JPH0968162A - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】斜板の前後傾動動作を規制するヒンジ機構にお
いて、斜板がロータに対し左右に傾斜した場合でも、異
常摩耗を生じにくくするとともに、容量変化に伴うトッ
プクリアランスの変動幅を極小にすることにより好適な
体積効率を確保する。 【解決手段】ロータ１０に支持アーム１７を突設し、支
持アーム１７に支持方向αにに延在するガイド孔１７ａ
を貫設する。また、先端に球部１６ａをもつガイドピン
１６を斜板１１に固定し、球部１６ａをガイド孔１７ａ
内に回動かつ摺動可能に挿入する。支持方向αは最大及
び最小容量時におけるピストン９のトップクリアランス
ＴＣをともに等しくするように設定する。こうしてヒン
ジ機構Ｋを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両空調装置等に
用いられる容量可変型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、
単に圧縮機という。）として、特開昭５２−９６３０７
号公報、実開平１−１１４９８８号公報等に開示された
ものが知られている。例えば、後者の圧縮機において
は、図４にそのヒンジ機構Ｋを示すように、クランク室
内の駆動軸９０にロータ９１が固定され、このロータ９
１には長孔９１ａが形成されている。長穴９１ａは、図
５にも示すように、駆動軸９０の軸心ｙと回転斜板９３
の上死点位置とで決定される面と平行であって駆動軸の
軸心ｙに対して外方から近づく方向に延在し、中心線Ｓ
と直交する断面の前後が回転方向と平行な直線に形成さ
れている。この長孔９１ａには、連結ピン９２が摺動可
能に挿入され、連結ピン９２と連結されたブラケット９
３ａを介して回転斜板９３が前後方向へ傾動可能に連結
されている。回転斜板９３には図示しない揺動斜板が摺
動可能に取り付けられ、揺動斜板と複数のシリンダボア
内に収容された各ピストンとの間にはそれぞれピストン
ロッドが介在されている。

【０００３】こうして、この圧縮機では、駆動軸９０の
回転運動をヒンジ機構Ｋにより回転斜板９３の回転運
動、揺動斜板の前後揺動運動に変換し、この揺動斜板の
前後揺動運動が各ピストンの往復動に変換される。ここ
で、クランク室内の圧力は制御弁（図示せず）により制
御され、これにより揺動斜板の傾角変位を通じてピスト
ンのストロークが変化され、もって吐出容量が変化され
る。このとき、回転斜板９３及び揺動斜板の前後傾動動
作は所定の曲率の長穴９１ａによって規制されるため、
回転斜板９３の傾角変位にかかわらず揺動斜板の上死点
位置は前後に変位せず、上死点におけるピストンのトッ
プクリアランスはほぼ零にされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の圧縮
機では、吸入行程にあるピストンには吸引力が作用する
ため、回転斜板９３には上死点位置から駆動軸９０の回
転方向後方側（図４の約右半分）で吸引力が作用する一
方、圧縮行程にあるピストンには圧縮反力が作用するた
め、回転斜板９３には上死点位置から駆動軸９０の回転
方向前方側（図４の約左半分）で圧縮反力が作用する。
このため、この種の圧縮機では、回転斜板９３が回転方
向後方側ではロータ９１から離反しようとする一方、回
転方向前方側ではロータ９１に押し付けられる。

【０００５】ここで、上記公報記載の圧縮機では、回転
斜板９３が図示しない円筒スリーブを介して駆動軸９０
に取り付けられており、円筒スリーブが枢軸ピンを介し
て回転斜板９３を駆動軸９０の軸心ｙに平行に摺動可能
かつ前後揺動可能に支承するため、回転斜板９３が上記
吸引力及び圧縮反力によりロータ９１に対して左右に傾
斜することは一応防止されている。

【０００６】しかしながら、回転斜板９３を前後揺動可
能に支承すべく、円筒スリーブにおいても僅かな間隙が
必要である。このため、上記吸引力及び圧縮反力によ
り、回転斜板９３はロータ９１に対して左右に僅かに傾
斜し（例えば、α°）、図４、５に符号Ｉで示すよう
に、連結ピン９２が長穴９１ａと点接触を生じることと
なる。そして、吸引力及び圧縮反力を点Ｉで支持するこ
ととなる。

