JP2004052753A

JP2004052753A - 流体機械

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Publication number: JP2004052753A
Application number: JP2003082576A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kawano; 川野　茂; Yuichi Kamiya; 神谷　裕一; Masafumi Inoue; 井上　雅文; Shigeru Kamiya; 神谷　茂; Mikio Matsuda; 松田　三起夫; Takashi Inoue; 井上　孝
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: US7083396B2; JP4023351B2; US20030223887A1; DE10324442B4; DE10324442A1

Abstract

【課題】圧縮機において、高速回転時における揺動部材やピストン等の可動部材の振動を抑制する。
【解決手段】フック式の自在継ぎ手状の揺動支持部材１１４により、揺動部材１１０を中心線Ｌｏ周りの回転を規制（阻止）した状態で揺動可能に支持するとともに、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との交点である傾転中心Ｐ１を、第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と一致させる。これにより、揺動部材１１０（旋回部材１０８）の傾斜角度θを増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないばかりか、傾転中心Ｐ１に対する偏心量が０となる。したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワッブル式流体機械や斜板型流体機械等の流体機械に関するもので、車両用蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ワッブル式流体機械（揺動斜板型圧縮機）は、シャフトに対して傾いた傾斜面を有してシャフトと一体的に回転する旋回部材、傾斜面とスラスト軸受を介して連結されて旋回部材の回転とともに揺動してピストンを往復運動させる揺動部材、及び揺動部材が旋回部材とともに回転することを防止する回り止め機構を有して構成されている。
【０００３】
この回り止め機構として、特開昭６３−９４０８５号公報に記載の発明では、旋回部材に設けたベベルギアと揺動部材に設けたベベルギアとを噛み合わせることにより揺動部材を揺動可能に支持する揺動支持機構を構成しているので、ポンプ（圧縮機）稼働時にベベルギアの歯当たり音による騒音が発生し易い。
【０００４】
これに対して、特開平２−２７５０７０号公報に記載のごとく、摺動部材の外周側において球面状の摺動部により揺動部材を支持すれば、歯当たり音による騒音は防止することができるものの、シャフトが高速で回転したときには、揺動部材をシャフト周りに回転させる力により、揺動部材がシャフト周りに回転するように揺動（振動）してしまい、その振動がハウジングに伝わり大きな騒音が発生してしまうとともに、摺動部材とその支持部が高速で摺動してしまうので、信頼性（耐久性）が低いと言う問題がある。
【０００５】
また、揺動部材に配置された周り止め部分の存在により揺動部材が非対称形状となるため、揺動部材に傾斜角を増減させる方向のモーメントが作用する。この結果、例えば傾斜角を変えて吐出容量を可変制御する可変容量型圧縮機では、高速運転時に容量、つまり傾斜角が不安定となり、ハンチングにより振動を誘発してしまう。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、流体機械において、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、シャフト（１０６）と一体的に回転するとともに、シャフト（１０６）に対して傾いた傾斜面（１０８ａ）を有する旋回部材（１０８）と、傾斜面（１０８ａ）とスラスト軸受（１１１）を介して連結し、旋回部材（１０８）の回転と共に揺動することによりピストン（１１２）を往復運動させる揺動部材（１１０）と、揺動部材（１１０）を揺動可能に支持する自在継ぎ手状の揺動支持機構（１１４）とを備え、揺動支持機構（１１４）は、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）と直交する第１軸線（Ｌ１）周りに回転可能な第１回転部材（１１５）と、第１回転部材（１１５）に連結され、第１回転部材（１１５）が中心線（Ｌｏ）周りに回転することを規制する拘束部材（１１６）と、中心線（Ｌｏ）と直交し、かつ、第１軸線（Ｌ１）に対して交差する第２軸線（Ｌ２）周りに回転可能に第１回転部材（１１５）に連結された第２回転部材（１１７）とを有して構成され、揺動部材（１１０）は、第２回転部材（１１７）に連結されており、さらに、第２回転部材（１１７）、揺動部材（１１０）、スラスト軸受（１１１）及び旋回部材（１０８）からなる可変機構部の略重心位置に揺動支持機構（１１４）の傾転中心（Ｐ１）が構成されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、揺動部材（１１０）の傾斜角度を増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないので、傾転中心（Ｐ１）に対する偏心量が０となる。したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、シャフト（１０６）と一体的に回転するとともに、シャフト（１０６）に対して傾いた傾斜面（１０８ａ）を有する旋回部材（１０８）と、傾斜面（１０８ａ）とスラスト軸受（１１１）を介して連結し、旋回部材（１０８）の回転と共に揺動することによりピストン（１１２）を往復運動させる揺動部材（１１０）と、揺動部材（１１０）を揺動可能に支持する自在継ぎ手状の揺動支持機構（１１４）とを備え、揺動支持機構（１１４）は、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）と直交する第１軸線（Ｌ１）周りに回転可能な第１回転部材（１１５）と、第１回転部材（１１５）に連結され、第１回転部材（１１５）が中心線（Ｌｏ）周りに回転することを規制する拘束部材（１１６）と、中心線（Ｌｏ）と直交し、かつ、第１軸線（Ｌ１）に対して交差する第２軸線（Ｌ２）周りに回転可能に第１回転部材（１１５）に連結された第２回転部材（１１７）とを有して構成され、揺動部材（１１０）は、第２回転部材（１１７）に連結されており、さらに、第１軸線（Ｌ１）と第２軸線（Ｌ２）との交点（Ｐ１）と、第２回転部材（１１７）、揺動部材（１１０）、スラスト軸受（１１１）及び旋回部材（１０８）からなる可変機構部の重心とが略一致していることを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明では、交点（Ｐ１）を第２回転部材（１１７）揺動部材（１１０）、スラスト軸受（１１１）及び旋回部材（１０８）からなる可変機構部の重心と略一致させているので、揺動部材（１１０）の傾斜角度を増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないばかりか、交点Ｐ１に対する偏心量が０となる。
【００１１】
したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００１２】
また、揺動部材（１１０）は、揺動支持部材（１１４）により中心線（Ｌｏ）周りの回転を規制（阻止）された状態で揺動可能に支持された構造となるので、シャフト（１０６）が高速回転した場合であっても、揺動部材（１１０）をシャフト（１０６）周りに回転させる力により揺動部材（１１０）がシャフト（１０６）周りに回転するように揺動してしまうことを確実に防止（阻止）することができる。
【００１３】
したがって、ピストン（１１２）が激しく振動してしまうことを防止（阻止）することができるので、大きな騒音の発生を防止することができ、高速回転時における信頼性（耐久性）を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、第２回転部材（１１７）は、軸方向両端側が開いた筒状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、第１軸線（Ｌ１）と第２軸線（Ｌ２）との交点（Ｐ１）が、揺動部材（１１０）とピストン（１１２）とを連結する連結棒（１１３）と揺動部材（１１０）との連結中心を通る連結中心線（Ｌ３）を挟んでピストン（１１２）と反対側に位置していることを特徴とする。
【００１６】
これにより、容易に交点（Ｐ１）を第２回転部材（１１７）、揺動部材（１１０）、スラスト軸受（１１１）及び旋回部材（１０８）からなる可変機構部の重心と一致させることが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態でシャフト（１０６）と共に回転することによりピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）とを備え、斜板（１３０）の略重心位置が、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）上に位置していることを特徴とする。
【００１８】
なお、本実施形態における傾転中心（Ｐ１）とは、一対のシュー（１３１）間の中点を結ぶ基準線と中心線（Ｌｏ）との交点を言い、傾転中心（Ｐ１）と斜板（１３０）の重心とが略一致している場合には、斜板（１３０）の略重心位置は中心線Ｌｏ上に位置する。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態でシャフト（１０６）と共に回転することによりピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）と、斜板（１３０）の外径側を挟むように斜板（１３０）と摺動可能に接触し、斜板（１３０）とピストン（１１２）とを揺動可能に連結するシュー（１３１）とを備え、斜板（１３０）の傾転中心（Ｐ１）と斜板（１３０）の重心とが略一致していることを特徴とする。
