JP2005048670A - 可変容量コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】 クランク室と吸入室とを連通する抽気通路を、その入口部がクランク室に直接臨むように駆動軸内に設けた可変容量コンプレッサにおいて、低負荷時に所望の吐出容量が得られるようにする。
【解決手段】 駆動軸１０の外周面上に軸方向に摺動可能に取り付けられると共に斜板２６が傾動可能に取り付けられた摺動部材２２が低負荷時に抽気通路３１の入口部３６の開口３６ａを閉塞するように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用空調装置の冷凍サイクルに介装されて冷媒ガスの圧縮に用いられる可変容量コンプレッサに関する。

この種のコンプレッサは、クランク室内の摺動部品に潤滑性を与えるための潤滑オイルを貯留しているが、この潤滑オイルがクランク室と吸入室とを連通する抽気通路を介して吸入室へ流出するという問題がある。そこで、本願出願人は、先に、抽気通路を入口部がクランク室に直接臨むように駆動軸内に設けた可変容量コンプレッサを提案した（特願２００２−０７８７３０）。

しかしながら、このコンプレッサでは、低負荷時にクランク室と吸入室とが連通していると、クランク室圧力が所定の圧力よりも低くなってピストン背面にかかる圧力が不足し、斜板の傾斜角度が小さくなって吐出容量が大きくなってしまうことがある。その結果、条件によっては、エバポレータの表面に付着した凝縮水が凍結し、除湿量が低下して窓曇りが生じたり、焦げ臭の様な異臭が生じる恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路を、その入口部がクランク室に直接臨むように駆動軸内に設けた可変容量コンプレッサにおいて、低負荷時に所望の吐出容量が得られるようにすることにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、シリンダボア３を有するシリンダブロック２と、このシリンダブロック２の前端面に接合されてクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面に接合されて吸入室７及び吐出室８を形成するリアハウジング６と、シリンダボア３に前後に往復動可能に収容されたピストン２９と、クランク室５内に前後に延びると共に軸線まわりに回転可能に支持された駆動軸１０と、この駆動軸１０の外周面上に前後に往復傾動可能に装着され駆動軸１０の回転をピストン２９の往復動に変換する斜板２６と、クランク室５と吸入室７とを連通すると共に入口部３６がクランク室５に臨むように駆動軸１０内に設けられた抽気通路３１とを備え、吸入室７からシリンダボア３内に吸入した冷媒ガスをピストン２９で圧縮して吐出室８に吐出すると共に、ピストン２９の背面に作用するクランク室圧力と前面に作用するボア内圧力との差圧により斜板２６の傾きを変更してピストン２９の往復ストロークを変更することにより吐出容量を調節するようにした可変容量コンプレッサであって、低負荷時に抽気通路３１を閉塞する閉塞手段２２を備えたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量コンプレッサであって、閉塞手段２２は、駆動軸１０の外周面に軸方向に摺動可能に取り付けられると共に斜板２６が傾動可能に取り付けられた摺動部材であることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の可変容量コンプレッサであって、摺動部材２２は、リターンバネ３８により斜板２６の駆動軸１０に対する傾斜角度が小さくなる方向に付勢されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、低負荷時には閉塞手段２２が抽気通路３１を閉塞するようにしたことで、クランク室５の圧力が所定の圧力に保たれてピストン２９の背面に必要な圧力が作用するため、斜板２６が後方側へ傾くことがない。したがって、所望の吐出容量を得ることができ、エバポレータの表面に付着した凝縮水が凍結して窓曇りが生じたり、焦げ臭の様な異臭が生じることがない。

請求項２記載の発明によれば、摺動部材２２が閉塞手段を兼ねるようにしたことで、部品点数や製造コストの低減を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、ディストローク状態からストローク制御状態に移行する際に摺動部材２２が入口部３６を開放する方向にスムーズに移動することができるため、低負荷時以外においても所望の吐出容量が得られ易くなる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態である可変容量コンプレッサの断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は実施形態の動作説明図である。

図１、２に示すように、この可変容量コンプレッサ１は、複数のシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、このシリンダブロック２の前端面に接合されてシリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して接合されて吸入室７及び吐出室８を形成するリアハウジング６とを備えている。

