JPH0612111B2 - 回転斜板式圧縮機 - Google Patents

回転斜板式圧縮機

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JPH0612111B2
JPH0612111B2 JP61239380A JP23938086A JPH0612111B2 JP H0612111 B2 JPH0612111 B2 JP H0612111B2 JP 61239380 A JP61239380 A JP 61239380A JP 23938086 A JP23938086 A JP 23938086A JP H0612111 B2 JPH0612111 B2 JP H0612111B2
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JP
Japan
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swash plate
support member
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bevel gear
crank chamber
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清 寺内
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,回転斜板式の圧縮機に関するものであり,特
に回転斜板の回転によって揺動し,回転運動を往復連動
に変換する揺動板を球面で中心支持するとともに傘歯車
の噛合いで揺動板の回転を阻止するようにしたタイプの
回転斜板式圧縮機の改良に関するものである。
〔従来技術〕 このタイプの回転斜板式圧縮機は,米国特許第3552
886号や同じく第3712759号で知られており,
また日本でも多くの特許や実用新案が出願されている
(例えば,実公昭58−1671号参照)。
このタイプの回転斜板式圧縮機では,上記の実公昭58
−1671号を参照すれば分るように,回転主軸をフロ
ントハウジング側からクランク室内に延在させ,この回
転主軸の先端にくさび形の回転斜板を固着し,その回転
斜板の傾斜面上に揺動板を揺動自在に配置している。
この揺動板はシリンダブロックの中央に形成された中央
孔に嵌合された支持部材の先端に配置されたボールを介
して揺動自在に支持されるとともに,揺動板と支持部材
に設けられた傘歯車の噛合により揺動板の回転が阻止さ
れている。そして,前記支持部材はその中央孔内に配設
されたバネによって常時揺動板に向けて付勢されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで,上述した従来技術ではフロントハウジング側
からクランク室内に延在する回転主軸は,フロントハウ
ジングに回転可能に軸支され,先端にくさび形回転斜板
を固着している構成であるため,主軸は片持ち支持構造
となりフロントハウジングに設けられたラジアル軸受の
みでは圧縮による荷重を完全に支持することができな
い。この為,フロントハウジングと回転斜板との間に大
きなスラスト軸受を設けていた。
このようにしても,高吐出圧力,高吸入圧力などのいわ
ゆる高負荷運転においては,ラジアル軸受やスラスト軸
受等に剥離や破損が生じる危険性があり,特に回転斜板
の傾斜角度を大きくするほどこの傾向が強かつた。
そこで何故このような不具合が生ずるのかについて第3
図を参照して以下で説明する。
第3図を参照して,主軸100はラジアル軸受101で
支持され,また回転斜板102はスラスト軸受103で
支持されている。第3図中の各部に加わる力等のノーテ
ンションを定めると次のようになる。
即ち, F:スラストベアリング103からの抗力 F:支持部材の中央孔内に設けられたスプリング力 F,F:ラジアルベアリング101に加わる荷重 F:ピストンからの総ガス圧縮力 F:Fの回転斜板102の傾斜面での分力(F
tanα) Fα:支持部材からの抗力 α:回転斜板102の傾斜面の傾斜角 とすると, F=F+F+Fα ……(1) (Fα+F)tanα+F+F=F ……(2) (Fα+F)tan・l+F−F−F(r−r)−(Fα
+F)r=0 ……(3) の関係が成立する。
この式の(1),(2)はそれぞれ垂直,水平方向の力の釣り
合いを示し,(3)はモーメントの釣合いを示している。
ただし,Fαは前述の支持部材(図示せず)が軸方向シ
