JPH04164166A - ワブルプレート型コンプレッサの回転バランス調節装置 - 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） この発明は、冷房サイクル等に用いられるワブルプレー
ト型の可変容量コンプレッサに係り、特に回転要素の重
心を調整する装置に関する。

（従来の技術） 従来のワブルプレート型の可変容量コンプレッサは、第
５図に示されるように、コンプレッサ内部のクランク室
４に、駆動軸７と共に回転する動力伝達用の回転部材９
と、この回転部材９とリンク機構を介して連結され、駆
動軸７に外嵌されたヒンジボール１０を介して揺動角度
を可変できると共に、前記動力伝達用の回転部材９の回
転に伴って回転するワブルプレート支持用の回転部材１
１とを有し、ミの回転部材１１にピストン２３と連動す
るワブルプレート１９が揺動のみを許すようにベアリン
グを介して取りつけられている。

ワブルプレート１９の揺動角度、即ち、ワブルプレート
支持用の回転部材１１の揺動角度が大きい場合にはピス
トン２３のストローク量が大きく、逆に、ワブルプレー
ト１９の揺動角度が小さい場合にはストローク量が小さ
くなり、この回転部材１１の揺動角は、圧力制御弁３２
によってクランク室内の圧力を調節することにより変更
されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、一般にこの種のコンプレッサにおいては
、回転部材９．１１全体の重心を駆動軸７の軸心上にお
くために、例えば、動力伝達用の回転部材９の駆動軸７
に対してリンク機構と反対側にバランサ９ａを設けたり
するが、このような固定したバランサ９ａを設けても、
ピストン２３のストロークの変化、即ち、ワブルプレー
ト支持用の回転部材１１の揺動角の変化に対して、重心
を常に駆動軸７の軸心上に維持しておくのは困難である
。

実際にストローク量（最大スＩ・ローフ量を１００χと
する。）に対する回転部材のバランス状態を測定した結
果によれば、第４図（ａ）に示すように、リンク機構が
ある側（Ａ）と駆動軸７に対してリンク機構と反対の側
（Ｂ）のモーメントは、ストローク量の増加に伴ってほ
ぼ線形的にそれぞれ大きくなるが、その変化のしかたは
同じではなく、これらを合計した場合に、第４図（ｂ）
に示すように、ストローク量が大きくなるに従って回転
部材９゜１１全体の重心がリンク機構のある側からこれ
と反対側へ移行してゆき、すべてのストローク域で回転
バランスをとるのは不可能であった。

このため、回転部材の重心が駆動軸７の軸心上からずれ
ることによりコンプレッサ自体に振動が発生し、特にこ
のコンプレッサを自動車用空調装置に用いる場合には、
コンプレッサの振動数がエンジンのアイドル時の回転数
と一致し、共振を起こして車両のフロアを振動させる欠
点があった。

そこで、この発明においては、上記欠点を解消し、回転
部材全体の重心のずれを、ストローク量に応じて補正す
ることによりコンプレッサ自体の振動を防止または小さ
くすることができるワブルプレート型コンプレッサの回
転バランス調節装置を提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段） しかして、この発明の要旨とするところは、内部に形成
されたクランク室内に、駆動軸の回転を伝達する回転部
材と、これに揺動可能に連結し、ロンドを介してピスト
ンと接続されたワブルプレートを支持すると共にこのワ
ブルプレートに対して回転する回転部材とを設け、前記
クランク室内の圧力を圧力制御弁にて調節することによ
り前記ワブルプレートの揺動角を可変させるワブルプレ
ート型コンプレッサにあって、前記駆動軸と共に回転し
且つ該駆動軸に対してその周方向に相対的に移動可能な
複数のカウンタウェイトを設け、この複数のカウンタウ
ェイトを前記ワブルプレートの揺動角の変更に応じて前
記駆動軸の周囲を相反、する方向に移動させる調節手段
を具備したことにある。

