JPH01138382A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は両頭ピストンを備えた可変容量型斜板式圧縮機
に関するものである。

（従来の技術） 回転軸に対して前後に揺動可能かつ回転軸との相対回転
可能に斜板を支持したいわゆるワッブル式可変容量圧縮
機では斜板の傾角が斜板室圧力と負荷を反映する吸入圧
力との差圧により変動し、この傾角変動により冷房負荷
に応じた吐出容量制御が行われる。しかも、斜板の揺動
中心がピストンの圧縮行程上死点が定位置となるように
設定されているために、小容量側の制御限界を最小容量
まで可及的に小さくすることが可能である。しかじから
、このワッブル式圧縮機では１つのピストンに対して１
つの圧縮室のみしか対応しないため、両頭ピストンを備
えた斜板式圧縮機に比して冷房効率の劣性は否めない。

両頭ピストン型の圧縮機の冷房効率を兼ね備えた可変容
量型圧縮機が特開昭５８−１６２７８２号公報に開示さ
れている。この圧縮機では斜板が回転軸と一体的に回転
可能かつ前後に揺動可能に支持されており、この斜板の
傾角が冷房負荷を反映する吸入圧情報に基づいて制御さ
れるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斜板の揺動中心が回転軸上の固定位置に
設定されているため、両頭ピストンの圧縮行程上死点が
前後側圧縮室のいずれにおいても斜板傾角に応じて変動
し、斜板傾角が零より大きい小容量側の圧縮作用領域で
も実質的な圧縮゛を行なうことができない。即ち、斜板
傾角が小さくなるにつれて圧縮室内の冷媒ガス吐出残量
が増大し、この残量ガスが吸入行程で再膨張して吸入量
が減少してしまうことにより吐出を伴わない圧縮及び膨
張が繰り返されるだけの状態となり、制御可能な冷房負
荷範囲がワッブル式圧縮機のレベルに達し得ないという
不都合がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで本発明では、冷媒ガスを導入する斜板室、前後一
対の吸入室、前後一対の吐出室及びこれら各室を接続す
る前後一対のシリンダボアをハウジング内に区画形成す
ると共に、斜板室と前後側吸入室とを吸入通路により接
続し、前後両シリンダボア内に両頭ピストンを往復動可
能に収容するハウジング内に回転軸を回転可能に収容支
持すると共に、この回転軸には斜板を相対回転不能かつ
その周縁側を中心として前後に揺動可能に支持し、この
揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定すると共
に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上に前記両
頭ピストンの往復動領域を設定し、斜板の回転により往
復駆動される両頭ピストンのリヤ側シリンダボアにおけ
る圧縮行程上死点を定位置とした斜板式圧縮機を対象と
し、前記リヤ側吸入室内に制御王室を区画形成する摺動
区画体を介在し、制御圧室内には吐出圧相当の冷媒ガス
を導入すると共に、斜板及び摺動区画体を介してフロン
ト側及びリヤ側シリンダボア内の圧力による斜板揺動力
と制御圧室内の圧力とを対抗させ、制御圧室とフロント
側吸入室とを接続すると共に、この接続通路上に容量制
御弁機構を介在し、フロント側吸入室と斜板室とを接続
する吸入通路上には逆止弁機構を介在した。

（作用） 即ち、両頭ピストンの往復動領域上のリヤ側シリンダボ
ア寄りに斜板の揺動中心を設定することにより、斜板の
傾角が変動する場合にもリヤ側シリンダボアにおける両
頭ピストンの圧縮行程上死点が定位置に規定される。斜
板の傾角はフロント側シリンダボア内の圧力による斜板
揺動力と制御圧室内の圧力との差圧に応じて変動し、吐
出圧相当の冷媒ガスを導入する制御圧室内の圧力は容量
制御弁機構により制御される。容量制御弁機構は制御圧
室側からフロント側吸入室側への冷媒ガス流量を制御し
て吸入圧を一定値に維持する。制御圧室内の冷媒ガスが
吸入圧に応じてフロント側吸入室へ流入し、フロント側
吸入室へ流入した冷媒ガスの圧力は斜板室に接続する通
路を開閉する逆止弁機構の作用によりフロント側シリン
ダボア側にのみ作用する。従って、制御圧室内の圧力が
低下すると共に、フロント側吸入室内の圧力が上昇し、
この圧力変動により斜板が傾角減少方向、即ち小容量側
へ押圧される。これによりワッブル式圧縮機と同程度に
最小容量を抑えることができ、制御可能な冷房負荷範囲
を拡大することができる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

