JP4571914B2 - Swing swash plate compressor - Google Patents
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Description
本発明は、内輪の下部に形成されたトラック溝(ボール溝)に潤滑油を十分に供給できる揺動斜板型圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a swash plate type compressor that can sufficiently supply lubricating oil to a track groove (ball groove) formed in a lower portion of an inner ring.
従来、揺動斜板型圧縮機においては、ワッブルプレートの回り止めとして圧縮機の中部に等速ジョイントを配置する構造が採用されていた。一般的に等速ジョイントではグリースが潤滑剤として採用されるが、圧縮機の場合はグリースは使用できない。このため、通常の潤滑油を使用するが、潤滑の信頼性を確保するため、摺動部にオイルを導く通路を設置する構成(例えば、特許文献1参照)や、摺動部にオイル溜りを設置する構成(例えば特許文献2参照)が知られている。 Conventionally, in a swash plate type compressor, a structure in which a constant velocity joint is arranged in the middle of the compressor as a rotation stop of the wobble plate has been adopted. In general, grease is used as a lubricant in a constant velocity joint, but grease cannot be used in a compressor. For this reason, normal lubricating oil is used, but in order to ensure the reliability of lubrication, a configuration in which a passage for guiding oil to the sliding portion is installed (for example, see Patent Document 1), and an oil reservoir is provided in the sliding portion. A configuration to be installed (see, for example, Patent Document 2) is known.
しかし、前者の構成では、クランク室内の雰囲気オイルが溝内を導かれるだけであって、積極的に摺動部にオイルを供給するわけではなく、潤滑が十分であるとはいえなかった。また、後者の構成では、摺動部にオイル溜りが形成されているので、接触面積が減少し面圧が上昇するとともに、オイル溜りのエッジによる摺動部の引っ掻きで摺動面が荒れる。さらに、積極的なオイル供給手段を講じていないので、良好な摺動状態を維持できない。このため、回り止めの信頼性が低下し、最終的には摺動部の焼き付きが発生し、圧縮機がロックして停止してしまうという欠点があった。 However, in the former configuration, the atmospheric oil in the crank chamber is only guided into the groove, and the oil is not actively supplied to the sliding portion, and it cannot be said that the lubrication is sufficient. In the latter configuration, since the oil reservoir is formed in the sliding portion, the contact area is reduced and the surface pressure is increased, and the sliding surface is roughened by scratching of the sliding portion by the edge of the oil reservoir. Further, since no positive oil supply means is provided, a good sliding state cannot be maintained. For this reason, the reliability of the rotation stopper is lowered, and eventually the sliding portion is seized, and the compressor is locked and stopped.
このような欠点を解決するため、既に出願人は特許文献3を出願した。この出願においては、オイルは等速ジョイントのリヤ側から供給されているため、フロント側のトラック溝にはオイルが行きにくい。また、リヤ側から供給されたオイルの一部がフロント側に流れ出た後は、そのまま等速ジョイントのフロント側端面73fを流れ落ちてしまい、供給されたオイルが効率良く摺動部に行き渡らないという問題点があった。
In order to solve such drawbacks, the applicant has already applied for
通常の等速ジョイントは、図7に示すように、複数のボール74と外輪71の複数のトラック溝71bと、内輪73の複数のトラック溝73a,73mとが転がり摺動しているが、特に下部側の内輪側トラック溝73mはボール74に対して天地方向の天側に位置しトラック溝面73mは地側を向いているためオイルが入りにくいという問題がある。
As shown in FIG. 7, the normal constant velocity joint has a plurality of
また、もう一つの先願である特許文献4では、図7及び図8に示すような等速ジョイントを開示している。この等速ジョイントは、内輪73とケージ72との間において、内輪73の外周面で軸方向中央部にオイルを保持するためのオイル溝75を設け、外輪71とケージ72との間においても同様にのケージの外周面の軸方向中央部にオイル溝を設けている。しかしながら、このオイル溝はフロント側のオイルの流れについてはコントロールしていない。
Further, Patent Document 4 as another prior application discloses a constant velocity joint as shown in FIGS. This constant velocity joint is provided with an
本発明は、かかる問題点を解決することをその課題とし、リヤ側から供給されたオイルの一部でフロント側に流れ出たオイルを、フロント側端面を流れ落ちた後内輪の下部側トラック溝部に効率的に供給しうる揺動斜板型圧縮機を提供する。 An object of the present invention is to solve such a problem, and the oil that flows out to the front side by a part of the oil supplied from the rear side efficiently flows into the lower side track groove portion of the inner ring after flowing down the front side end face. Provided is a swash plate type compressor that can be supplied in an automatic manner.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の揺動斜板型圧縮機を提供する。 The present invention provides, as means for solving the above-mentioned problems, a swash plate type compressor described in each of claims.
