JP2009167914A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板を軽量化しながら、充分な強度を得る。
【解決手段】駆動軸３側に相対回転可能に連結され、駆動軸３の回転に伴って揺動し、この揺動角度を調整可能な斜板５と、連結部材７，７を介して斜板５に連結され、斜板５の揺動によって軸方向に駆動されるピストン９とを有する斜板式圧縮機１において、斜板５を、アルミニウム合金で作ると共に、斜板５の一面にリブ１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用空調装置に用いられる斜板式圧縮機に関する。

従来より、斜板の傾斜角度が固定の斜板式圧縮機では、軽量化のために斜板をアルミニウム系金属で作成したものがあった。しかし、斜板の傾斜角度が可変できる斜板式圧縮機では、斜板をアルミニウム系金属とすることができなかった。これは、斜板の強度を一定以上とするためには、アルミミウム系金属では厚みを厚くする必要がある。しかし、厚みを厚くすると、斜板とピストンをクリアランスなく一対のピストンシューを介して係合できないため、斜板の傾斜角度を可変する斜板式圧縮機では、斜板を鉄系金属で形成していた。

一方、斜板式圧縮機としては、斜板を回転させないで揺動のみを行う構造のものがあるが（特許文献１参照）、このような構造の斜板式圧縮機にあっても、斜板は上記と同様の理由によって鉄系金属製とするのが通常であった。
特開２００４−２９３３８８号公報

しかし、斜板を鉄系金属製とすると、上記と同様に斜板式圧縮機が重量化する、斜板を含む回転系のアッセンブリの質量が重くなって斜板の揺動角度の変更が容易にできない等の問題がある。

そこで、この発明は、斜板を軽量化しながら充分な強度が得られると共に、斜板の軽量化によって揺動角度の変更も容易にできる斜板式圧縮機の提供を目的としている。

請求項１に記載の斜板式圧縮機は、駆動軸側に相対回転可能に連結され、前記駆動軸の回転に伴って揺動し、この揺動角度を調整可能な斜板と、前記斜板に連結部材を介して揺動自在に連結され、前記斜板の揺動によって軸方向に駆動されるピストンとを有する斜板式圧縮機であって、前記斜板が、鉄系材料より軽量な材料で作られていると共に、前記連結部材との連結箇所の間で、前記斜板の少なくとも一面にリブを設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された斜板式圧縮機であって、前記斜板が、アルミニウム系材料で作られていることを特徴とする。

請求項１に記載された斜板式圧縮機は、斜板を鉄系材料より軽量な材料（例えば、アルミニウム合金：軽金属合金）で作ったことによって軽量化されると共に、斜板は、少なくとも一面にリブ（力骨）を設けたことにより、鉄系金属に対して、同等の厚さ（薄さ）でありながら同等の強度を得ることができる。

また、斜板と共に、斜板式圧縮機も軽量化されるだけでなく、斜板を含む回転系のアッセンブリも軽量化されるから、斜板の揺動角を迅速、容易に調整することができる。

また、斜板の揺動角を減少させるウェイトは、斜板の軽量化に伴って、同等の復元力を維持しながら斜板の軽量化に見合っただけ軽量化することが可能になり、ウェイトの軽量化によって、デストローク状態から斜板の揺動角を増大させることができなくなることが防止されると共に、制御可能な回転数範囲をそれだけ広く設定することが可能になる。

請求項２に記載された斜板式圧縮機は、斜板は、アルミニウム系材料で作り、リブを設けたので、軽量化されながら充分な強度が得られると共に、コストを低減できる。

また、連結部材（ピストンシュー）と摺動しない斜板は、アルミニウム系材料で作っても磨耗の恐れはない。

また、ウェイトの軽量化によって、デストローク状態からでも斜板の揺動角を容易に増大させることができ、制御可能な回転数範囲を広く設定することができる。

＜第１実施形態＞
図１〜図４を参照しながら斜板式圧縮機１の説明をする。図１と図２は斜板式圧縮機１の縦断面図、図３は斜板５の斜視図、図４は斜板式圧縮機１の回転系のアッセンブリ７１の斜視図である。

