JPH09105376A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 斜板とシューとの焼付きや摩耗を防ぐことが
できる可変容量型斜板式圧縮機を提供する。 【解決手段】 シャフト５と一体に回転するスラストフ
ランジ４０と、シャフト５に取り付けられ、スラストフ
ランジ４０と一体に回転する斜板１０と、斜板１０の回
転につれて往復運動するピストン７と、斜板１０とピス
トン７との間に配設されるシュー１１とを備え、斜板１
０が収容されたクランク室８の圧力の変化に応じて斜板
１０が傾斜角を変え、ピストン７のストローク量が変わ
る可変容量型斜板式圧縮機において、斜板１０とシュー
１１との間に、斜板１０上のニードルローラ５２と、ニ
ードルローラ５２を回転可能に保持するレース５３とが
配設され、斜板１０が回転したとき、ニードルローラ５
２は斜板１０上を転がり、シュー１１はレース５３上を
相対的に摺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は可変容量型斜板式
圧縮機に関し、特に斜板とシューとの焼付きや摩耗を防
ぐことができる可変容量型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量型斜板式圧縮機として、
シャフトに固定され、シャフトと一体に回転するスラス
トフランジと、シャフトに傾斜かつ回転可能に取り付け
られ、スラストフランジの回転につれて一体に回転する
斜板と、斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復
運動するピストンと、斜板とピストンとの間に配設さ
れ、斜板上を相対的に回転・摺動するシューとを備え、
斜板が収容されたクランク室の圧力の変化に応じて斜板
が傾斜角を変え、ピストンのストローク量が変わるもの
がある。

【０００３】この可変容量型斜板式圧縮機の場合、斜板
とシューとの摺動面の周速が大きく、低負荷時、クラン
ク室内の潤滑油の量が不足し、斜板とシューとの焼付き
や摩耗が増大する。

【０００４】これに対し、従来の他の可変容量型圧縮機
として、図４に示すものがある（特開平５−１９５９５
号公報）。

【０００５】図４は従来の可変容量型圧縮機の一部を示
す断面図である。

【０００６】この可変容量型圧縮機は、シャフト１０５
に固定されるスラストフランジ１４０と、シャフト１０
５に傾斜かつ回転可能に取り付けられ、スラストフラン
ジ１４０の回転につれて一体に回転するドライブハブ１
４１と、ドライブハブ１４１に保持され、シャフト１０
５を中心として揺動する斜板１１０と、スラストフラン
ジ１４０の回転をドライブハブ１４１に伝達するととも
に、ドライブハブ１４１をシャフト１０５の中心軸と直
角な面に対して傾斜可能に支持するリンク機構１４１
と、斜板１１０の揺動につれて図示しないシリンダボア
内を直線往復運動するピストン１０７と、斜板１１０と
ピストン１０７との間に配設され、斜板１１０上を相対
的に回転するシュー１１１とを備え、斜板１１０が収容
されたクランク室１０８の圧力の変化に応じて斜板が傾
斜角を変え、ピストン１０７のストローク量が変わるも
のである。

【０００７】この可変容量型斜板式圧縮機では、斜板１
１０はスラスト軸受１６０，１６１及びラジアル軸受１
６２を介してドライブハブ１４１に揺動可能に支持され
ており、スラストフランジ１４０の回転につれてドライ
ブハブ１４１が回転したとき、斜板１１０は回転せず、
ドライブハブ１４１の回転につれて揺動するので、前述
した周速が大きいために生じる焼付きや摩耗の問題は回
避できる。

【０００８】従来の別の可変容量型圧縮機として、図５
に示すものがある（特開平５−１０６５５３号公報）。

【０００９】図５は従来の可変容量型圧縮機の一部を示
す断面図である。

【００１０】この可変容量型圧縮機では、斜板２１０と
シュー２１１との間にスラスト軸受２７０が配設され、
スラスト軸受２７０のアウタレース２７１に凸部２７１
ａが、シュー２１１に凹部２１１ａがそれぞれ形成さ
れ、その凸部２７１ａと凹部２１１ａとが嵌合され、シ
ュー２１１がスラスト軸受２７０に対して相対移動しな
い構成が採用されている。

