WO2006095565A1

WO2006095565A1 - 可変容量圧縮機

Info

Publication number: WO2006095565A1
Application number: PCT/JP2006/303044
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Makishima; Nobuyuki Kobayashi
Original assignee: Calsonic Kansei Corporation
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1857675A1; JPWO2006095565A1

Abstract

　可変容量圧縮機の連結機構（４０）は、回転部材（２１）から傾動部材（２４）に向けて突設されたアーム（４１）と、傾動部材（２４）から回転部材（２１）に向けて突設され前記回転部材のアーム（４１）からの回転トルクを受けるアーム（４３）と、回転部材のアーム（４１）および傾動部材のアーム（４３）の一方に固定されたピン（５１）と、回転部材のアーム（４１）および傾動部材のアーム（４３）の他方に形成され且つ前記ピン（５１）に当接することで回転部材（２１）と傾動部材２４との間に生じる軸方向荷重を受ける軸方向荷重受圧面（５３）と、を備える。

Description

明細書

可変容量圧縮機

技術分野

[0001] 本発明は、連結機構を備える可変容量圧縮機に関する。

背景技術

[0002] 可変容量圧縮機は、駆動軸と、駆動軸に固定されて駆動軸と一体的に回転する口ータと、駆動軸に取り付けられその軸心に対して傾動自在な斜板 (カムプレート）と、ロータと斜板とを連結する連結機構と、斜板に係留されたピストンと、を備える。駆動軸が回転するとロータと共に斜板が回転し、この斜板の傾斜角に応じてピストンが往復動する。連結機構は、ロータの回転を斜板に伝達しながら斜板の傾斜角を変化させることができるように、ロータと斜板とを連結している。これにより、斜板の傾斜角を変化させてピストンストロークを変化させることで、吐出容量を変化させることができるようになって!/、る（例えば特開 2004— 068756号公報)。

[0003] 前記従来技術の連結機構は、ロータから斜板に向けて突設された突起と、斜板からロータに向けて突設された突起と、を備える。ロータの突起と斜板の突起とが回転方向に互いに重なり合っており、これにより、ロータ力の回転トルクが斜板に伝達される。ロータの突起の基端には、斜板の突起力スライド可能に当接することで斜板に作用する軸方向荷重を受圧する軸方向荷重受圧面が設けられている。この受圧面を斜板の突起力 Sスライドするに伴って、斜板の傾角が変化する。

発明の開示

[0004] このような前記従来構造では、ロータの突起の軸方向荷重受圧面と斜板の突起との当接面間にピストン力の大きな圧縮反力（軸方向荷重）が加わった状態で斜板の傾角が変更されるので、両当接面はそれぞれ摩耗が生じやすい。このため、摩耗が起こりにくいように両当接面には焼き入れ加工などの硬度増強加工が必要である。なお、当接面が摩耗によって初期状態よりも磨り減ると、ピストンの上死点が下がってし ¾ 、圧縮機の圧縮性能が低下する可能性がある。

[0005] また、斜板の突起が軸方向荷重受圧面上を摺動する際に斜板の傾斜角が変化するように、軸方向荷重受圧面と斜板の突起との当接面は複雑な形状に設定される。これらの当接面はいずれもロータまたは斜板力突設された部分に形成されるため、加工が難しぐ製造コストが嵩んでしまう。

[0006] 本発明はこのような従来技術をもとに為されたもので、その目的は、大きな軸方向荷重が加わる部分の摩耗対策を施しつつも製造コストを抑えることができる可変容量圧縮機の提供である。

[0007] 本発明の一つのアスペクトは、可変容量圧縮機であって、駆動軸と、前記駆動軸に固定されて前記駆動軸と一体に回転する回転部材と、前記駆動軸に取り付けられ前記駆動軸の軸心に対して傾斜自在な傾動部材と、前記傾動部材の傾動を許容しつつ前記回転部材と前記傾動部材とを一体に回転させる連結機構と、前記傾動部材の回転運動に伴ってシリンダボア内を往復動するピストンと、を備え、前記連結機構は、前記回転部材から突設されたアームと、前記傾動部材から突設され前記回転部材のアームと前記回転方向に重なり合うアームと、前記回転部材のアームおよび前記傾動部材のアームの一方に固定されたピンと、前記回転部材のアームおよび前記傾動部材のアームの他方に形成され且つ前記ピンに当接することで前記回転部材と前記傾動部材との間に生じる軸方向荷重を受ける軸方向荷重受圧面と、を備える。図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は本発明の一実施形態に力かる可変容量圧縮機のフルストローク状態の断面図。