【００２０】
これにより、斜板（１３０）の傾斜角度を増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないばかりか、傾転中心（Ｐ１）に対する偏心量が０となる。
【００２１】
したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００２２】
これにより、請求項３に記載の発明と同様に、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明では、回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態でシャフト（１０６）と共に回転することによりピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）と、斜板（１３０）の外径側を挟むように斜板（１３０）と摺動可能に接触し、斜板（１３０）とピストン（１１２）とを揺動可能に連結するシュー（１３１）と、斜板（１３０）の傾斜角度に係わらず、常に斜板（１３０）の傾転中心（Ｐ１）と斜板（１３０）の重心とを略一致させるバランス調整部（１３２、１３２ａ、１３２ｂ）とを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、斜板（１３０）の傾斜角度を増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないばかりか、傾転中心（Ｐ１）に対する偏心量が０となる。したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明では、斜板（１３０）は、シュー（１３１）が接触する摺動面を有する円盤部（１３５）、及び円盤部（１３５）の重心位置からずれた部位にて円盤部（１３５）に一体化され、シャフト（１０６）から円盤部（１３５）に回転力をを伝達するアーム（１３６）を有して構成されており、バランス調整部（１３２、１３２ａ、１３２ｂ）は、円盤部（１３５）のうち摺動面以外の部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、バランス調整部（１３２）は、円盤部（１３５）の中心線よりアーム（１３６）側に設けられていることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１０に記載の発明では、バランス調整部（１３２）は、円盤部（１３５）の中心線を挟んでアーム（１３６）と反対側に設けられていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、バランス調整部（１３２）は、円盤部（１３５）の最外周部に設けられていることを特徴とするものである。
【００２９】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明を車両用蒸気圧縮式冷凍サイクル（車両用空調装置）のワッブル型可変容量式圧縮機（以下、圧縮機と略す。）に適用したものであって、図１は車両用蒸気圧縮式冷凍サイクル（車両用空調装置）の模式図である。
【００３１】
図１中、圧縮機１００は走行用の駆動源をなすエンジンＥ／Ｇから動力を得て冷媒を吸入圧縮するものであり、プーリ１００ａはエンジンＥ／Ｇが発揮する動力の一部を圧縮機１００に伝達する動力伝達手段である。なお、Ｖベルト１００ｂはエンジンＥ／Ｇから圧縮機１００に動力を伝達するベルト手段である。
【００３２】
凝縮器２００は圧縮機１００から吐出した冷媒と外気とで熱交換して冷媒を凝縮（冷却）する放熱器であり、減圧器３００は凝縮器２００から流出した冷媒を減圧する減圧手段であり、蒸発器４００は減圧器３００にて減圧された冷媒と室内に吹き出す空気とを熱交換して冷媒を蒸発させることにより室内に吹き出す空気を冷却する低圧側熱熱交換器である。
【００３３】
なお、本実施形態では、減圧器３００として圧縮機１００に吸入される冷媒の加熱度が所定値となるように開度が調節される温度式膨張弁を採用している。
【００３４】
次に、圧縮機１００について述べる。
【００３５】
図２は圧縮機１００の軸方向断面を示しており、フロントハウジング１０１はアルミニウム製であり、ミドルハウジング１０２には、複数本（本実施形態では、５本）のシリンダボア（円柱状の空間）１０３が形成されている。
【００３６】
バルブプレート１０４はシリンダボア１０３の一端側を閉塞する円盤状のものであり、このバルブプレート１０３はミドルハウジング１０２とリアハウジング１０５との間に挟まれて固定されている。
【００３７】
そして、本実施形態では、フロントハウジング１０１、ミドルハウジング１０２及びリアハウジング１０５により圧縮機１００のハウジングが構成されている。
【００３８】
