JP6083291B2 - 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。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。

特許文献１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、具体的には、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、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、外周側から回転軸心に近づく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、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、外周側から回転軸心に近づく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。

この圧縮機では、圧力調整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、圧力調整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、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。

また、特許文献２に開示された圧縮機では、アクチュエータは駆動軸と一体回転可能に斜板室内に配置されている。アクチュエータは、具体的には、駆動軸に固定される固定体を有している。固定体内には、回転軸心方向に移動して固定体に対して移動可能な可動体が収納されている。固定体と可動体との間には、内部の圧力によって可動体を移動させる制御圧室が区画されている。また、駆動軸には、制御圧室と連通する連絡路が貫設されている。連絡路と吐出室との間には、可動体を固定体に対して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。可動体の後端はヒンジ球と当接している。ヒンジ球は斜板を揺動可能に連結している。ヒンジ球の後端には傾斜角度を大きくする方向に付勢する押圧ばねが設けられている。

リンク機構は、ヒンジ球と、固定体と斜板との間に設けられたリンクとを有している。リンクの前端には回転軸心と直交する方向に延びるピンが挿通され、リンクの後端にも回転軸心と直交する方向に延びるピンが挿通されている。斜板は、リンク及び２本のピンにより揺動可能に支持されている。

この圧縮機では、圧力調整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、可動体が後退する。このため、斜板の傾斜角度が小さくなり、ピストンのストロークが小さくなる。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。他方、圧力調整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、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増大する。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。

特開平５‐１７２０５２号公報 特開昭５２‐１３１２０４号公報

ところで、上記のような圧縮機では、ピストンに作用する吸入反力及び圧縮反力が斜板及びリンク機構を介してアクチュエータに及ぶこと等から、アクチュエータの一部が回転軸心に対して傾斜し易い。このため、このような圧縮機では、アクチュエータが好適に作動し難く、圧縮容量を変化させる際の制御性が懸念される。

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、圧縮容量を変化させる際に優れた制御性を発揮可能な容量可変型斜板式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、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記アクチュエータは、前記駆動軸と一体回転可能に前記斜板室内に配置され、
前記アクチュエータは、前記斜板と連結されるとともに、前記駆動軸が挿通され、前記回転軸心方向に移動可能な可動体と、前記駆動軸に固定される固定体と、前記可動体と前記固定体とにより区画され、内部の圧力によって前記可動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記可動体には、前記回転軸心方向に延びて前記固定体を取り囲む周壁が形成されており、
前記固定体には、前記周壁の内面に沿って、かつ、前記回転軸心方向に突出するガイド部が形成されており、
前記可動体は、前記ガイド部との当接により、前記駆動軸に対する所定以上の傾斜が規制され、
前記固定体は、前記斜板側に位置する第１面と、前記制御圧室側に位置する第２面とをもつ本体部を有し、
前記ガイド部は、前記本体部の前記第１面から前記斜板に向かって突出していることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、アクチュエータが可動体と固定体と制御圧室とを有し、可動体に周壁が形成されている。周壁は、回転軸心方向に延びて固定体を取り囲んでいる。また、固定体にはガイド部が形成され、ガイド部は周壁の内面に沿って、かつ、回転軸心方向に突出している。このため、この圧縮機では、ピストンに作用する吸入反力及び圧縮反力が斜板及びリンク機構を介してアクチュエータに及んでも、可動体は、ガイド部と当接することにより、駆動軸に対する所定以上の傾斜が規制された状態で回転軸心方向に移動する。このため、この圧縮機では、アクチュエータが好適に作動し易く、圧縮容量を変化させる際の制御性が向上する。

したがって、本発明の圧縮機は、圧縮容量を変化させる際に優れた制御性を発揮可能である。このため、この圧縮機では、制御機構への入力によって迅速に圧縮容量が変化し、容量制御の応答性が向上することが期待できる。また、この圧縮機では、頻繁に圧縮容量が変化するとしても、優れた耐久性を発揮することが期待できる。

ガイド部は固定体と一体で形成されていても良く、固定体とは別体で形成された後、固定体に取り付けられても良い。また、ガイド部は、可動体や固定体と同一の材質で形成されても良く、異なる材質で形成されても良い。

本発明の圧縮機において、固定体は、斜板側に位置する第１面と、制御圧室側に位置する第２面とをもつ本体部を有している。そして、ガイド部は、本体部の第１面から斜板に向かって突出している。これにより、ガイド部が制御圧室内に突出することがないため、制御圧室の容積を確保しつつ、制御圧室、ひいては圧縮機を小型化することが可能となる。

