JP4209691B2 - Variable displacement swash plate compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒の吐出容量を制御する容量可変斜板式コンプレッサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から車両用空気調和装置に使用されるコンプレッサとして、特許文献1に開示されるような揺動斜板式可変容量圧縮機が知られている。
【0003】
この揺動斜板式可変容量圧縮機は、シリンダにおける圧縮室内容積を変化させて、この揺動斜板式可変容量圧縮機の吐出冷媒量を調節し、この揺動斜板式可変容量圧縮機の吸入圧を所定の値になるようにしたものである。このように吸入圧を所定の値にすることは、エバポレータの出口における冷媒圧力を所定の値にすることになり、外気温、日射、車室内設定温度、および車室内温度などによって決まる熱負荷に応じて空調出力を変化させることができる。
【0004】
これにより、従来から行なわれていたマグネットクラッチによる揺動斜板式可変容量圧縮機のオン、オフを減らすことができることから、揺動斜板式可変容量圧縮機のオン、オフによる車室内への吹き出し空気の急激な温度変化及びエンジンへの急激な負荷変動が防止され、運転時の快適性を向上させることができるものである。
【0005】
また、揺動斜板式可変容量圧縮機は、駆動軸に伝えられたエンジンからの回転運動を回転軸、ラグプレート、回転揺動斜板を介して、ピストンの往復動に変換している。そして、揺動斜板式可変容量圧縮機は、クランク室を貫通するように支持される回転軸上に嵌合されるラグプレートの外周部に設けた支持アームに長孔を形成し、該長孔には連結ピンを往復動可能に係合し、さらに該連結ピンには前記ラグプレートと一体的に回転する揺動斜板が前記連結ピンを中心に前後方向の揺動可能に装着されている。また、揺動斜板の前後方向への揺動運動により吸入室から吸入した冷媒ガスをシリンダボア内で圧縮して、吐出室へ吐出するようにする。前記揺動斜板の傾斜角が最小となる最小容量位置を規制するための調整ネジを長さの異なるものから適宜に選択して前記長孔の下端部に螺合する。
【0006】
そして、このような構成にすることで、圧縮機を搭載する車種あるいは冷房装置が必要とする最小吐出容量に適合するため、斜板の傾斜角が最小となる最小容量位置の位置調整を圧縮機の組付け工程で容易に行うことができるものである。
【0007】
【特許文献1】
実開平6−22580号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、稼働中のシリンダー内圧力のピークが発生するタイミングが低回転域と高回転域では異なるため、ピストンが冷媒を圧縮する際に生じる圧縮反力が作用する回転揺動斜板の位置が変化することにより、キドニー部がガタつき、音と振動が発生する原因となっていた。
【0009】
そこで、本発明は、稼働中にキドニー部がガタつくことにより発生する音と振動を防止する容量可変斜板式コンプレッサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明にあっては、略円柱形状を具備し、クランク室内に回転自在に嵌挿された駆動軸と、該駆動軸に固設され該駆動軸とともに回転するラグプレートと、略円盤形状を具備し、この円盤形状の中心部分を該駆動軸が貫通しつつ、該駆動軸に摺動自在に支持され、且つ該駆動軸に対する傾斜角度を自在に変えられる駆動斜板と、該ラグプレートの一端側に具備されるラグヒンジと該駆動斜板の一端側に具備される斜板ヒンジとのいずれか一方に設けられた長孔と、該ラグヒンジと該斜板ヒンジの他方に設けられた挿通孔と、該長孔と該挿通孔に支持される略円柱形状のジャーナルピンとから構成され、且つ該ラグプレートと該駆動斜板とを連結するキドニー部とを備えた容量可変斜板式コンプレッサにおいて、前記容量可変斜板式コンプレッサが稼働状態で、前記ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンが長孔の内周壁に当接保持されることにより、前記駆動斜板が該ラグプレートの回転面に対して傾斜した状態で保持されることを特徴とする。
【0011】
請求項2記載の発明にあっては、請求項1記載の容量可変斜板式コンプレッサであって、前記キドニー部は、前記ラグプレートの回転面の円周方向の接線に沿って設けられた前記挿通孔と前記長孔に先細のテーパ形状を備えた前記ジャーナルピンの先細側が該ラグプレートの回転方向前方に位置するように前記挿通孔と前記長孔に挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサが稼働状態では、圧縮反力によって長孔の内周壁に該ジャーナルピンのテーパー部分が当接保持されることを特徴とする。
【0012】
請求項3記載の発明にあっては、請求項1記載の容量可変斜板式コンプレッサであって、前記キドニー部は、前記ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かって該ラグプレートへ近づく方向に傾斜して設けられた前記挿通孔に略円柱形状を具備するジャーナルピンが挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサが稼働状態では、圧縮反力によって長孔の内周壁に該ジャーナルピンの円柱形状部が当接保持されることを特徴とする。
【0013】
請求項4記載の発明にあっては、請求項1記載の容量可変斜板式コンプレッサであって、前記キドニー部は、前記ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かって該ラグプレートから離れる方向に傾斜して設けられた前記長孔に略円柱形状を具備するジャーナルピンが挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサが稼働状態では、圧縮反力によって長孔の内周壁に該ジャーナルピンの円柱形状部が当接保持されることを特徴とする。
【0014】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、稼働状態の容量可変斜板式コンプレッサで、ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンが長孔の内周壁に当接保持されることにより、キドニー部のガタつきを防止して、音と振動の発生を防止することができる。
【0015】
請求項2記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、先細のテーパー形状を備えたジャーナルピンを先細側がラグプレートの回転方向前方に位置するように挿通孔と長孔に挿嵌することにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0016】