シャフト１０６は車両走行用エンジン（図示せず）から駆動力を得て回転する回転軸であり、このシャフト１０６は、ラジアル軸受１０７を介してハウジング内に回転可能に保持されている。
【００３９】
旋回部材１０８はシャフト１０６に一体形成されたアーム１０６ａの先端側に連結されてシャフト１０６と一体的に回転するとともに、シャフト１０６に対して傾いた傾斜面１０８ａを有する部材である。
【００４０】
なお、連結ピン１０９は、旋回部材１０８をアーム１０６ａに対して揺動（回転）可能に連結するヒンジ機構を構成する円柱状のものであり、穴１０６ｂはアーム１０６に形成された連結ピン１０９が挿入される挿入穴であり、この穴１０６ｂは長円（楕円）状に形成されている。
【００４１】
このため、後述するように、旋回部材１０８の傾斜角θが変化する際には、連結ピン１０９は穴１０６内をその長径方向に摺動しながら移動する。なお、傾斜角θとは、傾斜面１０８ａとシャフト１０６の中心線Ｌｏとのなす角を言う。
【００４２】
揺動部材１１０は傾斜面１０８ａとスラスト軸受１１１を介して連結されたリング盤（ドーナツ盤）状の部材であり、この揺動部材１１０は、旋回部材１０８の回転と共に、その外周側が波打つように揺動する。
【００４３】
なお、スラスト軸受１１１は、傾斜面１０８ａに対して垂直な軸周りに旋回部材１０８が揺動部材１１０に対して回転することができるようにする軸受であり、本実施形態では、略円柱のコロを有する転がり軸受を採用している。
【００４４】
ピストン１１２はシリンダボア１０３内で往復運動するものであり、ロッド１１３はピストン１１２と揺動部材１１０とを連結する連結棒である。このとき、ロッド１１３の一端側は揺動部材１１０の外周側に揺動可能に連結され、他端側はピストン１１２に揺動可能に連結されているので、シャフト１０６が回転して揺動部材１１０が揺動すると、ピストン１１２がシリンダボア１０３内を往復運動する。
【００４５】
揺動支持機構１１４は揺動部材１１０の略中央部に位置して揺動部材１１０を揺動可能に支持するとともに、揺動部材１１０が旋回部材１０８とともに回転することを防止する回り止め機構をなす自在継ぎ手状の揺動支持機構であり、以下、図３〜５を用いて揺動支持機構１１４について述べる。
【００４６】
図３は揺動支持機構１１４をシャフト１０６側から見た図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００４７】
第１回転部材１１５はシャフト１０６の中心線Ｌｏと直交する第１軸線Ｌ１周りに回転可能な略環状のリングであり、拘束部材１１６は第１回転部材１１５に連結されて第１回転部材１１５が中心線Ｌｏ周りに回転することを規制する部材である。
【００４８】
そして、拘束部材１１６は、図４に示すように、第１回転部材１１５の内周面に位置する摺動部１１６ａと略円柱状の支持部１１６ｂとを有して構成されている。
【００４９】
また、支持部１１６ｂの外周面には、その軸方向に延びる多数本の溝部からなるスプライン（ＪＩＳ　Ｂ　１６０１等参照）１１６ｃが設けられてその断面形状が歯車状に形成され、一方、ミドルハウジング１０２の略中央部には、図２に示すように、拘束部材１１６の断面形状と相似形状の断面形状を有する穴部１０２ａが形成されている。
【００５０】
そして、拘束部材１１６が穴部１０２ａに摺動可能に挿入されることにより、拘束部材１１６は、ミドルハウジング１０２に対して回転不可とした状態で、かつ、中心線Ｌｏ方向に摺動することができるようにミドルハウジング１０２に係合される。
【００５１】
また、図３中、第２回転部材１１７は、第１回転部材１１５の径方向外側に位置して、中心線Ｌｏと直交し、かつ、第１軸線Ｌ１に対して交差する第２軸線Ｌ２周りに回転可能に第１回転部材１１５に連結された略環状のリングであり、揺動部材１１０は第２回転部材１１７に圧入された状態で連結されている。
【００５２】
一方、第１回転部材１１５は、円柱状の第１ピン部材１１８を介して拘束部材１１６に連結され、第２回転部材１１７は、円柱状に形成された２本の第２ピン部材１１９を介して第１回転部材１１５に連結されている。
【００５３】
また、拘束部材１１６（支持部１１６ｂ）内には、図２に示すように、揺動支持部材１１４をシャフト１０６側に押圧する弾性力を発揮する弾性部材をなすコイルバネ１２０が配設されている。
【００５４】
そして、本実施形態では、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２との交点である傾転中心Ｐ１（図３参照）が、第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と略一致するように、可変機構部の形状寸法を設定している。
【００５５】
具体的には、図４に示すように、第２回転部材１１７を軸方向両端側が開いた筒状とするとともに、傾転中心Ｐ１が、ロッド１１３と揺動部材１１０との連結中心を通る連結中心線Ｌ３（図２参照）を挟んでピストン１１２と反対側に位置するようにしたものである。
【００５６】
以上に述べた構成により、揺動支持機構１１４は、フックの継ぎ手状の自在継ぎ手を構成するので、揺動部材１１０を揺動可能に支持することできる。なお、図６は図３のＡ−Ａ断面における揺動支持機構１１４の揺動状態を示し、図７は図３のＢ−Ｂ断面における揺動支持機構１１４の揺動状態を示している。
