JP3079663B2 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

可変容量圧縮機

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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B27/14Control
    • F04B27/16Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804Controlled by crankcase pressure

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸入室と吐出室とクラン
ク室とを備え、クランク室内に設けられた揺動斜板の駆
動軸に対する傾斜角がピストンの背面に作用するクラン
ク室圧力とピストンの前面に作用する吸入室圧力との差
圧に応じて変更されて圧縮容量を制御するようにした可
変容量圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の可変容量圧縮機として図5に示
すように、クランク室50と吐出室51とを連通する給
気通路52に固定絞り弁53を設け、クランク室50と
吸入室54とを連通する抽気通路55に吸入室54の圧
力Psを検知してクランク室50内の冷媒ガスを吸入室
54へ逃がす弁56を設けたものがある。
【0003】又、特開昭62−191673号公報には
図6に示すように、クランク室50と吸入室54とを連
通する互いに独立した第1通路57及び第2通路58
と、前記クランク室50と吐出室51を連通する第3通
路59と、前記第1通路57に介装され且つ前記吸入室
54の圧力が所定設定値以下の時閉弁し且つ所定設定値
以上になると開弁して前記第1通路57を介して前記ク
ランク室50と前記吸入室54とを連通する圧力制御弁
60と、前記吐出室51の圧力が所定設定値以下になる
と前記第1通路57を閉塞すると同時に前記第2通路5
8及び第3通路59を開放し且つ前記吐出室51の圧力
が前記所定設定値以上になると前記第1通路57を開放
すると同時に前記第2通路58及び第3通路59を閉塞
する切換弁61と、前記第2通路58に介装され且つ第
2通路58の断面積が前記第3通路59の断面積より小
さくなる如く絞る絞り機構62とを設けた圧縮機が提案
されている。
【0004】この装置では吐出室51内の吐出圧力Pd
が所定設定値以上の状態(通常負荷状態)にある時、切
換弁61は図6に示すように第2通路58及び第3通路
59を閉塞するとともに第1通路57の第2連通孔57
bを開放する位置に配置される。そして、吸入室54内
の吸入圧力Psが所定設定値以下にあれば圧力制御弁6
0が第1通路57の第1連通孔57aを閉塞する状態と
なり、吸入室54内の吸入圧力Psが所定設定値以上に
なると圧力制御弁60のベローズ60aが縮小して図6
に示すように第1通路57の第1連通孔57aを開放す
る状態となる。又、吐出圧力Pdが所定値以下に低下し
た時(低負荷時)は切換弁61により、第1通路57が
遮断状態となり吐出室51から第3通路59を介してク
ランク室50内に流入する冷媒ガス量よりも、クランク
室50から第2通路58を介して吸入室54へ流出する
冷媒ガス量が少なくなり、クランク室50内がある圧力
に保持され揺動斜板がある傾斜角を保って作動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図5に示す
従来装置においては給気通路52の固定絞り弁53を介
して常時吐出室51とクランク室50とが連通された状
態にあるため、容量の可変が不要な100%運転時の冷
房能力が低下するとともに動力損失が大きくなるという
問題がある。
【0006】一方、図6に示す従来装置においては、通
常負荷状態ではクランク室50と吐出室51とを連通す
る第3通路59が閉塞状態にあるため100%運転時に
吐出室51からクランク室50への冷媒ガスの流出はな
く、冷房能力の低下はない。しかし、100%運転時以
外の通常負荷状態でも第3通路59が閉塞状態にあるた
め通常負荷状態において第3通路59を通って吐出室5
1からクランク室50への冷媒ガスの流出がなく、クラ
ンク室50の圧力上昇はブローバイガスによっているた
め、揺動斜板を小容量側へ早く移動させたい場合に応答
性が悪いという問題がある。
【0007】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は大きな冷房能力を必要とされる
高負荷時において吐出室からクランク室への冷媒ガスの
流出を抑えて冷房能力の低下を防止するとともに動力損
失を低下することができ、しかも容量変更時の応答性が
良い可変容量圧縮機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明では、吸入室と吐出室とクランク室とを備え、
クランク室内に設けられた揺動斜板の駆動軸に対する傾
斜角がピストンの背面に作用するクランク室圧力とピス
トンの前面に作用する吸入室圧力との差圧に応じて変更
されて圧縮容量を制御するようにした可変容量圧縮機に
