JP5870902B2 - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

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、２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。これらの圧縮機では、ハウジングに吸入室、吐出室、斜板室及び複数のシリンダボアが形成されている。ハウジング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、斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構が設けられている。ここで、傾斜角度とは、駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する角度である。

また、各シリンダボアにはピストンが往復動可能に収納され、圧縮室が形成されている。各シリンダボアは、斜板の前面側である一面側に設けられた一端側シリンダボアと、斜板の後面側である他面側に設けられた他端側シリンダボアとからなる。各ピストンは、一端側シリンダボアを往復動する一端側頭部と、この一端側頭部と一体をなし、他端側シリンダボアを往復動する他端側頭部とを有している。

変換機構は、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ようになっている。また、アクチュエータが傾斜角度を変更可能であり、制御機構がアクチュエータを制御するようになっている。

これらの圧縮機では、ハウジングを構成するリヤハウジングに圧力調整室が形成されている。また、同じくハウジングを構成するシリンダブロックには、圧力調整室と連通する制御圧室が形成されている。そして、アクチュエータは駆動軸と一体回転不能に制御圧室内に配置されている。

アクチュエータは斜板の他面側、つまり、他端側シリンダボア及び他端側頭部と同じく、ハウジングの後方側に位置している。このアクチュエータは、駆動軸の後端部を覆う非回転可動体を有している。非回転可動体の内周面は、駆動軸の後端部を回転摺動可能に支持しているとともに、回転軸心方向に移動できるようになっている。また、非回転可動体の外周面は、制御圧室内を回転軸心方向に摺動する一方、回転軸心周りに摺動しないようになっている。制御圧室又は圧力調整室内には、非回転可動体を前方に向けて付勢する押圧ばねが設けられている。また、アクチュエータは、斜板と連結され、回転軸心方向に移動可能な可動体を有している。非回転可動体と可動体との間にはスラスト軸受が設けられている。圧力調整室と吐出室との間には、非回転可動体及び可動体をともに回転軸心方向に移動可能に制御圧室内の圧力を変更する圧力制御弁が設けられている。

リンク機構は斜板室内に配設されている。このリンク機構は、可動体と、駆動軸に固定されたラグアームとを有している。ラグアームの後端部には、回転軸心と直交する方向に延びつつ、回転軸心と交差する方向に延びる長孔が形成されている。斜板は、その前方でその長孔に挿通されたピンにより、第１揺動軸心周りで揺動可能に支持されている。

また、特許文献２の圧縮機では、可動体の前端部にも、回転軸心と直交する方向に延びつつ、回転軸心と交差する方向に延びる長孔が形成されている。斜板は、その後端でその長孔に挿通されたピンにより、第１揺動軸心と平行な第２軸心周りで揺動可能に支持されている。

これらの圧縮機では、圧力制御弁を開制御して吐出室と圧力調整室とを連通させることにより、制御圧室内が斜板室よりも高圧となる。これにより、非回転可動体及び可動体が前進する。このため、斜板の傾斜角度が大きくなり、ピストンのストロークが大きくなる。このため、圧縮機の１回転当たりの圧縮容量が大きくなる。他方、圧力制御弁を閉制御して吐出室と圧力調整室とを非連通とすれば、制御圧室内が斜板室と同程度に低圧となる。これにより、非回転可動体及び可動体が後退する。このため、この圧縮機では斜板の傾斜角度が小さくなり、ピストンのストロークが減少する。このため、圧縮機の１回転当たりの圧縮容量が小さくなる。

この際、これらの圧縮機では、斜板の傾斜角度の変更に伴い、ピストンの他端側頭部の上死点位置よりも一端側頭部の上死点位置が大きく移動するようにリンク機構が配設されている。より具体的には、斜板の傾斜角度が変更された場合、ピストンの他端側頭部の上死点位置はほとんど移動せず、ピストンの一端側頭部の上死点位置が大きく移動する。こうして、ピストンは、斜板の傾斜角度が０度に近づけば、他端側頭部のみで僅かな圧縮仕事を行い、一端側頭部では圧縮仕事を行わないようになっている。

