JP2015063892A - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの往復運動等に起因して斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントを低減することが可能な容量可変型斜板式圧縮機の提供にある。【解決手段】可動部材５１は、回転支持体２２と連結される連結部と、連結部から斜板２４へ向けて延在し、連結部を支点として、駆動軸１７の回転に伴う遠心力により、駆動軸１７の径方向外側へ変位可能なウエイト部５３とを有し、斜板２４は、ウエイト部５３が当接される案内面６１を備え、ウエイト部５３は、斜板２４の最大傾角時に、斜板２４の傾斜角度を小さくする軸方向の成分Ｆｔが最大となる付勢力を案内面６１に与え、斜板２４の最小傾角時に、斜板２４の傾斜角度を小さくする軸方向の成分Ｆｔが最小となる付勢力を案内面６１に与える。【選択図】 図６

Description

この発明は、容量可変型斜板式圧縮機に関する。

容量可変型斜板式圧縮機の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された可変容量圧縮機が知られている。
特許文献１に開示された可変容量圧縮機は、吐出室、吸入室、クランク室およびシリンダボアが区画形成されたハウジングを備え、シリンダボアにはピストンが配設されている。
ハウジング内には駆動軸が回転可能に支持されており、駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板を含む変換機構が設けられている。
特許文献１に開示された可変容量圧縮機は、クランク室と吸入室との圧力差を変化させることによりピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入された流体を圧縮して吐出室に吐出する。

特開２００９−２９９４７９号公報

しかしながら、従来の容量可変型斜板式圧縮機では、駆動時における斜板の傾角が大きくなるほど、ピストンの往復運動等に起因して斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントが増大する。
特に、斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントは駆動軸が高回転になるほど大きくなる。
斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントが増大すると、斜板の傾角を小さくするために必要な制御圧室（クランク室）へ供給する冷媒ガスを増やさなくてはならない。
この場合、容量可変型斜板式圧縮機の運転効率が低下するほか、冷媒の容量制御の応答性が悪化するという問題を招く。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ピストンの往復運動等に起因して斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントを低減することが可能な容量可変型斜板式圧縮機の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数のシリンダボアを備えたハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸と一体回転する回転支持体と、前記駆動軸が挿通される挿通孔を有する斜板と、前記回転支持体を介して前記駆動軸からの駆動力を得て前記斜板を回転するとともに、前記駆動軸に対する斜板の傾角変更を許容するヒンジ機構と、前記シリンダボア内に摺動自在に収容され、前記斜板の回転運動を受けて、前記シリンダボア内を往復動するピストンと、前記駆動軸の回転に伴う遠心力を受けて変位する可動部材と、を備えた容量可変型斜板式圧縮機において、前記可動部材は、前記回転支持体又は前記ヒンジ機構と連結される連結部と、前記連結部から前記斜板へ向けて延在し、前記連結部を支点として、前記駆動軸の回転に伴う遠心力により、前記駆動軸の径方向外側へ変位可能なウエイト部とを有し、前記斜板は、前記ウエイト部が当接される案内面を備え、前記ウエイト部は、前記斜板の最大傾角時に、前記斜板の傾斜角度を小さくする軸方向の成分が最大となる付勢力を前記案内面に与え、前記斜板の最小傾角時に、前記斜板の傾斜角度を小さくする軸方向の成分が最小となる付勢力を前記案内面に与えることを特徴とする。

本発明では、駆動軸が回転すると回転支持体又はヒンジ機構と連結された可動部材が遠心力を受け、ウエイト部が斜板に当接し、ウエイト部は遠心力に応じた付勢力を案内面に与える。
案内面に与られるウエイト部からの付勢力は斜板の傾角を小さくする軸方向成分を有している。
斜板の最大傾角時には付勢力の斜板の傾角を小さくする軸方向成分は最大となり、斜板の最小傾角時には付勢力の斜板の傾角を小さくする軸方向成分は最小となる。
このため、ピストンの往復運動等に起因して斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントとウエイト部からの付勢力の斜板の傾角を小さくする軸方向成分との相殺により、斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントが低減される。
その結果、容量可変型斜板式圧縮機の運転効率の低下を防止することができるほか、冷媒の容量制御の応答性が向上させることができる。

また、上記の容量可変型斜板式圧縮機において、前記可動部材は、前記ヒンジ機構の径方向中心側における前記回転支持体と前記斜板との間に位置する構成としてもよい。
この場合、可動部材を限られたスペースに設けることができ、可動部材を設けるためのスペースを別途必要とすることがなく、容量可変型斜板式圧縮機の大型化を回避することができる。

また、上記の容量可変型斜板式圧縮機において、前記ヒンジ機構は、前記回転支持体に設けた回転支持体側ヒンジ部と、前記斜板に設けた斜板側ヒンジ部を有し、前記案内面は、前記斜板側ヒンジ部の径方向中心側に形成されている構成としてもよい。
この場合、既存のヒンジ機構の斜板側ヒンジ部に案内面を形成するため、案内面を形成するために別途の部材を設ける必要がなく、ヒンジ機構を有効活用することができる。

