JP2007198484A - 等速ジョイント及びそれを用いた揺動斜板型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】供給されたオイルのうち内輪端面を流れ落ちるオイルを内輪の下部側トラック溝部に効率的に供給しうる等速ジョイント及びそれを用いた揺動斜板型圧縮機を提供する。
【解決手段】この等速ジョイント７は、軸が挿入されるシャフト挿入孔を有する内輪７３と、揺動部材に支持され、前記内輪７３の周囲に配置された外輪７１と、内輪７３の外周面と外輪７１の内周面とに形成された複数対のボール溝に介装されたボール７４と、内輪７３の外周面と外輪７１の内周面との間に配置され、ボール７４を支持するケージ７２とから構成され、内輪７３の軸方向端面に、この軸方向端面を流れるオイルをボール溝に導くオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉが設けられており、揺動斜板型圧縮機１００はかかる等速ジョイント７を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内輪の下部に形成されたトラック溝（ボール溝）に潤滑油を十分に供給できる等速ジョイント及びそれを用いた揺動斜板型圧縮機に関するものである。

従来、揺動斜板型圧縮機においては、ワッブルプレートの回り止めとして圧縮機の中部に等速ジョイントを配置する構造が採用されていた。一般的に等速ジョイントではグリースが潤滑剤として採用されるが、圧縮機の場合はグリースは使用できない。このため、通常の潤滑油を使用するが、潤滑の信頼性を確保するため、摺動部にオイルを導く通路を設置する構成（例えば、特許文献１参照）や、摺動部にオイル溜りを設置する構成（例えば特許文献２参照）が知られている。

しかし、前者の構成では、クランク室内の雰囲気オイルが溝内を導かれるだけであって、積極的に摺動部にオイルを供給するわけではなく、潤滑が十分であるとはいえなかった。また、後者の構成では、摺動部にオイル溜りが形成されているので、接触面積が減少し面圧が上昇するとともに、オイル溜りのエッジによる摺動部の引っ掻きで摺動面が荒れる。さらに、積極的なオイル供給手段を講じていないので、良好な摺動状態を維持できない。このため、回り止めの信頼性が低下し、最終的には摺動部の焼き付きが発生し、圧縮機がロックして停止してしまうという欠点があった。

このような欠点を解決するため、既に出願人は特許文献３を出願した。この出願においては、オイルは等速ジョイントのリヤ側から供給されているため、フロント側のトラック溝にはオイルが行きにくい。また、リヤ側から供給されたオイルの一部がフロント側に流れ出た後は、そのまま等速ジョイントのフロント側端面７３ｆを流れ落ちてしまい、供給されたオイルが効率良く摺動部に行き渡らないという問題点があった。

通常の等速ジョイントは、図７に示すように、複数のボール７４と外輪７１の複数のトラック溝７１ｂと、内輪７３の複数のトラック溝７３ａ，７３ｍとが転がり摺動しているが、特に下部側の内輪側トラック溝７３ｍはボール７４に対して天地方向の天側に位置しトラック溝面７３ｍは地側を向いているためオイルが入りにくいという問題がある。

また、もう一つの先願である特許文献４では、図７及び図８に示すような等速ジョイントを開示している。この等速ジョイントは、内輪７３とケージ７２との間において、内輪７３の外周面で軸方向中央部にオイルを保持するためのオイル溝７５を設け、外輪７１とケージ７２との間においても同様にのケージの外周面の軸方向中央部にオイル溝を設けている。しかしながら、このオイル溝はフロント側のオイルの流れについてはコントロールしていない。

米国特許第５１２９７５２号明細書 実開昭５８−１３２２２６号公報 特許出願２００５−１６４８２１ 特許出願２００５−１６３０５４

本発明は、かかる問題点を解決することをその課題とし、リヤ側から供給されたオイルの一部でフロント側に流れ出たオイルを、フロント側端面を流れ落ちた後内輪の下部側トラック溝部に効率的に供給しうる等速ジョイント及びそれを用いた揺動斜板型圧縮機を提供する。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の等速ジョイント及び揺動斜板型圧縮機を提供する。

請求項１に記載の等速ジョイントは、内輪（７３）の軸方向端面に、この軸方向端面を流れるオイルをボール溝に導くオイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）を設けるようにしたものである。これにより、内輪の軸方向端面に流れてきたオイルを効率良くボール溝に導くとことができ、したがって摺動部の潤滑不足を解消することができる。

請求項２に記載の等速ジョイントは、オイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）が、内輪のシャフト挿入孔から内輪のボール溝に至る案内溝であるようになされている。これにより、軸方向端面を流れ降り軸の外周に沿って流れてきたオイルや軸とシャフト挿入孔との間を流れてきたオイルを内輪のボール溝に導くことができ、効率よく潤滑を行うことができる。

