JP2002031047A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の大型化やピストンの強度の低下を招
かずに、シューの外径を大きくすることができる斜板式
圧縮機を提供する。 【解決手段】 ピストン７が、シリンダボア内を直線的
に摺動する円筒部７２と、この円筒部７２の一端部に設
けられ、斜板の一方面側のシューを転動可能に保持する
第１保持部７１と、斜板の他方面側のシューを転動可能
に保持する第２保持部７０と、第１及び第２保持部７
１，７０を連結するブリッジ部７３とを有する斜板式圧
縮機において、ブリッジ部７３に、シューとの接触を回
避する穴７４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、斜板式圧縮機に
関し、特にＣＯ_２を冷媒として用いる車両用空調装置の
冷媒圧縮機として好適な斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】斜板式圧縮機は、シリンダボアを有する
シリンダブロックと、このシリンダブロックの中心部に
回転可能に支持されるシャフトと、シャフトの回転につ
れて一体に回転する斜板と、この斜板の両面に相対回転
可能に配置されるシューと、斜板の回転につれてシリン
ダボア内を直線往復運動するピストンとを備えている。

【０００３】ピストンは、シリンダボア内を摺動する円
筒部と、斜板の一方面側のシューを転動可能に保持する
第１保持部と、斜板の他方面側のシューを転動可能に保
持する第２保持部と、第１保持部及び第２保持部を連結
するブリッジ部とを有する。第１保持部は円筒部の一端
に形成され、第２保持部は第１保持部に対してピストン
軸方向に対向配置されている。第１保持部及び第２保持
部はそれぞれシューを転動可能に保持し、シューを介し
て斜板を挟持している。

【０００４】シャフトが回転すると、シャフトと一体に
斜板が回転する。斜板の回転によりシューが斜板上を相
対回転し、斜板からの回転力がピストンの直線往復運動
に変換される。

【０００５】ピストンが下死点位置から上死点位置へ移
動するとき、シリンダボア内の冷媒ガスがピストンによ
って圧縮される。

【０００６】

【発明の解決しようとする課題】ところで、ＣＯ_２を冷
媒とするとき、斜板式圧縮機の吐出量はフロンを冷媒と
するときの約１／６であるので、ピストンの円筒部の外
径が小さくなる。

【０００７】しかし、冷媒圧縮時に斜板に作用するピス
トンの荷重（圧縮反力）がフロンを冷媒とするときと較
べて２０〜３０％大きくなるので、ピストンの荷重を緩
和するために、シューの外径を大きくしなければならな
い。シューを大きくするには、ピストンのブリッジ部を
ピストン半径方向外側へ突き出させる必要があるので、
圧縮機の大型化を招くという問題が生じる。

【０００８】これを避けるにはピストンのブリッジ部の
肉厚を小さくする方法が考えられるが、この方法にはピ
ストンの強度が低下するという問題がある。

【０００９】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、圧縮機の大型化やピストンの強
度の低下を招かずに、シューの外径を大きくすることが
できる斜板式圧縮機を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに請求項１記載の発明の斜板式圧縮機は、複数のシリ
ンダボアを有するシリンダブロックと、このシリンダブ
ロックの中心部に回転可能に支持されるシャフトと、こ
のシャフトと一体に回転する斜板と、この斜板の両面に
相対回転可能に配置されるシューと、前記シューを介し
て前記斜板と係合し、前記斜板の回転につれて前記シリ
ンダボアの軸方向ヘ直線往復運動するピストンとを備
え、前記ピストンが、前記シリンダボア内を直線的に摺
動する円筒部と、この円筒部の一端部に設けられ、前記
斜板の一方面側のシューを転動可能に保持する第１保持
部と、前記斜板の他方面側のシューを転動可能に保持す
る第２保持部と、前記第１及び第２保持部を連結するブ
リッジ部とを有し、作動流体としての冷媒が二酸化炭素
である斜板式圧縮機において、前記ブリッジ部に、前記
シューとの接触を回避する回避部が設けられていること
を特徴とする。