【００１１】図示しないシャフトの中心軸からアウタレ
ース２７１の凸部２７１ａまで距離は斜板２１０の傾斜
につれて変化するように、シュー２１１を保持するシュ
ーディスク２８０がシャフトの半径方向へ移動できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した図
４の従来の可変容量型圧縮機の場合、スラストフランジ
１４０と一体に回転するドライブハブ１４１には、斜板
１１０を揺動可能に支持するスラスト軸受１６０，１６
１及びラジアル軸受１６２等の軸受が装着されるので、
ドライブハブ１４１が大型化し、重量も重くなり、回転
体の質量増加に伴うアンバランスやコスト増加を招くと
いう問題がある。

【００１３】これに対し、前述した図５の従来の可変容
量型圧縮機の場合、アウタレース２７１に複数の凸部２
７１ａを設けることは加工上容易ではないとともに、シ
ュー２１１が半径方向に摺動できるようにするためにシ
ューディスク２８０が必要になるため、コストの増加を
招くという問題がある。

【００１４】また、アウタレース２７１の凸部２７１ａ
間の距離は斜板２１０の傾きに応じて変化しなければな
らないにもかかわらず、凸部２７１ａは固定であるた
め、斜板２１０はシャフトに対して直角な面と平行な状
態（小容量状態）を維持し、傾くことはできない。

【００１５】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題はコストの増加を招かずに、斜板と
シューと摺動面の周速を減少させ、低負荷時等の潤滑が
不足するときに、斜板とシューとの焼付きや摩耗が増大
を防ぐことができる可変容量型斜板式圧縮機を提供する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明の可変容量型斜板式圧縮機は、回転軸に固定
され、前記回転軸と一体に回転する回転部材と、前記回
転軸に傾斜かつ回転可能に取り付けられ、前記回転部材
の回転につれて一体に回転する斜板と、前記斜板の回転
につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストン
と、前記斜板と前記ピストンとの間に配設され、前記斜
板上を相対的に回転するシューとを備え、前記斜板が収
容されたクランク室の圧力の変化に応じて前記斜板が傾
斜角を変え、前記ピストンのストローク量が変わる可変
容量型斜板式圧縮機において、前記斜板と前記シューと
の間に、前記斜板上を転がる複数のローラと、このロー
ラを回転可能に保持するレースとが配設されていること
を特徴とする。

【００１７】前述のように斜板とシューとの間に、斜板
上を転がる複数のローラと、このローラを回転可能に保
持するレースとを配設したので、斜板が回転したとき、
ローラは転がり、シューはレース上を相対的に摺動し、
斜板とシューとの間の周速が小さくなる。したがって、
低負荷時等の潤滑油が不足するときに、斜板とシューと
の焼付きや摩耗が増大するのを防ぐことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１９】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容
量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図２は図１の可変容
量型斜板式圧縮機の一部を示す拡大断面図、図３は斜板
の正面図である。

【００２０】この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブ
ロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘ
ッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定
されている。シリンダブロック１のリヤ側端面とバルブ
プレート２との間、リヤヘッド３のフロント側端面とバ
ルブプレート２との間には、それぞれ図示しないガスケ
ットが配設されている。

【００２１】前記シリンダブロック１のリヤ側には、シ
ャフト（回転軸）５を中心にして周方向に所定間隔おき
に複数のシリンダボア６が配設されている。これらのシ
リンダボア６内にはピストン７がそれぞれ摺動可能に収
容されている。

【００２２】シリンダブロック１のフロント側にはクラ
ンク室８が形成され、このクランク室８には、シャフト
５の回転に連動して回転する斜板１０が収容されてい
る。この斜板１０はほぼ半球状の一対のシュー１１を介
してピストン７に連結され、斜板１０の回転によりピス
トン７がシリンダボア６内を往復運動する。

【００２３】図２に示すように、ピストン７のフロント
側端部には凹部５１が設けられ、凹部５１にはピストン
７の移動方向に互いに対向する凹面部５１ａ，５１ｂが
設けられている。凹面部５１ａ，５１ｂにはシュー１１
の球面部１１ａが摺動可能に収まっている。

【００２４】シュー１１の平面部１１ｂと斜板１０との
間には、斜板１０上を転がる複数のニードルローラ（ロ
ーラ）５２と、ニードルローラ５２を回転可能に保持す
る環状のレース５３とが配設されている。斜板１０の両
面には、ニードルローラ５２が収められるローラ溝１０
ｃが周方向に沿って設けられている。

【００２５】また、シリンダブロック１の中央部には、
シャフト５のリヤ側端部が挿入される中心孔２２が設け
られている。中心孔２２にはラジアル軸受２４及びスラ
スト軸受２５がそれぞれ収容されている。ラジアル軸受
２４及びスラスト軸受２５はシャフト５のリヤ側端部を
回転可能に支持する。中心孔２２の雌ねじ２２ａにはア
ジャストスクリュー５０が螺着されている。

