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JP6171875B2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、可変容量型斜板式圧縮機に関する。
可変容量型斜板式圧縮機のハウジング内には斜板が収容されている。斜板の挿通孔には回転軸が挿通されており、斜板は、回転軸から駆動力を得て回転する。また、斜板にはピストンが係留されている。さらに、ハウジング内には制御圧室が形成されている。そして、制御圧室に制御ガスが導入されることに伴い、制御圧室の内部の圧力が変更されることで、回転軸に対する斜板の傾角が変更されるとともにピストンのストロークが変更されて吐出容量が変更されるようになっている。
ところで、可変容量型斜板式圧縮機においては、ピストンから斜板に対して圧縮反力が作用する。この圧縮反力によって、斜板が、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を回動中心として、斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動してしまうことがある。斜板が、斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動してしまうと、斜板の挿通孔の内周面において、回転軸の回転軸線、及び斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対して垂直方向に位置する内周面の縁部が回転軸に接触してしまい、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができなくなってしまう虞がある。
そこで、圧縮反力によって、斜板が、斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動して、斜板の挿通孔の内周面の縁部が回転軸に接触してしまうことを抑制したものが、例えば特許文献1に開示されている。
図11に示すように、斜板101の挿通孔102の内周面において、回転軸103の回転軸線L11、及び斜板101におけるピストン(図示せず)の上死点と下死点とを結ぶ線L12に対して垂直方向(図11に示す矢印Z10の方向)に位置する部位には、二つの接触ピン104a,104bが設けられている。各接触ピン104a,104bは、挿通孔102における回転軸103の軸方向一端側に設けられている。さらに、挿通孔102の内周面において、回転軸103の回転軸線L11、及び斜板101におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線L12に対して垂直方向に位置する部位には、二つの接触ピン104c,104dが設けられている。各接触ピン104c,104dは、挿通孔102における回転軸103の軸方向他端側に設けられている。各接触ピン104a,104b,104c,104dは回転軸103に常時接触している。
ピストンから斜板101に対して圧縮反力P10が作用すると、斜板101が、斜板101におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線L12を回動中心として、斜板101の傾角の変更とは異なる方向(図11に示す矢印R10の方向)に回動しようとする。しかし、各接触ピン104a,104b,104c,104dが回転軸103に常時接触している。このため、斜板101の挿通孔102の内周面において、回転軸103の回転軸線L11、及び斜板101におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線L12に対して垂直方向に位置する内周面の縁部102a,102bが回転軸103に接触してしまうことが抑制される。その結果、斜板101の傾角の変更がスムーズに行われる。
特開2000−170651号公報
しかしながら、特許文献1の可変容量型斜板式圧縮機では、ピストンから斜板101に対して圧縮反力P10が作用して、斜板101が、斜板101の傾角の変更とは異なる方向に回動しようとした際に、各接触ピン104a,104b,104c,104dが回転軸103に常時接触している。よって、斜板101の傾角の変更の際には、この各接触ピン104a,104b,104c,104dと回転軸103との間でそれぞれ摩擦が生じるため、斜板101の傾角の変更をスムーズに行うことができない。
そこで、例えば、斜板101が、斜板101の傾角の変更とは異なる方向に回動したとしても、斜板101の挿通孔102の内周面の縁部102a,102bと回転軸103とが接触しないように、斜板101の挿通孔102と回転軸103との間のクリアランスを大きく設定することが考えられる。しかし、このようにすると、回転軸103の回転軸線L11、及び斜板101におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線L12に対する垂直方向への斜板101の移動が許容され易くなってしまい、回転軸103に対する斜板101の位置決め精度が悪化してしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、斜板の位置決め精度を維持しつつも、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる可変容量型斜板式圧縮機を提供することにある。
上記課題を解決する可変容量型斜板式圧縮機は、ハウジング内に収容される斜板と、前記斜板の挿通孔に挿通される回転軸と、前記斜板に係留されたピストンと、前記回転軸と前記斜板との間に配置されるとともに前記回転軸と前記斜板とを連結し、前記斜板の前記回転軸に対する傾角の変更を許容する連結部材と、を備え、前記回転軸に対する前記斜板の傾角が変更されることにより前記ピストンのストローク変更されて吐出容量が変更される可変容量型斜板式圧縮機であって、前記挿通孔には、前記斜板における前記ピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向への前記回転軸に対する前記斜板の相対移動の限界を規定し、前記回転軸に向かって突出する一対の突出部が設けられており、前記一対の突出部の間隔は、前記一対の突出部と前記回転軸とが同時に接触しないようになっており、前記ハウジング内には、前記回転軸に固定されるとともに該回転軸と一体的に回転するリンク機構と、前記斜板に連結されるとともに前記回転軸の軸方向に移動して前記斜板の傾角を変更可能な移動体と、が収容されており、前記斜板には、前記回転軸に摺動する摺動部が設けられるとともに、前記回転軸には、前記摺動部を案内する案内面が設けられており、前記斜板は、前記リンク機構、前記移動体及び前記摺動部を介して前記回転軸に支持されて、前記斜板の前記回転軸に対する傾角が規定されており、前記案内面は、前記垂直方向に平行に延びる平行部を有していることを特徴とする
