JP2003042058A - ピストン式圧縮機における防振構造 - Google Patents
ピストン式圧縮機における防振構造Info
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Abstract
防振性能を得られ、しかも形状の自由度が大きく、耐久
性に優れた防振構造を提供する。 【解決手段】回転支持体22とフロントハウジング12
との間にはスラストベアリング30及びリング形状の防
振合金製の防振板31が介在されている。ピストン28
の往復動作に伴う圧縮反力は、ピストン28、シュー2
9、斜板23、ヒンジ機構42、回転支持体22、スラ
ストベアリング30及び防振板31を介してフロントハ
ウジング12の端壁122で受け止められる。防振板3
1は、スラストベアリング30からフロントハウジング
12に波及する振動を吸収する。
Description
における防振構造に関するものである。
されるようなピストン式圧縮機では、斜板を回転させて
ピストンを往復動させるというハウジング内部の圧縮仕
事が圧縮機を振動させる。即ち、ハウジング内部の圧縮
仕事によって発生する加振力が斜板、ヒンジ機構、回転
支持体及びスラストベアリングを経由してハウジングに
伝わり、ハウジングが振動する。
れるピストン式圧縮機では、圧縮機の振動を防止するた
め、ハウジングとスラストベアリングとの間、あるいは
回転支持体とスラストベアリングとの間に制振鋼板が介
在されている。
56号公報に開示される制振鋼板は、一対の鋼板の間に
ゴムを挟んだ構造であるが、一対の鋼板とゴムとを接着
するための接着剤が圧縮機内の高温度(最高で200°
C程度)によって劣化する。そのため、鋼板とゴムとの
良好な接着を確保することが難しく、制振鋼板の耐久性
の確保が難しい。又、ゴム及び樹脂の振動吸収特性が温
度に依存するため、ゴム製、樹脂製の弾性部材に狙いの
振動周波数を吸収するための振動吸収特性を温度変化の
ある圧縮機内で持たせることは難しい。さらに、ハウジ
ングの内壁面の形状に合わせて制振鋼板を曲げ加工する
と、制振鋼板における振動吸収特性が変わってしまう。
そのため、制振鋼板の曲げ加工ができず、制振鋼板の形
状の自由度が小さいという欠点がある。
かも圧縮機内が高温(200°C程度)であるため、ゴ
ム製、樹脂製の弾性部材では耐久性の確保が難しい。本
発明は、ピストン式圧縮機において温度に関係なく高い
防振性能を得られ、しかも形状の自由度が大きく、耐久
性に優れた防振構造を提供することを目的とする。
体ハウジング内に収容されたカム体の回転をシリンダボ
ア内のピストンの往復運動に変化し、前記ピストンの往
復運動によって前記シンリンダボア内にガスを吸入する
と共に、前記シリンダボアからガスを吐出し、前記ピス
トンの往復動作に伴う圧縮反力を前記全体ハウジングで
受け止めるようにしたピストン式圧縮機を対象とし、請
求項1の発明では、前記圧縮反力を前記全体ハウジング
に伝達する圧縮反力伝達経路上に防振合金製の防振体を
介在した。
全体ハウジングに波及する振動が防振体に到達すると、
防振体はこの振動を吸収し、全体ハウジングの振動が抑
制される。防振体がその接触対象に対して相対変位する
場合には、両者間の相対変位による振動の発生そのもの
が抑制される。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。
前記防振体は、その接触対象に対して相対変位しないよ
うに配置した。防振体をその接触対象に対して相対変位
させない構成は、防振体の耐久性を一層高める。
2のいずれか1項において、ピストン式圧縮機は、前記
回転軸に止着された回転支持体と、前記カム体としての
斜板を傾動可能に前記回転支持体に連係させるヒンジ機
構と、前記ヒンジ機構によって前記回転支持体に連係さ
れると共に、前記回転軸に対して傾角可変に制御圧室に
収容された斜板と、前記回転軸の周りに配列されると共
に、前記斜板の傾角に応じた往復動作を行なう複数のピ
ストンとを備え、前記制御圧室内の圧力を制御して前記
斜板の傾角を制御する可変容量型圧縮機とし、前記圧縮
反力伝達経路は、前記斜板と、前記ヒンジ機構と、前記
回転支持体と、前記回転支持体と前記全体ハウジングと
の間に介在されたスラストベアリングとによって構成し
た。
板、ヒンジ機構、回転支持体及びスラストベアリングを
介して全体ハウジングで受け止められる。ピストン側か
ら圧縮反力伝達経路を伝って全体ハウジングに波及する
振動が防振体に到達すると、防振体がこの振動を吸収す
る。
