JPH08261150A - 往復ピストン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 往復ピストン式圧縮機において、ハウジン
グ、カム板としての斜板及びスラストベアリングの軸線
方向の寸法公差を吸収して、振動及び騒音の発生を抑制
する。 【構成】 一対のハウジング１１を互いに接合した状態
で複数のボルト１６により締結固定する。少なくとも一
方のハウジング１１に形成されたシリンダボア２１内に
はピストン２２を往復動可能に配設する。両ハウジング
１１間にはピストン２２を往復動させるための斜板２４
を、一対のスラストベアリング２６を介して回転可能に
挟着保持する。両ハウジング１１の接合部間には弾性変
形可能な介装部材３３を配設し、この介装部材３３の弾
性変形により、ハウジング１１、斜板２４及びスラスト
ベアリング２６の寸法公差を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両用空調装
置に使用される往復ピストン式圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば両頭型の往復ピストン式圧縮機に
おいては、一対のメインハウジングとしてのシリンダブ
ロックが、互いに接合した状態で複数のボルトにより締
結固定されている。両シリンダブロックには複数のシリ
ンダボアが同一円周上で所定間隔おきに形成され、それ
らのシリンダボア内には両頭ピストンが往復動可能に配
設されている。両ハウジング間の回転軸にはピストンを
往復動させるためのカム板としての斜板が、一対のスラ
ストベアリングを介して回転可能に挟着保持されてい
る。

【０００３】そして、この往復ピストン式圧縮機におい
て、従来の構成のものでは、ボルトの締付けにより両シ
リンダブロックを締結固定する際に、各スラストベアリ
ングのレースを撓曲させるようになっている。そして、
このベアリングレースの撓曲により、両シリンダブロッ
ク、斜板及び両スラストベアリングの軸線方向の寸法公
差を吸収するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、スラストベ
アリングのレースはボールやコロの回転体を保持してい
るために、レースの撓曲は、回転体の円滑な回転、すな
わちベアリングの円滑な回転を得るためには好ましくな
い。レースが大きく撓曲すると、ベアリングが円滑に回
転しなくなって、動力損失の増大を招く。このため、従
来は寸法公差の吸収を充分に行うことができず、両シリ
ンダブロック間における斜板の支持剛性が弱くなって、
圧縮機稼働時に振動や騒音を発生するものであった。そ
して、圧縮機に振動や騒音が発生していると、圧縮機を
空調装置用として車両に搭載した場合、車両の各部が共
振して、騒音が増幅される。

【０００５】この寸法公差を少なくするために、従来で
はシリンダブロック、斜板及びスラストベアリングにつ
いて、軸線方向の寸法が異なったものを種々選択して組
み合わせて組み付け、各部品間において寸法公差を相殺
させるようにしていた。このため、圧縮機の組み立てに
手間がかかって、製造コストが高くなるという問題があ
った。

【０００６】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、ハウジング、斜板及びスラストベアリン
グの軸線方向の寸法公差を確実に吸収することができ
て、振動及び騒音の発生を抑制できるとともに、そのた
めの構造も簡単で安価に製作することができる往復ピス
トン式圧縮機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、両ハウジング間にピ
ストンを往復動させるためのカム板を、一対のスラスト
ベアリングを介して回転可能に挟着保持した往復ピスト
ン式圧縮機において、前記両ハウジングの接合部間に
は、自体の弾性変形により、ハウジング、カム板及びス
ラストベアリングの軸線方向の寸法公差を吸収するため
の介装部材を配設したものである。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の往復ピストン式圧縮機において、前記介装部材はほ
ぼ円環状に形成し、その全周に亘って突条を形成したも
のである。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の往復ピストン式圧縮機において、一対のス
ラストベアリングはカム板の両側に配置され、両ハウジ
ング間の接合部は一対のスラストベアリング間に位置し
ている。

【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれか１項に記載の往復ピストン式圧縮機におい
て、ボルトはハウジングに対する締付力が一定以上にな
ったときに塑性変形する。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の往復ピストン式圧縮機の組付
け時には、両ハウジング間にスラストベアリングを介し
てカム板を挟着した状態で、ボルトの締付けにより両ハ
ウジングを締結固定すると、ハウジングの接合部間に配
設された介装部材が弾性変形する。そして、この介装部
材の弾性変形により、ハウジング、カム板及びスラスト
ベアリングの軸線方向の寸法公差が確実に吸収される。

