JPH10246181A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

可変容量型圧縮機

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JPH10246181A
JPH10246181A JP9046649A JP4664997A JPH10246181A JP H10246181 A JPH10246181 A JP H10246181A JP 9046649 A JP9046649 A JP 9046649A JP 4664997 A JP4664997 A JP 4664997A JP H10246181 A JPH10246181 A JP H10246181A
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JP
Japan
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weight
cam plate
variable displacement
displacement compressor
seat
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JP9046649A
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English (en)
Inventor
Masaki Ota
太田　　雅樹
Hisakazu Kobayashi
久和 小林
Masaru Hamazaki
勝 濱崎
Masayoshi Hori
真嘉 堀
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Priority to DE19808256A priority patent/DE19808256A1/de
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Priority to CN98109242A priority patent/CN1198512A/zh
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カムプレートの軽量化と、外部駆動源の高回
転時における安定した容量制御との兼ね合いに優れる可
変容量型圧縮機を提供すること。 【解決手段】 斜板２１はアルミニウム材よりなり、駆
動軸１６に一体回転可能でかつ傾動可能に挿着されてい
る。ピストン３２は斜板２１に連結され、駆動軸１６の
回転運動により往復直線運動される。ウエイト座２３は
斜板２１と一体に突設されている。ウエイト２２は、鉄
系材よりなる重量部材２６と同じく鉄系材よりなる圧入
ピン２７とからなる。重量部材２６は、圧入ピン２７に
よりウエイト座２３を介して斜板２１に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両空調
システムに適用され、カムプレートの傾角を調節するこ
とで吐出容量を変更可能な可変容量型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機においては、
例えば、次のような構成のものが存在する。フロントハ
ウジングはシリンダブロックに接合固定されており、内
部には両者に囲まれてクランク室が区画形成されてい
る。駆動軸は、クランク室内において回転可能に配設さ
れている。同駆動軸は、車両エンジン等の外部駆動源に
作動連結されている。シリンダボアはシリンダブロック
に貫設形成され、ピストンは同シリンダボア内に収容さ
れている。カムプレートはクランク室内において駆動軸
に挿着されており、同駆動軸の回転により一体回転可能
であるとともにその軸線に対して傾動可能である。ピス
トンはカムプレートに連結されており、従って、駆動軸
の回転により同ピストンが往復直線動されて冷媒ガスの
圧縮が行われる。
【０００３】前記クランク室は吸入圧領域及び吐出圧領
域にそれぞれ接続されており、同クランク室への吐出冷
媒ガスの導入量及び同クランク室からの冷媒ガスの排出
量の少なくとも一方が容量制御弁により調節される。従
って、クランク室の圧力とシリンダボア内の圧力とのピ
ストンを介した差が変更され、その差に応じてカムプレ
ートの傾角が変更されて吐出容量が制御される。容量制
御弁は、例えば、吸入圧を感知して動作され、同吸入圧
が設定値となるように、その差に応じてクランク室への
吐出冷媒ガスの導入量及び同クランク室からの冷媒ガス
の排出量の少なくとも一方を調節する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図９に示す
ように、前記構成の圧縮機においては、車両エンジンが
高回転となるとピストン１０１の速度が速くなる。この
ため、ピストン慣性力Ｆ１が、カムプレート１０２に対
してその傾角を増大させる方向のモーメントＭ１として
過大に作用される。従って、容量制御弁が吐出容量を中
間容量に制御しようとしても、カムプレート１０２が同
モーメントＭ１により最大傾角側に大きく傾動されて吐
出容量が大きくなり、吸入圧が設定値よりも大幅に小さ
くなる。このため、容量制御弁は、同吸入圧と設定値と
の大きな差を解消すべくカムプレート１０２を最小傾角
付近に変更する。しかし、これでは吐出容量が過少とな
って、吸入圧が設定値よりも大幅に高くなる。このた
め、容量制御弁は吸入圧を低くして設定値に近づけるべ
く、再びカムプレート１０２を最大傾角付近に変更す
る。
【０００５】つまり、車両エンジンが高回転となると、
吐出容量を中間容量に制御しようとしても、カムプレー
ト１０２が最大傾角付近と最小傾角付近との間で大きく
揺動されてしまう。その結果、安定した容量制御を行う
ことができず、カムプレート１０２の揺動にともなう振
動・騒音の発生や、吐出容量の大きな変動が車両エンジ