また、上記の容量可変型斜板式圧縮機において、回転停止時における前記ウエイト部の位置を規定する規定部材を設けた構成としてもよい。
この場合、駆動軸の回転停止時から再び回転するとき、遠心力を受けるウエイト部が確実に変位できるようにすることができる。

本発明によれば、ピストンの往復運動等に起因して斜板の傾角を大きくさせようとするモーメントを低減することが可能な容量可変型斜板式圧縮機を提供することができる。

第１の実施形態に係る容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る容量可変型斜板式圧縮機の要部を示す斜視図であり、（ｂ）は可動部材の斜視図である。 （ａ）は駆動軸に固定された回転支持体を示す側面図であり、（ｂ）はリヤハウジング側から見た回転支持体の正面図である。 （ａ）は斜板が組み付けられる前の状態の駆動軸を示す側面図であり、（ｂ）はシリンダブロック側から見た回転支持体、可動部材および押え板の正面図である。 （ａ）は斜板が組み付けられた状態の駆動軸を示す側面図であり、（ｂ）はフロントハウジング側から見た斜板の正面図である。 （ａ）は最大容量運転時において可動部材から斜板に作用する力を説明する作用説明図であり、（ｂ）最小容量運転時において可動部材から斜板に作用する力を説明する作用説明図である。 （ａ）は圧縮機の特定の回転数における斜板のモーメントと傾角との関係を示す特性図であり、（ｂ）は比較例としての従来技術に係る圧縮機の特定の回転数における斜板のモーメントと傾角との関係を示す特性図である。 第２の実施形態に係る容量可変型斜板式圧縮機の要部の縦断面図である。 （ａ）は駆動軸、回転支持体、斜板およびヒンジ機構の平面図であり、（ｂ）は可動部材の斜視図である。 （ａ）は最大容量運転時において可動部材から斜板に作用する力を説明する作用説明図であり、（ｂ）最小容量運転時において可動部材から斜板に作用する力を説明する作用説明図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る容量可変型斜板式圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する）について図面を参照して説明する。

図１に示す圧縮機１０では、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が接合され、シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３が接合されている。
シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、複数の通しボルト１４（図１においては１つのみ示す）により相互に接続されている。
シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、圧縮機のハウジングの全体を構成する要素である。

フロントハウジング１２とシリンダブロック１１との接合により、フロントハウジング１２内に制御圧室１５が形成される。
シリンダブロック１１には軸孔１６が形成されている。
軸孔１６には駆動軸１７が挿通され、駆動軸１７はシリンダブロック１１にラジアル軸受１８を介して回転自在に支持されている。
また、フロントハウジング１２には、軸孔１９が形成されており、軸孔１９にラジアル軸受２０を介して駆動軸１７が挿通されている。
軸孔１９には軸封装置２１が設けられている。
制御圧室１５から外部へ突出する駆動軸１７は、エンジン等の外部駆動源（図示せず）から回転駆動力を得る。

駆動軸１７には回転体としての回転支持体２２が固定されており、回転支持体２２は駆動軸１７と一体回転可能である。
回転支持体２２とフロントハウジング１２の内壁面との間には、駆動軸１７の軸心Ｐ方向への荷重を受けるスラスト軸受２３が介在されている。
回転支持体２２には、斜板２４が駆動軸１７の軸心Ｐ方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。
斜板２４の中心側には駆動軸１７が挿入される挿通孔２５が形成されている。

回転支持体２２には支持体側ヒンジ部としての支持体側突起部２６が斜板２４に向けて突設されており、斜板２４には斜板側ヒンジ部としての一対の斜板側突起部２７が回転支持体２２に向けて突設されている。
図２（ａ）に示すように、斜板側突起部２７は、回転支持体２２における支持体側突起部２６の両側に位置する。
斜板側突起部２７は、支持体側突起部２６を挟むような状態で移動可能である。
図１では、一方の斜板側突起部２７が図示され、他方の斜板側突起部２７は図示されない。
一対の支持体側突起部２６の内側にはカム面２８がそれぞれ形成されており、斜板側突起部２７の先端部はカム面２８と摺接する。
斜板２４は、支持体側突起部２６を挟む一対の斜板側突起部２７と、カム面２８との連係により駆動軸１７の軸心Ｐ方向へ傾動可能かつ駆動軸１７と一体的に回転可能である。
支持体側突起部２６、斜板側突起部２７およびカム面２８は、斜板２４と回転支持体２２との間に設けられるヒンジ機構を構成する。
ヒンジ機構は、回転支持体２２に対する斜板２４の傾動変更を許容し、かつ駆動軸１７から斜板２４へトルク伝達可能に連結する。

