JP2013245632A

JP2013245632A - 可変容量圧縮機

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Publication number: JP2013245632A
Application number: JP2012120954A
Authority: JP
Inventors: Sei Terauchi; 聖寺内
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-12-09
Anticipated expiration: 2032-05-28
Also published as: DE112013002685T5; JP6063150B2; US20150152854A1; WO2013179929A1; CN104334877A; CN104334877B

Abstract

【課題】斜板の貫通孔と駆動軸の外周面との接触部の磨耗が抑制され、スムーズな斜板の傾動を可能とする可変容量圧縮機を提供する。
【解決手段】ハウジングと、ピストンと、ハウジングに回転可能に支持される駆動軸と、駆動軸と一体に回転するロータと、連結手段を介して連結されたロータの回転に同期して回転する斜板と、該斜板の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、クランク室の内部圧力を制御可能な圧力制御弁とを備え、斜板上のピストンの上死点位置に対応する部位からみて、斜板の回転の正方向寄りの圧縮工程側領域が斜板の回転の負方向寄りの吸入工程側領域よりもロータに形成されたスラスト軸受の受け面から遠ざかるように、斜板がロータに対し傾斜して連結されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
【選択図】図８

Description

本発明は、可変容量圧縮機に関し、特に、車両用エアコンシステムに使用される可変容量圧縮機に関する。

特許文献１には、二つの部品を連結ピンによって回動可能に連結するヒンジ機構（リンク機構）が開示されている。また、特許文献２には、駆動軸に対する斜板の挙動を安定化させるために相対移動規制手段を付加する技術が開示されている。

特開２００３−１７２３３３号公報特開２００２−３６４５３０号公報

特許文献１に記載のヒンジ機構（リンク機構）においては、斜板が圧縮荷重に起因した軸方向荷重の作用によって左右方向に傾くと、斜板の貫通孔が傾いて貫通孔が駆動軸の外周面にエッジ接触して接触部が磨耗し、斜板の傾動がスムーズに行なわれなくなるという問題が生じていた。特に、斜板の最大傾角側では圧縮荷重が大きくなるため磨耗の進行が早く、斜板の傾動が阻害されるという問題が生じていた。

そこで本発明の課題は、斜板の貫通孔と駆動軸の外周面との接触部の磨耗が抑制され、スムーズな斜板の傾動を可能とする可変容量圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る可変容量圧縮機は、内部に吐出室、吸入室、クランク室およびシリンダボアが形成されたハウジングと、前記シリンダボア内に配設されたピストンと、前記ハウジングに回転可能に支持される駆動軸と、前記駆動軸と一体に回転するロータと、連結手段を介して連結された前記ロータの回転に同期して回転する斜板と、該斜板の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、開度に応じて前記クランク室の内部圧力を制御可能な圧力制御弁とを備え、
前記開度が変更されて前記クランク室の内部圧力が変更されるとき、前記斜板を前記駆動軸と摺動させつつ前記斜板の前記駆動軸に対する傾角を変更して前記ピストンのストロークを変更することにより、前記吸入室から前記シリンダボアに吸入される冷媒を圧縮して前記吐出室に吐出する際の吐出容量を変更可能に構成される可変容量圧縮機であって、
前記斜板上の前記ピストンの上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の回転の正方向寄りの圧縮工程側領域が前記斜板の回転の負方向寄りの吸入工程側領域よりも前記ロータに形成されたスラスト軸受の受け面から遠ざかるように、前記斜板が前記ロータに対し傾斜して連結されていることを特徴とするものからなる。

このような本発明に係る可変容量圧縮機によれば、可変容量圧縮機の運転により斜板に圧縮荷重が作用したとき、貫通孔と駆動軸の外周面との接触が線接触に近くなり、これにより貫通孔と駆動軸の外周面との接触部の磨耗が抑制されるとともに、斜板の傾動がスムーズになる。