【００２６】前記リヤヘッド３内には、吐出室１２と、
この吐出室１２の周囲に位置する吸入室１３とが形成さ
れている。リヤヘッド３には吸入口３ａ及び吐出口３ｂ
がそれぞれ設けられ、吸入口３ａは吸入室１３に、吐出
口３ｂは吐出室１２にそれぞれ連通している。

【００２７】前記バルブプレート２には、シリンダボア
６と吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリ
ンダボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５
とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられてい
る。吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出
弁１７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さ
え１８とともにボルトナット１９により固定されてい
る。また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉さ
れ、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック
１との間に配設されている。

【００２８】前記フロントヘッド４の中央部には、シャ
フト５のフロント側端部が挿入される中心孔２３が設け
られている。中心孔２３にはラジアル軸受２６及びシー
ル部材２７がそれぞれ収容されている。ラジアル軸受２
６はシャフト５のフロント側端部を回転可能に支持す
る。

【００２９】また、シリンダブロック１及びバルブプレ
ート２には吸入室１３とクランク室８とを連通させるた
めの連通路３１が設けられ、この連通路３１の途中に設
けられた圧力調整弁収容室３１ａに圧力調整弁３２が設
けられ、この圧力調整弁３２により吸入室１３内とクラ
ンク室８内との圧力調整が行なわれる。連通路３１は、
シリンダブロック１に設けられた圧力調整弁収容室３１
ａと、バルブプレート２及び図示しないガスケットに設
けられ、吸入室１３と圧力調整弁収容室３１ａとを連通
させる連通孔３１ｂとで構成されている。圧力調整弁収
容室３１ａの一端には、連通孔３４ａと弁座３４ｂとを
有するカップリング３４がＯリング３５を介して設けら
れ、カップリング３４の連通孔３４ａを通じてクランク
室８と圧力調整弁収容室３１ａとが連通する。

【００３０】圧力調整弁３２は、圧力調整弁収容室３１
ａ内の圧力に応じて伸縮するベローズ３２ａと、ベロー
ズ３２ａの一端に固定され、連通孔３４ａを開閉するニ
ードル３２ｂと、ベローズ３２ａの他端が固定される台
座３２ｃとで構成されている。台座には２つの小孔３９
が設けられている。

【００３１】前記シャフト５にはシャフト５の回転を斜
板１０に伝達するためのスラストフランジ（回転部材）
４０が固定され、このスラストフランジ４０はスラスト
軸受３３を介してフロントヘッド４の内壁面に支持され
ている。スラストフランジ４０と斜板１０とはリンク機
構４１を介して連結され、斜板１０がシャフト５と直角
な面に対して傾斜可能である。

【００３２】リンク機構４１は、斜板１０に設けられた
アーム４２と、アーム４２の端部に設けられたピン４３
と、スラストフランジ４０の突片部４０ａに設けられ、
ピン４３と係合する長孔４４とで構成されている。

【００３３】斜板１０は、シャフト５に摺動可能に装着
されたヒンジボール９を介して、シャフト５に傾斜かつ
回転可能に装着されている。斜板１０の中心孔には、ヒ
ンジボール９の球面部９ａと対応するヒンジボール受け
面１０ａが設けられている。斜板１０のヒンジボール受
け面１０ａは、ヒンジボール９の球面部９ａに摺動可能
に嵌合している。ヒンジボール９の球面部９ａには互い
に平行な平面部９ｂが設けられているので、外部からヒ
ンジボール９を斜板１０の中心孔に収容できる。

【００３４】ヒンジボール９とスラストフランジ４０と
の間のシャフト５の外周には、巻バネ４６が装着され、
この巻バネ４６によりヒンジボール９がリヤ側へ付勢さ
れている。

【００３５】次に、この可変容量型斜板式圧縮機の作動
を説明する。

【００３６】図示しない車載エンジンの回転動力がシャ
フト５に伝達されると、シャフト５の回転力はスラスト
フランジ４０、ヒンジ機構４１を経て斜板１０に伝達さ
れ、斜板１０が回転する。