斜板式圧縮機１は、車両用空調装置に用いられており、斜板式圧縮機１によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、コンデンサ（凝縮器）で液化し、膨張弁で絞り膨張し、エバポレータ（蒸発器）で冷風を作り出しながら加熱されて気化し、斜板式圧縮機１に戻って断熱圧縮される。なお、冷媒ガスには適量の潤滑オイルが混入されている。

図１及び図２に示すように、斜板式圧縮機１は、フロントハウジング１３と、シリンダブロック１５と、バルブプレート１７と、リヤハウジング１９を有し、フロントハウジング１３はボルト２１でシリンダブロック１５に固定され、リヤハウジング１９とバルブプレート１７はボルトでシリンダブロック１５に固定されている。

フロントハウジング１３には、エンジンの回転が入力する入力プーリ２３がボールベアリング２５によって支持され、入力プーリ２３と駆動軸３の間には電磁摩擦クラッチ２７が設けられている。電磁摩擦クラッチ２７は、フロントハウジング１３に固定された電磁コイル２９と、駆動軸３に連結されたアーマチャ３１などからなり、電磁コイル２９を励磁するとアーマチャ３１が吸引され入力プーリ２３と接触して連結され、励磁を解除するとアーマチャ３１が入力プーリ２３から離れて連結が解除され、入力プーリ２３と駆動軸３との断続が行われる。

フロントハウジング１３とシリンダブロック１５との間にはクランク室３３が形成され、クランク室３３には潤滑オイルが封入されている。シリンダブロック１５には、６個のシリンダ３５が周方向等間隔に形成されており、ピストン９は各シリンダ３５に係合している。

リヤハウジング１９には各シリンダ３５と連通する冷媒吸入室３７と冷媒吐出室３９が形成されており、バルブプレート１７とシリンダ３５との間には吸入弁付きの吸入口４１が、バルブプレート１７と冷媒吐出室３９との間には吐出弁付きの吐出孔４３がそれぞれ設けられている。冷媒吸入室３７は冷媒流路を介してエバポレータ側に接続され、冷媒吐出室３９は冷媒流路を介してコンデンサ側に接続されている。また、リヤハウジング１９には冷媒吸入室３７と冷媒吐出室３９とに連通するコントロールバルブ４５が配置されている。

駆動軸３はニードルベアリング４７，４９によって両端部をフロントハウジング１３とシリンダブロック１５に支持され、シリンダブロック１５との間には駆動軸３に掛かるスラスト力を受けるスラストベアリング５１が配置されている。駆動軸３にはラグ５３が圧入固定されており、駆動軸３の外周にはジャーナル５５が揺動自在に配置され、ラグ５３とジャーナル５５は連結板５７とピン５９，５９とによって揺動自在に連結されている。ラグ５３とフロントハウジング１３との間にはスラストベアリング５１と反対方向のスラスト力を受けるスラストベアリング６１が配置されている。また、図４のように、ジャーナル５５には、連結板５７及びピン５９，５９の周方向反対側に、ウェイト６３（バランサ）が一体に設けられている。

斜板５はボールベアリング６５を介してジャーナル５５の外周に相対回転可能に連結されており、ピストンシュー７，７は半球状に形成され、斜板５の外縁部にそれぞれの平面側を向けて配置されている。斜板５は連結部材であるピストンシュー７，７を介して各ピストン９と揺動自在に連結されている。ジャーナル５５側の回転はボールベアリング６５等によってほぼ遮断されており、斜板５はジャーナル５５と共に回転せずに揺動する。

また、斜板５は、図３及び図４に示すように、鉄系合金製より軽量の金属のアルミニウム合金製である。斜板５には、ピストンシュー７，７とピストンシュー７，７との間に半径方向に延びるリブ１１が設けられている。これによって、鉄系合金製の場合と同等の薄さにしながら、鉄系合金製と同等の強度を得ている。

入力プーリ２３に入力したエンジンからの回転トルクは駆動軸３（ラグ５３）を回転させ、この回転は連結板５７とピン５９，５９を介してジャーナル５５に伝達され、ジャーナル５５の回転に伴って斜板５は揺動しながら、その揺動角（傾斜角）に応じたストロークで各ピストン９を軸方向に往復移動させ、冷媒をストロークに応じた量で吸入、圧縮、吐出する。

