WO2019176724A1 - 斜板式圧縮機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a swash plate compressor, and more particularly to a swash plate compressor suitable for a vehicle air conditioning system.
- Vane compressors, scroll compressors, swash plate compressors, and the like are used in vehicle air conditioning systems.
- the swash plate compressor is excellent in performance and reliability, and is widely used as a compressor utilizing power from a vehicle engine.
- the one-side swash plate compressor 1 includes a cylinder block 2, a rear head 4 assembled on the rear side (right side in the figure) of the cylinder block 2 via a valve plate 3, and a front side (in the figure,
- the housing 7 is formed by fastening these housing members in the axial direction with fastening bolts 6.
- a drive pulley 9 is rotatably supported by a boss portion 8 of the front housing 5 via a bearing 10, and from a vehicle engine (not shown) via a belt (not shown).
- the rotational power transmitted to the drive pulley 9 is transmitted to the shaft 11.
- the shaft 11 is rotatably supported via a radial bearing 17 provided in the front housing 5 and a radial bearing 18 accommodated in the cylinder block 2.
- a disk-shaped rotor 19 is fixed to the shaft 11. Further, the shaft is provided with a swash plate 23 so as to be able to tilt, and the rotational power transmitted to the rotor 19 is transmitted to the swash plate 23 via a link member 21 connected to the rotor 19. Along with the rotation, the swash plate 23 swings and rotates. The swinging rotation of the swash plate 23 is transmitted to the piston 25 via a pair of shoes 24 provided on the peripheral portion of the swash plate 23.
- the piston 25 is accommodated in a cylinder bore 26 formed in the cylinder block 2.
- the swash plate 23 swings and rotates along with this, and the swinging and rotating motion of the swash plate 23 is converted into a reciprocating linear motion of the piston 25 via the shoe 24.
- the volume of the compression chamber 27 formed between the valve plate 3 and the valve plate 3 increases and decreases, and the working fluid is sucked, compressed, and discharged through the suction holes 29 and the discharge holes 31 formed in the valve plate 3.
- a thrust bearing 20 is provided between the rotor 19 and the front housing 5.
- the compression reaction force in the thrust direction accompanying the compression of the working fluid is transmitted from the piston 25 to the rotor 19 via the swash plate 23 and the link member 21 and supported by the front housing 5 via this thrust bearing 20.
- a rolling bearing 20-2 using a plurality of rollers as rolling elements is known as a thrust bearing 20 that receives a load in the thrust direction.
- the rolling bearing 20-2 is sandwiched between the front housing 5 side thrust trace 20-3 and the rotor 19 side thrust trace 20-1.
- the rolling bearing can receive a high load from the rotating rotor 19 even in an environment with poor lubrication, which is advantageous in reliability.
- the sliding bearing described in Patent Document 1 also has the following problems. That is, the sliding bearing described in Patent Document 1 has a plurality of hemispherical bearing elements arranged in a plurality of spherical recesses formed on the inner surface of the housing, and the spherical recesses that are difficult for lubricating oil to enter are the rotation of the bearing elements. There is a risk of wear and tear due to sliding friction. In addition, since a plurality of bearing elements are required, there is a possibility that the number of parts increases and the assembly cost increases, or the rotor is assembled in a state where the bearing elements are not securely held in the spherical recesses.
- the present invention has been made in view of the circumstances described in the background art, and an object of the present invention is to provide a highly reliable swash plate compressor that suppresses generation of noise in a thrust bearing in a swash plate compressor. Yes. Another object of the present invention is to provide a swash plate type compressor having a thrust bearing mechanism, which is a simple mechanism with a small number of parts and less adverse effects on assembly.
- a compressor according to the present invention includes a housing, a shaft that passes through a crank chamber in the housing and is rotatably supported, and a rotor that is fixed to the shaft and has a thrust surface that is orthogonal to the rotation axis of the shaft.
- a swash plate that rotates in synchronization with the rotor, a piston that reciprocates in a cylinder bore formed in a cylinder block as the swash plate rotates, and an inner wall of the housing and the thrust surface of the rotor.
- a flat bearing disposed; and a mechanism for fixing the flat bearing to the thrust surface.
- the plain bearing is a so-called sliding bearing that does not use a rolling member.
- “fixed” means that the plain bearing is attached so as not to rotate or move relatively, and is not limited to the meaning of being physically constrained.
- a compressor includes a housing, a shaft that is rotatably supported through the crank chamber in the housing, and a thrust surface that is fixed to the shaft and orthogonal to the rotation axis of the shaft.
- the swash plate compressor of the present invention is characterized in that the plain bearing is fixed to the inner wall of the rotor or the housing, and the sliding surface of the plain bearing is limited by this fixing. It is possible to reduce wear and improve the followability with the sliding surfaces of the rotor and the housing, and it is possible to obtain a swash plate compressor excellent in quietness free from vibration and noise accompanying it.
