JP2003328931A - 揺動斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揺動斜板式圧縮機において、ピストンの駆
動機構を小型にして圧縮機の小型化を図る。 【解決手段】 駆動軸７と一体的に回転し、駆動軸７
に対して傾斜している転動面２１を有する回転体２０
と、回転体２０に対して回転可能に配設されると共にピ
ストン１３に対して揺動可能に連結する揺動体２７とを
備えた揺動斜板式圧縮機において、揺動体２７を、ピス
トン１３のシューポケット３２ａ，３２ｂに配設された
シュー３３ａ，３３ｂ間に摺動可能に係留する第１斜板
部２７ａと、この第１斜板部２７ａと一体に形成され、
ピストン１３の背後で転動面２１に沿って配設された第
２斜板部２７ｂとによって構成する。揺動体２７を回転
体２０のボス部２０ｂの外周側に配設されたアンギュラ
ーボール軸受け２６の外輪２６ｂと一体に形成し、第２
斜板部２７ｂをスラスト軸受け２５を介して転動面２１
に対峙させる。

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、車両用空調装置
等の冷凍サイクルに用いられて冷媒ガスを圧縮するため
に適した揺動斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の揺動斜板式圧縮機とし
て、特開２０００−３２０４５５公報に示されるものが
公知となっている。これは、駆動軸に対して傾斜してい
る転動面を有する斜板ガイドと、前記転動面に対して回
転可能に配設され、ピストンに対して揺動可能に連結す
る揺動斜板部とを備えているもので、この揺動斜板部を
ピストンの凹部のシュー座に配設された対をなすシュー
間に摺動可能に係留し、斜板ガイドと揺動斜板部との間
に両者の相対回転を可能とするラジアル転がり軸受けを
設け、このラジアル転がり軸受けの外輪を揺動斜板部と
一体に形成し、また、斜板ガイドの転動面と揺動斜板部
との間にスラスト転がり軸受けを配設するようにしたも
のである。

【０００３】このような構成においては、斜板ガイドの
転動面と揺動斜板部との間に介在するスラスト転がり軸
受けが、揺動斜板部においてピストンを介して圧縮反力
を受ける位置よりも駆動軸寄りの位置に配されているの
で、スラスト軸受けの耐久性を確保しにくいものであっ
た。即ち、従来の揺動斜板部にあっては、ピストンを介
して圧縮反力を受ける位置が駆動軸から見てスラスト転
がり軸受けよりも外側にくることから、スラスト転がり
軸受けには、揺動斜板部にピストンからかかる荷重を大
きく超える荷重が作用することとなり、ラジアル転がり
軸受けに対して十分な予圧を付加することができなくな
る。このため、ラジアル転がり軸受けの剛性面や音振面
で不利な状態となるので、厳密なクリアランス管理が必
要とされていた。

【０００４】しかも、上述のように、圧縮反力を受ける
位置がスラスト転がり軸受けの外側にある場合には、ラ
ジアル転がり軸受けにも強いスラスト荷重がかかること
になり、ラジアル転がり軸受けの耐久性も損なわれる結
果となる。

【０００５】また、このような構成をＣＯ２（二酸化炭
素）を冷媒とする冷凍サイクルの圧縮機に採用すると、
スラスト転がり軸受けに作用する荷重が、Ｒ１３４ａを
冷媒に用いた場合と比べて３０〜８０％程度高くなるの
で、軸受け部分にかかる負荷が大きくなり過ぎ、軸受け
の耐久性が著しく損なわれる不都合が生じる。

【０００６】そこで、このような不都合を解消するため
に、ドイツ公開特許公報：ＤＥ１９９４７００７Ａ１の
図１に示されるように、揺動斜板部に相当する揺動体を
断面Ｕ字状に形成し、この揺動体と斜板ガイドとしての
回転体との間に介在されるスラスト軸受を、ピストンが
上死点となる位置において、該ピストンの軸線と交差す
る位置に配設するようにした構成が考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成においては、断面Ｕ字状の揺動体を保持するため
に、揺動体の前後でスラスト軸受けを配設し、また、回
転体のボス部と揺動体との間にラジアル転がり軸受けを
配設するようにしており、揺動体を保持するために多く
の軸受けが用いられる構成となっている。また、従来の
構成においては、これら３箇所に設けられる軸受けがニ
ードルベアリングによって構成されているので、特に揺
動体の幅（ピストンの軸方向の長さ）を小さくすること
ができず、ピストンの駆動機構の小型化が図りづらくな
り、コンプレッサの形状が大きくなる不都合がある。

【０００８】また、揺動斜板式圧縮機においては、ピス
トンと連結する揺動体が高速回転をしないことから、シ
ューと揺動体との相対速度は遅くなるので、ＰＶ値（圧
力と速度との積）が小さくなるという特徴がある。この
ため、対をなすシュー間に揺動体を挿入してピストンと
揺動体とを連結するようにしている上述の構成において
は、シュー間に挿入される斜板が駆動軸と共に回転する
回転斜板式の圧縮機と比べて、シューの大きさを適切に
小さくすることが可能となる。即ち、シューを小さくし
て軽量にすることで、往復動の慣性力を小さくし、もっ
て可変制御性の向上を図ると共に、シューの大きさを小
さくし過ぎることによって生じる不都合、即ち、ピスト
ンの凹部に形成されるシューポケットとシューとの接触
圧力が大きくなることによる磨耗や焼付きの発生を無く
すことができるようになる。

