JP2003074466A - ピストン型可変容量圧縮機 - Google Patents

ピストン型可変容量圧縮機

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JP2003074466A
JP2003074466A JP2001263585A JP2001263585A JP2003074466A JP 2003074466 A JP2003074466 A JP 2003074466A JP 2001263585 A JP2001263585 A JP 2001263585A JP 2001263585 A JP2001263585 A JP 2001263585A JP 2003074466 A JP2003074466 A JP 2003074466A
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variable displacement
piston
type variable
displacement compressor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転主軸と斜板等の傾角制御部材の鞍型係合
部間に作用する力を軽減し、傾角制御部材の安定した円
滑な作動を確保するとともに、この部分の耐久性を向上
することが可能なピストン型可変容量圧縮機を提供す
る。 【解決手段】 主軸に対し、傾動可能で軸方向に移動可
能な部材を有し、該部材の姿勢および位置に応じてピス
トンのストロークを制御可能なピストン型可変容量圧縮
機において、前記部材と主軸間に磁性反発力を作用させ
る機構を有することを特徴とするピストン型可変容量圧
縮機。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン型可変容
量圧縮機に関し、とくに、斜板等の容量可変用部材と回
転主軸との間の係合部に作用する力を軽減し、この部分
の作動の円滑化、耐摩耗性の向上等をはかるようにした
ピストン型可変容量圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】ピストン型可変容量圧縮機においては、
容量を可変制御するために、たとえば図4に示すような
構造が採用されている。図4に示す可変容量圧縮機は、
回転主軸101と、主軸101に対し傾動可能にかつ軸
方向に摺動可能に設けられ、内周部に鞍型係合部103
が形成された斜板102と、シュー104を介して斜板
102に係合され、斜板102の回転運動が往復運動に
変換されるピストン105と、斜板102を傾動可能に
保ちつつ主軸101と一体回転可能に連結するヒンジ機
構部106とを備えている。斜板102が主軸101上
で摺動および傾動されることにより、斜板102の傾斜
角が変更され、それによってピストン105のストロー
クが変更されて、圧縮機の吐出容量が調整できるように
なっている。すなわち、斜板102と主軸101との間
には、斜板102の変角のために、主軸101をあたか
もガイドレールとする鞍型係合機構が構成されている。
【0003】このようなピストン型可変容量圧縮機で
は、主軸101をガイドレールとする鞍型係合機構にお
いて、機構上、大きな力を受けることとなる。このた
め、主軸101が受ける応力が高くなるとともに、係合
機構部における力が大きくなりすぎると、斜板102の
変角のための動きに影響を与えることとなり、ひいて
は、円滑な容量可変制御が阻害される原因となってい
た。また、摩耗防止の点から、この係合部分の主軸10
1および鞍型係合部103に高い硬度が要求されること
になり、それを達成するためには、特殊な処理や特殊な
材料が要求され、コスト増の要因となっていた。
【0004】上記のような鞍型係合部103に発生する
力は、斜板102を備えたスワッシュプレート機構に対
し、主に、ピストン105から斜板102が受けるスラ
スト力とヒンジ機構部106に作用するスラスト力によ
って発生し、圧縮力に比例している。たとえば図4に示
したように、斜板102は、ピストン105からの圧縮
合力Piからスラスト力F1 を受け、ヒンジ機構部10
6は、ピストン105からの圧縮合力Piからスラスト
力F2 を受け、鞍型係合部103には、上記力F1 とF
2 の径方向成分と釣り合うためおよびピストンに圧縮の
ための背圧を加えるために、F3 の力が作用することに
なる。このように、鞍型係合部103においては、大き
な力F3 が作用し、主軸101と鞍型係合部103間に
は高い摩擦力が作用するが、これが斜板102の円滑な
制御性および主軸101と鞍型係合部103の耐久性に
大きな影響を及ぼすこととなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、回転主軸と斜板等の傾角制御部材の鞍型係合部間に