- the mechanism for fixing the flat bearing is not particularly limited, and a general fixing mechanism can be used.
- a method of joining the surfaces using an adhesive, welding, or the like a method of using a pin, a screw, or the like to fit, insert, or screw-fit the convex portion and the concave portion to physically fix the surface.
- a method of fitting the convex portion and the concave portion is preferable.
- a thrust trace is provided between the inner wall of the housing and the plain bearing.
- the thrust trace is fixed to the inner wall of the housing, and in the latter case, the thrust trace is fixed to the thrust surface of the rotor.
- the plain bearing in the thrust bearing mechanism of the swash plate compressor of the present invention has a gradient in the thickness direction.
- a deviation in the thickness direction of the plain bearing it is possible to disperse the uneven load on the thrust bearing mechanism in which the compression reaction force caused by the compressed fluid occurs.
- uneven wear of each component of the thrust bearing mechanism is reduced, and the generation of vibration and accompanying noise can be suppressed.
- the shape of the plain bearing that is, the deviation in the thickness direction forms a gradient in the plane, and the gradient corresponds to the thickness of the plain bearing corresponding to the top dead center side of the piston. It is desirable that the gradient is small and the thickness of the plain bearing corresponding to the bottom dead center side of the piston becomes large.
- the thickness direction of the plain bearing is the horizontal direction and a gradient of 89.90 to 89.99 ° is formed in the plane of the flat bearing, an excellent effect is exhibited, but 89.93 to 89 When a gradient of 97 ° is formed, a better effect is exhibited.
- the material of the plain bearing and the thrust trace constituting the thrust bearing mechanism of the swash plate compressor of the present invention is preferably a resin, a metal sintered material, or a ceramic sintered material.
- PEEK Polyetherethertone
- PPS Polyphenylenesulfide
- aromatic polyamide Polyimide
- POM Polyethanol
- PTFE Polytetrafluore, etc.
- the metal sintered material is preferably a material formed by a powder metallurgy forming method of metal powder and alloy powder generally used for bearings.
- metal powder and alloy powder generally used for bearings.
- the ceramic sintered material is preferably a material formed by powder metallurgy molding using powders of metal oxide, metal carbide, metal boride, metal nitride and the like.
- Such a metal sintered material and a ceramic sintered material may be a composite sintered material, and carbon fiber, stainless fiber, graphite powder, etc. may be blended.
- the sintered material is a porous body and can retain a lubricant, it is possible to provide a thrust bearing mechanism that does not require a special lubricating device and that has less friction and wear. This is preferable.
- the thrust bearing mechanism of the swash plate compressor according to the present invention aims to reduce vibration and noise accompanying it by fixing the flat bearing to the thrust surface of the rotor or the inner wall of the housing, and to simplify the operation. It is possible to provide a swash plate compressor having a structure and excellent reliability.
- 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a general vehicular one-side swash plate compressor. It is a partial decomposition schematic perspective view for demonstrating the conventional thrust bearing mechanism. 1 is a partially exploded schematic perspective view for explaining a mechanism in which a plain bearing is fixed to a thrust surface of a rotor in a swash plate compressor according to an embodiment of the present invention. It is a partial exploded schematic perspective view for demonstrating the mechanism in which a flat bearing is fixed to the thrust surface of the rotor using a thrust trace in the swash plate type compressor which is one Embodiment of this invention.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a general vehicular one-side swash plate compressor 1.
- the swash plate compressor of the present invention has the same structure as that shown in FIG. 1 and the background art except for 20-1, 20-2, and 20-3 constituting the thrust bearing 20 of the rolling bearing.
- FIG. 3 is a partially exploded schematic perspective view of a thrust bearing mechanism in the swash plate compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
- a rotor 191 is fixed to the shaft 11 by shrink fitting or press fitting.
- the rotor 191 includes a disc portion 191a, a pair of link arm portions 191b protruding from the outer peripheral edge of the disc portion 191a to the rear side, and a circumferential direction of the pair of link arms 191b among the outer peripheral edges of the disc portion 191a.
- a balance weight portion 191c provided on the opposite side.
- the swash plate 23 is connected to the link arm 191 b of the rotor 191 through the link member 21.
- the piston 25 engaged with the disk portion of the swash plate 23 via the shoe 24 reciprocates in the cylinder bore 26 as the swash plate 23 swings, and the relative position in the rotational direction with the link arm 191b coincides.
- the link arm 191b corresponds to the top dead center position where the compression reaction force of the piston 25 is the largest.
- An annular thrust surface 191d perpendicular to the rotation axis of the shaft 11 is formed on the front housing 5 side of the disc portion 191a of the rotor 191. Further, a recess 191e is formed on the inner peripheral side of the thrust surface 191d. In this example, a recess 191e is provided on the back side where the pair of link arms 191b are provided and on the back side where the balance weight 191c is provided.
- a ring-shaped plain bearing 201 is provided between the thrust surface 191 d of the rotor 191 and the inner wall of the front housing 5.