【０００９】従来の回転斜板式圧縮機にあっては、ＰＶ
値が大きくなるので、大きなシューが必要となり、圧縮
機の外径規制から、ピストンが上死点となる位置におい
て、シューが斜板の外周縁から大きく突出するような設
定を余儀なくされていた。このため、このような構成が
揺動斜板式圧縮機にそのまま用いられると、コンプレッ
サの小型化の妨げとなるだけではなく、シューと揺動体
との間に大きな摩擦抵抗が生じ、シューや揺動体の耐久
性が損なわれるなどの不都合が生じる。

【００１０】そこで、この発明においては、揺動斜板式
圧縮機において、ピストンの駆動機構の小型化を図るこ
とで、圧縮機自体の小型を図ることを主たる目的として
いる。また、スラスト転がり軸受けに過剰な荷重がかか
ることを防止して耐久性の向上を図ること、また、ラジ
アル転がり軸受けに適正な予圧を与えて剛性不足や、ベ
アリングの振動及びノイズの低減を図ること、さらに揺
動体とピストンとの連結部分を小さくすることで可変制
御の精度の向上を図り、摺動抵抗の低減を図ることなど
をも課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明に係る揺動斜板式圧縮機は、ハウジングに
回転自在に支持された駆動軸と、ハウジングに形成され
たシリンダボア内を往復動するピストンと、ハウジング
内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記駆動軸に対
して傾斜している転動面を有する回転体と、前記転動面
と対向するよう前記回転体に対して回転可能に配設され
ると共に、前記ピストンに対して揺動可能に連結する揺
動体とを備えており、前記揺動体を、前記ピストンのシ
ューポケットに配設された対をなすシュー間に摺動可能
に係留する第１斜板部と、この第１斜板部と一体に形成
され、前記ピストンの背後で前記転動面に沿って配設さ
れる第２斜板部とを有して構成し、前記回転体において
前記駆動軸の周りに形成されたボス部の外周側にアンギ
ュラーボール軸受けを配設し、前記揺動体を前記アンギ
ュラーボール軸受けの外輪と一体に形成すると共に、前
記第２斜板部をスラスト軸受けを介して前記転動面に対
峙させるようにしたことを特徴としている（請求項
１）。

【００１２】したがって、一体に形成された第１斜板部
と第２斜板部とにより揺動体を構成し、この揺動体を回
転体のボス部の外周側に配設されたアンギュラーボール
軸受けの外輪と一体に形成すると共に第２斜板部をスラ
スト軸受けを介して回転体の転動面と対峙させるように
したので、揺動体を保持する軸受けを２箇所とすること
ができ、また、従来のように、回転体のボス部と揺動体
との間にニードル状の軸受けが不要となるので、揺動体
の幅を小さくすることが可能となる。

【００１３】ここで、アンギュラーボール軸受けに適切
な予圧を与えるために、アンギュラーボール軸受けの予
圧を調節する予圧調節手段を設けるようにするとよい
（請求項２）。また、スラスト軸受けに過大な荷重が作
用することを避けるために、スラスト軸受、特にスラス
ト軸受の転動体を、ピストンが上死点となる位置におい
て、該ピストンの軸線と交差する位置に配設することが
好ましい（請求項３）。

【００１４】また、この発明にかかる揺動斜板式圧縮機
は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、ハウ
ジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピスト
ンと、ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転
し、前記駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回
転体と、前記転動面と対向するよう前記回転体に対して
回転可能に配設されると共に、前記ピストンに対して揺
動可能に連結する揺動体とを備え、前記揺動体を、前記
ピストンのシューポケットに配設された対をなすシュー
間に摺動可能に係留することで前記ピストンに連結する
ようにしている構成において、前記対をなすシューによ
って形成される仮想球体の直径を前記ピストンの直径の
５０〜１００％の範囲に設定するようにしてもよい（請
求項４）。

【００１５】このような構成においては、従来の回転斜
板式圧縮機に比べてシューの大きさを小さくすることが
可能となるので、ピストンの駆動機構の小型化を図りや
すくなり、また、シューの軽量化によりピストンの往復
動の慣性力を小さくすることが可能となる。さらに、シ
ュー径を適切に小さくできるので、ピストンストローク
が大きいときでもシューが第１斜板部の外周縁から大き
くオーバハングすることを避けることが可能となる。

【００１６】また、シューが摺接するピストンのシュー
ポケットの耐久性を図るために、少なくとも、ピストン
の頭部側のシューポケットの部分をアルミニウム合金よ
りも硬度の高い材料で形成したり、ピストンの頭部側の
シューポケットの内面にアルミニウム合金よりも硬度の
高い皮膜を付加することが好ましい（請求項５及び
６）。

【００１７】以上の揺動斜板式圧縮機に代えて、ハウジ
ングに回転自在に支持された駆動軸と、ハウジングに形
成されたシリンダボア内を往復動するピストンと、ハウ
ジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記駆動
軸に対して傾斜している転動面を有する回転体と、前記
転動面と対向するよう前記回転体に対して回転可能に配
設されると共に、前記ピストンに対して揺動可能に連結
する揺動体とを備え、前記揺動体に、前記ピストンの端
部に設けられた球体部をシューを介して摺動可能に当接
させるようにしている揺動斜板式圧縮機において、前記
回転体において前記駆動軸の周りに形成されたボス部の
外周側にアンギュラーボール軸受けを配設し、前記揺動
体を、前記アンギュラーボール軸受けの外輪と一体に形
成すると共にスラスト軸受けを介して前記転動面に対峙
させるようにしてもよい（請求項７）。