ンのトルク変動を招いて、車両のドライバビリティが悪
化される等の問題を生じていた。
【０００６】ここで、回転するカムプレート１０２に
は、自身の重量により遠心力Ｆ２が作用され、同遠心力
Ｆ２により傾角減少方向のモーメントＭ２が作用され
る。一般にカムプレート１０２は鉄系材により構成さ
れ、その重量は比較的重い。重量が重ければ、カムプレ
ート１０２に作用する遠心力Ｆ２は大きく、モーメント
Ｍ２も大きくなる。従って、車両エンジンの高回転時に
おいても、モーメントＭ１がモーメントＭ２により効果
的に相殺されて、前述した問題をそれほど危惧する必要
はなくなる。
【０００７】しかし、近年、車両軽量化を達成すべく圧
縮機の軽量化が要求され、その要求を満たす手段とし
て、カムプレート１０２を鉄系材と比較して比重の小さ
なアルミニウム材により構成することが提案されてい
る。単に軽量化された同カムプレート１０２には、車両
エンジンの高回転時においても小さなモーメントＭ２し
か作用せず、モーメントＭ１が効果的に相殺されるとは
言い難い。つまり、安易なカムプレート１０２の軽量化
は、前述した問題の深刻化につながる。
【０００８】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、カムプ
レートの軽量化と、外部駆動源の高回転時における安定
した容量制御との兼ね合いに優れる可変容量型圧縮機を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、カムプレートはアルミニウム材
よりなり、同カムプレートには別体のウエイトが固定さ
れた可変容量型圧縮機である。
【００１０】請求項２の発明では、前記ウエイトは、カ
ムプレートを構成する材料より比重の大きな材料で構成
されている。請求項３の発明では、前記カムプレートに
はウエイト座が一体に突設され、同ウエイト座を介して
ウエイトが固定されている。
【００１１】請求項４の発明では、前記ピストンはカム
プレートの外周部に連結され、前記ウエイト座はカムプ
レートの内周部に設けられ、ウエイトはウエイト座の座
面からカムプレートの半径方向に沿って外方に突出され
ている。
【００１２】請求項５の発明では、前記ウエイトは、カ
ムプレートの外縁部より外方に突出されている。請求項
６の発明では、前記ピストンはシューを介してカムプレ
ートに連結され、同カムプレートにおいてシューが摺動
される摺動面とウエイト座の座面とは平行に形成されて
いる。
【００１３】請求項７の発明では、前記駆動軸には回転
支持体が固定され、同回転支持体とカムプレートとの間
にはヒンジ機構が介在され、カムプレートは回転支持体
及びヒンジ機構を介して駆動軸と一体回転可能でかつ、
同ヒンジ機構の案内によりその傾角を最大傾角と最小傾
角との間で変更するものである。
【００１４】請求項８の発明では、前記カムプレートの
最大傾角は、ウエイトが回転支持体に当接することで規
定される。請求項９の発明では、前記ウエイトはウエイ
ト座の座面からカムプレートの半径方向に沿って突出さ
れ、同ウエイトにおいて回転支持体との当接部は、ウエ
イト座の座面からカムプレートの半径方向に突出しない
位置に設けられている。
【００１５】請求項１０の発明では、前記カムプレート
には挿通孔が貫設され、同カムプレートは挿通孔に挿通
された駆動軸によって支持され、前記回転支持体におい
てウエイトとの当接面は、最大傾角位置にあるカムプレ
ートと同じ側に傾斜する斜面に構成されている。
【００１６】請求項１１の発明では、前記カムプレート
はクランク室内に収容され、同カムプレートの傾角制御
は、クランク室の圧力を変更することで、同クランク室
の圧力とシリンダボア内の圧力とのピストンを介した差
を変更して行われ、前記ウエイトはウエイト座の座面か
らカムプレートの半径方向に沿って突出され、同突出部
分には貫通孔が形成されている。
【００１７】請求項１２の発明では、前記ウエイトの回
転支持体との当接部は、一対が離間して形成されてい
る。請求項１３の発明では、前記各当接部は、ウエイト
においてカムプレートの外周側に位置する部位にそれぞ
れ形成されている。
【００１８】請求項１４の発明では、前記ウエイトは、
重量部材と同重量部材をカムプレートに固定するための
固定部材とからなる。請求項１５の発明では、前記重量
部材と固定部材は一体に構成されている。
【００１９】請求項１６の発明では、前記重量部材と固
定部材は別体に構成され、同重量部材は平板状をなして
いる。（作用）上記構成の請求項１の発明においては、
カムプレートの軽量化は、同カムプレートをアルミニウ
ム材により構成することで達成される。回転する同カム
プレートに所定の遠心力を作用させるのに必要な重量
は、主として別部材であるウエイトにより確保される。
同ウエイトをカムプレートと別部材にすることで、それ
らを一体とするよりも、その材質、形状及び配置位置等
の設定の自由度が増す。従って、好適な材料により好適
な形状でウエイトを構成し、同ウエイトをカムプレート
に対して好適な位置に固定すれば、安易に肉量を増やす
手段を採るよりも、大型化、大重量化をともなわずし
て、所定の遠心力を同カムプレートに作用させることが
可能となる。
【００２０】請求項２の発明においてウエイトは、カム
プレートを構成する材料より比重の大きな材料で構成さ
れている。従って、同ウエイトを小型化できる。請求項
３の発明においては、ウエイトがウエイト座を介してカ
ムプレートに固定されている。従って、例えば、ウエイ
トをカムプレートに固定する際、その作業中に同ウエイ
トに対して作用される応力は、ウエイト座によって直接
受けられ、同応力がカムプレートの他の部位に対して直
接作用することはない。
【００２１】ここで、例えば、軽量のウエイトで所定の
遠心力をカムプレートに作用させようとすると、同ウエ
イトをカムプレートの外周部に配置しなくてはならな
い。しかし、ピストンをカムプレートの外周部に連結す