これによれば、回転軸と一対の突出部の一方とが接触することで、斜板が、回転軸に対して、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向へ相対移動することが規制される。さらに、ピストンから斜板に対して圧縮反力が作用して、斜板が、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を回動中心として、斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動しても、回転軸と一対の突出部の一方とが接触する。このため、挿通孔に一対の突出部が設けられていない場合に比べると、斜板の挿通孔の内周面の縁部が回転軸に接触してしまうことを抑制することができる。また、一対の突出部の間隔は、一対の突出部と回転軸とが同時に接触しないようになっている。このため、斜板の傾角の変更の際に、各突出部が共に回転軸と接触している場合のように、圧縮反力により発生する斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を基準としたモーメント荷重が突出部に加えられることを抑制することができ、各突出部と回転軸との間で摩擦が同時に生じることが無い。その結果、斜板の位置決め精度を維持しつつも、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる。
また、斜板は、リンク機構、移動体及び摺動部を介して回転軸に支持されて、斜板の回転軸に対する傾角が規定されており、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向に平行に延びる平行部を有する案内面に摺動部が案内されることにより、斜板の傾角が変更される。よって、斜板の傾角の変更の際に、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向に対して、斜板が傾く力が発生することを抑制することができる。その結果、斜板が、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向に対して傾いて、回転軸と一対の突出部の一方との間で摩擦抵抗が増大してしまうことを抑制することができ、斜板の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記ハウジング内には、前記回転軸に固定される固定体が収容されており、前記移動体と前記固定体とに区画される制御圧室を備えていることが好ましい。
上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記リンク機構は、前記連結部材を複数有し、さらに、前記リンク機構は、前記複数の連結部材のうちの一つである第1連結部材を介して前記斜板に連結されるとともに、前記複数の連結部材のうちの一つである第2連結部材を介して前記回転軸に連結されて該回転軸と一体的に回転するラグアームを有し、前記ラグアームは、前記斜板に設けられる斜板側連結部に連結される第1連結部と、前記回転軸に設けられる回転軸側連結部に連結される第2連結部と、を備え、前記斜板側連結部には、前記第1連結部材が挿通可能な斜板側挿通孔が形成されており、前記第2連結部には、前記第2連結部材が挿通可能なラグアーム側挿通孔が形成されており、前記斜板側連結部は、前記第1連結部に対して前記第1連結部材によって揺動可能に支持されており、前記第2連結部は、前記回転軸側連結部に対して前記第2連結部材によって揺動可能に支持されており、前記斜板側挿通孔の内周面と前記第1連結部材との当接、及び前記ラグアーム側挿通孔の内周面と前記第2連結部材との当接により、前記斜板における前記ピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を回動中心とした前記斜板の回動が規制されることが好ましい。
これによれば、斜板が、斜板におけるピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を回動中心として、斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動しても、斜板の挿通孔の内周面と回転軸とが接触してしまうことを確実に防止することができる。よって、回転軸と一対の突出部の一方との接触のみが行われ、斜板の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記突出部における前記回転軸との接触面は弧状に湾曲していることが好ましい。
これによれば、突出部と回転軸との接触を滑らかにすることができるため、突出部と回転軸との摩擦を極力少なくすることができ、斜板の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記ピストンは両頭ピストンであることが好ましい。両頭ピストンを採用した両頭ピストン型斜板式圧縮機は本発明の適用対象として好適である。
この発明によれば、斜板の位置決め精度を維持しつつも、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる。
実施形態における可変容量型斜板式圧縮機を示す側断面図。 制御圧室、圧力調整室、吸入室、及び吐出室の関係を示す模式図。 第1ピン周辺を示す平断面図。 第2ピン周辺を示す平断面図。 斜板の挿通孔周辺を示す縦断面図。 斜板の挿通孔周辺を示す平断面図。 斜板の傾角が最大傾角のときの可変容量型斜板式圧縮機を示す側断面図。 圧縮反力によって斜板が斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動している状態を示す平断面図。 圧縮反力によって斜板及びラグアームが斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動している状態を示す平断面図。 ラグアームが斜板の傾角の変更とは異なる方向に回動して、第2ピンと各ラグアーム側挿通孔の内周面とが当接した状態を示す平断面図。 従来例における斜板及び回転軸の平断面図。