前記防振体は、前記全体ハウジングと前記スラストベア
リングとの間に介在されているようにした。全体ハウジ
ングとスラストベアリングとの間は、全体ハウジングの
振動を抑制する上で最適な防振体の介在箇所である。
4のいずれか1項において、前記ピストン式圧縮機は、
外部駆動源からクラッチを介することなく前記回転軸に
駆動力を伝達するクラッチレス圧縮機とした。
明の適用対象として好適である。
に具体化した第1の実施の形態を図1〜図4に基づいて
説明する。
の前端にはフロントハウジング12が接合されている。
シリンダブロック11の後端にはリヤハウジング13が
バルブプレート14、弁形成プレート15,16及びリ
テーナ形成プレート17を介して接合固定されている。
フロントハウジング12、シリンダブロック11及びリ
ヤハウジング13は、可変容量型圧縮機の全体ハウジン
グ10を構成する。
ング12とシリンダブロック11とには回転軸18がラ
ジアルベアリング47,48を介して回転可能に支持さ
れている。回転軸18の前端は制御圧室121から外部
へ突出しており、この突出端部にはプーリ19が止着さ
れている。プーリ19はベルト20を介して外部駆動源
としての車両エンジンEに作動連結されている。プーリ
19は、アンギュラベアリング21を介してフロントハ
ウジング12に支持されている。フロントハウジング1
2は、プーリ19に作用するスラスト方向の荷重及びラ
ジアル方向の荷重の両方をアンギュラベアリング21を
介して受け止める。
ていると共に、斜板23が回転軸18の軸線方向へスラ
イド可能かつ傾動可能に支持されている。回転軸18
は、回転支持体22の軸孔224及び斜板23の軸孔2
31に挿通されている。図2に示すように、斜板23に
は一対のガイドピン24,25が止着されている。ガイ
ドピン24,25の先端部にはガイド球241,251
が形成されている。回転支持体22には支持アーム22
1が突設されており、支持アーム221には一対のガイ
ド孔222,223が形成されている。ガイド球24
1,251はガイド孔222,223にスライド可能に
嵌入されている。
対のガイドピン24,25との連係により回転軸18の
軸線方向へ傾動可能かつ回転軸18と一体的に回転可能
である。斜板23の傾動は、ガイド孔222,223と
ガイド球241,251とのスライドガイド関係、軸孔
231を介した回転軸18のスライド支持作用により案
内される。ガイド孔222,223を備えた支持アーム
221と、ガイド球241,242を備えたガイドピン
24,25は、斜板23を傾動可能に回転支持体22に
連係させるヒンジ機構42を構成する。
支持体22と斜板23との当接によって規制される。図
1に実線で示す斜板23の位置は、斜板傾角が最大とな
る位置である。斜板23の最小傾角は、斜板23と回転
軸18上のサークリップ26との当接によって規制され
る。図1に鎖線で示す斜板23の位置は、斜板傾角が最
小となる位置である。
ボア111(図3に示すように、本実施の形態では5
つ)が形成されている。回転軸18の周りに配列された
シリンダボア111にはピストン28が収容されてい
る。ピストン28の首部281と斜板23との間にはシ
ュー27,29が介在されている。回転軸18と一体的
に回転する斜板23の回転運動は、シュー27,29を
介してピストン28の前後往復運動に変換され、ピスト
ン28がシリンダボア111内を前後動する。
び吐出室132が区画形成されている。吸入圧領域とな
る吸入室131内の冷媒ガスは、ピストン28の復動動
作(図1において右側から左側への移動)によりバルブ
プレート14上の吸入ポート141から弁形成プレート
15上の吸入弁151を押し退けてシリンダボア111
内へ流入する。シリンダボア111内へ流入した冷媒ガ
スは、ピストン28の往動動作(図1において左側から
右側への移動)によりバルブプレート14上の吐出ポー
ト142から弁形成プレート16上の吐出弁161を押
し退けて吐出圧領域となる吐出室132へ吐出される。
吐出弁161は、リテーナ形成プレート17上のリテー
ナ171に当接して開度規制される。
の端壁122との間にはスラストベアリング30が介在
されている。スラストベアリング30は、一対のレース
301,302と、両レース301,302間に挟まれ
たコロ303とからなる。スラストベアリング30のレ
ース301とフロントハウジング12の端壁122との
間にはリング形状の防振合金製の防振板31が介在され
ている。本実施の形態では、強磁性型のFe−Cr−A
lの防振合金が用いられている。防振体としての防振板