請求項３に記載の等速ジョイントは、オイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）が、内輪のボール溝のうち下方に向かう溝面に至る案内溝であるようになされている。これにより、ボール溝のうち潤滑オイルが不足しがちな下方に向かう溝面に重点的にオイルを導くことができる。

請求項４に記載の揺動斜板型圧縮機は、回り止め機構として、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の等速ジョイント（７）を採用し、等速ジョイント（７）の外輪（７１）がワッブルプレート（６）に固定され、内輪（７３）が中心軸（８）に支持されている。これにより、揺動斜板型圧縮機において、等速ジョイント（７）の摺動部の潤滑を効率良く行うことができ、したがって圧縮機としての信頼性を向上させることができる。

請求項５に記載の揺動斜板型圧縮機は、等速ジョイント（７）の軸方向一方の側から摺動部にオイルを供給するオイル導入路（８５）を有し、内輪に設けられたオイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）は、オイルが供給される一方の側と反対側に形成されている。これによれば、オイル導入路（８５）が設けられている側と反対側のオイルが不足がちな端面においても、等速ジョイントの摺動部に十分なオイルを供給することができる。

請求項６に記載の揺動斜板型圧縮機は、シリンダボアに吸入して圧縮される流体中からオイル分を分離するオイルセパレータ（３５）と、この分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室（３６）とを備え、この高圧貯油室（３６）からオイル導入路（８５）を通して前記等速ジョイント（７）にオイルを供給するようになされている。これによれば、被圧縮流体から潤滑オイルを分離することができ、したがって、被圧縮流体へのオイルの混入を防止することができるとともに、潤滑オイルを有効に利用することができる。

請求項７に記載の揺動斜板型圧縮機は、揺動斜板型圧縮機が可変容量型になされている。これによれば、圧縮機の吐出量を変えることができ、エンジンより動力を得ている圧縮機に好適である。

請求項８に記載の揺動斜板型圧縮機は、等速ジョイント（７）を支持する中心軸（８）が、一端が自由端で、他端が前記ハウジング（２）に固定されている片持ち支持になされている。こえによれば、中心軸をハウジングの一部を構成しているシリンダブロックの中心部に圧入固定することで、片持ち支持であっても中心軸の十分な剛性を確保することができる。

請求項９に記載の揺動斜板型圧縮機は、等速ジョイント（７）を支持する中心軸（８）が、その一端が駆動軸（４）に配置されたベアリング（４４）で支持され、他端がハウジング（２）に回転不能に支持されている両持ち支持であるようになされている。これによれば、中心軸に作用する荷重を両側で受けることができ、信頼性の向上、振動、騒音を低減するこが可能である。

請求項１０に記載の揺動斜板型圧縮機は、フロン系冷媒であるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保することができるようになされている。これによれば、バス等の大型車両の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機が得られる。

以下、本発明の実施の形態である等速ジョイント及びそれを使用した揺動斜板型圧縮機について図１ないし図６を参照して説明する。

図１は、最大の吐出容量（１００％容量）をもたらす運動状態における第１実施形態の回り止め機構として等速ジョイントを使用した揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図であり、図２は、図１の圧縮機の最小吐出容量（０％容量）をもたらす運転状態を示している。

これらの図面において、符号１は圧縮機１００のフロントハウジングを、符号３は圧縮機１００のリアハウジングを示しており、フロントハウジング１とリアハウジング３との間に挟まれる形でミドルハウジングとしてのシリンダブロック２が配置され、これらは図示しないスルーボルトのような締結手段によって一体化されて、圧縮機１００のハウジングを形成している。

シリンダブロック２には、図１において横方向（後述の駆動軸の軸方向）に複数個（例えば５個）のシリンダボア２１が、中心線の周りに概ね均等に配置されるように形成されている。リアハウジング３の後部の外周部分には、概ね環状の空間としての吐出室３１が形成されていると共に、中心部分の空間には吸入室３２が形成されている。また、このリアハウジング３には、後述するオイルセパレータ及び高圧貯油室が設けられている。