以下、可変容量型斜板式圧縮機を具体化した一実施形態を図1〜図10にしたがって説明する。なお、可変容量型斜板式圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図1に示すように、可変容量型斜板式圧縮機10のハウジング11は、互いに接合された第1シリンダブロック12及び第2シリンダブロック13と、前方側(一方側)の第1シリンダブロック12に接合されたフロントハウジング14と、後方側(他方側)の第2シリンダブロック13に接合されたリヤハウジング15とから構成されている。
フロントハウジング14と第1シリンダブロック12との間には、第1弁・ポート形成体16が介在されている。また、リヤハウジング15と第2シリンダブロック13との間には、第2弁・ポート形成体17が介在されている。
フロントハウジング14と第1弁・ポート形成体16との間には、吸入室14a及び吐出室14bが区画されている。吐出室14bは吸入室14aの外周側に配置されている。また、リヤハウジング15と第2弁・ポート形成体17との間には、吸入室15a及び吐出室15bが区画されている。さらに、リヤハウジング15には、圧力調整室15cが形成されている。圧力調整室15cは、リヤハウジング15の中央部に位置しており、吸入室15aは、圧力調整室15cの外周側に配置されている。さらに、吐出室15bは吸入室15aの外周側に配置されている。各吐出室14b,15b同士は、図示しない吐出通路を介して接続されている。そして、吐出通路は図示しない外部冷媒回路に接続されている。各吐出室14b,15bは吐出圧領域となっている。
第1弁・ポート形成体16には、吸入室14aに連通する吸入ポート16a、及び吐出室14bに連通する吐出ポート16bが形成されている。第2弁・ポート形成体17には、吸入室15aに連通する吸入ポート17a、及び吐出室15bに連通する吐出ポート17bが形成されている。各吸入ポート16a,17aには、図示しない吸入弁機構が設けられるとともに、各吐出ポート16b,17bには、図示しない吐出弁機構が設けられている。
ハウジング11内には回転軸21が回転可能に支持されている。回転軸21において、回転軸線L1が延びる方向(回転軸21の軸方向)に沿った一端側であり、ハウジング11の前方側(一方側)に位置する前端部側は、第1シリンダブロック12に貫設された軸孔12hに挿通されている。そして、回転軸21の前端は、フロントハウジング14内に位置している。また、回転軸21において、回転軸線L1が延びる方向に沿った他端側であり、ハウジング11の後方側(他方側)に位置する後端部側は、第2シリンダブロック13に貫設された軸孔13hに挿通されている。そして、回転軸21の後端は、圧力調整室15c内に位置している。
回転軸21は、その前端部側が軸孔12hを介して第1シリンダブロック12に回転可能に支持されるとともに、後端部側が軸孔13hを介して第2シリンダブロック13に回転可能に支持されている。フロントハウジング14と回転軸21との間にはリップシール型の軸封装置22が介在されている。回転軸21の前端には、図示しない動力伝達機構を介して外部駆動源としての車両のエンジンが作動連結されている。本実施形態では、動力伝達機構は、常時伝達型のクラッチレス機構(例えばベルト及びプーリの組合せ)である。
ハウジング11内には、第1シリンダブロック12及び第2シリンダブロック13により区画されたクランク室24が形成されている。クランク室24には、回転軸21から駆動力を得て回転するとともに、回転軸21に対して軸方向へ傾動可能な斜板23が収容されている。斜板23には、回転軸21が挿通可能な挿通孔23aが形成されている。そして、回転軸21が挿通孔23aに挿通されることにより、斜板23が回転軸21に取り付けられている。
第1シリンダブロック12には、第1シリンダブロック12の軸方向に貫通形成される第1シリンダボア12aが回転軸21の周囲に複数(図1では1つの第1シリンダボア12aのみ図示)配列されている。各第1シリンダボア12aは、吸入ポート16aを介して吸入室14aに連通するとともに、吐出ポート16bを介して吐出室14bに連通している。第2シリンダブロック13には、第2シリンダブロック13の軸方向に貫通形成される第2シリンダボア13aが回転軸21の周囲に複数(図1では1つの第2シリンダボア13aのみ図示)配列されている。各第2シリンダボア13aは、吸入ポート17aを介して吸入室15aに連通するとともに、吐出ポート17bを介して吐出室15bに連通している。第1シリンダボア12a及び第2シリンダボア13aは、前後で対となるように配置されている。対となる第1シリンダボア12a及び第2シリンダボア13a内には、ピストンとしての両頭ピストン25が前後方向へ往復動可能にそれぞれ収容されている。すなわち、本実施形態の可変容量型斜板式圧縮機10は両頭ピストン型斜板式圧縮機である。
各両頭ピストン25は、一対のシュー26を介して斜板23の外周部に係留されている。そして、回転軸21の回転に伴う斜板23の回転運動が、シュー26を介して両頭ピストン25の往復直線運動に変換される。各第1シリンダボア12a内には、両頭ピストン25と第1弁・ポート形成体16とによって第1圧縮室20aが区画されている。各第2シリンダボア13a内には、両頭ピストン25と第2弁・ポート形成体17とによって第2圧縮室20bが区画されている。
第1シリンダブロック12には、軸孔12hに連続するとともに軸孔12hよりも大径である第1大径孔12bが形成されている。第1大径孔12bは、クランク室24に連通している。クランク室24と吸入室14aとは、第1シリンダブロック12及び第1弁・ポート形成体16を貫通する吸入通路12cにより連通している。
第2シリンダブロック13には、軸孔13hに連続するとともに軸孔13hよりも大径である第2大径孔13bが形成されている。第2大径孔13bは、クランク室24に連通している。クランク室24と吸入室15aとは、第2シリンダブロック13及び第2弁・ポート形成体17を貫通する吸入通路13cにより連通している。
第2シリンダブロック13の周壁には吸入口13sが形成されている。吸入口13sは外部冷媒回路に接続されている。そして、外部冷媒回路から吸入口13sを介してクランク室24に吸入された冷媒ガスは、吸入通路12c,13cを介して吸入室14a,15aに吸入される。よって、吸入室14a,15a及びクランク室24は、吸入圧領域となっており、圧力がほぼ等しくなっている。