【００５７】
ところで、図２中、吸入室１２１は、シリンダボア１０３、バルブプレート１０４及びピストン１１２によって形成される複数個の作動室Ｖに冷媒を分配供給する室であり、バルブプレート１０４には、吸入室１２１と作動室Ｖとを連通させる吸入ポート１２３、及び作動室Ｖと吐出室１２２とを連通させる吐出ポート１２４が形成されている。
【００５８】
そして、吸入ポート１２３には、冷媒が作動室Ｖから吸入室１２０へ逆流することを防止するリード弁状の吸入弁（図示せず。）が設けられ、吐出ポート１２４には、冷媒が吐出室１２２から作動室Ｖへ逆流することを防止するリード弁状の吐出弁（図示せず。）が設けられている。
【００５９】
なお、吸入弁及び吐出弁は、吐出弁の最大開度を規制する弁止板（ストッパ）１２５と共にミドルハウジング１０２及びリアハウジング１０５間に挟まれて固定されている。
【００６０】
因みに、シャフトシール１２６は、クランク室、つまり揺動部材１１０が収納された空間１２７内の冷媒が、フロントハウジング１０１とシャフト１０６との隙間からハウジング外に漏れ出すことを防止するシール手段であり、圧力制御弁１２８はクランク室１２７と吸入室１２１及び吐出室１２２との連通状態を調節することによりクランク室１２７内の圧力を制御するバルブ手段である。
【００６１】
次に、本実施形態に係る圧縮機１００の作動を述べる。
【００６２】
１．最大容量運転時（図２参照）
圧力制御弁１２８を調節してクランク室１２７内の圧力を吐出圧（作動室Ｖ内圧力）より低くする。このとき、５本のピストン１１２のうち圧縮工程中にあるピストン１１２に着目すると、作動室Ｖ内の圧力がクランク室１２７内の圧力より大きいため、揺動部材１１０（旋回部材１０８）には、作動室Ｖの体積を拡大する向きの力（以下、この力を圧縮反力と呼ぶ。）が作用する。
【００６３】
一方、揺動部材１１０は、揺動支持部材１１４によって拘束されているので、揺動部材１１０には、連結ピン１０９を中心とする圧縮反力により傾斜角θを小さくする向きのモーメント（以下、このモーメントを傾斜モーメントと呼ぶ。）が作用する。このため、揺動部材１１０（旋回部材１０８）の傾斜角度θが小さくなり、ピストン１１２のストロークが増大するので、吐出容量が増大する。
【００６４】
ここで、圧縮機の吐出容量とは、シャフト１０６が１回転する際に吐出される理論体積流量、つまりストロークとボア径とで計算される幾何学的な流量を言う。
【００６５】
２．可変容量運転時（図８参照）
圧力制御弁を調節してクランク室１２７内の圧力を最大容量運転時に比べて大きくする。このため、最大容量運転時とは逆に圧縮反力（傾斜モーメント）が小さくなるので、傾斜角度θが拡大して吐出容量が減少していく。
【００６６】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００６７】
本実施形態によれば、揺動部材１１０は、揺動支持部材１１４により中心線Ｌｏ周りの回転を規制（阻止）された状態で揺動可能に支持されているので、シャフト１０６が高速回転した場合であっても、揺動部材１１０をシャフト１０６周りに回転させる力により揺動部材１１０がシャフト１０６周りに回転するように揺動してしまうことを確実に防止（阻止）することができる。
【００６８】
したがって、ピストン１１２が激しく振動してしまうことを防止（阻止）することができるので、大きな騒音の発生を防止することができ、高速回転時における信頼性（耐久性）を高めることができる。
【００６９】
また、揺動部材１１０を揺動可能に支持しながら揺動部材１１０の自転を規制する揺動支持機構１１４が、揺動部材１１０の略中央部に配設されいるので、揺動部材１１０の慣性モーメントを小さくすることができ、かつ、例えば揺動部材１１０の回転を規制する自転防止機構が揺動部材１１０の外周側に配設されたもの（例えば、特開昭６１−２１８７８３号公報に記載の発明）に比べて圧縮機１００の外径寸法を小さくすることができるとともに、揺動部材１１０の揺動時の動的バランスが崩れることがない。したがって、圧縮機１００の外径寸法を小さくしつつ、揺動部材１１０を滑らかに揺動させることができる。
【００７０】
また、傾転中心Ｐ１を第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と一致させているので、揺動部材１１０（旋回部材１０８）の傾斜角度θを増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないばかりか、傾転中心Ｐ１に対する偏心量が０となる。
【００７１】
したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができ、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００７２】
また、第２回転部材１１７を軸方向両端側が開いた筒状としているので、傾転中心Ｐ１を容易に連結中心線Ｌ３を挟んでピストン１１２と反対側に位置させることができるので、容易に傾転中心Ｐ１を第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と一致させることができる。