【０００７】また、駆動軸９０からのトルクはロータ９
１からヒンジ機構Ｋを介して回転斜板９３に伝達される
ことから、回転斜板９３がロータ９１に対して左右に僅
かでも傾斜したままであれば、トルクも点Ｉで支持する
こととなる。したがって、従来の圧縮機においては、高
速運転又は高圧縮比運転の継続中、斜板の前後傾動動作
を規制するヒンジ機構Ｋに異常摩耗を生じるおそれがあ
り、圧縮機の耐久性が危惧される。特開昭５２−９６３
０７号公報記載の圧縮機等においても同様である。ま
た、製造時の容易性等を考慮して、回転斜板を前後揺動
のみでなく回動可能に支承する球面スリーブを採用し、
かつヒンジ機構を回転斜板の上死点位置を跨いで対設し
た場合も同様である。

【０００８】加えて、ヒンジ機構の設定如何によっては
ピストンのトップクリアランスＴＣが斜板の最小傾角時
から最大傾角時まで上方に凸な曲線で近似できる変化を
生じることから、例えば図６の曲線Ａで示すように、最
小容量時に最適なトップクリアランスＴＣを設定したと
しても、最大容量時には無駄なトップクリランスＴＣが
生じたり、また曲線Ｂで示すように、最大容量時に最適
なトップクリアランスＴＣを設定したとしても、最小容
量時には無駄なトップクリアランスＴＣが生じたりし、
トップクリアランスＴＣの変動幅が広いことで体積効率
に問題を有する場合もあった。

【０００９】本発明は、斜板の前後傾動動作を規制する
ヒンジ機構において、斜板がロータに対し左右に傾斜し
た場合でも、異常摩耗を生じにくくするとともに、容量
変化に伴うトップクリアランスの変動幅を極小にするこ
とにより好適な体積効率を確保することを解決すべき課
題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の圧縮機は、ハウジングにクランク室、
吸入室、吐出室及びこれらと接続されたシリンダボアが
区画形成されるとともに、該各シリンダボアにはそれぞ
れピストンが往復動可能に収容され、該ハウジングに支
持された駆動軸には該クランク室内に位置するロータが
同期回転可能に支持され、該ロータにヒンジ機構を介し
て斜板が傾角変位可能に枢支され、該斜板と該ピストン
との間には該斜板の前後揺動運動を各該ピストンの往復
動に変換する連結機構が介装され、該斜板の傾角を制御
して吐出容量を変化するように構成した圧縮機におい
て、前記ヒンジ機構は、前記ロータに後方側へ突出して
設けられた支持アームと、一端が前記斜板に固着された
ガイドピンとからなり、該支持アームは、前記駆動軸の
軸心と該斜板の上死点位置とで決定される面と平行であ
って該駆動軸の軸心に対して外方から近づく支持方向に
延在し、中心線と直交する断面の少なくとも該ロータ側
が円弧に形成されたガイド面をもち、該ガイドピンの他
端には該ガイド面と整合する球部が保持され、該支持方
向は、該斜板の枢軸位置、該球部の中心位置並びに該斜
板の最大及び最小傾角により決定され、最大及び最小容
量時における該ピストンのトップクリアランスをともに
等しくするように設定されていることを特徴とする。

【００１１】（２）請求項２の圧縮機は、請求項１記載
の圧縮機において、シリンダボアを区画形成するシリン
ダブロックの端面と駆動軸の軸心との交点を原点Ｏ、該
原点Ｏからロータ側を正として該駆動軸の軸心をｙ軸、
該原点Ｏから上死点方向を正として該ｙ軸と直交するｘ
軸とし、該ｘ軸及び該ｙ軸により決定されるｘｙ平面と
斜板の枢軸との交点をＰ₀ 、球部の中心をＰ₁ 、該ｘｙ
平面とピストン及び連結機構の回動中心との交点を
Ｐ₂、該ピストンの上面から該Ｐ₂ までの距離をＨ、該
ｙ軸から該Ｐ₂ までの距離をｅ、該ｘｙ平面と該斜板の
中心面との交線をＬ₀ 、ガイド面の中心線をＬ₁ 、該Ｌ
₀ から該Ｐ₀ までの距離をａ、該ｙ軸から該Ｐ₀ までの
距離をｂ、該Ｐ₀ 及び該Ｐ₁ から該Ｌ₀ へ下ろした垂線
の足の間隔から該ｂを引いた距離をｃ、該Ｌ₀から該Ｐ
₁ までの距離をｄ、最大容量時の該斜板の傾角をθ₀ 並
びに最小容量時の該斜板の傾角をθ₁ とした場合、 ｎ₀ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₀ ＋ａ／ｃｏｓθ₀ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₀ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₀ ｎ₁ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₁ ＋ａ／ｃｏｓθ₁ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₁ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₁ ｍ₀ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₀ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₀ ｍ₁ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₁ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₁ とすれば、支持方向を示す前記中心線の傾き角度αは、 α＝ｔａｎ^-1｛（ｎ₁ −ｎ₀ ）／（ｍ₁ −ｍ₀ ）｝ を満足することを特徴とする。

