WO2024018829A1 - 圧縮機 - Google Patents

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WO2024018829A1
WO2024018829A1 PCT/JP2023/023501 JP2023023501W WO2024018829A1 WO 2024018829 A1 WO2024018829 A1 WO 2024018829A1 JP 2023023501 W JP2023023501 W JP 2023023501W WO 2024018829 A1 WO2024018829 A1 WO 2024018829A1
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WO
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thrust
plate
compressor
rotor
race
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/023501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
安里 榎本
謙治 齊藤
正幸 野邉
直也 小暮
健作 後藤
Original Assignee
サンデン株式会社
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 サンデン株式会社 filed Critical サンデン株式会社
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • 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
    • F04B27/12—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 having plural sets of cylinders or pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00

Definitions

  • the present invention mainly relates to a compressor that compresses refrigerant in a vehicle air conditioner system.
  • a compressor is known that is configured to draw in and compress refrigerant by converting the rotation of a swash plate rotated by a drive shaft into reciprocating motion of a piston within a cylinder bore.
  • An example of such a compressor is described in Patent Document 1.
  • the compressor described in Patent Document 1 is a so-called rocking plate type compressor, which includes a rotor that rotates together with a rotating main shaft (drive shaft), a swash plate that rotates due to the rotation of the rotor, and a swash plate that rotates due to the rotation of the rotor. and a rocking plate that rocks to cause the piston to reciprocate in accordance with the movement of the piston.
  • the compressor described in Patent Document 1 changes the oscillation width of the oscillating plate by changing the inclination angle (inclination angle) of the swash plate with respect to the drive shaft, thereby changing the stroke amount of the piston to achieve discharge. Configured to change capacity.
  • the compressor described in Patent Document 1 is configured to receive thrust force from the piston side by a thrust bearing provided between the rotor and the front housing.
  • the thrust bearing which serves as a thrust receiving section that receives thrust force from the piston side, may rotate and slide on the front housing while being pressed against the front housing. Therefore, depending on the combination of materials for the thrust bearing and the front housing, friction loss and the amount of wear on the front housing may increase.
  • the material of the front housing may be changed to reduce weight or improve durability, but in such cases, the sliding condition between the thrust bearing and the front housing changes, causing friction.
  • the loss and amount of wear on the front housing may increase compared to before the front housing material was changed.
  • it is conceivable to harden the surface of the front housing by subjecting the front housing to heat treatment or surface treatment but this is not preferable because it increases costs.
  • an object of the present invention is to provide a compressor that can reduce the friction loss caused by the thrust receiving part that receives the thrust force from the piston side and the amount of wear on the housing compared to the prior art.
  • a compressor includes a housing having a cylinder bore, a crank chamber, a suction chamber, and a discharge chamber therein, a piston disposed in the cylinder bore, a drive shaft rotatably supported by the housing, and an integral part of the drive shaft.
  • a swash plate that rotates as the rotor rotates, a conversion mechanism that converts the rotation of the swash plate into reciprocating motion of the piston, and a conversion mechanism provided between the rotor and the housing on the piston side.
  • a thrust receiving part that receives thrust force from the thrust receiving part, and the thrust receiving part includes a thrust rolling bearing and a thrust plate.
  • the present invention it is possible to provide a compressor that can reduce the friction loss caused by the thrust receiving part that receives thrust force from the piston side and the amount of wear on the housing compared to the conventional technology.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a compressor according to an embodiment. It is a figure showing a front housing of a compressor concerning an embodiment, a rotor fixed to a drive shaft, and a thrust receiving part provided between them.
  • FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the compressor 1 according to the embodiment is a so-called rocking plate compressor (variable capacity compressor), and is mainly applied to a vehicle air conditioner system. Note that the left side in FIG. 1 is the front side of the compressor 1, and the right side in FIG. 1 is the rear side of the compressor 1.
  • the compressor 1 has a generally cylindrical shape as a whole.
  • the compressor 1 includes a cylinder block 2 having a plurality of cylinder bores 2a (only one of which is shown in FIG. 1), and one end side of the cylinder block 2 (left side in FIG. 1). ), and a cylinder head 4 provided at the other end of the cylinder block 2 (on the right side in FIG. 1).
  • the plurality of cylinder bores 2a are arranged in an annular shape when viewed from the front side.
  • These cylinder block 2, front housing 3, and cylinder head 4 are connected together with fastening bolts or the like to form a housing 5 of the compressor 1.
  • a valve plate 6 is arranged between the cylinder block 2 and the cylinder head 4.
  • a crank chamber C1 is provided within the housing 5.
  • the crank chamber C1 is defined by a cylinder block 2 and a front housing 3.
  • the crank chamber C1 communicates with each cylinder bore 2a.
  • the cylinder head 4 is formed with a suction chamber C2 and a discharge chamber C3.
  • the housing 5 has a plurality of cylinder bores 2a, a crank chamber C1, a suction chamber C2, and a discharge chamber C3 inside.
  • the suction chamber C2 communicates with each cylinder bore 2a via a suction hole 61 formed in the valve plate 6.
  • the suction hole 61 is opened and closed by a suction valve (not shown) consisting of a reed valve. Further, the suction chamber C2 is connected to (the low pressure side of) the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner system via a suction passage (not shown).
  • the discharge chamber C3 communicates with the cylinder bore 2a via a discharge hole 62 formed in the valve plate 6.
