JP3477846B2 - クラッチレス圧縮機における動力伝達構造 - Google Patents

クラッチレス圧縮機における動力伝達構造

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JP3477846B2
JP3477846B2 JP25394594A JP25394594A JP3477846B2 JP 3477846 B2 JP3477846 B2 JP 3477846B2 JP 25394594 A JP25394594 A JP 25394594A JP 25394594 A JP25394594 A JP 25394594A JP 3477846 B2 JP3477846 B2 JP 3477846B2
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隆 道行
真広 川口
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    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-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
    • F04B27/0873Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0895Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof driving means

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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部駆動源の駆動力を
プーリを介して回転軸に伝達するクラッチレス圧縮機に
おける動力伝達構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】外部駆動源と圧縮機の回転軸との間の動
力伝達の連結及び遮断を行なう電磁クラッチを使用しな
いクラッチレス圧縮機では、特に車両搭載形態ではその
ON−OFFのショックによる体感フィーリングの悪さ
の欠点を解消できる。又、圧縮機全体の重量減、コスト
減が可能となる。しかし、このようなクラッチレス圧縮
機では圧縮機側の負荷トルクの変動が緩和されずに車両
エンジンに波及するため、車両エンジンの回転数が変動
してしまう。
【0003】実開昭63−142460号公報に開示さ
れるクラッチレス圧縮機では、プーリに形成された環状
の突状壁に係合凹部が設けられていると共に、ハブの周
面に係合凹部が設けられている。突状壁側の係合凹部に
はドライブレバーの一端が挿入されており、ハブ側の係
合凹部にはドライブレバーの他端が環状の板ばねを介し
て挿入されている。プーリの回転はドライブレバー及び
板ばねを介して回転軸に伝達する。圧縮機側の負荷トル
クの変動はドライブレバーの揺動及び板ばねの弾性変形
によって緩和され、負荷トルクの変動に起因する車両エ
ンジンの回転数変動が抑制される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数本のドラ
イブレバーを揺動可能に支持し、かつドライブレバーの
揺動変位を板ばねで受け止める構成は複雑である。この
ような複雑な構成では部品点数、組み付け工数が増え、
クラッチレス圧縮機のコストが高くなる。
【0005】本発明は、簡素な構成にも関わらず圧縮機
側の負荷トルクの変動の波及を抑制し得るクラッチレス
圧縮機における動力伝達構造を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために請求項1の発
明では、回転軸に止着された回転支持体に斜板を傾動可
能に支持し、クランク室内の圧力と吸入圧との片頭ピス
トンを介した差に応じて斜板の傾角を制御し、吐出圧領
域の圧力をクランク室に供給すると共に、クランク室の
圧力を吸入圧領域に放出してクランク室内の調圧を行な
う可変容量型圧縮機であって、外部駆動源の駆動力をプ
ーリを介して前記回転軸に伝達するクラッチレス圧縮機
において、ハウジングから突出する回転軸の突出端部に
駆動力伝達体を止着し、前記プーリに対して駆動力伝達
体をプーリの回転方向とは逆方向へ相対変位可能にプー
リと駆動力伝達体とをばね部材で弾性結合し、更に該ば
ね部材は回転軸をハウジングから突出させる方向へ付勢
た。
【0007】
【0008】請求項の発明では、プーリ及び駆動力伝
達体のいずれか一方に対して過負荷で破断する破断ピン
