JP2004239096A

JP2004239096A - 容量可変型圧縮機

Info

Publication number: JP2004239096A
Application number: JP2003026709A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tabei; 賢田部井
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】少ない部品点数で組み立ての手間がかからない可変オリフィスを持つ小型化可能な構造の容量可変型圧縮機を提供すること。
【解決手段】この容量可変型斜板式圧縮機１の場合、クランク室２６内からピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路は、シリンダブロック４のシリンダボア９近傍の所定箇所に設けられた二つの異なる径を持つ弁用案内通路３４及びこの弁用案内通路３４に繋がる通路３３，３５を含むと共に、通路３５の端部に繋がる弁板６に設けられた通気孔３８を含んで成り、オリフィスは、球状弁体３６を冷媒ガス流に関して上流方向へコイルスプリング３７により付勢するように弁用案内通路内３４に設けて成ると共に、クランク室２６の圧力Ｐｃと吸入室２７の圧力Ｐｓとの差圧△Ｐ（△Ｐ＝Ｐｃ−Ｐｓ）が所定値以上であるときにオリフィス断面積を小さくするように働く可変オリフィスとなっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両用空調装置に用いられる容量可変型圧縮機であって、詳しくはクランク室内からピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路内に可変オリフィスを設けた小型化可能な構造の容量可変型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の容量可変型圧縮機としては、シリンダブロックに配備されたピストンシリンダの吐出側からクランク室内に連通する吐出圧供給通路に介設した制御弁をピストンシリンダの吸入圧により制御すると共に、クランク室内からオリフィスを介してピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路を設けた構造の容量可変型斜板式圧縮機（特許文献１参照）が挙げられる。
【０００３】
この容量可変型斜板式圧縮機では、起動時のオリフィス断面積が容量制御運転時のオリフィス断面積よりも大きくなるようにオリフィス断面積を可変制御する可変制御手段を備えることにより、起動後には吐出容量が速やかに増加するが、容量制御運転時に空調回路の負荷の増加に応じて吐出容量を増加制御する際には吐出容量の急激な増加が抑制される機能を得ている。
【０００４】
即ち、ここでの可変制御手段は、クランク室の内圧とピストンシリンダの吸入圧との差圧が所定値以下の時のオリフィス断面積が差圧の所定値を超える時のオリフィス断面積よりも大きくなるようにオリフィス断面積を可変制御するもので、具体的には圧力逃がし通路を流れる冷媒ガス流に関してオリフィス本体に設けられた上流側の大径部と下流側の小径部とを有するオリフィス孔と、オリフィス孔内に配設された球状弁体と、球状弁体を冷媒ガス流に関して上流方向へ付勢するバネと、球状弁体がバネにより付勢される状態で装着されたオリフィス孔内の両端に装着されると共に、中心部分に穴が形成された一対の蓋とを有して可変オリフィスとして構成されている。
【０００５】
