JP3260330B2 - 斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造 - Google Patents
斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造Info
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、斜板式圧縮機のピ
ストンとシューとの係合構造に関する。
ストンとシューとの係合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、斜板式圧縮機は、シリンダブロッ
クとフロントハウジングに支持された回転軸上の斜板と
前記シリンダブロック内に往復動可能に収容されたピス
トンとの間に球面シューを介在して構成されている。こ
の斜板式圧縮機では、回転軸の回転に伴って、斜板が回
転軸に沿う往復運動を含む回転運動を行うことによっ
て、ピストンの斜板通過溝に収容されたシューを介して
ピストンの往復運動に変換する構成である。
クとフロントハウジングに支持された回転軸上の斜板と
前記シリンダブロック内に往復動可能に収容されたピス
トンとの間に球面シューを介在して構成されている。こ
の斜板式圧縮機では、回転軸の回転に伴って、斜板が回
転軸に沿う往復運動を含む回転運動を行うことによっ
て、ピストンの斜板通過溝に収容されたシューを介して
ピストンの往復運動に変換する構成である。
【０００３】この斜板とピストンの斜板通過溝との結合
部としては、斜板に摺動する平坦面と、この平坦面とは
反対側の凸状曲面を有する略半球状のシューと、このシ
ューの凸状曲面を受け入れるように斜板通過溝に設けら
れた収容凹部とを含むものがある（例えば、特開昭６１
−１３５９９０号公報、特開昭４９−６５５０９号公
報、及び特開昭５６−１３８４７４号公報参照）。
部としては、斜板に摺動する平坦面と、この平坦面とは
反対側の凸状曲面を有する略半球状のシューと、このシ
ューの凸状曲面を受け入れるように斜板通過溝に設けら
れた収容凹部とを含むものがある（例えば、特開昭６１
−１３５９９０号公報、特開昭４９−６５５０９号公
報、及び特開昭５６−１３８４７４号公報参照）。
【０００４】これら従来の斜板式圧縮機の中で、両頭ピ
ストンを用いるものを両斜板式圧縮機とよび、一方の端
部にしか圧縮頭部を持たないピストンを用いるものを片
斜板式圧縮機とよぶ。
ストンを用いるものを両斜板式圧縮機とよび、一方の端
部にしか圧縮頭部を持たないピストンを用いるものを片
斜板式圧縮機とよぶ。
【０００５】従来、片斜板圧縮機のピストンの頚部に形
成された斜板通過溝の両端面と、斜板の前後の両端面と
の間に介在される半球状のシューは、前記端面上に形成
された球面状の収容凹部内に嵌合保持されるように、な
っており、収容凹部の半径と、球面シューの球半径とが
同一に設定されていた。
成された斜板通過溝の両端面と、斜板の前後の両端面と
の間に介在される半球状のシューは、前記端面上に形成
された球面状の収容凹部内に嵌合保持されるように、な
っており、収容凹部の半径と、球面シューの球半径とが
同一に設定されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の斜板式圧縮機の
運転時には、シューは、斜板の回転運動によって、ピス
トンの斜板収容溝に形成された収容凹部の中での味噌擂
り運動を行う。従って、シューの凸状球面と収容凹部の
球面との間に良好な潤滑性を維持することが望まれる。
運転時には、シューは、斜板の回転運動によって、ピス
トンの斜板収容溝に形成された収容凹部の中での味噌擂
り運動を行う。従って、シューの凸状球面と収容凹部の
球面との間に良好な潤滑性を維持することが望まれる。
【０００７】しかしながら、従来において、ピストン収
容凹部とシューとの半球面形状の一致により、両者の摺
動面間のクリアランスが殆どなく、そのために、圧縮機
内の冷媒ガス中のミスト状潤滑油が収容凹部と球面シュ
ーとの間に浸入し難いという欠点を有した。
容凹部とシューとの半球面形状の一致により、両者の摺
動面間のクリアランスが殆どなく、そのために、圧縮機
内の冷媒ガス中のミスト状潤滑油が収容凹部と球面シュ
ーとの間に浸入し難いという欠点を有した。
【０００８】したがって、ピストンの収容凹部に大きな
力が作用し、シューとの摺動により、摩耗が生じる。特
に、斜板式圧縮機運転の初期段階では、シューの半球面
と十分なじんでいないために、摩耗量が激しい。そのた
め、初期的に十分な潤滑が必要となる。そこで、両者間
に十分な潤滑性を得ることができず、初期的に両者の摺
動面の摩耗が促進される。また、時には、ピストン収容
凹部の異常摩耗を発生させる。