回転軸21には、第1大径孔12b内に配置される環状のフランジ部21fが突設されている。回転軸21の軸方向において、フランジ部21fと第1シリンダブロック12との間には第1スラスト軸受27aが配設されている。また、回転軸21には、第2大径孔13b内に配置される環状のフランジ部21gが突設されている。回転軸21の軸方向において、フランジ部21gと第2シリンダブロック13との間には第2スラスト軸受27bが配設されている。
回転軸21におけるフランジ部21fよりも後方側であって、且つ斜板23よりも前方側には、回転軸21と一体回転可能な環状の固定体31が固定されている。フランジ部21fと固定体31との間には、固定体31に対して回転軸21の軸方向に移動可能な有底円筒状の移動体32が配置されている。
移動体32は、回転軸21が貫挿される貫挿孔32eを有する円環状の底部32aと、底部32aの外周縁から回転軸21の軸方向に沿って延びる円筒部32bとから形成されている。円筒部32bの内周面は、固定体31の外周縁に対して摺動可能になっている。これにより、移動体32は、固定体31を介して回転軸21と一体回転可能になっている。円筒部32bの内周面と固定体31の外周縁との間はシール部材33によりシールされるとともに、貫挿孔32eと回転軸21との間はシール部材34によりシールされている。そして、固定体31と移動体32とにより制御圧室35が区画されている。
回転軸21には、回転軸21の軸方向に沿って延びる第1軸内通路21aが形成されている。第1軸内通路21aの後端は、圧力調整室15cに開口している。さらに、回転軸21には、回転軸21の径方向に沿って延びる第2軸内通路21bが形成されている。第2軸内通路21bの一端は第1軸内通路21aの先端に連通するとともに、他端は制御圧室35に開口している。よって、制御圧室35と圧力調整室15cとは、第1軸内通路21a及び第2軸内通路21bを介して連通している。
図2に示すように、圧力調整室15cと吸入室15aとは抽気通路36を介して連通している。抽気通路36にはオリフィス36aが設けられており、抽気通路36を流れる冷媒ガスの流量がオリフィス36aにより絞られる。また、圧力調整室15cと吐出室15bとは給気通路37を介して連通している。給気通路37上には電磁式の制御弁37sが設けられている。制御弁37sは、吸入室15aの圧力に基づき給気通路37の開度を調整することが可能になっている。そして、制御弁37sにより、給気通路37を流れる冷媒ガスの流量が調整される。
吐出室15bから給気通路37、圧力調整室15c、第1軸内通路21a、及び第2軸内通路21bを介した制御圧室35への冷媒ガスの導入と、制御圧室35から第2軸内通路21b、第1軸内通路21a、圧力調整室15c、及び抽気通路36を介した吸入室15aへの排出が行われることにより、制御圧室35の内部の圧力が変更される。そして、制御圧室35とクランク室24との圧力差に伴って移動体32が固定体31に対して回転軸21の軸方向に移動するようになっている。よって、制御圧室35に導入される冷媒ガスは、移動体32の移動制御を行うために用いられる制御ガスである。
図1に示すように、クランク室24内において、斜板23とフランジ部21gとの間にはラグアーム40が配設されている。ラグアーム40は一端から他端に向かって略L字形状に形成されている。ラグアーム40の一端にはウェイト部40wが形成されている。ウェイト部40wは、斜板23の貫挿孔23bを通過して斜板23の前面側に位置している。
ラグアーム40の一端側には板状の第1連結部40aが設けられている。第1連結部40aは、貫挿孔23b内を横切る第1連結部材としての第1ピン41を介して斜板23の上端側(図1における上側)に設けられる一対の斜板側連結部23cに連結されている。
図3に示すように、第1ピン41は、ラグアーム40の第1連結部40aに圧入固定されている。さらに、第1ピン41の両端部は、各斜板側連結部23cに形成された斜板側挿通孔23gにそれぞれ挿通されている。そして、斜板側連結部23cは、第1ピン41の軸心を第1揺動中心M1として、ラグアーム40の第1連結部40aに対して第1揺動中心M1周りで第1ピン41によって揺動可能に支持されている。
図1に示すように、ラグアーム40の他端側には、一対の第2連結部40bが設けられている。一対の第2連結部40bは、第2連結部材としての第2ピン42を介して回転軸21の外周面に設けられる回転軸側連結部21cに連結されている。回転軸側連結部21cは、フランジ部21gの一部に連続している。
図4に示すように、第2ピン42は、回転軸側連結部21cに圧入固定されている。さらに、第2ピン42の両端部は、ラグアーム40の各第2連結部40bに形成されたラグアーム側挿通孔40hにそれぞれ挿通されている。そして、ラグアーム40の各第2連結部40bは、第2ピン42の軸心を第2揺動中心M2として、回転軸側連結部21cに対して第2揺動中心M2周りで第2ピン42によって揺動可能に支持されている。
図1に示すように、移動体32の円筒部32bの先端には、斜板23側に向けて突出する連結部32cが設けられている。連結部32cには第3ピン43が圧入固定されている。また、斜板23の下端側(図1における下側)には、第3ピン43が挿通可能な孔23hが形成されている。孔23hは長孔状である。そして、斜板23の下端側は、第3ピン43を介して連結部32cに連結されている。第3ピン43は、孔23hにスライド移動可能に保持されている。
斜板23は、両頭ピストン25を上死点に位置させる対応部(以下、「斜板23における両頭ピストン25の上死点231」と記載する)と、両頭ピストン25を下死点に位置させる対応部(以下、「斜板23における両頭ピストン25の上死点232」と記載する)とを有する。斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とは回転軸21を間に挟んで位置している。
また、斜板23には、摺動部としての第4ピン44が挿通孔23a内を横切るように設けられている。第4ピン44は、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と回転軸21との間に配置されている。第4ピン44は、斜板23に回転可能に支持されている。さらに、回転軸21の外周面の一部分(第4ピン44に対向する部位)には、斜板23の傾角の変更に追従して第4ピン44が摺動しながら案内される案内面50が形成されている。案内面50は、回転軸21に凹設された溝により形成されている。