- the flat bearing 201 is formed with a convex portion 201a provided so as to protrude toward the inner peripheral side.
- the convex portions are provided at two positions with different phases by 180 °.
- the flat bearing 201 is provided on the rotor 191.
- the thrust surface 191d is attached so as not to rotate relative to the thrust surface 191d.
- the plain bearing 201 is formed by injection molding a resin material such as super engineering plastic.
- resin material such as super engineering plastic.
- materials that can be used include PEEK (Polyetheretherketone), PPS (Polyphenylenesulfide), aromatic polyamide (Polyimide), POM (Polyacetal), and PTFE (Polytetrafluor).
- PEEK Polyetheretherketone
- PPS Polyphenylenesulfide
- aromatic polyamide Polyimide
- POM Polyacetal
- PTFE Polytetrafluor
- CNF cellulose nanofiber
- the plain bearing 201 it is also possible to mold with a metal sintered material such as tin bronze powder containing about 3 to 10% tin.
- a metal sintered material such as tin bronze powder containing about 3 to 10% tin.
- FIG. 3 shows a case where the plain bearing 201 is fixed to the thrust surface 191d of the rotor 191, but as an embodiment, the same plain bearing 201 is used, and the inner surface of the front housing 5 A thrust bearing mechanism in which the same concave portion as the concave portion formed in the thrust surface 191d is formed, and the flat bearing 201 may be fixed to the inner wall of the front housing 5. In this case, the same effect as the thrust bearing mechanism of FIG. 3 can be obtained.
- FIG. 4 is a partially exploded schematic perspective view of a thrust bearing function using a thrust trace in the swash plate compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
- Such a thrust trace 201-1 can also be applied to the case where the concave portion 191e formed on the thrust surface 191d of the rotor 191 is formed on the inner wall surface of the front housing 5 to fix the flat bearing 201 to the front housing 5.
- the thrust trace 201-1 in FIG. 4 is inserted between the rotor 191 and the plain bearing 201.
- the thrust trace 201-1 is fixed to the housing 7 when the flat bearing 201 is fixed to the rotor 191, and fixed to the thrust surface 191d of the rotor 191 when the flat bearing 201 is fixed to the housing 7. It is preferred that
- FIG. 5 shows a preferred shape of a flat bearing used for a thrust bearing mechanism in the swash plate compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5A is a schematic plan view illustrating the structure of an inclined plain bearing 202 in which a gradient is formed in the plain bearing 201 having the convex portion shown in FIG. 3, and FIG. It is a schematic sectional drawing (b) in the cutting line I of a).
- the inclined flat bearing 202 is arranged in the thickness direction so that the flat bearing 202 on the side corresponding to the top dead center of the piston 18 is small and the flat bearing 202 on the side corresponding to the top dead center of the piston is large. It has a gradient ⁇ .
- the gradient ⁇ of 89.95 ° is formed in the plane of the flat bearing 202 with the thickness direction of the flat bearing 202 being the horizontal direction.
- the link arm 191b of the rotor 191 corresponds to the top dead center position having the largest compression reaction force.
- the inclined flat bearing 202 is integrally formed with a convex portion 202a, and by fitting the convex portion 202a to the concave portion 191e of the rotor 191, it corresponds to the top dead center side where the compression reaction force is high, that is, the link arm 191b.
- the inclined flat bearing 202 can be mounted by positioning with certainty so that the thickness of the inclined flat bearing 202 on the side to be reduced is reduced.
- the contact surface pressure between the inclined flat bearing 202 and the inner wall surface of the front housing 5 that is in sliding contact with the inclined flat bearing 202 can be reduced in a region on the top dead center side where the compression reaction force is high.
- the uneven load on the entire sliding surface can be reduced.
- the gradient ⁇ in the thickness direction of the inclined flat bearing 202 can be formed by cutting, but if sufficient accuracy can be obtained in injection molding or sintering, the cutting process can be omitted. is there.
- the inclined flat bearing 202 shown in FIG. 5 can also be applied to a thrust bearing mechanism using the thrust trace shown in FIG.
- the plain bearing 201 may be replaced with the inclined plain bearing 202 while leaving the thrust trace 201-1 shown in FIG.
- the swash plate type compressor having the thrust bearing mechanism shown in FIG. 3 or FIG. 4 adopting such an inclined flat bearing is further subjected to vibration by uniformizing the uneven load received by the front housing 5 via the thrust bearing.
- the swash plate type compressor having excellent durability can be obtained because the noise associated with the vibration is further reduced and the slidability of the thrust bearing mechanism is improved.