【００１１】上述のようにブリッジ部に、シューとの接
触を回避する回避部が設けられているので、冷媒吸入時
又は冷媒圧縮時、シューがブリッジ部に接触しない。ま
た、ブリッジ部が円筒部の外周面よりも突き出る長さを
短くすることができる。

【００１２】前述の課題を解決するために請求項２記載
の発明の斜板式圧縮機は、請求項１記載の斜板式圧縮機
において、回避部がシューの一部が入り込む穴であるこ
とを特徴とする。

【００１３】上述のように回避部がシューの一部が入り
込む穴であるので、ブリッジ部の強度の低下が少ない。

【００１４】

【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。

【００１５】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容
量型斜板式圧縮機の縦断面図、図２（ａ）はピストンの
側面図、図２（ｂ）は同図（ａ）のII−II線に沿う断面
図である。

【００１６】この可変容量型斜板式圧縮機はＣＯ_２（二
酸化炭素）を冷媒とする冷凍サイクルの一構成部品とし
て用いられる。

【００１７】この可変容量型圧縮機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が配置されている。フ
ロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート
２及びリヤヘッド３は通しボルト３１とナット３２とで
軸方向に一体的に結合されている。

【００１８】前記フロントヘッド４には後述する斜板１
０やスラストフランジ４０等を収容するクランク室８が
形成されている。

【００１９】スラストフランジ４０はシャフト５に固定
され、シャフト５と一体に回転する。また、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の内壁面に回転可能に支持されている。斜板１０はシ
ャフト５に対して摺動可能に、かつシャフト５と直角な
仮想面に対して傾斜可能に取り付けられている。

【００２０】斜板１０はリンク機構４１を介してスラス
トフランジ４０に連結され、スラストフランジ４０の回
転につれて一体に回転する。斜板１０の摺動面１０ａ，
１０ｂ上には斜板１０を挟むように半球状のシュー６
０，６１が配置され、シャフト５の回転につれて斜板１
０の摺動面１０ａ，１０ｂ上を相対回転可能である。シ
ュー６０，６１は半球状であり、フロンを冷媒とする斜
板式圧縮機のシューに較べて大きい。

【００２１】前記シリンダブロック１には、シャフト５
を中心とする円周に沿って所定間隔おきに複数のシリン
ダボア６が形成されている。シリンダボア６にはピスト
ン７が摺動可能に収容されている。

【００２２】ピストン７は、円筒部７２と、第１保持部
７１と、第２保持部７０と、第１保持部７１及び第２保
持部７０を連結するブリッジ部７３とを有している。円
筒部７２はシリンダボア６内を摺動する。円筒部７２に
はオイルを保持するための溝７５が形成されている。第
１保持部７１及び第２保持部７０はいずれも凹面状であ
る。第１保持部７１は円筒部７２の一端部に形成され、
シュー（斜板１０の一方面側のシュー）６１を転動可能
に保持している。第２保持部７０は第１保持部７１に対
向配置され、シュー（斜板１０の他方面側のシュー）６
０を転動可能に保持している。ブリッジ部７３には、図
２に示すように、シュー６０，６１の周縁部６０ａ，６
１ａが入り込む穴（回避部）７４が形成されている。図
２（ｂ）に示すように穴７４はブリッジ部７３のピスト
ン半径方向外側へ向かって抉られている。ブリッジ部７
３をピストン軸に対して直角方向に切断した面に表われ
る穴７４の形状はシュー６０，６１の周縁部６０ａ，６
１ａとの干渉を避ける円弧であり、穴７４の深さＤは約
１ｍｍである（図２（ｂ）参照）。ブリッジ部７３の外
周面７３ｂは円筒部７２の外周面７２ｂよりもピストン
半径方向外側に突き出されている。ブリッジ部７３が円
筒部７２の外周面７２ｂに対して突き出る長さは、ブリ
ッジ部７３に穴７４を形成せずにシュー６０，６１を大
きくする場合に較べて短い。

