JP4439405B2 - Swing swash plate type variable capacity compressor - Google Patents
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Description
本発明は、容積型ポンプや空調装置の冷媒圧縮に用いられる圧縮機、特に揺動斜板型の圧縮機に関するものであって、バス等の大容量を必要とする揺動斜板型可変容量圧縮機に好適なものである。 The present invention relates to a compressor used for refrigerant compression of a positive displacement pump and an air conditioner, and more particularly to a swing swash plate type compressor, and a swing swash plate type variable capacity that requires a large capacity such as a bus. It is suitable for a compressor.
従来技術として、揺動斜板(ワッブルプレート)の回り止め機構として等速ジョイントを用い、これを揺動斜板の中央に配置する構造は、特許文献1乃至3等において知られており、これらはそれぞれ種々の問題を有している。
As a prior art, a structure in which a constant velocity joint is used as a detent mechanism for a swinging swash plate (wobble plate) and this is arranged at the center of the swinging swash plate is known in
例えば、特許文献1では、シリンダブロックに固定した延長スリーブの一部を利用して等速ジョイントを支持している。なお、駆動軸は、ニードル軸受を介してこの延長スリーブに回転自在に支持されている。したがって、等速ジョイント自体は、内輪を有しておらず、延長スリーブの一部を内輪としている。このため、等速ジョイントのスリーブへの組み付けが難しいという問題がある。また、最小容量を規制する手段が、リンク部のピンに係合する復帰ばねであるため、剛性上の問題もある。
For example, in
また、特許文献2では、等速ジョイント自体は、内輪を有しているが、この内輪は軸方向に摺動可能な構成となっておらず、等速ジョイントを支持する軸部材(センタシャフト)がシリンダブロックの中央を駆動軸方向に移動可能な構成となっている。しかしながらこのセンタシャフトは、シリンダブロックとの間に1本のピン(キイ)を挟んでトルクを受ける構成となっているため、受けられるトルクが限られるという問題がある。また、これを改善するために、シリンダブロットとセンタシャフトとの嵌合部をスプライン嵌合にする等の手段も考えられるが、シリンダブロックがアルミニウム製の場合、磨耗が懸念される。また、シリンダブロックを鉄製にすると、重量増加の問題があり、スプライン部だけ鉄製にすることも考えられるが、部品が増えるといった問題が生じる。更にセンタシャフトが前後に移動するので、シリンダブロックと反対側の駆動軸を回転可能に支持するニードル軸受部ですべりが発生し、軸受の寿命が低下するという問題もある。
In
また、特許文献3では、センタシャフトはシリンダブロックに固定されており、上記特許文献2のセンタシャフトが移動することに起因する問題は解消されているが、回り止め機構である等速ジョイントが全体として円錐台状の複雑な形状をしており、製造・組み付けが難しいという問題がある。
更に、特許文献1及び3では、運転時のバランスを取るために、揺動斜板外周部に駆動軸とリンク部を介して一体で回転するジャーナルが覆い被さるように構成されているため、圧縮機の体格が大きくなるという問題もある。
Further, in
Further, in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、容量が大きくなる圧縮機にとっては、特に有効である、製造・組み付けが容易で、かつ小型でバランスが良い揺動斜板型可変容量圧縮機を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is particularly effective for a compressor having a large capacity, and is a small and well-balanced swash plate that is easy to manufacture and assemble. It is to provide a type variable capacity compressor.
本発明は、前記課題を解決するため手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機を提供する。
請求項1に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機は、ワッブルプレート(揺動斜板)の回転を阻止するための回り止め機構が、内輪を有していて、ハウジングに固定された中心軸によって支持されると共に、中心軸上を軸方向に回転を規制して内輪が可動することで回り止め機構を軸方向に可動できると共に、回り止め機構又はワッブルプレートと当接して、回り止め機構の軸方向の動きを規制する最小容量規制部分を設けたものであり、これにより、圧縮機を組み付けるときに、回り止め機構に内輪を予め組み付けておいて、圧縮機に回り止め機構を組み付ければよいので、その組み付けが容易である。また、内輪が軸方向に動くので、外輪の増大を招くことなく、したがって回り止め機構自体の体格の増大を招くことなく、可変容量に足るだけのストロークが稼げる。更には、中心軸が固定されているので、ガタが少なく剛性も高いので、信頼性、振動及び騒音面で有利である。また、ワッブルプレートが最小容量を越えて傾くことがなく、ピストンの頂部がバルブプレートに当たる問題もないので高い信頼性が得られる。
The present invention provides a swing swash plate type variable displacement compressor according to each of the claims as means for solving the above-mentioned problems.
