JP2569737B2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は両頭ピストンを備えた可変容量型斜板式圧縮
機に関するものである。

［従来の技術］ 両頭ピストンを備えた可変機能のない斜板式圧縮機と
同程度の冷房能力の達成を図った可変容量型圧縮機が特
開昭58-162782号公報に開示されている。この圧縮機で
は斜板が回転軸と一体的に回転可能かつ前後に揺動可能
に支持されており、この斜板の傾角が冷房負荷を反映す
る吸入圧情報に基づいて制御されるようになっている。
しかしながら、斜板の揺動中心が回転軸上の固定位置に
設定されているため、両頭ピストンの圧縮行程上死点が
前後両圧縮室のいずれにおいても斜板傾角に応じて変動
し、斜板傾角が零側に近い小容量側の圧縮作用領域では
実質的な圧縮及び吐出を行なうことができない。

本願出願人はこの欠点を改良した圧縮機を特願昭62-2
98630号で出願している。この圧縮機における斜板の揺
動中心は両頭ピストンを収容するシリンダブロックのシ
リンダボアと対応する回転軸の半径方向位置に設定され
ており、これにより両頭ピストンの一側のシリンダボア
における圧縮行程上死点が定位置に規定され、斜板傾角
が零側に近い小容量側の圧縮作用領域でも実質的な圧縮
及び吐出が行われる。

斜板の傾角は、前後両シリンダボア内の圧力による斜
板揺動力及び斜板傾角を小さくする方向に付勢配置され
たばね部材のばね作用の総和圧と、圧縮行程上死点定位
置のシリンダボア側の吸入室に摺動制御体を介入して区
画形成された制御圧室内の圧力との差に応じて変動す
る。斜板傾角を制御するための制御圧室は吐出圧領域及
び吸入圧領域に接続されており、この接続通路上に介在
された容量制御弁機構が制御圧室側から吸入圧領域側へ
の冷媒ガス流量及び吐出圧領域側から制御圧室への冷媒
ガス流量の両方あるいは一方を制御し、この流量制御に
より制御圧室内の圧力が制御される。

［発明が解決しようとする課題］ 吸入室及び吐出室はプレートを介してシリンダボアか
ら区画されており、吸入室及び吐出室は区画プレート上
の吸入口及び吐出口を介してトリンダボアに接続されて
いる。吸入口はシリンダボア内側の逆止弁により開閉可
能であり、圧縮行程時にはシリンダボアと吸入室とが逆
止弁により閉塞される。この閉塞構成により圧縮行程時
にはシリンダボア内の圧縮高圧が吸入室と対応する区画
プレート部位に作用する。しかしながら、前記摺動制御
体を介入された吸入室側にはシリンダボアと対応する区
画プレート部位をシリンダブロックに押接するための構
成がなく、圧縮行程時のシリンダボア内の圧縮高圧によ
り吸入圧室と対応する区画プレート部位とシリンダブロ
ックとの間には不要なクリアランスが発生し、圧縮冷媒
ガスがこのクリアランスから低圧の吸入圧領域へリーク
するおれそがある。小容量側でも実質的な圧縮及び吐出
を行なうシリンダボア側でのこのような圧力リークは容
量全域での基本的な圧縮効率の低下をもたらし、特に直
接冷房能力を左右する最大容量時の圧縮効率低下は冷房
能力の低下に繋がる。これは両頭ピストンを用いた可変
機能のない斜板式圧縮機と同程度の冷房能力を確保し得
ないことを意味する。

本発明は圧縮行程上死点を定位置とした一側のシリン
ダボア側における圧力リークを防止して両頭ピストンを
用いた可変機能のない斜板式圧縮機と同程度の冷房能力
を確保し得る可変容量型斜板式圧縮機を提供することを
目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、区画プレートによりリヤ側シ
リンダボアから区画される吸入室内に容量制御用の制御
圧室を設けると共に、この制御圧室の容積を変える摺動
制御体を前記区画プレート及びシリンダブロックを貫通
して前記回転軸に摺動可能に支持し、この貫通孔の内周
面には前記区画プレートをシリンダブロックに押接する
ねじ締め部材を締付装着する共に、ねじ締め部材とシリ
ンダブロックとの間には凹凸の嵌合作用をする回り止め
機構を介在した。

