間アーム２１は、図４に示すように、駆動軸６の中心軸線と斜板９の上死点位置とにより決定される仮想平面Ｐと平行に延び、対をなして互いに背面する第１被案内面２１ａ、２１ｂを駆動軸６の回転方向Ｒの前後にもっている。また、第２中間アーム２２は、仮想平面Ｐと平行に延び、対をなして互いに背面する第２被案内面２２ａ、２２ｂを駆動軸６の回転方向Ｒの前後にもっている。
【００４７】
また、第１中間アーム２１の両端には第１被案内面２１ａ、２１ｂと直角に圧入孔２１ｃ、２１ｄが貫設され、第２中間アーム２２の両端には第２被案内面２２ａ、２２ｂと直角に圧入孔２２ｃ、２２ｄが貫設されている。圧入孔２１ｃ、２２ｃはラグ側ピン２３に対して圧入代を有し、圧入孔２１ｄ、２２ｄは斜板側ピン２４に対して圧入代を有している。
【００４８】
斜板アーム１１ｂは、ラグ部材１０の両平行面１０ａ間とほぼ同じ幅に形成されており、互いに背面する平行面１１ｃをもっている。斜板アーム１１ｂには、両平行面１１ｃと直交する挿通孔１１ｄが貫設されている。挿通孔１１ｄは、斜板側ピン２４よりやや大径に形成されている。
【００４９】
ラグ部材１０の両挿通孔１０ｂ及び第１、２中間アーム２１、２２の両圧入孔２１ｃ、２２ｃは、仮想平面Ｐに直交するラグ側軸線Ａ１方向に延びている。また、斜板アーム１１ｂの挿通孔１１ｄ及び第１、２中間アーム２１、２２の両圧入孔２１ｄ、２２ｄは、ラグ側軸線Ａ１と平行な斜板側軸線Ａ２方向に延びている。
【００５０】
第１、２中間アーム２１、２２は、ラグ側ピン２３と斜板側ピン２４とによりラグ部材１０及び斜板アーム１１ｂに軸支されつつ、ラグ側ピン２３と斜板側ピン２４とによりラグ部材１０及び斜板アーム１１ｂを摺動可能に挟持しつつ締結されている。より詳細には、両ラグ側ピン２３はラグ部材１０に遊嵌されつつ第１、２中間アーム２１、２２に圧入され、斜板側ピン２４は斜板アーム１１ｂに遊嵌されつつ第１、２中間アーム２１、２２に圧入されている。ラグ側ピン２３はラグ側軸線Ａ１を構成し、斜板側ピン２４は斜板側軸線Ａ２を構成している。斜板アーム１１ｂはシュー摺動面１１ａの鉛直上を回避して形成されている。
【００５１】
また、図１に示すように、フロントハウジング２と駆動軸６との間にはプーリ５０が設けられている。このプーリ５０は、ハブ５１、複数個のダンパ部材５２、ロータ５３及びウェイト部材５４からなる。
【００５２】
圧縮機のフロントハウジング２は駆動軸６を内部に突出させるボス２ｂを有しており、プーリ５０のハブ５１にはこのボス２ｂ内で駆動軸６と同軸をなすハブ本体５１ａが設けられている。ハブ本体５１ａは駆動軸６にねじ止めされている。ハブ５１は、ハブ本体５１ａから径外方向に円板状に延びる第１円板部５１ｃを一体に有している。ハブ本体５１ａ及び第１円板部５１ｃは金属製である。
【００５３】
第１円板部５１ｃには同心の複数個の穴５１ｄが貫設されており、各穴５１ｄ間がブリッジ５１ｅとされている。各ブリッジ５１ｅは、ロータ５３から伝達するトルクが設定トルク以上になったときに破断するトルクリミッタ部である。また、第１円板部５１ｃの外周側には、ハブ本体５１ａ及び円板部５１ｃと一体的に成形された樹脂製の第２円板部５１ｆが設けられている。第２円板部５１ｆには、後方に向かって第１円板部５１ｃから垂直に延びる複数片の凸片５１ｇが設けられている。また、ハブ本体５１ａの前面には円板状のウェイト部材５４が一体に設けられている。
【００５４】
ロータ５３は、円筒状のロータ本体５３ａと、このロータ本体５３ａと一体的に成形された樹脂製の回転部５３ｂとからなる。圧縮機のフロントハウジング２のボス２ｂの外周面とロータ本体５３ａとの間にはラジアル軸受３０が設けられている。回転部５３ｂの前面には環状の凹部５３ｃが同心に凹設され、凹部５３ｃには前方に向かって底面から垂直に延びる複数片の隔壁５３ｄが等間隔で設けられている。凹部５３ｃ内には、隔壁５３ｄを跨ぐ左右のダンパをもつ複数個のダンパ部材５２が収納されている。各ダンパ部材５２は、大きなバネ定数のゴム製である。各ダンパ部材５２間にハブ５１の各凸片５１ｇが挿入されている。なお、このプーリ５０は特開２００４−１４４２２６号公報等で公知である。
【００５５】
ロータ５３の回転部５３ｂには、ベルト３２が巻き掛けられている。このベルト３２は、車両の駆動源でもあるエンジン、オルタネータ、ウォータジャケットポンプ、パワーステアリングポンプ等の他の補機にも巻き掛けられている。
【００５６】
上記のように構成された圧縮機では、エンジンの駆動によってベルト３２がプーリ５０のロータ５３を回転される。ロータ５３の回転は、各ダンパ部材５２を介してハブ５１に伝達され、駆動軸６が回転方向Ｒに駆動される。このため、ラグ部材１０及び斜板１１が同期回転し、シュー１４を介してピストン１３がシリンダボア１ｂ内を往復動する。これにより、ピストン１３のヘッド側に形成される圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室４ａ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４ｂ内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器１７、膨張弁１８及び蒸発器１９からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。この間、運動変換機構は斜板１１の揺動運動をピストン１３の往復動に変換する。また、リンク機構１２は、斜板１１の傾角変動を駆動軸６に対して許容しつつ斜板１１を駆動軸６に対して相対回転不能とする。
