JPH01147171A - 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収容室内の制御圧力と冷房負荷
を反映する吸入圧とのピストンを介した差圧により変動
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、斜板の揺動中心が斜板の回転半径方向に見たピ
ストンの往復動位置付近に設定されているためにピスト
ンの圧縮行程上死点が定位置に設定されることになり、
小容量側の制御限界、即ち最小容量まで可及的に小さく
することが可能である。

しかしながら、斜板収容室内の制御圧力と吸入圧とのピ
ストンを介した圧力対抗により斜板の傾角を制御するワ
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
室のみしか対応し得ないため、回転軸と一体的に回転す
る斜板及び両頭ピストンを備えた可変機能を持たない斜
板式圧縮機に比して冷房効率の劣性は否めない。

可変機能のない斜板式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、斜板傾角が零側に近い小容量側の圧縮作用領域では
実質的な圧縮及び吐出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、この残留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る。

そのため、可変機能のない斜板式圧縮機と同等の冷房効
率を持ちつつも小容量側の安定制御を行なうことができ
ず、制御可能な冷房負荷範囲がワッブル式可変容量圧縮
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
る前後一対となる複数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、前後側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相対回
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、前記リヤ側吸入圧室内に制御圧室を
区画形成する摺動区画体を介在し、制御圧室と吐出圧領
域とを接続して吐出圧相当の冷媒ガスを導入すると共に
、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傾角を小さくする斜板揺動力と制
御圧室内の圧力とを対抗させ、制御圧室と吸入圧領域と
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、前記制御圧室内の圧力に対抗して傾角減少方向
へ斜板を付勢するための一対のばね部材を備えた制御圧
補正手段を設け、一方のばね部材には斜板の仰角全領域
にわたって傾角増大に応じて斜板にばね作用力を増大付
与するばね特性を設定すると共に、他方のばね部材には
斜板の最大傾角付近でのみ傾角増大に応じて斜板にばね
作用力を増大付与するばね特性を設定した。

（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、フロン
ト側シリンダボアにおける両頭ピストンの圧縮行程上死
点は斜板の仰角に応じて変動するが、リヤ側シリンダボ
アにおける圧縮行程上死点は斜板の仰角に関わりなく定
位置に規定される。斜板の傾角は制御圧室内の圧力と、
フロント側及びリヤ側シリンダボア内の圧力、リヤ側吸
入室内の吸入圧及び前記一対のばね部材のばね作用力の
総和圧との差による斜板角度を小さくする斜板揺動力に
応じて変動する。容量制御弁機構は制御圧室側から吸入
圧領域側への冷媒ガス流量を制御し、この流量制御によ
り吐出圧相当の冷媒ガスを導入する制御圧室内の圧力が
制御される。前記構成の圧縮機ではリヤ側シリンダボア
内の圧力とフロント側シリンダボア内の圧力による斜板
傾角を小さくする力が最大傾角付近では傾角増大につれ
て増大から一転して減少すると共に、最小傾角付近では
吸入圧以下すなわち、圧縮機内の圧力としては負となる
特性があり、前記一対のばね部材の作用を除いた制御圧
室の圧力制御のみでは最大傾角付近及び最小傾角付近の
容量制御を行なうことはできない。前記一対のばね部材
はこの制御不能領域の特性の補正を行ない、この補正に
より制御圧室における必要な制御圧は吸入圧を越える値
でもって傾角増大（Ｍ少）につれて増大（減少）する、
従って、制御圧室内の圧力制御により傾角全域にわたっ
て安定した傾角制御、即ち容量制御が可能となる。

、（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
ュフ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、９ｃが突設形成され
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、９ｃ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ｌａ内で回転軸４と共に回転する。ピン９ｂ、９ｃ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の回動関係によ
り斜板９がガイドブツシュ７を前後にスライドしつつ揺
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、ＩＣ（本実施例では５つずつ）が斜
板９の回転に伴う揺動中心Ｃの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ｔｂの挟間
及びリヤ側シリンダボア１ｃ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１ｃには両頭ピストン１
０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の回転に伴って揺動中心Ｃの回転軌跡位置
で前後に往復する。

