JP4976731B2 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、可変容量圧縮機に関する。

可変容量圧縮機は、回転軸と、回転軸に固定されて回転軸と一体的に回転するロータと、回転軸に摺動自在に取り付けられた斜板と、ロータと斜板との間に設けられ且つロータから斜板へ回転トルクを伝達しながら斜板の傾斜角を変化をガイドする連結機構と、を備え、斜板の傾斜角を変化させることでピストンストロークを変化させて吐出容量を変化させることができるようになっている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１の連結機構は、ロータから斜板に向けて突設された突起と、斜板からロータに向けて突設され且つ前記ロータの突起と回転方向に重なり合う突起と、ロータの突起の基端に設けられ、斜板の突起の先端部を摺動ガイドすることで斜板の傾斜角の変更をガイドするとともに斜板に作用する軸方向荷重を受圧するガイド面と、を備えて構成されている。ロータの突起は、斜板の突起を挿入して狭持するスリットを有する二股状に形成されている。これにより、ロータの突起と斜板の突起とが回転方向に互いに重なり合い、ロータの回転が斜板に伝達されるようになっている。

特許文献２、３の連結機構は、ロータから斜板に向けて突設されたアームと、斜板からロータに向けて突設されたアームと、両アームと回転方向に重なりあう中間リンクと、ロータのアームと中間リンクとを連結するヒンジピンと、斜板のアームと中間リンクとを連結するヒンジピンと、を備えて構成されている。この特許文献２の連結機構では、中間リンクと、ロータおよび斜板と、が狭持構造によって回転方向に重なり合う構造となっており、これによりロータの回転トルクが斜板に伝達されるようになっており、また、斜板に作用するピストンからの軸方向荷重は両ヒンジピンで受け止められるようになっている。
特開２００４−０６８７５６号公報 特開２００３−１７２４１７号公報 特開平１０−１７６６５８号公報

図１６〜１８は、特許文献１相当の一従来技術を示すものである。図１６〜１８に示す従来技術の可変容量圧縮機の連結機構は、ロータ１０３から斜板１０１に向けて突設されたアーム１０４と、斜板１０１からロータ１０３に向けて突設されたアーム１０２と、ロータのアーム１０４の基端に設けられ、斜板のアーム１０２の先端部を摺動ガイドすることで斜板の傾斜角の変更をガイドするとともに斜板１０１に作用するピストンからの圧縮反力（軸方向荷重）Ｆｐを受圧するガイド面１０５と、 を備えて構成されている。ロータのアーム１０４は、図１７に示すように、斜板のアーム１０２を挿入して狭持するスリット１０６を有した二股状に形成されている。これにより、ロータのアーム１０４と斜板のアーム１０２とが回転方向Ｒに互いに重なり合い、ロータ１０３の回転が斜板１０１に伝達されるようになっている。

ここで、ピストンから斜板１０１に加わるの圧縮反力Ｆｐは、斜板１０１の上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを通る線に対して左右対称には加わらず（図１７、１８参照）、上死点位置よりも若干回転方向Ｒ前方に最大圧縮反力Ｆｐが加わる。そのため、斜板１０１には、その上死点位置ＴＤＣよりも回転方向Ｒ前側に最大圧縮反力Ｆｐが加わり、これにより斜板１０１には捻れモーメントが加わることになる。なお、上死点位置よりも若干回転方向Ｒ前方に最大圧縮反力Ｆｐが加わる理由は、各ピストンに加わる圧縮反力が、各ピストンの圧縮行程において圧縮行程終点である上死点の直前で最大となって被圧縮冷媒が吐出されることによる。

この従来技術では、図１７〜図１８に示すように、斜板１０１のアーム１０２をロータ１０３のアーム１０４に狭持しているため、圧縮反力Ｆｐによりねじれモーメントが加わると、図１８のように上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとを通る線に対して斜板１０１が傾いてしまい、斜板１０１のアーム１０２の２つの角部Ｋ、Ｋがそれぞれロータ１０３のアーム１０４の内側面に食い込んでしまう。つまり、スリット１０６内で“こじれ”が生じてしまう。このような“こじれ”が生じると、斜板１０１の傾斜角を変更する際に過大な摺動抵抗となって、斜板１０１の傾斜角の変更がスムーズにいかない。また、大きな摺動抵抗により、寿命が短くなる虞がある。

本発明はこのような従来技術をもとに為されたもので、その目的は、狭持構造により回転伝達をするとともに斜板の傾斜角の変更をガイドする連結機構で、こじれが起きにくい可変容量圧縮機の提供である。