この可変オリフィスは、クランク室の内圧とピストンシリンダの吸入圧との差圧が所定値以下のときに球状弁体により一方のオリフィス孔を開き、差圧が所定値を超えるときに球状弁体により一方のオリフィス孔を閉じるようにオリフィス断面積を制御することにより、起動時の立上がり性が向上し、吐出容量制御中の消費馬力が低減されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−４８０５９号公報（特許請求の範囲、図１、図２、第４頁−第５頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した容量可変型（斜板式）圧縮機の場合、起動時の立ち上がり性を向上させ、且つ吐出容量制御中の消費馬力を低減させるために設けられた可変オリフィスが構造上、シリンダブロックの中心部分で駆動軸の延在方向における端面側から隔てられて軸孔に繋がるように設けられた空室（クランク室の圧力に維持される）に取り付けられるものであり、駆動軸の延在方向へのスペースを要するために圧縮機全体の小型化を図ることが困難であるという問題があるばかりでなく、可変オリフィスの部品点数が多いためにコスト高を招くと共に、組み立ての手間がかかってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、少ない部品点数で組み立ての手間がかからない可変オリフィスを持つ小型化可能な構造の容量可変型圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、シリンダブロックに配備されたピストンシリンダの吐出側からクランク室内に連通する吐出圧供給通路に介設した制御弁を該ピストンシリンダの吸入圧により制御すると共に、該クランク室内からオリフィスを介して該ピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路を設けた構造の容量可変型圧縮機において、圧力逃がし通路は、シリンダブロックのシリンダボア近傍の所定箇所に設けられた二つの異なる径を持つ弁用案内通路及び該弁用案内通路に繋がる通路を含むと共に、該通路の端部に繋がる弁板に設けられた通気孔を含んで成り、オリフィスは、球状弁体を冷媒ガス流に関して上流方向へバネにより付勢するように弁用案内通路内に設けて成ると共に、クランク室と吸入室との差圧が所定値以上であるときにオリフィス断面積を小さくするように働く可変オリフィスである容量可変型圧縮機が得られる。
【００１０】
又、本発明によれば、上記容量可変型圧縮機において、弁用案内通路は、シリンダブロックにおける吐出室側の面で一端部分が露呈されて大径部となっており、且つ該大径部からクランク室側へ向かって小径部が繋がって延在するように形成されており、通路は、シリンダブロックの中央部分のクランク室の圧力に維持される空室から弁用案内通路の大径部に繋がるように延在して形成された第１の通路と、一端部分がシリンダブロックにおける吐出室側の面で大径部近傍に露呈し、且つ他端部分が弁用案内通路の他端部分に繋がるように延在して形成された第２の通路とを含む容量可変型圧縮機が得られる。
【００１１】
更に、本発明によれば、上記容量可変型圧縮機において、第１の通路は、シリンダブロックにおける吐出室側の面で弁用案内通路の大径部に繋がるように露呈して形成されると共に、弁板の装着により弁用案内通路と共に通気路を成す容量可変型圧縮機が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一つの実施の形態に係る容量可変型斜板式圧縮機１の基本構成を示した側面断面図である。
【００１３】
この容量可変型斜板式圧縮機１の場合も、基本構造としては、特許文献１に示されるものと同様となっており、周方向に互いに間隔を隔てて配設された複数のシリンダボア９とセンターボアとが形成されたシリンダブロック４と、シリンダブロック４の一方の端面に取り付けられてクランク室２６を形成するフロントハウジング３と、弁板６を介してシリンダブロック４の他方の端面に取り付けられ、吸入室２７と吐出室２８とを形成するシリンダヘッド５とを備えている。
【００１４】
その他、クランク室２６内でシリンダボア９の延在方向に平行に延在し、一端がフロントハウジング３を貫通して外部へ延び、他端がシリンダブロック４のセンターボアに挿入され、フロントハウジング３とシリンダブロック４とにより回転可能に支持された駆動軸２が備えられている。駆動軸２の一端は、フロントハウジング３の中央部から外へ突出している軸支持部１７に形成されている内壁孔１８にフロントラジアルベアリング１９及び軸封止装置を介して回転可能に支持されている。駆動軸２の他端は、シリンダブロック４の中央部に形成されている軸孔２１に軸受装置を介して支持されており、軸受装置には駆動軸２の他端近傍に接するようにリアラジアルベアリング２０が設けられている。クランク室２６内に配設されたロータ１６は、駆動軸２に固定されてフロントハウジング３により駆動軸２の延在方向に支持されている。ロータ１６には長孔１４が形成されている。