The swing swash plate type variable displacement compressor according to
請求項2に記載の揺動斜板型可変容量圧縮機は、ワッブルプレート(揺動斜板)の回転を阻止するための回り止め機構が、内輪を有していて、ハウジングに固定された中心軸によって支持されると共に、中心軸上を軸方向に回転を規制して内輪が可動することで回り止め機構を軸方向に可動できると共に、回り止め機構を軸方向に付勢する付勢部材を、回り止め機構を挟んでフロント側及びリア側とに設置し、フロント側の付勢部材を最小容量方向に、リア側の付勢部材を最大容量方向にそれぞれ作用させるようにしたものである。これにより、請求項1の該圧縮機と同様の作用効果を奏すると共に、最大容量側に働く付勢部材で容量復帰時の制御を助けることができ、最小容量側に働く付勢部材で、起動時の動力を少なくすることができる。
The swing swash plate type variable displacement compressor according to
請求項3の該圧縮機は、中心軸に回り止め機構の軸方向の動きを規制して最小容量を決める、内輪と当接する最小容量規制部分を設けたものであり、これにより、ワッブルプレートが最小容量を越えて傾くことがなく、ピストンの頂部がバルブプレートに当たる問題もないので高い信頼性が得られる。
請求項4の該圧縮機は、中心軸の最小容量規制部分を、内輪と当接させるために、中心軸のハウジングに固定される部分よりもその軸径を小さくした段差により構成されているものであり、これにより、中心軸に最小容量規制部分として段差部分が設けられることになり、容易に最小容量規制部分が形成できる。
The compressor according to
The compressor according to
請求項5の該圧縮機は、回り止め機構の揺動中心がワッブルプレートよりもフロント側に配置されるようにしたものであり、これにより、駆動部の重心と回り止め機構の揺動中心が概略一致し、いかなる容量の場合もバランスがおおむね良くなる。しかも新たなバランサを追加する必要もなく体格の増大を招くこともない。
請求項6の該圧縮機は、回り止め機構を少なくとも内輪、外輪及びボールとを備える等速ジョイントにしたものであり、このように、ワッブルプレートと中心軸とを連結する自在継手として、バーフィールト型等の等速自在継手を使用することによって、ワッブルプレートに完全に回転運動の成分をなくすことができる。
The compressor according to
The compressor according to claim 6 is a constant velocity joint including at least an inner ring, an outer ring, and a ball as a non-rotating mechanism. Thus, as a universal joint for connecting a wobble plate and a central shaft, By using a constant velocity universal joint such as a to-type, the wobble plate can be completely free of rotational motion components.
請求項7の該圧縮機は、回り止め機構を支持する中心軸を、一端が自由端で、他端がハウジングに固定されている片持ち支持にしたものである。中心軸をシリンダブロックの中心部に圧入固定することで、片持ち支持であっても剛性を確保できる。
請求項8の該圧縮機は、回り止め機構を支持する中心軸を、一端が駆動軸に配置されたベアリングで支持され、他端がハウジングに回転不可に支持されている両持ち支持にしたものであり、これにより、中心軸に作用する荷重を保持し、信頼性向上、振動・騒音を低減することが可能である。
In the compressor according to
9. The compressor according to
以下、図面に従って本発明の実施の形態の揺動斜板型可変容量圧縮機について説明する。図1は、最大の吐出容量(100%容量)をもたらす運動状態における第1実施形態の揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図であり、図2は、図1の圧縮機の最小吐出容量(0%容量)をもたらす運転状態を示している。これらの図面において、符号2は圧縮機1のフロントハウジングを、符号3は圧縮機1のリアハウジングを示しており、フロントハウジング2とリアハウジング3との間に挟まれる形でミドルハウジングとしてのシリンダブロック4が配置され、これらは図示しない通しボルトのような締結手段によって一体化されて、圧縮機1のハウジングを形成している。シリンダブロック4には、図1において横方向(後述の駆動軸の軸方向)に複数個(例えば5個)のシリンダボア5が、中心線の周りに概ね均等に配置されるように形成されている。リアハウジング3の後部の外周部分には、概ね環状の空間として吐出室6が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室7が形成されている。