［作用］ 貫通孔の周囲における吸入室と各シリンダボアとの対
向部位付近の区画プレートがねじ締め部材の締付作用に
よりシリンダブロックへ締付接合される。従って、シリ
ンダボアの圧縮高圧が低圧の吸入室と対応する区画プレ
ート部位に作用する場合にも、ねじ締め部材の締付作用
が有効に働いている限りシリンダブロックと区画プレー
トとの間にはクリアランスは発生せず、シリンダボア内
の高圧冷媒ガスがシリンダブロックと区画プレートとの
間から低圧の吸入圧領域へリークすることはない。回転
軸の回転に伴う摺動制御体の追随回転作用がねじ締め部
材に波及し、この波及作用がねじ締め部材の締付作用を
弱める方向に働く場合がある。しかしながら、前記回り
止め機構の存在がねじ締め部材の緩み方向への戻りを抑
制し、ねじ締め部材の締付作用の有効性が維持される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
説明する。

シリンダブロック１の前後両端面にはフロントハウジ
ング２及びリヤハウジング３が接合固定されており、フ
ロントハウジング２及びシリンダブロック１には回転軸
４がフロント軸部4aを介して回転可能に支持されてい
る。フロント軸部4aの内端側にはリヤ軸部4bが連結体5,
6を介して連結固定されていると共に、連結体5,6にはガ
イド孔5a,6aが形成されており、リヤ軸部4bにはガイド
ブッシュ７がスライド可能に嵌合されていると共に、リ
ヤ軸部4b先端とガイドブッシュ７内端との間には押圧ば
ね８が介在されている。

ガイドブッシュ７の基端部の左右には軸ピン7a（一方
のみ図示）が突設されており、軸ピン7aには斜板９が回
動可能に支持されている。斜板９の前面にはブリッジ9a
が形成されていると共に、その中間部にはピン9bが両側
方へ突出するように嵌着されており、ガイドピン9bの両
端部には回転子9cが取付けられている。ブリッジ9aは両
連結体5,6間に挟入されていると共に、回転子9cは連結
体5,6のガイド孔5a,6aに嵌入されており、これにより斜
板９が斜板室1a内で回転軸４と共に回転する。回転軸
４、斜板９及びガイドブッシュ７は、ピン9bとガイド孔
5a,6aとのガイド関係及び前後にスライド可能なガイド
ブッシュ７に対する斜板９の回動可能関係をもって互い
に連結しており、これより斜板９がガイドブッシュ７の
スライドに伴って揺動可能であり、この揺動中心Ｃが斜
板９の周縁側に設定されている。

シリンダブロック１のフロント側及びリヤ側には複数
のシリンダボア1b,1c（本実施例では５つずつ）が斜板
９の回転軌跡上にて対応形成されていると共に、フロン
ト側シリンダボア1bの狭間及びリヤ側シリンダボア1cの
狭間には吸入通路1d,1eが形成されており、対応するフ
ロント側シリンダボア1b及びリヤ側シリンダボア1cには
両頭ピストン10が収容されている。各両頭ピストン10と
斜板９とはシュー11,12を介して係合しており、両頭ピ
ストン10が斜板９の回転に伴って前後に往復動する。

シリンダブロック１と前後両ハウジング2,3との間に
は区画プレート13,14及び弁形成プレート15,16が介在さ
れており、前後両ハウジング2,3内には吸入室17,18及び
吐出室19,20が区画形成されている。フロント側吸入室1
7は、吸入通路1dを介して斜板室1aに連通していると共
に、フロント側区画プレート13上の吸入孔13a及びフロ
ント側弁形成プレート15上の吸入弁15aを介してフロン
ト側区画プレート13と両頭ピストン10との間のフロント
側圧縮室Pfに接続している。フロント側吐出室19はフロ
ント側区画プレート13上の吐出孔13b及び吐出弁31を介
してフロント側圧縮室Pfに接続している。同様に、リヤ
側吸入室18は、吸入通路1eを介して斜板室1aに連通して
いると共に、リヤ側区画プレート14上の吸入孔14a及び
リヤ側弁形成プレート16上の吸入弁16aを介してリヤ側
区画プレート14と両頭ピストン10との間のリヤ側圧縮室
Prに接続している。リヤ側吐出室20はリヤ側区画プレー
ト14上の吐出孔14b及び吐出弁32を介してリヤ側圧縮室P
rに接続している。

