JP2009293478A - Swash plate compressor - Google Patents
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Description
本発明は、斜板式圧縮機に関し、とくに、斜板の回転運動をピストンの往復動に変換する機構部分の新規な構造に関する。 The present invention relates to a swash plate compressor, and more particularly to a novel structure of a mechanism portion that converts the rotational movement of a swash plate into the reciprocating motion of a piston.
斜板式圧縮機においては、駆動軸とともに回転される斜板の回転運動がピストンの往復動に変換されるが、この運動変換の際に、斜板とピストンの間には相対回転許容機構が必要になるとともに、シリンダボア内に往復動自在に挿入されたピストンに対してはその自転を阻止する機構が必要となる。斜板とピストンの間の相対回転許容機構としては、例えば、斜板の外周部における両側面に摺接される一対のシューを介して、斜板の回転運動をピストンの往復動に変換する機構が知られており、ピストンの自転阻止機構としては、例えば、ピストンの頸部の圧縮機径方向外側の面をハウジングの内面に対して摺動させ、ピストン全体の往復動を許容しつつその頸部にてピストンの自転を阻止する機構が知られている。 In the swash plate compressor, the rotational motion of the swash plate that rotates together with the drive shaft is converted into the reciprocating motion of the piston. When this motion conversion is performed, a relative rotation allowance mechanism is required between the swash plate and the piston. At the same time, a mechanism for preventing the rotation of the piston inserted in the cylinder bore so as to freely reciprocate is required. As a relative rotation permissible mechanism between the swash plate and the piston, for example, a mechanism that converts the rotational movement of the swash plate into the reciprocating motion of the piston via a pair of shoes that are in sliding contact with both side surfaces of the outer peripheral portion of the swash plate. As a piston rotation prevention mechanism, for example, the outer surface of the piston neck in the radial direction of the compressor is slid against the inner surface of the housing, and the neck of the piston is allowed to reciprocate. A mechanism for preventing the rotation of the piston at the portion is known.
例えば特許文献1には、図4に示すように、斜板式圧縮機101において、駆動軸102とともに回転される斜板103がクランク室104内に配置され、斜板103の回転運動が、斜板103に摺接される一対のシュー105を介して、ピストン106の往復動に変換されるようになっている。ピストン106は、シリンダボア107内に往復動自在に挿入されており、ピストン106の頸部108の圧縮機径方向外側の面を形成する部分が自転阻止部109に構成されて、ハウジング110の内面に対して摺動されることにより、ピストン106の自転が阻止されている。
ところが、上記のような従来のピストン自転阻止機構では、ピストン頸部108とハウジング110の内面との間の摺動に関して、次のような問題を引き起こすおそれがある。すなわち、圧縮機101の1回転中には、ピストン頸部108の自転阻止部109とハウジング110の内面との間の摺動速度が零になる時が2回ある(ピストン上死点と下死点に対応する時)。このように摺動速度が低いと、両者間に潤滑油等による流体潤滑状態は形成しにくく(潤滑油膜切れの問題が発生しやすく)、固体同士の接触摩擦が起こりやすくなる。このような固体接触摩擦が発生すると、摩擦抵抗の増大の原因になるとともに、両者間に摩耗を引き起こすおそれが残る。特許文献1には、ピストン頸部が摺動されるハウジング内面の改良構造が示されているが、この改良構造は専らハウジングの生産性向上と軽量化に寄与するのみで、ピストン頸部との摺動抵抗低減には寄与していない。また、ピストン側、つまり、一対のシューと斜板との間の摺動摩擦については、依然として上記のような問題が残されている。さらにこの部分の摩擦が大きいと、動力損失が大きくなり、圧縮機駆動動力の損失の増大を招くことになる。
However, the conventional piston rotation prevention mechanism as described above may cause the following problems with respect to sliding between the
そこで本発明の課題は、上記のような従来構造における問題点に着目し、ピストン自転阻止部とハウジング間の摩擦力の発生を回避しつつ、さらに斜板からピストン頚部への動力伝達部における摩擦とその摩擦による損失を大幅に低減することが可能な新規な機構を備えた斜板式圧縮機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to focus on the problems in the conventional structure as described above, while avoiding the generation of frictional force between the piston rotation prevention portion and the housing, and further in the friction in the power transmission portion from the swash plate to the piston neck. Another object of the present invention is to provide a swash plate compressor having a novel mechanism capable of greatly reducing loss due to friction.