リンダヘッド側への移動を阻止されて(第1図で支持部
材7がアジャストスクリュー38に当接して)いない間
は0である。
さて,これらの式で明らかなように,高吐出圧力,高吸
入力などのいわゆる高負荷運転時でも,モーメントF
が充分大であるならばモーメントFの発生を
みないで済む。
しかし従来,荷重Fは支持部材の中央孔に配設され軸
方向に支持部材を弾発するスプリング(第1図の77)
の付勢力によるもので,この付勢力(荷重F)は設計
上一定限度より大きくすることができないし,常に一定
値であるため,モーメントRの値を充分大きくす
ることができず,高負荷運転時にモーメントF
発生することになる。これによって左回りのモーメント
が発生してくさび形の回転斜板102は第3図中左側の
スラストベアリング103を支点として上方向に持ち上
ろうとする。この時支持部材の軸部が移動してアジャス
トスクリューに当接するので,抗力Fαが発生し新たに
生じたモーメントFαで前述した左回りのモーメン
トが打ち消された回転斜板の持ち上がりは阻まれる。だ
が,あらかじめ設定された支持部材の軸部とアジャスト
スクリューとの間の軸方向クリアランスδ(アジャスト
スクリューの螺合量で設定される)分だけは回転斜板1
02が持ち上がり,またこれに応じて回転主軸100も だけ傾斜するので,前記ラジアル軸受やスラスト軸受に
偏在荷重が加わり,これら部品の剥離や破損という不具
合が生ずることになる。
〔発明の目的〕
本発明は回転斜板の持ち上がり及び主軸の傾斜を,吐出
室に存在する吐出流体の圧力を利用して阻み,回転主軸
を片持ち支持した構造にもかかわらず,前記ラジアル軸
受やスラスト軸受の剥離や破損の無い,さらに振動,騒
音の発生も少ない回転斜板式圧縮機を提供することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の問題点を解決するために,本発明は,円筒状ケー
シングと,円筒状ケーシングの一端に設けられた複数の
シリンダを有するシリンダブロックと,吸入室と吐出室
とを有するシリンダヘッドと,該シリンダ内に嵌挿され
たピストンと,上記シリンダブロックと上記円筒状ケー
シングの他端壁との間に形成されたクランク室と,該円
筒状ケーシングの他端壁に軸受支持され,前記クランク
室内に延在する回転主軸と,該回転主軸上に固着され,
上記シリンダブロック側に傾斜面を形成したくさび形回
転斜板と,周辺部にピストンを球連接し,その内側に傘
歯車を備え,前記回転斜板の傾斜面に対して回転可能に
接触するように配設された揺動板と,クランク室内に突
出した先端部に傘歯車を形成し,後端に軸部を設け,該
軸部を前記シリンダブロックに形成した嵌合孔に軸支し
た支持部材と,該支持部材の傘歯車と前記揺動板に設け
られた傘歯車との間に圧接保持された球面体とを有する
回転斜板式圧縮機において,前記シリンダブロックに形
成された嵌合孔と前記クランク室との間をシールし,前
記吐出室に存在する吐出流体の吐出圧で前記支持部材と
球面体および揺動板を回転斜板方向に押圧するようにし
たことを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明によれば,支持部材には,通常用いられるスプリ
ングの付勢力の外に,吐出流体の吐出圧による力が加わ
り,その合力で,支持部材,球面体,揺動板を回転斜板
に押圧し,ラジアル軸受およびスラスト軸受に偏荷重を
発生させるモーメントとは反対方向のモーメントを発生
させる。これによって,回転主軸を片持ち支持の構造と
してもラジアル軸受やスラスト軸受の剥離や破損が生じ
ない。
なお,ベアリングの偏在荷重は吐出圧に比例して増大す
るので,本発明のように支持部材の軸方向付勢力として
は吐出流体の吐出圧力による力を利用すれば,吐出圧が
いかなる値であろうと,常にベアリングには正常な負荷
が加わることになる。
〔実施例〕
以下,本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
第1図において,1は円筒状ケーシングで一端をフロン
トハウジング11で閉塞し,内部にクランク室2を形成
するとともに,他端にシリンダブロック3を備えてい
る。
シリンダブロック3には,周辺部に複数のシリンダ31
が形成され,該シリンダ31内にピストン32が配設さ
れている。このシリンダブロック3の中央にはクランク
室2側に開口した支持部材7の嵌合孔35が形成されて
いる。この嵌合孔35に支持部材7の軸部72を嵌合軸
支している。
シリンダブロック3上には,ガスケット22弁座12を