【００１８】したがって、このような構成においても、
揺動体がアンギュラーボール軸受けの外輪と一体的に形
成されると共にスラスト軸受けを介して転動面に対峙さ
れるので、揺動体と回転体との間の軸受けを２箇所とす
ることができ、また、回転体のボス部と揺動体との間に
ニードル状の軸受けが不要となるので、揺動体の幅を小
さくすることが可能となる。

【００１９】ここで、アンギュラーボール軸受けに適切
な予圧を与えるために、アンギュラーボール軸受けの予
圧を調節する予圧調節手段を設けるようにするとよい
（請求項８）。また、スラスト軸受けに過大な荷重が作
用することを避けるために、スラスト軸受、特にスラス
ト軸受の転動体を、ピストンが上死点となる位置におい
て、該ピストンの軸線と交差する位置に配設することが
好ましい（請求項９）。

【００２０】また、この発明にかかる揺動斜板式圧縮機
は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、ハウ
ジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピスト
ンと、ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転
し、前記駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回
転体と、前記転動面と対向するよう前記回転体に対して
回転可能に配設されると共に、前記ピストンに対して揺
動可能に連結する揺動体とを備え、前記揺動体に、前記
ピストンの端部に設けられた球体部をシューを介して摺
動可能に当接させるようにしている構成において、前記
シューに当接する前記球体部の直径を前記ピストンの直
径の５０〜１００％の範囲に設定するようにしてもよい
（請求項１０）。

【００２１】このような構成においては、従来の回転斜
板式圧縮機に比べて球体部を小さくすることが可能とな
るので、ピストンの駆動機構の小型化を図りやすくな
り、また、シューの軽量化によりピストンの往復動の慣
性力を小さくすることが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の態様を図
面に基づいて説明する。図１において、揺動斜板式圧縮
機は、ＣＯ₂ （二酸化炭素）等の冷媒を作動流体とする
超臨界冷凍サイクルに用いられるもので、この圧縮機
は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１の
リア側（図中、右側）をバルブプレート２を介して組み
付けられたリアブロック３と、シリンダブロック１のフ
ロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられ
たフロントブロック４とを有して構成されており、これ
らフロントブロック４、シリンダブロック１、バルブプ
レート２、及び、リアブロック３を締結ボルト５によっ
て軸方向に締結することで、圧縮機全体のハウジングを
構成するようにしている。

【００２３】フロントブロック４をシリンダブロック１
に組み付けることでクランク室６が画設され、このクラ
ンク室６には、一端がフロントブロック４から突出して
図示しない電磁クラッチのアマチュアに固定される駆動
軸７が収容されている。この駆動軸７の一端側は、フロ
ントブロック４との間に設けられたメカニカルシール８
からなる軸封装置によって回転自在に支持されており、
また、他端は、シリンダブロック１に収容されたラジア
ル軸受９及びスラスト軸受１０によって回転自在に支持
されている。

【００２４】シリンダブロック１には、ラジアル軸受９
及びスラスト軸受１０を収容する軸受収容室１１と、駆
動軸７の周囲を取り囲むように、駆動軸７を中心とする
円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１２が形
成されている。そして、それぞれのシリンダボア１２内
には、頭部１３ａと首部１３ｂとを軸線方向に連接して
構成された片頭型のピストン１３が往復摺動可能に挿入
されている。

【００２５】駆動軸７には、クランク室６内において、
該駆動軸７と一体に回転する回転基体１５が固定されて
いる。この回転基体１５は、フロントブロック４に対し
てラジアル軸受１６及びスラスト軸受１７を介して回転
自在に支持されている。

【００２６】また、回転基体１５には、図２にも示され
るように、リンク機構１９を介して回転体２０が連結さ
れている。この回転体２０は、駆動軸７に対して傾斜す
る転動面２１が形成されたフランジ部２０ａと、このフ
ランジ部２０ａの中央において駆動軸７の周りをシリン
ダブロック側へ突設して構成されたボス部２０ｂとを有
して構成されているもので、回転基体側に形成された長
孔２２と回転体側に形成された軸方向に貫通孔を持つピ
ン２３との係合により、駆動軸７に遊嵌されたヒンジボ
ール２４を中心として傾斜角が変更されると共に、回転
基体１５の回転に同期して一体に回転するようになって
いる。

【００２７】そして、回転体２０には、スラスト軸受け
２５及びアンギュラーボール軸受け２６を介して、揺動
体２７が相対回転可能に配設されている。ここで、アン
ギュラーボール軸受け２６は、回転体２０のボス部２０
ｂの外周側に配設されているもので、ボス部２０ｂに外
嵌された内輪２６ａと、この内輪の外側に配設された外
輪２６ｂと、これら内輪２６ａと外輪２６ｂとの間に介
在されたボール２６ｃとによって構成されており、図３
に示されるように、それぞれのボール２６ｃ間には保持
器２８が配設され、それぞれのボール２６ｃ間の間隔を
均等に保つと共にボール２６ｃの位置を規定してボール
２６ｃが暴れないようにしている。