特開平２‐１９６６５号公報 特開平５‐１７２０５２号公報

しかし、上記従来の圧縮機では、アクチュエータが斜板の他面側、つまり、斜板を基準として他端側シリンダボア側に位置している。このため、この圧縮機では、ハウジング内における斜板の他面側において、非回転可動体及び可動体を前進又は後進させるための空間を確保し難い。このため、アクチュエータが径方向で小型化し、容量制御を行い難い。また、斜板の傾斜角度を変更し易くするためにハウジングを径方向で大型化すれば、車両等への搭載性が損なわれてしまう。

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、小型で優れた容量制御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、該ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、該駆動軸の回転によって該斜板室内で回転可能な斜板と、該駆動軸と該斜板との間に設けられ、該駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する該斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、該シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、該斜板の回転により、該傾斜角度に応じたストロークで該ピストンを該シリンダボア内で往復動させる変換機構と、該傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記シリンダボアは、前記斜板の一面側に設けられた一端側シリンダボアと、該斜板の他面側に設けられた他端側シリンダボアとからなり、
前記ピストンは、前記一端側シリンダボアを往復動する一端側頭部と、該一端側頭部と一体をなし、前記他端側シリンダボアを往復動する他端側頭部とを有し、
前記リンク機構は、前記傾斜角度の変更に伴い、前記他端側頭部の上死点位置よりも前記一端側頭部の上死点位置が大きく移動するように配設され、
前記アクチュエータは、前記斜板室内に配置され、前記斜板を基準として該一端側シリンダボア側に位置しつつ、前記駆動軸と一体回転可能であり、
該アクチュエータは、該駆動軸に固定される固定体と、該斜板と連結され、前記回転軸心方向に移動して該固定体に対して移動可能な可動体と、該固定体と該可動体とにより区画され、前記制御機構によって内部の圧力を変更されることで該可動体を移動させる制御圧室とを有していることを特徴とする（請求項１）。

本発明の圧縮機では、斜板の傾斜角度が変更された場合、ピストンの他端側頭部の上死点位置がほとんど移動せず、ピストンの一端側頭部の上死点位置が大きく移動する。このため、斜板室の一端側シリンダボア側には比較的大きな空間を確保可能である。この一端側シリンダボア側にアクチュエータが位置している。このため、この圧縮機では、ハウジングを径方向で大型化しなくても、アクチュエータを径方向で大型化し易い。

したがって、本発明の圧縮機は、小型であることから優れた搭載性を実現できるとともに、優れた容量制御を実現することができる。

本発明の圧縮機において、リンク機構は、可動体に対して斜板を挟んで他端側シリンダボア側に位置していることが好ましい（請求項２）。本発明の圧縮機は、斜板の傾斜角度が変更された場合、ピストンの他端側頭部の上死点位置がほとんど移動しないことから、斜板室の他端側シリンダボア側は比較的狭い空間しか確保し難い。リンク機構は、斜板の傾斜角度の変更を許容するだけであるから、この狭い他端側シリンダボア側であっても、十分に機能することができる。また、リンク機構を斜板室の他端側シリンダボア側に配置することで、斜板室の一端側シリンダボア側により大きな空間を確保可能となる。これらのため、この場合には、本発明の作用効果が顕著になる。

本発明の圧縮機は小型で容量制御に優れている。

実施例１の圧縮機に係り、最大容量時の断面図である。 実施例１の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 実施例１の圧縮機に係り、最小容量時の断面図である。 実施例２の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。実施例１、２の圧縮機は、いずれも車両用空調装置の冷凍回路を構成し、車両に搭載されている。

（実施例１）
図１及び図３に示すように、実施例１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、前後で対をなすシュー１１ａ、１１ｂと、アクチュエータ１３と、図２に示す制御機構１５とを備えている。

図１に示すように、ハウジング１は、圧縮機の前方に位置するフロントハウジング１７と、圧縮機の後方に位置するリヤハウジング１９と、フロントハウジング１７とリヤハウジング１９との間に位置する第１シリンダブロック２１と第２シリンダブロック２３とを有している。