によって前記ばね部材を結合した。請求項の発明で
は、前記ばね部材を過負荷で破断させるための破断凹部
をばね部材に形成した。
【0009】
【作用】圧縮機側の負荷トルクの変動はばね部材の弾性
変形作用によって緩和されてプーリ側へ伝達される。回
転軸に駆動力伝達体を止着すると共に、駆動力伝達体と
プーリとをばね部材で弾性結合する構成は簡素である。
【0010】また、回転軸がばね部材のばね作用によっ
てハウジングから突出する方向に付勢される。回転軸に
はそのがたつきを防止するために予荷重が付与される
が、ばね部材のばね作用力が回転軸に予荷重を付与す
る。
【0011】請求項の発明では、圧縮機側の負荷トル
クが過負荷になると、破断ピンが破断し、プーリと駆動
力伝達体との間の過負荷伝達が遮断される。この過負荷
伝達遮断により外部駆動源側への過負荷伝達による悪影
響が回避される。
【0012】請求項の発明では、圧縮機側の負荷トル
クが過負荷になると、ばね部材が破断凹部の位置で破断
し、プーリと駆動力伝達体との間の過負荷伝達が遮断さ
れる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を具体化した第1実施例を図1
〜図5に基づいて説明する。図1に示すようにシリンダ
ブロック1の前端にはフロントハウジング2が接合され
ており、シリンダブロック1の後端にはリヤハウジング
3が接合されている。クランク室2-1を形成するフロン
トハウジング2とシリンダブロック1との間には回転軸
4が回転可能に架設支持されている。回転軸4の前端は
クランク室2-1から外部へ突出している。
【0014】フロントハウジング2には支持筒2-2が一
体形成されており、支持筒2-2にはアンギュラベアリン
グ5が固着されている。アンギュラベアリング5の外輪
にはプーリ6が止着されている。プーリ6は、アンギュ
ラベアリング5の外輪に固着された連結基板6-1と、連
結基板6-1に固着されたプーリ本体6-2とからなる。プ
ーリ本体6-2はベルト7を介して外部駆動源である車両
エンジン(図示略)に連結されている。
【0015】アンギュラベアリング5はスラスト方向の
荷重及びラジアル方向の荷重の両方を受け止める。クラ
ンク室2-1から外部へ突出する回転軸4の突出端部4-1
には筒状の駆動力伝達体8及びロックナット9が螺着さ
れている。ロックナット9は駆動力伝達体8を突出端部
4-1に締め付け固定するものである。
【0016】図1及び図2に示すように駆動力伝達体8
には連結フランジ8-1が一体形成されている。連結フラ
ンジ8-1と連結基板6-1との間には複数枚の板ばね10
が架け渡されている。板ばね10の一端はリベット11
により連結フランジ8-1に取り付けられており、板ばね
10の他端はねじ12及びナット13により連結基板6
-1に取り付けられている。図3に示すようにリベット1
1による板ばね10の取り付け位置とねじ12による板
ばね10の取り付け位置とは回転軸4の軸線方向にずら
してある。このずらしの間隔は回転軸4に対する駆動力
伝達体8の螺着位置に応じて変わり、駆動力伝達体8が
フロントハウジング2側に近づくほど板ばね10の前記
軸線方向への撓み変形が大きくなる。板ばね10は前記
撓み変形によって駆動力伝達体8をフロントハウジング
2から離間する方向へ付勢しており、回転軸4がフロン
トハウジング2から突出する方向へ板ばね10の撓み変
形によって予荷重を付与されている。
【0017】図3に示すようにねじ12には破断用切り
込み12-1が形成されている。板ばね10と連結基板6
-1との対向面には凹部10-1,6-3が対向形成されてい
る。ねじ12は凹部10-1,6-3を通り、破断用切り込
み12-1が凹部10-1,6-3内に位置するようにしてあ
る。
【0018】図2に示すように各板ばね10は回転軸4
の半径線に対して回転軸4の回転方向(矢印α)とは逆
方向に傾けてある。車両エンジンの回転はベルト7を介
してプーリ6に伝えられ、プーリ6の回転は板ばね10
及び駆動力伝達体8を介して回転軸4に伝達される。
【0019】回転軸4には回転支持体14が止着されて
いる。回転軸4には斜板15が回転軸4の軸線方向へス
ライド可能かつ傾動可能に支持されている。図4に示す
ように斜板15は回転支持体14上の支持アーム14-1
と一対のガイドピン16,17との連係により回転軸4
の軸線方向へ傾動可能かつ回転軸4と一体的に回転可能
である。斜板15の傾動は、支持アーム14-1とガイド
ピン16,17とのスライドガイド関係、回転軸4のス
ライド支持作用により案内される。
【0020】回転軸4の後端部は深溝玉軸受け部材18
及び遮断体19を介してシリンダブロック1内の収容孔
