JP2010168959A - 可変容量圧縮機及びその斜板最小傾角設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板の傾角が最小傾角にあるときに、斜板の回転運動に起因するモーメントが傾角増大方向または傾角減少方向にほとんど作用しない状態を実現できる可変容量圧縮機及びその斜板最小傾角設定方法を提供する。
【解決手段】斜板の慣性乗積を、斜板の傾角（θ）が所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、かつ所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定するとともに、斜板を所定の傾角（θｓ）未満の傾角まで駆動軸に対して傾角変化可能に構成しつつ、斜板の最小傾角（θmin）が所定の傾角（θｓ）となるように、斜板の傾角変化を規制することを特徴とする斜板最小傾角設定方法、及び、その最小傾角に設定された可変容量圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は、斜板式の可変容量圧縮機とその斜板の最小傾角設定方法に関し、とくに、車両空調装置用の圧縮機として好適な可変容量圧縮機及びその斜板最小傾角設定方法に関する。

斜板式可変容量圧縮機の斜板の傾角に関する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１には、斜板の慣性乗積について記載されており、斜板の傾角が小さい場合には回転運動のモーメントが傾角増大方向に作用し、斜板の傾角が大きい場合には回転運動のモーメントが傾角減少方向に作用するように斜板が設計されている。

特開２０００−２１８０号公報

ところが、上記特許文献１に記載の技術では、以下のような問題を生じるおそれがある。すなわち、斜板の回転運動（遠心力）に起因するモーメントは、斜板の回転数の２乗、つまり圧縮機の回転数の２乗に比例する。例えば、圧縮機の駆動源として車両のエンジンが使用され、車両のアイドリング状態（例えばエンジン回転数で５００〜８００ｒｐｍ）では、斜板の回転運動に起因するモーメントは極めて小さくほとんど無視できるとしても、中、高回転数領域では上記の如く回転数の２乗で効いてくるから無視できないほど大きな値となる。

上記特許文献１に開示されている圧縮機では、圧縮機を作動させていない状態（ＯＦＦ運転）では、斜板の傾角が小さく、斜板の回転運動に起因するモーメントが傾角増大方向に作用しているため、例えば、高回転数領域では、アイドリング状態に比べ、圧縮機の消費動力が増大するという問題がある。

また、斜板の回転運動に起因するモーメントが傾角増大方向に作用しているため、例えばＯＦＦ運転から圧縮機を作動（ＯＮ）させようとした場合、高回転数領域では、アイドリング状態に比べ、圧縮機の起動トルクが急激に増大し易く、これによるトルクショックが無視できないことになる。これはエンジン回転数制御に少なからず影響し、エンジン回転数制御が不安定となる恐れがある。

上記のような問題を改善するためには、斜板の回転運動に起因するモーメントをゼロまたは傾角減少方向に作用させることが考えられるが、傾角減少方向にモーメントが作用した場合、高回転数領域で圧縮機を作動（ＯＮ）できない、つまり容量復帰できなくなる恐れがある。したがって、理想的には狙いを斜板の回転運動に起因するモーメントがゼロとなる状態にすることであるが、斜板の寸法上のばらつきがあるため、現実的にはゼロとすることは困難である。

そこで本発明の課題は、斜板の傾角が最小傾角にあるときに、斜板の回転運動に起因するモーメントが傾角増大方向または傾角減少方向にほとんど作用しない状態を実現できる可変容量圧縮機及びその斜板最小傾角設定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法は、内部に吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、シリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に同期回転可能に固定されたロータと、ロータと連結する案内機構を介して駆動軸に対し傾角変化可能でかつ同期回転可能に連結される斜板と、斜板の回転をピストンの往復動に変換する変換機構と、クランク室の圧力を調整する容量制御弁とを具備し、容量制御弁の開度調整によりクランク室の圧力を変化させ、斜板の傾角を変更してピストンのストロークを調整し、吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に排出する可変容量圧縮機の斜板の最小傾角の設定方法であって、
斜板の慣性乗積を、斜板の傾角（θ）が所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、かつ前記所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定するとともに、
斜板を前記所定の傾角（θｓ）未満の傾角まで駆動軸に対して傾角変化可能に構成しつつ、斜板の最小傾角（θmin）が前記所定の傾角（θｓ）となるように、斜板の傾角変化を規制することを特徴とする方法からなる。