【００１２】（３）請求項３の圧縮機は、ハウジングに
クランク室、吸入室、吐出室及びこれらと接続されたシ
リンダボアが区画形成されるとともに、該各シリンダボ
アにはそれぞれピストンが往復動可能に収容され、該ハ
ウジングに支持された駆動軸には該クランク室内に位置
するロータが同期回転可能に支持され、該ロータにヒン
ジ機構を介して斜板が傾角変位可能に枢支され、該斜板
と該ピストンとの間には該斜板の前後揺動運動を各該ピ
ストンの往復動に変換する連結機構が介装され、該斜板
の傾角を制御して吐出容量を変化するように構成した圧
縮機において、前記ヒンジ機構は、前記ロータに後方側
へ突出して設けられた支持アームと、一端が前記斜板に
固着されたガイドピンとからなり、該支持アームは、前
記駆動軸の軸心と該斜板の上死点位置とで決定される面
と平行であって該駆動軸の軸心に対して外方から近づく
支持方向に延在し、中心線と直交する断面の少なくとも
該ロータ側が円弧に形成されたガイド面をもち、該ガイ
ドピンの他端には該ガイド面と整合する球部が保持さ
れ、該支持方向は、該斜板の枢軸位置、該球部の中心位
置並びに該斜板の最大傾角により決定され、最大容量時
における該ピストンのトップクリアランスを最小にする
ように設定されていることを特徴とする。

【００１３】（４）請求項４の圧縮機は、請求項３記載
の圧縮機において、シリンダボアを区画形成するシリン
ダブロックの端面と駆動軸の軸心との交点を原点Ｏ、該
原点Ｏからロータ側を正として該駆動軸の軸心をｙ軸、
該原点Ｏから上死点方向を正として該ｙ軸と直交するｘ
軸とし、該ｘ軸及び該ｙ軸により決定されるｘｙ平面と
斜板の枢軸との交点をＰ₀ 、球部の中心をＰ₁ 、該ｘｙ
平面とピストン及び連結機構の回動中心との交点を
Ｐ₂、該ピストンの上面から該Ｐ₂ までの距離をＨ、該
ｙ軸から該Ｐ₂ までの距離をｅ、該ｘｙ平面と該斜板の
中心面との交線をＬ₀ 、ガイド面の中心線をＬ₁ 、該Ｌ
₀ から該Ｐ₀ までの距離をａ、該ｙ軸から該Ｐ₀ までの
距離をｂ、該Ｐ₀ 及び該Ｐ₁ から該Ｌ₀ へ下ろした垂線
の足の間隔から該ｂを引いた距離をｃ、該Ｌ₀から該Ｐ
₁ までの距離をｄ、該斜板の傾角をθ並びに最大容量時
の該斜板の傾角をθ₀ とした場合、 ｎ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ ｎ₀ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₀ ＋ａ／ｃｏｓθ₀ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₀ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₀ ｍ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ ｍ₀ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₀ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₀ とすれば、支持方向を示す前記中心線の傾き角度αは、 α≦ｔａｎ^-1｛（ｎ−ｎ₀ ）／（ｍ−ｍ₀ ）｝ を満足することを特徴とする。

【００１４】

【作用】

（１）請求項１の圧縮機では、ガイド面における中心線
と直交する断面の少なくともロータ側が円弧に形成さ
れ、このガイド面とガイドピンの球部とが整合するた
め、例え斜板がロータに対して左右に傾斜しても、ガイ
ドピンの球部はガイド面と線接触を保ち、吸引力、圧縮
反力及びトルクを線で支持する。

【００１５】また、この圧縮機では、円弧がロータの回
転方向と交差するため、ロータが駆動軸から受けるトル
クを球部に伝達しやすい。さらに、この圧縮機では、特
定のヒンジ機構の採用により、トップクリアランスが斜
板の最小傾角時から最大傾角時まで上方に凸な曲線状の
変化を生じても、ガイド面の支持方向の設定によって、
最小容量時におけるトップクリアランスと最大容量時に
おけるトップクリアランスとがともに等しく設定されて
いる。このため、図６に前記曲線Ａ、Ｂとともに本発明
の圧縮機における曲線Ｅを表せば、曲線Ｅでは、最小容
量時から最大容量時までのトップクリアランスＴＣの最
上点が曲線Ａ、Ｂよりも低下することによりトップクリ
アランスＴＣの変動幅が極小とされている。

【００１６】（２）請求項２の圧縮機は、ガイド面の支
持方向に特徴を有し、これにより最大及び最小容量時に
おけるピストンのトップクリアランスがともに等しい圧
縮機となる。 （３）請求項３の圧縮機は、ガイド面の支持方向の設定
によって、最大容量時におけるトップクリアランスが最
小になる。他の作用は請求項１の圧縮機と同様である。

