JP2009203832A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 スリーブを小型化することによって、大型化を防止し、吐出量を正常に保つ。
【解決手段】 駆動軸３に対する傾斜角を調整可能な斜板５と、斜板５の回転に伴う揺動によって駆動される圧縮機構と、駆動軸３上で軸方向に移動することに伴って斜板５の傾斜角が変わるスリーブ１３と、斜板５の傾斜角が最小になる位置にスリーブ１３を軸方向に位置決めするストッパ１５とを有し、スリーブ１３に、ストッパ１５と突き当たって位置決めをする円筒部１７を設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、斜板式圧縮機に関する。

斜板式圧縮機の吐出量は斜板の傾斜角を最大角度から最小角度の間で変えることによって制御され、この最小角度調整は斜板と共に駆動軸上を移動するスリーブを位置決めすることによって行われ、スリーブの位置決めはストッパに突き当てることによって行われる。

特許文献１に「容量可変斜板式コンプレッサ」が記載され、特許文献２に「斜板式可変容量型コンプレッサ」が記載され、特許文献３に「揺動斜板式圧縮機」が記載されている。

特許文献１の容量可変斜板式コンプレッサでは、図９のように、スリーブ１５１に押圧されたコイルスプリング１５３が密着状態になったときにスリーブ１５１の位置決めが行われ、特許文献２の斜板式可変容量型コンプレッサでは、駆動軸に固定されたストップリングにスリーブを突き当てることによってスリーブを位置決めし、特許文献３の揺動斜板式圧縮機では、スリーブがワッシャに突き当たることによって位置決めされる。
特開２００４−２１８５５０号公報 特開平８−３１２５２８号公報 特許第２６１１３８２号公報

しかし、特許文献１のように、コイルスプリング１５３の密着状態を基準にしてスリーブ１５１を位置決めする構成では、高い位置決め精度が得られず、従って、吐出量の最小設定値が変動する恐れがある。

また、図１０〜図１２は、特許文献２と特許文献３と同様に、スリーブ１６１をストッパ１６３に突き当てて位置決めする構成を示している。スリーブ１６１にはジャーナル１６５が揺動自在に連結されており、斜板１６７はジャーナル１６５のハブ１６９に固定（螺着）され、斜板１６７の外縁部にはピストンがピストンシューを介して連結されている。

この構成では、スリーブ１６１の端部１７１（図１１と図１２）をストッパ１６３の端部１７３（図１１）に突き当てて位置決めするので、スリーブ１６１をストッパ１６３より小径にすることができず、小型化に限界がある。スリーブ１６１が大径であると、ジャーナル１６５をそれだけ大型にしないとハブ１６９の肉厚が薄くなり、斜板１６７の螺着部が強度不足になる。また、ハブ１６９を所定の肉厚に保つためには、ジャーナル１６５を大型にする必要があり、その結果、ピストンの位置が径方向の外側に移動するから、ピストンのストロークと吐出量が大きくなり過ぎる恐れがあり、また、斜板式圧縮機がそれだけ大径（大型）になる。

また、互いに突き当たるスリーブ１６１とストッパ１６３の各端部１７１，１７３はいずれもリング状の平面であって面積が広いから、突き当たるときに接触音が発生し、また、オイルによって端部１７１，１７３が貼り付くことがあり、吐出量を増加させる際の抵抗になる恐れがある。

そこで、この発明は、スリーブを小型化することによって、大型化を防止し、吐出量を正常に保つ斜板式圧縮機の提供を目的としている。

請求項１に記載された斜板式圧縮機は、駆動軸の回転に伴って回転し、前記駆動軸に対する傾斜角を調整可能な斜板と、ピストンとシリンダからなり、前記斜板の回転に伴う揺動によって前記ピストンが駆動されると、冷媒を吸入し圧縮して前記シリンダから吐出する圧縮機構と、前記駆動軸上で軸方向に移動することに伴って前記斜板の傾斜角が変わるスリーブと、前記斜板の傾斜角が最小になる位置に、前記スリーブを軸方向に位置決めするストッパとを有する斜板式圧縮機であって、前記スリーブに、前記ストッパと突き当たって前記位置決めをする円筒部を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された斜板式圧縮機であって、前記ストッパに、前記円筒部が前記ストッパと突き当たったときに前記スリーブの端部が貫入する開口を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された斜板式圧縮機であって、前記円筒部を、前記ストッパと突き当たる部分にだけ設けたことを特徴とする。

