JP2015183616A - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータによって吐出容量を変更する圧縮機において、最大吐出容量を好適に維持可能であるとともに、最小吐出容量も好適に維持可能な容量可変型斜板式圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の圧縮機は、ラグプレート５１に案内面５７ａ、５７ｂが形成されており、斜板アーム５ｅ、５ｆに被案内面５９ａ、５９ｂが形成されている。案内面５７ａ、５７ｂと、被案内面５９ａ、５９ｂとは、傾斜角度が最大である時に第１当接位置Ｐ１でそれぞれ線接触し、傾斜角度が最小である時に第２当接位置Ｐ２でそれぞれ線接触する。案内面５７ａ、５７ｂは、第１当接位置Ｐ１と第２当接位置Ｐ２との間において、被案内面５９ａ、５９ｂに向かって凸形状に形成されている。この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１における接触角度θ１を大きくすることができるとともに、第２当接位置Ｐ２における接触角度θ２を小さくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は容量可変型斜板式圧縮機に関する。

特許文献１に従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、圧縮機という。）が開示されている。この圧縮機では、ハウジングに吸入室、吐出室、斜板室、センターボア及び複数個のシリンダボアが形成されている。ハウジングには、駆動軸が回転可能に支持されている。斜板室内には、駆動軸の回転によって回転可能な斜板が設けられている。駆動軸と斜板との間には、リンク機構が設けられている。リンク機構は、斜板の傾斜角度の変更を許容する。ここで、傾斜角度とは、駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する斜板の角度である。各シリンダボアには、ピストンが往復動可能に収納されている。ピストン毎に対をなすシューは、変換機構として、斜板の回転により、傾斜角度に応じたストロークで各ピストンをシリンダボア内で往復動させる。アクチュエータは傾斜角度の変更を行う。制御機構はアクチュエータを制御する。

リンク機構は、ラグ部材と、第１斜板アームと、第２斜板アームとを有している。ラグ部材は駆動軸に固定されており、斜板室内の前方側に位置して斜板と対向している。第１斜板アームは斜板の前面に設けられており、斜板室の前方に向かって延びている。この第１斜板アームは、ラグ部材と揺動可能に連結されており、ラグ部材から駆動軸の回転が伝達されるようになっている。第２斜板アームは斜板の後面に設けられており、斜板室の後方に向かって延びている。第２斜板アームには被案内面が形成されている。被案内面は円筒状に形成されている。

アクチュエータは斜板よりも後方側に配置されている。このアクチュエータは、第１移動体、第２移動体及び制御圧室を有している。第１移動体と第２移動体とは、軸方向に整列しつつ駆動軸に挿通されており、駆動軸心方向に移動可能となっている。第１移動体はセンターボア内に位置している。第２移動体には、斜板側に向かって一定の角度で傾斜する平坦な案内面が設けられている。この案内面と被案内面とは線接触している。また、制御圧室は、内部の圧力によって第１移動体及び第２移動体を移動させる。

この圧縮機では、制御機構が吐出室内の冷媒を制御圧室内に導入することよって、制御圧室内の圧力を上昇させる。これにより、第１移動体はセンターボア内を駆動軸心方向に移動し、第２移動体を駆動軸心方向で斜板室の前方側に移動させる。このため、被案内面は駆動軸心から遠隔する方向に案内面を摺動する。また、第１斜板アームがラグ部材に対して揺動する。こうして、この圧縮機では、斜板の傾斜角度が増大し、駆動軸の１回転当たりの吐出容量が増大する。

特開平８−１０５３８４号公報

上記従来の圧縮機では、被案内面が案内面を摺動することにより、斜板の傾斜角度の変更が許容されている。この際、案内面には、被案内面を通じて圧縮荷重が作用する。この圧縮荷重は、傾斜角度を増大させる方向に案内面と被案内面とを摺動させる成分を有する（以下、この成分を容量増大成分という）。

ここで、案内面は平坦に形成され、その案内面が駆動軸心に直交する仮想の平面となす角度、つまり案内面と被案内面との接触角度を大きくすれば、容量増大成分を大きくすることができるため、最大吐出容量を維持し易くなる。反対に、案内面と被案内面との接触角度を小さくすれば、容量増大成分を小さくすることができるため、最小吐出容量を維持し易くなる。