【００１５】
又、斜板７は、駆動軸２に対して軸方向に摺動可能に、且つ駆動軸２に対して傾角変動可能に取り付けられており、ロータ１６ヘ向けて延在する耳部１５を有している。耳部１５に固定されたピン１３は、ロータ１６の長孔１４に挿通されている。斜板７は、駆動軸２に外嵌合するコイルスプリング１２を介してロータ１６に連結されている。斜板７の周縁部には、斜板７を挟んで片側に球面を有する一対のシュー１１ａ，１１ｂが摺動可能に当接しており、一対のシュー１１ａ，１１ｂは周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。これらのシュー１１ａ，１１ｂは、それぞれピストン連結部１０により摺動可能に挟持されている。各ピストン連結部１０はシリンダブロック４へ向けて延在しており、対応するシリンダボア９に摺動可能に挿通されたピストン８を形成している。
【００１６】
更に、各シリンダボア９に対峙して弁板６に吸入孔２４と吐出孔２５とが形成されている。弁板６のシリンダボア９に対峙する端面には吸入室２７から吸入孔２４を通ってシリンダボア９へ流入する冷媒ガスの流れを制御するための吸入弁３１が取り付けられ、弁板６の吐出室２８に対峙する端面にはシリンダボア９から吐出孔２５を通って吐出室２８へ流出する冷媒ガスの流れを制御するための吐出弁２３が取り付けられ、吐出弁２３上のはリテーナ２２が設けられている。尚、吸入室２７は吸入ポート２９に連通し、吐出室２８は図示されない吐出ポートに連通している。
【００１７】
加えて、クランク室２６と吐出室２８とを連通させる吐出圧供給通路３２がシリンダブロック４と弁板６とシリンダヘッド５の内壁とを通って形成され、吐出圧供給通路３２を開閉するための制御弁３０が配設されている。
【００１８】
以上に説明した構造部分は、特許文献１に示される圧縮機の構造と同様であるが、この容量可変型斜板式圧縮機１の場合、クランク室２６内からピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路は、シリンダブロック４のシリンダボア９近傍の所定箇所に設けられた二つの異なる径を持つ弁用案内通路３４及びこの弁用案内通路３４に繋がる通路３３，３５を含むと共に、通路３５の端部に繋がる弁板６に設けられた通気孔３８を含んで成り、オリフィスは、球状弁体３６を冷媒ガス流に関して上流方向へコイルスプリング３７により付勢するように弁用案内通路内３４に設けて成ると共に、クランク室２６の圧力Ｐｃと吸入室２７の圧力Ｐｓとの差圧△Ｐ＝Ｐｃ−Ｐｓが所定値以上であるときにオリフィス断面積を小さくするように働く可変オリフィスとなっている。
【００１９】
図２は、この容量可変型斜板式圧縮機１に備えられるシリンダブロック４のＡ−Ａ矢視方向における平面図である。ここでは、上述した弁用案内通路３４とこれに繋がる通路３３，３５との位置関係及び細部構造を示している。
【００２０】
即ち、ここでは弁用案内通路３４に繋がる通路３３，３５の細部構造として、シリンダブロック４の中央部分のクランク室２６の圧力Ｐｃに維持される空室（センターボア）からシリンダブロック４における吐出室２８側（弁板６側）の面で弁用案内通路３４の大径部に繋がるように露呈して形成されると共に、弁板６の装着により弁用案内通路３４と共に通気路を成す第１の通路３３と、一端部分がシリンダブロック４における吐出室２８側の面で弁用案内通路３４の大径部近傍に露呈し、且つ他端部分が弁用案内通路３４の他端部分に繋がるように延在して設けられた第２の通路３５とを有することを示している。尚、図２中ではシリンダブロック４における通路３５の近傍に吐出圧供給通路３２の一端部分が露呈して設けられている様子を示している。
【００２１】
