JP3789168B2 - 斜板式圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板の回転運動を片頭ピストンの往復直線運動に変換すると共に、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より斜板の傾角を制御する斜板式圧縮機に用いるピストンに属する。
【0002】
【従来の技術】
従来の斜板式圧縮機は、一例として、特開平7−189898号公報に開示されている揺動斜板式圧縮機におけるピストンが知られている。この斜板式圧縮機は、図8に示すように、シリンダブロック101の前後にフロントハウジング102及びリヤハウジング103が固定されている。シリンダブロック101及びフロントハウジング102には回転軸104が支持されている。フロントハウジング102内の回転軸104には、回転支持体105が止着されている。回転支持体105の周縁部に形成された支持アーム105aにはガイド孔105bが形成されている。
【0003】
回転軸104には斜板107が回転軸104方向へ傾動可能かつスライド可能に支持されている。斜板107には連結片107aが止着されていると共に、連結片107aの先端部にはガイドピン106が取り付けられている。ガイドピン106はガイド孔105bに係合している。ガイド孔105bはガイドピン106を介して斜板107の傾動を案内する。これにより斜板107が回転軸104方向へ揺動可能かつ回転軸104と一体的に回転可能である。
【0004】
クランク室102a、リヤハウジング103内の吸入室103a及び吐出室103bを互いに接続するようにシリンダブロック101に貫設されたシリンダボア101a内にはピストン108が収容されている。ピストン108の首部109の内側には一対の半球状の支持凹部109aが対向形成されており、支持凹部109aには半球状のシュー110が嵌入支持されている。斜板107の周縁部は両シュー110間に入り込み、斜板107の両面には両シュー110の端面が接する。
【0005】
従って、斜板107の回転運動がシュー110を介してピストン108の前後往復揺動に変換され、ピストン108がシリンダボア101a内を前後動する。これにより吸入室103aからシリンダボア101a内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ吐出室103bへ吐出される。
【0006】
片頭ピストン108のストロークはクランク室102a内の圧力とシリンダボア101a内の吸入圧とのピストン108を介した差圧に応じて変わり、圧縮容量を左右する斜板107の傾角が変化する。クランク室102a内の圧力はシリンダブロック101内の図示しない容量制御弁により制御される。
【0007】
ピストン108の首部109の背面には、図9及び図10に示すように、回り止め部109bが一体形成されている。回り止め部109bはフロントハウジング102の内周面形状と略同径の円周面を有している。回り止め部109bの円周面はフロントハウジング102の内壁面に接してピストン108の回転を防止する。
【0008】
ピストン108の頭部109には第1及び第2の肉取り部108a,108bが形成されている。第1の肉取り部108aは、ピストン108の中心軸線C1 に関して斜板107の回転中心軸線C0 とは反対側のピストン108の頭部109の周面側にて中心軸線C1 側に向けて凹み形成されている。第2の肉取り部108bは、ピストン108の中心軸線C1 に関して斜板107の回転中心軸線C0 側のピストン108の頭部109の周面側にて中心軸線C1 側に向けて凹み形成されている。第1の肉取り部108aは第2の肉取り部108bよりも頭部109の先端109aから遠い位置にある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピストン108が下死点位置にあるときにはシリンダボア101aの開口縁から第1の肉取り部108aがはみ出して外れてしまい、ピストン108の往復運動時にピストンボア101aとの引っ掛かりを生じることによってノイズが発生するという問題がある。
【0010】
また、ピストン108は、ピストンボア101aとの引っ掛かりによって磨耗していしまうという問題がある。
【0011】
それ故に本発明の課題は、ピストンの軽量化及びピストンとシリンダボアとの間の摺接部位の摩耗の防止を図る斜板圧縮機を提供することにある。