しかし、この圧縮機では、案内面が平坦に形成されている。これにより、この圧縮機では、案内面と被案内面とが常に一定の接触角度を維持しつつ摺動する。このため、この圧縮機では、最大吐出容量を維持し難く、また、最小吐出容量も維持し難い。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、アクチュエータによって吐出容量を変更する圧縮機において、最大吐出容量を好適に維持可能であるとともに、最小吐出容量も好適に維持可能な容量可変型斜板式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記リンク機構は、前記斜板室内で前記駆動軸上に設けられ、前記斜板と対向するラグ部材と、前記ラグ部材から前記駆動軸の回転が伝達される斜板アームとを有し、
前記ラグ部材には、前記斜板アームと対面する案内面が形成され、
前記斜板アームには、前記案内面に当接して案内される被案内面が形成され、
前記アクチュエータは、前記ラグ部材と、前記ラグ部材と前記斜板との間に配置され、前記駆動軸心方向に移動可能な移動体と、前記ラグ部材と前記移動体との間に設けられ、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記案内面は、前記傾斜角度が最大である時における前記案内面と前記被案内面との第１当接位置と、前記傾斜角度が最小である時における前記案内面と前記被案内面との第２当接位置との間において、前記被案内面に向かって凸形状に形成されていることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、斜板アームの被案内面がラグ部材の案内面を摺動することにより、斜板の傾斜角度の変更が許容される。ここで、この圧縮機では、案内面が第１当接位置と第２当接位置との間において、被案内面に向かって凸形状に形成されている。このため、この圧縮機では、第１当接位置側において案内面と被案内面との接触角度が大きくなり、第２当接位置側において案内面と被案内面との接触角度が小さくなる。こうして、この圧縮機では、傾斜角度が最大である時には容量増大成分を大きくすることができ、傾斜角度が最小である時には容量増大成分を小さくすることができる。

したがって、本発明の圧縮機によれば、アクチュエータによって吐出容量を変更する圧縮機において、最大吐出容量を好適に維持可能であるとともに、最小吐出容量も好適に維持可能である。

本発明の圧縮機において、案内面は、第１当接位置と第２当接位置との間において、被案内面に向かって凸形状となっていれば、その形状は適宜設計することができる。

特に、案内面の頂部は、第１当接位置と第２当接位置との中間よりも、第１当接位置側にオフセットされていることが好ましい。この場合には、斜板の傾斜角度を変更するに当たって、被案内面が案内面を好適に摺動することが可能となる。このため、この圧縮機では、最大吐出容量から最小吐出容量まで、吐出容量を好適に変更することが可能となる。

本発明の圧縮機において、被案内面は、第１当接位置と第２当接位置とで曲率半径が異なっていることが好ましい。上記のように、傾斜角度が最大である時と最小である時とで、案内面と被案内面との接触角度が異なる場合、ピストンの上死点位置の変化が大きくなる。このため、ピストンの上死点位置の変化を小さくするに当たって、圧縮機の設計が困難となる。この点、第１当接位置と第２当接位置とで被案内面の曲率半径を異ならせることにより、ピストンの上死点位置の変化を容易に小さくすること可能となる。

本発明の圧縮機によれば、アクチュエータによって吐出容量を変更する圧縮機において、最大吐出容量を好適に維持可能であるとともに、最小吐出容量も好適に維持可能である。

図１は、実施例１の圧縮機における最大容量時の断面図である。 図２は、実施例１の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 図３は、実施例１の圧縮機に係り、リンク機構等を示す模式上面図である。 図４は、実施例１の圧縮機に係り、ラグプレート及び移動体等を示す要部拡大断面図である。 図５は、実施例１の圧縮機における最小容量時の断面図である。 図６は、実施例１の圧縮機に係り、案内面に当接して被案内面が案内されつつ、第１当接位置から第２当接位置まで摺動する状態を示す模式図である。 図７は、実施例１の圧縮機に係り、案内面と被案内面との接触角度を示す模式図である。図（Ａ）は第１当接位置における接触角度を示している。図（Ｂ）は第２当接位置における接触角度を示している。 図８は、接触角度の変化と可変差圧の変化に基づく、容量増大成分の変化割合を示すグラフである。 図９は、実施例２の圧縮機に係り、案内面に当接して被案内面が案内されつつ、第１当接位置から第２当接位置まで摺動する状態を示す模式図である。 図１０は、比較例の圧縮機に係り、案内面と被案内面との接触角度を示す模式図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。実施例１、２の圧縮機は容量可変型片頭斜板式圧縮機である。これらの圧縮機は、いずれも車両に搭載されており、車両用空調装置の冷凍回路を構成している。

（実施例１）
図１に示すように、実施例１の圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、斜板５と、リンク機構７と、複数のピストン９と、一対のシュー１１ａ、１１ｂと、アクチュエータ１３と、図２に示す制御機構１５とを備えている。

図１に示すように、ハウジング１は、圧縮機の前方に位置するフロントハウジング１７と、圧縮機の後方に位置するリヤハウジング１９と、フロントハウジング１７とリヤハウジング１９との間に位置するシリンダブロック２１と、弁形成プレート２３とを有している。

フロントハウジング１７は、前方で圧縮機の上下方向に延びる前壁１７ａと、前壁１７ａと一体化され、圧縮機の前方から後方に向かって延びる周壁１７ｂとを有している。これらの前壁１７ａと周壁１７ｂとにより、フロントハウジング１７は有底の略円筒形状をなしている。また、これらの前壁１７ａと周壁１７ｂとにより、フロントハウジング１７内には斜板室２５が形成されている。