る構成を採ると、同外周部に直接ウエイトを固定するこ
とは難しい。そこで、請求項４の発明においては、ウエ
イト座がカムプレートの内周部に突設され、同ウエイト
座を介してカムプレートが固定されている。従って、同
ウエイト座がスペーサとなって、ウエイトをカムプレー
トから離れた位置に配置でき、同ウエイトを座面からカ
ムプレートの半径方向に沿って外方、つまり、同カムプ
レートの外周部側に突出配置させても、ピストンに干渉
されないようにすることが可能となる。
【００２２】請求項５の発明においては、ウエイトがカ
ムプレートの外縁部より外方に突出されている。従っ
て、軽量のウエイトで所定の遠心力をカムプレートに作
用させることができる。
【００２３】請求項６の発明においては、カムプレート
の摺動面と座面を平行とすることで、それらの加工の際
に一方の面を基準とすれば、他方の面の形成が容易とな
る。請求項７の発明においては、駆動軸の回転トルクが
回転支持体及びヒンジ機構を介してカムプレートに伝達
され、同カムプレートが回転駆動される。また、同カム
プレートは、ヒンジ機構に案内されて最大傾角と最小傾
角との間で傾動される。
【００２４】請求項８の発明においては、最大傾角側に
傾動されるカムプレートが、ウエイトを以って回転支持
体に当接することでそれ以上の傾動が規制され、この規
制された状態が同カムプレートの最大傾角となる。
【００２５】ここで、最大傾角位置にあるカムプレート
にはピストンを介して大きな圧縮荷重が作用され、同カ
ムプレートは当接部を介して回転支持体に圧接される。
従って、同当接部には、圧縮荷重の大きな反力が作用さ
れる。そこで、請求項９の発明において同当接部は、ウ
エイトにおいてウエイト座の座面からカムプレートの半
径方向に突出しない位置に設けられている。従って、同
当接部に作用される圧縮荷重の大きな反力は、ウエイト
座によって直接受けられる。
【００２６】また、前記圧縮荷重はカムプレートを介し
てヒンジ機構にも作用し、同ヒンジ機構の案内構造によ
っては、同カムプレートを駆動軸に対してヒンジ機構側
にずらそうとする力が生じる。しかし、請求項１０の発
明においては、回転支持体の当接面が、最大傾角位置に
あるカムプレートと同じ側に傾斜する斜面に形成されて
いる。従って、ウエイトを介してカムプレートに作用さ
れる前記圧縮荷重の反力により、同カムプレートには前
述した力を相殺する方向に力が作用される。その結果、
カムプレートが駆動軸に対してヒンジ機構側にずれるこ
とを防止でき、挿通孔の内面が駆動軸に強く押付けられ
ることはない。
【００２７】前記カムプレートの傾角制御は、例えば、
クランク室の圧力を変更することで、同クランク室の圧
力とシリンダボア内の圧力とのピストンを介した差が変
更されて行われる。クランク室の調圧は、同クランク室
への吐出冷媒ガスの導入量及び同クランク室からの冷媒
ガスの排出量の少なくとも一方を調節することで行われ
る。
【００２８】ここで、前述したようにウエイトがクラン
ク室内に配置されており、同ウエイトがクランク室内で
の冷媒ガスの流動を阻害するおそれがある。そこで、請
求項１１の発明においては、貫通孔がウエイトにおいて
座面から突出する部分に形成されている。同貫通孔は冷
媒ガスの通過を許容し、同ウエイトの突出部分がクラン
ク室内での冷媒ガスの流動を極力阻害しないように配慮
されている。
【００２９】請求項１２の発明においては、前記ウエイ
トの回転支持体との当接部は、一対が離間して形成され
ている。従って、カムプレートが最大傾角位置にある状
態で、同カムプレートはウエイトを介して二点で回転支
持体に当接される。その結果、カムプレートの最大傾角
位置での姿勢が安定される。そのうえ、請求項１３の発
明において各当接部は、ウエイトにおいてカムプレート
の外周側に位置する部位にそれぞれ形成されている。従
って、当接部の二点間隔を広く取ることが可能となり、
カムプレートの最大傾角位置での姿勢がさらに安定され
る。
【００３０】請求項１４の発明においては、ウエイトの
所定重量は主として重量部材により確保され、同重量部
材のカムプレートへの固定は固定部材を介してなされ
る。請求項１５の発明においては、重量部材と固定部材
が一体であり、両部材を別個に用意する手間が省ける。
【００３１】請求項１６の発明においては、平板状をな
す重量部材は、例えば、板材をプレスにより打ち抜くこ
とで製作可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、車両空調システ
ムに適用される可変容量型の片頭ピストン式圧縮機にお
いて具体化した第１〜第４実施形態について説明する。
なお、第２〜第４実施形態において第１実施形態と同一
部材には、同じ番号を付してその説明を省略する。
【００３３】（第１実施形態）図１に示すように、フロ
ントハウジング１１はシリンダブロック１２の前端に接
合固定されている。リヤハウジング１３は、シリンダブ
ロック１２の後端に弁形成体１４を介して接合固定され
ている。このように、フロントハウジング１１、シリン
ダブロック１２及びリヤハウジング１３が一体化され
て、圧縮機のハウジングが構成されている。
【００３４】クランク室１５は、フロントハウジング１
１とシリンダブロック１２とに囲まれて区画形成されて
いる。駆動軸１６は、クランク室１５内を通るようにフ
ロントハウジング１１とシリンダブロック１２との間に
ラジアルベアリング１７を介して回転可能に架設支持さ
れている。同駆動軸１６は、図示しない外部駆動源とし
ての車両エンジンに電磁クラッチ等のクラッチ機構を介
して連結されている。従って、同駆動軸１６は、車両エ
ンジンの起動状態において電磁クラッチの接続により回
転駆動される。
【００３５】リップシール１８は、駆動軸１６の前端側
とフロントハウジング１１との間に介在され、同駆動軸
１６を封止している。回転支持体１９は鉄系材よりな
り、クランク室１５内において駆動軸１６に止着されて
いる。カムプレートとしての斜板２１はアルミニウム