Landscapes
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Abstract
【課題】本発明は、斜板式圧縮機におけるスラスト軸受における騒音の発生を抑制し、信頼性に優れた斜板式圧縮機を提供することを目的とする。また、本発明は、部品点数が少なく、組立上の弊害が少ない簡単な機構であるスラスト軸受を備えた斜板式圧縮機を提供することを目的としている。 【解決手段】本発明の片側斜板式圧縮機１は、スラスト軸受として平軸受２０１、２０２が採用され、平軸受がフロントハウジング５又はロータ１９１に固定されている。平軸受２０１、２０２は樹脂、金属焼結材料、又は、セラミックス焼結材料のいずれかで形成されている。さらに平軸受２０２は、ピストン２５の上死点側に対応する平軸受２０２の厚さが小さく、ピストン２５の下死点側に対応する平軸受２０２の厚さが大きくなる勾配αを有する。
Description
本発明は、斜板式圧縮機、特に、車両の空調システムに適した斜板式圧縮機に関する。
車両の空調システムには、ベーン式圧縮機、スクロール式圧縮機、及び、斜板式圧縮機等が用いられている。特に斜板式圧縮機は、性能と信頼性に優れ、車両のエンジンからの動力を利用した圧縮機として広く採用されている。
図１を参照して車両用可変容量型片側斜板式圧縮機について説明する。片側斜板式圧縮機１は、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート３を介して組み付けられたリアヘッド４と、シリンダブロック２のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントハウジング５を有しており、これらのハウジング部材を締結ボルト６により軸方向に締結することによりハウジング７を形成している。
圧縮機１のフロント側端では、フロントハウジング５のボス部８に、駆動プーリ９がベアリング１０を介して回転自在に支持されており、車両のエンジン（図示しない）からベルト（図示しない）を介して駆動プーリ９に伝えられた回転動力がシャフト１１に伝達される。
シャフト１１は、フロントハウジング５に設けられたラジアル軸受１７およびシリンダブロック２に収容されたラジアル軸受１８を介して回転自在に支持されている。
このシャフト１１には、円板状のロータ１９が固定されている。また、シャフトには、傾動可能に斜板２３が設けられており、ロータ１９に伝達された回転動力は、ロータ１９に連結されたリンク部材２１を介して斜板２３に伝えられ、ロータ１９の回転に伴い斜板２３が揺動回転するようになっている。斜板２３の揺動回転は、斜板２３の周縁部分に設けられた一対のシュー２４を介してピストン２５に伝達される。ピストン２５はシリンダブロック２に形成されたシリンダボア２６に収容されている。
シャフト１１が回転すると、これに伴って斜板２３が揺動回転し、この斜板２３の揺動回転運動がシュー２４を介してピストン２５の往復直線運動に変換され、シリンダボア２６内においてピストン２５とバルブプレート３との間に形成される圧縮室２７の容積が増減し、バルブプレート３に形成された吸入孔２９及び吐出孔３１を介して作動流体の吸入、圧縮、吐出が行われる。
また、ロータ１９とフロントハウジング５の間にはスラスト軸受２０が設けられている。作動流体の圧縮に伴うスラスト方向の圧縮反力は、ピストン２５から斜板２３およびリンク部材２１を介してロータ１９に伝達され、このスラスト軸受２０を介してフロントハウジング５に支持される。
図２に示すように、スラスト方向の荷重を受けるスラスト軸受２０として、複数のころを転動体として用いた転がり軸受２０－２が知られている。転がり軸受２０－２は、フロントハウジング５側スラストレース２０－３およびロータ１９側スラストレース２０－１により挟持されている。転がり軸受は潤滑が乏しい環境でも回転するロータ１９からの高い荷重を受けることができ、信頼性において有利である。
しかしながら、片側斜板式圧縮機においては、ピストンの上死点におけるシリンダボア内の圧力が最も高くなることによって、圧縮反力を受けるスラスト軸受２０には偏荷重が作用する。この偏荷重はロータ１９の回転に伴って回転するため、スラスト軸受２０の複数のころのうち、高荷重を支えるころと低荷重を受けるころがロータ１９の回転位置に応じて移り変わり、ころの振動を誘発する。ころの振動はフロントハウジング５に伝搬して圧縮機１の振動及びノイズを増長させると共に、スラスト軸受を構成する各部品の信頼性を損ねる要因となる。
上述した問題を解決する手段として、ハウジング内にシャフトを保持し、シャフトに固定されたロータとハウジングの内面との間に滑り軸受を設けた圧縮機が提案されている（特許文献１）。この滑り軸受は、ハウジングに対向する側が球面形状に形成され、ロータに対向する側が平面形状に形成された半球状の複数の軸受素子を、ハウジングの内面に形成された複数の球状凹部に保持させることにより構成されている。このような構成にすることにより、転がり軸受固有の転動音が抑制される。更に、球状凹部に保持された複数の軸受素子が、力の方向の変化に対応するように回動することができるので、圧縮変動に基づく偏荷重を緩和することができる。
ところが、特許文献１に記載の滑り軸受の場合にも次のような課題がある。すなわち、特許文献１に記載の滑り軸受は、ハウジングの内面に形成された複数の球状凹部に複数の半球状の軸受素子を配置するもので、潤滑油が入り込みにくい球状凹部が軸受素子の回動による摺動摩擦によって磨滅していく恐れがある。また、複数の軸受素子が必要となるので、部品点数の増加や組立コストの増加を招いたり、軸受素子が確実に球状凹部に保持されない状態でロータが組付けられてしまう可能性もある。
本発明は、上記背景技術に記載した事情に鑑みてなされたもので、斜板式圧縮機におけるスラスト軸受における騒音の発生を抑制し、信頼性に優れた斜板式圧縮機を提供することを目的としている。また、本発明は、部品点数が少なく、組立上の弊害が少ない簡単な機構であるスラスト軸受機構を備えた斜板式圧縮機を提供することを目的としている。