このような本発明に係る可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法においては、斜板の最小傾角（θmin）が所定の傾角（θｓ）となるように斜板の傾角変化が規制されるので、斜板が最小傾角（θmin）にあるときにおいては、斜板の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しなくなり、最小傾角（θmin）において高回転数領域での圧縮機の消費動力の増大が抑制される。また、圧縮機は斜板の傾角が小さい状態にて起動されるので、圧縮機の起動特性が回転数によらず安定化する。

また、上記本発明に係る斜板最小傾角設定方法においては、上記所定の傾角（θｓ）は例えば次のように設定される。すなわち、駆動軸、ロータ及び斜板の連結体を駆動軸の軸心を中心に予め定めた所定の回転数で回転させ、斜板が傾角変化可能な範囲の中で傾角に関して静止する位置を上記所定の傾角（θｓ）として設定することができる。このようにすれば、駆動軸、ロータ及び斜板の連結体の実際の部品に基づいて、傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントがほとんど作用しない所定の傾角（θs）を確実に設定できるようになる。

また、上記斜板最小傾角設定方法においては、斜板の最小傾角（θmin）が上記所定の傾角（θｓ）となるように、最小傾角規制手段により斜板の傾角変化を、機械的に規制することができる。機械的な規制手段による規制であるから、設定された最小傾角（θmin）に確実に斜板を位置決めできるようになる。

また、上記斜板最小傾角設定方法においては、上記可変容量圧縮機がクラッチレスの圧縮機からなる場合、上記所定の傾角（θｓ）を、斜板が駆動軸に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、０°近傍に設定することが好ましい。斜板の傾角が０°近傍では圧縮機回転に伴う消費動力は少なくて済むから、圧縮機を作動させていない状態（ＯＦＦ運転）での微小な斜板の傾角において、最小傾角（θmin）が多少ばらついたとしても、圧縮機の消費動力の増大が抑制される。

このような本発明に係る可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法は、とくに、可変容量圧縮機が車両空調装置用の圧縮機からなる場合に好適なものであり、本発明の適用により、エンジン等の圧縮機駆動源の消費動力の増大が適切に抑制されることになる。

本発明に係る可変容量圧縮機は、内部に吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、シリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に同期回転可能に固定されたロータと、ロータと連結する案内機構を介して駆動軸に対し傾角変化可能でかつ同期回転可能に連結される斜板と、斜板の回転をピストンの往復動に変換する変換機構と、クランク室の圧力を調整する容量制御弁とを具備し、容量制御弁の開度調整によりクランク室の圧力を変化させ、斜板の傾角を変更してピストンのストロークを調整し、吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に排出する可変容量圧縮機において、
斜板の慣性乗積が、斜板の傾角（θ）が所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、かつ前記所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定されており、
斜板が前記所定の傾角（θｓ）未満の傾角まで駆動軸に対して傾角変化可能に構成されているとともに、斜板の最小傾角（θmin）が前記所定の傾角（θｓ）となるように、斜板の傾角変化を規制する斜板の最小傾角規制手段を有することを特徴とするものからなる。この最小傾角規制手段により、斜板の最小傾角（θmin）が確実に上記所定の傾角（θｓ）に設定され、この最小傾角の状態では、斜板の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しなくなるので、高回転数領域での圧縮機の消費動力の増大が抑制される。また、圧縮機は斜板の傾角が小さい状態にて起動され、この傾角の小さい状態では斜板の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しなくなるので、圧縮機の起動特性が回転数によらず安定化する。

この可変容量圧縮機においては、上記所定の傾角（θｓ）は、前述したように、駆動軸、ロータ及び斜板の連結体を駆動軸の軸心を中心に予め定めた所定の回転数で回転させたとき、斜板が傾角変化可能な範囲の中で傾角に関して静止する位置として設定されることができる。

また、上記最小傾角規制手段としては、駆動軸上に設けられ、斜板または斜板の支持体に当接して斜板の駆動軸の軸心に沿う方向の移動を規制する手段からなる構成を採ることができる。すなわち、後述の実施の形態にも示すように、斜板は、その傾角が変更される際に、同時に駆動軸の軸心に沿う方向に移動されるので、この軸方向の移動が規制されることにより、斜板の傾角変化も規制され、その規制を介して、斜板の最小傾角（θmin）が上記所定の傾角（θｓ）に設定される。