駆動軸１７にはコイルスプリング３０が嵌挿されており、コイルスプリング３０は回転支持体２２と斜板２４との間に位置する。
コイルスプリング３０は斜板２４を回転支持体２２から離す付勢力を斜板２４に付与する。
また、駆動軸１７にはコイルスプリング３１が嵌挿されており、コイルスプリング３１は斜板２４とシリンダブロック１１との間に位置する。
コイルスプリング３１は、斜板２４をシリンダブロック１１から離す付勢力を斜板２４に付与する。

斜板２４が回転支持体２２側へ移動すると、駆動軸１７の径方向に対する斜板２４の傾角が増大する。
斜板２４の最大傾角は、回転支持体２２と斜板２４との当接により規定される。
因みに、図１に示す斜板２４は最大傾角の状態にある。
斜板２４の傾角は、駆動軸１７の軸心Ｐ方向と直交する面と斜板２４との角度である。

図１に示すように、シリンダブロック１１に形成された複数のシリンダボア３２内には、ピストン３３が往復動するように摺動自在に収容されている。
シリンダボア３２とピストン３３の端面とにより圧縮室３４が区画される。
斜板２４の回転運動は、シュー３５を介してピストン３３の前後往復運動に変換され、ピストン３３がシリンダボア３２内を往復動する。

リヤハウジング１３内には隔壁３６が形成されており、隔壁３６により吸入室３７と吐出室３８とが区画形成されている。
シリンダブロック１１とリヤハウジング１３との間には、バルブプレート３９、弁形成プレート４０、４１及びリテーナ形成プレート４２が介在されている。
バルブプレート３９、弁形成プレート４１には吸入ポート４３が形成されている。
バルブプレート３９及び弁形成プレート４０には吐出ポート４４が形成されている。
弁形成プレート４０には吸入弁４５が形成されており、弁形成プレート４１には吐出弁４６が形成されている。
リテーナ形成プレート４２には、吐出弁４６の開度を規制するリテーナ４７が形成されている。

吸入室３７へ冷媒を導入する吸入通路（図示せず）と、吐出室３８から冷媒を排出する吐出通路（図示せず）とは、外部冷媒回路（図示せず）に接続されている。

吐出室３８と制御圧室１５は給気通路４８により連通している。
リヤハウジング１３には容量制御弁４９が設けられており、容量制御弁４９は給気通路４８を通る冷媒ガスの流量を制御する。
吸入室３７と制御圧室１５は抽気通路５０により連通している。
抽気通路５０は容量制御弁４９よび給気通路４８との協働により制御圧室１５の圧力を制御するための要素である。

容量制御弁４９の弁開度の増大により、給気通路４８を通る冷媒ガスの流量が増大すると、制御圧室１５内の圧力が高くなり、斜板２４の傾角が減少する。
容量制御弁４９の弁開度の減少により給気通路４８を通る冷媒ガスの流量が減少すると、制御圧室１５内の圧力が低くなり、斜板２４の傾角が増大する。

ところで、本実施形態の圧縮機１０は、駆動軸１７の回転による遠心力を受けて可動する可動部材５１を備えている。
可動部材５１は、斜板２４の傾角を大きくするモーメントを低減するために設けた部材であり、斜板２４の傾角を小さくする軸方向の成分を有する付勢力を駆動軸１７の回転時に斜板２４に付与する。
可動部材５１は、ヒンジ機構の径方向中心側における回転支持体２２と斜板２４との間に位置する。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、可動部材５１は、回転支持体２２により支持される連結部としての軸部５２と、軸部５２の両端部に揺動自在に遊嵌される一対のウエイト部５３とを備えている。
軸部５２におけるウエイト部５３が遊嵌される両端部の軸径はウエイト部５３の間となる中間部の軸径と比べて小さく設定されている。
ウエイト部５３の基部には軸部５２が挿通される軸孔５４が形成されており、ウエイト部５３の先端部は斜板２４側に向けて延在する。
一対のウエイト部５３は軸部５２の両端部に遊嵌されているが、抜け止め部材（図示せず）により軸部５２から抜けない状態にある。
ウエイト部５３の先端部は断面円弧状の曲面５５を備えている。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、回転支持体２２における支持体側突起部２６の基部側であって駆動軸１７側となる部位には、軸部５２が回転支持体２２に支持されるように軸溝５６が形成されている。
軸溝５６に挿入された軸部５２は駆動軸１７と干渉せず、軸部５２の軸方向は、軸心Ｐおよび斜板２４の傾動する方向と直交する方向である。
軸部５２が軸溝５６に挿入されている状態では、可動部材５１のウエイト部５３は軸部５２を支点として駆動軸１７の径方向外側へ変位可能である。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、可動部材５１の軸部５２の軸溝５６からの脱落を防止する押え板５７が駆動軸１７に装着されている。
押え板５７は規定部材に相当し、軸部５２の軸溝５６からの脱落を防止するほか、回転停止時におけるウエイト部５３の位置を規定する。
図４（ｂ）に示すように、押え板５７には、駆動軸１７の挿通を可能とする通孔５８と、ウエイト部５３の位置に対応して形成された一対の切り欠き５９が形成されている。
押え板５７における切り欠き５９の底辺となる縁部６０にウエイト部５３が当接することによりウエイト部５３の姿勢が規定される。
本実施形態では、駆動軸１７が回転停止状態から再び回転されたとき、遠心力によりウエイト部５３の先端部が駆動軸１７の径方向外側へ変位できるように、ウエイト部５３の姿勢が規定されている。
押え板５７はコイルスプリング３０による付勢力を受けて常に回転支持体２２側へ押し付けられている。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、斜板側突起部２７の中心側には、ウエイト部５３の曲面５５が当接する案内面６１が形成されている。
図５（ｂ）では案内面６１をハッチングにより示す。
ウエイト部５３の曲面５５は、駆動軸１７の回転時におけるウエイト部５３の軸部５２を支点とする揺動により、斜板側突起部２７の中心側に形成された案内面６１と当接する。
案内面６１におけるウエイト部５３が当接する当接位置は、斜板２４の傾角によって異なる。

