JP2004068757A - 容量可変型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジ機構の耐久性向上及びヒンジ機構のスムーズな動作を達成可能な容量可変型圧縮機を提供すること。
【解決手段】容量可変型圧縮機においてヒンジ機構１９は、ロータ１７と斜板１８との間での動力伝達、及び斜板１８の傾動の案内を行う。ヒンジ機構１９は、ロータ１７に設けられたロータ側ヒンジ要素５２と、斜板１８に設けられ、ロータ側ヒンジ要素５２と係合される斜板側ヒンジ要素５１とを備えている。そして、斜板側ヒンジ要素５１は、それが所属する斜板１８上において回動可能に構成されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空調装置に用いられるピストン式の容量可変型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の容量可変型圧縮機としては、例えば、特開平９−２０３３７７号公報に開示されたものが存在する。
【０００３】
すなわち、図１４に示すように、ハウジング１０１内のシリンダボア１０１ａにはピストン１０２が収容されている。ハウジング１０１に回転可能に支持された駆動軸１０３には、ロータ１０４が一体回転可能に設けられている。駆動軸１０３には、斜板１０５がスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ピストン１０２は、斜板１０５の外周部にシュー１０７を介して係留されている。ロータ１０４と斜板１０５との間にはヒンジ機構１０８が介在されている。
【０００４】
従って、前記駆動軸１０３の回転運動が、ロータ１０４、ヒンジ機構１０８及び斜板１０５を介してピストン１０２の往復運動に変換されるとともに、斜板１０５がヒンジ機構１０８の案内によって駆動軸１０３上を傾動しつつスライド移動されることで、容量可変型圧縮機の吐出容量が変更される。
【０００５】
前記ヒンジ機構１０８は、ロータ１０４において斜板１０５側に向かって突設された二つ（図面においては一つのみ図示）のロータ側突起１０８ａと、斜板１０５においてロータ１０４側に向かって突設され、先端側が二つのロータ側突起１０８ａ間に挿入された斜板側突起１０８ｂと、ロータ側突起１０８ａの基部に設けられたカム面１０８ｃとからなっている。ロータ側突起１０８ａと斜板側突起１０８ｂとは互いの側面を以て平面的に当接係合されており、従って、ロータ１０４からの回転力がヒンジ機構１０８を介して斜板１０５に伝達される。斜板側突起１０８ｂの先端はカム面１０８ｃに摺動可能に当接されており、従って、圧縮荷重に起因して斜板１０５に作用する軸方向荷重は、斜板側突起１０８ｂを介してカム面１０８ｃで受承される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ヒンジ機構１０８においては、ロータ側突起１０８ａがロータ１０４に、また、斜板側突起１０８ｂが斜板１０５に、それぞれ一体形成されている。従って、斜板１０５が、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、二つのロータ側突起１０８ａで斜板側突起１０８ｂをこじるように傾くと、ロータ側突起１０８ａと斜板側突起１０８ｂとの側面間の摺動抵抗、及び斜板側突起１０８ｂの先端とカム面１０８ｃとの間の摺動抵抗が、角当たりによって大きくなってしまう。このため、各摺動面の早期摩耗つまりヒンジ機構１０８の耐久性低下や、ヒンジ機構１０８がスムーズに動作されないことによる容量可変型圧縮機の吐出容量制御性の悪化等の問題を生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、ヒンジ機構の耐久性向上及びヒンジ機構のスムーズな動作を達成可能な容量可変型圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、容量可変型圧縮機のヒンジ機構において、ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の少なくとも一方には、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートに対する、動きの自由度が付与されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、ロータ側ヒンジ要素とカムプレート側ヒンジ要素との係合部分をこじるようにカムプレートが傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、少なくとも一方のヒンジ要素が、それが所属するロータ上又はカムプレート上で動くことで、両ヒンジ要素間の係合部分でのこじれが回避される。よって、ヒンジ機構の耐久性が向上されるし、ヒンジ機構の動作をスムーズとして容量可変型圧縮機の吐出容量変更をスムーズに行い得る。
【０００９】
請求項２の発明は請求項１において、前記ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の少なくとも一方には、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートに枢支されることで、回動の自由度が付与されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、ロータ側ヒンジ要素とカムプレート側ヒンジ要素とをこじるようにカムプレートが傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、ヒンジ要素がそれが所属するロータ上又はカムプレート上で回動することで、両ヒンジ要素間の係合部分でのこじれが防止される。ヒンジ要素に回動の自由度を付与する本発明によれば、例えばヒンジ要素にスライド移動の自由度を付与する態様と比較して、両ヒンジ要素間の係合部分でのこじれを効果的に回避し得る。