請求項1に記載の揺動斜板型圧縮機は、回り止め機構として、軸が挿入されるシャフト挿入孔を有する内輪(73)と、揺動部材に支持され、内輪(73)の周囲に配置された外輪(71)と、内輪(73)の外周面と外輪(71)の内周面とに形成された複数対のボール溝に介装されたボール(74)と、内輪(73)の外周面と外輪(71)の内周面との間に配置され、ボール(74)を支持するケージ(72)と、から構成されている等速ジョイント(7)を採用し、等速ジョイント(7)の外輪(71)がワッブルプレート(6)に固定され、内輪(73)が中心軸(8)に支持されており、内輪(73)の軸方向端面に、この軸方向端面を流れるオイルをボール溝に導くオイル案内溝(73g,73h,73i)を設け、中心軸(8)には、等速ジョイント(7)の軸方向一方の側から摺動部にオイルを供給するオイル導入路(85)を有し、オイル案内溝(73g,73h,73i)は、オイルが供給される一方の側と反対側に形成されており、内輪のシャフト挿入孔から内輪のボール溝に至り、且つ、内輪のボール溝のうちオイル流下方向に向かう溝面に至る案内溝であるようになされている。これにより、揺動斜板型圧縮機において、等速ジョイント(7)の摺動部の潤滑を効率良く行うことができ、したがって圧縮機としての信頼性を向上させることができる。
The swing swash plate compressor according to
請求項2に記載の揺動斜板型圧縮機は、シリンダボアに吸入して圧縮される流体中からオイル分を分離するオイルセパレータ(35)と、この分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室(36)とを備え、この高圧貯油室(36)からオイル導入路(85)を通して前記等速ジョイント(7)にオイルを供給するようになされている。これによれば、被圧縮流体から潤滑オイルを分離することができ、したがって、被圧縮流体へのオイルの混入を防止することができるとともに、潤滑オイルを有効に利用することができる。 According to a second aspect of the present invention , the swash plate compressor includes an oil separator (35) that separates oil from a fluid that is sucked into a cylinder bore and compressed, and a high-pressure oil storage chamber (36) that stores the separated oil. ), And oil is supplied from the high pressure oil storage chamber (36) to the constant velocity joint (7) through the oil introduction path (85). According to this, it is possible to separate the lubricating oil from the fluid to be compressed, and thus it is possible to prevent the oil from being mixed into the fluid to be compressed and to effectively use the lubricating oil.
請求項3に記載の揺動斜板型圧縮機は、揺動斜板型圧縮機が可変容量型になされている。これによれば、圧縮機の吐出量を変えることができ、エンジンより動力を得ている圧縮機に好適である。 According to a third aspect of the present invention, the swing swash plate compressor is of a variable displacement type. According to this, the discharge amount of a compressor can be changed and it is suitable for the compressor which is obtaining motive power from the engine.
請求項4に記載の揺動斜板型圧縮機は、等速ジョイント(7)を支持する中心軸(8)が、一端が自由端で、他端が前記ハウジング(2)に固定されている片持ち支持になされている。こえによれば、中心軸をハウジングの一部を構成している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中心軸の十分な剛性を確保することができる。 In the swash plate type compressor according to claim 4 , the central shaft (8) supporting the constant velocity joint (7) has one end fixed to the free end and the other end fixed to the housing (2). Cantilevered support. According to this, sufficient rigidity of the central shaft can be secured even by cantilever support by press-fitting and fixing the central shaft to the central portion of the cylinder block constituting a part of the housing.