前壁１７ａには、前方に向かって突出するボス１７ｃが形成されている。このボス１７ｃ内には、軸封装置２７が設けられている。また、ボス１７ｃ内には、圧縮機の前後方向に延びる第１軸孔１７ｄが形成されている。この第１軸孔１７ｄ内には第１滑り軸受２９ａが設けられている。

周壁１７ｂには、斜板室２５と連通する吸入ポート２５０が形成されている。この吸入ポート２５０を通じて、斜板室２５は図示しない蒸発器と接続されている。これにより、斜板室２５には、吸入ポート２５０を通じて蒸発器を経た低圧の冷媒ガスが流入する。このため、斜板室２５内の圧力は、後述する吐出室３５内よりも低圧となる。

リヤハウジング１９には、制御機構１５の一部が設けられている。また、リヤハウジング１９には、第１圧力調整室３１ａと、吸入室３３と、吐出室３５とが形成されている。第１圧力調整室３１ａは、リヤハウジング１９の中心部分に位置している。吐出室３５はリヤハウジング１９の外周側に環状に位置している。また、吸入室３３は、リヤハウジング１９において、第１圧力調整室３１ａと吐出室３５との間で環状に形成されている。吐出室３５は図示しない吐出ポートと接続している。

シリンダブロック２１には、ピストン９と同数個のシリンダボア２１ａが周方向に等角度間隔で形成されている。各シリンダボア２１ａの前端側は斜板室２５と連通している。また、シリンダブロック２１には、後述する吸入リード弁４１ａの最大開度を規制するリテーナ溝２１ｂが形成されている。

さらに、シリンダブロック２１には、斜板室２５と連通しつつ、圧縮機の前後方向に延びる第２軸孔２１ｃが貫設されている。第２軸孔２１ｃ内には第２滑り軸受２９ｂが設けられている。なお、上記の第１滑り軸受２９ａ及び第２滑り軸受２９ｂに換えて、それぞれ転がり軸受を採用することもできる。

また、シリンダブロック２１には、ばね室２１ｄが形成されている。このばね室２１ｄは、斜板室２５と第２軸孔２１ｃとの間に位置している。ばね室２１ｄ内には、復帰ばね３７が配置されている。この復帰ばね３７は、傾斜角度が最小になった斜板５を斜板室２５の前方に向けて付勢する。また、シリンダブロック２１には、斜板室２５と連通する吸入通路３９が形成されている。

弁形成プレート２３は、リヤハウジング１９とシリンダブロック２１との間に設けられている。この弁形成プレート２３は、バルブプレート４０と、吸入弁プレート４１と、吐出弁プレート４３と、リテーナプレート４５とからなる。

バルブプレート４０、吐出弁プレート４３及びリテーナプレート４５には、シリンダボア２１ａと同数の吸入ポート４０ａが形成されている。また、バルブプレート４０及び吸入弁プレート４１には、シリンダボア２１ａと同数の吐出ポート４０ｂが形成されている。各シリンダボア２１ａは、各吸入ポート４０ａを通じて吸入室３３と連通するとともに、各吐出ポート４０ｂを通じて吐出室３５と連通する。さらに、バルブプレート４０、吸入弁プレート４１、吐出弁プレート４３及びリテーナプレート４５には、第１連通孔４０ｃと第２連通孔４０ｄとが形成されている。第１連通孔４０ｃにより、吸入室３３と吸入通路３９とが連通している。これにより、斜板室２５と吸入室３３とが連通している。

吸入弁プレート４１は、バルブプレート４０の前面に設けられている。この吸入弁プレート４１には、弾性変形により各吸入ポート４０ａを開閉可能な吸入リード弁４１ａが複数形成されている。また、吐出弁プレート４３は、バルブプレート４０の後面に設けられている。この吐出弁プレート４３には、弾性変形により各吐出ポート４０ｂを開閉可能な吐出リード弁４３ａが複数形成されている。リテーナプレート４５は、吐出弁プレート４３の後面に設けられている。このリテーナプレート４５は、吐出リード弁４３ａの最大開度を規制する。

駆動軸３は、ボス１７ｃ側からハウジング１の後方側に向かって挿通されている。駆動軸３は、前端側がボス１７ｃ内において軸封装置２７に挿通されているとともに、第１軸孔１７ｄ内において第１滑り軸受２９ａによって軸支されている。また、駆動軸３の後端側が第２軸孔２１ｃ内において第２滑り軸受２９ｂによって軸支されている。こうして、駆動軸３は、ハウジング１に対して駆動軸心Ｏ周りで回転可能に支持されている。そして、第２軸孔２１ｃ内には、駆動軸３の後端との間に第２圧力調整室３１ｂが区画されている。この第２圧力調整室３１ｂは、第２連通孔４０ｄを通じて第１圧力調整室３１ａと連通している。これらの第１、２圧力調整室３１ａ、３１ｂにより、圧力調整室３１が形成されている。