また、可動体は、斜板に向かって突出し、斜板に連結される連結部を有し得る。そして、ガイド部は、連結部と対応する箇所を除いて形成されていることが好ましい。

この場合には、連結部によって斜板と可動体とを連結し易くなる。ここで、連結部には、圧縮反力が斜板を通じて集中し易い他、トルクが集中し易いことから、変形が生じ易い。このため、ガイド部が連結部と対応する箇所に形成されると、連結部に変形が生じた際、連結部とガイド部との抵抗が大きくなり、可動体が移動し難くなることが懸念される。この点、この圧縮機では、ガイド部が連結部と対応する箇所を除いて形成されているため、例え連結部に変形が生じた場合であっても、ガイド部がその影響を受けず、可動体が好適に移動する。

ガイド部は、可動体の周壁の内面に沿って、かつ、回転軸心方向に突出する形状であれば、種々の形状を採用することができる。例えば、棒状や板状にガイド部を形成することも可能である。特に、ガイド部は、連結部から最も遠隔した位置における突出長が最大となり、連結部に近接するに連れて次第に突出長が減少する鍔状に形成されていることが好ましい。この場合には、周壁の内面とガイド部とが当接する面積を大きくしつつ、連結部が変形した際における影響を小さくすることができる。

本発明の圧縮機において、周壁の内面及びガイド部の少なくとも一方には、摺動抵抗を低減する摺動層が形成されていることが好ましい。この場合には、可動体をより好適に移動させることが可能となる。また、摺動抵抗を低減することで、可動体やガイド部の耐久性を高くすることが可能となる。摺動層としては、例えば、周壁の内面やガイド部に対して施したスズめっきを採用することができる。また、周壁の内面やガイド部に対してフッ素樹脂等を塗布することによって摺動層を形成することもできる。さらに、可動体やガイド部がアルミニウム合金によって形成されている場合、これらの可動体やガイド部に対してアルマイト加工を施すことによって摺動層を形成することもできる。

本発明の圧縮機は、圧縮容量を変化させる際に優れた制御性を発揮可能である。

実施例の圧縮機における最大容量時の断面図である。 実施例の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 実施例の圧縮機における最小容量時の断面図である。 実施例の圧縮機に係り、アクチュエータを示す拡大断面図である。図４（Ａ）は、可動体が回転軸心に沿って後方に移動した状態を示している。図４（Ｂ）は、可動体が回転軸心に沿って前方に移動した状態を示している。 実施例の圧縮機に係り、可動体を示す後方からの斜視図である。 実施例の圧縮機に係り、固定体を示す後方からの斜視図である。である。 実施例の圧縮機に係り、可動体及び固定体を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。実施例の圧縮機は、容量可変型両頭斜板式圧縮機である。この圧縮機は、車両に搭載されており、車両用空調装置の冷凍回路を構成している。

図１に示すように、この圧縮機は、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、複数対のシュー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。なお、図１では、説明を容易にするため、アクチュエータ１３等の形状を一部簡略化して図示している。後述の図３についても同様である。

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の外周側に位置している。

リヤハウジング１９には、上記の制御機構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ている。吐出通路には圧縮機の外部に連通する吐出口（図示略）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との間には、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における前後方向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。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。この第１軸孔２１ｂ内には、第１滑り軸受２２ａが設けられている。なお、第１滑り軸受２２ａに換えて、転がり軸受を設けても良い。

また、第１シリンダブロック２１には、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が形成されている。第１凹部２１ｃは斜板室３３と連通している。第１凹部２１ｃは、前端に向かって段状に縮径する形状とされている。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。各第２シリンダボア２３ａは、各第１シリンダボア２１ａと前後で対になっている。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。この第２軸孔２３内には、第２滑り軸受２２ｂが設けられている。なお、第２滑り軸受２２ｂに換えて、転がり軸受を設けても良い。

また、第２シリンダブロック２３には、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は、後端に向かって段状に縮径する形状とされている。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。

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は吸入弁機構を介して第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は吐出弁機構を介して第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、第１吸入室２７ａと第１吸入通路３７ａとを連通する連通孔３９ｃが形成されている。

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は吸入弁機構を介して第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は吐出弁機構を介して第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、第２吸入室２７ｂと第２吸入通路３７ｂとを連通する連通孔４１ｃが形成されている。