外部冷媒ガス回路を構成する吸入管路21内の冷媒ガス
は両頭ピストン10の往復動に伴って入口22から斜板室1a
へ入り、フロント側吸入通路1d及びリヤ側吸入通路1e、
フロント側吸入室17及びリヤ側吸入室18を経てフロント
側圧縮室Pf及びリヤ側圧縮室Prへ吸入されて圧縮作用を
受ける。そして、フロント側圧縮室Pfからフロント側吐
出室19へ吐出された冷媒ガスは吐出通路1fへ流出すると
共に、吐出通路1fを経て出口23から排出され、リヤ側圧
縮室Prからリヤ側吐出室20へ吐出された冷媒ガスは吐出
通路1fを経て出口23から排出される。斜板９の揺動中心
Ｃは斜板９の周縁側に設定されていると共に、リヤ側シ
リンダボア1c寄りに設定されており、これによりフロン
ト側圧縮室Pfにおける両頭ピストン10の圧縮行程上死点
は斜板９の傾斜に応じて変動するが、リヤ側圧縮室Prに
おける両頭ピストン10の圧縮行程上死点が第1,4図に示
す定位置に規定される。

リヤ側吸入室18内にはスプール形状の摺動制御体24が
前後方向へスライド可能に嵌入されており、そのフラン
ジ部24aによりリヤ側吸入室18の一部が制御圧室18aに区
画形成されていると共に、斜板室1aとリヤ側吸入室18と
を接続する貫通孔1g内に突出する筒部24bがスラストベ
アリング25及びラジアルベアリング26を介してガイドブ
ッシュ７に相対回転可能に支持されている。これにより
制御圧室18a内の圧力が摺動制御体24、ガイドブッシュ
７及び斜板９を介してフロント側圧縮室Pf内の圧力及び
リヤ側圧縮室Pr内の圧力により生じる斜板揺動力と対抗
する。

摺動制御体24の筒部24bを収容するシリンダブロック
１の段差を持つ有する貫通孔1gには円筒状のねじ締め部
材27が回転軸４に対して相対摺動可能に嵌合した状態で
斜板室1a側から嵌入されており、第１図に示すようにリ
ヤ側吸入室18に突出するねじ締め部材27のねじ部にはナ
ット28が螺着されている。このナット28を締めることに
よりねじ締め部材27のフランジ部27aが貫通孔1gの段差
に押接すると共に、ナット28が摺動制御体24の筒部24b
を包囲するリヤ側区画プレート14の内周縁部に押接され
る。即ち、第４図に示すように各リヤ側吸入通路1e及び
吸入弁16aはリヤ側吸入室18を形成する円環状の隔壁18b
とナット28との間で環状に等間隔位置に１箇所を除いて
配置されており、ナット28はリヤ側吸入室18に対応する
各リヤ側シリンダボア1cの部位近傍と対向するリヤ側吸
入室18の領域に設定されている。

第1,3図に示すように貫通孔1gの段差部には円形状の
回り止め用孔1hが回転軸４方向へ凹設されており、この
凹設位置が吸入通路のない前記等間隔位置の一箇所付近
にてねじ締め部材のフランジ部27aに重なる位置に設定
されている。このフランジ部27aの周縁部には回り止め
用凹部27bが切欠き形成されている。回り止め用凹部27b
は回転軸４方向に見て回り止め用孔1hと同一半径を持つ
半円形状に形成されており、回り止め用凹部27bの円弧
部と丁度重なり合う位置に設定されている。そして、回
り止め用孔1hと同径の回り止めピン29が回り止め用凹部
27bに嵌合するように回り止め用孔1hに圧入されてい
る。

制御圧室18a、吐出圧領域のリヤ側吐出室20、吸入圧
領域の斜板室1a及び吸入管路21は図示しない容量制御弁
機構に接続されており、摺動制御体24の前後の変位が吸
入管路21内の吸入圧の変動により制御されるようになっ
ている。即ち、吸入管路21内の吸入圧に基づく容量制御
弁機構内の弁体の開閉により制御圧室18aが吐出圧相当
の高圧又は吸入圧相当の低圧に切換制御され、斜板９が
第１図に示す傾角最大位置と第５図に示す傾角最少位置
とに切換配置される。

圧縮行程上死点が一定とはならないフロント側圧縮室
Pfでは、斜板傾角が小さい場合には実質的な吐出を伴わ
ない圧縮及び膨脹が行われるだけであるが、圧縮行程上
死点一定のリヤ側圧縮室Prでは斜板９の傾角に関わりな
く吐出を伴う実質的な圧縮が行われる。このリヤ側圧縮
室Prにおける圧縮高圧は低圧領域のリヤ側吸入室18と対
応するリヤ側区画プレート14の部位に作用し、リヤ側圧
縮室Prとリヤ側吸入室18との間の差圧がリヤ側区画プレ
ート14をシリンダブロック１から離間させる力として働
く。しかしながら、リヤ側区画プレート14の内周縁部が
ナット28によりシリンダブロック１の端面に強固に締付
押接されているため、シリンダブロック１とリヤ側吸入
室18領域に対応するリヤ側区画プレート14部位との間に
不要なクリアランスが生じることはない。従って、圧縮
行程時の高圧冷媒ガスがシリンダブロック１とリヤ側区
画プレート14との間から斜板室1aあるいはリヤ側吸入通
路1eといった低圧領域へ洩れることはなく、小容量側で
も実質的な圧縮及び吐出を行なうリヤ側圧縮室Prでの圧
力リークを回避するねじ締め部材27とナット28との締付
作用は容量全域での基本的な圧縮効率の低下を防止す
る。これにより直接冷房能力を左右する最大容量時の圧
縮効率低下は回避され、冷房能力は可変機能のない斜板
式圧縮機と同程度に確保される。