[図 2]図 2は同可変容量圧縮機のデストローク状態の断面図。

[図 3]図 3は同可変容量圧縮機の駆動軸とロータと斜板とのアッセンプリを示す図であって、フルストローク状態に対応する斜視図。

[図 4]図 4は同可変容量圧縮機の駆動軸とロータと斜板とのアッセンプリを示す図であって、デストローク状態に対応する斜視図。

[図 5]図 5は図 3中矢視 V— V方向から見た側面図。

[図 6]図 6は図 4中矢視 VI— VI方向から見た側面図。

[図 7]図 7は同可変容量圧縮機の連結機構のピンの断面図。

[図 8]図 8は第 1実施形態の第 1の変形例を示す図 3相当の斜視図。 [図 9]図 9は第 1実施形態の第 2の変形例を示す図 3相当の斜視図。

[図 10]図 10は第 1実施形態の第 3の変形例を示す図 3相当の斜視図。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の実施形態に力かる可変容量圧縮機およびこれに用いる連結機構を図面を参照しつつ説明する。

[0010] まず、図 1、 2を参照しつつ可変容量圧縮機の概略を説明する。なお、図 1はフルストロークの状態を示し、図 2はデストロークの状態を示している。

[0011] 図 1、 2に示すように、可変容量圧縮機 1は、シリンダブロック 2と、該シリンダブロック 2の前端面に接合されるフロントヘッド 4と、シリンダブロック 2の後端面にバルブプレート 9を介して接合されるリアヘッド 6と、を備えている。これらシリンダブロック 2とフロントヘッド 4とリアヘッド 6とは、複数のスルーボルト Bによって締結固定されて、前記圧縮機のハウジングを構成して、る。

[0012] シリンダブロック 2は、略円柱状に形成され、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダボア 3を有する。フロントヘッド 2は、シリンダブロック 2の前端面に接合されて該シリンダブロック 2との間にクランク室 5を形成する。リアヘッド 6は、シリンダブロック 2の後端面にバルブプレート 9を介して接合され内部に吸入室 7および吐出室 8を形成する。

[0013] バルブプレート 9は、シリンダボア 3と吸入室 7とを連通する吸入孔 11と、シリンダボァ 3と吐出室 8とを連通する吐出孔 12と、を備えている。

[0014] バルブプレート 9のシリンダブロック 2側には、吸入孔 11を開閉する図示せぬ弁機構が設けられ、一方、バルブプレート 9のリアヘッド 6側には、吐出孔 12を開閉する図示せぬ弁機構が設けられている。バルブプレート 9とリアヘッド 6との間にはガスケットが介在し、吸入室 7と吐出室 8の密閉性が保持されて、る。

[0015] シリンダブロック 2およびフロントヘッド 4の中心の支持孔 19、 20には軸受 17、 18を介して駆動軸 10が軸支され、この駆動軸 10がクランク室 5内で回転自在となっている

[0016] クランク室 5内には、前記駆動軸 10に固設された「回転部材」としてのロータ 21と、駆動軸 10にその軸方向に摺動自在で且つその軸心に対して傾動自在に装着された「傾動部材」としての斜板 24と、ロータ 21と斜板 24とを連結する連結機構 40と、が設けられている。連結機構 40は、斜板 24の傾斜角変更を許容しつつロータ 21と斜板 24とが一体に回転するように、ロータ 21と斜板 24とを連結している。斜板 24は、駆動軸 10に装着されたハブ 25と、このハブ 25のボス部 25aに固定された斜板本体 26 と、を備えてなる。斜板 24の斜板本体 26には、半球状の一対のピストンシユー 30、 3 0を介してピストン 29が連結されている。このピストン 29は、シリンダボア 3に摺動自在に収容されている。

[0017] 駆動軸 10が回転すると、この駆動軸 10と一体にロータ 21が回転し、連結機構 40を介してロータ 21とともに斜板 24が回転する。斜板 24の回転は、一対のピストンシユー 30、 30を介してピストン 29の往復動に変換され、ピストン 29がシリンダボア 3内で往復動する。このピストン 29の往復動により、吸入室 7内の冷媒がバルブプレート 9の吸入孔 11を通じてシリンダボア 3内に吸入されたのち圧縮され、バルブプレート 9の吐出孔 12を通じて吐出室 8へと吐出される。

