JP2008215169A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板の貫通口のくびれ部の摩耗を低減できる可変容量圧縮機の提供を目的とする。
【解決手段】可変容量圧縮機は、駆動軸１０に固定されて一体に回転するロータ２１と、前記駆動軸１０に貫通口６１を介して装着され当該駆動軸１０の軸方向に向けてスライド自在で且つ軸方向に対して傾動自在な斜板２４と、ロータ２１と斜板２４とを連結して斜板２４の傾動を許容しつつロータ２１と斜板２４とを一体に回転させる連結機構４０と、斜板２４の回転運動に伴って往復動するピストン２９と、を備える。斜板２４の貫通口６１は、軸方向中央部に最小径で形成されたくびれ部６１ｃと、くびれ部６１ｃから軸方向両側の開口端に向けて除々に拡径する断面長孔形状の長孔部６１ｄ、６１ｅと、を備えて構成される。くびれ部６１ｃは、貫通口６１の軸心Ｃ６１に対して連結機構４０がある側とは反対側に、面取部６３を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は可変容量圧縮機に関する。

可変容量圧縮機には、駆動軸と、駆動軸に固定されて駆動軸と一体的に回転するロータと、駆動軸に装着され駆動軸の軸方向にスライド自在で且つ駆動軸の軸方向に対して傾動自在な斜板と、ロータと斜板とを連結して斜板の傾動を許容しつつロータと斜板とを一体に回転させる連結機構と、斜板の回転運動に伴って往復動するピストンと、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ることができるものがある（例えば特許文献１および特許文献２参照）。

斜板には貫通口が設けられおり、この貫通口を介して斜板が駆動軸に装着されている。斜板の貫通口は、軸方向中央部に前記駆動軸と略同一形状くびれ部と、前記くびれ部から軸方向両側の開口端に向けて除々に拡径する断面長孔形状の長孔部と、を備えて構成されている。
特開平０５−１０６５５２号公報 特開平０７−９１３６６号公報

この種の可変容量圧縮機にあっては、くびれ部に駆動軸の外周面が常に接触することになるため、このくびれ部の摩耗が問題となる。

本発明は前記従来技術の課題に着目して為されたもので、斜板の貫通口のくびれ部の摩耗を低減できる可変容量圧縮機の提供を目的とする。

本発明の可変容量圧縮機は、駆動軸に固定されて一体に回転するロータと、前記駆動軸に貫通口を介して装着され当該駆動軸の軸方向に向けてスライド自在で且つ軸方向に対して傾動自在な斜板と、前記ロータと前記斜板とを連結して前記斜板の傾動を許容しつつ前記ロータと前記斜板とを一体に回転させる連結機構と、前記斜板の回転運動に伴って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、前記斜板の貫通口は、軸方向中央部に形成された最小径のくびれ部と、前記くびれ部から軸方向両側の開口端に向けて除々に拡径する断面長孔形状の長孔部と、を備えて構成され、前記くびれ部は、前記貫通口の軸心に対して前記連結機構がある側とは反対側に、面取部を有することを特徴とする。

本発明によれば、くびれ部に面取部が設けられることで、くびれ部の摩耗が低減する。更に、くびれ部に面取部が設けられることで、斜板が中間領域において貫通穴と駆動軸の軸方向のスライド時の引っ掛かりを防止することができ、円滑に斜板を制御することが出来る。

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。

図１は可変容量圧縮機の全体断面図である。本実施形態の可変容量圧縮機１は、図１に示すように、斜板式の可変容量圧縮機である。この可変容量圧縮機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（図２参照）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１３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吸入弁機構が設けられ、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吐出弁機構が設けられている。バルブプレート９とリアハウジング６との間には図示せぬガスケットが介在し、吸入室７と吐出室８の密閉性が保持されている。

シリンダブロック２およびフロントハウジング４の中心の軸受穴としての中央貫通口１４、１８にはラジアル軸受１５、１９を介して駆動軸１０が軸支され、これにより駆動軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。なお、駆動軸１０に固定されたロータ２１（後述する）の前端面とリアハウジング６の内壁面との間にスラスト軸受２０が介在しており、シリンダブロック２の中央貫通口１４の後端開口部に固定された固定部材としての調整ネジ１７と、駆動軸１０の後端面と、の間にスラスト軸受１６が介在している。

クランク室５内には、前記駆動軸１０に固設された回転部材としてのロータ２１と、駆動軸１０に軸方向に向けてスライド自在で且つ駆動軸１０の軸心に対して傾動自在に装着されて傾動部材としての斜板２４と、ロータ２１と斜板２４とを連結し、斜板２４の傾角の変動を許容しつつ斜板２４がロータ２１と一体的に回転するようにする連結機構４０と、が設けられている。この例では斜板２４は、中央部のハブ２５と、このハブ２５の筒状部２５ａに固定された斜板本体２６と、を備えてなる。

