JP2016041913A - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、優れた耐久性及び軽量化を実現可能であり、かつ製造コストの低廉化を実現可能であるとともに、高い制御性を実現可能な圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、斜板５と、リンク機構７と、ピストン９と、変換機構１１と、アクチュエータ１３と、制御機構１５とを備えている。アクチュエータ１３は、区画体１３ｂと、移動体１３ａと、制御圧室１３ｃとを有する。区画体１３ｂは駆動軸３に設けられている。移動体１３ａは斜板５と連結され、駆動軸心Ｏ方向に移動可能になっている。制御圧室１３ｃは区画体１３ｂと移動体１３ａとにより区画されている。移動体１３ａは、制御圧室１３ｃ内の圧力が高くなることにより、斜板５を牽引して傾斜角度を増大するように配置されている。区画体１３ｂと移動体１３ａとの間には、傾斜角度が最小であるときに傾斜角度を増大させるコイルばね５０が設けられている。【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。ハウジング内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を変更する。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。スラスト軸受、揺動板及び連結ロッドは、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、制御圧室の容積を変更することにより傾斜角度を変更可能である。制御機構はアクチュエータを制御する。

アクチュエータは区画体及び移動体を有している。区画体は駆動軸に固定されている。移動体は駆動軸に対して駆動軸心方向に移動可能である。この移動体は、駆動軸に駆動軸心方向で移動可能なヒンジ球を介して斜板と連結されている。区画体と移動体とにより、制御圧室が区画されている。これらは、斜板室内において、斜板の前方側に位置している。移動体は、制御圧室内の圧力が高くなることにより、ヒンジ球を介して斜板を押圧し、傾斜角度を縮小するように配置されている。斜板室内において、斜板の後方側には、傾斜角度を増大させるように付勢する押圧ばねが設けられている。

この圧縮機では、制御機構が吐出室内の高圧の冷媒を制御圧室内に導入すれば、移動体が押圧ばねの付勢力に抗して斜板を押圧するため、斜板の傾斜角度が小さくなる。こうして、駆動軸の１回転当たりの吐出容量が減少する。他方、制御機構が吐出室内の高圧の冷媒を制御圧室内に導入しなければ、制御圧室の容積は徐々に低圧になる。このため、移動体は、押圧ばねの付勢力により元の位置に戻るため、斜板の傾斜角度が大きくなる。こうして、駆動軸の１回転当たりの吐出容量が増大する。

また、特許文献２に他の圧縮機が開示されている。この圧縮機では、前方から後方に向かって第１連結体、斜板、第２連結体、スラスト軸受及び移動体が駆動軸に装着されている。移動体の後方に制御圧室が形成されている。第２連結体は、駆動軸とともに回転可能であり、かつ駆動軸心方向に移動可能となっている。移動体は、駆動軸とともに回転することはないが、駆動軸心方向に移動可能となっている。第２連結体と移動体との間にはスラスト軸受が設けられている。制御圧室内には押圧ばねが設けられている。押圧ばねは移動体を前方側に付勢している。

この圧縮機では、制御機構が吐出室内の高圧の冷媒を制御圧室内に導入すれば、移動体が押圧ばねに付勢されつつ、第２連結体を押圧する。これにより、斜板の傾斜角度が大きくなる。こうして、駆動軸の１回転当たりの吐出容量が増大する。他方、制御機構が吐出室内の高圧の冷媒をアクチュエータの制御圧室内に導入しなければ、斜板の傾斜角度が小さくなる。こうして、駆動軸の１回転当たりの吐出容量が減少する。

特開昭５２−１３１２０４号公報 特開平０５−１７２０５２号公報

しかし、上記特許文献１、２記載の圧縮機は、斜板の傾斜角度を変更させる際、いずれも制御圧室内の圧力を高くすることにより移動体や第２連結体が斜板を押圧している。このため、高い制御性を実現するために、移動体や第２連結体を径方向に大型化すると、移動体や第２連結体は、押圧方向に移動した際、傾斜角度を増大させた斜板と干渉し易い。このため、そのような干渉を回避しようとすれば、移動体や第２連結体の形状が複雑化することから、圧縮機が大型化してしまう。特に、特許文献２の圧縮機では、付勢部材である押圧ばねが移動体、スラスト軸受及び第２連結体を介して斜板を押圧するため、軸長が長く、大型化を免れない。この場合、車両等への搭載性が損なわれてしまう。

また、特許文献２の圧縮機では、斜板の傾斜角度を増大する際に、移動体、スラスト軸受及び第２連結体は、増加傾向にある圧縮反力に抗して斜板を押圧しなければならず、複雑化した形状の第２連結体では変形が懸念される。このために、第２連結体の剛性を確保しようとすれば、第２連結体の重量が増加し、ひいては圧縮機の重量が増加してしまうとともに、圧縮機の製造コストも増大してしまう。

さらに、特許文献２の圧縮機では、付勢部材である押圧ばねが移動体、スラスト軸受及び第２連結体を介して斜板を押圧するため、これらの駆動軸心方向の移動時の抵抗力により付勢部材の付勢力が斜板に伝わり難く、斜板の傾斜角度を増大させ難い。つまり、制御性に難点がある。

