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US006860188B21 2 > Ulllted States Patent 1 0 ) P a t e n t N o . : US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B2

P i t l a e t a l . 4 5 ) Date o f P a t e n t : Mar. 1 , 2005

5 4 ) VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR 5 , 7 5 2 , 4 1 3 A 5 / 1 9 9 8 Kuhn e t a 1 .HINGE MECHANISM 5 , 8 2 6 , 4 9 0 A 1 0 / 1 9 9 8 Madsen e t 2 1 1 .5 , 8 6 5 , 6 0 4 A 2 / 1 9 9 9 Kawaguchi e t a l .

7 5 ) I n v e n t o r s : S r i n i v a s S . P i t l a , C a n t o n , MI U S ) ; 5 9 3 1 7 0 7 9 A 8 / 1 9 9 9 K a z a h a y aVipen Khetarpa], Novi, MI Us) 6 , 1 5 8 , 9 6 8 A * 1 2 / 2 0 0 0 Nakamura . . . . . . . . . . . . . 4 1 7 / 2 2 2 . 16 , 4 7 0 , 7 6 1 B1 1 0 / 2 0 0 2 Nakamura e t a l .7 3 ) A s s i g n e e : V i s t e o n G l o b a l T e c h n o l o g i e s , I n c . , 6 5 O 8 6 3 4 B2 1 / 2 0 0 3 O t a e t a 1

D e a r b o r n , MI U S ) FOREIGN PATENT DOCUMENTS* ) N o t i c e : S u b j e c t t o a n y d i s c l a i m e r , t h e t e r m o f t h i s EP 1 0 5 2 4 0 4 A2 5 / 2 0 0 0EP 1275846 A2 6 / 2 0 0 2p a t e n t i s e x t e n d e d o r a d j u s t e d u n d e r 3 5

U . S . C . 1 5 4 1 ) ) b y 0 d a y s . > F C i t e d b y e x a m i n e r2 1 ) A p p 1 _ No; 1 0 / 6 0 0 , 1 4 0 P r i m a r y E x a m i n e r F . D a n i e l L o p e z

7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r FirmMacMillan, S o b a n s k i2 2 ) F l l e d l J u n . 2 0 , 2 0 0 3 T o d d LLC6 5 ) P r i o r P u b l i c a t i o n D a t a 5 7 ) ABSTRACT

Us 2 0 0 4 / 0 2 5 5 7 7 5 A1 D e c 2 3 2 0 0 4 A i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t sWash p l a t e5 1 ) I n t . c 1 . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F01B 3/02 t y p e Compressor i n c l u d i n g an arm extending from a r o t o r5 2 ) US. l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92/122 and a P a i r O f arms @ X t e n d i n g from a swash p l a t e h u b ,5 8 ) F i e l d of Sea r ch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92/122- 417/2221 wherein a P a i r of Shoes a r e i n t e r p o s e d between t h e arm of417/222 t h e r o t o r and e a c h o f t h e arms o f t h e sWash p l a t e hub t of a c i l i t a t e a t i l t i n g o f a sWash p l a t e d i s p o s e d on t h e sWash5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d p l a t e h u b , t h e h i n g e m e c h a n i s m m i l i t a t i n g a g a i n s t u n d e s i r

a b l e c o n t a c t between t h e arms o f t h e sWash p l a t e hub and h ea r m of t h e r o t o r _

4 , 8 4 6 , 0 4 9 A 7 / 1 9 8 9 T e r a u c h i5 , 0 0 2 , 4 6 6 A 3 / 1 9 9 1 I n a g a k i e t a 1 . 1 4 C l a i m s , 7 Drawing S h e e t s

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U.S. Pa t e n t M a r . 1 , 2 0 0 5 S h e e t 1 0 f 7 U S 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B2

1 0

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F I G

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F 1 6

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H G

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US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B21

VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSORHINGE MECHANISM

FIELD OF THE INVENTIONThe p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t

sWash p l a t e t y p e c o m p r e s s o r a d a p t e d f o r u s e i n a n a i rc o n d i t i o n i n g s y s t e m f o r a v e h i c l e , a n d more p a r t i c u l a r l y t oa h i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t compressori n c l u d i n g an arm extending from a r o t o r and a p a i r of armse x t e n d i n g from a sWash l a t e h u b , W h e r e i n o n e s h o e o f a p a i ri s i n t e r p o s e d betWeen t h e arm o f t h e r o t o r a n d e a c h o f t h earms o f t h e sWash l a t e hub o f a c i l i t a t e t h e t i l t i n g o f a sWashp l a t e d i s p o s e d o n t h e s W a s h p l a t e h u b .

BACKGROUND OF THE INVENTIONV a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r s t y p i

c a l l y i n c l u d e a c y l i n d e r b l o c k p r o v i d e d W i t h a number o fc y l i n d e r s , a p i s t o n d i s p o s e d i n e a c h o f t h e c y l i n d e r s o f t h ec y l i n d e r b l o c k , a c r a n k c a s e s e a l i n g l y d i s p o s e d on o n e e n d o ft h e c y l i n d e r b l o c k , a r o t a t a b l y s u p p o r t e d d r i v e s h a f t , a n d as W a s h p l a t e . The s W a s h p l a t e i s a d a p t e d t o b e r o t a t e d b y ar o t o r d i s p o s e d on t h e d r i v e s h a f t . The sWash p l a t e a n d t h er o t o r a r e t y p i c a l l y c o n n e c t e d by a h i n g e mechanism. Ther o t a t i o n o f t h e s W a s h p l a t e i s e f f e c t i v e t o r e c i p r o c a t i v e l yd r i v e t h e p i s t o n s . T h e l e n g t h o f t h e s t r o k e o f t h e p i s t o n s i sv a r i e d by v a r y i n g a n i n c l i n a t i o n o r t i l t i n g a n g l e o f t h e s W a s hp l a t e .

D u r i n g o p e r a t i o n , t h e e l e m e n t s o f a h i n g e mechanism o fa conventional compressor s ometimes i n t e r f e r e W i th onea n o t h e r W h i l e t h e i n c l i n a t i o n o f t h e s w a s h p l a t e i s v a r i e d .The i n t e r f e r e n c e o f elements c a u s e s u n d e s i r a b l e f o r c e s t o a c ton t h e h i n g e mechanism a n d Works a g a i n s t a smooth o p e r at i o n of t h e compressor. The i n t e r f e r e n c e can a l s o cause ab i n d i n g o f t h e h i n g e mechanism o f t h e c o m p r e s s o r .

I t Would b e d e s i r a b l e t o p r o d u c e a h i n g e mechanism f o ra v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r Whichf a c i l i t a t e s smooth o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r .

SUMMARY OF THE INVENTIONC o n s i s t e n t a n d c o n s o n a n t W i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , a

h i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t et y p e c o m p r e s s o r W h i c h f a c i l i t a t e s s m o o t h o p e r a t i o n o f t h ec o m p r e s s o r , h a s s u r p r i s i n g l y b e e n d i s c o v e r e d .