請求項１に記載の発明は、可変容量圧縮機であって、回転軸に固定されて一体に回転する回転部材と、前記回転軸に傾斜自在に取り付けられた傾動部材と、前記傾動部材の上死点に対応する位置で前記回転部材と前記傾動部材とを連結して、回転方向に向けた狭持構造によって前記回転部材の回転を前記傾動部材に伝達するとともに前記傾動部材の傾動をガイドする連結機構と、前記回転部材と前記傾動部材との間において前記連結機構よりも回転方向前側に設けられ、前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド部と、を備え、前記傾動ガイド部は、前記回転部材および前記傾動部材のそれぞれに設けられ、且つ互いに当接する当接部としての突部を備え、前記突部に、前記突部の先端部の移動軌跡に沿って形成された傾斜面を備え、前記傾動部材の傾斜角を変更すると、前記突部が前記突部の傾斜面に摺動接触することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変容量圧縮機であって、前記傾動ガイド部は、前記連結機構よりも、前記回転軸を挟んで前記連結機構と反対位置となる前記傾動部材の下死点側に、設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の可変容量圧縮機であって、前記傾動ガイド部は、前記上死点と前記下死点との略中間点にあることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記傾動ガイド部は、前記回転部材および前記傾動部材からぞれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転部材と前記傾動部材との間に設けられ、前記回転部材の回転を前記傾動部材に伝達する回転伝達補助部を、さらに備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転部材と前記傾動部材との間において前記連結機構よりも回転方向後側に設けられ、前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドする回転伝達補助部を、さらに備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転伝達補助部は、前記上死点と前記下死点との略中間点にあることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の可変容量圧縮機であって、前記傾動ガイド部と前記回転伝達補助部とは前記回転軸を挟んで正反対に位置することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の可変容量圧縮機であって、前記傾動ガイド部と前記回転伝達補助部とは前記回転軸を挟んで鏡面対称に設けられていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項５〜９のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記回転伝達補助部は、前記回転部材および前記傾動部材のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部であることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、前記連結機構は、前記回転部材から前記傾動部材に向けて突設されたアームと、前記傾動部材から前記回転部材に向けて突設されたアームと、前記両アームと回転方向に重なりあう中間リンクと、前記回転部材のアームと前記中間リンクとを連結する第１のヒンジピンと、前記傾動部材のアームと前記中間リンクとを連結する第２のヒンジピンと、を備え、前記中間リンクと、前記回転部材およびまたは前記傾動部材と、は回転方向に沿う狭持構造によって前記回転方向に重なりあっていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の可変容量圧縮機であって、前記連結機構は、前記回転部材から前記傾動部材に向けて突設され且つスリットを隔てて二股状に形成されたアームと、前記傾動部材から前記回転部材に向けて突設され且つスリットを隔てて二股状に形成されたアームと、前記両アームのスリット内に挿入されて前記両アームと回転方向に重なりあう中間リンクと、前記回転部材のアームと前記中間リンクとを連結する第１のヒンジピンと、前記傾動部材のアームと前記中間リンクとを連結する第２のヒンジピンと、を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１０に記載の可変容量圧縮機であって、前記連結機構は、前記回転部材から前記傾動部材に向けて突設されたアームと、前記傾動部材から前記回転部材に向けて突設され且つ前記アームと回転方向に向けて重なりあうアームと、前記両アームの一方に設けられた円弧状の長孔と、前記両アームの他方に固定され且つ前記長孔に挿入されたピンと、を備え、前記回転部材のアームが前記傾動部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であるか前記傾動部材のアームが前記回転部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１０に記載の可変容量圧縮機であって、前記連結機構は、前記回転部材から前記傾動部材に向けて突設されたアームと、前記傾動部材から前記回転部材に向けて突設されたアームと、を有し、前記回転部材のアームが前記傾動部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であるか前記傾動部材のアームが前記回転部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であることで、前記回転部材のアームと前記傾動部材のアームとが回転方向に重なり合うものであり、且つ、前記前記回転部材のアームまたは前記傾動部材のアームの基端部に、前記傾動部材のアームまたは前記回転部材のアームの先端部と当接して、前記傾動部材に作用する軸方向荷重を受けとめるとともに前記傾動部材の前記回転軸に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、連結機構よりも回転方向前側に設けられた傾動ガイド部で、傾動部材に作用する軸方向荷重を受けとめることができる。つまり、連結機構が位置する上死点位置よりも回転方向前側に偏って圧縮反力が加わっても、傾動ガイド部で、この偏った圧縮反力を受けとめることができる。そのため、連結機構にねじれモーメントが小さくなり、連結機構に生じるこじれが抑制される。これにより、傾動部材の傾斜角の変更がスムーズになり、制御性が良好となる。また、連結機構の寿命も延びる。さらに、傾動ガイド部は、連結機構の傾動ガイドを補助することで、傾動部材がいずれの傾斜角にあっても連結機構に加わる軸方向荷重を分散している。

請求項２の発明によれば、傾動ガイド部が連結機構よりも下死点側に設けられているため、上死点側に偏りやすい重心を下死点側に移動させることができ、これにより、ロータおよび斜板のバランスがよくなる。