【００１０】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記ヒンジ要素に動きの自由度が付与されたロータ及びカムプレートの少なくとも一方には、ヒンジ要素の動作範囲を当接規定する規定手段が設けられている。従って、ヒンジ要素がロータ上又はカムプレート上で動き過ぎることを防止でき、この過大な動作に起因したロータ又はカムプレートとヒンジ要素との衝撃的な衝突による異音の発生を軽減できる。
【００１１】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、ヒンジ機構の好適な態様について言及するものである。すなわち、前記ロータ側ヒンジ要素は、ロータにおいてカムプレートに向かって突設されたロータ側突起を備えている。前記カムプレート側ヒンジ要素は、カムプレートにおいてロータに向かって突設されるとともに、ロータ側突起と当接係合することでロータからの回転力を受けるカムプレート側突起を備えている。前記ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の一方は突起の基部に軸方向荷重受承部を備えている。この軸方向荷重受承部は、ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の他方が有する突起の先端と摺動可能に当接することで、カムプレートに作用する軸方向荷重を受承する。
【００１２】
請求項５の発明は請求項４において、前記ロータ側突起及びカムプレート側突起の少なくとも一方は複数備えられている。そして、この複数の突起を一体形成してなる一体化品に、当該一体化品が所属するロータ又はカムプレートに対する、動きの自由度が付与されている。従って、例えば、複数の突起にそれぞれ独立して、ロータ又はカムプレートに対する動きの自由度を付与する場合と比較して、ヒンジ要素に動きの自由度を付与するための構造を簡素化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する容量可変型圧縮機において具体化した第１〜第８実施形態について説明する。なお、第２〜第８実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００１４】
○第１実施形態
（容量可変型圧縮機）
図１に示すように、容量可変型圧縮機（以下単に圧縮機とする）のハウジングは、シリンダブロック１１と、その前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。なお、図面の左方を圧縮機の前方とし、右方を後方とする。
【００１５】
前記シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間にはクランク室１５が区画形成されている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室１５を挿通するようにして、駆動軸１６が回転可能に配設されている。駆動軸１６は、車両の走行駆動源たるエンジン（図示しない）から動力の供給を受けて回転される。
【００１６】
前記クランク室１５内において駆動軸１６には、鋳鉄製のロータ１７が一体回転可能に固定されている。ロータ１７の前面とそれに対向するフロントハウジング１２の内壁面との間には、スラストベアリング３５が介在されている。クランク室１５内には、カムプレートとしての斜板１８が収容されている。斜板１８は、鉄系の金属（鉄又は鉄合金）材料を用いて鍛造によって製作されている。
【００１７】
前記斜板１８の中央部に貫通形成された挿通孔２０には駆動軸１６が挿通されており、斜板１８は挿通孔２０の内面２０ａを介して駆動軸１６に、スライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。駆動軸１６において斜板１８の後方側には、サークリップ３２が嵌合固定されている。サークリップ３２と斜板１８との間には、斜板１８の中央部を前方側に付勢する傾角増大バネ３３が介装されている。
【００１８】
前記ロータ１７と斜板１８との間には、ヒンジ機構１９が介在されている。ヒンジ機構１９は、ロータ１７に設けられたロータ側ヒンジ要素５２と、斜板１８に設けられた、カムプレート側ヒンジ要素としての斜板側ヒンジ要素５１とからなっている。斜板１８は、ヒンジ機構１９を介したロータ１７との間でのヒンジ連結、及び挿通孔２０の内面２０ａを介した駆動軸１６の支持により、ロータ１７及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線Ｌ方向へのスライド移動を伴いながら、駆動軸１６に対して傾動可能となっている。
【００１９】
なお、前記斜板１８において挿通孔２０の内面２０ａには、駆動軸１６との摺動性の向上及び耐摩耗性の向上のために、高周波焼入が施されている。
前記シリンダブロック１１において駆動軸１６の軸線Ｌ周りには、複数（図１においては一つのみ示す）のシリンダボア２２が等角度間隔で貫通形成されている。片頭型のピストン２３は、各シリンダボア２２に往復運動可能に収容されている。シリンダボア２２の前後開口は、弁・ポート形成体１３の前端面及びピストン２３の先端面によって閉塞されており、このシリンダボア２２内にはピストン２３の往復運動に応じて体積変化する圧縮室２４が区画されている。各ピストン２３は、それぞれ半球状をなす一対のシュー２５を介して斜板１８の外周部に係留されている。従って、駆動軸１６の回転にともなう斜板１８の回転運動が、シュー２５を介してピストン２３の往復直線運動に変換される。
