JPH0229876B2 - Shujikuokatamochishijishitakaitenshabanshikiatsushukuki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転斜板式圧縮機に関し、特に、主軸
を片持支持した構造のこの種圧縮機の改良に関す
るものである。

〔従来技術〕

主軸を片持支持した構成の回転斜板式圧縮機は
米国特許第3552886号や第3712759号、実公昭58−
1671号や特開昭55−29040号等で公知である。

第５図を参照して、この種の圧縮機の典型的な
構造を説明する。

第５図において、円筒状のケーシング１０は一
端に嵌合固定されたシリンダブロツク１１と他端
に固定されたフロントハウジング１２との間に、
潤滑油の貯留室を兼ねたクランク室１３を形成し
ている。このクランク室１３内に配置された回転
斜板であるくさび形のロータ１４は、フロントハ
ウジング１２の中央部にラジアルニードル軸受１
５を介して回転自在な状態で挿通された主軸１６
に固定され、かつフロントハウジング１２にスラ
ストニードル軸受１７を介して対向している。

クランク室１３内にはまた、ロータ１４の傾斜
面にスラストニードル軸受１８を介して対向した
リング状の揺動板１９が配置されており、この揺
動板１９は揺動中心軸体２０の先端に、回転自在
な鋼球２１を介して揺動自在に受けられている。
揺動中心軸体２０はシリンダブロツク１１の中央
孔２２に嵌合されたもので、軸方向では可動であ
るが回転は阻止されており、穴２０ａに嵌合され
たばね２３によつて揺動板１９に向けて付勢され
ている。このときのばね２３の付勢力は、中央孔
２２にねじ込まれたねじ体２４を回すことによつ
て調整されうる。

揺動中心軸体２０はまた先端に傘歯車２０ｂを
有しており、この傘歯車２０ｂが揺動板１９に固
着された傘歯車２５に噛合うことにより、揺動板
１９の回転を阻止している。

さらにシリンダブロツク１１には複数のシリン
ダ２６が形成されており、それらのシリンダ２６
の夫々にはピストン２７が摺動自在に夫々挿入さ
れている。そしてこれらのピストン２７をロツド
２８にて揺動板１９の周辺近傍部分に連結してあ
る。なおロツド２８と揺動板１９との結合、およ
びロツド２８とピストン２７との結合は、いずれ
も球関節継手にて行わせてある。

またシリンダブロツク１１の一端にはガスケツ
ト（図示せず）および弁板アセンブリ２９を介し
てシリンダヘツド３０が重ね合わされ、かつボル
ト３１によつてそこに固定されている。シリンダ
ヘツド３０は、外周辺近傍部分に吸入室３２を、
中央部に吐出室３３を有している。弁板アセンブ
リ２９は、シリンダ２６の夫々を吸入室３２に連
通させる吸入口３４とシリンダ２６の夫々の吐出
室３３に連通させる吐出口３５とを有する弁板、
吸入口３４のシリンダ２６側に設けた可撓性の吸
入弁、および吐出口３５の吐出室３３側に設けた
可撓性の吐出弁を、固定ボルト３６にて一体に固
定したものである。なお３７は吐出弁の過度な撓
みを防止する弁押えであつて、これも固定ボルト
３６にて弁板アセンブリ２９に一体に固定されて
いる。

上述した構造において、主軸１６を適当な回転
駆動手段にて回転させると、クランク室１３内で
ロータ１４が回転し、このロータ１４の傾斜面に
従つて揺動板１９が鋼球２１を中心として回転す
ることなく揺動するため、それに基いて複数のピ
ストン２７がシリンダ２６内で時差をもつて往復
摺動し、その結果として吸入室３２の流体を吸入
口３４を通してシリンダ２６内に吸込みかつ吐出
口３５を通して吐出室３３に排出する。実際に
は、シリンダヘツド３０に設けた吸入ポート３８
と吐出ポート（図示せず）との間に冷却回路を接
続して使用されるため、この冷却回路中の冷媒が
擬縮・蒸発を繰返しつつ循環することとなる。

なお、ばね２３の付勢力は、スラストニードル
軸受１７、ロータ１４、スラストニードル軸受１
８、揺動板１９、傘歯車２５、鋼球２１、揺動中
心軸体２０のそれぞれの間に適当な軸方向すきま
を保証するように、ねじ体２４で調整されるとと
もに、温度変化による寸法変化や各部品の加工寸
法誤差による各部品の軸方向移動を吸収する作用
をなす。

