JP2007278200A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】可変容量圧縮機の提供を図る。
【解決手段】可変容量圧縮機であって、回転軸１０に固定されて一体に回転する回転部材としてのロータ２１と、回転軸１０に摺動自在で且つ傾斜自在に装着された傾動部材としての斜板２４と、ロータ２１と斜板２４との間において斜板２４の上死点に対応する位置に設けられ、斜板２４の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドし斜板２４に作用する軸方向荷重を受ける第１の傾動ガイド部８０と、ロータ２１と斜板２４との間において第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向前側に設けられ、斜板２４の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドし斜板２４に作用する軸方向荷重を受ける第２の傾動ガイド部６０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変容量圧縮機に関する。

可変容量圧縮機は、回転軸と、回転軸に固定されて回転軸と一体的に回転するロータと、回転軸に摺動自在に取り付けられた斜板と、ロータと斜板との間に設けられ且つロータから斜板へ回転トルクを伝達しながら斜板の傾斜角を変化をガイドする連結機構と、を備え、斜板の傾斜角を変化させることでピストンストロークを変化させて吐出容量を変化させることができるようになっている（例えば特許文献１、２、３）。

特許文献１の連結機構は、ロータから斜板に向けて突設された突起と、斜板からロータに向けて突設され且つ前記ロータの突起と回転方向に重なり合う突起と、ロータの突起の基端に設けられ、斜板の突起の先端部を摺動ガイドすることで斜板の傾斜角の変更をガイドするとともに斜板に作用する軸方向荷重を受圧するガイド面と、を備えて構成されている。ロータの突起は、斜板の突起を挿入して狭持するスリットを有する二股状に形成されている。これにより、ロータの突起と斜板の突起とが回転方向に互いに重なり合い、ロータの回転が斜板に伝達される。

特許文献２、３の連結機構は、ロータから斜板に向けて突設されたアームと、斜板からロータに向けて突設されたアームと、両アームと回転方向に重なりあう中間リンクと、ロータのアームと中間リンクとを連結するヒンジピンと、斜板のアームと中間リンクとを連結するヒンジピンと、を備えて構成されている。この特許文献２、３の連結機構では、中間リンクと、ロータおよび斜板と、が狭持構造によって回転方向に重なり合う構造となっており、これによりロータの回転トルクが斜板に伝達される。また、斜板に作用するピストンからの軸方向荷重が主に両ヒンジピンで受け止められる。
特開２００４−０６８７５６号公報 特開２００３−１７２４１７号公報 特開平１０−１７６６５８号公報

図１６〜１８は、特許文献１相当の一従来技術を示すものである。図２４〜２６に示す従来技術の可変容量圧縮機の連結機構は、ロータ１０３から斜板１０１に向けて突設されたアーム１０４と、斜板１０１からロータ１０３に向けて突設されたアーム１０２と、ロータのアーム１０４の基端に設けられ、斜板のアーム１０２の先端部を摺動ガイドすることで斜板の傾斜角の変更をガイドするとともに斜板１０１に作用するピストンからの圧縮反力（軸方向荷重）Ｆｐを受圧するガイド面１０５と、 を備えて構成されている。ロータのアーム１０４は、図２５に示すように、斜板のアーム１０２を挿入して狭持するスリット１０６を有した二股状に形成されている。これにより、ロータのアーム１０４と斜板のアーム１０２とが回転方向Ｒに互いに重なり合い、ロータ１０３の回転が斜板１０１に伝達される。

ここで、ピストンから斜板１０１に加わるの圧縮反力Ｆｐは、斜板１０１の上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを通る線に対して左右対称には加わらず（図２５、２６参照）、上死点位置よりも若干回転方向Ｒ前方に最大圧縮反力Ｆｐが加わる。そのため、斜板１０１には、その上死点位置ＴＤＣよりも回転方向Ｒ前側に最大圧縮反力Ｆｐが加わり、これにより斜板１０１には捻れモーメントが加わることになる。なお、上死点位置よりも回転方向Ｒ前方に最大圧縮反力Ｆｐが加わる理由は、ピストンの圧縮行程において圧縮行程終点である上死点の直前で被圧縮冷媒が吐出されるため、この上死点直前でピストンに加わる圧縮反力が最大になることによる。

この従来技術では、図２４〜図２６に示すように、斜板１０１のアーム１０２をロータ１０３のアーム１０４に狭持している。そのため、圧縮反力Ｆｐによりねじれモーメントが加わると、図２６のように上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを通る線に対して斜板１０１が傾むくが、この傾きを斜板１０１のアーム１０２の２つの角部Ｋ、Ｋで受け止めている。このとき斜板１０１のアーム１０２の２つの角部Ｋ、Ｋはそれぞれロータ１０３のアーム１０４の内側面に食い込んでしまうので、スリット１０６内で“こじれ”が生じる。このような“こじれ”が生じると、斜板１０１の傾斜角を変更する際に過大な摺動抵抗となって、斜板１０１の傾斜角の変更がスムーズにいかない。また、大きな摺動抵抗により、寿命が短くなる虞がある。