さらに、上記可変容量圧縮機がクラッチレスの圧縮機からなる場合、上記所定の傾角（θｓ）が、斜板が駆動軸に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、０°近傍に設定されていることが好ましい。これにより、前述の如く、圧縮機を作動させていない状態（ＯＦＦ運転）での微小な斜板の傾角において、最小傾角（θmin）が多少ばらついたとしても、圧縮機の消費動力の増大が抑制される。

このような本発明に係る可変容量圧縮機は、とくに、車両空調装置用の圧縮機からなる場合に好適なものである。

本発明に係る可変容量圧縮機及びその斜板最小傾角設定方法によれば、斜板の最小傾角（θmin）が所定の傾角（θｓ）となるように斜板の傾角変化を規制し、その規制を介して、斜板が傾角が最小傾角にあるときには、斜板の回転運動に起因するモーメントが傾角増大方向または傾角減少方向にほとんど作用しない状態を実現でき、とくに高回転数領域での圧縮機の消費動力の増大を抑制することができる。また、斜板の傾角が小さい状態にあるときからの圧縮機の起動特性を回転数によらず安定化することができる。

本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機およびその容量を制御するための容量制御弁の縦断面図である。 図１の可変容量圧縮機における駆動軸、ロータ及び斜板の連結体部分の縦断面図である。 図２の連結体の部分拡大断面図である。 図１の可変容量圧縮機における傾角減少バネと傾角増大バネの合力と斜板の傾角との関係図である。 図２の連結体部分から傾角減少バネ、傾角増大バネ及びストッパを除いた場合の縦断面図である。 斜板の慣性乗積を示す特性図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る可変容量斜板式圧縮機１００を示しており、とくに車両用空調装置の冷凍回路内に設けられる圧縮機を示している。図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１００はクラッチレス圧縮機であって、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、バルブプレート１０３を介してシリンダブロック１０１の他端に設けられたリアハウジング１０４とを備えている。

シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されるクランク室１０５内を横断して、駆動軸１０６が配設されている。駆動軸１０６は斜板１０７に挿通されている。斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部材１０９を介して結合し、駆動軸１０６により傾角可変に支持されている。ロータ１０８と斜板１０７との間に、斜板１０７を最小傾角へ向けて付勢する傾角減少バネ１１０が配設されている。斜板１０７を挟んで傾角減少バネ１１０とは反対側に、最小傾角状態にある斜板１０７を傾角増大方向へ付勢する傾角増大バネ１１１が配設されている。

駆動軸１０６の一端はフロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してフロントハウジング１０２外まで延在しており、電磁クラッチを介することなく、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジン等の駆動源に直結されている。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間には軸封装置１１２が配設されている。駆動軸１０６は、ベアリング１１３、１１４、１１５、１１６によりラジアル方向及びスラスト方向に支持されている。

シリンダボア１０１ａ内にピストン１１７が配設され、ピストン１１７の一端部の窪み１１７ａ内に収容された一対のシュー１１８が斜板１０７の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸１０６の回転は、斜板１０７とシュー１１８とを介してピストン１１７の往復動に変換される。

リアハウジング１０４には、吸入室１１９と吐出室１２０とが形成されている。吸入室１１９は、バルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ａ（吸入孔）と図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１２０は図示しない吐出弁とバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ｂ（吐出孔）とを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吸入室１１９は吸入ポート１０４ａを介して図示しない車両空調装置の蒸発器に接続している。

フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は、協働して、駆動軸１０６、ロータ１０８、連結部１０９、斜板１０７、シュー１１８、ピストン１１７、シリンダボア１０１ａ、吸入弁、吐出弁等で形成される圧縮機構を収容するハウジングを形成している。

シリンダブロック１０１の外側には、本実施態様ではマフラ１２１が配設されている。マフラ１２１は、シリンダブロック１０１とは別体の有底筒状の蓋部材１２２を、シリンダブロック１０１の外面に立設した筒状壁１０１ｂにシール部材を介して接合することにより、形成されている。蓋部材１２２には、吐出ポート１２２ａが形成されている。吐出ポート１２２ａは図示しない車両空調装置の凝縮器に接続している。

マフラ１２１を吐出室１２０に連通させる連通路１２３が、シリンダブロック１０１とバルブプレート１０３とリアハウジング１０４とにわたって形成されている。マフラ１２１と連通路１２３とは、吐出室１２０と吐出ポート１２２ａとの間に延在する吐出通路を形成しており、マフラ１２１は該吐出通路の途中に配設された拡張空間（マフラ空間）を形成している。マフラ１２１の入口を開閉する逆止弁２００が、マフラ１２１内に配設されている。

フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は図示しないガスケットを介して隣接し、複数の通しボルト１３０を用いて一体に組付けられている。

リアハウジング１０４には容量制御弁３００が取り付けられている。容量制御弁３００は、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２４の開度を調整し、クランク室１０５への吐出冷媒ガスの導入量を制御する。クランク室１０５内の冷媒ガスは、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との間の隙間と、シリンダブロック１０１に形成された空間１２５と、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス孔１０３ｃとを介して吸入室１１９へ流入する。

容量制御弁３００により、クランク室１０５の内圧を可変制御して、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。容量制御弁３００は、外部信号に基づいて内蔵するソレノイド３０１への通電量を調整し、連通路１２６を介して容量制御弁３００の感圧室に導入される吸入室１１９の内圧が所定値になるように、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御し、また内蔵するソレノイド３０１への通電をＯＦＦとすることにより連通路１２４を強制開放して、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を最小に制御する。容量制御弁３００は、外部環境に応じて、吸入圧力を最適制御することができる。

次に、駆動軸、ロータ及び斜板の連結体について説明する。図２に可変容量斜板式圧縮機１００の、駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００を示す。

斜板１０７は、円環状の斜板体１０７ａと、駆動軸１０６を挿通し、駆動軸１０６に対して摺動可能に支持される支持孔１０７ｂ１、バランスウエイト１０７ｂ２及びアーム１０７ｂ３が形成された斜板体１０７ｂと、斜板体１０７ａと斜板体１０７ｂとを結合固定するリベット１０７ｃから構成されている。

ロータ１０８は、駆動軸１０６に固定される本体部１０８ａと、アーム１０８ｂから構成されており、アーム１０８ｂとアーム１０７ｂ３が連結部材１０９を介して連結されることにより、斜板１０７は駆動軸１０６に対して同期回転可能でかつ傾角変化可能となっている。

ロータ本体部１０８ａと斜板体１０７ｂとの間には傾角減少バネ１１０が配設されており、斜板１０７を挟んで傾角減少バネ１１０の反対側には傾角増大バネ１１１が配設されており、傾角増大バネ１１１の一端は最小傾角規制手段としてのストッパ１５０に当接支持されている。

図３に示すように、ストッパ１５０は駆動軸１０６を内挿し、傾角増大バネ１１１を収容するようにほぼ円筒形状に形成されており、斜板１０７と当接する先端部１５０ａと、内側に傾角増大バネ１１１の一端を当接支持する支持部１５０ｂと、ストッパ１５０を駆動軸１０６に形成された環状溝１０６ａに固定するための固定部１５０ｃから構成されている。

斜板１０７の最大傾角（θmax）は、斜板体１０７ｂがロータ１０８の本体部１０８ａに当接することにより規定される。また、斜板１０７の最小傾角（θmin）は、斜板体１０７ｂがストッパ１５０の先端部１５０ａに当接することにより機械的に規定されるようになっている。したがって、斜板１０７は最大傾角（θmax）と最小傾角（θmin）の範囲で傾角変位可能となっている。

この斜板１０７の最大傾角（θmax）と最小傾角（θmin）の範囲において、傾角減少バネ１１０と傾角増大バネ１１１の付勢力の合力は、例えば図４に示すような特性となっており、両バネの付勢力がバランスする傾角（θａ）は、傾角増大バネ１１１が無くてもピストンの往復動作によって容量復帰可能な角度に設定されている。

次に、上記斜板１０７の最小傾角設定方法について説明する。
図５は、図２から傾角減少バネ１１０、傾角増大バネ１１１及びストッパ１５０を除いて示したものである。図５の状態、つまりストッパ１５０が無い状態において、斜板体１０７ａが駆動軸１０６に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、斜板１０７は０°まで傾角変位可能な状態にある。

また、斜板１０７の慣性乗積は、図６に示すように、斜板の傾角（θ）が、所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板１０７を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板１０７を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定されている。

所定の傾角（θｓ）は、斜板１０７の形状と重量分布から、予め求めておくことができる。ここで所定の傾角（θｓ）の狙いは０°近傍に設定されている（例えば０．１〜１°の範囲内の角度）。この所定の傾角（θｓ）を斜板の最小傾角（θmin）として設定する。

駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００にストッパ１５０を位置決め固定する組立工程において、斜板１０７の傾角（θ）が、この設定された最小傾角（θmiｎ）となるようにストッパ１５０の先端部１５０ａを位置決めしてストッパ１５０を駆動軸１０６に固定する。すなわち、斜板１０７の最小傾角（θmin）が上記所定の傾角（θｓ）となるように、斜板１０７の傾角を機械的に規制するストッパ１５０により、斜板１０７の最小傾角（θmin）が設定される。

この方法によれば、所定の傾角（θｓ）に基づいて最小傾角（θmiｎ）が設定されるため、最小傾角（θmin）において斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しなくなる。

ただし現実的には寸法上のばらつきがあるため、所定の傾角（θｓ）は部品毎に多少異なる。つまり、駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００の個体毎に所定の傾角（θｓ）にばらつきが生じる。この個体毎の所定の傾角（θｓ）を求めるため、駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００を駆動軸１０６の軸心を中心に所定の回転数で回転させてもよい。

図６から、駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００を駆動軸１０６の軸心を中心に所定の回転数で回転させれば、斜板１０７の傾角（θ）が、所定の傾角（θｓ）未満の領域にあれば斜板１０７は傾角増大方向に変位して所定の傾角（θｓ）で静止し、また斜板１０７の傾角（θ）が、所定の傾角（θｓ）より大きい領域にあれば斜板１０７は傾角減少方向に変位して所定の傾角（θｓ）で静止することが分かる。つまり、斜板１０７の傾角（θ）がどの位置にあっても、所定の回転数で回転させれば、所定の傾角（θｓ）で斜板１０７は静止する。

例えば、図５の駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００を専用の試験装置にセットし、実際に駆動軸１０６を回転させ、斜板１０７が静止している傾角（又はこれに相当する基準からの位置）を計測し、これを駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００の個体毎に行えば、それぞれの連結体４００に対応した所定の傾角（θｓ１、θｓ２、θｓ３、…θｓｎ）が設定できる。個体数ｎから統計的に所定の傾角（θｓ）の分布を求め、その中央値を斜板の最小傾角（θmin）として設定する。

駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００にストッパ１５０を位置決め固定する組立工程において、斜板１０７の傾角（θ）が、この設定された最小傾角（θmiｎ）となるようにストッパ１５０の先端部１５０ａを位置決めしてストッパ１５０を駆動軸１０６に固定する。これによれば所定の傾角（θｓ）は部品毎の実体を反映して設定され、所定の傾角（θｓ）に基づいて最小傾角（θmiｎ）が設定されるため、最小傾角（θmin）において斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しないか、作用してもその程度は小さく、最小傾角（θmin）からの起動速度が回転数によらず安定化できる。例えば製造ロット毎に前述のような最小傾角設定方法で斜板１０７の最小傾角を設定すれば良い。

また、製造するすべての駆動軸１０６、ロータ１０８及び斜板１０７の連結体４００について、実際に駆動軸１０６を回転させて斜板１０７の最小傾角（θmin）を設定すれば、最小傾角においては個体差に関係無く、斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用せず、最小傾角（θmin）からの起動速度が回転数によらずさらに安定化できる。

なお、所定の傾角（θｓ）に合わせて最小傾角（θmiｎ）を設定調整することになるため、個体によって最小傾角（θmiｎ）がばらつくが、所定の傾角（θｓ）の狙いは０°近傍であるためその影響は小さい。

また、図５は傾角減少バネ１１０、傾角増大バネ１１１及びストッパ１５０を除いたものであるが、図５に傾角減少バネ１１０を装着した状態でも、装置側で傾角減少バネ１１０を収縮させておけば斜板をフリー状態にすることができ、前述の試験装置で斜板の最小傾角（θmin）を設定できる。

可変容量斜板式圧縮機１００の動作は以下のようになる。車両エンジン作動状態で空調装置非作動とすると、可変容量圧縮機１００の容量制御弁３００のソレノイド３０１へは電流は流れず、弁体が強制開放されて最大開度になり、吐出ガスが常時クランク室１０５に導入されて吐出容量は最小となっている（ＯＦＦ運転）。なお、ＯＦＦ運転時の斜板１０７の傾角は、最小傾角（θmin）または最小傾角（θmin）より僅かに大きな傾角となっている。このとき斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用していないため、回転数を上昇させて高回転数領域としても消費動力の増大が抑制される。