【００２０】
なお、前記斜板１８においてシュー２５との摺動面１８ｂには、シュー２５との摺動性の向上及び耐摩耗性の向上のために、高周波焼入が施されている。
前記弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４との間には、吸入室２６及び吐出室２７がそれぞれ区画形成されている。そして、吸入室２６の冷媒ガスは、各ピストン２３の上死点位置から下死点側への移動により、弁・ポート形成体１３に形成された吸入ポート２８及び吸入弁２９を介して圧縮室２４に吸入される。圧縮室２４に吸入された冷媒ガスは、ピストン２３の下死点位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体１３に形成された吐出ポート３０及び吐出弁３１を介して吐出室２７に吐出される。
【００２１】
前記圧縮機は吐出容量を変更可能であって、その吐出容量の制御は、制御弁２１によるクランク室１５の内圧調整により行われる。すなわち、制御弁２１によるクランク室１５の内圧の変更に応じてクランク室１５の内圧と圧縮室２４の内圧との差が変更され、斜板１８の傾斜角度が変更される結果、ピストン２３のストロークが調節される。
【００２２】
例えば、前記クランク室１５の内圧が低下されると、斜板１８の傾斜角度が傾角増大バネ３３に屈して増大し、従って、ピストン２３のストロークが増大して圧縮機の吐出容量が増大される。斜板１８の最大傾斜角度は、斜板１８の前面に設けられた、バランスウエイトを兼ねる最大傾角規定部１８ａが、ロータ１７の後面に当接することで規定される（図１の状態）。
【００２３】
逆に、前記クランク室１５の内圧が上昇されると、斜板１８の傾斜角度が傾角増大バネ３３に抗して減少し、従って、ピストン２３のストロークが減少して圧縮機の吐出容量が減少される。斜板１８の最小傾斜角度は、サークリップ３２と傾角増大バネ３３とによって規定される。
【００２４】
（ヒンジ機構）
図１〜図３に示すように、前記ロータ１７の後面において、斜板１８の上死点対応位置（上死点位置にあるピストン２３のシュー２５の球面中心点）ＴＤＣと対向する位置には、係合溝４１が形成されている。係合溝４１は、ロータ１７の後面においてその回転方向前後の位置に、斜板１８側に向かって一体に突設された二つのロータ側突起４３によって形成されている。
【００２５】
前記斜板１８の前面において係合溝４１と対向する部分には、駆動軸１６の回転方向において上死点対応位置ＴＤＣを跨いだ前後の対称位置に、二つのカムプレート側突起としての二つの斜板側突起４４が、ロータ１７側に向かって突設されている。各斜板側突起４４は、その先端側が係合溝４１内にそれぞれ入り込んでいる。各斜板側突起４４は、他方の斜板側突起４４とは反対側に向かう側面４４ａを以て、係合溝４１の内面を構成するロータ側突起４３の側面４３ａに対して、それぞれ平面的に当接係合可能となっている。従って、前記ロータ１７の回転力は、一方のロータ側突起４３（側面４３ａ）、及び当該突起４３に当接係合する一方の斜板側突起４４（側面４４ａ）を介して斜板１８に伝達される。
【００２６】
なお、本実施形態の圧縮機は、汎用性を高めるために、それが搭載される車両のエンジンの回転方向が何れであっても、言い換えれば駆動軸１６の回転方向が何れであっても好適に対応できるように、ヒンジ機構１９が、駆動軸１６の回転方向において上死点対応位置ＴＤＣを跨いだ前後の対称形状に構成されている。
【００２７】
前記係合溝４１内において各ロータ側突起４３の基部には、軸方向荷重受承部としてのカム部４５が膨出形成されている。これらカム部４５とロータ側突起４３とが、ロータ側ヒンジ要素５２を構成している。各カム部４５において斜板１８に向かう後端面には、駆動軸１６の軸線Ｌに近づくほど後方側に傾斜するカム面４５ａが形成されている。各斜板側突起４４の先端には凸曲面の円弧面４４ｂが形成されており、各斜板側突起４４の先端は円弧面４４ｂを以て、対応するカム部４５のカム面４５ａに対して摺動可能に当接されている。従って、圧縮荷重等に起因して斜板１８に作用する軸方向荷重は、斜板側突起４４の円弧面４４ｂを介してカム部４５のカム面４５ａで受承される。
【００２８】
なお、図１４に示す従来公報の技術において、斜板側突起１０８ｂは、大型の物が一つであった。しかし、本実施形態において、この従来の斜板側突起１０８ｂを分離するような形態で斜板側突起４４を二つとしたのは、従来の斜板側突起１０８ｂと同程度の軸方向荷重の受け幅を確保するとともに、従来の斜板側突起１０８ｂを中抜き構造に変更して、斜板アッシ１８，５１の軽量化を図るためである。
【００２９】
そして、例えば、前記圧縮機が吐出容量を増大する場合、ヒンジ機構１９は、斜板側突起４４の先端部が、その円弧面４４ｂの中心軸線Ｓを中心として図１の時計回り方向に回動されると同時に、カム部４５のカム面４５ａ上を駆動軸１６から離間する方向へ移動されることで、斜板１８の傾斜角度の増大を案内する。逆に、圧縮機が吐出容量を減少する場合、ヒンジ機構１９は、斜板側突起４４の先端部が、その円弧面４４ｂの中心軸線Ｓを中心として図１の反時計回り方向に回動されると同時に、カム部４５のカム面４５ａ上を駆動軸１６に近接する方向へ移動されることで、斜板１８の傾斜角度の減少を案内する。
【００３０】
なお、前記斜板側ヒンジ要素５１及びロータ側ヒンジ要素５２には、互いに摺動する突起４３，４４の側面４３ａ，４４ａ、及び斜板側突起４４の円弧面４４ｂとカム部４５のカム面４５ａにそれぞれ高周波焼入が施されて、摺動性の向上及び耐摩耗性の向上が図られている。
【００３１】
