JP2007192038A

JP2007192038A - 揺動板式圧縮機

Info

Publication number: JP2007192038A
Application number: JP2006008539A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Terauchi; 清寺内
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】レールガイド方式揺動板回転阻止機構により圧縮機の外形形状に飛び出し部分が発生することを防止して、小型軽量低コストな揺動板式圧縮機を提供する。
【解決手段】主軸に対し平行に複数のピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、主軸とともに回転する斜板の回転運動を揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機において、揺動板に、該揺動板の回転を阻止する回転阻止ロッドを、揺動板に対する角度自在に、かつ、揺動板の径方向に移動可能に、連接するとともに、回転阻止ロッドを、圧縮機筐体内に設けられた回転阻止孔に摺動自在に嵌合したことを特徴とする揺動板式圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は、揺動板式圧縮機に関し、とくに、新しい揺動板の回転阻止機構を採用した揺動板式圧縮機に関する。

流体（例えば、冷凍サイクルの冷媒）を吸入圧縮する圧縮機として、従来より、主軸に対し平行に複数のピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、揺動板の回転を阻止する機構により回転斜板からの回転運動を揺動板の揺動運動に変換し、ピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機が知られている。このような揺動板式圧縮機においては、斜板の回転揺動運動を揺動板で受けるが、揺動板は回転せずに揺動運動のみを行なうために、斜板からの回転力は何らかの回転阻止機構を揺動板に設けて回転阻止を行なう必要がある。

この揺動板の回転阻止機構として、特に可変容量型の揺動板式圧縮機における代表的なものとして、揺動板の一端にスライダ素子を結合し、このスライダ素子に挟まるように直線状のガイドレールを配置することにより、揺動板の回転を阻止して揺動運動のみを行なわせるようにした機構が広く用いられている（例えば、特許文献１）。以下、この機構をレールガイド方式回転阻止機構と呼ぶ。
特開平３−７０８７７号公報

上記のような従来のレールガイド方式回転阻止機構は、構造が単純で低コストで構成できる利点を有するものの、ガイドレールを含む回転阻止機構用の内部スペースを確保する必要があり、この回転阻止機構を揺動板の外形近傍に配置せざるを得ないため、圧縮機の外殻部の形状が一部外に出っ張ったり、あるいは圧縮機筐体の外径を大きくしなければならないという問題があった。このように圧縮機の外形形状に飛び出し部分が発生すると、その分、圧縮機全体の小型・軽量化が難しくなるという問題も残されている。

一方、近年になって地球温暖化対策の見地から、特に自動車用冷房装置の冷媒として自然冷媒である二酸化炭素を用いることの必要性が高まってきた。二酸化炭素は動作圧力が高い冷媒であるため、圧縮機の外殻も高圧力に耐えられる構造が要求される。しかし、従来のレールガイド方式回転阻止機構を用いた揺動板式圧縮機でこの二酸化炭素使用に対応しようとすると、回転阻止機構の張り出しのため高圧に耐える外殻構造を達成するのに都合の良い円筒構造にしにくいことや、あるいは円筒構造にできたとしても外径が増大し、そのことによってさらに耐圧も低下するといった問題を有していた。

そこで本発明の課題は、このような従来技術における問題に鑑み、全く新しいシンプルな構造の揺動板回転阻止機構を提供することによって、レールガイド方式回転阻止機構により圧縮機の外形形状に飛び出し部分が発生することを防止し、小型軽量であり低コストで製造可能な揺動板式圧縮機を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る揺動板式圧縮機は、駆動源により回転される主軸に対し実質的に平行に複数のピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、前記主軸とともに回転する斜板の回転運動を前記揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機において、前記揺動板に、該揺動板の回転を阻止する回転阻止ロッドを、揺動板に対する角度自在に、かつ、揺動板の径方向に移動可能に、連接するとともに、前記回転阻止ロッドを、圧縮機筐体内に設けられた回転阻止孔に摺動自在に嵌合したことを特徴とするものからなる。

