JP2005256693A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するコイルバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備えた可変容量圧縮機であって、製品毎の最小吐出容量のばらつきが抑制された圧縮機を提供する。
【解決手段】 駆動軸の周面の一部に凹部が形成され、スリーブは駆動軸の前記凹部が形成された部位に外嵌合し、スリーブが前記凹部のロータから離隔する側の端面に当接することによりスリーブのロータから離隔する側への移動が規制。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備える可変容量圧縮機に関するものである。

駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するコイルバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備えた可変容量圧縮機が特許文献１等に開示されている。
特許文献１等に開示された従来の圧縮機においては、スリーブが間接的にロータに当接することにより斜板傾角増加方向へのスリーブの移動が規制され、コイルバネが互いに密着することにより斜板傾角減少方向へのスリーブの移動が規制される。
特開昭６２−９１６７１号公報

バネの密着長にばらつきがある。バネの密着長のばらつきは、線材の機械的性質、巻線加工前の線径、巻線加工時の張力、巻線加工後の切断加工の精度等、多数の影響因子のばらつきが複合的に重畳したものなので、抑制するのは困難である。従って、特許文献１等に開示された従来の圧縮機には、斜板の最小傾角がばらつき、最小吐出容量が製品毎にばらつくという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するコイルバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備えた可変容量圧縮機であって、製品毎の最小吐出容量のばらつきが抑制された圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備え、駆動軸の周面の一部に凹部が形成され、スリーブは駆動軸の前記凹部が形成された部位に外嵌合し、スリーブが前記凹部のロータから離隔する側の端面に当接することによりスリーブのロータから離隔する側への移動が規制されることを特徴とする可変容量圧縮機を提供する。
本発明に係る圧縮機においては、駆動軸の周面の一部に形成された凹部のロータから離隔する側の端面にスリーブが当接することにより、ロータから離隔する側へのスリーブの移動、すなわち斜板傾角減少方向へのスリーブの移動が規制される。前記端面位置のばらつきは、凹部の加工精度と圧縮機の組み付け精度の向上とにより抑制可能である。従って、本発明に係る可変容量圧縮機においては、製品毎の最小吐出容量のばらつきが抑制される。

本発明の好ましい態様においては、前記凹部の底面とスリーブ内面との間にスリーブの滑動を促進する部材が配設されている。
駆動軸の周面の一部に形成された凹部の底面とスリーブ内面との間に形成された隙間に、スリーブの滑動を促進する部材を配設することにより、スリーブの移動に対する抵抗が減少し、斜板傾角の変動に対する抵抗が減少し、圧縮機の吐出容量を可変制御する際の抵抗が減少し、圧縮機の容量制御性が向上する。スリーブの滑動を促進する部材として、各種ベアリング、滑り軸受け部材、固体潤滑材等が挙げられる。

本発明の好ましい態様においては、前記凹部の底面は平坦面であり、一対の前記凹部が駆動軸の中心軸線を間に挟んで対向して形成されている。
駆動軸の周面の一部に形成された凹部の底面が平坦面である場合には、ベアリングとしてローラーベアリングに加えてニードルベアリングの使用が可能となり、ベアリングの選択肢が増す。一対の前記凹部を駆動軸の中心軸線を間に挟んで対向して形成することにより、駆動軸の回転に伴う不平衡力の発生が抑制され、振動の発生が抑制される。

本発明の好ましい態様においては、前記凹部は駆動軸の一部に形成された縮径部である。
駆動軸の一部に縮径部を形成することにより、前記凹部を形成しても良い。

本発明に係る圧縮機においては、駆動軸の周面の一部に形成された凹部のロータから離隔する側の端面にスリーブが当接することにより、ロータから離隔する側へのスリーブの移動、すなわち斜板傾角減少方向へのスリーブの移動が規制される。前記端面位置のばらつきは、凹部の加工精度と圧縮機の組み付け精度の向上により抑制可能である。従って、本発明に係る可変容量圧縮機においては、製品毎の最小吐出容量のばらつきが抑制される。