請求項5に記載の揺動斜板型圧縮機は、等速ジョイント(7)を支持する中心軸(8)が、その一端が駆動軸(4)に配置されたベアリング(44)で支持され、他端がハウジング(2)に回転不能に支持されている両持ち支持であるようになされている。これによれば、中心軸に作用する荷重を両側で受けることができ、信頼性の向上、振動、騒音を低減するこが可能である。
In the swing swash plate compressor according to
請求項6に記載の揺動斜板型圧縮機は、フロン系冷媒であるHFC(ハイドロフルオロカーボン)134aの冷媒換算で300cc以上の能力を確保することができるようになされている。これによれば、バス等の大型車両の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機が得られる。
The swing swash plate compressor according to
以下、本発明の実施の形態である揺動斜板型圧縮機について図1ないし図6を参照して説明する。 Hereinafter, a swing swash plate compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
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実施形態の回り止め機構として等速ジョイントを使用した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。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of a swing swash plate type variable displacement compressor using a constant velocity joint as a detent mechanism of the first embodiment in a motion state that provides the maximum discharge capacity (100% capacity). FIG. 2 shows an operating state that provides the minimum discharge capacity (0% capacity) of the compressor of FIG.
これらの図面において、符号1は圧縮機100のフロントハウジングを、符号3は圧縮機100のリアハウジングを示しており、フロントハウジング1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2が配置され、これらは図示しないスルーボルトのような締結手段によって一体化されて、圧縮機100のハウジングを形成している。
In these drawings,
シリンダブロック2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21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の吐出室31が形成されていると共に、中心部分の空間には吸入室32が形成されている。また、このリアハウジング3には、後述するオイルセパレータ及び高圧貯油室が設けられている。
In the
符号4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り、この駆動軸4と直交するように円板部40が一体的に形成されている。また、円板部40の外周寄りの一部から平行に2枚のアーム41が所定の間隔をあけて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4は、2個のラジアルベアリング11及び13を介してハウジングの一部であるフロントハウジング1によって軸承されていると共に、円板部40の背面を支持するスラストベアリング14を介して、軸方向にもフロントハウジング1によって軸承されている。また、ラジアルベアリング11及び13の間には、軸封装置12が設けられて、駆動軸4の周囲から流体が外部へ漏洩するのを防止している。なお、ラジアルベアリング11,13は、サークリップ15及び17により、また軸封装置12は、サークリップ16によって軸方向に移動しないようにそれぞれ固定されている。
Reference numeral 4 denotes a drive shaft for receiving rotational power from an external power source (for example, an engine). A
符号5は、概ね円環状のドライブプレートであって、その一部が前方に突出するアーム部分50を備えている。アーム部分50には、カムとして作動する所定の形状の長孔51が設けられていて、駆動軸4側の平行な2枚のアーム41を橋絡するようにそれらの間に取り付けられたピン42が、長孔51内に挿入されて係合している。このように駆動軸4のアーム41とドライブプレート5のアーム部分50とが、2面幅で嵌合してピン42によって連結されることによってリンク機構を形成しており、ドライブプレート5が駆動軸4と共に回転することができると共に、駆動軸4やその円板部40に対して角度可変の状態で傾斜する(揺動する)ことができる。
ドライブプレート5には、後述の手段によって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)6が、ラジアルベアリング52とスラストベアリング53を介して支持されている。なお、上述したリンク機構は、それと同等の作用する斜面とアーム、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。
A substantially annular wobble plate (oscillating swash plate) 6 that is prevented from rotating by means described later and only swings is supported on the
ワッブルプレート6の開口61には、後に詳述する回り止め機構として採用した等速ジョイント7の構成の一部である概ね円筒形の外輪71が嵌合していて、ワッブルプレート6と一体化されていると共に、外輪71の小径部分71aでラジアルベアリング52を支持している。また、ラジアルベアリング52は、円環状のドライブプレート5の開口内面によって支持され、かしめ等で固定されている。外輪71の小径部分71aの図1における左端部には螺子部が形成されていて、それに螺合するナット54及びワッシャ55によって、ラジアルベアリング52が外輪71に取り付けられている。
The