符号４は外部の動力源（例えばエンジン）から回転動力を受け入れるための駆動軸であり、この駆動軸４と直交するように円板部４０が一体的に形成されている。また、円板部４０の外周寄りの一部から平行に２枚のアーム４１が所定の間隔をあけて後方に向かって突出するように形成されている。この駆動軸４は、２個のラジアルベアリング１１及び１３を介してハウジングの一部であるフロントハウジング１によって軸承されていると共に、円板部４０の背面を支持するスラストベアリング１４を介して、軸方向にもフロントハウジング１によって軸承されている。また、ラジアルベアリング１１及び１３の間には、軸封装置１２が設けられて、駆動軸４の周囲から流体が外部へ漏洩するのを防止している。なお、ラジアルベアリング１１，１３は、サークリップ１５及び１７により、また軸封装置１２は、サークリップ１６によって軸方向に移動しないようにそれぞれ固定されている。

符号５は、概ね円環状のドライブプレートであって、その一部が前方に突出するアーム部分５０を備えている。アーム部分５０には、カムとして作動する所定の形状の長孔５１が設けられていて、駆動軸４側の平行な２枚のアーム４１を橋絡するようにそれらの間に取り付けられたピン４２が、長孔５１内に挿入されて係合している。このように駆動軸４のアーム４１とドライブプレート５のアーム部分５０とが、２面幅で嵌合してピン４２によって連結されることによってリンク機構を形成しており、ドライブプレート５が駆動軸４と共に回転することができると共に、駆動軸４やその円板部４０に対して角度可変の状態で傾斜する（揺動する）ことができる。

ドライブプレート５には、後述の手段によって回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状のワッブルプレート（揺動斜板）６が、ラジアルベアリング５２とスラストベアリング５３を介して支持されている。なお、上述したリンク機構は、それと同等の作用する斜面とアーム、球座と球などの他のリンク機構によって置き換えることができることは言うまでもない。

ワッブルプレート６の開口６１には、後に詳述する回り止め機構として採用した等速ジョイント７の構成の一部である概ね円筒形の外輪７１が嵌合していて、ワッブルプレート６と一体化されていると共に、外輪７１の小径部分７１ａでラジアルベアリング５２を支持している。また、ラジアルベアリング５２は、円環状のドライブプレート５の開口内面によって支持され、かしめ等で固定されている。外輪７１の小径部分７１ａの図１における左端部には螺子部が形成されていて、それに螺合するナット５４及びワッシャ５５によって、ラジアルベアリング５２が外輪７１に取り付けられている。

このようにして、ラジアルベアリング５２がドライブプレート５と外輪７１及びワッブルプレート６とを相対回転可能に結合していると共に、前述のスラストベアリング５３がドライブプレート５とワッブルプレート６との間に挟み込まれている。したがって、これらの構成によって、ワッブルプレート６と外輪７１とは、ドライブプレート５と共に揺動運動はするものの、ドライブプレート５の回転運動とは無関係に回転をしないで停止していることが可能である。

外輪７１とワッブルプレート６の回転運動を阻止する回り止め機構として、本実施形態においては、それ自体は公知の等速ジョイント７を使用しているが、この回り止め機構及びその周辺の構成は、本実施形態の特徴をなすものであるので、後に詳述する。

ドライブプレート５及びワッブルプレート６を支持する中心軸８は、駆動軸４の延長線上において回転しないようにシリンダブロック２によって固定支持されている。そのため、例えば、シリンダブロック２の中心部に軸方向のスプライン溝を有する穴２２を形成する一方、それに挿入される中心軸８の外面にも対応するスプライン突条を形成してそれらを噛み合わせるとか、中心軸８及びシリンダブロック２の穴２２の断面形状を正方形その他の多角形にするとか、或いは中心軸８とシリンダブロック２の穴２２をキー２３とキー溝によって連結するというように、それ自体は公知の様々な手段を利用することができる。このようにして、本実施形態の圧縮機１００においては、等速ジョイント７と回転を阻止された中心軸８とによって、ワッブルプレート６のための回り止め機構が構成される。

ワッブルプレート６の周辺部には、前述のシリンダボア２１と同数の球形の窪み６２が形成されており、それに対して同数のコネクティングロッド９１の一端に形成された球形端部９１ａが係合している。また、それぞれのシリンダボア２１内に摺動可能に挿入されているピストン９にも球形の窪み９２が形成されていて、それらに対してコネクティングロッド９１の他端に形成された球形端部９１ｂが係合している。

なお、ワッブルプレート６の球形の窪み６２は、コネクティングロッド９１の球形端部９１ａの周りにかしめ加工されることにより抜け止めを施されており、同様に、ピストン９の球形の窪み９２もまた、球形端部９１ｂの周りにかしめ加工されることによって抜け止めを施されている。なお、本実施形態においては、ワッブルプレート６及びピストン９をかしめ加工によってコネクティングロッド９１の球形端部９１ａ，９１ｂに連結しているが、本発明におけるこの部分の連結手段が「かしめ加工」のみに限定される訳ではなく、それ以外の連結手段を採る場合もあり得る。