前記高周波焼入は、斜板側ヒンジ要素５１においては、側面４４ａ及び円弧面４４ｂを含む一部に限定的に施してもよいし、ヒンジ要素５１の全体に施してもよい。特に、前者によれば、焼入による熱影響に起因した斜板側ヒンジ要素５１の歪みや割れ等の発生を抑制することができる。また、前記高周波焼入は、ロータ側ヒンジ要素５２においては、側面４３ａ及びカム面４５ａを含む一部に限定的に施してもよいし、ヒンジ要素５２の全体に施してもよい。特に、前者によれば、焼入による熱影響に起因したロータ側ヒンジ要素５２の歪みや割れ等の発生を抑制することができる。
【００３２】
さて、図１〜図３に示すように、前記斜板側ヒンジ要素５１は、斜板１８と別体とされている。斜板側ヒンジ要素５１は、ベースプレート４７と、当該ベースプレート４７の前面に立設された二つの斜板側突起４４とを備えている。斜板１８が鉄系の金属材料を用いて鍛造によって製作されているのに対し、斜板側ヒンジ要素５１は、アルミニウム系の金属（アルミニウム又はアルミニウム合金）材料を用いて、つまり、斜板１８とは異なる材料を用いて、斜板側突起４４及びベースプレート４７が鍛造や鋳造等によって一体形成されている。斜板１８において、シュー２５との摺動面１８ｂ及び挿通孔２０の内面２０ａに対する仕上げ研磨や高周波焼入は、当該斜板１８に対して斜板側ヒンジ要素５１を組み付ける前に施されている。
【００３３】
前記斜板側ヒンジ要素５１においてベースプレート４７の後面中央部には、軸部４８が垂直方向に一体に突設されている。斜板１８においてシュー２５との摺動面１８ｂよりも内周側には、軸孔１８ｃが表裏方向（斜板１８の板厚方向）に貫通形成されている。斜板側ヒンジ要素５１は、軸部４８を以て斜板１８の軸孔１８ｃに遊嵌されている。
【００３４】
従って、図４において二点鎖線で示すように、前記斜板側ヒンジ要素５１は、軸部４８（軸孔１８ｃ）の軸線Ｍを中心として斜板１８上で回動可能となっている。つまり、斜板側ヒンジ要素５１には、それが所属する斜板１８に対する、回動の自由度が付与されている。斜板側ヒンジ要素５１の斜板１８上での回動は、ベースプレート４７において駆動軸１６側の端面４７ａが、斜板１８の前面に設けられた規定手段としての段差１８ｄの壁面に当接することで、所定角度範囲に規定されている。
【００３５】
なお、図１及び図２に示すように、前記軸部４８の先端において駆動軸１６側の縁部は、斜板１８が最大傾斜角度に位置した状態における傾角増大バネ３３との干渉防止のために、肉取り部４８ａが設けられている。
【００３６】
本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）斜板側ヒンジ要素５１には、斜板１８に対する動きの自由度が付与されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、斜板１８が係合溝４１内で斜板側突起４４をこじるように傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８上で動くことで、係合溝４１内での斜板側突起４４のこじれを回避することができる。よって、斜板側突起４４の側面４４ａとロータ側突起４３の側面４３ａとを面で、及び斜板側突起４４の円弧面４４ｂとカム部４５のカム面４５ａとを線で、それぞれ確実に接触させることができ、各摺動部分での角当たりの発生を防止できる。その結果、ヒンジ機構１９の動作をスムーズとすることができ、圧縮機の吐出容量変更がスムーズに行われることとなる。
【００３７】
（２）斜板側ヒンジ要素５１には、斜板１８に対する回動の自由度が付与されている。斜板側ヒンジ要素５１に回動の自由度を付与することで、例えば斜板側ヒンジ要素５１にスライド移動の自由度を付与する場合と比較して、係合溝４１内での斜板側突起４４のこじれを効果的に回避することができる。
【００３８】
（３）斜板１８上での斜板側ヒンジ要素５１の回動は、斜板１８に設けられた段差１８ｄとの当接によって所定角度範囲に規定されている。従って、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８上で回動し過ぎることを防止でき、この過大な回動に起因した斜板側突起４４とロータ側突起４３との衝撃的な衝突による異音の発生を軽減できる。また、斜板側ヒンジ要素５１の斜板１８上での回動を所定角度範囲で規定する回り止め構造は、斜板アッシ１８，５１の圧縮機への組み付け詳しくは斜板側突起４４の係合溝４１への挿入を簡単に行い得る利点もある。つまり、例えば、斜板側ヒンジ要素５１の回り止め構造を有しない場合、斜板側突起４４を係合溝４１内へ確実に挿入組付するためには、斜板側ヒンジ要素５１の斜板１８上での回動を一時的に規制しておかなくてはならず、そのための治具が必要で面倒な作業となるのである。
【００３９】
（４）斜板側ヒンジ要素５１に動きの自由度が付与された斜板１８は、言い換えれば斜板側ヒンジ要素５１が別体とされた斜板１８は、その形状が簡単となる。従って、斜板１８の製作手法として、鋳造と比較して材料の歩留まりが良くしかも後加工が容易な鍛造を採用することができ、斜板側ヒンジ要素５１を別に製作しなくてはならない手間、及び当該ヒンジ要素５１を斜板１８に組み付ける手間を考慮しても、圧縮機の製造コストを低減することが可能となる。なお、鍛造により製作された斜板１８は、例えば鋳造により製作されたものと比較して、焼入性が良いという利点もある。
【００４０】
また、別体である斜板１８と斜板側ヒンジ要素５１とは、それぞれに最適な材料の選択を行うことが可能となる。従って、本実施形態においては、斜板１８を、その強度確保や、安定した吐出容量変更のためのモーメント確保に有利な、比重の大きい鉄系金属製としている。また、斜板１８上において偏在する斜板側ヒンジ要素５１を、斜板アッシ１８，５１の軸線Ｌ周りでのバランス設計に有利な、比重の小さいアルミニウム系金属製としている。斜板側ヒンジ要素５１を軽量なアルミニウム系金属製とすることで、斜板１８において、斜板側ヒンジ要素５１と軸線Ｌ周りでのバランスを取るための最大傾角規定部（バランスウエイト）１８ａを小型化できる。これは斜板アッシ１８，５１の軽量化、ひいては圧縮機の軽量化につながる。