【００５７】
駆動軸６が回転している間、スラストプレート８及びスラスト軸受５ｄがピストン１３からのスラスト荷重を受ける。そして、クランク室７内の弾性部材９がスラストプレート８と協働し、各ピストン１３に作用する吸入反力及び圧縮反力に基づく回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行う。
【００５８】
また、プーリ５０では、ロータ５３とハブ５１との間に位置する各ダンパ部材５２がエンジンの回転変動による振動を減衰するダンパ作用を行う。このため、プーリ５０は平均トルクをエンジンから駆動軸６に好適に伝達することから、クランク室７内の弾性部材９は各ピストン１３のダンパ作用のためのバネ定数を有することが可能である。このため、各ピストン１３のダンパ作用が十分に行われ、ある種の振動が圧縮機から外部の補機を共振することはない。このため、この圧縮機は、高い静粛性を実現可能である。
【００５９】
さらに、この圧縮機は片頭のピストン１３を用いた容量可変型斜板式のものであり、圧縮機の外郭をなすフロントハウジング２内にクランク室７が存在する。そのクランク室７内に弾性部材９を介してスラストプレート８が設けられていることから、圧縮機自体の大型化は生じず、車両への搭載性を損なわない。
【００６０】
また、この圧縮機は、軸心側に位置する吐出室４ｂよりも径の大きなクランク室７内に質量体を設けていることから、スラストプレート８の直径を大きくすることができ、大きなダンパ作用を発揮可能である。さらに、この圧縮機によれば、吸入室４ａや吐出室４ｂの容積を減少することがないため、吸入脈動や吐出脈動のマフラーとしての機能を損なうこともない。吸入抵抗で性能低下を招くおそれもない。逆に、クランク室７の容積が減少し、容量可変の応答性が早まる。
【００６１】
さらに、この圧縮機は、クランク室７内への弾性部材９及びスラストプレート８の収納による設計上の制約は少ない。また、この圧縮機を組み付ける場合、駆動軸６、ラグ部材１０、斜板１１、リンク機構１２等からなるシャフトアッシーを用意することになるが、このシャフトアッシーに弾性部材９及びスラストプレート８を設ければよいため、シャフトアッシーの組付性に優れ、また選択組み付け等の場合の分解も容易であり、量産に適する。また、スラストプレート８にスラスト軸受５ｄの質量も付加されることから、ダンパ作用を効果的に発揮する。
【００６２】
したがって、この圧縮機は、車両への搭載性を損なわず、他の不具合を生じずに優れた効果を奏することができる。
【００６３】
また、この圧縮機では、スラストプレート８とラグ部材１０とが別部材であり、スラストプレート８がラグ部材１０のプレーンベアリング１０ｃと当接しているため、スラストプレート８は、斜板１１を同期回転する機能を担うことなく、圧縮反力を担うこととなる。このため、スラストプレート８にリンク機構１２が関与せず、主としてスラストプレート８の材質を変えるだけで軽量化の要請、トルク変動音の改良等の要求に個別に答えることが可能となる。
【００６４】
さらに、この圧縮機では、スラストプレート８が駆動軸６にすきま嵌めされているため、スラスト軸受５ｄを受けるフロントハウジング２の座面の傾斜と、スラストプレート８と駆動軸６との直角度の公差とによる振動や異音を解消することも可能である。
【００６５】
また、この圧縮機では、斜板１１は１本の斜板アーム１１ｂを有するものの、ラグ部材１０は従来のようなラグアームを有さない。また、第１、２中間アーム２１、２２は、ラグ側ピン２３と斜板側ピン２４とによりラグ部材１０及び斜板アーム１１ｂを摺動可能に挟持しつつ締結されている。そして、第１中間アーム２１の第１被案内面２１ｂはラグ部材１０の平行面１０ａと斜板アーム１１ｂの平行面１１ｃとで案内され、第２中間アーム２２の第２被案内面２２ｂはラグ部材１０の平行面１０ａと斜板アーム１１ｂの平行面１１ｃとで案内される。こうして、この圧縮機では、異音を生じず、リンク機構１２が滑らかに作動する。また、この圧縮機では、そのためにラグ部材１０、斜板アーム１１ｂ及び第１、２中間アーム２１、２２について、平行な面の加工精度を低くすることができ、これらの部品の選択的な組み付けを厳格に行う必要もないことから、製造コストの低廉化も実現できる。
【００６６】
さらに、この圧縮機では、第１、２中間アーム２１、２２がラグ側ピン２３及び斜板側ピン２４で締結されて一体の中間アーム２０になっているため、第１、２中間アーム２１、２２が個別に動くことはなく、第１、２中間アーム２１、２２、ひいては斜板１１が正規の位置からゆがんでこじれ難い。また、この圧縮機では、ラグ部材１０にラグアームを形成する必要がないことから、ラグ部材１０の製造、ひいては圧縮機全体の製造も容易になっている。