本発明はこのような従来技術をもとに為されたもので、その目的は、斜板の傾斜角の変更をスムーズにできる可変容量圧縮機の提供である。

請求項１に記載の発明は、可変容量圧縮機であって、回転軸に固定されて一体に回転する回転部材と、前記回転軸に傾斜自在に取り付けられた傾動部材と、前記回転部材と前記傾動部材との間に設けられ、前記回転部材の回転を前記傾動部材に伝達する回転伝達部と、前記回転部材と前記傾動部材との間において前記傾動部材の上死点に対応する位置に設けられ、前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材に作用する軸方向荷重を受ける第１の傾動ガイド部と、前記回転部材と前記傾動部材との間において前記第１の傾動ガイド部よりも回転方向前側に設けられ、前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材に作用する軸方向荷重を受ける第２の傾動ガイド部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変容量圧縮機であって、前記第１の傾動ガイド部は、前記回転部材および前記傾動部材の一方から他方に向けて突設されたアームと、他方に設けられ且つ前記アームの先端部と軸方向に接触しつつ前記アームの先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材の傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面と、を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の可変容量圧縮機であって、前記第２の傾動ガイド部は、前記回転部材および前記傾動部材の一方から他方に向けて突設されたアームと、他方に設けられ且つ前記アームの先端部と軸方向に接触しつつ前記アームの先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材の傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面と、を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記第２の傾動ガイド部は、前記第１の傾動ガイド部よりも、前記回転軸を挟んで前記第１の傾動ガイド部と反対位置となる前記傾動部材の下死点側に、設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の可変容量圧縮機であって、前記第２の傾動ガイド部は前記上死点と前記下死点との略中間点にあることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転部材と前記傾動部材との間において前記第１の傾動ガイド部よりも回転方向後側に設けられ、前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材に作用する軸方向荷重を受ける第３の傾動ガイド部をさらに備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の可変容量圧縮機であって、前記第３の傾動ガイド部は、前記回転部材および前記傾動部材の一方から他方に向けて突設されたアームと、他方に設けられ且つ前記アームの先端部と軸方向に接触しつつ前記アームの先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材の傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面と、を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の可変容量圧縮機であって、前記第３の傾動ガイド部は、前記第１の傾動ガイド部よりも、前記回転軸を挟んで前記第１の傾動ガイド部と反対位置となる前記傾動部材の下死点側に、設けられていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の可変容量圧縮機であって、前記第３の傾動ガイド部は、前記上死点と前記下死点との略中間点にあることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の可変容量圧縮機であって、前記第２の傾動ガイド部と前記第３の傾動ガイド部とは前記回転軸を挟んで正反対に位置することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の可変容量圧縮機であって、前記第２の傾動ガイド部と前記第３の傾動ガイド部とは前記回転軸を挟んで鏡面対称に設けられていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記第３の傾動ガイド部は前記回転伝達部を兼ねることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転伝達部は、前記第１の傾動ガイド部の傾動ガイド面の近傍から突設され、前記第１の傾動ガイド部のアームの回転方向後側に配設されることで前記第１の傾動ガイド部のアームと回転方向に重なり合う側壁部であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、斜板の上死点位置に対応する第１の傾動ガイド部と、第１の傾動ガイド部よりも回転方向前側に設けられた第２の傾動ガイド部と、で傾動部材に作用する軸方向荷重を受けることができる。これにより、第１の傾動ガイド部が位置する上死点位置よりも回転方向前側に偏って圧縮反力が加わっても、第２の傾動ガイド部で、この偏った圧縮反力を受けることができる。そのため、ねじれモーメントが小さくなり、傾動部材の傾斜角の変更がスムーズになり、制御性が良好となる。

請求項２の発明によれば、第１の傾動ガイド部の構造が簡素となる。また、複雑な構造に比べ、小型であっても軸方向荷重に対しても強い構造となる。そのため、装置の小型軽量化にも寄与する。

請求項３に記載の発明は、第２の傾動ガイド部の構造が簡素となる。また、複雑な構造に比べ、小型であっても軸方向荷重に対しても強い構造となる。そのため、装置の小型軽量化にも寄与する。

請求項４の発明によれば、傾動ガイド部が連結機構よりも下死点側に設けられているため、上死点側に偏りやすい重心を下死点側に移動させることができ、これにより、ロータおよび斜板のバランスがよくなる。