符号１９は厚板からなるバルブプレートであって、各シリンダボア２１に対応する位置において、バルブプレート１９を貫通するように少なくとも１個ずつ吐出口１９ａと吸入口１９ｂが開口している。バルブプレート１９の各吸入口１９ｂには、１枚の薄いばね鋼板からなる吸入バルブ９５が設けられ、この各一部に形成されたリード弁状の吸入バルブ９５によって、シリンダボア２１の側から閉塞されている。また、各吐出口１９ａには、同様に薄いばね鋼板からなるリード弁状の吐出バルブ（図示せず）が配置され、吐出室３１の側から閉塞されている。バルブプレート１９、吸入バルブ９５、吐出バルブは、シリンダブロック２とリアハウジング３とが図示しない手段によって固定されて一体化されるときに、それらの間に挟み込まれて固定される。なお、吐出バルブのリフト量を規制するストッパ（図示せず）がボルト等によってバルブプレート１９に取り付けられている。また、バルブプレート１９がシリンダブロック２とリアハウジング３とによって挟持固定される際には、ガスケット２０も一緒に挟持される。なお、ガスケットは、フロントハウジング１とシリンダブロック２との間、シリンダブロック２とバルブプレート１９との間及びバルブプレート１９とリアハウジング３との間の３個所に使用されている。

リアハウジング３の後端には制御弁３３が取り付けられており、図示しない電子式制御装置によって制御されて、吸入室３２にある流体（冷媒）の圧力、即ち吸入圧と、吐出室３１にある流体（冷媒）の圧力、即ち吐出圧との間の任意の高さの流体圧を作り出して、それを制御圧としてドライブプレート５やワッブルプレート６のある制御圧室（クランク室）１８へ供給している。この制御圧室１８内に導入される制御圧によって、ワッブルプレート６の傾斜が制御される。なお、制御ガスを導入する通路、揺動斜板室（クランク室）のガスを吸入側に抜く通路がシリンダ２、リアハウジング３、バルブプレート１９等に形成されているが図示しない。

次に、回り止め機構とその周囲の構成について詳述する。本実施形態においては、回り止め機構として自動車用又は産業機械用の等速ジョイント７を使用している。等速ジョイント７は、外輪７１、ケージ７２、内輪７３及び複数個のボール７４とで構成されている。等速ジョイント７の外輪７１は、ワッブルプレート６の開口６１に一体的に嵌合し、また内輪７３は、前記した中心軸８に軸方向に移動可能に取り付けられている。中心軸８は、一端側が自由端で、他端側がシリンダブロック２に固定されていて、回転しないだけでなく軸方向にも移動しない。従って、中心軸８の自由端の外周面に形成されたスプライン突条８１が、等速ジョイント７の内輪７３に形成されたスプライン溝にスプライン係合して、等速ジョイント７の軸方向における移動を許すと共に、内輪７３を介してワッブルプレート６の回転を阻止するようになっている。

図３及び図４に示されるように、一方の揺動側であるワッブルプレート６に取り付けられた、等速ジョイント７の外輪７１の球面状の内周面には、中心軸８と平行に複数のボール溝７１ｂが形成されており、他方の軸側である中心軸８に支持された内輪７３の球面状の外周面には、球面状の内周面の前記複数のボール溝７１ｂに対応した、中心軸８と平行な複数のボール溝７３ａが形成されている。これら外輪７１と内輪７３とは、外輪７１の内周面と内輪７３の外周面に摺接する球環状のケージ７２を介すると共にこのケージ７２に保持された複数のボール７４がボール溝７１ｂ，７３ａに接触する状態で連結されている。即ち、等速ジョイント７は、外輪７１と内輪７３とがケージ７２の内外周面を内輪７３の外周面及び外輪７１の内周面と極めて小さなクリアランスのもとに摺接嵌合されている。そして、図１に示すようにワッブルプレート６の傾斜に伴い、ボール７４はボール溝７１ｂ，７３ａを往復転動すると共にケージ７２は外輪７１と内輪７３との間を摺動し、常にその位置関係を維持するように相互間に相対的運動がなされる。また、図４に示すように、この等速ジョイント７においては、内輪７３とケージ７２との間において、内輪７３の外周面で軸方向中央部にオイルを保持するためのオイル溝７５を形成し、同様に外輪７１とケージ７２との間においてもケージの外周面の軸方向中央部にオイル溝を設けている。