（作用） したがって、ワブルプレートの揺動角が変更されると回
転部材全体の重心が変更されようとするが、この場合に
はカウンタウェイトが駆動軸の周囲を移動して慣性モー
メントが変えられるので、回転中心と回転部材全体の重
心を一致させることができ、そのため、上記課題を達成
することができるものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第１図において、ワブルプレート型の可変容量コンプレ
ッサ１は、有底筒状のハウジング２を有し、このハウジ
ング２の開口端にシリンダブロック３が固定され、ハウ
ジング２とシリンダブロック３の一端とに囲まれてクラ
ンク室４が構成されている。また、シリンダブロック３
の他端には、シリンダヘッド５がバルブプレート６を挾
んで固定されている。

駆動軸７は１．上記ハウジング２とシリンダブロック３
とに回転自在に支持されており、この駆動軸７には、ハ
ウジング２にラジアルベアリング８を介して回転自在に
支持された動力伝達用の回転部材９がクランク室４内で
固定されている。また駆動軸７には、これに緩く外嵌さ
れたヒンジポール１０を介して、同じくクランク室４内
で後述のワブルプレート１９を支持するための回転部材
１１が回動、揺動自在に支持されている。そして、この
支持用の回転部材１１は、前記動力伝達用の回転部材９
にリンク機構を介して連結されている。

リンク機構は、前記動力伝達用の回転部材９に設けられ
たラグ板１２の長孔１３に、前記支持用の回転部材１１
に設けられたアーム１４のピン１５を摺動可能に係止し
て構成されており、長孔１３は、回転部材１１の最大傾
斜状態から最小傾斜状態にわたってビン１５の摺動が妨
げられないように設けられ、特にこの実施例においては
、最大傾斜状態においてピン１５と駆動軸７との距離が
最大となり、最小傾斜状態において、ビン１５と駆動軸
７との距離が最小になるように設けられている。

そして、これら回転部材９，１１は、例えば動力伝達用
の回転部材９の駆動軸７に対してリンク機構と反対側に
バランサ９ａを設ける等して、回転部材全体の重心が駆
動軸７の軸心上にほぼ位置するよう予め形状が決定され
ている。

ワブルプレート１９は、クランク室４内でワブルプレー
ト支持用の回転部材１１に対してラジアル及びスラスト
ベアリング２０．２１を介して回転自在に支持され、ハ
ウジング２に対してはスライダ２２を介して係合し、前
記ヒンジポール１０を支点として揺動のみが許されるよ
うになっている。

このワブルプレート１９には、複数のピストン２３（例
えば７気筒のコンプレッサにおいては７ケ）がロッド２
４を介して連結されている。これらビス１−ン２３は、
前記シリンダブロック３に形成されたシリンダポア２５
に摺動自在に挿入されており、ピストン２３の端部とシ
リンダポア２５とに囲まれた空間で圧縮室が形成される
ようになっている。

圧縮室は、ピストン２３が吸入行程にある場合には、吸
入弁２６が開かれてバルブプレート６に形成された吸入
孔２７を介してシリンダヘッド５内の低圧室２８と連通
し、また、ピストン２３が吐出行程にある場合には、吐
出弁２９が開かれて同じくバルブプレート６に形成され
た吐出孔３０を介してシリンダヘッド５内に画成された
高圧室３１と連通ずるようになっている。上記低圧室２
８と高圧室３１とは、シリンダヘッド５に形成された吸
入口と吐出口（図示せず。）にそれぞれ接続されている
。

前記駆動軸７には、ヒンジポール１０と一体に形成され
た筒体５０が緩く外嵌され、更にこの筒体５０には、以
下述べる２つのカウンタウェイト５１．５２が並んで緩
く外嵌されている。

カウンタウェイト５１．５２は、第２図にも示すように
、環状のリング部５１ａ、５２ａとこのリング部５１ａ
、５２ａの周縁の一部がら径方向に突出して成るウェイ
ト部５１ｂ、５２ｂとから構成され、それぞれのカウン
タウェイト５１．５２の重心は回転中心（駆動軸７の軸
心上）から等しい距離だけずらしである。そして、駆動
軸７の先端近くに固定された固定リング５３と一方のカ
ウンタウェイト５１との間には、位置決め部材５４が介
在され、固定リング５３と位置決め部材５４とに形成さ
れた挿通孔５３ａ、５４ａ及びカウンタウェイトのリン
グ部５１ａ、５２ａに形成された弧状孔５１ｃ、５２ｃ
に挿通された組付ロッド５５にナツト５６を螺合させる
ことにより、２つのカウンタウェイト５１．５２が駆動
軸７の軸方向に対して常に所定位置に維持されるように
なっている。

