JP2937040B2 - 両頭斜板式圧縮機 - Google Patents

両頭斜板式圧縮機

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JP2937040B2
JP2937040B2 JP6285291A JP28529194A JP2937040B2 JP 2937040 B2 JP2937040 B2 JP 2937040B2 JP 6285291 A JP6285291 A JP 6285291A JP 28529194 A JP28529194 A JP 28529194A JP 2937040 B2 JP2937040 B2 JP 2937040B2
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川村　　尚登
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    • F04B25/04—Multi-stage pumps having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/08—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement primarily for axial load, e.g. for vertically-arranged shafts
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    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、両頭斜板式圧縮機に係
り、詳しくは斜板のアキシヤル荷重を受承するスラスト
軸受部分の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両空調用に供されている両頭斜板式圧
縮機の多くは、特開昭６４ー６３６６９号公報に開示さ
れているように、対のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂ
によって支承された駆動軸１１上に斜板１２が取付けら
れ、該斜板１２の前後に介装されたスラスト軸受１３、
１３は、上記両シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂ並びに
その外端を閉塞する両ハウジング１４、１５が通しボル
ト１６によって共締めされることにより挟着されてい
る。そしてこの共締めに伴う軸方向のしめしろをスラス
ト軸受１３のレースに生じる弾性変形によって吸収すべ
く、インナレース１３ａはその外径近傍で斜板１２の両
ボス部に形成された環状受圧座１２ａと衝接し、一方、
アウタレース１３ｂはその内径近傍でシリンダブロック
１０Ａ、１０Ｂの支承部に形成された環状受圧座１０ａ
と衝接するように構成されている（図５）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように共締めに伴う軸方向のしめしろの吸収をスラスト
軸受（レース）の弾性変形能にのみ依存する構成では、
しめしろを大きく設定して斜板の支持剛性を高くすると
消費動力が増大し、一方、しめしろを小さく設定して斜
板の支持剛性を低くすると、渋滞走行時や外気温が高い
時などのように吐出圧力（斜板に作用するモ−メント）
が上昇した際、斜板の変位に基づく振動が高次数異音
（騒音）を誘起するといった問題を生じる。勿論、かか
る問題は上述の従来構成に限らず、しめしろの吸収を他
の弾性部材に求める形態のものにも同様に存在してい
る。
【０００４】本発明は、負荷に対する斜板支持剛性の変
動比率を二様に変化させて、消費動力の低減と振動の抑
制とを巧みに両立させることを解決すべき技術課題とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の圧縮機は、前後に対設された一対のシリンダ
ブロックの両外端がそれぞれ前後のハウジングにより閉
塞され、該前部ハウジングの中心軸孔及び各シリンダブ
ロックの共通中心軸孔には駆動軸が前後一対のラジアル
軸受を介して支承され、該駆動軸と共動する斜板のボス
部に形成された受圧座と、各シリンダブロックの支承部
に形成された受圧座との間でそれぞれスラスト軸受を挟