【００１７】このため、この圧縮機では、最大容量時の
トップクリアランスを確認するだけでピストンの上面が
他部材と衝突することを全容量域において防止できるた
め、請求項１の圧縮機と同様の作用を奏しつつ、製造時
のトップクリアランスの測定が簡略化される。また、最
も冷凍能力を必要とする最大容量時において、トップク
リアランスが最小になるため、最大の体積効率を確保で
きる。

【００１８】（４）請求項４の圧縮機は、ガイド面の支
持方向に特徴を有し、これにより最大容量時におけるピ
ストンのトップクリアランスが最小の圧縮機となる。

【００１９】

【実施例】以下、各請求項の発明を具体化した実施例
１、２を図面を参照しつつ説明する。 （実施例１）実施例１の圧縮機は請求項１、２を具体化
している。この圧縮機では、図１に示すように、ハウジ
ングの一部を構成するシリンダブロック１の前端側にフ
ロントハウジング２が接合され、後端側にリアハウジン
グ３が弁板４を介して接合されている。シリンダブロッ
ク１とフロントハウジング２とによって形成されるクラ
ンク室５内には軸心ｙ方向に延在する駆動軸６が収容さ
れ、駆動軸６は軸受７ａ、７ｂによって回転可能に支持
されている。そして、シリンダブロック１には駆動軸６
を取り囲む位置に複数個のシリンダボア８が穿設されて
おり、各シリンダボア８にはピストン９がそれぞれ嵌挿
されている。

【００２０】クランク室５内において、駆動軸６にはロ
ータ１０がフロントハウジング２との間に軸受８を介し
て駆動軸６と同期回転可能に支持され、ロータ１０の後
方には貫通孔２０内に駆動軸６を嵌挿させた斜板１１が
装備されている。斜板１１の貫通孔２０は、ドリル加工
後、エンドミルを枢軸を中心として緩やかに曲折させて
形成したものである。貫通孔２０内には、枢軸を中心と
した円弧状に支持部２０ｂが形成され、軸心ｙと平行に
延在する規制面（図示せず）が側面に平坦に形成されて
いる。

【００２１】そして、ロータ１０と斜板１１との間には
押圧ばね１２が介在されており、押圧ばね１２は斜板１
１をリアハウジング３方向へ付勢している。また、斜板
１１の外周部には、連結機構としての半球状のシュー１
４、１４が当接されており、これらシュー１４、１４の
外周面はピストン９の球支承面と係合されている。こう
して、斜板１１にシュー１４、１４を介して係留される
複数のピストン９は各シリンダボア８内を往復動可能に
収納されている。

【００２２】斜板１１の前面には、図３に示すように、
ヒンジ機構Ｋを構成する一対のブラケット１５、１５が
駆動軸６を間に介在させつつ斜板１１の上死点位置Ｔを
跨いで突設されており、各ブラケット１５、１５にはガ
イドピン１６、１６の一端が固着され、各ガイドピン１
６、１６の他端には球部１６ａ、１６ａが固着されてい
る。また、ロータ１０の上部には、ヒンジ機構Ｋの残部
を構成する一対の支持アーム１７、１７が各ガイドピン
１６、１６と対向するように軸心ｙ方向後方に突出して
いる。各支持アーム１７、１７の各先端部には、駆動軸
６の軸心ｙと斜板１１の上死点位置Ｔとで決定される面
と平行に、かつ駆動軸６の軸心ｙに対して外方から近づ
く支持方向にガイド孔（ガイド面）１７ａ、１７ａが直
線状に貫設されている。ガイド孔１７ａ、１７ａ内に
は、それぞれガイドピン１６、１６の球部１６ａ、１６
ａが回動かつ摺動可能に挿入されている。

【００２３】リアハウジング３内は、図１に示すよう
に、吸入室３０及び吐出室３１に区画されている。弁板
４には各シリンダボア８に対応して吸入ポート３２及び
吐出ポート３３が開口形成されており、弁板４とピスト
ン９との間に形成される圧縮室が吸入ポート３２及び吐
出ポート３３を介して吸入室３０及び吐出室３１に連通
される。各吸入ポート３２にはピストン９の往復動に応
じて吸入ポート３２を開閉する図示しない吸入弁が設け
られ、各吐出ポート３３にはピストン９の往復動に応じ
て吐出ポート３３をリテーナ３４に規制されつつ開閉す
る図示しない吐出弁が設けられている。また、リアハウ
ジング３には、クランク室５の圧力を調整する図示しな
い制御弁が装備されている。

