JPH02108871A - 揺動斜板式圧縮機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電磁弁あるいはメカニカルバルブを用いて制
御されるクランク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介
した差圧により揺動斜板の傾斜角を制御する可変容量型
の揺動斜板式圧縮機に関するものである。

［従来の技術］ この種の圧縮機における前記差圧のみによる容量制御で
はクランク室内の僅かな圧力変動によっても斜板傾角が
大きく変わり、安定した容量制御を達成することができ
ない。この欠点を解消すべく、揺動斜板を傾角最大側へ
付勢する復帰ばねを回転軸上に装着するという対策を図
った圧縮機があり、小容量運転から大容量運転へ移行す
る際の可変制御性の円滑化が図られている。又、大容量
運転時にはこの復帰ばねにより斜板傾角を最大側へ規制
する作用が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、高速回転かつ大容量運転時のピストンの
往復慣性力の影響は大きく、斜板傾角最大側で小さくな
る前記復帰ばねのばね作用では前記往復慣性力による斜
板の傾角変動を抑制することができず、最大容量側の高
い可変制御性を達成することができない。特開昭５９−
４６３７８号公報では一対の押圧ばねを揺動斜板の前後
に配設し、一方の押圧ばねにより揺動斜板を傾角減少方
向へ付勢すると共に、他方のと押圧ばねにより傾角増大
方向へ付勢しているが、この発明では前記差圧が零のと
きに斜板が最小傾角となるように設定されている。その
ため、起動時のショック緩和の効果は高いが、起動後に
斜板傾角を最大傾角側へ速やかに移行できないという欠
点がある。

本発明は迅速かつ高い可変制御性を達成し得る揺動斜板
式圧縮機を提供することを目的とするのものである。

［課題を解決するための手段〕 そのために本発明では、回転駆動板と回転軸との間、又
は回転駆動板の揺動を案内支持するガイドスリーブと回
転軸との間には前記差圧が零のときに揺動斜板の傾角を
最大傾角と最小傾角との中間位置に規制するためのばね
部材を介在し、この中間位置より最大傾角側では傾角減
少方向へ付勢すると共に、中間位置より最小傾角側では
傾角増大方向へ付勢するばね特性を設定した。

［作用］ 斜板傾角が最大側の状態では前記ばね部材が回転駆動体
に対して傾角減少方向への付勢力として働き、この付勢
力が回転駆動板及び斜板を介してピストンの往復慣性力
に対抗する。これによりピストンの往復慣性力による斜
板傾角の変動が大幅に緩和され、最大容量側でも可変制
御性が大幅に向上する。又、前記差圧が零のときには斜
板が中間位置の傾角に規制されるために起動時のショッ
ク緩和作用も得られ、しかも起動後の斜板傾角の最大側
への移行も円滑に行なわれる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に基づ
いて説明する。

圧縮機全体のハウジングの一部となるシリンダブロック
１の前後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、シリンダブロック１及びフロ
ントハウジング２には回転軸４が回転可能に支持されて
いる。フロントハウジング２内にて回転軸４には回転支
持体５が止着されており、その後面側には支持アーム６
が突設されていると共に、支持アーム６先端部には長孔
６ａが透設されている。長孔６ａにはビン７がスライド
可能に嵌めこまれており、ビン７には回転駆動板８が傾
斜角可変に連結支持されている。

回転支持体５の後側にて回転軸４にはガイドスリーブ９
がスライド可能に支持されており、ガイドスリーブ９の
左右両側に突設された軸ピン９ａ（一方のみ図示）が回
転駆動板８の図示しない係合孔に係合している。これに
より回転駆動板８が軸ピン９ａを中心に回転軸４方向へ
揺動可能であり、長孔６ａとビン７とのスライドガイド
関係、ガイドスリーブ９のスライド作用及びガイドスリ
ーブ９上の軸ピン９ａの支持作用により回転駆動板８の
揺動が案内される。

回転駆動板８の後面側には揺動斜板１０が相対回転可能
に支持されており、フロントハウジング２内のクランク
室２ａ、リヤハウジング３内の吸入室３ａ及び吐出室３
ｂを互いに接続するようにシリンダブロック１に貫設さ
れたシリンダボア１１内のピストン１２と揺動斜板１０
とがピストンロッド１２ａにより連結されている。従っ
て、回転軸４の回転運動が回転駆動板８を介して揺動斜
板１０の前後往復揺動に変換され、ピストン１２がシリ
ンダボア１１内を前後動する。これにより吸入室３ａか
らシリンダボア１１内へ吸入された冷媒ガスが圧縮され
つつ吐出室３ｂへ吐出されるが、クランク室２ａ内の圧
力とシリンダボア１１内の吸入圧とのピストン１２を介
した差圧に応じてビストン１２のストロークが変わり、
圧縮容量を左右する揺動斜板１０の傾角が第１図に鎖線
で示す最小傾角位置と最大傾角位置との間で変化する。