20の内周面で支持される。リヤハウジング3の中心部
には吸入通路21が形成されている。吸入通路21は収
容孔20に連通しており、収容孔20側の吸入通路21
の開口の周囲には位置決め面22が形成されている。遮
断体19の先端は位置決め面22に当接可能である。遮
断体19の先端が位置決め面22に当接することにより
遮断体19が斜板15から離間する方向への移動を規制
されると共に、吸入通路21と収容孔20との連通が遮
断される。
【0021】斜板傾角の減少により斜板15が遮断体1
9側へ移動するに伴い、斜板15が伝達筒23に当接
し、伝達筒23及び深溝玉軸受け部材18を位置決め面
22側へ押す。深溝玉軸受け部材18は回転軸4のラジ
アル方向のみならずスラスト方向の荷重も受け止める。
そのため、遮断体19は吸入通路開放ばね24のばね力
に抗して位置決め面22側へ付勢され、遮断体19の先
端が位置決め面22に当接する。
【0022】斜板15の最小傾角は0°よりも僅かに大
きい。この最小傾角状態は遮断体19が吸入通路21と
収容孔20との連通を遮断する閉位置に配置されたとき
にもたらされる。斜板15の最大傾角は回転支持体14
の傾角規制突部14-2と斜板15との当接によって規制
される。
【0023】斜板15の回転運動はシュー25を介して
シリンダボア1-1内の片頭ピストン26の前後往復運動
に変換される。図1及び図5に示すようにリヤハウジン
グ3内には吸入圧領域となる吸入室3-1及び吐出圧領域
となる吐出室3-2が区画形成されている。吸入室3-1内
の冷媒ガスは片頭ピストン26の復動動作により吸入ポ
ート28から吸入弁29を押し退けてシリンダボア1-1
内へ流入する。シリンダボア1-1内へ流入した冷媒ガス
は片頭ピストン26の往動動作により吐出ポート30か
ら吐出弁31を押し退けて吐出室3-2へ吐出される。
【0024】回転支持体14とフロントハウジング2と
の間にはスラストベアリング27が介在されている。シ
リンダボア1-1からの圧縮反力は、片頭ピストン26、
シュー25、斜板15、ガイドピン16,17、回転支
持体14及びスラストベアリング27を介してフロント
ハウジング2で受け止められる。
【0025】吸入室3-1は通口32を介して収容孔20
に連通している。遮断体19が前記閉位置に配置される
と、通口32は吸入通路21から遮断される。回転軸4
内には通路33が形成されている。通路33はクランク
室2-1と遮断体19の筒内とを連通している。遮断体1
9の先端には放圧通口19-1が貫設されている。放圧通
口19-1は収容孔20と遮断体19の筒内とを連通す
る。
【0026】クランク室2-1と吐出室3-2とは圧力供給
通路34で接続されている。圧力供給通路34上には電
磁開閉弁35が介在されている。電磁開閉弁35のソレ
ノイド35-1の励磁により弁体35-2が弁孔35-3を閉
鎖する。ソレノイド35-1が消磁すれば弁体35-2が弁
孔35-3を開放する。
【0027】吸入室3-1へ冷媒ガスを導入する吸入通路
21と、吐出室3-2から冷媒ガスを排出する排出口1-2
とは外部冷媒回路36で接続されている。外部冷媒回路
36上には凝縮器37、膨張弁38及び蒸発器39が介
在されている。膨張弁38は蒸発器39の出口側のガス
圧の変動に応じて冷媒流量を制御する。蒸発器39の近
傍には温度センサ40が設置されている。制御コンピュ
ータCは温度センサ40から得られる検出温度情報に基
づいてソレノイド35-1を励消磁制御する。制御コンピ
ュータCは空調装置作動スイッチ41のON状態のもと
に検出温度が設定温度以下になるとソレノイド35-1の
消磁を指令する。この設定温度以下の温度は蒸発器39
においてフロストが発生しそうな状況を反映する。又、
制御コンピュータCは空調装置作動スイッチ41のON
状態のもとに車両エンジンの回転数検出器42からの特
定の回転数変動検出情報によってソレノイド35-1を消
磁する。さらに制御コンピュータCは空調装置作動スイ
ッチ41のOFFによってソレノイド35-1を消磁す
る。ソレノイド35-1が消磁されると圧力供給通路34
が開き、吐出室3-2とクランク室2-1とが連通する。従
って、吐出室3-2の冷媒ガスがクランク室2-1へ流入
し、クランク室2-1内の圧力が高くなる。クランク室2
-1内の圧力上昇により斜板15の傾角が最小傾角側へ移
行する。遮断体19の先端が位置決め面22に当接する
と、斜板傾角は最小となり、外部冷媒回路36から吸入
室3-1への冷媒ガス流入が阻止される。
【0028】斜板最小傾角は0°ではないため、斜板傾
角が最小の状態においてもシリンダボア1-1から吐出室
3-2への吐出は行われている。吸入室3-1内の冷媒ガス