【００２４】この圧縮機では、図２に示すように、ガイ
ド孔１７ａ、１７ａ（以下、一方のみ図示）の支持方向
を示すガイド孔１７ａの中心線Ｌ₁ の傾き角度αに特徴
を有している。すなわち、まずシリンダブロック１の端
面と駆動軸６の軸心との交点を原点Ｏ、この原点Ｏから
ロータ１０側を正として駆動軸６の軸心をｙ軸、原点Ｏ
から上死点方向を正としてｙ軸と直交するｘ軸をとる。
なお、ｘ軸及びｙ軸によりｘｙ平面が決定され、原点Ｏ
から紙面表側を正としてｘｙ平面に直交するｚ軸も仮定
できるが、斜板１１の傾角変位の際には斜板上の全ての
点はｚ軸方向には移動しないため、以下、ｚ軸を無視
し、ｘｙ平面上でのみ傾き角度αを解析する。

【００２５】そして、以下のように文字等を定義する。 Ｐ₀ ；ｘｙ平面と斜板１１の枢軸との交点 Ｐ₁ ；球部１６ａ、１６ａの中心 Ｐ₂ ；ｘｙ平面とピストン９及びシュー１４、１４の回
動中心との交点 Ｈ；ピストン９の上面からＰ₂ までの距離 ｅ；ｙ軸からＰ₂ までの距離 Ｌ₀ ；ｘｙ平面と斜板１１の中心面との交線 Ｌ₁ ；ガイド孔１７ａの中心線 ａ；Ｌ₀ からＰ₀ までの距離（フロント方向を正、リア
方向を負とする。） ｂ；ｙ軸からＰ₀ までの距離（上死点側を正、下死点側
を負とする。） ｃ；Ｐ₀ 及びＰ₁ からＬ₀ へ下ろした垂線の足の間隔か
らｂを引いた距離 ｄ；Ｌ₀ からＰ₁ までの距離 θ；斜板１１の傾角 θ₀ ；最大容量時の斜板１１の傾角 ＴＣ；トップクリアランス ＴＣ₀ ；最大容量時のトップクリアランス θ₁ ；最小容量時の斜板１１の傾角 ＴＣ₁ ；最小容量時のトップクリアランス とする。

【００２６】以上の定義より、点Ｐ₀ の座標（Ｐ_0x，Ｐ
_0y）は、 Ｐ_0x＝ｂ ……（１）式 Ｐ_0y＝ＴＣ＋Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ ……（２）式 となる。また、点Ｐ₁ の座標（Ｐ_1x，Ｐ_1y）は、 Ｐ_1x＝Ｐ_0x＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ ……（３）式 Ｐ_1y＝Ｐ_0y＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ−（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ ……（４）式 となる。

【００２７】そして、直線Ｌ₁ の方程式は、傾きをｕ、
ｙ切片をｖとすると、 ｙ＝ｕｘ＋ｖ ……（５）式 となり、傾きｕを傾き角度αで表せば、 ｕ＝ｔａｎα ……（６）式 となる。

【００２８】次に、傾角θとトップクリアランスＴＣと
の関係を求める。すなわち、点Ｐ₁は常に直線Ｌ₁ 上に
あり、斜板１１の傾角変位の際には点Ｐ₁ は直線Ｌ₁ 上
を移動するため、（５）式より、 Ｐ_1y＝ｕＰ_1x＋ｖ ……（７）式 が成立する。（７）式に（１）式から（４）式までを適
用して、 ＴＣ＋Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ＋（ｄ−
ａ）ｃｏｓθ−（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ＝ｕ｛ｂ＋（ｄ−
ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ｝＋ｖ が得られる。よって、 ＴＣ＝ｕ｛ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ｝＋ｖ −｛Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ｝ ……（８）式 ここで、トップクリアランスＴＣの変動を最小にする傾
き角度αの値を求める。すなわち、傾角θの変位に伴う
トップクリアランスＴＣの変動幅を最小にするため、Ｔ
Ｃ₀ ＝ＴＣ₁ となるようにｕを決定する。つまり、
（８）式を用い、 ＴＣ₀ ＝ｕｍ₀ ＋ｖ−ｎ₀ ……（９）式 ＴＣ₁ ＝ｕｍ₁ ＋ｖ−ｎ₁ ……（１０）式 とする。但し、 ｍ₀ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₀ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₀ ｎ₀ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₀ ＋ａ／ｃｏｓθ₀ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₀ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₀ ｍ₁ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₁ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₁ ｎ₁ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₁ ＋ａ／ｃｏｓθ₁ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₁ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₁ である。（９）式及び（１０）式にＴＣ₀ ＝ＴＣ₁ の関
係を適用することでｕが決定される。これにより、 ｕ＝（ｎ₁ −ｎ₀ ）／（ｍ₁ −ｍ₀ ） ……（１１）式 が得られる。よって、（６）式よりαが次のように決定
される。