図5に示すように、案内面50は、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向(図5に示す矢印Z1の方向)に平行に延びる平行部50aを有する。
また、挿通孔23aの内周面において、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対して垂直方向に位置する両側部位には、回転軸21に向けて突出する一対の突出部51が設けられている。一対の突出部51は、斜板23における回転軸21に対しての、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向への相対移動の限界を規定する。そして、一対の突出部51の間隔は、一対の突出部51と回転軸21とが同時に接触しないようになっている。一対の突出部51は、斜板23に一体形成されており、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に沿って延びている。
図6に示すように、一対の突出部51は、斜板23の厚み方向において、中央部に配置されるとともに、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向において対向配置されている。一対の突出部51における回転軸21との接触面51aは、回転軸21に向けて膨らむように弧状に湾曲している。
上記構成の可変容量型斜板式圧縮機10において、制御弁37sにおける弁開度を減少させると、吐出室15bから給気通路37、圧力調整室15c、第1軸内通路21a、及び第2軸内通路21bを介して制御圧室35へ導入される冷媒ガスの流量が少なくなる。そして、制御圧室35から第2軸内通路21b、第1軸内通路21a、圧力調整室15c、及び抽気通路36を介して冷媒ガスが吸入室15aへ排出されることにより、制御圧室35の圧力が吸入室15aの圧力とほぼ等しくなる。よって、制御圧室35とクランク室24との圧力差が少なくなることで、移動体32の底部32aが固定体31に近づくように移動体32が移動する。
図1に示すように、移動体32の底部32aが固定体31に近づくように移動体32が移動すると、第3ピン43が、孔23hの内側でスライド移動するとともに、斜板23の斜板側連結部23cが第1揺動中心M1周りで揺動する。この斜板23の斜板側連結部23cにおける第1揺動中心M1周りの揺動に伴って、ラグアーム40の各第2連結部40bが第2揺動中心M2周りで揺動し、ラグアーム40がフランジ部21gに接近する。これにより、斜板23の傾角が小さくなり、両頭ピストン25のストロークが小さくなって吐出容量が減る。
制御弁37sにおける弁開度を増大させると、吐出室15bから給気通路37、圧力調整室15c、第1軸内通路21a、及び第2軸内通路21bを介して制御圧室35へ導入される冷媒ガスの流量が多くなる。このため、制御圧室35の圧力が吐出室15bの圧力とほぼ等しくなる。よって、制御圧室35とクランク室24との圧力差が大きくなることで、移動体32の底部32aが固定体31から離間するように移動体32が移動する。
図7に示すように、移動体32の底部32aが固定体31から離間するように移動体32が移動すると、第3ピン43が、孔23hの内側でスライド移動するとともに、斜板23の斜板側連結部23cが第1揺動中心M1周りで、斜板23の傾角減少時の揺動方向とは逆方向に揺動する。この斜板23の第1揺動中心M1周りでの斜板23の傾角減少時の揺動方向とは逆方向の揺動に伴って、ラグアーム40の各第2連結部40bが第2揺動中心M2周りで、斜板23の傾角減少時の揺動方向とは逆方向に揺動し、ラグアーム40がフランジ部21gから離間する。これにより、斜板23の傾角が大きくなり、両頭ピストン25のストロークが大きくなって吐出容量が増える。
よって、本実施形態では、ラグアーム40、第1ピン41及び第2ピン42により、移動体32の移動に伴って斜板23の傾角の変更を許容するリンク機構が構成されており、リンク機構は、回転軸21と斜板23とを連結する連結部材を複数有している。すなわち、第1ピン41は複数の連結部材のうちの一つであるとともに、第2ピン42も複数の連結部材のうちの一つである。そして、斜板23は、リンク機構、移動体32及び第4ピン44を介して回転軸21に支持されて、斜板23の回転軸21に対する傾角が規定される。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図8に示すように、可変容量型斜板式圧縮機10においては、両頭ピストン25から斜板23に対して圧縮反力P1が作用する。この圧縮反力P1によって、斜板23が、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心として、斜板23の傾角の変更とは異なる方向(図8に示す矢印R1の方向)に回動する。
図9に示すように、斜板23が、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動すると、各斜板側挿通孔23gの内周面と第1ピン41とが当接する。この各斜板側挿通孔23gの内周面と第1ピン41との当接によって、ラグアーム40を、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動させようとする力が第1ピン41を介してラグアーム40に伝達される。これにより、ラグアーム40が、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動する。
図10に示すように、ラグアーム40が、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動すると、各ラグアーム側挿通孔40hの内周面と第2ピン42とが当接する。この各ラグアーム側挿通孔40hの内周面と第2ピン42との当接によって、ラグアーム40を、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動させようとする力が、第2ピン42を介して回転軸側連結部21cに受け止められる。これにより、ラグアーム40における斜板23の傾角の変更とは異なる方向への回動が規制されるとともに、斜板23における斜板23の傾角の変更とは異なる方向への回動も規制される。