フロントハウジング１７には、前方に向かってボス１７ａが形成されている。このボス１７ａ内には、駆動軸３との間に軸封装置２５が設けられている。また、フロントハウジング１７内には、第１吸入室２７ａ及び第１吐出室２９ａが形成されている。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、第１吐出室２９ａはフロントハウジング１７の外周側で位置している。

リヤハウジング１９には、制御機構１５が設けられている。また、リヤハウジング１９には、第２吸入室２７ｂ、第２吐出室２９ｂ及び圧力調整室３１が形成されている。第２吸入室２７ｂはリヤハウジング１９の内周側に位置し、第２吐出室２９ｂはリヤハウジング１９の外周側に位置している。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１吐出室２９ａと第２吐出室２９ｂとは、図示しない吐出通路によって接続され、吐出通路には圧縮機の外部に連通する吐出口が形成されている。

第１シリンダブロック２１と第２シリンダブロック２３とにより、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が同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。これらの各第１シリンダボアが本発明における一端側シリンダボアに相当する。

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。また、第１シリンダブロック２１には、第１軸孔２１ｂより後方に第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とが形成されている。第１凹部２１ｃ内は斜板室３３と連通している。また、第１凹部２１ｃは段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。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とを連通する第１吸入通路３７ａが形成されている。

第２シリンダブロック２３にも、第１シリンダブロック２１と同様、複数個の第２シリンダボア２３ａが形成されている。これらの各第２シリンダボアが本発明における他端側シリンダボアに相当する。

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は圧力調整室３１と連通している。また、第２シリンダブロック２３には、第２軸孔２３ｂより前方に第２軸孔２３ｂと連通して第２軸孔２３ｂと同軸をなす第２凹部２３ｃとが形成されている。第２凹部２３ｃも斜板室３３と連通している。第２凹部２３ｃも段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。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とを連通する第２吸入通路３７ｂが形成されている。

また、斜板室３３は、第２シリンダブロック２３に形成された吸入口３３０を介して、図示しない蒸発器と接続されている。

フロントハウジング１７と第１シリンダブロック２１との間には、第１バルブプレート３９が設けられている。第１バルブプレート３９には、第１シリンダボア２１ａと同数の吸入ポート３９ｂ及び吐出ポート３９ａが形成されている。各吸入ポート３９ｂには、それぞれ図示しない吸入弁機構が設けられている。各吸入ポート３９ｂにより、各第１シリンダボア２１ａは第１吸入室２７ａと連通している。各吐出ポート３９ａには、それぞれ図示しない吐出弁機構が設けられている。各吐出ポート３９ａにより、各第１シリンダボア２１ａは第１吐出室２９ａと連通している。また、第１バルブプレート３９には、連通孔３９ｃが形成されている。第１吸入室２７ａは、連通孔３９ｃにより、第１吸入通路３７ａを通じて斜板室３３と連通している。

リヤハウジング１９と第２シリンダブロック２３との間には、第２バルブプレート４１が設けられている。第１バルブプレート３９と同様、第２バルブプレート４１にも、第２シリンダボア２３ａと同数の吸入ポート４１ｂ及び吐出ポート４１ａが形成されている。各吸入ポート４１ｂには、それぞれ図示しない吸入弁機構が設けられている。各吸入ポート４１ｂにより、各第２シリンダボア２３ａは第２吸入室２７ｂと連通している。各吐出ポート４１ａには、それぞれ図示しない吐出弁機構が設けられている。各吐出ポート４１ａにより、各第２シリンダボア２３ａは第２吐出室２９ｂと連通している。また、第２バルブプレート４１には、連通孔４１ｃが形成されている。第２吸入室２７ｂは、連通孔４１ｃにより、第２吸入通路３７ｂを通じて斜板室３３と連通している。

第１、２吸入通路３７ａ、３７ｂ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（より厳密には、ブローバイガスの影響により、斜板室３３内は、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内よりも僅かに高圧となる。）。そして、斜板室３３には、吸入口３３０を通じて蒸発器を経た冷媒ガスが流入することから、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内よりも低圧であり、低圧室とされている。

