JP2611382C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電磁弁あるいはメカニカルバルブを用いて制御されるクランク室内
の圧力と吸入圧とのピストンを介した差圧により揺動斜板の傾斜角を制御する可
変容量型の揺動斜板式圧縮機に関するものである。 ［従来の技術］ この種の圧縮機における前記差圧のみによる容量制御ではクランク室内の僅か
な圧力変動によっても斜板傾角が大きく変わり、安定した容量制御を達成するこ
とができない。この欠点を解消すべく、揺動斜板を傾角最大側へ付勢する復帰ば
ねを回転軸上に装着するという対策を図った圧縮機があり、小容量運転から大容 量運転へ移行する際の可変制御性の円滑化が図られている。又、大容量運転時に
はこの復帰ばねにより斜板傾角を最大側へ規制する作用が得られる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、高速回転かつ大容量運転時のピストンの往復慣性力の影響は大
きく、斜板傾角最大側で小さくなる前記復帰ばねのばね作用では前記往復慣性力
による斜板の傾角変動を抑制することができず、最大容量側の高い可変制御性を
達成することができない。特開昭５９−４６３７８号公報では一対の抑圧ばねを
揺動斜板の前後に配設し、一方の押圧ばねにより揺動斜板を傾角減少方向へ付勢
すると共に、他方の押圧ばねにより傾角増大方向へ付勢しているが、この発明で
は前記差圧が零のときに斜板が最小傾角となるように設定されている。このため
、起動時のショック緩和の効果は高いが、起動後に斜板傾角を最大傾角側へ速や
かに移行できないという欠点がある。 本発明は迅速かつ高い可変制御性を達成し得る揺動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、回転駆動板と回転軸との間にはストローク増大ばねを
、また前記ガイドスリーブと回転軸との間にはストローク減少ばねをそれぞれ介
在し、これら両ばねは前記差圧が零のときに揺動斜板の傾角を最大傾角と最小傾
角との中間位置に規制し、この中間位置より最大傾角側では傾角減少方向へ付勢
すると共に、中間位置より最小傾角側では傾角増大方向へ付勢し、かつ前記スト
ローク減少ばねのばね定数をストローク増大ばねのばね定数よりも大きい値に設
定した。 ［作用］ 斜板傾角が最大側の状態では前記ストローク減少ばねが回転駆動体に対して傾
角減少方向への付勢力として働き、この付勢力が回転駆動板及び斜板を介してピ
ストンの往復慣性力に対抗する。特に、ストローク増大ばねよりもばね定数が大
きく設定されているストローク減少ばねの圧縮反作用によりピストンの往復動慣
性力による斜板傾角の変動が大幅に緩和され、最大容量側でも可変制御性が大幅
に向上する。又、前記差圧が零のときには斜板が中間位置の傾角に規制されるた めに起動時のショック緩和作用も得られ、しかも起動後の斜板傾角の最大側への
移行も円滑に行なわれる。 ［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に基づいて説明する。 圧縮機全体のハウジングの一部となるシリンダブロック１の前後にはフロント
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、シリンダブロック１
及びフロントハウジング２には回転軸４が回転可能に支持されている。フロント
ハウジング２内にて回転軸４には回転支持体５が止着されており、その後面側に
は支持アーム６が突設されていると共に、支持アーム６先端部には長孔６ａが透
設されている。長孔６ａにはピン７がスライド可能に嵌めこまれており、ピン７
には回転駆動板８が傾斜角可変に連結支持されている。 回転支持体５の後側にて回転軸４にはガイドスリーブ９がスライド可能に支持
されており、ガイドスリーブ９の左右両側に突設された軸ピン９ａ（一方のみ図
示）が回転駆動板８の図示しない係合孔に係合している。これにより回転駆動板
８が軸ピン９ａを中心に回転軸４方向へ揺動可能であり、長孔６ａとピン７との
スライドガイド関係、ガイドスリーブ９のスライド作用及びガイドスリーブ９上
の軸ピン９ａの支持作用により回転駆動板８の揺動が案内される。 回転駆動板８の後面側には揺動斜板１０が相対回転可能に支持されており、フ