A swing swash plate type variable capacity compressor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of the swing swash plate type variable displacement compressor of the first embodiment in a motion state that provides the maximum discharge capacity (100% capacity). FIG. It shows the operating condition that provides the minimum discharge capacity (0% capacity) of the compressor. In these drawings,
符号8は外部の動力源(例えばエンジン)から回転動力を受け入れるための駆動軸であって、この駆動軸8と直交するように円板部9が一体的に形成されている。また、円板部9の外周寄りの一部から所定の間隔をおいて平行に2枚のアーム10が後方に向かって突出するように形成されている。この駆動軸8は、2個のラジアルベアリング11及び12を介して、ハウジングの一部であるフロントハウジング2によって軸承されていると共に、円板部9の背面を支持するスラストベアリング13を介して、軸方向にもフロントハウジング2によって軸承されている。なお、ラジアルベアリング11及び12の間には軸封装置14が設けられて、駆動軸8の周囲から流体が外部へ漏洩するのを防止している。
符号15は、概ね円環状のドライブプレートであって、その一部から前方へ突出するアーム部分16を備えている。アーム部分16には、カムとして作動する所定の形状の長孔17が設けられていて、駆動軸8側の平行な2枚のアーム10を橋絡するようにそれらの間に取り付けられたピン18が、長孔17内に挿入されて係合している。これらの部分によってリンク機構57が構成されて、ドライブプレート15が駆動軸8と共に回転することができると共に、駆動軸8やその円板部9に対して角度可変の状態で傾斜することができる。ドライブプレート15には後述の手段により回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状のワッブルプレート(揺動斜板)19が、ラジアルベアリング20とスラストベアリング21を介して支持されている。なお、リンク機構57は、それと同等の作用をする斜面とアーム、球座と球などの他のリンク機構によって置き換えることができることは言うまでもない。
ワッブルプレート19の開口には、それと一体化される概ね円筒形のアウターリング(外輪)22が嵌合していて、小径部分24によって前述のラジアルベアリング20の内輪を支持している。ラジアルベアリング20の外輪は概ね円環状のドライブプレート15の開口の内面によって支持されかしめ等で固定されている。アウターリング22の小径部分24の図1における左端部には雄螺子部25が形成されていて、それに螺合するナット26及びワッシャ27によって、アウターリング22に取り付けられている。
A generally cylindrical outer ring (outer ring) 22 integrated therewith is fitted into the opening of the
このようにして、ラジアルベアリング20がドライブプレート15とアウターリング22及びワッブルプレート19とを相対回転可能に結合していると共に、前述のスラストベアリング21がドライブプレート15とワッブルプレート19との間に挟み込まれているので、これらの構成によって、ワッブルプレート19とアウターリング22がドライブプレート15と共に揺動運動をするものの、ドライブプレート15の回転運動とは無関係に回転をしないで停止していることが可能である。
In this manner, the
アウターリング22とワッブルプレート19の回転運動を阻止するための回り止め機構として、本実施形態においては、それ自体は公知のバーフィールド型等速ジョイント68を使用しているが、この回り止め機構及びその周辺の構成は、本実施形態の特徴をなすものであるので、後に詳述する。
In this embodiment, a known barfield type constant velocity joint 68 is used as a detent mechanism for preventing the rotational movement of the
ドライブプレート15及びワッブルプレートを支持する中心軸32は、駆動軸8の延長線上において回転しないようにシリンダブロック4によって固定支持される。中心軸32と等速ジョイント68の内輪(インナーリング)74の嵌合部はスプラインが形成される。このようにして、本実施形態においては、等速ジョイント68と回転を阻止された中心軸32とによってワッブルプレート19の回り止めを行っている。
A
ワッブルプレート19の周辺部には、前述のシリンダボア5と同数の球形の窪み34が形成されており、それに対して同数のコネクティングロッド35の一端に形成された球形端部36が係合している。また、それぞれのシリンダボア5内に摺動可能に挿入されているピストン38にも球形の窪み39が形成されていて、それらに対してコネクティングロッド35の他端に形成された球形端部40が係合している。
In the periphery of the
なお、ワッブルプレート19の球形の窪み34は、コネクティングロッド35の球形端部36の周りにかしめ加工されることによって抜け止めを施されており、同様に、ピストン38の球形の窪み39もまた、球形端部40の周りにかしめ加工されることによって抜け止めを施されている。なお、本実施形態においては、ワッブルプレート19及びピストン18をかしめ加工によってコネクティングロッド35の球形端部36,40に連結しているが、本発明におけるこの部分の連結手段が「かしめ加工」のみに限定される訳ではなく、それ以外の連結手段をとる場合もあり得る。
The