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、小型化、優れた耐久性及び軽量化を実現可能であり、かつ製造コストの低廉化を実現可能であるとともに、高い制御性を実現可能な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、前記斜板室に設けられ、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、
前記アクチュエータは、前記駆動軸に設けられる区画体と、前記斜板と連結され、前記斜板室内で前記駆動軸心方向に移動可能な移動体と、前記区画体と前記移動体とにより区画され、前記吐出室からの冷媒を導入することによって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記移動体は、前記制御圧室内の圧力が高くなることにより、前記斜板を牽引して前記傾斜角度を増大するように配置され、
前記区画体と前記移動体との間には、前記傾斜角度が最小であるときに前記傾斜角度を増大させる付勢部材が設けられていることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、斜板の傾斜角度を増大する際、移動体が斜板を牽引する。つまり、この圧縮機では、斜板が傾斜角度の増大方向へと変位する際、移動体は斜板から遠隔する。このため、この圧縮機では、斜板に対する牽引力を大きくするために移動体を大型化しても、移動体と斜板との干渉が生じ難い。これにより、この圧縮機では、干渉を回避するために移動体を複雑な形状にする必要がなく、移動体にさほど大きな剛性も要求されない。

このため、この圧縮機では、高い制御性を実現するため、移動体をある程度薄肉化して径方向に大型化することも可能である。さらに、移動体を軽量化することも可能である。

また、この圧縮機では、斜板の傾斜角度を変更する制御圧室内を利用して付勢部材を配置しているため、制御圧室外に付勢部材を設けた場合と比べて、圧縮機の軸長が短くなる。

さらに、この圧縮機では、付勢部材がアクチュエータの移動体を介するだけで斜板を牽引できる。このため、付勢部材の付勢力は、移動体のみが駆動軸心方向に移動する時の抵抗力により損なわれるだけである。このため、付勢部材の付勢力が斜板に伝わり易く、斜板の傾斜角度を増大させ易い。

特に、本発明の圧縮機では、付勢部材は傾斜角度が最小であるときに傾斜角度を増大させる。このため、斜板が継続して回転することにより、ピストンがある程度のストロ−クでシリンダボア内を往復動することとなる。このため、ピストンが圧縮室内で圧縮仕事をし、吐出室に高圧の冷媒を貯留できる。このため、アクチュエータの制御圧室を吐出室内の冷媒によって高圧にすることができ、アクチュエータの移動体が駆動軸心方向に移動することができるようになる。つまり、圧縮機は、傾斜角度が最小である状態から、アクチュエータが傾斜角度を増大するようになるまで、付勢部材が傾斜角度の復帰を助勢できる。

したがって、本発明の圧縮機は、小型化、優れた耐久性及び軽量化を実現可能であり、かつ製造コストの低廉化を実現可能であるとともに、高い制御性を実現できる。

付勢部材は、一端部から他端部まで駆動軸心方向に延びる単一のコイルばねであり得る。そして、このコイルばねは、一端部は区画体に固定され、他端部は移動体に固定されていることが好ましい。また、このコイルばねは、斜板角度が最大であるときに、斜板角度を縮小させることが好ましい。この場合、単一のコイルばねは、短縮状態から自由長への伸張により傾斜角度を増大させる付勢部材として機能するとともに、延長状態から自由長への収縮により傾斜角度を減少させる付勢部材として機能する。このため、複数の付勢部材を要せず、部品点数の削減を実現できる。

区画体には、一端部の内周に係合する第１係合部が形成されていることが好ましい。また、移動体には、他端部の内周に係合する第２係合部が形成されていることが好ましい。この場合、第１係合部がコイルばねの一端部の内周に係合し、第２係合部が他端部の内周に係合するため、コイルばねを第１係合部及び第２係合部に容易に係合できる。

移動体は、駆動軸心方向に延びて区画体を取り囲む周壁と、周壁から駆動軸に向けて延びる移動底壁と、斜板に近づく方向に移動底壁から延び、駆動軸と摺動する摺動部とを有し得る。また、区画体は、区画底壁と、周壁の内面に沿って、斜板から遠ざかる方向に区画底壁から延びるガイド部とを有し得る。そして、斜板角度が最小であるときに、ガイド部と摺動部とは、オーバーラップするように配置されることが好ましい。また、コイルばねはガイド部と摺動部との間に収納されていることが好ましい。

この場合、ガイド部と摺動部とはオーバーラップするため、軸長が長くならず、圧縮機のより小型化が可能である。また、コイルばねもガイド部と摺動部との間に収納されるため、コイルばねが圧縮機の小型化を阻害しない。また、コイルばねもガイド部及び摺動部とオーバーラップするため、駆動軸心方向に長いコイルばねを採用することができ、コイルばねが十分な付勢力を発揮できる。

本発明の圧縮機では、小型化、優れた耐久性及び軽量化を実現可能であり、かつ製造コストの低廉化を実現できるとともに、高い制御性を実現できる。

図１は、実施例の圧縮機における斜板の最大傾斜時の断面図である。 図２は、実施例の圧縮機における斜板の最小傾斜時の断面図である。 図３は、実施例の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 図４は、実施例の圧縮機に係り、斜板の最大傾斜時の要部拡大断面図である。 図５は、実施例の圧縮機に係り、斜板の最小傾斜時の要部拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
図１及び図２に示すように、実施例の圧縮機は、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、複数対のシュー１１ａ、１１ｂと、アクチュエータ１３と、図３に示す制御機構１５とを備えている。尚、図１及び図２において、左側が前方を示し、右側が後方を示す。

