JP3084528B2 - 可変容量斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン形の圧縮
機に関する。より詳細には車両用エアコンシステムに用
いる可変容量斜板式圧縮機に関するもので、ベンディン
グモーメントを最小化するための構造を有するピストン
及びかかるピストン構造により、ベンディングモーメン
トを最小化するための機構（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）とシ
リンダブロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】車輌エアコンシステムに使用するための
ピストン形圧縮機（ｐｉｓｔｏｎ ｔｙｐｅ ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｏｒ）は、多数のシリンダボア（ｃｙｌｉｎｄ
ｅｒｂｏｒｅ）を有するシリンダブロックを含む。個々
のシリンダボアには、ピストンが滑り運動可能に配置さ
れ、斜板（ｓｗａｓｈ ｐｌａｔｅ）によりシリンダボ
ア内で往復運動するようになる。

【０００３】斜板傾斜角を変化させる機構を有する可変
容量斜板式圧縮機では、一般的に片頭ピストン（ｓｉｎ
ｇｌｅ−ｈｅａｄｅｄ ｐｉｓｔｏｎ）を用いるが、片
頭ピストンは胴体部と斜板の回転運動をピストンの往復
運動に転換させるための複数のシュー（ｓｈｏｅｓ）を
受容するシューポケット部を含む。

【０００４】しかし、かかる従来の圧縮機は、圧縮機の
動作時に、ピストンに偏向して作用する力により、ピス
トンにはベンディングモーメント（ｂｅｎｄｉｎｇ ｍ
ｏｍｅｎｔ）が作用し、該ベンディングモーメントによ
りピストンの変形が招来され、ピストンとシリンダとの
接触部位に片摩耗が発生されるという問題点がある。

【０００５】図１を参照して、従来の可変変位機構を有
する斜板式圧縮機（ａ ｓｗａｓｈｐｌａｔｅ ｔｙｐ
ｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌ
ｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）で
発生する問題点を説明すれば、可変変位機構を有する斜
板式圧縮機（１）は、多数のシリンダボア（ｃｙｌｉｎ
ｄｅｒ ｂｏｒｅ）（４）が形成されたシリンダブロッ
ク（２）を有し、シリンダブロック（２）の両端部は、
前方ハウジング（６）と後方ハウジング（８）とにより
密閉される。

【０００６】シリンダブロック（２）と前方ハウジング
（６）は、その間に気密状態のクランク室（１０）を形
成するようになる。シリンダブロック（２）の後端部と
後方ハウジング（８）との間にはバルブプレート（１
２）が介在され、後方ハウジング（８）には、冷媒ガス
の流出入のための流入口（１４）と流出口（１６）、吸
入室（１８）及び吐出室（２０）が形成される。

【０００７】吸入室（１８）及び吐出室（２０）は、そ
れぞれ吸入及び吐出バルブ手段を通して個々のシリンダ
ボア（４）と冷媒とが連通される。駆動軸（２２）は、
前方ハウジング（６）を通過してシリンダブロック
（２）まで延長されるように中心部に配置され、また前
方ハウジング（６）とシリンダブロック（２）に装着さ
れたベアリング（２４）により回転可能に支持される。

【０００８】シリンダーブロック（２）と前後方ハウジ
ング（６、８）とは、貫通ボルト（２５）により結合さ
れる。クランク室（１０）内には回転体（ｒｏｔｏｒ）
（２６）が駆動軸（２２）と共に回転可能に駆動軸（２
２）に装着され、また回転体（２６）は、前方ハウジン
グ（６）の内側の端部に設けられたスラストベアリング
（２８）により支持される。

【０００９】支持面（ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｕｒｆａｃ
ｅ）として作用する球形の外面を有する球形スリーブ
（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｓｌｅｅｖｅ）（３０）は、駆
動軸（２２）により滑り可能に支持される。駆動軸（２
２）の周りに設けられたスプリング（３２）は、回転体
（２６）と球形スリーブ（３０）と間に介在され、球形
スリーブ（３０）を後方ハウジング（８）側に押す。

【００１０】斜板（３４）は球形スリーブ（３０）の外
部支持面上に回転可能に支持される。斜板（３４）と回
転体（２６）はヒンジ機構により連結され、斜板（３
４）は回転体（２６）と共に回転するようになる。即
ち、支持アーム（３６）が回転体（２６）の一側面から
軸に沿って外側に突出され、アーム（３８）は斜板（３
４）の一表面から回転体（２６）の支持アーム（３６）
側に突出される。

【００１１】支持アーム（３６）とアーム（３８）とは
ピン（４０）により相互に連結されるが、ピン（４０）
は回転体（２６）の支持アーム（３６）を貫通して形成
されたピンホール（４２）と斜板（３４）のアーム（３
８）とを貫通して長く形成された大略長方形のホール
（４３）を通して延長される。