ハウジングを構成するシリンダブロック１の前後両端面
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、フロントハウジング２及びシリンダブ
ロック１には回転軸４がフロント軸部４ａを介して回転
可能に支持されている。フロント軸部４ａの内端側には
リヤ軸部４ｂが連結体５，６を介して連結固定されてい
ると共に、連結体５．６にはガイド孔５ａ、６ａが形成
されており、リヤ軸部４ｂにはガイドブツシュ７がスラ
イド可能に嵌合されていると共に、リヤ軸部４ｂ先端と
ガイドブツシュ７内端との間には押圧ばね８が介在され
ている。

ガイドブツシュ７の基端部７ａは球面状に形成されてお
り、この球面部７ａには斜板９が回動可能に嵌合されて
いる。斜板９の前面にはブリッジ９ａが形成されており
、その中間部両側面にはピン９ｂが両側方へ突設するよ
うに嵌着されている。

ブリッジ９ａは両連結体５，６間に挟入されていると共
に、ピン９ｂは連結体５，６のガイド孔５ａ、６ａに嵌
入されており、これにより斜板９が斜板室ｌｅ内で回転
軸４と共に回転する。回転軸４、斜板９及びガイドブツ
シュ７は、ピン゛９ｂとガイド孔５ａ、６ａとのガイド
関係及び前後にスライド可能なガイドブツシュ７に対す
る斜板９の回動可能関係をもって連結しており、これに
より斜板９がガイドブツシュ７のスライドに伴って揺動
可能であり、この揺動中心Ｃが斜板９の周縁側に設定さ
れている。

シリンダブロック１のフロント側及びリヤ側には複数の
シリンダボアｌｂ、ｌｃ（本実施例では５つずつ）が斜
板９の回転に伴う回転軌跡上にて対応形成されていると
共に、フロント側シリンダボア１ｂの挟間及びリヤ側シ
リンダボアＩＣの挟間には吸入通路１ｄ、ｌｅが形成さ
れており、対応するフロント側シリンダボア１ｂ及びリ
ヤ側シリンダボアＩＣには両頭ピストン１０が収容され
ている。各両頭ピストン１０と斜板９とはシュー１１．
１２を介して係合しており、両頭ピストン１０が斜板９
の回転に伴って前後に往復動する。

シリンダブロック１と前後側ハウジング２．３との間に
はサイドプレート１３．１４及び弁形成プレート１５．
１６が介在されており、フロントハウジング２とサイド
プレート１３との間には吸入室１７が吸入弁１５ａを介
してフロント側吸入通路１ｄに接続するように区画形成
されていると共に、フロント側吐出室１８が吐出弁１９
を介してサイドプレート１３と両頭ピストン１０との間
のフロント側圧縮室Ｐｆに接続するように区画形成され
ている。リヤハウジング３とサイドプレート１４との間
には吸入室２０が吸入弁１６ａを介してリヤ側吸入通路
１ｅに接続するように区画形成されており、吐出室２１
が吐出弁２２を介してサイドプレート１４と両頭ピスト
ン１０との間のリヤ側圧縮室Ｐｒに接続するように区画
形成されている。

両頭ピストン１０の往復動に伴って冷媒ガスが入口２３
から斜板室１ａへ入り、フロント側吸入通路１ｄ及びリ
ヤ側吸入通路１ｅ、フロント側吸入室１７及びリヤ側吸
入室２０を経てフロント側圧縮室Ｐｆ及びリヤ側圧縮室
Ｐｒへ吸入されて圧縮作用を受ける。そして、圧縮室Ｐ
ｆ、Ｐｒから吐出された冷媒ガスはフロント側吐出室１
８及びリヤ側吐出室２１、シリンダブロック１内の吐出
通路１ｆを経て出口３０から排出される。斜板９の揺動
中心Ｃは斜板９の周縁側に設定されていると共に、リヤ
側シリンダボアＩＣ寄りに設定されており、これにより
フロント側圧縮室Ｐ「における両頭ピストン１０の圧縮
行程死点は斜板９の傾角に応じて変動するが、リヤ側圧
縮室Ｐｒにおける両頭ピストンｌＯの圧縮行程死点が第
１図に示す定位置に規定される。