駆動軸３の後端にはＯリング４９ａ、４９ｂが設けられている。これにより、各Ｏリング４９ａ、４９ｂは、駆動軸３と第２軸孔２１ｃとの間に位置して斜板室２５と圧力調整室３１との間を封止している。

また、駆動軸３には、リンク機構７と、斜板５と、アクチュエータ１３とが取り付けられている。図３に示すように、リンク機構７は、ラグプレート５１と、ラグプレート５１に形成された一対のラグアーム５３ａ、５３ｂと、斜板５に形成された一対の斜板アーム５ｅ、５ｆとを有している。このラグプレート５１が本発明におけるラグ部材に相当する。なお、同図では、説明を容易にするため、ラグプレート５１及び斜板５等の形状を簡略化して図示している。

図１に示すように、ラグプレート５１は、挿通孔５１０が貫設された略円環状をなしている。このラグプレート５１は、斜板室２５内において、斜板５よりも前方に配置されている。図４に示すように、挿通孔５１０には駆動軸３が圧入されており、ラグプレート５１は駆動軸３と一体で回転可能となっている。また、ラグプレート５１と前壁１７ａとの間には、スラスト軸受５５が設けられている。

ラグプレート５１には、駆動軸心Ｏと同軸でラグプレート５１の前後方向に延びる円筒状のシリンダ室５１ａが凹設されている。このシリンダ室５１ａは、ラグプレート５１の後端面で斜板室２５に開いており、ラグプレート５１の後端面から、ラグプレート５１内においてスラスト軸受５５の内側となる箇所まで延びている。

図３に示すように、各ラグアーム５３ａ、５３ｂは、それぞれラグプレート５１から後方に向かって延びている。また、ラグプレート５１には、各ラグアーム５３ａ、５３ｂの間となる位置に一対の案内面５７ａ、５７ｂが形成されている。これらのラグアーム５３ａ、５３ｂ及び案内面５７ａ、５７ｂは、斜板５の上死点位置Ｔと駆動軸心Ｏとで仮定される上死点面Ｘを跨いでラグプレート５１にそれぞれ形成されている。また、この圧縮機では、上死点面Ｘと直交しつつ駆動軸心Ｏと交差する第１仮想平面Ｙ１が仮定されている。

図１に示すように、斜板５は、環状の平板形状をなしており、前面５ａと後面５ｂとを有している。前面５ａには、斜板５の前方に向かって突出するウェイト部５ｃが形成されている。このウェイト部５ｃは、斜板５の傾斜角度が最大となった際にラグプレート５１と当接する。また、斜板５の中心には、挿通孔５ｄが形成されている。この挿通孔５ｄに駆動軸３が挿通されている。

図３に示すように、各斜板アーム５ｅ、５ｆは、上死点面Ｘを跨いで斜板５の前面５ａにそれぞれ形成されている。各斜板アーム５ｅ、５ｆは、前面５ａから前方に向かって延びている。また、各斜板アーム５ｅ、５ｆの先端には、被案内面５９ａ、５９ｂが形成されている。図４の二点鎖線で示すように、被案内面５９ａは、上死点面Ｘと直交する方向に延びる母線を有する円筒状に形成されている。被案内面５９ｂについても同様である。

また、図１に示すように、斜板５には、略半球状の凸部５ｇが前面５ａに突設されており、前面５ａと一体となっている。この凸部５ｇは、斜板アーム５ｅと斜板アーム５ｆの間に位置している。

図３に示すように、この圧縮機では、各斜板アーム５ｅ、５ｆを各ラグアーム５３ａ、５３ｂの間に挿入することにより、ラグプレート５１と斜板５とが連結している。これにより、各ラグアーム５３ａ、５３ｂから各斜板アーム５ｅ、５ｆに対してラグプレート５１の回転駆動力が伝達される。これにより、斜板５は、ラグプレート５１と共に斜板室２５内で回転可能となっている。

このように、ラグプレート５１と斜板５とが連結することにより、斜板アーム５ｅの被案内面５９ａが案内面５７ａに当接するとともに、斜板アーム５ｆの被案内面５９ｂが案内面５７ｂに当接する。ここで、各斜板アーム５ｅ、５ｆの各被案内面５９ａ、５９ｂが円筒状に形成されていることから、各案内面５７ａ、５７ｂと各被案内面５９ａ、５９ｂとは、それぞれ線接触することとなる。そして、各被案内面５９ａ、５９ｂが案内面５７ａ、５７ｂにそれぞれ案内されつつ、各案内面５７ａ、５７ｂを摺動する。こうして、斜板５は、駆動軸心Ｏに直交する方向に対する自身の傾斜角度について、上死点位置Ｔをほぼ維持しつつ、図１に示す最大傾斜角度から、図５に示す最小傾斜角度まで変更することが可能となっている。

