JP3183461B2 - 容量可変型斜板式圧縮機の組付方法 - 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、車両空調装置等に
用いられる容量可変型斜板式圧縮機の組付方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、
単に圧縮機という。）として、特開平４−１５９４６４
号公報記載のものが知られている。この圧縮機では、シ
リンダブロックにシリンダボアが形成され、ハウジング
には吸入室及び吐出室が形成され、両者が接合されるこ
とによりクランク室が形成されている。クランク室内で
は、駆動軸にロータが同期回転可能に支持され、ロータ
との間にヒンジ機構を介しかつ駆動軸との間にスリーブ
を介して回転駆動体が同期回転可能かつ傾角変位可能に
枢支されている。回転駆動体には回転斜板が固定され、
両者により斜板が構成されている。ヒンジ機構は、ロー
タから突出する支持アームに設けられた取付孔と、この
取付孔に少なくとも前後方向へ傾角変位自在に装備さ
れ、ガイド孔が貫設された軸受と、回転駆動体と固着さ
れガイド孔に往復動可能に遊嵌されたガイドピンとから
なる。また、スリーブは、駆動軸の軸方向に摺動可能に
装備されたものであり、外面にはそれぞれ軸方向に平行
に延在された規制面が設けられ、各規制面には軸直角方
向に枢軸ピンが突出されている。回転駆動体はこのスリ
ーブの両規制面と当接しつつ両枢軸ピンと係合されてい
る。回転斜板には回転斜板の傾角に基づく揺動運動を往
復動に変換する一対のシューを介してピストンが係合さ
れており、各ピストンは各シリンダボア内に収容されて
いる。そして、シリンダブロックには、クランク室と吸
入室とを連通する抽気通路が設けられており、この抽気
通路は制御弁によって開閉される。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸の駆動に伴って所
定の傾角で回転駆動体及び回転斜板が回転すると、ピス
トンがシリンダボア内で往復動される。これにより吸入
室からシリンダボア内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガス
は圧縮された後吐出室へ吐出される。そして、制御弁に
よるクランク室内の圧力調整で回転斜板及び回転駆動体
の傾角が変位され、これにより吐出室へ吐出される冷媒
ガスの吐出容量が制御される。

【０００４】このとき、ヒンジ機構との協働により、ス
リーブが駆動軸に対して軸方向に摺動することで回転駆
動体が駆動軸に対して軸方向に摺動され、同時にスリー
ブに設けられた枢軸ピンの中心を枢軸中心として回転駆
動体が傾角変位する。また、回転駆動体及び回転斜板に
はピストン及びシューを介した冷媒ガスの圧縮反力及び
吸引力により枢軸中心を軸直角方向から傾斜させんとす
るモーメントが作用するが、かかるモーメントは、ヒン
ジ機構により受承され、又は回転駆動体とスリーブの規
制面との当接によって受承され、これにより斜板の枢軸
中心に対する傾斜が防止されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の圧
縮機では、斜板を傾角変位させるべく、枢軸ピンと係合
する回転駆動体に回転斜板を固定しているため、斜板が
回転駆動体と回転斜板とで構成され、部品点数が多くな
っているとともに、回転駆動体の軸方向の必要長さ等に
より、軸長も大きくされている。

【０００６】また、この圧縮機では、斜板の傾角変位及
び圧縮反力等によるモーメントの受承のため、斜板と駆
動軸との間にスリーブを設け、このスリーブに枢軸ピン
を設けているため、スリーブ及び枢軸ピンの分だけ部品
点数が多くなっている。このため、この圧縮機では、部
品点数の多さから、製造コストの高騰を生じ、また部品
管理等が面倒であるという欠点を有するとともに、軸長
の大きさにより車両等への搭載性に欠けるという欠点も
有する。