この時逆止弁２００は常時閉じるようにバネの付勢力が設定されており、その結果空調システム側への冷媒循環は遮断される。したがって、最小の吐出容量で吐出室１２０に吐出された冷媒は容量制御弁３００を含む吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２４を経てクランク室１０５に流入し、さらにクランク室１０５から、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との隙間を抜け、空間１２５、固定オリフィス１０３ｃを介して吸入室１１９に戻り、再びシリンダボア１０１ａに吸入されて圧縮される内部循環回路を循環している。

空調装置を作動（ＯＮ）させると、容量制御弁３００のソレノイド３０１へ所定の電流が流れ、吐出室１２０とクランク室１０５の連通路１２４が遮断されるため、クランク室１０５の圧力が低下して吸入室１１９の圧力と同等となり、斜板１０７の傾角が増大し、ピストンストロークが増大する。このとき斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用していないため、斜板１０７の傾角の増大は主として傾角増大バネ１１１の付勢力に支配される。したがって、高回転数領域から圧縮機を作動（ＯＮ）しても可変容量圧縮機１００の起動トルクが急上昇せず、ソフトで確実な起動が可能となる。

ほぼ同時に吐出室１２０の圧力が高まり、逆止弁２００の弁体の前後差圧が所定値を超えると逆止弁２００が開弁して、圧縮冷媒が空調システム側に流れる。可変容量圧縮機１００が作動している場合、制御装置は、容量制御弁３００のソレノイド３０１へ所定の電流を通電し、所定の吸入圧力を維持するように圧縮機１００の吐出容量が制御される。

上記のような構造においては、例えば、支持孔１０７ｂ１の一部に斜板１０７の最小傾角を規制可能な最小傾角規制部を設け、これに駆動軸１０６を当接させて斜板１０７の最小傾角を規制する方法において、斜板１０７の試験用サンプルにおいて、上述したような連結体４００を所定回転数で回転させる最小傾角規制方法によって最小傾角（θmin）を設定し、設定された最小傾角（θmin）に基づいて、実際に製造する斜板の支持孔１０７ｂ１の最小傾角規制部を加工することができる。これによれば、所定の傾角（θｓ）に基づいて最小傾角（θmiｎ）が設定されるため、最小傾角（θmin）において斜板１０７の回転による傾角増大方向または傾角減少方向のモーメントはほとんど作用しないか、作用してもその程度は小さく、最小傾角（θmin）からの起動速度が回転数によらず安定化できるとともに、最小傾角規制手段を別途設ける必要が無く、構造が簡素化できる。

また、前述の実施態様では、斜板１０７は０°まで傾角変化可能な状態にあるとしているが、負の角度まで変化可能な構造としてもよい。

また、前述の実施態様で示した可変容量圧縮機１００（クラッチレス圧縮機）では傾角減少バネ、傾角増大バネ両方を使用しているが、例えばピストンの圧縮反力により容量復帰可能となるように最小傾角を多少増大させれば、傾角増大バネは無くてもよい。

また、前述の実施態様ではクラッチレス圧縮機としたが、電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機としてもよい。この場合、前述の実施態様で示した傾角減少バネ、傾角増大バネ両方が無くても特に本案の趣旨を逸脱するものではない。

また、ロータと斜板とを連結する案内機構は前述の実施態様に示したものには限定されない。例えばいわゆるリンク機構（例えば、特開２００２−１８８５６５号公報に示されているようなリンク機構）であってもよい。

また、前述の実施態様では斜板が駆動軸に直接支持された構造であるが、駆動軸に滑動可能に嵌装された斜板支持体（スリーブ）に支持される斜板構造であってもよい。

さらに、最小傾角規制手段は前述の実施態様で示したものに限定されない。例えば止め輪を駆動軸に固定し、止め輪と斜板との間に駆動軸を内挿する環状部材を配置して、環状部材の高さを調整して最小傾角を規制してもよい。