この揺動板式圧縮機においては、上記揺動板の板面に、揺動板の径方向に移動可能にスライディングシューが設けられており、該スライディングシューを介して、上記回転阻止ロッドが揺動板に連接されている構造とすることができる。

本発明に係る揺動板式圧縮機によれば、揺動板に該揺動板に対する角度自在にかつ揺動板の径方向に移動可能に連接された回転阻止ロッドと圧縮機筐体内に設けられた回転阻止孔との嵌合による極めて単純な揺動板回転阻止機構により、従来のレールガイド方式揺動板回転阻止機構の欠点であった外形への出っ張りの問題を解決でき、さらに回転阻止機構を軸中心近傍の余剰空間に配置できるため、回転阻止機構の存在によって生じるスペース上の不足の問題も解決でき、圧縮機筐体の径を小さくすることが可能になる。また、単純なロッドにより構成できるため、製造コストを低減することもできる。その結果、構造的にシンプルでかつ小型軽量低コストな揺動板式圧縮機を実現できる。

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、本発明の一実施態様に係る揺動板式圧縮機を示しており、可変容量圧縮機に本発明を適用した例を示している。図１において、揺動板式圧縮機１００は、駆動源（図示略）からの駆動力により回転される主軸１に対し実質的に平行に、複数のピストン２が、対応するシリンダー３内を往復動自在に配置されている。主軸１にはロータ４が固定されており、該ロータ４に、ヒンジ機構５を介して、傾斜角度可変に斜板６が連結されている。この斜板６は、主軸１とともに回転するが、斜板６に隣接させて、斜板６の回転力を受け、斜板６の回転運動が揺動運動に変換される揺動板７が設けられている。揺動板７は、後述の回転阻止機構により自身の回転は阻止されており、揺動運動する。この揺動板７には、連結ロッド８が球継手状に連結され（球継手部９）、その反対端に、ピストン２が球継手状に連結されている（球継手部１０）。すなわち、斜板６の回転運動が揺動板７の揺動運動に変換され、揺動板７の揺動運動が、連結ロッド５を介して、ピストン２の往復動に変換される。ピストン２の往復動により、シリンダヘッド１１内に形成された吸入室１２から吸入ポート１３を介して流体（例えば、冷媒ガス）がシリンダー３内に吸入され、圧縮された後、吐出ポート１４を介して吐出室１５へと吐出され、外部回路へと送られる。なお、図１における１６は弁板、１７はクランク室を、それぞれ示している。

揺動板７の回転阻止機構は、次のように構成されている。揺動板７には、さらに１つ又は複数個の回転阻止ロッド１８が、揺動板７に対する角度自在に、かつ、揺動板７の径方向に移動可能に、連接されている。本実施態様では、回転阻止ロッド１８の一端が球部１９に形成され、この球部１９が揺動板７に対し球継手状に連結されている（球継手部２０）。揺動板７には、その径方向に延びるシュー溝２１が形成されており、シュー溝２１内に、揺動板７の径方向に移動可能にスライディングシュー２２が設けられている。このスライディングシュー２２に、上記回転阻止ロッド１８の球部１９が、球継手状に、揺動板７に対する角度自在に連結され、かつ、スライディングシュー２２の径方向移動可能構造により、回転阻止ロッド１８の揺動板７に対する径方向移動可能構成も達成されている。回転阻止ロッド１８は、圧縮機筐体としてのシリンダブロック２３側へと延びており、圧縮機筐体２３内に設けられた回転阻止孔２４に、該孔２４の延設方向に摺動自在に嵌合されている。すなわち、回転阻止ロッド１８は、揺動板７の揺動運動に伴い回転阻止孔２４内を自由に往復動できるよう配置されている。ただし、回転阻止ロッド１８と回転阻止孔２４との間には、不要な遊びは設けられておらず、回転阻止ロッド１８は、回転阻止孔２４内を、回転阻止孔２４の延設方向に沿って、摺動運動のみ行えるようになっている。