【０００７】本発明は、部品点数の削減と、軸短化とを
実現可能な容量可変型斜板式圧縮機について、駆動軸と
ロータとを組付けた後から駆動軸に斜板を挿入可能とす
ることを解決すべき課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機の組付方
法は、容量可変型斜板式圧縮機として、ハウジングにク
ランク室、吸入室、吐出室及びこれらと接続されたシリ
ンダボアが区画形成されるとともに、該各シリンダボア
にはそれぞれピストンが往復動可能に収容され、該ハウ
ジングに支持された駆動軸には、該クランク室内に位置
するロータが同期回転可能に支持され、かつ該ロータと
ヒンジ機構を介して連結された斜板が貫通孔により傾角
変位可能に嵌合され、該斜板と該ピストンとの間には該
斜板の前後揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する
連結機構が介装され、該クランク室内の圧力により該斜
板の傾角を制御して吐出容量を変化するように構成さ
れ、軸心を挟んで該ヒンジ機構と対向する側の該駆動軸
を超えて設定された枢軸中心を中心として全制御範囲に
わたり該斜板の傾角変位を許容すべく該貫通孔を形成し
たものを組付けるに際し、最小傾角時に前記貫通孔の壁
面が前記駆動軸の周面と当接しないように該貫通孔によ
る揺動角度を変位可能角度よりやや大きく設定し、該駆
動軸に前記ロータを圧入した後、前記斜板を最大傾角と
は逆側に最小傾角を超えて傾斜させることにより該駆動
軸を該貫通孔の壁面に沿わせつつ該ヒンジ機構を装着す
ることを特徴とする。

【０００９】本発明の圧縮機では、ロータとヒンジ機構
を介して連結された斜板が貫通孔に駆動軸を嵌挿して傾
角変位可能に嵌合されている。この貫通孔は、軸心を挟
んでヒンジ機構と対向する側の駆動軸を超えて設定され
た枢軸中心を中心として、全制御範囲にわたり斜板の傾
角変位を許容すべく形成されている。こうして形成され
た貫通孔内には、枢軸中心を中心とした円弧状に支持部
が形成され、軸心と平行に延在する規制面が側面に平坦
に形成される。

【００１０】このため、かかる貫通孔内に駆動軸が嵌挿
されれば、ヒンジ機構との協働により、斜板自身が駆動
軸に対して軸方向に摺動し、同時に貫通孔内の支持部に
より斜板が傾角変位する。このため、この圧縮機では、
斜板を傾角変位させるために、従来のように斜板を回転
駆動体と回転斜板とで構成する必要がない。また、この
圧縮機においても、斜板にはピストン及び連結機構を介
した冷媒ガスの圧縮反力及び吸引力により枢軸中心を軸
直角方向から回転させんとするモーメントが作用する
が、かかるモーメントは、ヒンジ機構により受承され、
又は貫通孔内の規制面と駆動軸の周面との当接によって
受承され、これにより枢軸中心に対する斜板の傾斜が防
止されている。このため、斜板の傾角変位及び圧縮反力
等によるモーメントの受承のため、従来のように斜板と
駆動軸との間にスリーブ及び枢軸ピンを設ける必要がな
い。

【００１１】なお、貫通孔は、ドリル、エンドミル等に
より円孔を緩やかに曲折させることにより形成すること
ができるため、形成が容易である。また、貫通孔内の支
持部が円弧状に形成されているため、駆動軸の周面は支
持部と常に線接触を保ち、支持部が摩耗されにくい。こ
の点、特公平２−３１２３４号公報記載においても、斜
板に貫通孔を貫設し、この貫通孔に駆動軸を嵌挿させた
圧縮機が開示されているが、この圧縮機の貫通孔は円孔
が狭小角を有して曲折されたものであり、駆動軸の周面
が支持部と狭小角で当接することとなるため、支持部が
摩耗されやすい。