ロントハウジング２内のクランク室２ａ、リヤハウジング３内の吸入室３ａ及び
吐出室３ｂを互いに接続するようにシリンダブロック１に貫設されたシリンダボ
ア１１内のピストン１２と揺動斜板１０とがピストンロッド１２ａにより連結さ
れている。従って、回転軸４の回転運動が回転駆動板８を介して揺動斜板１０の
前後往復揺動に変換され、ピストン１２がシリンダボア１１内を前後動する。こ
れにより吸入室３ａからシリンダボア１１内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつ
つ吐出室３ｂへ吐出されるが、クランク室２ａ内の圧力とシリンダボア１１内の
吸入圧とのピストン１２を介した差圧に応じてピストン１２のストロークが変わ
り、圧縮容量を左右する揺動斜板１０の傾角が第１図に鎖線で示す最小傾角位置
と最大傾角位置との間で変化する。クランク室２ａ内の圧力はリヤハウジング３
の後端突出部内の電磁制御弁機構１３により制御される。 シリンダブロック１の内端面と回転軸４の段差部４ａとの間にて板状のストロ
ーク増大ばね１４が一対の支持リング１５，１６とワッシャ１７との間に挟持固
定されており、ストローク増大ばね１４の弧状の作用片１４ａが回転駆動板８の
基端筒部８ａの端面に当接されている。作用片１４ａは回転駆動板８の傾角を増
大する方向へ付勢するように作用し、作用片１４ａが回転駆動板８の基端部筒部
８ａに常に当接しながらストローク増大ばね１４が回転軸４と一体的に回転する
。回転支持体５とガイドスリーブ９との間にはコイル状のストローク減少ばね１
８が介在されており、回転駆動板８の傾角を減少する方向へ作用する。 第３図（ｂ）の直線Ｄ₁は吐出容量を変数としたストローク増大ばね１４のば
ね特性を示し、直線Ｄ₂はストローク減少ばね１８のばね特性を示す。即ち、前
記差圧が零のときには揺動斜板１０が最小傾角位置と最大傾角位置との中間位置
（第１図の実線位置）にある場合に両ばね１４，１８のばね作用力がいずれも零
となるようにばね特性が設定されており、かつ、ストローク減少ばね１８のばね
定数がストローク増大ばね１４のばね定数よりも大きい値に設定されている。な
お、斜板傾角を増大する方向へのばね力は＋で表し、斜板傾角を減少する方向へ
のばね力は−で表してある。これにより圧縮機の起動時には揺動斜板１０が第１
図に実線で示す中間位置に配置されることになり、起動ショックの緩和が図られ
る。揺動斜板１０の傾角が中間位置から開始して最大傾角へ移行する構成は最小
傾角から最大傾角への移行に比して遥かに迅速であり、実質的な圧縮及び吐出の
早期開始による運転効率の向上も著しい。 揺動斜板１０が最大傾角側にある場合にはストローク減少ばね１８の圧縮反作
用がピストン１２の往復慣性力に対抗する。そのため、後述するように、最大傾
角側でクランク室２ａの圧力変動が少ない場合には吐出容量が大きく変わらず、
クランク室２ａ内の圧力が十分に低くなったときに吐出容量が最大になるので、
この対抗作用により特に高速回転かつ斜板傾角大のときのピストン１２の往復慣
性力に起因するストローク変動、即ち斜板傾角の変動が緩和され、最大容量側で
の可変制御性が向上する。 第３図（ａ）に実線で示す曲線Ｃ₁はストローク増大ばね１４及びストローク
減少ばね１８を用いた本実施例のクランク室圧力吐出容量の関係を示す。鎖線で 示す曲線Ｃ₂はストローク増大ばね１４及びストローク減少ばね１８のいずれも
ない従来の場合を示し、鎖線で示す曲線Ｃ₃はストローク増大ばね１４に相当す
るばね部材を採用した従来の場合を示す。曲線Ｃ₂はクランク室２ａの圧力が僅
かに変動するだけで吐出容量が大きく変わることを示しており、曲線Ｃ₃はクラ
ンク室２ａ内の圧力がそれほど低くない領域でも吐出容量が増大になってしまう
こと、即ち最大傾角側での制御性の悪さを示している。ストローク増大ばね１４
に相当するばね部材のばね力を強くすれば最大傾角側での制御性を向上すること
ができるが、そのためにはクランク室内の圧力を高める必要があり、圧力シール
の上で問題がある。 これに対して本実施例における曲線Ｃ₁は最大傾角側でクランク室２ａの圧力
変動が少ない場合には吐出容量が大きく変わらないことを示しており、クランク
