可変容量型圧縮機

【課題】圧縮機構成部材の摩耗・変形・破損を防ぐとともに、用いられている弾性部材の破損による異音の発生を防ぐこと。
【解決手段】回転軸５と、この回転軸に対し傾斜する斜板１０と、この斜板の傾斜に伴いストローク変化するピストン７とを備え、斜板１０のフロント側及びリア側に配されて該斜板を付勢する第１及び第２の弾性部材４４，４６を設けた形式の可変容量型圧縮機において、斜板１０の傾斜を規制して該斜板の最大傾斜角を決定する第１のストッパ７０と、１０斜板の傾斜を規制して該斜板の最小傾斜角を決定する第２のストッパ７１とを備えた可変容量型圧縮機である。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、斜板の傾斜角に応じてピストンストローク量が変わる可変容量型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６は従来の可変容量型圧縮機の縦断面図を示し、図５はピストンの最大ストローク状態を示し、図６はピストンの最小ストローク状態を示す。
【０００３】従来の可変容量型圧縮機は、図５に示すように、スラストフランジ１４０と、ドライブハブ１４１と、揺動板１１０と、デストロークスプリングとしてのコイルスプリング１４４と、ストロークスプリングとしてのコイルスプリング１４７，カーブドスプリング（皿ばね）１４６とを備えている。
【０００４】スラストフランジ１４０は、シャフト１０５に装着され、シャフト１０５と一体に回転する。
【０００５】ドライブハブ１４１は、シャフト１０５に軸方向移動可能に装着されるヒンジボールを介して回転軸シャフト１０５に装着されるとともに、リンク機構１４２を介してスラストフランジ１４０に傾斜可能に連結され、かつスラストフランジ１４０と一体に回転する。
【０００６】揺動板１１０は、ドライブハブ１４１のボス部に相対回転可能に装着され、ドライブハブ１４１の回転に連れて揺動する。揺動板１１０はコネクティングロッド１１１を介してピストン１０７に連結され、ピストン１０７は揺動板１１０の揺動によりシリンダボア１０６内を往復運動する。
【０００７】デストロークスプリングとしてのコイルスプリング１４４は、ヒンジボール１０９のフロント側端部とスラストフランジ１４０のボス部との間に装着され、揺動板１１０の傾きを小さくして容量を減らす方向へヒンジボール１０９を付勢する。
【０００８】ストロークスプリングとしてのコイルスプリング１４７，カーブドスプリング１４６は、ヒンジボール１０９のリヤ側端部とシャフト１０５の固定ワッシャ１４５との間に一連に装着され、揺動板１１０の傾きを大きくして容量を増やす方向へヒンジボール１０９を付勢する。
【０００９】クランク室１０８内の圧力が低くなると揺動板１１０の傾斜角が大きくなり、図５に示すように、ドライブハブ１４１の突当て部１４１ｃがスラストフランジ１４０のドライブハブ受面１４０ｃに突き当たる。このときコイルスプリング１４４は収縮し、コイルスプリング１４７，カーブドスプリング１４６は伸長し、最大ストローク状態（ピストン１０７のストローク量が最大になる最大吐出量状態）となる。
【００１０】これに対し、クランク室１０８の圧力が高くなると揺動板１１０の傾斜角が小さくなり、図６に示すように、ドライブハブ１４１の突当て部１４１ｃがスラストフランジ１４０のドライブハブ受面１４０ｃから離れる。このときコイルスプリング１４４は伸長し、コイルスプリング１４７，カーブドスプリング１４６は収縮し、カーブドスプリング１４６の伸縮方向寸法が最小（ピッチ零）になったときにドライブハブ１４１のリヤ側への傾きが止まり、最小ストローク状態（ピストン１０７のストローク量が最小になる最小吐出量状態）となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最大ストローク状態の場合、ドライブハブ１４１の突当て部１４１ｃがスラストフランジ１４０のドライブハブ受面１４０ｃに衝突し、衝突後突当て部１４１ｃとドライブハブ受面１４０ｃとが接触している間も、ピストン１０７の圧縮反力をドライブハブ受面１４０ｃが受けるため、突当て部１４１ｃとドライブハブ受面１４０ｃとの接触部分は微振動し、その結果摩耗することがある。
【００１２】また、ピストン１０７の圧縮反力をドライブハブ受面１４０ｃが受けるため、ドライブハブ受面１４０ｃが変形したり、スラストフランジ１４０自体が破損することもある。