よって、本実施形態では、斜板側挿通孔23gと第1ピン41との隙間S1、及びラグアーム側挿通孔40hと第2ピン42との隙間S2は、斜板側挿通孔23gの内周面と第1ピン41との当接、及びラグアーム側挿通孔40hの内周面と第2ピン42との当接により、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心とした斜板23の回動が規制される大きさに設定されている。
このとき、図8に示すように、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触している。これにより、斜板23が、回転軸21に対して、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向へ相対移動することが規制されている。さらに、斜板23の挿通孔23aの内周面において、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対して垂直方向に位置する内周面の縁部23d,23eが回転軸21に接触してしまうことが抑制されている。また、一対の突出部51の間隔が、一対の突出部51と回転軸21とが同時に接触しないようになっている。このため、圧縮反力P1により発生する斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を基準としたモーメント荷重が突出部51に加えられることが抑制され、各突出部51と回転軸21との間で摩擦が同時に生じることが無い。その結果、斜板23の位置決め精度を維持しつつも、斜板23の傾角の変更がスムーズに行われる。
また、斜板側挿通孔23gの内周面と第1ピン41とが当接するとともに、ラグアーム側挿通孔40hの内周面と第2ピン42とが当接することで、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心とした斜板23の回動が規制される。よって、斜板23の挿通孔23aの内周面と回転軸21とが接触してしまうことが確実に防止され、回転軸21と一対の突出部51の一方との接触のみが行われ、斜板23の傾角の変更がさらにスムーズに行われる。
さらに、斜板23は、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に平行に延びる平行部50aを有する案内面50に第4ピン44が案内されることにより、斜板23の傾角が変更される。よって、斜板23の傾角の変更の際に、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に対して、斜板23が傾く力が発生することが抑制される。その結果、斜板23が、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に対して傾いて、回転軸21と一対の突出部51の一方との間で摩擦抵抗が増大してしまうことが抑制される。
また、図9及び図10に示すように、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触したとき、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとの間には隙間S3が残されており、ラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとの間には隙間S4が残されている。すなわち、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触する前に、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとが接触しないように、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとの間隔が設定されている。また、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触する前に、ラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとが接触しないように、ラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとの間隔が設定されている。
これによれば、斜板23の傾角の変更の際に、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとの接触、及びラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとの接触が行われない。よって、回転軸21と一対の突出部51の一方との接触によって、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向への斜板23の位置決めが行われた状態で、斜板23の傾角の変更が行われる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)挿通孔23aには、斜板23における回転軸21に対しての、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向への相対移動の限界を規定し、回転軸21に向かって突出する一対の突出部51が設けられている。一対の突出部51の間隔は、一対の突出部51と回転軸21とが同時に接触しないようになっている。これによれば、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触することで、斜板23が、回転軸21に対して、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向へ相対移動することが規制される。さらに、両頭ピストン25から斜板23に対して圧縮反力P1が作用して、斜板23が、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心として、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動しても、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触する。このため、挿通孔23aに一対の突出部51が設けられていない場合に比べると、斜板23の挿通孔23aの内周面の縁部23d,23eが回転軸21に接触してしまうことを抑制することができる。また、一対の突出部51の間隔は、一対の突出部51と回転軸21とが同時に接触しないようになっている。このため、斜板23の傾角の変更の際に、各突出部51が共に回転軸21と接触している場合のように、圧縮反力P1により発生する斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を基準としたモーメント荷重が突出部51に加えられることを抑制することができる。よって、各突出部51と回転軸21との間で摩擦が同時に生じることが無い。その結果、斜板23の位置決め精度を維持しつつも、斜板23の傾角の変更をスムーズに行うことができる。