31は、端壁122とレース301とに接合している。
は、ピストン28、シュー29、斜板23、ヒンジ機構
42、回転支持体22、スラストベアリング30及び防
振板31を介してフロントハウジング12の端壁122
で受け止められる。ピストン28、シュー29、斜板2
3、ヒンジ機構42、回転支持体22、スラストベアリ
ング30及び防振板31は、圧縮反力をフロントハウジ
ング12に伝達する圧縮反力伝達経路を構成する。
路32と、吐出室132から冷媒ガスを排出する吐出通
路33とは、外部冷媒回路34で接続されている。外部
冷媒回路34上には凝縮器35、膨張弁36及び蒸発器
37が介在されている。吐出通路33上には吐出開閉弁
38が介在されている。
1を閉じる方向へ圧縮ばね382によって付勢されてい
る。弁体381が図1に示す位置にあるときには、吐出
室132内の冷媒ガスが弁孔331、迂回路332、通
口383及び弁体381の筒内を経由して外部冷媒回路
34へ流出する。弁体381が弁孔331を閉じている
ときには、吐出室132内の冷媒ガスが外部冷媒回路3
4へ流出することはない。
供給通路39によって接続されている。圧力供給通路3
9は、吐出室132内の冷媒を制御圧室121へ送る。
制御圧室121と吸入室131とは、放圧通路40によ
って接続されている。制御圧室121内の冷媒は、放圧
通路40を介して吸入室131へ流出する。圧力供給通
路39上には電磁式の容量制御弁41が介在されてい
る。容量制御弁41は、供給される電流値に応じた吸入
圧をもたらす制御を行なう。
られると容量制御弁41における弁開度が減少し、吐出
室132から制御圧室121への冷媒供給量が減る。制
御圧室121内の冷媒は放圧通路40を介して吸入室1
31へ流出しているため、制御圧室121内の圧力が下
がる。従って、斜板23の傾角が増大して吐出容量が増
える。吐出容量の増大は吸入圧の低下をもたらす。供給
電流値が下げられると容量制御弁41における弁開度が
増大し、吐出室132から制御圧室121への冷媒供給
量が増える。従って、制御圧室121内の圧力が上が
り、斜板23の傾角が減少して吐出容量が減る。吐出容
量の減少は吸入圧の増加をもたらす。
なると容量制御弁41における弁開度が最大となり、斜
板23の傾角が最小となる。斜板傾角が最小状態におけ
る吐出圧は低く、このときの吐出通路33における吐出
開閉弁38の上流側の圧力が吐出開閉弁38の下流側の
圧力と圧縮ばね382のばね力との和を下回るように圧
縮ばね382のばね力が設定してある。従って、斜板2
3の傾角が最小になったときには弁体381が弁孔33
1を閉じ、外部冷媒回路34における冷媒循環が停止す
る。この冷媒循環停止状態は熱負荷低減作用の停止状態
である。
きくしてある。斜板23の最小傾角は0°ではないた
め、斜板傾角が最小の状態においてもシリンダボア11
1から吐出室132への吐出は行われている。シリンダ
ボア111から吐出室132へ吐出された冷媒ガスは圧
力供給通路39を通って制御圧室121へ流入する。制
御圧室121内の冷媒ガスは放圧通路40を通って吸入
室131へ流出し、吸入室131内の冷媒ガスはシリン
ダボア111内へ吸入されて吐出室132へ吐出され
る。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐出室132、圧
力供給通路39、制御圧室121、放圧通路40、吸入
室131、シリンダボア111を経由する循環通路が圧
縮機内にできている。そして、吐出室132、制御圧室
121及び吸入室131の間では圧力差が生じている。
従って、冷媒ガスが前記循環通路を循環し、冷媒ガスと
共に流動する潤滑油が圧縮機内を潤滑する。
る。 (1-1)ピストン28の往復運動に伴う振動(即ち圧縮
仕事に伴う加振力)は、ピストン28側から圧縮反力伝
達経路を伝ってフロントハウジング12に伝達する。フ
ロントハウジング12に波及する振動は、圧縮反力伝達
経路に介在された防振板31に到達する。すると、防振
板31はこの振動を吸収し、全体ハウジング10の振動
が抑制される。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。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。強磁性型のFe−Cr−Alの防振合金の減衰
能は、Fe−Cr−Ni製の一般鋼材の減衰能の10倍
程度である。このような防振合金製の防振板31の減衰
機能は、全体ハウジング10の振動を抑制する上で大変