符号41は厚板からなるバルブプレートであって、各シリンダボア5に対応する位置においてバルブプレート41を貫通するように少なくとも1個ずつ吐出口42と吸入口43が開口している。バルブプレート41の各吸入口43には、1枚の薄いばね鋼板からなる吸入バルブ44の各一部に形成されたリード弁状の吸入バルブによって、シリンダボア5の側から閉塞されている。また、各吐出口42には、各吐出口42に配置された薄いばね鋼板からなるリード弁状の吐出バルブ45によって、吐出室6の側から閉塞されている。バルブプレート41、吸入バルブ44、吐出バルブ45は、シリンダブロック4とリアハウジング3とが図示しない手段によって固定されて一体化されるときに、それらの間に挟み込まれて固定される。なお、吐出バルブ45のリフト量を規制するストッパ(図示せず)がボルト等によってバルブプレート41に取り付けられている。
符号48はリアハウジング3の後端部に取り付けられた制御弁であって、図示しない電子式制御装置のような制御装置によって制御されて、吸入室7にある流体(冷媒)の圧力即ち吸入圧と、吐出室6にある流体(冷媒)の圧力即ち吐出圧との間の任意の高さの流体圧を作り出して、それを制御圧としてドライブプレート15やワッブルプレート19のある制御圧室49へ供給している。この制御圧室49内に導入される制御圧によって、ワッブルプレート19の傾斜が制御されている。
次に本実施形態の特徴である回り止め機構とその周囲の構成について詳述する。本実施形態においては、回り止め機構として自動車用又は産業機械用の等速ジョイント68を使用している。また、バッフルプレート19の開口に一体的に嵌合した、前記したアウターリング22を、等速ジョイントの外輪としている。等速ジョイント68は、アウターリング22、ケージ70、インナーリング(内輪)74及び複数個のボール71で構成されている。この等速ジョイント68は、前記した中心軸32に軸方向に移動可能に取り付けられている。即ち、中心軸32は、その後端部がシリンダブロック4に固定されていて、回転しないだけでなく軸方向にも移動しない。従って、中心軸32の外周面に形成されたスプライン突条73が、等速ジョイント68のインナーリング(内輪)74に形成されたスプライン溝75にスプライン係合して、等速ジョイント68の軸方向における移動を許すと共に、インナーリング74を介してワッブルプレート19の回転を阻止するようになっている。
この回り止め機構である等速ジョイント68は、ワッブルプレート19よりもフロント側に位置するように中心軸32上に配置されている。これにより、駆動部(中心軸を除く、揺動、回転する部分)の重心と回り止め機構の揺動中心が概略一致し、いかなる容量の場合もバランスがおおむね良くなる。
Next, the anti-rotation mechanism and the surrounding configuration, which are the features of this embodiment, will be described in detail. In the present embodiment, a constant velocity joint 68 for automobiles or industrial machines is used as a detent mechanism. Further, the
The constant velocity joint 68 serving as the rotation preventing mechanism is disposed on the
中心軸32は、シリンダブロック4に固定される側は、大径に形成され、等速ジョイント68のインナーリング74を摺動自在に嵌合する側は、小径に形成されていて、その移行部分に段差79が形成され、これが最小容量規制部分79として機能する。これにより、インナーリング74がこの最小容量規制部分79に当接することでワッブルプレート19の傾斜角度を規制し、圧縮機の最小容量を規制している。
The
また最小容量規制部分79に隣接した中心軸32の大径部分に止められてバネ等の付勢部材78が軸上に設けられ、ワッブルプレート19を最大容量側に付勢する。この付勢部材78は、容量復帰時の制御をアシストする。他方で、中心軸32のシリンダブロック4に固定支持された側と反対の自由端側の端面に止められて、バネ等の付勢部材77が軸上に設けられ、等速ジョイント68のインナーリング74をリア側に押している。この付勢部材77によって、圧縮機運転時は圧縮機容量の最小側への制御をアシストし、圧縮機停止時は常に容量の少ない側にワッブルプレート19を保つ役割をし、再起動時の動力を低減することが可能となる。
Further, an urging
上記構成よりなる本実施形態の揺動斜板型可変容量圧縮機の作動について説明する。圧縮機1の最も好適な用途は車両用空調装置の冷媒圧縮機として使用されることであるから、この場合も圧縮機1が車両用空調装置に使用されるものとして説明する。
The operation of the swing swash plate type variable displacement compressor of the present embodiment having the above-described configuration will be described. Since the most suitable use of the