(2)回転軸21に、第4ピン44を案内する案内面50を設けた。案内面50は、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に平行に延びる平行部50aを有している。これによれば、斜板23は、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に平行に延びる平行部50aを有する案内面50に第4ピン44が案内されることにより、斜板23の傾角が変更される。よって、斜板23の傾角の変更の際に、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に対して、斜板23が傾く力が発生することを抑制することができる。その結果、斜板23が、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向に対して傾いて、回転軸21と一対の突出部51の一方との間で摩擦抵抗が増大してしまうことを抑制することができ、斜板23の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
(3)斜板側挿通孔23gの内周面と第1ピン41との当接、及びラグアーム側挿通孔40hの内周面と第2ピン42との当接により、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心とした斜板23の回動が規制される。これによれば、斜板23が、斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を回動中心として、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動しても、斜板23の挿通孔23aの内周面と回転軸21とが接触してしまうことを確実に防止することができる。よって、回転軸21と一対の突出部51の一方との接触のみが行われ、斜板23の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
(4)突出部51における回転軸21との接触面51aは弧状に湾曲している。これによれば、突出部51と回転軸21との接触を滑らかにすることができるため、突出部51と回転軸21との摩擦を極力少なくすることができ、斜板23の傾角の変更をさらにスムーズに行うことができる。
(5)両頭ピストン25を採用した両頭ピストン型斜板式圧縮機においては、片頭ピストンを有する可変容量型斜板式圧縮機のように、斜板23の傾角を変更するためにクランク室24を制御圧室として機能させることができない。そこで、本実施形態では、移動体32により区画される制御圧室35の圧力を変更することで、斜板23の傾角を変更している。制御圧室35は、クランク室24に比べて小さい空間であるため、制御圧室35の内部に導入される冷媒ガスの量が少なくて済み、斜板23の傾角の変更の応答性が良い。そして、本実施形態によれば、斜板23の傾角の変更をスムーズに行うことができるため、制御圧室35の内部に導入される冷媒ガスの量が無駄に多くなってしまうことを抑制することができる。
(6)回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触する前に、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとが接触しないように、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとの間隔が設定されている。また、回転軸21と一対の突出部51の一方とが接触する前に、ラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとが接触しないように、ラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとの間隔が設定されている。これによれば、斜板23の傾角の変更の際に、斜板23の各斜板側連結部23cとラグアーム40の第1連結部40aとの接触、及びラグアーム40の第2連結部40bと回転軸側連結部21cとの接触が行われない。よって、回転軸21と一対の突出部51の一方との接触によって、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向への斜板23の位置決めが行われた状態で、斜板23の傾角の変更を行うことができる。
(7)例えば、各突出部51が、斜板23の厚み方向において、一端寄りに配置されている場合を考える。この場合、斜板23が、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動した際に、斜板23の挿通孔23aの内周面の縁部23d,23eが回転軸21に接触してしまうことを回避するために、斜板23の挿通孔23aの縁部23d,23eに逃がし部を形成しなければならない場合がある。そこで、本実施形態では、各突出部51を、斜板23の厚み方向において、中央部に配置するとともに、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向において対向配置した。これによれば、斜板23が、斜板23の傾角の変更とは異なる方向に回動した際に、斜板23の挿通孔23aの内周面の縁部23d,23eが回転軸21に接触してしまうことを回避するために、斜板23の挿通孔23aの縁部23d,23eに逃がし部を形成する必要性が低くなる。よって、斜板23の厚み方向において、斜板23の形状をバランス良く形成することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、一対の突出部51が、回転軸21の回転軸線L1、及び斜板23における両頭ピストン25の上死点231と下死点232とを結ぶ線L2に対する垂直方向において対向配置されていなくてもよい。例えば、一対の突出部51の一方が、斜板23の厚み方向において一端寄りに配置されるとともに、一対の突出部51の他方が、斜板23の厚み方向において他端寄りに配置されていてもよい。ただし、圧縮反力P1により発生する斜板23における上死点231と下死点232とを結ぶ線L2を基準としたモーメント荷重が各突出部51に加えられないように、各突出部51を配置する必要がある。