請求項３の発明によれば、傾動ガイド部が上死点と下死点との略中間点にあるため、重量バランスがさらに向上する。

請求項４の発明によれば、傾動ガイド部の構造が簡素となる。

請求項５の発明によれば、回転伝達補助部をさらに備えるため、連結機構で伝達する回転トルクが小さくなる。これにより傾動部材の傾斜角の変更がスムーズになり、制御性が良好となる。また、連結機構の寿命も延びる。

請求項６に発明によれば、回転伝達補助部は、回転部材と傾動部材との間において連結機構よりも回転方向後側に設けられ、傾動部材の傾斜角の変更をガイドするように構成されている。そのため、回転伝達補助部は、回転部材の回転を傾動部材に伝達する付随機能も有することとなる。そのため、連結機構で伝達する回転トルクが小さくなる。

また、傾動ガイド部が連結機構よりも回転方向前側に設けられる一方で回転伝達補助部が連結機構よりも回転方向後側に設けられているため、回転部材および傾動部材の重量バランスがさらに良好となる。

また、回転軸を中央にして、傾動ガイド部と連結機構と回転伝達補助部によって３角形が作られることとなる。つまり、傾動ガイド部と連結機構と回転伝達補助部の３点支持により、回転部材に対して傾動部材を支持することができ、傾動部材の支持状態が安定する。

請求項７の発明によれば、回転伝達補助部が上死点と下死点との略中間点にあるため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。

請求項８に発明によれば、傾動ガイド部と回転伝達補助部とは回転軸を挟んで正反対に位置するため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。

請求項９の発明によれば、傾動ガイド部と回転伝達補助部とは回転軸を挟んで鏡面対称に設けられているため、さらに回転部材および傾動部材の重量バランスが良好となる。しかも対称形状であるため、製造が容易となる。

請求項１０発明によれば、回転伝達補助部が回転部材および傾動部材のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部であるため、回転伝達補助部の構造が簡素となる。

請求項１１の発明によれば、狭持構造を備える連結機構を簡素に構成できる。

請求項１２に記載の発明は、狭持構造を備える連結機構を簡素に構成できる。

請求項１３に記載の発明は、狭持構造を備える連結機構を簡素に構成できる。

請求項１４に記載の発明は、狭持構造を備える連結機構を簡素に構成できる。

以下、本発明の実施形態にかかる可変容量圧縮機を図面を参照しつつ説明する。

まず、図１〜５を参照しつつ本実施形態の可変容量圧縮機の概略を説明する。図１は可変容量圧縮機の一部破断部を含む全体図、図２は同可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの概略断面図、図３は同アッセンブリの斜板の最大傾斜状態を示す側面図、図４は同アッセンブリの斜板の中間傾斜状態を示す側面図、図５は同アッセンブリの斜板の最小傾斜状態を示す側面図である。

図１に示すように、可変容量圧縮機１は、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の前端面に接合され該シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合され吸入室７および吐出室８を形成するリアハウジング６と、を備えている。これらシリンダブロック２とフロントハウジング４とリアハウジング６とは、複数のスルーボルトによって締結固定される。

バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する吸入孔１１と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２と、を備えている。

バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔１１を開閉する図示せぬ弁機構が設けられ、一方、バルブプレート９のリアハウジング６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬ弁機構が設けられている。

シリンダブロック２およびフロントハウジング４の中心の支持孔１９、２０には軸受１７、１８を介して回転軸１０が軸支され、この回転軸１０がクランク室５内で回転自在となっている。

クランク室５内には、前記回転軸１０に固設された「回転部材」としてのロータ２１と、回転軸１０に摺動自在に装着された「傾動部材」としての斜板２４と、が設けられている。斜板２４は、その中央の貫通孔に回転軸１０が貫通した状態で回転軸１０に装着されることで、回転軸１０の軸心に沿って摺動自在であるとともに軸心に対して傾動自在となっている。なお、この実施形態の斜板２４は、図２に示すように、筒状のハブ２５と、この筒状のハブ２５に固着された円板状の斜板本体２６と、を備えて構成されている。

各シリンダボア３にはピストン２９が摺動自在に収容されており、このピストン２９は半球状の一対のピストンシュー３０、３０を介して斜板２４の外周部に連結されている。

回転部材としてのロータ２１と、傾動部材としての斜板２４と、の間には連結機構４０が介在しており、この連結機構４０によりロータ２１の回転トルクを斜板２４に伝達できるようになっている。

回転軸１０が回転するとこの回転軸１０と一体にロータ２１が回転し、このロータ２１の回転が連結機構４０を介して斜板２４に伝達される。斜板２４の回転は、一対のピストンシュー３０、３０によってピストン２９の往復動に変換され、ピストン２９がシリンダボア３内を往復動する。このピストン２９の往復動により、吸入室７内の冷媒がバルブプレート９の吸入孔１１を通じてシリンダボア３内に吸入されたのち圧縮され、バルブプレート９の吐出孔１２を通じて吐出室８へと吐出される。

