JP4565367B2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents
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- F04B27/1054—Actuating elements
- F04B27/1072—Pivot mechanisms
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は斜板の傾斜角に応じてピストンのストローク量が変化して吐出容量が変わる可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフト周りを示す断面図である。
【０００３】
シャフト１０５には、スラストフランジ１４０が固定されているとともに、ヒンジボール１０９を介して斜板１１０が取り付けられている。
【０００４】
ヒンジボール１０９は、シャフト１０５に沿って摺動可能に取り付けられ、シャフト１０５に対する斜板１１０の傾斜を規制する。
【０００５】
スラストフランジ１４０と斜板１１０とはリンク機構１４２で連結され、このリンク機構１４２を介してシャフト１０５の回転がスラストフランジ１４０から斜板１１０へと伝達される。
【０００６】
ピストン１０７は、斜板１１０の摺動面を相対的に回転する一対のシュー１１１を介して斜板１１０に連結され、斜板１１０の回転につれてシリンダボア（図示せず）内を直線往復運動する。
【０００７】
この可変容量型斜板式圧縮機では斜板１１０を収容するクランク室１０８の圧力変化に応じて斜板１１０の傾斜角度が変化し、ピストン１０７のストローク量が変わる。
【０００８】
斜板１１０はヒンジボール１０９の中心Ｏ１を中心として傾斜するため、斜板１１０の重心Ｏ３の位置もシャフト１０５に対して変化する。
【０００９】
図７は斜板傾斜角度に対する静不釣合いを説明する図である。
【００１０】
シャフト１０５を中心に回転する回転体（斜板１１０やスラストフランジ１４０）には静不釣り合いが発生する。静不釣合い量は斜板１１０（スラストフランジ１４０）の質量（Ｋｇ）とシャフト１０５から斜板１１０（スラストフランジ１４０）の重心までの距離（ｃｍ）との積（Ｋｇ・ｃｍ）で表される。
【００１１】
図７において、ａはスラストフランジの静不釣合いを、ｂは回転体全体の静不釣合いを、ｃはヒンジボールの中心を斜板の板部の中心よりもフロント側に位置させたときの静不釣合いを、ｄはヒンジボールの中心の静不釣合いを、ｅは斜板の静不釣合いをそれぞれ示す。
【００１２】
スラストフランジ１４０の傾斜角度は変化しないので、スラストフランジ１４０は一定の不釣り合い量を有する（直線ａ参照）。
【００１３】
一方、斜板１１０の斜板角度は変化するので、斜板１１０は一定の割合で変化する不釣り合い量を有する（直線ｅ参照）。
【００１４】
そして、両者の不釣り合い量の和が全体の静不釣り合い量となる（直線ｂ参照）。
【００１５】
この静不釣り合い量が大きくなると、圧縮機自体が振動する回転一次振動が発生し、車の振動や音となって現れる。この振動は４００Ｈｚ以下の可聴領域の低周波ノイズであり、搭乗車に不快感を与える。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は斜板の重心位置を説明する図である。
【００１７】
図８において、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は重心位置を示し、Ａｍａｘは最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ａｍｉｎは最小ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｂｍａｘはリヤ側にウエイトを付加したときの最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｂｍｉｎはリヤ側にウエイトを付加したときの最小ストローク時の斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量を示す。
【００１８】
近年圧縮機の小型化・高速化の要請が高くなってきている。
【００１９】
圧縮機を高速化したとき、ピストン１０７の慣性力が回転数に応じて大きくなるので、慣性力との釣り合いをとるために斜板１１０を厚くしたり重くしたりする必要がある。
【００２０】
この可変容量型斜板式圧縮機では、斜板１１０のフロント側にウエイト（駄肉）を付加して慣性力との釣り合いをとっている。このウエイトは高速化の度合が高まるにつれて大きくなる。
【００２１】
しかし、付加するウエイトを大きくすると斜板１１０のフロント側が重くなるとともに、ヒンジボール１０９の中心Ｏ１から斜板１１０の重心Ｏ３までの距離が長くなるので、静不釣り合いが悪くなる（静不釣り合い量が大きくなる）。
【００２２】
斜板１１０の傾斜角度に対して斜板１１０の重心Ｏ３の位置が変化し、ヒンジボール１０９の中心Ｏ１から斜板１１０の重心Ｏ３までの距離が長くなくなったときには最大ストローク時と最小ストローク時との静不釣り合い量の差が大きくなり、スラストフランジ１４０を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキが大きくなる（図７の直線ｂ参照）。
【００２３】
したがって、斜板１１０のフロント側にウエイトを付加したときには高速回転に対応することはできるが、回転一次振動が大きくなり、車に発生する振動や音が大きくなるので、従来は斜板１１０のリヤ側にもウエイト１１２を付加して斜板１１０の重心位置をヒンジボールの中心Ｏ１に近付けていた（図６参照）。
【００２４】
そのため、斜板１１０の質量が大きくなるとともに、圧縮機全体の静不釣り合いをとるためにスラストフランジ１４０の質量も大きくなるので、圧縮機が重くなってしまうという問題がある。
【００２５】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は斜板を重くすることなく静不釣り合いの悪化を抑制することができる高速制御性に優れた可変容量型斜板式圧縮機を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、前記シャフトに摺動可能に取り付けられ、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制する角度規制部材と、前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする。