ジャーナル５５はスプリング６７などによって軸方向に保持されており、コントロールバルブ４５はクランク室３３の圧力と各シリンダ３５の吸入側圧力との差圧を制御することにより、スプリング６７に抗して斜板５とジャーナル５５を軸方向に移動させる。

斜板５がシリンダブロック１５側に移動すると斜板５の揺動角（各ピストン９のストローク）が小さくなり、図２のように揺動角が零（デストローク）になるとストロークと吐出量が最小になる。このときジャーナル５５と接触してその位置を保持するスプリング６９が駆動軸３に嵌装されている。また、斜板５がラグ５３側に移動すると揺動角とストロークが大きくなり、図１のように揺動角が最大になるとストロークと吐出量も最大になる。

各ピストン９を圧縮する際に発生する圧縮反力は、斜板５（ジャーナル５５）の揺動角を大きくする方向の軸方向力として働き、ジャーナル５５が回転するときウェイト６３に掛かる遠心力は、揺動角を小さくする方向の復元力（揺動角を増大させる上記軸方向力に対向する抵抗力）として働く。

また、ピストン９とシリンダ３５との間には適度な隙間が形成されており、圧縮行程においてこの隙間から潤滑オイルを含んだ冷媒ガスがブローバイガスとなってクランク室３３内へ吹き付けられ、そのオイルは斜板５とラグ５３とジャーナル５５などの回転によって撹拌され、冷媒と混合してオイルミストになり、斜板５とジャーナル５５間のボールベアリング６５、ピストン９とピストンシュー７，７の半球面（摺動部）などを潤滑・冷却する。

次に、斜板式圧縮機１の効果を説明する。

アルミニウム合金製の斜板５は、軽量化されると共に、鉄系金属製と同等の薄さでありながら、リブ１１を設けたことによって鉄系金属製と同等に充分な強度を得ている。

また、回転しない斜板５は、ピストンシュー７，７と摺動することはなく、アルミニウム合金で作っても磨耗の恐れはない。

また、斜板５と共に、斜板式圧縮機１も軽量化されるだけでなく、斜板５を含む回転系のアッセンブリ７１（図４）も軽量化されるから、斜板５の揺動角を迅速、容易に調整することができる。アルミニウム合金で作った斜板５は、低コストでもある。

さらに、斜板５が軽量化されたから、ジャーナル５５のウェイト６３は、同等の復元力を維持しながら、斜板５の軽量化に見合っただけ軽量化することができ、その結果、デストローク状態からでも斜板５の揺動角を容易に増大させることが可能になり、制御可能な回転数範囲をそれだけ広く設定することが可能になる。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
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、本発明の技術的な範囲内で様々な変更が可能である。

例えば、斜板のリブは、シリンダブロック側の面に設けても、あるいは、両面に設けてもよい。

斜板式圧縮機１の縦断面図である。 斜板式圧縮機１の縦断面図である。 斜板５の斜視図である。 回転系のアッセンブリ７１の斜視図である。

符号の説明

１ 斜板式圧縮機
３ 駆動軸
５ 斜板
７ ピストンシュー（連結部材）
９ ピストン
１１ リブ

Claims (2)

1. 駆動軸（３）側に相対回転可能に連結され、前記駆動軸（３）の回転に伴って揺動し、この揺動角度を調整可能な斜板（５）と、前記斜板（５）に連結部材（７，７）を介して揺動自在に連結され、前記斜板（５）の揺動によって軸方向に駆動されるピストン（９）とを有する斜板式圧縮機（１）であって、
   前記斜板（５）が、鉄系材料より軽量な材料で作られていると共に、
   前記連結部材（７，７）との連結箇所の間で、前記斜板（５）の少なくとも一面にリブ（１１）を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機（１）。
2. 請求項１に記載された発明であって、
   前記斜板（５）が、アルミニウム系材料で作られていることを特徴とする斜板式圧縮機（１）。

Images