請求項５の発明によれば、傾動ガイド部が上死点と下死点との略中間点にあるため、重量バランスがさらに向上する。

請求項６の発明によれば、第２の傾動ガイド部が上死点位置の第１の傾動ガイド部よりも回転方向前側に設けられる一方で、第３の傾動ガイド部が上死点位置の第１の傾動ガイド部よりも回転方向後側に設けられているため、回転部材および傾動部材の重量バランスがさらに良好となる。

また、回転軸を中央にして、第１の傾動ガイド部と第２の傾動ガイド部と第３の傾動ガイド部によって３角形が形成されることとなる。つまり、第１の傾動ガイド部および第２の傾動ガイド部および第３の傾動ガイド部の３点支持により、回転部材に対して傾動部材を支持することができ、傾動部材の支持状態が安定する。

なお、第３の傾動ガイド部は、第１の傾動ガイド部よりも回転方向後側に設けられているため、回転部材の回転を傾動部材に伝達する付随機能も有することとなる。

請求項７の発明によれば、第３の傾動ガイド部の構造が簡素となる。また、第３の傾動ガイド部が複雑な構造に比べ、小型であっても軸方向荷重に対しても強くなる。そのため、装置の小型軽量化にも寄与する。

請求項８の発明によれば、第３の傾動ガイド部が第１の傾動ガイド部よりも下死点側に設けられているため、回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。

請求項９の発明によれば、第３の傾動ガイド部が上死点と下死点との略中間点にあるため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。

請求項１０に発明によれば、第２の傾動ガイド部と第３の傾動ガイド部とは回転軸を挟んで正反対に位置するため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。

請求項１１の発明によれば、第２の傾動ガイド部と第３の傾動ガイド部とは回転軸を挟んで鏡面対称に設けられているため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。しかも対称形状であるため、製造が容易となる。

請求項１２の発明によれば、回転部材の回転を傾動部材に伝達する付随機能も有する第３の傾動ガイド部が、前記回転伝達部を兼ねる。そのため、別途、回転伝達部が不要となるため、構造が簡素化する。

請求項１３の発明によれば、前記回転伝達部の構造が簡素となる。

以下、本発明の実施形態にかかる可変容量圧縮機を図面を参照しつつ説明する。

まず、図１〜４を参照しつつ本実施形態の可変容量圧縮機の概略を説明する。図１は可変容量圧縮機の一部破断部を含む全体図、図２は同可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの側面図であって、斜板の最大傾斜状態を示す図、図３は同アッセンブリの側面図であって、斜板の中間傾斜状態を示す図、図４は同アッセンブリの側面図であって、斜板の最小傾斜状態を示す図である。

図１に示すように、可変容量圧縮機１は、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の前端面に接合され該シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合され吸入室７および吐出室８を形成するリアハウジング６と、を備えている。これらシリンダブロック２とフロントハウジング４とリアハウジング６とは、複数のスルーボルトによって締結固定される。

バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する吸入孔１１と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２と、を備えている。

バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔１１を開閉する図示せぬ弁機構が設けられ、一方、バルブプレート９のリアハウジング６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬ弁機構が設けられている。

シリンダブロック２およびフロントハウジング４の中心の支持孔１９、２０には軸受１７、１８を介して回転軸１０が軸支され、この回転軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。

クランク室５内には、前記回転軸１０に固設された「回転部材」としてのロータ２１と、回転軸１０にその軸方向に向けて摺動自在で且つ回転軸１０の軸心に対して傾動自在に装着された「傾動部材」としての斜板２４と、が設けられている。斜板２４は、その中央の貫通孔に回転軸１０が貫通した状態で回転軸１０に装着されることで、回転軸１０の軸心に沿って摺動自在であるとともに軸心に対して傾動自在となっている。なお、斜板２４の前記貫通孔は、斜板２４を回転軸１０に対して傾動可能とするため、その軸方向中間部の最小径部から軸方向両側に向けて断面テーパ状に拡開している。

各シリンダボア３にはピストン２９が摺動自在に収容されており、このピストン２９は半球状の一対のピストンシュー３０、３０を介して斜板２４の外周部に連結されている。

回転部材としてのロータ２１と、傾動部材としての斜板２４と、の間には、斜板２４の傾斜角の変更をガイドする３つの傾動ガイド部８０、６０、７０が介在しており（図５〜図９参照）、このうち第３の傾動ガイド部７０によりロータ２１の回転トルクが斜板２４に伝達される（図８参照）。

そのため、回転軸１０が回転すると、この回転軸１０と一体にロータ２１が回転し、このロータ２１の回転が斜板２４に伝達される。斜板２４の回転は、一対のピストンシュー３０、３０によってピストン２９の往復動に変換され、ピストン２９がシリンダボア３内を往復動する。このピストン２９の往復動により、吸入室７内の冷媒がバルブプレート９の吸入孔１１を通じてシリンダボア３内に吸入されたのち圧縮され、バルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。