The h i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t sWashp l a t e t y p e c o m p r e s s o r c o m p r i s e s : a r o t o r a d a p t e d t o b emounted on a n d r o t a t e d by a d r i v e s h a f t , t h e r o t o r h a v i n g a tl e a s t o n e arm e x t e n d i n g o u t W a r d l y t h e r e f r o m ; a hub a d a p t e dt o be mounted on t h e d r i v e s h a f t and t o r o t a t e With t h e r o t o r ,t h e hub h a v i n g a t l e a s t o n e arm e x t e n d i n g o u t W a r d l y t h e r efrom t o W a r d s t h e r o t o r a n d a d j a c e n t t h e arm o f t h e r o t o r ; anda t l e a s t one shoe d i s p o s e d betWeen t h e arm o f t h e r o t o r andt h e arm o f t h e h u b , t h e s h o e a d a p t e d t o b e s e a t e d i n a p o c k e tfor med i n a t l e a s t one of t h e arm o f t h e r o t o r and t h e arm oft h e h u b , W h e r e i n t h e s h o e f a c i l i t a t e s a s l a n t i n g o f t h e hub a n dt r a n s f e r s r o t a t i o n from t h e r o t o r t o t h e h u b .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGSThe a b o v e , a s W e l l a s o t h e r o b j e c t s , f e a t u r e s , a n d a d v a n

t a g e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l b e u n d e r s t o o d f r o m t h ed e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f t h e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s o f t h ep r e s e n t i n v e n t i o n W i t h r e f e r e n c e t o t h e accompanyingd r a W i n g s , i n W h i c h :

FIG. 1 i s a c r o s s s e c t i o n a l e l e v a t i o n a l v i e W of a v a r i a b l ed i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i n c o r p o r a t i n g t h e

10

1 5

25

35

40

45

55

6 5

2f e a t u r e s o f t h e i n v e n t i o n a n d shoWing t h e smash p l a t e a t amaximum i n c l i n a t i o n ;

F I G . 2 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a ? r s t embodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n ts W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 ;

F I G . 3 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a s e c o n dembodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c ement s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 ;

F I G . 4 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a t h i r d embodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n ts W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 ;

F I G . 5 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a f o u r t hembodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c ement s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 ;

F I G . 6 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a ? f t h embodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n ts W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 ; a n d

F I G . 7 i s a n e x p l o d e d p e r s p e c t i v e vieW o f a s i x t h embodiment o f a h i n g e mechanism o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n ts W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o r i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .

DETAILED DESCRIPTION OF THEPREFERRED EMBODIMENTS

R e f e r r i n g noW t o t h e d r a W i n g s , a n d p a r t i c u l a r l y F I G . 1 ,t h e r e i s shoWn g e n e r a l l y a t 1 0 a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t sWashp l a t e t y p e c o m p r e s s o r . The c o m p r e s s o r 1 0 i n c l u d e s a c y li n d e r b l o c k 1 2 h a v i n g a p l u r a l i t y o f c y l i n d e r s 1 4 . A y l i n d e rh e a d 1 6 i s d i s p o s e d a d j a c e n t o n e e n d o f t h e c y l i n d e r b l o c k1 2 a n d s e a l i n g l y c l o s e s t h e e n d o f t h e c y l i n d e r b l o c k 1 2 . Av a l v e p l a t e 1 8 i s d i s p o s e d b e t W e e n t h e c y l i n d e r b l o c k 1 2 a n dt h e c y l i n d e r h e a d 1 6 . A r a n k c a s e 20 s s e a l i n g l y d i s p o s e d a tt h e o t h e r e n d o f t h e c y l i n d e r b l o c k 1 2 . The c r a n k c a s e 20 a n dc y l i n d e r b l o c k 1 2 c o o p e r a t e t o f o r m a n a i r t i g h t c r a n k c ha mb e r 2 2 .

The c y l i n d e r head 1 6 i n c l u d e s a c i r c u m f e r e n t i a l s u c t i o nchamber 24 a n d a d i s c h a r g e chamber 2 6 . An n l e t p o r t 28a n d a s s o c i a t e d i n l e t c o n d u i t 30 p r o v i d e ? u i d c o m m u n i c a t i o nb e t W e e n a n e v a p o r a t o r n o t s h o W n ) a n d a n e x p a n s i o n v a l v en o t s h o W n ) o f a n a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e m f o r a v e h i c l e a n d

t h e s u c t i o n chamber 2 4 . An o u t l e t p o r t 32 a n d a s s o c i a t e do u t l e t c o n d u i t 34 p r o v i d e ? u i d c o m m u n i c a t i o n b e t W e e n t h ed i s c h a r g e c h a m b e r 2 6 a n d a c o n d e n s e r n o t s h o W n ) o f t h e a i rc o n d i t i o n i n g s y s t e m f o r t h e v e h i c l e . S u c t i o n p o r t s 3 6 p r ov i d e ? u i d communicati on betWeen t h e s u c t i o n chamber 24a n d e a c h c y l i n d e r 1 4 . E a c h s u c t i o n p o r t 3 6 i s o p e n e d a n dc l o s e d b y a s u c t i o n v a l v e 3 7 . D i s c h a r g e p o r t s 3 8 p r o v i d e? u i d c o m m u n i c a t i o n b e t W e e n e a c h c y l i n d e r 1 4 a n d t h ed i s c h a r g e c h a m b e r 2 6 . E a c h d i s c h a r g e p o r t 3 8 i s o p e n e d a n dc l o s e d by a d i s c h a r g e v a l v e 3 9 . A e t a i n e r 4 0 r e s t r i c t s t h eo p e n i n g o f t h e d i s c h a r g e v a l v e 3 9 .A r i v e s h a f t 4 1 i s c e n t r a l l y d i s p o s e d i n a n d a r r a n g e d t o

e x t e n d t h r o u g h t h e c r a n k c a s e 20 t o t h e c y l i n d e r b l o c k 1 2 .The d r i v e s h a f t 4 1 i s r o t a t a b l y s u p p o r t e d i n t h e c r a n k c a s e 2 0 .As c l e a r l y shoWn i n F I G S . 1 a n d 2 , a r o t o r 4 2 i s ? x e d l y

mounted on a n o u t e r s u r f a c e o f t h e d r i v e s h a f t 41 a d j a c e n tone end o f t h e c r a n k c a s e 20 W i t h i n t h e c r a n k chamber 2 . Anarm 44 e x t e n d s outWardly from a s u r f a c e o f t h e r o t o r 42o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n t t h e e n do f t h e c r a n k c a s e 2 0 . A l o t 46 i s formed i n t h e d i s t a l end o ft h e arm 4 4 . Apin 4 8 h a s a m i d d l e p o r t i o n s l i d i n g l y d i s p o s e di n t h e s l o t 46 o f t h e arm 44 o f t h e r o t o r 4 2 .A Wash p l a t e a s s e m b l y 50 i n c l u d e s a hub 52 a n d a n

a n n u l a r s W a s h p l a t e 5 4 . T h e s W a s h p l a t e 5 4 h a s o p p o s i n gs i d e s , a n d a p e r i p h e r a l e d g e . The hub 5 2 i n c l u d e s a h o l l o Wg u i d e 5 6 , a n a n n u l a r m a i n b o d y 5 8 W i t h a c e n t r a l l y d i s p o s e d