前記連結機構４０は、上述のごとくロータ２１の回転を斜板２４に伝達しつつも、図３〜５に示すように斜板２４の傾斜角の変更をガイドする。連結機構４０によって変更ガイドされる斜板２４の傾斜角は、スリーブ２２がリターンスプリング５１に抗してシリンダブロック２から離れる方向に移動すると斜板２４の傾斜角が大きくなり（図３参照）、逆に、スリーブ２２がシリンダブロック２側に近接移動すると斜板２４の傾斜角が小さくなる（図５参照）。例えば、図３に示すように斜板２４の傾斜角が最大の状態で回転軸１０を回転させると、ピストン２９は最大ストロークでピストン運動して圧縮機１の吐出量が最大となるし、逆に図５に示すように斜板２４の傾斜角が最小の状態で回転軸１０を回転させると、ピストン２９は最小ストロークでピストン運動して圧縮機１の吐出量が最小となる。このように斜板２４の傾斜角を変動させることで、ピストン２９のピストンストロークを変更し、圧縮機１の冷媒吐出量を変更する。なお、この実施形態では、回転軸１０の直交面に対する斜板２４の傾斜角が４５°程度でピストンが最大ストロークとなり、０°程度で最小ストロークとなる。また、この実施形態では、斜板２４には、スリーブ２２を介して、回転軸１０に沿う軸方向の双方からリターンスプリング５１、５２の付勢力が付与されており、回転停止時にはこれら付勢力が釣り合う位置で斜板２４の傾斜角が安定する。この例では、回転停止時には最大傾斜角（図３）と最小傾斜角（図５）との中間位置を初期位置として斜板２４が復帰する。

吐出容量の制御
この可変容量圧縮機１では、吐出容量を制御するために、ピストン２９の後面側のクランク室圧Ｐｃとピストン２９の前面側の吸入室圧Ｐｓの差圧（圧力バランス）を調整して斜板２４の傾角を変化させる圧力制御機構が設けられている。圧力制御機構は、クランク室５と吸入室７とを連通する抽気通路（図示せぬ）と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路（図示せぬ）と、この給気通路の途中に設けられ給気通路を開閉制御する制御弁３３と、を備える。

制御弁３３で給気通路を開くと給気通路を通じて吐出室８の冷媒がクランク室５に流れこんでクランク室圧Ｐｃが上昇し、これによりクランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの圧力バランスにより斜板２４の回転軸１０の直交面に対する傾斜角が小さくなる。結果、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。逆に、制御弁３３で給気通路を閉じると抽気通路を通じてクランク室５の冷媒が吸入室７に除々に抜けていくことでクランク室圧Ｐｃが低下し、これによりクランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの圧力バランスにより斜板２４の傾斜角が大きくなる。結果、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増加する。

連結構造
本実施形態では、ロータ２１と斜板２４とは、上述の連結機構４０の他に傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０によって連結されており、次に図６〜図１４を参照しつつロータ２１と斜板２４の連結構造について説明する。

図６は可変容量圧縮機１の回転軸１０とロータ２１と斜板２４を組み立てたアッセンブリの斜視図、図７は図６中のＶＩＩ方向からの側面図、図８は図６中のＶＩＩＩ方向からの側面図、図９は図６中のＩＸ方向からの側面図、図１０は図６中のＸ方向からの側面図、図１１はロータの斜視図、図１２はロータの側面図、図１３は斜板の斜視図、図１４は斜板の側面図である。

連結機構
まず、図６を参照しつつ連結機構４０について説明する。

連結機構４０は、ロータ２１から斜板２４に向けて突設されたアーム４１と、斜板２４からロータ２１に向けて突設されたアーム４３と、を備えている。ロータのアーム４１は軸方向（回転方向Ｒと直交する方向）に延びるスリット４１ｓを有して二股状に形成されており、また、斜板のアーム４３が同じく軸方向（回転方向Ｒと直交する方向）に延びるスリット４３ｓを有して二股状に形成されている。これらスリット４１ｓ、４３ｓに中間リンク４５が摺動自在に嵌合され両アーム２１、２４に中間リンク４５狭持されている。このような回転方向Ｒに沿う狭持構造により、ロータ２１の回転が斜板２４に伝達されるようになっている。

また、中間リンク４５の一端部とロータのアーム４１とが第１のヒンジピン４６で連結されており、また、中間リンク４５の他端部と斜板のアーム４３とが第２のヒンジピン４７で連結されており、これらヒンジピン４６、４７によるヒンジ構造により、図４〜６に示す如く、斜板２４の傾動がガイドされる。

このような連結機構４０により、連結機構４０がある位置が斜板２４の上死点ＴＤＣに対応し、回転軸１０を挟んで連結機構４０の逆側が斜板２４の下死点ＢＤＣに対応することとなる。

圧縮機１の作動時には、連結機構４０は、ロータ２１から斜板２４に回転トルクＦｔを伝達するとともに、ピストン２９からの圧縮反力Ｆｐによって斜板２４からロータ２１に伝達される軸方向荷重を受け、また、最大圧縮反力Ｆｐが連結機構４０が位置する上死点ＴＤＣ位置よりも回転方向Ｒ前側にズレることによって生じる捻れモーメントを受けている。