力が作用し、シューとの摺動により、摩耗が生じる。特
に、斜板式圧縮機運転の初期段階では、シューの半球面
と十分なじんでいないために、摩耗量が激しい。そのた
め、初期的に十分な潤滑が必要となる。そこで、両者間
に十分な潤滑性を得ることができず、初期的に両者の摺
動面の摩耗が促進される。また、時には、ピストン収容
凹部の異常摩耗を発生させる。
【０００９】これを防止するために、例えば、米国特許
第４，７３４，０４１号明細書には、シューの凸状曲面
を収容凹部の球面より小さな曲率半径を持つ球面とする
とともに、その球状曲面の頂部を平坦部にすることが記
載されている。この米国特許に記載された圧縮機の場
合、シューの平坦部と収容凹部との間が油溜りとなるた
めに、潤滑性に有利である。
第４，７３４，０４１号明細書には、シューの凸状曲面
を収容凹部の球面より小さな曲率半径を持つ球面とする
とともに、その球状曲面の頂部を平坦部にすることが記
載されている。この米国特許に記載された圧縮機の場
合、シューの平坦部と収容凹部との間が油溜りとなるた
めに、潤滑性に有利である。
【００１０】しかしながら、シューの平坦面の端部が収
容凹部の内面を擦ることによって、その分収容凹部の局
部的な摩耗を促進することになり、予め設けられたクリ
アランスとは異なる部分にクリアランスを生じたり、局
部的な力の負荷によって、部分的に変形したりして、圧
縮機の寿命を縮めるばかりか、シューの相対振動を増強
する結果、運転時の騒音の発生をも助長することにな
る。
容凹部の内面を擦ることによって、その分収容凹部の局
部的な摩耗を促進することになり、予め設けられたクリ
アランスとは異なる部分にクリアランスを生じたり、局
部的な力の負荷によって、部分的に変形したりして、圧
縮機の寿命を縮めるばかりか、シューの相対振動を増強
する結果、運転時の騒音の発生をも助長することにな
る。
【００１１】そこで、本発明の技術的課題は、ピストン
の収容凹部において、初期段階で摺動面に潤滑油が存在
するため、かじり、むしれ等の無い摩耗が促進され、シ
ュー球面に適した形状が形成される斜板式圧縮機のピス
トンとシューとの係合構造を提供することにある。
の収容凹部において、初期段階で摺動面に潤滑油が存在
するため、かじり、むしれ等の無い摩耗が促進され、シ
ュー球面に適した形状が形成される斜板式圧縮機のピス
トンとシューとの係合構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、回転軸
を中心に回転するとともに、前記回転軸に略沿う方向に
往復運動を行う斜板と、前記斜板の通過溝を備え前記斜
板の運動をシューを介して往復運動に変換するピストン
とを備えた斜板式圧縮機の前記ピストンと前記シューと
の係合構造において、前記斜板通過溝の両端面に前記シ
ューの球面部を保持するための円体面形状の凹部を設
け、前記凹部の底部に凸部を設けたことを特徴とする斜
板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造が得られ
る。
を中心に回転するとともに、前記回転軸に略沿う方向に
往復運動を行う斜板と、前記斜板の通過溝を備え前記斜
板の運動をシューを介して往復運動に変換するピストン
とを備えた斜板式圧縮機の前記ピストンと前記シューと
の係合構造において、前記斜板通過溝の両端面に前記シ
ューの球面部を保持するための円体面形状の凹部を設
け、前記凹部の底部に凸部を設けたことを特徴とする斜
板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造が得られ
る。
【００１３】ここで、本発明において、前記凸部は、底
部から高さ１〜２０μｍ程度が好ましい。
部から高さ１〜２０μｍ程度が好ましい。
【００１４】また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機
のピストンとシューとの係合構造において、前記凸部
は、少なくとも２個の互いに中心位置の異なる球面を重
ね合わせることによって、その境界部に形成される部分
であることを特徴とする斜板式圧縮機のピストンとシュ
ーとの係合構造が得られる。
のピストンとシューとの係合構造において、前記凸部
は、少なくとも２個の互いに中心位置の異なる球面を重
ね合わせることによって、その境界部に形成される部分
であることを特徴とする斜板式圧縮機のピストンとシュ
ーとの係合構造が得られる。
【００１５】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造を備えて
いることを特徴とする斜板式圧縮機が得られる。
斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造を備えて