  • the discharge hole 62 is opened and closed by a discharge valve 63 made of a reed valve.
  • the discharge chamber C3 is connected, for example, to (the high pressure side of) the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner system via a discharge passage (not shown).
  • the compressor 1 has a drive shaft 7 to which rotational driving force is input from an external drive source.
  • the drive shaft 7 extends through the crank chamber C1 from the front side to the rear side. Further, in the crank chamber C1, a rotor 8, a swash plate 9, and a swing plate 10 are arranged from the front side to the rear side.
  • the rotor 8 is fixed to the drive shaft 7.
  • the drive shaft 7 and rotor 8 are integrated.
  • the drive shaft 7 and the rotor 8 are supported by a first radial bearing 21 and a second radial bearing 22 in the radial direction.
  • the first radial bearing 21 is attached to the front housing 3, and the second radial bearing 22 is attached to the cylinder block 2.
  • the drive shaft 7 is rotatably supported by the housing 5 via the first radial bearing 21 and the second radial bearing 22, and the rotor 8 rotates together with the drive shaft 7.
  • the first radial bearing 21 and the second radial bearing 22 are comprised of sliding bearings.
  • first thrust receiving part 31 is provided between the front housing 3 and the rotor 8
  • second thrust receiving part 32 is attached to the cylinder block 2.
  • the swash plate 9 is generally formed into a disk shape.
  • the swash plate 9 has a boss portion 9a protruding toward the rear side approximately at the center. Swash plate 9 is rotated by rotation of drive shaft 7 and rotor 8 . Further, the swash plate 9 is configured such that its inclination angle with respect to (the axis of) the drive shaft 7 can be changed.
  • the swash plate 9 is connected to the rotor 8 via a connection mechanism (link mechanism) 11.
  • the coupling mechanism 11 includes a swash plate arm 111 protruding from the swash plate 9, a coupling pin 112 fixed to the swash plate arm 111, and a rotor arm 113 protruding from the rotor 8.
  • the rotor side arm 113 has an arcuate hole 113a into which the connecting pin 112 is inserted and in which the connecting pin 112 is movable.
  • an insertion hole 9b through which the drive shaft 7 is inserted is formed approximately at the center of the swash plate 9.
  • the insertion hole 9b is formed in a shape that allows the swash plate 9 to move in the axial direction of the drive shaft 7 and to change the inclination angle of the swash plate 9 with respect to (the axis of) the drive shaft 7 within a predetermined range.
  • the swash plate 9 is located in the state shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as the "first state") and in the rear side of the state shown in FIG. It is configured to be changeable between an orthogonal state (hereinafter referred to as a "second state").
  • the swing plate 10 is generally formed into a ring shape.
  • the rocking plate 10 is configured to rock as the swash plate 9 rotates, causing pistons 12 disposed in each cylinder bore 2a to reciprocate. That is, the swing plate 10 has a function as a conversion mechanism that converts the rotation of the swash plate 9 into reciprocating motion of the piston 12.
  • the inner peripheral surface of the swing plate 10 is attached to the outer peripheral surface of the boss portion 9a of the swash plate 9 via the third radial bearing 41.
  • a thrust bearing 42 is arranged between the rear side surface of the swash plate 9 and the front side surface of the swing plate 10.
  • the third radial bearing 41 and the thrust bearing 42 are configured by rolling bearings.
  • a balance ring 13 is fixed to the tip side of the boss portion 9a of the swash plate 9 with a predetermined gap between it and the swing plate 10.
  • the balance ring 13 is a member mainly for dynamically balancing the swash plate 9. That is, the swash plate 9, the swing plate 10, and the balance ring 13 are integrated in a state where the swing plate 10 can rotate relative to each other.
  • Rotation of the rocking plate 10 is prevented by an extending portion 10a extending downward from the rocking plate 10, and a rail member (rotation blocking member) 14 provided at the lower part of the crank chamber C1 and extending from the front side to the rear side. has been done.
  • rocking plate 10 is connected via a connecting rod 15 to a piston 12 that is reciprocatably disposed within each cylinder bore 2a.
  • the swing plate 10 swings in the axial direction of the drive shaft 7 as the swash plate 9 rotates, causing the piston 12 to reciprocate within the cylinder bore 2a via the connecting rod 15. Therefore, when the swash plate 9 (and the swing plate 10) are in the second state substantially perpendicular to the drive shaft 7, the swing width of the swing plate 10 is small and the stroke amount of the piston 12 is also small. On the other hand, when the swash plate 9 (and the swing plate 10) are in the first state shown in FIG. 1, the swing width of the swing plate 10 is large, and the stroke amount of the piston 12 is also large.
  • the front side of the drive shaft 7 extends through the boss portion 3a of the front housing 3, and the front end of the drive shaft 7 is located outside the housing 5. Further, an electromagnetic clutch 16 is attached to the boss portion 3a of the front housing 3. In the compressor 1 according to the embodiment, when the electromagnetic clutch 16 is engaged, rotational driving force from an external drive source is input to the front end of the drive shaft 7, thereby causing the drive shaft 7 ( and rotor 8) are configured to rotate. Note that a shaft sealing device 17 is attached to the boss portion 3a, and the inside and outside of the housing 5 are isolated from each other.
  • the compressor 1 further includes a control valve 18.