【００４１】
さらに、斜板側ヒンジ要素５１をアルミニウム系金属製とすること言い換えればロータ側ヒンジ要素５２（鋳鉄製）と異なる材料により構成することは、両ヒンジ要素５２間の摺動に起因したトモガネ現象の発生防止にも有効である。
【００４２】
（５）ヒンジ機構１９を構成するヒンジ要素５１，５２のうち、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８と別体とされている。従って、軸線Ｍ方向における軸部４８と軸孔１８ｃとの嵌合距離を長く確保することができ、斜板１８による斜板側ヒンジ要素５１の支持が安定的に行われる。よって、例えば、斜板１８上において斜板側ヒンジ要素５１を安定的に回動させることができ、係合溝４１内での斜板側突起４４のこじれの回避を確実に行い得る。これは、ヒンジ機構１９のスムーズな動作ひいては圧縮機のスムーズな吐出容量変更につながる。
【００４３】
つまり、例えば、後述する第２実施形態（図５）のように、ロータ側ヒンジ要素５２をロータ１７と別体とした場合、ロータ１７の前面側に配置されたスラストベアリング３５（図１参照）に軸部５５を干渉させないために、寸法公差等も含めて、軸部５５の先端を軸孔１７ａから突出させない配慮が必要となる。従って、軸線Ｍ方向における軸部５５と軸孔１７ａとの嵌合距離が短くなりがちとなり、ロータ１７によるロータ側ヒンジ要素５２の支持が不安定となってしまうのである。
【００４４】
（６）斜板側ヒンジ要素５１が別体とされた斜板１８は、斜板側ヒンジ要素５１を組み付ける前の状態であれば、シュー２５との摺動面１８ｂの仕上げ研磨において、斜板側ヒンジ要素５１が摺動面１８ｂに対する砥石のアプローチの邪魔になることはなく、その加工性が良好となる。別の見方をすれば、摺動面１８ｂの仕上げ研磨の邪魔になることを考慮しなくともよい斜板側ヒンジ要素５１は、その形状の設定が自由となり、動力伝達及び斜板１８の傾動案内に理想的な形状を追求することが可能となる。
【００４５】
（７）斜板側ヒンジ要素５１は、複数（二つ）の斜板側突起４４を一体形成してなる一体化品であって、この斜板側ヒンジ要素５１ごと斜板１８上で回動可能とされている。従って、例えば、複数の斜板側突起４４を互いに別体とし、それぞれ別個に斜板１８上で回動可能とする場合と比較して、斜板側ヒンジ要素５１の回動構造（自由度を付与するための構造）１８ｃ、４８を簡素化することができる。また、複数の斜板側突起４４を一体形成することは、ヒンジ機構１９のスムーズな動作に大きな影響を与える各斜板側突起４４の側面４４ａ間の幅を、高精度で設定することを容易とする。
【００４６】
（８）斜板側ヒンジ要素５１が別体とされた斜板１８は、シュー２５との摺動面１８ｂや駆動軸１６と摺動する挿通孔２０の内面２０ａに対する焼入処理が、ヒンジ要素５１を組み付ける前に施されている。従って、この焼入処理による熱影響を斜板側ヒンジ要素５１が受けることがなく、この熱影響による歪みがヒンジ要素５１に生じることを防止できる。よって、焼入処理の後加工で斜板側ヒンジ要素５１の歪みを修正しなくとも、ヒンジ機構１９のスムーズな動作を実現することができ、圧縮機の製造コストを低減可能となる。
【００４７】
○第２実施形態
図５においては第２実施形態を示す。本実施形態においては、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８に一体形成されているとともに、ロータ側ヒンジ要素５２がロータ１７と別体とされている。ロータ側ヒンジ要素５２は、ベースプレート５６と、当該ベースプレート５６の後面に立設された二つのロータ側突起４３と、各ロータ側突起４３の基部に設けられた二つのカム部４５とが、一体形成されてなる。ロータ側ヒンジ要素５２が別体とされたロータ１７は、その形状の簡単さから、製作手法に鍛造を採用することができた。
【００４８】
前記ロータ側ヒンジ要素５２は、ベースプレート５６の前面に一体に突設された軸部５５を以て、ロータ１７に貫通形成された軸孔１７ａに遊嵌されている。従って、ロータ側ヒンジ要素５２は、駆動軸１６の軸線Ｌと平行である軸部５５（軸孔１７ａ）の軸線Ｍを中心として、ロータ１７上で回動可能となっている。つまり、ロータ側ヒンジ要素５２には、ロータ１７に対する回動の自由度が付与されている。ロータ側ヒンジ要素５２は、ベースプレート５６において駆動軸１６側の端面５６ａが、ロータ１７に設けられた段差１７ｂの壁面に当接することで、ロータ１７上での回動が所定角度範囲に規定されている。
【００４９】
本実施形態においては、前記ロータ側ヒンジ要素５２が、ロータ１７上において回動可能に構成されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、斜板１８が係合溝４１内において斜板側突起４４をこじるように傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、ロータ側ヒンジ要素５２がロータ１７上において軸線Ｍを中心として回動することで、前述のこじれを回避することができる。
【００５０】
○第３実施形態
図６においては第３実施形態を示す。本実施形態においては、斜板側ヒンジ要素５１において二つの斜板側突起４４の間が、係合溝４１とされている。ロータ１７の後面において係合溝４１と対向する部分には、一つのロータ側突起４３が斜板１８側に向かって突設されている。ロータ側突起４３は、その先端側が係合溝４１内に入り込んでいる。ロータ側突起４３は、その両側面４３ｂを以て、係合溝４１の内面を構成する斜板側突起４４の側面４４ｃに対して、平面的に当接係合可能とされている。従って、ロータ１７の回転力は、ロータ側突起４３（一方の側面４３ｂ）及び一方の斜板側突起４４（側面４４ｃ）を介して斜板１８に伝達される。