また、前記傾角が最大となるときに、前記上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の前記圧縮工程側領域が前記斜板の前記吸入工程側領域よりも前記スラスト軸受の受け面から遠ざかる度合いが最大となることが好ましい。このような構成によれば、斜板の傾角が最大傾角のときは圧縮荷重が最大となり、最大傾角から傾角が減少するに従い圧縮荷重も小さくなるので、斜板の傾角によらず可変容量圧縮機の実運転時に貫通孔と駆動軸の外周面との接触が線接触に近くなる。

さらに、前記傾角が最小となるときに、前記上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の前記圧縮工程側領域が前記斜板の前記吸入工程側領域よりも前記スラスト軸受の受け面から遠ざかる度合いが最小となり、前記傾角の最小値がほぼ０°に設定されていることが好ましい。最小傾角がほぼ０°では圧縮荷重はほとんど作用しないので、不必要に斜板を傾斜させることが回避できる。

本発明によれば、スムーズな斜板の傾動を簡素な構造で実現した可変容量圧縮機が提供可能となる。

本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機を示す縦断面図である。図１のリンクアームを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た矢視図である。図１の駆動軸とロータの連結体を示す斜視図である。図１の斜板を示す斜視図である。図１の駆動軸、ロータ、リンクアームおよび斜板の連結体を示す正面図である。図１の斜板をロータ側からみた平面図である。図６の第２連結ピンと斜板の連結体を示す部分平面図である。ロータ、駆動軸、リンクアーム、斜板の位置関係を示し、（ａ）は駆動軸とロータの連結体の平面図、（ｂ）はリンクアームの正面図、（ｃ）は斜板の平面図である。図１の斜板に関し、（ａ）は傾角が最大の状態、（ｂ）は傾角が最小の状態を示す。（ａ）（ｂ）それぞれについて、左上図はＣ２、Ｃ１方向からみた矢視図、右上図はＢ２、Ｂ１方向からみた矢視図であり、下図は側面図である。図１の可変容量圧縮機の運転時における斜板の傾きを説明するための模式側面図である。図８の斜板と駆動軸との接触部位を拡大した部分拡大模式断面図である。本発明の他の実施態様に係る可変容量圧縮機の斜板をロータ側からみた平面図である。

本発明に係る可変容量圧縮機は、視覚的にわかりやすいように仮想平面（平面Ｐ１〜Ｐ３）を介して説明すると、以下のようにも説明可能である。すなわち、本発明に係る可変容量圧縮機は、内部に吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、該駆動軸に固定されて駆動軸と一体に回転するロータと、該ロータと連結手段を介して連結し、前記ロータと同期回転して前記駆動軸の軸線に対して傾角が可変となるように前記駆動軸を挿通する貫通孔を介して前記駆動軸に摺動自在に取り付けられた斜板と、該斜板の回転を前記ピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記クランク室の圧力を調整する制御弁とを備え、前記制御弁の開度調整により前記クランク室の圧力を変化させ、前記斜板の傾角を変更して前記ピストンのストロークを調整し、前記吸入室から前記シリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して前記吐出室に吐出する可変容量圧縮機において、
前記駆動軸の軸線と前記斜板の上死点位置とで規定される平面をＰ１、前記斜板の円環状の平面をＰ２、平面Ｐ１と平面Ｐ２の交線を含み平面Ｐ１と直交する平面をＰ３とし、平面Ｐ１で前記斜板を圧縮工程側の領域と吸入工程側の領域に分けたとき、前記駆動軸、前記ロータ、前記連結手段及び前記斜板の連結体において、圧縮工程側の領域にある平面Ｐ２の最外部が、対称位置となる吸入工程側の領域にある平面Ｐ２の最外部より前記ロータに形成されたスラスト軸受の受け面から遠ざかるように、平面Ｐ２が平面Ｐ３に対して所定の角度傾斜していることを特徴とするものからなる。