なお、本実施形態では、駆動軸１７に固定された回転支持体２２に対して可動部材５１を装着し、押え板５７を駆動軸１７に装着する。
次に、コイルスプリング３０を駆動軸１７に嵌装し、さらに斜板２４を駆動軸１７に嵌装することにより、押え板５７がコイルスプリング３０の付勢力により回転支持体２２に押し付けられ、可動部材５１は回転支持体２２に組み付けられる。
押え板５７はコイルスプリング３０の付勢力を受けて回転支持体２２に押し付けられているから、軸部５２は軸溝５６から脱落しない。

次に、本実施形態の圧縮機１０の作動について図１を参照して説明する。
駆動源からの駆動力を受けて駆動軸１７が回転すると、駆動軸１７と一体的に回転する斜板２４の回転運動は、シュー３５を介してピストン３３へ伝えられ、ピストン３３がシリンダボア３２内を往復動する。
ピストン３３の往復動により、外部冷媒回路における吸入圧の冷媒が吸入室３７へ導入される。
吸入室３７へ導入された冷媒の一部は、ピストン３３が下死点へ向けて移動する吸入行程において圧縮室３４へ吸入される。
圧縮室３４に吸入された冷媒はピストン３３が上死点へ向けて移動する圧縮行程において圧縮され、圧縮された冷媒は吐出室３８へ吐出される。
吐出室３８に吐出された吐出圧の冷媒は、外部冷媒回路へ吐出される。

圧縮機１０の運転時において、容量制御弁４９の開度が変更されることにより、吐出室３８から制御圧室１５への冷媒ガスの導入量と、抽気通路５０を通じた制御圧室１５から吸入室３７への冷媒ガスの導出量とのバランスが制御される。
制御圧室１５への冷媒ガスの導入量と制御圧室１５からの冷媒ガスの導出量のバランスが制御されることにより、制御圧室１５の圧力が決定される。
容量制御弁４９の開度が変更して制御圧室１５の圧力が変わると、ピストン３３を介した制御圧室１５内とシリンダボア３２内の差圧が変更され、斜板２４の傾角が変動する。
斜板２４の傾角が変動することによりピストン３３のストロークが変更され、ピストン３３のストロークの変更に応じて圧縮機１０の吐出容量が変化する。

例えば、制御圧室１５の圧力が下げられると、駆動軸１７の軸心方向と直角な面に対する斜板２４の傾角が増加して、ピストン３３のストロークが大きくなる。
ピストン３３のストロークが大きくなることにより圧縮機１０の吐出容量は増大する。
逆に、制御圧室１５の圧力が上げられると、斜板２４の傾角が減少してピストン３３のストロークは小さくなり、吐出容量は減少する。

ところで、駆動軸１７が回転すると可動部材５１は遠心力を受ける。
図６（ａ）に示すように、斜板２４が最大傾角となる最大容量運転時における可動部材５１のウエイト部５３と斜板２４の案内面６１とは接触点Ｓ１において接触する状態にある。
最大容量による高回転運転では、ピストン３３の往復方向の慣性力が大きくなる。
この慣性力は、斜板２４の傾角をさらに大きくする力である。
最大容量による高回転運転時において、可動部材５１のウエイト部５３は大きな遠心力を受け、軸部５２を支点として径方向の外側へ傾動して変位しようとするが、斜板２４の斜板側突起部２７に規制されており、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆが生じる。
最大容量運転時において可動部材５１から接触点Ｓ１を介して斜板２４に作用する力Ｆは、軸心Ｐ方向の成分Ｆｔと径方向の成分Ｆｒとに分解することができる。
軸心Ｐ方向の成分Ｆｔは、斜板２４の傾角を小さくする方向の力である。
回転数が高くなるほどピストン３３の往復方向の慣性力が大きくなるが、可動部材５１から斜板２４に作用する力における軸心Ｐ方向の成分Ｆｔも回転数の増大により大きくなり、斜板２４の傾角を大きくする力は低減される。