（アルミニウム合金も含み、本実施形態においてはシリ
コンを多く含むものが用いられている）材よりなり、ク
ランク室１５内に収容されている。同斜板２１はその中
央部に挿通孔２１ａが貫設され、同挿通孔２１ａ内に挿
通された駆動軸１６によって、同駆動軸１６の軸線Ｌ方
向へスライド可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒ
ンジ機構２５は、回転支持体１９と斜板２１との間に介
在されている。
【００３６】前記ヒンジ機構２５について説明すると、
図１〜図３に示すように、１本のスイングアーム６１は
斜板２１の前面外周部において上死点位置Ｄに突設され
ている。ガイドピン６３は、スイングアーム６１の先端
部に挿入固定されている。一対の支持アーム６４は、回
転支持体１９の後面において、斜板２１の上死点位置Ｄ
を中心とした対称位置に突設されている。ガイド孔６４
ａは各支持アーム６４に貫設され、斜板２１側に向かっ
て駆動軸１６に近づくように傾斜された長孔状をなす。
スイングアーム６１は支持アーム６４間に挿入配置され
ており、ガイドピン６３の両突出端部６３ａが、それぞ
れ対応する各支持アーム６４のガイド孔６４ａ内に没入
されている。
【００３７】そして、駆動軸１６が回転されると、その
回転トルクは、回転支持体１９、支持アーム６４及びス
イングアーム６１を介して斜板２１に伝達される。ま
た、斜板２１の軸線Ｌ方向へのスライド移動及び傾動
は、ガイド孔６４ａとガイドピン６３の端部６３ａとの
間のスライドガイド関係、及び駆動軸１６による挿通孔
２１ａを介したスライド支持作用により案内される。
【００３８】複数（図１中には一つのみ示す）のシリン
ダボア３１は、シリンダブロック１２において軸線Ｌ周
りに所定間隔で形成されている。同数の片頭型のピスト
ン３２はシリンダボア３１内にそれぞれ挿入されてい
る。同ピストン３２は、シュー３６を介して斜板２１の
最外周部の前後面（以下、摺動面とする）２１ｂで係留
されている。従って、斜板２１の回転運動が、その摺動
面２１ｂを摺動されるシュー３６を介してピストン３２
の往復直線運動に変換される。斜板２１が上死点位置Ｄ
の摺動面２１ｂを以ってシュー３６に対応されると、同
シュー３６に係合されたピストン３２は上死点に位置さ
れる（図１）。
【００３９】吸入室３８及び吐出室３９は、リヤハウジ
ング１３内にぞれぞれ区画形成されている。吸入孔４
０、同吸入孔４０を開閉する吸入弁４１、吐出孔４２、
同吐出孔４２を開閉する吐出弁４３は、それぞれ弁形成
体１４に形成されている。そして、吸入室３８の冷媒ガ
スは、ピストン３２の上死点側から下死点側への移動に
より、吸入孔４０及び吸入弁４１を介してシリンダボア
３１内に吸入される。同シリンダボア３１内に流入され
た冷媒ガスは、ピストン３２の下死点側から上死点側へ
の移動により圧縮されるとともに、吐出孔４２及び吐出
弁４３を介して吐出室３９に吐出される。
【００４０】スラストベアリング４５は、回転支持体１
９とフロントハウジング１１の内壁面との間に介在され
ている。同スラストベアリング４５は、ピストン３２及
び斜板２１を介して回転支持体１９に作用される、冷媒
圧縮時の圧縮荷重を受け止める。
【００４１】抽気通路４７は弁形成体１４に貫設され、
リヤ側のラジアルベアリング１７のコロ間隙を介して、
クランク室１５と吸入室３８とを接続している。給気通
路４８は吐出室３９とクランク室１５とを接続し、同通
路４８上には容量制御弁４９が介在されている。すなわ
ち、容量制御弁４９の弁室５０は、給気通路４８の一部
を構成するポート５０ａを備える。弁体５２は弁室５０
内に収容されており、ポート５０ａに対して接離可能で
ある。バネ５４は弁室５０内に収容され、弁体５２をポ
ート５０ａに接触させる方向に付勢する。収容室５３は
弁室５０に対して区画されており、同収容室５３をダイ
ヤフラム５５により区画することで、感圧室５６及び大
気に開放された大気室５７が形成されている。ロッド５
８は、弁体５２とダイヤフラム５５とを連結する。そし
て、感圧通路５９は吸入室３８と感圧室５６とを接続
し、同感圧通路５９を介して吸入室３８の冷媒ガスが感
圧室５６に導入される。
【００４２】従って、ダイヤフラム５５が吸入圧の高低
により動作され、ポート５０ａの開度、つまり、給気通
路４８の開度が調節される。その結果、クランク室１５
の圧力が変更され、ピストン３２の前後に作用するクラ
ンク室１５の圧力とシリンダボア３１内の圧力との差が
調整される。従って、斜板２１の傾斜角が変更されて、
ピストン３２のストロークが変更され、吐出容量が調整
される。
【００４３】つまり、例えば、冷房負荷が大きいと吸入
圧が設定値よりも高くなり、容量制御弁４９は給気通路
４８の開度を小さくするように動作される。従って、図
１に示すように、クランク室１５の圧力は、抽気通路４
７を介して吸入室３８に放圧されて低下され、斜板２１
の傾角が最大傾角側に変更されてピストン３２のストロ
ーク量が大きくなる。その結果、吐出容量が大きくなっ
て、吸入圧が低下される。
【００４４】冷房負荷が小さいと吸入圧が設定値よりも
低くなり、容量制御弁４９は給気通路４８の開度を大き
くするように動作される。従って、クランク室１５の圧
力が吐出室３９からの冷媒ガスの導入により上昇され、
斜板２１の傾角が最小傾角側に変更されてピストン３２
のストローク量が小さくなる。その結果、吐出容量が小
さくなって、吸入圧が上昇される。
【００４５】以上のように、容量制御弁４９は、設定さ
れた吸入圧を維持すべく、斜板２１の傾角を変更して吐
出容量を制御する。次に、本実施形態の特徴点について
説明する。
【００４６】図２及び図３に示すように、ウエイト座２
３は斜板２１に一体形成されており、同斜板２１の前面
内周部において、ヒンジ機構２５とは軸線Ｌを介した反
対側で突出されている。同ウエイト座２３は前面「Ｕ」
字状をなし、斜板２１の前面中心部に表れる挿通孔２１
