JP3082466B2 - 片頭ピストン型可変容量圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は片頭ピストン型可変容
量圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の片頭ピストン型圧縮機として、特
開昭６０−１７５７８３号公報に示されたものがある。
この圧縮機は図６に示すように円筒状のハウジング４０
内に一体状に形成したシリンダブロック４１に形成され
たシリンダボア４１ａ内にピストン４２を往復動可能に
収容している。又、シリンダブロック４１とフロントカ
バー４３の中心部には回転軸４４がエンジンにより回転
可能に支持されている。この回転軸４４にはラグプレー
ト４５が同期回転可能に嵌合固定されている。さらに、
前記回転軸４４にはスライダー４６を介して回転揺動斜
板４７が前後方向の往復揺動可能に装着されている。前
記ラグプレート４５と回転揺動斜板４７はヒンジ機構４
８を介して連結されている。前記回転揺動斜板４７の外
周部は前記シリンダボア４１ａ内に収容したピストン４
２の基端部にシュー４９を介して係留されている。

【０００３】上記圧縮機においては回転軸４４が回転さ
れると、ラグプレート４５及びヒンジ機構４８を介して
回転揺動斜板４７が所定の傾斜角で回転されるため、ピ
ストン４２がシリンダボア４１ａ内で往復動され、吸入
室から吸入した冷媒ガスをシリンダボア１ａ内で圧縮し
て吐出室へ吐出するようになっている。

【０００４】なお、圧縮機の吐出容量の調整はピストン
４２の背面に作用するクランク室５０内の圧力と、ピス
トン４２の前面に作用するシリンダボア４１ａ内の吸入
圧力とのバランスによりピストン４２を介して揺動斜板
４７に作用する曲げモーメントの大きさでピストンスト
ロークが変化することにより行われる。

【０００５】又、上記圧縮機の回転軸４４には電磁クラ
ッチ（図示略）が装着され、該クラッチがオンされる
と、エンジンの動力により回転軸４４が回転されて、ラ
グプレート４５が回転するとともに、回転揺動斜板４７
が回転されて、ピストン４２を往復動するようになって
いる。この圧縮機の起動時のショックを緩和するため、
前記ラグプレート４５とスライダー４６との間には、コ
イルバネ５２が介在され、回転揺動斜板４７を傾斜角が
最小、つまり最小容量位置に付勢保持するようになって
いる。

【０００６】一方、シリンダブロック４１の中心孔４１
ｂには前記回転軸４４の後端面をフロント側へ付勢する
ためのスラストベアリング５３及び皿バネ５４がストッ
パ５５との間に介在されている。そして、前記電磁クラ
ッチのオン動作により回転軸４４がリヤ側にスラスト荷
重Ｆを受けた場合に、その押圧力に抗してラグプレート
４５が後方へ移動しないように、つまりピストン４２の
トップクリアランスが減少してピストン４２がバルブプ
レート５６に衝突しないようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機は、回転
軸４４の内端部をスラストベアリング５３及び皿バネ５
４により支持する構成であるため、ベアリング５３の潤
滑性は回転軸４４を支持するベアリング５１の隙間によ
りクランク室５０内の冷媒ガスが進入するので問題はな
いが、構造が複雑で組付が面倒であるという問題があっ
た。又、皿バネ５４はそれを介在する箇所の寸法誤差に
よりフロント側へのスラスト予荷重が大きく変動するの
で、組付時の予荷重の調整が非常に難しいという問題も
あった。

【０００８】この問題を解消するため本願出願人は先に
回転軸の内端部に係合凹部を形成して、該係合凹部に球
体を係合し、該球体をコイル状のバネにより前方へ押動
するようにした回転軸の支持構造を提案している。

【０００９】この従来の回転軸支持構造は、構造が簡素
で製造及び組付が容易に行えるという利点がある。しか
し、回転軸の係合凹所と球体は滑り接触しているので、
回転軸を支持するベアリングの隙間を通してクランク室
と球体の収容室が連通していても、該収容室が袋小路と
なっているので、ガスの流れがなく回転軸と球体との潤
滑性が低下し、球体が摩耗して耐久性が低下するという
新たな問題が生じた。