第１、２吸入通路３７ａ、３７ｂ及び連通孔３９ｃ、４１ｃ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。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延びており、第１、２滑り軸受２２ａ、２２ｂ内に挿通されている。これにより、駆動軸３は、回転軸心Ｏ周りで回転可能に軸支されている。また、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、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との間に配置されている。

また、駆動軸３の後端側には、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（図示略）が形成されている。さらに、支持部材４３には、第２復帰ばね４４ｂの後端が固定されている。この第２復帰ばね４４ｂは、回転軸心Ｏ方向で、支持部材４３側から斜板室３３側に向かって延びている。

また、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。

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。

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。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、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。斜板５は、斜板室３３内において挿通孔４５ａに駆動軸３が挿通されることにより駆動軸３に取り付けられている。

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、前端側から後端側に向かって略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の前端側には、ウェイト部４９ａが形成されている。ウェイト部４９ａ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の前端側は、第１ピン４７ａによってリングプレート４５の一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、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の後端側は、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、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。

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、斜板５が回転軸心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。

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。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、斜板５は傾斜角度を変更することが可能となっている。

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。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の中央には凹部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。図４に示すように、アクチュエータ１３は、可動体１３ａと固定体１３ｂと制御圧室１３ｃとを有している。また、可動体１３ａと固定体１３ｂとの間に制御圧室１３ｃが形成されている。

図５に示すように、可動体１３ａは、前壁１３０と、周壁１３１と、連結部１３２、１３３とを有している。前壁１３０は、回転軸心Ｏから離れる方向で径方向に延びている。また、前壁１３０には挿通孔１３４が貫設され、挿通孔１３４内にリング溝１３５が凹設されている。図４に示すように、リング溝１３５にはＯリング１４ａが収納されている。なお、図４では説明を容易にするため、駆動軸３の図示を省略している。

図５に示すように、周壁１３１は、前壁１３０の外周縁と連続し、前方から後方に向かって延びている。各連結部１３２、１３３は、周壁１３１の後端から連続して形成されており、可動体１３ａの他端側に位置している。各連結部１３２、１３３は、周壁１３１の後端から更に可動体１３ａの後方に向かって突出、すなわち周壁１３１の後端から斜板５に向かって突出している。これらの前壁１３０、周壁１３１及び連結部１３２、１３３により、可動体１３ａは有底の円筒状に形成されている。

図６に示すように、固定体１３ｂは、本体部１３６とガイド部１３７とを有している。本体部１３６は、可動体１３ａの内径とほぼ同径の円板状に形成されている。この本体部１３６は、斜板５側となる後面１３６ａと、制御圧室１３ｃ側となる前面１３６ｂを有している。この後面１３６ａが本発明における第１面に相当しており、前面１３６ｂが本発明における第２面に相当している。また、本体部１３６の中心には挿通孔１３６ｃが貫設されている。さらに、本体部１３６の外周面には、リング溝１３６ｄが凹設されている。図４に示すように、このリング溝１３６ｄにはＯリング１４ｂが収納されている。

ガイド部１３７は、本体部１３６と一体で形成されており、本体部１３６の後面１３６ａから斜板５に向かって突出している。

また、図６に示すように、ガイド部１３７は、本体部１３６の一端側で本体部１３６の外周に沿って、後面１３６ａの一端側のおよそ半周に亘って形成されている。そして、ガイド部１３７は、本体部１３６の一端に位置する部分における突出長が最大となり、本体部１３６の他端側に近づくに連れて次第に突出長が減少する形状となっている。これらにより、ガイド部１３７は、後面１３６ａから突出した略半円の鍔形状をなしている。

さらに、このガイド部１３７は、本体部１３６の外周に沿って形成されることで、図４に示すように、可動体１３ａの周壁１３１の内面に沿った形状となっている。これにより、可動体１３ａの周壁１３１の内面と、本体部１３６の外周及びガイド部１３７とが当接する。