ａの開口周囲を、略半周に渡って取り囲むようにして設
けられている。同ウエイト座２３の前面が座面２３ａで
あって、同座面２３ａは摺動面２１ｂと平行に形成され
ている。取付孔２３ｂは、座面２３ａにおいて上死点位
置Ｄを中心とした対称位置に穿設されている。
【００４７】ウエイト２２は、鉄系材よりなる重量部材
２６と、固定部材としての同じく鉄系材よりなる圧入ピ
ン２７とからなる。同重量部材２６は前面「Ｕ」字状を
なし、例えば、鋼板をプレスにより打ち抜くことで製作
される。一対の取付孔２６ｂは、重量部材２６の内周部
において「Ｕ」字の両上昇端側で、上死点位置Ｄを中心
とした対称位置に貫設されている。同重量部材２６は、
取付孔２６ｂ，２３ｂ同士が一致するよう、その後面内
周部がウエイト座２３の座面２３ａに重合される。そし
て、圧入ピン２７が前面２６ａ側から取付孔２６ｂを介
して取付孔２３ｂに圧入されることで、重量部材２６が
ウエイト座２３に固定される。同圧入ピン２７の頭部端
面２７ａは、重量部材２６の前面２６ａに面一となって
いる。ウエイト座２３に固定された同重量部材２６は、
その外周部が座面２３ａから斜板２１の半径方向に沿っ
て外方へ突出されている。さらに、同外周部においてス
イングアーム６１と軸線Ｌを介した反対側の部位は、斜
板２１の外縁部よりも外方まで延在されている。同重量
部材２６は均等な厚みの平板状をなし、従って、その前
面２６ａは斜板２１の摺動面２１ｂと平行である。
【００４８】一対の最大傾角規制凸部２０は、回転支持
体１９の後面外周部において軸線Ｌを中心とした対称位
置に突設されている。当接面２０ａは、最大傾角規制凸
部２０において斜板２１との対向面が構成する。同当接
面２０ａに対応する一対の当接部２２ａ（当接面２０ａ
を示す仮想線にて囲まれた領域）は、重量部材２６の前
面２６ａ外周部において、上死点位置Ｄを中心とした対
称位置に設定されている。そして、傾角増大側に傾動さ
れる斜板２１は、ウエイト２２の当接部２２ａを以って
最大傾角規制凸部２０の当接面２０ａに当接することで
それ以上の傾動が規制され、同斜板２１の最大傾角が規
定される。この時、当接面２０ａと当接部２２ａは面接
触される。すなわち、同当接面２０ａは、斜板２１が最
大傾角位置に配置された状態で、重量部材２６の前面２
６ａ、つまり、同斜板２１の摺動面２１ｂと平行となる
斜面に形成されている。
【００４９】なお、図示しないが、傾角減少側に傾動さ
れる斜板２１は、ガイドピン６３の端部６３ａがガイド
孔６４ａの内下端面に当接することでそれ以上の傾動が
規制され、同斜板２１の最小傾角が規定される。
【００５０】さて、図９に示すように、車両エンジンが
高回転となるにつれて斜板２１が高回転となり、ピスト
ン３２の速度が速くなる。従って、ピストン慣性力Ｆ１
が増大して、斜板２１に作用される傾角増大方向のモー
メントＭ１が大きくなる。しかし、ウエイト２２を備え
た斜板２１には大きな遠心力Ｆ２が作用され、同遠心力
Ｆ２により自身に作用される傾角減少方向のモーメント
Ｍ２は大きいものとなる。従って、モーメントＭ１はモ
ーメントＭ２により効果的に相殺されて小さくなり、車
両エンジンの高回転時においても、同モーメントＭ１が
斜板２１の傾角制御に大きな影響を与えることはない。
【００５１】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。 （１）斜板２１の軽量化は、同斜板２１をアルミニウム
材により構成することで達成され、同斜板２１に対して
所定の遠心力Ｆ２を作用させるのに必要な重量は、別部
材であるウエイト２２により確保される。斜板２１と別
部材のウエイト２２は、一体である場合と比較して、そ
の材質、形状及び配置位置等の設定に自由度がある。上
記実施形態では、好適な材料により好適な形状で構成さ
れたウエイト２２を、さらには、斜板２１に対して好適
な位置に配置した。このため、安易に斜板２１の肉量を
増やす手段を採るよりも少ない重量増で、同斜板２１に
所定の遠心力Ｆ２を作用させることができた。つまり、
前記圧縮機は、斜板２１の軽量化と、外部駆動源の高回
転時における安定した容量制御との兼ね合いに優れる。
【００５２】（２）ヒンジ機構２５（スイングアーム６
１，ガイドピン６３）は、斜板２１において軸線Ｌから
偏心した位置に存在する。従って、同ヒンジ機構２５と
軸線Ｌを介して反対側に設けられたウエイト２２は、カ
ウンタウエイトとしての役目をなし、斜板２１に作用す
る遠心力Ｆ２の不釣り合いを解消する。その結果、同斜
板２１の回転バランスが向上され、駆動軸１６に振れが
生じること等が防止される。
【００５３】（３）ウエイト２２は鉄系材により構成さ
れている。同鉄系材は、斜板２１を構成する材料より比
重が大きい。従って、ウエイト２２を小型化しても所定
の遠心力Ｆ２を斜板２１に作用させることができ、同斜
板２１の小型化、ひいては圧縮機の小型化が達成され
る。
【００５４】（４）ウエイト座２３が斜板２１に一体に
突設され、同ウエイト座２３を介してウエイト２２が固
定されている。従って、同ウエイト２２を斜板２１に固
定する際、その作業中に同斜板２１に対して作用される
応力（例えば、圧入ピン２７を取付孔２６，２３ｂへ圧
入する際に、同圧入ピン２７に対して付与される圧入
力）は、ウエイト座２３によって直接受けられ、同応力
が斜板２１の他の部位に対して直接作用することはな
い。従って、例えば、精度が要求される摺動面２１ｂ等
に歪みが生じることを防止できる等、斜板２１の精度を
低下させることなく同斜板２１に対するウエイト２２の
固定作業を行い得る。
【００５５】（５）軽量のウエイト２２で斜板２１に所
定の遠心力Ｆ２を作用させようとすると、同ウエイト２
２を斜板２１の外周部に配置する必要がある。しかし、
同斜板２１の外周部にはピストン３２が連結されてお
り、同外周部にウエイト２２を直接固定することは難し
い。そこで、ウエイト座２３が斜板２１の内周部に設け
られ、同ウエイト座２３を介してウエイト２２が固定さ