【００１２】このように、回転体（２６）と斜板（３
４）は相互にヒンジ結合され、長方形ホール（４３）内
におけるピン（４０）の滑り運動により斜板（３４）の
傾斜角が変化し、それにより圧縮機の容量が変わるよう
になる。

【００１３】個々のシリンダボア（４）にはピストン
（４４）が滑り可能に配置され、それぞれのピストン
（４４）はシリンダボア（４）内に滑れるように配置さ
れる胴体（４６）とブリッジ部（４８）とを有する。

【００１４】ピストン（４４）のブリッジ部（４８）に
はリセス（ｒｅｃｅｓｓ）（５０）が形成され、該リセ
ス（５０）には斜板（３４）の外周部分が位置する。半
球形のシューら（５２）は、ピストン（４４）のブリッ
ジ部（４８）に形成されたシューポケット（ｓｈｏｅ
ｐｏｃｋｅｔ）（５４）に配置され、斜板（３４）の外
周部分の両面と滑れるように噛み合うようになる。

【００１５】従って、駆動軸（２２）が回転することに
より斜板（３４）も回転し、斜板（３４）の回転運動
は、各シュー（５２）を通してピストン（４４）の往復
運動に転換される。ピストン（４４）の一側端部には切
取部（ｃｕｔｏｕｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）（５６）が形成
されるが、該切取部（５６）はピストン（４４）が下死
点に位置した時、斜板（３４）の表面とピストン（４
４）の胴体（４６）とが相互に接触することを防止する
ためのものである。

【００１６】後方ハウジング（８）には調節バルブ（６
０）が配置され、クランク室（１０）の圧力水準を調節
する。

【００１７】上述の構造を有する圧縮機で、ピストン
（４４）には多様な力が作用するが、その中ベンディン
グモーメントによりピストンの変形が招来され、ピスト
ンとシリンダーとの接触部位に片摩耗が発生するように
なる。

【００１８】図２はピストンに作用する多様な力を示す
ための図１の拡大図である。図２を参照して説明する
と、圧縮行程時に、ピストン（４４）の一端にはクラン
ク室（１０）の圧力（Ｐｃ）が作用し、他端には圧縮反
力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ
ｃｅ）（Ｐｄ）が作用するようになる。クランク室（１
０）の圧力（Ｐｃ）と圧縮反力（Ｐｄ）は、各シュー
（５２）を通して斜板（３４）に作用し、斜板（３４）
に作用する力は同一な大きさを有するが方向が反対の反
力であって、更に各シュー（５２）を通してピストン
（５４）に作用するようになる。

【００１９】即ちピストン（４４）が圧縮行程を行う
時、斜板（３４）がピストンに加える力（Ｆ）は、ピス
トンの胴体側シュー（５２）の半球形外面とシューポケ
ット（５４）の半球形内面の中、相互に接触する接触位
置、即ちピストン（４４）の中心軸（Ｏ）内のシューポ
ケット（５４）の頂点から斜板面に垂直の角度でピスト
ン（４４）に作用する。

【００２０】斜板（３４）がピストン（４４）に印加す
る力（Ｆ）は、ピストン（４４）の中心軸（Ｏ）と一致
する水平成分の力（Ｆｘ）と、ピストン（４４）の中心
軸（Ｏ）に垂直の垂直成分の力（Ｆｙ）とに分けて見る
ことができる。ピストン（４４）の質量をｍとし、圧縮
行程時のピストン（４４）の加速度をａ、ピストン（４
４）の断面積をＡとすると、

【００２１】 ΣＦｘ＝ＡＰｃ−ＡＰｄ＋Ｆｘ ΣＦｘ＝ｍａにおいて、 Ｆｘ＝ｍａ＋Ａ（Ｐｄ−Ｐｃ） ＝ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｄ−Ｐｃ） （１）

【００２２】であり、（Ｄはピストン（４４）の直
径）、 Ｆｙ＝Ｆｘ ｔａｎθ ＝ｔａｎθ［ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｄ−Ｐｃ）］ （２） のような公式が成り立つ。

【００２３】垂直成分の力（Ｆｙ）は、ピストン（４
４）にベンディングモーメントとして作用するが、ベン
ディングモーメントはＰに表示したピストン（４４）の
内側角で最大に作用する。言い換えれば、吸入行程途中
のピストン中の一つが下死点に到達した時、斜板（３
４）の一側面とピストン（４４）の胴体（４６）とが相
互に接触することを防止するために、ピストン（４４）
には切取部（５６）が提供されるが、該切取部（５６）
によりピストンの力（Ｆ）の作用点と前記切取部（５
６）の内側角の反力作用点（Ｐ）との間には、図面の図
示のとおりｘほどの距離が発生するようになり、該距離
（ｘ）によりピストンにベンディングモーメントが作用
する。即ち、ピストンに及ぼす最大ベンディングモーメ
ントＭｍａｘは、