上記のように、各被案内面５９ａ、５９ｂは円筒状に形成されていることから、各被案内面５９ａ、５９ｂの曲率は一定である。このため、第１当接位置Ｐ１及び第２当接位置Ｐ２のいずれにおいても、被案内面５９ａ、５９ｂの各中心Ｃ１から案内面５７ａ、５７ｂまでの距離は一定である。

図４に示すように、案内面５７ａは、駆動軸心Ｏ側からラグプレート５１の径外方向に向かって延びている。案内面５７ａは、上死点面Ｘと直交するように延びる母線を有する略円筒形状に形成されており、第１仮想平面Ｙ１に対して後方に突出する凸形状に湾曲している。より具体的には、図６に示すように、この案内面５７ａは、斜板５の傾斜角度が最大である時における案内面５７ａと被案内面５９ａとが線接触する第１当接位置Ｐ１と、傾斜角度が最小である時における案内面５７ａと被案内面５９ａとが線接触する第２当接位置Ｐ２との間において、被案内面５９ａに向かって凸形状となるように形成されている。また、この案内面５７ａでは、頂部Ｐ３が第１当接位置Ｐ１と第２当接位置Ｐ２との中間よりも、第１当接位置Ｐ１側にオフセットされるように形成されている。頂部Ｐ３は、案内面５７ａ上の母線のうち、第１仮想平面Ｙ１から最も離間した位置に存在する。図３に示す案内面５７ｂも同様であり、被案内面５９ｂに向かって凸形状に形成されている。

図４に示すように、アクチュエータ１３は、ラグプレート５１と、移動体１３ａと、制御圧室１３ｂとからなる。

移動体１３ａは駆動軸３に挿通されており、駆動軸３に摺接しつつ駆動軸心Ｏ方向に移動可能となっている。この移動体１３ａは駆動軸３と同軸の円筒状をなしている。より詳細には、この移動体１３ａは、第１円筒部１３１と、第２円筒部１３２と、連結部１３３とを有している。第１円筒部１３１は移動体１３ａにおいて斜板５側に位置しており、駆動軸３と摺接している。第１円筒部１３１の内周面にはＯリング４９ｃが設けられている。第２円筒部１３２は、移動体１３ａの前方に位置している。この第２円筒部１３２は、第１円筒部１３１よりも大径に形成されている。第２円筒部１３２の外周面にはＯリング４９ｄが設けられている。連結部１３３は、第１円筒部１３１と第２円筒部１３２との間に位置しており、移動体１３ａの後方から前方に向かって次第に径を拡大させつつ延びている。この連結部１３３は、後端が第１円筒部１３１と連続しており、前端が第２円筒部１３２と連続している。

また、第１円筒部１３１の後端には、作用部１３４が一体で形成されている。作用部１３４は、駆動軸心Ｏ側から斜板５の上死点位置Ｔ側に向かって垂直に延びており、凸部５ｇと当接している。これにより、移動体１３ａは、ラグプレート５１及び斜板５と一体回転可能となっている。

また、シリンダ室５１ａは、第２円筒部１３２及び連結部１３３を内部に進入させることにより、第２円筒部１３２及び連結部１３３を収納することが可能となっている。

制御圧室１３ｂは、第２円筒部１３２と、連結部１３３と、シリンダ室５１ａと、駆動軸３との間に形成されている。制御圧室１３ｂと斜板室２５との間は、Ｏリング４９ｃ、４９ｄによって封止されている。

また、駆動軸３内には、駆動軸３の後端から前端に向かって駆動軸心Ｏ方向に延びる軸路３ａと、軸路３ａの前端から径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く径路３ｂとが形成されている。図１に示すように、軸路３ａの後端は圧力調整室３１に開いている。一方、径路３ｂは、制御圧室１３ｂに開いている。これらの軸路３ａ及び径路３ｂにより、圧力調整室３１と制御圧室１３ｂとが連通している。

駆動軸３は、先端に形成されたねじ部３ｃによって、図示しないプーリ又は電磁クラッチと接続される。

各ピストン９は、各シリンダボア２１ａ内にそれぞれ収納されており、各シリンダボア２１ａ内を往復動可能となっている。これらの各ピストン９と弁形成プレート２３とによって各シリンダボア２１ａ内には圧縮室６１が区画されている。

また、各ピストン９には、係合部９ａがそれぞれ凹設されている。この係合部９ａ内には、半球状のシュー１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられている。各シュー１１ａ、１１ｂは、斜板５の回転を各ピストン９の往復動に変換している。これらの各シュー１１ａ、１１ｂが本発明における変換機構に相当する。こうして、斜板５の傾斜角度に応じたストロークで、各ピストン９がそれぞれシリンダボア２１ａ内を往復動することが可能となっている。

