JP6032146B2 - 両頭ピストン型斜板式圧縮機 - Google Patents
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Description
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図7にしたがって説明する。なお、両頭ピストン型斜板式圧縮機(以下、単に「圧縮機」と記載する)は車両に搭載されている。
図4に示すように、圧縮機10においては、両頭ピストン25から斜板23に対して圧縮反力P1,P2が作用する。この圧縮反力P1,P2は、斜板23の傾角を変更させるように斜板23に対して作用する。斜板23の傾角が最大傾角θmaxと最小傾角θminとの間の状態では、圧縮反力P1の方が圧縮反力P2よりも大きくなる。斜板23は、圧縮反力P1,P2を受けることによって、回転軸21の径方向(図4の上方向)に移動しようとする。このとき、斜板23から当接ピン43を介して回転軸21の案内面44に力F1が作用する。すなわち、当接ピン43は回転軸21に支持される支持部材である。
ここで、例えば、斜板23の最大傾角θmax時において斜板23の中心Oが回転軸21の中心軸線Lよりも当接ピン43とは反対側に位置するとともに、斜板23の最小傾角θmin時において斜板23の中心Oと回転軸21の中心軸線Lとが一致するように当接ピン43が案内面44によって案内される場合を考える。この場合、斜板23の傾角の変更の途中で、斜板23の中心Oが回転軸21の中心軸線Lから回転軸21を挟んで当接ピン43とは反対側へ大きく離間してしまう。
(1)回転軸21から斜板23に対して作用する反力F2を受ける当接ピン43が、回転軸21の軸方向において斜板23に対して後方側に配置されている。すなわち、当接ピン43は、回転軸21の軸方向において駆動力伝達部材31から斜板23を挟んで反対側に配置されている。これによれば、回転軸21から斜板23に対して反力F2が作用する部位を、駆動力伝達部材31と斜板23との連結部位から極力遠ざけることができる。よって、駆動力伝達部材31と斜板23との連結部位を中心とした斜板23に対する力のモーメントの釣り合いを考えると、斜板23に対して作用する反力F2を極力小さくすることができるため、斜板23の傾角の変更をスムーズに行うことができる。さらに、当接ピン43が、回転軸21の軸方向において駆動力伝達部材31及び移動体32から斜板23を挟んで反対側に配置されている。このため、当接ピン43が、回転軸21の軸方向において斜板23に対して前方側に配置されている場合に比べると、両頭ピストン25が往復動を行う領域よりも回転軸21の径方向内側のスペースに必要となる駆動力伝達部材31及び移動体32の収容スペースをコンパクト化することができる。その結果、圧縮機10の体格の大型化を抑制しつつも、斜板23の傾角の変更をスムーズに行うことができる。
以下、本発明を具体化した第2の実施形態を図8〜図10にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
当接ピン43と傾斜部44aとの接触部においては、斜板23から当接ピン43を介して傾斜部44aに法線方向の力F3が作用する。そして、傾斜部44aと当接ピン43との接触部においては、力の釣り合いの関係により、傾斜部44aに作用する法線方向の力F3の反力である力F4が、傾斜部44aから当接ピン43を介して斜板23に作用する。この斜板23に作用する力F4は、移動体32の移動方向に直交する方向(垂直方向)の成分を有する力F4yと、移動体32の移動方向(水平方向)の成分を有する力F4xとに分解される。
(3)案内面44は、斜板23の傾角が最小傾角θminから増大する方向に移動体32が移動するにつれて、当接ピン43が回転軸21の中心軸線Lから離間するように案内される傾斜部44aを有している。傾斜部44aは、斜板23の傾角が増大する方向に移動体32が移動するにつれて、回転軸21の中心軸線Lに対する傾斜角度が漸減していく。これによれば、傾斜部44aと当接ピン43との接触部において作用する移動体32の移動方向の成分を有する力F4xは、傾斜部44aから当接ピン43及び斜板23を介して移動体32に伝達される。この移動体32に伝達された移動体32の移動方向の成分を有する力F4xは、斜板23の傾角が最小傾角θminから増大する方向に移動体32が移動する際に、移動体32の移動を妨げる力となり得る。よって、制御圧室35の圧力を比較的大きくしなければ、移動体32の移動を行うことができなくなる。その結果、最小傾角θmin付近の斜板23の傾角の制御を行う際に必要となる制御圧室35の圧力が吸入圧を下回ってしまうことを抑制することができ、最小傾角θmin付近の斜板23の傾角の制御性を向上させることができる。
