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JPH0474546B2 - - Google Patents
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JPH0474546B2 - - Google Patents

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JPH0474546B2
JPH0474546B2 JP62022349A JP2234987A JPH0474546B2 JP H0474546 B2 JPH0474546 B2 JP H0474546B2 JP 62022349 A JP62022349 A JP 62022349A JP 2234987 A JP2234987 A JP 2234987A JP H0474546 B2 JPH0474546 B2 JP H0474546B2
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shaft
swash plate
piston
ear
variable stroke
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変ストローク形コンプレツサに係
り、特に車輌空調用に好適な可変ストローク形コ
ンプレツサに関する。
〔従来の技術〕
従来片斜板機構によるアキシヤル形コンプレツ
サは特開昭58−158382号等で知られているが、同
心円周上に配置された複数のピストンの圧縮反力
の合力作用位置が、上死点方向に対してシヤフト
回転方向にずれるにもかかわらず、可変ストロー
ク機構では、上記合力を支持する支点ピンが上死
点方向にずれて配置されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術はピストンの圧縮反力の合力作用
と斜板支持ピンとの関係を考慮しておらず、可変
ストローク機構の各部品に運転時無理な力が作用
し、コンプレツサの耐久性、信頼性に悪影響を及
ぼすという問題があつた。
本発明の目的は、運転時のピストンの圧縮反力
により、可変ストローク機構の構成部品に無理な
力が作用するのを防止し、各部品の耐久性及び可
変ストローク機構の円滑な作動に対する信頼性を
向上させる事にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、可変ストローク機構において、運
転中に各ピストンに作用する圧縮反力の合力の作
用線上後方付近で、この力を支持してやる事によ
り達成される。
好ましくは、各ピストンの圧縮反力の合力は、
上死点方向でかつ、シヤフト回転方向にずれた位
置で斜板に作用する為、シヤフトに固定された突
起部(ドライブプレート)が次に上記合力を支点
ピンを介して支持する位置、すなわち、上記斜板
に設けられた耳部に当接して回転力を伝達する、
シヤフトに固定された突起部の当接面を、上死点
方向でかつ、シヤフト回転方向にずらし、上記合
力作用線に近づけてやる事により達成される。
〔作用〕
前記手段により、斜板に作用する各ピストンの
圧縮反力の合力の作用線と、これを支持するシヤ
フト突起部からの支点ピンを介した反力の作用線
とは、非常に近くなり、これらの力の組み合わせ
により斜板に発生するモーメント力を非常に小さ
くする事が出来る。
上記の力の組み合わせにより、斜板に発生する
モーメント力は、後述のピン及びスリーブを介し
てシヤフトで支えるか、又は支点ピンを介して、
シヤフトに固定された突起部のカム溝部で支える
事になる。従つて、斜板に作用する各ピストンの
圧縮反力の合力の作用線と、これを支持するシヤ
フト突起部からの支持ピンを介した反力の作用線
とが近くなり、部品間のこじりの原因となるモー
メント力を非常に小さく抑える事が出来る為、上
記の問題発生を防止する事が出来る。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第4図によ
り説明する。第1図のコンプレツサは、斜板が最
大傾転角、即ちピストンストロークが最大の場合
を示している。本コンプレツサでは、シヤフト1
に圧入あるいはノツクピン等でドライブプレート
2を固定してある。該ドライブプレートにはカム
溝3が設けてあり、該溝内に支点ピン4がカム曲
線に沿つて移動可能に設けられ、同時に上記支点
ピン4は、斜板5の耳部6に嵌合してある。ま
た、前記ドライブプレート2のカム溝3を設けた
耳部7(前述の突起部)と斜板耳部6とは、シヤ
フト1と平行な面で回転方向に当接する様な構造
となつている。(第2図参照)これにより、シヤ
フト1の回転によつてドライブプレート2が回転