【００７３】
なお、傾転中心Ｐ１を連結中心線Ｌ３を挟んでピストン１１２側に位置させた状態で、容易に傾転中心Ｐ１を第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と一致させるには、揺動部材１１０、ロッド１１３及びピストン１１２の質量を十分に小さくする必要があるので、現実的には、傾転中心Ｐ１を第２回転部材１１７、揺動部材１１０、スラスト軸受１１１及び旋回部材１０８からなる可変機構部の重心と一致させることが難しい。
【００７４】
因みに、図９（ａ）は従来の技術の傾転モーメントと本実施形態の傾転モーメントとを比較した棒グラフであり、図９（ｂ）は従来の技術の遠心力と本実施形態の遠心力とを比較したグラフである。
【００７５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ワッブル型可変容量式圧縮機に本発明を適用したが、本実施形態は、図１０に示すように、斜板型圧縮機に本発明を適用したものである。
【００７６】
なお、斜板型圧縮機とは、周知のごとく、中心線Ｌｏに対して傾斜した状態でシャフト１０６と一体的に回転することによりピストン１１２を往復運動させる斜板１３０、斜板１３０の外径側を挟むように斜板１３０と摺動可能に接触して斜板１３０とピストン１１２とを揺動可能に連結するシュー１３１、及び斜板１３１に作用する遠心力を打ち消すバランサー１３２等からなるもので、ワッブル型可変容量式圧縮機と同様に、斜板室、つまり斜板１３０が収納された空間１２７内の圧力を圧力制御弁（図せず。）にて調節して斜板１３０の傾斜角度θを変化させて吐出容量を変化させる。
【００７７】
そして、本実施形態では、斜板１３０の傾転中心Ｐ１と斜板１３０の重心とを略一致させることにより、第１実施形態と同様に、傾斜角度θを増減させるような傾転モーメントが構造的に発生しないようにするとともに、傾転中心Ｐ１に対する偏心量を０としている。
【００７８】
したがって、高速運転時においても、大きな振動や騒音が発生することを防止することができるので、高速運転時の耐久性及び静粛性を向上させることができる。
【００７９】
なお、本実施形態における傾転中心Ｐ１とは、一対のシュー１３１間の中点を結ぶ基準線Ｌ４と中心線Ｌｏとの交点を言い、傾転中心Ｐ１と斜板１３０の重心とが略一致している場合には、斜板１３０の略重心位置は中心線Ｌｏ上に位置する。
【００８０】
斜板型圧縮機の斜板は、シュー１３１が接触する摺動面を有する円盤部１３５、及び連結ピン１０９を介してシャフト１０６側のアーム１０６ａに連結されて円盤部１３５に回転力をを伝達するアーム１３６等から構成されている。
【００８１】
このとき、アーム１３６は、円盤部１３５の重心位置からずれた部位にて円盤部１３５に一体化されているため、斜板１３０の重心位置は、円盤部１３５の重心位置、つまりシャフト１０６の中心軸上からずれてしまう。
【００８２】
そこで、本実施形態では、斜板１３０の傾斜角度に係わらず、常に斜板１３０の傾転中心Ｐ１と斜板１３０の重心とを略一致させるべく、アーム１３６による偏心量を相殺するバランス調整部、つまりバランサー１３２を円盤部１３５の重心位置を挟んでアーム１３６と反対側であって、シュー１３１との接触面以外の部位に配置している。
【００８３】
なお、本実施形態では、バランサー１３２を斜板１３０、つまり円盤部１３５と一体成形したが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、バランサー１３２を別体として製造した後、ネジ結合や溶接等により円盤部１３５に一体化してもよい。
【００８４】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態の変形例であり、本実施形態では、シャフト１０６に摺動変位可能に装着された円筒状のカラー１３３の外周面に支持ピン１３４を設け、斜板１３０を支持ピン１３４を中心に揺動傾斜させるようにしたものである。このため、本実施形態では、支持ピン１３４の中心が傾転中心Ｐ１となる。
【００８５】
（第４実施形態）
本実施形態は、第２、３実施形態に関する変形例である。具体的には、図１２、１３に示すように、バランサー１３２を円盤部１３５の重心位置を挟んでアーム１３６と反対側の円盤部１３５のうち、円盤部１３５の中心線、つまり基準線Ｌ４よりアーム１３６側に配置したものである。
【００８６】
なお、図１３に示す例は、図１２に示す例に円盤部１３５の重心に関する慣性モーメントを増大させる鍔部１３２ａを追加したものである。
【００８７】
（第５実施形態）
本実施形態も第２、３実施形態に関する変形例である。具体的には、図１４に示すように、バランサー１３２を円盤部１３５の重心位置を挟んでアーム１３６と反対側の円盤部１３５のうち、基準線Ｌ４を挟んでアーム１３６と反対側に配置したものである。
【００８８】
（第６実施形態）