本実施形態では、この連結機構４０に加わる回転トルクＦｔおよび軸方向荷重および捻れモーメントを、後述する傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０により軽減することで、斜板２４の傾斜角の変更をスムーズにできるようにしてある。以下、図７〜図１４を参照しつつ傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０について説明する。

傾動ガイド部および回転伝達補助部
上述した連結機構４０の回転方向Ｒ前側で且つ連結機構４０よりも下死点ＢＤＣ側には、連結機構４０と離間して、傾動ガイド部６０が設けられており、また連結機構４０の回転方向Ｒ後側で且つ連結機構４０よりも下死点ＢＤＣ側には、連結機構４０に離間して、回転伝達補助部７０が設けられている。

傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にあり、互いに回転軸１０を挟んで正反対に位置し、互いに鏡面対称に設けられている。

傾動ガイド部６０は、ロータ２１および斜板２４のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部としての突部６１、６３を備えて構成されており、また、回転伝達補助部７０も、ロータ２１および斜板２４のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部としての突部７１、７３を備えて構成されている。

傾動ガイド部６０も回転伝達補助部７０も、ロータ２１から突設された突部６１、７１に、斜板２４から突設された突部６３、７３の先端部の移動軌跡に沿って形成された傾斜面６１ａ、７１ａを備える。これにより、斜板２４を連結機構４０のガイドによって傾斜角を変更すると、いずれの傾斜角においても斜板２４の突部６３、７３がロータの突部６１、７１の傾斜面６１ａ、７１ａに摺動接触するようになっている（図３〜５参照）。なお、いずれの傾斜面６１ａ、７１ａも、上死点ＴＤＣ側に向いている。このような構成により、これら傾動ガイド部６０と回転伝達補助部７０は、いずれも連結機構４０の傾動ガイドを補助するように、斜板２４の傾斜角の変更をガイドする。より具体的には、これら傾動ガイド部６０と回転伝達補助部７０は、連結機構４０の傾動ガイドを補助することで、斜板２４がいずれの傾斜角にあっても連結機構４０に加わる軸方向荷重を分散している。

また、回転伝達補助部７０はロータの突部７１が斜板の突部７３より回転方向Ｒ後側に配置されることで、ロータ２１の回転トルクを斜板２４に伝達する回転伝達補助機能を備えることとなる。そのため、従来構造では連結機構４０のみで担っていた回転トルク伝達を、回転伝達補助部７０が分担して、連結機構４０に加わる回転トルクを低減している（図９参照）。

一方、傾動ガイド部６０はロータの突部６１が斜板の突部６３より回転方向Ｒ前側に配置されることで、ロータ２１の回転トルクを斜板２４に伝達する機能は備えない。しかし傾動ガイド部６０は、上死点位置となる連結機構４０よりも回転方向Ｒ前側にあるため、連結機構４０よりも回転方向Ｒ前側に加わる最大圧縮反力Ｆｐを受け、これにより、従来構造では連結機構４０に加わっていた捻れモーメントを、低減している（図７参照）。

以上のように、本実施形態では、連結機構４０に加わる回転トルクおよび捻れモーメントを、傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０により軽減することで、連結機構４０への負荷を軽減するとともに連結機構４０に生じるこじれを防止して斜板２４の傾斜角の変更がスムーズになる。

また、本実施形態では、連結機構４０に加えて傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０を付加したことにより、傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０を備えてない構造に比べ、重量バランスが向上する。図１５は、回転軸１０の軸心１０ｓに対するアッセンブリの重心位置のズレ量を示すグラフであって、グラフ中、実線が本実施形態のアッセンブリを示し、点線が比較例のアッセンブリを示すもので本実施形態のアッセンブリから傾動ガイド部６０および回転伝達補助部７０を取り除いた比較例を示すものである。図１５に示すように、斜板２４の傾斜角度を変更しても本実施形態のアッセンブリの重心位置が回転軸１０の軸心１０ｓに近くにあり、重量バランスが向上していることが分かる。

「効果」
以下、本実施形態の効果を列挙する。

まず第１に、この実施形態の可変容量圧縮機１は、回転軸１０に固定されて一体に回転する回転部材としてロータ２１と、回転軸１０に摺動自在に取り付けられるとともに回転軸１０に対して傾斜自在に取り付けられた傾動部材としての斜板２４と、斜板２４の上死点ＴＤＣに対応する位置でロータ２１と斜板２４とを連結して、回転方向Ｒに向けた狭持構造によってロータ２１の回転を斜板２４に伝達するとともに斜板２４の傾動をガイドする連結機構４０と、ロータ２１と斜板２４との間において連結機構４０よりも回転方向Ｒ前側に設けられ、斜板２４の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド部６０と、を備える。