請求項１の斜板式圧縮機は、スリーブに設けた円筒部をストッパに突き当てて位置決めをするように構成したので、リング状の端部を突き当てる従来例と異なって、スリーブをストッパより小径にし、小型化することが可能になるから、ジャーナルと斜板式圧縮機の大型化が防止されると共に、ピストンの位置移動と、過剰な吐出量とが防止される。

また、スリーブの円筒部をストッパに突き当てるから、平面同士が突き当たる従来例と異なって、突き当たるときの接触音が小さくなると共に、ストッパとの貼り付きと、吐出量を増加させる際の抵抗が軽減される。

請求項２の斜板式圧縮機は、円筒部がストッパと突き当たったときにスリーブの端部がストッパの開口に貫入するように構成したから、斜板式圧縮機は、この貫入分だけ軸方向に短縮され、小型化される。

請求項３の斜板式圧縮機は、ストッパと突き当たる部分にだけ、円筒部を加工すればよく、加工コストがそれだけ低減される。

＜一実施形態＞
図１〜図８を参照しながら斜板式圧縮機１の説明をする。図１は斜板式圧縮機１の縦断面図、図２は斜板５の傾斜角を中庸に設定した状態の斜板式圧縮機１の要部断面図、図３は斜板５の傾斜角を最小に設定した状態の斜板式圧縮機１の要部断面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は図４のＢ矢視図、図６はスリーブ１３の斜視図、図７は斜板式圧縮機１と従来例との差を示す縦断面図、図８は図７の要部拡大図である。また、図１の左方は斜板式圧縮機１の前方である。

斜板式圧縮機１は、駆動軸３の回転に伴って回転し、駆動軸３に対する傾斜角を調整可能な斜板５と、ピストン７とシリンダ９からなり、斜板５の回転に伴う揺動によってピストン７が駆動されると、冷媒を吸入し圧縮してシリンダ７から吐出する圧縮機構１１と、駆動軸３上で軸方向に移動することに伴って斜板５の傾斜角が変わるスリーブ１３と、斜板５の傾斜角が最小になる位置に、スリーブ１３を軸方向に位置決めするストッパ１５とを有している。

また、本実施形態の斜板式圧縮機１は、スリーブ１３に、ストッパ１５と突き当たって位置決めをする円筒部１７が設けられ、ストッパ１５に、円筒部１７がストッパ１５と突き当たったときにスリーブ１３の端部１９が貫入する開口２１が設けられている。

次に、斜板式圧縮機１の構造を説明する。

斜板式圧縮機１は、車両用空調装置の冷却システムに用いられており、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、膨張弁で断熱膨張し、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のように、斜板式圧縮機１は、フロントハウジング２３と、シリンダブロック２５と、バルブプレート２７と、リヤハウジング２９とを有し、これらは通しボルト３０で一体に固定されている。

フロントハウジング２３には、エンジンの回転が入力する入力プーリがベアリングによって支持されており、入力プーリと駆動軸３との間には、車両補機の運転を停止するＡＣオフの際に、斜板式圧縮機１をエンジン側から切り離す電磁クラッチが配置されている。また、フロントハウジング２３とシリンダブロック２５との間にはクランク室３１が形成されており、クランク室３１には潤滑オイルが封入されている。シリンダ９はシリンダブロック２５に周方向等間隔に複数個形成されており、各ピストン７は各シリンダ９に係合して、複数個の圧縮機構１１を構成している。