請求項3記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、挿通孔が、ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレートへ近づく方向に傾斜して設けられていることにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0017】
請求項4記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、長孔が、ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレートから離れる方向に傾斜して設けられていることにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態としての容量可変斜板式コンプレッサについて、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態にかかる容量可変斜板式コンプレッサの全体断面図、図2〜図5は第1〜第4本実施形態のキドニー部の断面図、図6は第1実施形態のキドニー部を備えた容量可変斜板式コンプレッサ稼働時の音圧計測結果を示した図である。
【0019】
図1に示されるように、この容量可変斜板式コンプレッサ1は、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダ11を有するシリンダブロック10と、シリンダブロック10の前端面に接合されシリンダブロック10との間にクランク室12を形成するフロントハウジング13と、シリンダブロック10の後端面にバルブプレート14を介して接合され吸入室15および吐出室16を形成するリアハウジング17とが設けられている。これらシリンダブロック10とフロントハウジング13とリアハウジング17とは、複数のスルーボルト18によって締結固定される。
【0020】
バルブプレート14は、シリンダ11と吸入室15とを連通する吸入孔15aと、シリンダ11と吐出室16とを連通する吐出孔(不図示)とが設けられている。
【0021】
バルブプレート14のシリンダブロック10側には、吸入孔15aを開閉する弁機構(不図示)が設けられ、一方、バルブプレート14のリアハウジング17側には、吐出孔を開閉する弁機構(不図示)が設けられている。バルブプレート14とリアハウジング17との間にはガスケットが介在し、吸入室15と吐出室16の密閉性が確保されている。また、バルブプレート14の周縁にはリアハウジング17とシリンダブロック10との接合面にOリングが挟持され、外部への冷媒漏れが防止されている。
【0022】
シリンダブロック10およびフロントハウジング13の中心の支持孔18a、18bには軸受を介して駆動軸20が軸支され、この駆動軸20がクランク室12内で回転自在となっている。
【0023】
クランク室12内には、駆動軸20に固設されたラグプレート21と、駆動軸20に摺動自在に嵌装されたスリーブ22にピン23により揺動自在に連結された駆動斜板としてのジャーナル24と、ジャーナル24のボス部25に軸受を介して装着されたウォッブルプレート26とが設けられている。ウォッブルプレート26は、クランク室12内に固定された規制プレート30に摺動自在に連結されることで、回転が防止され、且つ駆動軸20の軸線方向への揺動が許容されている。つまり、駆動軸20が回転することによりジャーナル24が回転し、ウォッブルプレート26はジャーナル24の回転揺動に伴って、非回転で且つ軸線方向に揺動するようになっている。なお、ラグプレート21とジャーナル24とは、キドニー部50で連結されている。
【0024】
このキドニー部50は、ラグプレート21の一端側に具備されるラグヒンジ51に設けられた弧状の長孔52と、ジャーナル24の一端側に具備される斜板ヒンジ53に設けられた挿通孔54と、ジャーナルピン55とから構成され、ジャーナルピン55は、長孔52の内部を揺動自在に挿入されつつ、両端部が挿通孔54、54に圧入保持されている。また、ジャーナルピン55の先端部には、挿通孔54からの抜け防止としてCリング59が嵌入されている。そして、このキドニー部50によりウォッブルプレート26の最大傾斜角度と最小傾斜角度とが規制されている。
【0025】
各シリンダ11に収容されたピストン19は、ピストンロッド19aを介してウォッブルプレート26に連結され、ウォッブルプレート26の揺動によって往復運動するようになっている。
【0026】
容量可変斜板式コンプレッサ1は、その基本機能として、エンジン(不図示)によって、ベルト(不図示)、プーリ27及びマグネットクラッチ28を介して駆動軸20が回転駆動され、この駆動軸20が回転することにより、ジャーナル24が駆動軸20に対して斜めに傾いた状態で駆動軸20と共に回転し、ウォッブルプレート26が外周縁をうねらせながら駆動軸20の軸線方向に摺動する。さらに、ウォッブルプレート26の外周縁が駆動軸20の軸線方向に往復動することによりピストンロッド19aを介してピストン19が往復動をし、このピストン19の往復動により、吸入室15からバルブプレート14の吸入孔15aを通じてシリンダ11へと吸入された冷媒を圧縮し、シリンダ11からバルブプレート14の吐出孔を通じて吐出室16へと吐出する。
【0027】
この吐出容量を可変とするために、クランク室12と吸入室15とを常時連通する抽気通路15bと、クランク室12と吐出室16とを連通する給気通路16aと、給気通路16aを開閉するコントロールバルブ29とからなる圧力制御機構が設けられている。コントロールバルブ29の開閉によりクランク室12内の圧力を変えると、クランク室12と吸入室15とのピストン19の前後の圧力バランスよりウォッブルプレート26の傾斜角が変化して、つまり、ピストンストロークが変化して、容量可変斜板式コンプレッサ1の吐出容量が変わるようになっている。
【0028】
図2は、第1実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1を図1中のA方向から見たキドニー部50の断面図である。本実施形態のキドニー部50は、ラグプレート21の回転面の円周方向の接線に沿ってラグヒンジ51上に設けられた長孔52、52と、ラグプレート21の回転面の円周方向の接線に沿って斜板ヒンジ53上に設けられた挿通孔54、54と、基端側から先端側に向かって徐々に細くなるテーパー形状を備えたジャーナルピン55とから構成されており、ジャーナルピン55の先端側(先細側)がラグプレート21の回転方向前方に位置するように、挿通孔54、長孔52、挿通孔54の順で先端側から挿入されて、挿通孔54、54に基端側と先端側が圧入保持されている。また、ジャーナルピン55の先端部には、挿通孔54からの抜け防止としてCリング59が嵌入されている。なお、長孔52は、孔の内周壁52′がラグプレート21の回転面の円周方向の接線と平行になるように設けられている。