【００２７】
角度規制部材の中心を傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたので、角度規制部材の中心が斜板の重心に近づいて角度規制部材の中心から斜板の重心までの距離が短くなる。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする。
【００２９】
角度規制部材の中心を傾斜回転板の重心に一致させたので、静不釣り合い量がゼロとなる。
【００３０】
請求項３記載の発明は、シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、前記傾斜回転板に形成され、前記シャフトが貫通し、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制するシャフト挿入中心孔と、前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする。
【００３１】
シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたので、角度規制部材の中心が斜板の重心に近づいて角度規制部材の中心から斜板の重心までの距離が短くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする。
【００３３】
シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を傾斜回転板の重心に一致させたので、静不釣り合い量がゼロとなる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図、図２は斜板の重心位置を説明する図である。
【００３６】
図２において、Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２は重心位置を示し、Ａｍａｘは最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ａｍｉｎは最小ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｄｍａｘはヒンジボール９の中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させたときにおける最大ストローク時の斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｄｍｉｎはヒンジボール９の中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させたときにおける最小ストローク時の斜板１０の重心位置のＹ軸方向へのずれ量である。
【００３７】
この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定されている。
【００３８】
シリンダブロック１にはシャフト５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。
【００３９】
これらのシリンダボア６内にはそれぞれピストン７が収容されている。
【００４０】
ピストン７の一端部に一対のシュー１１が転動可能に支持されている。斜板１０の周縁部は両シュー１１間に入り込み、斜板１０の両摺動面１０ａ，１０ｂには両シュー１１の平面部が接する。
【００４１】
斜板１０の回転運動がシュー１１を介してピストン７の直線往復運動に変換され、ピストン７がシリンダボア６内を摺動する。
【００４２】
前記フロントヘッド４内にはクランク室８が形成され、このクランク室８内にはシャフト５の回転に連動してヒンジボール（角度規制部材）９を中心に回転する斜板（傾斜回転板）１０が収容されている。
【００４３】
ヒンジボール９はシャフト５に摺動可能に取り付けられ、シャフト５に対する斜板１０の傾斜角度を規制する。
【００４４】
このヒンジボールの中心Ｏ１は斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。このとき、Ａｍａｘ、Ａｍｉｎ、Ｂｍａｘ、Ｂｍｉｎ、Ｄｍａｘ及びＤｍｉｎ間には、（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）＞（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）＞（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）の関係がある（図２及び図７参照）。
【００４５】
前記リヤヘッド３内には、吐出室１２と、吐出室１２の周囲位置する吸入室１３とが形成されている。
【００４６】
バルブプレート２には、シリンダボア６の圧縮室６ａと吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリンダボア６の圧縮室６ａと吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。
【００４７】
吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１７はバルブプレート２のリヤ側端面に弁押え１８とともにボルト１９によって固定されている。
【００４８】
また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２のフロント側端面に配設されている。
【００４９】
シャフト５のリヤ側端部はラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５で支持され、シャフト５のフロント側端部はラジアル軸受２６で支持されている。
【００５０】
更に、吐出室１２とクランク室８とを連通させる連通路３１の途中に設けられた圧力調整弁３２によって吐出室１２内とクランク室８内との圧力調整が行われる。