上記課題を解決するために、本発明に係る斜板式圧縮機は、駆動軸とともに回転される斜板の回転運動をピストンの往復動に変換するために、斜板とピストンの間に相対回転許容機構を有するとともに、ピストンの自転阻止機構を有する斜板式圧縮機において、斜板の外縁部にベアリングを設け、該ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、前記相対回転許容機構および自転阻止機構をともに構成したことを特徴とするものからなる。 In order to solve the above-described problems, a swash plate compressor according to the present invention allows relative rotation between a swash plate and a piston in order to convert the rotational motion of the swash plate rotated together with the drive shaft into the reciprocating motion of the piston. In a swash plate type compressor having a mechanism and a piston rotation prevention mechanism, a bearing is provided at an outer edge of the swash plate, and the relative rotation permissible mechanism and the rotation are brought about by contact between the outer ring of the bearing and the neck of the piston. It consists of what is characterized by having comprised the prevention mechanism together.
すなわち、斜板の外縁部に設けたベアリングにより、従来の斜板からピストン頚部への動力伝達のための摺動(摺接)機構を廃止し、転がりを介した動力伝達機構に変えたものである。したがって、この部分での摺動摩擦は無くなり、転がり摩擦となるので、摩擦力、摩擦損失が大幅に低減されるとともに、潤滑油膜切れの問題も無くなり、良好な潤滑状態が自然に維持されることとなる。また同時に、ベアリングの外輪とピストンの頸部との当接により、ピストンの自転を阻止することが可能になるので、従来のピストン頚部の外面側に形成していた、ハウジング内面との摺動による自転阻止部を廃止することが可能になり、ハウジング内面との間の摺動に起因して発生するおそれのあった問題をすべて回避することが可能になる。 In other words, the conventional sliding (sliding) mechanism for power transmission from the swash plate to the piston neck is abolished by a bearing provided at the outer edge of the swash plate, and it is replaced with a power transmission mechanism via rolling. is there. Therefore, there is no sliding friction in this part, and rolling friction is generated, so that frictional force and friction loss are greatly reduced, and the problem of running out of the lubricating oil film is eliminated, and a good lubricating state is naturally maintained. Become. At the same time, the contact between the outer ring of the bearing and the neck of the piston makes it possible to prevent the rotation of the piston. Therefore, by sliding with the inner surface of the housing formed on the outer surface of the conventional piston neck. It is possible to eliminate the rotation preventing portion, and it is possible to avoid all problems that may have occurred due to sliding with the inner surface of the housing.
このような本発明に係る斜板式圧縮機においては、上記ピストンの頸部の反ベアリング側の面はハウジングに対し非接触状態とされていることが好ましい。このピストンの頸部の外面側は、従来機構ではハウジング内面との摺動面を形成しており、それによってピストンの自転を阻止していたものであるが、このピストン頸部面をハウジングに対し非接触状態とすることにより、この部分で発生していた摺動摩擦を完全に回避でき、それに伴って発生していた潤滑油膜切れ等の問題も完全に回避できる。 In such a swash plate compressor according to the present invention, it is preferable that the surface of the piston on the side opposite to the bearing of the neck portion is not in contact with the housing. In the conventional mechanism, the outer surface side of the neck of the piston forms a sliding surface with the inner surface of the housing, thereby preventing the piston from rotating. By adopting the non-contact state, the sliding friction generated in this portion can be completely avoided, and problems such as the loss of the lubricating oil film that have occurred accompanying this can be completely avoided.
また、上記ベアリングの内輪が斜板の外縁部に嵌着されている構造を採用することができる。原理的には内輪無しの機構も可能であるが、内輪を備え、その内輪が斜板の外縁部に嵌着されている構造とすることにより、ベアリングを部品として取り扱いやすくなるとともに、ベアリングの装着状態を安定して所望の状態に維持できるようになる。 Further, it is possible to adopt a structure in which the inner ring of the bearing is fitted to the outer edge of the swash plate. In principle, a mechanism without an inner ring is also possible, but it is easier to handle the bearing as a component and to install the bearing by providing an inner ring and the inner ring fitted to the outer edge of the swash plate. The state can be stably maintained in a desired state.
また、本発明に係る斜板式圧縮機は、斜板の傾斜角が一定の固定容量圧縮機、斜板の傾斜角が可変の可変容量圧縮機のいずれにも適用できる。 Further, the swash plate compressor according to the present invention can be applied to both a fixed capacity compressor in which the inclination angle of the swash plate is constant and a variable capacity compressor in which the inclination angle of the swash plate is variable.