駆動軸8が車両に搭載された内燃機関やモータのような外部の動力源によって、ベルト伝動装置等を介して、或いは直接に回転駆動されると、駆動軸8の円板部9に対してアーム10、ピン18、長孔17、アーム部分16を介して連結されているドライブプレート15が駆動軸8と共に回転する。しかし、ワッブルプレート19はドライブプレート15に対しベアリング20及び21を介して連結されているのと、中心部が等速ジョイント68を介して回転しない中心軸32によって支持されているので回転することはなく、駆動軸8と直交している仮想の平面に対してドライブプレート15が傾斜している場合には、その傾斜角度に応じた大きさの振幅を有する揺動運動のみをする。それによって、ワッブルプレート19に対してコネクティングロッド35を介して連結されている複数個のピストン38が、それぞれのシリンダボア5内で往復運動をする。
When the
その結果、複数個のピストン38の頂面にそれぞれ形成される作動室50の中でも吸入行程にあるものは拡大して低圧となるので、その中へ吸入室7内にある圧縮すべき冷媒がバルブプレート41の吸入口43に設けられた吸入バルブを押し開いて流入する。これと反対に、圧送行程にあるピストン38の頂面に形成される作動室50は縮小するため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり、バルブプレート41の吐出口42に設けられた吐出バルブを押し開いて吐出室6へ吐出される。駆動軸8の1回転当りの圧縮機1の吐出量は、ドライブプレート15及びワッブルプレート19の傾斜角度θによって決まるピストン38のストロークの長さに概ね比例している。
As a result, among the working
このように、ドライブプレート15及びワッブルプレート19の傾斜角度θを変化させると圧縮機1の吐出容量が変化するので、吐出容量を制御するために、本実施形態の圧縮機1においては、全てのピストン38の背圧となる制御圧室(クランク室)49内の圧力を、制御弁48によって、図示しない制御装置が指令する任意の高さに変化させる。前述のように、制御圧室49内には、吐出室6内の高圧と吸入室7内の低圧との中間の任意の高さの圧力が制御弁48から導入される。
As described above, when the inclination angle θ of the
例えば、制御圧室49内の圧力、即ちピストン38の背圧を高めると、各ピストン38の頂面に形成される作動室50内の圧力との釣り合い状態が変化するので、新たな釣り合い状態が得られるところまで、複数個のピストン38に共通な下死点の位置がバルブプレート41に近い位置に向かって移動する。それに伴ってワッブルプレート19の揺動中心もバルブプレート41に近い位置に向かって移動するため、ワッブルプレート19とドライブプレート15の傾斜角度θ(θの定義:中心軸に対して垂直な線(図では上下に垂直な線)をθ=0とする、そのため100%容量時図1がθ最大、最小容量時図2がθ最小)が小さくなって、全てのピストン38のストロークが一斉に小さくなるので、圧縮機の吐出容量が無段階に減少する。
For example, when the pressure in the
図2は、制御圧室49内の圧力が最大とされることによって、ピストン38の下死点がバルブプレート41に最も接近した位置において上死点と概ね一致して、ピストン38のストロークが実質的に零になる結果、吐出容量が実質的に零になった状態を示している。この場合は、ドライブプレート15及びワッブルプレート19の傾斜角度θが実質的に0度になっているから、ドライブプレート15が駆動軸8と共に回転しても、ワッブルプレート19が回転は勿論揺動運動もしないで実質的に静止している。そのため、全てのピストン38が実質的に上死点の位置にあって、シリンダボア5内で実質的に往復運動をすることがない。しかし、本実施形態では、中心軸32の最小容量規制部分79を等速ジョイント68のインナーリング(内輪)74に当接すると共に、最小容量規制部分79に隣接して付勢部材78を設けることによって、傾斜角度θが厳密な0度になるのを防止し、吐出容量を完全に零(0%容量)にはしないで僅かに残して、次の制御の応答性を高めている。
FIG. 2 shows that when the pressure in the
これと反対に、図示しない制御装置によって制御弁48を作動させて制御圧室49内の圧力を吸入圧までの任意の高さまで低下させると、ピストン38に作用する背圧が小さくなるために、作動室50内で冷媒を圧縮することにより発生する圧縮反力によって、全てのピストン38の往復運動の下死点が、ピストン38の背圧(制御圧室49内の圧力)による軸方向力が圧縮反力による軸方向力に釣り合う位置まで、バルブプレート41から遠ざけられる。それに伴って、図1に示すように揺動中心がバルブプレート41から遠ざかる方向へ移動する。
On the other hand, when the
その結果、ワッブルプレート19とドライブプレート15の傾斜角度θが大きくなると共に揺動運動の振幅が大きくなるので、全てのピストン38のストロークが一斉に大きくなって、圧縮機1の吐出容量が無段階に大きくなる。図1は、制御圧室49内の圧力を最小とすることによって、ドライブプレート15とワッブルプレート19の傾斜角度θが大きくなって、ピストン38のストロークと圧縮機1の吐出容量が最大(100%容量)となった状態を示している。
As a result, since the inclination angle θ of the
次に本実施形態の特徴をその作用効果とともに説明する。
本実施形態では、回り止め機構である等速ジョイント68を支持する中心軸32がシリンダブロック4、即ちハウジングに固定されている。