前記傾動ガイド部８０、６０、７０は、図２〜４に示すように斜板２４の傾斜角の変更をガイドする。これら傾動ガイド部８０、６０、７０によって変更ガイドされる斜板２４の傾斜角は、斜板２４がリターンスプリング５１に抗してシリンダブロック２から離れる方向に移動すると斜板２４の傾斜角が大きくなり（図２参照）、逆に、斜板２４がシリンダブロック２側に近接移動すると斜板２４の傾斜角が小さくなる（図４参照）。例えば、図２に示すように斜板２４の傾斜角が最大の状態で回転軸１０を回転させると、ピストン２９は最大ストロークでピストン運動して圧縮機１の吐出量が最大となるし、逆に図４に示すように斜板２４の傾斜角が最小の状態で回転軸１０を回転させると、ピストン２９は最小ストロークでピストン運動して圧縮機１の吐出量が最小となる。このように斜板２４の傾斜角を変動させることで、ピストン２９のピストンストロークを変更し、圧縮機１の冷媒吐出量を変更する。なお、この実施形態では、回転軸１０の直交面に対する斜板２４の傾斜角が４５°程度でピストンが最大ストロークとなり、０°程度で最小ストロークとなる。また、この実施形態では、斜板２４には、回転軸１０に沿う軸方向の双方からリターンスプリング５１、５２の付勢力が付与されており、回転停止時にはこれら付勢力が釣り合う位置で斜板２４の傾斜角が安定する。この例では、回転停止時には最大傾斜角（図２）と最小傾斜角（図４）との中間点を初期位置として斜板２４が復帰する。

吐出容量の制御
この可変容量圧縮機１では、吐出容量を制御するために、ピストン２９の後面側のクランク室圧Ｐｃとピストン２９の前面側の吸入室圧Ｐｓの差圧（圧力バランス）を調整して斜板２４の傾角を変化させる圧力制御機構が設けられている。圧力制御機構は、クランク室５と吸入室７とを連通する抽気通路（図示せぬ）と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路（図示せぬ）と、この給気通路の途中に設けられ給気通路を開閉制御する制御弁３３と、を備える。

制御弁３３で給気通路を開くと給気通路を通じて吐出室８の冷媒がクランク室５に流れこんでクランク室圧Ｐｃが上昇し、これによりクランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの圧力バランスにより斜板２４の回転軸１０の直交面に対する傾斜角が小さくなる。結果、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。逆に、制御弁３３で給気通路を閉じると抽気通路を通じてクランク室５の冷媒が吸入室７に除々に抜けていくことでクランク室圧Ｐｃが低下し、これによりクランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの圧力バランスにより斜板２４の傾斜角が大きくなる。結果、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増加する。

次に、図５〜図１３を参照しつつこれら傾動ガイド部６０、７０、８０についてより詳しく説明する。

図５は可変容量圧縮機１の回転軸１０とロータ２１と斜板２４を組み立てたアッセンブリの斜視図、図６は図５中のＶＩ方向からの側面図、図７は図５中のＶＩＩ方向からの側面図、図８は図５中のＶＩＩＩ方向からの側面図、図９は図５中のＩＸ方向からの側面図、図１０はロータの斜視図、図１１はロータの側面図、図１２は斜板の斜視図、図１３は斜板の側面図である。

まず、第１の傾動ガイド部８０について説明する。

第１の傾動ガイド部８０は、ロータ２１と斜板２４との間において斜板２４の上死点に対応する位置に設けられている。第１の傾動ガイド部８０は、斜板２４の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドするとともに、ピストン２９からの斜板２４に作用する軸方向荷重を受け止める。

第１の傾動ガイド部８０は、ロータ２１から斜板２４に向けて突設されたアーム８１と、斜板２４からロータ２１に向けて突設されたアーム８３と、を備えている。これらロータのアーム８１と斜板のアーム８３とは、互いに回転方向には重なりあっておらず、回転軸１０の軸方向に向けて当接している。より具体的には、ロータのアーム８１には傾動ガイド面８１ａが設けられ、この傾動ガイド面８１ａに斜板のアーム８３の先端部が回転軸１０の軸方向に向けて当接している。そして、斜板のアーム８３の先端部が、傾動ガイド面８１ａ上を摺動移動すると、斜板２４の傾斜角が変更される（図２〜４参照）。

なお、このような第１の傾動ガイド部８０により、斜板２４の傾斜角の変更がガイドされるが、第１の傾動ガイド部８０がある位置が斜板２４の上死点ＴＤＣに対応し、回転軸１０を挟んで第１の傾動ガイド部８０とは反対側が斜板２４の下死点ＢＤＣに対応することとなる。

次に、第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０について説明する。

第２の傾動ガイド部６０は、第１の傾動ガイド部８０の回転方向Ｒ前側で且つ第１の傾動ガイド部８０よりも下死点ＢＤＣ側に、第１の傾動ガイド部８０から離間して設けられている。