このような内輪７３の中心には、図３に示すように、中心軸８のスプライン突条８１に軸方向摺動可能に嵌合するシャフト挿入穴７３ｂが形成されている。また、この内輪７３には、溝面が上を向いているボール溝７３ａの他に、溝面が斜め下方に向いている２つのボール溝７３ｃ，７３ｄと溝面が直下を向いているボール溝７３ｅがある。そして、この内輪７３の前端面７３ｆには、シャフト挿入穴７３ｂからボール溝７３ｃ、７３ｄに至るオイル案内溝７３ｇ、７３ｈと、ボール溝７３ｅに至るオイル案内溝７３ｉが形成されている。これらオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉは、それぞれのボール溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅの天の面７３ｊ，７３ｋ，７３ｌに接続されている。ここで、天の面とは、内輪の下部側のトラック溝でボールに対して天地方向の天側に位置し、地側を向いているトラック溝面をいう。

このような構成において、等速ジョイント７に直接供給されたオイルは、ボール７４と内輪７３、外輪７１の各トラック溝７３ａ，７１ｂとの間の摺動部や、内輪７３とゲージ７２、ケージ７２と外輪７１との間の摺動部などの潤滑を行うが、その供給したオイルの一部はボール７４とトラック溝７３ａ，７１ｂとの間の隙間を通ってフロント側に流れ出る。フロント側に流れ出たオイルは、内輪７３の前端面７３ｆを伝わり中心軸８との境界面を中心軸８の外周に沿って下部へ流れ落ちる。その途中に、内輪７３のシャフト挿入穴７３ｂとトラック溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅとを連結するオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉが形成されているから、オイルはオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉに沿って内輪７３のトラック溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅに導かれトラック溝部の潤滑を行う。

これらオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉがないと、フロント側に流れたオイルは、内輪７３の前端面７３ｆから中心軸８との境界面（中心軸８の外周面）に沿って流れ落ち、再び内輪７３の前端面７３ｆからケージ７２、外輪７１という順に流れ落ちてしまい、内輪７３のトラック溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅには、オイルが流れ込まないのである。

このように、このオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉを形成することによって、回り止め摺動部を良好な潤滑状態に維持することができ、回り止めの信頼性を確保し、圧縮機自体の信頼性を向上させることができる。

一方、中心軸８は、シリンダブロック２に固定される側は、大径に形成され、等速ジョイント７の内輪７３を摺動自在に嵌合する側は、小径に形成されていて、その移行部分に段差８２が形成され、これが最小容量規制部分８２として機能する。これにより、内輪７３がこの最小容量規制部分８２に当接することでワッブルプレート６の傾斜角度を規制し、図２に示すように圧縮機１００の最小容量を規制している。

また最小容量規制部分８２に隣接した中心軸８の大径部分に止められてバネ等の付勢部材８３が軸上に設けられ、ワッブルプレート６を最大容量側に付勢する。この付勢部材８３は、容量復帰時の制御をアシストする。他方で、中心軸８のシリンダブロック２に固定支持された側と反対の自由端側の端面に止められて、バネ等の付勢部材８４が軸上に設けられ、等速ジョイント７の内輪７３をリア側に押している。この付勢部材８４によって、圧縮機運転時は、圧縮機容量の最小側への制御をアシストし、圧縮機停止時は常に容量の少ない側にワッブルプレート６を保つ役割をし、再起動時の動力を低減することが可能となる。

また、本実施形態では、リアハウジング３には、吐出室３１の下流に、これと連通する垂直円筒室３４が設けられている。この垂直円筒室３４には、オイルセパレータ３５が圧入され、吐出室３１から垂直円筒室３４に入ってくるオイルと冷媒ガスとの混合流体を遠心分離して、オイルと冷媒ガスとに分離される。分離された冷媒ガスは、オイルセパレータ３５上方から冷凍サイクル内に排出され、オイルはリアハウジング３とシリンダブロック２間に跨がって設けられた高圧貯油室３６に蓄えられる。

この高圧貯油室３６内に蓄えられたオイルは、リアハウジング３とバルブプレート１９の間に配置されたガスケット２０に設けられた溝（図示せず）を介して、中心軸８に設けられたオイル導入路８５を通って、等速ジョイント７の摺動部に向かってオイルを噴出する。即ち、オイル導入路８５は、中心軸８の略中央部分をシリンダブロック２側から延在し、段差８２近辺で制御圧室１８に開口している。このように、オイルセパレータ３５で分離したオイルを、等速ジョイント７の摺動部を狙って積極的に噴出することで、等速ジョイント７の良好な摺動状態を得ることができる。