【００２８】特に、この構成例においては、内輪２６ａ
の外面に回転体２０のフランジ部２０ａ側を開放したボ
ール受け溝２９ａが形成され、外輪２６ｂの内面に回転
体２０のボス部２０ｂの開放端側を開放したボール受け
溝２９ｂが形成されており、回転体２０のボス部２０ｂ
に対して、外輪２６ｂ、ボール２６ｃ、内輪２６ａの順
で別々に組み付けることができるようになっている。

【００２９】揺動体２７は、アンギュラーボール軸受け
２６の外輪２６ｂと一体に形成されているもので、回転
体２０のボス部２０ｂの径方向に延設された第１斜板部
２７ａと、この第１斜板部２７ａと一体をなし、第１斜
板部２０ａの基部からフランジ部２０ａ側へ向って回転
体２０の軸方向に伸び、その後、フランジ部２０ａの転
動面２１に沿うよう径方向に延設された第２斜板部２７
ｂとによって断面Ｕ字状に形成されている。

【００３０】ここで、ボス部２０ｂに取り付けられるア
ンギュラーボール軸受け２６の内輪２６ａの位置は、ボ
ス部２０ｂの開放端側から進退可能に螺合されたロック
ナット３０により規定されており、このロックナット３
０の螺合量を調節することにより、アンギュラーボール
軸受け２６にかけられる予圧が調節されるようになって
いる。

【００３１】前記ピストン１３のクランク室６に突出す
る首部１３ｂには、凹部３１が設けられ、この凹部３１
には、所定の曲率半径を有する曲面をもって構成された
対をなすシューポケット３２ａ，３２ｂがピストン１３
の軸方向に対向して形成されている。このシューポケッ
ト３２ａ，３２ｂを備えた凹部３１には、対をなす半球
状のシュー３３ａ，３３ｂが互いの平坦面を対向させて
シューポケット３２ａ，３２ｂに密着させた状態で配設
されている。

【００３２】そして、前記揺動体２７の第１斜板部２７
ａは、この対をなすシュー間に摺動可能に挿入され、こ
の前後両面で摺接するシュー３３ａ，３３ｂを介してピ
ストン１３の凹部３１に係留されている。また、第２斜
板部２７ｂは、ピストン１３の首部１３ｂの背後で回転
体２０の転動面２１とスラスト軸受け２５を介して転動
可能に対峙されている。この転動面２１と第２斜板部２
７ｂとの間に介在されるスラスト軸受２５の転動体は、
ピストン１３が上死点となる位置（図２に示す位置）に
おいて、ピストン１３の軸線αと交差する位置に配設さ
れている。

【００３３】したがって、駆動軸７が回転して回転基体
１５が回転すると、これに伴って回転体２０が駆動軸７
に対して傾斜した状態で回転し、この回転体２０の駆動
軸７に対する角度にしたがって揺動体２７の第１斜板部
２７ａが揺動されることとなる。ここで、揺動体２７
は、シュー３３ａ，３３ｂとの摩擦により実質的に回転
が抑制されているので、回転体２０に対しては相対的に
回転するものの、駆動軸７の回りには回転されることは
なく、駆動軸７の軸方向に揺動されるだけとなる。よっ
て、揺動体２７の第１斜板部２７ａの揺動運動によりピ
ストン１３はシリンダボア１２内を往復動し、シリンダ
ボア１２内においてピストン１３とバルブプレート２と
の間に画成される圧縮室３５の容積が変更されることと
なる。

【００３４】バルブプレート２には、それぞれのシリン
ダボア１２に対応して吸入孔３６と吐出孔３７とが形成
され、また、リアブロック３には、圧縮室３５に供給す
る作動流体を収容する吸入室３８と、圧縮室３５から吐
出された作動流体を収容する吐出室３９とが画設されて
いる。吸入室３８は、バルブプレート２の吸入孔３６を
介して圧縮室３５と連通し、吐出室３９は、バルブプレ
ート２の吐出孔３７を介して圧縮室３５と連通するよう
になっている。また、吸入孔３６は、バルブプレート２
のフロント側端面に設けられた吸入弁４０によって開閉
され、また、吐出孔３７は、バルブプレート２のリア側
端面において、リテーナ４１によってリフト量が規制さ
れる吐出弁４２によって開閉されるようになっている。

【００３５】さらに、上述の構成においては、対をなす
シュー３３ａ，３３ｂによって形成される仮想球体の直
径（図中Ｓで示す寸法であり、以下、シュー径という）
がピストンの直径（図中Ｄで示す寸法であり、以下、ピ
ストン径という）の５０〜１００％の範囲に設定されて
いる。このような範囲に設定したのは、シュー３３ｂと
シューポケット３２ｂとの接触圧力を縦軸にとり、シュ
ー径Ｓとピストン径Ｄとの比（Ｓ／Ｄ）を横軸にとった
特性を見ると、図４に示されるような相関が認められる
ためである。即ち、下限を５０％としたのは、シュー径
Ｓをピストン径Ｄに比して小さくしていくと、シューと
シューポケットとの接触圧力が増大し、シューやシュー
ポケットが磨耗しやすくなると共に、シューとシューポ
ケットとの焼き付きが生じやすくなるので、許容できる
接触圧力が存在するためである。また、上限を１００％
としたのは、シュー径Ｓを大きくしていくと、シューと
シューポケットとの接触面圧は小さくなってくるが、圧
縮機の外径が大きくなる不都合に加え、シュー自体の重
量が増大してピストン１３の往復動の慣性力が大きくな
り、可変容量の制御精度が悪くなる不都合があるので、
要請される圧縮機の外径寸法や制御精度の観点からシュ
ー径Ｓの大きさを設定せざるを得ないためである。