ハウジング１は、フロントハウジング１７と、第１シリンダブロック２１と、第２シリンダブロック２３と、リヤハウジング１９と、第１弁ユニット３９と、第２弁ユニット４１とを有している。

フロントハウジング１７は圧縮機の前方に位置している。リヤハウジング１９は圧縮機の後方に位置している。第１、２シリンダブロック２１、２３は、フロントハウジング１７とリヤハウジング１９との間に位置している。第１弁ユニット３９は、フロントハウジング１７と第１シリンダブロック２１との間に設けられている。第２弁ユニット４１は、第２シリンダブロック２３とリヤハウジング１９との間に設けられている。

フロントハウジング１７には、ボス１７ａと、第１吸入室２７ａと、第１吐出室２９ａと、第１フロント連通路１７ｂとが形成されている。

ボス１７ａは、フロントハウジング１７の前方側の中央部に設けられ、前方に向かって突出している。このボス１７ａ内には軸封装置２５が設けられている。

また、第１吸入室２７ａ及び第１吐出室２９ａは、フロントハウジング１７の後方側に設けられている。第１吸入室２７ａは、フロントハウジング１７の内周側に位置している。第１吐出室２９ａは、環状に形成され、第１吸入室２７ａの外周側に位置している。

第１フロント連通路１７ｂは、前端側が第１吐出室２９ａに連通しており、後端側がフロントハウジング１７の後端に開いている。

リヤハウジング１９には、第２吸入室２７ｂと、第２吐出室２９ｂと、圧力調整室３１と、リヤ連通路１９ａとが形成されている。

圧力調整室３１はリヤハウジング１９の中心部分に位置している。第２吸入室２７ｂは、環状に形成され、圧力調整室３１の外周側に位置している。第２吐出室２９ｂは、環状に形成され、第２吸入室２７ａの外周側に位置している。

リヤ連通路１９ａは、後端側が第２吐出室２９ｂに連通しており、前端側がリヤハウジング１９の前端に開いている。

第１シリンダブロック２１と第２シリンダブロック２３との間には、斜板室３３が形成されている。この斜板室３３は、ハウジング１における前後方向の略中央に位置している。

第１シリンダブロック２１には、複数個の第１シリンダボア２１ａが周方向に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。また、第１シリンダブロック２１には、駆動軸３を挿通させる第１軸孔２１ｂが形成されている。この第１軸孔２１ｂ内には、第１滑り軸受２２ａが設けられている。

さらに、第１シリンダブロック２１には、第１軸孔２１ｂと連通して第１軸孔２１ｂと同軸をなす第１凹部２１ｃが形成されている。第１凹部２１ｃは、斜板室３３とも連通しており、斜板室３３の一部となっている。

第１凹部２１ｃは、前端に向かって段状に縮径する形状に形成されている。第１凹部２１ｃの前端には、第１スラスト軸受３５ａが設けられている。この第１スラスト軸受３５ａは駆動軸３に作用するスラスト力を支持している。

さらに、第１シリンダブロック２１には、斜板室３３と第１吸入室２７ａとを連通する複数本の第１連絡路３７ａが形成されている。

さらに、第１シリンダブロック２１には、第２フロント連通路２１ｄが形成されている。この第２フロント連通路２１ｄは、前端が第１シリンダブロック２１の前端側に開いており、後端が第１シリンダブロック２１の後端側に開いている。

第２シリンダブロック２３には、第１シリンダボア２１ａと同数の第２シリンダボア２３ａが周方向に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。また、第２シリンダブロック２３には、駆動軸３を挿通させる第２軸孔２３ｂが形成されている。第２軸孔２３ｂは第１軸孔２１ｂと同軸である。第２軸孔２３ｂは圧力調整室３１と連通している。第２軸孔２３ｂ内には、第２滑り軸受２２ｂが設けられている。駆動軸３は第１、２滑り軸受２２ａ、２２ｂに支持されている。

また、第２シリンダブロック２３には、第２軸孔２３ｂと連通し、第２軸孔２３ｂと同軸をなす第２凹部２３ｃが形成されている。第２凹部２３ｃも、斜板室３３と連通しており、斜板室３３の一部となっている。

第２凹部２３ｃは、後端に向かって段状に縮径する形状に形成されている。第２凹部２３ｃの後端には、第２スラスト軸受３５ｂが設けられている。この第２スラスト軸受３５ｂは、駆動軸３に作用するスラスト力を支持している。

さらに、第２シリンダブロック２３には、斜板室３３と第２吸入室２７ｂとを連通する複数本の第２連絡路３７ｂが形成されている。

第２シリンダブロック２３には、吐出ポート２３ｇと、合流連通路２３ｈと、吸入ポート２３ｉとが形成されている。吐出ポート２３ｇと合流連通路２３ｈとは、互いに連通している。合流連通路２３ｈは、前端側が第２フロント連通路２１ｄに開いており、後端側がリヤ連通路１９ａに開いている。

