WO2003067087A1 - Compresseur a plateau oscillant a capacite variable - Google Patents

Compresseur a plateau oscillant a capacite variable Download PDF

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WO2003067087A1
WO2003067087A1 PCT/JP2002/009940 JP0209940W WO03067087A1 WO 2003067087 A1 WO2003067087 A1 WO 2003067087A1 JP 0209940 W JP0209940 W JP 0209940W WO 03067087 A1 WO03067087 A1 WO 03067087A1
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WO
WIPO (PCT)
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swash plate
inclination angle
compressor
shoe
groove
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/009940
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Makoto Tabata
Takanori Teraya
Hiroyuki Ishida
Hiromichi Tanabe
Original Assignee
Zexel Valeo Climate Control Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Valeo Climate Control Corporation filed Critical Zexel Valeo Climate Control Corporation
Priority to JP2003566411A priority Critical patent/JP4314405B2/ja
Publication of WO2003067087A1 publication Critical patent/WO2003067087A1/ja

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-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
    • F04B27/10Multi-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
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements

Definitions

  • the present invention relates to a variable capacity swash plate type compressor.
  • a conventional variable displacement type swash plate type clutchless compressor is provided with a swash plate and a piston.
  • the swash plate is attached to the shaft so as to be able to tilt, and rotates together with the shaft.
  • the piston is connected to the swash plate via a pair of screws arranged so as to sandwich the swash plate.
  • the stroke of the piston is determined according to the inclination angle of the swash plate.
  • the inclination angle of the swash plate is almost 0 ° at the minimum discharge capacity.
  • annular band narrower than the diameter of the shoe is formed on the swash plate, and annular recesses are formed on the outside and inside of the annular band, respectively, so that only the annular band contacts the shoe.
  • the contact area of the plate with the shroud is reduced.
  • the surface pressure applied to the sliding surface of the shoe at the maximum discharge capacity becomes higher than the surface pressure applied to the sliding surface of the normal size shoe.
  • the moving surface is easily damaged, and the reliability of the show decreases.
  • the means (2) causes problems such as the fluttering of the flap between the sliding surface of the swash plate and the fist receiving surface of the piston, generating abnormal noise, and also causing the fouling of the flier. Occurs.
  • the invention disclosed in this publication relates to a fixed displacement swash plate type compressor, and does not take into account any reduction in power consumption at the minimum discharge capacity.
  • This gazette merely improves the lubricity between the swash plate and the shoe, and discloses a sub-part of the invention.
  • the effect of reducing power consumption is disclosed. This effect is due to the fact that the thickness of the swash plate becomes thinner by carving the outer part of the annular band, and the contact area between the outer peripheral surface of the swash plate and the double-ended piston becomes smaller. This is what happens. Therefore, even if the invention disclosed in this publication is simply applied to a variable displacement swash plate type clutchless compressor, the power reduction effect at the time of the minimum discharge displacement cannot be obtained so much.
  • the area of the annular band must be reduced, but if this is done, the maximum The surface pressure applied to the annular band during discharge capacity increases.
  • the present invention provides a variable displacement swash plate type compressor that can reduce power consumption at the minimum discharge capacity without increasing the surface pressure applied to the shower and the swash plate at the maximum discharge capacity. aimed to . Disclosure of the invention
  • the present invention provides a swash plate which is attached to a shaft so as to be capable of tilting, and which is arranged so as to rotate integrally with the shaft, and is arranged so as to face the swash plate. And a piston connected to the swash plate via a pair of screws, wherein a stroke amount of the piston is determined according to an inclination angle of the swash plate. At least, the inclination angle of the swash plate is at a maximum on the front-side sliding surface of the swash plate where the flat part of one of the pair of shoes comes into contact. The contact area with the flat part of the one shoe is maximized when ⁇ ⁇ A groove was formed to minimize the contact area between the swash plate and the flat part of the shower.
  • the contact area between the flat surface of the shoe and the swash plate increases at the maximum discharge capacity, and the contact area between the flat surface of the shoe and the swash plate decreases at the minimum discharge capacity. Power consumption at the minimum discharge capacity can be reduced without increasing the surface pressure on the swash plate and swash plate at the maximum discharge capacity.
  • annular groove centered on the center point of the swash plate of the HU or the mgd swash plate, and this groove is formed in the central area of the front-side sliding surface of the swash plate. It is characterized by being located only at
  • the groove is an annular groove centered on the center point of the swash plate and this groove is located only in the central area of the front sliding surface of the swash plate.
  • the groove is an annular groove centered on the center point of the swash plate, and this groove is located only in the center area of the front sliding surface of the swash plate,
  • the compressor is a clutchless compressor.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the swash plate and the shoe.
  • FIG. 3 shows the sliding surface of the swash plate and the shoe
  • Fig. 3 (a) is a conceptual diagram showing the positional relationship between the front sliding surface and the shroud.
  • Fig. 3 (b) is the rear.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a positional relationship between a side sliding surface and a shoe.