このように、スライディングシュー２２は、内側が凹球面で球部１９と連接し、外側は例えば円筒形状の一部を呈する形状により、揺動板７に設けられたシュー溝２１内を摺動可能に連接しており、その結果、揺動板７の回転力はシュー溝２１からスライディングシュー２２を介して回転阻止ロッド１８の球部１９で受けられ、さらにその力は回転阻止ロッド１８から回転阻止孔２４で最終的に受け止められる。これにより、揺動板７の回転阻止が達成される。

なお、スライディングシュー２２は全体を一体で形成してもよいし、製造上の容易化のため２つの部材に分割してもよい。

回転阻止ロッド１８は、揺動板７の回転力を全て受けるために十分な強度が必要となるため、回転阻止孔２４に対しても十分な嵌合を確保する必要がある。このため、可能な限りロッド長を長くしても干渉を起こさないよう、図１に示した例においては、回転阻止孔２４の外側に位置する弁板１６及びシリンダヘッド１１に対し、それぞれ逃がし孔２５及び逃がし室２６を設けている。

上記のように構成された本実施態様に係る揺動板式圧縮機においては、揺動板７は揺動運動と共に斜板６からの回転力を受けるため、揺動板７自身も回転方向につれ回されようとするが、つれ回り力はスライディングシュー２２を介して回転阻止ロッド１８から回転阻止孔２４の内壁面によって受け止められる。従って、揺動板７は回転することなく揺動運動のみを行い、その揺動運動をピストン２の往復動に変換することができる。この構造により、揺動板７から径方向にはみ出すことなく、回転阻止機構を配置することができる。したがって、従来のレールガイド方式回転阻止機構における圧縮機の外形形状の飛び出し部分発生の問題を解消でき、さらに回転阻止機構を軸中心近傍の余剰空間に配置可能であるため、回転阻止機構の存在によって生ずるスペース上の不足の問題も解消でき、シンプルな構造で、小型軽量低コストな揺動板式圧縮機を実現できる。

なお、本発明は可変容量型圧縮機に限らず固定容量型圧縮機、あるいは外部からの駆動以外に電動機を内蔵した圧縮機にも応用可能である。

また、回転阻止ロッドは往復動を行なうため、これを潤滑油等の内部循環ポンプとして利用することも可能であり、また、利用しない場合には不用な圧縮を行なわないよう逃がし路を設けておくことも考慮することができる。

本発明の一実施態様に係る揺動板式圧縮機の縦断面図である。

符号の説明

１主軸
２ピストン
３シリンダー
４ロータ
５ヒンジ機構
６斜板
７揺動板
８連結ロッド
９、１０球継手部
１１シリンダヘッド
１２吸入室
１３吸入ポート
１４吐出ポート
１５吐出室
１６弁板
１７クランク室
１８回転阻止ロッド
１９球部
２０球継手部
２１シュー溝
２２スライディングシュー２２
２３圧縮機筐体としてのシリンダブロック
２４回転阻止孔
２５逃がし孔
２６逃がし室
１００揺動板式圧縮機

Claims

駆動源により回転される主軸に対し実質的に平行に複数のピストンを配し、連結ロッドを介して揺動板とピストンとを連結し、前記主軸とともに回転する斜板の回転運動を前記揺動板の揺動運動に変換することによりピストンを往復動させて流体を吸入圧縮する揺動板式圧縮機において、前記揺動板に、該揺動板の回転を阻止する回転阻止ロッドを、揺動板に対する角度自在に、かつ、揺動板の径方向に移動可能に、連接するとともに、前記回転阻止ロッドを、圧縮機筐体内に設けられた回転阻止孔に摺動自在に嵌合したことを特徴とする揺動板式圧縮機。
前記揺動板の板面に、揺動板の径方向に移動可能にスライディングシューが設けられており、該スライディングシューを介して、前記回転阻止ロッドが前記揺動板に連接されている、請求項１に記載の揺動板式圧縮機。