以下に、本発明の望ましい実施の形態を、� ��面を参照しながら説明する。
 まず、本発明のに係る揺動板式可変容量圧� ��機の全体構成例について図1~図5を参照して� ��明し、次に図6~図8を参照して、揺動板回転� ��止機構における遥動部材として機能する外� ��の内周に形成された略凹球面と、遥動中心� ��材として機能するスリーブの外周に形成さ� ��た略凸球面との間に、軸方向断面プロファ� ��ルにて相対的な形状差が持たせる構成例に� ��いて説明する。

 図1は、本発明の一実施態様に係る揺動板 式可変容量圧縮機を示しており、その最大吐 出容量時の運転状態における全体構造を示し ている。図2は、図1の揺動板式可変容量圧縮� ��の最小吐出容量時の運転状態を示しており� ��図3は、図1の揺動板式可変容量圧縮機にお� �る、揺動板回転阻止機構を含む要部を分解� �視図にて示している。

 図1、図2において、揺動板式可変容量圧� �機1は、ハウジングとして、中央部に配置さ� ��たハウジング2と、その両側に配置されたフ ロントハウジング3およびリアハウジング4を� ��し、ハウジング2部分からフロントハウジン グ3を貫通して延びる位置までにわたって、� �部から回転駆動動力が入力される回転主軸5� ��設けられている。回転主軸5には、ロータ6� �主軸5と一体回転可能に固定されており、ロ� ��タ6には、ヒンジ機構7を介して、斜板8が変� ��可能にかつ回転主軸5とともに回転可能に連 結されている。各シリンダボア9内にはそれ� �れピストン10が往復動可能に挿入されており 、ピストン10は、コネクティングロッド11を� �して揺動板12に連結されている。斜板8の回� �運動が揺動板12の揺動運動へと変換され、該 揺動運動がコネクティングロッド11を介して� ��ストン10に伝達されることにより、ピスト� �10が往復動される。リアハウジング4内に形� �された吸入室13から被圧縮流体(例えば、冷� �ガス)が、ピストン10の往復動に伴って、バ� �ブプレート14に形成された吸入孔15(吸入弁は 図示略)を通してシリンダボア9に吸入され、� ��入された被圧縮流体が圧縮された後、圧縮� ��体が吐出孔16(吐出弁は図示略)を通して吐出 室17内に吐出され、そこから外部回路へと送� ��れる。

 上記揺動板12は、回転が阻止された状態� �揺動運動する必要がある。以下に、この揺� �板12の回転阻止機構を主体に、上記圧縮機1� �残りの部位について、図1~図3を参照しなが� �説明する。

 揺動板12の回転阻止機構21は、(a)ハウジン グ2内に回転は阻止されるが軸方向に移動可� �に設けられ、内径部において軸受22(ラジア� �軸受)を介して回転主軸5を相対回転および軸 方向に相対移動可能に支持するとともに、動 力伝達用に設けられた複数のボール25をガイ� ��するための複数のガイド溝26を有する内輪27 と、(b)揺動板12の揺動運動の揺動中心部材と� ��て機能し、回転主軸5上に軸受23(ラジアル軸 受)を介して回転主軸に対し相対回転および� �方向に移動可能に設けられ、内輪27に該内輪 27とともに軸方向に移動可能に係合されたス� ��ーブ24と、(c)内輪27の各ガイド溝26に対向す� ��位置にボール25をガイドするための複数の� �イド溝28を有し、スリーブ24に揺動可能に支� ��され、外周に揺動板12を固定連結され、か� �、斜板8を軸受29(ラジアル軸受)を介して回転 可能に支持する外輪30と、(d)内輪27および外� �30に形成された互いに対向するガイド溝26、2 8によって保持され、該ガイド溝26、28間で圧� ��されることにより動力伝達を行う複数のボ� ��ル25と、を有する機構から構成されている� �揺動板12と斜板8との間、および、ロータ6と� ��ロントハウジング3との間には、それぞれ、 スラスト軸受31、32が介装されている。また� �内輪27はハウジング9内に軸方向移動可能に� �持されるが、回転阻止されている。回転阻� �の手段としては、キーやスプライン等一般� �な回転規制手段を用いればよい(図示略)。さ らに、内輪27の内径部に設置された軸受22に� �り回転主軸5の後端が支持されているが、回� ��主軸5は圧縮主機構部を挟んでフロントハウ ジング3側でも軸受33(ラジアル軸受)を介して� ��転可能に支持されているので、両側で径方� ��に支持(両持ち支持)されている。