第１弁ユニット３９は、第１バルブプレート３９０と、第１吸入弁プレート３９１と、第１吐出弁プレート３９２と、第１リテーナプレート３９３とを有している。

第１弁ユニット３９には、第１シリンダボア２１ａと同数の第１吸入孔３９０ａと、第１シリンダボア２１ａと同数の第１吐出孔３９０ｂと、複数個の第１吸入連通孔３９０ｃと、１個の第１吐出連通孔３９０ｄとが形成されている。また、各第１吸入孔３９０ａ及び各第１吐出孔３９０ｂには、それぞれ図示しないリード弁が形成されている。

各第１シリンダボア２１ａは、各第１吸入孔３９０ａを通じて、第１吸入室２７ａと連通している。また、各第１シリンダボア２１ａは、各第１吐出孔３９０ｂを通じて、第１吐出室２９ａと連通している。さらに、第１吸入室２７ａは、各第１吸入連通孔３９０ｃを通じて、各第１連絡路３７ａと連通している。また、第１フロント連通路１７ｂは、第１吐出連通孔３９０ｄを通じて、第２フロント連通路２１ｄと連通している。

第２弁ユニット４１は、第２バルブプレート４１０と、第２吸入弁プレート４１１と、第２吐出弁プレート４１２と、第２リテーナプレート４１３とを有している。

第２弁ユニット４１には、第２シリンダボア２３ａと同数の第２吸入孔４１０ａと、第２シリンダボア２３ａと同数の第２吐出孔４１０ｂと、複数個の第２吸入連通孔４１０ｃと、第２吐出連通孔４１０ｄとが形成されている。また、各第２吸入孔４１０ａ及び各第２吐出孔４１０ｂには、それぞれ図示しないリード弁が形成されている。

各第２シリンダボア２３ａは、各第２吸入孔４１０ａを通じて、第２吸入室２７ｂと連通している。また、各第２シリンダボア２３ａは、各第２吐出孔４１０ｂを通じて、第２吐出室２９ｂと連通している。さらに、第２吸入室２７ｂは、第２吸入連通孔４１０ｃを通じて、第２連絡路３７ｂと連通している。また、リヤ連通路１９ａは、第２吐出連通孔４１０ｄを通じて、合流連通路２３ｈと連通している。

また、この圧縮機では、第１、２連絡路３７ａ、３７ｂ及び第１、２吸入連通孔３９０ｃ、４１０ｃにより、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂと斜板室３３とが互いに連通している。このため、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内と斜板室３３内とは、圧力がほぼ等しくなっている。そして、蒸発器を経た低圧の冷媒ガスが吸入ポート２３ｉを通じて斜板室３３に流入する。これにより、斜板室３３内及び第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内の各圧力は、第１、２吐出室２９ａ、２９ｂ内よりも低圧になっている。

駆動軸３は、軸本体３０と第１軸支持部材４３ａと第２軸支持部材４３ｂとにより構成されている。軸本体３０は、ボス１７ａから後方に向かって延びている。軸本体３０の前端はボス１７ａ内に位置し、後端は圧力調整室３１内に位置している。

また、軸本体３０内には、軸路３ａ及び径路３ｂが形成されている。軸路３ａは、軸本体３０の後端から前方に向かって駆動軸心Ｏ方向に延びている。径路３ｂは、軸路３ａの前端から径方向に延びて軸本体３０の外周面に開いている。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１３ｃに開いている。これにより、制御圧室１３ｃは、径路３ｂ及び軸路３ａを通じて、圧力調整室３１と連通している。

また、軸本体３０には、斜板５とリンク機構７とアクチュエータ１３とが設けられている。これらの斜板５とリンク機構７とアクチュエータ１３とは、それぞれ斜板室３３内に配置されている。

第１軸支持部材４３ａは、軸本体３０の前端側に圧入されている。第１軸支持部材４３ａは、駆動軸３が駆動軸心Ｏ周りで回転することにより、第１滑り軸受２２ａ内を摺動する。また、この第１軸支持部材４３ａには、第１スラスト軸受３５ａと当接する第１フランジ部４３０が形成されているとともに、後述する第２ピン４７ｂが挿通される取付部（図示略）が形成されている。

第２軸支持部材４３ｂは、軸本体３０の後端側に圧入されている。第２軸支持部材４３ｂは、駆動軸３が駆動軸心Ｏ周りで回転することにより、駆動軸３を支持しつつ、第２滑り軸受２２ｂ内を摺動する。また、第２軸支持部材４３ｂは、後述する移動体１３ａとリヤハウジング１９との間に設けられている。

また、第２軸支持部材４３ｂは駆動軸３上に設けられている。第２軸支持部材４３ｂには、第２スラスト軸受３５ｂを固定する第２フランジ部４３１が形成されている。

また、第２凹部２３ｃと第２軸支持部材４３ｂとの間に第２スラスト軸受３５ｂが設けられている。第２スラスト軸受３５ｂは、第２フランジ部４３１よりも大径に形成されている。

斜板５は、環状の平板形状に形成されている。斜板５は、前面５ａと後面５ｂとを有している。前面５ａは、斜板室３３内において圧縮機の前方に面している。また、後面５ｂは、斜板室３３内において圧縮機の後方に面している。

斜板５はリングプレート４５に固定されている。リングプレート４５は、環状の平板形状に形成され、その中心部に挿通孔４５ａが形成されている。斜板５は、挿通孔４５ａに軸本体３０が挿通されることにより、駆動軸３に取り付けられる。