【００１２】そして、この組付方法では、貫通孔が最大
傾角及び最小傾角を維持することがなく、貫通孔と駆動
軸との間の間隙が大きくなる。このため、この場合に
は、駆動軸とロータとを組付けた後から駆動軸に斜板を
挿入しやすくなる。また、この場合には、斜板がその傾
角を維持せんとする力、例えば最大傾角時におけるクラ
ンク室圧力による力やピストン及び連結機構を介した冷
媒ガスの吸引力が斜板の貫通孔で受承されることがな
い。このため、この場合には、支持部、規制面ばかりで
なく、貫通孔全体が摩耗されにくい。

【００１３】本発明の圧縮機の組付方法では、ヒンジ機
構の装着後、駆動軸に最小傾角を維持するサークリップ
を固着することが好ましい。これにより、傾角縮小方向
への更なる傾動を規制することができる。したがって、
本発明の圧縮機の組付方法では、駆動軸とロータとを組
付けた後から駆動軸に斜板を挿入可能となるため、優れ
た組付け性が確保され、より製造コストの低廉化を実現
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
を図面を参照しつつ説明する。この圧縮機では、図１に
示すように、シリンダブロック１の前端側にフロントハ
ウジング２が接合され、後端側にリアハウジング３が弁
板４を介して接合されている。シリンダブロック１とフ
ロントハウジング２とによって形成されるクランク室５
内には軸心Ｘ方向に延在する駆動軸６が収容され、駆動
軸６は軸受７ａ、７ｂによって回転可能に支持されてい
る。そして、シリンダブロック１には駆動軸６を取り囲
む位置に複数個のシリンダボア８が穿設されており、各
シリンダボア８にはピストン９がそれぞれ嵌挿されてい
る。

【００１５】クランク室５内において、駆動軸６にはロ
ータ１０がフロントハウジング２との間に軸受８を介し
て駆動軸６と同期回転可能に支持され、ロータ１０の後
方には貫通孔２０内に駆動軸６を嵌挿させた斜板１１が
装備されている。斜板１１の貫通孔２０は、図２に示す
ように、まずドリル加工を中心線ｌ₁に沿って行い、円
孔を形成する。そして、円孔内に同径のエンドミルを挿
入し、エンドミルを回転させながら、軸心Ｘと直角方向
に延在し、軸心Ｘを挟んでヒンジ機構Ｋ、Ｋと対向する
側の駆動軸６を超えて設定された枢軸中心Ｙを中心とし
て、斜板１１を中心線ｌ₂まで回転する。こうして、エ
ンドミルによる円孔を枢軸中心Ｙを中心として緩やかに
曲折することで、容易に貫通孔２０が形成される。な
お、この逆の操作で貫通孔２０を形成することもでき
る。

【００１６】ここで、中心線ｌ₁と中心線ｌ₂との揺動角
度Θは、図２に示す最大傾角時の斜板１１の平行面Ｌ₁
と、図３に示す最小傾角時の斜板１１の平行面Ｌ₂とを
示すように、最大傾角と最小傾角との差である変位可能
角度θよりやや大きくされている。詳しくは、揺動角度
Θは、変位可能角度θよりも、中心線ｌ₁側で１〜２°
大きく、中心線ｌ₂側で１０〜１５°大きくされてい
る。

【００１７】こうして貫設された貫通孔２０内には、図
４及び図５に示すように、枢軸中心Ｙを中心とした円弧
状に支持部２０ｂが形成され、軸心Ｘと平行に延在する
規制面２０ａ、２０ａが側面に平坦に形成される。な
お、枢軸中心Ｙを駆動軸６を大きく超えて設定すれば、
可変特性やトップクリアランス変動に影響を生じるた
め、注意を要する。

【００１８】そして、図１に示すように、ロータ１０と
斜板１１との間には押圧ばね１２が介在されており、押
圧ばね１２は斜板１１をリアハウジング３方向へ付勢し
ている。また、斜板１１の外周部には、連結機構として
の半球状のシュー１４、１４が当接されており、これら
シュー１４、１４の外周面はピストン９の球支承面と係
合されている。こうして、斜板１１にシュー１４、１４
を介して係留される複数のピストン９は各シリンダボア
８内を往復動可能に収納されている。