また、上記所定の角度は斜板の傾角が最大傾角で最も大きくなり、最大傾角から傾角が減少するに従い小さくなることが好ましい。このような構成によれば、斜板の傾角が最大傾角のときは圧縮荷重が最大となり、最大傾角から傾角が減少するに従い圧縮荷重も小さくなるので、斜板の傾角によらず可変容量圧縮機の実運転時に貫通孔と駆動軸の外周面との接触が線接触に近くなる。

なお、斜板の最小傾角はほぼ０°に設定されることが好ましく、所定の角度は最小傾角でほぼ０°であることが好ましい。最小傾角ほぼ０°では圧縮荷重はほとんど作用しないので、不必要に斜板を傾斜させることが回避できる。

以下に、発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（１）可変容量圧縮機
図１に示す可変容量圧縮機１００はクラッチレス圧縮機であって、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３を介して設けられたシリンダヘッド１０４とを備えている。

シリンダブロック１０１と、フロントハウジング１０２とによって規定されるクランク室１４０内を横断して、駆動軸１１０が設けられ、その中間部の周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１には駆動軸１１０が挿通される貫通孔１１１ａが形成され、貫通孔１１１ａは斜板の傾角が斜板１１１の円環状の平面と直交し、斜板の上死点位置と駆動軸の軸線とを含む平面に直交する枢軸Ｋを中心に最大傾角と最小傾角の範囲で傾動可能となるようにその形状が形成されている。斜板１１１は駆動軸１１０に固定されたロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結し、貫通孔１１１ａの側面が駆動軸１１０の外周面に摺動支持されながらその傾角θが変化可能となっている。

尚、貫通孔１１１ａには駆動軸１１０と当接する最小傾角規制部が形成されており、実施例においては、斜板１１１の円環状の平面が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ａの最小傾角規制部は斜板の傾角θがほぼ０°となるように形成されている。尚、最小傾角がほぼ０°とは、最小傾角が−０．５°より大きく０．５°未満であることを指すが、好ましくは最小傾角は０°以上〜０．５°未満に設定される。

ロータ１１２と斜板１１１の間には、斜板１１１を最小傾角に至るまで付勢する圧縮コイルバネからなる傾角減少バネ１１４が装着され、また斜板１１１とバネ支持部材１１６との間には斜板１１１の傾角を最大傾角より小さい所定の傾角まで増大する方向に付勢する圧縮コイルバネからなる傾角増大バネ１１５が装着されている。最小傾角において傾角増大バネ１１５の付勢力は傾角減少バネ１１４の付勢力より大きく設定されているので、駆動軸１１０が回転していないときは、傾角減少バネ１１４の付勢力と傾角増大バネ１１５の付勢力との合力がゼロとなる所定の傾角をなすように斜板１１１が位置決めされる。

駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２の外側に突出したボス部１０２ａ内を貫通して外側まで延在し、図示されない動力伝達装置に連結されている。尚、駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には軸封装置１３０が挿入され、内部と外部とを遮断している。駆動軸１１０及びロータ１１２はラジアル方向に軸受１３１、１３２で支持され、スラスト方向に軸受１３３、スラストプレート１３４で支持されており、外部駆動源からの動力が動力伝達装置に伝達され、駆動軸１１０は動力伝達装置の回転と同期して回転可能となっている。尚、駆動軸１１０のスラストプレート１３４への当接部とスラストプレート１３４との隙間は、調整ネジ１３５により所定の距離に調整されている。

シリンダボア１０１ａ内にはピストン１３６が配置され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は一対のシュー１３７を介してピストン１３６と連動する構成となっている。したがって、斜板１１１の回転によりピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復動することが可能である。

