JPH04164167A - 揺動斜板式可変容量圧縮機における揺動斜板の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は揺動斜板式可変容量圧縮機における補動斜板
の支持構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の揺動斜板式可変容量圧縮機として、実開昭６２−
１８３０８２号公報に示すものがある。

この圧縮機では、回転軸に嵌合固定された回転支持体に
対し連結ピンにより回転駆動体を前後方向の傾動可能に
連結し、該回転駆動体には揺動斜板を支持し、複数のシ
リンダボア内に互いに平行に、かつ所定間隔をおいて収
容された複数のピストンと、前記揺動斜板との間にそれ
ぞれ介在されたピストンロッドを介して回転駆動体の回
転運動を各ピストンの往復直線運動に変換するようにな
っている。又、前記回転駆動体及び揺動斜板の傾動動作
を許容するため、前記回転支持体には前記連結ピンを摺
動案内するための長孔が形成されている。

さらに前記連結ピン上の圧縮反力を支持する支持点は、
回転駆動体及び揺動斜板がピストンを上死点（圧縮工程
終了位置）に保持させるトップ位置と対応する位置に設
定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記可変容量圧縮機においては、複数のピストンが揺動
斜板の揺動運動により吸入動作と圧縮動作を順次繰り返
し行うので、全てのピストンがピストンロッドを介して
揺動斜板に作用する各圧縮反力の合力の作用点は、揺動
斜板上のトップ位置ではなく、そのトップ位置からピス
トンを中間圧縮工程に押圧する揺動斜板上に作用する。

そのため、圧縮反力の合力の揺動斜板上の作用点と、連
結ピン上の圧縮反力の支持点とが揺動斜板の回転方向へ
変位するため、揺動斜板に曲げ荷重が作用し、この曲げ
荷重を前記連結ピンで受けたり、前記回転軸に対し回転
駆動体を前後方向の移動可能に係留するためのスリーブ
で受けたりすることに・なる。この結果、前記連結ピン
やスリーブに過大な偏荷重が作用して磨耗するという問
題があり、これに耐えるため揺動斜板及び回転駆動体、
連結ピンあるいはスリーブ等の強度を増大する必要があ
り、圧縮機の軽量化の障害となっていた。

又、回転駆動体は回転軸及び回転支持体とともに一体と
なって回転す′るので、前述した圧縮反力の合力作用点
も回転方向へ移動し、かっこの合力自体はピストンと対
応する位置では強く、各ピストンの間と対応する位置で
は弱くなるため、この合力の強弱の繰り返しにより、回
転駆動体と揺動斜板との間にある両者間の寸法交差の範
囲で振動が繰り返し行われ、騒音の要因となるばかりで
なく、磨耗を促進して耐久性を低下するという問題があ
った。

この発明の目的は上記従来の問題点を解消して、回転支
持体、揺動斜板あるいは両者を連結するヒンジ機構への
圧縮動作時における負荷を軽減して、圧縮機の軽量化を
図るとともに、揺動斜板が受ける合力の強弱による揺動
斜板の振動を低減して、揺動斜板の傾動を円滑に行い、
容量制御性を向上することができる揺動斜板式可変容量
圧縮機における揺動斜板の支持構造を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、ハウジングにクラ
ンク室、吸入室、吐出室及びこれらを接続する複数のシ
リンダボアを区画形成するとともに、前記各シリンダボ
アにそれぞれピストンを往復直線運動可能に収容し、前
記ハウジングに支持した回転軸には回転支持体を同期回
転可能に支持し、該回転支持体にはヒンジ機構を介して
揺動斜板を前後方向の傾動可能に連結し、該揺動斜板と
前記ピストンとの間には、斜板の揺動運動を各ピストン
の往復直線運動に変換するための連結機構を介装し、ク
ランク室内の圧力と吸入圧力との差圧により揺動斜板の
傾斜角を制御して圧縮容量を変化するようにした揺動斜
板式可変容量圧縮機において、前記ヒンジ機構の圧縮反
力の支持点の位置を、ピストンを中間圧縮工程に押圧す
る揺動斜板の範囲と対応する位置に設定するという手段
をとっている。

〔作　用〕

この発明は、回転支持体と揺動斜板のヒンジ機構の圧縮
反力を支持する支持点の位置を、ピストンを中間圧縮工
程に押圧する揺動斜板と対応する範囲に設定したことに
より、圧縮反力の合力の作用点とヒンジ機構の圧縮反力
の支持点との距離が短くなるため、揺動斜板及びヒンジ
機構には圧縮反力の合力に基づく曲は荷重が軽減され、
このため前記揺動斜板及びヒンジ機構への偏荷重が抑制
される。又、揺動斜板が受ける圧縮反力の合力の強弱に
よる揺動斜板の振動が低減され、揺動斜板の傾動を円滑
に行い、容量制御性を向上することができる。