すると、ドライブプレートの耳部7から斜板5の
耳部6に回転力が与えられ斜板5が回転する。シ
ヤフト1にはスリーブ8がシヤフトに対し少くと
も軸方向に滑動可能に組み込まれており、該スリ
ーブは斜板5とは支点ピン4と平行なピン9によ
り、スリーブに対して斜板5がピン9のまわりに
回転自在に締結されている。したがつて、シヤフ
ト1の回転により、ドライブプレート2、斜板
5、スリーブ8が共に回転する。斜板5には軸受
20を介してピストンサポート11が回転自在に
嵌合されており、斜板5に固定された止め輪12
により、軸受20の内輪が斜板5に、その回転軸
方向には移動しないように固定されている。一方
ピストンサポート11は突起13により、軸受1
0に対して図の右方向への移動を規制され、しか
も斜板5との間に設置されたスラスト軸受20に
より、図の左方向への移動が規制されている。ま
た、ピストンサポート11には、半径方向に軸1
4が圧入などの方法で固定されており、該軸14
には回転と滑動が可能なようにボール15が嵌合
されている。前記ピストンサポート11がシヤフ
ト1の軸まわりに回転しないように、前記ボール
15は、フロントカバー16の内周部に設けられ
た円弧状の断面形状を持つ軸方向溝17により、
シヤフト1の軸まわりの運動を規制している。
更に、ピストンサポート11には両端に球面部
を有する複数のコネクテイングロツド18が、一
方の球面部により、その中心まわりに回転自在に
取り付けられ、他端の球面部には、ピストン19
が、該球面の中心のまわりに回転自在に取り付け
られている。前記ピストン19は、シリンダブロ
ツク21に設けられたシリンダボア21a(第6
図参照)内に組み込まれている。シリンダブロツ
ク21には吸入弁が設けられた吸入弁板22、シ
リンダヘツド23、吐出弁(図示せず)、吐出弁
支え兼パツキン24、リアカバー25が設けら
れ、これらは、ドライブプレート2、斜板5、ピ
ストンサポート11などをとり囲む様に形成され
たフロントカバー16と一体的にボルト等で固定
されている。前記シリンダヘツド23には、各シ
リンダボア21aに対応して、吸入ポートと吐出
ポート(図示せず)が設けられている。リアカバ
ー25には、前記吸入ポートのみが開口し、コン
プレツサの吸入口26と連通する低圧室27と、
前記吐出ポートのみが開口し、コンプレツサの吐
出口(図示せず)と連通する高圧室28とが設け
られている。またコンプレツサの圧縮作用に供い
最終的にシヤフト1に作用する各ピストンの圧縮
反力は、前記ドライブプレート2とフロントカバ
ー16との間に設置されたスラスト軸受29で、
また、シヤフト1に作用するラジアル力はフロン
トカバー16及びシリンダブロツク21に設けら
れたラジアル軸受30,31で受ける。
またリアカバー25内には圧力制御弁32が組
み込まれており、該圧力制御弁32は、弁体3
4、ベローズ35、シールプレート39とから構
成されている。
吸入ガスは、リアカバー25に設けられた吸入
口26より流入し上記圧力制御弁32を通つて低
圧室27へ流入し、吸入弁22を介して最終的に
圧縮室(図示せず)に吸入される通路構成となつ
ている。
また斜板室37は前記圧力制御弁32の上流と
連通路33により連絡されている。
本構造のコンプレツサにおいて、圧力制御弁3
2は、上流の吸入ガス圧力が所定の圧力より高い
時、すなわち、冷凍サイクルの熱負荷がコンプレ
ツサ能力に対し高い時には、第1図の様にベロー
ズ35が縮み、弁体34が下つて開度が大きくな
り、圧力制御弁32の前後の差圧は小さく、圧縮
室に吸入されるガスの圧力は高い。この状態で
は、ピストン19の頭部に作用する圧力が高い
為、ピストン19、コネクテイング18、ピスト
ンサポート11を介して斜板5を押す力により、
斜板5を傾転させるモーメント(図中時計回り)
が大きくなり、第1図の様に斜板は、最大傾転、
即ちピストンストロークが最大となる方向へ制御
される。
一方、圧力制御弁32の上流の吸入ガス圧力が
所定の圧力より低くなる時、すなわち、冷凍サイ
クルの熱負荷がコンプレツサ能力に対して低い時
には、ベローズ35が伸びて弁体34が上方に移
動し、弁開度が小さくなり、圧力制御弁32の前
後の差圧は大きくなり、圧縮室に吸入されるガス
の圧力は低くなる。この状態では、ピストン19
の頭部に作用する圧力が低い為、相対的にピスト
ン頭部裏面に作用する圧力、すなわち、斜板室3
7の圧力(制御弁上流圧力)が高くなり、この差
圧による力によつて斜板5を立たせる方向のモー
メント(図中反時計回り)が発生し、斜板5は最
小傾転すなわちピストンストロークが最小となる
方向に制御される。
以上の原理により本実施例のコンプレツサで
は、熱負荷に応じて、斜板角、すなわちピストン