【００１３】上記摩耗を防ぐには突当て部１４１ｃとドライブハブ受面１４０ｃとの接触部分に高周波焼入れ等を施し、接触部分の硬度を上げる必要があるが、作業工数が増えるとともに、コストが上昇するという問題があった。
【００１４】また、スラストフランジ１４０の変形・破損を防ぐためにスラストフランジ１４０を補強すると動バランスが崩れて振動や異音が発生するという問題がある。
【００１５】これに対し、最小ストロークの状態の場合、ドライブハブ１４１の傾斜角はカーブドスプリング１４６の伸縮方向寸法が最小になってストッパ機能が発揮されたときに最小になるので、カーブドスプリング１４６の撓み応力が非常に高くなり、カーブドスプリング１４６が破損し、異音を発生させることがあるという問題があった。
【００１６】この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、構成部材の摩耗・変形・破損を防ぐとともに、用いられている弾性部材の破損による異音の発生を防ぐことができる可変容量型圧縮機を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するため、本発明は、回転軸と、この回転軸に対し傾斜する斜板と、この斜板の傾斜に伴いストローク変化するピストンとを備え、前記斜板のフロント側及びリア側に配されて該斜板を付勢する第１及び第２の弾性部材を設けた形式の可変容量型圧縮機において、前記斜板の傾斜を規制して該斜板の最大傾斜角を決定する第１のストッパと、前記斜板の傾斜を規制して該斜板の最小傾斜角を決定する第２のストッパとを備えた可変容量型圧縮機である。
【００１８】最小ストローク時、第１のスプリングは伸長し、第２のスプリングは収縮するが、伸縮方向寸法が最小になる前に第２のストッパによって斜板の容量減少方向への傾斜が阻止されるので、第２のスプリングの撓み応力が極端に高くならない。
【００１９】最大ストローク時、第２のスプリングは伸長し、第１のスプリングは収縮するが、斜板は第１のストッパによって容量増加方向への傾斜が阻止される。
【００２０】また、前記第１、第２のストッパはバネ座となるフランジ部を有しているとよい。
【００２１】第１のスプリングが圧縮機の構成部材（例えばスラストフランジ）に直接当たらないので、当該構成部材に熱処理を施す必要がない。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型圧縮機の最大ストローク状態を示す縦断面図、図２は最小ストローク状態を示す縦断面図、図３は図１可変容量型圧縮機の一部を示す拡大断面図、図４は図２の可変容量型圧縮機の一部を示す拡大断面図である。
【００２４】この圧縮機のシリンダブロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定されている。
【００２５】前記シリンダブロック１には、シャフト（回転軸）５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。これらのシリンダボア６内にはそれぞれピストン７が摺動可能に収容されている。
【００２６】前記フロントヘッド４内にはクランク室８が形成され、このクランク室８内には、シャフト５の回転に連動してヒンジボール９を中心に揺動する揺動板（斜板）１０が収容されている。
【００２７】前記リヤヘッド３内には、吐出室１２と、この吐出室１２の周囲に位置する吸入室１３とが形成されている。吐出室１２内は隔壁１４によって吐出空間１２ａと吐出空間１２ｂとに仕切られ、両吐出空間１２ａ，１２ｂは隔壁１４に穿設された絞り孔１４ａを介して連通している。
【００２８】前記バルブプレート２には、シリンダボア６と吐出空間１２ａとを連通させる吐出ポート１６と、シリンダボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、周方向に所定間隔おきに設けられている。吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さえ１８とともにリベット１９で固定されている。また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック１との間に配設されている。吐出室１２の吐出空間１２ａとクランク室８とは通路７９及びオリフィス８０を介して連通している。