駆動軸３はニードルベアリング３３，３５によって前後両端部をフロントハウジング２３とシリンダブロック２５に支承され、ストッパ１５とシリンダブロック２５との間に配置されたスラストベアリング３７は駆動軸３に掛かる後方へのスラスト力を受けている。駆動軸３にはラグ３９がスプライン連結されており、ラグ３９とフロントハウジング２３との間に配置されたスラストベアリング４１は駆動軸３に掛かる前方へのスラスト力を受けている。スリーブ１３には貫通孔４３（図１と図２と図６）が設けられており、この貫通孔４３で駆動軸３の外周に摺動自在に取り付けられ、スリーブ１３にはジャーナル４５がピン４７で揺動自在に連結されている。また、スリーブ１３のストッパ１５は、ピン４７の支持部を兼ねている。

斜板５はジャーナル４５に形成されたハブ４９の外周に、ワッシャ５０で位置決めされながら螺着されていると共に、外縁部の両面を半球状のピストンシュー５１，５１によって各ピストン７と揺動自在に連結されている。また、ラグ３９とジャーナル４５の各アーム５３，５５はリンク部材５７とピン５９，５９を介して回動自在に連結されている。

入力プーリに入力したエンジンからの回転トルクは駆動軸３（ラグ３９）を回転させ、この回転はリンク部材５７とピン５９，５９を介してジャーナル４５（斜板５）に伝達され、斜板５は各ピストンシュー５１と摺動しながら、その傾斜角に応じたストロークで各ピストン７を軸方向に往復移動させて各圧縮機構１１を駆動し、各圧縮機構１１はこのストロークに応じた量の冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。

スリーブ１３は、ラグ３９との間に配置されたデストロークスプリング６１と、ストッパ１５との間に配置されたリターンスプリング６３と、吐出圧（Ｐｄ）と吸入圧（Ｐｓ）との差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）などによって軸方向に支持されている。

スリーブ１３がシリンダブロック２５側に移動すると斜板５の傾斜角（各ピストン７のストローク）が小さくなり、スリーブ１３の円筒部１７がストッパ１５の端部６５に突き当たると斜板５の傾斜角が零（デストローク）になり、ストロークと吐出量が最小になる。また、スリーブ１３がラグ３９側に移動すると傾斜角が大きくなり、ジャーナル４５がラグ３９と突き当たると傾斜角とストロークと吐出量が最大になる。

リヤハウジング２９には各シリンダ９と連通する冷媒吸入室６７と冷媒吐出室６９が形成されており、バルブプレート２７と冷媒吸入室６７との間には吸入弁が配置され、バルブプレート２７と冷媒吐出室６９との間には吐出弁が配置されている。冷媒吸入室６７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６９は他の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２９には流量制御弁７１が配置されており、流量制御弁７１はコントローラのデューティ比制御によって開度を調整され、冷媒吐出室６９とクランク室３１との間で冷媒を移動させ、差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を制御して斜板５の傾斜角を調整する。

また、ピストン７とシリンダ９との間には適度な隙間が設けられており、潤滑オイルを含んだ冷媒ガスがこの隙間からクランク室３１内へ吹き付けられて撹拌され、冷媒と混合してオイルミストになり、ピストン７とピストンシュー５１との半球状の摺動部、斜板５上のピストンシュー５１との摺動部、駆動軸３とスリーブ１３との摺動部、スリーブ１３とジャーナル４５との摺動部、リンク部材５７とピン５９，５９との摺動部などが潤滑・冷却される。また、オイルミストは、フロントハウジング２３の前部に設けられたオイル流路７３から駆動軸３とフロントハウジング２３間のリップシール７５に移動し、駆動軸３の回転（遠心力）によってオイルミストから潤滑オイルが分離し、ニードルベアリング３３，３５などを潤滑・冷却する。

図７と図８は斜板式圧縮機１と従来例の差を示している。斜板式圧縮機１のスリーブ１３はストッパ１５との付き当てを円筒部１７で行うことによって、図１０〜図１２の従来例でのスリーブ１６１（図７では濃いハッチングで示され、図８では破線で示されている）と較べて大幅に小径化されていると共に、この付き当て時には、スリーブ１３の端部１９がストッパ１５の開口２１に貫入するので、斜板式圧縮機１が軸方向にそれだけ短縮されている。