【００３６】また、上述の構成においては、シュー３３
ａ，３３ｂとシューポケット３２ａ，３２ｂの接触部分
のうち、ピストン１３の頭部側の接触部分（シュー３３
ｂとシューポケット３２ｂとの接触部分）で接触圧力が
大きくなることから、この部分での磨耗の促進、焼き付
きが懸念される。このため、ピストン１３のシューポケ
ット３２ａ，３２ｂのうち、少なくとも、ピストン１３
の頭部側のシューポケット３２ｂの部分がアルミニウム
合金よりも硬度の高い鉄系などの材料によって構成され
るか、このシューポケットの内面３２ｂにアルミニウム
合金よりも硬度の高い皮膜、例えば、鉄系、セラミッ
ク、ＤＬＣなどの高硬度皮膜を付加するようにしてい
る。

【００３７】以上の構成において、図示しない吸入経路
を介して吸入室３８に導かれた作動流体は、ピストン１
３の下降行程において吸入孔３６を介して圧縮室３５へ
吸入され、上昇行程において圧縮されて吐出孔３７を介
して吐出室３９へ吐出されることとなる。この上昇行程
においては、ピストン１３やシュー３３ｂを介して揺動
体２７の第１斜板部２７ａに圧縮反力がかかることにな
るが、この揺動体２７は断面Ｕ字状に形成され、第２斜
板部２７ｂを受けるスラスト軸受け２５がピストン１３
の軸線上に配設されているので、ピストン１３からの圧
縮反力をスラスト軸受け２５のみで受けることができる
ようになる。このため、スラスト軸受け２５の位置がピ
ストン１３の軸線から駆動軸側へずれた場合に生じる過
大な荷重の作用がなくなり、スラスト軸受け２５の耐久
性を向上させることが可能となる。また、スラスト軸受
け２５のみでピストン１３からの圧縮反力を受けること
から、アンギュラーボール軸受け２６にかかる荷重も低
減することとなり、アンギュラーボール軸受け２６にス
ラスト軸受け２５から予圧を与える余裕が生じることと
なる。しかも、ロックナット３０の螺合量の調節によ
り、アンギュラーボール軸受け２６に適正な予圧を与え
ることが可能となるので、スラスト軸受け２５からの予
圧と相俟ってアンギュラーボール軸受け２６の剛性不足
を解消することができ、ボール２６ｃの振動やそれに伴
うノイズの発生を低減することが可能となる。

【００３８】特に、上述の構成においては、揺動体２７
をスラスト軸受け２５とアンギュラーボール軸受け２６
との２つの軸受けだけによって保持するようにしたの
で、揺動体２７の幅を小さくすることが可能となり、ま
た、シュー３３ａ，３３ｂの大きさがピストン径Ｄとの
関係で最適な範囲で従来よりも小さく設定されるので、
ピストン１３の駆動機構の小型化を図り、引いては圧縮
機の小型化を図ることが可能となる。

【００３９】また、シュー３３ａ，３３ｂの大きさが前
述のように最適な大きさに設定されているので、シュー
３３ａ，３３ｂ自体の軽量化が可能となり、シューの軽
量化によりピストン１３の往復動の慣性力を小さくして
精度よく可変制御を行うことができるようになる。さら
に、シュー径Ｓを従来よりも小さくできるので、ピスト
ンストロークが大きいときでもシュー３３ａ，３３ｂが
第１斜板部２７ａの外周縁から大きくオーバハングする
ことを避けることが可能となり、揺動体２７とシュー３
３ａ，３３ｂとの摺動抵抗を低減することが可能とな
る。

【００４０】尚、上述の構成においては、揺動体２７を
断面Ｕ字状に形成した構成例を示したが、第１斜板部２
７ａや第２斜板部２７ｂの形状如何によっては、断面Ｖ
字状に形成してもよく、また、第１斜板部をピストン１
３の凹部３１に係留させると共に第２斜板部をピストン
１３の背後でスラスト軸受け２５を介して転動面２１に
対峙させ、スラスト軸受け２５をピストン１３の軸線α
と交差する位置に配設するような構成であれば、揺動体
２７はどのような形状としてもよい。

【００４１】また、上述の構成においては、ロックナッ
ト３０をアンギュラーボール軸受け２６の内輪２６ａと
別部材によって形成した例を示したが、内輪２６ａと一
体に形成するようにしてもよい。さらに、上述の構成に
おいては、アンギュラーボール軸受け２６のボール間に
保持器２８を配設してボール２６ｃの位置や動きを規制
するようにしたが、図５に示されるように、保持器２８
に代えてボール２６ｃを敷き詰め、この状態を保持する
ことによって同様の効果を得るようにしてもよく、ま
た、アンギュラーボール軸受け２６の内輪２６ａと外輪
２６ｂとのボール２６ｃを受ける部分の形状を、図６に
示されるように凹状とし、ボール２６ｃを収容可能とす
る環状溝４３ａ，４３ｂをそれぞれの内面に設ける構成
としてもよい。

【００４２】図７及び図８において、揺動斜板式圧縮機
の他の構成例が示されている。この例においては、上述
の構成に対し、ピストン１３の構造と、揺動体２７とピ
ストン１３との連結構造が異なっている。