作用する力を軽減し、傾角制御部材の安定した円滑な作
動を確保するとともに、この部分の耐久性を向上するこ
とが可能なピストン型可変容量圧縮機を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るピストン型可変容量圧縮機は、主軸に
対し、傾動可能で軸方向に移動可能な部材を有し、該部
材の姿勢および位置に応じてピストンのストロークを制
御可能なピストン型可変容量圧縮機において、前記部材
と主軸間に磁性反発力を作用させる機構を有することを
特徴とするものからなる。
【0007】本発明において、主軸に対し傾動可能で軸
方向に移動可能な部材とは、代表的には図4に示したよ
うな斜板から構成されるが、いわゆるスワッシュプレー
ト(揺動板)と、ピストン側に摺接する斜板とを別部材
に構成し、スワッシュプレートを主軸に、斜板をピスト
ン側に係合させる機構を備えた圧縮機であってもよい。
【0008】また、本発明における、前記部材(以下、
傾角制御部材と言うこともある。)と主軸間に磁性反発
力を作用させる機構としては、前記部材の主軸への嵌合
部に設けられた永久磁石と、主軸内に磁束を発生させる
手段とを備えたものから構成できる。磁束発生手段とし
ては、電磁コイルと、該電磁コイルへの給電手段を有す
るものから構成できる。ただし、原理的には、傾角制御
部材および主軸側の両側に永久磁石を設け、両者間に磁
性反発力を作用させることも可能であり、また、両側と
も電磁石構造とし、両者間に磁性反発力を作用させるこ
とも可能である。
【0009】主軸側に磁束発生手段を設ける場合、電磁
コイルが主軸とともに回転する構成とすることもできる
し、電磁コイルが回転しない固定タイプのものに構成と
することもできる。
【0010】上記のような本発明に係るピストン型可変
容量圧縮機においては、従来大きな力が作用していた傾
角制御部材の鞍型係合部と主軸間の係合部において、傾
角制御部材と主軸との間に、互いに反発し会う磁性反発
力が作用するので、この部分に作用しようとする大きな
力が磁性反発力の分低減されることになる。したがっ
て、この部分に作用するスラスト力等が低減され、傾角
制御部材がより円滑に角度変更および主軸に対する摺動
を行いやすくなり、傾角制御特性が高められる。また、
傾角制御部材の鞍型係合部と主軸間に作用する摩擦力も
低減されるので、この部分に求められる硬度等の条件が
軽減されるか、両者の摩耗が抑制されることになり、こ
の部分の耐久性が大幅に高められる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第
1実施態様に係るピストン型可変容量圧縮機1を示して
いる。図1において、2はピストン型可変容量圧縮機の
回転主軸を示しており、主軸2は、プーリ3、電磁クラ
ッチ4を介して外部から伝達されてきた動力によって回
転される。主軸2周りには、主軸2に対し傾動可能で軸
方向に摺動可能な部材として斜板5が設けられている。
斜板5は、ヒンジ機構部6を介して主軸2と一体的に回
転されるようになっており、かつ、主軸2上を摺動して
自身の傾角を変更できるようになっている。斜板5に
は、一対のシュー7を介してピストン8の一端が係合さ
れており、傾斜された斜板5の回転運動が各ピストン8
の往復運動に変換される。斜板5の傾角の変更により、
ピストン8のストロークが変更され、圧縮機1の吐出容
量が可変される。
【0012】斜板5の主軸2との係合部、つまり、斜板
5の内周嵌合部には、本実施態様では、永久磁石9が固
着されている。この永久磁石9の内周側が、直接、主軸
2と係合する鞍型係合部に形成されているか、又は、永
久磁石9が斜板9に埋設されるように固着され、斜板9
の内周縁が鞍型係合部に形成されている。
【0013】主軸2内には磁束が発生され、磁束が発生
された主軸2と、上記鞍型係合部を形成する、永久磁石
9又は斜板5の内周縁との間には、互いに反発し合う磁
性反発力が作用される。この磁束発生手段は、本実施態
様では、ヒンジ機構部6の主軸2側に固定されたアーム
10内に組み込まれた、主軸2とともに回転する電磁コ
イル11と、該電磁コイル11への給電手段12とから
構成されている。給電手段には、電源13(バッテリ)
と、電源13から主軸2上に組み込まれたスリップリン
グ14への配線15、電源13からハウジング16への
接地配線17、スリップリング14からの電圧を電磁コ
イル11の一極側に給電する主軸2内を通した配線1
8、および、電磁コイル12の他極側をアーム10を介
して接地する配線19とを有している。接地側とスリッ
プリング14を介した給電側とは絶縁されている。
【0014】このように構成されたピストン型可変容量
圧縮機1においては、主軸2との係合部である鞍型係合
部を形成する永久磁石9を備えた部分と、内部に磁束が