[0018] 可変容量の制御

この可変容量圧縮機には、ピストン 29の後面側のクランク室圧 Pcとピストン 29の前面側の吸入室圧 Psの差圧 (圧力バランス)を調整して斜板 24の傾角を変化させるために、圧力制御機構が設けられている。圧力制御機構は、クランク室 5と吸入室 7とを連通する抽気通路（図示せぬ)と、クランク室 5と吐出室 8とを連通する給気通路（図示せぬ)と、この給気通路の途中に設けられ給気通路を開閉制御する制御弁 33と、を備える。

[0019] 制御弁 33で給気通路を開くと給気通路を通じて吐出室 8の冷媒がクランク室 5に流れこんでクランク室圧 Pcが上昇する。これによりクランク室圧 Pcと吸入室圧 Psとの圧カバランスにより斜板 24の傾斜角が小さくなる。結果、ピストンストロークが小さくなり、吐出量が減少する。逆に、制御弁 33で給気通路を閉じると抽気通路を通じてクランク室 5の冷媒が吸入室 7に除々に抜けていくことでクランク室圧 Pcが低下する。これによりクランク室圧 Pcと吸入室圧 Psとの圧力バランスにより斜板 24の傾斜角が大きくなる。結果、ピストンストロークが大きくなり、吐出量が増加する。なお、斜板 24の傾斜角は、ハブ 25がシリンダブロック 2側に近接移動すると斜板 24の傾斜角が減少し、一方、ハブ 25がシリンダブロック 2から離れる方向に移動すると斜板 24の傾斜角が増大する。

[0020] 連結機構

次に図 3〜7を参照しつつ連結機構 40について説明する。

[0021] 図 3〜6に示すように、連結機構 40は、ロータ 21からハブ 25に向けて突設されたァーム 41と、ハブ 25からロータ 21に向けて突設されアーム 43と、を備えている。ロータのアーム 41とハブのアーム 43は回転トルク伝達方向 Ft ( =駆動軸 10の回転方向）に重なり合っており、これによりロータ 21の回転トルクが斜板 24に伝達される。この例では、図 3、 4に示すようにアーム 43が軸方向 XY延びる（回転トルク伝達方向 Ftと直交する)スリット Sを有して二股状に形成されており、このスリット S内に摺動自在にァーム 41が狭持された構造となっている。

[0022] 斜板 24が回転するとピストン 29が往復動して斜板 24にはピストン 29からの圧縮反力（軸方向荷重 Fp)が加わる。この圧縮反力 Fpは、斜板 24のアーム 43の圧入孔 43 s (図 7参照）に圧入固定されたピン 151と、ロータ 21のアーム 41の先端に設けられた軸方向荷重受圧面 53と、の当接により受け止められている。

[0023] なおピン 151は、回転部材 21および斜板 24の回転軌道の接線方向に延在している、言い換えると、回転トルク伝達方向 Ftに向けて延在している。また、ピン 151と口ータ 21の軸方向荷重受圧面 53との当接面間には大きな圧縮反力（軸方向荷重 Fp) が加わるため、ピン 151およびロータ 21の軸方向荷重受圧面 53には焼き入れ加工などの硬度増強加工を施してある。

[0024] 効果

以上のような構成によりこの実施形態によれば以下のような効果がある。

[0025] まず第 1に、この実施形態によれば、連結機構 40は、ロータ 21から突設されたァーム 41と、斜板 24から突設され前記ロータのアーム 41からの回転トルクを受けるァーム 43と、ロータのアーム 41および斜板のアーム 43の一方（この例では斜板のアーム 43)に固定されたピン 151と、ロータのアーム 41および斜板のアーム 43の他方（この例ではロータのアーム 41)に形成され且つピン 151に当接することでピストン 29からの圧縮反力 Fp (軸方向荷重）を受ける軸方向荷重受圧面 53と、を備えた構造である [0026] そのため、斜板 24の傾角が変更される際には、ピン 151と軸方向荷重受圧面 53との間に大きな軸方向荷重 Fp (ピストンからの圧縮反力）が加わった状態で斜板 24の傾角が変更されることになる力ピン 151はアーム（この例では斜板のアーム 43)とは別部材で形成されて、るため、ピン 151のみを焼き入れなどの硬度増強加工すればよぐアーム (この例では斜板のアーム 43)は焼き入れなどの硬度増強加工が不要となり、製造コストが低減される。