【００２９】 α＝ｔａｎ^-1｛（ｎ₁ −ｎ₀ ）／（ｍ₁ −ｍ₀ ）｝ ……（１２）式 こうして、実施例１の圧縮機では、斜板１１の枢軸位置
Ｐ₀ と、球部１６ａの中心位置Ｐ₁ と、上死点と対応す
るピストン９からの圧縮反力が斜板上に作用する点の位
置Ｐ₂ と、斜板１１の最大傾角θ₀ 及び最小傾角θ₁ と
により、傾き角度αを決定し、この傾き角度αの中心線
Ｌ₁ による支持方向にガイド孔１７ａを貫設している。

【００３０】以上のように構成された圧縮機において、
図１に示す駆動軸６の駆動に伴って斜板１１が回転する
と、シュー１４、１４を介して各ピストン９がシリンダ
ボア８内で往復動し、これにより吸入室３０から圧縮室
内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮された後、吐
出室３１へ吐出される。このとき、吐出室３１へ吐出さ
れる冷媒ガスの吐出容量は、制御弁によるクランク室５
内の圧力調整により制御される。

【００３１】この間、この圧縮機では、ガイド孔１７
ａ、１７ａにおける中心線Ｌ₁ と直交する断面が円弧に
形成され、このガイド孔１７ａ、１７ａとガイドピン１
６、１６の球部１６ａ、１６ａとが整合するため、例え
斜板１１がロータ１０に対して左右に傾斜しても、ガイ
ドピン１６、１６の球部１６ａ、１６ａはガイド孔１７
ａ、１７ａと線接触を保ち、吸引力、圧縮反力及びトル
クを線で支持する。

【００３２】また、この圧縮機では、円弧がロータ１０
の回転方向と交差するため、ロータ１０が駆動軸６から
受けるトルクを球部１６ａ、１６ａに伝達しやすい。し
たがって、この圧縮機では、ヒンジ機構Ｋに異常摩耗を
生じにくく、優れた耐久性を発揮することができる。ま
た、この圧縮機では、最大及び最小容量時におけるピス
トン９のトップクリアランスＴＣがともに等しくなるた
め、トップクリアランスＴＣが斜板１１の最小傾角θ₁
時から最大傾角θ₀ 時まで上方に凸な曲線状の変化を生
じても、図６の曲線Ｅに示す関係が得られる。

【００３３】したがって、この圧縮機では、最小容量時
から最大容量時までのトップクリアランスＴＣの最上点
が低く、トップクリアランスＴＣの変動幅が極小とされ
ているため、好適な体積効率を確保することができる。 （実施例２）実施例２の圧縮機は請求項３、４を具体化
している。この圧縮機は、傾き角度αの設定の仕方が実
施例１と異なるのみであり、他の構成は実施例１と同一
であるため、同一の構成については同一符合を付して詳
説は省略する。

【００３４】実施例１と同様に座標をとるとともに文字
等を定義し、最大容量時のＴＣの変動を最小にする傾き
角度αを求める。すなわち、ＴＣ₀ ≦ＴＣの関係が最小
傾角θ₁ から最大傾角θ₀ までの全ての傾角θで満足さ
れるようにする。このため、（１１）式より、 ｕ≦（ｎ−ｎ₀ ）／（ｍ−ｍ₀ ） ……（１３）式 を得る。但し、 ｎ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ＋（ｄ−
ａ）ｃｏｓθ−（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ ｍ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ である。よって、（６）よりαが次のように決定され
る。

【００３５】 α≦ｔａｎ^-1｛（ｎ−ｎ₀ ）／（ｍ−ｍ₀ ）｝ ……（１４）式 こうして、実施例２の圧縮機では、斜板１１の枢軸位置
Ｐ₀ と、球部１６ａの中心位置Ｐ₁ と、上死点と対応す
るピストン９からの圧縮反力が斜板上に作用する点の位
置Ｐ₂ と、斜板１１の最大傾角θ₀ とにより、傾き角度
αを決定し、この傾き角度αの中心線Ｌ₁ による支持方
向にガイド孔１７ａを貫設している。

【００３６】以上のように構成された圧縮機では、最大
容量時におけるピストン９のトップクリアランスＴＣが
最小になる。他の作用は実施例１の圧縮機と同様であ
る。このため、この圧縮機では、最大容量時のトップク
リアランスＴＣを確認するだけでピストン９の上面が弁
板４と衝突することを全容量域において防止できるた
め、実施例１の圧縮機と同様の作用を奏しつつ、製造時
のトップクリアランスＴＣの測定が簡略化される。