【００２３】前記リヤヘッド３には吸入室１３と吐出室
１２とが形成されている。吸入室１３は吐出室１２の周
囲に位置している。吸入室１３には圧縮室２２に供給す
る低圧の冷媒ガスが収容される。吐出室１２には圧縮室
２２から吐出された高圧の冷媒ガスが収容される。

【００２４】シャフト５の一端部はラジアル軸受２６を
介してフロントヘッド４に回転可能に支持され、シャフ
ト５の他端部はラジアル軸受２５及びスラスト軸受２４
を介してシリンダブロック１に回転可能に支持されてい
る。

【００２５】前記バルブプレート２には圧縮室２２と吐
出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、圧縮室２２
と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それ
ぞれ周方向に沿って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。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のフロント側端面に配設されている。

【００２６】吸入室１３とクランク室８との間には連通
路（図示せず）が設けられ、この連通路の途中には図示
しないオリフィスが設けられている。また、吐出室１２
とクランク室８との間には連通路（図示しない）が設け
られ、この連通路の途中には図示しない圧力調整弁が設
けられ、この圧力調整弁によりクランク室８内の圧力調
整が行われ、連通路が開閉される。

【００２７】リンク機構４１は斜板１０のフロント側の
摺動面１０ａに設けられたブラケット１０ｃと、ブラケ
ット１０ｃに形成された直線的なガイド溝１０ｄと、ス
ラストフランジ４０に固定されたロッド４３とで構成さ
れる。ガイド溝１０ｄの長手軸は摺動面１０ａに対して
所定角度傾いている。ロッド４３の球状の先端部４３ａ
はガイド溝１０ｄに相対摺動可能に嵌合している。

【００２８】スラストフランジ４０と斜板１０との間に
は巻バネ４７が装着され、この巻バネ４７の付勢力によ
り斜板１０がリヤ側へ付勢される。斜板１０とスラスト
軸受２４との間には巻バネ４８が装着され、この巻バネ
４８の付勢力により斜板１０がフロント側へ付勢され
る。

【００２９】次に、この可変容量型斜板式圧縮機の作動
を説明する。

【００３０】図示しない車載エンジンの回転動力がシャ
フト５に伝達されると、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。

【００３１】斜板１０の回転によりシュー６０，６１が
斜板１０の摺動面１０ａ，１０ｂ上を相対回転し、斜板
１０からの回転力がピストン７の直線往復運動に変換さ
れる。ピストン７がシリンダボア６内を往復運動する
と、シリンダボア７内の圧縮室２２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
次行われ、斜板１０の傾斜角度に応じた容量の高圧の冷
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２２へ低圧の冷媒
が吸入され、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室２２か
ら吐出室１２ヘ高圧の冷媒ガスが吐出される。吐出室１
２内の高圧の冷媒ガスが吐出口３ａから図示しない冷却
器側へ吐出される。

【００３２】吸入行程では、ピストン７が下死点へ移動
するにしたがって圧縮室２２と吸入室１３との間に圧力
差が生じ、吸入ポート１５が開き、この吸入ポート１５
を介して吸入室１３の冷媒が圧縮室２２内に流入する。
また、ピストン７が下死点ヘ移動するにしたがって、リ
ヤ側のシュー６１の周縁部６１ａはシリンダブロック半
径方向外側へ移動する。ピストン７が下死点に到達した
とき、シュー６１の周縁部６１ａの一部は穴７４内に入
り込むので、シュー６１はブリッジ部７３に接触しな
い。

【００３３】圧縮行程では、ピストン７が上死点ヘ向か
って移動するにしたがって圧縮室２２の容積が次第に小
さくなり、圧縮室２２の圧力が上昇する。また、ピスト
ン７が上死点に移動するにしたがって、フロント側のシ
ュー６０の周縁部６０ａがシリンダブロック半径方向外
側へ移動する。