いることを特徴とする斜板式圧縮機が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の形態による斜板式圧
縮機の断面図である。
縮機の断面図である。
【００１８】図１に示すように、斜板式圧縮機１０は、
片斜板式圧縮機とも呼ばれ、一端から他端に向かって貫
通した孔部からなる複数のシリンダボア１６が一円周上
の等角位置に形成され、また、一端側に開口を持つハウ
ジングと一体に形成されたシリンダブロック１１と、こ
の開口を覆うように設けられたフロントハウジング１２
と、シリンダブロック１１の他端に弁板装置２３を介し
て塞ぐようにシリンダヘッド１５が設けられており、全
体の外郭部が形成されている。
片斜板式圧縮機とも呼ばれ、一端から他端に向かって貫
通した孔部からなる複数のシリンダボア１６が一円周上
の等角位置に形成され、また、一端側に開口を持つハウ
ジングと一体に形成されたシリンダブロック１１と、こ
の開口を覆うように設けられたフロントハウジング１２
と、シリンダブロック１１の他端に弁板装置２３を介し
て塞ぐようにシリンダヘッド１５が設けられており、全
体の外郭部が形成されている。
【００１９】弁板装置２３とシリンダヘッド１５の壁部
とによって、吐出室２５と吸入室２４とが区画形成され
ている。
とによって、吐出室２５と吸入室２４とが区画形成され
ている。
【００２０】シリンダブロック１１と、フロントハウジ
ング１２とによって、内部にクランク室１３が規定され
ている。フロントハウジング１２の突出部から、このク
ランク室１３を貫通して、シリンダブロック１１に至る
ように、回転軸１３が設けられ、フロントハウジング１
２と、シリンダブロック１１に夫々軸受け１２ａ、１６
ａを介して回転可能に支持されている。なお、符号２６
は、外部から遮断するシール部材である。また、符号２
２は、クランク室１３内の圧力を調整するための圧力制
御装置で、これによって、クランク室１３内の圧力を調
整し、斜板１７の傾角を調整することによって、この斜
板式圧縮機の圧縮容量が調整されている。
ング１２とによって、内部にクランク室１３が規定され
ている。フロントハウジング１２の突出部から、このク
ランク室１３を貫通して、シリンダブロック１１に至る
ように、回転軸１３が設けられ、フロントハウジング１
２と、シリンダブロック１１に夫々軸受け１２ａ、１６
ａを介して回転可能に支持されている。なお、符号２６
は、外部から遮断するシール部材である。また、符号２
２は、クランク室１３内の圧力を調整するための圧力制
御装置で、これによって、クランク室１３内の圧力を調
整し、斜板１７の傾角を調整することによって、この斜
板式圧縮機の圧縮容量が調整されている。
【００２１】また、クランク室１３内の回転軸１４の周
囲には、球状の支持部材２７を介して斜板１７が設けら
れ、これに隣接して、ロータ１８が回転軸１４に固定さ
れて設けられている。ロータ１８の一端は、軸受け１２
ｂを介してフロントハウジング１２の内壁に支持されて
いる。
囲には、球状の支持部材２７を介して斜板１７が設けら
れ、これに隣接して、ロータ１８が回転軸１４に固定さ
れて設けられている。ロータ１８の一端は、軸受け１２
ｂを介してフロントハウジング１２の内壁に支持されて
いる。
【００２２】また、斜板１７と、ロータ１８の他端との
間には、連結部１９が設けられている。この連結部１９
によって、ロータ１８が回転すると、斜板１７も軸回り
に回転するとともに、斜板１７の周辺部が回転軸１４上
の中心部を中心にして、略回転軸１４に沿った円弧状に
運動を行う。
間には、連結部１９が設けられている。この連結部１９
によって、ロータ１８が回転すると、斜板１７も軸回り
に回転するとともに、斜板１７の周辺部が回転軸１４上
の中心部を中心にして、略回転軸１４に沿った円弧状に
運動を行う。
【００２３】シリンダブロック１１の各シリンダボア１
６内には、それぞれピストン２０が往復摺動可能に嵌入
されている。ピストン２０の頚部に斜板通過用の溝２１
が形成されており、斜板通過溝２１の両端面には、シュ
ー受け座である収容凹部１が対向形成されている。各収
容凹部１と斜板１７の前後、両面の間には、半球状のシ
ュー２が介在されており、シュー２の球面部２ａが各収
容凹部１に嵌入されている（詳しくは、後に述べる図２
参照）。
６内には、それぞれピストン２０が往復摺動可能に嵌入
されている。ピストン２０の頚部に斜板通過用の溝２１
が形成されており、斜板通過溝２１の両端面には、シュ
ー受け座である収容凹部１が対向形成されている。各収
容凹部１と斜板１７の前後、両面の間には、半球状のシ
ュー２が介在されており、シュー２の球面部２ａが各収
容凹部１に嵌入されている（詳しくは、後に述べる図２
参照）。