本発明に係る可変容量圧縮機は、傾角可変の斜板を有するあらゆる圧縮機に適用可能であり、とくに、車両用空調装置に用いられる可変容量圧縮機として好適なものである。

１００ 可変容量圧縮機
１０１ シリンダブロック
１０１ａ シリンダボア
１０２ フロントハウジング
１０３ バルブプレート
１０４ リアハウジング
１０５ クランク室
１０６ 駆動軸
１０６ａ 環状溝
１０７ 斜板
１０７ｂ、１０７ａ、１０７ｂ 斜板体
１０７ｂ１ 支持孔
１０７ｂ２ バランスウエイト１０７ｂ２
１０７ｂ３ アーム
１０７ｃ リベット
１０８ ロータ
１０８ａ ロータ本体部
１０８ｂ アーム１０８
１０９ 連結部材
１１０ 傾角減少バネ
１１１ 傾角増大バネ
１１７ ピストン
１１８ シュー
１１９ 吸入室
１２０ 吐出室
１２１ マフラ
１２２ 蓋部材
１２３ 連通路
１３０ 通しボルト
１５０ 最小傾角規制手段としてのストッパ
１５０ａ 先端部
１５０ｂ 支持部
１５０ｃ 固定部
２００ 逆止弁
３００ 容量制御弁
３０１ ソレノイド
４００ 連結体

Claims (10)

1. 内部に吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、シリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に同期回転可能に固定されたロータと、ロータと連結する案内機構を介して駆動軸に対し傾角変化可能でかつ同期回転可能に連結される斜板と、斜板の回転をピストンの往復動に変換する変換機構と、クランク室の圧力を調整する容量制御弁とを具備し、容量制御弁の開度調整によりクランク室の圧力を変化させ、斜板の傾角を変更してピストンのストロークを調整し、吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に排出する可変容量圧縮機の斜板の最小傾角の設定方法であって、
   斜板の慣性乗積を、斜板の傾角（θ）が所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、かつ前記所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定するとともに、
   斜板を前記所定の傾角（θｓ）未満の傾角まで駆動軸に対して傾角変化可能に構成しつつ、斜板の最小傾角（θmin）が前記所定の傾角（θｓ）となるように、斜板の傾角変化を規制することを特徴とする、可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法。
2. 駆動軸、ロータ及び斜板の連結体を駆動軸の軸心を中心に予め定めた所定の回転数で回転させ、斜板が傾角変化可能な範囲の中で傾角に関して静止する位置を前記所定の傾角（θｓ）として設定する、請求項１に記載の可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法。
3. 斜板の最小傾角（θmin）が前記所定の傾角（θｓ）となるように、最小傾角規制手段により斜板の傾角変化を機械的に規制する、請求項１または２に記載の可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法。
4. 前記可変容量圧縮機がクラッチレスの圧縮機からなり、前記所定の傾角（θｓ）を、斜板が駆動軸に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、０°近傍に設定する、請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法。
5. 前記可変容量圧縮機が車両空調装置用の圧縮機からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の可変容量圧縮機の斜板最小傾角設定方法。
6. 内部に吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、シリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に同期回転可能に固定されたロータと、ロータと連結する案内機構を介して駆動軸に対し傾角変化可能でかつ同期回転可能に連結される斜板と、斜板の回転をピストンの往復動に変換する変換機構と、クランク室の圧力を調整する容量制御弁とを具備し、容量制御弁の開度調整によりクランク室の圧力を変化させ、斜板の傾角を変更してピストンのストロークを調整し、吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に排出する可変容量圧縮機において、
   斜板の慣性乗積が、斜板の傾角（θ）が所定の傾角（θｓ）未満の領域では斜板を傾角増大方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じ、かつ前記所定の傾角（θｓ）より大きい領域では斜板を傾角減少方向へ向かわせる回転運動のモーメントを生じるべく設定されており、
   斜板が前記所定の傾角（θｓ）未満の傾角まで駆動軸に対して傾角変化可能に構成されているとともに、斜板の最小傾角（θmin）が前記所定の傾角（θｓ）となるように、斜板の傾角変化を規制する斜板の最小傾角規制手段を有することを特徴とする可変容量圧縮機。
7. 前記所定の傾角（θｓ）が、駆動軸、ロータ及び斜板の連結体を駆動軸の軸心を中心に予め定めた所定の回転数で回転させたとき、斜板が傾角変化可能な範囲の中で傾角に関して静止する位置として設定されている、請求項６に記載の可変容量圧縮機。
8. 前記最小傾角規制手段が、駆動軸上に設けられ、斜板または斜板の支持体に当接して斜板の駆動軸の軸心に沿う方向の移動を規制する手段からなる、請求項６または７に記載の可変容量圧縮機。
9. クラッチレスの圧縮機からなり、前記所定の傾角（θｓ）が、斜板が駆動軸に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、０°近傍に設定されている、請求項６〜８のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
10. 車両空調装置用の圧縮機からなる、請求項６〜９のいずれかに記載の可変容量圧縮機。

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