【００４３】この例において、ピストン１３は、クラン
ク室６に突出する端部に球体部１３ｃを設けるようにし
た片頭型に形成されている。また、揺動体２７は、回転
体２０のフランジ部２０ａと平行をなすよう延設された
フランジ部２７ｃと、このフランジ部２７ｃの中央にお
いて回転体２０のボス部２０ｂと同方向に突設されたボ
ス部２７ｄとによって断面Ｌ字状に形成されているもの
で、回転体２０のボス部２０ｂの外周側に配設されたア
ンギュラーボール軸受け２６の外輪２６ｂと一体に形成
され、フランジ部２７ｃが回転体２０のフランジ部２０
ａに形成された転動面２１に対してスラスト軸受け２５
を介して転動可能に対峙されている。また、フランジ部
２７ｃのピストン側に向けられる面には、シュー４４を
介してピストン１３の球体部１３ｃが摺動可能に当接さ
れ、このシュー４４と球体部１３ｃとの当接状態をリテ
ーナ４５によって保持することで揺動体２７とピストン
１３とを連結するようにしている。

【００４４】このような構成においても、回転体２０の
ボス部２０ｂに取り付けられるアンギュラーボール軸受
け２６の内輪２６ａの位置は、ボス部２０ｂの開放端側
から進退可能に螺合されたロックナット３０により規定
されており、このロックナット３０の螺合量を調節する
ことにより、アンギュラーボール軸受け２６の予圧を調
節できるようになっている。また、転動面２１と揺動体
２７との間に介在されるスラスト軸受２５の転動体は、
ピストン１３が上死点となる位置において、ピストン１
３の軸線αと交差する位置に配設されている。

【００４５】さらに、この例においては、シュー４４と
当接するピストン１３の球体部１３ｃの径Ｓ’が、前述
したシュー径の設定と同様の理由から、ピストン１３の
直径Ｄの５０〜１００％の範囲に設定されている。尚、
他の構成部分については、基本的に前記構成例と同様で
あるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略す
る。

【００４６】したがって、このような構成においても、
駆動軸７が回転して回転基体１５が回転すると、これに
伴って回転体２０が駆動軸７に対して傾斜した状態で回
転し、この回転体２０の駆動軸７に対する角度にしたが
って揺動体２７が揺動することとなる。ここで、揺動体
２７は、シュー４４との摩擦により回転が実質的に抑制
されているので、回転体２０に対しては相対的に回転す
るものの、駆動軸７の回りには回転されることはなく、
駆動軸７の軸方向に揺動されるだけとなる。よって、こ
の揺動体２７の揺動運動によりピストン１３がシリンダ
ボア１２内を往復動し、シリンダボア１２内においてピ
ストン１３とバルブプレート２との間に画成される圧縮
室３５の容積が変更されることとなる。

【００４７】ピストン１３の上昇行程においては、ピス
トン１３の球体部１３ｃ及びシュー４４を介して揺動体
２７に圧縮反力がかかるが、この揺動体２７を受けるス
ラスト軸受け２５はピストン１３の軸線上に配設されて
いるので、ピストン１３からの圧縮反力をスラスト軸受
け２５のみで受けることができるようになり、このスラ
スト軸受け２５の位置がピストン１３の軸線から駆動軸
側へずれた場合に生じる過大な荷重の作用がなくなり、
スラスト軸受け２５の耐久性を向上させることが可能と
なる。また、スラスト軸受け２５のみでピストン１３か
らの圧縮反力を受けることから、アンギュラーボール軸
受け２６にかかる荷重も低減することとなり、アンギュ
ラーボール軸受け２６にスラスト軸受け２５から予圧を
与える余裕が生じることとなる。しかも、ロックナット
３０の螺合量の調節により、アンギュラーボール軸受け
２６に適正な予圧を与えることが可能となるので、スラ
スト軸受け２５からの予圧と相俟ってアンギュラーボー
ル軸受け２６の剛性不足を解消することができ、ボール
２６ｃの振動やそれに伴うノイズの発生を低減すること
が可能となる。

【００４８】さらに、この構成例においても、揺動体２
７をスラスト軸受け２５とアンギュラーボール軸受け２
６との２つの軸受けだけで保持するようにしたので、揺
動体２７の幅を小さくすることが可能となり、また、球
体部１３ｃの大きさがピストン径Ｄとの関係で最適な範
囲で従来よりも小さくできるので、ピストン１３の駆動
機構の小型化を図り、引いては圧縮機の小型化を図るこ
とが可能となる。

【００４９】さらに、球体部１３ｃの大きさが前述のよ
うに最適な大きさに設定されているので、ピストン１３
の軽量化が可能となり、ピストン１３の往復動の慣性力
を小さくして精度よく可変制御を行うことができるよう
になる。

【００５０】尚、上述の構成においても、アンギュラー
ボール軸受け２６は、ボール間に保持器を設けて、ボー
ル間の間隔を均等に保つようにしても、保持器を設けず
にボール２６ｃを敷き詰めるようにしてもよく、また、
ロックナット３０とアンギュラーボール軸受け２６の内
輪２６ａとを一体化するようにしてもよい。