【００２４】 Ｍｍａｘ＝ｘＦｙ ＝ｘｔａｎθ［ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｄ−Ｐｃ）］（３） となる。

【００２５】従って、ピストン（４４）のブリッジ部
（ｂｒｉｄｇｅ）（４８）には、前記反力作用点（Ｐ）
を中心として距離ｘほど反時計方向にベンディングモー
メントによりピストンは曲げ変形が発生すると同時に、
ピストン胴体とシリンダにも前記の反力作用点（Ｐ）及
びその対角線方向の角部で片摩耗が発生する。

【００２６】続いて図１、２を参照すると、ピストンの
吸入行程の間ピストン（４４）の一端にはクランク室
（１０）の圧力（Ｐｃ）が作用し、他端には吸入力（ｓ
ｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）（Ｐｓ）が作用す
る。クランク室（１０）の圧力（Ｐｃ）と吸入力（Ｐ
ｓ）とは、各シュー（５２）を通して斜板（３４）に作
用し、斜板（３４）に作用する力は同一な大きさを有す
るが、方向が反対の反力であって更に各シュー（５２）
を通してピストン（５４）に作用する。

【００２７】即ちピストン（４４）が吸入行程を行う場
合、斜板（３４）からピストン（４４）の胴体（４６）
の反対側シュー（５２）を通してピストン（４４）に作
用する力（Ｆ’）は、ピストン胴体の反対側シュー（５
２）の半球形の外面とシューポケット（５４）の半球形
の内面の中、相互に接触する接触位置で斜板面と垂直な
角度でピストン（４４）に作用し、前記の接触位置は、
ピストン（４４）の中心軸（Ｏ）内に位置する。

【００２８】斜板（３４）がピストン（４４）に印加す
る力（Ｆ’）は、ピストン（４４）の中心軸（Ｏ）と一
致する水平成分の力（Ｆｘ’）とピストン（４４）の中
心軸（Ｏ）に垂直の垂直成分の力（Ｆｙ’）とに分けて
見ることができる。ピストン（４４）の質量をｍとし、
吸入行程時のピストン（４４）の加速度をａ、ピストン
（４４）胴体の断面積をＡとすると、

【００２９】ΣＦｘ＝−ｍａであり、（右側の力の方向
を陽に設定） ΣＦｘ＝ＡＰｃ−ＡＰｓ−Ｆｘ’となる。従って水平成
分の力（Ｆｘ’）は下記式、 Ｆｘ’＝ｍａ＋Ａ（Ｐｃ−Ｐｓ） ＝ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｃ−Ｐｓ） （４） であり（Ｄはピストン（４４）の直径）、

【００３０】 Ｆｙ’＝Ｆｘ’ ｔａｎθ ＝ｔａｎθ［ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｃ−Ｐｓ）］ （５） となる。

【００３１】垂直成分の力（Ｆｙ’）は、ピストン（４
４）にベンディングモーメントとして作用するが、最大
吸入行程時にピストン（４４）がシリンダボア（４）内
に挿入された深さをｗとした時、ピストン（４４）の先
端からｗほど離れた位置（Ｐ’）でベンディングモーメ
ントが最大に作用する。

【００３２】ピストン（４４）がシリンダボア（４）内
に挿入された深さがｗであり、ピストン胴体の反対側シ
ュー（５２）の半球形外面とシューポケット（５４）の
半球形内面が相互に接触する点からピストンの右側の先
端までの長さをＬ’とすると、吸入行程時の最大ベンデ
ィングモーメントＭ’ｍａｘは、

【００３３】 Ｍ’ｍａｘ＝（Ｌ’−ｗ）Ｆｙ’ ＝（Ｌ’−ｗ）ｔａｎθ［ｍａ＋（π／４）Ｄ^２（Ｐｃ−Ｐｓ）］ （６） となる。

【００３４】従って、一般的な圧縮機の場合ｗの長さが
短いので、圧縮または吸入行程時に斜板の力によりピス
トンに作用するベンディングモーメントはピストン（４
４）の変形を招来し、ピストンの胴体とシリンダと間の
片摩耗を発生させる原因となる。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は従来の圧縮機から発生される上述の問題点を解決する
ためのピストンを有する斜板式圧縮機を提供することに
ある。

【００３６】本発明の他の目的は、斜板式圧縮機の使用
に適合したベンディングモーメントを最小化するための
構造を有するピストンを提供することで、これによると
ピストンの耐久性を向上させ、圧縮機の耐久性もまた向
上させることになる。