〔発明の解決すべき問題点〕

上述した構成の回転斜板式圧縮機は、例えば、
カークーラー用の冷媒圧縮機として用いられ、通
常の使用においては、充分な寿命を達成してい
る。しかしながら、酷暑下での長時間運転のよう
な過酷な条件下での使用においては、転動部ある
いは摺動部の焼付き現象が発生して、充分な長寿
命が保証できないという欠点が有る。

この焼付きの原因の究明にあたつたところ、ロ
ータ１４のスラストニードル軸受の当り面に剥離
が生じており、その破片が転動部や摺動部に損傷
を与え、最終的に焼付きに至ることが判明した。
そして、これはロータ１４のスラスト面がスラス
トニードル軸受１７と一様に接触せず、偏当りと
なつていることに起因することが判明した。

このような偏当りは次のような原因によるもの
と考えられ、第６図をも参照して説明する。ロー
タ１４に作用する外力は、ピストン２７による圧
縮にもとづいて、総ガス圧F₁と、ばね２３によ
る付勢力F₂である。総ガス圧F₁は、第６図に示
すように、上死点にあるピストンのピストンロツ
ド２８との接続点近傍のＡ点で作用する。即ち、
ロータ１４の軸方向厚みの大の方の外周部近傍で
ある。このロータ１４のＡ点側をロータの上死点
側と呼ぶことにする。付勢力F₂はロータ１４の
中心に加わる。

ところが総ガス圧F₁および付勢力F₂は、とも
にロータの傾斜面に作用しているので、ロータの
上死点側の方向、即ち径方向の分力F₃、F₄をそ
れぞれ生ずることになる。

軸方向の押付力（F₁＋F₂）に抗してスラスト
ニードル軸受１７から反作用力F₅が発生して、
軸方向の力は釣合うが、径方向の合力（F₃＋F₄）
に釣合う力は無いので、ロータ１４は上死点側の
スラストニードル軸受１７との接点Ｂの周りに第
６図で左周りのモーメントを受ける。この結果、
ロータ１４は、その上死点側と中心に関して反対
側の下死点側でスラストニードル軸受１７から、
浮き上がる。

このようにして、ロータ１４がモーメントによ
り、下死点側でスラストニードル軸受１７から浮
き上がることによつて、そのスラスト面も、θ₁だ
けスラストニードル軸受面に対して傾斜すること
になる。この結果、ロータの上死点側におけるス
ラストレース面の径方向外側がスラストニードル
軸受１７のクラウン部に当る。この当接力は総ガ
ス力がF₁が大となると大きいので、圧縮機の高
負荷運転によつて剥離が生じ易くなる。

本発明は、このような知見にもとづいて、過酷
な条件下での圧縮機の運転においても、ロータと
スラストニードル軸受の偏当りがなく、これによ
つて、過酷な条件下での使用においても、充分な
寿命を実現できる圧縮機を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、フロントハウジングにラジアルニー
ドル軸受を介して回転可能に主軸を支持し、主軸
のクランク室内の端部にくさび形回転斜板を取り
付け、該回転斜板をフロントハウジング内面にス
ラストニードル軸受を介してスラスト支持し、該
回転斜板の傾斜面上に相対回転可能に押圧された
揺動板を介してピストンを往復動させるようにし
た主軸を片持支持した回転斜板式圧縮機におい
て、上記回転斜板の上記スラストニードル軸受に
当接するレース面が少なくともピストンの上死点
側に対応する部分において外側に向かつて該スラ
ストニードル軸受から離れるようにわずかに傾斜
したテーパー面として形成されていることを特徴
とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、圧縮機が動作して、ガス圧が
回転斜板に加わると、それによる回転モーメント
により、前述と同じ理由で回転斜板の上死点側と
中心に関して反対側が浮き上がる。しかし、ガス
圧の回転斜板の傾斜面での分力により、回転斜板
はその上死点側に押されるので、回転斜板の上死
点側においては、傾斜したスラストレースのテー
パ面がスラストニードル軸受に一様に接触するこ
とになる。この結果、過酷な条件下でも、回転斜
板のスラストニードル軸受との偏当りがなくな
り、従来のような剥離現象が防止される。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

第１図を参照して、本発明の要部である、フロ
ントハウジング１２、ロータ１４、ラジアルニー
ドル軸受１５、主軸１６およびスラストニードル
軸受１７の部分のみの実施例が示されている。圧
縮機の残りの部分は第５図に示すもの、あるい
は、主軸を片持とした回転斜板式のものと同一で
良いので、ここでは、図示説明を省略する。