  • Fig. 4 is an enlarged sectional view of part A in Fig. 2 when the inclination angle of the swash plate is at a minimum.
  • Fig. 5 is an enlarged cross-sectional view of part A in Fig. 2 when the inclination angle of the swash plate is the maximum.
  • FIG. 6 is a sectional view of a swash plate and a shroud of a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows the sliding surface of the swash plate and the shoe
  • Fig. 7 (a) is a conceptual diagram showing the positional relationship between the front sliding surface and the shoe
  • Fig. 7 (b) is the conceptual diagram of the sliding side
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a positional relationship between a sliding surface and a shoe.
  • Fig. 8 is an enlarged sectional view of part B of Fig. 6 when the inclination angle of the swash plate is the smallest.
  • Fig. 9 is an enlarged sectional view of part B of Fig. 6 when the inclination angle of the swash plate is maximum.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. Fig. 3 shows a cross-sectional view of the swash plate and the shoe
  • Fig. 3 shows the sliding surface of the swash plate and the shoe
  • Fig. 3 (a;) shows the positional relationship between the sliding surface on the front side and the shoe.
  • Fig. 4 (b) is a conceptual diagram showing the positional relationship between the sliding on the rear side and the shroud
  • Fig. 4 is an enlarged view of part A in Fig. 2 when the inclination angle of the swash plate is the minimum.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of the portion A in FIG. 2 when the inclination angle of the swash plate is the maximum. '
  • This variable displacement swash plate type clutchless compressor has a cylinder block 1 at one end face with a head 3 via a valve plate 2 and a front face with a front end at the other end face. Head 4 is located.
  • the front head 4, the cylinder block 1, the nose plate 2 and the rear head 3 pass through and are integrally connected in the axial direction by a port 31.
  • cylinder pores 6 are formed at regular intervals along a circumference around the shaft 5.
  • a central hole 1 a is formed in the center of the cylinder block 1. This central hole 1 a penetrates in the thickness direction of the cylinder block 1. Further, a thrust bearing 24 and a radial bearing 25 described later are accommodated in the central hole 1a.
  • a piston 7 is slidably inserted into each cylinder pore 6. It has been done. At one end of the piston 7, concave portions 50a and 50b are formed so as to rotatably support a pair of shoes 60 to 61 described later.
  • the front head 4 is provided with a crank chamber 8 for accommodating a swash plate 10, a thrust flange 40, and the like, which will be described later.
  • a shaft shell 19 is provided at the tip of the front head 4.
  • a suction chamber 13 and a discharge chamber 12 are formed in the head 3.
  • a low-pressure refrigerant gas to be supplied to the compression chamber 22 is stored in the suction chamber 13.
  • the discharge chamber 12 is located around the suction chamber 13. High-pressure refrigerant gas is discharged from the compression chamber 22 into the discharge chamber 12.
  • One end of the shaft 5 is rotatably supported on the front head 4 via a radial bearing 26, and the other end of the shaft 5 is a radial bearing 25 and a slide. It is rotatably supported by the cylinder opening 1 via the shaft bearing 24.
  • the thrust flange 40 is fixed to the shaft 5 and rotates integrally with the shaft 5.
  • the swash plate 10 is connected to the thrust flange 40 via the link mechanism 41, and rotates together with the rotation of the thrust flange 40.
  • the swash plate 10 is tiltably and slidably attached to the shaft 5 via a hinge ball 9.
  • the swash plate 10 has a front-side sliding surface 10a and a rear-side sliding surface 10b. As shown in Fig. 3, an annular groove 10c is formed in the front sliding surface 10a on the front side, and No groove is formed on the sliding surface 10b.
  • the groove 10c is formed to reduce the contact area of the swash plate 10 with the shoe 60, and the annular shape of the shower 60 on the front-side sliding surface 10a is formed. It is smaller than the sliding area F (the area formed between the two dashed lines in Fig. 3 (a)).
  • a portion of about 1Z3 of the plane portion 60a of the shroud 60 described later is located on the groove 10c.
  • No groove is formed on the front sliding surface 10a outside the annular sliding area F of the shower 60 on the front side.
  • the annular sliding area of the shower 61 on the rear sliding surface 10b is indicated by F ′ in FIG. 3 (b).
  • the peripheral edge of the swash plate 10 and one end of the piston 7 are connected via the showers 60 and 61.
  • a pair of shutters 60 and 61 are arranged so as to sandwich the swash plate 10 for each of the screws 7, and the shutters 60 and 61 rotate the shaft 5 respectively. Then, the swash plate 10 relatively rotates on the sliding surfaces 10a and 10b.
  • each of the sleeves 60 and 61 has plane portions 60a and 61a and spherical portions 60b and 61b, respectively.
  • the plane portions 60a and 61a contact the sliding surfaces 10a and 10b of the swash plate 10 respectively.
  • the spherical portions 60b and 61b are rollably supported by the concave portions 50a50b of the piston 7, respectively.