【００５１】
シャフト５には、スラストフランジ（回転部材）４０が固定されるとともに、斜板１０がヒンジボール９を介して取り付けられている。ヒンジボール９はシャフト５に摺動可能に装着されている。
【００５２】
スラストフランジ４０と斜板１０とはリンク機構４２で連結され、このリンク機構４２を介してシャフト５の回転がスラストフランジ４０から斜板１０へと伝達される。
【００５３】
ヒンジボール９とスラストフランジ４０との間には、コイルスプリング５１が装着されている。
【００５４】
このコイルスプリング５１は斜板１０の傾斜角が小さくなるように、ヒンジボール９をシリンダブロック１側へ付勢する。
【００５５】
次に、可変容量型斜板式圧縮機の作動を説明する。
【００５６】
図示しない車載エンジンの回転動力がシャフト５に伝達されると、シャフト５の回転力はスラストフランジ４０に伝達される。
【００５７】
斜板１０はスラストフランジ４０の回転につれてヒンジボール９を中心としてスラストフランジ４０と一体に回転運動する。
【００５８】
斜板１０の回転運動はシュー１１を介してピストン７に伝わり、ピストン７の直線往復運動に変換される。
【００５９】
その結果、シリンダボア６内の圧縮室容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行われ、斜板１０の傾斜角に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。
【００６０】
吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室２１からシリンダボア６内の圧縮室６ａへ低圧の冷媒ガスが吸入される。
【００６１】
また、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室６ａから吐出室１２へ高圧の冷媒ガスが吐出される。
【００６２】
冷房負荷が小さくなってクランク室８内の圧力が上昇すると、斜板１０の傾斜角が小さくなり、ピストン７のストローク量が少なくなって吐出容量が減少する。
【００６３】
冷房負荷が大きくなってクランク室８内の圧力が低下すると斜板１０の傾斜角が大きくなる。
【００６４】
斜板１０の傾斜角が大きくなると、ピストン７のストローク量が増えて吐出容量が大きくなる。
【００６５】
この実施形態の可変容量型斜板式圧縮機によれば、ヒンジボール９の中心Ｏ１が斜板１０の重心Ｏ３に近いので、静不釣り合い量が小さくなり、斜板１０（圧縮機）を重くすることなく高速回転時における車の振動や音の発生を抑制することができ、リヤ側にウエイトを付加して斜板の重心位置をヒンジボールの中心に近付けるより静不釣り合い量の調整を容易に行なうことができる。
【００６６】
また、（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）＞（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）＞（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）の関係があるので、最大ストローク時と最小ストローク時との静不釣り合い量の差が小さくなり、スラストフランジ４０を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキを小さくできる（図７の直線ｃ参照）。
【００６７】
図３は斜板の重心位置を説明する図である。
【００６８】
この図は、ヒンジボールの中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させる場合において、ヒンジボール９の中心を斜板１０の重心に一致させたときを示している。
【００６９】
このとき、静不釣り合い量がゼロとなるため、スラストフランジ４０の質量を軽くすることができ、可変容量型斜板式圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【００７０】
上記実施形態では本願発明をヒンジボール９を用いた可変容量型斜板式圧縮機に適用したが、ヒンジボール９を用いない可変容量型斜板式圧縮機にも適用することができる。
【００７１】
図４はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
この実施形態は、シャフト５に軸方向へ摺動可能なスライダ５９とスライダ５９の軸方向に直交するピン５８とで角度規制部材を構成した点で、第１実施形態と異なる。
【００７３】
斜板６０はスライダ５９とピン５８とによって傾斜角度を可変とされ、貫通孔６１によってシャフト５に対する傾斜角度を規制されている。
【００７４】
このスライダ５９の中心Ｏ１は斜板６０の板部６０ａの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。
【００７５】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００７６】
図５はこの発明の第３実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
この実施形態は、斜板８０に形成されたシャフト挿入中心孔８１によって角度規制部材を構成した点で、第１実施形態と異なる。
【００７８】
シャフト挿入中心孔８１はシャフト５に対する斜板８０の傾斜角度を規制する。
【００７９】
シャフト挿入中心孔８１は斜板８０の板部８０ａの中心を絞り込み、フロント側及びリヤ側に向かって大径となっている。
【００８０】
このシャフト挿入中心孔８１の稜線８１ａが形成する円の中心Ｏ１は斜板８０の板部８０ａの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。
【００８１】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８２】
また、シャフト挿入中心孔８１の稜線８１ａが形成する円の中心を斜板８０の重心に一致させることによって、静不釣り合い量をゼロとして、スラストフランジ４０の質量を軽くすることができ、可変容量型斜板式圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【００８３】
