JP2897352B2

JP2897352B2 - 斜板式圧縮機

Info

Publication number: JP2897352B2
Application number: JP2169221A
Authority: JP
Inventors: 克則河合; 了加藤; 敦深谷; 俊弘河合
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0458076A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はシリンダボア内にフロント及びリヤ側で圧縮
作用を行うピストンを往復動可能に収容するとともに該
ピストンをシリンダブロックに回転自在に支持された駆
動軸に装備された斜板を介して往復駆動する斜板式圧縮
機に係り、詳しくは圧縮機の運転時におけるピストンの
摺動性が改良された斜板式圧縮機に関するものである。

［従来の技術］この種の斜板式圧縮機は第７図に示すように、前後に
対設されたシリンダブロック1,2の両端部がそれぞれバ
ルブプレート3,4を介してフロント及びリヤハウジング
5,6により閉鎖され、複数本のボルト７によって結合固
定されている。シリンダブロック1,2の接合部分には斜
板室８が形成され、斜板室８には両シリンダブロック1,
2の中心に貫設された軸孔1a,2aにラジアルベアリング９
を介して回転自在に支持された駆動軸10に嵌着された状
態で斜板11が収容されている。シリンダブロック1,2に
は複数対のシリンダボア12が、駆動軸10と平行にかつ駆
動軸10を中心とする放射位置に形成され、各シリンダボ
ア12には両頭のピストン13が摺動可能に収容されてい
る。各ピストン13はシュー14を介して斜板11に係留さ
れ、駆動軸10の回転に伴う斜板11の揺動によってシリン
ダボア12内で往復移動され、両ハウジング5,6に形成さ
れた吸入室15,16から吸入弁機構17,18を介して圧縮室P
f,Pr内に冷媒ガスを吸入するとともに、圧縮された冷媒
ガスを吐出弁機構19,20を介して吐出室21,22へ吐出する
ようになっている。なお、斜板室８はシリンダブロック
1,2に形成された吸入通路23,24を介して吸入室15,16に
連通され、図示しない外部冷却回路に接続された吸入ポ
ート25から斜板室８に導入された冷媒ガスが吸入通路2
3,24を経て吸入室15,16に供給されるようになってい
る。

駆動軸10の回転に伴いピストン13が圧縮動作を行う
際、ピストン13には圧縮室Pf,Pr内の圧力がピストン13
に対してその軸方向に沿って互いに逆方向に作用する。
前後一対の圧縮室Pf,Prは一方が圧縮工程にあれば他方
は吸入工程にあるので、ピストン13は圧縮行程にある圧
縮室内の圧力Pdと吸入行程にある圧縮室内の圧力Psとの
差の大きさの力がピストン13の移動方向と反対側へ作用
する。そして、斜板11には前記ピストン13に作用する力
に起因して、第９図に示すようなモーメントＭ、すなわ
ち斜板11の揺動中心を通り駆動軸10と直交する軸を回動
中心としたモーメントＭが作用する。そのため駆動軸10
にも同じモーメントＭが作用し、ラジアルベアリング９
を介して駆動軸10を支持しているシリンダブロック1,2
にラジアルベアリング９から力Bf,Brが作用する状態と
なる。

［発明が解決しようとする課題］前記シリンダブロック1,2にラジアルベアリング９を
介して作用する力Bf,Brは駆動軸10の中心とシリンダボ
ア12の中心とを結ぶ方向で、しかも、シリンダボア12の
バルブプレート寄りに作用する。そのため、第７図の状
態においては第８図に示すようにフロント側のシリンダ
ボア12のうちNo.3のシリンダボア12に力Bfの作用による
弾性変形が生じる。一方、リヤ側でもシリンダブロック
２に力Brがフロント側と対称的に作用するが、その方向
が第９図に示すようにNo.1及びNo.5のシリンダボア12間
の隔壁に向かう状態となり、リヤ側ではシリンダボア12
の変形は生じない。斜板11の回転方向を第８図の時計方
向とすると、斜板11の回転に伴いフロント側ではシリン
ダボア12がNo.4、No.5、No.1、No.2の順に順次弾性変形
する。又、リヤ側においても圧縮行程にあるシリンダボ
ア12で同様な弾性変形が生じる。

