JP2949836B2 - 斜板式連続可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、両頭ピストンを装備した斜板式連続可変容
量型圧縮機の改良に関する。

〔従来の技術〕

車両空調用に供して好適は斜板式連続可変容量型圧縮
機としては、例えば特開平１−138382号公報に開示され
ており、第４図に示すこの型式の圧縮機はシリンダブロ
ック51に形成された複数のボア52内に両頭ピストン53が
収容されるとともに、ボア52と平行な軸線上に駆動軸54
が配設され、該駆動軸54にはスライダ55が摺動可能に嵌
装されている。スライダ55の球面支持部55aには周縁部
がシュー56を介して両頭ピストン53と係合する斜板57
が、符合する球面部57aによって嵌合され、該斜板57の
前方に張設された連結部57bにはガイドピン58が装着さ
れて、これが駆動軸54のフロント軸部54aに穿設された
長孔54bに案内されることにより、斜板57はスライダ55
の摺動に伴って傾動可能となされ、しかもその傾動中心
は両頭ピストン53のリヤ側上死点位置が不変となるよう
設定されている。

そして両頭ピストン53の圧縮反力は常に斜板57の傾角
を縮小させる向きのモーメントＭとして作用し、これが
スライダ55を介してプランジャ60を図示右方向へ付勢す
るとともに、一方、プランジャ60は制御圧室59に供給さ
れる発動圧力によって図示左方向へも付勢されるので、
これら対向する両付勢力の均衡により斜板57の傾角、つ
まり圧縮機の吐出容量が確定される。なお、70は制御圧
室59に供給される発動圧力を選択的に調節する制御弁で
ある。この制御弁70の検知圧室は検圧管路ａを介して斜
板室61と連通され、吸入圧力が即検知圧力として導入さ
れる。そして、この検知圧力に応じて、吐出室62から高
圧管路ｃを経た吐出圧力が供給管路ｂを介して制御圧室
59へ発動圧力として供給されたり、制御圧室59内圧力を
低圧管路ｄを経由して逃出させてこれに伴って発動圧力
を低下させたりしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、圧縮機における各部位の潤滑性は冷媒ガス
に含まれる冷媒と相溶性のある潤滑油によって確保され
ている。また、上述した連続可変容量型圧縮機では、低
速運転時ほどつまり圧縮機回転数が小さいほど冷媒循環
量が少なくなる。このため、とくに圧縮機の最小容量状
態での低速運転時には冷媒循環量が極端に少なくなり、
各部位の潤滑不良が問題となる。

ここで、上述した斜板式連続可変容量型圧縮機の最小
容量状態において、圧縮機回転数に応じた冷媒循環量に
対する潤滑特性及び冷媒能力特性を第２図に示す。図
中、ａは潤滑油の供給量を考慮した場合の好まししい冷
媒循環量の最低値を示し、ｂは冷媒能力を考慮した場合
の好ましい冷媒循環量の最高値を示す。また、ｃは圧縮
機の使用回転数域の最低値を示す。つまり、最小容量状
態における圧縮機の冷媒循環量ｙは回転数の変動にかか
わらず常にａ≦ｙ≦ｂであることが望ましい。

したがって、圧縮機の低回転域での潤滑不良（第２図
のＡ領域）をなくすためには、最小容量の絶対値を大き
くして同図に一点鎖線で示す潤滑特性とする必要があ
る。ところが、このように最小容量の絶対値を大きく設
定すると、冷媒循環量が増大するので潤滑不良を良好に
防ぐことはできるが、回転数の上昇に伴って冷媒循環量
（冷媒能力）も比較的に増大するので、冷媒能力過剰限
界が必然的に低回転側へ移行する。このような冷房能力
過剰はエバポレータの凍結を引き起こすので、これを防
ぐために圧縮機の断続運転が強要されることとなり、上
記冷媒能力過剰限界の移行は圧縮機の実用回転域での断
続運転頻度をより増大させる結果となる。したがって、
圧縮機停止時の除湿不良による車窓の曇りや、エンジン
負荷変動による運動フィーリングの悪化といった問題が
生起する。