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10/13

US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B23

a p e r t u r e 60 formed t h e r e i n , and a p a i r o f arms 6 2 t h a t e x t e n do u t w a r d l y f r o m t h e main body 5 8 o f t h e h u b 5 2 . The d r i v es h a f t 4 1 i s a d a p t e d t o e x t e n d t h r o u g h t h e h o l l o w p o r t i o n o ft h e g u i d e 5 6 . I t i s u n d e r s t o o d t h a t o t h e r g u i d e s t r u c t u r e s s u c ha s a c y l i n d r i c a l s l e e v e o r a s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e ,c a n b e u s e d i n p l a c e o f t h e g u i d e 5 6 W i t h o u t d e p a r t i n g f r o mt h e s c o p e a n d s p i r i t o f t h e i n v e n t i o n . The g u i d e s t r u c t u r e sm a y b e p i n n e d t o t h e hub 5 2 .An p e r t u r e 64 i s formed i n t h e d i s t a l end o f e a c h o f t h e

arms 6 2 o f t h e hub 5 2 , a s c l e a r l y shoWn i n F I G . 2 . One endo f t h e p i n 48 s d i s p o s e d i n t h e a p e r t u r e 6 4 o f o n e o f t h e arms6 2 a n d t h e o t h e r e n d o f t h e p i n 4 8 i s d i s p o s e d i n t h e a p e r t u r e64 o f t h e o t h e r arm 6 2 . Aclip 6 5 ? t s i n a s l o t 66 a t each endo f t h e p i n 4 8 t o h o l d t h e p i n 4 8 i n a d e s i r e d p o s i t i o n . As e m i - s p h e r i c a l p o c k e t 6 8 i s f o r m e d i n t h e i n n e r f a c i n gs u r f a c e s o f e a c h o f t h e arms 62 o f t h e hub 5 2 . One o f a p a i ro f s h o e s 70 h a v i n g a c e n t r a l a p e r t u r e 7 2 i s d i s p o s e d i n e a c ho f t h e p o c k e t s 6 8 . The p i n 4 8 i s r e c e i v e d i n t h e a p e r t u r e 7 2o f e a c h s h o e 7 0 . A o r t i o n o f a n o u t e r s u r f a c e o f t h e mainbody 5 8 i s t h r e a d e d t o t h r e a d i n g l y e n g a g e a n i n n e r s u r f a c eo f t h e s W a s h p l a t e 5 4 .

A h e l i c a l s p r i n g 7 8 i s d i s p o s e d t o e x t e n d a r o u n d t h e o u t e rs u r f a c e o f t h e d r i v e s h a f t 4 1 . One e n d o f t h e s p r i n g 7 8 a b u t st h e r o t o r 4 2 , W h i l e t h e o p p o s i t e e n d a b u t s t h e g u i d e 5 6 .A i s t o n 8 0 i s s l i d a b l y d i s p o s e d i n e a c h o f t h e c y l i n d e r s

1 4 i n t h e c y l i n d e r b l o c k 1 2 . Each p i s t o n 8 0 i n c l u d e s a h e a d8 2 , a m i d d l e p o r t i o n 8 4 , a n d a b r i d g e p o r t i o n 8 6 . The m i d d l ep o r t i o n 8 4 t e r m i n a t e s i n t h e b r i d g e p o r t i o n 8 6 t o d e ? n e a ni n t e r i o r s p a c e 9 0 f o r r e c e i v i n g t h e p e r i p h e r a l e d g e o f t h esWash p l a t e 5 4 . S p a c e d a p a r t c o n c a v e p o c k e t s 9 2 a r e f o r m e di n t h e i n t e r i o r s p a c e 9 0 o f t h e b r i d g e p o r t i o n 8 6 f o r r o t a t a b l yc o n t a i n i n g s e m i - s p h e r i c a l b e a r i n g s h o e s 9 4 . I t i s u n d e r s t o o dt h a t t h e s h o e s 9 4 c a n b e o f a n o t h e r s h a p e s u c h a s s p h e r i c a l ,c y l i n d r i c a l , o r e l l i p t i c a l , f o r e x a m p l e .

T h e o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 i s a c c o m p l i s h e d b yr o t a t i o n o f t h e d r i v e s h a f t 41 by a n a u x i l i a r y d r i v e meansn o t s h o W n ) , W h i c h may y p i c a l l y b e t h e i n t e r n a l c o m b u s t i o ne n g i n e o f a v e h i c l e . R o t a t i o n o f t h e d r i v e s h a f t 41 c a u s e s t h er o t o r 42 t o c o r r e s p o n d i n g l y r o t a t e W i t h t h e d r i v e s h a f t 4 1 .

The s W a s h p l a t e a s s e m b l y 50 s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2b y t h e h i n g e m e c h a n i s m f o r m e d b y t h e p i n 4 8 s l i d i n g l yd i s p o s e d i n t h e s l o t 4 6 o f t h e arm 44 o f t h e r o t o r 42 andd i s p o s e d i n t h e a p e r t u r e s 64 o f t h e arms 6 2 o f t h e hub 5 2 . Ast h e r o t o r 4 2 r o t a t e s , t h e c o n n e c t i o n made by t h e p i n 4 8 a n dt h e s h o e s 7 0 b e t W e e n t h e s W a s h p l a t e a s s e m b l y 5 0 a n d t h er o t o r 42 c a u s e s t h e sWash p l a t e assembly 50 t o r o t a t e . Thes h o e s 70 c a n r o t a t e W i t h i n t h e p o c k e t s 6 8 .

A x i a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e p i n 4 8 , W h e r e a s t r a n sv e r s e l o a d s and r o t a t i o n a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e s h o e s7 0 . S i n c e t h e s h o e s 70 t r a n s m i t t h e t r a n s v e r s e l o a d s andr o t a t i o n a l l o a d s , t h e g u i d e 5 6 , W h i c h i s t y p i c a l l y f o r m e d o fa hardened m e t a l , can be used i n s t e a d o f a g u i d e s t r u c t u r epinned t o t h e hub 5 2 such a s a c y l i n d r i c a l s l e e v e o r as p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . T h e s h o e s 7 0 m i l i t a t ea g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arms 62 o f t h e hub 52 and t h e arm4 4 o f t h e r o t o r 4 2 d u r i n g r o t a t i o n a n d t i l t i n g a n d t h u sf a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g e m e c h a n i s m , a n du l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . The s h o e s 70 a l s o m i l i t a t ea g a i n s t b i n d i n g W hen t h e r o t o r 42 i s n o t s q u a r e on t h e s h a f t4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o f m a n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e sa n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u r i n g c o s t s . A e s i r e d s p a c i n g i smaintained betWeen t h e arms 62 o f t h e hub 52 and t h e arm44 o f t h e r o t o r 4 2 by t h e s h o e s 7 0 . The s h o e s 70 a r e t y p i c a l l yformed from s t e e l , and t h e r o t o r 42 and t h e hub 52 a r et y p i c a l l y formed from d u c t i l e i r o n o r s t e e l . I t i s u n d e r s t o o dt h a t t h e s h o e s 7 0 , t h e r o t o r 4 2 , a n d t h e hub 5 2 c a n b e formed

10

1 5

25

35

40

45

55

6 5

4from o t h e r m a t e r i a l s a s d e s i r e d , W i t h o u t d e p a r t i n g f r o m t h es c o p e a n d s p i r i t o f t h e i n v e n t i o n .

D u r i n g r o t a t i o n , t h e s W a s h p l a t e 5 4 i s d i s p o s e d a t a ni n c l i n a t i o n . The r o t a t i o n o f t h e sWash p l a t e 54 s e f f e c t i v e t or e c i p r o ca t i v e l y d r i v e t h e p i s t o n s 8 0 . The r o t a t i o n o f t h esWash p l a t e 54 f u r t h e r c a u s e s a s l i d i n g a n d / o r r o l l i n ge n g a g e m e n t b e t W e e n t h e o p p o s i n g s i d e s o f t h e s W a s h p l a t e5 4 a n d t h e c o o p e r a t i n g s p a c e d a p a r t s h o e s 9 4 .