そして、シリンダボア12の弾性変形が生じた部分をピ
ストン13が移動する際、ピストン13はシリンダボア12の
変形部分を押し拡げるように移動し、ピストン13の周面
とシリンダボア13との摩擦が大きくなって両者の間で焼
き付きが生じ易くなる。又、近年圧縮機の軽量化のた
め、ハウジング、シリンダブロック及びピストン等がア
ルミニウム合金で形成され、同種金属同士の凝着による
ピストン13とシリンダボア12の焼き付きを防止するた
め、ピストン13の表面にフッ素樹脂がコーティングされ
たものもある。この場合にはピストン13がシリンダボア
12の弾性変形部分を移動する際に、コーティングが剥が
れてシール性が低下するとともに焼き付きが生じ易くな
るという問題がある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は圧縮行程におけるシリンダボアの弾性変
形を抑制し、ピストンの摺動性を向上させるとともにピ
ストンとシリンダボアの耐焼き付き性を向上することが
できる斜板式圧縮機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］前記の目的を達成するため本発明においては、前後両
端にフロント及びリヤハウジングが接合されたシリンダ
ブロックに斜板室と、斜板室のフロント側及びリヤ側に
対向する状態で位置するシリンダボアとを形成し、該シ
リンダボア内にフロント及びリヤ側で圧縮作用を行うピ
ストンを往復動可能に収容するとともに該ピストンをシ
リンダブロックに回転自在に支持された駆動軸に装備さ
れた斜板を介して往復動する斜板式圧縮機において、前
記駆動軸を支持するベアリングを嵌挿するためシリンダ
ブロックに形成された軸孔の周面の全域に、バルブプレ
ート側に開口する環状凹部を形成し、該環状凹部のバル
ブプレート側端面からの長さを、ベアリングの長さのほ
ぼ1/3以上であって、ベアリングの全長以下に設定し
た。

［作用］圧縮機の運転によりピストンがシリンダボア内を往復
動して冷媒ガスの圧縮が行われると、斜板に斜板の揺動
中心を通り駆動軸と直交する軸を回動中心とするモーメ
ントが加わる。このモーメントが駆動軸にも作用し、こ
のモーメントに基づく力が圧縮行程にあるシリンダボア
の中心と駆動軸の中心とを結ぶ直線方向にラジアルベア
リングを介して作用する。ラジアルベアリングが嵌着さ
れた軸孔にはそのその周面の全域に、その一端がバルブ
プレート側に開口する環状凹部がベアリングの長さの1/
3以上であって、ベアリングの全長以下に設定されてい
るため、ラジアルベアリングに作用する力は圧縮行程に
あるシリンダボアの端部においてその軸心に向かって作
用することがない。従って、当該シリンダボアの弾性変
形が抑制され、シリンダボア内におけるピストンの移動
が円滑になり、ピストンとシリンダボアの耐焼き付き性
が向上する。

［実施例］以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜６図に従
って説明する。この実施例の圧縮機は基本的には第９図
に示された従来装置と同様であり、同一部分は同一符号
を付して詳しい説明は省略する。

第1,2図に示すように両シリンダブロック1,2に形成さ
れた軸孔1a,2aの周面には、軸孔1a,2aに嵌着されたラジ
アルベアリング９の長さのほぼ半分の長さを有する環状
の凹部26が、その一端がバルブプレート3,4側に開口す
る状態に形成されている。すなわち、両ラジアルベアリ
ング９はシリンダボア12の周壁に対してシリンダボア12
の開口端より内側において接触する状態となっている。

次に前記のように構成さた圧縮機の作用を説明する。

さて、駆動軸10の回転により斜板11が回転されると、
各ピストン13がシリンダボア12内で第１図における左右
方向に往復動されて冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が行
われる。ピストン13の圧縮動作時に斜板11に第１図に示
すモーメントＭが作用し、そのモーメントＭに基づいて
駆動軸10を支持しているラジアルベアリング９からフロ
ント側のシリンダブロック１に対して圧縮行程から吐出
行程に移行するシリンダボア12の中心に向かう力Bfが作
用し、リヤ側のシリンダブロック２に対しては前記力Bf
と逆向きの力Brが作用する。

ラジアルベアリング９が嵌着された軸孔1a,2aにはバ
ルブプレート3,4側に開口する環状の凹部26が存在する
ため、ラジアルベアリング９からシリンダブロック1,2
に作用する力Bf,Brはシリンダボア12のバルブプレート
3,4寄りの開口端より内側部分においてシリンダブロッ
ク1,2に作用する。