一方、第３の傾動ガイド部７０は、第１の傾動ガイド部８０回転方向Ｒ後側で且つ第１の傾動ガイド部８０よりも下死点ＢＤＣ側に、第１の傾動ガイド部８０から離間して設けられている。

第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にあり、互いに回転軸１０を挟んで正反対に位置し、互いに鏡面対称に設けられている。

第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０はいずれも、第１の傾動ガイド８０と同様に、ロータ２１から斜板２４に向けて突設されたアーム６１、７１と、斜板２４からロータ２１に向けて突設されたアーム６３、７３と、を備えている。これらアーム７１、７３同士またはアーム６１、６３同士は、回転軸１０の軸方向に向けて互いに当接している。より具体的には、第２の傾動ガイド部６０も第３の傾動ガイド部７０も、ロータのアーム６１、７１に傾動ガイド面８１ａが設けられ、この傾動ガイド面８１ａに斜板のアーム６３、８３の先端部が回転軸１０の軸方向に向けて当接している。この傾動ガイド面６１ａ、７１ａは、第１の傾動ガイド部８０のガイドに従って斜板２４の傾斜角を変更した際の、斜板のアーム６３、７３の先端部が移動する移動軌跡に沿って形成されている。そのため、第１の傾動ガイド部８０のガイドに従って斜板２４の傾斜角を変更すると、斜板のアーム６３、７３の先端部が、傾動ガイド面６１ａ、７１ａに、回転軸１０の軸方向に沿って当接しながら摺動する（図２〜４参照）。つまり、第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０は、斜板２４の傾斜角に関わらず、斜板２４に作用する軸方向加重の一部を受け持ち、第１の傾動ガイド部８０を補助している。言い換えると、斜板２４に作用する軸方向荷重を、第１の傾動ガイド部８０と第２の傾動ガイド部６０と第３の傾動ガイド部７０とで分散して受け止める。

ここで、第３の傾動ガイド部７０は、ロータのアーム７１が斜板のアーム７３より回転方向Ｒ後側に配置されることで、ロータ２１の回転トルクを斜板２４に伝達する回転伝達部となっている。つまり、図８に示すように、第３の傾動ガイド部７０では、ロータのアーム７１が斜板のアーム７３よりも回転方向Ｒの後側に位置するので、ロータ２１の回転トルクが、ロータのアーム７１および斜板のアーム７３を介して、斜板２４に伝達されることとなる。

一方、第２の傾動ガイド部６０は、図６に示すようにロータのアーム６１が斜板の突部６３より回転方向Ｒ前側に配置されることで、ロータのアーム７１が斜板のアーム７３よりも回転方向Ｒ前側に位置するので、ロータ２１の回転トルクを斜板２４に伝達する機能は備えない。しかし第２の傾動ガイド部６０は、上死点位置となる第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ前側にあるため、最大圧縮反力Ｆｐが第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ前側にズレることにより生じる捻れモーメントを受け止めることとなる。これにより、斜板２４が上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを結ぶ線Ｃを中心に傾いてしまうことが防止される。あまり斜板２４の傾きが大きくなると、斜板２４の貫通孔と回転軸１０との間にこじりが発生してしまうが、第２の傾動ガイド部６０で斜板２４の線Ｃを中心とした傾きを防止することで、斜板２４の貫通孔と回転軸１０との間のこじりは防止される。

また、本実施形態では、第１の傾動ガイド部８０に加えて第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０を付加したことにより、第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０を備えてない構造に比べ、重量バランスが向上する。図１４は、回転軸１０の軸心１０ｓに対するアッセンブリの重心位置のズレ量を示すグラフであって、グラフ中、実線が本実施形態のアッセンブリを示し、点線が比較例のアッセンブリを示すものである。比較例は本実施形態のアッセンブリから第２の傾動ガイド部６０および第３の傾動ガイド部７０を取り除いたものである。図１４に示すように、斜板２４の傾斜角度を変更しても本実施形態のアッセンブリの重心位置が回転軸１０の軸心１０ｓのより近くにあり、重量バランスが向上していることが分かる。

「効果」
以下、本実施形態の効果を列挙する。

まず第１に、この実施形態の可変容量圧縮機１は、回転軸１０に固定されて一体に回転する回転部材としてロータ２１と、回転軸１０にその軸心に対して傾斜自在に取り付けられた傾動部材としての斜板２４と、ロータ２１と斜板２４との間に設けられ、前記ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する回転伝達部９０と、前記ロータ２１と斜板２４との間において斜板２４の上死点に対応する位置に設けられ、斜板２４の前記回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドし斜板２４に作用する軸方向荷重を受ける第１の傾動ガイド部８０と、ロータ２１と斜板２４との間において第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ前側に設けられ、斜板２４の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドし斜板２４に作用する軸方向荷重を受ける第２の傾動ガイド部６０と、を備える。