このような本発明に係る斜板式圧縮機の使用態様についてはとくに限定しないが、車両の燃費低減のために駆動動力の低減と、長期間にわたって優れた耐久性とが求められる車両用空調装置に用いられてとくに好適なものである。 The use mode of the swash plate compressor according to the present invention is not particularly limited. However, the vehicle air conditioner is required to have low driving power and excellent durability over a long period of time in order to reduce vehicle fuel consumption. It is particularly suitable when used.
本発明に係る斜板式圧縮機によれば、斜板の外縁部にベアリングを設けて、斜板とピストンとの間の相対回転許容機構とピストンの自転阻止機構をともに構成できるようにしたので、従来機構のようにハウジングとの間の摺動を利用することなく、したがって、ハウジングとの間に自転阻止のための摩擦抵抗を発生させることなくピストンの自転を阻止することができ、かつ、斜板の回転運動をベアリングの転がりを介してピストンの往復動に変換し、従来の摺動機構に比べ大幅に摩擦抵抗を低減でき、これらの部分全体として、良好な潤滑状態を維持して優れた作動状態、耐久性を達成しつつ、摩擦損失を大幅に低減して圧縮機の動力損失を大幅に低減することができる。 According to the swash plate compressor according to the present invention, a bearing is provided on the outer edge of the swash plate so that the relative rotation permission mechanism between the swash plate and the piston and the rotation prevention mechanism of the piston can be configured together. It is possible to prevent the rotation of the piston without using the sliding with the housing as in the conventional mechanism, and therefore without generating the frictional resistance for preventing the rotation with the housing, and The rotational motion of the plate is converted to the reciprocating motion of the piston through the rolling of the bearing, and the frictional resistance can be greatly reduced compared to the conventional sliding mechanism, and these parts as a whole are excellent in maintaining a good lubrication state. While achieving the operating state and durability, it is possible to greatly reduce the friction loss and the power loss of the compressor.
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機の斜板とピストンの係合状態を示している。斜板式圧縮機全体の基本構成は、図4に示した従来の構造と同じであるので、ここでは本発明による改良部である斜板とピストンの係合について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an engagement state between a swash plate and a piston of a swash plate compressor according to an embodiment of the present invention. Since the basic configuration of the entire swash plate compressor is the same as that of the conventional structure shown in FIG. 4, the engagement between the swash plate and the piston, which is an improved portion according to the present invention, will be described here.
図1において、1は斜板を示しており、2はピストンを示している。斜板1の外縁部にはベアリング3が設けられており、本実施態様では、ベアリング3は、外輪4と内輪5の間に、周方向に多数のコロ6(円筒または円柱状のコロ)を配列したものに構成されている。このベアリング3の内輪5が斜板1の外縁部に嵌着(例えば、圧入)されて、ベアリング3が斜板1に対し所定の位置に固定されており、この状態で外輪4は自由に極めて小さい抵抗をもって回転できるようになっている。このベアリング3の外輪4はピストン2の頸部7の内面に当接されるようになっている。 In FIG. 1, 1 indicates a swash plate, and 2 indicates a piston. A bearing 3 is provided at the outer edge portion of the swash plate 1. In this embodiment, the bearing 3 has a large number of rollers 6 (cylindrical or cylindrical rollers) in the circumferential direction between the outer ring 4 and the inner ring 5. It is organized into an array. The inner ring 5 of the bearing 3 is fitted (for example, press-fitted) to the outer edge portion of the swash plate 1, and the bearing 3 is fixed to the swash plate 1 at a predetermined position. It can be rotated with a small resistance. The outer ring 4 of the bearing 3 is brought into contact with the inner surface of the neck portion 7 of the piston 2.