【００１０】この発明の目的は上記従来の技術に存する
問題点を解消して、構造が簡素で製造及び組付を容易に
行うことができるとともに、回転軸の係合凹所と摺動子
との摺動部の潤滑性を向上することができる片頭ピスト
ン型可変容量圧縮機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するため、片頭ピストン型可変容量圧縮
機において、回転軸の後端面に凹所を形成して、該凹所
に摺動子を収容し、さらに前記摺動子を回転軸側へ押圧
するコイルバネをシリンダブロック内に収容し、前記シ
リンダブロックには前記摺動子の収容室と高圧室とを連
通路により連通して回転軸を支持するベアリングの隙
間、収容室及び前記連通路により高圧室とクランク室を
連通する給気通路を形成するという手段をとっている。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記目的を達成す
るため、片頭ピストン型可変容量圧縮機において、前記
回転軸の後端面に凹所を形成して、該凹所に摺動子を収
容し、さらに前記摺動子を回転軸側へ押圧するコイルバ
ネをシリンダブロック内に収容し、前記シリンダブロッ
クには前記球体の収容室と低圧室とを連通路により連通
して回転軸を支持するベアリングの隙間、収容室及び前
記連通路によりクランク室と低圧室を連通する抽気通路
を形成するという手段をとっている。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明は、回転軸の後端面に形成
した係合凹所に係合された摺動子の収容室と高圧室とを
連通して、回転軸を支持するベアリングの隙間と、前記
収容室及び連通路とにより高圧室からクランク室へ冷媒
ガスを導く給気通路としたので、前記回転軸の係合凹所
と摺動子との摺動部に高圧室からクランク室へ移動する
ガスが供給される。このため前記摺動部の潤滑性が向上
する。

【００１４】又、請求項２記載の発明では、回転軸の後
端面に形成した係合凹所に係合された摺動子の収容室と
低圧室とを連通して、回転軸を支持するベアリングの隙
間と、前記収容室及び連通路とによりクランク室から低
圧室へ冷媒ガスを導く抽気通路としたので、前記回転軸
の係合凹所と摺動子との摺動部にクランク室から前記抽
気通路を通して低圧室へ移動するガスが供給される。こ
のため前記摺動部の潤滑性が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、請求項１記載の発明を具体化した第１
実施例を図１〜図４に基づいて説明する。

【００１６】図１に示すように、センタハウジング１の
フロント側端面にはフロントハウジング２が接合固定さ
れている。前記センタハウジング１のリヤ側端面にはリ
ヤハウジング３がバルブプレート４を介して接合固定さ
れている。前記センタハウジング１にはシリンダボア１
ａを複数箇所に形成したシリンダブロック１ｂが一体状
に形成されている。前記センタハウジング１内に形成さ
れたクランク室５内には回転軸６がベアリング７，８を
介して回転可能に支持されている。前記シリンダボア１
ａにはピストン９が嵌合されている。又、前記回転軸６
にはラグプレート１０が嵌合固定されている。同じく回
転軸６には球面を有するスライダー１１が前後方向への
往復動可能に支持され、このスライダー１１はコイル状
のバネ１２によりシリンダブロック１ｂ側へ付勢されて
いる。前記スライダー１１には回転支持体１３が前記球
面に沿って回動可能に支持されている。この回転支持体
１３は前記ラグプレート１０にヒンジ機構Ｋを介して前
後方向への揺動可能に連結されている。

【００１７】前記ヒンジ機構Ｋは図２，３に示すよう
に、前記ラグプレート１０の外周寄りに前後方向に突出
した左右一対の支持アーム１４，１４と、該支持アーム
１４，１４の先端部に係合した球状部１５ａ，１５ａを
有する連結ピン１５，１５と、該連結ピン１５，１５の
ロッド部１５ｂ，１５ｂを往復動可能に挿通する挿通孔
１６ａを有する軸受部１６，１６とにより構成されてい
る。

【００１８】図１に示すように前記回転支持体１３の外
周部には回転揺動斜板１７が嵌合固定されている。この
回転揺動斜板１７は前記ピストン９の基端部に形成した
凹所１８内に進入した状態で前後一対のシュー１９，１
９を介してピストン９に係留している。

【００１９】前記リヤハウジング３内には隔壁２０によ
り吸入室２１と吐出室２２が形成されている。前記バル
ブプレート４の前面には吸入弁２３ａを形成した吸入弁
板２３が、プレート４の後面には吐出弁２４ａを形成し
た吐出弁板２４が接合されている。前記吐出弁板２４の
後面には吐出弁２３ａの開放位置を規制するリテーナ２
５が接合され、ボルト２６及びナット２７により前記バ
ルブプレート４に締め付け固定されている。

【００２０】前記回転軸６の後端面には横円錐形状の係
合凹所６ａが形成され、該凹所６ａには摺動子としての
球体２８が収容されている。又、シリンダブロック１ｂ
の中心孔１ｃ内において前記球体２８と前記ボルト２６
の頭部との間にはコイル状のバネ２９が介在されてい
る。そして、このバネ２９により前記球体２８を介して
回転軸６にフロント側への予荷重Ｆ₂₉を付与して、該回
転軸６に作用する電磁クラッチ（図示略）による後方へ
のスラスト荷重Ｆによる回転軸６の移動を阻止するよう
にしている。