回転軸４と一体的に回転するガイドブッシュ７に回転
可能に嵌合している摺動制御体24は回転軸４の回転に伴
って追随回転し、摺動制御体24に相対回転可能に嵌合さ
れたねじ締め部材27が回転軸４の追随回転作用の影響を
受ける。ねじ締め部材27に対する長時間の追随回転作用
がねじ締め部材27とナット28との締付作用を緩める方向
に働く場合があり、この締付作用が緩めば高圧冷媒ガス
のリークが発生する。しかしながら、シリンダブロック
１の回り止め用孔1hに嵌入された回り止めピン29とねじ
締め部材27の回り止め用凹部27bとの凹凸の嵌合作用に
よりねじ締め部材27の緩み方向への回動が阻止され、ね
じ締め部材27とナット28との締付作用が低下することは
ない。従って、圧縮機の長期使用後も高圧冷媒ガスのリ
ークが発生することはなく、冷房能力が低下することは
ない。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば第5,6図に示す実施例も可能である。この実
施例ではねじ締め部材27のフランジ部27aに回り止め片3
0が止着されており、この回り止め片30が貫通孔1gとリ
ヤ側吸入通路1eとを接続するスリットを介してリヤ側吸
入通路1eに突出してある。これにより前記実施例と同様
の回り止め作用が得られる。

あるいは前記各実施例のねじ締め部材をリヤ側吸入室
の側から嵌入し、このねじ締め部材のフランジ部に止着
した回り止め片をリヤ側吸入通路の開口に嵌入するよう
にした実施例も可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、摺動制御体を収容する
貫通孔の周囲における吸入室と各シリンダボアとの対向
領域付近の区画プレート部位をねじ締め部材の締付作用
によりシリンダブロックへ締付接合すると共に、ねじ締
め部材とシリンダブロックとの間にねじ締め部材の緩み
を防止する回り止め機構を介在したので、シリンダボア
から低圧領域への圧力リークを防止するねじ締め部材の
締付作用の低下が回避され、容量全域にわたる圧縮効率
低下を回避し得ると共に、両頭ピストンを備えた可変機
能のない斜板式圧縮機と同程度の冷房能力を確保し得る
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明を具体化した実施例を示し、第１図
は側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
はＢ−Ｂ線断面図、第４図は第１図のＣ−Ｃ線断面図、
第５図は小容量運転状態を示す側断面図、第６図は別例
を示す要部側断面図、第７図は第６図のＤ−Ｄ線断面図
である。 シリンダブロック１、リヤ側シリンダボア1c、貫通孔1
g、リヤ側区画プレート14、リヤ側吸入室18、制御圧室1
8a、摺動制御体24、ねじ締め部材27、回り止め機構を構
成する回り止め用凹部27及び回り止めピン29、別例の回
り止め機構を構成する回り止め片30。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両頭ピストンを往復動可能に収容するシリ
   ンダブロック内に回転軸を回転可能に収容支持すると共
   に、この回転軸には両頭ピストンを往復駆動する斜板を
   相対回転不能かつその周縁側を中心として前後に揺動可
   能に支持し、この揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄
   りに設定すると共に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回
   転領域上に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、リ
   ヤ側シリンダボアにおける圧縮行程上死点を定位値とし
   た斜板式圧縮機において、区画プレートによりリヤ側シ
   リンダボアから区画される吸入室内に容量制御用の制御
   圧室を設けると共に、この制御圧室の容積を変える摺動
   制御体を前記区画プレート及びシリンダブロックを貫通
   して前記回転軸に摺動可能に支持し、この貫通孔の内周
   面には前記区画プレートをシリンダブロックに押接する
   ねじ締め部材を締付装着する共に、ねじ締め部材とシリ
   ンダブロックとの間には凹凸の嵌合作用を有する回り止
   め機構を介在した可変容量型斜板式圧縮機。