駆動軸３には、斜板５とアクチュエータ１３とフランジ３ａとがそれぞれ取り付けられている。駆動軸３は、ボス１７ａから後方に向かって挿通されており、第１、２シリンダブロック２１、２３内において、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂに挿通されている。これにより、駆動軸３の前端はボス１７ａ内に位置しており、後端は圧力調整室３１内に位置している。また、駆動軸３は、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂにより、ハウジング１内において、回転軸心Ｏ周りで回転可能に軸支されている。そして、斜板５とアクチュエータ１３とフランジ３ａとがそれぞれ斜板室３３内に配置されている。フランジ３ａは第１スラスト軸受３５ａとアクチュエータ１３との間、より詳細には、第１スラスト軸受３５ａと、後述する可動体１３ｂとの間に配置されている。このフランジ３ａにより、第１スラスト軸受３５ａと可動体１３ｂとの接触が防止されている。なお、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂと駆動軸３との間にラジアル軸受を配置しても良い。

また、駆動軸３の後方側には、支持部材４３が圧入されている。この支持部材４３には、第２スラスト軸受３５ｂと当接するフランジ４３ａ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４３ｂが形成されている。さらに、駆動軸３内には、後端から前方に向かって回転軸心Ｏ方向に延びる軸路３ｂと、軸路３ｂの前端から径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く径路３ｃとが形成されている。軸路３ｂ及び径路３ｃが連絡路である。軸路３ｂの後端は圧力調整室３１、すなわち低圧室に開いている。一方、径路３ｃは、後述する制御圧室１３ｃに開いている。

斜板５は環状の平板形状をなしており、前面５ａと後面５ｂとを有している。斜板５の前面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、斜板５の後面５ｂは、斜板室３３内において圧縮機の後方に面している。これら斜板５における前面５ａ及び後面５ｂがそれぞれ本発明における一面及び他面に相当する。そして、この圧縮機において、上記の各第１シリンダボア２１ａは、斜板５の前面５ａ側に位置しており、各第２シリンダボア２３ａは、斜板５の後面５ｂ側に位置している。

この斜板５はリングプレート４５に固定されている。このリングプレート４５は環状の平板形状に形成されており、中心部に挿通孔４５ａが形成されている。この挿通孔４５ａに駆動軸３が挿通されることにより、斜板５は駆動軸３に取り付けられ、斜板室３３内において第２シリンダボア２３ａ側の位置、つまり、斜板室３３における後方寄りの位置に配置されている。

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、斜板室３３内において、斜板５よりも後方に配置されており、斜板５と支持部材４３との間に位置している。ラグアーム４９は、一端側から他端側に向かって略Ｌ字形状となるように形成されている。ラグアーム４９は、図３に示すように、回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が最小になった時に支持部材４３のフランジ４３ａと当接するようになっている。このため、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の一端側には、ウェイト部４９ａが形成されている。ウェイト部４９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。なお、ウェイト部４９ａの形状は適宜設計することが可能である。

ラグアーム４９の一端側は、第１ピン４７ａによってリングプレート４５の上端側と接続されている。これにより、ラグアーム４９の一端側は、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に対して、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の回転軸心Ｏと直交する方向に延びている。

ラグアーム４９の他端側は、第２ピン４７ｂによって支持部材４３と接続されている。これにより、ラグアーム４９の他端側は、第２ピン４７ｂの軸心を第２揺動軸心Ｍ２として、支持部材４３、すなわち駆動軸３に対して、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に相当している。

この圧縮機では、斜板５と駆動軸３とがリンク機構７によって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。ここで、上記のように、ラグアーム４９が斜板５と支持部材４３との間に位置していることから、リンク機構７は、斜板室３３内において、斜板５の後面５ｂ側、すなわち、第２シリンダボア２３ｂ側に位置している。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、図１及び図３に示すように、斜板５は傾斜角度を変更することが可能となっている。