【００５１】
前記斜板側ヒンジ要素５１は、係合溝４１内において斜板側突起４４の基部にカム部４５を備えている。カム部４５のカム面４５ａには、ロータ側突起４３の先端に形成された凸曲面の円弧面４３ｄが摺動可能に当接されている。従って、圧縮荷重等に起因して斜板１８に作用する軸方向荷重は、カム部４５のカム面４５ａで受承される。
【００５２】
○第４実施形態
図７においては第４実施形態を示す。本実施形態においてロータ側突起４３の側面４３ａには、カム部４５のカム面４５ａに沿って延びるガイド溝４３ｃが設けられている。斜板側突起４４の側面４４ａにおいて、円弧面４４ｂの中心軸線Ｓ上には、ガイド溝４３ｃに挿入係合されるガイド突起４４ｄが設けられている。
【００５３】
従って、例えば、圧縮機の運転停止によって斜板１８に作用する圧縮荷重が消失したり、圧縮機が最小吐出容量状態で運転されて斜板１８に作用する圧縮荷重が小さくなった場合でも、ガイド溝４３ｃとガイド突起４４ｄとの係合によって、斜板アッシ１８，５１がロータ１７に係留されることととなる。よって、車両の振動に起因した斜板アッシ１８，５１のガタつきを防止して、圧縮機からの異音発生を防止することができる。
【００５４】
○第５実施形態
図８においては第５実施形態を示す。本実施形態においては、斜板側突起４４の円弧面４４ｂとカム部４５のカム面４５ａとの間に、仲立ヒンジ要素としてのスライダ５７が介在されている。つまり、斜板側突起４４（円弧面４４ｂ）とカム部４５（カム面４５ａ）とは、スライダ５７を介して摺動可能に当接されている。
【００５５】
前記スライダ５７は、斜板側突起４４の円弧面４４ｂが摺動される凹曲面の円弧面５７ａを有するとともに、カム面４５ａと摺動される平面５７ｂを有している。従って、カム部４５とスライダ５７との接触及び斜板側突起４４とスライダ５７との接触をそれぞれ面接触とすることができ、カム部４５のカム面４５ａ及び斜板側突起４４の円弧面４４ｂの摩耗軽減、つまりヒンジ機構１９の耐久性向上に貢献される。
【００５６】
○第６実施形態
図９においては第６実施形態を示す。本実施形態においては、駆動軸１６が矢印Ｒ方向に回転するものとして、当該回転方向Ｒに特に好適に対処すべくヒンジ機構１９が構成されている。
【００５７】
すなわち、前記ヒンジ機構１９においては、圧縮行程側たる図面下方側のカム部４５Ａ及び斜板側突起４４Ａが、斜板１８に作用する圧縮荷重に起因した軸方向荷重を主として受承するとともに、吸入行程側たる図面上方側のロータ側突起４３及び斜板側突起４４Ｂが、ロータ１７から斜板１８への動力伝達を行うこととなる。ここで、斜板側突起４４Ａ，４４Ｂにおいては、それらに作用する荷重の絶対的な大きさや、当該荷重の変動の大きさ及び急激さ等を考慮すると、動力伝達を担う一方４４Ｂよりも軸方向荷重の受承を担う他方４４Ａの方が強度的に厳しくなる。
【００５８】
そこで、本実施形態においては、軸方向荷重の受承側であるカム部４５Ａのカム面４５ａを、動力伝達側であるカム部４５Ｂのカム面４５ａよりも幅広くするとともに、同じく軸方向荷重の受承側である斜板側突起４４Ａを、動力伝達側である斜板側突起４４Ｂよりも太くして、円弧面４４ｂを幅広く設定している。従って、軸方向荷重の受承を担う斜板側突起４４Ａの強度が向上され、例えば、両斜板側突起４４Ａ，４４Ｂを太くする場合と比較して、重量増を抑えつつ、ヒンジ機構１９の耐久性を同等に確保することが可能となる。
【００５９】
○第７実施形態
図１０及び図１１においては第７実施形態を示す。本実施形態においては、駆動軸１６にスライダ６０が、軸線Ｌ方向へスライド移動可能に支持されている。スライダ６０に設けられた支軸６０ａには、斜板１８が傾動可能に支持されている。
【００６０】
そして、ヒンジ機構１９においては、ロータ側ヒンジ要素５２からカム部４５が削除されるとともに、斜板側ヒンジ要素５１とロータ側ヒンジ要素５２とが、仲立ヒンジ要素としてのリンク腕６１を介して係合されている。
【００６１】
すなわち、前記斜板側ヒンジ要素５１は斜板側突起４４を一つのみ備えており、当該斜板側突起４４の先端には、駆動軸１６の軸線Ｌと直交方向に、挿通孔４４ｅが貫通形成されている。ロータ側ヒンジ要素５２は、ロータ１７の外周縁部から半径方向に突出するロータ側突起４３を一つのみ備えており、当該ロータ側突起４３の先端には、駆動軸１６の軸線Ｌと直交方向に挿通孔４３ｅが貫通形成されている。
【００６２】
前記ロータ側突起４３の先端と斜板側突起４４の先端との間には、両端に挿通孔６１ａ，６１ｂを有するリンク腕６１が一対設けられている。各リンク腕６１の一端は、ロータ側突起４３の挿通孔４３ｅに挿通されたピン６２により、挿通孔６１ａを介して枢支されている。各リンク腕６１の他端は、斜板側突起４４の挿通孔４４ｅに挿通されたピン６３により、挿通孔６１ｂを介して枢支されている。従って、斜板１８は、駆動軸１６上でのスライド移動に伴って、ピン６２，６３を中心として傾動される。
【００６３】
本実施形態においても、前記斜板側ヒンジ要素５１が、斜板１８上において回動可能に構成されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、斜板１８がリンク腕６１間において斜板側突起４４をこじるように傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８上において軸線Ｍを中心として回動することで、リンク腕６１間での斜板側突起４４のこじれを回避することができる。