【００２１】前記シリンダブロック１ｂには、前記球体
２８を収容する収容室１ｄと、前記シリンダボア１ａと
を連通する連通路３０が形成されている。この連通路３
０の一端は前記吸入弁板２３の一部を切り欠いてバルブ
プレート４に形成した吐出孔４ｂに連通されている。そ
して、前記連通路３０、前記収容室１ｄ及びベアリング
８の間隙ｇ等により、シリンダボア１ａ内とクランク室
５とを連通する給気通路３１が形成されている。前記連
通路３０の途中には図４に示すように絞り３０ａが形成
されていて、ピストン９の圧縮行程時にシリンダボア１
ａ内圧縮室から適量の冷媒ガスがクランク室５に供給さ
れるようにしている。なお、ピストン９の吸入行程時に
は吸入室２１のガスがバルブプレート４に形成した吸入
孔４ａからボア１ａ内に吸入されるが、前記絞り３０ａ
によりクランク室５から給気通路３１を通してボア１ａ
内にガスが流入することはない。

【００２２】さらに、前記リヤハウジング３には容量制
御弁３２が設けられている。この容量制御弁３２により
クランク室５から吸入室２１に連通する抽気通路３３
（図４参照）の開閉を行う。そして、前記ピストン９の
前後に作用するクランク室圧力と吸入室圧力との差圧を
調整してピストン９のストロークを変更するとともに、
回転揺動斜板１７の傾斜角を制御することにより、吐出
容量を調整するようになっている。

【００２３】次に、前記のように構成した可変容量圧縮
機について、その作用を説明する。圧縮機が停止した状
態では図１の二点鎖線で示すように、バネ１２により回
転斜板１７がスライダー１１及び回転支持体１３ととも
に後方へ移動され、該回転斜板１７の傾斜角が最小で最
小容量可能な状態にある。この状態で電磁クラッチ（図
示略）がオンされると、回転軸６がエンジンの動力によ
り回転される。このとき電磁クラッチ（図示略）により
回転軸６は後方へのスラスト荷重Ｆを受ける。この荷重
Ｆは前記コイルバネ２９によるフロント側への回転軸６
に付与した予荷重Ｆ₂₉よりも小さいので、回転軸６及び
ラグプレート１０等が後方へ移動されることはない。こ
のため振動や騒音が発生することはなく、又、ピストン
９のトップクリアランスが減少することもない。

【００２４】前記回転軸６の回転によりラグプレート１
０、支持アーム１４、連結ピン１５及び軸受部１６を介
して回転支持体１３及び揺動斜板１７が最小傾斜状態で
回転される。これによりピストン９がシリンダボア１ａ
内で往復動され、吸入室２１からシリンダボア１ａ内に
吸入した冷媒ガスを圧縮した後、吐出室２２へ吐出す
る。

【００２５】圧縮機の起動時には容量制御弁３２により
抽気通路３３が開放され、クランク室５内の圧力の上昇
が抑制されるので、ピンスト９の背面及び前面に作用す
るクランク室圧力と吸入圧力との差圧は小さく、ピスト
ン９のストロークが増大して、圧縮容量が増大する。

【００２６】ピストン９の圧縮行程においては、シリン
ダボア１ａ内で圧縮された冷媒ガスは、給気通路３１を
通してクランク室５へ導かれる。このときガスは球体２
８の収容室１ｄを通るので、球体２８と係合凹所６ａの
摺動面がガス中に含まれる潤滑油により確実に潤滑され
る。

【００２７】次に、請求項２記載の発明を具体化した第
２実施例を図５に基づいて説明する。この実施例では前
述した圧縮機において、吐出室２２とクランク室５とを
連通する給気通路３１Ａを前記球体２８の収容室１ｄを
通さないで、該通路３１Ａのの途中に容量制御弁３４を
介在している。又、クランク室５と吸入室２１とを連通
する抽気通路３３が前記球体２８の収容室１ｄを通るよ
うにしている。又、この抽気通路３３には絞り部３３ａ
が設けられている。

【００２８】従って、この抽気通路３３により、クラン
ク室５から抽気通路３３を通して吸入室２１側に流れる
冷媒ガスにより収容室１ｄに収容した球体２８と前記係
合凹所６ａとの摺動部を潤滑することができる。

【００２９】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、次のように具体化することもできる。 （１）前記実施例では摺動子として球体２８を使用した
が、この形状を例えば円錐形、半球体状等に変更するこ
と。