ここで、ウェイト部４９ａは、ラグアーム４９の一端側、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。このため、ラグアーム４９が第１ピン４７ａによってリングプレート４５に支持されることで、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の前面、つまり、斜板５の前面５ａ側に位置する。そして、回転軸心Ｏ周りに回転することにより発生する遠心力が斜板５の前面５ａ側でウェイト部４９ａにも作用することとなる。

各ピストン９は、それぞれ前端側に第１ピストンヘッド９ａを有し、後端側に第２ピストンヘッド９ｂを有している。この第１ピストンヘッド９ａが本発明における一端側頭部に相当しており、第２ピストンヘッド９ｂが本発明における他端側頭部に相当している。

第１ピストンヘッド９ａは第１シリンダボア２１ａ内を往復動可能に収納され、第１圧縮室２１ｄを形成している。第２ピストンヘッド９ｂは第２シリンダボア２３ａ内を往復動可能に収納され、第２圧縮室２３ｄを形成している。また、各ピストン９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ようになっている。シュー１１ａ、１１ｂが本発明における変換機構に相当している。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ピストンヘッド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。

アクチュエータ１３は、斜板室３３内に配置されており、斜板５よりも前方側に位置し、第１凹部２１ｃ内に進入することが可能となっている。アクチュエータ１３は、固定体１３ａと、可動体１３ｂとを有している。固定体１３ａは、円盤状に形成されており、駆動軸３に固定されることで、駆動軸３と共に回転することのみが可能となっている。可動体１３ｂの外周には、Ｏリングが取り付けられている。

可動体１３ｂは有底の円筒状に形成されており、駆動軸３が挿通される挿通孔１３０ａと、可動体１３ｂの前方から後方に向かって延びる本体部１３０ｂと、本体部１３０ｂの後端に形成された取付部１３０ｃとを有している。この可動体１３ｂは、第１スラスト軸受３５ａと斜板５との間に位置している。

また、可動体１３ｂは、挿通孔１３０ａを通じて本体部１３０ｂ内に駆動軸３が挿通されている。さらに、本体部１３０ｂ内には、固定体１３ａが摺動可能に配置される。これにより、可動体１３ｂは、駆動軸３と共に回転可能であるとともに、斜板室３３内の斜板５の前面５ａ側において、駆動軸３の回転軸心Ｏ方向に移動することが可能となっている。また、挿通孔１３０ａ内にも、Ｏリングが取り付けられている。こうして、アクチュエータ１３には駆動軸３が挿通されており、回転軸心Ｏ周りで駆動軸３と一体で回転することが可能となっている。

このようにアクチュエータ１３に駆動軸３が挿通されることで、可動体１３ｂは、斜板室３３内において斜板５を挟んでリンク機構７と対向している。より具体的には、可動体１３ｂを含むアクチュエータ１３は、斜板室３３内において、斜板５の前面５ａ側、すなわち、第１シリンダボア２１ｂ側に位置している。

可動体１３ｂの取付部１３０ｃには、リングプレート４５の下端側が第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の下端側、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、作用動軸心Ｍ３周りで可動体１３ｂ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、可動体１３ｂは斜板５と連結された状態となっている。可動体１３ｂは、斜板５の傾斜角度が最大になった時にフランジ３ａと当接するようになっている。このため、この圧縮機では、可動体１３ｂによって、斜板５の傾斜角度を最大値に維持することが可能となっている。

固定体１３ａと可動体１３ｂとの間に制御圧室１３ｃが区画されている。制御圧室１３ｃ内には径路３ｃが開いており、径路３ｃ及び軸路３ｂを通じて、制御圧室１３ｃは圧力調整室３１と連通している。

図２に示すように、制御機構１５は、制御通路としての抽気通路１５ａ及び給気通路１５ｂと、制御弁１５ｃと、オリフィス１５ｄとを有している。

抽気通路１５ａは、圧力調整室３１と第２吸入室２７ｂとに接続されている。圧力調整室３１は、軸路３ｂ及び径路３ｃを通じて制御圧室１３ｃと連通していることから、この抽気通路１５ａによって、制御圧室１３ｃと第２吸入室２７ｂとは、互いに連通した状態となっている。また、抽気通路１５ａには、オリフィス１５ｄが設けられており、抽気通路１５ａ内を流通する冷媒ガスの流量が絞られている。