【0012】
また、本発明の他の課題は、混合オイルのオイル溜めとしての機能を果たすとともに、オイルを積極的に供給することができる斜板圧縮機を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転軸に傾動可能に支持された斜板と、該斜板の両面に設けたシュー部材を介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換し該ピストンを収容したシリンダボア内で前記ピストンを上死点位置及び下死点位置間で摺動させるとともに、前記斜板を内装しているクランク室の圧力と吸入圧とを前記ピストンを介した差により前記斜板傾度を制御する斜板式圧縮機において、前記ピストンは、前記上死点位置で前記シリンダボア内に位置する頭部を有し、該頭部は、前記シリンダボアの摺動部を摺動する摺動部を有し、前記頭部の前記摺動部には、前記頭部の先端近傍側でかつ前記ピストンの径寸法よりも小さい径寸法に形成した連結部と、該連結部の全周囲を肉取りして形成した第1の肉取り部と、前記第1の肉取り部よりも前記下死点位置側の前記頭部の前記摺動部に前記頭部の半円以上で前記斜板の中心軸側へ向けて凹ませた第2の肉取り部とを有し、前記第1の肉取り部は、前記ピストンが前記下死点位置及び前記上死点位置に位置しているときにシリンダボア内に位置し、前記第2の肉取り部は前記ピストンが前記下死点位置に位置しているときに前記クランク室に位置しており、さらに、前記頭部の前記摺動部には、前記ピストンが前記上死点位置にあるときに前記第2の肉取り部及び前記シリンダボアの前記摺動部間を連通しかつ前記ピストンが前記下死点位置にあるときに前記第2の肉取り部及び前記クランク室間を連通する連通路が形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機が得られる。
【0014】
また、本発明によれば、前記頭部の前記摺動部には、前記第1の肉取り部及び前記第2の肉取り部間を連通する連通路を形成したことを特徴とする斜板式圧縮機が得られる。
【0016】
【作用】
本発明の斜板式圧縮機によると、第1の肉取り部は、斜板が最大に傾斜したときのピストンの下死点位置から上死点位置への往復運動においてシリンダボアの縁から外れることがないことから、シリンダボアとの引っ掛かりによるノイズの発生や異常磨耗の発生なども防止できる。さらに第1の肉取り部は、ピストン、シリンダボア、シール部よりのブローバイガスとの混合オイルのオイル溜めとしての役目を果たし、ピストン及びシリンダボアの磨耗低減に寄与する。
【0017】
また、ピストンの軸芯部に連結部を設けるように構成したため、肉取り部の体積を大きくできることから、ピストンそのものを軽量化でき、しいては圧縮機全体の重量を軽量化することも可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の斜板式圧縮機に用いるピストンの一実施の形態例を示している。
【0019】
図1を参照して、斜板式圧縮機は、筒形状を呈しているシリンダブロック1と、このシリンダブロック1の一側の開口を閉塞しているフロントハウジング2と、シリンダブロック1の他側の開口を閉塞しているリヤハウジング3とが相互に固定されて外郭が構成されている。
【0020】
フロントハウジング2には、その中心部分に回転軸4が回転可能に支持されている。フロントハウジング2には、その外側からシリンダブロック1の内部に軸受部材5を介して回転軸4が挿通されている。フロントハウジング2の内部とシリンダブロック1とによって形成されているクランク室2aには、回転軸4の周縁部に軸支されている支持アーム5aが設けられている。
【0021】
また、支持アーム5aの先端部分には、支持ピン5bが設けられている。支持ピン5bには、回転軸4の周囲に揺動可能に斜板7が回転軸4方向へ傾動可能かつスライド可能に支持されている。斜板7には支持ピン5bを遊嵌している長孔形状の連結孔7bを有する連結片7aが連結されている。連結孔7bは支持ピン5bを介して斜板7の傾動を案内する。これにより斜板7が回転軸4方向へ揺動可能かつ回転軸4と一体的に回転可能である。
【0022】
斜板7には、この斜板7が傾斜している状態でクランク室2a内でハウジングブロック1の内筒壁方向にのびている円板状のシュー支持板7dと、シュー支持板7dの先端部の両面に設けた半球形状の一対のシュー部材9とを有している。シュー部材9はピントン8のそれぞれからのびているシュー受部8fに係合している。即ち、斜板7の周縁部は両シュー部材9間に入り込み、斜板7の両面には両シュー部材9の端面が接する。