そのため、連結機構４０よりも回転方向Ｒ前側に設けられた傾動ガイド部６０で、斜板２４に作用する軸方向荷重Ｆｐを受けとめることができる。つまり、連結機構４０が位置する上死点ＴＤＣ位置よりも回転方向Ｒ前側に偏って圧縮反力Ｆｐが加わってても、傾動ガイド部６０で、この偏った圧縮反力Ｆｐを傾動ガイド部６０で受けとめることができる。そのため、連結機構４０にねじれモーメントが小さくなり、連結機構４０に生じるこじれが抑制される。これにより、斜板２４の傾斜角の変更がスムーズになり、制御性が良好となる。また、連結機構４０の寿命も延びる。

第２に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、傾動ガイド部６０は、連結機構４０よりも下死点ＢＤＣ側に設けられている。

そのため、傾動ガイド部６０が連結機構４０よりも下死点ＢＤＣ側に設けられているため、上死点ＴＤＣ側に偏りやすい重心を下死点ＢＤＣ側に移動させることができ、これにより、ロータ２１および斜板２４のバランスがよくなる。

第３に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、傾動ガイド部６０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にある。そのため、重量バランスがさらに向上する。

第４に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、傾動ガイド部６０は、ロータ２１および斜板２４のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部６１、６３である。そのため、傾動ガイド部の構造が簡素となる。

第５に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、ロータ２１と斜板２４との間に設けられ、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する回転伝達補助部７０を、さらに備える。そのため、連結機構４０で伝達する回転トルクが小さくなる。これにより斜板２４の傾斜角の変更がスムーズになり、制御性が良好となる。また、連結機構４０の寿命も延びる。

第６に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、ロータ２１と斜板２４との間において回転方向Ｒ後側に設けられ、斜板２４の傾斜角の変更をガイドする回転伝達補助部７０を、さらに備える。

つまり、回転伝達補助部７０は、ロータ２１と斜板２４との間において連結機構４０よりも回転方向Ｒ後側に設けられ且つ斜板２４の傾斜角の変更をガイドするように構成されているため、ロータ２１の回転を斜板２４に伝達する付随機能も有することとなる。そのため、連結機構４０で伝達する回転トルクが小さくなる。また、回転伝達補助部７０が連結機構４０よりも回転方向Ｒ後側に設けられているため、連結機構４０よりも回転方向Ｒ前側に設けられた傾動ガイド部６０と重量バランスが取れる。これにより、ロータ２１および斜板２４の重量バランスがさらに良好となる。

また、傾動ガイド部６０と連結機構４０と回転伝達補助部７０によって、回転軸１０を中央にして３角形が形成されることとなる。つまり、斜板２４がロータ２１に対して、傾動ガイド部６０と連結機構４０と回転伝達補助部７０によって３点支持されることで、斜板２４の支持状態が安定する。

第７に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、回転伝達補助部７０は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの略中間点にある。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。

第８に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、傾動ガイド部６０と回転伝達補助部７０とは回転軸１０を挟んで正反対に位置する。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。

第９に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、傾動ガイド部６０と回転伝達補助部７０とは回転軸１０を挟んで鏡面対称に設けられている。そのため、さらにロータ２１および斜板２４の重量バランスが良好となる。しかも対称形状であるため、製造が容易となる。

第１０に、本実施形態の可変容量圧縮機１は、回転伝達補助部７０は、ロータ２１および斜板２４のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部７１、７３である。そのため、回転伝達補助部７０の構造が簡素となる。

第１１に、連結機構４０は、ロータ２１から斜板２４に向けて突設され且つスリット４１ｓを隔てて二股状に形成されたアーム４１と、斜板２４からロータ２１に向けて突設され且つスリット４３ｓを隔てて二股状に形成されたアーム４３と、両アーム４１、４３のスリット４１ｓ、４３ｓ内に挿入されて両アーム４１、４３と回転方向Ｒに重なりあう中間リンク４５と、ロータ２１のアーム４１と中間リンク４５とを連結する第１のヒンジピン４６と、斜板２４のアーム４３と中間リンク４５とを連結する第２のヒンジピン４７と、を備えて構成されている。そのため、狭持構造を備える連結機構４０を簡素に構成できる。

なお、連結機構４０は、回転方向Ｒに沿う狭持構造を備えてロータ２１の回転を斜板２４伝達するとともに斜板２４の傾動をガイドするものであれば、上述の実施形態に限定されるものではなくその他の構成を採用してもよい。

例えば、二股状に形成されるのは中間リンク４５であって、この中間リンク４５に、ロータ２１およびまたは斜板２４が狭持される構造であってもよい。例えば、特許文献２、３などがこの構造に相当する。

また、連結機構は、ロータ２１から斜板２４に向けて突設されたアームと、斜板２４からロータ２１に向けて突設され且つロータのアームと回転方向Ｒに向けて重なりあうアームと、両アームの一方に設けられた円弧状の長孔と、両アームの他方に固定され且つ長孔に挿入されたピンと、を備え、ロータのアームが斜板のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であるか斜板のアームがロータのアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状である構造であってもよい。