【００３７】本発明の他の目的は、ベンディングモーメ
ントを最小化するための機構を有する斜板式圧縮機を提
供することにある。

【００３８】本発明のまた他の目的は、斜板式圧縮機の
使用に適合したベンディングモーメントを最小化するた
めの構造を有するシリンダブロックを提供することにあ
る。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明によるベンディン
グモーメントを最小化するための構造を有する可変容量
斜板式圧縮機は、その内部に放射状に配置される多数の
シリンダボアを有するシリンダブロック；前記シリンダ
ブロックの前後方に配置されるハウジング；前記クラン
ク室の圧力を調節するための圧力調節手段；前記ハウジ
ングと前記シリンダブロックに回転可能に支持される駆
動軸；前記駆動軸に装着される回転体；前記回転体に連
結され、また前記駆動軸に滑れるように装着され、前記
クランク室の圧力変化により傾斜角が変化される斜板；
前記回転体と前記斜板との間に配置され、前記斜板の傾
斜角を変化させるためのヒンジ手段；それぞれはシリン
ダ形状の胴体と該胴体と連結されリセス及び一組のシュ
ーポケットを有するブリッジを含んで、前記シリンダボ
アのそれぞれの内部に往復可能に配置される多数のピス
トン；前記斜板を中にして、前記の各ピストンのそれぞ
れの前記リセス内の前記各シューポケットのそれぞれに
受容され、前記斜板の回転運動を前記各ピストンの往復
運動に転換するための多数のシュー；前記各ピストンの
それぞれにおいて、前記ブリッジと連結される部分にお
ける前記胴体の下端角（Ｐ）が、前記各シューポケット
の中の胴体側に隣接したシューポケットの入口（Ｑ１）
と頂点（Ｑ２）との間に位置するように形成され；及び
前記の斜板に形成される前記ピストンの下端角（Ｐ）と
の接触を防止するための接触防止手段；とを含むことを
特徴とする可変容量斜板式圧縮機であることを特徴とす
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】図３は、本発明による圧縮機の一
例を図示したもので、ベンディングモーメントを最小化
するための機構を有する可変容量斜板式圧縮機の縦断面
図である。

【００４１】可変容量斜板式圧縮機（ｖａｒｉａｂｌｅ
ｃａｐａｃｉｔｙ ｓｗａｓｈｐｌａｔｅ ｔｙｐｅ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）（７０）は、多数のシリンダ
ボア（ｂｏｒｅ）（７４）を有するシリンダブロック
（７２）、前方ハウジング（７６）、及び後方ハウジン
グ（７８）を有する。

【００４２】シリンダブロック（７２）の両端部は、そ
れぞれ前方ハウジング（７６）と後方ハウジング（７
８）とにより密封されるように結合され、シリンダブロ
ック（７２）と後方ハウジング（７８）と間にはバルブ
プレート（ｖａｌｖｅ ｐｌａｔｅ）（８０）が介在さ
れる。

【００４３】シリンダブロック（７２）と前方ハウジン
グ（７６）とは、気密（ａｉｒ−ｔｉｇｈｔ ｓｅａｌ
ｅｄ）されたクランク室（８２）を形成するようにな
る。駆動軸（８４）は、前方ハウジング（７６）を通過
してシリンダブロック（７２）まで延長するように配置
され、またレディアルベアリング（８６、８７）により
回転可能に支持される。

【００４４】シリンダーブロック（７２）と前後方ハウ
ジング（７６、７８）は、貫通ボルト（８９）により相
互に結合される。

【００４５】回転体（ｒｏｔｏｒ）（９０）は、駆動軸
（８４）と共に回転するようにクランク室（８２）に位
置した駆動軸（８４）に固定されるように装着される。
回転体（９０）は、前方ハウジング（７６）内部の端部
（ｉｎｎｅｒ ｅｎｄ）に設けられたスラストベアリン
グ（９２）により支持される。

【００４６】斜板（ｓｗａｓｈ ｐｌａｔｅ）（９４）
は駆動軸（８４）に回転可能に支持され、駆動軸（８
４）と斜板（９４）との間には球形スリーブ（ｓｐｈｅ
ｒｉｃａｌ ｓｌｅｅｖｅ）が介在される場合もある
が、この場合、斜板（９４）は、球形スリーブが外部支
持面に回転可能に支持される。

【００４７】図３において斜板（９４）は、最大傾斜角
の位置にあり、この場合のスプリング（９８）は最大に
圧縮された状態であり、突出部（９６）のストップ面
（ｓｔｏｐ ｓｕｒｆａｃｅ）（９６ａ）は回転体（９
０）と接触するようになるので、斜板（９４）の傾斜角
は回転体（９０）により制限される。

【００４８】また駆動軸（８４）にはストッパー（ｓｔ
ｏｐｐｅｒ）（９７）が提供され、斜板（９４）の最小
傾斜角を制限する。

【００４９】斜板（９４）と回転体（９０）は、ヒンジ
機構により連結され、斜板（９４）は回転体（９０）と
共に回転する。即ち、支持アーム（１００）が回転体
（９０）の一側面から軸に沿って外側に突出され、アー
ム（１０２）は斜板（９４）の一表面から回転体（９
０）の支持アーム（１００）側に突出される。