給気通路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、上記の抽気通路１５ａと同様、給気通路１５ｂ、軸路３ｂ及び径路３ｃを通じて、制御圧室１３ｃと第２吐出室２９ｂとは、互いに連通した状態となっている。つまり、軸路３ｂ及び径路３は、制御通路としての抽気通路１５ａ及び給気通路１５ｂの一部を構成している。

制御弁１５ｃは給気通路１５ｂに設けられている。この制御弁１５ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき給気通路１５ｂの開度を調整することが可能となっており、給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を調整することが可能となっている。制御弁１５ｃには公用品を採用することができる。

駆動軸３の先端にはねじ部３ｄが形成されている。駆動軸３は、ねじ部３ｄを介して図示しないプーリ又は電磁クラッチと接続されている。これらのプーリ又は電磁クラッチのプーリには車両のエンジンによって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。

吸入口３３０には蒸発器に繋がる配管が接続され、吐出口には図示しない凝縮器に繋がる配管が接続される。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。

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２１ｄ、２３ｄがピストンストロークに応じて容積変化を生じる。このため、蒸発器から吸入口３３０によって斜板室３３に吸入された冷媒ガスは、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂを経て各第１、２圧縮室２１ｄ、２３ｄ内で圧縮され、第１、２吐出室２９ａ、２９ｂに吐出される。第１、２吐出室２９ａ、２９ｂ内の冷媒ガスは吐出口から凝縮器に吐出される。

この間、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の傾斜角度を小さくする遠心力が作用する。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。

具体的には、制御機構１５において、図２に示す制御弁１５ｃが給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を減少させれば、圧力調整室３１内の冷媒ガスが抽気通路１５ａを経て第２吸入室２７ｂに多く流出する。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吸入室２７ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力によって可動体１３ｂが後方に移動することで、制御圧室１３ｃが縮小され、斜板５の傾斜角度が小さくなる。

つまり、図３に示すように、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで揺動するとともに、ラグアーム４９の両端がそれぞれ第１、２揺動軸心Ｍ１、Ｍ２周りで揺動することで、ラグアーム４９が支持部材４３のフランジ４３ａに接近する。これらにより、ピストン９のストロークが減少し、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が小さくなる。なお、図３に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最小傾斜角度である。

ここで、この圧縮機では、ウェイト部４９ａに作用した遠心力も斜板５に付与される。このため、この圧縮機では、斜板５が傾斜角度を減少させる方向に変位し易くなっている。また、可動体１３ｂは、駆動軸３の軸方向に沿って後方に移動することで、その後端がウェイト部４９ａの内側に位置する。これにより、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が減少した際、可動体１３ｂの後端のおよそ半分がウェイト部４９ａによって覆われた状態となる。

一方、図２に示す制御弁１５ｃが給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を増大させれば、圧縮容量を小さくする場合とは反対に、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１５ｂを経て圧力調整室３１内に多く流入する。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吐出室２９ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力に抗してアクチュエータ１３の可動体１３ｂが前方に移動することで、制御圧室１３ｃが拡大され、斜板５の傾斜角度が大きくなる。

つまり、図１に示すように、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで逆方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の両端も第１、２揺動軸心Ｍ１、Ｍ２周りで逆方向に揺動することで、ラグアーム４９が支持部材４３のフランジ４３ａから離間する。これらにより、ピストン９のストロークが増大し、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が大きくなる。なお、同図に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最大傾斜角度である。

この圧縮機では、斜板５と駆動軸３とがリンク機構７によって接続されることにより、斜板５が斜板室３３内において第２シリンダボア２３ａ側寄りの位置に配置されている。これにより、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が最大であり、ピストン９のストロークが最大である場合には、第１ピストンヘッド９ａの上死点位置は第１バルブプレート３９に最も近接した位置となり、第２ピストンヘッド９ｂの上死点位置は第２バルブプレート４１に最も近接した位置となる。一方、斜板５の傾斜角度が小さくなり、ピストン９のストロークが減少するにつれて、第１ピストンヘッド９ａの上死点位置は次第に第１バルブプレート３９から遠隔した位置となる。しかし、第２ピストンヘッド９ｂの上死点位置は、ピストン９のストロークが最大である場合とほぼ変わることなく、第２バルブプレート４１に近接した位置となる。