 上記のように構成された揺動板12の回転� �止機構21においては、外輪30は球面接触を介� ��てスリーブ24に揺動可能に支持され(この部� ��の詳細構造については後述する)、スリーブ 24は回転主軸5に回転可能にかつ軸方向に移動 可能に支持されていることにより、回転主軸 5と揺動機構部全体との間の径方向ガタを小� �くすることが可能であり、信頼性の向上、� �動、騒音の低減が可能となる。

 また、上記実施態様では、回転主軸5は、 内輪27の内径部に設置された軸受22と、圧縮� �機構部を挟んでフロントハウジング3側に設� ��られた軸受33とで両持ち支持されているの� �、比較的小径の主軸5であっても十分に高い� ��性を確保でき、主軸5の振れ回りも小さく抑 えることが可能であり、容易に小型化をはか ることが可能になるとともに、信頼性の向上 、振動、騒音の低減が可能となる。また、回 転主軸5の振れ回りが小さく抑えられる結果� �回転主軸5とともに回転される回転部位全体� ��振れ回りも小さく抑えられ、回転部全体の� ��転バランスは極めて良くなる。なお、上記� ��構成においては、回転主軸5を後方に延長し 、軸受を介してハウジング2に直接支持され� �構造に置き換えることも可能である。

 また、上記実施態様では、内輪27の内径� �に形成された球面(凹球面)と、スリーブ24の� ��径側に形成された球面(凸球面)との係合に� �り、両者の間で相互支持が行われており、� �の支持部のクリアランスを調整することに� �り、動力伝達用として作用する複数のボー� �のガイド溝位置のバラツキによる内、外輪� �相対的な振れ回りを吸収することが可能で� �り、それによって一層ボール25の均等で連続 的な接触が可能となり、信頼性、振動、騒音 面で一層有利となっている。

 なお、上記実施態様では、外輪30と揺動� �12とを別部材に構成し、それらを互いに固定 することとしたが、これらは一体に形成する こともできる。この一体化により、更なる部 品点数の削減と、組立の容易化をはかること ができる。

 図4は、揺動板12の回転阻止機構21におい� �、内、外輪の相対角度がゼロの状態を示し� �いる。図4(A)に示すように、回転阻止機構21� �内輪27および外輪24に形成されるガイド溝26� �28が回転主軸5の中心軸に対して相対角度(30~6 0度の範囲内の相対角度)をもって配置されて� ��る。そして、一つのボールガイド41を構成� �、互いに対向する、内輪27に形成されたガイ ド溝26(ガイド溝26の軸は42で表示)と外輪30に� �成されたガイド溝28(ガイド溝28の軸は43で表� ��)とが、内輪27の軸と外輪30の軸との相対角� �がゼロの状態にて回転主軸5に垂直でかつ揺� ��板12の揺動中心を通る平面44に対し対称形態 になるように配置されている。このガイド溝 26の軸42とガイド溝28の軸43との交点上にボー� ��25が規制、支持される。また、図4(B)に示す� ��うに、回転阻止機構21の複数のボールガイ� �41のうち、隣り合った2つのボールガイドを� �対とし、該一対のボールガイド45におけるそ れぞれのボールガイド41が、換言すれば、こ� ��部分における内、外輪に形成されたガイド� ��の軸46が、互いに平行に配置されている構� �とすることができる。この構成により、前� �の如く、回転阻止機構部の回転方向ガタは� �内、外輪に設置された一組のガイド溝底間� �離とボール球径の関係で概ね決まるため、� �態のクリアランスの設定、管理が容易とな� �、適正なクリアランスの設定によりガタを� �さく抑えることが可能となる。そして、動� �伝達用として作用する複数のボール25は、各 ボール25を挟み込んで向き合ったガイド溝26� �28間で圧縮方向に支持され動力伝達を行う。 ボール25は、向き合ったガイド溝26、28に抱き 抱えられるように保持されて両ガイド溝26、2 8に接触するので、ボール25とそれぞれのガイ ド溝26、28間の接触面積を十分に大きく確保� �きるようになり、接触面圧を低減すること� �可能になって、信頼性、振動、静粛性の面� �極めて有利な構造となる。また、ボール25の 球径を小さくすることも可能で、回転阻止機 構全体の小型化が可能となる。