シリンダヘッド１０４には、中心部側に吸入室１４１と、吸入室１４１の径方向外側部分を環状に取り囲む吐出室１４２とが区画形成されている。吸入室１４１は、シリンダボア１０１ａとは、バルブプレート１０３に設けられた連通孔１０３ａ、吸入弁（図示せず）を介して連通している。吐出室１４２は、シリンダボア１０１ａとは、吐出弁（図示せず）、バルブプレート１０３に設けられた連通孔１０３ｂを介して連通している。

フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、シリンダヘッド１０４が、図示しないガスケットを介して複数の通しボルト１０５によって締結されて圧縮機ハウジングが形成される。

また図１中、シリンダブロック１０１の上部にはマフラが設けられ、マフラは蓋部材１０６と、シリンダブロック１０１上部に区画形成された形成壁１０１ｂが図示しないシール部材を介してボルトで締結されることにより形成される。マフラ空間１４３には逆止弁２００が配置されている。逆止弁２００は、連通路１４４とマフラ空間１４３との接続部に配置され、連通路１４４（上流側）とマフラ空間１４３（下流側）との圧力差に応答して動作し、例えば圧力差が所定値より小さい場合に連通路１４４を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合に連通路１４４を開放する。このように吐出室１４２は、連通路１４４、逆止弁２００、マフラ空間１４３及び吐出ポート１０６ａで形成される吐出通路を介してエアコンシステムの吐出側冷媒回路と接続されている。

シリンダヘッド１０４には、吸入ポート１０４ａ、連通路１０４ｂが形成され、吸入室１４１は、連通路１０４ｂ及び吸入ポート１０４ａで形成される吸入通路を介してエアコンシステムの吸入側冷媒回路と接続されている。吸入通路は、シリンダヘッド１０４の径方向外側から吐出室１４２の一部を横切るように直線状に伸びている。

シリンダヘッド１０４には、さらに制御弁３００が設けられている。制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する連通路１４５の開度を調整し、クランク室１４０への吐出ガス導入量を制御する。また、クランク室１４０内の冷媒は、連通路１０１ｃ、空間１４６、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃを経由して吸入室１４１へ流れる。

したがって制御弁３００によりクランク室１４０の圧力を変化させ、斜板１１１の傾角を変化させる（つまり、ピストン１３６のストロークを変化させる）ことにより可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変に制御することができる。

エアコン作動時（つまり、可変容量圧縮機１００が作動状態にある時）には、外部信号に基づいて制御弁３００に内蔵されるソレノイドへの通電量が調整され、吸入室１４１の圧力が所定値になるように吐出容量が可変に制御される。制御弁３００は、外部環境に応じて吸入圧力を最適に制御することができる。

またエアコン非作動時（つまり、可変容量圧縮機１００が非作動状態にある時）には、制御弁３００に内蔵されるソレノイドへの通電をＯＦＦすることにより、連通路１４５を強制開放し、可変容量圧縮機１００の吐出容量を最小に制御することができる。

（２）リンク機構
駆動軸１１０にはロータ１１２が固定され、ロータ１１２には一対の第１アーム１１２ａが突設されている。一対の第１アーム１１２ａの内側に、ほぼ筒状に形成されたリンクアーム１２１の一端側１２１ａがガイドされる。さらに、第１アーム１１２ａに形成された貫通孔１１２ｂと、リンクアーム１２１の一端側１２１ａに形成された貫通孔１２１ｂとの中に、連結手段としての第１連結ピン１２２を挿通することにより、リンクアーム１２１は、一対の第１アーム１１２ａにガイドされながら第１連結ピン１２２の軸心を回転中心として回動可能となっている。

尚、第１連結ピン１２２はリンクアーム１２１に形成された貫通孔１２１ｂに圧入保持され、第１連結ピン１２２の外周と第１アーム１１２ａに形成された貫通孔１１２ｂとの間には微小な隙間が形成されている。