持してなる両頭斜板式圧縮機において、上記スラスト軸
受の少なくとも一方と斜板のボス部に形成された受圧座
との間には、段階的に該スラスト軸受と衝合する２個の
弾性部材が重装されていることを特徴としている。
【０００６】請求項２記載の圧縮機は、前後に対設され
た一対のシリンダブロックの両外端がそれぞれ前後のハ
ウジングにより閉塞され、該前部ハウジングの中心軸孔
及び各シリンダブロックの共通中心軸孔には駆動軸が前
後一対のラジアル軸受を介して支承され、該駆動軸と共
動する斜板のボス部に形成された受圧座と、各シリンダ
ブロックの支承部に形成された受圧座との間でそれぞれ
スラスト軸受を挟持してなる両頭斜板式圧縮機におい
て、上記スラスト軸受の少なくとも一方は、レースの外
径近傍で斜板のボス部に形成された環状受圧座と衝接
し、レースの内径近傍でシリンダブロックの支承部に形
成された環状受圧座と衝接するとともに、上記斜板のボ
ス部に形成された環状受圧座の内方域には、負荷に応じ
て撓曲したレースと衝合する弾性部材が収嵌されている
ことを特徴としている。
【０００７】請求項３記載の圧縮機は、上記スラスト軸
受の他方が対向する両受圧座によってリジッドに挟持さ
れていることを特徴としている。請求項４記載の圧縮機
は、上記スラスト軸受のいずれもが平軸受であることを
特徴としている。請求項５記載の圧縮機は、上記弾性部
材が皿ばねであることを特徴としている。
【０００８】
【作用】請求項１記載の圧縮機では、組付時のしめしろ
は比較的小さく設定されて、先に変形する弾性部材の反
発力に基づいた斜板の支持剛性も低いので、低圧運転時
における消費動力は十分低い値に保たれている。そして
何らかの要因で吐出圧力が上昇した高圧運転時には、続
いて変形する弾性部材の反発力がこれに加算されて斜板
の支持剛性を高めるので、斜板の振動並びに騒音は良好
に抑制される。
【０００９】請求項２記載の圧縮機では、低圧運転時に
おける斜板の支持剛性は、しめしろに対応したスラスト
軸受（レース）の弾性変形に依存して低くされている
が、高圧運転時には、撓曲した該レースとの衝合によっ
て変形する弾性部材の反発力が、同様にレースの弾性反
力に加算されて斜板の支持剛性を高めるので、消費動力
の低減と振動、騒音の抑制に有効に寄与する。
【００１０】この場合、請求項３記載の圧縮機のよう
に、弾性部材による緩衝機能が斜板ボス部の一方側（例
えば前方側）にのみ配置されて、他方側のスラスト軸受
がリジッドに挟持されたものでは、前後双方に配置した
ばね部材の相互緩衝によって生じ易い斜板の不安定振動
を併せて抑制することができる。また、請求項４記載の
圧縮機のように、スラスト軸受をいずれも平軸受とした
ものでは、ころがり軸受のように軸受自体から発する雑
音もなく、きわめて安価に製作しうる点で一層有利であ
る。
【００１１】さらに、請求項５記載の圧縮機のように、
弾性部材として皿ばねを採用したものでは、軸方向の取
付けスペースが小さく、荷重管理が容易となる利点があ
る。
【００１２】
【実施例】以下、図１に基づいて本発明の実施例を具体
的に説明する。なお、圧縮機の全体構成については従来
のそれと特に変わるところはないので、詳しい図示説明
は省略する。図において、１は、前部シリンダブロック
２及び後部シリンダブロック３の共通中心軸孔に前後一
対のラジアル軸受４Ａ、４Ｂを介して支承された駆動軸
で、該駆動軸１上に取付けられた斜板５の前後にはスラ
スト軸受６Ａ、６Ｂが介装され、これら両スラスト軸受
６Ａ、６Ｂは従来と同様な通しボルトの共締めにより、
斜板５の両ボス部と両シリンダブロック２、３の支承部
との間に挟持されている。
【００１３】本実施例のもっとも特徴的な構成であるス
ラスト軸受６Ａ、６Ｂの挟持手段について詳述すると、
後部のスラスト軸受６Ｂを挟持する上記斜板５の後部ボ
ス並びに上記後部シリンダブロック３の支承部には、互
いに対向するフラットな受圧座５ｂ、３ｂが形成され、
インナレース６１、アウタレース６２がそれぞれ該受圧
座５ｂ、３ｂとほぼ全面的に密合することにより、該ス
ラスト軸受６Ｂは安定、かつリジッドに挟持されてい
る。
【００１４】一方、前部のスラスト軸受６Ａを挟持する
上記前部シリンダブロック２の支承部には、フラットな
受圧座２ａが形成され、対向する斜板５の前部ボスには
外方域に形成した環状の受圧座５ａとこれより適宜避退
せしめた内方域の受圧座５ａ’が形成されている。そし