そのため、第１の傾動ガイド部８０が位置する上死点ＴＤＣ位置よりも回転方向Ｒ前側に偏った圧縮反力Ｆｐを、第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ前側に設けられた第２の傾動ガイド部６０で受けることができる。これにより、斜板２４が上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを結ぶ線Ｃを中心に大きく傾くことを防止できる。

ここで、上死点位置ＴＤＣに設けられた連結機構が回転方向Ｒに向けた狭持構造を有する従来構造では、上死点ＴＤＣよりも回転方向Ｒ前側に偏った軸方向荷重Ｆｐによって、斜板２４が線Ｃを中心にして傾くと、この傾きを前記連結機構の狭持構造で受け止めることとなる。そのため、上述の如く狭持構造にこじりが発生して、摺動抵抗が上昇してしまう。これに対して本実施形態は、第２の傾動ガイド部６０で、上死点ＴＤＣ位置よりも回転方向Ｒ前側に偏った圧縮反力Ｆｐを受け止めるため、上死点位置ＴＤＣに設けられた第１の傾動ガイド部８０は、従来の連結機構のような狭持構造が不要となる。そのため、本実施形態では、狭持構造を有することで発生するこじりがなくなり、斜板２４の傾斜角の変更がスムーズとなる。つまり、制御性に優れた圧縮機となる
第２に、本実施形態では、第１の傾動ガイド部８０は、ロータ２１および斜板２４の一方（この例では斜板２４）から他方（この例ではロータ２１）に向けて突設されたアーム８３と、他方（この例ではロータ２１）に設けられ且つ前記アーム８３の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム８３の先端部をスライドガイドすることで斜板２４の傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面８１ａと、を備えて構成されている。

そのため、第１の傾動ガイド部８０の構造が簡素となる。また、簡素な構造であるため、小型であっても軸方向荷重に対して強い構造となる。

第３に、第２の傾動ガイド部６０は、ロータ２１および斜板２４の一方（この例では斜板２４）から他方（この例ではロータ２１）に向けて突設されたアーム６３と、他方（この例ではロータ２１）に設けられ且つ前記アーム６３の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム６３の先端部をスライドガイドすることで斜板２４の傾斜角を変更をガイドする傾動ガイド面６１ａと、を備えて構成されている。

そのため、第１の傾動ガイド部８０の構造が簡素となる。また、簡素な構造であるため、小型であっても軸方向荷重に対して強い構造となる。

第４に、本実施形態では、第２の傾動ガイド部６０が、第１の傾動ガイド部８０よりも下死点ＢＤＣ側に設けられている。そのため、上死点ＴＤＣ側に偏りやすい重心を下死点ＢＤＣ側に移動させることができ、これにより、ロータ２１および斜板２４のバランスがよくなる。

第５に、本実施形態では、第２の傾動ガイド部６０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にある。そのため、重量バランスがさらに向上する。

第６に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、ロータ２１と斜板２４との間において回転方向Ｒ後側に設けられ、斜板２４の傾斜角の変更をガイドする第３の傾動ガイド部７０を、さらに備える。そのため、第１の傾動ガイド部８０と第２の傾動ガイド部６０と第３の傾動ガイド部７０によって、回転軸１０を中央にして３角形が形成されることとなる。つまり、斜板２４がロータ２１に対して、第２の傾動ガイド部６０と第１の傾動ガイド部８０と第３の傾動ガイド部７０によって３点支持されることで、斜板２４の支持状態が安定する。

また、第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ後側に設けられた第３の傾動ガイド部７０と、第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ前側に設けられた第２の傾動ガイド部６０と、により重量バランスが取れる。これにより、ロータ２１および斜板２４の重量バランスがさらに良好となる。

また、第３の傾動ガイド部７０は、ロータ２１と斜板２４との間において第１の傾動ガイド部８０よりも回転方向Ｒ後側に設けられ且つ斜板２４の傾斜角の変更をガイドするように構成されているため、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する付随機能も有することとなる。そのため、その他の回転伝達部を別途設ける必要がない利点がある。

第７に、本実施形態では、第３の傾動ガイド部７０は、ロータ２１および斜板２４の一方（この例では斜板２４）から他方（この例ではロータ２１）に向けて突設されたアーム７３と、他方（この例ではロータ２１）に設けられ且つ前記アーム７３の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム７３の先端部をスライドガイドすることで傾動部材２４の傾斜角を変更をガイドする傾動ガイド面７１ａと、を備えて構成されている。そのため、第３の傾動ガイド部７０の構造が簡素となる。また、簡素な構造であるため、小型であっても軸方向荷重に対して強い構造となる。

第８に、本実施形態では、第３の傾動ガイド部７０は、第１の傾動ガイド部８０よりも下死点ＢＤＣ側に設けられている。そのため、上死点ＴＤＣ側に偏りやすい重心を下死点ＢＤＣ側に移動させることができ、これにより、ロータ２１および斜板２４のバランスがよくなる。