介してシリンダヘッド13が取付けられている。シリン
ダヘッド13には,吸入室14と吐出室15とが形成さ
れている。
この吐出室15と上記シリンダブロック3に形成された
嵌合孔35とは,弁座12に形成された小孔36によっ
て連通されている。
回転主軸4は,前記のフロントハウジング11の中央に
軸受16を介して回転自在な状態に軸支され,クランク
室2内に延在し,クランク室2内で回転斜板5をピン5
2によって固着している。該回転斜板5の傾斜面51に
は揺動板6が接触して配置されている。
上記回転主軸4のクランク室2の反対側外部に突出した
端部には,フロントハウジング11上に設けたプーリ8
および,コイル91等を含む電磁クラツチ手段9が接続
される。
回転斜板5は全体としてくさび形状を成し,シリンダブ
ロック3側に傾斜面51を形成している。この回転斜板
5の傾斜面51の反対側の面とフロントハウジング11
との間にはスラストニードルベアリング53が介在し,
回転斜板5をスラスト支持している。
前記回転斜板5の傾斜面51側にはスラストニードルベ
アリング81を介して揺動板6が配設されている。この
揺動板6は周辺部に球連接部62を有し,シリンダ31
内に配設されたピストン32のピストンロッド33の一
端を連接している。更に,中央部には,シリンダブロッ
ク3側に面して傘歯車61が形成され,該傘歯車61は
後述する支持部材7に形成された傘歯車71と噛合して
いる。
支持部材7は,嵌合孔35に嵌挿される軸部72とその
軸部72のクランク室2側先端に形成された傘歯車71
とから成っている。軸部72には後端側に円筒凹部73
が設けられ傘歯車71側近傍の外周には凹溝74が形成
されている。さらに軸方向に延びてキー溝75が形成さ
れている。
球面体10は傘歯車61と傘歯車71とに各々形成され
た球面凹部76の間に圧接保持されている。
支持部材7の軸部72はシリンダブロック3に形成され
た嵌合孔35に傘歯車71がクランク室2内に突出する
ようにして嵌挿され,この状態でキー34がキー溝75
に嵌合しているので,支持部材7は回転が阻止され,軸
方向の移動のみが許容されるように軸支されることにな
る。
前記嵌合孔35に軸支された支持部材7の傘歯車71側
近傍の軸部72に形成した凹溝74にOリング79を配
設することで,嵌合孔35の開口近傍で嵌合孔35とク
ランク室とのシールが達成されている。さらに,支持部
材7は円筒凹部73に嵌挿されたスプリング77によっ
て揺動板6側に付勢されている。
従って,本発明の回転斜板式圧縮機は外部からの回転を
回転主軸4に伝達すると,回転主軸4は回転しクランク
室2内の回転斜板5を回転させる。そしてこの回転斜板
5の傾斜面51側にスラストニードルベアリング81を
介して配設されている揺動板6は前記回転斜板5の回転
に伴って回転しようとするが,揺動板6に形成した傘歯
車61がシリンダブロック3の嵌合孔35に嵌合した支
持部材7の傘歯車71と噛合状態にあるため揺動板6は
回転せず,球面体79上で揺動する。この揺動板6の揺
動によってピストンロッド33とピストン32が往復動
される。
このピストン32の往復動によって,吸入室14からシ
リンダ31内に流体をとり込み圧縮して弁(図示せず)
を作動させて吐出室15を介して外部に送出する。吐出
室15に吐出された流体の一部はシリンダブロック3の
嵌合孔35にに連通されている小孔36を通って嵌合孔
35内に導入され,この流体の吐出圧による力が支持部
材7に加わり,スプリング77の付勢力に加えて支持部
材7を揺動板6に押圧させる。
ここで第2図は本発明において回転斜板5および回転主
軸4へ加わる力とモーメントを示しており,次式を満足
させている。
=F+F+F ……(4) F+(F+F)tanα=F ……(5) F−(F+F)r+F(r−r)+(F+F)tanα・l
=0 ……(6) 上記の式中,Fは吐出圧による力を示している。そして
嵌合孔35の径をφとすれば, で表わすことができる。なおPは吐出圧Pはクラン
クケース内圧である。上記したことより,本発明では
(F+F)・rの右廻りのモーメントが回転斜板5
に加わるが,この右廻りのモーメントの中に吐出圧によ
る力Fを含むので従来のように支持部材7の軸部72と
アジャストスクリュー78とを当接させて新しい右廻り
のモーメント(第3図ではFα・r)を発生させる必
要がなく,支持部材7の軸部72とアジャストスクリュ
ー78との間の軸方向クリアランスδ分の回転斜板5の
持ち上がりも無いように左廻りのモーメントを打ち消す
ことができる。