ロータ１４と主軸１６との結合は、ロータ１４
のフロントハウジング１２の内面に平行な平面
ST（スラスト支持面と呼ぶことにする）と主軸の
中心軸線とが、直角となるようにされている。一
方、従来、ロータ１４のスラストレース面は、こ
のスラスト支持面ST上に存在していた。これに
対し、この実施例では、本発明に従つてフロント
ハウジング１２に取り付けられたスラストニード
ル軸受１７に当接するロータ１４のスラストレー
ス面が、上死点側の部分において、第２図の拡大
図に良く示されるように、半径方向外向きにスラ
ストニードル軸受１７から除々に離れるように傾
斜したテーパ面１４ａに形成されている。この傾
斜角度は、θ₁に設定されている。

ここで、主軸と、スラストレーステーパ面の傾
斜角θ₁は約0.5゜程度である。

この構成によるときは、圧縮機が動作して、ガ
ス圧がロータ１４に加わると、ロータ１４を上死
点側の方向に移動させる力とそれによる回転モー
メントが発生する。これにより、スラストレース
のテーパ面１４ａは上死点側において、スラスト
ニードル軸受１７に大きく偏当りすることなく押
付けられる。従つて、高圧負荷の状態での長時間
運転のような過酷な条件下においても、剥離の恐
れがない。

この動作状態を第３図および第４図を参照して
説明する。従来例と同様に、圧縮機動作状態で、
ロータ１４に加わる外力は、総ガス圧F₁と、軸
方向付勢力F₂である。このF₁とF₂により、第６
図と同様に上死点側の方向に分力F₃、F₄が作用
する。これによりロータ１４は主軸１６と一緒に
上死点側の方向に（F₃＋F₄）の力で、押される
とともに、このF₃、F₄により上死点側における
スラストニードル軸受１７との接点部を中心とす
る回転モーメントを受ける。

この回転モーメントによつて、ロータ１４の上
死点側とは中心に関して反対側の部分がやや浮き
上がる。（図では便宜上、大きな角度で示してい
る）ロータ１４のスラストレースのテーパ面１４
ａは、ロータ１４の下死点側の浮き上がりによ
り、第４図に示すように、径方向においてスラス
トニードル軸受けに一様に当ることになる。

スラストレースのテーパ面は、全周にわたつて
設けても良いが、圧縮機の運転中は第３図に示す
ようにロータ下死点側がスラスト軸受けからやや
浮き上がつた状態となるので、上死点側のみに設
ければ充分である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、フロント
ハウジングにラジアルニードル軸受を介して回転
可能に主軸を支持し、主軸のクランク室内の端部
にくさび形回転斜板を取り付け、該回転斜板をフ
ロントハウジング内面にスラストニードル軸受を
介してスラスト支持し、該回転斜板の傾斜面上に
相対回転可能に押圧された揺動板を介してピスト
ンを往復動させるようにした主軸を片持支持した
回転斜板式圧縮機において、上記回転斜板の上記
スラストニードル軸受に当接するレース面が少な
くともピストンの上死点側に対応する部分におい
て、外側に向かつて該スラストニードル軸受から
離れるようにわずかに傾斜したテーパ面としたの
で、回転斜板のスラストレースのテーパ面がスラ
ストニードル軸受けに一様に押圧接触するので、
過酷な条件下での使用においても、ロータのスラ
ストレース面に剥離が発生せず、長寿命化が図ら
れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における要部断面
図、第２図は、第１図のＴ部の拡大図、第３図
は、圧縮機の動作状態下における様子を示す第１
図と同様の要部の断面図、第４図は、第３図のＴ
部の拡大図、第５図は、主軸を片持した回転斜板
式圧縮機の従来例の断面図、第６図は、従来例に
おけるロータに加わる力とそれによるロータとお
よび主軸の様子を示す説明図である。 １２……フロントハウジング、１３……クラン
ク室、１４……ロータ（回転斜板）、１５……ラ
ジアルニードル軸受、１６……主軸、１７……ス
ラストニードル軸受、１９……揺動板、２７……
ピストン、１４ａ……スラストレースのテーパ
面、ST……スラスト支持面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フロントハウジングにラジアルニードル軸受
   を介して回転可能に主軸を支持し、主軸のクラン
   ク室内の端部にくさび形回転斜板を取り付け、該
   回転斜板をフロントハウジング内面にスラストニ
   ードル軸受を介してスラスト支持し、該回転斜板
   の傾斜面上に相対回転可能に押圧された揺動板を
   介してピストンを往復動させるようにした主軸を
   片持支持した回転斜板式圧縮機において、上記回
   転斜板の上記スラストニードル軸受に当接するレ
   ース面が少なくともピストンの上死点側に対応す
   る部分において外側に向かつて該スラストニード
   ル軸受から離れるようにわずかに傾斜したテーパ
   ー面として形成されていることを特徴とする主軸
   を片持支持した回転斜板式圧縮機。