【００３７】斜板１０の回転によりシュー１１が斜板１
０上をニードルローラ５２及びレース５３を介して相対
回転するので、斜板１０からの回転力はピストン７の直
線往復運動に変換される。ピストン７はシリンダボア６
内を往復運動し、その結果、シリンダボア６内の容積が
変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及
び吐出が順次行なわれ、斜板１０の傾斜角に応じた容量
の高圧冷媒ガスが吐出される。吸入時、吸入弁２１が開
き、吸入室１３からシリンダボア６内の圧縮室へ低圧の
冷媒が吸入され、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室か
ら吐出室１２へ高圧の冷媒が吐出される。

【００３８】熱負荷が小さくなり、吸入室１３の圧力が
低くなると、圧力調整弁収容室３１ａの圧力も低くな
り、ベローズ３２ａが伸長し、ニードル３２ｂが弁座３
４ｂに着座して連通孔３４ａを塞ぎ、クランク室８と吸
入室１３との連通が絶たれる。その結果、圧縮室からク
ランク室８へ漏れたブローバイガスによってクランク室
８内の圧力が上昇し、斜板１０の傾斜角が小さくなり、
これによってピストン７のストローク量が少なくなって
吐出容量が減少する。

【００３９】熱負荷が大きくなり、吸入室１３の圧力が
高くなると、圧力調整弁収容室３１ａの圧力も高くな
り、ベローズ３２ａが収縮し、ニードル３２ｂが弁座３
４ｂから離れ、クランク室８と吸入室１３とが連通す
る。その結果、クランク室８へ漏れたブローバイガスは
連通路３１を通じて吸入室１３へ逃げるので、クランク
室８内の圧力が下降し、斜板１０の傾斜角が大きくな
り、これによってピストン７のストローク量が多くなっ
て吐出容量が増加する。

【００４０】シュー１１の平面部１１ｂと斜板１０との
間に、斜板１０上を転がる複数のニードルローラ５２
と、ニードルローラ５２を回転可能に保持するレース５
３とが配設されているので、斜板１０が回転したとき、
ニードルローラ５２は転がり、シュー１１の平面部１１
ｂはレース５３上を相対的に摺動し、シュー１１の平面
部１１ｂと斜板１０とを直接当てたときに較べ、シュー
１１の摺動速度（m/sec）が小さくなる。

【００４１】また、シュー１１はレース５３上をシャフ
ト５の半径方向へ相対的に摺動できるので、斜板１０は
クランク室８の圧力変化に応じて傾斜できる。

【００４２】この第１の実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機によれば、前述のようにシュー１１と斜板１０との
間にニードルローラ５２及びレース５３が介在し、ニー
ドルローラ５２は転がり、シュー１１はレース５３上を
相対的に摺動するため、シュー１１と斜板１０との間の
摺動速度が小さくなり、低負荷時等の潤滑油が不足する
ときに、斜板１０とシュー１１との焼付きや摩耗が増大
するのを防ぐことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の可変容量
型斜板式圧縮機によれば、斜板が回転したとき、ローラ
は斜板上を転がり、シューはレース上を相対的に摺動
し、シューの摺動速度が小さくなるので、低負荷時等の
潤滑油が不足するときに、斜板とシューとの焼付きや摩
耗が増大するのを防ぐことができる。

【００４４】また、従来例に較べ、構造が簡単であり、
困難な加工も必要とせず、またシューを保持するシュー
ディスクも不要になるため、コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型
斜板式圧縮機を示す縦断面図である。

【図２】図２は図１の可変容量型斜板式圧縮機の一部を
示す拡大断面図である。

【図３】図３は斜板の正面図である。

【図４】図４は従来の可変容量型圧縮機の一部を示す断
面図である。

【図５】図５は従来の可変容量型斜板式圧縮機の一部を
示す断面図である。

【符号の説明】

５ シャフト ６ シリンダボア ７ ピストン ８ クランク室 １０ 斜板 １１ シュー ４０ スラストフランジ ５２ ニードルローラ ５３ レース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定され、前記回転軸と一体に
   回転する回転部材と、 前記回転軸に傾斜かつ回転可能に取り付けられ、前記回
   転部材の回転につれて一体に回転する斜板と、 前記斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動
   するピストンと、 前記斜板と前記ピストンとの間に配設され、前記斜板上
   を相対的に回転するシューとを備え、 前記斜板が収容されたクランク室の圧力の変化に応じて
   前記斜板が傾斜角を変え、前記ピストンのストローク量
   が変わる可変容量型斜板式圧縮機において、 前記斜板と前記シューとの間に、前記斜板上を転がる複
   数のローラと、このローラを回転可能に保持するレース
   とが配設されていることを特徴とする可変容量型斜板式
   圧縮機。