ストロークを増減し、コンプレツサの容量を変化
させる事が可能である。
以上が基本構造であるが、本実施例では特に、
第2図に示す様に、ドライブプレート2の耳部7
は、その中心がシヤフト1の回転方向にオフセツ
トされて形成されており、これに対応する斜板5
の耳部6との当接面A面は、従来のオフセツトの
ない場合のドライブプレート耳部7′の当接面
A′に比べ、シヤフト中心軸からのオフセツト量
(図中破線で示す)が大きくなつている(l1>l2)。
第3図〜第5図は、運転中の本実施例の可変ス
トローク形コンプレツサ(5気筒)において、1
本のピストンが上死点の位置にある状態を、内部
の可変ストローク機構のみを取り出して、上死点
方向より見た図である。第3図において中心線よ
り下のピストンは圧縮行程の状態にあり、そのピ
ストン頭部に作用する圧力は、ピストン背部に作
用する圧力(斜板室圧力=コンプレツサ入口圧)
よりも大きく、その差圧は図中の矢印で示す様に
左向に働く。また手前のピストン程、圧縮行程の
終盤にあり上記差圧は大きい。一方、中心線より
上のピストンは、いずれも吸入行程の状態にあ
り、これらのピストン頭部に作用する圧力は、圧
力制御弁(第1図−32)によりストローク制御
されていない高熱負荷の状態では、コンプレツサ
入口圧すなわちピストン背部に作用する斜板室圧
力とほぼ等しく、これらの差圧は零と考えて良
い。したがつて全部のピストン前後の差圧により
発生する圧縮反力の合力の作用位置は、第1図、
及び第3図に矢印Fbで示す位置付近となる。
更に厳密に上記圧縮反力の合力の作用位置を5
気筒の場合について計算したのが第6図である。
第6図において、円Cは複数のピストンボア21
aが配置されている配置円(直径φd)を示す。
図中上方が上死点方向すなわちシリンダに対し斜
板が最も近接する方向を示す。上記上死点方向は
シヤフトの回転と共に回転するが、第6図はシヤ
フトと共に回転する回転座標系で示してあるので
上死点方向は常に上方である。
この時、第3図により説明した理由により圧縮
反力の合力は第6図において左上方の位置に作用
するが、実際には、その作用位置は第6図に示し
た様に1つの閉曲線D上をシヤフト回転と共に周
期的に移動する。(この周期はコンプレツサの気
筒数をnとした時シヤフトの回転角で360゜/nで
ある。)これは、第3図の状態よりシヤフトが回
転した時に、上死点方向に対する各ピストンの位
置及びそれぞれに作用する差圧が360゜/nを周期
として変化する為である。また圧縮反力の合力の
作用点の移動軌跡である上記閉曲線Dは運転条件
すなわちコンプレツサ吸入圧力Psと吐出圧Rd
よつて変化するが、第6図は、最もコンプレツサ
にとつて苛酷な運転条件(耐久試験条件)である
Pd=30Kg/cm2G Ps=2Kg/cm2Gの場合につい
て計算した結果を示してある。
なお、圧縮反力の合力は、その作用点が、上記
閉曲線上を移動するだけでなく、その力の大きさ
も変化し、図中のE点付近で最大値となる。E点
の上死点方向からの変化lEはピストンの配置径φd
=φ70mmの時約7.5mmであり、配置半径(=φd/2) に対して約22%である。
第3図及び第4図にもどつて、図中破線で示す
従来のドライプブレート耳部7′にオフセツサが
ない場合、A′面が圧縮反力の合力の作用線(矢
印Fb)よりも中心線寄りにある為、ドライブプ
レート耳部7′からの支持力Ff′は耳の端部A′面
内に作用し、力Fbと偶力を形成し、斜板に図中
破線で示す回転モーメントMA′を発生させる。
この回転モーメントMA′を支える為、カム溝3
と支点ピン4の間、もしくは、斜板5とピン9と
スリーブ8(第4図)とシヤフト1との間におい
てこじりP点が発生し、各部品の耐久性、及び可
変ストローク機構の円滑な作動に対する信頼性を
低下させる。
これに対し、実線で示される本発明の実施例の
ドライブプレート耳部7はシヤフト回転方向にオ
フセツサされておりA面は圧縮反力の合力Fb
りも中心軸に対し外側にあり、ドライブプレート
耳部7からの支持力Ffはカム溝の内部で、上記圧
縮反力の合力Fbの真後3に作用し、従来例の様
に斜板5に回転モーメントを発生させる事がな
く、これによる不具合も生じない。
A面のシヤフト回転軸からのオフセツト量l1
少くとも第6図におけるE点の上死点方向からの
変位lE以上にする事が望ましい。(最もFbが大き
い時に斜板に回転モーメントが発生しない。) すなわちlpff>φd/2×0.22としたい。
〔発明の効果〕
以上の様に本発明によれば、可変ストローク機
構において、ドライブプレートのカム溝と支点ピ
ンの間、もしくは斜板とピンとスリーブとシヤフ
トの各部品間にこじりを発生させる回転モーメン
トを低減出来るので、耐久性及び信頼性が向上す