【００５１】また、アンギュラーボール軸受け２６の内
輪２６ａと外輪２６ｂのボール２６ｃを受ける部分の形
状も、図８に示されるように、内輪２６ａの外面に回転
体２０のフランジ部２０ａ側を開放したボール受け溝２
９ａを形成し、外輪２６ｂの内面に回転体２０のボス部
２０ｂの開放端側を開放したボール受け溝２９ｂを形成
するようにしても、前記図６に示されるように、アンギ
ュラーボール軸受け２６の内輪２６ａと外輪２６ｂのボ
ール２６ｃを受ける部分を凹状とし、ボール２６ｃを収
容可能とする環状溝４３ａ，４３ｂをそれぞれの内面に
設ける構成としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る発明
によれば、揺動斜板式圧縮機において、揺動体を、ピス
トンのシューポケットに配設された対をなすシュー間に
摺動可能に係留する第１斜板部と、この第１斜板部と一
体に形成され、ピストンの背後で回転体の転動面に沿っ
て配設される第２斜板部とを有して構成し、この揺動体
を回転体のボス部の外周側に配設されたアンギュラーボ
ール軸受けの外輪と一体に形成すると共に、第２斜板部
をスラスト軸受けを介して転動面に対峙させるようにし
たので、揺動体を保持する軸受けの数を減らして、部品
点数の削減を図ることが可能となる。また、揺動体と回
転体のボス部との間の軸受けをアンギュラーボール軸受
けとしたので、揺動体の幅を小さくすることが可能とな
り、ピストンの駆動機構の小型化により、揺動斜板式圧
縮機の小型化を図ることが可能となる。

【００５３】請求項２に係る発明によれば、アンギュラ
ーボール軸受けの予圧を調節する予圧調節手段を設ける
ようにしたので、アンギュラーボール軸受けに適切な予
圧を与えることが可能となり、また、請求項３に係る発
明によれば、スラスト軸受を、ピストンが上死点となる
位置において、ピストンの軸線と交差する位置に配設す
るようにしたので、スラスト軸受けに過大な荷重が作用
することを避けることが可能となる。

【００５４】請求項４に係る発明によれば、揺動体を、
ピストンのシューポケットに配設された対をなすシュー
間に摺動可能に係留することでピストンに連結する構成
において、対をなすシューによって形成される仮想球体
の直径をピストンの直径の５０〜１００％の範囲に設定
するようにしたので、従来の回転斜板式圧縮機に比べて
シュー径を小さくすることが可能となり、ピストンの駆
動機構の小型化により、揺動斜板式圧縮機の小型化を図
ることが可能となる。また、シューの軽量化を図ること
ができるので、ピストンの往復動の慣性力を小さくする
ことが可能となり、可変制御を精度よく行うことが可能
となる。さらに、シュー径を適切に小さくできるので、
ピストンストロークが大きいときでもシューが第１斜板
部の外周縁から大きくオーバーハングすることを避ける
ことが可能となる。

【００５５】請求項５及び６に係る発明によれば、ピス
トンのシューポケットのうち、少なくとも、ピストンの
頭部側のシューポケットの部分の硬度を高めることがで
きるので、ピストンの耐久性を保つことが可能となる。

【００５６】請求項７に係る発明によれば、揺動斜板式
圧縮機において、揺動体にピストンの端部に設けられた
球体部をシューを介して摺動可能に当接させるように
し、この揺動体を回転体のボス部の外周側に配設された
アンギュラーボール軸受けの外輪と一体に形成すると共
に、スラスト軸受けを介して回転体の転動面に対峙させ
るようにしたので、揺動体を保持する軸受けの数を減ら
して、部品点数の削減を図ることが可能となり、また、
揺動体と回転体のボス部との間の軸受けをアンギュラー
ボール軸受けとしたので、揺動体の幅を小さくすること
が可能となり、ピストンの駆動機構の小型化により、揺
動斜板式圧縮機の小型化を図ることが可能となる。

【００５７】請求項８に係る発明によれば、アンギュラ
ーボール軸受けの予圧を調節する予圧調節手段を設ける
ようにしたので、アンギュラーボール軸受けに適切な予
圧を与えることが可能となり、また、請求項９に係る発
明によれば、スラスト軸受を、ピストンが上死点となる
位置において、ピストンの軸線と交差する位置に配設す
るようにしたので、スラスト軸受けに過大な荷重が作用
することを避けることが可能となる。

【００５８】請求項１０に係る発明によれば、ピストン
の端部に設けられた球体部をシューを介して揺動体に摺
動可能に当接させる構成において、球体部の直径をピス
トンの直径の５０〜１００％の範囲に設定するようにし
たので、従来の回転斜板式圧縮機に比べて球体部の大き
さを小さくすることが可能となり、ピストンの駆動機構
の小型化により、揺動斜板式圧縮機の小型化を図ること
が可能となる。また、ピストンの軽量化を図ることがで
きるので、ピストンの往復動の慣性力を小さくすること
が可能となり、可変制御を精度よく行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる揺動斜板式圧縮機の構
成例を示す断面図である。