上記構成よりなる本実施形態の揺動斜板型圧縮機１００の作動について説明する。圧縮機１００の最も好適な用途は車両用空調装置の冷媒圧縮機として使用されることであるから、この場合も圧縮機１００が車両用空調装置に使用されるものとして説明する。

駆動軸４が車両に搭載された内燃機関やモータのような外部の動力源によって、ベルト、伝動装置等を介して、或いは直接に回転駆動されると、駆動軸４の円板部４０に対してアーム４１、ピン４２、長孔５１、アーム部分５０を介して連結されるドライブプレート５が駆動軸４と共に回転する。しかし、ワッブルプレート６はドライブプレート５に対しラジアルベアリング５２及びスラストベアリング５３を介して周方向回転可能に連結されているのと、中心部が等速ジョイント７を介して回転しない中心軸８によって支持されているので回転することはなく、駆動軸４と直交している仮想の平面に対してドライブプレート５が傾斜している場合には、その傾斜角度に応じた大きさの振幅を有する揺動運動のみをする。それによって、ワッブルプレート６に対してコネクティングロッド９１を介して連結されている複数個のピストン９がそれぞれのシリンダボア２１内で往復運動をする。

その結果、複数個のピストン９の頂面にそれぞれ形成される作動室の中でも吸入行程にあるものは拡大して低圧となるので、その中へ吸入室３２内にある圧縮すべき冷媒がバルブプレート１９の吸入口１９ｂに設けられた吸入バルブを押し開いて流入する。これと反対に、圧送行程にあるピストン９の頂面に形成される作動室は縮小するため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり、バルブプレート１９の吐出口１９ａに設けられた吐出バルブを押し開いて吐出室３１に吐出される。駆動軸４の１回転当りの圧縮機１００の吐出量は、ドライブプレート５及びワッブルプレート６の傾斜角度θによって決まるピストン９のストローク長さに概ね比例している。

このように、ドライブプレート５及びワッブルプレート６の傾斜角度θを変化させると圧縮機１００の吐出容量が変化するので、吐出容量を制御するために、本実施形態の圧縮機１００においては、全てのピストン９の背圧となる制御圧室１８内の圧力を制御弁３３によって図示しない制御装置が指令する任意の高さに変化させる。制御圧室１８内には、吐出室３１内の高圧と吸入室３２内の低圧との中間の任意の高さの圧力が制御弁３３から導入される。なお、制御圧室１８の圧力を維持するとともに冷媒の漏洩を防ぐため、ピストン９にはサイドシール材としてピストンリング９３が装着されている。

例えば、制御圧室１８内の圧力、即ちピストン９の背圧を高めると、各ピストン９の頂面に形成される作動室内の圧力との釣り合い状態が変化するので、新たな釣り合い状態が得られるところまで、複数個のピストン９に共通な下死点の位置がバルブプレート１９に近い位置に向かって移動する。それに伴ってワッブルプレート６の揺動中心もバルブプレート１９に近い位置に向かって移動するため、ワッブルプレート６とドライブプレート５の傾斜角度θ（θの定義：中心軸に対して垂直な線をθ＝０とする。そのため１００％容量時の図１がθ最大、最小容量時の図２がθ最小）が小さくなって、全てのピストン９のストロークが一斉に小さくなるので、圧縮機１００の吐出容量が無段階に減少する。

図２は、制御圧室１８内の圧力が最大とされることによって、ピストン９の下死点がバルブプレート１９に最も接近した位置において上死点と概ね一致して、ピストン９のストロークが実質的に零になる結果、吐出容量が実質的に零になった状態を示している。この場合は、ドライブプレート５及びワッブルプレート６の傾斜角度θが実質的に０度になっているから、ドライブプレート５が駆動軸４と共に回転しても、ワッブルプレート６が回転は勿論揺動運動もしないで実質的に静止している。そのため、全てのピストン９が実質的に上死点の位置にあって、シリンダボア２１内で実質的に往復運動をすることがない。しかし、本実施形態では、中心軸８の最小容量規制部分８２を等速ジョイント７の内輪７３に当接すると共に、最小容量規制部分８２に隣接して付勢部材８３を設けることによって、傾斜角度θが厳密な０度になるのを防止し、吐出容量を完全に零（０％容量）にはしないで僅かに残して、次の制御の応答性を高めている。

これと反対に、図示しない制御装置によって制御弁３３を作動させて制御圧室１８内の圧力を吸入圧までの任意の高さまで低下させると、ピストン９に作用する背圧が小さくなるために、作動室内で冷媒を圧縮することにより発生する圧縮反力によって、全てのピストン９の往復運動の下死点が、ピストン９の背圧（制御圧室１８内の圧力）による軸方向力が圧縮反力による軸方向力に釣り合う位置まで、バルブプレート１９から遠ざかる方向へ移動する。