リンク機構７はラグアーム４９を有している。ラグアーム４９は、斜板５よりも前方に配置され、斜板５と第１軸支持部材４３ａとの間に位置している。ラグアーム４９は、前端側から後端側に向かって略Ｌ字形状に形成されている。図２に示すように、駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が最小になった時に、ラグアーム４９は、第１軸支持部材４３ａの第１フランジ部４３０と当接するようになっている。これにより、この圧縮機では、ラグアーム４９によって、斜板５の傾斜角度を最小値に維持することが可能となっている。また、ラグアーム４９の後端側には、ウェイト部４９ａが形成されている。ウェイト部４９ａは、アクチュエータ１３の周方向におよそ半周にわたって延びている。

図１に示すように、ラグアーム４９の後端側は、第１ピン４７ａによってリングプレート４５の一端側と接続されている。これにより、ラグアーム４９の後端側は、第１ピン４７ａの軸心を第１揺動軸心Ｍ１として、リングプレート４５の一端側、すなわち斜板５に対し、第１揺動軸心Ｍ１周りで揺動可能に支持されている。この第１揺動軸心Ｍ１は、駆動軸３の駆動軸心Ｏと直交する方向に延びている。

ラグアーム４９の前端側は、第２ピン４７ｂによって第１軸支持部材４３ａと接続されている。これにより、ラグアーム４９の前端側は、第２ピン４７ｂの軸心を第２揺動軸心Ｍ２として、第１軸支持部材４３ａ、すなわち駆動軸３に対し、第２揺動軸心Ｍ２周りで揺動可能に支持されている。この第２揺動軸心Ｍ２は第１揺動軸心Ｍ１と平行に延びている。これらのラグアーム４９、第１、２ピン４７ａ、４７ｂが本発明におけるリンク機構７に相当する。

ウェイト部４９ａは、ラグアーム４９の後端側、つまり、第１揺動軸心Ｍ１を基準として第２揺動軸心Ｍ２とは反対側に延在して設けられている。ラグアーム４９は、第１ピン４７ａによってリングプレート４５に支持される。ウェイト部４９ａは、リングプレート４５の溝部４５ｂを通って、リングプレート４５の後面、つまり斜板５の後面５ｂ側に位置している。これにより、斜板５の回転によって発生する遠心力がウェイト部４９ａにも作用するようになっている。

この圧縮機では、斜板５は駆動軸３と接続されることにより、斜板５は駆動軸３と共に回転することが可能となっている。また、ラグアーム４９の両端がそれぞれ第１揺動軸心Ｍ１及び第２揺動軸心Ｍ２周りで揺動することにより、斜板５は傾斜角度を変更することが可能となっている。

各ピストン９は、前端側に第１頭部９ａを有し、後端側にも第２頭部９ｂを有している。各第１頭部９ａは各第１シリンダボア２１ａ内を往復動可能に収納されている。これらの各第１頭部９ａと第１弁ユニット３９とにより、各第１シリンダボア２１ａ内にそれぞれ第１圧縮室２１ｅが区画されている。同様に、各第２頭部９ｂも各第２シリンダボア２３ａ内を往復動可能に収納されている。これらの各第２頭部９ｂと第２弁ユニット４１とにより、各第２シリンダボア２３ａ内にそれぞれ第２圧縮室２３ｆが区画されている。各第１頭部９ａと各第２頭部９ｂとは同径に形成されている。

また、各ピストン９の中央には凹部９ｃが形成されている。各凹部９ｃ内には、半球状のシュー１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられている。これらのシュー１１ａ、１１ｂによって斜板５の回転がピストン９の往復動に変換される。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、第１、２頭部９ａ、９ｂがそれぞれ第１、２シリンダボア２１ａ、２３ａ内を往復動することが可能となっている。

図３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と第２吸入室２７ｂ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１３ｃと圧力調整室３１と第２吸入室２７ｂとは、互いに連通している。また、低圧通路１５ａには制御弁１５ｃが設けられている。この制御弁１５ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき、低圧通路１５ａの開度を調整する。

高圧通路１５ｂは、圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂとに接続されている。これにより、この高圧通路１５ｂと軸路３ａと径路３ｂとによって、制御圧室１３ｃと圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂ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。

この圧縮機では、図１に示す吸入ポート２３ｉに対して蒸発器に繋がる配管が接続されるとともに、吐出ポート２３ｇ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。

図４及び図５に示すように、このアクチュエータ１３は、移動体１３ａと区画体１３ｂと制御圧室１３ｃとを有する。アクチュエータ１３は、斜板室３３内に配置されている。アクチュエータ１３は、斜板５よりも後方側に位置し、第２凹部２３ｃ内に進入することが可能となっている。

区画体１３ｂは、駆動軸３に固定され、駆動軸３と共に回転可能となっている。区画体１３ｂは、区画底壁１３６とガイド部１３７とを有している。区画底壁１３６には、駆動軸３を挿通する挿通孔１３６ａが貫設されている。区画底壁１３６は、この挿通孔１３６ａによって、駆動軸３に圧入されている。区画底壁１３６は、駆動軸３から径方向に延びている。ガイド部１３７は、斜板５から遠ざかるように区画底壁１３６から駆動軸心Ｏ方向に延び、駆動軸心Ｏと同心の筒状をなしている。ガイド部１３７には、駆動軸３に向けて突設した第１係合部１３７ａが形成されている。ガイド部１３７は、後述する移動体１３ａの周壁１３０の内面に沿って摺動する。ガイド部１３７の外周面と周壁１３０の内周面との間には、Ｏリング１３８が設けられている。