この発明に係る圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内にクランク室を貫通して回転自在に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記シャフトの回転軸と直交するスラスト面を備えるロータと、前記ロータと同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴いシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復運動するピストンと、前記ハウジングの内壁と前記ロータの前記スラスト面との間に配置される平軸受と、前記スラスト面に前記平軸受が固定される機構と、を備えていることを特徴とする。ここで、平軸受とは、転動部材を用いない、いわゆる、滑り軸受のことである。また、ここで、「固定される」とは、平軸受が相対的に回転または移動しないように取り付けられていることを意味し、物理的に拘束されている意味には限定されない。
また、本発明に係る圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内にクランク室を貫通して回転自在に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記シャフトの回転軸と直交するスラスト面を備えるロータと、前記ロータと同期して回転する斜板と、前記斜板の回転によって往復運動するピストンと、前記ハウジングの内壁と前記ロータの前記スラスト面との間に配置される平軸受と、前記ハウジングの内壁に前記平軸受が固定される機構と、を備えていることを特徴としている。
以上のように、本発明の斜板式圧縮機は、平軸受が、ロータ又はハウジングの内壁に固定されていることに特徴があり、この固定により、平軸受の摺動面が限定されるため、摩耗の低減、ロータ及びハウジングの摺動面との追従性の向上を図ることができ、振動及びそれに伴うノイズの発生がない静粛性に優れた斜板式圧縮機が得られる。
平軸受を固定する機構は、特に限定されるものではなく、一般的な固定機構を用いることができる。例えば、接着剤や溶接等を用いて面で接合する方法、ピンやネジ等を用いて、凸部と凹部を嵌合、挿嵌、又は、螺嵌して物理的に固定する方法等を用いることができるが、回転方向における固定強度及び簡便な装着という観点から、凸部と凹部を嵌合する方法が好ましい。
更に、上記本発明の斜板式圧縮機の平軸受が、ロータのスラスト面に固定されたスラスト軸受機構において、ハウジングの内壁と平軸受との間にスラストレースを備えていることがより好ましい。また、上記本発明の斜板式圧縮機の平軸受がハウジングの内壁に固定されたスラスト軸受機構において、ロータのスラスト面との間にスラストレースを備えていることがより好ましい。更に、前者の場合、ハウジングの内壁に、後者の場合、ロータのスラスト面に、このスラストレースが固定されていることがより好ましい。
更に、本発明の斜板式圧縮機のスラスト軸受機構における平軸受は、厚さ方向に勾配を有することがより好ましい。平軸受の厚み方向に偏差を形成することによって、圧縮流体による圧縮反力が生起するスラスト軸受機構に対する偏荷重を分散させることが可能となる。その結果、スラスト軸受機構の各部品の偏摩耗が低減し、振動及びそれに伴うノイズの発生を抑制することができる。
更により好ましくは、平軸受の形状、すなわち、厚さ方向の偏差が、面内に勾配を形成したものであって、その勾配が、ピストンの上死点側に対応する平軸受の厚さが小さく、ピストンの下死点側に対応する平軸受の厚さが大きくなる勾配であることが望ましい。
具体的には、平軸受の厚さ方向を水平方向として、平軸受の面内に８９．９０～８９．９９°の勾配を形成した場合に優れた効果を発現するが、８９．９３～８９．９７°の勾配を形成した場合により優れた効果を発現する。
本発明の斜板式圧縮機のスラスト軸受機構を構成する平軸受及びスラストレースの材料は、樹脂、金属焼結材料、又は、セラミックス焼結材料であることが好ましい。
樹脂としては、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）、芳香族ポリアミド（Ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＯＭ（Ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、フェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）等を用いることができる。また、これらの樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）等をブレンドしてもよい。加工精度という観点から、これらの樹脂を用いて、射出成形法又はＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）成形法で加工されたことが好ましい。
金属焼結材料としては、一般的に軸受に使用される金属粉末及び合金粉末の粉末冶金成形法によって形成された材料であることが好ましい。特に、鉄系合金粉末又は銅系合金粉末を用いることが好ましい。
セラミックは、摺動性や耐摩耗性等の特性において、金属以上の性能を発揮するため、高価ではあるが、性能を追求した軸受機構の部品に適している。セラミック焼結材料としては、金属酸化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属窒化物等の粉末を用いて粉末冶金成形法によって形成された材料であることが好ましい。
このような金属焼結材料及びセラミック焼結材料は、それぞれ複合した焼結材料としてもよく、炭素繊維、ステンレス繊維、黒鉛粉等を配合することもできる。特に、焼結材料は多孔質体であり、潤滑剤を保持させることができるため、特別な潤滑装置を必要とすることがない、摩擦及び摩耗が少ないスラスト軸受機構を提供することが可能であるという特徴があり好ましい。