【００１２】請求項２に記載の圧縮機においては、ボル
トの締付け時に介装部材が突条部分において効果的に弾
性変形する。請求項３に記載の圧縮機においては、一対
のスラストベアリングの部分の公差吸収が確実に行われ
る。

【００１３】請求項４に記載の圧縮機においては、ボル
トによりハウジング等に一定以上の締結力が作用する
と、ボルトが塑性変形し、その締結力が吸収される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を、図１〜図４
に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、メイン
ハウジングを構成する一対のシリンダブロック１１は対
向端縁において互いに接合され、それらの接合部間には
シールリング１２が介装されている。フロントハウジン
グ１３はシリンダブロック１１の前端面に弁板１４を介
して接合されている。リヤハウジング１５はシリンダブ
ロック１１の後端面に弁板１４を介して接合されてい
る。複数の通しボルト１６はフロントハウジング１３か
ら両シリンダブロック１１及び弁板１４を通してリヤハ
ウジング１５のネジ孔１７に螺合され、これらの通しボ
ルト１６によりフロントハウジング１３及びリアハウジ
ング１５がシリンダブロック１１の両端面に締結固定さ
れている。

【００１５】回転軸１８は前記シリンダブロック１１及
びフロントハウジング１３の中央に、一対のラジアルベ
アリング１９を介して回転可能に支持され、その前端外
周とフロントハウジング１３との間には軸封装置２０が
介装されている。そして、この回転軸１８は図示しない
エンジン等の駆動源に作動連結されて、その駆動源によ
り回転駆動される。複数のシリンダボア２１は回転軸１
８と平行に延びるように、各シリンダブロック１１の両
端部間に同一円周上で所定間隔おきに貫通形成され、そ
れらの内部には両頭型のピストン２２が往復動可能に嵌
挿支持されている。

【００１６】斜板室２３は前記両シリンダブロック１１
の中間内部に区画形成されている。カム板としての斜板
２４は斜板室２３内において回転軸１８に嵌合固定さ
れ、その外周部が一対の半球状のシュー２５を介してピ
ストン２２の中間部に係留されている。そして、回転軸
１８の回転により、斜板２４を介してピストン２２が往
復動されるようになっている。一対のスラストベアリン
グ２６は斜板２４の両端面と各シリンダブロック１１の
内端面との間に介装され、このスラストベアリング２６
を介して、斜板２４が両シリンダブロック１１間に挟着
保持されている。前記両シリンダブロック１１の接合部
は、この両スラストベアリング２６間に位置している。

【００１７】吸入室２７は前記フロントハウジング１３
及びリヤハウジング１５内の内周部に環状に区画形成さ
れ、図示しない吸入口を介して外部冷媒回路に接続され
る。吐出室２８はフロントハウジング１３及びリヤハウ
ジング１５内の外周部に環状に区画形成され、吐出マフ
ラ２９を介して外部冷媒回路に接続される。吸入弁機構
３０は各弁板１４に形成され、この吸入弁機構３０によ
り、両吸入室２７から各シリンダボア２１の圧縮室内に
冷媒ガスが吸入される。吐出弁機構３１は各弁板１４に
形成され、この吐出弁機構３１により、各シリンダボア
２１の圧縮室内で圧縮された冷媒ガスが両吐出室２８に
吐出される。

【００１８】複数の抽気通路３２は前記各吸入室２７と
斜板室２３とを連通するように、両シリンダブロック１
１及び弁板１４に貫通形成されている。そして、シリン
ダボア２１の圧縮室から斜板室２３内にブローバイされ
る冷媒ガスが、この抽気通路３２を通して吸入室２７内
に還元されて、斜板室２３の圧力の上昇が抑制されるよ
うになっている。

【００１９】図１〜図３に示すように、介装部材３３は
前記両シリンダブロック１１の接合部間に配設され、弾
性変形可能な金属材料によって形成されている。また、
この介装部材３３は、シリンダブロック１１の外周縁に
沿って延びる円環状の主体部３３ａと、吐出マフラ２９
の外周縁に沿って延びる補助部３３ｂとを備え、それら
の表面には全周に亘って弾性変形可能な１つの突条３４
が形成されている。