【００５０】支持アーム（１００）とアーム（１０２）
は、ピン（１０４）により相互に連結されるが、ピン
（１０４）は回転体（９０）の支持アーム（１００）を
貫通して形成されたピンホール（１０６）と斜板（９
４）のアーム（１０２）とを貫通して長く形成された大
略長方形のホール（１０８）を通じて延長される。

【００５１】このように、回転体（９０）と斜板（９
４）とは相互にヒンジ結合され、長方形ホール（１０
８）内におけるピン（１０４）の滑り運動により斜板
（９４）の傾斜角が変化し、それによって圧縮機の容量
が変わるようになる。

【００５２】図４の図示のとおり、それぞれのシリンダ
形状のピストン（１１０）は、胴体（１１２）とブリッ
ジ部（１２２）とを含んで、ブリッジ部（１２２）には
リセス（ｒｅｃｅｓｓ）（１２４）が提供され、一組の
半球形のシュー（１２８）がリセス（１２４）の前後方
面に形成された一組のシューポケット（１２６）に滑れ
るように配置される。

【００５３】各半球形シュー（１２８）の内面等は、斜
板（９４）の外周面上の両側面で滑れるように接触す
る。このように、個々のピストン（１１０）は各シュー
（１２８）及び各シューポケット（１２６）を通して斜
板（９４）と噛み合うようになるので、斜板（９４）が
回転することによりピストン（１１０）のそれぞれはシ
リンダーボア（７４）内で往復する。

【００５４】斜板（９４）が胴体側のシュー（１２８）
を通してピストン（１１０）に印加する力（Ｆ）は、胴
体側のシュー（１８）の半球形外面と対応する胴体側の
シューポケット（１２６）の半球形内面の中、相互に接
触する接触面（線接触の場合）または接触点（点接触の
場合）（以下では両者を包括して“接触位置または頂
点”という）で、ピストン（１１０）の接触位置から斜
板面に垂直な角度でピストンに作用する。

【００５５】斜板（９４）がピストン（１１０）に印加
する力（Ｆ）は、ピストン（１１０）の中心軸（Ｏ）と
一致する水平成分の力（Ｆｘ）とピストン（１１０）の
中心軸（Ｏ）に垂直な垂直成分の力（Ｆｙ）とに分けて
見ることができる。また、垂直成分の力（Ｆｙ）はベン
ディングモーメントとしてピストン（１１０）に作用す
る。

【００５６】胴体側シュー（１２８）の半球形外面とそ
れに対応するシューポケット（１２６）の半球形内面と
が相互に接触する接触位置即ちシューポケットの頂点
（Ｑ２）とピストンの内側角（Ｐ）とを直線で連結した
時に成す直線Ｓは、ピストンの中心軸（Ｏ）と直交する
ようになる。

【００５７】即ちピストン胴体の内側角（Ｐ）と前記頂
点（Ｑ２）とが同一直線上に置かれるようにする。ここ
でピストン胴体の内側角（Ｐ）は、胴体側シューポケッ
トの入口（Ｑ１）まで延長され得る。即ち、前記ピスト
ンの内側角（Ｐ）は、前記シューポケットの入口（Ｑ
１）と前記頂点（Ｑ２）と間に位置する。従って、ピス
トン胴体の下部は、従来のピストン胴体に比してｘほど
の長さが補償されるので、前記式（３）からピストン
（１１０）に作用する最大ベンディングモーメントは発
生されないようになる。

【００５８】前記のように、ピストン（１１０）の内側
角（Ｐ）は、従来のピストンに比してｘほどの長さが補
償されるが、これによる斜板面との干渉問題は斜板の形
状を変形することにより解決できる。

【００５９】その一例としては、図３乃至図５の図示の
とおり、前記ピストン胴体と対向する斜板面に陥没部
（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）（１３０）を
形成することができるが、該陥没部（１３０）は図４の
とおり斜板の一部から全体的に形成されるか、または図
５の実施例のとおり干渉部位のみに局部的に形成され得
て、該陥没部（１３０）の深さは後述するシリンダブロ
ック（７２）中央の突出量により決定されなければなら
ない。

【００６０】陥没部（１３０）を形成しない場合は、斜
板（９４）を薄く形成するか、斜板（９４）の最小傾斜
角を制限することもできる。

【００６１】ここで陥没部（１３０）を形成する場合、
斜板の強度を補強するために、図５のとおり陥没部（１
３０）に対応する反対側に隆起部（１３２）を形成する
ことが好ましい。

【００６２】図６は本発明によるシリンダブロックの一
実施例を図示したもので、図面に示したとおり、前記シ
リンダブロック（７２）の中央地域、即ち駆動軸が結合
される中央貫通穴（７７）と前記シリンダボア（７４）
との間には、前記シリンダボア（７４）の入口側基準面
（Ｂ）から前記斜板の陥没部に向けて突出される環状の
突出部（７３）が形成される。