はシリンダボア1-1内へ吸入されて吐出室3-2へ吐出さ
れる。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐出室3-2、圧
力供給通路34、クランク室2-1、通路33、放圧通口
19-1、吸入室3-2、シリンダボア1-1を経由する循環
通路が圧縮機内にできている。冷媒ガスと共に流動する
潤滑油は前記循環通路を経由して圧縮機内を潤滑する。
吐出室3-2、クランク室2-1及び吸入室3-1の間では圧
力差が生じている。この圧力差及び放圧通口19-1にお
ける通過断面積が斜板15を最小傾角に安定的に保持す
る。
【0029】ソレノイド35-1が励磁すると圧力供給通
路34が閉じる。クランク室2-1内と吸入室3-1内との
間では圧力差があるため、クランク室2-1の圧力が通路
33及び放圧通口19-1を介した放圧に基づいて減圧し
てゆく。この減圧により斜板15の傾角が最小傾角から
最大傾角へ移行する。
【0030】このような動作を行なうクラッチレス圧縮
機では、圧縮機側の負荷トルクの変動が回転軸4から駆
動力伝達体8及び複数枚の板ばね10を介してプーリ6
に伝達される。板ばね10は回転軸4の半径線に対して
回転軸4の回転方向αと逆方向へ傾けられている。その
ため、板ばね10は圧縮機側の負荷トルクによって弾性
変形する。即ち、駆動力伝達体8は圧縮機側の負荷トル
クによってプーリの回転方向とは逆方向へ相対変位可能
である。従って、板ばね10は負荷トルクの変動を緩和
してプーリ6に伝達する。このような緩衝効果をもたら
す板ばね10は連結基板6-1と連結フランジ8-1との間
に架け渡されており、この連結構成は簡素である。
【0031】回転軸4はスラスト方向へ変位してがたつ
く可能性があるため、回転軸4に対してスラスト方向へ
の予荷重を付与してがたつきを防止する必要がある。本
実施例の圧縮機では回転軸4をフロントハウジング2か
ら突出させる方向へ予荷重を付与すれば、この予荷重が
スラストベアリング27を介してフロントハウジング2
によって受け止められる。板ばね10は回転軸4の軸線
方向への撓み変形によって回転軸4に予荷重を付与して
いる。即ち、負荷トルク変動の緩衝伝達を行なう板ばね
10が予荷重付与機能も兼ねており、予荷重付与専用の
機構が不要となる。
【0032】圧縮機側の負荷トルクが過大になった場
合、この過大な負荷トルクが車両エンジン側に波及すれ
ば車両エンジンがエンジンストールを起こす。本実施例
では過大な負荷トルクが生じた場合には、ねじ12が破
断用切り込み12-1の部位で破断する。従って、過大な
負荷トルクが車両エンジン側に波及することはなく、ベ
ルト破断やエンジンストールは起きない。
【0033】又、破断ピンとなるねじ12が破断した場
合、ねじ12のみを取り替えれば、圧縮機の再使用が可
能である。次に、図6及び図7の実施例を説明する。こ
の実施例では駆動力伝達体8の連結フランジ8-1の周面
に取り付け凹部8-2が形成されており、板ばね43の一
端が取り付け凹部8-2の取り付け面にねじ44により締
め付け固定されている。板ばね43の他端はねじ45に
より連結基板6-1の前面に締め付け固定されている。前
記取り付け面は連結フランジ8-1の周方向に向いてお
り、板ばね43は両端を90度にひねってある。板ばね
43は回転軸4の半径線に対して回転軸4の回転方向α
とは逆方向に若干傾けてある。又、板ばね43は第1実
施例と同様の予荷重を付与するように回転軸4の軸線方
向に撓み変形してある。さらに板ばね43には破断凹部
43-1が形成されている。
【0034】この実施例においても第1実施例と同様に
板ばね43が圧縮機側の負荷トルクにより駆動力伝達体
8の周方向へ弾性変形し、負荷トルクの変動が板ばね4
3により吸収される。しかも、負荷トルク変動を吸収す
る構成は簡素である。又、板ばね43が負荷トルク変動
の緩衝伝達のみならず予荷重付与機能も兼ねる。さら
に、負荷トルクが過大になったときには板ばね43が破
断凹部43-1で破断する。
【0035】なお、板ばね43に破断凹部43-1を設け
る代わりに、ねじ43あるいはねじ44の首部に破断用
切り込みを形成するようにしてもよい。次に、図8の実
施例を説明する。この実施例では複数のジグザグ形状の
ばね部材46が駆動力伝達体8の連結フランジ8-1の周
囲に配列されている。回転軸4と直交する平面と各ばね
部材4との交差断面形状は円弧であり、各円弧は回転軸
4の軸線上に半径中心を持つ。ばね部材46の一端はね
じ47により連結フランジ8-1の周面に締め付け固定さ
れており、ばね部材46の他端はねじ48により連結フ
ランジ8-1の周縁に締め付け固定されている。ねじ4