容量制御弁４９の制御により、給気通路４８を通る吐出圧の冷媒供給量を増大させると制御圧室１５の圧力が上昇し、斜板２４の傾角が小さくなる。
図６（ｂ）に示すように、斜板２４の傾角が殆ど０°に近い傾角になると、ピストン３３のストロークは最小となり、圧縮機１０は最小容量運転となる。
最小容量運転では、ピストン３３のストロークは下死点から上死点側に僅かな範囲となる。
図６（ｂ）に示すように、最小容量運転における可動部材５１のウエイト部５３と斜板２４の案内面６１とは接触点Ｓ２において接触する状態にある。
最小容量運転では高回転運転であっても、ピストン３３の往復方向の慣性力はほとんど影響が無い程度に小さい。
このため、最小容量による高回転運転では、ピストン３３に対する可動部材５１の影響を無くすことが必要となる。
可動部材５１のウエイト部５３は、斜板２４が最小傾角となる最小容量による高回転運転時においても大きな遠心力を受け、軸部５２を支点として径方向の外側へ傾動して変位しようとするが、斜板２４の斜板側突起部２７に規制されており、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆが生じる。
最小容量運転時において可動部材５１から接触点Ｓ２を介して斜板２４に作用する力Ｆは、軸心Ｐ方向の成分Ｆｔと径方向の成分Ｆｒとに分解することができる。
このとき、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆの向きは径方向に近い。
このため、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆの軸心Ｐ方向の成分Ｆｔは、径方向の成分Ｆｒと比較して十分に小さくなっており、ピストン３３の往復方向への作用は殆どない。
つまり、最小容量運転では回転数が高くても、可動部材５１によるピストン３３の往復方向への力の作用は殆どなく、斜板２４の傾角変更に対する可動部材５１の影響は小さい。
なお、接触点Ｓ１、Ｓ２は、図６（ａ）、図６（ｂ）を用いた場合に特定の方向から見てそれぞれ点により図示されるため、点として説明したが、接触点Ｓ１、Ｓ２の実態は点に限らず線や面であってもよい。

図７（ａ）は実施形態に係る圧縮機１０の特定の回転数における斜板２４のモーメントと傾角との関係を示す特性図である。
そして、図７（ｂ）は比較例としての従来技術に係る圧縮機の特定の回転数における斜板のモーメントと傾角との関係を示す特性図である。
モーメントは、正の値が大きくなるほど斜板２４の傾角を増大させる傾角増大側の作用となり、負の値が大きくなるほど斜板２４の傾角を減少させる傾角減少側の作用となる。
図７（ａ）において、Ｍ１はピストン３３の往復動に起因し、斜板２４の傾角を大きくする斜板２４のモーメントであり、Ｍ２は軸心Ｐ周りの斜板２４の回転運動に起因する斜板２４の傾角を小さくする斜板２４のモーメントである。
Ｍ３は軸心Ｐ周りの可動部材５１の回転運動に起因して斜板２４の傾角を小さくするモーメントである。
そして、ＭはＭ１〜Ｍ３の総和により得られる斜板２４のモーメントであり、斜板２４の傾角を大きくするモーメントである。

本実施形態では可動部材５１を設けたことから、図７（ａ）に示すように、斜板２４の傾角を小さくさせようとするモーメントＭ３が追加されている。
モーメントＭ３は、斜板２４の傾角の増大とともに傾角減少側に大きくなる。
従って、図７（ａ）における斜板２４のモーメントＭは、図７（ｂ）における斜板のモーメントＭと比較すると、斜板２４の傾角が大きくなっても緩やかな傾角増大側への増大に止まる。
つまり、本実施形態では、斜板２４の傾角を大きくする斜板２４のモーメントＭが著しく傾角増大側に増大することが防止される。

図７（ｂ）におけるＭ１、Ｍ２は、図７（ａ）のＭ１、Ｍ２と同じモーメントである。
そして、図７（ｂ）におけるＭは、Ｍ１、Ｍ２の総和により得られる斜板のモーメントであり、斜板の傾角を大きくするモーメントである。
図７（ｂ）では、ピストンの往復動に起因し、斜板の傾角を大きくする斜板のモーメントＭ１は、傾角が大きくなるほど著しく傾角増大側に増大する。
モーメントＭ２がモーメントＭ１の一部を相殺するものの、斜板のモーメントＭも傾角が大きくなるほど著しく傾角増大側に増大する。

なお、圧縮機１０が運転停止され、例えば、図５（ａ）に示すように、可動部材５１が回転停止状態の駆動軸１７の上側に位置する場合は、可動部材５１に遠心力が作用しないことから、可動部材５１のウエイト部５３は最下方の位置となる。
このとき、ウエイト部５３の下面は、押え板５７の切り欠き５９における縁部６０と当接され、ウエイト部５３の重心Ｇは駆動軸１７の軸心よりも上方に位置する。
このため、駆動軸１７が回転停止状態から再び回転しても、可動部材５１のウエイト部５３は回転数に応じて確実に変位する。