有効である。
機内の熱負荷及び加振力による劣化のおそれがなく、耐
久性に優れている。 (1-3)防振合金は、その使用場所に応じて形状を自由
に選択でき、形状自由度が大きい。
22とスラストベアリング30との間にある防振板31
は、端壁122及びスラストベアリング30のレース3
01の両者に対して接合している。即ち、防振板31
は、その接触対象である端壁122とレース301とに
対して摺接等の相対変位をしない。防振板31をその接
触対象に対して相対変位させない構成は、防振板31の
耐久性を一層高める。
ング30のレース302との間のクリアランス、ガイド
ピン24,25のガイド球241,251とガイド孔2
22,223との間のクリアランス、回転軸18の周面
と斜板23の軸孔231との間のクリアランス等の箇所
において振動が発生する。スラストベアリング30とフ
ロントハウジング12との間に介在された防振板31
は、ピストン28からフロントハウジング12に至る圧
縮反力伝達経路の最終位置である。即ち、前記したクリ
アランス箇所で発生した振動は、圧縮反力伝達経路を伝
って防振板31に到達する。従って、フロントハウジン
グ12とスラストベアリング30との間は、全体ハウジ
ング10の振動を抑制する上で最適な防振板31の介在
箇所である。
して前記回転軸に駆動力を伝達するクラッチ付きのピス
トン式圧縮機では、全体ハウジングに装着される電磁ク
ラッチの重量が全体ハウジングの振動を抑制する。外部
駆動源としての車両エンジンEから電磁クラッチを介す
ることなく回転軸18に駆動力を伝達するクラッチレス
のピストン式圧縮機は、クラッチ付きのピストン式圧縮
機に比べて全体ハウジング10が振動し易い。クラッチ
レスのピストン式圧縮機は、防振合金を用いて全体ハウ
ジング10の振動を抑制しようとする本発明の適用対象
として好適である。
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用い
てある。リング形状の防振合金製の防振板43がスラス
トベアリング30のレース302と回転支持体22との
間に介在されている。防振体としての防振板43は、回
転支持体22からスラストベアリング30へ波及する振
動を吸収する。
における(1-1)〜(1-4)項及び(1-6)項と同じ効
果が得られる。本発明では、図6に示すように、ガイド
孔223(他方のガイド孔は図示略)とガイド球252
(他方のガイド球は図示略)との間に防振合金製の防振
筒44を介在した第3の実施の形態も可能である。又、
図7に示すように、回転軸18の周面と斜板23の軸孔
231との間に防振合金製の防振筒45を介在した第4
の実施の形態、図8に示すように、斜板23と回転支持
体22との間に防振合金製の防振板46を介在した第5
の実施の形態も可能である。
振筒44がガイド孔223に圧入されている。防振筒4
4とガイド球252との間の摺接時における両者間の相
対移動速度は小さく、防振筒44の耐久性に悪影響を与
えるおそれは少ない。
振筒45が回転軸18に固定されている。防振筒45と
回転軸18との間の摺接時における両者間の相対移動速
度は小さく、防振筒45の耐久性に悪影響を与えるおそ
れは少ない。
振板46は、回転支持体22又は斜板23に止着されて
いる。斜板傾角が最大のときには、ピストン28の往復
動作に伴う圧縮反力は、斜板23、防振板46、回転支
持体22及びスラストベアリング30を経由してフロン
トハウジング12に波及する。防振板46は、斜板23
からガイドピン25を経由することなく回転支持体22
へ伝わる振動を吸収する。
である。 (1)ピストン28の首部281とフロントハウジング
12の周壁との間に防振合金製の防振体を介在するこ
と。
ア111内で回転しないような形状に形成されている。
ピストン28の往復動作に伴う圧縮反力は、首部281
を介してフロントハウジング12の周壁に波及する。首
部281とフロントハウジング12の周壁との間に介在
された防振体は、首部281を介してフロントハウジン
グ12の周壁に伝わる振動を吸収する。防振体は、首部
281とフロントハウジング12の周壁との少なくとも
一方に止着すればよい。
軸18の周面との間に防振合金製の筒形状の防振体を介
在すること。この場合、筒形状の防振体は回転支持体2
2と回転軸18との両者に止着される。
は、斜板23、回転軸18、回転支持体22及びスラス
トベアリング30を介してフロントハウジング12に波
及する。回転支持体22の軸孔224と回転軸18の周
面との間に介在された筒形状の防振体は、回転軸18か