【００６３】該突出部（７３）は、シリンダブロック
（７２）の中央地域全体にかけて形成することもできる
が、圧縮機の重量減少次元で、前記のシリンダボア（７
４）を囲む部分のみに環状の形態に形成することが好ま
しい。

【００６４】また図７は、シリンダブロック（７２）の
変形例を図示したもので、シリンダブロック（７２）の
外周縁（８８）と前記シリンダボア（７４）との間の面
を、前記中央地域突出部（７３）の突出量と大略同一に
外周側の突出部（７９）を形成して、前記シリンダボア
（７４）を斜板側に更に延長させることにより、ピスト
ンが下死点から圧縮行程を始める時、該外周側の突出部
（７９）がピストンの胴体部分をより安定に支持するよ
うにしたものである。

【００６５】更に図３、４を共に参照して説明すると、
駆動軸（８４）が貫通するシリンダブロック（７２）の
中心ホールから放射状に配置される各シリンダボア（７
４）に至る中央地域に、斜板の陥没部の深さほど圧縮機
（７０）の前方に突出する突出部（７３）が形成され
る。

【００６６】このように、シリンダブロック（７２）の
中央地域がシリンダブロック（７２）の外周地域より突
出され、ピストンの挿入深さ（ｗ）が突出量ほど増加す
るので、前記式（６）から分かるように、吸入行程時に
ピストン（１１０）に作用する最大ベンディングモーメ
ントは、シリンダブロック（７２）の中央地域の突出部
（７３）の突出長さほど減少する。

【００６７】また図３を参照すると、後方ハウジング
（７８）は冷媒ガスの流入及び流出のための流入口（１
３４）と流出口（１３６）、吸入室（３８）及び吐出室
（１４０）を有する。個々のシリンダボア（７４）に
は、バルブプレート（８０）に形成された吸入口（１４
２）及び吐出口（１４４）を通してそれぞれ吸入室（１
３８）及び吐出室（１４０）と連通される。

【００６８】それぞれの吸入口（１４２）は、吸入バル
ブ（１４６）により開閉され、それぞれの吐出口（１４
４）は吐出バルブ（１４８）により開閉され、リテーナ
ー（ｒｅｔａｉｎｅｒ）（１５０）は、吐出バルブ（１
４８）の開放程度を制限する。

【００６９】圧縮機（７０）には圧力調節手段（１５
２）が提供され、クランク室（８２）内の流体圧力水準
を調節して斜板（９４）の傾斜角を変化させる。

【００７０】上述の構造を有する圧縮機の作用を説明す
ると、駆動軸（８４）が回転する時、ヒンジ機構を通し
て一定した傾斜角を有する斜板（９４）もまた回転し、
従って各シュー（１２８）を通して斜板（９４）の回転
運動は、各ピストン（１１０）の個々の各シリンダボア
（７４）内における往復運動に転換される。それによっ
て冷媒ガスは、後方ハウジング（７８）の吸入室（１３
８）から個々のシリンダボア（７４）に流入され、ピス
トン（１１０）の往復運動により圧縮される。圧縮され
た冷媒ガスは、個々のシリンダボア（７４）から吐出室
（１４０）に吐出される。

【００７１】この時、個々のシリンダーボア（７４）か
ら吐出室（１４０）に吐出される冷媒ガス量は、クラン
ク室（８２）の圧力水準を調整する圧力調節手段（１５
２）により調節される。即ち、蒸発器の負荷が増加する
と吸入室（１３８）内の圧力（Ｐｓｃ）が高くなり、そ
れによって圧力調節手段（１５２）は、吐出室（１４
０）からクランク室（８２）に移動される冷媒ガスを遮
断させるので、クランク室（８２）の圧力水準（Ｐｃ
ｃ）が低くなる。

【００７２】クランク室（８２）の圧力水準が低くなる
時、クランク室（８２）の圧力（Ｐｃｃ）がピストン
（１１０）に作用する力が減少し、従って、斜板（９
４）の傾斜角は増加する。それにより、ヒンジ手段を成
すピン（１０４）は、長方形ホール（１０８）に沿って
長方形ホール（１０８）の下端部側に滑り移動される。

【００７３】従って、斜板（９４）はスプリング（９
８）力に対抗して圧縮機の前方に移動される。このよう
に斜板（９４）の傾斜角は増加し、その結果個々のピス
トン（１１０）の行程長さが延長されるようになるの
で、圧縮機の圧縮容量が増加する。

【００７４】反面、蒸発器の負荷が減少すると、吸入室
（１３８）内の圧力（Ｐｓｃ）が低下され、それによっ
て調節バルブ（５２）は吐出室（１４０）の圧縮された
冷媒ガスをクランク室（８２）に送るようになる。

【００７５】クランク室（８２）の圧力水準が高くなる
ことにより、クランク室（８２）の圧力（Ｐｃｃ）がピ
ストン（１１０）に作用する力は増加し、従って斜板
（９４）の傾斜角は減少する。