【００１９】斜板１１の前面には、図４に示すように、
ヒンジ機構Ｋ、Ｋを構成する一対のブラケット１５、１
５が駆動軸６を間に介在させつつ斜板１１の上死点位置
Ｔを跨いで突設されており、各ブラケット１５、１５に
はガイドピン１６、１６の一端が固着され、各ガイドピ
ン１６、１６の他端には球部１６ａ、１６ａが固着され
ている。また、ロータ１０の上部には、ヒンジ機構Ｋ、
Ｋの残部を構成する一対の支持アーム１７、１７が各ガ
イドピン１６、１６と対向するように軸心Ｘ方向後方に
突出している。各支持アーム１７、１７の各先端部に
は、駆動軸６の軸心Ｘと斜板１１の上死点位置Ｔとで決
定される面と平行に、かつ駆動軸６の軸心Ｘに対して外
方から近づく方向にガイド孔１７ａ、１７ａが直線状に
貫設されている。これらガイド孔１７ａ、１７ａの中心
線の方向は、斜板１１の傾角変位にかかわらずピストン
９の上死点位置が前後にほとんど変位しないように設定
されている。これらガイド孔１７ａ、１７ａ内には、図
１に示すように、それぞれガイドピン１６、１６の球部
１６ａ、１６ａが回動かつ摺動可能に挿入されている。

【００２０】リアハウジング３内は、吸入室３０及び吐
出室３１に区画されている。弁板４には各シリンダボア
８に対応して吸入ポート３２及び吐出ポート３３が開口
形成されており、弁板４とピストン９との間に形成され
る圧縮室が吸入ポート３２及び吐出ポート３３を介して
吸入室３０及び吐出室３１に連通される。各吸入ポート
３２にはピストン９の往復動に応じて吸入ポート３２を
開閉する図示しない吸入弁が設けられ、各吐出ポート３
３にはピストン９の往復動に応じて吐出ポート３３をリ
テーナ３４に規制されつつ開閉する図示しない吐出弁が
設けられている。また、リアハウジング３には、クラン
ク室５の圧力を調整する図示しない制御弁が装備されて
いる。

【００２１】以上のように構成された圧縮機において、
図１に示す駆動軸６の駆動に伴って斜板１１が回転する
と、シュー１４、１４を介して各ピストン９がシリンダ
ボア８内で往復動し、これにより吸入室３０から圧縮室
内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮された後、吐
出室３１へ吐出される。このとき、吐出室３１へ吐出さ
れる冷媒ガスの吐出容量は、制御弁によるクランク室５
内の圧力調整により制御される。

【００２２】すなわち、図２の状態において、制御弁の
圧力調整でクランク室５の圧力が上昇すれば、ピストン
９に作用する背圧が上がることにより、斜板１１の傾角
が小さくなる。つまり、ヒンジ機構Ｋ、Ｋにおけるガイ
ドピン１６、１６の球部１６ａ、１６ａは、ガイド孔１
７ａ、１７ａ内を反時計方向に回動するとともに、ガイ
ド孔１７ａ、１７ａ内を中心線に沿って外方から軸心Ｘ
側に近づく方向に摺動する。また、斜板１１が枢軸中心
Ｙを中心とする支持部２０ｂに駆動軸６の周面を当接さ
せつつ反時計方向に回動するとともに押圧ばね１２に屈
して後退する。これにより、斜板１１の傾角が小さくな
るため、図３の状態に変化し、ピストン９のストローク
が縮小されて吐出容量は小さくなる。