The c a p a c i t y o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 c a n b e c h a n g e d b yc h a n g i n g t h e i n c l i n a t i o n o f t h e s W a s h p l a t e 5 4 a n d t h e r e b yc h a n g i n g t h e l e n g t h o f t h e s t r o k e o f t h e p i s t o n s 8 0 . A o n t r o lv a l v e n o t s h o W n ) i s a r r a n g e d t o m o n i t o r t h e s u c t i o n a n dd i s c h a r g e p r e s s u r e s o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , a n d c o n t r o l t h eH o w o f r e f r i g e r a n t g a s f r o m t h e d i s c h a r g e chamber 26 o t h ec r a n k chamber 2 2 t h r o u g h a c o n d u i t n o t s h o W n ) .S p e c i ? c a l l y , Wh en a n i n c r e a s e i n t h e r m a l l o a d o c c u r s , t h ec o n t r o l v a l v e i s c a u s e d t o c l o s e , t h e r e b y s t o p p i n g t h e How o fr e f r i g e r a n t g a s t h r o u g h t h e c o n t r o l v a l v e t o t h e c r a n k c ha mb e r 2 2 . The p r e s s u r e d i f f e r e n t i a l betWeen t h e c r a n k chamber2 2 a n d t h e s u c t i o n c h a m b e r 2 4 i s t h e n e q u a l i z e d b y b l e e d i n gr e f r i g e r a n t g a s t h r o u g h a n o r i ? c e n o t s h o W n ) t o t h e s u c t i o nchamber 4 . As r e s u l t o f t h e d e c r e a s e d b a c k p r e s s u r e a c t i n gon t h e p i s t o n s 8 0 i n t h e c r a n k chamber 2 2 , t h e p i n 4 8 i sc a u s e d t o m o v e s l i d a b l y a n d o u t W a r d l y W i t h i n t h e s l o t 4 6 .The sWash p l a t e a s s e m b l y 50 s c a u s e d t o move a g a i n s t t h ef o r c e o f t h e s p r i n g 7 8 , t h e i n c l i n a t i o n o f t h e s W a s h p l a t e 5 4i s i n c r e a s e d , a n d a s a r e s u l t , t h e l e n g t h o f t h e s t r o k e o f e a c hp i s t o n 8 0 i s i n c r e a s e d .

C o n v e r s e l y , Wh en a d e c r e a s e i n t h e r m a l l o a d o c c u r s , t h ec o n t r o l v a l v e i s c a u s e d t o o p e n , t h e r e b y b l e e d i n g r e f r i g e r a n tg a s from t h e d i s c h a r g e chamber 26 t o t h e c r a n k chamber 2 2t h r o u g h t h e c o n d u i t . B e c a u s e t h e How o f p r e s s u r i Z e d r e f r i ge r a n t g a s t o t h e c r a n k chamber 22 from t h e d i s c h a r g e 26 i sl a r g e r t h a n t h e Ho w o f r e f r i g e r a n t g a s f r o m t h e c r a n kc h a m b e r 2 2 , t o t h e s u c t i o n c h a m b e r 2 4 , t h r o u g h t h e o r i ? c e ,t h e b a c k p r e s s u r e a c t i n g o n t h e p i s t o n s 8 0 i n t h e c r a n kchamber 22 i s i n c r e a s e d . As a r e s u l t o f t h e i n c r e a s e db a c k p r e s s u r e i n t h e c r a n k c h a m b e r 2 2 , t h e p i n 4 8 i s moveds l i d a b l y a n d i n W a r d l y W i t h i n t h e s l o t 4 6 . T h e s W a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 y i e l d s t o t h e f o r c e o f t h e s p r i n g 7 8 , t h ei n c l i n a t i o n o f t h e sWash p l a t e 54 s d e c r e a s e d , a n d a s a r e s u l t ,t h e l e n g t h o f t h e s t r o k e o f e a c h p i s t o n 8 0 i s r e d u c e d .

D u r i n g r o t a t i o n o f t h e s W a s h p l a t e 5 4 , e a c h p i s t o n 8 0 i scaused t o m o v e from a t o p dead c e n t e r p o s i t i o n t o a bottomd e a d c e n t e r p o s i t i o n i n r e s p e c t o f e a c h c o o p e r a t i n g c y l i n d e r1 4 , t h u s r e p e t i t i v e l y d r a W i n g i n a r e f r i g e r a n t g a s , c o m p r e s si n g t h e r e f r i g e r a n t g a s , a n d d i s c h a r g i n g t h e r e f r i g e r a n t g a s t ot h e a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e m o f t h e v e h i c l e .

A d d i t i o n a l embodiments o f t h e i n v e n t i o n W i l l n o W b ed e s c r i b e d , W h e r e i n p a r t s h a v i n g a l r e a d y b e e n d e s c r i b e dr e t a i n c o r r e s p o n d i n g r e f e r e n c e n u m e r a l s .There s shoWn i n F I G . 3 a second embodiment o f a h i n g e

m e c h a n i s m o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p ecompressor i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .R e f e r r i n g n o W t o FIGS. 1 and 3 , t h e r o t o r 42 i n c l u d e s a n

arm 144 e x t e n d i n g o u t W a r d l y from a s u r f a c e o f t h e r o t o r 42o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n t t h e e n do f t h e c r a n k c a s e 2 0 . A a i r o f s l o t s 146 a r e formed i no p p o s i t e s i d e s o f t h e arm 1 4 4 .

The hub 52 i n c l u d e s a p a i r o f arms 162 t h a t e x t e n do u t W a r d l y f r o m t h e main body 5 8 o f t h e h u b 5 2 . A e m is p h e r i c a l p o c k e t 1 6 8 i s f o r m e d i n t h e i n n e r f a c i n g s u r f a c e so f e a c h o f t h e arms 162 o f t h e hub 5 2 . One o f a p a i r o f s h o e s1 7 0 i s d i s p o s e d i n e a c h o f t h e p o c k e t s 1 6 8 . A a t o u t e rs u r f a c e o f t h e s h o e s 170 i s s l i d i n g l y r e c e i v e d i n a c o r r esponding one o f t h e s l o t s 146 o f t h e arm 144 o f t h e r o t o r 4 2 .

8/13/2019 Us 6860188

11/13

US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B25

D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , t h e s w a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 i s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2 by t h e h i n g emechanism f o r m e d b y t h e s l o t s 1 4 6 , t h e s h o e s 1 7 0 , a n d t h ep o c k e t s 1 6 8 . As h e r o t o r 4 2 r o t a t e s , t h e c o n n e c t i o n made byt h e s l o t s 1 4 6 , t h e s h o e s 1 7 0 , a n d t h e p o c k e t s 1 6 8 b e t W e e n t h esWash p l a t e a s s e m b l y 50 a n d t h e r o t o r 4 2 c a u s e s t h e sWashp l a t e assembly 50 t o r o t a t e . The s h o e s 170 c a n r o t a t e W i t h i nt h e p o c k e t s 1 6 8 . A x i a l l o a d s , t r a n s v e r s e l o a d s , a n d r o t a t i o n a ll o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e s h o e s 1 7 0 . S i n c e t h e s h o e s 170t r a n s m i t t h e a x i a l l o a d s , t r a n s v e r s e l o a d s , a n d r o t a t i o n a ll o a d s , t h e g u i d e 5 6 formed o f a h a r d e n e d m e t a l c a n b e u s e di n s t e a d o f a g u i d e s t r u c t u r e pinned t o t h e hub 52 such a s ac y l i n d r i c a l s l e e v e o r a s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . Thes h o e s 170 m i l i t a t e a g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arms 162 o f t h ehub 52 and t h e arm 144 o f t h e r o t o r 42 d u r i n g r o t a t i o n andt i l t i n g a r d t h u s f a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g em e c h a n i s m , a n d u l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . T h e s h o e s170 a l s o m i l i t a t e a g a i n s t b i n d i n g When t h e r o t o r 4 2 i s n o ts q u a r e on t h e d r i v e s h a f t 4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o fm a n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s a n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u ri n gc o s t s . e s i r e d s p a c i n g i s m a i n t a i n e d betWeen t h e arms 162o f t h e hub 52 and t h e arm 144 o f t h e r o t o r 42 by t h e s h o e s1 7 0 .