【００３７】また、最も冷凍能力を必要とする最大容量
時において、トップクリアランスＴＣが最小になるた
め、最大の体積効率を確保できる。したがって、この圧
縮機では、実施例１の効果に加え、製造を容易に行なう
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、特許請求の範囲記載の構成を採用しているため、次
のような優れた効果を奏することができる。請求項１、
２の圧縮機では、例え斜板がロータに対して左右に傾斜
しても、ガイドピンの球部はガイド面と線接触を保つた
め、ヒンジ機構に異常摩耗を生じにくい。したがって、
この圧縮機では優れた耐久性を発揮することができる。

【００３９】また、請求項１、２の圧縮機では、最小容
量時におけるトップクリアランスと最大容量時における
トップクリアランスとがともに等しく設定されているた
め、容量変化に伴うトップクリアランスの変動幅を極小
にすることにより好適な体積効率を確保することができ
る。請求項３、４の圧縮機では、請求項１、２の効果に
加え、製造を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１、２の圧縮機に係り、最大容量時の縦
断面図である。

【図２】実施例１、２の圧縮機に係り、要部の説明図で
ある。

【図３】実施例１、２の圧縮機に係り、ヒンジ機構を示
す分解平面図である。

【図４】従来の圧縮機に係り、ヒンジ機構を示す要部断
面図である。

【図５】従来の圧縮機に係り、ヒンジ機構の要部拡大断
面図である。

【図６】斜板の傾角とトップクリアランとの関係を示す
曲線図である。

【符号の説明】

１…ハウジングを構成するシリンダブロック ２…フロントハウジング ３…リアハウジン
グ ５…クランク室 ３０…吸入室 ３１
…吐出室 ８…シリンダボア ９…ピストン ６…
駆動軸 １０…ロータ Ｋ…ヒンジ機構 １１
…斜板 １４…シュー（連結機構） １７…支持アーム １６…ガイドピン １７ａ…ガイド孔（ガイド面） １６ａ…球部 Ｐ₀ …斜板の枢軸位置 Ｐ₁
…球部の中心位置 Ｔ…上死点位置 θ…斜板の傾角 ＴＣ
…トップクリアランス α…支持方向を示す中心線の傾き角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングにクランク室、吸入室、吐出室
   及びこれらと接続されたシリンダボアが区画形成される
   とともに、該各シリンダボアにはそれぞれピストンが往
   復動可能に収容され、該ハウジングに支持された駆動軸
   には該クランク室内に位置するロータが同期回転可能に
   支持され、該ロータにヒンジ機構を介して斜板が傾角変
   位可能に枢支され、該斜板と該ピストンとの間には該斜
   板の前後揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する連
   結機構が介装され、該斜板の傾角を制御して吐出容量を
   変化するように構成した容量可変型斜板式圧縮機におい
   て、 前記ヒンジ機構は、前記ロータに後方側へ突出して設け
   られた支持アームと、一端が前記斜板に固着されたガイ
   ドピンとからなり、該支持アームは、前記駆動軸の軸心
   と該斜板の上死点位置とで決定される面と平行であって
   該駆動軸の軸心に対して外方から近づく支持方向に延在
   し、中心線と直交する断面の少なくとも該ロータ側が円
   弧に形成されたガイド面をもち、該ガイドピンの他端に
   は該ガイド面と整合する球部が保持され、 該支持方向は、該斜板の枢軸位置、該球部の中心位置並
   びに該斜板の最大及び最小傾角により決定され、最大及
   び最小容量時における該ピストンのトップクリアランス
   をともに等しくするように設定されていることを特徴と
   する容量可変型斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】シリンダボアを区画形成するシリンダブロ
   ックの端面と駆動軸の軸心との交点を原点Ｏ、該原点Ｏ
   からロータ側を正として該駆動軸の軸心をｙ軸、該原点
   Ｏから上死点方向を正として該ｙ軸と直交するｘ軸と
   し、 該ｘ軸及び該ｙ軸により決定されるｘｙ平面と斜板の枢
   軸との交点をＰ₀ 、球部の中心をＰ₁ 、該ｘｙ平面とピ
   ストン及び連結機構の回動中心との交点をＰ₂、該ピス
   トンの上面から該Ｐ₂ までの距離をＨ、該ｙ軸から該Ｐ
   ₂ までの距離をｅ、該ｘｙ平面と該斜板の中心面との交
   線をＬ₀ 、ガイド面の中心線をＬ₁ 、該Ｌ₀ から該Ｐ₀
   までの距離をａ、該ｙ軸から該Ｐ₀ までの距離をｂ、該
   Ｐ₀ 及び該Ｐ₁ から該Ｌ₀ へ下ろした垂線の足の間隔か
   ら該ｂを引いた距離をｃ、該Ｌ₀から該Ｐ₁ までの距離