7,48のいずれか一方の首部には破断用切り込み(図
示略)が形成されている。
【0036】ばね部材46は連結フランジ8-1の周方向
に弾性変位可能であり、かつ回転軸4の軸線方向に弾性
伸長可能である。周方向の弾性変位は負荷トルクの変動
を吸収し、軸線方向の弾性伸長は回転軸4に予荷重を付
与する。又、前記破断用切り込みは過大な負荷トルクの
発生時に破断する。この実施例においても負荷トルク変
動を吸収する構成は簡素である。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1の発明は、
ハウジングから突出する回転軸の突出端部に駆動力伝達
体を止着し、前記プーリに対して駆動力伝達体をプーリ
の回転方向とは逆方向へ相対変位可能にプーリと駆動力
伝達体とをばね部材で弾性結合したので、圧縮機側の負
荷トルクの変動を緩和してプーリ側へ伝達する構成を簡
素化し得る。
【0038】また、ばね部材のばね作用によってハウジ
ングから突出する方向に回転軸を付勢するようにしたの
で、負荷トルクの変動の吸収を行なうばね部材によって
回転軸に予荷重を付与し得る。
【0039】請求項の発明は、プーリ及び駆動力伝達
体のいずれか一方に対して過負荷で破断する破断ピンに
よってばね部材を結合したので、過大な負荷トルクがプ
ーリ側へ伝達しないようにし得る。
【0040】請求項の発明は、ばね部材に破断凹部を
形成したので、過大な負荷トルクがプーリ側へ伝達しな
いようにし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を具体化した第1実施例の圧縮機全体
の側断面図である。
【図2】 図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】 要部拡大側断面図である。
【図4】 図1のB−B線断面図である。
【図5】 図1のC−C線断面図である。
【図6】 別例を示す要部拡大側断面図である。
【図7】 図6のD−D線断面図である。
【図8】 別例を示す要部拡大側断面図である。
【符号の説明】
4…回転軸、4-1…突出端部、6…プーリ、8…駆動力
伝達体、10…板ばね、12…破断ピンとなるねじ、4
3…板ばね、43-1…破断凹部、46…ばね部材。
フロントページの続き (72)発明者 中村 雅哉 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 特開 平2−66324(JP,A) 特開 平3−980(JP,A) 実開 昭63−142460(JP,U) 実開 平6−43359(JP,U) 実開 昭59−100141(JP,U) 実開 昭60−90675(JP,U) 実開 平3−61176(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 35/00 F16D 3/52 F16H 55/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に止着された回転支持体に斜板を
    傾動可能に支持し、クランク室内の圧力と吸入圧との片
    頭ピストンを介した差に応じて斜板の傾角を制御し、吐
    出圧領域の圧力をクランク室に供給すると共に、クラン
    ク室の圧力を吸入圧領域に放出してクランク室内の調圧
    を行なう可変容量型圧縮機であって、外部駆動源の駆動
    力をプーリを介して前記回転軸に伝達するクラッチレス
    圧縮機において、 ハウジングから突出する回転軸の突出端部に駆動力伝達
    体を止着し、前記プーリに対して駆動力伝達体をプーリ
    の回転方向とは逆方向へ相対変位可能にプーリと駆動力
    伝達体とをばね部材で弾性結合し、更に該ばね部材は回
    転軸をハウジングから突出させる方向へ付勢したクラッ
    チレス圧縮機における動力伝達構造。
  2. 【請求項2】 前記ばね部材はプーリ及び駆動力伝達体
    のいずれか一方に対して過負荷で破断する破断ピンによ
    って結合されている請求項1に記載のクラッチレス圧縮
    機における動力伝達構造。
  3. 【請求項3】 前記ばね部材を過負荷で破断させるため
    の破断凹部をばね部材に形成した請求項1に記載のクラ
    ッチレス圧縮機における動力伝達構造。
JP25394594A 1994-10-19 1994-10-19 クラッチレス圧縮機における動力伝達構造 Expired - Fee Related JP3477846B2 (ja)

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