シリンダブロック１と前後両ハウジング２．３との間に
はサイドプレー）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、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１ｏ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２
２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。そして、フロント側吐出室１８とリヤ側吐出室２
１とが吐出通路１ｆにより接続されている。

冷媒ガスは両頭ピストン１０の往復動に伴って入口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ｐｒ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ｌ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Ｐｆにおける両頭ピストン１０の圧縮
行程上死点は斜板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１０の圧縮行程上死点
が第１゜３図に示す定位置に規定される。

リヤ側吸入室２０内にはガイドプツシエフの先端部が突
出されていると共に、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、この摺動区画体２４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。摺動区画体２４とガイドブッシュ７先端部の
フランジ部７ｂとの間にはスラストベアリング２５が介
在されていると共に、フランジ部７ｂとサイドプレート
１４との間にはスラストベアリング２６、ばね受け３５
及び押圧ばね３６が介在されており、制御圧室２０ａ内
の圧力が摺動区画体２４、ガイドブツシュ７及び斜板９
を介して斜板傾角を小さくしようとする揺動力と対抗す
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は管路２８を介して斜板室１ａに接続されてお
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、斜板室１ａは流出
ポート２９ｂに接続されており、制御ボー）２９ｃには
入口２３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。流入ポート２９ａ側から流出ボート２
９ｂ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ｐ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斜板室１ａへ流入する。

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に吐出圧力相
当の圧力が導入され、斜板傾角度を大きくする作用が高
まっている。これにより摺動区画体２４が第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
に対する斜板傾角度を大きくする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における圧縮容量が小さい値となって
小容量運転が行われ、吸入圧が設定値に向けて上昇する
。

第４図のグラフにおける横軸原点は斜板９の最大傾角、
即ち最大容量に対応する摺動区画体２４の変位位置に設
定されていると共に、変位位置しは最小傾角位置に対応
し、同図に破線で示す曲線ＣＩは吐出容量（％表示）を
示す。圧縮行程上死点一定のリヤ側圧縮室Ｐｒでは斜板
９の仰角に関わりなく吐出を伴う実質的な圧縮が行われ
るが、フロント側圧縮室Ｐｆにおいては吐出容量曲線Ｃ
１上の変曲点に対応する摺動区画体２４の変位位置Ｌｌ
から小容量側では実質的な吐出を伴わない圧縮及び膨脂
が行われる。

曲線Ｃ２はガイドブツシュ７内の押圧ばね８及びリヤ側
吸入室２０内の押圧ばね３６のばね作用を除いた場合の
制御圧室２０ａにおける必要な制御圧を示す。即ち、フ
ロント側圧縮室Ｐｆ内の圧力及び摺動区画体２４に対す
るリヤ側吸入室２０内の圧力の総和圧と、リヤ側圧縮室
Ｐｒ内の圧力との差圧が曲線Ｃ２で示される特性となり
、最大傾角付近では斜板９の仰角が増大するにつれて前
記差圧が増大方向から一転して減少方向へ変わり、最小
傾角付近では前記差圧が直線りで示す吸入圧Ｐｓ以下に
なる。そのため、最大傾角付近にて斜板９の傾角を増大
（Ｋ少）するには制御圧室２０ａ内の制御圧を増大（減
少）方向から一転して減少（増大）方向へ変える必要が
あるが、このような連続制御は本質的に不可能である。

又、圧縮機を含む冷媒ガス回路内の最低圧力が吸入圧Ｐ
ｓ程度であることからして制御圧室２０ａ内の制御圧が
吸入圧Ｐｓ以下にはなり得す、最小傾角付近での傾角制
御は不可能である。