本実施形態の圧縮機１０によれば以下の効果を奏する。
（１）駆動軸１７が回転すると回転支持体２２と連結された可動部材５１が遠心力を受け、ウエイト部５３が斜板２４に当接し、ウエイト部５３は遠心力に応じた付勢力を案内面６１に与える。案内面６１に与られるウエイト部５３からの付勢力は斜板２４の傾角を小さくする軸方向の成分Ｆｔを有している。斜板２４の最大傾角時には付勢力の斜板２４の傾角を小さくする軸方向の成分Ｆｔは最大となり、斜板２４の最小傾角時には付勢力の斜板２４の傾角を小さくする軸方向の成分Ｆｔは最小となる。このため、ピストン３３の往復運動等に起因して斜板２４の傾角を大きくするモーメントとウエイト部５３からの付勢力の斜板２４の傾角を小さくする軸方向の成分Ｆｔとの相殺により、斜板２４の傾角を大きくするモーメントが低減される。その結果、最大傾角時から斜板２４の傾角を小さくするために必要な制御圧室１５へ供給する冷媒ガス量を従来よりも低減することができ、圧縮機１０の運転効率の低下を防止できるほか、冷媒の容量制御の応答性が向上させることができる。

（２）ヒンジ機構の径方向中心側における回転支持体２２と斜板２４との間といった限られたスペースに可動部材５１を設けることができ、可動部材５１を設けるためのスペースを別途必要とすることがなく、圧縮機１０の大型化を回避することができる。
（３）既存のヒンジ機構の斜板側突起部２７に案内面６１を形成するため、案内面を形成するために別途の部材を設ける必要がなく、既存のヒンジ機構を有効活用することができ、部品点数を抑制することができる。
（４）押え板５７に縁部６０に設けたことにより、駆動軸１７の回転停止時から再び回転するとき、遠心力を受けるウエイト部５３が確実に変位できるようにすることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機について説明する。
第２の実施形態に係る圧縮機は、主にヒンジ機構および可動部材の構成が第１の実施形態と異なる。
第１の実施形態と同じ構成については第１の実施形態の説明を援用し、符号を共通して用いる。

図８に示す圧縮機７０では、駆動軸１７に回転支持体２２が固定されているほか、駆動軸１７の軸心Ｐ方向へスライド可能かつ傾動可能な斜板２４が設けられている。
回転支持体２２には、斜板２４へ向けて突出する回転支持体側ヒンジ部としての一対の回転支持体側突起部７１が備えられている。
図９（ａ）に示すように、一対の回転支持体側突起部７１には互いに同軸となる軸孔７２が形成されている。
斜板２４には回転支持体２２へ向けて突出する斜板側ヒンジ部としての斜板側突起部７３が設けられている。
斜板側突起部７３には軸孔７４が形成されており、軸孔７４の軸方向は回転支持体側突起部７１の軸孔７２の軸方向と平行である。

本実施形態の圧縮機７０は、回転支持体側突起部７１と斜板側突起部７３と連結するリンク部材７５を有している。
図９（ａ）に示すように、リンク部材７５は平面視においてＵ字状に形成されており、一対のアーム部７６と一対のアーム部７６の端部を接続する接続部７７を備えている。
リンク部材７５の接続部７７には軸孔７８が形成されており、一対のアーム部７６には軸孔７９がそれぞれ形成されており、軸孔７９は互いに同軸である。

リンク部材７５の軸孔７８は回転支持体側突起部７１の軸孔７２と同軸であり、軸孔７２には支持体側ピン８０が挿通されている。
支持体側ピン８０の一方の端部は、リンク部材７５の軸孔７８に圧入されてリンク部材７５に固定されている。
支持体側ピン８０の他方の端部は回転支持体側突起部７１の軸孔７２から突出しており、支持体側ピン８０は回転支持体側突起部７１に対して回動自在である。
回転支持体側突起部７１とリンク部材７５は支持体側ピン８０を介して連結され、リンク部材７５は回転支持体側突起部７１に対して回動自在である。
本実施形態では、支持体側ピン８０の他方の端部が連結部に相当する。

リンク部材７５の一対の軸孔７９は斜板側突起部７３の軸孔７４と同軸であり、一対の軸孔７９には斜板側ピン８１がそれぞれ挿通されている。
斜板側ピン８１の一方の端部は、斜板側突起部７３の軸孔７４に圧入されて斜板側突起部７３に固定されている。
斜板側ピン８１の他方の端部は軸孔７９に挿通されており、斜板側ピン８１は斜板側突起部７３に対して回動自在である。
斜板側突起部７３とリンク部材７５は斜板側ピン８１を介して連結され、リンク部材７５は斜板側突起部７３に対して回動自在である。
従って、本実施形態のヒンジ機構は、回転支持体側突起部７１、斜板側突起部７３、リンク部材７５、支持体側ピン８０および斜板側ピン８１により構成される。