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明コンプレツサの実施例の全体
構造を示す縦断面図、第2図は第1図の−線
断面図、第3図は、本発明の効果を説明する可変
ストローク機構中央部分斜視図、第4図は第1図
の−断面図、第5図は第1図の−断面
図、第6図は本発明コンプレツサの圧縮反力の合
力の作用位置軌跡を示す模式図である。 1……シヤフト、2……ドライブプレート、3
……カム溝、4……支点ピン、5……斜板、6,
7……耳部、8……スリーブ、9……ピン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定の方向に回転駆動されるシヤフトと、こ
    のシヤフトに取付けられたドライブプレートと、
    このドライブプレートにトルク伝達用の耳部を介
    して結合された斜板とを備え、上記耳部のカム溝
    による上記斜板の上記シヤフトに対する傾斜角の
    変化により、複数のピストンのストロークが可変
    制御されるようにした斜板式可変ストローク形コ
    ンプレツサにおいて、上記耳部の上記ドライブプ
    レートと耳部に対する取付位置が、上記シヤフト
    の回転中心線を通る垂線位置から平行に、該シヤ
    フトの回転方向に向かつて所定距離、オフセツト
    されるように構成したことを特徴とする可変スト
    ローク形コンプレツサ。 2 特許請求の範囲第1項において、上記オフセ
    ツトされる所定距離が、上記複数のピストンが嵌
    合している複数のシリンダのボア中心配置半径の
    22%以上に設定されていることを特徴とする可変
    ストローク形コンプレツサ。 3 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
    オフセツト範囲はシヤフト回転軸に対しシリンダ
    ボアの配置半径の22%以上であることを特徴とす
    る可変ストローク形コンプレツサ。 4 傾転角が可変な斜板と、該斜板によつて揺動
    運動を与えられるピストンサポートと、該ピスト
    ンサポートとコネクテイングロツドにより連結さ
    れ、シリンダボア内を軸方向に往復動する複数の
    ピストンと、駆動部空間とシリンダ作動室吸入圧
    力との間に差圧を発生させる圧力制御手段とを有
    する可変ストローク形コンプレツサにおいて、前
    記シヤフトに固定された突起部(ドライブプレー
    ト)に、前記斜板の傾転角が変化する際の回転中
    心付近で斜板に設けられた耳部と当接し、斜板に
    回転トルクを伝達するシヤフト回転軸と平行な当
    接面を形成し、該当接面を上死点方向で、かつシ
    ヤフト方向にずらし、運転中に各ピストンに作用
    する圧縮反力の合力作用線に近づけるように構成
    する事を特徴とする可変ストローク形コンプレツ
    サ。
JP62022349A 1986-10-01 1987-02-04 可変ストロ−ク形コンプレツサ Granted JPS63192971A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62022349A JPS63192971A (ja) 1987-02-04 1987-02-04 可変ストロ−ク形コンプレツサ
KR870010864A KR880005363A (ko) 1986-10-01 1987-09-30 가변용량형 압축기
US07/102,656 US4815943A (en) 1986-10-01 1987-09-30 Variable displacement wobble plate compressor with capacity control valve

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JP62022349A JPS63192971A (ja) 1987-02-04 1987-02-04 可変ストロ−ク形コンプレツサ

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JPS63192971A JPS63192971A (ja) 1988-08-10
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61255285A (ja) * 1985-05-02 1986-11-12 Toyoda Autom Loom Works Ltd 揺動斜板型圧縮機における圧縮容量可変機構

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