また、連結機構は、図１６〜図１８に示す如くロータ１０３から斜板１０１に向けて突設されたアーム１０４と、斜板１０１からロータ１０３に向けて突設されたアーム１０２と、を有し、ロータのアーム１０４が斜板のアーム１０２を摺動自在に狭持するスリット１０６を備えた二股状であるか斜板のアーム１０２がロータのアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であることで、ロータのアーム１０４と斜板のアーム１０２とが回転方向Ｒに重なり合うものであり、且つ、ロータのアーム１０４または斜板のアーム１０２の基端部に、斜板のアーム１０２またはロータのアーム１０４の先端部と当接して、斜板に作用する軸方向荷重を受けとめるとともに斜板１０１の回転軸１０に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面１０５を備えて構成されていてもよい。

また、連結機構は、回転方向Ｒに沿う狭持構造を備えてロータ２１の回転を斜板２４伝達するとともに斜板２４の傾動をガイドするものであれば、その他の構造を採用してよい。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはない。

例えば上述の実施形態では、斜板２４は略球状のスリーブを介して回転軸１０に装着されていてもよいし、また斜板２４はスリーブを介さず直接回転軸１０に装着されていてもよい。

また、上述実施形態ではスワッシュ式の斜板を用いているが本発明ではウォボル式の斜板を用いてもよいし、本発明の技術的範囲に属する限りその他の種々の態様で本発明は実施し得る。

図１は本発明の一実施形態にかかる可変容量圧縮機の一部破断部を有する全体部。 図２は同可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの概略断面図。 図３は同アッセンブリの最大ストローク状態を示す側面図。 図４は同アッセンブリの中間ストローク状態を示す側面図。 図５は同アッセンブリの最小ストローク状態を示す側面図である。 図６は可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの斜視図。 図７は図６中のＶＩＩ方向からの側面図。 図８は図６中のＶＩＩＩ方向からの側面図。 図９は図６中のＩＸ方向からの側面図。 図１０は図６中のＸ方向からの側面図。 図１１は同可変容量圧縮機のロータの斜視図。 図１２は同可変容量圧縮機のロータの側面図。 図１３は同可変容量圧縮機の斜板の斜視図。 図１４は同可変容量圧縮機の斜板の側面図である。 図１５は回転軸の軸心に対するアッセンブリの重心位置のズレ量を示すグラフであって、本実施形態と、傾動ガイド部および回転伝達補助部を備えない比較例と、を比較する図。 図１６は一従来例の可変容量圧縮機の回転軸とロータと斜板を組み立てたアッセンブリの側面図。 図１７は図１６中のＸＶＩＩ方向からみた側面図。 図１８の図１７において大きな圧縮反力が加わった際の状態を示す側面図。

符号の説明

１…可変容量圧縮機
１０…回転軸
２１…ロータ（回転部材）
２４…斜板（傾動部材）
４０…連結機構
４１…アーム（回転部材のアーム）
４１ｓ…スリット
４３…アーム（傾動部材のアーム）
４３ｓ…スリット
４５…中間リンク
４６…第１のヒンジピン
４７…第２のヒンジピン
６０…傾動ガイド部
６１、６３…突部（当接部）
７０…回転伝達補助部
７１、７３…突部（当接部）
１０１…斜板（傾動部材）
１０２…アーム
１０３…ロータ（回転部材）
１０４…アーム
Ｆｐ…圧縮反力
ＴＤＣ…上死点
ＢＤＣ…下死点

Claims (14)