これらシリンダブロック２とフロントハウジング４とリアハウジング６とは、シリンダブロック２に設けられた複数の図示せぬスルーボルト貫通孔を通じて複数のスルーボルトＢによって締結固定されている。バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する図示せぬ吸入孔と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２とを備えている。

バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔を開閉する図示せぬリード弁を有する金属製の吸入板１３が設けられ、一方、バルブプレート９のリアハウジング６側には、吐出孔１２を開閉する図示せぬリード弁を有する金属製の吐出板１４と、この吐出板１４を保持すると共にそのリード弁の開限を規制するリテーナ１５とが設けられている。

これらバルブプレート９と吐出板１４とリテーナ１５とは、リベットＲによって締結固定されて一体となっている。そして、バルブプレート９とリアハウジング６との間にはガスケット１６が介在し、吸入室７と吐出室８の密閉性を保持している。また、バルブプレート９の外周にはＯリングが介在し、コンプレッサ１外への冷媒の漏れを防止している。

シリンダブロック２及びフロントハウジング４の中心部には、ベアリング１７、１８を介して駆動軸１０を前後に延びると共に軸線まわりに回転可能に支持するシャフト支持孔１９、２０が設けられている。

クランク室５内には、駆動軸１０の外周面上に固設したドライブプレート２１と、駆動軸１０の外周面に摺動可能に嵌装した閉塞手段としてのスリーブ状の摺動部材２２にピン２３により揺動可能に連結したジャーナル２４と、このジャーナル２４のボス部２５に固定した斜板２６とが設けられている。

なお摺動部材２２は、ディストロークバネ３７により駆動軸１０に対して後方側、すなわち斜板２６の駆動軸１０に対する傾斜角度が大きくなる方向へ付勢され、リターンバネ３８により駆動軸１０に対して前方側、すなわち斜板２６の駆動軸１０に対する傾斜角度が小さくなる方向へ付勢されている。

ドライブプレート２１とジャーナル２４は、そのヒンジアーム２１ｈ、２４ｈを弧状の長孔２７とピン２８とを介して連結されており、斜板２６の揺動を規制している。各シリンダボア３に収容されたピストン２９は、斜板２６を挟んだ一対のシュー３０を介して斜板２６に連結されていて、駆動軸１０の回転運動を原動力として往復動する。コンプレッサ１の基本性能は、このピストン２９の往復動により、吸入室７→バルブプレート９の吸入孔→シリンダボア３内へと吸入した冷媒を圧縮し、シリンダボア３→バルブプレート９の吐出孔１２→吐出室８へと吐出するものである。

そして、この吐出容量を可変とするために、クランク室５と吸入室７とを連通する抽気通路３１（図１中矢示）と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路３２（図１中矢示）と、給気通路３２を開閉する圧力制御手段３３とから成る圧力制御機構が設けられている。抽気通路３１は、クランク室５内の冷媒ガス圧力に応じてクランク室５内の冷媒ガスを吸入室７へ帰還させるものである。

給気通路３２は、圧力制御手段３３により開閉されて吐出室８からクランク室５に向けて流れる冷媒ガス量を制御することでクランク室５の圧力を調節し、斜板２６の傾斜角を変化させることでピストンストロークを変化させてコンプレッサ１の吐出容量を変化させるものである。

より具体的には、圧力制御手段３３は、低負荷時におけるエバポレータの凍結を避けるため、コンプレッサ１に帰還する冷媒の吸入圧に応じてコンプレッサ１の吐出容量を変化させてコンプレッサ１に帰還する冷媒の吸入圧を一定に保つように給気通路３２を開閉制御している。

ここで抽気通路３１は、駆動軸１０に設けられた抽気孔１０ｓと、シリンダブロック２に設けられたシャフト支持孔１９と、バルブプレート９に設けられた抽気孔９ｓと、これらシャフト支持孔１９と抽気孔９ｓを連通するシリンダブロック２の後端面に設けられた抽気溝２ｓとから成っている。なお、この例の抽気溝２ｓは、抽気通路３１の途中で通路３１の通路断面積を絞る固定絞り部（オリフィス）を構成している。

そして、駆動軸１０内に設けられた抽気孔１０ｓは、駆動軸１０の軸線に沿って設けられた軸方向通路３５と、この軸方向通路３５の一端から駆動軸１０の径方向に延びると共にクランク室５に直接臨むように開口した入口部としての径方向通路３６とから構成されている。なお、図３に示すように、径方向通路３６の開口３６ａ（図３参照）は、最小吐出容量時に摺動部材２２により閉塞される位置に形成されている。