以上、述べたように、本発明の斜板式圧縮機のスラスト軸受機構は、平軸受をロータのスラスト面またはハウジングの内壁に固定することによって、振動及びそれに伴うノイズの低減を図るとともに、簡易な構造で信頼性にすぐれた斜板式圧縮機を提供することが可能となる。
以下、本発明を、一実施形態を用いてより詳細に説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能であり、特許請求の範囲に記載した技術思想によってのみ限定されるものである。
図１は、一般的な車両用片側斜板式圧縮機１の構造を示す断面概略図である。本発明の斜板式圧縮機は、転がり軸受のスラスト軸受２０を構成する２０－１、２０－２、及び、２０－３を除けば、図１および背景技術で示した構造と同じ構造を有する。
図３は、本発明の一実施形態である斜板式圧縮機１における、スラスト軸受機構の部分分解概略斜視図である。シャフト１１には、ロータ１９１が焼嵌めまたは圧入により固定されている。ロータ１９１は、円板部１９１ａと、円板部１９１ａの外周縁からリア側へ突出した一対のリンクアーム部１９１ｂと、円板部１９１ａの外周縁のうち、一対のリンクアーム１９１ｂの円周方向の反対側に設けられたバランスウェイト部１９１ｃとから成っている。
斜板２３は、リンク部材２１を介してロータ１９１のリンクアーム１９１ｂと連結している。斜板２３の円板部にシュー２４を介して係合するピストン２５は、斜板２３の揺動回転に伴いシリンダボア２６内を往復運動し、リンクアーム１９１ｂとの回転方向の相対位置が一致したときに上死点位置に達する。すなわち、リンクアーム１９１ｂは、ピストン２５の圧縮反力が最も大きい上死点位置に対応している。
ロータ１９１の円板部１９１ａのフロントハウジング５側には、シャフト１１の回転軸と直交する円環状のスラスト面１９１ｄが形成されている。さらに、このスラスト面１９１ｄの内周側には、凹部１９１ｅが形成されている。この例では、一対のリンクアーム１９１ｂが設けられている箇所の裏側、バランスウェイト１９１ｃが設けられている箇所の裏側にそれぞれ凹部１９１ｅが設けられている。
ロータ１９１のスラスト面１９１ｄとフロントハウジング５の内壁との間には、リング状の平軸受２０１が設けられている。平軸受２０１には、内周側に向けて突出するように設けられた凸部２０１ａが形成されている。凸部は、１８０°位相を異ならせて２箇所設けられており、この凸部２０１ａがスラスト面１９１ｄの内周側に形成された凹部１９１ｅと嵌合することによって、平軸受２０１がロータ１９１のスラスト面１９１ｄに対して相対回転不能に取り付け、すなわち固定される。
平軸受２０１は、スーパーエンジニアリングプラスチック等の樹脂材料を射出成型することにより形成されている。材料として、例えば、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）、芳香族ポリアミド（Ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＯＭ（Ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、フェノール樹脂（Ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）等を用いることができる。また、これらの樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）等をブレンドしてもよい。このような樹脂にて平軸受２０１を成形することにより、通常の樹脂に比して各段に高い信頼性を確保するとともに、切削加工せずとも凸部２０１ａのような複雑な形状を射出成型により形成することができる。
平軸受２０１を形成する別の例として、３～１０％程度の錫を含む錫青銅粉末等の金属焼結材料にて成形することも可能である。このような金属焼結材料にて平軸受を形成することにより、複雑な形状を形成することができるとともに、高荷重での使用に用いることが可能となる。
図３は、平軸受２０１が、ロータ１９１のスラスト面１９１ｄに固定される場合を示したが、一実施形態として、平軸受２０１は同じものを用い、フロントハウジング５の内壁面に、ロータ１９１のスラスト面１９１ｄに形成した凹部と同じ凹部を形成したスラスト軸受機構を構成し、平軸受２０１をフロントハウジング５の内壁に固定するようにしてもよい。この場合も、図３のスラスト軸受機構と同様の効果が得られる。
図４は、本発明の一実施形態である斜板式圧縮機１における、スラストレースを用いたスラスト軸受機能の部分分解概略斜視図である。ここでは、図３と同じロータ１９１のスラスト面１９１ｄに平軸受２０１が固定される機構を用い、更に、フロントハウジング５と平軸受２０１の摺動性の向上を図るためのスラストレース２０１－１を挿入している。
このようなスラストレース２０１－１は、ロータ１９１のスラスト面１９１ｄに形成した凹部１９１ｅと同じ凹部をフロントハウジング５の内壁面に形成して平軸受２０１をフロントハウジング５に固定する場合にも適用でき、その場合は、図４のスラストレース２０１－１はロータ１９１と平軸受２０１との間に挿入することになる。
更に、このスラストレース２０１－１は、平軸受２０１がロータ１９１に固定される場合には、ハウジング７に、平軸受２０１がハウジング７に固定される場合には、ロータ１９１のスラスト面１９１ｄに固定されることが好ましい。
図５は、本発明の一実施形態である斜板式圧縮機１における、スラスト軸受機構に用いる平軸受の好ましい形状を示している。図５（ａ）は、図３に示した凸部を備えた平軸受２０１に勾配を形成した傾斜平軸受２０２の構造を描いた概略平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の切断線Ｉにおける概略断面図（ｂ）である。