リンクアーム１２１の他端側１２１ｃは、筒状に形成された一端側１２１ａから突設された一対のアームとなっており、その内側に斜板１１１から突設された第２アーム１１１ｂがガイドされる。リンクアーム１２１の他端側１２１ｃに形成された貫通孔１２１ｄと、第２アーム１１１ｂに形成された貫通孔１１１ｃとの中に、連結手段としての第２連結ピン１２３を挿通することにより、リンクアーム１２１と斜板１１１とが連結され、第２連結ピン１２３の軸心を中心としてリンクアーム１２１と斜板１１１とが相対的に回動可能となっている。尚、第２連結ピン１２３は第２アーム１１１ｂの貫通孔１１１ｃに圧入保持され、第２連結ピン１２３の外周とリンクアーム１２１に形成された貫通孔１２１ｄとの間には微小な隙間が形成されている。

第１アーム１１２ａ、第２アーム１１１ｂ、リンクアーム１２１、第１連結ピン１２２及び第２連結ピン１２３からリンク機構１２０が構成されている。したがって斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結し、ロータ１１２の回転トルクを受けることで回転し、かつ駆動軸１１０に沿ってその傾角が変化可能となっている。

（３）第２連結ピン（傾斜配置）
図５は駆動軸１１０、ロータ１１２、リンク機構１２０及び斜板１１１の連結体を、リンク機構１２０に正対する方向から見た状態を示したものである。

Ｐ１で示される線分は駆動軸１１０の軸線と斜板の上死点位置（及び下死点位置）とで規定される平面Ｐ１であって、この平面Ｐ１は図１の断面に相当する。尚、斜板の上死点位置とはピストン１３６の圧縮工程が終了する位置を指し、下死点位置とはピストン１３６の吸入工程が終了する位置を指す。Ｐ２は斜板１１１の円環状の平面Ｐ２であって、Ｐ３は平面Ｐ１と平面Ｐ２との交線Ｇ（図中手前側から奥に向かっている線分）を含み平面Ｐ１と直交する平面Ｐ３を指す。尚、平面Ｐ１で斜板１１１を圧縮工程側の領域と吸入工程側の領域に分けたとき、図中右側が圧縮工程側、図中左側が吸入工程側となる。

本実施態様において、斜板１１１の円環状の平面Ｐ２は２面あるので、どちらか一方をＰ２に決めれば良い。

図６は斜板１１１をロータ１１２側から見た状態を示したものである。図中Ｕは、斜板１１１の円環状の平面Ｐ２と直交し、斜板の上死点位置と貫通孔１１１ａの両側面の中心を含む平面Ｕであり、Ｖは平面Ｐ２と直交し、かつ平面Ｕと直交する斜板の枢軸Ｋを含む平面Ｖである。平面Ｕと平面Ｖの交線を駆動軸１１０の軸心と一致させた状態が斜板の傾角０°の状態である。平面Ｕは図中上側が斜板の上死点位置、下側が斜板の下死点位置に一致しており、実質的には平面Ｐ１と一致している。第２アーム１１１ｂの中心は平面Ｕに一致している。

図６に示すように、第２アーム１１１ｂの貫通孔１１１ｃの軸方向に沿う軸線ｍは、平面Ｕと直交し平面Ｕ上で軸線ｍと交差する軸線ｎに対して平面Ｕ上での交点を中心に角度αだけ傾斜するように加工されているここで軸線ｎは、角度αまで傾斜させない場合の貫通孔１１１ｃの軸方向に沿う軸線である。したがって、図７に示すように貫通孔１１１ｃに圧入固定された第２連結ピン１２３は、図中右側の端部が平面Ｖに近づき、左側の端部が平面Ｖから遠ざかるように角度αだけ傾斜している。尚、図５及び図７で角度αは誇張して描かれているが、実際には例えば０．５°未満の小さな角度である。角度αは０．２°〜１°、好ましくは０．２°〜０．５°の範囲に設定される。