このようにして、ラジアルベアリング52がドライブプレート5と外輪71及びワッブルプレート6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53がドライブプレート5とワッブルプレート6との間に挟み込まれている。したがって、これらの構成によって、ワッブルプレート6と外輪71とは、ドライブプレート5と共に揺動運動はするものの、ドライブプレート5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。
Thus, the
外輪71とワッブルプレート6の回転運動を阻止する回り止め機構として、本実施形態においては、それ自体は公知の等速ジョイント7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 constant velocity joint 7 is used as a detent mechanism for preventing the rotational movement of the
ドライブプレート5及びワッブルプレート6を支持する中心軸8は、駆動軸4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2によって固定支持されている。そのため、例えば、シリンダブロック2の中心部に軸方向のスプライン溝を有する穴22を形成する一方、それに挿入される中心軸8の外面にも対応するスプライン突条を形成してそれらを噛み合わせるとか、中心軸8及びシリンダブロック2の穴22の断面形状を正方形その他の多角形にするとか、或いは中心軸8とシリンダブロック2の穴22をキー23とキー溝によって連結するというように、それ自体は公知の様々な手段を利用することができる。このようにして、本実施形態の圧縮機100においては、等速ジョイント7と回転を阻止された中心軸8とによって、ワッブルプレート6のための回り止め機構が構成される。
A
ワッブルプレート6の周辺部には、前述のシリンダボア21と同数の球形の窪み62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91の一端に形成された球形端部91aが係合している。また、それぞれのシリンダボア21内に摺動可能に挿入されているピストン9にも球形の窪み92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91の他端に形成された球形端部91bが係合している。
The same number of spherical recesses 62 as the above-described cylinder bore 21 are formed in the peripheral portion of the
なお、ワッブルプレート6の球形の窪み62は、コネクティングロッド91の球形端部91aの周りにかしめ加工されることにより抜け止めを施されており、同様に、ピストン9の球形の窪み92もまた、球形端部91b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6及びピストン9をかしめ加工によってコネクティングロッド91の球形端部91a,91b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採る場合もあり得る。
The spherical recess 62 of the
符号19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21に対応する位置において、バルブプレート19を貫通するように少なくとも1個ずつ吐出口19aと吸入口19bが開口している。バルブプレート19の各吸入口19bには、1枚の薄いばね鋼板からなる吸入バルブ95が設けられ、この各一部に形成されたリード弁状の吸入バルブ95によって、シリンダボア21の側から閉塞されている。また、各吐出口19aには、同様に薄いばね鋼板からなるリード弁状の吐出バルブ(図示せず)が配置され、吐出室31の側から閉塞されている。バルブプレート19、吸入バルブ95、吐出バルブは、シリンダブロック2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19に取り付けられている。また、バルブプレート19がシリンダブロック2とリアハウジング3とによって挟持固定される際には、ガスケット20も一緒に挟持される。なお、ガスケットは、フロントハウジング1とシリンダブロック2との間、シリンダブロック2とバルブプレート19との間及びバルブプレート19とリアハウジング3との間の3個所に使用されている。
リアハウジング3の後端には制御弁33が取り付けられており、図示しない電子式制御装置によって制御されて、吸入室32にある流体(冷媒)の圧力、即ち吸入圧と、吐出室31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5やワッブルプレート6のある制御圧室(クランク室)18へ供給している。この制御圧室18内に導入される制御圧によって、ワッブルプレート6の傾斜が制御される。なお、制御ガスを導入する通路、揺動斜板室(クランク室)のガスを吸入側に抜く通路がシリンダ2、リアハウジング3、バルブプレート19等に形成されているが図示しない。
A
次に、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7を使用している。等速ジョイント7は、外輪71、ケージ72、内輪73及び複数個のボール74とで構成されている。等速ジョイント7の外輪71は、ワッブルプレート6の開口61に一体的に嵌合し、また内輪73は、前記した中心軸8に軸方向に移動可能に取り付けられている。中心軸8は、一端側が自由端で、他端側がシリンダブロック2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8の自由端の外周面に形成されたスプライン突条81が、等速ジョイント7の内輪73に形成されたスプライン溝にスプライン係合して、等速ジョイント7の軸方向における移動を許すと共に、内輪73を介してワッブルプレート6の回転を阻止するようになっている。
Next, the anti-rotation mechanism and the surrounding configuration will be described in detail. In this embodiment, the constant velocity joint 7 for automobiles or industrial machines is used as a rotation prevention mechanism. The constant velocity joint 7 includes an