本発明の実施例に係る斜板式圧縮機を説明する。

本発明の実施例に係る可変容量圧縮機を図１〜３に基づいて説明する。
図１に示すように、筒状のハウジング１の両端が、フロントハウジング２とリヤハウジング３とにより閉鎖されている。ハウジング１の内部に、クランク室４と、周方向に互いに間隔を隔てて配設された複数のシリンダボア５とが形成されている。
クランク室４内に、駆動軸６が配設されている。駆動軸６は、一端がフロントハウジング２を貫通して圧縮機外へ延びる第１部分６ａと、第１部分６ａと同心に配設されクランク室４内で延在する第２部分６ｂとを有している。第２部分６ｂの、第１部分６ａに近接する一端から他端近傍部に亙って延在する部位の周面に、一対の凹部６ｃが形成されている。一対の凹部６ｃは駆動軸６の中心軸線Ｘを間に挟んで対向して形成されている。凹部６ｃの底面６ｃ′は平坦面を形成している。第２部分６ｂの前記一端は第１部分６ａの他端に溶接されている。駆動軸６は、ベアリング７ａ、７ｂを介して、フロントハウジング２、ハウジング１に回転可能に支持されている。
耳部８ａを有するロータ８が駆動軸第１部分６ａのクランク室４内で延在する部位に固定されている。耳部８ａに穴８ｂが形成されている。ロータ８は、スラストベアリング９を介してフロントハウジング２に支持されている。

駆動軸第２部分６ｂの凹部６ｃが形成された部位に、スリーブ１０が外嵌合している。スリーブ１０は、駆動軸６の延在方向に移動可能に駆動軸６に外嵌合している。凹部６ｃの平坦な底面６ｃ′とスリーブ１０の内面との間に、ニードルベアリング１１が介挿されている。スリーブ１０は、コイルバネ１２により、ロータ８へ向けて付勢されている。
中心部を駆動軸６が遊動可能に貫通する斜板１３がクランク室４内に配設されている。斜板１３は、図１、２に示すように、図１において軸線Ｘに交差し且つ紙面に直交する軸線に沿って延在する一対のピン１４を介して、スリーブ１０に連結されている。斜板１３は、ピン１４の回りに回転可能に、ひいては駆動軸６に対する傾角可変に、スリーブ１０に連結されている。
斜板１３は、ロータ８へ向けて延びる耳部１３ａを有している。耳部１３ａに長孔１３ｂが形成されている。長穴１３ｂと穴８ｂとに挿通されたピン１５により、斜板１３は相対回転不能にロータ８に連結されている。

斜板１３に、スラストベアリング１６とラジアルベアリング１７とを介して、揺動板１８が、回転可能に支持されている。
揺動板１８に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の球面座１８ａが形成されている。ピストンロッド１９の一端１９ａが、枢動可能に球面座１８ａに嵌合している。ピストンロッド１９の他端１９ｂが、ピストン２０に形成された球面座２０ａに枢動可能に嵌合している。ピストン２０は、シリンダボア５に摺動可能に嵌合している。
揺動板１８の回転を阻止する回転阻止装置２１が配設されている。

リヤハウジング３の内部に、図示しない吸入室と吐出室とが画成されている。吸入室は図示しない吸入ポートに連通し、吐出室は図示しない吐出ポートに連通している。ハウジング１とリヤハウジング３とに挟持されて弁板２２が配設されている。弁板２２には、シリンダボア５に対峙して、吸入孔と、吐出孔とが形成されている。吸入孔を開閉する吸入弁と吐出孔を開閉する吐出弁とが配設されている。

本可変容量圧縮機の作動を以下に説明する。
図示しない駆動源から駆動軸第１部分６ａの一端に伝達された回転駆動力により、駆動軸６が回転し、駆動軸６の回転に伴って斜板１３が回転する。斜板１３の回転に伴って、揺動板１８が揺動する。揺動板１８の回転は、回転阻止装置２１により阻止される。揺動板１８の揺動に伴って、ピストン２０がボア５内を往復移動する。ピストン２０の往復移動に伴い、吸入ポートを通って吸入室へ流入したガスが、吸入孔と吸入弁とを通ってボア５内に吸入され、ボア５内で圧縮され、吐出孔と吐出弁とを通って吐出室内へ吐出し、吐出室から吐出ポートを通って圧縮機外へ流出する。