図８、図９（ａ）に示すように、本実施形態では、支持体側ピン８０を介して回転支持体２２と連結された可動部材８２が設けられている。
可動部材８２は駆動軸１７の回転に伴う遠心力を受けて変位する部材である。
可動部材８２は、回転支持体２２と斜板２４との間に位置する。
図９（ｂ）に示すように、可動部材８２は、丸棒形状のウエイト部８３とウエイト部８３の両端からウエイト部８３の長手方向と直角方向に突出する一対のアーム部８４とを備えている。
ウエイト部８３の長手方向は駆動軸１７の軸心Ｐと直交する方向である。
一対のアーム部８４の先端部には軸孔８５がそれぞれ形成されており、軸孔８５には支持体側ピン８０の他方の端部が挿通されている。
従って、可動部材８２は、支持体側ピン８０を支点として斜板側突起部７３に対して回動自在であり、ウエイト部８３は駆動軸１７の径方向外側へ変位可能である。

可動部材８２のウエイト部８３は、斜板側突起部７３の軸心側に形成された案内面８６と当接する。
ウエイト部８３は遠心力に応じた付勢力を案内面８６に与える。
例えば、図１０（ａ）に示すように、斜板２４が最大傾角となる最大容量運転時における可動部材８２のウエイト部８３と斜板２４の案内面８６とは接触点Ｓ１において接触する。
また、図１０（ｂ）に示すように、斜板２４が最小傾角となる最小容量運転における可動部材８２のウエイト部８３と斜板２４の案内面８６とは接触点Ｓ２において接触する。

図１０（ａ）に示す最大容量による高回転運転では、ピストン３３の往復方向の慣性力が大きくなる。
この慣性力は、斜板２４の傾角をさらに大きくする力である。
最大容量による高回転運転時において、可動部材８２のウエイト部８３は大きな遠心力を受け、支持体側ピン８０を支点として径方向の外側へ傾動して変位しようとするが、斜板２４の斜板側突起部７３に規制されており、可動部材８２から斜板２４に作用する力Ｆが生じる。
最大容量運転時において可動部材８２から接触点Ｓ１を介して斜板２４に作用する力Ｆは、軸心Ｐ方向の成分Ｆｔと径方向の成分Ｆｒとに分解することができる。
軸心Ｐ方向の成分Ｆｔは、斜板２４の傾角を小さくする方向の力である。
回転数が高くなるほどピストン３３の往復方向の慣性力が大きくなるが、可動部材８２から斜板２４に作用する力における軸心Ｐ方向の成分Ｆｔも回転数の増大により大きくなり、斜板２４の傾角を大きくする力は低減される。

一方、図１０（ｂ）に示すように、最小容量運転における可動部材８２のウエイト部８３と斜板２４の案内面８６とは接触点Ｓ２において接触する状態にある。
最小容量運転では高回転運転であっても、ピストン３３の往復方向、すなわち斜板２４を傾斜させる方向の慣性力はほとんど影響が無い程度に小さい。
このため、最小容量による高回転運転では、ピストン３３に対する可動部材８２の影響を無くすことが必要となる。
可動部材８２のウエイト部８３は、最小容量による高回転運転時においても大きな遠心力を受け、支持体側ピン８０を支点として径方向の外側へ傾動して変位しようとするが、斜板２４の斜板側突起部７３に規制されており、可動部材８２から斜板２４に作用する力Ｆが生じる。
最小容量運転時において可動部材８２から接触点Ｓ２を介して斜板２４に作用する力Ｆは、軸心Ｐ方向の成分Ｆｔと径方向の成分Ｆｒとに分解することができる。
このとき、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆの向きは径方向に近い。
このため、可動部材５１から斜板２４に作用する力Ｆの軸心Ｐ方向の成分Ｆｔは、径方向の成分Ｆｒと比較して十分に小さくなっており、ピストン３３の往復方向への作用は殆どない。
つまり、最小容量運転では回転数が高くても、可動部材８２によるピストン３３の往復方向への力の作用は殆どなく、斜板２４の傾角変更に対する可動部材８２の影響は小さい。

本実施形態では可動部材８２を設けたことから、第１の実施形態と同様に、図７（ａ）に示すモーメントＭ３が追加されている。
モーメントＭ３は、斜板２４の傾角の増大とともに傾角減少側に大きくなるから、図７（ａ）における斜板２４のモーメントＭは、図７（ｂ）における従来技術の圧縮機の特性図における斜板のモーメントＭと比較すると、斜板２４の傾角が大きくなっても緩やかな傾角増大側への増大に止まる。
つまり、斜板２４の傾角を大きくさせようとする斜板２４のモーメントＭが著しく傾角増大側に増大することが防止される。

なお、圧縮機７０が運転停止され、可動部材８２のウエイト部８３が駆動軸１７の上側に位置する場合は、可動部材８２に遠心力が作用しないことから、ウエイト部８３は最下方の位置となる。
このとき、ウエイト部８３の下面は、駆動軸と当接され、ウエイト部８３の重心Ｇは駆動軸１７の軸心よりも上方に位置する。
このため、駆動軸１７が回転停止状態から再び回転しても、可動部材８２のウエイト部８３は回転数に応じて確実に変位する。