【0029】
本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1を稼働させた場合、キドニー部50が常にピストン19の上死点に来る。また、圧縮された冷媒は上死点前から吐出室16へ吐出され始めるので、図6に示されるように、シリンダ内圧力のピークは上死点よりも手前になる。また、低回転で稼働している場合と高回転で稼働している場合とではシリンダ内圧力がピークに達するタイミングが異なり、高回転になるほど上死点に近づく傾向がある。また、冷媒を圧縮した際に、圧縮行程にある全シリンダのシリンダ内圧力によって、ジャーナル24には圧縮反力がかかる。
【0030】
したがって、低回転域では、図7に示されるように、シリンダ内圧力が高い状態が長く続くため、各シリンダの圧縮反力の合力は比較的脈動が小さくなり、且つ図9、図10に示されるように、ジャーナル24のキドニー部50から離れた場所にかかるので、ジャーナル24を支持するキドニー部50には安定した力が作用する。 これにより、低回転域では、斜板ヒンジ53がジャーナルピン55をラグヒンジ51に常に付勢しているので、振動の発生が少なく、騒音も比較的小さい。
【0031】
また、高回転域では、図8に示されるように、シリンダ内圧力が高い状態が短く、且つ図11、図12シリンダ内圧力のピーク圧力も高いため、各シリンダの圧縮反力の合力は脈動が大きく、且つジャーナル24のキドニー部50に近い場所に圧縮反力の合力がかかる。
【0032】
したがって、図13に示されるような、従来から一般的に使用されてきたキドニー部150では、ラグプレート21の回転面に対して、長孔152と挿通孔154が平行になるようにラグヒンジ51と斜板ヒンジ53にそれぞれ設けられ、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン155によって連結されていたため、稼働中にキドニー部150がガタつき、騒音と振動の原因となっていた。
【0033】
ところが、本実施形態では、先細のテーパー部分56を備えたジャーナルピン55によって長孔52と挿通孔54が連結されているので、稼働中に圧縮反力の合力が小さくてジャーナル24をラグプレート21に当接保持できない場合でも、ラグプレート21の回転駆動力によって、ジャーナルピン55が長孔52の内周壁52′に当接保持されることにより、ジャーナル24がラグプレート21の回転面に対して傾斜した状態で保持されるので、キドニー部50のガタつきが防止され、騒音と振動の発生を防止することができる。
【0034】
図14には、従来から一般的に使用されてきた、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン155をキドニー部150に使用したコンプレッサと、本実施形態のテーパー部分56を備えたジャーナルピン55をキドニー部50に使用したコンプレッサとを稼働させた場合に発生する騒音を計測した結果を示されている。また、ジャーナルピン55のテーパー部分56は、中心軸に対して傾斜角が0.15度〜1.0度になるように形成されている。
【0035】
容量可変斜板式コンプレッサ1の低回転域から高回転域に渡って、全般的に本実施形態のテーパー部分56を備えたジャーナルピン55をキドニー部に組み込んだものの方が音と振動の発生を低く抑えられており、特に、中回転域から高回転域において、従来の太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン155を組み込んだものに対してテーパー部分56を備えたジャーナルピン55を組み込んだものが発生する音と振動が明らかに小さいことが確認できる。
【0036】
これは、従来の太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン155を組み込んだものは、キドニー部のラグプレートとジャーナルとの連結部分が、ラグプレートの回転面に対して平行に設けられているため、圧縮反力の脈動によってジャーナルがガタつくことにより、音と振動が発生するが、本実施形態のテーパー部分56を備えたジャーナルピン55をキドニー部に組み込んだものは、ラグプレート21の回転駆動力によって、ジャーナルピンのテーパー部分56が長孔の内周壁52′に当接保持されることにより、ジャーナル24がラグプレート21に当接保持されることにより、圧縮反力が脈動してもジャーナル24がガタつくことがない。
【0037】
したがって、上記構成により、稼働状態の容量可変斜板式コンプレッサで、ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンのテーパー部分が長孔の内周壁に当接保持されることにより、キドニー部のガタつきを防止して、音と振動の発生を防止することができる。
【0038】
また、先細のテーパー形状を備えたジャーナルピンを先細側がラグプレートの回転方向前方に位置するように挿通孔と長孔に挿嵌することにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0039】
また、本実施形態の別態様として、図3に示されるように、テーパー部分56の先端側と基端側に挿通孔54、54に圧入保持される先端側保持部57と、基端側保持部58とが形成されている。そして、本態様も上記態様と同様に、稼働状態の容量可変斜板式コンプレッサで、ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンのテーパー部分が長孔の内周壁に当接保持されることにより、キドニー部のガタつきを防止して、音と振動の発生を防止することができる。
【0040】
なお、本実施形態の他の別態様として、基端側から先端側に向かって階段状に細くなる段付き形状を備えたジャーナルピンが考えられ、この形態でも同様の効果が得られるが、本実施形態のジャーナルピン55のように、直線的に細くなるテーパー形状を備えることにより、ジャーナルピンが長孔の内周壁に局所当たりすることがないので、摩耗粉の発生を防止することができる。
【0041】
また、本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1は、ウォッブルプレート型のコンプレッサに当該キドニー部50を適用したものであるが、スワッシュ型のコンプレッサに当該キドニー部50を適用した場合にも同様の効果を得ることができる。
【0042】