  • the control valve 18 is configured to control the amount of refrigerant pressure in the crank chamber C1 released to the suction chamber C2 by adjusting the opening degree of a pressure relief passage that communicates the crank chamber C1 and the suction discharge chamber C2. has been done.
  • the control valve 18 is attached to the cylinder block 2, and the pressure relief passage includes a passage (internal passage) 7a formed inside the drive shaft 7. Further, the discharge chamber C3 and the crank chamber C1 communicate with each other via a pressure supply passage (not shown) having a constricted portion.
  • the compressed refrigerant is discharged into the discharge chamber C3 through the discharge hole 62 and the discharge valve 63, and the refrigerant (refrigerant after compression) discharged into the discharge chamber C3 is sent to the refrigerant circuit through the discharge passage. It will be done.
  • the control valve 18 opens, the refrigerant in the crank chamber C1 flows out into the suction chamber C2 via the pressure relief passage. Further, the high-pressure refrigerant in the discharge chamber C3 is supplied to the crank chamber C1 via the pressure supply passage having the constriction part, but since the amount of outflow from the pressure relief passage is larger, as a result, the crank chamber C1 pressure decreases. Then, when the pressure in the crank chamber C1 becomes lower than the pressure in the suction chamber C2, the swash plate 9 and the swing plate 10 move toward the front side and approach the first state shown in FIG. 1. As a result, the amplitude of the swing plate 10 increases, the stroke amount of the piston 12 increases, and the discharge capacity of the compressor 1 increases.
  • the first thrust receiving portion 31 provided between the front housing 3 and the rotor 8 receives thrust force from the piston 12 side.
  • the thrust force from the piston 12 side is mainly a compression reaction force acting on the piston 12.
  • a thrust bearing is simply used as the first thrust receiving part 31, as described above, there is a risk that the friction loss and the amount of wear of the front housing 3 will increase.
  • FIG. 2 is a diagram showing the front housing 3 (indicated by the two-dot chain line) in the compressor 1, the rotor 8 fixed to the drive shaft 7, and the first thrust receiving part 31 provided between them. .
  • the first thrust receiving portion 31 that receives thrust force from the piston 12 side is a rolling bearing (hereinafter referred to as a "thrust rolling bearing") disposed on the rotor 8 side. ) 311, and a plate member (hereinafter referred to as a “thrust plate”) 312 disposed on the front housing 3 side.
  • the thrust rolling bearing 311 and the thrust plate 312 are attached to the drive shaft 7.
  • the thrust rolling bearing 311 includes a plurality of rolling elements 311a, an annular retainer 311b that holds the plurality of rolling elements 311a at intervals in the circumferential direction, and an annular plate that sandwiches the plurality of rolling elements 311a from both sides.
  • a first thrust race 311c and a second thrust race 311d are included.
  • the first thrust race 311c and the second thrust race 311d may be a common part.
  • the thrust rolling bearing 311 is arranged such that the first thrust race 311c is located on the rotor 8 side.
  • the rotor 8 is formed with a flat surface 8a that contacts the outer surface of the first thrust race 311c.
  • the flat surface 8a is approximately the same size as or larger than the outer surface of the first thrust race 311c.
  • the thrust plate 312 is formed into an annular plate shape.
  • the thrust plate 312 is arranged between the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 and the front housing 3.
  • the thrust plate 312 is formed to have approximately the same radial dimension as the second thrust race 311d (and first thrust race 311c) of the thrust rolling bearing 311.
  • the present invention is not limited to this, and the outer diameter of the thrust plate 312 may be larger than the outer diameter of the second thrust race 311d (and first thrust race 311c) of the thrust rolling bearing 311.
  • the thrust plate 312 One surface (rear side surface) of the thrust plate 312 is located on the thrust rolling bearing 311 (second thrust race 311d) side, and the other surface (front side surface) of the thrust plate 312 is located on the front housing 311 (second thrust race 311d) side. Located on the side.
  • the front housing 3 is formed with a seat surface 3b with which the other surface of the thrust plate 312 comes into contact.
  • the seat surface 3b is formed as a flat surface having approximately the same area as (the other surface of) the thrust plate 312 or a larger area.
  • the flat surface 8a of the rotor 8 contacts the outer surface of the first thrust race 311c of the thrust rolling bearing 311, and the second thrust race of the thrust rolling bearing 311
  • the outer surface of the thrust plate 311d is in contact with the one surface of the thrust plate 312, and the other surface of the thrust plate 312 is in contact with the seat surface 3b of the front housing 3. Then, the entire first thrust receiving portion 31 is pressed against the seat surface 3b of the front housing 3.
  • the same component as the first thrust race 311c or the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 is used as the thrust plate 312.
  • the coefficient of friction between the outer surface of the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 and the one surface of the thrust plate 312 is the same as the coefficient of friction between the other surface of the thrust plate 312 and the seat surface 3b of the front housing 3.
  • the coefficient of friction between the This is done by effectively causing slippage between the thrust rolling bearing 311 (the outer surface of the second thrust race 311d thereof) and the thrust plate 312, so that the sliding on the seat surface 3b of the front housing 3 is effectively caused. This is to suppress rotational and sliding movement of the thrust plate 312.
  • the first thrust receiving part 31, which is provided between the front housing 3 and the rotor 8 and receives thrust force from the piston 12 side, has a thrust rolling bearing 311 arranged on the rotor 8 side and a thrust rolling bearing 311 arranged on the front housing 3 side. and a thrust plate 312.