なお、上述の実施形態では、可変容量型斜板式圧縮機として斜板１０，６０，８０がシャフト５と一体に回転する可変容量型斜板式圧縮機を一例として述べたが、これ以外にも例えば揺動板式圧縮機に本願発明を適用することもできる。この場合、揺動板が本願発明の傾斜回転板に対応する。
【００８４】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１又は３に記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、角度規制部材の中心が傾斜回転板の重心に近づき、静不釣り合い量が小さくなる。また、斜板の傾斜角に対して斜板の重心が変化したとき、最大ストローク時と最小ストローク時の静不釣り合い量の差が小さいので、回転部材を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキが小さくなる。
【００８５】
請求項２又は４の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、回転部材質量を軽くすることができ、圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は斜板の重心位置を説明する図である。
【図３】図３は斜板の重心位置を説明する図である。
【図４】図４はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図５】図５はこの発明の第３実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図６】図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフト周りを示す断面図である。
【図７】図７は斜板傾斜角度に対する静不釣合いを説明する図である。
【図８】図８は斜板の重心位置を説明する図である。
【符号の説明】
５ シャフト
７ ピストン
８ クランク室
９ ヒンジボール（角度規制部材）
１０ 斜板（傾斜回転板）
１０ｃ 板部
１１ シュー
４０ スラストフランジ（回転部材）
４２ リンク機構
５９ スライダ（角度規制部材）
５８ ピン（角度規制部材）
８１ シャフト挿入中心孔（角度規制部材）
【発明の属する技術分野】
この発明は斜板の傾斜角に応じてピストンのストローク量が変化して吐出容量が変わる可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフト周りを示す断面図である。
【０００３】
シャフト１０５には、スラストフランジ１４０が固定されているとともに、ヒンジボール１０９を介して斜板１１０が取り付けられている。
【０００４】
ヒンジボール１０９は、シャフト１０５に沿って摺動可能に取り付けられ、シャフト１０５に対する斜板１１０の傾斜を規制する。
【０００５】
スラストフランジ１４０と斜板１１０とはリンク機構１４２で連結され、このリンク機構１４２を介してシャフト１０５の回転がスラストフランジ１４０から斜板１１０へと伝達される。
【０００６】
ピストン１０７は、斜板１１０の摺動面を相対的に回転する一対のシュー１１１を介して斜板１１０に連結され、斜板１１０の回転につれてシリンダボア（図示せず）内を直線往復運動する。
【０００７】
この可変容量型斜板式圧縮機では斜板１１０を収容するクランク室１０８の圧力変化に応じて斜板１１０の傾斜角度が変化し、ピストン１０７のストローク量が変わる。
【０００８】
斜板１１０はヒンジボール１０９の中心Ｏ１を中心として傾斜するため、斜板１１０の重心Ｏ３の位置もシャフト１０５に対して変化する。
【０００９】
図７は斜板傾斜角度に対する静不釣合いを説明する図である。
【００１０】
シャフト１０５を中心に回転する回転体（斜板１１０やスラストフランジ１４０）には静不釣り合いが発生する。静不釣合い量は斜板１１０（スラストフランジ１４０）の質量（Ｋｇ）とシャフト１０５から斜板１１０（スラストフランジ１４０）の重心までの距離（ｃｍ）との積（Ｋｇ・ｃｍ）で表される。
【００１１】
図７において、ａはスラストフランジの静不釣合いを、ｂは回転体全体の静不釣合いを、ｃはヒンジボールの中心を斜板の板部の中心よりもフロント側に位置させたときの静不釣合いを、ｄはヒンジボールの中心の静不釣合いを、ｅは斜板の静不釣合いをそれぞれ示す。
【００１２】
スラストフランジ１４０の傾斜角度は変化しないので、スラストフランジ１４０は一定の不釣り合い量を有する（直線ａ参照）。
【００１３】
一方、斜板１１０の斜板角度は変化するので、斜板１１０は一定の割合で変化する不釣り合い量を有する（直線ｅ参照）。
【００１４】
そして、両者の不釣り合い量の和が全体の静不釣り合い量となる（直線ｂ参照）。
【００１５】
この静不釣り合い量が大きくなると、圧縮機自体が振動する回転一次振動が発生し、車の振動や音となって現れる。この振動は４００Ｈｚ以下の可聴領域の低周波ノイズであり、搭乗車に不快感を与える。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は斜板の重心位置を説明する図である。
【００１７】
図８において、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は重心位置を示し、Ａｍａｘは最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ａｍｉｎは最小ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｂｍａｘはリヤ側にウエイトを付加したときの最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｂｍｉｎはリヤ側にウエイトを付加したときの最小ストローク時の斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量を示す。
【００１８】
近年圧縮機の小型化・高速化の要請が高くなってきている。
【００１９】
圧縮機を高速化したとき、ピストン１０７の慣性力が回転数に応じて大きくなるので、慣性力との釣り合いをとるために斜板１１０を厚くしたり重くしたりする必要がある。
【００２０】