図3及び図4に示されるように、一方の揺動側であるワッブルプレート6に取り付けられた、等速ジョイント7の外輪71の球面状の内周面には、中心軸8と平行に複数のボール溝71bが形成されており、他方の軸側である中心軸8に支持された内輪73の球面状の外周面には、球面状の内周面の前記複数のボール溝71bに対応した、中心軸8と平行な複数のボール溝73aが形成されている。これら外輪71と内輪73とは、外輪71の内周面と内輪73の外周面に摺接する球環状のケージ72を介すると共にこのケージ72に保持された複数のボール74がボール溝71b,73aに接触する状態で連結されている。即ち、等速ジョイント7は、外輪71と内輪73とがケージ72の内外周面を内輪73の外周面及び外輪71の内周面と極めて小さなクリアランスのもとに摺接嵌合されている。そして、図1に示すようにワッブルプレート6の傾斜に伴い、ボール74はボール溝71b,73aを往復転動すると共にケージ72は外輪71と内輪73との間を摺動し、常にその位置関係を維持するように相互間に相対的運動がなされる。また、図4に示すように、この等速ジョイント7においては、内輪73とケージ72との間において、内輪73の外周面で軸方向中央部にオイルを保持するためのオイル溝75を形成し、同様に外輪71とケージ72との間においてもケージの外周面の軸方向中央部にオイル溝を設けている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the spherical inner peripheral surface of the
このような内輪73の中心には、図3に示すように、中心軸8のスプライン突条81に軸方向摺動可能に嵌合するシャフト挿入穴73bが形成されている。また、この内輪73には、溝面が上を向いているボール溝73aの他に、溝面が斜め下方に向いている2つのボール溝73c,73dと溝面が直下を向いているボール溝73eがある。そして、この内輪73の前端面73fには、シャフト挿入穴73bからボール溝73c、73dに至るオイル案内溝73g、73hと、ボール溝73eに至るオイル案内溝73iが形成されている。これらオイル案内溝73g,73h,73iは、それぞれのボール溝73c,73d,73eの天の面73j,73k,73lに接続されている。ここで、天の面とは、内輪の下部側のトラック溝でボールに対して天地方向の天側に位置し、地側を向いているトラック溝面をいう。
As shown in FIG. 3, a
このような構成において、等速ジョイント7に直接供給されたオイルは、ボール74と内輪73、外輪71の各トラック溝73a,71bとの間の摺動部や、内輪73とゲージ72、ケージ72と外輪71との間の摺動部などの潤滑を行うが、その供給したオイルの一部はボール74とトラック溝73a,71bとの間の隙間を通ってフロント側に流れ出る。フロント側に流れ出たオイルは、内輪73の前端面73fを伝わり中心軸8との境界面を中心軸8の外周に沿って下部へ流れ落ちる。その途中に、内輪73のシャフト挿入穴73bとトラック溝73c,73d,73eとを連結するオイル案内溝73g,73h,73iが形成されているから、オイルはオイル案内溝73g,73h,73iに沿って内輪73のトラック溝73c,73d,73eに導かれトラック溝部の潤滑を行う。
In such a configuration, the oil directly supplied to the constant velocity joint 7 is a sliding portion between the
これらオイル案内溝73g,73h,73iがないと、フロント側に流れたオイルは、内輪73の前端面73fから中心軸8との境界面(中心軸8の外周面)に沿って流れ落ち、再び内輪73の前端面73fからケージ72、外輪71という順に流れ落ちてしまい、内輪73のトラック溝73c,73d,73eには、オイルが流れ込まないのである。
Without these
このように、このオイル案内溝73g,73h,73iを形成することによって、回り止め摺動部を良好な潤滑状態に維持することができ、回り止めの信頼性を確保し、圧縮機自体の信頼性を向上させることができる。
Thus, by forming the
一方、中心軸8は、シリンダブロック2に固定される側は、大径に形成され、等速ジョイント7の内輪73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82が形成され、これが最小容量規制部分82として機能する。これにより、内輪73がこの最小容量規制部分82に当接することでワッブルプレート6の傾斜角度を規制し、図2に示すように圧縮機100の最小容量を規制している。
On the other hand, the
また最小容量規制部分82に隣接した中心軸8の大径部分に止められてバネ等の付勢部材83が軸上に設けられ、ワッブルプレート6を最大容量側に付勢する。この付勢部材83は、容量復帰時の制御をアシストする。他方で、中心軸8のシリンダブロック2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84が軸上に設けられ、等速ジョイント7の内輪73をリア側に押している。この付勢部材84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6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 member 83 such as a spring is provided on the shaft, stopped on the large diameter portion of the
また、本実施形態では、リアハウジング3には、吐出室31の下流に、これと連通する垂直円筒室34が設けられている。この垂直円筒室34には、オイルセパレータ35が圧入され、吐出室31から垂直円筒室34に入ってくるオイルと冷媒ガスとの混合流体を遠心分離して、オイルと冷媒ガスとに分離される。分離された冷媒ガスは、オイルセパレータ35上方から冷凍サイクル内に排出され、オイルはリアハウジング3とシリンダブロック2間に跨がって設けられた高圧貯油室36に蓄えられる。
Further, in the present embodiment, the
この高圧貯油室36内に蓄えられたオイルは、リアハウジング3とバルブプレート19の間に配置されたガスケット20に設けられた溝(図示せず)を介して、中心軸8に設けられたオイル導入路85を通って、等速ジョイント7の摺動部に向かってオイルを噴出する。即ち、オイル導入路85は、中心軸8の略中央部分をシリンダブロック2側から延在し、段差82近辺で制御圧室18に開口している。このように、オイルセパレータ35で分離したオイルを、等速ジョイント7の摺動部を狙って積極的に噴出することで、等速ジョイント7の良好な摺動状態を得ることができる。
The oil stored in the high pressure