  • the member that rotates and slides on the front housing 3 is the thrust plate 312, and slippage occurs between the thrust plate 312 and the thrust rolling bearing 311 arranged on the rotor 8 side.
  • the rotational speed (sliding speed) of the member rotating and sliding on the front housing 3 is lower than in the prior art, and as a result, friction loss due to the first thrust receiving part 31 and wear of the front housing 3 are reduced. can be reduced.
  • the thrust rolling bearing 311 includes a plurality of rolling elements 311a, an annular cage 311b holding the plurality of rolling elements 311a, a first thrust race 311c and a first thrust race 311c sandwiching the plurality of rolling elements 311a from both sides. 2 thrust race 311d, and the first thrust race 311c is located on the rotor 8 side. Further, the thrust plate 312 is arranged between the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 and the seat surface 3b formed on the front housing 3.
  • the seat surface 3b is formed as a flat surface having approximately the same area as (the other surface of) the thrust plate 312 or a larger area. Further, the coefficient of friction between the outer surface of the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 and the one surface of the thrust plate 312 is the same as that between the other surface of the thrust plate 312 and the seat surface 3b of the front housing 3. The coefficient of friction between the
  • the deformation of the thrust plate 312 is suppressed, and the slippage between the thrust rolling bearing 311 and the thrust plate 312 becomes large (more), and the thrust plate 312, which is a member that rotates and slides on the front housing 3,
  • the rotational speed (sliding speed) of can be effectively reduced. Therefore, friction loss caused by the first thrust receiving portion 31 and wear of the front housing 3 can be further reduced.
  • the same part as the first thrust race 311c or the second thrust race 311d of the thrust rolling bearing 311 is used as the thrust plate 312. Therefore, with a simple configuration, friction loss caused by the first thrust receiving portion 31 and wear of the front housing 3 can be reduced, and an increase in costs can also be suppressed.
  • the thrust rolling bearing 311 is arranged on the rotor 8 side, and the thrust plate 312 is arranged on the front housing 3 side.
  • the thrust plate 312 may be arranged on the rotor 8 side, and the thrust rolling bearing 311 may be arranged on the front housing 3 side.
  • one thrust plate 312 is arranged between the thrust rolling bearing 311 and the front housing 3, but a plurality of thrust plates 312 may be arranged, and the thickness of the thrust plate 312 You can also increase the
  • the present invention is applicable to other compressors (for example, a rocking plate type compressor) which receives thrust force from the piston side with a similar configuration to the above-described embodiment. It is also applicable to a swash plate type compressor (not having a moving plate).