この傾斜平軸受２０２は、ピストン１８の上死点に対応する側の平軸受２０２の厚みが小さく、ピストンの上死点に対応する側の平軸受２０２の厚みが大きくなるように、厚み方向に勾配αを有している。この例では、平軸受２０２の厚さ方向を水平方向として、平軸受２０２の面内に８９．９５°の勾配αを形成している。
上述した通り、ロータ１９１のリンクアーム１９１ｂは最も圧縮反力が大きい上死点位置に対応している。傾斜平軸受２０２には、凸部２０２ａが一体に形成されており、この凸部２０２ａをロータ１９１の凹部１９１ｅに嵌め合わせることにより、圧縮反力が高い上死点側、すなわちリンクアーム１９１ｂに対応する側の傾斜平軸受２０２の厚みが小さくなるように、確実に位置決めして傾斜平軸受２０２を装着することができる。このような構成にすることにより、圧縮反力が高い上死点側の領域において、傾斜平軸受２０２と、これに摺動接触するフロントハウジング５内壁面との接触面圧を弱めることができ、摺動面全体の偏荷重を緩和することができる。
傾斜平軸受２０２の厚み方向の勾配αは、切削加工により形成することも可能であるが、射出成型や焼結成形において十分な精度が得られる場合には、切削加工工程を省くことも可能である。
図５に示した傾斜平軸受２０２は、図４に示したスラストレースを用いたスラスト軸受機構にも適用可能である。この場合、図４に示すスラストレース２０１－１を残したまま、平軸受２０１を傾斜平軸受２０２に置き換えればよい。このような構成にすることにより、圧縮反力が高い上死点側の領域において、傾斜平軸受２０２と、これに摺動接触するフロントハウジング５内壁面に固定したスラストレース２０１－１との接触面圧を弱めることができ、摺動面全体の偏荷重を緩和することができる。
このような傾斜平軸受を採用した図３または図４に示すスラスト軸受機構を備えた斜板式圧縮機は、スラスト軸受を介してフロントハウジング５で受ける偏荷重が均一化することにより、一層振動が少なく、その振動に伴うノイズを更に改善できるとともに、スラスト軸受機構の摺動性も良好となり、耐久性に優れた斜板式圧縮機が得られる。
１ 片側斜板式圧縮機
２ シリンダブロック
３ バルブプレート
４ リアヘッド
５ フロントハウジング
６ 締結ボルト
７ ハウジング
８ ボス部
９ 駆動プーリ
１０ ベアリング
１１ シャフト
１７ ラジアル軸受
１８ ラジアル軸受
１９ ロータ
１９ａ 円板部
１９ｂ リンクアーム部
１９ｃ バランスウェイト部
１９ｄ スラスト面
１９１ ロータ
１９１ａ 円板部
１９１ｂ リンクアーム部
１９１ｃ バランスウェイト部
１９１ｄ スラスト面
１９１ｅ 凹部
２０ スラスト軸受
２０－１ スラストレース
２０－２ ニードルベアリング
２０－３ スラストレース
２０１ 平軸受
２０１ａ 凸部
２０１－１ スラストレース
２０２ 傾斜平軸受
２０２ａ 凸部
α 傾斜平軸受の勾配
２１ リンク部材
２２ ヒンジボール(スリーブ)
２３ 斜板
２４ シュー
２５ ピストン
２６ シリンダボア
２７ 圧縮室
２８ 吸入弁
２９ 吸入孔
３０ 吐出弁
３１ 吐出孔
３２ 吸入室
３３ 吐出室
３４ クランク室
Ｉ 切断線
２ シリンダブロック
３ バルブプレート
４ リアヘッド
５ フロントハウジング
６ 締結ボルト
７ ハウジング
８ ボス部
９ 駆動プーリ
１０ ベアリング
１１ シャフト
１７ ラジアル軸受
１８ ラジアル軸受
１９ ロータ
１９ａ 円板部
１９ｂ リンクアーム部
１９ｃ バランスウェイト部
１９ｄ スラスト面
１９１ ロータ
１９１ａ 円板部
１９１ｂ リンクアーム部
１９１ｃ バランスウェイト部
１９１ｄ スラスト面
１９１ｅ 凹部
２０ スラスト軸受
２０－１ スラストレース
２０－２ ニードルベアリング
２０－３ スラストレース
２０１ 平軸受
２０１ａ 凸部
２０１－１ スラストレース
２０２ 傾斜平軸受
２０２ａ 凸部
α 傾斜平軸受の勾配
２１ リンク部材
２２ ヒンジボール(スリーブ)
２３ 斜板
２４ シュー
２５ ピストン
２６ シリンダボア
２７ 圧縮室
２８ 吸入弁
２９ 吸入孔
３０ 吐出弁
３１ 吐出孔
３２ 吸入室
３３ 吐出室
３４ クランク室
Ｉ 切断線
Claims (9)
- ハウジングと、
前記ハウジング内にクランク室を貫通して回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトに固定され、前記シャフトの回転軸と直交するスラスト面を備えるロータと、
前記ロータと同期して回転する斜板と、
前記斜板の回転に伴いシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復運動するピストンと、
前記ハウジングの内壁と前記ロータの前記スラスト面との間に配置される平軸受と、
前記スラスト面に前記平軸受が固定される機構と
を備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - ハウジングと、
前記ハウジング内にクランク室を貫通して回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトに固定され、前記シャフトの回転軸と直交するスラスト面を備えるロータと、
前記ロータと同期して回転する斜板と、
前記斜板の回転によって往復運動するピストンと、
前記ハウジングの内壁と前記ロータの前記スラスト面との間に配置される平軸受と、
前記ハウジングの内壁に前記平軸受が固定される機構と
を備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項１に記載の斜板式圧縮機において、
前記ハウジングの内壁と前記平軸受との間にスラストレースを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項１に記載の斜板式圧縮機において、