  • the valve plate 2 has a discharge port 15 for communicating the compression chamber 22 with the discharge chamber 12 and a suction port 16 for communicating the compression chamber 22 with the suction chamber 13.
  • a discharge port 15 for communicating the compression chamber 22 with the discharge chamber 12
  • a suction port 16 for communicating the compression chamber 22 with the suction chamber 13.
  • the discharge port 15 is opened and closed by a discharge valve 17, and the suction port 16 is opened and closed by a suction valve 21.
  • the thrust flange 40 fixed to the front end of the shaft 5 is connected to the front head via the thrust bearing 33.
  • the swash plate 10 connected to the thrust flange 40 via the link mechanism 41 can be inclined with respect to a plane perpendicular to the shaft 5.
  • the piston 7 reciprocates in the cylinder pore 6, and the volume of the compression chamber 22 in the cylinder pore 6 changes.
  • the change in the volume causes the suction, compression and discharge of the refrigerant gas.
  • the high-pressure refrigerant gas having a capacity corresponding to the inclination angle of the swash plate 10 is discharged sequentially.
  • the suction valve 21 is opened, low-pressure refrigerant gas is sucked from the suction chamber 13 into the compression chamber 22 in the cylinder 6, and at the time of discharge, the discharge valve 17 is opened, and the compression chamber is opened. 2 2 to discharge chamber 1 2 High-pressure refrigerant gas is discharged.
  • the outer circumference ⁇ of the groove 10 c is located near the center of the shower 60, and
  • the contact area A 2 of the swash plate 10 with respect to the swash plate 10 is approximately 2 Z 3 of the area A 1 of the plane portion 60 a of the shell 60.
  • the contact area A2 of the shw 60 becomes small, so that power consumption can be reduced.
  • the contact area A3 of the shoe 60 is larger than that at the minimum discharge capacity, so that the surface pressure applied to the shower 60 can be reduced.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a swash plate and a shroud of a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a sliding surface of the swash plate and a shroud.
  • Figure (a) is a conceptual diagram showing the positional relationship between the front sliding surface and the shear
  • Figure (b) is a schematic diagram showing the positional relationship between the front sliding surface and the shear.
  • Fig. 8 is an enlarged sectional view of part B in Fig. 6 when the inclination angle of the swash plate is minimum
  • Fig. 9 is part B in Fig. 6 when the inclination angle of the swash plate is maximum.
  • 3 is an enlarged sectional view of FIG.
  • variable capacity swash plate type clutchless compressor of the second embodiment has the same configuration as the variable capacity type swash plate type clutchless compressor of the first embodiment except for a part of the structure.
  • the same reference numerals are given to the same parts, and the description thereof will be omitted. Hereinafter, only the portions that are different in configuration from the first embodiment will be described.
  • the groove 10c is formed only on the front-side sliding surface 10a of the swash plate 10; however, in the second embodiment, An annular groove 210d is formed in the sliding surface 10b on the rear side of the swash plate 210.
  • the inner diameter of the groove 210d is equal to the inner diameter of the groove 10c, but the outer diameter of the groove 210d is smaller than the outer diameter of the groove 10c. For this reason, at the time of the minimum discharge capacity, as shown in FIG.
  • the outer circumference ⁇ of the groove 210 d is located inside the outer circumference of the shower 61, but at the maximum discharge capacity, As shown in the figure, the outer periphery of the groove 210 d substantially coincides with the outer periphery of the shower 61. With this configuration, the compression reaction force acts on the sliding surface 10b on the rear side more strongly than the sliding surface 10a on the front side. This is to prevent the pressure from increasing.
  • the power consumption at the time of the minimum discharge capacity can be further reduced.
  • the grooves 10c and 210d are one annular groove.
  • the grooves are not limited to this, and for example, a plurality of circular arcs may be formed on the same circumference.
  • a groove may be provided.
  • the groove 10c is formed only on the front-side sliding surface 10a of the swash plate 10.
  • the front surface of the swash plate 210 is formed.
  • Grooves 10c and 210d are provided on the side sliding surface 10a and the side sliding surface 10b, respectively. Only a groove may be provided.
  • first and second embodiments are variable displacement type swash plate type clutchless compressors, but the present invention is not limited to the variable displacement type swash plate type clutchless compressors, Evening with a clutch It can also be applied to Eve's variable displacement swash plate compressor.
  • variable displacement swash plate type compressor is useful as a refrigerant compressor of an air conditioner mounted on a vehicle such as a passenger car, a noss or a truck. It is suitable as a compressor that controls the amount of refrigerant gas discharged according to the required amount of cooling capacity.