  • SYMBOLS 1 Compressor, 2... Cylinder block, 2a... Cylinder bore, 3... Front housing, 4... Cylinder head, 5... Housing, 7... Drive shaft, 8... Rotor, 9... Swash plate, 10... Rocking plate, 11... Connection mechanism, 12... Piston, 15... Connecting rod, 31... First thrust receiving part, 311... Thrust rolling bearing, 311a... Rolling element, 311b... Cage, 311c... First thrust race, 311d... Second thrust race, 312... Thrust plate, C1... Crank chamber, C2... Suction chamber, C3... Discharge chamber

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Abstract

【課題】ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部に起因する摩擦損失やハウジングの摩耗量を従来技術に比べて低減することができる圧縮機を提供する。 【解決手段】駆動軸７と一体に回転するロータ８の回転によって回転する斜板の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構を含む圧縮機１において、フロントハウジング３とロータ８との間に設けられてピストン側からのスラスト力を受ける第１スラスト受け部３１がスラスト転がり軸受３１１とスラストプレート３１２とを含む。

Description

圧縮機
　本発明は、主に車両用エアコンシステムにおいて冷媒を圧縮する圧縮機に関する。
　この種の圧縮機として、駆動軸によって回転される斜板の回転をシリンダボア内のピストンの往復動に変換することで冷媒の吸入と圧縮を行うように構成された圧縮機が知られている。このような圧縮機の一例が特許文献１に記載されている。
　特許文献１に記載された圧縮機は、いわゆる揺動板式と呼ばれる圧縮機であり、回転主軸（駆動軸）と一体に回転するロータと、ロータの回転によって回転する斜板と、斜板の回転に伴って揺動してピストンを往復運動させる揺動板とを含む。特許文献１に記載された圧縮機は、駆動軸に対する斜板の傾角（傾斜角度）を変化させることで揺動板の揺動幅を変化させ、これによって、ピストンのストローク量を変化させて吐出容量を変更するように構成されている。また、特許文献１に記載された圧縮機は、ロータとフロントハウジングとの間に設けられたスラスト軸受によってピストン側からのスラスト力を受けるように構成されている。
特開２０１６－１９１３４７号公報
　上記のような圧縮機において、ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部としてのスラスト軸受は、フロントハウジングに押し付けられた状態でフロントハウジング上を回転摺動することがある。そのため、スラスト軸受とフロントハウジングの材質の組み合わせによっては摩擦損失やフロントハウジングの摩耗量が大きくなるおそれがある。例えば、軽量化や耐久性の向上などのためにフロントハウジングの材質が変更されることがあるが、そのような場合に、スラスト軸受とフロントハウジングとの間の摺動状態が変化して、摩擦損失やフロントハウジングの摩耗量がフロントハウジングの材質変更前に比べて増大してしまうことがある。これに対し、フロントハウジングを熱処理や表面処理することでフロントハウジングの表面を硬化させることも考えられるが、コストＵＰを招くため好ましくない。
　なお、このような課題は、揺動板式の圧縮機に限られるものではなく、同様の構成を有する圧縮機（いわゆる斜板式の圧縮機など）にも共通するものである。
　そこで、本発明は、ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部に起因する摩擦損失やハウジングの摩耗量を従来技術に比べて低減することができる圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明の一側面によると、圧縮機が提供される。この圧縮機は、内部にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐出室を有するハウジングと、前記シリンダボア内に配置されたピストンと、前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸と一体に回転するロータと、前記ロータの回転によって回転する斜板と、前記斜板の回転を前記ピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記ロータと前記ハウジングとの間に設けられて前記ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部と、を含み、前記スラスト受け部は、スラスト転がり軸受とスラストプレートとを含む。
　本発明によれば、ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部に起因する摩擦損失やハウジングの摩耗量を従来技術に比べて低減することができる圧縮機を提供することができる。
実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。 実施形態に係る圧縮機のフロントハウジング、駆動軸に固定されたロータ及びそれらの間に設けられたスラスト受け部を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る圧縮機１の概略縦断面図である。実施形態に係る圧縮機１は、いわゆる揺動板式の圧縮機（可変容量圧縮機）であり、主に車両用エアコンシステムに適用される。なお、図１における左側が圧縮機１のフロント側であり、図１における右側が圧縮機１のリア側である。