【００３４】吐出行程では、ピストン７が上死点に到達
し、圧縮室２２の容積が最小になり、圧縮室２２内の圧
力が最大になる。ピストン７が上死点に達するまでに圧
縮室２２と吐出室１２との間に一定の圧力差が生じると
吐出ポート１５が開放される。また、ピストン７が上死
点に到達したとき、フロント側のシュー６０の周縁部６
０ａの一部が穴７４内に入り込むので、シュー６０はブ
リッジ部７３に接触しない。

【００３５】熱負荷が小さくなり、圧力調整弁が開いて
クランク室８内の圧力が増加すると、斜板１０の傾斜角
度が小さくなるので、ピストン７のストローク量が少な
くなって吐出容量が減少する。これに対し、熱負荷が大
きくなり、圧力調整弁が閉じてクランク室８内の圧力が
減少すると、斜板１０の傾斜角度が大きくなるので、ピ
ストン７のストローク量が増えて吐出容量が増加する。

【００３６】この実施形態によれば、ブリッジ部７３に
シュー６０，６１の周縁部６０ａ，６１ａとの干渉を避
ける穴７４を形成したので、ブリッジ部７３の外周面７
３ｂが円筒部７２の外周面７２ｂから突き出る長さを短
くすることができるとともに、ピストン７の強度の低下
を抑えることができる。したがって、圧縮機の大型化を
招かずにシュー６０，６１を大きくすることができる。

【００３７】なお、上述の実施形態ではシュー６０，６
１との接触を回避するためにブリッジ部７３にシューの
周縁部６０ａ，６１ａが入り込む穴７４を形成した場合
について説明したが、回避部としてはこれに限られず、
例えばシュー６０，６１の周縁部６０ａ，６１ａの一部
が入り込む溝等でもよい。また、ブリッジ部７３の穴７
４の深さＤは１ｍｍより短くてもよい。

【００３８】また、上述の実施形態では往復式冷媒圧縮
機の一例として可変容量型斜板式圧縮機を説明したが、
固定容量型等の斜板式圧縮機にも適用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の斜板式圧縮機によれば、圧縮機の大型化やピストンの
強度の低下を抑えながら、シューを大きくすることがで
きる。

【００４０】請求項２記載の発明の斜板式圧縮機によれ
ば、ブリッジ部の強度の低下を少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型
斜板式圧縮機の縦断面図である。

【図２】図２はピストンを説明するための図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ５ シャフト ６ シリンダボア ７ ピストン １０ 斜板 ６０ シュー（斜板の他方面側のシュー） ６１ シュー（斜板の一方面側のシュー） ７０ 第２保持部 ７１ 第１保持部 ７２ 円筒部 ７３ ブリッジ部 ７４ 穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダボアを有するシリンダブ
   ロックと、 このシリンダブロックの中心部に回転可能に支持される
   シャフトと、 このシャフトと一体に回転する斜板と、 この斜板の両面に相対回転可能に配置されるシューと、 前記シューを介して前記斜板と係合し、前記斜板の回転
   につれて前記シリンダボアの軸方向ヘ直線往復運動する
   ピストンとを備え、 前記ピストンが、前記シリンダボア内を直線的に摺動す
   る円筒部と、この円筒部の一端部に設けられ、前記斜板
   の一方面側のシューを転動可能に保持する第１保持部
   と、前記斜板の他方面側のシューを転動可能に保持する
   第２保持部と、前記第１及び第２保持部を連結するブリ
   ッジ部とを有し、 作動流体としての冷媒が二酸化炭素である斜板式圧縮機
   において、 前記ブリッジ部に、前記シューとの接触を回避する回避
   部が設けられていることを特徴とする斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記回避部が前記シューの一部が入り込
   む穴であることを特徴とする請求項１記載の斜板式圧縮
   機。