[0027] また、ピン 151はアーム（これの例では斜板のアーム 43)とは別体であるため、ピン 151の外周面を複雑な面形状に加工することも比較的容易にできる。このような場合は、アーム (これの例では斜板のアーム 43)を複雑な面形状に加工する場合に比べ、製造コストを低減できる。

[0028] また、ピン 151のみを部品交換することもできる。

[0029] 第 2に、両アーム 41、 43のいずれか一方（この例では斜板のアーム 43)がスリット S を備えた二股状で、このスリット S内に他方のアーム（この例ではロータのアーム 41) が摺動自在に狭持された構造である。そのため、両アーム 41、 43間にガタが生じに《好ましい。

[0030] 以上要するに本発明によれば、連結機構は、回転部材力突設されたアームと、傾動部材力突設され前記回転部材のアームと回転方向に重なり合うアームと、回転部材のアームおよび傾動部材のアームの一方に固定されたピンと、回転部材のァ一ムおよび傾動部材アームの他方に形成され前記ピンと当接することで回転部材と傾動部材との間に生じる軸方向荷重を受ける軸方向荷重受圧面と、を備えることを特徴とする。そのため、傾動部材の傾角が変更される際には、ピンと軸方向荷重受圧面との間に大きな軸方向荷重 (ピストンからの圧縮反力）が加わった状態で傾動部材の傾角が変更されることになる力ピンとアームとは別部材で形成されているため、ピンのみを焼き入れなどの硬度増強加工すればよく、アームは焼き入れなどの硬度増強カロェが不要となり、製造コストが低減される。

[0031] なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはない。

[0032] 例えば上述の実施形態では、斜板のアーム 43にピン 51を固定し且つロータのァーム 41に軸方向荷重受圧面 53を設けているが、本発明では図 8の第 1の変形例および図 9の第 2の変形例に示すように、斜板のアーム 43に軸方向荷重受圧面 53を設け且つロータのアーム 41にピン 151を固定してもよい。

[0033] また上述の実施形態では、斜板のアーム 43にスリット Sを設けてこのスリット S内に口ータのアーム 41を摺動自在に狭持している力本発明では図 9の第 2の変形例および図 10の第 3の変形例に示すように、ロータのアーム 41にスリット Sを設けてこのスリット S内に斜板のアーム 43を摺動自在に狭持してもよ!、。

[0034] また、上述の実施形態では、ピンは断面円形であつたが本発明ではその他の断面形状であってもよい。

[0035] また上述の実施形態では別部材の斜板本体 26とハブ 25とを組み合わせて斜板 2 4を構成してヽるが、本発明では斜板本体とハブとを予め一体成形した斜板であってもよい。また、上述実施形態ではスリーブ無しで斜板 24が直接駆動軸 10に装着されたスリーブレス構造であるが、本発明では斜板をスリーブを介して駆動軸に装着してちょい。

産業上の利用可能性

[0036] 本発明は、スヮッシュ式のみならずヮブル式の可変容量圧縮機にも適用でき、その他の種々の態様で本発明は実施し得る。

Claims

請求の範囲

[1] 可変容量圧縮機であって

駆動軸と、前記駆動軸に固定されて前記駆動軸と一体に回転する回転部材と、前記駆動軸に取り付けられその軸心に対して傾斜自在な傾動部材と、前記傾動部材の傾動を許容しつつ前記回転部材と前記傾動部材とを一体に回転させる連結機構と、前記傾動部材の回転運動に伴ってシリンダボア内を往復動するピストンと、を備え、

前記連結機構は、

前記回転部材から突設されたアームと、前記傾動部材から突設され前記回転部材のアームと前記回転方向に重なり合うアームと、前記回転部材のアームおよび前記傾動部材のアームの一方に固定されたピンと、前記回転部材のアームおよび前記傾動部材のアームの他方に形成され且つ前記ピンに当接することで前記回転部材と前記傾動部材との間に生じる軸方向荷重を受ける軸方向荷重受圧面と、を備える。

[2] 請求項 1に記載の可変容量圧縮機であって、

前記回転部材のアームが、前記傾動部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状である。

[3] 請求項 1に記載の可変容量圧縮機であって、

前記傾動部材のアームが前記回転部材のアームを摺動自在に狭持するスリットを備えた二股状である。