【0023】
さらに、シリンダブロック1には、複数のシリンダボア1aが互いに等しい間隔をもって形成されてる。シリンダボア1aは、リヤハウジング3内に形成されている吸入室3a及び吐出室3bを互いに接続するよう貫設している。シリンダボア1a内にはピストン8が一対一に収容されている。
【0024】
斜板7の回転運動は、シュー部材9を介してピストン8の前後往復揺動に変換され、ピストン8が摺接するシリンダボア1a内を前後動する。これによりリアハウジング3に形成されている吸入室3aからシリンダボア1a内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつリアハウジング3に形成されている吐出室3bへ吐出される。
【0025】
ピストン8のストロークは、クランク室2a内の圧力とシリンダボア1a内の吸入圧とのピストン8を介した差圧に応じて変わり、圧縮容量を左右する斜板7の傾角が変化する。クランク室2a内の圧力はシリンダブロック1内の容量制御弁10により制御される。
【0026】
次に、ピストン8について図2乃至図4をも用いて説明する。ピストン8は、
シリンダボア1a内で下死点位置A及び上死点位置B間で摺動し、上死点位置Bでシリンダボア1a内に位置する頭部8aを有する。頭部8aは、シリンダボア1aの摺動部11aを摺動する摺動部8rを有する。頭部8aの摺動部8rには、頭部8aの先端近傍側でかつピストンの径寸法よりも小さい径寸法でピストン8の中心軸として形成した連結部8bと、連結部の全周囲を肉取りして形成した第1の肉取り部8cと、第1の肉取り部8cよりも下死点位置A側の頭部8aの摺動部8rに頭部8aの半円以上で前記斜板7の中心軸側へ向けて凹ませた第2の肉取り部8jとを有している。第1の肉取り部8cは、ピストンが下死点位置A及び上死点位置Bに位置しているときにシリンダボア1a内に位置する。第2の肉取り部8jはピストンが下死点位置Aに位置しているときにクランク室2aに位置する。
【0027】
また、シュー受部8fには、図1及び図4に示したように、第2の肉取り部8jとは反対側の周面にシュー部材9を受ける溝部8mが形成されている。ピストン8は第1及び第2の肉取り部8c,8jを形成することによって軽量化される。第1の肉取り部8c及び第2の肉取り部8jは頭部8aの周面から切削形成したり、あるいは片抜き形成され、ピストン8は一体構成となっている。
【0028】
図5に示すピストン8は、第2の肉取り部8jの肉厚部分を連通させた連通路8nを形成した実施の形態例を示している。ピストン8の頭部8aの摺動部8rには、ピストン8が上死点位置Bにあるときに第2の肉取り部8j及びシリンダボア1aの摺動部11a間を連通しかつピストン8が下死点位置Aにあるときに第2の肉取り部8j及びクランク室2a間を連通する連通路8nが形成されている。
【0029】
図6及び図7に示したピストン8は、第1の肉取り部8cによって形成された下死点位置A方向に近いピストン8の摺動部8rに複数の連通路8pを形成した実施の形態例を示している。図6及び図7においては、ピストン8の周面に4つの連通路8pを形成している。即ち、第1及び第2の肉取り部8c,8jとピストン8の摺動部8rとを相互に挿通するように連通路8pをピストン8の摺動部8rに設けている。
【0030】
各実施の形態例に示したピストン8は、下死点位置Aにあるとき、シリンダボア1aから外れることがないように、ピストン8の摺動部の中に形成されるように設定されている。この構成のピストン8では第1及び第2の肉取り部8c,8jを設けることによって体積が減少することから軽量化されるとともにシリンダボア1a間の摺接磨耗する部分が少ない。
【0031】
第1の肉取り部8cは、斜板7が最大に傾斜しているときでもピストン8の上死点位置Bから下死点位置Aへの往復運動においてシリンダボア1aから外れることがなく、往復運動時にシリンダボア1aとの引っ掛かりがないため、ノイズの発生が生じない。また第1の肉取り部8cは、ピストン8、シリンダボア1aのシール部分よりブローバイとの混合オイルのオイル溜めとしての機能をもち、ピストン8及びシリンダボア1aの磨耗低減に寄与する。
【0032】
また、連通路8n、8pを設けたピストン8は、オイルを積極的にライナー部分に供給する。