第９に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、第３の傾動ガイド部７０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にある。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。

第１０に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、第２の傾動ガイド部６０と第３の傾動ガイド部７０とは回転軸１０を挟んで正反対に位置する。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。

第１１に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、第２の傾動ガイド部６０と第３の傾動ガイド部７０とは回転軸１０を挟んで鏡面対称に設けられている。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。しかも対称形状であるため、製造が容易となる。

なお、上述の実施形態では、第３の傾動ガイド部７０が、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する回転伝達部として機能するが、例えば、第３の傾動ガイド部７０を有さずに、別途回転伝達部を設けてもよい。

第２実施形態は第３の傾動ガイド部を有さない実施形態の一例を示すものである。なお、以下の実施形態において、上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付けて、構成およびその作用効果についての説明を省略する。

第２実施形態
図１５〜２１は本発明の第２実施形態を示すものである。

図１５は第２実施形態の可変容量圧縮機の回転軸１０とロータ２１と斜板２４を組み立てたアッセンブリの斜視図、図１６は図１５中のＸＶＩ方向からの側面図、図１７は図１５中のＸＶＩＩ方向からの側面図、図１８は図１５中のＸＶＩＩＩ方向からの側面図、図１９は図１５中のＸＩＸ方向からの側面図、図２０はロータの斜視図、図２１は斜板の斜視図である。

本実施形態では、第３の傾動ガイド部が無く、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する回転伝達部９０を別途備える点で第１実施形態と異なり、その他の構成は同様である。

回転伝達部９０は、第１の傾動ガイド部８０の傾動ガイド面８１ａの近傍においてロータ２１から突設され、且つ第１の傾動ガイド部８０のアーム８３の回転方向Ｒ後側に配置された側壁部９０として構成されている。この側壁部９０は、図１９に示すように第１の傾動ガイド部８０のアーム８３と回転方向Ｒに重なり合うことで、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する。

このような第２実施形態の可変容量圧縮機においても、第１実施形態と同様に作用効果が得られる。

また、本第２実施形態の可変容量圧縮機では、回転伝達部９０は、第１の傾動ガイド部８０の傾動ガイド面８１ａの近傍から突設され、第１の傾動ガイド部８０のアーム８３の回転方向Ｒ後側に配置されることで当該アーム８３と回転方向に重なり合う側壁部９０である。そのため、第１の傾動ガイド部８０のアーム８３を利用できるため、回転伝達部９０の構造が簡素となる利点がある。

なお、本発明においては、図２２〜図２３に示す第３実施形態の如く、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせた構造としてもよい。

また、上述実施形態では、斜板が回転するスワッシュ式の圧縮機を用いているが本発明では斜板が回転しないウォボル式の圧縮機を用いてもよい。

また、本発明の技術的範囲に属する限り、その他の種々の変更をしてもよい。

図１は本発明の第１実施形態にかかる可変容量圧縮機の一部破断部を有する全体部。 図２は同可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの側面図であって、斜板の最大傾斜状態を示す図。 図３は同アッセンブリの中間ストローク状態を示す側面図。 図４は同アッセンブリの最小ストローク状態を示す側面図である。 図５は可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの斜視図。 図６は図５中のＶＩ方向からの側面図。 図７は図５中のＶＩＩ方向からの側面図。 図８は図５中のＶＩＩＩ方向からの側面図。 図９は図５中のＩＸ方向からの側面図。 図１０は同可変容量圧縮機のロータの斜視図。 図１１は同可変容量圧縮機のロータの側面図。 図１２は同可変容量圧縮機の斜板の斜視図。 図１３は同可変容量圧縮機の斜板の側面図である。 図１４は回転軸の軸心に対するアッセンブリの重心位置のズレ量を示すグラフであって、本実施形態と、第２の傾動ガイド部および第３の傾動ガイド部を備えない比較例と、を比較する図。 図１５は本発明の第２実施形態の可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリアッセンブリの斜視図。 図１６は図１５中のＸＶＩ方向からの側面図。 図１７は図１５中のＸＶＩＩ方向からの側面図。 図１８は図１５中のＸＶＩＩＩ方向からの側面図。 図１９は図１５中のＸＩＸ方向からの側面図。 図１０は同可変容量圧縮機のロータの斜視図。 図２１は同可変容量圧縮機の斜板の斜視図。 図２２は本発明の第３実施形態の可変容量圧縮機のロータの斜視図。 図２１は同可変容量圧縮機の斜板の斜視図。 図２４は一従来例の可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの側面図。 図１７は図１６中のＸＸＶ方向からみた側面図。 図１８の図１７において大きな圧縮反力が加わった状態を示す側面図。