【００６４】
○第８実施形態
図１２及び図１３においては第８実施形態を示す。本実施形態において斜板側ヒンジ要素５１には、斜板側突起４４が一つのみ備えられており、当該斜板側突起４４の先端に貫通形成された挿通孔４４ｆには、駆動軸１６の軸線Ｌと直交方向にピン６５が挿通固定されている。ロータ側ヒンジ要素５２において各ロータ側突起４３には、カム溝４３ｆが貫通形成されている。斜板側突起４４は、ロータ側突起４３間に挿入されて、側面４３ａ，４４ａ間でのワッシャ６７を介した当接係合によって、ロータ１７から斜板１８への動力伝達を可能とするとともに、カム溝４３ｆに挿入されたピン６５の両端の柱面６５ａを以て、カム溝４３ｆの内面に摺動可能に当接されている。
【００６５】
従って、圧縮荷重等に起因して斜板１８に作用する軸方向荷重は、斜板側ヒンジ要素５１のピン６５を介して、ロータ側突起４３のカム溝４３ｆの内面で受承される。また、ヒンジ機構１９は、斜板１８が傾斜角度を変更する場合には、斜板側突起４４の先端が、ピン６５の中心軸線を中心として回動されると同時に、ピン６５（柱面６５ａ）が、カム溝４３ｆのロータ１７側の内面上を、駆動軸１６に対して接離する方向へ移動されることで、斜板１８の傾斜角度の増大を案内する。
【００６６】
本実施形態においても、前記斜板側ヒンジ要素５１が、斜板１８上において回動可能に構成されている。従って、圧縮荷重に起因した軸方向荷重の偏作用によって、斜板１８が、ロータ側突起４３間において斜板側突起４４を、またカム溝４３ｆ内でピン６５を、それぞれこじるように傾いたとしても、当該傾きに起因した応力の作用によって、斜板側ヒンジ要素５１が斜板１８上において軸線Ｍを中心として回動することで、前述のこじれを回避することができる。
【００６７】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
・上記第１及び第３〜第８実施形態を変更し、斜板側ヒンジ要素５１を鉄系金属の焼結材製とすること。或いは、第２実施形態を変更し、ロータ側ヒンジ要素５２を鉄系の焼結材製とすること。このようにすれば、焼結材の良好な潤滑油保持性によって、他方のヒンジ要素５１，５２との間での摺動性及び耐焼付性が向上される。なお、前記潤滑油は、冷媒ガス中にミスト状として含まれてクランク室１５に供給される。
【００６８】
・上記各実施形態においては、斜板側ヒンジ要素５１及びロータ側ヒンジ要素５２の一方のみが、それが所属するロータ１７上又は斜板１８上において回動可能とされていた。これを変更し、斜板側ヒンジ要素５１を斜板１８上において回動可能に構成するとともに、ロータ側ヒンジ要素５２をロータ１７上において回動可能に構成すること。
【００６９】
・上記第２実施形態を変更し、ロータ側ヒンジ要素５２においてそれを構成する要部４３，４５のうち、ロータ側突起４３のみをロータ１７上において回動可能に構成し、カム部４５はロータ１７に固定すること。同様に、上記第３実施形態を変更し、斜板側ヒンジ要素５１においてそれを構成する要部４４，４５のうち、斜板側突起４４のみを斜板１８上において回動可能に構成し、カム部４５は斜板１８に固定すること。
【００７０】
・上記第１及び第３〜第８実施形態においては、複数の斜板側突起４４が斜板側ヒンジ要素５１に一体形成され、当該斜板側ヒンジ要素５１ごと斜板１８に対して別体とされていた。これを変更し、複数の斜板側突起４４を互いに別体とし、そして、各斜板側突起４４毎に独立して斜板１８上で回動可能とすること。
【００７１】
・上記各実施形態において、軸部４８，５５と軸孔１８ｃ，１７ａとの間に、滑り軸受或いは転がり軸受を介在させること。或いは、軸部４８，５５の外周面及び軸孔１８ｃ，１７ａの内周面の少なくとも一方に、フッ素樹脂や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を塗布すること。このようにすれば、斜板側ヒンジ要素５１の斜板１８上での回動（第１、第３〜第８実施形態）、或いはロータ側ヒンジ要素５２のロータ１７上での回動（第２実施形態）がスムーズとなり、斜板１８の傾角変更つまり圧縮機の吐出容量変更をさらにスムーズとすることが可能となる。
【００７２】
・上記各実施形態においては、ヒンジ要素５１，５２側に軸部４８，５５が、ロータ１７又は斜板１８側に軸孔１７ａ，１８ｃがそれぞれ設けられていた。これを変更し、ヒンジ要素５１，５２側に軸孔を、ロータ１７又は斜板１８側に軸部を設けるようにしてもよい。或いは、ヒンジ要素５１，５２側、及び、ロータ１７又は斜板１８側の両方に軸孔を設け、両軸孔間に軸部材を挿入介在させるようにしてもよい。
【００７３】
・上記各実施形態においては、ヒンジ要素５１，５２に、それが所属するロータ１７又は斜板１８に対する回動の自由度が付与されていた。これを変更し、ヒンジ要素５１，５２に、それが所属するロータ１７又は斜板１８に対するスライド移動の自由度を付与すること。
【００７４】
・上記各実施形態においては、ヒンジ要素５１，５２に、それが所属するロータ１７又は斜板１８に対する動きの自由度が、一自由度付与されていた。これを変更し、ヒンジ要素５１，５２に、それが所属するロータ１７又は斜板１８に対する動きの自由度を、二自由度以上付与すること。例えば、ヒンジ要素５１，５２に、それが所属するロータ１７又は斜板１８に対する、回動及びスライド移動の自由度を付与すること。
【００７５】
・上記各実施形態において、係合溝４１を構成する突起４３，４４は、ロータ１７又は斜板１８の一方から他方に向けて、アーム状に突出される構成であった。しかし、本発明は、例えば、単なる円盤状（例えば上記各実施形態においてヒンジ要素５１，５２を削除したような形状）のロータ又は斜板の盤面に係合溝を穿設する態様も含む。
【００７６】