本実施形態も第２、３実施形態に関する変形例である。具体的には、図１５に示すように、バランサー１３２を円盤部１３５の重心位置を挟んでアーム１３６と反対側の円盤部１３５のうち、最外径部（外周部）に設けたものである。
【００８９】
これにより、バランサー１３２の質量を大きくすることなく、大きな慣性モーメントを得ることができるので、シャフト１０６の駆動力が増大することを抑制しつつ、斜板１３０のバランスを取ることができる。
【００９０】
（第７実施形態）
本実施形態は、図１６、１７に示すように、円盤部１３５のうち傾転中心Ｐ１よりアーム１３６側に穴１３２ｂを設ける等して、円盤部１３５のうち傾転中心Ｐ１よりアーム１３６側の慣性モーメントを反対側より小さくすることにより、アーム１３６による慣性モーメント分を相殺して斜板１３０のバランスを取るものである。
【００９１】
これにより、斜板１３０の質量及び慣性モーメントを小さくしてシャフト１０６の駆動力が増大することを抑制しつつ、斜板１３０のバランスを取ることができる。
【００９２】
（その他の実施形態）
また、第１実施形態では、フックの継ぎ手状の自在継ぎ手を構成することにより揺動支持機構１１４を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば等速玉継ぎ手のごとく、転動体を介した継ぎ手であってもよい。
【００９３】
また、上述の実施形態では、蒸気圧縮式冷凍機用の圧縮機に本発明に係る流体ポンプを適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の流体ポンプや圧縮機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルの模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の最大容量時における断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の揺動支持機構の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面における揺動支持機構１１４の揺動状態を示す図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ断面における揺動支持機構１１４の揺動状態を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の最小容量時における断面図である。
【図９】（ａ）は従来の技術の傾転モーメントと本実施形態の傾転モーメントとを比較した棒グラフであり、（ｂ）は従来の技術の遠心力と第１実施形態の遠心力とを比較したグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【図１７】本発明の第７実施形態に係る圧縮機の説明図である。
【符号の説明】
１０１…フロントハウジング、１０２…ミドルハウジング、
１０３…シリンダボア、１０４…バルブプレート、１０５…リアハウジング、
１０６…シャフト、１０６ａ…アーム、１０８…旋回部材、
１１０…揺動部材、１１２…ピストン、１１４…揺動支持部材、
１１５…第１回転部材、１１６…拘束部材、１１７…第２回転部材、
１２０…コイルバネ。

Claims

回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、
前記シャフト（１０６）と一体的に回転するとともに、前記シャフト（１０６）に対して傾いた傾斜面（１０８ａ）を有する旋回部材（１０８）と、
前記傾斜面（１０８ａ）とスラスト軸受（１１１）を介して連結し、前記旋回部材（１０８）の回転と共に揺動することにより前記ピストン（１１２）を往復運動させる揺動部材（１１０）と、
前記揺動部材（１１０）を揺動可能に支持する自在継ぎ手状の揺動支持機構（１１４）とを備え、
前記揺動支持機構（１１４）は、
前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）と直交する第１軸線（Ｌ１）周りに回転可能な第１回転部材（１１５）と、
前記第１回転部材（１１５）に連結され、前記第１回転部材（１１５）が前記中心線（Ｌｏ）周りに回転することを規制する拘束部材（１１６）と、
前記中心線（Ｌｏ）と直交し、かつ、前記第１軸線（Ｌ１）に対して交差する第２軸線（Ｌ２）周りに回転可能に前記第１回転部材（１１５）に連結された第２回転部材（１１７）とを有して構成され、
前記揺動部材（１１０）は、前記第２回転部材（１１７）に連結されており、
さらに、前記第２回転部材（１１７）、前記揺動部材（１１０）、前記スラスト軸受（１１１）及び前記旋回部材（１０８）からなる可変機構部の略重心位置に前記揺動支持機構（１１４）の傾転中心（Ｐ１）が構成されていることを特徴とする流体機械。
回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、
前記シャフト（１０６）と一体的に回転するとともに、前記シャフト（１０６）に対して傾いた傾斜面（１０８ａ）を有する旋回部材（１０８）と、