○ 実施形態において、一対の突出部51が、斜板23の厚み方向において、一端寄り又は他端寄りに配置されていてもよい。
○ 実施形態において、一対の突出部51が、四角柱状や三角柱状、又は三角錐状等であってもよい。要は、一対の突出部51における回転軸21との接触面51aが弧状に湾曲していなくてもよい。
○ 実施形態において、一対の突出部51が、斜板23とは別体であってもよい。
○ 実施形態において、案内面50が平行部50aを有していなくてもよい。
○ 実施形態において、第4ピン44及び案内面50を削除してもよい。
○ 実施形態において、斜板23に、回転軸21に摺動する摺動部が一体形成されていてもよい。
○ 実施形態において、第4ピン44が斜板23に対して回転不能に設けられていてもよい。
○ 実施形態において、連結部32cに第3ピン43が挿通可能な長孔状の孔が形成されるとともに、第3ピン43が斜板23の下端側に圧入固定されていてもよい。
○ 実施形態において、圧力調整室15cと吐出室15bとを連通する給気通路37にオリフィスが設けられており、圧力調整室15cと吸入室15aとを連通する抽気通路36上に電磁式の制御弁37sが設けられている構成であってもよい。
○ 実施形態において、可変容量型斜板式圧縮機10は、両頭ピストン25を採用した両頭ピストン型斜板式圧縮機であったが、片頭ピストンを採用した片頭ピストン型斜板式圧縮機であってもよい。この場合、移動体32により斜板23の傾角を変更してもよいし、移動体32を削除するとともにクランク室24を制御圧室として機能させて、クランク室24への冷媒ガスの導入により斜板23の傾角を変更させるようにしてもよい。
○ 実施形態において、クラッチを介して外部駆動源から駆動力を得るようにしてもよい。
10…可変容量型斜板式圧縮機、11…ハウジング、21…回転軸、21c…回転軸側連結部、23…斜板、23a…挿通孔、23c…斜板側連結部、23g…斜板側挿通孔、25…ピストンとしての両頭ピストン、31…固定体、32…移動体、35…制御圧室、40…リンク機構を構成するラグアーム、40a…第1連結部、40b…第2連結部、40h…ラグアーム側挿通孔、41…リンク機構を構成する複数の連結部材のうちの一つである第1連結部材としての第1ピン、42…リンク機構を構成する複数の連結部材のうちの一つである第2連結部材としての第2ピン、44…摺動部としての第4ピン、50…案内面、50a…平行部、51…突出部、51a…接触面、231…上死点、232…下死点。

Claims (5)

  1. ハウジング内に収容される斜板と、
    前記斜板の挿通孔に挿通される回転軸と、
    前記斜板に係留されたピストンと、
    前記回転軸と前記斜板との間に配置されるとともに前記回転軸と前記斜板とを連結し、前記斜板の前記回転軸に対する傾角の変更を許容する連結部材と、を備え、
    記回転軸に対する前記斜板の傾角が変更されることにより前記ピストンのストローク変更されて吐出容量が変更される可変容量型斜板式圧縮機であって、
    前記挿通孔には、前記斜板における前記ピストンの上死点と下死点とを結ぶ線に対する垂直方向への前記回転軸に対する前記斜板の相対移動の限界を規定し、前記回転軸に向かって突出する一対の突出部が設けられており、前記一対の突出部の間隔は、前記一対の突出部と前記回転軸とが同時に接触しないようになっており、
    前記ハウジング内には、
    前記回転軸に固定されるとともに該回転軸と一体的に回転するリンク機構と、
    前記斜板に連結されるとともに前記回転軸の軸方向に移動して前記斜板の傾角を変更可能な移動体と、が収容されており、
    前記斜板には、前記回転軸に摺動する摺動部が設けられるとともに、前記回転軸には、前記摺動部を案内する案内面が設けられており、
    前記斜板は、前記リンク機構、前記移動体及び前記摺動部を介して前記回転軸に支持されて、前記斜板の前記回転軸に対する傾角が規定されており、
    前記案内面は、前記垂直方向に平行に延びる平行部を有していることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
  2. 前記ハウジング内には、前記回転軸に固定される固定体が収容されており、
    前記移動体と前記固定体とに区画される制御圧室を備えていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  3. 前記リンク機構は、前記連結部材を複数有し、さらに、前記リンク機構は、前記複数の連結部材のうちの一つである第1連結部材を介して前記斜板に連結されるとともに、前記複数の連結部材のうちの一つである第2連結部材を介して前記回転軸に連結されて該回転軸と一体的に回転するラグアームを有し、
    前記ラグアームは、
    前記斜板に設けられる斜板側連結部に連結される第1連結部と、
    前記回転軸に設けられる回転軸側連結部に連結される第2連結部と、を備え、
    前記斜板側連結部には、前記第1連結部材が挿通可能な斜板側挿通孔が形成されており、
    前記第2連結部には、前記第2連結部材が挿通可能なラグアーム側挿通孔が形成されており、
    前記斜板側連結部は、前記第1連結部に対して前記第1連結部材によって揺動可能に支持されており、
    前記第2連結部は、前記回転軸側連結部に対して前記第2連結部材によって揺動可能に支持されており、
    前記斜板側挿通孔の内周面と前記第1連結部材との当接、及び前記ラグアーム側挿通孔の内周面と前記第2連結部材との当接により、前記斜板における前記ピストンの上死点と下死点とを結ぶ線を回動中心とした前記斜板の回動が規制されることを特徴とする請求項2に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  4. 前記突出部における前記回転軸との接触面は弧状に湾曲していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  5. 前記ピストンは両頭ピストンであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
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