〔実施例〕 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図から第３
図に基づいて説明する。

第３図に示すように、圧縮機全体のハウジングの一部と
なるシリンダブロック１の前後にはフロントハウジング
２及びリヤハウジング３が接合固定されており、シリン
ダブロック１及びフロントハウシング２に回転可能に支
持された回転軸４には回転支持体５が嵌合固定されてい
る。回転支持体５の後面には長孔６ａを形成した支持ア
ーム６が一体に形成され、前記長孔６ａには連結ピン７
がスライド可能に挿通支持されており、該連結ピン７は
回転駆動体８の前面に一体形成した支持アーム９の取付
孔９ａに貫通支持され、該回転駆動体８は連結ピン７を
中心に前後方向へ傾動可能となっている。

この実施例では前記支持アーム６．９及び連結ピン７に
よりヒンジ機構Ｋを構成している。

前記回転軸４には前記回転支持体５の後側に位置するよ
うに円筒状のスリーブ１０がスライド可能に支持され、
該スリーブ１０の左右両側に突設された軸ピン１１．１
１が前記回転駆動体８の内周面に形成した保合孔に係合
されている。これにより回転駆動体８が軸ピン１１．１
１を中心に前後方向へ傾動可能であり、この傾動動作時
に前記連結ピン７が長孔６ａにより案内される。前記回
転駆動体８の後面側にはラジアルベアリング１２及びス
ラストベアリング１３を介して揺動斜板１４が相対回転
可能に支持されている。揺動斜板１４の外周縁部の下部
に対応するボルト１５にはスライダ１６が嵌合支持され
ており、このスライダ１６が揺動斜板１４に対して上下
にスライ可能に嵌入されていて、揺動斜板１４の回動が
阻止される。

クランク室２ａ、リヤハウジング３内の吸入室３ａ及び
及び吐出室３ｂを互いに接続するようにシリンダブロッ
ク１に互いに平行に貫通された複数のシリンダボアｌａ
、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ、ｌｅ内のピストン１７は連結機構
としてのピストンロッド１８を介して揺動斜板１４に連
結されており、回転軸４の回転運動が回転支持体５、ヒ
ンジ機構Ｋ及び回転駆動体８を介して揺動斜板１４の前
後往復揺動運動に変換され、ピストンロッド１８を介し
て各ピストン１７がシリンダボア１ａ〜ｌｅ内を前後方
向に往復運動する。これにより吸入室３ａからシリンダ
ボア１ａ〜ｌｅ内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ
吐出室３ｂへ吐出される。

この圧縮動作時にはシリンダボア１ａ〜ｌｅ内の各ピス
トン１７の作動面に作用する圧力は各ピストン１７のそ
れぞれの行程に応じて吸入圧力と吐出圧力との間で変化
を繰り返すが、各ピストン１７の背面に作用するクラン
ク室２ａの圧力と前記圧力とのそれぞれの差圧に応じて
各ピストンロッド１８が揺動斜板１４に圧縮反力として
作用する。

そして、全ての圧縮反力により揺動斜板１４及び回転駆
動体８が連、結ピン７を中心に前方又は後方への回動モ
ーメントを受けて圧縮容量を左右する揺動斜板１４の傾
斜角が変化し、ピストン１７のストロークが変化する。

前記クランク室２ａ内の圧力はりャハウシング３の後端
突出部内の電磁制御弁機構１９により制御され、圧縮容
量を制御可能である。

第１図に示すように、この発明の実施例では、前記ヒン
ジ機構にの連結ピン７の圧縮反力の支持点Ｍｋを、各ピ
ストン１７に作用する冷媒ガスの圧縮反力Ｐｉの合力Ｆ
の揺動斜板１４への作用点Ｍｆと対応する位置に設定し
ている。ここで、圧縮反力Ｐｉの合力Ｆの作用点Ｍｆの
求め方を第２図に基づいて説明する。

各ピストン１７の受圧面積をＳ、回転軸４の中心を通る
Ｘ軸から各ピストン１７の中心までの距離をＬｘｉ、回
転軸４の中心を通るｙ軸から各ピストン１７の中心末で
の距離をＬｙｉ、ｘ軸から合力Ｆの作用点Ｍｆまでの距
離をＬｆｘ、ｙ軸から前記作用点Ｍ４までの距離をＬｆ
ｙとすると、Ｆ−ＬｆＸ＝Σ（Ｐ　１−８−Ｌｘ　ｉ）
　　−−■檗１ Ｆ−ＬｆＹ＝Σ（Ｐｉ−８−Ｌｙｌ）　・・・・・・■
上記の方程式により、Ｆ、Ｌｆ’ｘ、Ｌｆｙを求めるこ
とができる。