【００２０】さて、この実施例の往復ピストン式圧縮機
の組付け時には、両シリンダブロック１１間にスラスト
ベアリング２６を介して斜板２４を挟着した状態で、通
しボルト１６の締付けにより、両シリンダブロック１１
を締結固定する。すると、両シリンダブロック１１の接
合部間に配設された介装部材３３が、突条３４の部分に
おいて偏平方向に弾性変形される。そして、この介装部
材３３の弾性変形により、シリンダブロック１１、斜板
２４及びスラストベアリング２６の軸線方向の寸法公差
が確実に吸収される。従って、両シリンダブロック１１
間において斜板２４がガタつきのない強い支持剛性にて
挟持され、大きな振動や騒音が発生するおそれを防止す
ることができる。しかも、この実施例においては、介装
部材３３が一対のスラストベアリング２６間に位置して
いるため、両ベアリング２６の部分の寸法公差を同時に
吸収して、シリンダブロック１１間だけではなく、斜板
２４のまわりの寸法公差吸収をいっそう確実に行うこと
ができる。

【００２１】しかも、寸法公差が介装部材３３で吸収さ
れるために、スラストベアリング２６のレースの変形を
避けることができる。このため、、スラストベアリング
２６の回転抵抗が増大するのを防止できるとともに、そ
のスラストベアリング２６の耐久性も向上する。

【００２２】ちなみに、この実施例の圧縮機と従来の圧
縮機とについて、運転時の騒音を比較測定したところ、
図４に示すような結果が得られた。すなわち、両圧縮機
を同一の条件で回転駆動して、それらの圧縮機から１メ
ートル離れた位置で騒音を測定したところ、この実施例
の圧縮機は従来の圧縮機に比較して、騒音を７デシベル
も低減できることが判明した。

【００２３】また、この実施例においては、両シリンダ
ブロック１１の接合部間に介装部材３３を介装するとい
う簡単な構成で、寸法公差を十分に吸収することができ
る。そのため、従来の圧縮機のように、シリンダブロッ
ク１１、斜板２４及びスラストベアリング２６につい
て、軸線方向の寸法が異なったものを種々選択して組み
合わせ、各部品間において寸法公差を少しでも相殺させ
るように考慮する必要はない。従って、圧縮機の組み立
て作業時間を短縮することができて、製造コストを低減
させることができる。

【００２４】

【別の実施例】次に、この発明の別の実施例を、図５及
び図６に基づいて説明する。まず、図５に示す第２実施
例においては、複数の通しボルト１６の外形寸法を、両
シリンダブロック１１が所定の締結状態になったときに
塑性変形するような太さに設定している。そして、ボル
ト１６の締付けにともない両シリンダブロック１１が所
定の締結状態になった後は、ボルト１６自体の塑性変形
によって、それ以上の締付け力が吸収されるようになっ
ている。

【００２５】すなわち、両シリンダブロック１１間にス
ラストベアリング２６を介して斜板２４を挟持した状態
で、複数の通しボルト１６を締付けた場合には、図５の
２点鎖線の特性曲線で示すように、締付け応力が所定値
に達するまでは、ボルト１６が弾性変形特性内にあって
締付け応力と歪みとが比例関係で増加する。そして、ボ
ルト１６の締付け応力が降伏点に達すると、その後は歪
みに対する応力の変化が少なくなってボルト１６が塑性
変形する。

【００２６】そのため、この実施例においては、ボルト
１６の締付け時に、前記介装部材３３の弾性変形により
寸法公差が吸収された後、応力の変化がフラットになっ
た塑性変形領域Ｐ１で、その締付けを終了させるように
している。そして、ボルト１６に対する締付けを終了す
れば、ボルト１６には更なるねじり方向の力が作用しな
いためボルト１６の機械的強度は図５において実線の特
性曲線で示す本来の強度に従う。従って、ボルト１６は
塑性領域外の状態で組み付け強度を維持し、圧縮機とし
て強固な組み付け強度を得ることができる。

【００２７】従って、ボルト１６の締付け過ぎにより、
スラストベアリング２６に対してその軸線方向に大きな
圧力が加えられて、消費動力が増大したりスラストベア
リング２６の信頼性が低下したりするのを防止すること
ができる。また、ボルト１６の締付け不足により、締め
代が小さくなって、振動や騒音を誘発するおそれを防止
することもできる。

【００２８】次に、図６に示す第３実施例においては、
介装部材３３の表面に２つの突条３４が形成されてい
る。従って、この実施例においては、ボルト１６の締付
け時に、介装部材３３が２つの突条３４部分にて効果的
に弾性変形する。従って、シリンダブロック１１、斜板
２４及びスラストベアリング２６の軸線方向の寸法公差
を、一層確実に吸収することができる。