   をｄ、最大容量時の該斜板の傾角をθ₀ 並びに最小容量
   時の該斜板の傾角をθ₁ とした場合、 ｎ₀ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₀ ＋ａ／ｃｏｓθ₀ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₀ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₀ ｎ₁ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₁ ＋ａ／ｃｏｓθ₁ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₁ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₁ ｍ₀ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₀ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₀ ｍ₁ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₁ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₁ とすれば、支持方向を示す前記中心線の傾き角度αは、 α＝ｔａｎ^-1｛（ｎ₁ −ｎ₀ ）／（ｍ₁ −ｍ₀ ）｝ を満足することを特徴とする請求項１記載の容量可変型
   斜板式圧縮機。
3. 【請求項３】ハウジングにクランク室、吸入室、吐出室
   及びこれらと接続されたシリンダボアが区画形成される
   とともに、該各シリンダボアにはそれぞれピストンが往
   復動可能に収容され、該ハウジングに支持された駆動軸
   には該クランク室内に位置するロータが同期回転可能に
   支持され、該ロータにヒンジ機構を介して斜板が傾角変
   位可能に枢支され、該斜板と該ピストンとの間には該斜
   板の前後揺動運動を各該ピストンの往復動に変換する連
   結機構が介装され、該斜板の傾角を制御して吐出容量を
   変化するように構成した容量可変型斜板式圧縮機におい
   て、 前記ヒンジ機構は、前記ロータに後方側へ突出して設け
   られた支持アームと、一端が前記斜板に固着されたガイ
   ドピンとからなり、該支持アームは、前記駆動軸の軸心
   と該斜板の上死点位置とで決定される面と平行であって
   該駆動軸の軸心に対して外方から近づく支持方向に延在
   し、中心線と直交する断面の少なくとも該ロータ側が円
   弧に形成されたガイド面をもち、該ガイドピンの他端に
   は該ガイド面と整合する球部が保持され、 該支持方向は、該斜板の枢軸位置、該球部の中心位置並
   びに該斜板の最大傾角により決定され、最大容量時にお
   ける該ピストンのトップクリアランスを最小にするよう
   に設定されていることを特徴とする容量可変型斜板式圧
   縮機。
4. 【請求項４】シリンダボアを区画形成するシリンダブロ
   ックの端面と駆動軸の軸心との交点を原点Ｏ、該原点Ｏ
   からロータ側を正として該駆動軸の軸心をｙ軸、該原点
   Ｏから上死点方向を正として該ｙ軸と直交するｘ軸と
   し、 該ｘ軸及び該ｙ軸により決定されるｘｙ平面と斜板の枢
   軸との交点をＰ₀ 、球部の中心をＰ₁ 、該ｘｙ平面とピ
   ストン及び連結機構の回動中心との交点をＰ₂、該ピス
   トンの上面から該Ｐ₂ までの距離をＨ、該ｙ軸から該Ｐ
   ₂ までの距離をｅ、該ｘｙ平面と該斜板の中心面との交
   線をＬ₀ 、ガイド面の中心線をＬ₁ 、該Ｌ₀ から該Ｐ₀
   までの距離をａ、該ｙ軸から該Ｐ₀ までの距離をｂ、該
   Ｐ₀ 及び該Ｐ₁ から該Ｌ₀ へ下ろした垂線の足の間隔か
   ら該ｂを引いた距離をｃ、該Ｌ₀から該Ｐ₁ までの距離
   をｄ、該斜板の傾角をθ並びに最大容量時の該斜板の傾
   角をθ₀ とした場合、 ｎ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ＋ａ／ｃｏｓθ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ ｎ₀ ＝Ｈ＋（ｅ−ｂ）ｔａｎθ₀ ＋ａ／ｃｏｓθ₀ ＋（ｄ−ａ）ｃｏｓθ₀ −（ｃ−ｂ）ｓｉｎθ₀ ｍ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ ｍ₀ ＝ｂ＋（ｄ−ａ）ｓｉｎθ₀ ＋（ｃ−ｂ）ｃｏｓθ₀ とすれば、支持方向を示す前記中心線の傾き角度αは、 α≦ｔａｎ^-1｛（ｎ−ｎ₀ ）／（ｍ−ｍ₀ ）｝ を満足することを特徴とする請求項３記載の容量可変型
   斜板式圧縮機。