移動体１３ａは、駆動軸３が挿通されることにより、駆動軸３と共に回転されるようになっている。移動体１３ａは、区画体１３ｂに対して駆動軸心Ｏ方向に移動可能とされている。また、移動体１３ａは斜板５と連結されている。移動体１３ａは、制御圧室１３ｃ内の圧力が高くなることにより、斜板５を牽引して傾斜角度を増大するように配置されている。

より具体的には、移動体１３ａは、周壁１３０と、移動底壁１３１と、摺動部１３２とを有している。周壁１３０は、移動底壁１３１から斜板５に向かって駆動軸心Ｏ方向に延び、区画体１３ｂを取り囲んでいる。周壁１３０は、駆動軸心Ｏと同心の筒状をなしている。また、周壁１３０の前端には、斜板５と連結される連結部１３３が形成されている。移動底壁１３１は、周壁１３０から駆動軸３に向けて延びている。摺動部１３２は、斜板５に近づくように移動底壁１３１から駆動軸心Ｏ方向に延びている。摺動部１３２には、径方向に突設した第２係合部１３２ａが形成されている。摺動部１３２には、駆動軸３を挿通する挿通孔１３２ｂが貫設されている。この挿通孔１３２ｂによって、摺動部１３２は駆動軸３の外周上を摺動可能とされている。摺動部１３２の内周面と駆動軸３の外周面との間には、Ｏリング１３５が設けられている。

移動体１３ａには、移動底壁１３１と周壁１３０との間に、内側収納部１４０が形成されている。内側収納部１４０は、ガイド部１３７を収納することが可能になっている。具体的には、斜板角度が最小であるときに、ガイド部１３７と摺動部１３２とは、オーバーラップするように配置される

また、移動体１３ａには、移動底壁１３１と摺動部１３２との間に、外側収納部１４１が形成されている。外側収納部１４１は、第２フランジ部４３１を収納することが可能になっている。具体的には、斜板角度が最大であるときに、移動底壁１３１と第２フランジ部４３１とは、オーバーラップするように配置されている。

移動体１３ａの連結部１３３には、リングプレート４５の他端側が第３ピン４７ｃによって接続されている。これにより、リングプレート４５の他端側、すなわち、斜板５は、第３ピン４７ｃの軸心を作用軸心Ｍ３として、作用軸心Ｍ３周りで移動体１３ａに揺動可能に支持されている。この作用軸心Ｍ３は、第１、２揺動軸心Ｍ１、Ｍ２と平行に延びている。こうして、移動体１３ａは斜板５と連結されている。

制御圧室１３ｃは、区画体１３ｂと移動体１３ａとにより区画されている。制御圧室１３ｃは、第２吐出室２９ｂからの冷媒を導入することによって移動体１３ａを移動可能にしている。また、制御圧室１３ｃは、移動体１３ａの移動により、制御圧室１３ｃ内の容積が変更するようになっている。この制御圧室１３ｃは、移動体１３ａと、区画体１３ｂと、軸本体３０とによって斜板室３３から区画されている。

制御圧室１３ｃ内には、コイルばね５０が設けられている。また、コイルバネ５０の一端部５０ａの内周は第１係合部１３７ａに係合され、その他端部５０ｂの内周は第２係合部１３２ａに係合されている。また、コイルバネ５０の自由長時には、斜板５の傾斜角度が最大と最少との中間角度にされるように設定されている。このため、コイルばね５０は、斜板５の傾斜角度が最小であるときに傾斜角度を増大させるように付勢する。また、コイルばね５０は、斜板５の傾斜角度が最大であるときに傾斜角度を縮小させるように付勢する。コイルばね５０が本発明における付勢部材に相当する。

コイルばね５０は区画体１３ｂ及び移動体１３ａとともに回転されるようになっている。コイルばね５０は、制御圧室１３ｃの容積が最も小さいときに、ガイド部１３７と摺動部１３２との間に収納される。

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が第１、２シリンダボア２１ａ、２３ａ内を往復動する。このため、第１、２圧縮室２１ｅ、２３ｆがピストンストロークに応じて容積変化を生じる。これにより、この圧縮機では、第１、２圧縮室２１ｅ、２３ｆにそれぞれ冷媒ガスを吸入する吸入行程と、第１、２圧縮室２１ｅ、２３ｆにおいて冷媒ガスが圧縮される圧縮行程と、圧縮された冷媒ガスが第１、２圧縮室２１ｅ、２３ｆからそれぞれ吐出される吐出行程等とが繰り返し行われることとなる。

そして、これらの吸入行程等が行われる間、斜板５、リングプレート４５、ラグアーム４９及び第１ピン４７ａからなる回転体には斜板５の傾斜角度を変更するピストン圧縮力が作用する。そして、斜板５の傾斜角度が変更されれば、ピストン９のストロークの増減による容量制御を行うことが可能である。