The r e m a i n d e r o f t h e s t r u c t u r e and o p e r a t i o n i s t h e samea s d e s c r i b e d f o r t h e ? r s t embodiment o f t h e i n v e n t i o n .

There i s shoWn i n F I G . 4 a t h i r d embodiment o f a h i n g em e c h a n i s m o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p ec o m p r e s s o r 10 i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .

R e f e r r i n g n o W t o FIGS. 1 and 4 , t h e r o t o r 42 i n c l u d e s ap a i r o f a r m s 244 e x t e n d i n g o u t W a r d l y from a s u r f a c e o f t h er o t o r 4 2 o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n tt h e end o f t h e c r a n k c a s e 2 0 . A l o t 246 i s formed i n e a c h o ft h e arms 2 4 4 . One end o f a p i n 248 i s d i s p o s e d i n t h e s l o t246 o f one o f t h e arms 244 and t h e o t h e r end o f t h e p i n 248i s d i s p o s e d i n t h e s l o t 246 o f t h e o t h e r arm 2 4 4 .

The hub 52 i n c l u d e s a n arm 262 t h a t e x t e n d s outWardlyf r o m t h e main body 5 8 o f t h e h u b 5 2 . A e m i - s p h e r i c a lp o c k e t 268 s formed n e a c h o f t h e o u t e r s i d e s u r f a c e s o f t h earm 262 o f t h e hub 5 2 . An p e r t u r e 264 i s formed i n t h ed i s t a l end o f t h e arm 262 o f t h e hub 5 2 . One o f a p a i r o fs h o e s 270 h a v i n g a c e n t r a l a p e r t u r e 272 formed t h e r e i n i sd i s p o s e d i n e a c h o f t h e p o c k e t s 2 6 8 . The arm 2 6 2 i s p l a c e dbetWeen t h e arms 244 o f t h e r o t o r 42 t o a l i g n t h e a p e r t u r e264 W i t h t h e s l o t s 246 o f t h e arms 2 4 4 . The p i n 248 i si n s e r t e d t h r o u g h t h e s l o t s 2 4 6 , t h e s h o e s 2 7 0 , a n d t h ea p e r t u r e 2 6 4 s u c h t h a t t h e m i d d l e p o r t i o n o f t h e p i n 2 4 8 i sd i s p o s e d i n t h e a p e r t u r e 264 o f t h e arm 262 o f t h e hub 5 2 .Aclip 265 ? t s i n a s l o t 266 t e a c h end o f t h e p i n 248 t o h o l dt h e p i n 248 i n a d e s i r e d p o s i t i o n .

D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , t h e s W a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 i s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2 by t h e h i n g em e c h a n i s m f o r m e d b y t h e s l o t s 2 4 6 , t h e p i n 2 4 8 , t h e s h o e s2 7 0 , a n d t h e p o c k e t s 2 6 8 . As t h e r o t o r 4 2 r o t a t e s , t h ec o n n e c t i o n made b y t h e s l o t s 2 4 6 , t h e p i n 2 4 8 , t h e s h o e s 2 7 0 ,a r d t h e p o c k e t s 2 6 8 b e t W e e n t h e s W a s h p l a t e a s s e m b l y 5 0a n d t h e r o t o r 42 c a u s e s t h e sWash p l a t e a s s e m b l y 50 t or o t a t e . The s h o e s 270 can r o t a t e W i t h i n t h e p o c k e t s 2 6 8 .A x i a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e p i n 2 4 8 . T r a n s v e r s e l o a d sa n d r o t a t i o n a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e s h o e s 2 7 0 . S i n c et h e s h o e s 270 t r a n s m i t t h e t r a n s v e r s e l o a d s and r o t a t i o n a ll o a d s , t h e g u i d e 5 6 formed o f a h a r d e n e d m e t a l c a n b e u s e di n s t e a d o f a g u i d e s t r u c t u r e pinned t o t h e hub 52 such a s ac y l i n d r i c a l s l e e v e o r a s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . Thes h o e s 270 m i l i t a t e a g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arm 262 o f t h ehub 5 2 a n d t h e arms 244 ok t h e r o t o r 42 d u r i n g r o t a t i o n a n dt i l t i n g a n d t h u s f a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g e

1O

1 5

25

35

40

45

55

6 5

6m e c h a n i s m , a n d u l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . T h e s h o e s270 a l s o m i l i t a t e a g a i n s t b i n d i n g When t h e r o t o r 4 2 i s n o ts q u a r e on t h e d r i v e s h a f t 4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o fm a n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s a n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u r i n gc o s t s . e s i r e d s p a c i n g i s m a i n t a i n e d betWeen t h e arm 262o f t h e hub 52 a n d t h e arms 244 o f t h e r o t o r 42 by t h e s h o e s2 7 0 .


There i s shoWn i n FIG. 5 a f o u r t h embodiment o f a h i n g em e c h a n i s m o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p ec o m p r e s s o r 10 i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .

R e f e r r i n g n o W t o FIGS. 1 and 5 , t h e r o t o r 42 i n c l u d e s ap a i r o f a r m s 344 e x t e n d i n g o u t W a r d l y from a s u r f a c e o f t h er o t o r 4 2 o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n tt h e e n d o f t h e c r a n k c a s e 2 0 . n p e r t u r e 346 i s formed i ne a c h o f t h e arms 3 4 4 . One end o f a p i n 348 i s d i s p o s e d i nt h e a p e r t u r e 346 o f one o f t h e arms 3 4 4 and t h e o t h e r end o ft h e p i n 348 i s d i s p o s e d i n t h e a p e r t u r e 346 o f t h e o t h e r arm3 4 4 . A e m i - s p h e r i c a l p o c k e t 3 6 8 i s f o r m e d i n e a c h o f t h ei n n e r f a c i n g s u r f a c e s o f t h e arms 3 4 4 o f t h e r o t o r 4 2 . One o fa p a i r o f s h o e s 370 h a v i n g a c e n t r a l a p e r t u r e 372 formedt h e r e i n i s d i s p o s e d i n e a c h o f t h e p o c k e t s 3 6 8 .

The hub 52 i n c l u d e s a n arm 362 t h a t e x t e n d s outWardlyfrom t h e main body 5 8 o f t h e hub 5 2 . A l o t 364 i s formedi n t h e d i s t a l end o f t h e arm 362 o f t h e hub 5 2 . The arm 362i s p l a c e d betWeen t h e arms 344 o f t h e r o t o r 42 t o a l i g n t h ea p e r t u r e s 3 4 6 W i t h t h e s l o t 3 6 4 . The p i n 3 4 8 i s i n s e r t e dt h r o u g h t h e a p e r t u r e s 3 4 6 , t h e s h o e s 3 7 0 , a n d t h e s l o t 3 6 4s u c h t h a t t h e m i d d l e p o r t i o n o f t h e p i n 3 4 8 i s s l i d i n g l yd i s p o s e d i n t h e s l o t 364 o f t h e arm 362 o f t h e h u b 5 2 . A c l i p365 ? t s i n a s l o t 366 a t e a c h end o f t h e p i n 348 t o h o l d t h ep i n 348 i n a d e s i r e d p o s i t i o n .