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Description

明細書 可変容量型斜板式圧縮機 技俯分野
こ の発明は可変容 型斜板式圧縮機に関する 背景技術
従来の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機は、 斜板 と ビス 卜 ン と を備えてい る
斜板はシ ャ フ ト に傾斜可能に装着さ れ、 シ ャ フ ト と一 体に回転する 。 ピス 卜 ンは斜板を挟むよ う に配置さ れる 一対の シユ ー 介 して斜板に連結さ れる 。 こ の可変容量 型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機では、 斜板の傾斜角 に応 じ て ピス 卜 ンのス 卜 ローク 量が決ま る 。
可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機では最小吐出容 量の と き、 斜板の傾斜角がほぼ 0 ° の状態にな る。
斜板の傾斜角がほぼ 0 ° の と き の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機各部の消 力 を測定 し た と こ ろ 、 シ ュ一が斜板上を相対的に摺動する と き の潤滑油の粘性抵 饥によ る消費動力が、 全体の消費動力 の半分近 く を 占め る こ とが判明 し た
こ の消費動力 を低減する には次の 3 つ の手段が考え ら れる 。
①シュ一のサイ ズを小さ く してシユーの斜板に対する 接触面積を減 ら す。 ②シユ ー と斜板と の間の ク リ ア ラ ンス を大き く する 。
③斜板に シユーの直径よ り も幅の狭い環状帯を形成 し その環状帯の外側及び内側にそれぞれ環状凹部を形成 し て、 環状帯の部分だけがシユー と接触する よ う に し 、 斜 板の シユ ー に対する接触面積,を減 ら す。
しか し、 これ ら の手段では次のよ う な問題が生 じ る 。
①の手段では最大吐出容量時の シユーの摺動面にかか る面圧が通常の大き さ の シュ一の摺動面にかか る面圧よ り も高 く な る ので、 シユーの摺動面が傷み易 く 、 シユ ー の信頼性が低下する 。
②の手段では斜板の摺動面 と ピス ト ンの シュ一受け面 と の間で シュ一がばたつ いて異音が発生する と と も に、 ま にシュ一が損傷する等の問題が生 じ る 。
③の手段では環状帯の面積の設定が困難であ る。 例え ば、 最小吐出容量時の消費動力 を よ り 小さ く する ため に 環状帯の面積を小 さ く する と、 最大吐出容量時に環状帯 にかかる 面圧が高 く な り 、 シュ一ゃ斜板に悪影響をお よ ぼす。 反対に最大吐出容量時に環状帯にかか る 面圧を下 げるため に環状帯の面積を大き く する と 、 最小吐出容量 時の消費動力 を十分に低減する こ と ができない。
③の手段に近似する発明が特開平 8 _ 1 5 9 0 2 4 号 公報に開示されてい る 。
こ の公報に開示さ れる発明 は固定容量型斜板式圧縮機用 に関する の も のであ り 、 最小吐出容量時の消費動力 の低 減については一切考慮さ れていない。 こ の公報には、 単 に斜板と シユー と の間の潤滑性を良 く し、 その発明の副- 次的な効果 と して、 消費動力 の低減効果が開示さ れてい る 。 こ の効果は、 環状帯の外側部分を彫つ た分だけ斜板 の厚みが薄 く な り 、 斜板の外周面 と両頭 ピス ト ン と の接 触面積が小 さ く なる こ と によ っ て生 じ る も のであ る 。 し たがっ て、 こ の公報に開示さ れた発明 を単に可変容量型 斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機に適用 して も最小吐出容量時 の動力低減効果をそれ程得 ら れない。 最小吐出容量時の 潤滑油の粘性抵抗によ る消費動力 を低減する には、 やは り 環状帯の面積を狭く しなければな ら ないが、 その よ う にする と上述のよ う に最大吐出容量時に環状帯にかかる 面圧が高 く なる。
こ の発明 は、 最大吐出容量時の シユ ー及び斜板にかか る面圧を高 く せずに、 最小吐出容量時の消費動力 を低減 でき る 可変容量型斜板式圧縮機を提供する こ と を 目 的 と する 。 発明の 開示