仮に等速ジョイントを支持する軸が固定されていない場合には、可変容量時にこの軸がシリンダ側に移動する必要があるため、一番等速ジョイントに作用する荷重が大きい100%容量時にハウジング(シリンダブロック4)に支持される部分が短かくなり、軸端部において過大な荷重が発生し、軸の摺動部の信頼性が確保できない。更に、可変するときは軸端部に過大な荷重が作用したまま軸が動こうとするので、軸端部がハウジング(シリンダブロック)を削るという不具合もある。本実施形態では、等速ジョイント68を支持する中心軸32がハウジング(シリンダブロック4)に固定されているので、このような不具合を回避することができる。
Next, the features of the present embodiment will be described together with the effects thereof.
In the present embodiment, the
If the shaft that supports the constant velocity joint is not fixed, this shaft must move to the cylinder side during variable displacement, so the housing (when the load acting on the constant velocity joint is the largest at 100% capacity) The portion supported by the cylinder block 4) is shortened, an excessive load is generated at the shaft end, and the reliability of the sliding portion of the shaft cannot be ensured. Furthermore, when changing, since the shaft tries to move while an excessive load is applied to the shaft end, there is also a problem that the shaft end cuts the housing (cylinder block). In the present embodiment, since the
また、本実施形態では、回り止め機構である等速ジョイント68自身が、インナーリング(内輪)74を有している。
等速ジョイント自身が、インナーリングを有することで、圧縮機を組み付けるときに等速ジョイントを予め組み上げておいてから圧縮機に組み込めば良いので、その組み付けが容易である。仮に等速ジョイント自身がインナーリングを有さない場合は、圧縮機の組み付けと同時に等速ジョイントを組み付けないといけないので、2つの組み付けを同時に行うことになり、組み付けが困難である。
In the present embodiment, the constant velocity joint 68 itself, which is a detent mechanism, has an inner ring (inner ring) 74.
Since the constant velocity joint itself has an inner ring, when the compressor is assembled, the constant velocity joint may be assembled in advance and then assembled into the compressor, so that the assembly is easy. If the constant velocity joint itself does not have an inner ring, it is necessary to assemble the constant velocity joint at the same time as the compressor assembly.
更に、本実施形態では、回り止め機構である等速ジョイント68のインナーリング74が中心軸32に沿って摺動可能であることである。
仮に等速ジョイントがインナーリングを有さない場合、等速ジョイント自体の中で軸に沿って動く構造にするとアウターリング(外輪)が軸方向に大きくなり、等速ジョイントの体格の増大を招くが、本実施形態では、インナーリングが軸方向に動くので、アウターリングの増大を招くことがなく、したがって、等速ジョイント自体の体格の増大を招くことなく、可変容量に足るだけのピストンのストロークが稼げる。
Furthermore, in the present embodiment, the
If the constant velocity joint does not have an inner ring, a structure that moves along the axis in the constant velocity joint itself will increase the outer ring (outer ring) in the axial direction, leading to an increase in the size of the constant velocity joint. In this embodiment, since the inner ring moves in the axial direction, the outer ring does not increase, and therefore the piston stroke sufficient for the variable capacity can be achieved without increasing the physique of the constant velocity joint itself. Earn money.