【００２９】更に、シリンダブロック１には吸入室１３とクランク室８とを連通する連通路３１が設けられ、この連通路３１の途中には圧力調整弁３２が設けられ、この圧力調整弁３２により吸入室１３内とクランク室８内との間の圧力調整が行われる。
【００３０】また、シャフト５のフロント側端部はフロントヘッド４内のラジアル軸受２６によって、シャフト５のリヤ側端部はラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５によって、それぞれ回転可能に支持されている。シャフト５には、スラストフランジ４０が固定されているとともに、ドライブハブ４１が軸方向移動可能なヒンジボール９を介して取り付けられている。スラストフランジ４０はスラスト軸受３３を介してフロントヘッド４の内壁に支承されている。スラストフランジ４０の一部とドライブハブ４１の一部とはリンク機構４２で連結され、シャフト５の回転がスラストフランジ４０からドライブハブ４１へと伝達される。ドライブハブ４１には揺動板１０がラジアル軸受２７，スラスト軸受２８を介して相対回転可能に取り付けられている。揺動板１０はコネクティングロッド１１を介してピストン７に連結されている。
【００３１】ヒンジボール９とスラストフランジ４０のボス部４０ｂとの間には、デストロークスプリングとしてのコイルスプリング（第１のスプリング）４４が介装されており、このコイルスプリング４４によりヒンジボール９がシリンダブロック１側へ（揺動板１０の傾きを小さくして容量を減らす方向へ）付勢されている。
【００３２】また、シャフト５のシリンダブロック１側には固定ワッシャ４５が固定され、この固定ワッシャ４５とヒンジボール９との間には、ストロークスプリングとしての複数のカーブドスプリング（第２のスプリング）４６及びコイルスプリング４７が一連に介装され、これらのスプリング４６，４７により、ヒンジボール９がスラストフランジ４０側へ（揺動板１０の傾きを大きくして容量を増やす方向へ）付勢されている。
【００３３】シャフト５の外周面とコイルスプリング４４との間には、円筒状のストッパ（第１のストッパ）７０が軸方向移動可能に装着されている。ストッパ７０のフロント側開口端にはバネ座となるフランジ７０ａが形成されている。ストッパ７０の軸方向長さは、コイルスプリング４４の伸縮方向寸法が最小（ピッチ零）になったときの長さよりも長く、しかもドライブハブ４１のフロント側へ（容量増加方向へ）の一定角度以上の傾きを阻止し、所定の最大ピストンストロークにする長さである。ストッパ７０のフランジ７０ａによりコイルスプリング４４がスラストフランジ４０のボス部４０ｂに直接当たらないので、ストフランジ４０のボス部４０ｂに硬化処理を施す必要がない。
【００３４】シャフト５の外周面とコイルスプリング４６との間には、円筒状のストッパ７１が軸方向移動可能に装着されている。ストッパ７１のフロント側開口端にはバネ座となるフランジ７１ａが形成されている。ストッパ７１の軸方向長さは、カーブドスプリング４６の伸縮方向寸法が最小（ピッチ零）になったときの長さよりも長く、しかもドライブハブ４１のリヤ側へ（容量減少方向へ）の一定角度以上の傾きを阻止し、所定の最小ピストンストロークにする長さである。
【００３５】次に、この可変容量型圧縮機の作動を説明する。
【００３６】図示しない車載エンジンの回転動力がシャフト５に伝達されると、スラストフランジ４０及びドライブハブ４１はシャフト５とともに回転し、その回転にともなって揺動板１０がヒンジボール９を中心に揺動し、この揺動運動はコネクティグロッド１１を介してピストン７へ伝わり、ピストン７の直線往復運動に変換される。ピストン７がシリンダボア６内を往復運動するとシリンダボア６内の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、揺動板１０の傾斜角度に応じた容量の高圧冷媒ガスが吐出される。
【００３７】熱負荷が小さくなり圧力調整弁３２が連通路３１を閉じ、クランク室８の圧力が高くなると、図２に示すように、ドライブハブ４１がスラストフランジ４０から離れる。このときコイルスプリング４４は伸長し、コイルスプリング４７，カーブドスプリング４６は収縮するが、カーブドスプリング４６の伸縮方向寸法が最小（ピッチ零）になる前にストッパ７１のリヤ側開口端が固定ワッシャ４５に突き当たり、ドライブハブ４１の傾きが止まり、揺動板１０の傾斜角が最小になる。その結果、最小ストローク状態（ピストン７のストローク量が最小になる最小吐出量状態）となり、吐出容量が最小になる。