【００３０】（２）コイルバネ２９と球体２８との間に
図示しないが、バネ受けを介在すること。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は回転軸
の後端面の凹所に摺動子を収容し、前記摺動子を回転軸
側へ押圧するコイルバネをシリンダブロック内に収容
し、前記シリンダブロックには前記摺動子の収容室と高
圧室又は低圧室とを連通路により連通して回転軸を支持
するベアリングの隙間、収容室及び前記連通路により高
圧室又は低圧室とクランク室を連通する給気通路又は抽
気通路を形成したので、構造が簡素で製造及び組付を容
易に行うことができるとともに、回転軸の係合凹所と摺
動子との摺動部の潤滑性を向上することができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を揺動斜板式可変容量圧縮機に具体化
した第１実施例を示す中央部縦断面図である。

【図２】ヒンジ機構付近の平断面図である。

【図３】ヒンジ機構付近の縦断面図である。

【図４】シリンダボア、クランク室及び吸入室の関係を
示す回路図である。

【図５】この発明の第２実施例における吐出室、クラン
ク室及び吸入室の関係を示す回路図である。

【図６】従来の圧縮機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ センタハウジング、１ａ シリンダボア、１ｂ シ
リンダブロック、１ｄ収容室、２ フロントハウジン
グ、３ リヤハウジング、５ クランク室、６回転軸、
６ａ 凹所、９ ピストン、１０ ラグプレート、１１
スライダー、１３ 回転支持体、１４ 支持アーム、
１５ 連結ピン、１６ 軸受部、１７回転揺動斜板、２
１ 低圧室としての吸入室、２２ 高圧室としての吐出
室、２８ 摺動子としての球体、２９ コイルバネ、３
０ 連通路、３１ 給気通路、３３ 抽気通路、Ｋ ヒ
ンジ機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水藤 健 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に片頭ピストンを収容する
   ための複数のシリンダボアを互いに平行に形成したシリ
   ンダブロックを設け、前記ハウジングの一方にクランク
   室を設けて回転軸を支持し、該回転軸には回転支持体を
   嵌合固定し、該回転支持体にはヒンジ機構を介して回転
   揺動斜板を前後方向への往復揺動可能に装着するととも
   に、前記回転軸の回転により前記回転揺動斜板を前後動
   させて前記片頭ピストンをシリンダボア内で往復動さ
   せ、吸入室から吸入した冷媒ガスをシリンダボア内で圧
   縮して吐出室へ吐出するようになし、さらに前記ピスト
   ンの背面に作用するクランク室圧力と前面に作用する吸
   入圧力との差圧によりピストンの往復動ストロークを変
   更して、回転揺動斜板の傾斜角を変更することにより、
   吐出容量を調整するようにした片頭ピストン型可変容量
   圧縮機において、 前記回転軸の後端面に凹所を形成して、該凹所に摺動子
   を収容し、さらに前記摺動子を回転軸側へ押圧するコイ
   ルバネをシリンダブロック内に収容し、前記シリンダブ
   ロックには前記摺動子の収容室と高圧室とを連通路によ
   り連通して回転軸を支持するベアリングの隙間、収容室
   及び前記連通路により高圧室とクランク室を連通する給
   気通路を形成した片頭ピストン型可変容量圧縮機。
2. 【請求項２】 ハウジング内に片頭ピストンを収容する
   ための複数のシリンダボアを互いに平行に形成したシリ
   ンダブロックを設け、前記ハウジングの一方にクランク
   室を設けて回転軸を支持し、該回転軸には回転支持体を
   嵌合固定し、該回転支持体にはヒンジ機構を介して回転
   揺動斜板を前後方向への往復揺動可能に装着するととも
   に、前記回転軸の回転により前記回転揺動斜板の前後動
   させて前記片頭ピストンをシリンダボア内で往復動さ
   せ、吸入室から吸入した冷媒ガスをシリンダボア内で圧
   縮して吐出室へ吐出するようになし、さらに前記ピスト
   ンの背面に作用するクランク室圧力と前面に作用する吸
   入圧力との差圧によりピストンの往復動ストロークを変
   更して、回転揺動斜板の傾斜角を変更することにより、
   吐出容量を調整するようにした片頭ピストン型可変容量
   圧縮機において、 前記回転軸の後端面に凹所を形成して、該凹所に摺動子
   を収容し、さらに前記摺動子を回転軸側へ押圧するコイ
   ルバネをシリンダブロック内に収容し、前記シリンダブ
   ロックには前記球体の収容室と低圧室とを連通路により
   連通して回転軸を支持するベアリングの隙間、収容室及
   び前記連通路によりクランク室と低圧室を連通する抽気
   通路を形成した片頭ピストン型可変容量圧縮機。