図２に示すように、制御機構１５は、低圧通路１５ａと高圧通路１５ｂと制御弁１５ｃとオリフィス１５ｄと、軸路３ａと、径路３ｂとを有している。

低圧通路１５ａは、圧力調整室３１と吸入室３３とに接続されている。これにより、この低圧通路１５ａと軸路３ａと径路３ｂとによって、制御圧室１３ｂと圧力調整室３１と吸入室３３とは、互いに連通した状態となっている。高圧通路１５ｂは、圧力調整室３１と吐出室３５とに接続されている。この高圧通路１５ｂと軸路３ａと径路３ｂとによって、制御圧室１３ｂと圧力調整室３１と吐出室３５とが連通している。また、高圧通路１５ｂには、オリフィス１５ｄが設けられている。

制御弁１５ｃは低圧通路１５ａに設けられている。この制御弁１５ｃは、吸入室３３内の圧力に基づき、低圧通路１５ａの開度を調整することが可能となっている。

この圧縮機では、図１に示す吸入口２５０に対して蒸発器に繋がる配管が接続されるとともに、吐出口に対して凝縮器に繋がる配管が接続される。凝縮器は配管及び膨張弁を介して蒸発器と接続される。これらの圧縮機、蒸発器、膨張弁、凝縮器等によって車両用空調装置の冷凍回路が構成されている。なお、蒸発器、膨張弁、凝縮器及び各配管の図示は省略する。

以上のように構成された圧縮機では、駆動軸３が回転することにより、斜板５が回転し、各ピストン９が各シリンダボア２１ａ内を往復動する。このため、圧縮室６１がピストンストロークに応じて容積を変化させる。このため、蒸発器から吸入口２５０によって斜板室２５に吸入された冷媒ガスは、吸入通路３９から吸入室３３を経て圧縮室６１内で圧縮される。そして、圧縮室６１内で圧縮された冷媒ガスは、吐出室３５に吐出され、吐出口から凝縮器に吐出される。また、ウェイト部５ｃにより、斜板５の回転時の慣性力が調整される。

この間、この圧縮機では、斜板５やラグプレート５１等に対して斜板５の傾斜角度を小さくするピストン圧縮力が作用する。そして、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度を変更してピストン９のストロークを増減させることにより、容量制御を行うことが可能である。

具体的には、制御機構１５において、図２に示す制御弁１５ｃが低圧通路１５ａの開度を大きくすれば、圧力調整室３１内の圧力、ひいては制御圧室１３ｂ内の圧力が吸入室３３内の圧力とほぼ等しくなる。このため、制御圧室１３ｂと斜板室２５との差圧（以下、可変差圧という）が小さくなる。これにより、斜板５に作用するピストン圧縮力によって、図１に示すように、アクチュエータ１３では、移動体１３ａが駆動軸心Ｏ方向で斜板５側からラグプレート５１側に向かってシリンダ室５１ａ内を摺動する。

また同時に、この圧縮機では、斜板５は自身に作用するピストン圧縮力及び復帰ばね３７の付勢力により、斜板アーム５ｅの被案内面５９ａが駆動軸心Ｏから遠隔するように、案内面５７ａを摺動する。同様に、斜板アーム５ｆの被案内面５９ｂも案内面５７ｂを摺動する。

このため、斜板５では、上死点位置Ｔをほぼ維持しつつ、下死点側が時計回り方向に揺動する。こうして、この圧縮機では、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が増大する。これにより、この圧縮機では、ピストン９のストロークが増大し、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が大きくなる。なお、図１に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最大傾斜角度である。この際、図６に示すように、被案内面５９ａと案内面５７ａとは第１位置Ｐ１で線接触する。被案内面５９ｂと案内面５７ｂについても同様である。

一方、図２に示す制御弁１５ｃが低圧通路１５ａの開度を小さくすれば、圧力調整室３１の圧力が大きくなり、制御圧室１３ｂ内の圧力が大きくなる。このため、可変差圧が大きくなる。これにより、図５に示すように、移動体１３ａがラグプレート５１から遠隔しつつ、斜板５側に向かって駆動軸心Ｏ方向にシリンダ室５１ａ内を摺動する。

これにより、この圧縮機では、作用部１３４が凸部５ｇを斜板室２５の後方に向かって押圧する。このため、斜板アーム５ｅの被案内面５９ａが駆動軸心Ｏに近接するように、案内面５７ａを摺動する。同様に、斜板アーム５ｆの被案内面５９ｂも案内面５７ｂを摺動する。

このため、斜板５では、上死点位置Ｔをほぼ維持しつつ下死点側が反時計回り方向に揺動する。こうして、この圧縮機では、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が減少する。これにより、この圧縮機では、ピストン９のストロークが減少し、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が小さくなる。また、傾斜角度が減少することにより、斜板５は復帰ばね３７に当接する。なお、図５に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最小傾斜角度である。この際、図６に示すように、被案内面５９ａと案内面５７ａとは第２位置Ｐ２で線接触する。被案内面５９ｂと案内面５７ｂについても同様である。