これによって,スラストベアリング53に発生する抗力
の発生点とラジアルベアリング16に発生する抗力
の発生点がベアリングの中心に近づくので,スラス
トベアリング53とラジアルベアリング16に偏在荷重
が加わることを防止できる。
なおこの実施例では,弁座12に小孔36を形成して吐
出室15から嵌合孔35へ吐出流体を導入しているが,
あえて小孔36を形成せず,弁押え板82を固定する固
定ボルト83の螺合部へ漏れ出す吐出流体を嵌合孔35
内へ満たすようにしてもよい。
〔効果〕 本発明は,前述したように揺動板を圧接支持する支持部
材を嵌挿軸支した嵌合孔に吐出室から圧縮流体を導入
し,その圧力を前記支持部材の背圧として利用している
ので,高負荷条件下での運転においても回転斜板の持ち
上がりを防止できる。そしてこれによりフロントハウジ
ングと回転斜板との間に配設されたスラストベアリン
グ,および回転主軸を支承するラジアルベアリングに偏
在荷重が加わらなくなるので,回転主軸が片持ちであり
ながら,前記ベアリングの剥離や破損という不具合を発
生させることはない。さらに揺動や騒音の発生も少くな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は,本発明の一実施例を示す回転斜板式圧縮機の
断面図,第2図は,本発明において回転斜板および回転
主軸へ加わる力とモーメントを示した説明図,第3図は
従来において回転斜板および回転主軸へ加わる力とモー
メントを示した説明図である。 1……円筒状ケーシング,2……クランク室,3……シ
リンダブロック,4……回転主軸,5……回転斜板,6
……揺動板,7……支持部材,8……プーリー,9……
電磁クラツチ,10……球面体,31……シリンダ,3
2……ピストン,33……ピストンロッド,35……嵌
合孔,36……小孔,61,71……傘歯車,72……
軸部,73……円筒凹部,74……凹溝,76……球状
凹面,77……スプリング,78……アジャストスクリ
ュー,79……Oリング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状ケーシングと,円筒状ケーシングの
    一端に設けられた複数のシリンダを有するシリンダブロ
    ックと,吸入室と吐出室とを有するシリンダヘッドと,
    該シリンダ内に嵌挿されたピストンと,上記シリンダブ
    ロックと上記円筒状ケーシングの他端壁との間に形成さ
    れたクランク室と,該円筒状ケーシングの他端壁に軸受
    支持され,前記クランク室内に延在する回転主軸と,該
    回転主軸上に固着され上記シリンダブロック側に傾斜面
    を形成したくさび形回転斜板と,周辺部にピストンを球
    連接し,その内側に傘歯車を備え,前記回転斜板の傾斜
    面に対して回転可能に接触するように配設された揺動板
    と,クランク室内に突出した先端部に傘歯車を形成し,
    後端に軸部を設け,該軸部を前記シリンダブロックに形
    成された嵌合孔に嵌合した支持部材と,該支持部材の傘
    歯車と前記揺動板に設けられた傘歯車との間に圧接保持
    された球面体とを有する回転斜板式圧縮機において,前
    記シリンダブロックに形成された嵌合孔と前記クランク
    室との間をシールし,前記吐出室に存在する吐出流体の
    吐出圧で前記支持部材と球面体および揺動板を回転斜板
    方向に押圧するようにしたことを特徴とする回転斜板式
    圧縮機。
JP61239380A 1986-10-09 1986-10-09 回転斜板式圧縮機 Expired - Lifetime JPH0612111B2 (ja)

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JP61239380A JPH0612111B2 (ja) 1986-10-09 1986-10-09 回転斜板式圧縮機

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JPS6394085A JPS6394085A (ja) 1988-04-25
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JP4023351B2 (ja) 2002-05-29 2007-12-19 株式会社デンソー 揺動斜板型可変容量式圧縮機

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