図4は、第2実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1を図1中のA方向から見たキドニー部50bの断面図である。本実施形態のキドニー部50bは、ラグプレート21の回転面の円周方向の接線に沿ってラグヒンジ51上に設けられた長孔52b、52bと、ラグプレート21の回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレート21へ近づく方向に傾斜して設けられた挿通孔54bと、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン55bとから構成されており、ジャーナルピン55の先端側(先細側)がラグプレート21の回転方向前方に位置するように、挿通孔54b、長孔52b、挿通孔54bの順で先端側から挿入されて、挿通孔54b、54bに基端側と先端側が圧入保持されている。また、ジャーナルピン55bの先端部には、挿通孔54bからの抜け防止としてCリング59が嵌入されている。なお、長孔52bは、製造工程において、長孔52bをドリル刃によって垂直孔加工後にラグプレート21を一時的に傾斜させて形成することで、孔の内周壁52b′がラグプレート21の回転面の円周方向の接線と平行になるように設けられている。さらに、形成方法は、予め長孔を傾斜して形成した後で垂直に孔加工してもよい。また、製造品を傾斜させずにドリル刃自体を一時的に傾斜させても良い。
【0043】
また、本実施形態のキドニー部50bは、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン55bによって長孔52bと挿通孔54bが連結されているので、稼働中に圧縮反力の合力が小さくてジャーナル24をラグプレート21に当接保持できない場合でも、ラグプレート21の回転駆動力によって、ジャーナルピン55bの円柱形状部分56bが長孔52bの内周壁52b′に当接保持されることにより、ジャーナル24がラグプレート21の回転面に対して傾斜した状態で保持されるので、キドニー部50bのガタつきが防止される。
【0044】
したがって、上記構成により、稼働状態の容量可変斜板式コンプレッサで、ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンのテーパー部分が長孔の内周壁に当接保持されることにより、キドニー部のガタつきを防止して、音と振動の発生を防止することができる。
【0045】
また、挿通孔が、ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレートへ近づく方向に傾斜して設けられていることにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0046】
さらに、本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1は、ウォッブルプレート型のコンプレッサに当該キドニー部50bを適用したものであるが、スワッシュ型のコンプレッサに当該キドニー部50bを適用した場合にも同様の効果を得ることができる。
【0047】
図5は、第3実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1を図1中のA方向から見たキドニー部50cの断面図である。本実施形態のキドニー部50cは、ラグプレート21の回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレート21から離れる方向に傾斜して設けられた長孔52c、52cと、ラグプレート21の回転面の円周方向の接線に沿って斜板ヒンジ53c上に設けられた挿通孔54c、54cとから構成されており、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン55の先端側(先細側)がラグプレート21の回転方向前方に位置するように、挿通孔54c、長孔52c、挿通孔54cの順で先端側から挿入されて、挿通孔54c、54cに基端側と先端側が圧入保持されている。また、ジャーナルピン55cの先端部には、挿通孔54cからの抜け防止としてCリング59が嵌入されている。なお、挿通孔54cは、ジャーナルピン55cの中心軸と挿通孔54cの中心軸が偏心した位置に形成されているため、孔の内周壁がラグプレート21の回転面の円周方向の接線と平行になるように設けられている。
【0048】
また、本実施形態のキドニー部50cは、太さが一定の円柱形状を備えたジャーナルピン55cによって長孔52cと挿通孔54cが連結されているので、稼働中に圧縮反力の合力が小さくてジャーナル24をラグプレート21に当接保持できない場合でも、ラグプレート21の回転駆動力によって、ジャーナルピン55cの円柱形状部分56cが長孔52cの内周壁52c′に当接保持されることにより、ジャーナル24がラグプレート21の回転面に対して傾斜した状態で保持されるので、キドニー部50cのガタつきが防止される。
【0049】
したがって、上記構成により、稼働状態の容量可変斜板式コンプレッサで、ラグプレートの回転駆動力によって、ジャーナルピンが長孔の内周壁に当接保持されることにより、キドニー部のガタつきを防止して、音と振動の発生を防止することができる。
【0050】
また、長孔が、ラグプレートの回転方向の前方側から後方側に向かってラグプレートから離れる方向に傾斜して設けられていることにより、キドニー部の構造を複雑にすることなく、製造コストの増大を防止することができる。
【0051】
さらに、本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ1は、ウォッブルプレート型のコンプレッサに当該キドニー部50を適用したものであるが、スワッシュ型のコンプレッサに当該キドニー部50を適用した場合にも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる容量可変斜板式コンプレッサの全体断面図である。
【図2】第1実施形態のキドニー部を示す要部断面図である。
【図3】第1実施形態の別態様のキドニー部を示す要部断面図である。
【図4】第2実施形態のキドニー部を示す要部断面図である。
【図5】第3実施形態のキドニー部を示す要部断面図である。
【図6】ジャーナルの回転によって各シリンダ内部の圧力が変化する様子を示した図である。
【図7】低回転状態でジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図8】高回転状態でジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図9】低回転状態でシリンダ内圧力がピークに達したときにジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図10】低回転状態でピストンが上死点に達したときにジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図11】高回転状態でシリンダ内圧力がピークに達したときにジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図12】高回転状態でピストンが上死点に達したときにジャーナルに作用する各シリンダの圧縮反力を示した図である。