おいて、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路にク
ランク室から吸入室への冷媒ガスの逃し量を調整する弁
を設け、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に固
定絞り手段を設けるとともに該固定絞り手段の配設位置
より吐出室側に、吐出圧力Pd及びクランク室圧力Pc
の関係がPd≫Pcとなる設定された差圧以上のときに
給気通路を閉鎖する差圧弁を設けた。
【0009】
【作用】本発明の装置ではクランク室と吸入室とを連通
する抽気通路に設けられた弁が吸入室の圧力に応じて開
放され、吸入室とクランク室との圧力差が小さくなって
ピストンのストロークが増大し、揺動斜板の傾斜角(駆
動軸と直交する面と揺動斜板のなす角度)が増大して圧
縮容量が増大する。又、100%運転を必要としない通
常運転時には、吐出室とクランク室とを連通する給気通
路に設けられた差圧弁は開放状態に保持され、吐出室内
の冷媒ガスが給気通路の固定絞り手段を通ってクランク
室内に流入する。高負荷時に吐出室内の圧力Pdがクラ
ンク室内の圧力Pcに比較して非常に大きくなって設定
された差圧以上になると、差圧弁が給気通路を閉塞する
状態に保持され、吐出室からクランク室へ冷媒ガスが流
出するのが阻止される。
【0010】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1〜
図4に従って説明する。図1に示すようにシリンダブロ
ック1の前端面(図1の左端面)には内部にクランク室
2が形成されたフロントハウジング3が接合固定され、
後端面には吸入室4及び吐出室5が形成されたリヤハウ
ジング6がバルブプレート7を介して接合固定されてい
る。シリンダブロック1とフロントハウジング3との間
には駆動軸8が一対のラジアルベアリング9を介して回
転自在に支持され、該駆動軸8に一体回転可能に嵌着固
定された回転体10には回転駆動板11が連結ピン12
を介して一体回転可能かつ傾動可能に取付けられてい
る。前記駆動軸8上にはスライダ13が軸線方向へ摺動
可能に嵌挿され、スライダ13の対称位置に突設された
一対のピン14に対して前記回転駆動板11がその支持
筒部11aにおいて傾動可能に支持されている。そし
て、回転駆動板11の支持筒部11aには、揺動斜板1
5が相対回転可能かつ同期傾動可能に支持されている。
揺動斜板15は前記シリンダブロック1に形成されたシ
リンダボア1a内に収容されたピストン16に対してピ
ストンロッド17を介して連結されると共に、フロント
ハウジング3に駆動軸8と平行に形成された案内溝18
により回転が規制されている。
【0011】前記回転体10とフロントハウジング3の
内壁との間にはスラストベアリング19が、駆動軸8の
後端部とバルブプレート7との間にはスラストベアリン
グ20がそれぞれ配設されている。駆動軸8の前記スラ
イダ13と前記回転体10との間にはスライダ13に作
用して揺動斜板15の傾斜角を増大させる方向に付勢す
るコイルスプリング21が嵌挿されている。又、駆動軸
8のスライダ13より後部寄り所定位置には環状の支持
部材22が嵌着固定されるとともにスライダ13と支持
部材22との間にコイルスプリング23が嵌挿されてい
る。
【0012】リヤハウジング6の外壁に形成された膨出
部には室24が形成されている。室24はシリンダブロ
ック1、バルブプレート7及びリヤハウジング6に形成
されるとともに、クランク室2と吸入室4とを連通する
抽気通路25の途中に設けられ、室24内にはクランク
室2から吸入室4への冷媒ガスの逃し量を調整する弁2
6が収納されている。弁26は吸入室4内の吸入圧力P
sを検知し、吸入圧力Psが所定設定値以上になるとク
ランク室2内の冷媒ガスを吸入室4へ逃がしてクランク
室2内の圧力Pcが減少するようになっている。
【0013】又、シリンダブロック1及びバルブプレー
ト7には吐出室5とクランク室2とを連通する給気通路
27が形成され、給気通路27のクランク室2寄りには
固定絞り手段として径が約0.3mmの固定絞り弁(オ
リフィス)28が設けられている。シリンダブロック1
に形成された給気通路27にはバルブプレート7寄り、
すなわち前記固定絞り弁28の配設位置より吐出室5側
に吐出室5側からクランク室2側に向かって縮径となる
円錐台状部29aを有する弁室29が形成され、弁室2
9内にボール30とコイルスプリング31が収容されて
差圧弁32を構成している。ボール30はコイルスプリ
ング31の付勢力により常には給気通路27を開放する
位置に配置され、吐出圧力Pd及びクランク室圧力Pc
の関係がPd≫Pcかつ(Pd−Pc)≧17kg/c
2 のときにコイルスプリング31の付勢力に抗して給
気通路27を閉鎖するようになっている。
【0014】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。圧縮機が運転されると、駆動軸8の回転に伴
い回転駆動板11が駆動軸8と一体的に回転する。一
方、揺動斜板15は案内溝18との係合により回転が規
制されるため、回転駆動板11の回転に伴い揺動斜板1
5が回転駆動板11と共に揺動し、ピストンロッド17
を介してピストン16が往復動されて冷媒ガスの圧縮動
作が行われる。又、クランク室2内の圧力が弁26によ