符号の説明

１…可変容量圧縮機
１０…回転軸
２１…ロータ（回転部材）
２４…斜板（傾動部材）
６０…第２の傾動ガイド部
６１、６３…アーム（当接部）
６１ａ…傾動ガイド面
７０…第３の傾動ガイド部（回転伝達部）
７１、７３…アーム（当接部）
７１ａ…傾動ガイド面
８０…第１の傾動ガイド部
８１、８３…アーム（当接部）
８１ａ…傾動ガイド面
９０…回転伝達部
Ｆｐ…圧縮反力（軸方向荷重）
Ｆｔ…回転トルク
ＴＤＣ…上死点
ＢＤＣ…下死点

Claims (13)

1. 回転軸（１０）に固定されて一体に回転する回転部材（２１）と、
   前記回転軸（１０）に傾斜自在に取り付けられた傾動部材（２４）と、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間に設けられ、前記回転部材（２１）の回転を前記傾動部材（２４）に伝達する回転伝達部（９０または７０）と、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間において前記傾動部材（２４）の上死点に対応する位置に設けられ、前記傾動部材（２４）の前記回転軸（１０）に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材（２４）に作用する軸方向荷重を受ける第１の傾動ガイド部（８０）と、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間において前記第１の傾動ガイド部（８０）よりも回転方向前側に設けられ、前記傾動部材（２４）の前記回転軸（１０）に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材（２４）に作用する軸方向荷重を受ける第２の傾動ガイド部（６０）と、
   を備えることを特徴とする可変容量圧縮機。
2. 請求項１に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第１の傾動ガイド部（８０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）の一方から他方に向けて突設されたアーム（８３）と、他方に設けられ且つ前記アーム（８３）の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム（８３）の先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材（２４）の傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面（８１ａ）と、を備えて構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
3. 請求項１または２に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第２の傾動ガイド部（６０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）の一方から他方に向けて突設されたアーム（６３）と、他方に設けられ且つ前記アーム（６３）の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム（６３）の先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材（２４）の傾斜角を変更をガイドする傾動ガイド面（６１ａ）と、を備えて構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第２の傾動ガイド部（６０）は、前記第１の傾動ガイド部（８０）よりも、前記回転軸（１０）を挟んで前記第１の傾動ガイド部（８０）と反対位置となる前記傾動部材（２４）の下死点（ＢＤＣ）側に、設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機。
5. 請求項４に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第２の傾動ガイド部（６０）は前記上死点（ＴＤＣ）と前記下死点（ＢＤＣ）との略中間点にあることを特徴とする可変容量圧縮機。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間において前記第１の傾動ガイド部（８０）よりも回転方向（Ｒ）後側に設けられ、前記傾動部材（２４）の前記回転軸（１０）に対する傾斜角の変更をガイドし前記傾動部材（２４）に作用する軸方向荷重を受ける第３の傾動ガイド部（７０）をさらに備えることを特徴とする可変容量圧縮機。
7. 請求項６に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第３の傾動ガイド部（７０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）の一方から他方に向けて突設されたアーム（７３）と、他方に設けられ且つ前記アーム（７３）の先端部と軸方向に接触しつつ前記アーム（７３）の先端部をスライドガイドすることで前記傾動部材（２４）の傾斜角を変更をガイドする傾動ガイド面（７１ａ）と、を備えて構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
8. 請求項６または７に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第３の傾動ガイド部（７０）は、前記第１の傾動ガイド部（８０）よりも、前記回転軸（１０）を挟んで前記第１の傾動ガイド部（８０）と反対位置となる前記傾動部材（２４）の下死点（ＢＤＣ）側に、設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機。
9. 請求項８に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記第３の傾動ガイド部（７０）は、前記上死点（ＴＤＣ）と前記下死点（ＢＤＣ）との略中間点にあることを特徴とする可変容量圧縮機。
10. 請求項９に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記第２の傾動ガイド部（６０）と前記第３の傾動ガイド部（７０）とは前記回転軸（１０）を挟んで正反対に位置することを特徴とする可変容量圧縮機。
11. 請求項９に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記第２の傾動ガイド部（６０）と前記第３の傾動ガイド部（７０）とは前記回転軸（１０）を挟んで鏡面対称に設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機。
12. 請求項６〜１１のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記第３の傾動ガイド部（７０）は前記回転伝達部（７０）を兼ねることを特徴とする可変容量圧縮機。
13. 請求項６〜１１のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記回転伝達部（９０）は、前記第１の傾動ガイド部（８０）の傾動ガイド面（８１ａ）の近傍から突設され、前記第１の傾動ガイド部（８０）のアーム（８３）の回転方向（Ｒ）後側に配置されることで前記第１の傾動ガイド部（８０）のアーム（８３）と回転方向（Ｒ）に重なり合う側壁部（９１）であることを特徴とする可変容量圧縮機。
    

Images