上記構成よりなる本実施形態の揺動斜板型圧縮機100の作動について説明する。圧縮機100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100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
駆動軸4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4の円板部40に対してアーム41、ピン42、長孔51、アーム部分50を介して連結されるドライブプレート5が駆動軸4と共に回転する。しかし、ワッブルプレート6はドライブプレート5に対しラジアルベアリング52及びスラストベアリング53を介して周方向回転可能に連結されているのと、中心部が等速ジョイント7を介して回転しない中心軸8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4と直交している仮想の平面に対してドライブプレート5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6に対してコネクティングロッド91を介して連結されている複数個のピストン9がそれぞれのシリンダボア21内で往復運動をする。
When the drive shaft 4 is rotationally driven by an external power source such as an internal combustion engine or a motor mounted on a vehicle via a belt, a transmission device or the like or directly, the
その結果、複数個のピストン9の頂面にそれぞれ形成される作動室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32内にある圧縮すべき冷媒がバルブプレート19の吸入口19b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9の頂面に形成される作動室は縮小するため、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19の吐出口19aに設けられた吐出バルブを押し開いて吐出室31に吐出される。駆動軸4の1回転当りの圧縮機100の吐出量は、ドライブプレート5及びワッブルプレート6の傾斜角度θによって決まるピストン9のストローク長さに概ね比例している。
As a result, among the working chambers formed on the top surfaces of the plurality of
このように、ドライブプレート5及びワッブルプレート6の傾斜角度θを変化させると圧縮機100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100においては、全てのピストン9の背圧となる制御圧室18内の圧力を制御弁33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。制御圧室18内には、吐出室31内の高圧と吸入室32内の低圧との中間の任意の高さの圧力が制御弁33から導入される。なお、制御圧室18の圧力を維持するとともに冷媒の漏洩を防ぐため、ピストン9にはサイドシール材としてピストンリング93が装着されている。
As described above, when the inclination angle θ of the
例えば、制御圧室18内の圧力、即ちピストン9の背圧を高めると、各ピストン9の頂面に形成される作動室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9に共通な下死点の位置がバルブプレート19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6の揺動中心もバルブプレート19に近い位置に向かって移動するため、ワッブルプレート6とドライブプレート5の傾斜角度θ(θの定義:中心軸に対して垂直な線をθ=0とする。そのため100%容量時の図1がθ最大、最小容量時の図2がθ最小)が小さくなって、全てのピストン9のストロークが一斉に小さくなるので、圧縮機100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18内の圧力が最大とされることによって、ピストン9の下死点がバルブプレート19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9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5及びワッブルプレート6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5が駆動軸4と共に回転しても、ワッブルプレート6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9が実質的に上死点の位置にあって、シリンダボア21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8の最小容量規制部分82を等速ジョイント7の内輪73に当接すると共に、最小容量規制部分82に隣接して付勢部材83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33を作動させて制御圧室18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9に作用する背圧が小さくなるために、作動室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9の往復運動の下死点が、ピストン9の背圧(制御圧室18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19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6とドライブプレート5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9のストロークが一斉に大きくなって、圧縮機100の吐出容量が無段階に大きくなる。図1は、制御圧室18内の圧力を最小とすることによって、ドライブプレート5とワッブルプレート6の傾斜角度θが大きくなって、ピストン9のストロークと圧縮機100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, the inclination angle θ of the
このように作動する圧縮機100においては、圧縮機100内の様々な摺動部、例えば、ピストン9とピストンボア21、コネクティングロッド91の球形端部91aとワッブルプレート6の窪み62、等速ジョイント7の外輪71とケージ72及び内輪73とケージ72等、を潤滑するためのオイルが内蔵されていて、冷媒と一緒になって運ばれ各摺動部に供給されるようになっている。