このように構成されたコンプレッサ１では、吸入室７からシリンダボア３内に吸入した冷媒ガスをピストン２９で圧縮して吐出室８に吐出する。吐出容量の調節は、ピストン２９の背面に作用するクランク室圧力と前面に作用するボア内圧力との差圧により斜板２６の傾きを変更してピストン２９の往復ストロークを変更することにより行われる。

そして、最小吐出容量時には摺動部材２２が図１に示す位置よりも後方へ移動して径方向通路３６の開口３６ａを閉塞する。これによって、クランク室圧力が所定の圧力に保たれてピストン背面に必要な圧力が作用するため、斜板２６が後方側へ傾くことがなく、最小吐出容量を確保することができる。したがって、エバポレータの表面に付着した凝縮水が凍結して窓曇りが生じたり、焦げ臭の様な異臭が生じることはない。

また、本実施形態では、斜板２６を支持する摺動部材２２が抽気通路３１の開口３６ａを閉塞する閉塞手段を兼ねているため、部品点数や製造コストの増加をもたらすことないという利点がある。

さらに、本実施形態では、摺動部材２２がリターンバネ３８により駆動軸１０に対して前方、すなわち斜板２６の駆動軸１０に対する傾斜角度が小さくなる方向に付勢されているため、ディストローク状態からストローク制御状態へ移行するとき、摺動部材２２がスムーズに開口３６ａを開放する方向に移動することができるため、最小吐出容量時以外でも所望の吐出容量が得られ易くなるという利点がある。

なお、本実施形態では、最小吐出容量時に抽気通路を閉塞するようにしているが、最小吐出容量時以外であっても、上記問題点が生じる恐れのある低負荷時において、抽気通路を閉塞するようにしてもよい。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の変更を施すことができる。

本発明の一実施形態である可変容量コンプレッサの断面図。 図１の要部拡大図。 実施形態の動作説明図。

符号の説明

２ シリンダブロック
３ シリンダボア
５ クランク室
６ リアハウジング
７ 吸入室
８ 吐出室
１０ 駆動軸
２２ 摺動部材（閉塞手段）
２６ 斜板
２９ ピストン
３１ 抽気通路
３６ 入口部

Claims (3)

1. シリンダボア（３）を有するシリンダブロック（２）と、このシリンダブロック（２）の前端面に接合されてクランク室（５）を形成するフロントハウジング（４）と、シリンダブロック（２）の後端面に接合されて吸入室（７）及び吐出室（８）を形成するリアハウジング（６）と、シリンダボア（３）に前後に往復動可能に収容されたピストン（２９）と、クランク室（５）内に前後に延びると共に軸線まわりに回転可能に支持された駆動軸（１０）と、この駆動軸（１０）の外周面上に前後に往復傾動可能に装着され駆動軸（１０）の回転をピストン（２９）の往復動に変換する斜板（２６）と、クランク室（５）と吸入室（７）とを連通すると共に入口部（３６）がクランク室（５）に臨むように駆動軸（１０）内に設けられた抽気通路（３１）とを備え、吸入室（７）からシリンダボア（３）内に吸入した冷媒ガスをピストン（２９）で圧縮して吐出室（８）に吐出すると共に、ピストン（２９）の背面に作用するクランク室圧力と前面に作用するボア内圧力との差圧により斜板（２６）の傾きを変更してピストン（２９）の往復ストロークを変更することにより吐出容量を調節するようにした可変容量コンプレッサであって、低負荷時に抽気通路（３１）を閉塞する閉塞手段（２２）を備えたことを特徴とする可変容量コンプレッサ。
2. 閉塞手段（２２）は、駆動軸（１０）の外周面に軸方向に摺動可能に取り付けられると共に斜板（２６）が傾動可能に取り付けられた摺動部材であることを特徴とする請求項１記載の可変容量コンプレッサ。
3. 摺動部材（２２）は、リターンバネ（３８）により斜板（２６）の駆動軸（１０）に対する傾斜角度が小さくなる方向に付勢されていることを特徴とする請求項２記載の可変容量コンプレッサ。
   

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