図３は、本願発明の要部であるシリンダブロック４における圧力逃がし通路内に配備される可変オリフィスの冷媒ガスの圧力状態に応じた動作推移を部分拡大して示した側面断面図であり、同図（ａ）はクランク室２６の圧力Ｐｃと吸入室２７の圧力Ｐｓとの差圧△Ｐ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）が零状態の場合に関するもの，同図（ｂ）はクランク室２６の圧力Ｐｃと吸入室２７の圧力Ｐｓとの差圧△Ｐ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）が所定値未満の場合に関するもの，同図（ｃ）はクランク室２６の圧力Ｐｃと吸入室２７の圧力Ｐｓとの差圧△Ｐ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）が所定値以上の場合に関するものである。
【００２２】
ここでは、コイルスプリング３７により付勢される直径Ｄの球状弁体３６が二つの異なる径φ＝Ｄ１，Ｄ２（但し、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄなる関係が成立する）を持つ弁用案内通路３４内に配備された状態にあって、球状弁体３６の差圧△Ｐに応じた動きを示している。
【００２３】
具体的に言えば、差圧△Ｐが零状態の場合には、図３（ａ）に示されるように、直径Ｄの球状弁体３６が弁用案内通路３４内の大径部（φ＝Ｄ１）に位置されて弁板６に当接された様子を示しており、圧力逃がし通路による冷媒ガス流は大径部における径φ＝Ｄ１から球状弁体３６の直径Ｄを差し引いた最大空間部分のスペースが確保される。これにより、可変オリフィスは、圧縮機起動時に差圧△Ｐが零であればオリフィス断面積を一定にするため、吐出容量を安定して増加させることができる。
【００２４】
又、圧縮機起動後に吐出容量を増加させたときに差圧△Ｐが所定値未満の場合には、図３（ｂ）に示されるように、直径Ｄの球状弁体３６が差圧△Ｐにより小径部（φ＝Ｄ２）側（クランク室２６側）に移動するが、この状態においても弁用案内通路３４内の大径部（φ＝Ｄ１）に位置されているため、圧力逃がし通路による冷媒ガス流は大径部における径φ＝Ｄ１から球状弁体３６の直径Ｄを差し引いた最大空間部分のスペースが確保される。これにより、可変オリフィスは、圧縮機起動後にも差圧△Ｐが所定値未満であればオリフィス断面積を一定に維持するため、吐出容量を安定して増加させることができる。
【００２５】
更に、圧縮機起動後に吐出容量を増加させたときに差圧△Ｐが所定値以上の場合には、図３（ｃ）に示されるように、直径Ｄの球状弁体３６が差圧△Ｐにより小径部（φ＝Ｄ２）内に移動し、圧力逃がし通路による冷媒ガス流は小径部における径φ＝Ｄ２から球状弁体３６の直径Ｄを差し引いた最小空間部分のスペースが確保される。これにより、可変オリフィスは、圧縮機起動後の容量制御運転時に空調回路の負荷の増加に応じて吐出容量を増加制御する際、差圧△Ｐが所定値以上になればオリフィス断面積を小さくするため、吐出容量の急激な増加を抑制することができる。
【００２６】
即ち、ここでの可変オリフィスにおけるコイルスプリング３７の弾性（バネ定数）は、所定の質量の球状弁体３６が弁用案内通路３４内で冷媒ガス流による所定値の圧力を受けたときに大径部の奥行き寸法を越えて小径部の位置に至るように圧縮される条件を満たす必要がある。
【００２７】
ところで、この容量可変型斜板式圧縮機１の場合、シリンダブロック４に設けられた圧力逃がし通路に含まれる二つの異なる径を持つ弁用案内通路３４内にコイルスプリング３７により付勢される球状弁体３６から成る可変オリフィスを設けているため、図１に示した構造のものよりもシリンダブロック４の中心部分で駆動軸２の延在方向における端面側から隔てられて軸孔２１に繋がるように設けられた空室（クランク室２６の圧力Ｐｃに維持されるセンターボア）の軸方向における寸法（即ち、シリンダブロック４全体の軸方向における寸法）を短縮することで小型化された構造とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