第２連結ピン１２３は斜板の傾角０°では平面Ｐ２と平行であるから、傾角０°の場合、図５に示すように平面Ｐ２は平面Ｐ３に一致している。つまり斜板１１１の円環状の平面Ｐ２は平面Ｐ１に直交している。

（４）斜板の貫通孔（オフセット）
第２連結ピン１２３の両端部は、リンクアーム１２１の貫通孔１２１ｄに挿通されて支持されるが、リンクアーム１２１の貫通孔１２１ｄは図６に示す軸線ｎと平行であり、さらにリンクアームの貫通孔１２１ｂ及び第１アームの貫通孔１１２ｂの軸方向に沿う軸線と平行である。

駆動軸１１０、ロータ１１２、リンク機構１２０及び斜板１１１を１つの連結体とした場合に、第２連結ピン１２３が傾斜していると、第２連結ピン１２３は貫通孔１２１ｄに拘束されているので、斜板１１１が斜板の貫通孔１１１ａと駆動軸１１０の外周面との隙間の範囲内で、軸線ｍと軸線ｎの交点を中心に図６中の反時計方向に回転し、その結果、貫通孔１１１ａの吸入工程側の側面が駆動軸１１０の外周面に接触する。

貫通孔１１１ａの吸入工程側の側面で駆動軸１１０の外周面が接触すると、圧縮荷重が作用したとき斜板１１１の傾きが大きくなり、圧縮荷重の作用点と接触点との距離が圧縮工程側の側面で接触させる場合より大きくなり、摩擦力によって斜板１１１の変角方向の傾動がスムーズに行なわれない恐れがある。

そこで、図８に示すように、駆動軸１１０の軸線を貫通孔１１１ａの両側面の中心からΔＬだけオフセットさせてある。

図８（ａ）は駆動軸１１０とロータ１１２の連結体を斜板１１１側から見たもので、Ｔは駆動軸１１０の軸線を含み第１アーム１１２ａの内側の面（リンクアームの一端側１２１ａが当接するガイド面）と平行な平面Ｔである。

ロータ１１２の一対の第１アーム１１２ａは平面Ｔに平行に配置され、図中左側の第１アーム１１２ａ１におけるリンクアームの一端１２１ａ側のガイド面と平面Ｔとの距離Ｌ１は、第１アーム１１２ａ２におけるリンクアームの一端１２１ａ側のガイド面と平面Ｔとの距離Ｌ２より僅かに大きくなっている。つまり一対の第１アーム１１２ａのガイド面は平面Ｔに対して対称に配置されておらず、一対の第１アーム１１２ａの中心は平面Ｔに対して図中左側にΔＬ＝（Ｌ１−Ｌ２）／２だけオフセットしている。尚、ΔＬは図中では誇張して描かれているが、、実際には例えば０．２ｍｍ以下の極めて小さな値である。

また図８（ｂ）に示すように、リンクアーム１２１の一端１２１ａ側の両端（当接部）及び一対のアーム１２１ｃにおける第２アーム１１１ｂの２つのガイド面はリンクアーム１２１の中心に対して左右対称に配置されており、したがってリンクアーム１２１の中心と、図８（ｃ）に示す平面Ｕは一致している。

したがって、平面Ｔは貫通孔１１１ａの両側面の中心対して図中左方向にΔＬだけオフセットされており、これによって、第２連結ピン１２３が傾斜していても貫通孔１１１ｃの圧縮工程側の側面が駆動軸１１０の外周面に接触するようになっている。

（５）斜板の円環状の平面の傾動
図９は、斜板の傾角が変化したときに平面Ｐ２が平面Ｐ３に対してどのように傾くのか示したものである。図９（ａ）は斜板の傾角が最大傾角、図９（ｂ）は斜板の傾角が最小傾角の状態を示す。尚、駆動軸１１０、ロータ１１２、リンク機構１２０及び斜板１１１の連結体の上側に、第２連結ピン１２３及び斜板１１１を矢視の方向から見た状態を模式的に示した。