【００２４】斜板１７の回転に伴い、ピストン２０がシ
ュー２を介して前後へ交互に押圧され、シリンダボア１
６内を往復摺動する。このピストン２０の往復運動によ
って、吸入室２４から、図示しない吸入弁シリンダボア
内とピストン２０の頭部との間に吸入された流体は、ピ
ストン２０の図１では、右方への移動によって、吐出弁
を介して吐出室２５に吐出される。
ュー２を介して前後へ交互に押圧され、シリンダボア１
６内を往復摺動する。このピストン２０の往復運動によ
って、吸入室２４から、図示しない吸入弁シリンダボア
内とピストン２０の頭部との間に吸入された流体は、ピ
ストン２０の図１では、右方への移動によって、吐出弁
を介して吐出室２５に吐出される。
【００２５】図２は図１の斜板式圧縮機のピストンとシ
ューとの係合構造を主に示す図である。図２に示すよう
に、ピストン２０の頚部の斜板通過溝２１内に、斜板１
７の周縁部が収容されている。斜板通過溝２１には、両
側壁に対向するように、収容凹部１が設けられ、斜板１
７周辺部の両面との間に半球形状のシュー２が、球面を
収容凹部に、また、平坦面を斜板１７の周辺の夫々の面
に摺接するように、収容されている。この収容凹部１
は、中央部に凸部３を備えている。
ューとの係合構造を主に示す図である。図２に示すよう
に、ピストン２０の頚部の斜板通過溝２１内に、斜板１
７の周縁部が収容されている。斜板通過溝２１には、両
側壁に対向するように、収容凹部１が設けられ、斜板１
７周辺部の両面との間に半球形状のシュー２が、球面を
収容凹部に、また、平坦面を斜板１７の周辺の夫々の面
に摺接するように、収容されている。この収容凹部１
は、中央部に凸部３を備えている。
【００２６】図３は図1の斜板式圧縮機の図２に示すシ
ューの収容凹部の底に設けられた凸部３と、シュー２と
の係合状態の概略を示す断面図である。
ューの収容凹部の底に設けられた凸部３と、シュー２と
の係合状態の概略を示す断面図である。
【００２７】図３に示すように、収容凹部１は、所定の
中心間の間隔を置いて描かれた半径Ｒ１の曲面と、半径
Ｒ２の曲面（Ｒ１＝Ｒ２）からなり、両方の円の交点部
分の外側が、峰の部分の中央がくぼむような円弧状を描
く凸部３となっている。この凸部３は、高さＤ１が１〜
２０μｍ程度である。
中心間の間隔を置いて描かれた半径Ｒ１の曲面と、半径
Ｒ２の曲面（Ｒ１＝Ｒ２）からなり、両方の円の交点部
分の外側が、峰の部分の中央がくぼむような円弧状を描
く凸部３となっている。この凸部３は、高さＤ１が１〜
２０μｍ程度である。
【００２８】尚、図面において、収容凹部１の曲面Ｒ
１，Ｒ２は、シュー球面２ａの半径Ｒ３よりも小さく形
成されている例を示している。
１，Ｒ２は、シュー球面２ａの半径Ｒ３よりも小さく形
成されている例を示している。
【００２９】図２に戻って、高さＤ１（＝１〜２０μ
ｍ）の凸部３が、受け座である収容凹部１に設けられて
いる。これによって、球面シュー２の球面部２ａと、ピ
ストンのシュー受け座である収容凹部１との形状関係に
より、両者の間には、クリアランス４が生じ、冷媒ガス
が、このクリアランス４内に容易に浸入し、このガス中
のミスト状潤滑油が、受け座の収容凹部１の底部まで入
り込むので、初期段階で摺動面には、潤滑油が存在する
ため、かじり、むしれ等の無い摩耗となる。
ｍ）の凸部３が、受け座である収容凹部１に設けられて
いる。これによって、球面シュー２の球面部２ａと、ピ
ストンのシュー受け座である収容凹部１との形状関係に
より、両者の間には、クリアランス４が生じ、冷媒ガス
が、このクリアランス４内に容易に浸入し、このガス中
のミスト状潤滑油が、受け座の収容凹部１の底部まで入
り込むので、初期段階で摺動面には、潤滑油が存在する
ため、かじり、むしれ等の無い摩耗となる。
【００３０】このように、本発明の実施の形態におい
て、凸部３を設けることによって、シュー２と、シュー
受け座である収容凹部１のなじみ性に効果があり、シュ
ー受け座である収容凹部１は、シュー２に対して適切な
摩耗を行い、その結果、コンプレッサーの耐久性向上に
繋がる。
て、凸部３を設けることによって、シュー２と、シュー
受け座である収容凹部１のなじみ性に効果があり、シュ
ー受け座である収容凹部１は、シュー２に対して適切な
摩耗を行い、その結果、コンプレッサーの耐久性向上に
繋がる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シュー球面が収容されるピストンの収容凹部の底部に、
凸部を設けることで、収容凹部は、初期段階で摺動面に
潤滑油が存在するため、かじり、むしれ等の無い摩耗が
促進され、シューの球面に適した形状が形成される斜板
式圧縮機のピストンとシューとの係合構造を提供するこ
とができる。