また、本実施形態では、回り止め機構68よりもワッブルプレート19の方がリア側にあることにより、駆動部の重心と回り止め機構の揺動中心が概略一致し、いかなる容量の場合もバランスが概ね良くなる。しかも新たなバランサを追加する必要もなく、圧縮機の体格の増大を招くこともない。なお、揺動中心とは、等速ジョイントの揺動中心であり、駆動部重心とは、ドライブプレート、ワッブルプレート、等速ジョイントなどの回転および揺動する部分の重心である。揺動中心と重心の一致は、3次元CAD上で一致する場所を求めている。即ち、ワッブルプレートの球面座の中心から等速ジョイントの揺動中心をフロント側に移動させると概略一致点が求められる。
In this embodiment, since the
また、本実施形態では、ドライブプレート15及びワッブルプレート19を支持する中心軸32が、シリンダブロック4の中心部に圧入固定されているので、中心軸が軸方向に可動であるタイプのものに比べて、ガタが少なく剛性も高いので、信頼性及び振動・騒音の面で有利である。
また、中心軸32には最小容量規制部分79が設けられており、等速ジョイント68のインナーリング74と当接することで、ワッブルプレート19の傾斜角度θを規制して、圧縮機の最小容量を規制している。このため、ワッブルプレート19が最小容量を越えて傾くことがないので、ピストン38のトップがバルブプレート41に当たることがないので信頼性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
Further, the
また、本実施形態では、最大容量側に付勢するバネ等の付勢部材78を設けているので、圧縮機の容量復帰時の制御を助けることができる。また、同様に最小容量側に付勢するバネ等の付勢部材77を設けているので、停止時は最小容量にし、圧縮機起動時の動力を少なくすることができる。
また、本実施形態では、フロン系冷媒であるHFC134aで300cc/revの容量をもつ圧縮機と同等以上の能力を確保できるようにすることが好ましい。これにより、バス等の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機が得られる。なお、HFC134aの冷媒で300cc/revの容量をもつ圧縮機と同等以上とは、例えばCO2 冷媒の場合、100cc/revの容量をもつ圧縮機と同等以上である。
Further, in the present embodiment, since the biasing
In the present embodiment, it is preferable that HFC134a, which is a chlorofluorocarbon refrigerant, can ensure a capability equal to or higher than that of a compressor having a capacity of 300 cc / rev . Thereby, a large capacity compressor applicable to an air conditioner such as a bus can be obtained. For example, in the case of a CO 2 refrigerant, it is equivalent to or better than a compressor having a capacity of 100 cc / rev when the refrigerant is HFC134a and has a capacity of 300 cc / rev .
図3は、最大の吐出容量(100%容量)をもたらす運転状態における第2実施形態の揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面である。この第2実施形態では、駆動軸8の中心軸32に面する側の中央部に凹部81を形成し、この凹部81内にラジアルベアリング(すべり軸受)82を配置し、ここに中心軸32の端部を挿入し支持するようにしたものである。即ち、第1実施形態では、中心軸32がシリンダブロック(ハウジング)4によって一端側のみが固定・支持された片持ち支持であったのに対し、第2実施形態では、中心軸32は、一端側がシリンダブロック4によって、他端側が駆動軸8によって支持されている両持ち支持構造にしたものである。その他の構成は、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing the overall structure of the swing swash plate type variable displacement compressor of the second embodiment in an operating state that provides the maximum discharge capacity (100% capacity). In the second embodiment, a
このように中心軸32を両端側で支持することにより、中心軸32に作用する荷重を両側で受けることができ、片持ち支持よりも剛性が高くなり、信頼性が一層向上し、また振動・騒音の一層の低減を図ることができる。
なお、中心軸32を支持するベアリング(軸受)としては、ラジアルベアリング82ではなくボールベアリング(転がり軸受)にしてもよい。
By supporting the
The bearing (bearing) that supports the
1 揺動斜板型可変容量圧縮機
4 シリンダブロック
8 駆動軸
15 ドライブプレート
19 ワッブルプレート(揺動斜板)
22 アウターリング(外輪)
32 中心軸
68 回り止め機構(等速ジョイント)
70 ケージ
71 ボール
73 スプライン突条
74 インナーリング(内輪)
75 スプライン溝
77,78 付勢部材
79 最小容量規制部分(段差)
81 凹部
82 ラジアルベアリング(すべり軸受)
DESCRIPTION OF
22 Outer ring (outer ring)
32
70
75
81
Claims (8)
前記駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜することができるドライブプレートと、
ベアリングを介して前記ドライブプレートに連結され、前記ドライブプレートと、同じ傾斜角度をとるが、回り止め機構により回転は阻止されるワッブルプレートと、
前記ワッブルプレートに連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動をすると共に、前記ハウジング内に形成されたシリンダボア内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピストンと、
前記ドライブプレートと前記ワッブルプレートを支持するために、前記駆動軸の延長線上において前記ハウジングに支持される中心軸と、
を備えている揺動斜板型可変容量圧縮機において、
前記回り止め機構が、前記中心軸に沿って軸方向に移動可能な内輪を有していて、前記内輪が前記中心軸によって支持されると共に、前記中心軸上を軸方向に回転を規制して前記内輪が可動することで前記回り止め機構が軸方向に可動すると共に、前記回り止め機構または前記ワッブルプレートと当接して、前記回り止め機構の軸方向の動きを規制する最小容量規制部分を有していることを特徴とする揺動斜板型可変容量圧縮機。 A drive shaft that is supported by a housing via a bearing and receives rotational power from a power source;