 また、回転主軸5を中心としたモーメント として与えられるボール25にかかる負荷は、� ��接触面の垂直抗力として発生する。モーメ� ��トの方向に対する接触面法線の傾きが小さ� ��ほど、接触荷重が小さくなり、上記の如く� ��行に配置された一対のボールガイド45が、� �5に示すように、回転主軸5の中心軸5aを含む� ��面47に対し対称に配置されていることによ� �、換言すれば、内、外輪に形成された2組の� ��イド溝の軸46が回転主軸5の中心軸5aを含む� �面47に対し対称に配置されていることにより 、回転方向を選ばない回転阻止機構として、 ボール接触荷重を最小とすることが可能であ る。

 本発明においては、遥動板回転阻止機構2 1における遥動板12を遥動可能に連結するため の遥動部材として機能する外輪30の内周に形� ��された略凹球面と、遥動中心部材として機� ��するスリーブ24の外周に形成された略凸球� �との間に、軸方向断面プロファイルにて相� �的な形状差が設けられ、これら略凹球面と� �凸球面との接触部の軸方向両端部にいくに� �たがって両面間のクリアランスが大きくな� �ように上記形状差が設定される。接触部の� �方向両端部における両面間のクリアランス� �、20ミクロン以上に設定される。このような 形状差を持たせるための具体的な構成例を、 外輪とスリーブとの関係のみを説明用に図示 した図6~図8を参照しながら説明する。

 図6に示す例では、揺動部材として機能す る外輪30aの内周に形成された略凹球面51aの軸 方向断面プロファイルが、円の一部である円 弧として形成された軸方向中央部の主円形形 状部52と、該主円形形状部52の軸方向両端部� �設けられ主円形形状部52に対して接線となる 直線形状部53とから形成されている。この直� ��形状部53にて、揺動中心部材として機能す� �スリーブ24aの外周に形成された略凸球面54a� �の間に所望のクリアランスを形成すること� �可能になる。この場合、直線形状部53以外の 外輪30aの主円形形状部52の曲率半径R1とスリ� �ブ24aの略凸球面54aの曲率半径R2は実質的に同 じでよく、それらの曲率中心C1の位置も同じ� ��置でよい。このような構成においては、略� ��球面51aの主円形形状部52の両側に直線形状� �53を形成することで、該直線形状部53とスリ� ��ブ24aの略凸球面54aとの間のクリアランスを� ��方向両端部にいくにしたがって大きくなる� ��うに設定することができ、このクリアラン� ��を適切に設定することにより、揺動運動の� ��めの摺動部分の端部部分での過大面圧の発� ��を効果的に防止でき、焼きつきや摩耗の発� ��を除去して、耐久性、静粛性に優れた圧縮� ��を実現できる。

 図7に示す例では、揺動部材として機能す る外輪30bの内周に形成された略凹球面51bの軸 方向断面プロファイルと、揺動中心部材とし て機能するスリーブ24bの外周に形成された略 凸球面54bの軸方向断面プロファイルが、とも に円の一部である円弧として形成され、外輪 側断面プロファイルの円弧の曲率半径R3がス� ��ーブ側断面プロファイルの円弧の曲率半径R 4よりも大きく設定されているとともに、外� �側断面プロファイルの円弧の曲率中心C2がス リーブ側断面プロファイルの円弧の曲率中心 C3に対し、揺動中心を含む面55内の同軸上でδ だけオフセットされている。曲率中心C2の位� ��が所定量δだけオフセットされた状態で、� �輪側断面プロファイルの円弧の曲率半径R3が スリーブ側断面プロファイルの円弧の曲率半 径R4よりも大きく設定されるので、両球面間� ��軸方向端部にいくほど曲率半径差に応じて� ��リアランスが大きくなっていくことになり� ��両球面間には、本発明で目標とするクリア� ��ンスを形成されることになる。このクリア� ��ンスを適切に設定することにより、揺動運� ��のための摺動部分の端部部分での過大面圧� ��発生を効果的に防止でき、焼きつきや摩耗� ��発生を除去して、耐久性、静粛性に優れた� ��縮機を実現できる。