D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , t h e s W a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 i s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2 by t h e h i n g em e c h a n i s m f o r m e d b y t h e a p e r t u r e s 3 4 6 , t h e p i n 3 4 8 , t h es h o e s 3 7 0 , t h e p o c k e t s 3 6 8 , a n d t h e s l o t 3 6 4 . As t h e r o t o r 4 2r o t a t e s , t h e c o n n e c t i o n made b y t h e a p e r t u r e s 3 4 6 , t h e p i n3 4 8 , t h e s h o e s 3 7 0 , t h e p o c k e t s 3 6 8 , a n d t h e s l o t 3 6 4betWeen t h e sWash p l a t e a s s e m b l y 50 a n d t h e r o t o r 4 2 c a u s e st h e sWash p l a t e a s s e m b l y 50 t o r o t a t e . The s h o e s 370 c a nr o t a t e W i t h i n t h e p o c k e t s 3 6 8 . A x i a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d byt h e p i n 3 4 8 . T r a n s v e r s e l o a d s a n d r o t a t i o n a l l o a d s a r et r a n s m i t t e d by t h e s h o e s 3 7 0 . S i n c e t h e s h o e s 370 t r a n s m i tt h e t r a n s v e r s e l o a d s a n d r o t a t i o n a l l o a d s , t h e g u i d e 5 6formed o f a hardened metal can be used i n s t e a d o f a g u i d es t r u c t u r e pinned t o t h e hub 52 such a s a c y l i n d r i c a l s l e e v e o ra s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . The s h o e s 3 7 0 m i l i t a t ea g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arm 362 o f t h e hub 52 and t h e arms344 o f t h e r o t o r 4 2 d u r i n g r o t a t i o n a n d t i l t i n g a n d t h u sf a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g e m e c h a n i s m , a n du l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . The s h o e s 370 a l s o m i l i t a t ea g a i n s t b i n d i n g W hen t h e r o t o r 42 i s n o t s q u a r e on t h e d r i v es h a f t 4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o f m a n u f a c t u r i n gt o l e r a n c e s a n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u r i n g c o s t s . A e s i r e ds p a c i n g i s m a i n t a i n e d betWeen h e arm 362 o f t h e hub 52 a n dt h e arms 3 4 4 o f t h e r o t o r 42 by t h e s h o e s 3 7 0 .


There i s shoWn i n F I G . 6 a ? f t h embodiment o f a h i n g em e c h a n i s m o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p ec o m p r e s s o r 10 i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .

R e f e r r i n g n o W t o FIGS. 1 and 6 , t h e r o t o r 42 i n c l u d e s ap a i r o f a r m s 444 e x t e n d i n g o u t W a r d l y from a s u r f a c e o f t h er o t o r 4 2 o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n tt h e e n d o f t h e c r a n k c a s e 2 0 . A e m i - s p h e r i c a l p o c k e t 4 4 6 i s

8/13/2019 Us 6860188

12/13

US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B27

formed i n t h e i n n e r f a c i n g s u r f a c e s o f e a c h o f t h e arms 444o f t h e r o t o r 4 2 .

The hub 52 i n c l u d e s a n arm 462 t h a t e x t e n d s outwardlyfrom t h e main body 5 8 o f t h e hub 5 2 . Apair o f s l o t s 464 a r eformed i n o p p o s i t e s i d e s o f t h e arm 4 6 2 . One o f a p a i r o fs h o e s 470 s d i s p o s e d i n e a c h o f t h e p o c k e t s 446 o f t h e arms444 o f t h e r o t o r 4 2 . a t o u t e r s u r f a c e o f t h e s h o e s 470 i ss l i d i n g l y r e c e i v e d i n a c o r r e s p o n d i n g o n e o f t h e s l o t s 464 o ft h e arm 462 o f t h e hub 5 2 .

D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , t h e s W a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 i s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2 by t h e h i n g emechanism f o r m e d b y t h e s l o t s 4 6 4 , t h e s h o e s 4 7 0 , a n d t h ep o c k e t s 4 4 6 . As h e r o t o r 4 2 r o t a t e s , t h e c o n n e c t i o n made byt h e s l o t s 4 6 4 , t h e s h o e s 4 7 0 , a n d t h e p o c k e t s 4 4 6 b e t W e e n t h esWash p l a t e a s s e m b l y 50 a n d t h e r o t o r 4 2 c a u s e s t h e sWashp l a t e assembly 50 t o r o t a t e . The s h o e s 470 c a n r o t a t e W i t h i nt h e p o c k e t s 4 4 6 . A x i a l l o a d s , t r a n s v e r s e l o a d s , a n d r o t a t i o n a ll o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e s h o e s 4 7 0 . S i n c e t h e s h o e s 470t r a n s m i t t h e a x i a l l o a d s , t r a n s v e r s e l o a d s , a n d r o t a t i o n a ll o a d s , t h e g u i d e 5 6 formed o f a h a r d e n e d m e t a l c a n b e u s e di n s t e a d o f a g u i d e s t r u c t u r e pinned t o t h e hub 52 such a s ac y l i n d r i c a l s l e e v e o r a s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . Thes h o e s 470 m i l i t a t e a g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arm 462 o f t h ehub 52 a n d t h e arms 444 o f t h e r o t o r 42 d u r i n g r o t a t i o n a n d

10

1 5

t i l t i n g a n d t h u s f a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g e 2 5m e c h a n i s m , a n d u l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . T h e s h o e s470 a l s o m i l i t a t e a g a i n s t b i n d i n g When t h e r o t o r 4 2 i s n o ts q u a r e on t h e d r i v e s h a f t 4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o fm a n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s a n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u ri n gc o s t s . e s i r e d s p a c i n g i s m a i n t a i n e d betWeen t h e arm 462o f t h e hub 52 a n d t h e arms 444 o f t h e r o t o r 42 by t h e s h o e s4 7 0 .


There i s shoWn i n FIG. 7 a s i x t h embodiment o f a h i n g em e c h a n i s m o f t h e v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p ec o m p r e s s o r 10 i l l u s t r a t e d i n F I G . 1 .

R e f e r r i n g noW o FIGS. 1 and 7 , t h e r o t o r 42 i n c l u d e s ap a i r o f a r m s 544 e x t e n d i n g o u t W a r d l y from a s u r f a c e o f t h er o t o r 4 2 o p p o s i t e t h e s u r f a c e o f t h e r o t o r 4 2 t h a t i s a d j a c e n tt h e e n d o f t h e c r a n k c a s e 2 0 . n p e r t u r e 546 i s formed i ne a c h o f t h e a r m s 5 4 4 . A s e m i - s p h e r i c a l p o c k e t 568 s formedi n e a c h o f t h e i n n e r f a c i n g s u r f a c e s o f t h e arms 544 o f t h er o t o r 4 2 . One o f a p a i r o f s h o e s 570 i s d i s p o s e d i n e a c h o ft h e p o c k e t s 5 6 8 . The s i d e o f e a c h o f t h e s h o e s 5 7 0 o p p o s i t et h e s i d e d i s p o s e d i n t h e p o c k e t s 5 6 8 h a s a p i n 5 4 8 e x t e n d i n go u t W a r d l y t h e r e f r o m .

The hub 52 i n c l u d e s a n arm 562 t h a t e x t e n d s outWardlyfrom t h e main body 5 8 o f t h e hub 5 2 . Apair o f s l o t s 564 a r eformed i n o p p o s i t e s i d e s o f t h e arm 5 6 2 . A i n 548 i ss l i d i n g l y r e c e i v e d i n a c o r r e s p o n d i n g o n e o f t h e s l o t s 564 o ft h e arm 562 o f t h e hub 5 2 .