図７に示すように、本体部１３６の外周面及びガイド部１３７の外周面には、スズめっきからなる摺動層５１が形成されている。

図１に示すように、可動体１３ａ及び固定体１３ｂには、各挿通孔１３４、１３６ｃを通じて駆動軸３が挿通されている。これにより、可動体１３ａは、斜板５を挟んでリンク機構７と対向して配置された状態となっている。一方、固定体１３ｂは、斜板５よりも前方で可動体１３ａ内に配置されており、その周囲が周壁１３１によって取り囲まれた状態となっている。これにより、可動体１３ａと固定体１３ｂとの間に制御圧室１３ｃが形成されている。この制御圧室１３ｃは、周囲が周壁１３１によって取り囲まれた状態となっており、可動体１３ａの前面１３０と周壁１３１と固定体１３ｂとによって斜板室３３から区画されている。上記のように、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。

また、駆動軸３が挿通されることで、可動体１３ａは、駆動軸３と共に回転可能となっているとともに、斜板室３３内において、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。

一方、固定体１３ｂは、駆動軸３に挿通された状態で、駆動軸３に固定されている。この際、図４に示すように、固定体１３ｂは、自身の他端側に可動体１３ａの各連結部１３２、１３３が配置される状態で、駆動軸３に固定されている。これにより、固定体１３ｂは駆動軸３と共に回転することのみ可能となっており、可動体１３ａのように移動することは不可能となっている。

ここで、ガイド部１３７は、本体部１３６の外周に沿って後面１３６ａの一端側のおよそ半周に亘って形成されるとともに、本体部１３６の一端に位置する部分における突出長が最大となり、本体部１３６の他端側に近づくに連れて次第に突出長が減少している。つまり、固定体１３ｂが可動体１３ａ内に配置された際、ガイド部１３７は、各連結部１３２、１３３から最も遠隔した位置に配置される。そして、ガイド部１３７は、固定体１３ｂにおいて各連結部１３２、１３３と対応する箇所には形成されていない。

また、固定体１３ｂは駆動軸３と共に回転することのみ可能であるため、駆動軸３の回転により、可動体１３ａと固定体１３ｂとが回転した場合であっても、ガイド部１３７が各連結部１３２、１３３に近接することはない。これにより、可動体１３ａは、回転軸心Ｏ方向に移動するに当たって、固定体１３ｂの本体部１３６及びガイド部１３７と摺接しつつ、固定体１３ｂに対して相対移動することとなる。

図１に示すように、可動体１３ａの連結部１３２には、リングプレート４５の一端側が第３ピン４７ｃによって接続されている。図示を省略するものの、連結部１３３についても同様である。これらにより、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１３ａ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１３ａは斜板５と連結された状態となっている。そして、可動体１３ａ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。

また、固定体１３ｂとリングプレート４５との間には、第１復帰ばね４４ａが設けられている。この第１復帰ばね４４ａの前端は、固定体１３ｂの後面１３６ａに固定されている。一方、第１復帰ばね４４ａの後端は、リングプレート４５の他端側に固定されている。

図２に示すように、制御機構１５は、抽気通路１５ａと給気通路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。これにより、この抽気通路１５ａと軸路３ｂと径路３ｃとによって、制御圧室１３ｃと圧力調整室３１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。この給気通路１５ｂと軸路３ｂと径路３ｃとによって、制御圧室１３ｃと圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂとが連通している。また、給気通路１５ｂには、オリフィス１５ｄが設けられており、給気通路１５ｂ内を流通する冷媒ガスの流量が絞られている。

制御弁１５ｃは抽気通路１５ａに設けられている。この制御弁１５ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき抽気通路１５ａの開度を調整することが可能となっており、抽気通路１５ａ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。

この圧縮機では、図１に示す吸入口３３０に対して蒸発器に繋がる配管が接続されるとともに、吐出口に対して凝縮器に繋がる配管が接続される。凝縮器は配管及び膨張弁を介して蒸発器と接続される。これらの圧縮機、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。なお、蒸発器、膨張弁、凝縮器及び各配管の図示は省略する。

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ピストン圧縮力が作用する。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が抽気通路１５ａ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１５ｂ及びオリフィス１５ｄ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、斜板５に作用するピストン圧縮力によって、図４の（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１３では、可動体１３ａが斜板室３３の後方側に向かって移動する。この際、可動体１３ａは、自身の周壁１３１の内面と、固定体１３ｂの本体部１３６の外周及びガイド部１３７とを摺接させつつ後方側に移動する。つまり、可動体１３ａは、本体部１３６の外周及びガイド部１３７によって案内されながら回転軸心Ｏ方向に移動することとなる。こうして、この圧縮機では、図３に示すように、可動体１３ａがラグアーム４９と近接する。