本実施形態の圧縮機７０によれば、ヒンジ機構がリンク部材７５を有する場合であっても、第１の実施形態の作用効果（１）、（３）と同等の作用効果を奏する。
また、回転支持体２２と斜板２４との間といった限られたスペースに可動部材８２を設けることができ、可動部材８２を設けるためのスペースを別途必要とすることがなく、圧縮機７０の大型化を回避することができる。
また、本実施形態では、ウエイト部８３の長手方向が駆動軸１７の軸心Ｐと直交する方向である。
このため、駆動軸１７の回転停止すると駆動軸１７に規制され、再び回転するとき、遠心力を受けるウエイト部８３は確実に変位できる。
さらに、本実施形態では、ヒンジ機構が備える支持体側ピン８０を利用して可動部材８２を回転支持体２２に設けるため、可動部材８２を回転支持体２２に取り付けるための部材を別に必要とせず、部品点数を抑制することができる。

なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。

○ 上記の実施形態では、可動部材がいずれも斜板側ヒンジ部に当接する構成としたが、この限りではない。例えば、可動部材が当接する被当接部を斜板側ヒンジ部と別に斜板に形成し、この被当接部に案内面を形成する構成としてもよい。
○ 上記の実施形態では、一対のウエイト部および軸部を備えた可動部材又はウエイト部および一対のアーム部を備えた可動部材としたが、可動部材の形状は特に限定されない。可動部材の形状は、回転支持体に設けることができるとともに斜板の案内面と当接でき、さらに、他の部材と干渉しない形状であれば自由である。
○ 上記の第１の実施形態では、可動部材をヒンジ機構の径方向中心側における回転支持体と斜板との間に位置させたが、可動部材の位置は特に限定されない。例えば、可動部材をヒンジ機構の径方向中心側における回転支持体と斜板との間以外に可動部材を設けるようにしてもよい。
○ 斜板側ヒンジ部に設けた案内面は、一定傾斜角度の傾斜面又は曲面であってもよく、あるいは傾斜面と曲面との組み合わせた案内面としてもよい。また、ウエイト部の端部も曲面に限定されない。
○ 上記の実施形態では、片頭式のピストンを備えた容量可変型斜板式圧縮機を例示して説明したが、両頭式のピストンを備えた容量可変型斜板式圧縮機に対して本発明を適用することも可能である。

１０、７０ 圧縮機
１１ シリンダブロック
１２ フロントハウジング
１３ リヤハウジング
１５ 制御圧室
１７ 駆動軸
２２ 回転支持体
２４ 斜板
２６、７１ 支持体側突起部
２７、７３ 斜板側突起部
２８ カム面
３２ シリンダボア
３３ ピストン
３５ シュー
３７ 吸入室
３８ 吐出室
４９ 容量制御弁
５１、８２ 可動部材
５３、８３ ウエイト部
５７ 押え板
６０ 縁部
６１、８６ 案内面
７５ リンク部材
８０ 支持体側ピン
８１ 斜板側ピン
Ｐ 軸心
Ｓ１ 接触点（最大容量時）
Ｓ２ 接触点（最小容量時）
Ｆ 力
Ｆｔ 軸方向の成分
Ｆｒ 径方向の成分
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ モーメント

Claims (4)

1. 複数のシリンダボアを備えたハウジングと、
   前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、
   前記駆動軸と一体回転する回転支持体と、
   前記駆動軸が挿通される挿通孔を有する斜板と、
   前記回転支持体を介して前記駆動軸からの駆動力を得て前記斜板を回転するとともに、前記駆動軸に対する斜板の傾角変更を許容するヒンジ機構と、
   前記シリンダボア内に摺動自在に収容され、前記斜板の回転運動を受けて、前記シリンダボア内を往復動するピストンと、
   前記駆動軸の回転に伴う遠心力を受けて変位する可動部材と、を備えた容量可変型斜板式圧縮機において、
   前記可動部材は、
   前記回転支持体又は前記ヒンジ機構と連結される連結部と、
   前記連結部から前記斜板へ向けて延在し、前記連結部を支点として、前記駆動軸の回転に伴う遠心力により、前記駆動軸の径方向外側へ変位可能なウエイト部とを有し、
   前記斜板は、前記ウエイト部が当接される案内面を備え、
   前記ウエイト部は、前記斜板の最大傾角時に、前記斜板の傾斜角度を小さくする軸方向の成分が最大となる付勢力を前記案内面に与え、
   前記斜板の最小傾角時に、前記斜板の傾斜角度を小さくする軸方向の成分が最小となる付勢力を前記案内面に与えることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記可動部材は、前記ヒンジ機構の径方向中心側における前記回転支持体と前記斜板との間に位置することを特徴とする請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記ヒンジ機構は、前記回転支持体に設けた回転支持体側ヒンジ部と、前記斜板に設けた斜板側ヒンジ部を有し、
   前記案内面は、前記斜板側ヒンジ部の径方向中心側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
4. 回転停止時における前記ウエイト部の位置を規定する規定部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の容量可変型斜板式圧縮機。

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