A drive plate coupled to the drive shaft for rotation and tiltable with respect to the drive shaft;
A wobble plate coupled to the drive plate via a bearing, having the same inclination angle as the drive plate, but prevented from rotating by a detent mechanism;
A piston connected to the wobble plate to reciprocate in the axial direction of the drive shaft, and inserted into a cylinder bore formed in the housing to suck and compress fluid;
A central shaft supported by the housing on an extension line of the drive shaft to support the drive plate and the wobble plate;
In the swing swash plate type variable capacity compressor having
The anti-rotation mechanism has an inner ring that is movable in the axial direction along the central axis, and the inner ring is supported by the central axis and restricts rotation on the central axis in the axial direction. As the inner ring moves, the anti-rotation mechanism moves in the axial direction, and has a minimum capacity restricting portion that abuts against the anti-rotation mechanism or the wobble plate and restricts the axial movement of the anti-rotation mechanism. swash plate type variable displacement compressor, characterized by that.
前記駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜することができるドライブプレートと、
ベアリングを介して前記ドライブプレートに連結され、前記ドライブプレートと、同じ傾斜角度をとるが、回り止め機構により回転は阻止されるワッブルプレートと、
前記ワッブルプレートに連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動をすると共に、前記ハウジング内に形成されたシリンダボア内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピストンと、
前記ドライブプレートと前記ワッブルプレートを支持するために、前記駆動軸の延長線上において前記ハウジングに支持される中心軸と、
を備えている揺動斜板型可変容量圧縮機において、
前記回り止め機構が、前記中心軸に沿って軸方向に移動可能な内輪を有していて、前記内輪が前記中心軸によって支持されると共に、前記中心軸上を軸方向に回転を規制して前記内輪が可動することで前記回り止め機構が軸方向に可動すると共に、前記回り止め機構を軸方向に付勢するバネ等の付勢部材が、前記回り止め機構を挟んでフロント側及びリア側とに設置され、フロント側の付勢部材は最小容量方向に、リア側の付勢部材は最大容量方向に作用していることを特徴とする揺動斜板型可変容量圧縮機。 A drive shaft that is supported by a housing via a bearing and receives rotational power from a power source;
A drive plate coupled to the drive shaft for rotation and tiltable with respect to the drive shaft;
A wobble plate coupled to the drive plate via a bearing, having the same inclination angle as the drive plate, but prevented from rotating by a detent mechanism;
A piston connected to the wobble plate to reciprocate in the axial direction of the drive shaft, and inserted into a cylinder bore formed in the housing to suck and compress fluid;
A central shaft supported by the housing on an extension line of the drive shaft to support the drive plate and the wobble plate;
In the swing swash plate type variable capacity compressor having
The anti-rotation mechanism has an inner ring that is movable in the axial direction along the central axis, and the inner ring is supported by the central axis and restricts rotation on the central axis in the axial direction. When the inner ring moves, the rotation prevention mechanism moves in the axial direction, and a biasing member such as a spring that urges the rotation prevention mechanism in the axial direction includes a front side and a rear side across the rotation prevention mechanism. The swing swash plate type variable capacity compressor is characterized in that the urging member on the front side acts in the minimum capacity direction and the urging member on the rear side acts in the maximum capacity direction .
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