In the
以上説明したように本実施形態においては、内輪73の前端面73fには、シャフト挿入穴73bからボール溝73c、73dに至るオイル案内溝73g、73hと、ボール溝73eに至るオイル案内溝73iとが形成されており、これらオイル案内溝73g,73h,73iは、それぞれのボール溝73c,73d,73eの天の面73j,73k,73lに接続されている。したがって、ボール74とトラック溝73a,71bとの間及び内輪73とゲージ72、ケージ72と外輪71との隙間を通ってフロント側に流れ出たオイルは、オイル案内溝73g,73h,73iに沿って内輪73のトラック溝73c,73d,73eに導かれトラック溝の潤滑を行う。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、等速ジョイント7の外輪71の内周面及びケージ72の外周面、或いはケージ72の内周面及び内輪73の外周面とで形成される球面摺接部の軸方向略中央部の非摺動部にオイル保持溝75を形成している。したがって、オイル保持溝75に保持されたオイルが、球面摺接部の軸方向略中央部を挟んでいる両側部の摺動部に供給されるようになり、内輪73、外輪71及びケージ72との良好な摺動状態が得られる。
In the present embodiment, the axis of the spherical sliding contact portion formed by the inner peripheral surface of the
また、本実施形態においては、リアハウジング3にオイルセパレータ35を備えた垂直円筒室34を設けると共に、リアハウジング3とシリンダブロック2間に跨がって高圧貯油室36を設けていて、圧縮機100から吐出されるオイルと冷媒ガスの混合流体を遠心分離してオイルと冷媒ガスとを分離して、このオイルを高圧貯油室36からオイル導入路85を通って等速ジョイント7の摺動部に噴出するようにしているので、等速ジョイント7の摺動性を高めることができる。
In the present embodiment, the
次に、図5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圧縮機の全体構成を示す縦断面図であり、図6は、最小の吐出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圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。この第2実施形態では、駆動軸4の中心軸8に面する側の中央部に凹部43を形成し、この凹部43内にラジアルベアリング(すべり軸受)44を配置し、ここに中心軸8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8がシリンダブロック(ハウジング)2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8は、一端側がシリンダブロック2によって、他端側が駆動軸4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の実施形態と同様であるので説明を省略する。
Next, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the swing swash plate compressor of the second embodiment in an operating state that provides the maximum discharge capacity (100 volumes), and FIG. 6 shows the minimum discharge. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the whole structure of the rocking swash plate type compressor of 2nd Embodiment in the driving | running state which brings about a capacity | capacitance. In the second embodiment, a
このように中心軸8を両端側で支持することにより、中心軸8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8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44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
以上説明した本実施形態では、フロン系冷媒であるHFC(ハイドロフルオロカーボン)134aの冷媒換算で300cc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の冷媒換算で300cc以上とは、例えばCO2冷媒の場合、100cc以上である。 In the present embodiment described above, it is preferable to be able to secure a capacity of 300 cc or more in terms of refrigerant of HFC (hydrofluorocarbon) 134a which is a fluorocarbon refrigerant. Thereby, a large capacity compressor applicable to an air conditioner such as a bus can be obtained. Note that 300 cc or more in terms of refrigerant of HFC134a is 100 cc or more in the case of CO 2 refrigerant, for example.
また、上記説明においては、揺動斜板型可変容量圧縮機を例として説明しているが、本発明は可変容量型に限定するものではなく、固定容量型の圧縮機にも適用可能である。 In the above description, the swing swash plate type variable capacity compressor is described as an example. However, the present invention is not limited to the variable capacity type and can be applied to a fixed capacity type compressor. .