斜板の傾角が最小傾角０°では、図９（ｂ）左上図に示すように第２連結ピン１２３は平面Ｐ２に平行であり、したがって図９（ｂ）右上図に示すように、平面Ｐ２は平面Ｐ３に一致している。つまり斜板の円環状の平面Ｐ２は平面Ｐ１に直交している。

斜板の傾角が増大して最大傾角となると、図７に示すように第２連結ピン１２３が傾斜しているので、図９（ａ）左上図に示すように、第２連結ピン１２３の図７の左側端部（吸入工程側）がロータの基準面Ｒから遠ざかる方向に、右側端部（圧縮工程側）がロータの基準面Ｒに近づく方向に移動しようとする。尚、ロータの基準面Ｒは軸受１３３の受け面である。

しかしながら、第２連結ピン１２３の両端部はリンクアームの貫通孔１２１ｄで拘束されているので、第２連結ピン１２３自身は第２連結ピン１２３と貫通孔１２１ｄとの間の隙間の範囲を超えて傾くことができず、その結果、図９（ａ）右上図に示すように、斜板１１１が第２連結ピン１２３の傾き方向と逆方向に傾くことになる。

つまり斜板の円環状の平面Ｐ２は、圧縮工程側の最外部がロータの基準面Ｒから最も遠ざかる方向に移動し、吸入工程側の最外部がロータの基準面Ｒに最も近づく方向に移動して、平面Ｐ３に対して角度β傾斜している。したがって平面Ｐ２と平面Ｐ３とのなす角は斜板の傾角が０°ではゼロで、傾角が増大する従い大きくなり、最大傾角で最大の角度βとなる。

可変容量圧縮機１００が作動してピストン１３６がガスを圧縮すると、その圧縮荷重がピストン１３６を介して斜板１１１に作用する。

圧縮荷重の無い無負荷状態では平面Ｐ２は平面Ｐ３に対して傾いており、圧縮工程側の面がロータの基準面から遠ざかる方向にあるが、ピストン１３６がガスを圧縮すると圧縮荷重が作用するので斜板の平面Ｐ２が平面Ｐ３に近づくように斜板１１１が傾く。斜板の傾角が最大傾角で運転されるような負荷条件では圧縮荷重も大きくなるので、図１０に示すように、最大傾角の近傍で運転したときの斜板の平面Ｐ２が平面Ｐ３にほぼ一致するように、角度βひいては角度αが設定されている。

これにより、圧縮荷重の大きな負荷条件で可変容量圧縮機１００を運転したときに平面Ｐ２が平面Ｐ３とほぼ一致するので、図１１に示すように貫通孔１１１ａの傾きが抑制されて貫通孔１１１ａの圧縮工程側の側面と駆動軸１１０の外周面との接触が線接触に近くなる。これにより貫通孔１１１ａと駆動軸１１０の外周面との接触部の磨耗が抑制されるとともに、斜板１１１の傾動がスムーズになる。

無負荷状態では平面Ｐ２は平面Ｐ３に対して傾いているが、斜板の傾角が小さくなればその傾きも小さくなり、また圧縮荷重も斜板の傾角が小さくなれば小さくなるので、斜板の傾角によらず実運転したときの平面Ｐ２は平面Ｐ３に近づく。したがって斜板の傾角によらず、貫通孔１１１ａの圧縮工程側の側面と駆動軸１１０の外周面との接触が線接触に近くなり、貫通孔１１１ａと駆動軸１１０の外周面との接触部の磨耗が抑制されるとともに、斜板の傾動がスムーズになる。