これにより、第１復帰ばね４４ａの付勢力に抗しつつ、リングプレート４５の下端側、すなわち、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで反時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の一端が第１揺動軸心Ｍ１周りで時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の他端が第２揺動軸心Ｍ２周りで時計回り方向に揺動する。このため、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、斜板５は、作用軸心Ｍ３を作用点とし、第１揺動軸心Ｍ１を支点として揺動する。このため、駆動軸３の回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が減少し、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。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１３ａが斜板室３３の後方側に移動することで、可動体１３ａ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１３ａ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。

また、斜板５の傾斜角度が減少することで、リングプレート４５が第２復帰ばね４４ｂの前端と当接する。これにより、第２復帰ばね４４ｂが弾性変形し、第２復帰ばね４４ｂの前端が支持部材４３に近接する。

一方、図２に示す制御弁１５ｃが抽気通路１５ａ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１５ｂ及びオリフィス１５ｄ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、斜板５に作用するピストン圧縮力に抗して、アクチュエータ１３では、図４の（Ａ）に示すように、可動体１３ａは、自身の周壁１３１の内面と、固定体１３ｂの本体部１３６の外周及びガイド部１３７とを摺接させつつ斜板室３３の前方側に向かって移動する。つまり、この場合も可動体１３ａは、本体部１３６の外周及びガイド部１３７によって案内されながら回転軸心Ｏ方向に移動することとなる。こうして、この圧縮機では、図１に示すように、可動体１３ａがラグアーム４９から遠隔する。

これにより、作用軸心Ｍ３において、連結部１３２、１３３を通じて可動体１３ａが斜板５の下端側を斜板室３３の前方側へ牽引する状態となる。これにより、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の一端が第１揺動軸心Ｍ１周りで反時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の他端が第２揺動軸心Ｍ２周りで反時計回り方向に揺動する。このため、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、斜板５は、作用軸心Ｍ３及び第１揺動軸心Ｍ１をそれぞれ作用点及び支点とし、上述の傾斜角度が小さくなる場合と反対方向に揺動する。このため、駆動軸３の回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が増大し、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。なお、図１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。

このように、この圧縮機では、可動体１３ａの周壁１３１の内面と、固定体１３ｂの本体部１３６の外周及びガイド部１３７とが当接している。このため、この圧縮機では、制御圧室１３ｃ内の圧力変化によって、可動体１３ａが回転軸心Ｏ方向で前後に移動する際、可動体１３ａは、周壁１３１の内面と、本体部１３６の外周及びガイド部１３７とを摺接させつつ移動する。このため、この圧縮機では、ピストン９に作用する吸入反力及び圧縮反力が斜板５及びリンク機構７を介してアクチュエータ１３に及んでも、可動体１３ａは、駆動軸３に対する所定以上の傾斜が規制された状態で回転軸心Ｏ方向に移動する。このため、この圧縮機では、アクチュエータ１３が好適に作動し易く、圧縮容量を変化させる際の制御性が向上している。

特に、この圧縮機では、図４に示すように、ガイド部１３７が可動体１３ａの周壁１３１の内面に沿った鍔形状であることから、周壁１３１の内面とガイド部１３７とが当接する面積が大きくなっている。このため、この圧縮機では、可動体１３ａが移動する際、ガイド部１３７が可動体１３ａにおける駆動軸３に対する所定以上の傾斜を好適に規制することが可能となっている。

また、この圧縮機では、可動体１３ａの他端側に連結部１３２、１３３が形成されていることで、リングプレート４５、ひいては斜板５と可動体１３ａとが連結し易くなっている。そして、ガイド部１３７は、連結部１３２、１３３から最も遠隔した位置である本体部１３６の一端側における突出長が最大となり、連結部１３２、１３３に近接するに連れて次第に突出長が減少する形状となっている。このように、この圧縮機では、ガイド部１３７が連結部１３２、１３３と対応する箇所を除いて形成されていることで、連結部１３２、１３３に対して圧縮反力が斜板５を通じて集中し、例え連結部１３２、１３３に変形が生じた場合であっても、ガイド部１３７はその影響を受けることがない。

さらに、図７に示すように、この圧縮機では、固定体１３ｂの本体部１３６の外周面及びガイド部１３７の外周面に摺動層５１が形成されている。このため、この圧縮機では、可動体１３ａが移動する際の周壁１３１の内面と、本体部１３６の外周及びガイド部１３７とにおける摺動抵抗が低減されている。これらにより、この圧縮機では、制御圧室１３ｃ内の圧力変化によって、可動体１３ａが好適に移動することが可能となっている。また、摺動抵抗が低減されることで、この圧縮機では、可動体１３ａ、固定体１３ｂ及びガイド部１３７の耐久性が高くなっている。