この可変容量型斜板式圧縮機では、斜板１１０のフロント側にウエイト（駄肉）を付加して慣性力との釣り合いをとっている。このウエイトは高速化の度合が高まるにつれて大きくなる。
【００２１】
しかし、付加するウエイトを大きくすると斜板１１０のフロント側が重くなるとともに、ヒンジボール１０９の中心Ｏ１から斜板１１０の重心Ｏ３までの距離が長くなるので、静不釣り合いが悪くなる（静不釣り合い量が大きくなる）。
【００２２】
斜板１１０の傾斜角度に対して斜板１１０の重心Ｏ３の位置が変化し、ヒンジボール１０９の中心Ｏ１から斜板１１０の重心Ｏ３までの距離が長くなくなったときには最大ストローク時と最小ストローク時との静不釣り合い量の差が大きくなり、スラストフランジ１４０を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキが大きくなる（図７の直線ｂ参照）。
【００２３】
したがって、斜板１１０のフロント側にウエイトを付加したときには高速回転に対応することはできるが、回転一次振動が大きくなり、車に発生する振動や音が大きくなるので、従来は斜板１１０のリヤ側にもウエイト１１２を付加して斜板１１０の重心位置をヒンジボールの中心Ｏ１に近付けていた（図６参照）。
【００２４】
そのため、斜板１１０の質量が大きくなるとともに、圧縮機全体の静不釣り合いをとるためにスラストフランジ１４０の質量も大きくなるので、圧縮機が重くなってしまうという問題がある。
【００２５】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は斜板を重くすることなく静不釣り合いの悪化を抑制することができる高速制御性に優れた可変容量型斜板式圧縮機を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、前記シャフトに摺動可能に取り付けられ、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制する角度規制部材と、前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする。
【００２７】
角度規制部材の中心を傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたので、角度規制部材の中心が斜板の重心に近づいて角度規制部材の中心から斜板の重心までの距離が短くなる。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする。
【００２９】
角度規制部材の中心を傾斜回転板の重心に一致させたので、静不釣り合い量がゼロとなる。
【００３０】
請求項３記載の発明は、シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、前記傾斜回転板に形成され、前記シャフトが貫通し、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制するシャフト挿入中心孔と、前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする。
【００３１】
シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたので、角度規制部材の中心が斜板の重心に近づいて角度規制部材の中心から斜板の重心までの距離が短くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする。
【００３３】
シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を傾斜回転板の重心に一致させたので、静不釣り合い量がゼロとなる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図、図２は斜板の重心位置を説明する図である。
【００３６】
図２において、Ａ１，Ａ２，Ｄ１，Ｄ２は重心位置を示し、Ａｍａｘは最大ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ａｍｉｎは最小ストローク時における斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｄｍａｘはヒンジボール９の中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させたときにおける最大ストローク時の斜板の重心位置のＹ軸方向へのずれ量、Ｄｍｉｎはヒンジボール９の中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させたときにおける最小ストローク時の斜板１０の重心位置のＹ軸方向へのずれ量である。
【００３７】
この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定されている。
【００３８】
シリンダブロック１にはシャフト５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。
【００３９】
これらのシリンダボア６内にはそれぞれピストン７が収容されている。
【００４０】
ピストン７の一端部に一対のシュー１１が転動可能に支持されている。斜板１０の周縁部は両シュー１１間に入り込み、斜板１０の両摺動面１０ａ，１０ｂには両シュー１１の平面部が接する。
【００４１】
斜板１０の回転運動がシュー１１を介してピストン７の直線往復運動に変換され、ピストン７がシリンダボア６内を摺動する。
【００４２】
前記フロントヘッド４内にはクランク室８が形成され、このクランク室８内にはシャフト５の回転に連動してヒンジボール（角度規制部材）９を中心に回転する斜板（傾斜回転板）１０が収容されている。
【００４３】
ヒンジボール９はシャフト５に摺動可能に取り付けられ、シャフト５に対する斜板１０の傾斜角度を規制する。
【００４４】
このヒンジボールの中心Ｏ１は斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。このとき、Ａｍａｘ、Ａｍｉｎ、Ｂｍａｘ、Ｂｍｉｎ、Ｄｍａｘ及びＤｍｉｎ間には、（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）＞（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）＞（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）の関係がある（図２及び図７参照）。