れている。従って、同ウエイト座２３がスペーサとなっ
て、ウエイト２２を斜板２１の前面から離れた位置に配
置でき、同ウエイト２２の外周部を、ピストン３２に干
渉することなく斜板２１の外周部に延在配置させること
ができた。
【００５６】（６）斜板２１は、座面２３ａと摺動面２
１ｂが平行に形成されている。従って、一方の面２３
ａ，２１ｂを基準とすれば、他方の面２１ｂ，２３ａを
加工し易く、斜板２１の加工が容易となる。例えば、斜
板２１を鋳造により製作する場合、その金型製作時にお
いて面２３ａ，２１ｂに対応する部位を加工し易くな
る。
【００５７】（７）ウエイト２２においてその外周部の
一部は、斜板２１の外縁部より外方に突出されている。
従って、軽量のウエイト２２で、斜板２１に所定の遠心
力Ｆ２を作用させ得る。
【００５８】（８）斜板２１の最大傾角は、ウエイト２
２と回転支持体１９との当接により規定される。従っ
て、アルミニウム材よりなる斜板２１が鉄系材よりなる
回転支持体１９に直接当接されることはなく、同斜板２
１の摩耗劣化を防止できる。また、重量部材２６の厚み
や同重量部材２６において当接部２２ａの高さ形状を変
更するのみで斜板２１の最大傾角を変更でき、異なる最
大吐出容量の圧縮機を容易に製作できる。
【００５９】（９）図２に示すように、最大傾角位置に
ある斜板２１にはピストン３２を介して大きな圧縮荷重
Ｋが作用される。同圧縮荷重Ｋの一部Ｋ１は、スイング
アーム６１及びガイドピン６３を介して、ガイド孔６４
ａの回転支持体１９側の内面に作用される。同ガイド孔
６４ａの内面は斜板２１側に向かって駆動軸１６に近づ
くように傾斜されているため、同内面に作用した圧縮荷
重Ｋ１の反力が、斜板２１を駆動軸１６に対してヒンジ
機構２５側にずらそうとする方向の分力Ｆ３を生じる。
【００６０】しかし、前記回転支持体１９の当接面２０
ａは、最大傾角位置にある斜板２１と同じ側に傾斜する
斜面に形成されている。従って、同当接面２０ａに作用
される圧縮荷重Ｋの一部Ｋ２の反力が、斜板２１に対し
て分力Ｆ３と相殺方向に分力Ｆ４を作用させ、同斜板２
１が駆動軸１６に対してヒンジ機構２５側にずれること
を防止できる。その結果、挿通孔２１ａの内面が駆動軸
１６に強く押付けられることがなく、同挿通孔２１ａの
内面の摩耗劣化、つまり、斜板２１の摩耗劣化を防止で
きる。
【００６１】（１０）当接部２２ａは、一対がウエイト
２２の前面において離間して設定されている。従って、
斜板２１が最大傾角位置にある状態で、同斜板２１はウ
エイト２２を介して二点で回転支持体１９に当接され
る。その結果、同斜板２１の最大傾角位置での姿勢が安
定される。
【００６２】（１１）一対の当接部２２ａは、ウエイト
２２の前面において、上死点位置Ｄを中心とした対称位
置に設定されている。また、各当接部２２ａは、ウエイ
ト２２の外周部に設定されている。つまり、前述した当
接部２２ａによる二点支持間隔が広く取られており、最
大傾角位置にある斜板２１に作用する大きな圧縮荷重Ｋ
を、両当接部２２ａ間で受けることが可能となってい
る。従って、同圧縮荷重Ｋに起因して、斜板２１に大き
な曲げモーメントが作用されることを防止できる。その
結果、斜板２１が最大傾角位置においてがたつくことが
なく、同がたつきに起因した振動や騒音を抑制できる
し、最大吐出容量も安定される。
【００６３】（１２）重量部材２６は平板状をなし、例
えば、市販の鋼板をプレスにより打ち抜くことで安価に
製作できる。 （第２実施形態）図４においては第２実施形態を示す。
上記第１実施形態においてウエイト２２の回転支持体１
９との当接部２２ａは、ウエイト座２３の座面２３ａか
ら斜板２１の半径方向に突出された重量部材２６の外周
部に設定されている。つまり、同当接部２２ａは、ウエ
イト座２３による直接的な支持から外れた位置に形成さ
れてる。従って、斜板２１が最大傾角位置に配置された
際、同斜板２１に当接部２２ａを介して作用される圧縮
荷重Ｋ２の反力が、重量部材２６の外周部に直接作用さ
れる。その結果、同重量部材２６の外周部が変形したり
する等のおそれがあった。
【００６４】そこで、本実施形態においては、上記最大
傾角規制凸部２０を削除し、同最大傾角規制凸部２０と
同様な構成の最大傾角規制凸部７１が、回転支持体１９
の後面内周部において軸線Ｌを中心とした対称位置に一
対突設されている。従って、同最大傾角規制凸部７１の
当接面７１ａは、圧入ピン２７の頭部端面２７ａとその
周囲の重量部材２６の前面２６ａの一部とに当接され
る。つまり、最大傾角規制凸部７１を回転支持体１９の
後面内周部に設けることで、ウエイト２２の回転支持体
１９との当接部２２ａは、ウエイト座２３による直接的
な支持を得られる位置に設定された。
【００６５】また、本実施形態においては、複数の貫通
孔７２が重量部材２６の外周部、つまり、ウエイト座２
３の座面２３ａから斜板２１の半径方向に沿って突出し
た部分に形成されている。
【００６６】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。 （１）斜板２１が最大傾角位置に配置された際、ウエイ
ト２２に作用される圧縮加重Ｋ２の反力はウエイト座２
３によって直接受けられ、同反力が重量部材２６の外周
部に直接作用されることはない。従って、前述した問題
を危惧する必要はなくなる。
【００６７】（２）ウエイト２２に形成された貫通孔７
２が、クランク室１５内において同ウエイト２２の前面
側と後面側との間での冷媒ガスの流路を短絡させてい
る。従って、クランク室１５内における冷媒ガスの流動
性が向上され、同クランク室１５の昇降圧が迅速になさ
れる。その結果、容量制御の応答性が向上される。
【００６８】（第３実施形態）図５及び図６においては
第３実施形態を示す。本実施形態においてウエイト７５
は、重量部材及び固定部材としての鉄系材よりなる複数
の圧入ピン７６，７７により構成されている。つまり、