その結果、ワッブルプレート６とドライブプレート５の傾斜角度θが大きくなると共に揺動運動の振幅が大きくなるので、全てのピストン９のストロークが一斉に大きくなって、圧縮機１００の吐出容量が無段階に大きくなる。図１は、制御圧室１８内の圧力を最小とすることによって、ドライブプレート５とワッブルプレート６の傾斜角度θが大きくなって、ピストン９のストロークと圧縮機１００の吐出容量が最大（１００％容量）となった状態を示している。

このように作動する圧縮機１００においては、圧縮機１００内の様々な摺動部、例えば、ピストン９とピストンボア２１、コネクティングロッド９１の球形端部９１ａとワッブルプレート６の窪み６２、等速ジョイント７の外輪７１とケージ７２及び内輪７３とケージ７２等、を潤滑するためのオイルが内蔵されていて、冷媒と一緒になって運ばれ各摺動部に供給されるようになっている。

以上説明したように本実施形態においては、内輪７３の前端面７３ｆには、シャフト挿入穴７３ｂからボール溝７３ｃ、７３ｄに至るオイル案内溝７３ｇ、７３ｈと、ボール溝７３ｅに至るオイル案内溝７３ｉとが形成されており、これらオイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉは、それぞれのボール溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅの天の面７３ｊ，７３ｋ，７３ｌに接続されている。したがって、ボール７４とトラック溝７３ａ，７１ｂとの間及び内輪７３とゲージ７２、ケージ７２と外輪７１との隙間を通ってフロント側に流れ出たオイルは、オイル案内溝７３ｇ，７３ｈ，７３ｉに沿って内輪７３のトラック溝７３ｃ，７３ｄ，７３ｅに導かれトラック溝の潤滑を行う。

また、本実施形態においては、等速ジョイント７の外輪７１の内周面及びケージ７２の外周面、或いはケージ７２の内周面及び内輪７３の外周面とで形成される球面摺接部の軸方向略中央部の非摺動部にオイル保持溝７５を形成している。したがって、オイル保持溝７５に保持されたオイルが、球面摺接部の軸方向略中央部を挟んでいる両側部の摺動部に供給されるようになり、内輪７３、外輪７１及びケージ７２との良好な摺動状態が得られる。

また、本実施形態においては、リアハウジング３にオイルセパレータ３５を備えた垂直円筒室３４を設けると共に、リアハウジング３とシリンダブロック２間に跨がって高圧貯油室３６を設けていて、圧縮機１００から吐出されるオイルと冷媒ガスの混合流体を遠心分離してオイルと冷媒ガスとを分離して、このオイルを高圧貯油室３６からオイル導入路８５を通って等速ジョイント７の摺動部に噴出するようにしているので、等速ジョイント７の摺動性を高めることができる。

次に、図５は、最大の吐出容量（１００容量）をもたらす運転状態における第２実施形態の揺動斜板型圧縮機の全体構成を示す縦断面図であり、図６は、最小の吐出容量をもたらす運転状態における第２実施形態の揺動斜板型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。この第２実施形態では、駆動軸４の中心軸８に面する側の中央部に凹部４３を形成し、この凹部４３内にラジアルベアリング（すべり軸受）４４を配置し、ここに中心軸８の端部を挿入し支持するようにしたものである。即ち、第１実施形態では、中心軸８がシリンダブロック（ハウジング）２によって一端側のみが固定・支持された片持ち支持であったのに対し、第２実施形態では、中心軸８は、一端側がシリンダブロック２によって、他端側が駆動軸４によって支持されている両持ち支持構造にしたものである。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

このように中心軸８を両端側で支持することにより、中心軸８に作用する荷重を両側で受けることができ、片持ち支持よりも剛性が高くなり、信頼性が一層向上し、また振動・騒音の一層の低減を図ることができる。なお、中心軸８を支持するベアリング（軸受）としては、ラジアルベアリング４４ではなくボールベアリング（転がり軸受）にしてもよい。

以上説明した本実施形態では、フロン系冷媒であるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保できるようにすることが好ましい。これにより、バス等の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機が得られる。なお、ＨＦＣ１３４ａの冷媒換算で３００cc以上とは、例えばＣＯ₂冷媒の場合、１００cc以上である。