室２ａ内の圧力が十分に低くなったときに吐出容量が最大になる。即ち曲線Ｃ₁
は最大傾角側での制御性の良さを示しており、本実施例における可変制御性の高
さが従来の場合よりも格段に良いことは明白である。 なお、本実施例ではストローク増大ばね１４として板ばねを採用しているが、
これはガイドスリーブ９のスライド量の少なさを考慮したものである。即ち、ス
トローク増大ばね１４の作用片１４ａの先端部を比較的揺動変位量の大きい回転
駆動板８の基端筒部８ａに当接させることにより作用片１４ａの変位量が大きく
なり、この変位量の大きさにより可変制御性の精度をさらに高めることができる
。さらにはガイドスリーブ９とシリンダブロック１の内端面との間という比較的
スペースに余裕のない場合でのばね部材の配設にも板ばねの採用が好適である。 又、本実施例では揺動斜板１０が第１図に実線で示す中間位置にある場合には
両ばね１４，１８が自然長となるように設定されているが、両ばね１４，１８の
ばね作用力がある程度の大きさをもって均衡するようにしてもよい。このように
すれば、ばね力を若干落したストローク増大ばね及びストローク減少ばねを用い
てクランク室２ａ内の圧力を示す第３図（ａ）の横軸方向へ曲線Ｃ₁を引き伸ば
すことができ、一層精度の良い可変制御性を達成することができる。 ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、クランク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介 した差圧が零の場合のときに揺動斜板の傾角を最大傾角と最小傾角との中間位置
に揺動斜板を規制するためのばね部材として、回転駆動板と回転軸との間にはス
トローク増大ばねを、またガイドスリーブと回転軸との間にはストローク減少ば
ねをそれぞれ介在し、かつ前記ストローク減少ばねのばね定数をストローク増大
ばねのばね定数よりも大きい値に設定したので、揺動斜板の傾角が大きい大容量
運転状態では、特に前記ストローク減少ばねの圧縮反作用がピストンの往復駆動
の慣性力に対抗し、揺動斜板の傾角制御の安定化を図ることができる。しかも揺
動斜板の傾角が中間位置のときから起動するために起動ショックを緩和しつつ起
動後の最大圧縮作用を迅速に得ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は側断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ拡大断面図、第３図（ａ）はクランク室圧力−吐出容量の関係
を示ずグラフ、第３図（ｂ）はストローク増大ばね１４及びストローク減少ばね
１８のばね特性を示すグラフである。 回転軸４、回転駆動板８、ガイドスリーブ９、ストローク増大ばね１４、スト
ローク減少ばね１８。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各室を接続するシリンダボアを区
   画形成すると共に、シリンダボア内にピストンを往復直線運動可能に収容するハ
   ウジング内の回転軸上にガイドスリーブを相対回転可能かつ摺動可能に支持し、
   回転軸上の回転支持体に回転駆動板を傾斜角可変に支持すると共に、回転駆動板
   の揺動を前記ガイドスリーブで案内支持し、この回転駆動板上に相対回転可能に
   支持された揺動斜板、及びこの揺動斜板とピストンとの間に介在されたピストン
   ロッドを介して回転駆動板の回転運動をピストンの往復直線運動に変換すると共
   に、クランク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介した差圧により揺動斜板の傾
   角を制御する揺動斜板式圧縮機において、前記回転駆動板と回転軸との間にはス
   トローク増大ばねを、また前記ガイドスリーブと回転軸との間にはストローク減
   少ばねをそれぞれ介在し、これら両ばねは前記差圧が零のときに揺動斜板の傾角
   を最大傾角と最小傾角との中間位置に規制し、この中間位置より最大傾角側では
   傾角減少方向へ付勢すると共に、中間位置より最小傾角側では傾角増大方向へ付
   勢し、かつ前記ストローク減少ばねのばね定数をストローク増大ばねのばね定数
   よりも大きい値に設定した揺動斜板式圧縮機。