て該受圧座５ａと前部のスラスト軸受６Ａとの間には第
１皿ばね７ａが挟装され、さらに該受圧座５ａ’と前部
のスラスト軸受６Ａとの間には、所要の間隙を存して待
機状態を保ち、負荷に応じて該前部のスラスト軸受６Ａ
と衝合する第２皿ばね７ｂが収嵌されている。
【００１５】したがって、斜板５の両ボス部がスラスト
軸受６Ａ、６Ｂ及び第１皿ばね７ａを介して両シリンダ
ブロック２、３を含む共締め部材によって挟着される
と、第１皿ばね７ａ固有の弾性変形に基づく緩衝機能に
より軸方向のしめしろは巧みに吸収されるので、共締め
緊締力は容易、かつ安定的に調整することができる。こ
の場合、第１皿ばね７ａのばね定数は低圧運転に適合す
るよう設定されているため、斜板５の支持剛性も至って
低く、消費動力は十分低い値に保たれる。そして何らか
の要因での吐出圧力が上昇した高圧運転時には、更なる
第１皿ばね７ａの撓曲に基づいて段階的に機能すべく待
機していた第２皿ばね７ｂが、前部のスラスト軸受６Ａ
と衝合変形し、両皿ばね７ａ、７ｂによって合算された
弾性反力が斜板５の支持剛性を合理的に高めるので、斜
板５の振動並びに騒音は良好に抑制される。
【００１６】なお、上記両皿ばね７ａ、７ｂは、斜板５
の後部ボス部側にも全く同一構成で配置が可能ではある
が、上記実施例のように、両皿ばね７ａ、７ｂが斜板ボ
ス部の一方側（前方側）にのみ配置されて、他方側（後
方側）のスラスト軸受６Ｂがリジッドに挟持されたもの
では、前後双方に配置されたばね要素の相互緩衝によっ
て生じ易い斜板５の不安定振動を併せて抑制することが
できる。また、斜板５の前部ボスに形成された受圧座５
ａ’は必ずしも不可欠な構成ではないが、受圧座５ａと
の段差寸法の選択により、第２皿ばね７ｂの設計の自由
度が拡大されるといった利点がある。
【００１７】図２は本発明の他の実施例を示すもので、
後部スラスト軸受６Ｂは前実施例と同様、対向するフラ
ットな受圧座５ｂ、３ｂによって安定、かつリジッドに
挟持されており、一方、挟持手段を異にする前部のスラ
スト軸受６Ａには、アキシヤル荷重を吸収する緩衝機能
が付与されている。すなわち、上記斜板５の前部ボスに
は比較的大径の受圧座５ｃが形成されて、インナレース
６１はその外径近傍で該環状受圧座５ｃと衝接し、一
方、上記前部シリンダブロック２の支承部には比較的小
径の環状受圧座２ｃが形成されて、アウタレース６２は
その内径近傍で該環状受圧座２ｃと衝接せしめられてい
る。そして該環状受圧座５ｃの内方域と前部のスラスト
軸受６Ａとの間には、所要の間隙を存して待機状態を保
ち、負荷に応じて撓曲したインナレース６１と衝合する
皿ばね８が収嵌されている。
【００１８】したがって、斜板５の両ボス部がスラスト
軸受６Ａ、６Ｂを介して両シリンダブロック２、３を含
む共締め部材によって挟着されると、互いに異径の環状
受圧座５ｃ、２ｃと衝接する前部のスラスト軸受６Ａの
レース６１、６２に変形（撓曲）が生じ、その緩衝機能
により軸方向のしめしろは巧みに吸収される。この場
合、レース６１、６２の弾性反力は至って低いので、低
圧運転時における消費動力は十分低い値に保たれてい
る。そして何らかの要因で吐出圧力が上昇した高圧運転
時には、更なるレース６１、６２の撓曲に基づいて待機
中の皿ばね８がインナレース６１に衝合変形し、該皿ば
ね８によって加算された弾性反力が斜板５の支持剛性を
高めるので、斜板５の振動並びに騒音は良好に抑制され
る。なお、前実施例と同様に、斜板ボス部の後方側のス
ラスト軸受６Ｂをリジッドに挟持する構成が、斜板５の
不安定振動を併せて抑制しうる点で有利である。
【００１９】図３及び図４に示す変形例は、前実施例に
おいて採用されているスラスト軸受（針状ころ軸受）６
Ａ、６Ｂを、いずれも平軸受６Ｃ、６Ｄとして構成した
ものであって、図４に示す平軸受６Ｃ’のみが、それ自
体の弾性変形能によってアキシヤル荷重を吸収すべく配
慮されている以外、他の構成については全く変るところ
はない。
【００２０】したがって、低圧、高圧の両時期に斜板５
の支持剛性を二様に変化させて、低圧運転時における消
費動力の低減と、高圧運転時における振動の抑制とを両
立させうる点では前実施例と同様の機能を有し、しかも
平軸受の採用によって、ころがり軸受のように軸受自体
から発する雑音がなく、構造が簡素、かつ著しく安価と
なる点で一層有利である。
【００２１】なお、本発明に用いられる弾性部材は、上