【００７６】即ち、ヒンジ手段を成すピン（１０４）
は、長方形ホール（１０８）に沿って長方形ホール（１
０８）の上端部側に滑り移動する。従って、斜板（９
４）は、圧縮機の後方に移動し、それによって斜板（９
４）の傾斜角は減少する。結果的にピストン（１１０）
の行程長さが短くなって圧縮機の圧縮容量が減少され
る。

【００７７】上述した圧縮機の圧縮行程の間、それぞれ
のピストン（１１０）にはクランク室（８２）の圧力と
圧縮反力が作用するようになり、該力等は各シュー（１
２８）を通して斜板（９４）に作用され、同一な大きさ
で方向が反対の反力が更に各シュー（１２８）を通して
斜板（９４）からピストン（１１０）に作用する。

【００７８】この時、最大ベンディングモーメントはピ
ストン（１１０）胴体の下端角（Ｐ）で作用するが、ピ
ストンに作用する垂直成分の力（Ｆｙ）と最大ベンディ
ングモーメントが作用されるピストン胴体の下端角
（Ｐ）は同一直線上に置かれて、距離ｘが０となって圧
縮行程時にはベンディングモーメントが発生されないよ
うになる。

【００７９】その結果、ピストン（１１）の変形やシリ
ンダとピストンの片摩耗の発生が防止されるので、究極
的に圧縮機の耐久性及び性能の向上を図ることができ
る。

【００８０】一方、圧縮機の吸入行程の間それぞれのピ
ストン（１１０）にはクランク室（８２）の圧力と吸入
力が作用し、該力等はピストン胴体の反対側の各シュー
（１２８）を通して斜板（９４）に作用し、更に同一大
きさで方向が反対の反力が各シュー（１２８）を通して
斜板（９４）からピストン（１１０）に作用する。

【００８１】この時の最大ベンディングモーメントは、
ピストン（１１０）がシリンダボア（７４）内に一定深
さ挿入された時、ピストン（１１０）の外周面とシリン
ダボア（７４）の内周面とが相互に接触する地点でピス
トン（１１０）に作用するようになる。

【００８２】シリンダブロック（７２）の中央地域（７
３）は、斜板（９４）の陥没部（１３０）の深さに相当
する量程度に突出され、ピストン（１１０）の最大吸入
行程時のシリンダボア（７４）内への挿入深さ（ｗ）が
増加するので、ピストン（１１０）に作用する最大ベン
ディングモーメントは減少する。

【００８３】

【発明の効果】本発明による斜板式圧縮機に用いられる
ピストンには、圧縮行程時に作用するベンディングモー
メントが発生しないので、ピストンの変形やピストンと
シリンダの片摩耗を防止することができる。

【００８４】シリンダブロックの中央地域は、外周地域
に比して突出形成されるので、吸入行程時にピストンに
作用するベンディングモーメントは減少する。

【００８５】さらに本発明による斜板式圧縮機は、ベン
ディングモーメントを顕著に減少させることができるの
で、ピストンの変形が防止され、正確な圧縮容量を制御
できる。

【００８６】また本発明によると、圧縮機の全長を延長
しなくても、ピストンのベンディングモーメントによる
問題点を解消することができ、圧縮機の性能と耐久性を
顕著に増加させると共に、小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の可変容量斜板式圧縮機の縦断面図で
ある。

【図２】ピストンに作用する多様な力を示すための図１
の一部拡大図である。

【図３】本発明による可変容量斜板式圧縮機の縦断面図
である。

【図４】図３の圧縮機において、主要部分の動作を示す
ための部分拡大断面図である。

【図５】本発明の実施例による斜板の断面図である。

【図６】本発明によるシリンダブロックの斜視図であ
る。

【図７】本発明の他の実施例によるシリンダブロックの
斜視図である。

【符号の説明】

７０：圧縮機 ７６：前方ハウジング ７８：後方ハウジング ９４：斜板 １１０：ピストン １２６：シューポケット １２８：シュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/10 F04B 27/14