上記のようにベアリング3が外縁部に嵌着された本発明における斜板1(図2(A))と、従来の図4に示したような単なる円板構造の斜板103(図2(B))とを、比較して図2に示す。従来構造では、斜板103の外周部における両側面が一対のシュー105(図4に図示)との摺接面となっており、この摺接を介して斜板103の回転運動がピストン106(図4に図示)の往復動に変換されていたが、本実施態様では、回転される斜板1に対して、ベアリング3の外輪4が自由に相対回転できるので、この相対回転許容機構を介して、斜板1の回転運動がピストン2の往復動に変換される。
As described above, the swash plate 1 (FIG. 2A) in the present invention in which the bearing 3 is fitted to the outer edge portion, and the
また、従来の図4に示したようなハウジング110の内面との摺動によるピストン頸部108の自転阻止部109を備えたピストン106(図3(B))と、本発明におけるピストン2(図3(A))とを、比較して図3に示す。従来構造では、ピストン106の自転阻止のためにピストン頸部108にハウジング110の内面と摺動する自転阻止部109を形成する必要があったが、本実施態様では、このような自転阻止部をピストン頸部7に設ける必要はなく、ピストン頸部7の内面に当接するベアリング3の外輪4によって、ピストン2の自転が阻止される。したがって、斜板1の外縁部にベアリング3を備えることによって、斜板1とピストン2の間の相対回転許容機構と、ピストン1の自転阻止機構がともに構成されることになっている。
Further, the piston 106 (FIG. 3B) provided with the
このように、上記実施態様では、従来の斜板からピストン頚部への動力伝達のための摺動(摺接)機構を廃止でき、ベアリング3の転がりを介した動力伝達を行うことができ、この部分での摺動摩擦が無くなって転がり摩擦となるので、摩擦力、摩擦損失が大幅に低減される。また、転がり摩擦であるから、潤滑油膜切れの問題も実質的に無くなり、良好な潤滑状態が自然に維持されることになる。また同時に、ベアリング3の外輪4とピストン頸部7の内面との当接により、ピストン1の自転阻止機構が構成されるので、従来のハウジング内面との摺動による自転阻止部をピストン頸部に設けることが不要になり、ハウジング内面との間の摺動に起因する問題がすべて回避される。さらに、ピストン頸部7を薄肉化できるので、ピストン2の軽量化、ひいては圧縮機全体の軽量化にも寄与できることとなる。 Thus, in the above embodiment, the conventional sliding (sliding contact) mechanism for power transmission from the swash plate to the piston neck can be abolished, and power transmission via the rolling of the bearing 3 can be performed. Since there is no sliding friction at the part and it becomes rolling friction, the frictional force and friction loss are greatly reduced. Further, because of rolling friction, the problem of running out of the lubricating oil film is substantially eliminated, and a good lubricating state is naturally maintained. At the same time, since the rotation prevention mechanism of the piston 1 is configured by the contact between the outer ring 4 of the bearing 3 and the inner surface of the piston neck portion 7, the conventional rotation prevention portion by sliding with the inner surface of the housing is used as the piston neck portion. There is no need to provide it, and all problems due to sliding with the inner surface of the housing are avoided. Furthermore, since the piston neck 7 can be thinned, the weight of the piston 2 and, consequently, the weight of the compressor can be reduced.
なお、本発明においては、ベアリングの外縁部とピストン頸部との間の摩擦摩耗低減のため、ベアリング外縁部は外側に膨らむ外R形状とし、ピストン頸部の摺接面は、その外R形状に対応する、内側に凹んだ内R形状としてもよく、加えて、同様の目的で、これらR形状面の少なくとも一方に適当な表面処理を施しておいてもよい。 In the present invention, in order to reduce friction and wear between the outer edge of the bearing and the piston neck, the outer edge of the bearing has an outer R shape that swells outward, and the sliding surface of the piston neck has an outer R shape. In addition, an inner R shape that is recessed inward may be used, and for the same purpose, at least one of these R shape surfaces may be subjected to an appropriate surface treatment.
本発明に係る斜板式圧縮機は、斜板を備えたあらゆるピストン式圧縮機に適用可能であり、とくに、車両用空調装置に用いて好適なものである。 The swash plate compressor according to the present invention can be applied to any piston compressor provided with a swash plate, and is particularly suitable for use in a vehicle air conditioner.
1 斜板
2 ピストン
3 ベアリング
4 外輪
5 内輪
6 コロ
7 ピストンの頸部
1 Swash plate 2 Piston 3 Bearing 4 Outer ring 5 Inner ring 6 Roller 7 Piston neck
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008146831A JP2009293478A (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Swash plate compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008146831A JP2009293478A (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Swash plate compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009293478A true JP2009293478A (en) | 2009-12-17 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2008146831A Pending JP2009293478A (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Swash plate compressor |
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JP (1) | JP2009293478A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109236596A (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 合肥工业大学 | A kind of inclined disc type hydraulic axial plunger pump/motor heavy duty Slipper coupling antifriction disk |
-
2008
- 2008-06-04 JP JP2008146831A patent/JP2009293478A/en active Pending
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CN109236596A (en) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 合肥工业大学 | A kind of inclined disc type hydraulic axial plunger pump/motor heavy duty Slipper coupling antifriction disk |
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