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に連結されている。

斜板２４の傾斜角は、斜板２４がリターンスプリング５２に抗してシリンダブロック２側に近接移動すると斜板２４の傾斜角が減少し、一方、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の傾斜角が増大する。なお、図１中の符号５３は、駆動軸１０に形成された環状溝に係止され且つリターンスプリング５２を圧縮保持するためのリターンスプリング用ストッパ（例えばＣリングなど）である。

駆動軸１０が回転すると、駆動軸１０と一体でロータ２１が回転し、このロータ２１の回転が連結機構４０を介して斜板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を介してピストン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シリンダボア３内で圧縮され、圧縮された冷媒がバルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。

冷媒の吐出容量を変化させるには、斜板２４の傾斜角を変化させてピストンストロークを変化させる。より具体的には、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）により、斜板２４の傾角を変化させてピストンストロークを変化させる。そのため、この可変容量圧縮機には、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、を有する。

制御弁３３によって給気通路を開くと、吐出室８から高圧の冷媒ガスが給気通路を通じてクランク室５に流れ込み、これによりクランク室５内の圧力が上昇する。クランク室５内の圧力が上昇すると、斜板２４がシリンダブロック２側に近接移動しつつ斜板２４の傾斜角が減少することで、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。

一方、制御弁３３によって給気通路を閉じると、抽気通路を通じてクランク室５内の冷媒ガスが吸入室７に常時抜けていっているため、次第に吸入室７とクランク室５との圧力差がなくなって均圧化していく。すると、斜板２４がシリンダブロック２から離れる方向に移動しつつ斜板２４の傾斜角が増大して、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増大する。

次に、図２〜図６を参照しつつ斜板の支持構造をより詳しく説明する。

図２は斜板のハブの側面図、図３は斜板のハブの図２中矢視ＩＩＩ方向から見た図、図４は斜板のハブの図２中矢視ＩＶ方向から見た図、図５は図３中のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は図５中のＶＩ部の拡大図である。

斜板２４には、図２〜図５に示すように貫通口６１が形成されている。この貫通口６１の内周面に駆動軸１０が部分的に接することによって、駆動軸１０に対する斜板２４の回転方向における位置が規制されている。

貫通口６１は、軸方向中央部に最小径で略円形に形成されたくびれ部６１ｃと、このくびれ部６１ｃから軸方向両側の開口端に向けて除々に拡径する断面楕円形の長孔部６１ｄ、６１ｅと、を備えて構成されている。長孔部６１ａには、互いに平行に対向するスライドガイド面６５、６５が形成されているとともに、長孔部６１ｂにも同じく互いに平行に対向するスライドガイド面６７、６７が形成されている。くびれ部６１ｃは、ほぼ駆動軸１０の外径と同一径で形成されている。このくびれ部６１ｃには面取り部６３が形成されており、面取部６３は貫通口６１の軸心Ｃ６１に対して前記連結機構４０がある側とは反対側に位置している。

面取部６３は、図６に示すように両長孔部６１ｄ、６１ｅの延長線Ｌｄ、Ｌｅの交点位置よりも貫通口６１の中心軸線Ｃ６１から遠い位置にある。この例では、両長孔部６１ｄ、６１ｅの延長線Ｌｄ、Ｌｅとくびれ部６１ｃとによって断面略三角形が形成されている。

次に、図７を参照しつつ斜板２４のハブ２５の貫通口６１の製造方法を説明する。

まずハブ２５の原形をドリル加工して中心線Ｃ６１に沿う図示せぬ円孔を形成する。次に、円孔内に略同径の第１のエンドミル７１を挿入し、第１のエンドミル７１を回転させながら、図７ａの仮想線で示すように第１のエンドミル７１の傾斜角を変更して、くびれ部６１ｃおよび長孔部６１ｄ、６１ｅを有する貫通口６１を形成する。この形状は従来のハブの貫通口と同一形状である。次に、図７ｂに示すように、第１のエンドミル７１と同径以下の第２のエンドミル７３を、くびれ部６１のうち前記連結機構４０とは反対側のエッジ部分７５に押しつけて、切削する。これにより、面取部６３を有する貫通口６１が製造される。なお、この例ではハブ２５に対して第１のエンドミル７１を揺動させて、断面楕円形の長孔部６１ｄ、６１ｅを切削しているが、逆に第１のエンドミル１７を固定して、ハブ２５を揺動することにより切削加工してもよい。また、この例では、ハブ２５を固定して第２エンドミル７３を移動させているが、逆に第２エンドミル７３を固定してハブ２５を移動させてもよい。