このように、この圧縮機では、各斜板アーム５ｅ、５ｆの各被案内面５９ａ、５９ｂがラグプレート５１の各案内面５７ａ、５７ｂをそれぞれ摺動することにより、斜板５の傾斜角度の変更が許容されている。ここで、この圧縮機では、案内面５７ａ、５７ｂが第１当接位置Ｐ１と、第２当接位置Ｐ２との間において、被案内面５９ａ、５９ｂに向かってそれぞれ凸形状に形成されている。このため、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１側と第２当接位置Ｐ２側とで、接触角度が変化する。具体的には、第１当接位置Ｐ１側において曲率半径が大きくなり、第２当接位置Ｐ２側において曲率半径が小さくなる。

そして、このように、曲率半径が変化することによって、この圧縮機では、図７に示すように、傾斜角度が最大である時における案内面５７ａ、５７ｂと被案内面５９ａ、５９ｂとの接触角度θ１と、傾斜角度が最小である時における案内面５７ａ、５７ｂと被案内面５９ａ、５９ｂとの接触角度θ２とが相違することとなる。以下、案内面５７ａと被案内面５９ａとを基に詳細に説明する。

接触角度θ１とは、同図の（Ａ）に示すように、斜板５の傾斜角度が最大である時、すなわち、第１当接位置Ｐ１において、案内面５７ａと被案内面５９ａとの接触面Ｓ１と、駆動軸心Ｏに直交する第２仮想平面Ｙ２とがなす角度を指す。同様に、接触角度θ２とは、同図の（Ｂ）斜板５の傾斜角度が最小である時、すなわち、第２当接位置Ｐ２において、案内面５７ａと被案内面５９ａとの接触面Ｓ２と、第２仮想平面Ｙ２とがなす角度を指す。

図１０に比較例の圧縮機を示す。比較例の圧縮機では、ラグプレート５１に一対の案内面６３が形成されている。各案内面６３は、第１仮想平面Ｙ１に沿って、ラグプレート５１の外周側から中心側に向かって平坦な下り傾斜となるように形成されている。これにより、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１から第２当接位置Ｐ２まで、曲率半径は一定となる。このため、第１当接位置Ｐ１であっても第２当接位置Ｐ２であっても、各被案内面５９ａ、５９ｂと各案内面６３との接触角度θｘは変化することがなく一定となる。

この点、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１側において曲率半径が大きくなり、第２当接位置Ｐ２側において曲率半径が小さくなる。このため、この圧縮機では、傾斜角度が最大から最小となるまでの間、接触角度θ１から接触角度θ２まで変化する。

そして、図８のグラフに示すように、この圧縮機では、曲率半径が大きくなり、被案内面５９ａ、５９ｂとの接触角度が大きくなるほど、容量増加成分が大きくなる。一方、曲率半径が小さくなり、案内面５７ａ、５７ｂと被案内面５９ａ、５９ｂとの接触角度が小さくなるほど、容量増加成分が小さくなる。

ここで、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１における接触角度θ１は、比較例の圧縮機における接触角度θｘよりも大きな角度となる。一方、第２当接位置Ｐ２における接触角度θ２は、比較例の圧縮機における接触角度θｘよりも小さな角度となる。

これにより、この圧縮機では、比較例の圧縮機と比較して、斜板５の傾斜角度が最大である時には容量増大成分を大きくすることができ、最大吐出容量を維持し易くなる。反対に、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が最小である時には容量増大成分を小さくすることができ、最小吐出容量を維持し易くなる。一方、比較例の圧縮機では、曲率半径が一定であることから、斜板５の傾斜角度が最大である時も傾斜角度が最小である時も容量増大成分は一定となる。このため、最大吐出容量も最小吐出容量を維持し難い。

したがって、実施例１の圧縮機によれば、アクチュエータ１３によって吐出容量を変更する圧縮機において、最大吐出容量を好適に維持可能であるとともに、最小吐出容量も好適に維持可能である。

特に、この圧縮機において、案内面５７ａ、５７ｂの頂部Ｐ３が第１当接位置Ｐ１と第２当接位置Ｐ２との中間よりも、第１当接位置Ｐ１側にオフセットされている。このため、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度を変更するに当たって、各被案内面５９ａ、５９ｂが各案内面５７ａ、５７ｂを好適に摺動することが可能となり、最大吐出容量から最小吐出容量まで、吐出容量を好適に変更することが可能となっている。