より具体的には、制御機構１５において、図３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内の圧力が小さくなり、ひいては制御圧室１３ｃ内の圧力が小さくなる。これにより、制御圧室１３ｃ内の圧力は第２吸入室２７ｂ内の圧力とほぼ等しくなる。このため、図２及び図５に示すように、アクチュエータ１３では、移動体１３ａの摺動部１３２が、斜板室３３の前方側に向かって駆動軸３の外周面を摺動するとともに、周壁１３０も、斜板室３３の前方側に向かって区画体１３ｂのガイド部１３７上を摺動する。つまり、斜板室３３の圧力によって移動体１３ａは前方へ移動する。この際、移動体１３ａは、コイルバネ５の付勢力に抗しながら、前方へ移動する。これにより、この圧縮機では、移動体１３ａが斜板室３３の前方側に移動し、ラグアーム４９に近接する。

これにより、斜板５の他端側は作用軸心Ｍ３周りで時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の後端が第１揺動軸心Ｍ１周りで反時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の前端が第２揺動軸心Ｍ２周りで反時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム４９が第１軸支持部材４３ａの第１フランジ部４３０に近接する。これらにより、斜板５は、第１揺動軸心Ｍ１を支点として揺動する。このため、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が減少し、ピストン９のストロークが減少する。このため、この圧縮機では、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が小さくなる。斜板５の傾斜角度は、制御圧室１３ｃの最少容積時に、最小傾斜角度となる。

一方、制御機構１５において、図３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、ひいては制御圧室１３ｃ内の圧力が大きくなる。このため、図１及び図４に示すように、アクチュエータ１３では、移動体１３ａの摺動部１３２が、斜板室３３の後方側に向かって駆動軸３の外周面を摺動するとともに、周壁１３０も、斜板室３３の後方側に向かって区画体１３ｂのガイド部１３７上を摺動する。つまり、制御圧室１３ｃの内部の圧力によって移動体１３ａは後方へ移動する。この際、移動体１３ａは、コイルバネ５の付勢力に屈しながら、後方へ移動する。これにより、この圧縮機では、移動体１３ａが斜板室３３の後方側に移動し、ラグアーム４９から遠隔する。

これにより、作用軸心Ｍ３において、連結部１３３を通じて移動体１３ａが斜板５の下端側を斜板室３３の後方側へ牽引する状態となる。これにより、斜板５の他端側が作用軸心Ｍ３周りで反時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の後端が第１揺動軸心Ｍ１周りで時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の前端が第２揺動軸心Ｍ２周りで時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム４９が第１軸支持部材４３ａの第１フランジ部４３０から離間する。これにより、斜板５は、第１揺動軸心Ｍ１を支点として揺動し、上述の傾斜角度が小さくなる場合と反対方向に揺動する。このため、駆動軸３の駆動軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が増大し、ピストン９のストロークが増大する。このため、この圧縮機では、駆動軸３の１回転当たりの吐出容量が大きくなる。斜板５の傾斜角度は、制御圧室１３ｃの最大容積時に、最大傾斜角度となる。

この圧縮機では、斜板５の傾斜角度を増大する際、移動体１３ａが斜板５を牽引する。つまり、この圧縮機では、斜板５が傾斜角度の増大方向へと変位する際、移動体１３ａは斜板５から遠隔する。このため、この圧縮機では、斜板５に対する牽引力を大きくするために移動体１３ａを大型化しても、移動体１３ａと斜板５との干渉が生じ難い。これにより、この圧縮機では、干渉を回避するために移動体１３ａを複雑な形状にする必要がなく、移動体１３ａにさほど大きな剛性も要求されない。

このため、この圧縮機では、高い制御性を実現するため、移動体１３ａをある程度薄肉化して径方向に大型化することも可能である。さらに、移動体１３ａを軽量化することも可能である。

また、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度を変更する制御圧室１３ｃ内を利用してコイルバネ５０を配置しているため、制御圧室１３ｃ外に付勢部材を設けた場合と比べて、圧縮機の軸長が短くなる。

さらに、この圧縮機では、コイルバネ５０がアクチュエータ１３の移動体１３ａを介するだけで斜板５を牽引できる。このため、コイルバネ５０の付勢力は、移動体１３ａのみが駆動軸心Ｏ方向に移動する時の抵抗力により損なわれるだけである。このため、コイルバネ５０の付勢力が上記従来の圧縮機よりも斜板５に伝わり易く、斜板５の傾斜角度を増大させ易い。

特に、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が最小であるとき、コイルバネ５０は斜板５の傾斜角度を増大させる。このため、斜板５が継続して回転することにより、ピストン９がある程度のストロ−クで第１、２シリンダボア２１ａ、２３ａ内を往復動することとなる。このため、ピストン９が第１、２圧縮室２１ｅ、２３ｆ内で圧縮仕事をし、第１、２吐出室２９ａ、２９ｂに高圧の冷媒を貯留できる。このため、アクチュエータ１３の制御圧室１３ｃを第１、２吐出室２９ａ、２９ｂ内の冷媒によって高圧にすることができ、アクチュエータ１３の移動体１３ａが駆動軸心Ｏ方向に移動することができるようになる。つまり、圧縮機は、斜板５の傾斜角度が最小である状態から、アクチュエータ１３が斜板５の傾斜角度を増大するようになるまで、コイルバネ５０が斜板５の傾斜角度の復帰を助勢できる。