【００２３】逆に、図３の状態において、制御弁の圧力
調整でクランク室５の圧力が低下すれば、ピストン９に
作用する背圧が下がることにより、斜板１１の傾角が大
きくなる。つまり、ヒンジ機構Ｋ、Ｋにおけるガイドピ
ン１６、１６の球部１６ａ、１６ａは、ガイド孔１７
ａ、１７ａ内を時計方向に回動するとともに、ガイド孔
１７ａ、１７ａ内を中心線に沿って内方から軸心Ｘに対
し離れる方向に摺動する。また、斜板１１が支持部２０
ｂに駆動軸６の周面を当接させつつ時計方向に回動する
とともに押圧ばね１２に抗して前進する。これにより、
斜板１１の傾角が大きくなるため、図２の状態に変化
し、ピストン９のストロークが伸長されて吐出容量は大
きくなる。

【００２４】このため、この圧縮機では、斜板１１自体
を変位可能角度θで傾角変位させるために、従来のよう
に斜板を大型の回転駆動体と回転斜板とで構成する必要
がない。また、この圧縮機においても、斜板１１にモー
メントが作用するが、かかるモーメントは、一対のヒン
ジ機構Ｋ、Ｋによってほとんど受承され、貫通孔２０内
の規制面２０ａ、２０ａと駆動軸６の周面とにさほど負
担がかからずに枢軸中心Ｙに対する斜板１１の傾斜が防
止されている。このため、斜板１１の傾角変位及び圧縮
反力等によるモーメントの受承のため、従来のように斜
板と駆動軸との間にスリーブ及び枢軸ピンを設ける必要
がない。

【００２５】したがって、この圧縮機では、従来の回転
駆動体、回転斜板、スリーブ、２本の枢軸ピンを一つの
斜板１１で賄えるため、削減した部品点数の分だけ製造
コストの低廉化及び部品管理等の容易化を実現すること
ができる。また、この圧縮機では、従来の回転駆動体の
分だけ軸短化を実現することができ、圧縮反力等による
モーメントを一対のヒンジ機構Ｋ、Ｋによってほとんど
受承し、貫通孔２０でモーメントを受承しないことで薄
肉の斜板１１を採用することにより軸短化を実現し、か
つ一対のシュー１４、１４により斜板１１とピストン９
とを連結して一般的な揺動板の分だけ軸短化を実現して
いるため、車両等への優れた搭載性を発揮することがで
きる。

【００２６】そして、この斜板１１は、図３に示す押圧
ばね１２の最延長状態では、貫通孔２０の後部に凹状に
形成された後端面１１ｂが駆動軸６に係止されたサーク
リップ１３と当接することにより、傾角縮小方向への更
なる傾動を規制されている。逆に、この斜板１１は、図
２に示す押圧ばね１２の最収縮状態では、下部に斜状に
形成された前端面１１ａがロータ１０の後端面１０ａと
当接することにより、傾角増大方向への更なる傾動を規
制されている。

【００２７】この間、揺動角度Θが変位可能角度θより
やや大きくされていることから、図２に示すように、最
大傾角時に貫通孔２０の前部下面２０ｃ及び後部上面２
０ｄは駆動軸６の周面と当接しない。また、図３に示す
ように、最小傾角時に貫通孔２０の後部下面２０ｅ及び
前部上面２０ｆが駆動軸６の周面と当接しない。すなわ
ち、貫通孔２０が最大傾角及び最小傾角を維持すること
がなく、貫通孔２０と駆動軸６との間の間隙が大きくな
っている。

【００２８】このため、この圧縮機では、図５に示すよ
うに、駆動軸６を後部下面２０ｅ及び前部上面２０ｆと
当接させるなどそれに沿わせつつ、ガイド孔１７ａ、１
７ａ内に球部１６ａ、１６ａを容易に挿入することがで
きるため、駆動軸６にロータ１０を圧入した後に斜板１
１を組付けることが可能となる。このため、この圧縮機
では、優れた組付け性が確保され、製造コストの低廉化
を実現することができる。