また、図４〜図６に示したように、円筒部１７はスリーブ１３の貫通孔４３を挟んだ両側に設けられているが、スリーブ１３はワンチャックで両円筒部１７とその他の部分を同時に低コストで加工することができ、従って、端部１９と円筒部１７，１７との間隔を極めて高精度に仕上げ加工できる。

次に、上記のように構成された斜板式圧縮機１の効果を説明する。

スリーブ１３に設けた円筒部１７をストッパ１５に突き当てて位置決めするように構成したので、従来例と異なって、スリーブ１３をストッパ１５より小径にし、小型化することが可能になり、ジャーナル４５と斜板式圧縮機１の大型化が避けられると共に、ピストン７の位置移動による過剰な吐出量が防止される。

また、スリーブ１３の円筒部１７をストッパ１５に突き当てるから、従来例と異なって、突き当たるときの接触音が小さくなる上に、ストッパ１５との貼り付きと、吐出量を増加させる際の抵抗が軽減される。

また、突き当たったときスリーブ１３の端部１９がストッパ１５の開口２１に貫入するように構成したから、斜板式圧縮機１はこの貫入分だけ軸方向に短縮され、小型化される。

また、スリーブ１３の端部１９と円筒部１７，１７との間隔を高精度に加工できるから、スリーブ１３（斜板５）の位置決めと吐出量の制御をそれだけ精密に行うことができる。

［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、スリーブの円筒部は、ストッパと突き当たる部分にだけ加工すればよいから、加工コストをそれだけ低減できる。

斜板式圧縮機１の縦断面図である。 斜板５の傾斜角を中庸に設定した状態の斜板式圧縮機１の要部断面図である。 斜板５の傾斜角を最小に設定した状態の斜板式圧縮機１の要部断面図である。 図３のＡ矢視図である。 図４のＢ矢視図である。 スリーブ１３の斜視図である。 斜板式圧縮機１と従来例との差を示す縦断面図である。 図７の要部拡大図である。 従来例の要部断面図である。 他の従来例の要部断面図である。 図１０のＣ矢視図である。 図１１のＤ矢視図である。

符号の説明

１ 斜板式圧縮機
３ 駆動軸
５ 斜板
７ ピストン
９ シリンダ
１１ 圧縮機構
１３ スリーブ
１５ ストッパ
１７ スリーブ１３の円筒部
１９ スリーブ１３の端部
２１ ストッパ１５の開口

Claims (3)

1. 駆動軸（３）の回転に伴って回転し、前記駆動軸（３）に対する傾斜角を調整可能な斜板（５）と、
   ピストン（７）とシリンダ（９）からなり、前記斜板（５）の回転に伴う揺動によって前記ピストン（７）が駆動されると、冷媒を吸入し圧縮して前記シリンダ（９）から吐出する圧縮機構（１１）と、
   前記駆動軸（３）上で軸方向に移動することに伴って前記斜板（５）の傾斜角が変わるスリーブ（１３）と、
   前記斜板（５）の傾斜角が最小になる位置に、前記スリーブ（１３）を軸方向に位置決めするストッパ（１５）とを有する斜板式圧縮機（１）であって、
   前記スリーブ（１３）に、前記ストッパ（１５）と突き当たって前記位置決めをする円筒部（１７）を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機（１）。
2. 請求項１に記載された斜板式圧縮機であって、
   前記ストッパ（１５）に、前記円筒部（１７）が前記ストッパ（１５）と突き当たったときに前記スリーブ（１３）の端部が貫入する開口（２１）を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機（１）。
3. 請求項１または請求項２に記載された斜板式圧縮機であって、
   前記円筒部（１７）を、前記ストッパ（１５）と突き当たる部分にだけ設けたことを特徴とする斜板式圧縮機（１）。

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