したがって、実施例の圧縮機は、圧縮容量を変化させる際に優れた制御性を発揮可能である。このため、この圧縮機では、制御機構１５への入力によって迅速に圧縮容量が変化し、容量制御の応答性が向上することが期待できる。また、この圧縮機では、頻繁に圧縮容量が変化するとしても、優れた耐久性を発揮することが期待できる。

特に、この圧縮機では、ガイド部１３７が固定体１３６の後面１３６ａに形成され、回転軸心Ｏ方向で斜板５側に向かって突出している。これにより、この圧縮機では、ガイド部１３７が制御圧室１３ｃ内に突出することがない。このため、この圧縮機では、制御圧室１３ｃの容積を確保しつつ、アクチュエータ１３を必要最小限の大きさと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、小型化を実現している。

また、この圧縮機では、制御機構１５において、制御弁１５ｃにより、抽気通路１５ａ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内を緩やかに低圧することで、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。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例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、第１シリンダブロック２１又は第２シリンダブロック２３のいずれか一方にのみシリンダボアを設けるとともに、ピストン９に第１ピストンヘッド９ａ又は第２ピストンヘッド９ｂのいずれか一方のみを設ける構成することで、容量可変型片頭斜板式圧縮機としても良い。

また、可動体１３ａの周壁１３１の内面に対して摺動層５１を形成しても良い。さらに、固定体１３ｂの本体部１３６の外周面及びガイド部１３７の外周面と、周壁１３１の内面との両方に摺動層５１を形成しても良い。

また、制御機構１５において、給気通路１５ｂに対して制御弁１５ｃを設けるとともに、抽気通路１５ａにオリフィス１５ｄを設ける構成としても良い。この場合には、制御弁１５ｃによって、給気通路１５ｃを流通する高圧の冷媒の流量を調整することが可能となる。これにより、第２吐出室２９ｂ内の高圧によって制御圧室１３ｃを迅速に高圧とすることで、迅速な圧縮容量の減少を行うことが可能となる。

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
１０…ハウジング
１１ａ、１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…可動体
１３ｂ…固定体
１３ｃ…制御圧室
１５…制御機構
２１ａ…第１シリンダボア（シリンダボア）
２３ａ…第２シリンダボア（シリンダボア）
２７ａ…第１吸入室（吸入室）
２７ｂ…第２吸入室（吸入室）
２９ａ…第１吐出室（吐出室）
２９ｂ…第２吐出室（吐出室）
３３…斜板室
５１…摺動層
１３１…周壁
１３２、１３３…連結部
１３６…本体部
１３６ａ…後面（第１面）
１３６ｂ…前面（第２面）
１３７…ガイド部
Ｏ…回転軸心

Claims (4)

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、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
   前記アクチュエータは、前記駆動軸と一体回転可能に前記斜板室内に配置され、
   前記アクチュエータは、前記斜板と連結されるとともに、前記駆動軸が挿通され、前記回転軸心方向に移動可能な可動体と、前記駆動軸に固定される固定体と、前記可動体と前記固定体とにより区画され、内部の圧力によって前記可動体を移動させる制御圧室とを有し、
   前記可動体には、前記回転軸心方向に延びて前記固定体を取り囲む周壁が形成されており、
   前記固定体には、前記周壁の内面に沿って、かつ、前記回転軸心方向に突出するガイド部が形成されており、
   前記可動体は、前記ガイド部との当接により、前記駆動軸に対する所定以上の傾斜が規制され、
   前記固定体は、前記斜板側に位置する第１面と、前記制御圧室側に位置する第２面とをもつ本体部を有し、
   前記ガイド部は、前記本体部の前記第１面から前記斜板に向かって突出していることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記可動体は、前記斜板に向かって突出し、前記斜板に連結される連結部を有し、
   前記ガイド部は、前記連結部と対応する箇所を除いて形成されている請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記ガイド部は、前記連結部から最も遠隔した位置における突出長が最大となり、前記連結部に近接するに連れて次第に前記突出長が減少する鍔状に形成されている請求項２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
4. 前記周壁の内面及び前記ガイド部の少なくとも一方には、摺動抵抗を低減する摺動層が形成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。

Images