本発明は圧縮機の最小容量状態において、冷媒循環量
を制御して、低速運転時の潤滑不良及び高速運転時の冷
房能力過剰を確実に防止することを解決すべき技術課題
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題解決のため、上記斜板式連続可変容
量型圧縮機において、前記斜板を収容する斜板室とリヤ
吸入室とを連通するリヤ吸入通路を、前記套管の軸方向
変位により前記斜板傾角の最小時に閉鎖される主吸入通
路と、細孔よりなり常時開通している副吸入通路とから
構成するという新規な技術手段を採用している。

〔作用〕

本発明になる圧縮機は、最小容量状態で、リヤ吸入通
路を構成する主吸入通路が套管で閉鎖され、斜板室とリ
ヤ吸入室との連通が細孔よりなる副吸入通路のみにより
なされている。このため、最小容量状態における低速運
転時には、細孔よりなる副吸入通路により各部位の潤滑
に必要最低限の冷媒循環量が確保され、潤滑油不足によ
る潤滑不良を確実に防止することができる。また、最小
容量状態における高速運転時には、細孔を通しての吸入
量、つまり冷媒循環量は細孔を通過する流量が細孔径に
応じて制限されるのである値で臨界となり、冷房能力過
剰を確実に防止することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図に示すようにシリンダブロック１は前後一対の
ブロック1a、1bを互いに接合して構成され、その内部中
央には斜板室２が形成されるとともに、前後両端面には
フロントハウジング３及びリヤハウジング４が結合され
ている。シリンダブロック１には斜板室２のフロント側
及びリヤ側の対向する位置に複数組のボア5a、5bが形成
され、両ボア5a、5b内には両頭ピストン６が往復動可能
に収容されている。シリンダブロック１にはフロント軸
部7aと、リヤ軸部7bと、両者の間に形成された偏平な連
結部7cとからなる駆動軸７がボア5a、5bと平行な軸線上
に回転可能に支持され、連結部7cには長孔7dが穿設され
ている。リヤ側のブロック1bには套管８が駆動軸７の軸
心に沿って移動可能に配設され、駆動軸７はフロント軸
部7aがラジアルベアリング9a及びスラストベアリング9b
を介してフロント側のブロック1aに支持され、リヤ軸部
7bが前記套管８にラジアルベアリング9cを介して回転可
能に支承されたスライダ10と嵌合されている。また、套
管８とスライダ10との間にはスラストベアリング9dが介
装されている。

斜板室２内に位置するスライダ10の基部には一対の支
軸11が径方向に突設され、該支軸11を枢軸として斜板12
が傾動可能に支持されている。斜板12はその回転揺動運
転をシュー13を介して両頭ピストン６に往復運動として
伝達する本体部12aと、該本体部12aから前方に張出し、
上記長孔7dにガイドピン15を介して連結される回転力伝
達部12bとにより形成されている。そして上記套管８と
共動するスライダ10の軸方向変位に基づき、ガイドピン
15が長孔7dに案内されることにより斜板12の傾角が変動
し、その傾動中心は両頭ピストン６のリヤ側上死点が不
変となるように設定されている。