クランク室２ａ内の圧力はリヤハウジング３の後端突出
部内の電磁制御弁機構１３により制御される。

シリンダブロック１の内端面と回転軸４の段差部４ａと
の間にて板状のストローク増大ばね１４が一対の支持リ
ング１５．１６とワ・ノシャ１７との間に挟持固定され
ており、ストローク増大ばね１４の弧状の作用片１４ａ
が回転駆動板８の基端筒部８ａの端面に当接されている
。作用片１４ａは回転駆動板８の傾角を増大する方向へ
付勢するように作用し、作用片１４ａが回転駆動板８の
基端筒部８ａに常に当接しながらストローク増大ばね１
４が回転軸４と一体的に回転する。回転支持体５とガイ
ドスリーブ９との間にはコイル状のストローク減少ばね
１８が介在されており、回転駆動板８の傾角を減少する
方向へ作用する。

第３図（ｂ）の直線Ｄ１は吐出容量を変数としたストロ
ーク増大ばね１４のばね特性を示し、直線Ｄ２はストロ
ーク減少ばね１８のばね特性を示す。即ち、前記差圧が
零のときには揺動斜板１０が最小傾角位置と最大傾角位
置との中間位置（第１図の実線位置）にある場合に両ば
ね１４，１８のばね作用力がいずれも零となるようにば
ね特性が設定されており、かつ、ストローク減少ばね１
８のばね定数がストローク増大ばね１４のばね定数より
も大きい値に設定されている。なお、斜板傾角を増大す
る方向へのばね力は十で表し、斜板傾角を減少する方向
へのばね力は−で表しである。

これにより圧縮機の起動時には揺動斜板ｌＯが第１図に
実線で示す中間位置に配置されることになり、起動ショ
ック、の緩和が図られる。揺動斜板１０の傾角が中間位
置から開始して最大傾角へ移行する構成は最小傾角から
最大傾角への移行に比して逃かに迅速であり、実質的な
圧縮及び吐出の早期開始による運転効率の向上も著しい
。

揺動斜板１０が最大傾角側にある場合にはストローク減
少ばね１８の圧縮反作用がピストン１２の往復慣性力に
対抗する。この対抗作用により特に高速回転かつ斜板傾
角大のときのピストン１２の往復慣性力に起因するスト
ローク変動、即ち斜Ｆｊ、傾角の変動が緩和され、最大
容量側での可変制御性が向上する。

第３図（ａ）に実線で示す曲線Ｃ，はストローク増大ば
ね１４＆びストローク減少ばね１Ｂを用いた本実施例の
クランク室圧カー吐出容量の関係を示す。鎖線で示す曲
線Ｃ２はストローク増大ばね１４及びストローク減少ば
ね１８のいずれもない従来の場合を示し、鎖線で示す曲
線Ｃ３はストローク増大ばね１４に相当するばね部材を
採用した従来の場合を示す。曲線Ｃ２はクランク室２ａ
の圧力が僅かに変動するだけで吐出容量が大きく変わる
ことを示しており、曲線Ｃ３はクランク室２ａ内の圧力
がそれほど低くない領域でも吐出容量が最大になってし
まうこと、即ち最大傾角側での制御性の悪さを示してい
る。ストローク増大ばね１４に相当するばね部材のばね
力を強くすれば最大傾角側での制御性を向上することが
できるが、そのためにはクランク室内の圧力を高める必
要があり、圧力シールの上で問題がある。

これに対して本実施例における曲線Ｃ１は最大傾角側で
クランク室２ａの圧力変動が少ない場合には吐出容量が
大きく変わらないことを示しており、クランク室２ａ内
の圧力が十分に低くなったときに吐出容量が最大になる
。即ち曲線Ｃ１は最大傾角側での制御性の良さを示して
おり、本実施例における可変制御性の高さが従来の場合
よりも格段に良いことは明白である。

なお、本実施例ではストローク増大ばね１４として板ば
ねを採用しているが、これはガイドスリーブ９のスライ
ド量の少なさを考慮したものである。即ち、ストローク
増大ばね１４０作用片１４ａの先端部を比較的揺動変位
量の大きい回転駆動板８の基端筒部８ａに当接させるこ
とにより作用片１４ａの変位量が大きくなり、この変位
量の大きさにより可変制御性の精度をさらに高めること
ができる。さらにはガイドスリーブ９とシリンダブロッ
ク１の内端面との間という比較的スペースに余裕のない
場合でのばね部材の配設にも板ばねの採用が好適である
。