【００２９】なお、この発明は次のように変更して具体
化することも可能である。 （ａ）前記第２実施例において、各通しボルト１６の一
部の外形寸法を細くして、その部分において塑性変形す
るように構成すること。 （ｂ）介装部材３３として、弾性変形可能な多数の突起
を列設した構成のものを使用すること。 （ｃ）前記シールリング１２に代えて前記介装部材３３
を用い、シール機能と弾性変形機能を発揮させたり、前
記介装部材３３にシール機能をもたせてシールリング１
２を省略したりすること。 （ｄ）介装部材３３の弾性変形可能な多数の突条を複数
箇所に間欠的に設けること。 （ｅ）この発明を片頭型の往復ピストン式圧縮機に実施
すること。

【００３０】また、前記実施例より把握される技術的思
想について、以下に記載する。 （１）前記突条を複数形成した請求項２に記載の往復ピ
ストン式圧縮機。このように構成すれば、ボルトの締付
け時に、介装部材が複数の突条部分にて効果的に弾性変
形し、シリンダブロック、斜板及びスラストベアリング
の軸線方向の寸法公差をより確実に吸収することができ
る。 （２）ボルトはその一部に小径部が形成され、ハウジン
グに対する締付力が一定以上になったときに塑性変形す
る請求項４に記載の往復ピストン式圧縮機。この構成に
よれば、ハウジング間の締結力を効果的に吸収すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１の発明によ
れば、ハウジング、カム板及びスラストベアリングの軸
線方向の寸法公差を確実に吸収することができて、振動
及び騒音の発生を抑制することができる。また、スラス
トベアリングの耐久性を向上できる。しかも、その寸法
公差を吸収するための構造も簡単であって、圧縮機を安
価に製作することができる。

【００３２】請求項２の発明によれば、ボルトの締付け
時に介装部材が突条部分において効果的に弾性変形し、
ハウジング、カム板及びスラストベアリングの軸線方向
の寸法公差をより確実に吸収することができる。

【００３３】請求項３の発明によれば、一対のスラスト
ベアリングの部分の公差吸収が確実に行われ、振動及び
騒音の抑制をいっそう確実に行うことができる。請求項
４の発明によれば、ボルトによりハウジング等に一定以
上の締結力が作用すると、ボルトが塑性変形し、その締
結力が吸収されて、スラストベアリングに対して過大な
スラスト力が作用するのを防止でき、圧縮機の消費動力
を抑制できる。しかも、ボルトは塑性変形後、本来の機
械的強度の領域に従うので、圧縮機の組み付け強度を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の往復ピストン式圧縮機を示す縦
断面図。

【図２】 その一部を拡大して示す部分断面図。

【図３】 介装部材としての介装部材を示す正面図。

【図４】 実施例と従来の圧縮機について騒音の測定結
果を示すグラフ。

【図５】 第２実施例でのボルトの歪みと応力との関係
を示すグラフ。

【図６】 第３実施例の圧縮機の部分断面図。

【符号の説明】

１１…メインハウジングを構成するシリンダブロック、
１６…通しボルト、１７…ネジ孔、１８…回転軸、２１
…シリンダボア、２２…ピストン、２４…カム板として
の斜板、２６…スラストベアリング、３３…介装部材、
３４…介装部材の突条。

フロントページの続き (72)発明者 樽谷 知二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のハウジングを互いに接合した状態
   でボルトにより締結固定し、少なくとも一方のハウジン
   グに形成されたシリンダボア内にはピストンを往復動可
   能に配設し、両ハウジング間に架設された回転軸にはピ
   ストンを往復動させるためのカム板を支持し、そのカム
   板を一対のスラストベアリングを介してハウジング間に
   挟着保持した往復ピストン式圧縮機において、 前記両ハウジングの接合部間には、自体の弾性変形によ
   り、ハウジング、カム板及びスラストベアリングの寸法
   公差を吸収するための介装部材を配設した往復ピストン
   式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記介装部材はほぼ円環状に形成し、そ
   の全周に亘って突条を形成したものである請求項１に記
   載の往復ピストン式圧縮機。
3. 【請求項３】 一対のスラストベアリングはカム板の両
   側に配置され、両ハウジング間の接合部は一対のスラス
   トベアリング間に位置している請求項１または２に記載
   の往復ピストン式圧縮機。
4. 【請求項４】 ボルトはハウジングに対する締付力が一
   定以上になったときに塑性変形する請求項１〜３のいず
   れか１項に記載の往復ピストン式圧縮機。