以下、本発明を具体化した第3の実施形態を図11及び図12にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
対となる第1シリンダボア12a及び第2シリンダボア13a内に両頭ピストン25が往復動可能に収容されている構成においては、両頭ピストン25から斜板23に対して作用する圧縮反力P1,P2は、斜板23の傾角を減少させようとする。
(6)斜板23の傾角変更に伴い、回転軸21の中心軸線Lに対するガイド面31cの傾斜角度が変化している。これによれば、両頭ピストン25から斜板23に対して作用する斜板23の傾角が減少する方向への力を受け止められることができるように、回転軸21の中心軸線Lに対するガイド面31cの傾斜角度を変化させることで、両頭ピストン25から斜板23に対して作用する斜板23の傾角が減少する方向への力を低減することができる。その結果、制御圧室35の圧力を大きくしていくだけで、斜板23の傾角が、最小傾角θminから最大傾角θmaxまで増加するように設定することができる。
○ 上記各実施形態において、案内面44が傾斜部44aを有しており、且つガイド面31cが、斜板23の傾角変更に伴い、回転軸21の中心軸線Lに対する傾斜角度が変化していてもよい。
Claims (4)
- ハウジングを形成する一対のシリンダブロックには第1シリンダボアと第2シリンダボアとがそれぞれ形成されており、対となる前記第1シリンダボアと前記第2シリンダボアとには、両頭ピストンが往復動可能に収容されており、クランク室には、回転軸に一体回転可能に固定される駆動力伝達部材と、該駆動力伝達部材を介して前記回転軸から駆動力を得て回転するとともに前記回転軸に対する傾角が変更される斜板とが収容されており、前記斜板には、前記斜板の傾角を変更可能な移動体が連結されており、前記斜板に係留された前記両頭ピストンが前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する両頭ピストン型斜板式圧縮機であって、
前記駆動力伝達部材及び前記移動体は、前記回転軸の軸方向において前記斜板に対して一方側に配置され、前記ハウジング内には、制御ガスが導入されて内部の圧力が変更されることで前記移動体を前記回転軸の軸方向に移動させる制御圧室が、前記移動体により区画され、
前記斜板には、前記回転軸の軸方向において前記斜板に対して他方側で前記回転軸に支持される支持部材が設けられており、
前記斜板は、前記駆動力伝達部材、前記移動体及び前記支持部材を介して前記回転軸に支持されて、前記回転軸に対する傾角が規定されることを特徴とする両頭ピストン型斜板式圧縮機。 - 前記回転軸は、前記斜板の最大傾角時において前記斜板の中心と前記回転軸の中心軸線とが一致するとともに、前記斜板の最小傾角時において前記斜板の中心が前記回転軸の中心軸線よりも前記支持部材側に位置するように、前記斜板の傾角の変更に伴って前記支持部材を案内する案内面を有していることを特徴とする請求項1に記載の両頭ピストン型斜板式圧縮機。
- 前記案内面は、前記斜板の傾角が最小傾角から増大する方向に前記移動体が移動するにつれて、前記支持部材が前記回転軸の中心軸線から離間するように案内される傾斜部を有し、
前記傾斜部は、前記斜板の傾角が増大する方向に前記移動体が移動するにつれて、前記回転軸の中心軸線に対する傾斜角度が漸減していくことを特徴とする請求項2に記載の両頭ピストン型斜板式圧縮機。 - 前記斜板には前記駆動力伝達部材に向けて突出する突起が設けられており、
前記駆動力伝達部材は、前記突起が摺接可能なガイド面を有しており、
前記斜板の傾角変更に伴い、前記回転軸の中心軸線に対する前記ガイド面の傾斜角度が変化することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の両頭ピストン型斜板式圧縮機。
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