発生された主軸2との間には磁性反発力が作用されるの
で、ピストン圧縮動作の際にこの部分に作用しようとす
る大きな力が、磁性反発力によって低減される。
【0015】したがって、永久磁石9を備えた鞍型係合
部と主軸2との間の傾動および摺動に対するスラスト力
および摩擦力が低減され、鞍型係合部と一体に動作する
斜板5の変角動作が円滑に行われる。また、主軸2との
摩擦力が低減されるので、主軸2、鞍型係合部を形成す
る永久磁石9を備えた部分ともに耐久性が向上される。
さらに、たとえこの部分に微小な摩耗粉が発生したとし
ても、その摩耗粉は、磁力が作用する永久磁石9あるい
は主軸2側に吸着可能であるので、回路内への流出が回
避され、冷媒回路等に悪影響を及ぼすことも防止され
る。
【0016】図2は、本発明の第2実施態様に係るピス
トン型可変容量圧縮機21を示している。本実施態様に
おいては、前述の第1実施態様に比べ、電磁コイル22
が主軸23の軸受24の外周側に設けられ、回転される
主軸23に対して電磁コイル22は固定タイプのものと
して組み込まれている。電磁コイル22の一極側には電
源25から配線26を介して給電され、他極側は配線2
7を介してハウジング28側に接地されている。電源2
5の他極側も、配線29を介してハウジング28側に接
地されている。その他の構成は第1実施態様に準じる。
【0017】このような構成においても、斜板5の内周
側の鞍型係合部を形成する永久磁石9を備えた部分と、
磁束が発生された主軸23との間には磁性反発力が作用
し、第1実施態様と同様の作用、効果が得られる。
【0018】図3は、本発明の第3実施態様に係るピス
トン型可変容量圧縮機31を示している。本実施態様に
おいては、前述の第1実施態様に比べ、斜板5の内周側
の鞍型係合部を形成する永久磁石9を備えた部分に係合
する主軸32の外周部自身が電磁コイル33に構成され
ている。電磁コイル33の一極側には、主軸32の内部
を通した絶縁配線34によって給電され、他極側は配線
35を介して主軸32自身に接地されている。その他の
構成は第1実施態様に準じる。
【0019】このような構成においても、斜板5の内周
側の鞍型係合部を形成する永久磁石9を備えた部分と、
磁束が発生された主軸32、本実施態様では直接電磁コ
イル33で構成された主軸部分との間には、磁性反発力
が作用し、第1実施態様と同様の作用、効果が得られ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るピス
トン型可変容量圧縮機によれば、傾角制御部材と主軸間
に磁性反発力を作用させる機構を設け、この部分にかか
る大きな力を低減できるようにしたので、斜板等の変角
制御性、ひいては容量可変制御特性を向上できるととも
に、この部分の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様に係るピストン型可変容
量圧縮機の概略縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施態様に係るピストン型可変容
量圧縮機の概略縦断面図である。
【図3】本発明の第3実施態様に係るピストン型可変容
量圧縮機の概略縦断面図である。
【図4】従来のピストン型可変容量圧縮機の概略縦断面
図である。
【符号の説明】
1、21、31 ピストン型可変容量圧縮機 2、23、32 主軸 5 斜板 6 ヒンジ機構部 7 シュー 8 ピストン 9 永久磁石 10 アーム 11、22、33 電磁コイル 12 給電手段 13、25 電源 14 スリップリング 16 ハウジング 24 軸受 28 ハウジング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸に対し、傾動可能で軸方向に移動可
    能な部材を有し、該部材の姿勢および位置に応じてピス
    トンのストロークを制御可能なピストン型可変容量圧縮
    機において、前記部材と主軸間に磁性反発力を作用させ
    る機構を有することを特徴とするピストン型可変容量圧
    縮機。
  2. 【請求項2】 前記機構が、前記部材の主軸への嵌合部
    に設けられた永久磁石と、主軸内に磁束を発生させる手
    段とを備えたものからなる、請求項1のピストン型可変
    容量圧縮機。
  3. 【請求項3】 磁束発生手段が、電磁コイルと、該電磁
    コイルへの給電手段を有する、請求項2のピストン型可
    変容量圧縮機。
  4. 【請求項4】 電磁コイルが主軸とともに回転するもの
    からなる、請求項3のピストン型可変容量圧縮機。
  5. 【請求項5】 電磁コイルが回転しない固定タイプのも
    のからなる、請求項3のピストン型可変容量圧縮機。
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