【００６７】
また、この圧縮機では、斜板アーム１１ｂが１本であり、この斜板アーム１１ｂがシュー摺動面１１ａの鉛直上を回避して形成されているため、斜板１１を一体品とし、シュー摺動面１１ａを容易に加工することが可能となっている。この点、例えば特開２００５−２９９５１６号公報記載の圧縮機に対する有利な効果である。
【実施例２】
【００６８】
実施例２の圧縮機は、図５に示すスラストプレート２８及び弾性部材２９を採用している。
【００６９】
スラストプレート２８には駆動軸６と同心にボス２８ｃが形成され、ボス２８ｃの内面が円筒状の内周面２８ｂとされている。内周面２８ｂには駆動軸６の外周面側に延びる複数枚の第１凸部２８ｄが等角度間隔で形成されている。各第１凸部２８ｄは駆動軸６の周方向が厚みをなす板状のものである。
【００７０】
スラストプレート２８の内周面２８ｂと駆動軸６の外周面との間には、弾性部材２９が挿入されている。この弾性部材２９は、駆動軸６の外周面に設けられた本体２９ａと、本体２９ａと一体に成形されたゴム２９ｂとからなる。本体２９ａには、スラストプレート２８の内周面２８ｂ側に延びる複数枚の第２凸部２９ｃが等角度間隔で形成されている。各第２凸部２９ｃは駆動軸６の周方向が厚みをなす板状のものである。ゴム２９ｂには各第１凸部２８ｄを収納する凹部２９ｄが形成されている。
【００７１】
他の構成は実施例１と同様である。この圧縮機においては、弾性部材２９のバネ定数を第１、２凸部２８ｄ、２９ｃによってより大きくすることが可能である。他の作用効果は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００７２】
実施例３の圧縮機は、図６に示すように、プーリ５０に代えて電磁クラッチ６０を採用している。
【００７３】
電磁クラッチ６０は、フロントハウジング２に軸受６１を介して回転可能に支承されたロータ６２と、駆動軸６１にねじ止めされてロータ６２の回転を駆動軸に伝達するハブ６３と、ハブ６３に板バネ６４を介して支持されたアーマチャ６５と、フロントハウジング２に支持された電磁コイル６６とからなっている。板バネ６４は、ハブ６３とアーマチャ６５とに軸方向に撓むことができるが、駆動軸６の周方向には撓むことができないため、ダンパ部とはならない。
【００７４】
他の構成は実施例１と同様であり、同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この圧縮機においては、電磁クラッチ６０が板バネ６４を介して駆動軸６を直接的に駆動し、平均トルクの伝達性が高まる。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００７５】
以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜３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。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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】
【００７７】
【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施例１の圧縮機に係り、リンク機構の模式縦断面図である。
【図３】実施例１の圧縮機に係り、スラストプレート及び弾性部材の一部断面を示す平面図である。
【図４】実施例１の圧縮機に係り、リンク機構の模式横断面図である。
【図５】実施例２の圧縮機に係り、スラストプレート及び弾性部材の一部断面を示す平面図である。
【図６】実施例３の圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
７…クランク室
１ｂ…シリンダボア
１、２、４…ハウジング（１…シリンダブロック、２…フロントハウジング、４…リヤハウジング）
６…駆動軸
１０…ラグ部材
１１…斜板
１２…リンク機構
１３…ピストン
１１ａ、１３ａ、１４…運動変換機構（１１ａ…シュー摺動面、１３ａ…シュー受け面、１４…シュー）
９、２９…弾性部材
８、２８…質量体（スラストプレート）
５ｄ…スラスト軸受
８ｆ…ウェイト部
１０ｃ…軸受（プレーンベアリング）
８ｂ、２８ｂ…内周面
２８ｄ…第１凸部
２９ｃ…第２凸部
２９ｂ…弾性体（ゴム）
１１ｂ…斜板アーム
Ｐ…仮想平面
Ａ１…ラグ側軸線
Ａ２…斜板側軸線
２０…中間アーム
２１…第１中間アーム
２２…第２中間アーム
５３…ロータ
５１…ハブ
５０、６０…プーリ（６０…電磁クラッチ）
５２…ダンパ部（ダンパ部材）
【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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