このように、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が変更された場合、ピストン９における第２ピストンヘッド９ｂの上死点位置がほとんど移動せず、ピストン９の第１ピストンヘッド９ａの上死点位置が大きく移動する。このため、この圧縮機では、斜板室３３の第１シリンダボア２１ａ側には比較的大きな空間を確保している。そして、この斜板室３３内における第１シリンダボア２１ａ側にアクチュエータ１３を位置している。このため、この圧縮機では、ハウジング１を径方向で大型化しなくても、アクチュエータ１３を径方向で大型化することができ、制御圧室１３ｃを広く確保することが可能となっている。これにより、この圧縮機では、斜板室３３内における冷媒ガスの圧力の変動に基づく可動体１３ｂの移動が好適に行われる。

また、この圧縮機では、リンク機構７が可動体１３ｂに対して斜板５を挟んで第２シリンダボア２３ａ側に位置している。上記のように、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が変更された場合、ピストン９の第２ピストンヘッド９ｂの上死点位置がほとんど移動しないことから、斜板室３３における第２シリンダボア２３ａ側は比較的狭い空間しか確保できなくなっている。しかし、この圧縮機におけるリンク機構７は、斜板５の傾斜角度の変更を許容するだけである。また、略Ｌ字形状に形成することにより、ラグアーム４９では、小型化を実現しつつ、その揺動範囲を十分に確保することが可能となっている。これらのため、この圧縮機では、斜板室３３において狭くなる第２シリンダボア２３ａ側に配置しても、リンク機構７を十分に機能させることが可能となっている。

さらに、この圧縮機では、可動体１３ｂに対して斜板５を挟んで第２シリンダボア２３ａ側にリンク機構７を配置することにより、斜板室３３の第１シリンダボア２１ａ側により大きな空間を確保することが可能となっている。

したがって、実施例１の圧縮機は、小型であることから車両への優れた搭載性を実現できるとともに、優れた容量制御を実現することができる。

また、この圧縮機では、制御機構１５において、抽気通路１５ａにより制御圧室１３ｃと第２吸入室２７ｂとが連通されており、制御圧室１３ｃと第２吐出室２９ｂとは給気通路１５ｂによって連通されている。そいて、制御弁１５ｃにより、給気通路１５ｂの開度を調整することが可能となっている。これらのため、この圧縮機では、第２吐出室２９ｂ内の高圧によって制御圧室１３ｃ内を迅速に高圧な状態とし、迅速に圧縮容量を増大させることが可能となっている。

さらに、この圧縮機では、斜板室３３を第１、２吸入室２７ａ、２７ｂまでの冷媒ガスの経路として利用することで、マフラ効果を期待できることから、冷媒ガスの吸入脈動を低減することで、圧縮機の騒音低下を図ることができる。

（実施例２）
実施例２の圧縮機は、実施例１の圧縮機における制御機構１５に換えて、図４に示す制御機構１６を備えている。この制御機構１６は、制御通路としての抽気通路１６ａ及び給気通路１６ｂと、制御弁１６ｃと、オリフィス１６ｄとを有している。

抽気通路１６ａ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、この抽気通路１６ａによって、制御圧室１３ｃと第２吸入室２７ｂとは、互いに連通した状態となっている。給気通路１６ｂは、圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂとに接続されており、制御圧室１３ｃ及び圧力調整室３１と、第２吐出室２９ｂとを連通させている。この給気通路１６ｂには、オリフィス１６ｄが設けられており、給気通路１６ｂ内を流通する冷媒ガスの流量が絞られている。