前記ハウジングの内壁と前記平軸受との間に前記ハウジングの内壁に固定されたスラストレースを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項２に記載の斜板式圧縮機において、
前記ロータの前記スラスト面と前記平軸受との間にスラストレースを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項２に記載の斜板式圧縮機において、
前記スラスト面と前記平軸受との間に前記スラスト面に固定されたスラストレースを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項１、３、４のいずれか一項に記載の斜板式圧縮機において、
前記平軸受は、前記スラスト面と整合した形状の平板であって、厚さ方向に勾配を有することを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項７に記載の斜板式圧縮機において、
前記平軸受の厚さ方向の前記勾配は、前記ピストンの上死点側に対応する前記平軸受の厚さが小さく、前記ピストンの下死点側に対応する前記平軸受の厚さが大きくなる勾配であることを特徴とする斜板式圧縮機。 - 請求項１～８のいずれか一項に記載の斜板式圧縮機において、
前記平軸受が、樹脂、金属焼結材料、又は、セラミックス焼結材料のいずれかで形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020506447A JPWO2019176724A1 (ja) | 2018-03-14 | 2019-03-07 | 斜板式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018046998 | 2018-03-14 | ||
| JP2018-046998 | 2018-03-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019176724A1 true WO2019176724A1 (ja) | 2019-09-19 |
Family
ID=67907198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/009101 WO2019176724A1 (ja) | 2018-03-14 | 2019-03-07 | 斜板式圧縮機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2019176724A1 (ja) |
| WO (1) | WO2019176724A1 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173863A (ja) * | 1987-01-10 | 1988-07-18 | Sanden Corp | 主軸を片持支持した回転斜板式圧縮機 |
| JP2002349437A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Toyota Industries Corp | 圧縮機 |
| JP2007120363A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Calsonic Kansei Corp | 可変容量圧縮機 |
| JP2009257105A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Calsonic Kansei Corp | 圧縮機 |
| JP2013204646A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Ntn Corp | 複合滑り軸受 |
| KR20140066916A (ko) * | 2012-11-23 | 2014-06-03 | 학교법인 두원학원 | 용량 가변형 사판식 압축기 |
-
2019
- 2019-03-07 JP JP2020506447A patent/JPWO2019176724A1/ja active Pending
- 2019-03-07 WO PCT/JP2019/009101 patent/WO2019176724A1/ja active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173863A (ja) * | 1987-01-10 | 1988-07-18 | Sanden Corp | 主軸を片持支持した回転斜板式圧縮機 |
| JP2002349437A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Toyota Industries Corp | 圧縮機 |
| JP2007120363A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Calsonic Kansei Corp | 可変容量圧縮機 |
| JP2009257105A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Calsonic Kansei Corp | 圧縮機 |
| JP2013204646A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Ntn Corp | 複合滑り軸受 |
| KR20140066916A (ko) * | 2012-11-23 | 2014-06-03 | 학교법인 두원학원 | 용량 가변형 사판식 압축기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2019176724A1 (ja) | 2021-02-25 |
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