【００２９】そして、この圧縮機では、貫通孔２０内の
支持部２０ｂが円弧状に形成されているため、駆動軸６
の周面は支持部２０ｂと常に線接触を保ち、支持部２０
ｂが摩耗されにくい。また、圧縮反力等によるモーメン
トを一対のヒンジ機構Ｋ、Ｋによってほとんど受承する
ことができるため、斜板１１の規制面２０ａ、２０ａも
摩耗されにくい。さらに、貫通孔２０と駆動軸６との間
の間隙が大きくなっていることから、斜板１１がその傾
角を維持せんとする力が斜板１１の貫通孔２０で受承さ
れることがなく、貫通孔２０全体が摩耗されにくい。こ
のため、この圧縮機では、斜板１１の傾角が確実に確保
され、かつ優れた耐久性を発揮することができる。

【００３０】また、この圧縮機では、ドリル、エンドミ
ル等による円孔を緩やかに曲折させることにより貫通孔
２０を貫設することができるため、貫通孔２０の形成が
容易である。このため、この圧縮機では、より製造コス
トを低廉化することができる。なお、圧縮機が運転され
ている間、斜板１１には圧縮反力等が作用し、これによ
り支持部２０ｂが駆動軸６の周面に常に押し付けられる
ため、貫通孔２０と駆動軸６とのかかる間隙によりガタ
ツキを生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例の圧縮機に係り、最大傾角時における要
部断面図である。

【図３】実施例の圧縮機に係り、最小傾角時における要
部断面図である。

【図４】実施例の圧縮機に係り、ヒンジ機構を示す分解
平面図である。

【図５】実施例の圧縮機に係り、斜板の要部拡大断面図
である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２…フロントハウジング ３…
リアハウジング ５…クランク室 ３０…吸入室 ３１
…吐出室 ８…シリンダボア ９…ピストン ６…
駆動軸 １０…ロータ Ｋ…ヒンジ機構 １１
…斜板 １４…シュー（連結機構） ２０…貫通孔 ２０ｂ…支持部 ２０ａ…規制面 Ｔ…
上死点位置 Ｘ…軸心 Ｙ…枢軸中心 １１
ａ…斜板の前端面 １０ａ…ロータの後端面 １１ｂ…斜板の後端面 １３
…サークリップ

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容量可変型斜板式圧縮機として、ハウジン
   グにクランク室、吸入室、吐出室及びこれらと接続され
   たシリンダボアが区画形成されるとともに、該各シリン
   ダボアにはそれぞれピストンが往復動可能に収容され、
   該ハウジングに支持された駆動軸には、該クランク室内
   に位置するロータが同期回転可能に支持され、かつ該ロ
   ータとヒンジ機構を介して連結された斜板が貫通孔によ
   り傾角変位可能に嵌合され、該斜板と該ピストンとの間
   には該斜板の前後揺動運動を各該ピストンの往復動に変
   換する連結機構が介装され、該クランク室内の圧力によ
   り該斜板の傾角を制御して吐出容量を変化するように構
   成され、軸心を挟んで該ヒンジ機構と対向する側の該駆
   動軸を超えて設定された枢軸中心を中心として全制御範
   囲にわたり該斜板の傾角変位を許容すべく該貫通孔を形
   成したものを組付けるに際し、 最小傾角時に前記貫通孔の壁面が前記駆動軸の周面と当
   接しないように該貫通孔による揺動角度を変位可能角度
   よりやや大きく設定し、該駆動軸に前記ロータを圧入し
   た後、前記斜板を最大傾角とは逆側に最小傾角を超えて
   傾斜させることにより該駆動軸を該貫通孔の壁面に沿わ
   せつつ該ヒンジ機構を装着することを特徴とする容量可
   変型斜板式圧縮機の組付方法。
2. 【請求項２】ヒンジ機構の装着後、駆動軸に最小傾角を
   維持するサークリップを固着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の組付方法。