リヤ側吸入室２０内にはスプール形状の摺動区画体２４
が前後方向へスライド可能に嵌入されており、そのフラ
ンジ部２４ａによりリヤ側吸入室２０の一部が制御圧室
２０ａに区画形成されていると共に、シリンダブロック
１内に突出する筒部２４ｂがスラストベアリング２５及
びラジアルベアリング２６を介してガイドプツシエフに
相対回転可能に支持されている。これにより制御圧室２
Ｏａ内の圧力がガイドプツシエフ、押圧ばね８及び斜板
９を介してフロント側圧縮室Ｐｒ内の圧力及びリヤ側圧
縮室Ｐｒ内の圧力により生じる斜板揺動力と対抗する。

制御圧室２０ａとリヤ側吐出室２１とは管路２７により
接続されており、管路２７の途中には絞り部２７ａが設
けられている。絞り部２７ａと制御圧室２０ａとの間の
管路２７には管路２８が接続されており、管路２８の途
中には容量制御弁機構２９が介在されている。制御圧室
２０ａは容量制御弁機構２９の流入ボート２９ａに接続
されていると共に、フロント側吸入室１７は流出ボート
２９ｂに接続されており、制御ボート２９ｃには入口２
３に接続された吸入管路３１が管路３２を介して接続さ
れている。流入ボート２９ａ側から流出ボート２９ｂ側
への冷媒ガス流量を制御する弁体３３は、この弁体３３
を開放方向に押圧付勢する押圧ばね３４及び大気圧の総
和圧と、吸入冷媒ガス圧との圧力対抗により吸入圧を設
定値に維持するように駆動され、弁体３３が下動される
と制御圧室２０ａ内の吐出圧相当の冷媒ガスの一部が吸
入圧に応じてフロント側吸入室１７へ流入する。制御圧
室２０ａ内の冷媒ガスを導入されるフロント側吸入室１
７と各フロント側吸入通路１ｄとの間には逆止弁３５が
介在されており、フロント側吸入室１７内の冷媒ガスが
斜板室ｌａ側への逆流を阻止されるようになっている。

吸入管路３１内の吸入圧が設定値ｐよりも高い場合、即
ち冷房負荷が高い場合には弁体３３が閉塞側に移動して
おり、制御圧室２０ａ内の摺動区画体２４に対する吐出
冷媒ガスの作用が高まっている。これにより摺動区画体
２４がフロント側圧縮室Ｐｒ内の圧力、リヤ側吸入室２
０内の圧力及び押圧ばね８の作用圧に抗して第１図に示
すように左方側に押圧保持され、斜板９が大きく傾く。

従って、前後圧縮室Ｐｆ、Ｐｒにおける圧縮容量が大き
い値となって大容量運転が行われ、吸入圧が設定値ｐに
向けて低下する。吸入管路３１内の吸入圧が設定値ｐよ
りも低い場合、即ち冷房負荷が低い場合には弁体３３が
開放側に移動しており、制御圧室２０ａ内の摺動区画体
２４に対する吐出冷媒ガスの作用が低下している。これ
により摺動区画体２４が第３図に示すように右方側に保
持され、斜板９の傾角が小さくなる。従って、前後圧縮
室Ｐｆ、Ｐｒは圧縮容量が小さい値となって小容量運転
が行われ、吸入圧が設定値ｐに向けて上昇する。