シリンダブロック１と前後両ハウジング３、４との間
にはバルブプレート20、21が介在され、前後両ハウジン
グ３、４内には吸入室22、23及び吐出室24、25が形成さ
れるとともに、各吐出室24、25は図示しない吐出口を介
して外部冷却回路に連結されている。フロント吸入通路
26を介して斜板室２と連通するフロント吸入室22は、バ
ルブプレート20に設けられた吸入弁機構（図示せず）を
介してフロント圧縮室に連通し、フロント吐出室24は吐
出弁機構（図示せず）を介して同じくフロント圧縮室に
連通されている。一方、斜板室２と連通するリヤ吸入通
路は、各ボア5b挟間の軸心方向に穿設された第１通路27
aと、該第１通路27aの末端から求心方向に変向し、かつ
環状に形成された上記套管８の収容室28に開口する、第
２通路27bと、該収容室28をバルブプレート21を隔てた
リヤ吸入室23連通させる環状の第３通路27cとから形成
された主吸入通路27と、上記各第１通路27aとリヤ吸入
室23とをバルブプレート21を隔ててそれぞれ連通させる
細孔よりなる副吸入通路29とから構成されている。な
お、副吸入通路29の径は、最小容量状態での圧縮機の使
用回転数域の下限値において潤滑に必要最低限の冷媒循
環量が確保され、かつ圧縮機に使用回転数域内で冷媒循
環量（冷房能力）過剰が生じない範囲内に冷媒流量を制
御すべく設定されている。また、リヤ圧縮室もバルブプ
レート21に設けられた同様の吸入及び吐出弁機構（図示
せず）を介してリヤ吸入室23及びリヤ吐出室25の連通さ
れている。

リヤ吸入室23の後方側にはプランジャ33が前記套管８
の袴部8aと当接する状態で軸方向に摺動可能に嵌装され
ており、このプランジャ33とリヤハウジング４との間に
は制御圧室32が形成されている。この制御圧室32には、
制御弁70から供給管部ｂを介して選択的に調節された発
動圧力が供給される。上記制御弁70の検知圧室は検圧管
路ａを介して斜板室２と連通され、吸入圧力が即検知圧
力として導入される。そして、この検知圧力に応じて、
吐出室25から高圧管路ｃを経た吐出圧力が供給管路ｂを
介して制御圧室32へ発動圧力として供給されたり、制御
圧室32内圧力を低圧管路ｄを経由して逃出させてこれに
伴って発動圧力を低下させたりしている。このように制
御圧室32内へ供給される発動圧力はプランジャ33、套管
８及びスライダ10を介して斜板12に伝達され、これが圧
縮反力によって斜板12の傾角を常に縮小させる向きに作
用するモーメントＭに対抗し、両者の力の均衡によって
斜板12の傾角、つまり圧縮機の吐出容量が確定される。

上述のように構成された圧縮機が運転されて駆動軸７
が回転すると、斜板12は駆動軸７と一体的に回転すると
ともに揺動運動し、シュー13を介して両頭ピストン６が
ボア5a、5b内を往復動する。吸入管路を経て導入される
帰還冷媒ガスは、両頭ピストン６の往復動に伴って入口
部から斜板室２へ入り、フロント吸入通路26及びリヤ吸
入通路27、29を経てそれぞれフロント側及びリヤ側吸入
室22、23に導かれ、これよりフロント側及びリヤ側の圧
縮室へ吸入されて圧縮作用を受ける。そして、両圧縮室
から吐出弁機構（図示せず）を介して吐出室24、25へ吐
出された冷媒ガスは、吐出通路を経由し外部冷媒ガス回
路へと送り出される。

さて、第１図に示す状態の圧縮機では、冷房負荷が大
きく検圧管路ａを介して制御弁70の検知圧室に導入され
る検知圧力が高いので、制御圧室32には発動圧力として
高圧の吐出圧力が供給されている。したがってプランジ
ャ33、套管８及びスライダ10からなる付勢要素を介して
斜板12の支軸11は前方に付勢され、これが圧縮反力によ
るモーメントＭに抗して同斜板12を最大傾角に保持し、
圧縮機は100％容量で運転されている。

このような100％容量運転の継続によって冷房負荷が
順次小さくなり、これに基づいて吸入圧力つまり検知圧
力が小さくなると、制御弁70の働きにより制御圧室32内
の圧力の一部は低圧管路ｄを経て斜板室２側へと逃出
し、同制御圧室32の圧力は低下する。このため、斜板12
に作用する上記モーメントＭとの均衡が崩れて付勢要素
は後退を始め、斜板12は上記ガイドピン15が長孔7dに案
内されつつその傾角を縮小する向きに変位して圧縮機の
容量を低下させる。