り制御され、クランク室圧力Pcと吸入圧力Psとの差
圧に応じて揺動斜板15の傾斜角が変化してピストン1
6のストロークすなわち圧縮容量が変更される。
【0015】吐出圧力Pdがそれほど大きくない通常運
転時には、給気通路27の途中に設けられた差圧弁32
のコイルスプリング31の付勢力が吐出圧力Pdとクラ
ンク室圧力Pcとの差(Pd−Pc)より大きいため、
図3に示すようにボール30が弁室29の円錐台状部2
9aから離間した位置に配置され、差圧弁32が開放状
態に保持される。この状態では固定絞り弁28を経て常
時吐出室5からクランク室2へ冷媒ガスが流入するた
め、抽気通路25に設けられた弁26の作動によりクラ
ンク室圧力Pcと吸入圧力Psとの差を変更して揺動斜
板15の傾斜角すなわち圧縮機の容量を変更する場合の
応答性が良い。
【0016】一方、吐出圧力Pd及びクランク室圧力P
cの関係がPd≫Pc(例えばPd=20kg/c
2 、Pc=3kg/cm2 )の場合は、(Pd−P
c)の値がコイルスプリング31の付勢力より大きくな
り、ボール30がコイルスプリング31の付勢力に抗し
て移動され、弁室29の円錐台状部29aに接触した状
態に保持されて差圧弁32が閉塞状態に保持される。従
って、吐出室5内の冷媒ガスが給気通路27を経てクラ
ンク室2へ流出するのが阻止され、冷房能力の低下が防
止される。吐出圧力Pdが20kg/cm2 の時に、差
圧弁32を設けてクランク室2への冷媒ガスの流出を遮
断した本発明のものに比較して、差圧弁32を設けずに
固定絞り弁28から冷媒ガスがクランク室2へ流出する
構成のものでは体積効率ηが4%ダウンした。そして、
吐出圧力Pdがこのように大きくなる場合は、高負荷時
で容量100%運転を必要とする状態であるため容量変
更は不要となり、クランク室圧力Pcを上昇させる必要
がないため、吐出室5内の冷媒ガスが給気通路27から
クランク室2へ供給されなくても支障はない。差圧弁3
2が開閉される条件はコイルスプリング31のばね定数
により設定され、所望の条件に対応したばね定数のコイ
ルスプリング31が使用される。
【0017】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、特開昭61−171886号公報に開示さ
れた圧縮機のように、クランク室内に配設される斜板
を、駆動軸に摺動可能に嵌挿された球状のスライダに回
動可能に支承するとともに駆動軸と一体回転する回転体
にヒンジ機構を介して連結し、斜板とピストンとを斜板
を挟持するとともに実質的に球体を形成する一対のシュ
ーを介して係合させ、斜板の回転に伴いピストンを往復
動させる構成の圧縮機に適用してもよい。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
単な構成で大きな冷房能力を必要とされる高負荷時にお
いて吐出室からクランク室への冷媒ガスの流出を抑えて
冷房能力の低下を防止するとともに動力損失を低下する
ことができ、しかも容量変更が必要な運転状態において
は固定絞りを介して冷媒ガスが吐出室からクランク室へ
流入するので容量変更時の応答性が良いという優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施例の揺動斜板式圧縮
機の断面図である。
【図2】吸入室、クランク室、吐出室、抽気通路、給気
通路及び各弁の関係を示す模式図である。
【図3】差圧弁が開いた状態を示す部分断面図である。
【図4】差圧弁が閉じた状態を示す部分断面図である。
【図5】従来装置を示す模式図である。
【図6】別の従来装置の要部断面図である。
【符号の説明】
2…クランク室、4…吸入室、5…吐出室、8…駆動
軸、15…揺動斜板、16…ピストン、25…抽気通
路、26…弁、27…給気通路、28…固定絞り手段と
しての固定絞り弁、30…ボール、31…コイルスプリ
ング、32…差圧弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−9087(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 27/08 F04B 27/14 F04B 49/00 361

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入室と吐出室とクランク室とを備え、
    クランク室内に設けられた揺動斜板の駆動軸に対する傾
    斜角がピストンの背面に作用するクランク室圧力とピス
    トンの前面に作用する吸入室圧力との差圧に応じて変更
    されて圧縮容量を制御するようにした可変容量圧縮機に
    おいて、 クランク室と吸入室とを連通する抽気通路にクランク室
    から吸入室への冷媒ガスの逃し量を調整する弁を設け、
    吐出室とクランク室とを連通する給気通路に固定絞り手
    段を設けるとともに該固定絞り手段の配設位置より吐出
    室側に、吐出室圧力Pd及びクランク室圧力Pcの関係
    がPd≫Pcとなる設定された差圧以上のときに給気通
    路を閉鎖する差圧弁を設けた可変容量圧縮機。
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