前記実施例ではヒンジ機構にの支持点Ｍｋを圧縮反力の
合力Ｆの作用点Ｍｆと対応する位置に設定したので、前
記合力Ｆに起因して揺動斜板１４に曲げ荷重が作用する
のを防止して、関連部品の必要強度を小さくし、例えば
鉄材から軽量のアルミニウム等により製造することか可
能となり、圧縮機の軽量化を図ることができる。

又、圧縮動作時においては、回転駆動体８の回転動作に
同期してヒンジ機構にも回転軸４の回りを公転し、圧縮
反力の合力Ｆも強弱を繰り返しなからヒンジ機構にとと
もに公転する際、合力Ｆがヒンジ機構にの支持点Ｍｋに
より受は止められ、回転駆動体８と揺動斜板１４との間
の必要な寸法交差によるガタつきが抑制され、揺動斜板
１４の振動が抑制され、騒音を低下することができる。

この実施例では圧縮反力の合力Ｆの作用点Ｍｆと対応す
る位置にヒンジ機構にの支持点Ｍｋを一致させたが、こ
れは最も望ましい構成である。これ以外に揺動斜板１４
がピストン１７を上死点に押圧する揺動斜板１４のトッ
プ位置（第２図Ｘ軸）から揺動斜板１４の回転方向と反
対方向へ約１５度離隔し、かつこの位置から７５度（第
２図Ｘ軸）までの範囲であって、ピストン１７を中間圧
縮状態に押圧する範囲にヒンジ機構にの支持点Ｍｋを設
定すれば、前記合力Ｆの作用点Ｍｆと前記支持点Ｍｋと
の距離が短くなって、従来例と比較して揺動斜板１４に
作用する曲げ荷重が抑制され、ヒンジ機構にやスリニブ
１０が受ける負荷が軽減される。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、次のように変更して具体化することもできる。

（１）前記実施例では回転駆動体８に揺動斜板１４を装
着し、該揺動斜板１４とピストン１７をピストンロッド
１８により連結する構造にしたが、これを前記回転駆動
体８と揺動斜板１４とを一体回転可能に形成し、該揺動
斜板にスライディングシューを介してビントン１７のシ
リンダボアからの突出部に形成した凹部に係留する構造
（特公昭６４−１６６８号公報参照）に具体化すること
もできる。

（２）前記実施例では連結ピン１１を支持アーム６の長
孔６ａに案内移動可能に連結したが、これを他のヒンジ
機構に変更すること。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明はヒンジ機構の圧縮反力
の支持点の位置を、ピストンを中間圧縮工程に押圧する
揺動斜板と対応する範囲内に設定したので、ヒンジ機構
や揺動斜板に作用する負荷を軽減して、その分機械的強
度の低い軽量材料を使用して圧縮機の軽量化を図ること
ができるとともに、揺動斜板の振動を抑制して傾動動作
を円滑に行い、容量制御性を向上することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の可変容量圧縮機を具体化した一実施
例を示すヒンジ機構の配置を示した断面図、第２図はヒ
ンジ機構の位置を求める方法を説明するための路体正面
図、第３図は可変容量圧縮機全体を示す断面図である。 回転支持体５、支持アーム６．９、長孔６ａ、連結ピン
７、回転駆動体８、揺動斜板１４、ピストン１７、連結
機構としてのピストンロッド１８、ヒンジ機構Ｋ、ヒン
ジ機構にの支持点Ｍｋ、圧縮反ノＪの合力Ｆ、合力Ｆの
揺動斜板への作用点Ｍｆ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　ハウジングにクランク室、吸入室、吐出室及びこ
   れらを接続する複数のシリンダボアを区画形成するとと
   もに、前記各シリンダボアにそれぞれピストンを往復直
   線運動可能に収容し、前記ハウジングに支持した回転軸
   には前記クランク室内に位置するように回転支持体を同
   期回転可能に支持し、該回転支持体にはヒンジ機構を介
   して揺動斜板を前後方向の傾動可能に連結し、該揺動斜
   板と前記ピストンとの間には、斜板の揺動運動を各ピス
   トンの往復直線運動に変換するための連結機構を介装し
   、クランク室内の圧力と吸入圧力との差圧により揺動斜
   板の傾斜角を制御して圧縮容量を変化するようにした揺
   動斜板式可変容量圧縮機において、 前記ヒンジ機構の圧縮反力の支持点の位置を、ピストン
   を中間圧縮工程に押圧する揺動斜板の範囲と対応する位
   置に設定した揺動斜板式可変容量圧縮機における揺動斜
   板の支持構造。