【図２】図２は、図１で示す揺動斜板式圧縮機のピスト
ンの駆動機構を示す拡大断面図である。

【図３】図３は、アンギュラーボール軸受けの構成例を
示す断面図である。

【図４】図４は、シューとシューポケットとの接触圧力
と、シュー径Ｓとピストン径Ｄとの関係を示す特性線図
である。

【図５】図５は、アンギュラーボール軸受けの他の構成
例を示す断面図である。

【図６】図６は、アンギュラーボール軸受けのボールを
受ける内輪および外輪の他の構造例を示す断面図であ
る。

【図７】図７は、本発明にかかる揺動斜板式圧縮機の他
の構成例を示す断面図である。

【図８】図８は、図７で示す揺動斜板式圧縮機のピスト
ンの駆動機構を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ バルブプレート ３ リアブロック ４ フロントブロック ７ 駆動軸 １２ シリンダボア １３ ピストン １３ｃ 球体部 ２０ 回転体 ２０ｂ ボス部 ２１ 転動面 ２５ スラスト軸受け ２６ アンギュラーボール軸受け ２６ｂ 外輪 ２７ 揺動体 ２７ａ 第１斜板部 ２７ｂ 第２斜板部 ３０ ロックナット ３２ａ，３２ｂ シューポケット ３３ａ，３３ｂ シュー ４４ シュー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転自在に支持された駆動
   軸と、 ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピ
   ストンと、 ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記
   駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回転体と、 前記転動面と対向するよう前記回転体に対して回転可能
   に配設されると共に、前記ピストンに対して揺動可能に
   連結する揺動体とを備える揺動斜板式圧縮機において、 前記揺動体を、前記ピストンのシューポケットに配設さ
   れた対をなすシュー間に摺動可能に係留する第１斜板部
   と、この第１斜板部と一体に形成され、前記ピストンの
   背後で前記転動面に沿って配設される第２斜板部とを有
   して構成し、 前記回転体において前記駆動軸の周りに形成されたボス
   部の外周側にアンギュラーボール軸受けを配設し、 前記揺動体を前記アンギュラーボール軸受けの外輪と一
   体に形成すると共に、前記第２斜板部をスラスト軸受け
   を介して前記転動面に対峙させるようにしたことを特徴
   とする揺動斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記アンギュラーボール軸受けの予圧を
   調節する予圧調節手段を設けるようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の揺動斜板式圧縮機。
3. 【請求項３】 前記スラスト軸受を、前記ピストンが上
   死点となる位置において、該ピストンの軸線と交差する
   位置に配設するようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の揺動斜板式圧縮機。
4. 【請求項４】 ハウジングに回転自在に支持された駆動
   軸と、 ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピ
   ストンと、 ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記
   駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回転体と、 前記転動面と対向するよう前記回転体に対して回転可能
   に配設されると共に、前記ピストンに対して揺動可能に
   連結する揺動体とを備え、 前記揺動体を、前記ピストンのシューポケットに配設さ
   れた対をなすシュー間に摺動可能に係留することで前記
   ピストンに連結するようにしている揺動斜板式圧縮機に
   おいて、 前記対をなすシューによって形成される仮想球体の直径
   を前記ピストンの直径の５０〜１００％の範囲に設定す
   るようにしたことを特徴とする揺動斜板式圧縮機。
5. 【請求項５】 前記ピストンのシューポケットのうち、
   少なくとも、前記ピストンの頭部側のシューポケットの
   部分をアルミニウム合金よりも硬度の高い材料で形成し
   たことを特徴とする請求項１又は４記載の揺動斜板式圧
   縮機。
6. 【請求項６】 前記ピストンのシューポケットのうち、
   少なくとも、前記ピストンの頭部側のシューポケットの
   内面にアルミニウム合金よりも硬度の高い皮膜を付加し
   たことを特徴とする請求項１又は４記載の揺動斜板式圧
   縮機。
7. 【請求項７】 ハウジングに回転自在に支持された駆動
   軸と、 ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピ
   ストンと、 ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記
   駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回転体と、 前記転動面と対向するよう前記回転体に対して回転可能
   に配設されると共に、前記ピストンに対して揺動可能に
   連結する揺動体とを備え、 前記揺動体に、前記ピストンの端部に設けられた球体部
   をシューを介して摺動可能に当接させるようにしている
   揺動斜板式圧縮機において、 前記回転体において前記駆動軸の周りに形成されたボス
   部の外周側にアンギュラーボール軸受けを配設し、 前記揺動体を、前記アンギュラーボール軸受けの外輪と
   一体に形成すると共にスラスト軸受けを介して前記転動
   面に対峙させるようにしたことを特徴とする揺動斜板式
   圧縮機。
8. 【請求項８】 前記アンギュラーボール軸受けの予圧を
   調節する予圧調節手段を設けるようにしたことを特徴と
   する請求項７記載の揺動斜板式圧縮機。
9. 【請求項９】 前記スラスト軸受を、前記ピストンが上
   死点となる位置において、該ピストンの軸線と交差する
   位置に配設するようにしたことを特徴とする請求項７記
   載の揺動斜板式圧縮機。
10. 【請求項１０】 ハウジングに回転自在に支持された駆
    動軸と、 ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復動するピ
    ストンと、 ハウジング内で前記駆動軸の回転に伴って回転し、前記
    駆動軸に対して傾斜している転動面を有する回転体と、 前記転動面と対向するよう前記回転体に対して回転可能
    に配設されると共に、前記ピストンに対して揺動可能に
    連結する揺動体とを備え、 前記揺動体に、前記ピストンの端部に設けられた球体部
    をシューを介して摺動可能に当接させるようにしている
    揺動斜板式圧縮機において、 前記シューに当接する前記球体部の直径を前記ピストン
    の直径の５０〜１００％の範囲に設定するようにしたこ
    とを特徴とする揺動斜板式圧縮機。