2 シリンダブロック
4 駆動軸
5 ドライブプレート
6 ワッブルプレート
7 等速ジョイント
8 中心軸
9 ピストン
21 シリンダボア
35 オイルセパレータ
36 高圧貯油室
44 ベアリング
71 外輪
72 ケージ
73 内輪
73g オイル案内溝
73h オイル案内溝
73i オイル案内溝
74 ボール
85 オイル導入路
100 揺動斜板型圧縮機
2 Cylinder block 4
Claims (6)
前記駆動軸(4)に連結されて回転すると共に、前記駆動軸(4)に対して傾斜することができるドライブプレート(5)と、
前記ドライブプレート(5)に連結され、前記ドライブプレート(5)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(6)と、
前記ワッブルプレート(6)に連結されて前記駆動軸(4)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(21)内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピストン(9)と、
前記ドライブプレート(5)と前記ワッブルプレート(6)を支持するために、前記駆動軸(4)の延長線上において前記ハウジング(2)に支持される中心軸(8)と、
を有する揺動斜板型圧縮機(100)において、
前記回り止め機構は、軸が挿入されるシャフト挿入孔を有する内輪(73)と、
揺動部材に支持され、前記内輪(73)の周囲に配置された外輪(71)と、
前記内輪(73)の外周面と前記外輪(71)の内周面とに形成された複数対のボール溝に介装されたボール(74)と、
前記内輪(73)の外周面と前記外輪(71)の内周面との間に配置され、前記ボール(74)を支持するケージ(72)と、から構成されている等速ジョイント(7)であって、前記等速ジョイント(7)の外輪(71)が前記ワッブルプレート(6)に固定され、内輪(73)が前記中心軸(8)に支持されており、
前記内輪(73)の軸方向端面に、この軸方向端面を流れるオイルを前記ボール溝に導くオイル案内溝(73g,73h,73i)を設け、
前記中心軸(8)には、前記等速ジョイント(7)の軸方向一方の側から摺動部にオイルを供給するオイル導入路(85)を有し、
前記オイル案内溝(73g,73h,73i)は、前記オイルが供給される一方の側と反対側に形成されており、前記内輪のシャフト挿入孔から前記内輪のボール溝に至り、且つ、前記内輪のボール溝のうちオイル流下方向に向かう溝面に至る案内溝であることを特徴とする揺動斜板型圧縮機。 A drive shaft (4) that is supported by a housing via a bearing and receives rotational power from a power source;
A drive plate (5) coupled to the drive shaft (4) for rotation and tiltable with respect to the drive shaft (4);
A wobble plate (6) connected to the drive plate (5) and having the same inclination angle as the drive plate (5), but prevented from rotating by a detent mechanism;
A piston that is connected to the wobble plate (6) and reciprocates in the axial direction of the drive shaft (4), and is inserted into a cylinder bore (21) formed in the housing to suck and compress fluid ( 9)
In order to support the drive plate (5) and the wobble plate (6), a central shaft (8) supported by the housing (2) on an extension line of the drive shaft (4);
In the swing swash plate compressor (100) having
The detent mechanism includes an inner ring (73) having a shaft insertion hole into which a shaft is inserted;
An outer ring (71) supported by a swing member and disposed around the inner ring (73);
Balls (74) interposed in a plurality of pairs of ball grooves formed on the outer peripheral surface of the inner ring (73) and the inner peripheral surface of the outer ring (71);
A constant velocity joint (7) comprising a cage (72) disposed between an outer peripheral surface of the inner ring (73) and an inner peripheral surface of the outer ring (71) and supporting the ball (74 ). a is, the outer ring (71) of the constant velocity joint (7) is fixed to the wobble plate (6), and an inner ring (73) is supported on the central shaft (8),
An oil guide groove (73g, 73h, 73i) for guiding oil flowing through the axial end surface to the ball groove is provided on the axial end surface of the inner ring (73),
The central shaft (8) has an oil introduction path (85) for supplying oil to the sliding portion from one axial side of the constant velocity joint (7),
The oil guide grooves (73g, 73h, 73i) are formed on the side opposite to the one side to which the oil is supplied, reach the ball groove of the inner ring from the shaft insertion hole of the inner ring, and the inner ring A swing swash plate compressor characterized in that it is a guide groove that reaches the groove surface in the oil flow direction of the ball groove .
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