【００４５】
前記リヤヘッド３内には、吐出室１２と、吐出室１２の周囲位置する吸入室１３とが形成されている。
【００４６】
バルブプレート２には、シリンダボア６の圧縮室６ａと吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリンダボア６の圧縮室６ａと吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。
【００４７】
吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１７はバルブプレート２のリヤ側端面に弁押え１８とともにボルト１９によって固定されている。
【００４８】
また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２のフロント側端面に配設されている。
【００４９】
シャフト５のリヤ側端部はラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５で支持され、シャフト５のフロント側端部はラジアル軸受２６で支持されている。
【００５０】
更に、吐出室１２とクランク室８とを連通させる連通路３１の途中に設けられた圧力調整弁３２によって吐出室１２内とクランク室８内との圧力調整が行われる。
【００５１】
シャフト５には、スラストフランジ（回転部材）４０が固定されるとともに、斜板１０がヒンジボール９を介して取り付けられている。ヒンジボール９はシャフト５に摺動可能に装着されている。
【００５２】
スラストフランジ４０と斜板１０とはリンク機構４２で連結され、このリンク機構４２を介してシャフト５の回転がスラストフランジ４０から斜板１０へと伝達される。
【００５３】
ヒンジボール９とスラストフランジ４０との間には、コイルスプリング５１が装着されている。
【００５４】
このコイルスプリング５１は斜板１０の傾斜角が小さくなるように、ヒンジボール９をシリンダブロック１側へ付勢する。
【００５５】
次に、可変容量型斜板式圧縮機の作動を説明する。
【００５６】
図示しない車載エンジンの回転動力がシャフト５に伝達されると、シャフト５の回転力はスラストフランジ４０に伝達される。
【００５７】
斜板１０はスラストフランジ４０の回転につれてヒンジボール９を中心としてスラストフランジ４０と一体に回転運動する。
【００５８】
斜板１０の回転運動はシュー１１を介してピストン７に伝わり、ピストン７の直線往復運動に変換される。
【００５９】
その結果、シリンダボア６内の圧縮室容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行われ、斜板１０の傾斜角に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。
【００６０】
吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室２１からシリンダボア６内の圧縮室６ａへ低圧の冷媒ガスが吸入される。
【００６１】
また、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室６ａから吐出室１２へ高圧の冷媒ガスが吐出される。
【００６２】
冷房負荷が小さくなってクランク室８内の圧力が上昇すると、斜板１０の傾斜角が小さくなり、ピストン７のストローク量が少なくなって吐出容量が減少する。
【００６３】
冷房負荷が大きくなってクランク室８内の圧力が低下すると斜板１０の傾斜角が大きくなる。
【００６４】
斜板１０の傾斜角が大きくなると、ピストン７のストローク量が増えて吐出容量が大きくなる。
【００６５】
この実施形態の可変容量型斜板式圧縮機によれば、ヒンジボール９の中心Ｏ１が斜板１０の重心Ｏ３に近いので、静不釣り合い量が小さくなり、斜板１０（圧縮機）を重くすることなく高速回転時における車の振動や音の発生を抑制することができ、リヤ側にウエイトを付加して斜板の重心位置をヒンジボールの中心に近付けるより静不釣り合い量の調整を容易に行なうことができる。
【００６６】
また、（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）＞（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）＞（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）の関係があるので、最大ストローク時と最小ストローク時との静不釣り合い量の差が小さくなり、スラストフランジ４０を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキを小さくできる（図７の直線ｃ参照）。
【００６７】
図３は斜板の重心位置を説明する図である。
【００６８】
この図は、ヒンジボールの中心Ｏ１を斜板１０の板部１０ｃの中心Ｏ２よりもフロント側に位置させる場合において、ヒンジボール９の中心を斜板１０の重心に一致させたときを示している。
【００６９】
このとき、静不釣り合い量がゼロとなるため、スラストフランジ４０の質量を軽くすることができ、可変容量型斜板式圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【００７０】
上記実施形態では本願発明をヒンジボール９を用いた可変容量型斜板式圧縮機に適用したが、ヒンジボール９を用いない可変容量型斜板式圧縮機にも適用することができる。
【００７１】
図４はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７２】
この実施形態は、シャフト５に軸方向へ摺動可能なスライダ５９とスライダ５９の軸方向に直交するピン５８とで角度規制部材を構成した点で、第１実施形態と異なる。
【００７３】
斜板６０はスライダ５９とピン５８とによって傾斜角度を可変とされ、貫通孔６１によってシャフト５に対する傾斜角度を規制されている。