1. 回転軸（１０）に固定されて一体に回転する回転部材（２１）と、
   前記回転軸（１０）に傾斜自在に取り付けられた傾動部材（２４）と、
   前記傾動部材（２４）の上死点に対応する位置で前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）とを連結して、回転方向（Ｒ）に向けた狭持構造によって前記回転部材の回転を前記傾動部材に伝達するとともに前記傾動部材の傾動をガイドする連結機構（４０）と、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間において前記連結機構（４０）よりも回転方向（Ｒ）前側に設けられ、前記傾動部材（２４）の前記回転軸（１０）に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド部（６０）と、を備え、
   前記傾動ガイド部（６０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）のそれぞれに設けられ、且つ互いに当接する当接部としての突部（６１、６３）を備え、
   前記突部（６１）に、前記突部（６３）の先端部の移動軌跡に沿って形成された傾斜面（６１ａ）を備え、前記傾動部材（２４）の傾斜角を変更すると、前記突部（６３）が前記突部（６１）の傾斜面（６１ａ）に摺動接触することを特徴とする可変容量圧縮機。
2. 請求項１に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記傾動ガイド部（６０）は、前記連結機構（４０）よりも、前記回転軸（１０）を挟んで前記連結機構（４０）と反対位置となる前記傾動部材（２４）の下死点（ＴＤＣ）側に、設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機。
3. 請求項２に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記傾動ガイド部（６０）は、前記上死点（ＴＤＣ）と前記下死点（ＢＤＣ）との略中間点にあることを特徴とする可変容量圧縮機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記傾動ガイド部（６０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部（６１、６３）であることを特徴とする可変容量圧縮機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間に設けられ、前記回転部材（２１）の回転を前記傾動部材（２４）に伝達する回転伝達補助部（７０）を、さらに備えることを特徴とする可変容量圧縮機。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記回転部材（２１）と前記傾動部材（２４）との間において前記連結機構（４０）よりも回転方向（Ｒ）後側に設けられ、前記傾動部材（２４）の傾斜角の変更をガイドする回転伝達補助部（７０）を、さらに備えることを特徴とする可変容量圧縮機。
7. 請求項６に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記回転伝達補助部(７０)は、前記上死点（ＴＤＣ）と前記下死点（ＢＤＣ）との略中間点にあることを特徴とする可変容量圧縮機。
8. 請求項７に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記傾動ガイド部（６０）と前記回転伝達補助部（７０）とは前記回転軸（１０）を挟んで正反対に位置することを特徴とする可変容量圧縮機。
9. 請求項７に記載の可変容量圧縮機であって、
   前記傾動ガイド部（６０）と前記回転伝達補助部（７０）とは前記回転軸（１０）を挟んで鏡面対称に設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機。
10. 請求項５〜９のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記回転伝達補助部（７０）は、前記回転部材（２１）および前記傾動部材（２４）のそれぞれに設けられ且つ互いに当接する当接部（７１、７３）であることを特徴とする可変容量圧縮機。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記連結機構（４０）は、前記回転部材（２１）から前記傾動部材（２４）に向けて突設されたアーム（４１）と、前記傾動部材（２４）から前記回転部材（２１）に向けて突設されたアーム（４３）と、前記両アーム（４１、４３）と回転方向（Ｒ）に重なりあう中間リンク（４５）と、前記回転部材（２１）のアーム（４１）と前記中間リンク（４５）とを連結する第１のヒンジピン（４６）と、前記傾動部材（２４）のアーム（４３）と前記中間リンク（４５）とを連結する第２のヒンジピン（４７）と、を備え、前記中間リンク（４５）と、前記回転部材（２１）およびまたは前記傾動部材（２４）と、は回転方向（Ｒ）に沿う狭持構造によって前記回転方向（Ｒ）に重なりあっていることを特徴とする可変容量圧縮機。
12. 請求項１１に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記連結機構（４０）は、前記回転部材（２１）から前記傾動部材（２４）に向けて突設され且つスリット（４１ｓ）を隔てて二股状に形成されたアーム（４１）と、前記傾動部材（２４）から前記回転部材（２１）に向けて突設され且つスリット（４３ｓ）を隔てて二股状に形成されたアーム（４３）と、前記両アーム（４１、４３）のスリット（４１ｓ、４３ｓ）内に挿入されて前記両アーム（４１、４３）と回転方向（Ｒ）に重なりあう中間リンク（４５）と、前記回転部材（２１）のアーム（４１）と前記中間リンク（４５）とを連結する第１のヒンジピン（４６）と、前記傾動部材（２４）のアーム（４３）と前記中間リンク（４５）とを連結する第２のヒンジピン（４７）と、を備えて構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
13. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記連結機構は、前記回転部材（２１）から前記傾動部材（２４）に向けて突設されたアームと、前記傾動部材（２４）から前記回転部材（２１）に向けて突設され且つ前記回転部材のアームと回転方向（Ｒ）に向けて重なりあうアームと、前記両アームの一方に設けられた円弧状の長孔と、前記両アームの他方に固定され且つ前記長孔に挿入されたピンと、を備え、前記回転部材のアームが前記傾動部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であるか前記傾動部材のアームが前記回転部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であることを特徴とする可変容量圧縮機。
14. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変容量圧縮機であって、
    前記連結機構は、前記回転部材（１０３）から前記傾動部材（１０１）に向けて突設されたアーム（１０４）と、前記傾動部材（１０１）から前記回転部材（１０３）に向けて突設されたアーム（１０２）と、を有し、前記回転部材のアーム（１０４）が前記傾動部材のアーム（１０２）を摺動自在に狭持するスリット（１０６）を備えた二股状であるか前記傾動部材のアーム（１０２）が前記回転部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状であることで、前記回転部材のアーム（１０４）と前記傾動部材のアーム（１０２）とが回転方向（Ｒ）に重なり合うものであり、且つ、前記前記回転部材のアーム（１０４）または前記傾動部材のアーム（１０２）の基端部に、前記傾動部材のアーム（１０２）または前記回転部材のアーム（１０４）の先端部と当接して、前記傾動部材に作用する軸方向荷重を受けとめるとともに前記傾動部材（１０１）の前記回転軸（１０）に対する傾斜角の変更をガイドする傾動ガイド面（１０５）を備えて構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
    

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