D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e c o m p r e s s o r 1 0 , t h e s W a s h p l a t ea s s e m b l y 5 0 i s c o n n e c t e d t o t h e r o t o r 4 2 by t h e h i n g em e c h a n i s m f o r m e d b y t h e s h o e s 5 7 0 , t h e p o c k e t s 5 6 8 , t h ep i n s 5 4 8 , a n d t h e s l o t s 5 6 4 . As t h e r o t o r 4 2 r o t a t e s , t h ec o n n e c t i o n m a d e b y t h e s h o e s 5 7 0 , t h e p o c k e t s 5 6 8 , t h e p i n s5 4 8 , a n d t h e s l o t s 5 6 4 b e t W e e n t h e s W a s h p l t e a s s e m b l y 5 0a n d t h e r o t o r 42 c a u s e s t h e sWash p l a t e a s s e m b l y 50 t or o t a t e . The s h o e s 570 can r o t a t e W i t h i n t h e p o c k e t s 5 6 8 .A x i a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e p i n s 5 4 8 . T r a n s v e r s e l o a d sa n d r o t a t i o n a l l o a d s a r e t r a n s m i t t e d by t h e s h o e s 5 7 0 . S i n c et h e s h o e s 570 t r a n s m i t t h e t r a n s v e r s e l o a d s and r o t a t i o n a ll o a d s , t h e g u i d e 5 6 formed o f a h a r d e n e d m e t a l c a n b e u s e di n s t e a d o f a g u i d e s t r u c t u r e pinned t o t h e hub 52 such a s ac y l i n d r i c a l s l e e v e o r a s p h e r i c a l b u s h i n g , f o r e x a m p l e . The

40

45

55

6 5

8s h o e s 570 m i l i t a t e a g a i n s t a b i n d i n g o f t h e arm 562 o f t h ehub 52 a n d t h e arms 544 o f t h e r o t o r 42 d u r i n g r o t a t i o n a n dt i l t i n g a n d t h u s f a c i l i t a t e s m o o t h o p e r a t i o n o f t h e h i n g em e c h a n i s m , a n d u l t i m a t e l y t h e c o m p r e s s o r 1 0 . T h e s h o e s570 a l s o m i l i t a t e a g a i n s t b i n d i n g When t h e r o t o r 4 2 i s n o ts q u a r e on t h e d r i v e s h a f t 4 1 , t h u s f a c i l i t a t i n g a r e l a x a t i o n o fm a n u f a c t u r i n g t o l e r a n c e s a n d m i n i m i Z i n g m a n u f a c t u r i n gc o s t s . e s i r e d s p a c i n g i s m a i n t a i n e d betWeen t h e arm 562o f t h e hub 52 a n d t h e arms 544 o f t h e r o t o r 42 by t h e s h o e s5 7 0 .


From t h e f o r e g o i n g d e s c r i p t i o n , o n e o r d i n a r i l y s k i l l e d i nt h e a r t can e a s i l y a s c e r t a i n t h e e s s e n t i a l c h a r a c t e r i s t i c s o ft h i s i n v e n t i o n a n d , W i t h o u t d e p a r t i n g f r o m t h e s p i r i t a n ds c o p e t h e r e o f , c a n make v a r i o u s c h a n g e s a n d m o d i ? c a t i o n st o t h e i n v e n t i o n t o a d a p t i t t o v a r i o u s u s a g e s a n d c o n d i t i o n s .

W ha t i s c l a i m e d i s :1 . A i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t c o m

p r e s s o r c o m p r i s i n g :a r o t o r adapted t o be mounted on and r o t a t e d by a d r i v e

s h a f t , s a i d r o t o r h a v i n g a t l e a s t o n e arm e x t e n d i n go u t W a r d l y t h e r e f r o m ;a hub a d a p t e d t o be mounted on t h e d r i v e s h a f t and t o

r o t a t e With s a i d r o t o r , s a i d hub having a t l e a s t one arme x t e n d i n g o u t W a r d l y t h e r e f r o m t o W a r d s s a i d r o t o r a n da d j a c e n t t h e arm o f s a i d r o t o r ;

a t l e a s t one shoe d i s p o s e d betWeen t h e arm o f s a i d r o t o ra n d t h e arm o f s a i d h u b , s a i d s h o e a d a p t e d t o b e s e a t e di n a pocket formed i n a t l e a s t one o f t h e arm o f s a i dr o t o r and t h e arm o f s a i d h u b , Wherein s a i d s h o ef a c i l i t a t e s a s l a n t i n g o f s a i d hub a n d t r a n s f e r s r o t a t i o nfrom s a i d r o t o r t o s a i d h u b ; a n d

a p i n , Wherein an o t h e r of h e arm o f s a i d r o t o r and t h e armo f s a i d hub h a s a s l o t formed h e r e i n t o r e c e i v e s a i d p i n ,s a i d s h o e h a s a c e n t r a l a p e r t u r e formed t h e r e i n , a n d t h ea t l e a s t one of t h e a r m of s a i d r o t o r and t h e arm of s a i dh u b h a s a n a p e r t u r e f o r m e d t h e r e i n , s a i d p i n a d a p t e d t obe r e c e i v e d i n t h e a p e r t u r e o f t h e a t l e a s t one o f t h e armo f s a i d r o t o r and t h e arm o f s a i d h u b , t h e a p e r t u r e o fs a i d s h o e , h i n g e c o n n e c t i o n b e t W e e n s a i d r o t o r a n d s a i dh u b .

2 . The h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , f u r t h e rc o m p r i s i n g a g u i d e d i s p o s e d b e t W e e n s a i d h u b a n d t h e d r i v es h a f t .

3 . T h e h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 2 , W h e r e i ns a i d g u i d e i s h o l l o W .

4 . T h e h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i ns a i d shoe h a s a s e m i - s p h e r i c a l s u r f a c e formed on a ? r s t s i d et o engage t h e pocket formed i n a t l e a s t one o f t h e arm o f s a i dr o t o r and t h e arm o f s a i d h u b , and s a i d s h o e h a v i n g a ? a ts u r f a c e formed on a second s i d e t o s l i d i n g l y engage t h e o t h e ro f t h e arm o f s a i d r o t o r and t h e arm o f s a i d h u b .5 . The h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 , W h e r e i n a no t h e r o f t h e arm o f s a i d r o t o r and t h e arm o f s a i d hub has a tl e a s t one s l o t formed t h e r e i n t o s l i d i n g l y r e c e i v e s a i d s h o e .

6 . A a r i a b l e d i s p l a c e m e n t s W a s h p l a t e t y p e c o m p r e s s o rc o m p r i s i n g :a c y l i n d e r b l o c k h a v i n g a p l u r a l i t y o f c y l i n d e r s a r r a n g e dr a d i a l l y t h e r e i n ;a p l u r a l i t y o f p i s t o n s , o n e o f s a i d p i s t o n s r e c i p r o c a t i v e l y

d i s p o s e d i n e a c h o f t h e c y l i n d e r s o f s a i d c y l i n d e r b l o c k;a c y l i n d e r h e a d a t t a c h e d t o s a i d c y l i n d e r b l o c k ;a c r a n k c a s e a t t a c h e d t o s a i d c y l i n d e r b l o c k and c o o p e r

a t i n g W i t h s a i d c y l i n d e r b l o c k t o de?ne a c r a n k c ha mb e r ;