【0033】
さらに、ピストン8は、このピストン8の中心軸に連結部8bが設けられることから、第1の肉取り部8cの肉取り部分の体積を大きく取っている。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の構成によると、ピストンは、下死点位置にあるとき、第1の肉取り部がシリンダボアの開口縁からから外れることがないように、ピストンの摺動部の中に第1の肉取り部を設けることによってシリンダボアと摺接磨耗する部分が少なくできる。
【0035】
また、第1の肉取り部は、斜板が最大に傾斜しているときでもピストンの上死点位置から下死点位置への往復運動においてシリンダボアから外れることがなく、往復運動時にシリンダボアとの引っ掛かりがないため、ノイズの発生を防止できる。
【0036】
また第1の肉取り部は、ピストン、シリンダボアのシール部分よりブローバイとの混合オイルのオイル溜めとしての機能を果たすことから、ピストン及びシリンダボアの磨耗低減に寄与できる。
【0037】
また、連通路を設けたピストンは、オイルを積極的にライナー部分に供給することができる。
【0038】
さらに、ピストンは、このピストンの軸芯に連結部が設けられることから、第1の肉取り部の肉取り部分の体積を大きく取れるため軽量化でき、しいては圧縮機全体を軽量化できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の斜板式圧縮機の一実施の形態例を示す断面図である。
【図2】図1のI-I 線断面図である。
【図3】図1のII-II 線断面図である。
【図4】図1に示したピストンを示す斜視図である。
【図5】図1のIII-III 線断面図である。
【図6】図1に示したピストンの別の実施の形態例を示す斜視図である。
【図7】図6のIV-IV 線で断面した状態を示す断面図である。
【図8】従来の斜板式圧縮機を示す断面図である。
【図9】図8に示したピストンの斜視図である。
【図10】図9に示したピストンを反転して示した斜視図である。
【符号の説明】
1,101a シリンダブロック
1a,101a シリンダボア
2,102 フロントハウジング
2a,102a クランク室
4,104 回転軸
5,105a 支持アーム
7 斜板
7a 連結片
8,108 ピストン
8a 頭部
8b,108a 連結部
8c,108b 第1の肉取り部
8j 第2の肉取り部
8r 摺動部
8n,8p 連通路
9 シュー部材
10 容量制御弁
105 回転支持体
106 ガイドピン
Claims (2)
- 回転軸に傾動可能に支持された斜板と、該斜板の両面に設けたシュー部材を介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換し該ピストンを収容したシリンダボア内で前記ピストンを上死点位置及び下死点位置間で摺動させるとともに、前記斜板を内装しているクランク室の圧力と吸入圧とを前記ピストンを介した差により前記斜板傾度を制御する斜板式圧縮機において、
前記ピストンは、前記上死点位置で前記シリンダボア内に位置する頭部を有し、該頭部は、前記シリンダボアの摺動部を摺動する摺動部を有し、前記頭部の前記摺動部には、前記頭部の先端近傍側でかつ前記ピストンの径寸法よりも小さい径寸法に形成した連結部と、該連結部の全周囲を肉取りして形成した第1の肉取り部と、前記第1の肉取り部よりも前記下死点位置側の前記頭部の前記摺動部に前記頭部の半円以上で前記斜板の中心軸側へ向けて凹ませた第2の肉取り部とを有し、前記第1の肉取り部は、前記ピストンが前記下死点位置及び前記上死点位置に位置しているときにシリンダボア内に位置し、前記第2の肉取り部は前記ピストンが前記下死点位置に位置しているときに前記クランク室に位置しており、さらに、前記頭部の前記摺動部には、前記ピストンが前記上死点位置にあるときに前記第2の肉取り部及び前記シリンダボアの前記摺動部間を連通しかつ前記ピストンが前記下死点位置にあるときに前記第2の肉取り部及び前記クランク室間を連通する連通路が形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 前記頭部の前記摺動部には、前記第1の肉取り部及び前記第2の肉取り部間を連通する連通路を形成したことを特徴とする請求項1記載の斜板式圧縮機。
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