　圧縮機１は、全体として概ね円柱状の形状を有している。図１を参照すると、圧縮機１は、複数のシリンダボア２ａ（図１にはそのうちの一つだけが示されている。）を有するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の一端側（図１の左側）に設けられたフロントハウジング３と、シリンダブロック２の他端側（図１の右側）に設けられたシリンダヘッド４と、を含む。複数のシリンダボア２ａは、フロント側から見て円環状に配置されている。そして、これらシリンダブロック２、フロントハウジング３及びシリンダヘッド４が締結ボルトなどで結合されて圧縮機１のハウジング５を構成している。なお、シリンダブロック２とシリンダヘッド４との間にはバルブプレート６が配置されている。
　ハウジング５内にはクランク室Ｃ１が設けられている。クランク室Ｃ１は、シリンダブロック２とフロントハウジング３とによって画定されている。クランク室Ｃ１は、各シリンダボア２ａに連通している。また、シリンダヘッド４には吸入室Ｃ２及び吐出室Ｃ３が形成されている。こうして、ハウジング５は、内部に複数のシリンダボア２ａ、クランク室Ｃ１、吸入室Ｃ２及び吐出室Ｃ３を有している。
　吸入室Ｃ２は、バルブプレート６に形成された吸入孔６１を介して各シリンダボア２ａに連通している。吸入孔６１は、リード弁からなる吸入弁（図示省略）によって開閉される。また、吸入室Ｃ２は、吸入通路（図示省略）を介して前記車両用エアコンシステムの冷媒回路（の低圧側）に接続されている。
　吐出室Ｃ３は、バルブプレート６に形成された吐出孔６２を介してシリンダボア２ａに連通している。吐出孔６２は、リード弁からなる吐出弁６３によって開閉される。また、吐出室Ｃ３は、吐出通路（図示省略）を介して例えば前記車両用エアコンシステムの冷媒回路（の高圧側）に接続されている。
　圧縮機１は、外部駆動源から回転駆動力が入力される駆動軸７を有している。駆動軸７は、クランク室Ｃ１をフロント側からリア側へと貫通して延びている。また、クランク室Ｃ１内には、フロント側からリア側に向かってロータ８、斜板９及び揺動板１０が配置されている。
　ロータ８は、駆動軸７に固定されている。つまり、駆動軸７とロータ８とは一体化されている。駆動軸７及びロータ８は、ラジアル方向においては第１ラジアル軸受２１と第２ラジアル軸受２２とによって支持されている。第１ラジアル軸受２１は、フロントハウジング３に取り付けられており、第２ラジアル軸受２２は、シリンダブロック２に取り付けられている。換言すれば、駆動軸７は、第１ラジアル軸受２１及び第２ラジアル軸受２２を介してハウジング５に回転自在に支持されており、ロータ８は、駆動軸７と一体に回転する。なお、本実施形態において、第１ラジアル軸受２１及び第２ラジアル軸受２２は、滑り軸受で構成されている。
　また、駆動軸７及びロータ８は、スラスト方向においては第１スラスト受け部３１と第２スラスト受け部３２とによって支持されている。第１スラスト受け部３１は、フロントハウジング３とロータ８との間に設けられ、第２スラスト受け部３２は、シリンダブロック２に取り付けられている。
　斜板９は、概ね円盤状に形成に形成されている。斜板９は、略中央部にリア側に突出すボス部９ａを有する。斜板９は、駆動軸７及びロータ８の回転によって回転する。また、斜板９は、駆動軸７（の軸線）に対する傾角が変化可能に構成されている。
　具体的には、斜板９は、連結機構（リンク機構）１１を介してロータ８に連結されている。連結機構１１は、斜板９から突設された斜板側アーム１１１と、斜板側アーム１１１に固定された連結ピン１１２と、ロータ８から突設されたロータ側アーム１１３と、を含み、ロータ側アーム１１３には、連結ピン１１２が挿入され且つ連結ピン１１２が移動可能な円弧状孔１１３ａが形成されている。
　また、斜板９の略中央部には、駆動軸７が挿通される挿通孔９ｂが形成されている。挿通孔９ｂは、斜板９が駆動軸７の軸方向に移動すること、及び駆動軸７（の軸線）に対する斜板９の傾角が所定の範囲で変更され得る形状に形成されている。
　本実施形態において、斜板９は、図１に示された状態（以下「第１の状態」という。）と、図１に示された状態よりもリア側に位置すると共に駆動軸７に略直交する状態（以下「第２の状態」という。）と、の間で変化可能に構成されている。
　揺動板１０は、概ねリング状に形成されている。揺動板１０は、斜板９の回転に伴って揺動し、各シリンダボア２ａ内に配置されたピストン１２を往復運動させるように構成されている。つまり、揺動板１０は、斜板９の回転をピストン１２の往復運動に変換する変換機構としての機能を有している。
　具体的には、揺動板１０は、その内周面が第３ラジアル軸受４１を介して斜板９のボス部９ａの外周面に取り付けられている。また、斜板９のリア側の面と揺動板１０のフロント側の面との間にはスラスト軸受４２が配置されている。本実施形態において、第３ラジアル軸受４１及びスラスト軸受４２は、転がり軸受で構成されている。さらに、斜板９のボス部９ａの先端側には、揺動板１０との間に所定の隙間を有した状態でバランスリング１３が固定されている。バランスリング１３は、主に斜板９の動的バランスを取るための部材である。つまり、斜板９、揺動板１０及びバランスリング１３は、揺動板１０が相対回転可能な状態で一体化されている。
　揺動板１０の回転は、揺動板１０から下方に延びる延設部１０ａと、クランク室Ｃ１の下部に設けられてフロント側からリア側に延びるレール部材（回転阻止部材）１４と、によって阻止されている。
　また、揺動板１０は、コネクティングロッド１５を介して、各シリンダボア２ａ内に往復動自在に配置されたピストン１２に連結されている。
　これにより、揺動板１０は、斜板９が回転することによって駆動軸７の軸線方向に揺動し、コネクティングロッド１５を介してピストン１２をシリンダボア２ａ内で往復運動させるようになっている。したがって、斜板９（及び揺動板１０）が駆動軸７に略直交する前記第２の状態にあるとき、揺動板１０の揺動幅は小さく、ピストン１２のストローク量も小さくなる。他方、斜板９（及び揺動板１０）が図１に示される前記第１の状態にあるとき、揺動板１０の揺動幅は大きく、ピストン１２のストローク量も大きくなる。
　駆動軸７のフロント側はフロントハウジング３のボス部３ａを貫通して延びており、駆動軸７のフロント側の端部はハウジング５の外側に位置している。また、フロントハウジング３のボス部３ａには電磁クラッチ１６が取り付けられている。そして、実施形態に係る圧縮機１においては、電磁クラッチ１６が締結されることによって外部駆動源からの回転駆動力が駆動軸７のフロント側の先端部に入力され、これによって、駆動軸７（及びロータ８）が回転するようになっている。なお、ボス部３ａには軸封装置１７が装着されており、ハウジング５の内部と外部とは遮断されている。