上述の実施態様では連結手段としてリンク機構を例示したが、その他のヒンジ機構（例えば特許文献２に示されるようなもの）であっても良い。

また、上述の実施態様ではロータの第１アームをオフセットさせているが、リンクアームあるいは斜板の第２アームをオフセットさせても良い。

また、上述の実施態様では第２アームに対して第２連結ピンを角度αだけ傾斜させているが、図１２に示すように第２アームを平面Ｕに対して圧縮工程側の領域に向けて角度αだけ傾斜させ、これによって第２連結ピンの軸線ｍを軸線ｎに対して角度αだけ傾斜させても良い（この場合、第２連結ピンは第２アームに対して直交して配置される。）。

さらに、上述の実施態様ではクラッチレス圧縮機を例示したが、電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機や、揺動板タイプの可変容量圧縮機、さらにモータで駆動される可変容量圧縮機にも本発明を適用できる。

本発明は、車両用エアコンシステム等の可変容量圧縮機として利用可能である。

１００圧縮機
１０１シリンダブロック
１０１ａシリンダボア
１０１ｂ形成壁
１０１ｃ連通路
１０２フロントハウジング
１０２ａボス部
１０３バルブプレート
１０３ａ、１０３ｂ連通孔
１０３ｃオリフィス
１０４シリンダヘッド
１０４ａ吸入ポート
１０４ｂ連通路
１０５通しボルト
１０６蓋部材
１０６ａ吐出ポート
１１０駆動軸
１１１斜板
１１１ａ貫通孔
１１１ｂ第２アーム
１１１ｃ貫通孔
１１２ロータ
１１２ａ、１１２ａ１、１１２ａ２第１アーム
１１２ｂ貫通孔
１１４傾角減少バネ
１１５傾角増大バネ
１１６バネ支持部材
１２０リンク機構
１２１リンクアーム
１２１ａリンクアームの一端
１２１ｂ貫通孔
１２１ｃリンクアームの他端
１２１ｄ貫通孔
１２２第１連結ピン
１２３第２連結ピン
１３０軸封装置
１３１、１３２、１３３軸受
１３４スラストプレート
１３５調整ネジ
１３６ピストン
１３７シュー
１４０クランク室
１４１吸入室
１４２吐出室
１４３マフラ空間
１４４、１４５連通路
１４６空間
２００逆止弁
３００制御弁
Ｋ枢軸
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｔ，Ｕ、Ｖ平面

Claims

内部に吐出室、吸入室、クランク室およびシリンダボアが形成されたハウジングと、前記シリンダボア内に配設されたピストンと、前記ハウジングに回転可能に支持される駆動軸と、前記駆動軸と一体に回転するロータと、連結手段を介して連結された前記ロータの回転に同期して回転する斜板と、該斜板の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、開度に応じて前記クランク室の内部圧力を制御可能な圧力制御弁とを備え、
前記開度が変更されて前記クランク室の内部圧力が変更されるとき、前記斜板を前記駆動軸と摺動させつつ前記斜板の前記駆動軸に対する傾角を変更して前記ピストンのストロークを変更することにより、前記吸入室から前記シリンダボアに吸入される冷媒を圧縮して前記吐出室に吐出する際の吐出容量を変更可能に構成される可変容量圧縮機であって、
前記斜板上の前記ピストンの上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の回転の正方向寄りの圧縮工程側領域が前記斜板の回転の負方向寄りの吸入工程側領域よりも前記ロータに形成されたスラスト軸受の受け面から遠ざかるように、前記斜板が前記ロータに対し傾斜して連結されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
前記傾角が最大となるときに、前記上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の前記圧縮工程側領域が前記斜板の前記吸入工程側領域よりも前記スラスト軸受の受け面から遠ざかる度合いが最大となる、請求項１に記載の可変容量圧縮機。
前記傾角が最小となるときに、前記上死点位置に対応する部位からみて、前記斜板の前記圧縮工程側領域が前記斜板の前記吸入工程側領域よりも前記スラスト軸受の受け面から遠ざかる度合いが最小となり、前記傾角の最小値がほぼ０°に設定されている、請求項１または２に記載の可変容量圧縮機。