シリンダボア12に対する前記力Bfの作用は円筒に対し
てその母線上に荷重が作用する場合に近似できる。即
ち、一般論として第3,4図に示すように円筒27に対して
その母線上に点荷重BLが作用する場合、円筒27の変形量
Ｈは第５図に示すように点荷重BLの作用位置が円筒27の
端面に近い程大きくなる。すなわち、同じ大きさの荷重
が作用する場合、荷重の作用位置を円筒27の端部から離
れた位置とすることにより変形量が小さくなる。

従来の斜板式圧縮機では駆動軸10を支持するラジアル
ベアリング９がシリンダボア12のバルブプレート３寄り
の端面側においてシリンダブロック１に嵌着されている
ため、前記モーメントＭに基づいてラジアルベアリング
９を介してシリンダブロック１に作用する力Bfはシリン
ダボア12に対してその端面寄りで作用し、シリンダボア
12の変形量が大きくなる。これに対してこの実施例では
前記のように力Bfがシリンダボア12の開口端より内側部
分においてのみシリンダブロック１に作用するため、第
６図に示すようにシリンダボア12の変形量が小さくな
る。又、シリンダブロック1,2の端面はバルブプレート
3,4に圧接されており、力Bfがシリンダボア12の端面寄
りに作用する場合は力Bfが圧接力に打ち勝って端面側か
ら変形するが、力Bfが端面から離れた位置で作用する場
合はこの圧接力によりシリンダボア12の端面側の変形が
防止されて変形量がより小さくなる。なお、本実施例に
おける凹部26の深さはベアリング９の長さの1/3以上と
することが望ましい。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば、吸入室15,16を外側に吐出室20,21を内側に
配置した構成の圧縮機に採用したり、可変容量側の斜板
式圧縮機に適用してもよい。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、圧縮動作時に斜
板に作用するモーメントに基づきラジアルベアリングを
介してシリンダブロックに作用する力によるシリンダボ
アの変形が抑制されるのでピストンがシリンダボア内を
円滑に摺動し、ピストンとシリンダボアの耐焼き付き性
が向上する。又、軽量化のためピストンやシリンダブロ
ックをアルミニウム合金製とするとともにピストンの周
面にフッ素樹脂をコーティングした場合において、コー
ティング層の剥離が防止されシール性が長期にわたって
確保される。

特に本発明においては、環状凹部が形成されているの
で、凹部の加工を容易に行うことができるとともに、シ
リンダブロック端面ほど変形がし易いので、そこでの変
形許容範囲を拡げることができ、一部の凹部よりもシリ
ンダボアの変形を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明を具体化した一実施例を示すもので
あって、第１図は圧縮機の縦断面図、第２図は第１図の
II−II線断面図、第３図は円筒に点荷重が作用する状態
を示す概略斜視図、第４図は変形状態を示す断面図、第
５図は荷重の作用位置と変形量の関係を示す線図、第６
図はシリンダボアの変形状態を示す概略図、第７図は従
来装置の断面図、第８図は第７図の状態におけるフロン
ト側のシリンダボアの状態を示す概略図、第９図は第７
図の状態におけるリヤ側のシリンダボアの状態を示す概
略図である。シリンダブロック1,2、軸孔1a,2a、バルブプレート3,
4、フロントハウジング５、リヤハウジング６、斜板室
８、ラジアルベアリング９、駆動軸10、斜板11、シリン
ダボア12、ピストン13、凹部26、力Bf,Br、モーメント
Ｍ、圧縮室Pf,Pr。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河合俊弘愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献実開昭60−134879（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前後両端にフロント及びリヤハウジングが
接合されたシリンダブロックに斜板室と、斜板室のフロ
ント側及びリヤ側に対向する状態で位置するシリンダボ
アとを形成し、該シリンダボア内にフロント及びリヤ側
で圧縮作用を行うピストンを往復動可能に収容するとと
もに該ピストンをシリンダブロックに回転自在に支持さ
れた駆動軸に装備された斜板を介して往復駆動する斜板
式圧縮機において、前記駆動軸を支持するベアリングを
嵌挿するためシリンダブロックに形成された軸孔の周面
の全域に、バルブプレート側に開口する環状凹部を形成
し、該環状凹部のバルブプレート側端面からの長さを、
ベアリングの全長のほぼ1/3以上であって、全長以下に
設定した斜板式圧縮機。