　圧縮機１は、さらに制御弁１８を有している。制御弁１８は、クランク室Ｃ１と吸入出室Ｃ２とを連通する圧力逃がし通路の開度を調整することにより、クランク室Ｃ１内の冷媒圧力の吸入室Ｃ２への逃がし量を制御するように構成されている。本実施形態において、制御弁１８は、シリンダブロック２に取り付けられており、前記圧力逃がし通路は、駆動軸７の内部に形成された通路（内部通路）７ａを含む。また、吐出室Ｃ３とクランク室Ｃ１とは、絞り部を有する圧力供給通路（図示省略）を介して連通している。
　ここで、圧縮機１の動作例を簡単に説明する。
　外部駆動源からの回転駆動力によって駆動軸７及びロータ８が回転すると、斜板９が回転し、斜板９の回転に伴って揺動板１０が駆動軸７の軸線方向に揺動する。これにより、コネクティングロッド１５を介して揺動板１０に連結されたピストン１２が対応するシリンダボア２ａ内で往復運動する。吸入室Ｃ２には前記吸入通路を介して前記冷媒回路の冷媒が導かれている。このため、ピストン１２の往復運動に伴い、吸入室Ｃ２内の冷媒が吸入孔６１及び前記吸入弁を介してシリンダボア２ａ内に吸入され及び圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出孔６２及び吐出弁６３を介して吐出室Ｃ３に吐出され、吐出室Ｃ３に吐出された冷媒（圧縮後の冷媒）は前記吐出通路を介して前記冷媒回路へと送られる。
　制御弁１８が閉弁すると、クランク室Ｃ１内の冷媒を吸入室Ｃ２へと流出させる前記圧力逃がし通路が遮断される。また、吐出室Ｃ３内の高圧冷媒は、前記絞り部を有する圧力供給通路を介してクランク室Ｃ１に供給されている。このため、クランク室Ｃ１の圧力が上昇する。そして、クランク室Ｃ１の圧力が吸入室Ｃ２の圧力よりも高くなると、斜板９及び揺動板１０は、リア側へと移動しつつ、駆動軸７に略直交する前記第２の状態に近づく。これにより、揺動板１０の揺動幅が小さくなり、ピストン１２のストローク量が減少し、圧縮機１の吐出容量が減少する。
　他方、制御弁１８が開弁すると、クランク室Ｃ１内の冷媒が前記圧力逃がし通路を介して吸入室Ｃ２に流出する。また、吐出室Ｃ３内の高圧冷媒は、前記絞り部を有する圧力供給通路を介してクランク室Ｃ１に供給されているが、前記圧力逃がし通路の流出量の方が多いため、結果としてクランク室Ｃ１の圧力が低下する。そして、クランク室Ｃ１の圧力が吸入室Ｃ２の圧力よりも低くなると、斜板９及び揺動板１０は、フロント側へと移動しつつ、図１に示された前記第１の状態に近づく。これにより、揺動板１０の振幅幅が大きくなり、ピストン１２のストローク量が増加し、圧縮機１の吐出容量が増加する。
　ところで、圧縮機１においては、フロントハウジング３とロータ８との間に設けられた第１スラスト受け部３１によってピストン１２側からのスラスト力を受けることになる。ピストン１２側からのスラスト力は、主にピストン１２に作用する圧縮反力である。ここで、従来技術と同様、第１スラスト受け部３１として単にスラスト軸受が用いられると、上述のように、摩擦損失やフロントハウジング３の摩耗量が大きくなるおそれがある。
　このような事態を軽減し又は緩和するため、実施形態に係る圧縮機１は、以下のような構成を採用している。図２を参照して説明する。なお、図２は、圧縮機１におけるフロントハウジング３（二点鎖線で示す。）、駆動軸７に固定されたロータ８及びそれらの間に設けられた第１スラスト受け部３１を示す図である。
　図２を参照すると、実施形態に係る圧縮機１において、ピストン１２側からのスラスト力を受ける第１スラスト受け部３１は、ロータ８側に配置された転がり軸受（以下「スラスト転がり軸受」という。）３１１と、フロントハウジング３側に配置されたプレート部材（以下「スラストプレート」という。）３１２と、を含む。スラスト転がり軸受３１１及びスラストプレート３１２は、駆動軸７に装着されている。
　スラスト転がり軸受３１１は、複数の転動体３１１ａと、複数の転動体３１１ａを周方向に間隔をあけた状態で保持する円環状の保持器３１１ｂと、複数の転動体３１１ａを両側から挟む円環板状の第１スラストレース３１１ｃ及び第２スラストレース３１１ｄと、を含む。第１スラストレース３１１ｃと第２スラストレース３１１ｄとは、共通部品であり得る。スラスト転がり軸受３１１は、第１スラストレース３１１ｃがロータ８側に位置するように配置されている。ロータ８には、第１スラストレース３１１ｃの外側面が接触する平坦面８ａが形成されている。平坦面８ａは、第１スラストレース３１１ｃの外側面とほぼ同じ大きさであるか、又はそれよりも大きい。
　スラストプレート３１２は、円環板状に形成されている。スラストプレート３１２は、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄとフロントハウジング３との間に配置されている。スラストプレート３１２は、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄ（及び第１スラストレース３１１ｃ）の径方向寸法とほぼ同じ径方向寸法を有して形成されている。但し、これに限られるものではなく、スラストプレート３１２の外径寸法は、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄ（及び第１スラストレース３１１ｃ）の外径寸法よりも大きくてもよい。
　スラストプレート３１２の一方の面（リア側の面）は、スラスト転がり軸受３１１（の第２スラストレース３１１ｄ）側に位置し、スラストプレート３１２の他方の面（フロント側の面）は、フロントハウジング３側に位置している。フロントハウジング３には、スラストプレート３１２の前記他方の面が接触する座面３ｂが形成されている。座面３ｂは、スラストプレート３１２（の前記他方の面）とほぼ同じ面積か、又はそれよりも面積の大きい平坦面として形成されている。
　圧縮機１において、ピストン１２側からのスラスト力が発生すると、ロータ８の平坦面８ａとスラスト転がり軸受３１１の第１スラストレース３１１ｃの外側面とが接触し、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄの外側面とスラストプレート３１２の前記一方の面とが接触し、スラストプレート３１２の前記他方の面とフロントハウジング３の座面３ｂとが接触する。そして、第１スラスト受け部３１の全体がフロントハウジング３の座面３ｂに押し付けられることになる。
　ここで、特に限定されないが、本実施形態においては、スラストプレート３１２としてスラスト転がり軸受３１１の第１スラストレース３１１ｃ又は第２スラストレース３１１ｄと同じ部品が用いられている。これらは、スラスト転がり軸受３１１の構成要素であるので入手が比較的容易であり、また、スラストプレート３１２に要求される物性を有しているからである。