上に述べた通り、本発明の容量可変型（斜板式）圧縮機によれば、従来の部品点数が多くて組み立ての手間がかかり、しかもシリンダブロックの中心部分で駆動軸の延在方向における端面側から隔てられて軸孔に繋がる空室（クランク室の圧力に維持される）に別品として取り付けられることにより軸方向の寸法が必要であって圧縮機全体の小型化を困難にしていた可変オリフィスの構造上の問題点を改良し、シリンダブロックに設けられた圧力逃がし通路を成す二つの異なる径を持つ弁用案内通路内にコイルスプリングにより付勢される球状弁体から成る可変オリフィスを設けているため、従来よりも可変オリフィスの部品点数が少なくて低コストが可能になると共に、組み立ての手間がかからず、しかもシリンダブロックにおける駆動軸の延在方向へのスペースを要しないために圧縮機全体の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る容量可変型斜板式圧縮機の基本構成を示した側面断面図である。
【図２】図１に示す容量可変型斜板式圧縮機に備えられるシリンダブロックのＡ−Ａ矢視方向における平面図である。
【図３】図１及び図２で説明した本願発明の要部であるシリンダブロックにおける圧力逃がし通路内に配備される可変オリフィスの冷媒ガスの圧力状態に応じた動作推移を部分拡大して示した側面断面図であり、（ａ）はクランク室と吸入室との差圧が零状態の場合に関するもの，（ｂ）はクランク室と吸入室との差圧が所定値未満の場合に関するもの，（ｃ）はクランク室と吸入室との差圧が所定値以上の場合に関するものである。
【符号の説明】
１容量可変型斜板式圧縮機
２駆動軸
３フロントハウジング
４シリンダブロック
５シリンダヘッド
６弁板
７斜板
８ピストン
９シリンダボア
１０ピストン連結部
１１ａ，１１ｂシュー
１２コイルスプリング
１３ピン
１４長孔
１５耳部
１６ロータ
１７軸支持部
１８内壁孔
１９フロントラジアルベアリング
２０リアラジアルベアリング
２１軸孔
２２リテーナ
２３吐出弁
２４吸入孔
２５吐出孔
２６クランク室
２７吸入室
２８吐出室
２９吸入ポート
３０制御弁
３１吸入弁
３２吐出圧供給通路
３３，３５通路
３４弁用案内通路
３６球状弁体
３７コイルスプリング
３８通気孔

Claims

シリンダブロックに配備されたピストンシリンダの吐出側からクランク室内に連通する吐出圧供給通路に介設した制御弁を該ピストンシリンダの吸入圧により制御すると共に、該クランク室内からオリフィスを介して該ピストンシリンダの吸入側に至る圧力逃がし通路を設けた構造の容量可変型圧縮機において、前記圧力逃がし通路は、前記シリンダブロックのシリンダボア近傍の所定箇所に設けられた二つの異なる径を持つ弁用案内通路及び該弁用案内通路に繋がる通路を含むと共に、該通路の端部に繋がる弁板に設けられた通気孔を含んで成り、前記オリフィスは、球状弁体を冷媒ガス流に関して上流方向へバネにより付勢するように前記弁用案内通路内に設けて成ると共に、クランク室と吸入室との差圧が所定値以上であるときにオリフィス断面積を小さくするように働く可変オリフィスであることを特徴とする容量可変型圧縮機。
請求項１記載の容量可変型圧縮機において、前記弁用案内通路は、前記シリンダブロックにおける吐出室側の面で一端部分が露呈されて大径部となっており、且つ該大径部から前記クランク室側へ向かって小径部が繋がって延在するように形成されており、前記通路は、前記シリンダブロックの中央部分の前記クランク室の圧力に維持される空室から前記弁用案内通路の前記大径部に繋がるように延在して形成された第１の通路と、一端部分が前記シリンダブロックにおける吐出室側の面で前記大径部近傍に露呈し、且つ他端部分が前記弁用案内通路の他端部分に繋がるように延在して形成された第２の通路とを含むことを特徴とする容量可変型圧縮機。
請求項２記載の容量可変型圧縮機において、前記第１の通路は、前記シリンダブロックにおける吐出室側の面で前記弁用案内通路の前記大径部に繋がるように露呈して形成されると共に、前記弁板の装着により前記弁用案内通路と共に通気路を成すことを特徴とする容量可変型圧縮機。