斜板９の傾角が減少方向へ向かう場合、即ち制御圧室２
０ａ内の圧力が減少方向に向かう場合にはフロント側吸
入室１７へ流入する吐出圧相当の冷媒ガスの量が増え、
フロント側圧縮室Ｐｒ内の圧力が上昇する。第４図に鎖
線で示す曲線Ｃ１は押圧ばね８の作用及びフロント側圧
縮室Ｐｒ内の前記上昇圧力作用を除いた場合の制御圧室
２０ａ内の圧力変動を示す。横軸は摺動区画体２４の変
位位置を示し、原点は斜板９の最大傾角、即ち最大容量
に対応する位置に設定されている。曲線Ｃ１は小容量側
では設定吸入圧ｐを示す直線゛Ｄ以下となってしまうが
、これは吸入圧による小容量側での制御不能領域を示し
、小容量側の制御限界、即ち最小容量が変位位置し１に
止まらざるを得ない。

押圧ばね８の作用及びフロント側圧縮室Ｐｒ内の上昇圧
力作用を考慮した制御圧室２０ａ内の圧力変動は曲線Ｃ
２で示される。曲線Ｃ３は吐出容量を示し、曲線Ｃ３上
の特異点に対応する摺動区画体２４の変位位置りと原点
との間の圧力変動面ｉｃ２は押圧ばね８により補正され
た部分であり、変位位置りから小容量側における圧力変
動曲線Ｃ２は前記上昇圧力作用により補正された部分で
ある。変位位ｉＬから小容量側では曲線Ｃ２がフロント
側圧縮室Ｐｆにおける圧力上昇により押し上げられ、制
御不能領域はほぼ無（なる。従って、ｉ小Ｖ’ｔをほぼ
Ｏとすることができ、ワッブル式圧縮機と同等の制御可
能な冷房負荷範囲を得ることができる。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば容量制御弁機構として電磁弁を採用し、吸入圧
情報に基づいて′ｉｔ磁弁の開閉側御を行なうようにし
たり、フロント側吸入通路内に逆止弁機構を設けたり、
あるいは前記実施例における吐出弁１９及び逆止弁３５
の代わりに吐出弁及び逆止弁を型抜き形成した弁形酸プ
レートを用いたりする等の実施例も可能である。

発明の効果 以上詳述したように本発明は、両頭ピストンのリヤ側圧
縮室における圧縮工程死点を定位置とした可変容量型斜
板式圧縮機のフロント側圧縮室内にのみ吐出圧相当の冷
媒ガス圧を導入可能に構成したので、容量側１ｆｆｌｌ
に必要な最低制御圧を吸入圧以上に高めることができ、
これによりワッブル式圧縮機と同程度の最小容量を得る
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】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は圧
縮機及び容量制御弁機構の側断面図、第２図は第１図の
Ａ−ＡｖＡ断面図、第３図は小容量運転状態を示す側断
面図、第４図は制御圧及び吐出容量の変動を示すグラフ
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　冷媒ガスを導入する斜板室、前後一対の吸入室、前
   後一対となる複数個の吐出室及びこれら各室を接続する
   前後一対のシリンダボアをハウジング内に区画形成する
   と共に、前後両吸入室を吸入通路により斜板室に接続し
   、前後両吐出室を吐出通路により冷媒ガスを排出する圧
   縮機出口に接続し、前後両シリンダボア内に両頭ピスト
   ンを往復動可能に収容するハウジング内に回転軸を回転
   可能に収容支持すると共に、この回転軸には斜板を相対
   回転不能かつその周縁側を中心として前後に揺動可能に
   支持し、この揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに
   設定すると共に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領
   域上に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、斜板の
   回転により往復駆動される両頭ピストンの一方のシリン
   ダボアにおける圧縮行程上死点を定位置とした斜板式圧
   縮機において、容量制御用の制御圧室を設けると共に、
   この制御圧室の容積を変える摺動制御体を介し、制御圧
   室内には吐出圧相当の冷媒ガスを導入すると共に、摺動
   制御体の反制御圧室面には吸入圧力が作用するように構
   成し、斜板及び摺動制御体を介して冷媒ガス圧縮により
   生じる斜板揺動力と制御圧室内の圧力とを対抗させ、制
   御圧室とフロント側吸入室とを接続すると共に、この接
   続通路上に容量制御弁機構を介在し、フロント側吸入室
   と斜板室とを接続する吸入通路上には逆止弁機構を介在
   した可変容量型斜板式圧縮機。