【図13】従来から一般的に使用されてきたキドニー部を示す要部断面図である。
【図14】第1実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ稼働時の音圧計測結果を示したグラフである。
【符号の説明】
1…容量可変斜板式コンプレッサ
12…クランク室
20…駆動軸
21…ラグプレート
24…駆動斜板
50、50b、50c…キドニー部
51…ラグヒンジ
52、52b、52c…長孔
52′、52b′、52c′…内周壁
53…斜板ヒンジ
54…挿通孔
54b…挿通孔
55、55b、55c…ジャーナルピン
56…テーパー部分
56b、56c…円柱形状部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable displacement swash plate compressor that controls the discharge capacity of a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a swing swash plate type variable displacement compressor as disclosed in Patent Document 1 is known as a compressor used in a vehicle air conditioner.
[0003]
The swing swash plate type variable capacity compressor adjusts the amount of refrigerant discharged from the swing swash plate type variable capacity compressor by changing the compression chamber volume in the cylinder, and the suction pressure of the swing swash plate type variable capacity compressor. Is set to a predetermined value. Setting the suction pressure to a predetermined value in this way sets the refrigerant pressure at the outlet of the evaporator to a predetermined value, resulting in a heat load determined by the outside air temperature, solar radiation, vehicle interior set temperature, vehicle interior temperature, etc. The air conditioning output can be changed accordingly.
[0004]
As a result, it is possible to reduce the ON / OFF of the swing swash plate type variable displacement compressor that has been conventionally performed by the magnet clutch. Therefore, the air blown into the vehicle interior when the swing swash plate type variable displacement compressor is turned ON / OFF. The rapid temperature change and the rapid load fluctuation to the engine are prevented, and the comfort during driving can be improved.
[0005]
Further, the swing swash plate type variable displacement compressor converts the rotary motion transmitted from the engine transmitted to the drive shaft into the reciprocating motion of the piston via the rotary shaft, lug plate, and rotary swing swash plate. The swing swash plate type variable capacity compressor forms a long hole in a support arm provided on an outer peripheral portion of a lug plate fitted on a rotary shaft supported so as to penetrate the crank chamber, and the long hole The connecting pin is reciprocally engaged with the connecting pin, and a swinging swash plate that rotates integrally with the lug plate is mounted on the connecting pin so as to be swingable in the front-rear direction around the connecting pin. . Further, the refrigerant gas sucked from the suction chamber by the swinging motion of the swinging swash plate in the front-rear direction is compressed in the cylinder bore and discharged to the discharge chamber. An adjusting screw for restricting the minimum capacity position where the inclination angle of the swing swash plate is minimized is appropriately selected from those having different lengths and screwed into the lower end portion of the long hole.