ら回転支持体22に伝わる振動を吸収する。
ハウジング12との間に防振合金製の筒形状の防振筒を
介在すること。ピストン28の往復動作に伴う圧縮反力
は、斜板23、回転軸18及びラジアルベアリング47
を介してフロントハウジング12に波及する。ラジアル
ベアリング47とフロントハウジング12との間に介在
された筒形状の防振体は、回転軸18からラジアルベア
リング47を介してフロントハウジング12に伝わる振
動を吸収する。
ブロック11との間に防振合金製の筒形状の防振体を介
在すること。ピストン28の往復動作に伴う圧縮反力
は、斜板23、回転軸18及びラジアルベアリング48
を介してシリンダブロック11に波及する。ラジアルベ
アリング48とシリンダブロック11との間に介在され
た筒形状の防振体は、回転軸18からラジアルベアリン
グ47を介してシリンダブロック11に伝わる振動を吸
収する。
r−Mo、Co−Ni、Fe−Cr等の強磁性型の防振
合金を用いること。 (6)複合型のAl−Zn防振合金を用いること。
転移型の防振合金を用いること。 (8)Cu−Zn−Al、Cu−Al−Ni、Ni−T
i等の双晶型の防振合金を用いること。
発明を適用すること。 前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発
明について以下に記載する。
項において、前記防振体は、前記スラストベアリングと
前記回転支持体との間に介在されているピストン式圧縮
機における防振構造。
1項において、前記ピストン式圧縮機は、外部駆動源か
らクラッチを介することなく前記回転軸に駆動力を伝達
し、前記回転軸の回転中かつ前記斜板の最小傾角状態に
おいて外部冷媒回路における冷媒循環を停止させるクラ
ッチレス圧縮機であるピストン式圧縮機における防振構
造。
ンの往復動作に伴う圧縮反力を全体ハウジングに伝達す
る圧縮反力伝達経路上に防振合金製の防振体を介在した
ので、温度に関係なく高い防振性能を得られ、しかも形
状の自由度が大きく、耐久性に優れた防振構造を構成し
得るという優れた効果を奏する。
るシリンダブロック。111…シリンダボア。12…全
体ハウジングを構成するフロントハウジング。121…
制御圧室。13…全体ハウジングを構成するリヤハウジ
ング。18…回転軸。22…回転支持体。23…カム体
としての斜板。28…ピストン。30…スラストベアリ
ング。31,46…防振体としての防振板。42…ヒン
ジ機構。43…防振板。44,45…防振体としての防
振筒。
Claims (5)
- 【請求項1】全体ハウジング内に収容されたカム体の回
転をシリンダボア内のピストンの往復運動に変化し、前
記ピストンの往復運動によって前記シンリンダボア内に
ガスを吸入すると共に、前記シリンダボアからガスを吐
出し、前記ピストンの往復動作に伴う圧縮反力を前記全
体ハウジングで受け止めるようにしたピストン式圧縮機
において、 前記圧縮反力を前記全体ハウジングに伝達する圧縮反力
伝達経路上に防振合金製の防振体を介在したピストン式
圧縮機における防振構造。 - 【請求項2】前記防振体は、その接触対象に対して相対
変位しないように配置した請求項1に記載のピストン式
圧縮機における防振構造。 - 【請求項3】ピストン式圧縮機は、前記回転軸に止着さ
れた回転支持体と、前記カム体としての斜板を傾動可能
に前記回転支持体に連係させるヒンジ機構と、前記ヒン
ジ機構によって前記回転支持体に連係されると共に、前
記回転軸に対して傾角可変に制御圧室に収容された斜板
と、前記回転軸の周りに配列されると共に、前記斜板の
傾角に応じた往復動作を行なう複数のピストンとを備
え、前記制御圧室内の圧力を制御して前記斜板の傾角を
制御する可変容量型圧縮機であり、前記圧縮反力伝達経
路は、前記斜板と、前記ヒンジ機構と、前記回転支持体
と、前記回転支持体と前記全体ハウジングとの間に介在
されたスラストベアリングとによって構成される請求項
1及び請求項2のいずれか1項に記載のピストン式圧縮
機における防振構造。 - 【請求項4】前記防振体は、前記全体ハウジングと前記
スラストベアリングとの間に介在されている請求項3に
記載のピストン式圧縮機における防振構造。 - 【請求項5】前記ピストン式圧縮機は、外部駆動源から
クラッチを介することなく前記回転軸に駆動力を伝達す
るクラッチレス圧縮機である請求項3及び請求項4のい
ずれか1項に記載のピストン式圧縮機における防振構
造。
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