冷房負荷の減少が進み発動圧力がさらに低下すると上
記付勢要素を構成する套管８を摺動外周面は、主吸入通
路27の一部をなして該套管８の収容室28内に開口する第
２通路27bを遮り、該套官８の後退変位量に比較さてリ
ヤ吸入室23へ至る主吸入通路27面積を徐々に縮小させ
る。そして、圧縮機の最小容量状態では、上記套官８は
上記第２通路27bの流通を遮断する位置まで後退して主
収入通路27は完全に閉鎖される。なお、フロント側の気
筒群は両頭ピストン６のストロークの減少とともに圧縮
残り容量が増大し、圧縮機の最小容量状態で休止（吐
出、吸入不能）状態となっている。

したがって上記最小容量状態では、細孔よりなる副吸
入通路29のみによって斜板室２とリヤ吸入室23とが連通
されている。このため、最小容量状態における低速運転
時には、細孔よりなる副吸入通路29により各部位の潤滑
に必要最低限の冷媒循環量が確保され、潤滑油不足によ
る潤滑不良を確実に防止することができる。また、最小
容量時における高速運転時には、細孔を通しての吸入
量、つまり冷媒循環量は細孔を通過する流量が細孔径に
応じて制限されるのである値で臨界となり、冷媒循環量
過多による冷媒能力過剰を確実に防止することができ
る。したがって、高速運転時に冷房能力過剰によるエバ
ポレータの凍結が起こることもないので圧縮機の断続運
転の必要性がなくなり、除湿不良による車窓の曇り等の
不都合や、運転フィーリングの悪化等の問題を確実に解
消することができる。

なお、上述の実施例は、主吸入通路27の一部をなす第
１通路27aとリヤ吸入室23とを連通する細孔より副吸入
通路29を形成する構成について説明したが、スラストべ
アリング9dの後方側のレース及び套管８に細孔を穿設
し、これらの細孔及びラジアルベアリング9cの間隙を介
して斜板室２とリヤ吸入室23とを連通させて副吸入通路
29とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上、詳細したように本発明によれば、圧縮機の最小
容量状態において、冷媒循環量の制御により低速運転時
の潤滑不良及び高速運転時の冷房能力過剰が確実に防止
されるので、圧縮機の断続運転の必要がなくなり、きわ
めて安定した空調機能を発揮することができるととも
に、運転フィーリングの向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す圧縮機の断面図、第２
図は従来の圧縮機の最小容量状態において圧縮機回転数
に応じた冷媒循環量に対する潤滑特性及び冷房能力特性
を示す線図、第３図は本発明の圧縮機の最小容量状態に
おける圧縮機回転数と冷媒循環量との関係を示す線図、
第４図は従来の圧縮機を示す断面図である。 １……シリンダブロック、5a、5b……ボア ６……両頭ピストン、７……駆動軸 ８……套管、10……スライダ 12……斜板、23……リヤ吸入室 27……主吸入通路、29……副吸入通路 32……制御圧室、33……プランジャ 70……制御弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のボア内に両頭ピストンを収容したシ
   リンダブロックと、上記ボアと平行な軸線上に配設され
   た駆動軸と、該駆動軸に摺動可能に嵌装されたスライダ
   と、該スライダにその傾動中心が上記両頭ピストンのリ
   ア側となるように傾動自在に枢支されて上記両頭ピスト
   ンと係合し、かつ上記駆動軸に穿設された長孔と嵌合す
   るガイドピンを備えた斜板と、上記スライダを回転自在
   に支承する套管と、該套管を介したスライダの軸方向変
   位によって斜板傾角を変動させるプランジャと、吸入圧
   力に応動して上記プランジャの発動圧力を調節する制御
   弁とを備えた斜板式連続可変容量型圧縮機において、 前記斜板を収容する斜板室とリヤ吸入室とを連通するリ
   ヤ吸入通路は、前記套管の軸方向変位により前記斜板傾
   角の最小時に閉鎖される主吸入通路と、細孔よりなり常
   時開通している副吸入通路とから構成されていることを
   特徴とする斜板式連続可変容量型圧縮機。