又、本実施例では揺動斜板１０が第１図に実線で示す中
間位置にある場合には両ばね１４，１．８が自然長とな
るように設定されているが、両ばね１４．１８のばね作
用力がある程度の大きさをもって均衡するようにしても
よい。このようにすれば、ばね力を若干落したストロー
ク増大ばね及びストローク減少ばねを用いてクランク室
２ａ内の圧力を示す第３図（ａ）の横軸方向へ曲線Ｃ１
を引き伸ばすことができ、−ｍ精度の良い可変制御性を
達成することができる。

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
、例えば第４，５図に示す実施例も可能である。

第４図（ａ）、　　（ｂ）の実施例では第４図（ａ）に
実線で示す中間位置に揺動斜板１０があるときに自然長
となるコイル状のばね部材１９をガイドスリーブ９と支
持リング１５との間に介在したものであり、この場合に
はばね部材１９の両端はそれぞれガイドスリーブ９及び
支持リング１５に固着されている。第４図（ｂ）に示す
直線Ｄ３はばね部材１９のばね特性を示す。ばね部材１
９を用いた場合の作用効果は前記実施例と同様であり、
第３図（ａ）に示す曲線Ｃ１に相当する圧力−吐出容量
の特性曲線は直線となる。

第５図（ａ）、　　（ｂ）の実施例では回転支持体５と
ガイドスリーブ９との間にコイル状のばね部材２０が介
在されており、その両端はそれぞれ回転支持体５及びガ
イドスリーブ９に固着されている。ばね部材２０のばね
特性は第４図（ｂ）と路間−であり、第４図の場合と同
様に揺動斜板１０の傾角が中間の場合にばね部材２０が
自然長となり、第４図と同様の作用効果が得られる。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明は、クランク室内の圧力と吸
入圧とのピストンを介した差圧が零の場合のときに揺動
斜板の傾角を最大傾角と最小傾角との中間位置に揺動斜
板を規制するためのばね部材を用いたので、揺動斜板の
傾角が大きい大容量運転状態でもこのばね部材のばね作
用がピストンの往復駆動の慣性力に対抗し、揺動斜板の
傾角制御の安定化を図ることができる。しかも揺動斜板
の傾角が中間位置のときから起動するために起動ショッ
クを緩和しつつ起動後の最大圧縮作用を迅速に得ること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ拡大断面図、第
３図（ａ）はクランク室圧カー吐出容量の関係を示すグ
ラフ、第３図（ｂ）はストローク増大ばね１４及びスト
ローク減少ばね１８のばね特性を示すグラフ、第４図（
ａ）は別例を示す要部側断面図、第４図（ｂ）はばね部
材１９のばね特性を示すグラフ、第５図はさらに別例を
示す要部側断面図である。 回転軸４、回転駆動板８、ガイドスリーブ９、ストロー
ク増大ばね１４、ストローク減少ばね１８、ばね部材１
９，２０゜ 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所第　５　
図 第 図 ４ａ 吐出容量 第 図（ａ） クランク室の圧力 第 図（ｂ） 吐出容量 第 図（ａ） はね作用力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各室を接続
   するシリンダボアを区画形成すると共に、シリンダボア
   内にピストンを往復直線運動可能に収容するハウジング
   内の回転軸上にガイドスリーブを相対回転可能かつ摺動
   可能に支持し、回転軸上の回転支持体に回転駆動板を傾
   斜角可変に支持すると共に、回転駆動板の揺動を前記ガ
   イドスリーブで案内支持し、この回転駆動板上に相対回
   転可能に支持された揺動斜板、及びこの揺動斜板とピス
   トンとの間に介在されたピストンロッドを介して回転駆
   動板の回転運動をピストンの往復直線運動に変換すると
   共に、クランク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介し
   た差圧により揺動斜板の傾角を制御する揺動斜板式圧縮
   機において、前記回転駆動板と回転軸との間、又は前記
   ガイドスリーブと回転軸との間には前記差圧が零のとき
   に揺動斜板の傾角を最大傾角と最小斜角との中間位置に
   規制するためのばね部材を介在し、この中間位置より最
   大傾角側では傾角減少方向へ付勢すると共に、中間位置
   より最小傾角側では傾角増大方向へ付勢するばね特性を
   設定した揺動斜板式圧縮機。