「作用」
次に、本実施形態の圧縮機の作用を説明する。

駆動軸１０が回転すると、駆動軸１０と一体でロータ２１が回転し、このロータ２１の回転がリンク機構４０を介して斜板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シリンダボア３内で圧縮され、圧縮された冷媒がバルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。

冷媒の吐出容量を変化させるには、制御弁３３を開閉することで、クランク室５内の圧力を調整し、ピストンの前後の圧力バランスを調整して、ピストンストロークを変化させる。

より具体的には、制御弁３３によって給気通路を開くと、吐出室８から高圧の冷媒ガスが給気通路を通じてクランク室５に流れ込み、これによりクランク室５内の圧力が上昇する。クランク室５内の圧力が上昇すると、斜板２４がシリンダブロック２側に近接移動しつつ斜板２４の傾斜角が減少することで、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。一方、制御弁３３によって給気通路を閉じると、抽気通路を通じてクランク室５内の冷媒ガスが吸入室７に常時抜けていっているため、次第に吸入室７とクランク室５との圧力差が無くなくなって均圧化していく。すると、斜板２４がシリンダブロック２から離れる方向に移動しつつ斜板２４の傾斜角が増大して、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増大する。

ここで、斜板２４の傾斜状態に関わらず、常に斜板２４の貫通口６１のくびれ部６１ｃに駆動軸１０の外周面が接触することとなる。そのため、斜板２４の傾斜角が変化するたびに駆動軸１０とくびれ部６１ｃとが摺動するため、くびれ部６１ｃの摩耗が懸念される。しかしながら、本実施形態では斜板２４の貫通口６１のくびれ部６１ｃには面取部６３があるため、くびれ部６１ｃと駆動軸１０との摩耗げ低減される。

このように本実施形態では、斜板２４の貫通口６１のくびれ部６１ｃに面取部６３が形成されていることで、貫通口６１のくびれ部６１ｃと駆動軸１０との摩耗が軽減される効果がある。

なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変更が可能である。

図１は本発明の一実施形態にかかる可変容量圧縮機の断面図。 図２は斜板のハブの側面図。 図３は斜板のハブの図２中矢視ＩＩＩ方向から見た図。 図４は斜板のハブの図２中矢視ＩＶ方向から見た図。 図５は図３中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 図６は図５中のＶＩ部の拡大図。 図７は斜板のハブの貫通口の製造方法を説明するための図。

符号の説明

１…可変容量圧縮機
２…シリンダブロック
３…シリンダボア
４…フロントハウジング
５…クランク室
６…リアハウジング
７…吸入室
８…吐出室
９…バルブプレート
１０…駆動軸
１１…吸入孔
１２…吐出孔
１３…スルーボルト
１４…中央貫通口
１５…ラジアル軸受
１６…スラスト軸受
１７…調整ネジ
２０…スラスト軸受
２１…ロータ
２４…斜板
２５…ハブ
２５ａ…筒状部
２６…斜板本体
２９…ピストン
３０…ピストンシュー
３３…制御弁
４０…リンク機構
５１…リターンスプリング
５２…リターンスプリング
５３…ｃリング
６１ 貫通口
６１ｃ くびれ部
６１ｄ 長孔部
６１ｅ 長孔部
６３ 面取部
Ｌｄ 長孔６１ｄの延長線
Ｌｅ 長孔６１ｅの延長線
７１ 第１エンドミル
７３ 第２エンドミル
７５ エッジ部分

Claims (1)

1. 駆動軸（１０）に固定されて一体に回転するロータ（２１）と、前記駆動軸（１０）に貫通口（６１）を介して装着され当該駆動軸（１０）の軸方向に向けてスライド自在で且つ軸方向に対して傾動自在な斜板（２４）と、前記ロータ（２１）と前記斜板（２４）とを連結して前記斜板（２４）の傾動を許容しつつ前記ロータ（２１）と前記斜板（２４）とを一体に回転させる連結機構（４０）と、前記斜板（２４）の回転運動に伴って往復動するピストン（２９）と、を備え、
   前記斜板（２４）の貫通口（６１）は、軸方向中央部に形成された最小径のくびれ部（６１ｃ）と、前記くびれ部（６１ｃ）から軸方向両側の開口端に向けて除々に拡径する断面長孔形状の長孔部（６１ｄ、６１ｅ）と、を備えて構成され、
   前記くびれ部（６１ｃ）は、前記貫通口（６１）の軸心（Ｃ６１）に対して前記連結機構（４０）がある側とは反対側に、面取部（６３）を有することを特徴とする可変容量圧縮機。

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