【００３８】これに対し、熱負荷が大きくなり圧力調整弁３２が連通路３１を開き、クランク室８内の圧力が低くなると揺動板１０の傾斜角が大きくなり、図１に示すように、コイルスプリング４４が収縮し、ドライブハブ４１がスラストフランジ４０に近付くが、ドライブハブ４１がスラストフランジ４０に突き当たる前にヒンジボール９がストッパ７０に突き当たるので、ドライブハブ４１の傾きが止まり、揺動板１０の傾斜角が最大になる。その結果、最大ストローク状態（ピストン７のストローク量が最大になる最大吐出量状態）となり、吐出容量が最大になる。
【００３９】この実施形態の可変容量型圧縮機によれば、最大ストローク時、ドライブハブ４１とスラストフランジ４０とは接触していないので、ドライブハブ４１と擦り合ってスラストフランジ４０が部分的に摩耗することがなく、その結果高周波焼入れ等を施す必要がなくなり、作業工数が減り、製造コストを下げることができる。また、最大ストローク時、ドライブハブ４１がスラストフランジ４０に衝突しないので、スラストフランジ４０を補強しなくともスラストフランジ２４０の変形・破損を防ぐことができる。
【００４０】更に、最小ストローク時、ストッパ７１によってドライブハブ４１の傾斜が規制されるので、カーブドスプリング４６の撓み応力が極端に高くならないようにすることができ、カーブドスプリング４６の破損を防ぐことができる。その結果、カーブドスプリング４６の破損による異音の発生を防ぐことができる。
【００４１】なお、前述の実施形態では、第１のストッパとして円筒状のストッパ７０をシャフト５の外周面とコイルスプリング４４との間に軸方向移動可能に装着し、第２のストッパとして円筒状のストッパ７１をシャフト５の外周面とカーブドスプリング４６との間に軸方向移動可能に装着した場合について述べたが、これに代え、第１のストッパとしてのストッパ（図示せず）をスラストフランジ４０のボス部４０ｂ又はヒンジボール９のフロント側端面に固定し、第２のストッパとしてのストッパ（図示せず）を固定ワッシャ４５又はヒンジボール９のリヤ側端面に固定するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、最小ストローク時、第２のストッパによって斜板の傾斜が規制されるので、第２のスプリングの撓み応力が極端に高くならないようにすることができ、第２のスプリングの破損を防ぐことができ、第２のスプリングの破損による異音の発生を防ぐことができる。
【００４３】最大ストローク時、第２のスプリングは伸長し、第１のスプリングは収縮するが、斜板は第１のストッパによって容量増加方向への傾斜が阻止されるので、阻止されない場合に生じ得る不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る可変容量型圧縮機の最大ストローク状態を示す縦断面図である。
【図２】最小ストローク状態を示す縦断面図である。
【図３】可変容量型圧縮機の一部を示す拡大断面図である。
【図４】可変容量型圧縮機の一部を示す拡大断面図である。
【図５】従来の可変容量型圧縮機の縦断面図であって、ピストンの最大ストローク状態を示す図である。
【図６】従来の可変容量型圧縮機の縦断面図であって、ピストンの最大ストローク状態を示す図である。
【符号の説明】
１シリンダブロック
５シャフト
６シリンダボア
７ピストン
９ヒンジボール
１０揺動板
４０スラストフランジ
４１ドライブハブ
４２リンク機構
４４，４７コイルスプリング
４６カーブドスプリング
７０，７１ストッパ

【特許請求の範囲】
【請求項１】回転軸と、この回転軸に対し傾斜する斜板と、この斜板の傾斜に伴いストローク変化するピストンとを備え、前記斜板のフロント側及びリア側に配されて該斜板を付勢する第１及び第２の弾性部材を設けた形式の可変容量型圧縮機において、前記斜板の傾斜を規制して該斜板の最大傾斜角を決定する第１のストッパと、前記斜板の傾斜を規制して該斜板の最小傾斜角を決定する第２のストッパとを備えたことを特徴とする可変容量型圧縮機。
【請求項２】前記第１、第２のストッパはバネ座となるフランジ部を有していることを特徴とする請求項１記載の可変容量型圧縮機。

【図１】