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内部に放射状に配置される多数のシ
   リンダボアを有するシリンダブロック；前記シリンダブ
   ロックの前後方に配置されるハウジング；クランク室の
   圧力を調節するための圧力調節手段；前記ハウジングと
   前記シリンダブロックに回転可能に支持される駆動軸；
   前記駆動軸に装着される回転体；前記回転体に連結さ
   れ、また前記駆動軸に滑れるように装着され、前記クラ
   ンク室の圧力変化により傾斜角が変化される斜板；前記
   回転体と前記斜板との間に配置され、前記斜板の傾斜角
   を変化させるためのヒンジ手段；それぞれはシリンダ形
   状の胴体と、該胴体と連結されリセス及び一組のシュー
   ポケットを有するブリッジを含んで、前記シリンダボア
   のそれぞれの内部に往復可能に配置される多数のピスト
   ン；前記の斜板を中にして、前記の各ピストンのそれぞ
   れの前記リセス内の前記各シューポケットのそれぞれに
   受容され、前記斜板の回転運動を前記各ピストンの往復
   運動に転換するための多数のシュー；前記各ピストンの
   それぞれにおいて、前記ブリッジと連結される部分にお
   ける前記胴体の下端角（Ｐ）が、前記各シューポケット
   の中の胴体側に隣接したシューポケットの入口（Ｑ１）
   と頂点（Ｑ２）との間に位置するように形成され；及び
   前記の斜板に形成される前記ピストンの下端角（Ｐ）と
   の接触を防止するための接触防止手段；とを含むことを
   特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記斜板の接触防止手段は、前記ピスト
   ンの内側角（Ｐ）と対応する部位に形成された陥没部で
   あることを特徴とする請求項１記載の可変容量斜板式圧
   縮機。
3. 【請求項３】 その内部に放射状に配置される多数のシ
   リンダボアを有するシリンダブロック；前記シリンダブ
   ロックの前後方に配置されるハウジング；前記クランク
   室の圧力を調節するための圧力調節手段；前記ハウジン
   グと前記シリンダブロックに回転可能に支持される駆動
   軸；前記駆動軸に装着される回転体；前記回転体に連結
   され、また前記駆動軸に滑れるように装着され、前記ク
   ランク室の圧力変化により傾斜角が変化される斜板；前
   記回転体と前記斜板との間に配置され、前記斜板の傾斜
   角を変化させるためのヒンジ手段；それぞれはシリンダ
   形状の胴体と、該胴体と連結されリセス及び一組のシュ
   ーポケットを有するブリッジを含んで、前記シリンダボ
   アのそれぞれの内部に往復可能に配置される多数のピス
   トン；前記斜板を中にして、前記の各ピストンのそれぞ
   れの前記リセス内の前記各シューポケットのそれぞれに
   受容され、前記斜板の回転運動を前記各ピストンの往復
   運動に転換するための多数のシュー；前記斜板は、前記
   ピストンとの対向面に所定深さの陥没部を有し；及び前
   記シリンダブロックは、前記駆動軸と前記シリンダボア
   との間に、該シリンダボアの入口側の基準面から前記斜
   板の陥没部に向けて突出される突出部を有するもの；と
   を含むことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
4. 【請求項４】 前記のシリンダブロックは、前記各シリ
   ンダボアと前記シリンダブロックの外周面との間に、前
   記の突出部と大略同一高さで突出された外周側の突出部
   を更に含むことを特徴とする請求項３記載の可変容量斜
   板式圧縮機。
5. 【請求項５】 その内部に放射状に配置される多数のシ
   リンダボアを有するシリンダブロック；前記シリンダブ
   ロックの前後方に配置されるハウジング；前記ハウジン
   グの一側に設けられてクランク室の圧力を調節するため
   の圧力調節手段；前記ハウジングと前記シリンダブロッ
   クに回転可能に支持される駆動軸；前記駆動軸に装着さ
   れる回転体；前記回転体に連結され、また前記駆動軸に
   滑れるように装着され、前記クランク室の圧力変化によ
   り傾斜角が変化される斜板；前記回転体と前記斜板との
   間に配置され、前記斜板の傾斜角が変化され得るように
   するためのヒンジ手段；それぞれはシリンダ形状の胴体
   と、該胴体と連結されリセス及び一組のシューポケット
   を有するブリッジを含んで、前記シリンダボアのそれぞ
   れの内部に往復可能に配置される多数のピストン；前記
   斜板を中にして、前記の各ピストンのそれぞれの前記リ
   セス内の前記各シューポケットのそれぞれに受容され、
   前記斜板の回転運動を前記各ピストンの往復運動に転換
   するための多数のシュー；前記の各ピストンのそれぞれ
   において、前記のブリッジと連結される部分における前
   記胴体の下端角（Ｐ）が、前記各シューポケットの中の
   胴体側に隣接したシューポケットの入口（Ｑ１）と頂点
   （Ｑ２）との間に位置するように形成されて；前記シリ
   ンダブロックは、前記駆動軸と前記シリンダボアとの間
   に、該シリンダボアの入口側の基準面から前記斜板に向
   けて突出される突出部を有し；及び前記斜板に形成され
   る前記ピストンの内側角（Ｐ）及び前記シリンダブロッ
   クの突出部との接触を防止するための接触防止手段；と
   を含むことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
6. 【請求項６】 前記斜板の接触防止手段は、前記ピスト
   ンの内側角（Ｐ）と対応する部位に形成された陥没部で
   ることを特徴とする請求項５記載の可変容量斜板式圧縮
   機。
7. 【請求項７】 前記のシリンダブロックは、前記各シリ
   ンダボアと前記シリンダブロックの外周面との間に、前
   記突出部と大略同一高さで突出された外周側の突出部を
   更に含むことを特徴とする請求項５記載の可変容量斜板
   式圧縮機。