シュー球面が収容されるピストンの収容凹部の底部に、
凸部を設けることで、収容凹部は、初期段階で摺動面に
潤滑油が存在するため、かじり、むしれ等の無い摩耗が
促進され、シューの球面に適した形状が形成される斜板
式圧縮機のピストンとシューとの係合構造を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態による斜板式圧縮機の縦断
面図である。
面図である。
【図２】図１の斜板式圧縮機のピストンとシューとの係
合構造を主に示す断面図で、ピストン、斜板、及びシュ
ーの組み立てを示している。
合構造を主に示す断面図で、ピストン、斜板、及びシュ
ーの組み立てを示している。
【図３】図1の斜板式圧縮機の図２に示すシューの収容
凹部の底に設けられた凸部３と、シュー２との係合状態
の概略を示す断面図である。
凹部の底に設けられた凸部３と、シュー２との係合状態
の概略を示す断面図である。
１ 収容凹部 １ａ 収容凹部内面 ２ シュー ２ａ 球面 ３ 凸部 １０ 斜板式圧縮機 １１ シリンダブロック １２ フロントハウジング １２ａ，１２ｂ 軸受け １３ クランク室 １４ 回転軸 １６ シリンダボア １７ 斜板 １８ ロータ １９ 連結部 ２０ ピストン ２１ 通過溝 ２３ 弁板装置 ２４ 吸入室 ２５ 吐出室
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸を中心に回転するとともに、前記
回転軸に略沿う方向に往復運動を行う斜板と、前記斜板
の通過溝を備え前記斜板の運動をシューを介して往復運
動に変換するピストンとを備えた斜板式圧縮機の前記ピ
ストンと前記シューとの係合構造において、前記斜板通
過溝の両端面に前記シューの球面部を保持するための円
体面形状の凹部を設け、前記凹部の底部に凸部を設けた
ことを特徴とする斜板式圧縮機のピストンとシューとの
係合構造。 - 【請求項２】 請求項１記載の斜板式圧縮機のピストン
とシューとの係合構造において、前記凸部は、少なくと
も２個の互いに中心位置の異なる球面を重ね合わせるこ
とによって、その境界部に形成される部分であることを
特徴とする斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構
造。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の斜板式圧縮機の
ピストンとシューとの係合構造を備えていることを特徴
とする斜板式圧縮機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35483398A JP3260330B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造 |
| US09/459,348 US6276905B1 (en) | 1998-12-14 | 1999-12-13 | Piston-shoe arrangement for a swash plate compressor |
| DE19960233A DE19960233C2 (de) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | Schiefscheibenkompressor |
| BR9906277-1A BR9906277A (pt) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | Compressor do tipo placa oscilante no qual é feito aperfeiçoamento com relação ao mecanismo de engate de pistão e sapata |
| CA002292180A CA2292180A1 (en) | 1998-12-14 | 1999-12-14 | Swash-plate type compressor in which improvement is made as regards engagement mechanism of piston and shoe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35483398A JP3260330B2 (ja) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | 斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造 |
Publications (2)
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