[0006]
By adopting such a configuration, in order to meet the minimum discharge capacity required by the vehicle type or the cooling device on which the compressor is mounted, the position adjustment of the minimum capacity position at which the inclination angle of the swash plate is minimized is adjusted to the compressor. It can be easily performed in the assembly process.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-22580
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, the timing at which the peak of the cylinder pressure during operation occurs differs between the low rotation range and the high rotation range, so that the rotation oscillation tilt that the compression reaction force generated when the piston compresses the refrigerant acts. By changing the position of the plate, the kidney part is rattled, causing noise and vibration.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable displacement swash plate compressor that prevents noise and vibration generated by rattling of the kidney during operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the present invention, a drive shaft having a substantially cylindrical shape and rotatably fitted in the crank chamber, a lug plate fixed to the drive shaft and rotating together with the drive shaft, A drive swash plate having a disk shape, slidably supported by the drive shaft while penetrating through the central portion of the disk shape, and capable of freely changing an inclination angle with respect to the drive shaft; A slot provided in one of the lug hinge provided at one end of the lug plate and the swash plate hinge provided at one end of the drive swash plate, and provided in the other of the lug hinge and the swash plate hinge The variable displacement swash plate compressor includes a through hole, a long cylindrical hole, a substantially cylindrical journal pin supported by the insertion hole, and a kidney portion that connects the lug plate and the drive swash plate. In the capacity variable swash plate Compressor in the working state, the rotational driving force of the lug plate, the journal pin is in contact held in the inner peripheral wall of the long hole Thus, the drive swash plate is held in an inclined state with respect to the rotation surface of the lug plate. It is characterized by that.
[0011]
The invention according to claim 2 is the variable displacement swash plate type compressor according to claim 1, wherein the kidney portion is provided along a circumferential tangent to the rotation surface of the lug plate. Tapered taper shape on the hole and the long hole The journal pin is inserted into the insertion hole and the long hole so that the tapered side is positioned forward in the rotational direction of the lug plate, In addition, when the variable displacement swash plate compressor is in operation, the taper portion of the journal pin is held in contact with the inner peripheral wall of the long hole by a compression reaction force.
[0012]
The invention according to claim 3 is the variable displacement swash plate compressor according to claim 1, wherein the kidney portion approaches the lug plate from the front side to the rear side in the rotational direction of the lug plate. When the journal pin having a substantially cylindrical shape is inserted into the insertion hole that is inclined in the direction and the variable displacement swash plate compressor is in operation, the journal pin is attached to the inner peripheral wall of the long hole by a compression reaction force. The cylindrical portion is abutted and held.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the variable displacement swash plate compressor according to the first aspect, the kidney portion is separated from the lug plate from the front side to the rear side in the rotational direction of the lug plate. When a journal pin having a substantially cylindrical shape is inserted into the long hole provided in a slanted direction, and the variable displacement swash plate compressor is in an operating state, the journal pin is attached to the inner peripheral wall of the long hole by a compression reaction force. The cylindrical portion is abutted and held.
[0014]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the capacity variable swash plate type compressor in the operating state, the journal pin is rattled by the journal pin being held in contact with the inner peripheral wall of the long hole by the rotational driving force of the lug plate. Can be prevented and generation of sound and vibration can be prevented.
[0015]
According to invention of Claim 2, in addition to the effect of Claim 1, the journal pin provided with the taper taper shape Insert into the insertion hole and the long hole so that the tapered side is located in front of the rotation direction of the lug plate By doing so, an increase in manufacturing cost can be prevented without complicating the structure of the kidney part.
[0016]
According to the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 1, the insertion hole is provided so as to be inclined in a direction approaching the lug plate from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate. Thus, an increase in manufacturing cost can be prevented without complicating the structure of the kidney portion.
[0017]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the long hole is provided to be inclined in a direction away from the lug plate from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate. Thus, an increase in manufacturing cost can be prevented without complicating the structure of the kidney portion.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A variable displacement swash plate compressor as an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is an overall cross-sectional view of a variable displacement swash plate compressor according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are cross-sectional views of a kidney portion of the first to fourth embodiments, and FIG. 6 is a kidney of the first embodiment. It is the figure which showed the sound pressure measurement result at the time of a capacity | capacitance variable swash plate type compressor provided with a part.
[0019]
As shown in FIG. 1, the variable displacement swash plate compressor 1 includes a
[0020]
The
[0021]
A valve mechanism that opens and closes the
[0022]
A
[0023]
In the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The variable displacement swash plate compressor 1 has an engine as its basic function. (Not shown) By the belt (Not shown) The
[0027]
In order to make this discharge capacity variable, the extraction passage 15b that always connects the
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
[0029]
When the variable displacement swash plate compressor 1 of this embodiment is operated, the
[0030]
Therefore, in the low rotation range, as shown in FIG. 7, since the state where the pressure in the cylinder is high continues for a long time, the resultant force of the compression reaction force of each cylinder has a relatively small pulsation and is shown in FIGS. As described above, since it is applied to a place away from the
[0031]
Also, in the high rotation range, as shown in FIG. 8, the high pressure in the cylinder is short and the peak pressure of the cylinder pressure is high in FIGS. 11 and 12, so the resultant force of the compression reaction force of each cylinder is pulsating. The resultant force of the compression reaction force is applied to a location close to the
[0032]
Therefore, in the
[0033]
However, in this embodiment, since the
[0034]
FIG. 14 shows a compressor in which a journal pin 155 having a cylindrical shape with a constant thickness, which has been generally used in the past, is used for the
[0035]
From the low rotation range to the high rotation range of the variable displacement swash plate compressor 1, the
[0036]
This is because the conventional one incorporating a journal pin 155 having a cylindrical shape with a constant thickness has a connecting portion between the lug plate of the kidney portion and the journal provided in parallel to the rotation surface of the lug plate. Therefore, sound and vibration are generated when the journal rattles due to the pulsation of the compression reaction force. Due to the rotational driving force, the
[0037]
Therefore, with the above configuration, in the capacity variable swash plate compressor in the operating state, the taper portion of the journal pin is held in contact with the inner peripheral wall of the long hole by the rotational driving force of the lug plate, thereby causing rattling of the kidney portion. It is possible to prevent the generation of sound and vibration.