前述の 目 的を解決する ため に こ の発明は、 シ ャ フ ト に 傾斜可能に装着され、 前記シ ャ フ ト と一体に回転する斜 板 と、 こ の斜板を むよ う に配置される一対の シユー を 介 して前記斜板に連結される ピス ト ン と を備え、 前記斜 板の傾斜角 に応 じて前記ピス ト ンのス ト ローク 量が決ま る可変容量型斜板式圧縮機にお いて、 少な く と も前記一 対の シユーの う ち の一方の シユーの平面部が接触する前 記斜板の フ ロ ン ト側摺動面に、 前記斜板の傾斜角が最大 の と き前記一方の シユーの平面部 と の接触面積を最大に し、 刖 ύ斜板の傾斜角が最小の と さ ρύ一方の シユーの 平面部 と の接触面積を最小にする溝を形成した
斜板の傾斜角 が最大の と き一方の ン 一の平面部 と の 接触面積が最大にな り 、 斜板の傾斜角が最小の と き一方 の シユーの平面部 と の接触面積が最小になる。
こ のため、 最大吐出容量時はシュ— の平面部 と斜板と の接触面積が大き く な り 、 最小吐出容量時はシユーの平 面部 と斜板 と の接触面積が小さ く な る ので、 最大吐出容 量時の シュ一及び斜板にかか る面圧を高 く させずに最小 吐出容量時の消費動力 を低減する こ と がでさ る
好ま し ^ 【ま、 HU 己淸か m gd斜板の中心点を中心 とする 環状の溝であ り 、 こ の溝が前記斜板の フ ロ ン 卜側摺動面 の 中心部側領域にだけ位置 してい る こ と を特徴 とする 。
上述のよ う に溝を斜板の 中心点を 中心とする環状の溝 と し、 こ の溝を斜板の フ ロ ン ト 側摺動面の 中心部側領域 にだけ位置させれば、 斜板の傾斜角が最大の と き一方の シユ ーの平面部 と斜板 と の接触面積を纖大にする こ と が でき、 斜板の傾斜角が最小の と き一方の シュ一の平面部 と斜板と の接触面積を最小 にする こ と がでさ る
こ のため、 溝を斜板の 中心点を 中心 とする環状の溝と し 、 こ の溝を斜板の フ ロ ン ト側摺動面の 中心部側領域に だけ位.置させれば、 斜板の傾斜角が最大の と さ一方の シ ユーの平面部 と斜板と の接触面積を 大にする こ とがで き、 斜板の傾斜角が最小の と き一方の シュ一の平面部 と 斜板 と の接触面積を最小 にする こ とができ る ので、 簡単 な構成で所期の効果を奏する こ とができ る 好ま し く は、 圧縮機がク ラ ッ チ レス圧縮機であ る。 図面の簡単な説明
第 1 図は こ の発明の第 1 実施形態に係る可変容量型斜 板式ク ラ ッ チ レス圧縮機を示す縦断面図であ る 。
第 2 図は斜板及びシユーの断面図であ る 。
第 3 図は斜板の摺動面 と シユー と を示 し、 同図 ( a ) はフ ロ ン ト側摺動面 と シュ一 と の位置関係を示す概念図 同図 ( b ) は リ ャ側摺動面 と シユー と の位置関係を示す 概念図であ る。
第 4 図は斜板の傾斜角が最小の と きの第 2 図の A部の 拡大断面図であ る
第 5 図は斜板の傾斜角が最大の と き の第 2 図の A部の 拡大断面図であ る
第 6 図は こ の発明の第 2 実施形態に係る可変容量型斜 板式ク ラ ッ チ レス圧縮機の斜板及びシユーの断面図であ る 。
第 7 図は斜板の摺動面 と シユー と を示 し、 同図 ( a ) はフ ロ ン ト側摺動面 と シユー と の位置関係を示す概念図 同図 ( b ) は リ ャ側摺動面 と シュ一 と の位置関係を示す 概念図であ る 。
第 8 図は斜板の傾斜角が最小の と ぎの第 6 図の B 部の 拡大断面図であ る
第 9 図は斜板の傾斜角が最大の と き の第 6 図の B 部の 拡大断面図であ る 発明 を実施する ため の最良の形態
以下 こ の発明の実施の形態を図面に基づいて説明する 第 1 図 は こ の発明の第 1 実施形態に係る可変容量型斜 板式ク ラ ッ チ レス圧縮機を示す縦断面図、 第 2 図は斜板 及びシュ一の断面図、 第 3 図は斜板の摺動面 と シユー と を示 し、 同図 ( a ;) はフ ロ ン 卜側摺動面 と シユー と の位 置関係を示す概念図、 同図 ( b ) はリ ャ側摺動 と シュ 一 と の位置関係を示す概念図、 第 4 図は斜板の傾斜角が 最小の と き の第 2 図 の A部の拡大断面図、 第 5 図 は斜板 の傾斜角が最大の と きの第 2 図の A部の拡大断面図であ る。 '
こ の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機の 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 ャ ヘ ッ ド 3 が、 他端面にはフ ロ ン ト ヘ ッ ド 4 が配置さ れて い る 。 フ ロ ン ト ヘ ッ ド 4 、 シ リ ンダブロ ッ ク 1 、 ノ ルブ プレー 卜 2 及び リ ャへ ッ ド 3 は通 しポル ト 3 1 で軸方向 に一体的に結合さ れてい る。
シ リ ンダブロ ッ ク 1 には、 シャ フ ト 5 を 中心 とする 円 周 に沿つ て一定間隔お き に シ リ ンダポア 6 が形成さ れて い る。