前記傾斜面（１０８ａ）とスラスト軸受（１１１）を介して連結し、前記旋回部材（１０８）の回転と共に揺動することにより前記ピストン（１１２）を往復運動させる揺動部材（１１０）と、
前記揺動部材（１１０）を揺動可能に支持する自在継ぎ手状の揺動支持機構（１１４）とを備え、
前記揺動支持機構（１１４）は、
前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）と直交する第１軸線（Ｌ１）周りに回転可能な第１回転部材（１１５）と、
前記第１回転部材（１１５）に連結され、前記第１回転部材（１１５）が前記中心線（Ｌｏ）周りに回転することを規制する拘束部材（１１６）と、
前記中心線（Ｌｏ）と直交し、かつ、前記第１軸線（Ｌ１）に対して交差する第２軸線（Ｌ２）周りに回転可能に前記第１回転部材（１１５）に連結された第２回転部材（１１７）とを有して構成され、
前記揺動部材（１１０）は、前記第２回転部材（１１７）に連結されており、
さらに、前記第１軸線（Ｌ１）と前記第２軸線（Ｌ２）との交点（Ｐ１）と、前記第２回転部材（１１７）、前記揺動部材（１１０）、前記スラスト軸受（１１１）及び前記旋回部材（１０８）からなる可変機構部の重心とが略一致していることを特徴とする流体機械。
前記第２回転部材（１１７）は、軸方向両端側が開いた筒状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体機械。
前記第１軸線（Ｌ１）と前記第２軸線（Ｌ２）との交点（Ｐ１）が、前記揺動部材（１１０）と前記ピストン（１１２）とを連結する連結棒（１１３）と前記揺動部材（１１０）との連結中心を通る連結中心線（Ｌ３）を挟んで前記ピストン（１１２）と反対側に位置していることを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、
前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態で前記シャフト（１０６）と共に回転することにより前記ピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）とを備え、
前記斜板（１３０）の略重心位置が、前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）上に位置していることを特徴とする流体機械。
回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、
前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態で前記シャフト（１０６）と共に回転することにより前記ピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）と、
前記斜板（１３０）の外径側を挟むように前記斜板（１３０）と摺動可能に接触し、前記斜板（１３０）と前記ピストン（１１２）とを揺動可能に連結するシュー（１３１）とを備え、
前記斜板（１３０）の傾転中心（Ｐ１）と前記斜板（１３０）の重心とが略一致していることを特徴とする流体機械。
回転するシャフト（１０６）を収納するとともに、往復運動するピストン（１１２）を収納するシリンダボア（１０３）が形成されたハウジング（１０２）と、
前記シャフト（１０６）の中心線（Ｌｏ）に対して傾斜した状態で前記シャフト（１０６）と共に回転することにより前記ピストン（１１２）を往復運動させる斜板（１３０）と、
前記斜板（１３０）の外径側を挟むように前記斜板（１３０）と摺動可能に接触し、前記斜板（１３０）と前記ピストン（１１２）とを揺動可能に連結するシュー（１３１）と、
前記斜板（１３０）の傾斜角度に係わらず、常に前記斜板（１３０）の傾転中心（Ｐ１）と前記斜板（１３０）の重心とを略一致させるバランス調整部（１３２、１３２ａ、１３２ｂ）とを備えることを特徴とする流体機械。
前記斜板（１３０）は、前記シュー（１３１）が接触する摺動面を有する円盤部（１３５）、及び前記円盤部（１３５）の重心位置からずれた部位にて前記円盤部（１３５）に一体化され、前記シャフト（１０６）から前記円盤部（１３５）に回転力をを伝達するアーム（１３６）を有して構成されており、
前記バランス調整部（１３２、１３２ａ、１３２ｂ）は、前記円盤部（１３５）のうち前記摺動面以外の部位に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の流体機械。
前記バランス調整部（１３２）は、前記円盤部（１３５）の中心線より前記アーム（１３６）側に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の流体機械。
前記バランス調整部（１３２）は、前記円盤部（１３５）の中心線を挟んで前記アーム（１３６）と反対側に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の流体機械。
前記バランス調整部（１３２）は、前記円盤部（１３５）の最外周部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の流体機械。