【００７４】
このスライダ５９の中心Ｏ１は斜板６０の板部６０ａの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。
【００７５】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００７６】
図５はこの発明の第３実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
この実施形態は、斜板８０に形成されたシャフト挿入中心孔８１によって角度規制部材を構成した点で、第１実施形態と異なる。
【００７８】
シャフト挿入中心孔８１はシャフト５に対する斜板８０の傾斜角度を規制する。
【００７９】
シャフト挿入中心孔８１は斜板８０の板部８０ａの中心を絞り込み、フロント側及びリヤ側に向かって大径となっている。
【００８０】
このシャフト挿入中心孔８１の稜線８１ａが形成する円の中心Ｏ１は斜板８０の板部８０ａの中心Ｏ２よりもフロント側に位置している。
【００８１】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８２】
また、シャフト挿入中心孔８１の稜線８１ａが形成する円の中心を斜板８０の重心に一致させることによって、静不釣り合い量をゼロとして、スラストフランジ４０の質量を軽くすることができ、可変容量型斜板式圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【００８３】
なお、上述の実施形態では、可変容量型斜板式圧縮機として斜板１０，６０，８０がシャフト５と一体に回転する可変容量型斜板式圧縮機を一例として述べたが、これ以外にも例えば揺動板式圧縮機に本願発明を適用することもできる。この場合、揺動板が本願発明の傾斜回転板に対応する。
【００８４】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１又は３に記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、角度規制部材の中心が傾斜回転板の重心に近づき、静不釣り合い量が小さくなる。また、斜板の傾斜角に対して斜板の重心が変化したとき、最大ストローク時と最小ストローク時の静不釣り合い量の差が小さいので、回転部材を含めた回転体全体の静不釣り合いのバラツキが小さくなる。
【００８５】
請求項２又は４の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、回転部材質量を軽くすることができ、圧縮機の一層の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は斜板の重心位置を説明する図である。
【図３】図３は斜板の重心位置を説明する図である。
【図４】図４はこの発明の第２実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図５】図５はこの発明の第３実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図６】図６は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフト周りを示す断面図である。
【図７】図７は斜板傾斜角度に対する静不釣合いを説明する図である。
【図８】図８は斜板の重心位置を説明する図である。
【符号の説明】
５ シャフト
７ ピストン
８ クランク室
９ ヒンジボール（角度規制部材）
１０ 斜板（傾斜回転板）
１０ｃ 板部
１１ シュー
４０ スラストフランジ（回転部材）
４２ リンク機構
５９ スライダ（角度規制部材）
５８ ピン（角度規制部材）
８１ シャフト挿入中心孔（角度規制部材）
Claims (4)
- シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、
リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、
前記シャフトに摺動可能に取り付けられ、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制する角度規制部材と、
前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、
前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、
前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。 - 前記角度規制部材の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
- シャフトに固定され、前記シャフトと一体に回転する回転部材と、
リンク機構を介して前記回転部材に連結され、前記回転部材の回転につれて一体に回転する傾斜回転板と、
前記傾斜回転板に形成され、前記シャフトが貫通し、前記シャフトに対する前記傾斜回転板の角度を規制するシャフト挿入中心孔と、
前記傾斜回転板の摺動面を相対的に回転するシューを介して前記傾斜回転板に連結され、前記傾斜回転板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンとを備え、
前記傾斜回転板が収容されるクランク室の圧力変化に応じて前記傾斜回転板の傾斜角が変化し、前記ピストンのストローク量が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、
前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の板部の中心よりもフロント側に位置させたことを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。 - 前記シャフト挿入中心孔の稜線が形成する円の中心を前記傾斜回転板の重心に一致させたことを特徴とする請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
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