 図8に示す例では、揺動部材として機能す る外輪30cの内周に形成された略凹球面51cの軸 方向断面プロファイルが、円の一部である円 弧として形成された軸方向中央部の主円形形 状部56(この主円形形状部56の範囲を符号57で� �してある)と、該主円形形状部56の軸方向両� �部に接続されて主円形形状部56に対して接円 となり、かつ、その接円の曲率半径R5が主円� ��形状部56の曲率半径R6より大きくなる接円部 58とから形成されている。図示例では、主円� ��形状部56の曲率中心と、揺動中心部材とし� �機能するスリーブ24cの外周に形成された略� �球面54cの曲率半径R7の中心(曲率中心)とが同� ��曲率中心C4の位置とされ、接円部58の曲率中 心C5が、揺動中心を含む面55内の同軸上で所� �量オフセットされている。ただし、接円部58 の曲率中心C5は、必ずしも曲率中心C4に対し� �動中心を含む面55内の同軸上に位置している 必要はない。この主円形形状部56の軸方向両� ��の接円部58にて、スリーブ24cの外周に形成� �れた略凸球面54cとの間に本発明で目標とす� �クリアランスを形成されることになる。こ� �クリアランスを適切に設定することにより� �揺動運動のための摺動部分の端部部分での� �大面圧の発生を効果的に防止でき、焼きつ� �や摩耗の発生を除去して、耐久性、静粛性� �優れた圧縮機を実現できる。

 このように、本発明に係る新規な遥動板� ��転阻止機構21において、さらに、遥動部材� �して機能する外輪30a、30b,30cの内周に形成さ� ��た略凹球面と、遥動中心部材として機能す� ��スリーブ24a、24b,24cの外周に形成された略凸 球面との間に、軸方向断面プロファイルにて 相対的な形状差が適切に設けられ、略凹球面 と略凸球面との接触部の軸方向両端部にいく にしたがって両面間のクリアランスが大きく なるように所望の形状差が設定されることに より、球面同士の接触による揺動運動のため の摺動部分の端部(接触面端部)での面圧が緩� ��されて、この端部部分で過大面圧が発生す� ��ことが防止される。この摺動部分は回転部� ��の中心部に位置するため、前述の如く十分� ��潤滑を安定して得ることは難しいかも知れ� ��いが、上記の如く過大面圧の発生が防止さ� ��ることにより、焼きつきや摩耗の発生が確� ��に防止されることになり、この摺動部分に� ��いて優れた耐久性と静粛性が実現されるこ� ��になる。その結果、圧縮機全体としても、� ��れた耐久性と静粛性が実現される。

 本発明では、図1~図5に示した実施態様と� ��別の実施形態として、例えば図9に示すよう に、一対のボールガイド61のうち主に外輪動� ��伝達方向62に作用する側の一方のボールガ� �ド63、換言すれば、該ボールガイド63におけ� ��ガイド溝の軸64を、回転主軸5の中心軸5aを� �む平面65上にオフセットすることにより、特 定の動力伝達方向に限定してさらに接触荷重 を低減することが可能である。なお、図9に� �いて、符号66は内輪動力伝達方向を示してい る。

 また、図10(A)または(B)に示すように(図10(A )および図10(B)は互いに異なる例を示している 。)、複数のボールガイドのうち、回転主軸5� ��間に回転主軸5に対しておおよそ対称に配置 された2つのボールガイドを一対とし、該一� �のボールガイド71が互いに平行に配置されて いる構成、換言すれば、該一対のボールガイ ド71を構成する内輪27、外輪30に形成されたガ イド溝の軸72が互いに平行に配置されている� ��成、とすることもできる。このような構成� ��より、回転阻止機構部における回転方向ガ� ��は、内輪27、外輪30に設置された一組のガイ ド溝底間距離とボール球径の関係で概ね決ま ることから、対称に配置された2つのボール� �イドを互いに平行に配置しておくことによ� �、両ボールガイドにおけるクリアランスを� �望のクリアランスに同時に設定、管理する� �とが可能になる。その結果、このクリアラ� �スの設定、管理が容易になって、ガタを小� �く抑えることが可能となる。

 また、この一対のボールガイドが互いに� ��行に配置されている構成においては、例え� ��図11(A)または(B)に示すように(図11(A)および� �11(B)は互いに異なる例を示している。)、互� �に平行に配置された一対のボールガイド81が 、それらボールガイドを形成するガイド溝の 軸82が回転主軸5の中心軸5aを含む平面83上に� �置するように配置されている構成とするこ� �ができる。このような構成とすれば、動力� �達方向を選ばずにボール接触荷重が最小と� �る。なお、図11(B)では、外輪が一体形成され た揺動板84の場合の構成が例示されている。