（実施例２）
実施例２の圧縮機は、実施例１の圧縮機における斜板アーム５ｅ、５ｆに換えて、図９に示す一対の斜板アーム６７が設けられている。図示を省略するものの、各斜板アーム６７も上死点面Ｘを跨いで斜板５の前面５ａにそれぞれ形成されており、前面５ａから前方に向かって延びている。また、各斜板アーム６７の先端には、被案内面６７ａが形成されている。同図の二点鎖線で示すように、被案内面６７ａは、上死点面Ｘと直交するように延びる母線を有する楕円形状に形成されている。

これにより、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１における案内面６７ａの曲率半径Ｒ１と、第２当接位置Ｐ２における案内面６７ａの曲率半径Ｒ２とが異なっている。具体的には、第１当接位置Ｐ１における被案内面６７ａの曲率半径Ｒ１は、第２当接位置Ｐ２における曲率半径Ｒ２より小さくなっている。なお、第１当接位置Ｐ１と第２当接位置Ｐ２とで被案内面６７ａの曲率半径が異なるように、被案内面６７ａを放物線形状等に形成しても良い。この圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１における、案内面５７ａと被案内面６７ａとの接触面Ｓ３と第２仮想平面Ｙ２とがなす角度、すなわち、斜板５の傾斜角度が最大である時、案内面５７ａと被案内面６７ａとが接触角度θ３で線接触する。一方、第２当接位置Ｐ２における、案内面５７ａと被案内面６７ａとの接触面Ｓ４と第２仮想平面Ｙ２とがなす角度、すなわち、斜板５の傾斜角度が最小である時、案内面５７ａと被案内面６７ａとが接触角度θ４で線接触する。上記のように、案内面５７ａ、５７ｂは、第１当接位置Ｐ１側において曲率半径が大きく、第２当接位置Ｐ２側において曲率半径が小さい。このため、この圧縮機においても、接触角度θ３は接触角度θ４よりも大きい。

ここで、上記のように、第１当接位置Ｐ１における被案内面６７ａの曲率半径Ｒ１が第２当接位置Ｐ２における曲率半径Ｒ２より小さい。このため、この圧縮機では、第１当接位置Ｐ１においては、被案内面６７ａの中心Ｃ２から案内面５７ａまでの距離が短くなり、反対に、第２当接位置Ｐ１においては、被案内面６７ａの中心Ｃ２から案内面５７ａまでの距離が長くなる。

これにより、この圧縮機では、斜板５傾斜角度が最大である時と傾斜角度が最小である時とで接触角度θ３、θ４が異なっていても、ピストン９の上死点位置の変化を小さくすることができる。この圧縮機における他の作用は実施例１の圧縮機と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、制御機構１５について、高圧通路１５ｂに対して制御弁１５ｃを設けるとともに、低圧通路１５ａにオリフィス１５ｄを設ける構成としても良い。この場合には、制御弁１５ｃによって、高圧通路１５ｂ開度を調整することが可能となる。これにより、第１吐出室２９ａ内の冷媒ガスの圧力によって制御圧室１３ｂを迅速に高圧とすることができ、迅速に吐出容量を増大させることが可能となる。

本発明は空調装置等に利用可能である。

１…ハウジング
３…駆動軸
５…斜板
５ｅ、５ｆ…斜板アーム
７…リンク機構
９…ピストン
１１ａ、１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…移動体
１３ｂ…制御圧室
１５…制御機構
２１ａ…シリンダボア
２５…斜板室
３３…吸入室
３５…吐出室
５１…ラグプレート（ラグ部材）
５７ａ、５７ｂ…案内面
５９ａ、５９ｂ…被案内面
６５…案内面
６７…斜板アーム
６７ａ…被案内面
Ｏ…駆動軸心
Ｐ１…第１当接位置
Ｐ２…第２当接位置
Ｐ３…頂部
Ｒ１、Ｒ２…曲率半径

Claims (3)

1. 吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
   前記リンク機構は、前記斜板室内で前記駆動軸上に設けられ、前記斜板と対向するラグ部材と、前記ラグ部材から前記駆動軸の回転が伝達される斜板アームとを有し、
   前記ラグ部材には、前記斜板アームと対面する案内面が形成され、
   前記斜板アームには、前記案内面に当接して案内される被案内面が形成され、
   前記アクチュエータは、前記ラグ部材と、前記ラグ部材と前記斜板との間に配置され、前記駆動軸心方向に移動可能な移動体と、前記ラグ部材と前記移動体との間に設けられ、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
   前記案内面は、前記傾斜角度が最大である時における前記案内面と前記被案内面との第１当接位置と、前記傾斜角度が最小である時における前記案内面と前記被案内面との第２当接位置との間において、前記被案内面に向かって凸形状に形成されていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記案内面の頂部は、前記第１当接位置と前記第２当接位置との中間よりも、前記第１当接位置側にオフセットされている請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記被案内面は、前記第１当接位置と前記第２当接位置とで曲率半径が異なっている請求項１又は２記載の容量可変型斜板式圧縮機。

Images