また、上記説明においては、揺動斜板型可変容量圧縮機を例として説明しているが、本発明は可変容量型に限定するものではなく、固定容量型の圧縮機にも適用可能である。

本発明の第１の実施形態の揺動斜板型圧縮機の全体構成を示す縦断面図であり、その１００％（最大）容量時を示している。 最小容量時における第１の実施形態の揺動斜板型圧縮機の縦断面図である。 本発明の揺動斜板型圧縮機に用いている等速ジョイントを軸方向から見た図である。 図３に示す等速ジョイントの内輪を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の揺動斜板型圧縮機の１００％（最大）容量時の縦断面図である。 最小容量時における第２の実施形態の揺動斜板型圧縮機の縦断面図である。 従来の揺動斜板型圧縮機に用いている等速ジョイントを軸方向から見た図である。 図７に示す等速ジョイントの内輪を示す斜視図である。

符号の説明

２ シリンダブロック
４ 駆動軸
５ ドライブプレート
６ ワッブルプレート
７ 等速ジョイント
８ 中心軸
９ ピストン
２１ シリンダボア
３５ オイルセパレータ
３６ 高圧貯油室
４４ ベアリング
７１ 外輪
７２ ケージ
７３ 内輪
７３ｇ オイル案内溝
７３ｈ オイル案内溝
７３ｉ オイル案内溝
７４ ボール
８５ オイル導入路
１００ 揺動斜板型圧縮機

Claims (10)

1. 軸が挿入されるシャフト挿入孔を有する内輪（７３）と、
   揺動部材に支持され、前記内輪（７３）の周囲に配置された外輪（７１）と、
   前記内輪（７３）の外周面と前記外輪（７１）の内周面とに形成された複数対のボール溝に介装されたボール（７４）と、
   前記内輪（７３）の外周面と前記外輪（７１）の内周面との間に配置され、前記ボール（７４）を支持するケージ（７２）と、から構成されている等速ジョイント（７）において、
   前記内輪（７３）の軸方向端面に、この軸方向端面を流れるオイルを前記ボール溝に導くオイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）を設けたことを特徴とする等速ジョイント。
2. 前記オイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）は、前記内輪のシャフト挿入孔から前記内輪のボール溝に至る案内溝であることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
3. 前記オイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）は、前記内輪のボール溝のうち下方に向かう溝面に至る案内溝であることを特徴とする請求項２に記載の等速ジョイント。
4. ベアリングを介してハウジングによって軸承されて動力源からの回転動力を受け入れる駆動軸（４）と、
   前記駆動軸（４）に連結されて回転すると共に、前記駆動軸（４）に対して傾斜することができるドライブプレート（５）と、
   前記ドライブプレート（５）に連結され、前記ドライブプレート（５）と同じ傾斜角度をとるが、回り止め機構により回転は阻止されるワッブルプレート（６）と、
   前記ワッブルプレート（６）に連結されて前記駆動軸（４）の軸方向に往復運動をすると共に、前記ハウジング内に形成されたシリンダボア（２１）内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピストン（９）と、
   前記ドライブプレート（５）と前記ワッブルプレート（６）を支持するために、前記駆動軸（４）の延長線上において前記ハウジング（２）に支持される中心軸（８）と、
   を有する揺動斜板型圧縮機（１００）において、
   前記回り止め機構は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の等速ジョイント（７）であり、前記等速ジョイント（７）の外輪（７１）が前記ワッブルプレート（６）に固定され、内輪（７３）が前記中心軸（８）に支持されていることを特徴とする揺動斜板型圧縮機。
5. 前記等速ジョイント（７）の軸方向一方の側から摺動部にオイルを供給するオイル導入路（８５）を有し、前記オイル案内溝（７３ｇ，７３ｈ，７３ｉ）は、前記オイルが供給される一方の側と反対側に形成されていることを特徴とする請求項４記載の揺動斜板型圧縮機。
6. 前記シリンダボアに吸入して圧縮される流体中からオイル分を分離するオイルセパレータ（３５）と、この分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室（３６）とを備え、この高圧貯油室（３６）から前記オイル導入路（８５）を通して前記等速ジョイント（７）にオイルを供給することを特徴とする請求項５記載の揺動斜板型圧縮機。
7. 前記揺動斜板型圧縮機が可変容量型であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の揺動斜板型圧縮機。
8. 前記等速ジョイント（７）を支持する前記中心軸（８）が、一端が自由端で、他端が前記ハウジング（２）に固定されている片持ち支持であることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の揺動斜板型圧縮機。
9. 前記等速ジョイント（７）を支持する前記中心軸（８）が、その一端が前記駆動軸（４）に配置されたベアリング（４４）で支持され、他端が前記ハウジング（２）に回転不能に支持されている両持ち支持であることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の揺動斜板型圧縮機。
10. フロン系冷媒であるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保することができることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の揺動斜板型圧縮機。

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