・本発明を、両頭型のピストンを備えた容量可変型圧縮機において具体化すること。
・本発明を、カムプレートたる揺動板を備えた、ワッブルタイプの容量可変型圧縮機において具体化すること。
【００７７】
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（１）前記動きの自由度が付与されたヒンジ要素は、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートよりも比重の小さい材料により構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の容量可変型圧縮機。
【００７８】
（２）前記動きの自由度が付与されたヒンジ要素は、アルミニウム系の金属材料により構成されているとともに、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートは鉄系の金属材料により構成されている前記技術的思想（１）に記載の容量可変型圧縮機。
【００７９】
（３）容量可変型圧縮機のヒンジ機構を構成するヒンジ要素であって、基部（上記各実施形態においてはベースプレートに具体化されている）と、当該基部の一方の面に立設された複数の突起と、基部の他方の面に設けられた軸部とからなることを特徴とするヒンジ要素。
【００８０】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、ヒンジ機構の耐久性向上及びヒンジ機構のスムーズな動作を達成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】容量可変型圧縮機の縦断面図。
【図２】ヒンジ機構の側面図。
【図３】ヒンジ機構の平面図。
【図４】斜板側ヒンジ要素の正面図。
【図５】第２実施形態を示すヒンジ機構の断面拡大図。
【図６】第３実施形態を示すヒンジ機構の平面図。
【図７】第４実施形態を示すヒンジ機構の側面図。
【図８】第５実施形態を示すヒンジ機構の断面拡大図。
【図９】第６実施形態を示すヒンジ機構の平面図。
【図１０】第７実施形態を示すヒンジ機構の断面図。
【図１１】ヒンジ機構の斜視図。
【図１２】第８実施形態を示すヒンジ機構の断面図。
【図１３】ヒンジ機構の平面図。
【図１４】従来の容量可変型圧縮機の断面部分図。
【符号の説明】
１１…ハウジングを構成するシリンダブロック、１２…同じくフロントハウジング、１４…同じくリヤハウジング、１６…駆動軸、１７…ロータ、１８…カムプレートとしての斜板、１８ｃ…ヒンジ要素の枢支を達成する軸孔、１８ｄ…規定手段としての段差、１９…ヒンジ機構、２２…シリンダボア、２３…ピストン、４３…ロータ側突起、４４…斜板側突起、４４ｂ…斜板側突起の先端たる円弧面、４５…軸方向荷重受承部としてのカム部、４８…ヒンジ要素の枢支を達成する軸部、５１…カムプレート側ヒンジ要素としての斜板側ヒンジ要素、５２…ロータ側ヒンジ要素。

Claims (5)

1. ハウジング内のシリンダボアにはピストンが収容され、ハウジングに回転可能に支持された駆動軸にはロータが一体回転可能に設けられ、駆動軸にはカムプレートがスライド移動可能でかつ傾動可能に支持され、ロータとカムプレートとの間にはヒンジ機構が介在され、駆動軸の回転運動がロータ、ヒンジ機構及びカムプレートを介してピストンの往復運動に変換されるとともに、カムプレートがヒンジ機構の案内によって駆動軸上を傾動しつつスライド移動されることで吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機において、
   前記ヒンジ機構は、ロータに設けられたロータ側ヒンジ要素と、カムプレートに設けられ、ロータ側ヒンジ要素と係合されるカムプレート側ヒンジ要素とを備え、ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の少なくとも一方には、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートに対する、動きの自由度が付与されていることを特徴とする容量可変型圧縮機。
2. 前記ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の少なくとも一方には、当該ヒンジ要素が所属するロータ又はカムプレートに枢支されることで、回動の自由度が付与されている請求項１に記載の容量可変型圧縮機。
3. 前記ヒンジ要素に動きの自由度が付与された、ロータ及びカムプレートの少なくとも一方には、ヒンジ要素の動作範囲を当接規定する規定手段が設けられている請求項１又は２に記載の容量可変型圧縮機。
4. 前記ロータ側ヒンジ要素は、ロータにおいてカムプレートに向かって突設されたロータ側突起を備え、前記カムプレート側ヒンジ要素は、カムプレートにおいてロータに向かって突設されるとともに、ロータ側突起と当接係合することでロータからの回転力を受けるカムプレート側突起を備え、前記ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の一方は突起の基部に軸方向荷重受承部を備えており、この軸方向荷重受承部は、ロータ側ヒンジ要素及びカムプレート側ヒンジ要素の他方が有する突起の先端と摺動可能に当接することで、カムプレートに作用する軸方向荷重を受承する請求項１〜３のいずれかに記載の容量可変型圧縮機。
5. 前記ロータ側突起及びカムプレート側突起の少なくとも一方は複数が備えられており、この複数の突起を一体形成してなる一体化品に、当該一体化品が所属するロータ又はカムプレートに対する、動きの自由度が付与されている請求項４に記載の容量可変型圧縮機。

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