述の実施例のように皿ばねとすることが好ましいが、皿
ばねに代えてコイルばね等他の弾性部材を用いても差支
えない。
【００２２】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、斜板と
スラスト軸受との間に弾性部材を介装して、低圧時と高
圧時の緩衝機能、すなわち負荷に対する斜板支持剛性の
変動比率が二様に変化するよう構成したものであるか
ら、低圧時には斜板の支持剛性が低目に維持されて、消
費動力の低減、つまりは燃費を向上させ、一方、高圧時
には一変して高い斜板の支持剛性が強く負荷に抵抗し
て、斜板の振動並びに派生する騒音を良好に抑制する。
【００２３】とくに弾性部材として皿ばねを採用したも
のでは、軸方向の取付けスペースが小さく、荷重管理が
容易となる利点がある。また、スラスト軸受として平軸
受を採用したものでは、構造の簡素化に加えて経済性の
観点から一層有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る圧縮機の要部を示す断面
図。
【図２】本発明の他の実施例に係る図１と同様の断面
図。
【図３】図１の変形例を示す同様の断面図。
【図４】図２の変形例を示す同様の断面図。
【図５】従来圧縮機の全容を示す断面図。
【符号の説明】
１は駆動軸、２は前部シリンダブロック、３は後部シリ
ンダブロック、５は斜板、６Ａ、６Ｂはスラスト軸受、
６Ｃ（６Ｃ’）、６Ｄは平軸受、７ａは第１皿ばね、７
ｂは第２皿ばね、８は皿ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 尚登 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 (72)発明者 上田 泰則 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04B 27/08 F04B 39/00 103

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前後に対設された一対のシリンダブロック
    の両外端がそれぞれ前後のハウジングにより閉塞され、
    該前部ハウジングの中心軸孔及び各シリンダブロックの
    共通中心軸孔には駆動軸が前後一対のラジアル軸受を介
    して支承され、該駆動軸と共動する斜板のボス部に形成
    された受圧座と、各シリンダブロックの支承部に形成さ
    れた受圧座との間でそれぞれスラスト軸受を挟持してな
    る両頭斜板式圧縮機において、上記スラスト軸受の少な
    くとも一方と斜板のボス部に形成された受圧座との間に
    は、段階的に該スラスト軸受と衝合する２個の弾性部材
    が重装されていることを特徴とする両頭斜板式圧縮機。
  2. 【請求項２】前後に対設された一対のシリンダブロック
    の両外端がそれぞれ前後のハウジングにより閉塞され、
    該前部ハウジングの中心軸孔及び各シリンダブロックの
    共通中心軸孔には駆動軸が前後一対のラジアル軸受を介
    して支承され、該駆動軸と共動する斜板のボス部に形成
    された受圧座と、各シリンダブロックの支承部に形成さ
    れた受圧座との間でそれぞれスラスト軸受を挟持してな
    る両頭斜板式圧縮機において、上記スラスト軸受の少な
    くとも一方は、レースの外径近傍で斜板のボス部に形成
    された環状受圧座と衝接し、レースの内径近傍でシリン
    ダブロックの支承部に形成された環状受圧座と衝接する
    とともに、上記斜板のボス部に形成された環状受圧座の
    内方域には、負荷に応じて撓曲したレースと衝合する弾
    性部材が収嵌されていることを特徴とする両頭斜板式圧
    縮機。
  3. 【請求項３】上記スラスト軸受の他方が対向する両受圧
    座によってリジッドに挟持されていることを特徴とする
    請求項１又は２記載の圧縮機。
  4. 【請求項４】上記スラスト軸受のいずれもが平軸受であ
    ることを特徴とする請求項１、２又は３記載の圧縮機。
  5. 【請求項５】上記弾性部材が皿ばねであることを特徴と
    する請求項１、２、３又は４記載の圧縮機。
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