例えば、上記実施形態の圧入ピン２７を大型化及び多数
化し、トータルとして所定の重量を持たせることで、固
定部材である圧入ピン７６，７７に重量部材としての役
割を与えている。
【００６９】すなわち、一対の第１取付孔７８は、ウエ
イト座２３の座面２３ａにおいて上死点位置Ｄを中心と
した対称位置に穿設されている。一対の第２取付孔７９
は、第１取付孔７８よりも上死点位置Ｄ側において同上
死点位置Ｄを中心とした対称位置に穿設されている。一
対の第１圧入ピン７６は第１取付孔７８に、一対の第２
圧入ピン７７は第２取付孔７９にそれぞれ圧入固定され
ている。各圧入ピン７６，７７はその頭部端面７６ａ，
７７ａが座面２３ａから突出されている。
【００７０】一対の最大傾角規制凸部８０は、回転支持
体１９の後面内周部において軸線Ｌを中心とした対称位
置に突設されている。そして、傾角増大側に傾動される
斜板２１は、第２圧入ピン７７の頭部端面７７ａが最大
傾角規制凸部８０の当接面８０ａに当接することでそれ
以上の傾動が規制され、同斜板２１の最大傾角が規定さ
れる。
【００７１】以上のように本実施形態においては、圧入
ピン７６，７７が重量部材を兼ねる。従って、重量部材
を別個に準備しなくとも良く、ウエイト７５を安価に構
成できる。
【００７２】（第４実施形態）図７及び図８においては
第４実施形態を示す。本実施形態のウエイト８１は重量
部材８２のみにより構成されている。本実施形態におい
て斜板２１は鋳造により製作され、その鋳造時に、鉄系
材料よりなる重量部材８２をウエイト座２３部分に鋳込
むことで同斜板２１にウエイト８１が適用される。同重
量部材８２の表面８２ａはウエイト座２３の座面２３ａ
に面一で露出され、同座面２３ａに沿った「Ｕ」字状を
なしている。
【００７３】一対の最大傾角規制凸部８３は、回転支持
体１９の後面内周部において軸線Ｌを中心とした対称位
置に突設されている。そして、傾角増大側に傾動される
斜板２１は、重量部材８２の表面８２ａ部分のみを以っ
て最大傾角規制凸部８３の当接面８２ａに当接すること
でそれ以上の傾動が規制され、同斜板２１の最大傾角が
規定される。
【００７４】以上のように本実施形態においては、重量
部材８２の斜板２１への固定に固定部材を必要とせず、
ウエイト８１を斜板２１に対して安価に適用できる。実
施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように
変更しても良い。
【００７５】（１）上記第１及び第２実施形態におい
て、重量部材２６と圧入ピン２７とを一体とすること。
つまり、取付孔２３ｂへ圧入されるピン部を、重量部材
２６の裏面に一体に突設すること。このようにすれば、
ウエイト２２を構成する部品点数が低減される。
【００７６】（２）上記第１及び第２実施形態におい
て、重量部材２６及び圧入ピン２７の少なくとも一方
を、斜板２１を構成するアルミニウム材より比重の大き
なアルミニウム材により構成すること。
【００７７】（３）上記第１〜第３実施形態において、
圧入ピンではなくリベットやボルト等を用いること。 （４）上記第１及び第２実施形態において、重量部材２
６を接着剤等によりウエイト座２３に固定すること。
【００７８】（５）上記第３実施形態においては、同じ
重さの圧入ピン７６，７７を使用していた。これを変更
し、異なる重さの圧入ピンを組み合わせて斜板２１に作
用される遠心力Ｆ２を微調節するようにしても良い。
【００７９】（６）上記実施形態において、ガイドピン
６３がガイド孔６４ａの内上端面に当接することで、最
大傾角が規定されるようにすること。このようにすれ
ば、ウエイト２２，７５，８１は回転支持体１９に当接
しなくとも良く、耐摩耗性を要求されない同ウエイト２
２，７５，８１を構成する材料の選択の幅が広がる。ま
た、同ウエイト２２，７５，８１の斜板２１に対する取
付精度もそれ程要求されない。
【００８０】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載すると、固定部材７６，７７が重量部材を兼
ねる請求項１５に記載の可変容量型圧縮機。このように
すれば、ウエイト７５を安価に構成できる。
【００８１】
【発明の効果】上記構成の請求項１、７及び１４の発明
によれば、カムプレートの軽量化と、外部駆動源の高回
転時における安定した容量制御との兼ね合いに優れた圧
縮機を得ることができる。
【００８２】請求項２の発明によれば、ウエイトを小型
化でき、ひいては圧縮機を小型化できる。請求項３の発
明によれば、カムプレートの精度を低下させることな
く、同カムプレートに対するウエイトの固定作業を行い
得る。
【００８３】請求項４の発明によれば、軽量のウエイト
で所定の遠心力をカムプレートに作用させることがで
き、同カムプレートの軽量化、ひいては圧縮機の軽量化
を達成できる。
【００８４】請求項５の発明によれば、ウエイトをさら
に軽量化しても所定の遠心力をカムプレートに作用させ
ることができ、さらなる同カムプレートの軽量化、ひい
ては圧縮機の軽量化が達成される。
【００８５】請求項６の発明によれば、カムプレートの
製作が容易となり、圧縮機の製造コストが低減される。
請求項８の発明によれば、カムプレートが回転支持体に
直接当接されず、同カムプレートの摩耗劣化を防止でき
る。
【００８６】請求項９の発明によれば、ウエイトの外周
部が変形したりする等の問題を解消できる。請求項１０
の発明によれば、挿通孔の内面が駆動軸に強く押付けら
れることがなく、カムプレートの摩耗劣化を防止でき
る。
【００８７】請求項１１の発明によれば、クランク室内
における冷媒ガスの流動性が向上され、容量制御の応答
性が向上される。請求項１２の発明によれば、最大傾角
位置にあるカムプレートの姿勢が安定され、最大吐出容
量が安定される。
【００８８】請求項１３の発明によれば、最大傾角位置
にあるカムプレートの姿勢がさらに安定され、最大吐出
容量がさらに安定される。請求項１５の発明によれば、