　また、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄの外側面とスラストプレート３１２の前記一方の面との間の摩擦係数は、スラストプレート３１２の前記他方の面とフロントハウジング３の座面３ｂとの間の摩擦係数よりも小さく設定されている。このようにするのは、スラスト転がり軸受３１１（の第２スラストレース３１１ｄの外側面）とスラストプレート３１２との間で滑りを効果的に生じさせることで、フロントハウジング３の座面３ｂ上でのスラストプレート３１２の回転摺動を抑制するためである。
　実施形態に係る圧縮機１によれば、以下のような効果が得られる。
　フロントハウジング３とロータ８との間に設けられてピストン１２側からのスラスト力を受ける第１スラスト受け部３１は、ロータ８側に配置されたスラスト転がり軸受３１１と、フロントハウジング３側に配置されたスラストプレート３１２と、を含む。
　上記構成では、フロントハウジング３上を回転摺動する部材は、スラストプレート３１２になり、このスラストプレート３１２とロータ８側に配置されたスラスト転がり軸受３１１との間には滑りが生じる。このため、フロントハウジング３上を回転摺動する部材の回転速度（摺動速度）が従来技術に比べて低下し、この結果、第１スラスト受け部３１に起因する摩擦損失やフロントハウジング３の摩耗が低減され得る。
　具体的には、スラスト転がり軸受３１１は、複数の転動体３１１ａと、複数の転動体３１１ａを保持する円環状の保持器３１１ｂと、複数の転動体３１１ａを両側から挟む第１スラストレース３１１ｃ及び第２スラストレース３１１ｄと、を含み、第１スラストレース３１１ｃがロータ８側に位置するように配置されている。また、スラストプレート３１２は、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄとフロントハウジング３に形成された座面３ｂとの間に配置されている。
　ここで、座面３ｂは、スラストプレート３１２（の前記他方の面）とほぼ同じ面積か、又はそれよりも大きい面積を有する平坦面として形成されている。また、スラスト転がり軸受３１１の第２スラストレース３１１ｄの外側面とスラストプレート３１２の前記一方の面との間の摩擦係数が、スラストプレート３１２の前記他方の面とフロントハウジング３の座面３ｂとの間の摩擦係数よりも小さく設定されている。
　このため、スラストプレート３１２の変形等が抑制されると共に、スラスト転がり軸受３１１とスラストプレート３１２との間の滑りが大きく（多く）なり、フロントハウジング３上を回転摺動する部材であるスラストプレート３１２の回転速度（摺動速度）が効果的に低下させ得る。したがって、第１スラスト受け部３１に起因する摩擦損失やフロントハウジング３の摩耗がさらに低減され得る。
　また、スラスト転がり軸受３１１の第１スラストレース３１１ｃ又は第２スラストレース３１１ｄと同じ部品がスラストプレート３１２として用いられている。このため、簡便な構成で第１スラスト受け部３１に起因する摩擦損失やフロントハウジング３の摩耗が低減され得ると共に、コストＵＰも抑制され得る。
　なお、上述の実施形態においては、スラスト転がり軸受３１１がロータ８側に配置されており、スラストプレート３１２がフロントハウジング３側に配置されている。しかし、これに限られるものではない。スラストプレート３１２がロータ８側に配置され、スラスト転がり軸受３１１がフロントハウジング３側に配置されてもよい。
　また、上述の実施形態においては、スラスト転がり軸受３１１とフロントハウジング３との間に１つのスラストプレート３１２が配置されているが、複数のスラストプレート３１２が配置されてもよく、スラストプレート３１２の厚さを増してもよい。
　また、上述の実施形態は、揺動板式の圧縮機として説明されているが、本発明は、上述の実施形態の同様の構成によってピストン側からのスラスト力を受ける他の圧縮機（例えば、揺動板を有していない斜板式の圧縮機）にも適用可能である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形及び変更が可能であることはもちろんである。
　１…圧縮機、２…シリンダブロック、２ａ…シリンダボア、３…フロントハウジング、４…シリンダヘッド、５…ハウジング、７…駆動軸、８…ロータ、９…斜板、１０…揺動板、１１…連結機構、１２…ピストン、１５…コネクティングロッド、３１…第１スラスト受け部、３１１…スラスト転がり軸受、３１１ａ…転動体、３１１ｂ…保持器、３１１ｃ…第１スラストレース、３１１ｄ…第２スラストレース、３１２…スラストプレート、Ｃ１…クランク室、Ｃ２…吸入室、Ｃ３…吐出室

Claims (5)

  1. 　内部にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐出室を有するハウジングと、前記シリンダボア内に配置されたピストンと、前記ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸と一体に回転するロータと、前記ロータの回転によって回転する斜板と、前記斜板の回転を前記ピストンの往復運動に変換する変換機構と、前記ハウジングと前記ロータの間に設けられて前記ピストン側からのスラスト力を受けるスラスト受け部と、を含む圧縮機であって、
    　前記スラスト受け部は、スラスト転がり軸受とスラストプレートとを含む、
    　圧縮機。
  2. 　前記スラスト転がり軸受は、複数の転動体と、前記複数の転動体を両側から挟む円環板状の第１スラストレース及び第２スラストレースと、を含み、前記第１スラストレースが前記ロータ側に位置するように配置されており、
    　前記スラストプレートは、前記スラスト転がり軸受の前記第２スラストレースと前記ハウジングに形成された座面との間に配置されている、
    　請求項１に記載の圧縮機。
  3. 　前記座面は、前記スラスト転がり軸受の前記第２スラストレースと同じか、又はそれよりも面積の大きい平坦面として形成されている、請求項２に記載の圧縮機。
  4. 　前記スラストプレートの一方の面と前記スラスト転がり軸受の前記第２スラストレースと間の摩擦係数が、前記スラストプレートの他方の面と前記ハウジングの前記座面との間の摩擦係数よりも小さい、請求項２に記載の圧縮機。
  5. 　前記スラスト転がり軸受の前記第１スラストレース又は前記第２スラストレースと同じ部品が前記スラストプレートとして使用されている、請求項２に記載の圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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