そこで本実施例では、ガイドブツシュ７及び−対の押圧
ばね８，３６により制御圧補正手段を構成し、制御圧室
２０ａ内の圧力と対抗する方向、即ち斜板９の傾角減少
方向へガイドブツシュ７を付勢し得るガイドブツシュ７
内の押圧ばね８及びリヤ側吸入室２０内の押圧ばね３６
が第４図に直線ＤＩ、Ｄ２で示すばね特性に設定されて
おり、両ばね特性の協働により前記した制御不能領域の
補正が行われる。即ち、押圧ばね８は斜板９の傾角全域
にわたって傾角増大に応じてガイドブツシュ７に斜板傾
角度を大きくする方向に力を付与し、曲線Ｃ２全体を上
方へ移動させ、押圧ばね３６は最大傾角付近でのみ傾角
増大に応じてガイドブツシュ７に押圧作用力を増大付与
し、曲線Ｃ２が左下がりになることを防止する。第４図
の摺動区画体２４の変位位置し２は第３図の鎖線位置に
対応し、この位置から最小傾角位置り側へ移行すれば押
圧ばね３６がばね受け３５から離間し、ガイドブツシュ
フに対する押圧ばね３６の押圧作用がなくなる。このよ
うな両押圧ばね８，３６の補正作用により曲線Ｃ２が傾
角全域にわたって補正され、制御圧室２０ａ内の必要な
制御圧が曲線Ｃ３で示すように仰角全域にわたって右下
がり、かつ吸入圧Ｐｓを越えるようになる。これにより
、最大傾角から最小傾角のどの領域においても制御圧室
２０ａ内の制御圧を増減すれば斜板９の仰角がこれに応
じて増減し、吐出容量の連続制御が可能となる。

従って、ワッブル式圧縮機と同程度の最小容量を達成し
つつ安定した容量制御が可能となる。

又、押圧ばね８が常時ガイドブツシュ７に作用している
ため、摺動区画体２４とフランジ部７ｂとの間のスラス
トベアリング２６が両者に常時接触し、これら部材間の
接離による騒音発生は回避される。

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
容量制御弁機構として電磁弁を採用し、吸入圧情報Ｇこ
基づいて電磁弁の開閉制御を行なう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
縮室における圧縮行程上死点を定位置とした可変容量型
斜板式圧縮機における制御圧を所定のばね特性を備えた
一対のばね部材により補正するようにしたので、最大傾
角付近でも必要な制御圧が傾角増大（減少）につれて増
大（ｆＪＩｉ少）することになると共に、最小傾角付近
でも必要な制御圧が吸入圧を越えることになり、ワッブ
ル式圧縮機と同程度の最小容量を達成しつつ最大傾角か
ら最小傾角にわたって安定した容量制御を行い得るとい
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　−Ａ　ｖＡ断面図、第３図は小容量運転状態を示す
側断面図、駕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
   後一対の吐出室及びこれら各室を接続する前後一対とな
   る複数のシリンダボアをハウジング内に区画形成すると
   共に、斜板室と前後両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において、前
   記リヤ側吸入圧室内に制御圧室を区画形成する摺動区画
   体を介在し、制御圧室と吐出圧領域とを接続して吐出圧
   相当の冷媒ガスを導入すると共に、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
   傾角を小さくしようとする揺動力と制御圧室内の圧力と
   を対抗させ、制御圧室と吸入圧領域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、前記制御
   圧室内の圧力に対抗して傾角減少方向へ斜板を付勢する
   ための一対のばね部材を備えた制御圧補正手段を設け、
   一方のばね部材には斜板の傾角全領域にわたって傾角増
   大に応じて斜板にばね作用力を増大付与するばね特性を
   設定すると共に、他方のばね部材には斜板の最大傾角付
   近でのみ傾角増大に応じて斜板に作用力を増大付与する
   ばね特性を設定した可変容量型斜板式圧縮機。