また、 第 1 図 に示すよ う に、 シ リ ンダプロ ッ ク 1 の中 央部には中央孔 1 a が形成さ れてい る 。 こ の中央孔 1 a はシ リ ンダブロ ッ ク 1 の厚さ方向へ貫通 してい る 。 また 後述する ス ラ ス ト軸受 2 4 及びラ ジアル軸受 2 5 は中央 孔 1 a に収容さ れてい る。
各シ リ ンダポア 6 内 には ピス ト ン 7 が摺動可能に挿入 されてい る 。 ピス ト ン 7 の一端部に は、 後述する 2 つ一 組の シュ ' ~ 6 0 , 6 1 を転動可能に支持する 凹面部 5 0 a, 5 0 b が形成さ れてい る。
フ 口 ン 卜 ヘ ッ ド 4 には、 後述する斜板 1 0 ゃス ラ ス ト フ ラ ンジ 4 0 等を収容する ク ラ ンク 室 8 が形成されてい る。 また、 フ ロ ン ト へ ッ ド 4 の先端部にはシ ャ フ ト シ一 ル 1 9 が設け ら れてい る。 また、 リ ャヘ ッ ド 3 に は吸入 室 1 3 と 吐出室 1 2 とが形成さ れてい る。
吸入室 1 3 には圧縮室 2 2 に供給する低圧の冷媒ガス が溜 ま る。 吐出室 1 2 は吸入室 1 3 の周囲 に位置 してい る。 吐出室 1 2 には圧縮室 2 2 か ら 高圧の冷媒ガス が吐 出さ れる。
シ ャ フ 卜 5 の一端部はラ ジアル軸受 2 6 を介 して フ ロ ン 卜 へ ッ ド 4 に回転可能に支持され、 シャ フ ト 5 の他端 部はラ ジァル軸受 2 5 及びス ラ ス 卜軸受 2 4 を介 して シ リ ンダブ口 ッ ク 1 に回転可能に支持さ れてい る。
ス ラ ス 卜 フ ラ ンジ 4 0 は、 シ ャ フ ト 5 に固定され、 シ ャ フ 卜 5 と一体に回転する 。
斜板 1 0 は、 リ ンク機構 4 1 を介 してス ラ ス 卜 フ ラ ン ジ 4 0 に連結さ れ、 ス ラ ス ト フ ラ ンジ 4 0 の回転につれ て一体に回転する
斜板 1 0 は、 ヒ ンジボール 9 を介 してシ ャ フ ト 5 に傾 斜かつ摺動可能に取 り 付け られてい る。
斜板 1 0 はフ ロ ン ト側摺動面 1 0 a 及び リ ャ側摺動面 1 0 b を有する 。 第 3 図 に示すよ う に、 フ 口 ン 卜側摺動 面 1 0 a には環状の溝 1 0 c が形成されてお り 、 リ ャ側 摺動面 1 0 b には溝が形成されていない。 溝 1 0 c は斜 板 1 0 の シ ュ 一 6 0 に対する接触面積を小 さ く する ため に形成さ れ、 フ ロ ン ト 側摺動面 1 0 a 上の シ ユ ー 6 0 の 環状の摺動領域 F (第 3 図 ( a ) の 2 つの 2 点鎖線の間 に形成さ れる領域) よ り も小さ い。 こ の実施形態では、 最小吐出容量時、 後述する シュ一 6 0 の平面部 6 0 a の およそ 1 Z 3 の部分が溝 1 0 c 上に位置 してい る 。 フ ロ ン ト側摺動面 1 0 a 上のシユ ー 6 0 の環状の摺動領域 F よ り も外側の部分には溝は形成さ れていない。 なお、 リ ャ側摺動面 1 0 b 上の シユ ー 6 1 の環状の摺動領域を第 3 図 ( b ) において F ' で示す。
斜板 1 0 の周縁部と ピス ト ン 7 の一端部 と はシユ ー 6 0 , 6 1 を介 して連結 さ れてい る 。
各 ビス ト ン 7 に対 してそれぞれ一組の シ ュ 一 6 0 , 6 1 が斜板 1 0 を挟むよ う に配置さ れ、 シユ ー 6 0 , 6 1 はシ ャ フ 卜 5 の回転につれて斜板 1 0 の摺動面 1 0 a , 1 0 b 上を相対回転する 。
第 4 図及び第 5 図 に示すよ う に、 シュ一 6 0 , 6 1 は それぞれ平面部 6 0 a , 6 l a 及び球面部 6 0 b , 6 1 b を有する 。 平面部 6 0 a , 6 1 a はそれぞれ斜板 1 0 の摺動面 1 0 a , 1 0 b に接触する 。 球面部 6 0 b , 6 1 b は前述のよ う にそれぞれ ピス ト ン 7 の凹面部 5 0 a 5 0 b に転動可能に支持さ れる。
バルブプレー ト 2 に は、 圧縮室 2 2 と吐出室 1 2 と を 連通させる 吐出ポー ト 1 5 と、 圧縮室 2 2 と吸入室 1 3 と を連通させる吸入ポー ト 1 6 とが、 それぞれ周方向に 容行スポ出
沿つ て一定間隔おき に設け ら れている 。
吐出ポー 卜 1 5 は吐出弁 1 7 によ り 開閉 され、 吸入ポ 卜 1 6 は吸入弁 2 1 によ り 開閉 される 。