[0038]
Journal pin with tapered taper Insert into the insertion hole and the long hole so that the tapered side is located in front of the rotation direction of the lug plate By doing so, an increase in manufacturing cost can be prevented without complicating the structure of the kidney part.
[0039]
As another aspect of the present embodiment, as shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, a distal end
[0040]
As another aspect of the present embodiment, a journal pin having a stepped shape that narrows in a staircase shape from the proximal end side toward the distal end side can be considered. By providing a taper shape that linearly narrows like the
[0041]
Further, the variable displacement swash plate compressor 1 of the present embodiment is the one in which the
[0042]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
[0043]
Further, the
[0044]
Therefore, with the above configuration, in the capacity variable swash plate compressor in the operating state, the taper portion of the journal pin is held in contact with the inner peripheral wall of the long hole by the rotational driving force of the lug plate, thereby causing rattling of the kidney portion. It is possible to prevent the generation of sound and vibration.
[0045]
In addition, the insertion hole is provided so as to be inclined toward the lug plate from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate, thereby reducing the manufacturing cost without complicating the structure of the kidney portion. An increase can be prevented.
[0046]
Further, the variable displacement swash plate compressor 1 of the present embodiment is such that the
[0047]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
[0048]
Further, the
[0049]
Therefore, with the above configuration, in the variable capacity swash plate compressor in the operating state, the journal pin is held in contact with the inner peripheral wall of the long hole by the rotational driving force of the lug plate, thereby preventing rattling of the kidney portion. , Can prevent the generation of sound and vibration.
[0050]
In addition, since the long holes are provided so as to be inclined in the direction away from the lug plate from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate, the manufacturing cost can be reduced without complicating the structure of the kidney portion. An increase can be prevented.
[0051]
Further, the variable displacement swash plate compressor 1 of the present embodiment is one in which the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of a variable displacement swash plate compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a kidney part of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a kidney portion of another aspect of the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a kidney part of a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a kidney part of a third embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing how the pressure inside each cylinder changes due to the rotation of the journal.
FIG. 7 is a diagram showing a compression reaction force of each cylinder acting on a journal in a low rotation state.
FIG. 8 is a diagram showing a compression reaction force of each cylinder acting on a journal in a high rotation state.
FIG. 9 is a diagram showing a compression reaction force of each cylinder that acts on a journal when a cylinder pressure reaches a peak in a low rotation state.
FIG. 10 is a diagram showing a compression reaction force of each cylinder acting on a journal when a piston reaches top dead center in a low rotation state.
FIG. 11 is a diagram showing the compression reaction force of each cylinder acting on the journal when the cylinder pressure reaches a peak in a high rotation state.
FIG. 12 is a diagram showing the compression reaction force of each cylinder acting on the journal when the piston reaches top dead center in a high rotation state.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an essential part showing a kidney part that has been generally used conventionally.
FIG. 14 is a graph showing a sound pressure measurement result when the variable displacement swash plate compressor of the first embodiment is in operation.