制御弁１６ｃは抽気通路１６ａに設けられている。この制御弁１６ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき抽気通路１６ａの開度を調整することが可能となっており、抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を調整することが可能となっている。上記の制御弁１５ｃ同様、制御弁１６についても公用品を採用することができる。また、軸路３ｂ及び径路３は、抽気通路１６ａ及び給気通路１６ｂの一部を構成している。この圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、制御機構１６において、制御弁１６ｃが抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を減少させれば、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１６ｂ及びオリフィス１６ｄを経て圧力調整室３１内に貯留され易くなる。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吐出室２９ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力に抗してアクチュエータ１３の可動体１３ｂが前方に移動することで、制御圧室１３ｃが拡大され、斜板５の傾斜角度が大きくなる。

このため、実施例１の圧縮機と同様、この圧縮機においても、斜板５の傾斜角度が大きくなり、ピストン９のストロークが増大することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が大きくなる（図１参照）。

一方、図４に示す制御弁１６ｃが抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を増大させれば、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１６ｂ及びオリフィス１６ｄを経て圧力調整室３１内に貯留され難くなる。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吸入室２７ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力によって可動体１３ｂが後方に移動することで、制御圧室１３ｃが縮小されるため、斜板５の傾斜角度が小さくなる。

このため、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が小さくなり、ピストン９のストロークが減少することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が小さくなる（図３参照）。

これらのように、この圧縮機では、制御機構１６において、制御弁１６ｃにより、抽気通路１６ａの開度を調整することが可能となっている。このため、この圧縮機では、第２吸入室２７ｂ内の低圧によって制御圧室１３ｃを緩やかに低圧にし、車両の運転フィーリングを好適に保つことが可能となっている。この圧縮機における他の作用は、実施例１の圧縮機と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２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、実施例１、２の圧縮機では、斜板室３３を介して第１、２吸入室２７ａ、２７ｂに冷媒ガスを吸入するように構成しているが、これに換えて、吸入口を介して配管から第１、２吸入室２７ａ、２７ｂに直接冷媒ガスを吸入するように構成しても良い。この場合、圧縮機では、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂと斜板室３３とを連通させて、斜板室３３が低圧室となるように構成される。

また、実施例１、２の圧縮機において、圧力調整室３１を設けずに構成しても良い。

本発明は空調装置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
９ａ…第１ピストンヘッド（一端側頭部）
９ｂ…第２ピストンヘッド（他端側頭部）
１０…ハウジング
１１ａ、１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…固定体
１３ｂ…可動体
１３ｃ…制御圧室
１５…制御機構
１６…制御機構
２１ａ…第１シリンダボア（一端側シリンダボア）
２３ａ…第２シリンダボア（他端側シリンダボア）
２７ａ…第１吸入室
２７ｂ…第２吸入室
２９ａ…第１吐出室
２９ｂ…第２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）
４９…ラグアーム（リンク機構）
Ｏ…回転軸心

Claims (2)

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、該ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、該駆動軸の回転によって該斜板室内で回転可能な斜板と、該駆動軸と該斜板との間に設けられ、該駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する該斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、該シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、該斜板の回転により、該傾斜角度に応じたストロークで該ピストンを該シリンダボア内で往復動させる変換機構と、該傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
   前記シリンダボアは、前記斜板の一面側に設けられた一端側シリンダボアと、該斜板の他面側に設けられた他端側シリンダボアとからなり、
   前記ピストンは、前記一端側シリンダボアを往復動する一端側頭部と、該一端側頭部と一体をなし、前記他端側シリンダボアを往復動する他端側頭部とを有し、
   前記リンク機構は、前記傾斜角度の変更に伴い、前記他端側頭部の上死点位置よりも前記一端側頭部の上死点位置が大きく移動するように配設され、
   前記アクチュエータは、前記斜板室内に配置され、前記斜板を基準として該一端側シリンダボア側に位置しつつ、前記駆動軸と一体回転可能であり、
   該アクチュエータは、該駆動軸に固定される固定体と、該斜板と連結され、前記回転軸心方向に移動して該固定体に対して移動可能な可動体と、該固定体と該可動体とにより区画され、前記制御機構によって内部の圧力を変更されることで該可動体を移動させる制御圧室とを有していることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記リンク機構は、前記可動体に対して前記斜板を挟んで前記他端側シリンダボア側に位置している請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。

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