シ ャ フ ト 5 の フ ロ ン ト側端部に固定さ れたス ラス ト フ ンジ 4 0 はス ラ ス ト軸受 3 3 を介してフ ロ ン ト へ ッ ド
4 の内壁面に回転可能に支持されてい る。 '
ス ラ ス 卜 フ ラ ン ジ 4 0 に リ ンク 機構 4 1 を介 して連結 さ れてい る斜板 1 0 はシャ フ ト 5 と直角な面に対 して傾 斜可能であ る。
次 に、 こ の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機の作 を説明する 。
図示 しない車載ェ ンジ ン の回転力がシ ャ フ ト 5 に伝達 さ れる と 、 シ ャ フ ト 5 の回転カはス ラ ス 卜 フ ラ ンジ 4 0 か ら リ ンク 機構 4 1 を介 して斜板 1 0 に伝達さ れ、 斜板 0 が シ ャ フ 卜 5 を 中心 と して回転する。 こ の斜扳 1 0 の回転によ り シュ一 6 0 , 6 1 が斜板 1 0 の摺動面 1 0 a , 1 0 b 上を相対回転 し、 斜板 1 0 力 ら の回転カ は ピ ス 卜 ン 7 の直線往復運動に変換さ れる 。
ビス 卜 ン 7 はシ リ ンダポア 6 内 を往復運動 し、 その結 シ リ ンダポア 6 内の圧縮室 2 2 の容積が変化 し、 こ の 積変化によ っ て冷媒ガス の吸入、 圧縮及び吐出が順次 なわれ、 斜板 1 0 の傾斜角 に応 じた容量の高圧冷媒ガ が吐出 さ れる 。
吸入時、 吸入弁 2 1 が開 き、 吸入室 1 3 か ら シ リ ンダ ァ 6 内の圧縮室 2 2 へ低圧の冷媒ガスが吸入され、 吐 時、 吐出弁 1 7 が開 き、 圧縮室 2 2 か ら 吐出室 1 2 へ 高圧の冷媒ガスが吐出される 。
ク ラ ンク 室 8 内の圧力が増加 した と き、 斜板 1 0 はデ ス ト ローク 方向 (斜板 1 0 の傾斜角が小さ く な る方向) へ動き、 その結果 ピス ト ン 7 のス ト ロ 一ク 量が少な く な つ て吐出容量が減少する。
反対に ク ラ ンク 室 8 内の圧力が減少 した と き、 斜板 1
0 はス ト 口 —ク方向 (傾斜角が大き く なる方向) へ動き、 その結果 ピス ト ン 7 の ス ト ロー ク 量が増えて吐出容量が 多 く なる 。
シュ一 6 0 , 6 1 は ピス 卜 ン 7 の凹面部 5 0 a , 5 0 b によ っ て転動可能に保持されてい る ので、シュ一 6 0 , 6 1 はピス ト ン 7 と と も に シャ フ 卜 5 の軸線 a と平行な 方向へ直 ϋ的に動 く 。 一方、 斜板 1 0 はヒ ンジポール 9 に転動可能に取 り 付け られてい る ので、 斜板 1 0 が傾 く と き斜板 1 0 の外周部はヒ ンジポ—ル 9 を 中心に して円 弧を描く 。 こ のよ う な シユ ー 6 0 , 6 1 の動き と斜板 1 0 の外周部の動き と の違い によ り 、 斜板 1 0 の傾斜角が 大き く な る ほ どシユ ー 6 0 , 6 1 は斜板 1 0 の外周部の 方へ相対的に移動する
第 4 図 に示すよ う に 、 斜板 1 0 の傾斜角度が最小の と き、 溝 1 0 c の外周緣はシユ ー 6 0 の 中心部近 く に位置 してお り 、 シュ一 6 0 の斜板 1 0 に対する接触面積 A 2 はシュ一 6 0 の平面部 6 0 a の面積 A 1 のお よそ 2 Z 3 程度になつ ている。
第 4 図 に示す状態か ら第 5 図 に示す状態 (斜板 1 0 の 傾斜角が最大の状態) になる と き、 シユ ー 6 0 , 6 1 は 斜板 1 0 の外周部の方へ相対的に移動する 。 こ の結果、 溝 1 0 c の外周緣はシュ 一 6 0 の外周縁近 く に移動 し、 こ れに伴い シユー 6 0 の斜板 1 0 に対する接触面積 A 3 はシュ一 6 0 の平面部 6 0 a の面積 A 1 よ り も僅か に小 さ い程度にな る 。
以上のよ う に、 最小吐出容量時に はシ ュ 一 6 0 の接触 面積 A 2 が小さ く なる ので、 消費動力 を低減する こ とが でき る
また 、 最大吐出容量時に はシ ュ 一 6 0 の接触面積 A 3 が最小吐出容量時よ り も大き く な る ので、 シ ユ ー 6 0 に か る面圧を下げる こ とができ る 。
第 6 図 は こ の発明の第 2 実施形態に係る可変容量型斜 板式ク ラ ッ チ レス圧縮機の斜板及びシユー の断面図、 第 7 図は斜板の摺動面 と シ ュ一 と を示 し、 同図 ( a ) はフ ロ ン 卜側摺動面 どシユー と の位置関係を示す概念図、 同 図 ( b ) は リ ャ側摺動面 と シユー と の位置関係を示す概 念図、 第 8 図は斜板の傾斜角が最小の と き の第 6 図 の B 部の拡大断面図、 第 9 図は斜板の傾斜角が最大の と き の 第 6 図 の B 部の拡大断面図であ る 。