[Explanation of symbols]
1 ... Variable displacement swash plate compressor
12 ... Crank chamber
20 ... Drive shaft
21 ... Rug plate
24 ... Drive swash plate
50, 50b, 50c ... Kidney section
51 ... Lug hinge
52, 52b, 52c ... long hole
52 ', 52b', 52c '... inner peripheral wall
53 ... Swash plate hinge
54 ... Insertion hole
54b ... insertion hole
55, 55b, 55c ... Journal pin
56 ... Taper part
56b, 56c ... cylindrical portion
Claims (4)
該駆動軸(20)に固設され該駆動軸(20)とともに回転するラグプレート(21)と、
略円盤形状を具備し、この円盤形状の中心部分を該駆動軸(20)が貫通しつつ、該駆動軸(20)に摺動自在に支持され、且つ該駆動軸(20)に対する傾斜角度を自在に変えられる駆動斜板(24)と、
該ラグプレート(21)の一端側に具備されるラグヒンジ(51)と該駆動斜板(24)の一端側に具備される斜板ヒンジ(53)とのいずれか一方に設けられた長孔(52)と、
該ラグヒンジ(51)と該斜板ヒンジ(53)の他方に設けられた挿通孔(54)と、
該長孔(52)と該挿通孔(54)に支持される略円柱形状のジャーナルピン(55)とから構成され、且つ該ラグプレート(21)と該駆動斜板(24)とを連結するキドニー部(50)とを備えた容量可変斜板式コンプレッサにおいて、
前記容量可変斜板式コンプレッサ(1)が稼働状態で、前記ラグプレート(21)の回転駆動力によって、ジャーナルピン(55)が長孔(52)の内周壁(52′)に当接保持されることにより、前記駆動斜板(24)が該ラグプレート(21)の回転面に対して傾斜した状態で保持されることを特徴とする容量可変斜板式コンプレッサ。A drive shaft (20) rotatably fitted in the crank chamber (12);
A lug plate (21) fixed to the drive shaft (20) and rotating together with the drive shaft (20);
The drive shaft (20) is slidably supported by the drive shaft (20) while passing through the central portion of the disk shape, and has an inclination angle with respect to the drive shaft (20). A drive swash plate (24) that can be freely changed;
A long hole provided in one of the lug hinge (51) provided on one end side of the lug plate (21) and the swash plate hinge (53) provided on one end side of the drive swash plate (24) ( 52),
An insertion hole (54) provided in the other of the lug hinge (51) and the swash plate hinge (53);
The long hole (52) and a substantially cylindrical journal pin (55) supported by the insertion hole (54) are connected to the lug plate (21) and the drive swash plate (24). In a variable displacement swash plate compressor having a kidney section (50),
With the variable displacement swash plate compressor (1) in operation, the journal pin (55) is held in contact with the inner peripheral wall (52 ') of the long hole (52) by the rotational driving force of the lug plate (21). Thus, the variable displacement swash plate compressor is characterized in that the drive swash plate (24) is held in an inclined state with respect to the rotation surface of the lug plate (21) .
前記キドニー部(50)は、前記ラグプレート(21)の回転面の円周方向の接線に沿って設けられた前記挿通孔(54)と前記長孔(52)に先細のテーパ形状を備えた前記ジャーナルピン(55)の先細側が該ラグプレート(21)の回転方向前方に位置するように前記挿通孔(54)と前記長孔(52)に挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサ(1)が稼働状態では、圧縮反力によって長孔(52)の内周壁(52′)に該ジャーナルピン(55)のテーパー部分(56)が当接保持されることを特徴とする容量可変斜板式コンプレッサ。A variable displacement swash plate compressor according to claim 1,
The kidney part (50) has a tapered shape tapered at the insertion hole (54) and the elongated hole (52) provided along a circumferential tangent to the rotation surface of the lug plate (21). The journal pin (55) is inserted into the insertion hole (54) and the elongated hole (52) so that the taper side of the lug plate (21) is positioned forward in the rotational direction, and the variable displacement swash plate compressor ( When 1) is in the operating state, the taper portion (56) of the journal pin (55) is held in contact with the inner peripheral wall (52 ') of the long hole (52) by the compression reaction force. Plate type compressor.
前記キドニー部(50b)は、前記ラグプレート(21)の回転方向の前方側から後方側に向かって該ラグプレート(21)へ近づく方向に傾斜して設けられた前記挿通孔(54b)に略円柱形状を具備するジャーナルピン(55b)が挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサ(1)が稼働状態では、圧縮反力によって長孔(52b)の内周壁(52b′)に該ジャーナルピン(55b)の円柱形状部(56b)が当接保持されることを特徴とする容量可変斜板式コンプレッサ。A variable displacement swash plate compressor according to claim 1,
The kidney portion (50b) is substantially formed in the insertion hole (54b) provided to be inclined in a direction approaching the lug plate (21) from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate (21). When a journal pin (55b) having a cylindrical shape is inserted and the variable displacement swash plate compressor (1) is in operation, the journal pin is inserted into the inner peripheral wall (52b ') of the long hole (52b) by a compression reaction force. The capacity-variable swash plate compressor in which the cylindrical portion (56b) of (55b) is held in contact.
前記キドニー部(50c)は、前記ラグプレート(21)の回転方向の前方側から後方側に向かって該ラグプレート(21)から離れる方向に傾斜して設けられた前記長孔(52c)に略円柱形状を具備するジャーナルピン(55c)が挿嵌され、且つ前記容量可変斜板式コンプレッサ(1)が稼働状態では、圧縮反力によって長孔(52c)の内周壁(52c′)に該ジャーナルピン(55c)の円柱形状部(56c)が当接保持されることを特徴とする容量可変斜板式コンプレッサ。A variable displacement swash plate compressor according to claim 1,
The kidney portion (50c) is substantially formed in the elongated hole (52c) provided to be inclined in a direction away from the lug plate (21) from the front side to the rear side in the rotation direction of the lug plate (21). When a journal pin (55c) having a cylindrical shape is inserted and the variable displacement swash plate compressor (1) is in operation, the journal pin is inserted into the inner peripheral wall (52c ') of the long hole (52c) by a compression reaction force. The capacity variable swash plate compressor, wherein the cylindrical portion (56c) of (55c) is held in contact.
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