クランク室４の内圧が制御されることにより、斜板１３の駆動軸６に対する傾角が可変制御され、ピストン２０のストロークが可変制御され、圧縮機の吐出容量が可変制御される。
圧縮機の最大吐出容量時には、図１に示すように、スリーブ１０はコイルバネ１２の付勢力の下に、ロータ８に接近しており、スリーブ１０の一端がロータ８に当接している。ピン１５は長孔１３ｂの一端に在り、斜板１３の駆動軸６に対する傾角は最大になっている。スリーブ１０の一端がロータ８に当接することにより、スリーブ１０の、斜板傾角増方向への移動が規制される。
圧縮機の最小吐出容量時には、図３に示すように、スリーブ１０はコイルバネ１２の付勢力に抗して、ロータ８から遠ざかっており、スリーブ１０の他端が凹部６ｃのロータ８から離隔する側の端面に当接している。ピン１５は長孔１３ｂの他端に在り、斜板１３の駆動軸６に対する傾角は最小になっている。スリーブ１０の他端が凹部６ｃのロータ８から離隔する側の端面に当接することにより、スリーブ１０の、ロータ８から離隔する側への移動、すなわち斜板傾角減少方向への移動が規制される。

凹部６ｃのロータ８から離隔する側の端面の位置のばらつきは、凹部６ｃの加工精度と圧縮機の組み付け精度の向上とにより抑制可能である。従って、本実施例に係る可変容量圧縮機においては、製品毎の最小吐出容量のばらつきが抑制される。

凹部６ｃの底面６ｃ′とスリーブ１０内面との間に形成された隙間に、スリーブの滑動を促進する部材であるニードルベアリング１１が配設されるとにより、駆動軸６の延在方向へのスリーブ１０の移動に対する抵抗が減少し、斜板傾角の変動に対する抵抗が減少し、圧縮機の吐出容量を可変制御する際の抵抗が減少し、圧縮機の容量制御性が向上している。スリーブ１０の滑動を促進する部材は、ニードルベアリング１１に限定されない。ローラーベアリング、滑り軸受け部材を前記隙間に介挿しても良く、スリーブ１０の内面或いは凹部６ｃの底面６ｃ′を固体潤滑材で被覆しても良い。

凹部６ｃの底面６ｃ′が平坦面なので、前記底面６ｃ′とスリーブ１０内面との間に介挿するベアリングとしてローラーベアリングに加えてニードルベアリングの使用が可能となり、ベアリングの選択肢が増す。一対の凹部６ｃを駆動軸６の中心軸線Ｘを間に挟んで対向して形成することにより、駆動軸６の回転に伴う不平衡力の発生が抑制され、振動の発生が抑制される。

対向する一対の凹部６ｃに代えて、駆動軸第２部分６ｂの凹部６ｃが形成された部位全体を縮径部としても良い。当該縮径部が形成する凹部の、ロータ８から離隔する端面に、スリーブ１０の他端が当接することにより、斜板傾角減少方向へのスリーブ１０の移動が規制される。この場合には、当該縮径部が形成する凹部の底面とスリーブ１０内面との間の隙間に介挿される滑動促進材は、筒状の滑り軸受け部材、固体潤滑材等になる。

本発明は、駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備える可変容量圧縮機に広く利用可能である。

本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の断面図である。 本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の駆動軸とスリーブとの横断面図である。 本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ ハウジング
３ シリンダヘッド
４ クランク室
５ シリンダボア
６ 駆動軸
６ｃ 凹部
８ ロータ
１０ スリーブ
１１ ニードルベアリング
１２ コイルバネ
１３ 斜板
１４、１５ ピン
１８ 揺動板
２０ ピストン

Claims (4)

1. 駆動軸と、駆動軸に固定されたロータと、駆動軸の延在方向に移動可能に駆動軸に外嵌合するスリーブと、スリーブをロータへ向けて付勢するバネと、駆動軸に対する傾角可変にスリーブに連結されると共にリンク機構を介して相対回転不能にロータに連結された斜板と、斜板の回転に伴って駆動軸と並行に往復動するピストンとを備え、駆動軸の周面の一部に凹部が形成され、スリーブは駆動軸の前記凹部が形成された部位に外嵌合し、スリーブが前記凹部のロータから離隔する側の端面に当接することによりスリーブのロータから離隔する側への移動が規制されることを特徴とする可変容量圧縮機。
2. 前記凹部の底面とスリーブ内面との間にスリーブの滑動を促進する部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
3. 前記凹部の底面は平坦面であり、一対の前記凹部が駆動軸の中心軸線を間に挟んで対向して形成されていること特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 前記凹部は、駆動軸の一部に形成された縮径部あることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量圧縮機。

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