第 2 実施形態の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機 は一部を除いて第 1 実施形態の可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機 と 同 じ構成であ る ので、 同 じ部分には同一 符号を付 してその説明 を省略する 。 以下、 第 1 実施形態 と構成の異な る部分についてだけ説明する 。
実施形態では斜板 1 0 の フ ロ ン ト側摺動面 1 0 a だけに 溝 1 0 c を形成 してあ る が、 第 2 実施形態では、 斜板 2 1 0 の リ ャ側摺動面 1 0 b にあ環状の溝 2 1 0 d が形成 してあ る 。 こ の溝 2 1 0 d の内径は溝 1 0 c の内 径 と等 し いが、 溝 2 1 0 d の外径は溝 1 0 c の外径よ り も小さ く し た。 こ のため、 最小吐出容量時には、 第 8 図 に示すよ う に、 溝 2 1 0 d の外周緣はシユ ー 6 1 の外周 縁の内側に位置 してい るが、 最大吐出容量時には、 第 9 図 に示すよ う に、 溝 2 1 0 d の外周緣はシユ ー 6 1 の外 周縁に ほぼ一致する 。 こ の よ う に構成する のは、 リ ャ側 摺動面 1 0 b に は フ ロ ン ト 側摺動面 1 0 a よ り も強 く 圧 縮反力が作用する ので、 最大吐出容量時に シュ一 6 1 に 力 力 る ®圧を高 く しない よ う にする ためであ る 。
第 2 実施形態に よれば、 最小吐出容量時の消費動力 を よ り 一層低減する こ とができ る。
なお、 第 1 及び第 2 実施形態では、 溝 1 0 c , 2 1 0 d は 1 つ の環状溝であ るが、 溝は これに限 らず、 例えば、 同一円周上 に複数の 円弧状の溝を設ける よ う に して も よ い 。
また、 第 1 実施形態では、 斜板 1 0 のフ ロ ン ト側摺動 面 1 0 a に だけ溝 1 0 c を形成 し、 第 2 実施形態では、 斜板 2 1 0 の フ ロ ン ト 側摺動面 1 0 a 及び リ ャ側摺動面 1 0 b にそれぞれ溝 1 0 c , 2 1 0 d を設けてあ る が、 斜板 1 0 の リ ャ側摺動面 1 0 b にだけ溝を設ける よ う に して も よい。
また、 第 1 及び第 2 実施形態は、 可変容量型斜板式ク ラ ッ チ レス圧縮機であ るが、 こ の発明は可変容量型斜板 式ク ラ ッ チ レス圧縮機に限 られず、 ク ラ ッ チを備え る 夕 イ ブの可変容量型斜板式圧縮機に も適用でき る。 産業上の利用可能性
以上の よ う に、 本発明 に係る可変容量型斜板式圧縮機 は乗用車、 ノ ス又は ト ラ ッ ク等の車両に搭載される エア コ ンの冷媒圧縮機 と して有用であ り 、 特に冷房能力 の必 要量に応 じて冷媒ガス の吐出量を コ ン ト ロールする圧縮 機 と して適してい る 。

Claims

請求の範囲
1 . シ ャ フ ト に傾斜可能に装着さ れ、 前記シ ャ フ ト と一 体に回転する斜板 と、
こ の斜板を挟むよ う に配置さ れる一対の シユ ー を介 し て前記斜板に連結さ れる ピス ト ン と を備え、
前記斜板の傾斜角 に応 じて前記 ピス ト ン のス ト ロ 一ク 量が決ま る可変容量型斜板式圧縮機にお いて、
少な く と も前記一対の シュ一の う ち の一方の シユーの 平面部が接触する 前記斜板の フ ロ ン ト側摺動面に、 前記 斜板の傾斜角が最大の と き前記一方の 、シユーの平面部 と の接触面積を最大に し、 前記斜板の傾斜角が最小の と き 前記一方の シユーの平面部 と の接触面積を最小にする溝 を形成 した
こ と を特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
2 . 前記溝が前記斜板の 中心点を 中心とする環状の溝で あ り 、 こ の溝が前記斜板の フ ロ ン ト側摺動面の 中心部側 領域にだけ位置 してい る こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 項記載の可変容量型斜板式圧縮機。
3 . 前記圧縮機がク ラ ッ チ レス圧縮機であ る こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 項記載の可変容量型斜板式圧縮機 4 . 前記圧縮機がク ラ ッ チ レス圧縮機であ る こ と を特徴 とする請求の範囲第 2 項記載の可変容量型斜板式圧縮機
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