したがって、この圧縮機は、小型化、優れた耐久性及び軽量化を実現可能であり、かつ製造コストの低廉化を実現可能であるとともに、高い制御性を実現できる。

また、この圧縮機では、コイルバネ５０の一端部５０ａの内周は第１係合部１３７ａに係合され、その他端部５０ｂの内周は第２係合部１３２ａに係合されている。このため、斜板５の傾斜角度が最大であるとき、コイルばね５０は、自由長に戻ろうとするため、斜板５の傾斜角度は減少する方向に移動体１３ａを付勢する。これにより、斜板５が最大の傾斜角度から傾斜角度の減少方向へと変位し易くなり、より優れた制御性を実現できる。

また、単一のコイルばね５０は、短縮状態から自由長への伸張により付勢部材として機能するとともに、延長状態から自由長への収縮により付勢部材として機能する。このため、複数の付勢部材を制御圧室１３ｃ内に設ける必要がなく、部品点数の削減を実現できる。

また、第１係合部１３７ａがコイルばね５０の一端部５０ａの内周に係合し、第２係合部１３２ａが他端部５０ｂの内周に係合するため、コイルばね５０を第１係合部１３７ａ及び第２係合部１３２ａに容易に係合できる。

さらに、斜板角度が最小であるときに、ガイド部１３７と摺動部１３２とはオーバーラップするため、軸長が長くならず、圧縮機のより小型化が可能である。また、コイルばね５０もガイド部１３７と摺動部１３２との間に収納されるため、コイルばね５０が圧縮機の小型化を阻害しない。また、コイルばね５０もガイド部１３７及び摺動部１３２とオーバーラップするため、駆動軸心Ｏ方向に長いコイルばね５０を採用することができ、コイルばね５０が十分な付勢力を発揮できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例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、本発明の圧縮機の制御機構１５において、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の開度を調整することが可能となる。これにより、第２吐出室２９ｂ内の高圧によって制御圧室１３ｃを迅速に高圧とすることで、迅速な圧縮容量の増大を行うことが可能となる。

また、アクチュエータ１３を斜板５の前面５ａ側に配置し、ラグアーム４９を斜板５の後面５ｂ側に配置して圧縮機を構成しても良い。

また、第１シリンダブロック２１又は第２シリンダブロック２３の一方のみに圧縮室が形成されるように圧縮機を構成しても良い。

本発明は冷凍回路、暖房回路、暖房冷凍回路等に利用可能である。

１…ハウジング
３…駆動軸
５…斜板
７…リンク機構
９…ピストン
１１ａ…シュー（変換機構）
１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…移動体
１３ｂ…区画体
１３ｃ…制御圧室
１５…制御機構
２１ａ…第１シリンダボア（シリンダボア）
２３ａ…第２シリンダボア（シリンダボア）
２７ａ…第１吸入室（吸入室）
２７ｂ…第２吸入室（吸入室）
２９ａ…第１吐出室（吐出室）
２９ｂ…第２吐出室（吐出室）
３３…斜板室
４７ａ…第１ピン（リンク機構）
４７ｂ…第２ピン（リンク機構）
５０…コイルばね（付勢部材）
５０ａ…一端部
５０ｂ…他端部
１３０…周壁（移動体）
１３１…移動底壁（移動体）
１３２…摺動部（移動体）
１３２ａ…第２係合部
１３６…区画底壁（区画体）
１３７…ガイド部（区画体）
１３７ａ…第１係合部

Claims (4)

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、前記斜板室に設けられ、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、
   前記アクチュエータは、前記駆動軸に設けられる区画体と、前記斜板と連結され、前記斜板室内で前記駆動軸心方向に移動可能な移動体と、前記区画体と前記移動体とにより区画され、前記吐出室からの冷媒を導入することによって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
   前記移動体は、前記制御圧室内の圧力が高くなることにより、前記斜板を牽引して前記傾斜角度を増大するように配置され、
   前記区画体と前記移動体との間には、前記傾斜角度が最小であるときに前記傾斜角度を増大させる付勢部材が設けられていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記付勢部材は、一端部から他端部まで前記駆動軸心方向に延びる単一のコイルばねであり、
   前記一端部は前記区画体に固定され、前記他端部は前記移動体に固定されており、
   前記付勢部材は、前記斜板角度が最大であるときに、前記斜板角度を縮小させる請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記区画体には、前記一端部の内周に係合する第１係合部が形成され、
   前記移動体には、前記他端部の内周に係合する第２係合部が形成されている請求項２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
4. 前記移動体は、前記駆動軸心方向に延びて前記区画体を取り囲む周壁と、前記周壁から前記駆動軸に向けて延びる移動底壁と、前記斜板に近づく方向に前記移動底壁から延び、前記駆動軸と摺動する摺動部とを有し、
   前記区画体は、区画底壁と、前記周壁の内面に沿って、前記斜板から遠ざかる方向に前記区画底壁から延びるガイド部とを有し、
   前記斜板角度が最小であるときに、前記ガイド部と前記摺動部とは、オーバーラップするように配置されると共に、
   前記コイルばねは前記ガイド部と前記摺動部との間に収納されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。

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