重量部材と固定部材が一体であり、両部材を別個に用意
する手間が省ける。従って、ウエイトをカムプレートに
対して安価に適用することができる。
【００８９】請求項１６の発明によれば、平板状をなす
重量部材は、例えば、板材をプレスにより打ち抜くこと
で安価に製作可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可変容量型圧縮機の縦断面図。
【図２】 図１の部分拡大図であり、要部を破断して示
す図。
【図３】 斜板の正面図。
【図４】 第２実施形態を示す斜板の正面図。
【図５】 第３実施形態を示す圧縮機の要部拡大断面
図。
【図６】 斜板の正面図。
【図７】 第４実施形態を示す圧縮機の要部拡大断面
図。
【図８】 斜板の正面図。
【図９】 圧縮機を示す模式図。
【符号の説明】
１６…駆動軸、２１…カムプレートとしての斜板、３２
…ピストン、２２…ウエイト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 真嘉 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 (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動軸にはカムプレートが一体回転可能
    でかつ傾動可能に挿着され、同カムプレートにはピスト
    ンが連結され、駆動軸の回転運動がカムプレートを介し
    てピストンの往復運動に変換されるとともに、同カムプ
    レートの傾角を変更することでピストンのストロークを
    変更して吐出容量を制御する構成の可変容量型圧縮機に
    おいて、 前記カムプレートはアルミニウム材よりなり、同カムプ
    レートには別体のウエイトが固定された可変容量型圧縮
    機。
  2. 【請求項２】 前記ウエイトは、カムプレートを構成す
    る材料より比重の大きな材料で構成されている請求項１
    に記載の可変容量型圧縮機。
  3. 【請求項３】 前記カムプレートにはウエイト座が一体
    に突設され、同ウエイト座を介してウエイトが固定され
    ている請求項１又は２のいずれかに記載の可変容量型圧
    縮機。
  4. 【請求項４】 前記ピストンはカムプレートの外周部に
    連結され、前記ウエイト座はカムプレートの内周部に設
    けられ、ウエイトはウエイト座の座面からカムプレート
    の半径方向に沿って外方に突出されている請求項３に記
    載の可変容量型圧縮機。
  5. 【請求項５】 前記ウエイトは、カムプレートの外縁部
    より外方に突出されている請求項４に記載の可変容量型
    圧縮機。
  6. 【請求項６】 前記ピストンはシューを介してカムプレ
    ートに連結され、同カムプレートにおいてシューが摺動
    される摺動面とウエイト座の座面とは平行に形成されて
    いる請求項３〜５のいずれかに記載の可変容量型圧縮
    機。
  7. 【請求項７】 前記駆動軸には回転支持体が固定され、
    同回転支持体とカムプレートとの間にはヒンジ機構が介
    在され、カムプレートは回転支持体及びヒンジ機構を介
    して駆動軸と一体回転可能でかつ、同ヒンジ機構の案内
    によりその傾角を最大傾角と最小傾角との間で変更する
    請求項１〜６のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
  8. 【請求項８】 前記カムプレートの最大傾角は、ウエイ
    トが回転支持体に当接することで規定される請求項７に
    記載の可変容量型圧縮機。
  9. 【請求項９】 前記ウエイトはウエイト座の座面からカ
    ムプレートの半径方向に沿って突出され、同ウエイトに
    おいて回転支持体との当接部は、ウエイト座の座面から
    カムプレートの半径方向に突出しない位置に設けられて
    いる請求項８に記載の可変容量型圧縮機。
  10. 【請求項１０】 前記カムプレートには挿通孔が貫設さ
    れ、同カムプレートは挿通孔に挿通された駆動軸によっ
    て支持され、前記回転支持体においてウエイトとの当接
    面は、最大傾角位置にあるカムプレートと同じ側に傾斜
    する斜面に構成されている請求項８又は９に記載の可変
    容量型圧縮機。
  11. 【請求項１１】 前記カムプレートはクランク室内に収
    容され、同カムプレートの傾角制御は、クランク室の圧
    力を変更することで、同クランク室の圧力とシリンダボ
    ア内の圧力とのピストンを介した差を変更して行われ、
    前記ウエイトはウエイト座の座面からカムプレートの半
    径方向に沿って突出され、同突出部分には貫通孔が形成
    されている請求項３〜１０のいずれかに記載の可変容量
    型圧縮機。
  12. 【請求項１２】 前記ウエイトの回転支持体との当接部
    は、一対が離間して形成されている請求項８〜１１のい
    ずれかに記載の可変容量型圧縮機。
  13. 【請求項１３】 前記各当接部は、ウエイトにおいてカ
    ムプレートの外周側に位置する部位にそれぞれ形成され
    ている請求項１２に記載の可変容量型圧縮機。
  14. 【請求項１４】 前記ウエイトは、重量部材と同重量部
    材をカムプレートに固定するための固定部材とからなる
    請求項１〜１３のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
  15. 【請求項１５】 前記重量部材と固定部材は一体に構成
    された請求項１４に記載の可変容量型圧縮機。
  16. 【請求項１６】 前記重量部材と固定部材は別体に構成
    され、同重量部材は平板状をなす請求項１４に記載の可
    変容量型圧縮機。
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