8/13/2019 Us 6860188

13/13

US 6 , 8 6 0 , 1 8 8 B2a d r i v e s h a f t r o t a t a b l y s u p p o r t e d by s a i d c r a n k c a s e a n d

s a i d c y l i n d e r b l o c k i n t h e c r a n k c h a m b e r ;a r o t o r mounted on s a i d d r i v e s h a f t ;a sWash p l a t e a s s e m b l y s l i d a b l y mounted on s a i d d r i v e

s h a f t t o t h e r e b y c h a n g e a n i n c l i n a t i o n a n g l e t h e r e o f i nr e s p o n s e t o c h a n g e s o f p r e s s u r e i n t h e c r a n k c h a m b e r ,s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y o p e r a t i v e l y e n g a g e d W i t hs a i d p i s t o n s t o r e c i p r o c a t i v e l y d r i v e s a i d p i s t o n s ;

a h i n g e mechanism d i s p o s e d betWeen s a i d r o t o r a n d s a i ds W a s h p l a t e a s s e m b l y f o r c h a n g i n g t h e i n c l i n a t i o n a n g l eo f s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y , W h e r e i n s a i d h i n g em e c h a n i s m f u r t h e r c o m p r i s e s :a t l e a s t one arm e x t e n d i n g outWardly from s a i d r o t o r

t o W a r d s s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y ;a t l e a s t one arm e x t e n d i n g o u t W a r d l y from s a i d sWashp l a t e a s s e m b l y t o W a r d s s a i d r o t o r a n d a d j a c e n t s a i d

arm o f s a i d r o t o r ;a t l e a s t one shoe d i s p o s e d betWeen s a i d arm o f s a i d

r o t o r a n d s a i d arm o f s a i d sWash p l a t e a s s e m b l y , s a i ds h o e a d a p t e d t o b e s e a t e d i n a p o c k e t formed i n a tl e a s t one of s a i d arm of s a i d r o t o r and s a i d arm ofs a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y , W h e r e i n s a i d s h o e f a c i l it a t e s i n c l i n a t i o n o f s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y a n dt r a n s f e r s r ot a t i o n from s a i d r o t o r t o s a i d sWash p l a t ea s s e m b l y ; a n d

a p i n , Wherein a n o t h e r o f s a i d arm o f s a i d r o t o r ands a i d arm o f s a i d sWash p l a t e a s s e m b l y h a s a s l o tformed t h e r e i n t o r e c e i v e s a i d p i n , s a i d s h o e h a s ac e n t r a l a p e r t u r e formed t h e r e i n , a n d t h e a t l e a s t oneo f s a i d arm o f s a i d r o t o r and s a i d arm o f s a i d sWashp l a t e a s s e m b l y h a s a n a p e r t u r e f o r m e d t h e r e i n , s a i dp i n a d a p t e d t o b e r e c e i v e d i n t h e a p e r t u r e o f t h e a tl e a s t one of a i d arm of a i d r o t o r a r d s a i d arm of a i dh u b , t h e a p e r t u r e o f s a i d s h o e , a n d t h e s l o t o f t h eo t h e r o f s a i d arm o f s a i d r o t o r and s a i d arm o f s a i ds W a s h p l a t e a s s e m b l y .

7 . T h e c o m p r e s s o r a c c o r d i n g t o c l a i m 6 , f u r t h e r c o m p r i si n g a g u i d e d i s p o s e d b e t W e e n s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y a n ds a i d d r i v e s h a f t .

8 . The c o m p r e s s o r a c c o r d i n g t o c l a i m 7 , W h e r e i n s a i dg u i d e i s h o l l o W .

9 . The c o m p r e s s o r a c c o r d i n g t o c l a i m 6 , W h e r e i n s a i dshoe has a s e m i - s p h e r i c a l s u r f a c e for med on a ? r s t s i d e t oengage t h e p o c k e t formed i n a t l e a s t one o f s a i d arm o f s a i dr o t o r a n d s a i d arm o f s a i d sWash p l a t e a s s e m b l y , a n d s a i dshoe having a ? a t s u r f a c e for med on a second s i d e t o

10

1 5

25

35

40

1 0s l i d i n g l y engage t h e o t h e r o f s a i d arm o f s a i d r o t o r and s a i darm o f s a i d s W a s h p l a t e a s s e m b l y .

1 0 . The c o m p r e s s o r a c c o r d i n g t o c l a i m 6 , W h e r e i n a no t h e r o f s a i d arm o f s a i d r o t o r and s a i d arm o f s a i d sWashp l a t e a s s e m b l y h a s a t l e a s t o n e s l o t formed t h e r e i n t os l i d i n g l y e n g a g e s a i d s h o e .

1 1 . A i n g e mechanism f o r a v a r i a b l e d i s p l a c e m e n t c o mp r e s s o r c o m p r i s i n g :

a r o t o r adapted t o be mounted on and r o t a t e d by a d r i v es h a f t ;

a hub a d a p t e d t o be s l i d a b l y mounted on t h e d r i v e s h a f t t ot h e r e b y c h a n g e a n i n c l i n a t i o n a n g l e t h e r e o f a n d t or o t a t e With s a i d r o t o r , Wherein a t l e a s t one o f s a i d r o t o ra n d s a i d hub h a s a ? r s t arm e x t e n d i n g o u t W a r d l yt h e r e f r o m , a n d t h e o t h e r o f s a i d r o t o r a n d s a i d hub h a sa p a i r o f s e c o n d a r m s e x t e n d i n g o u t W a r d l y t h e r e f r o m ,and Wherein a t l e a s t one o f t h e ? r s t arm and t h e p a i r o fs e c o n d a r m s h a s a p a i r o f p o c k e t s formed t h e r e i n ;

a p a i r o f s h o e s , e a c h a d a p t e d t o b e s e a t e d i n a r e s p e c t i v eo n e o f t h e p a i r o f p o c k e t s , W h e r e i n s a i d s h o e s f a c i l i t a t ea s l a n t i n g o f s a i d hub a n d t r a n s f e r r o t a t i o n from s a i dr o t o r t o s a i d h u b ; and

a p i n , Wherein a n o t h e r o f t h e ? r s t arm and t h e secondarms i n c l u d e a s l o t formed t h e r e i n t o r e c e i v e s a i d p i n ,e a c h o f s a i d s h o e s h a v i n g a c e n t r a l a a p e r t u r e formedt h e r e i n , and t h e a t l e a s t one o f t h e ? r s t arm and t h esecond arms i n c l u d e a n a p e r t u r e formed t h e r e i n , s a i dp i n a d a p t e d t o b e r e c e i v e d i n t h e a p e r t u r e o f t h e a t l e a s tone o f t h e ? r s t arm and t h e second a r m s , t h e a p e r t u r eo f e a c h o f s a i d s h o e s , a n d t h e s l o t o f t h e o t h e r o f t h e? r s t arm and t h e second arm t o form a hinge connectionbetWeen s a i d r o t o r and s a i d h u b .1 2 . T h e h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 , f u r t h e r

c o m p r i s i n g a g u i d e d i s p o s e d b e t W e e n s a i d h u b a n d t h e d r i v es h a f t .1 3 . The h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 , W h e r e i ns a i d shoes have a s e m i - s p h e r i c a l s u r f a c e formed on a ? r s ts i d e t o engage t h e p o c k e t formed i n a t l e a s t one o f t h e ? r s tarm and h e second a r m s , and s a i d s h o e s having a ? a t s u r f a c eformed on a second s i d e t o s l i d i n g l y engage t h e o t h e r o f t h e? r s t a r m and t h e second arms.1 4 . The h i n g e mechanism a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 , W h e r e i nan o t h e r o f t h e ? r s t arm and t h e second arms i n c l u d e a t l e a s tone s l o t formed t h e r e i n t o s i l d i n g l y engage s a i d s h o e s .

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