なお、駆動軸７と固定リング５３との固定手段は、駆動
軸７と固定リング５３とにキー溝７ｂ。

５３ｂを形成し、駆動軸７に固定リング５３を嵌めたの
ちにそれぞれキー溝７ｂ、５３ｂを合わせ、そこにキー
５７を嵌め込むことで構成されている。

また、固定リング５３の挿通孔５３ａは、駆動軸７に対
してリンク機構と同じ側にあり、組付ロッド５５がリン
ク機構と駆動軸７とを含む平面上に配置されるようにな
っている。

カウンタウェイト５１．５２に形成された弧状孔５１ｃ
、５２ｃは、例えば、ウェイト部５１ｂ。

５２ｂの中央に臨む位置からリング部５１ａ、５２ａに
沿って１／４周する長さに形成され、一方のカウンタウ
ェイｌ−５１の弧状孔５１ｃにあっては、固定リング５
３から向かって時計回りに、他方のカウンタウェイト５
２の弧状孔５２ｃにあっては、固定リング５３から向か
って反時計回りにそれぞれ形成されている。

しかして、カウンタウェイト５１．５２は、駆動軸７の
回転に伴って回転すると共に、一方のカウンタウェイト
５１は、固定リング５３から見た場合に、リンク機構を
境にしてそこから反時計方向に９０度の範囲で駆動軸に
対して相対的に移動可能であり、他方のカウンタウェイ
ト５２は、逆に時計回りに９０度の範囲で駆動軸７に対
して相対的に移動できるようになっている。

カウンタウェイト５１．５２の駆動軸７との相対位置を
調節する手段は、前記筒体５０に軸方向に前後する２つ
の螺旋溝５８ａ、５８ｂを形成し、一方の螺旋溝５８ａ
に一方のカウンタウェイト５１の側面から挿通孔５Ｌｄ
を介して挿入されて内面より突出するピン５９ａを係合
させると共に、他方の螺旋溝５８ｂに他方のカウンタウ
ェイト５２の側面から挿通孔５２ｄを介して挿入されて
内面より突出するピン５９ｂを係合させることにより構
成されている。この実施例において、螺旋溝５８ａ、５
８ｂは、駆動軸７に対してカウンタウェイトのウェイト
部５１ｂ、５２ｂと反対側の位置に臨む部位を始点とし
、そ°こがらヒンジボール１０から遠ざかるよう周面に
沿って１／４周する長さに形成され、一方の螺旋溝５８
ａは、固定リング５３から向かって時計回りに、他方の
螺旋溝５８ｂは、固定リング５３から向がって反時計回
りにそれぞれ形成されている。そして、ヒンジボール１
０がカウンタウェイト５１．５２から最も遠ざかる状態
において、カウンタウェイトのピン５９ａ′、５９ｂは
螺旋溝５８ａ、５８ｂのヒンジボール１０から最も遠ざ
かる部位に位置し、こ４の状態においてそれぞれのカウ
ンタウェイ１〜のウェイト部５１ｂ、５２ｂが軸方向で
重なり合うようになっている。

なお、１６ａは、前記ヒンジボール１ｏと動力伝達用の
回転部材９との間に介在された第１の弾性部材、１６ｂ
は、前記筒体５０と固定リング５３との間に介在された
第２の弾性部材であり、ヒンジボール１０と筒体５０と
を軸方向に両側から押圧している。

また、コンプレッサエには、圧力制御弁３２がシリンダ
ブロック３とシリンダヘッド５との間に画成された制御
弁挿入孔３３に挿入固定されている。制御弁挿入孔３３
は、圧力制御弁３２を介して前記シリンダブロック３に
形成された連通孔３４によりクランク室４に接続され、
吸入室３５を介　゛して前記低圧室２８に接続されてい
る。

圧力制御弁３２は、前記吸入室３５とクランク室４との
連通状態を調節する弁体３６と、吸入室３５内の圧力に
応じて前記弁体３６を動かす圧力応動部材３７と、前記
弁体３６を電磁コイル３８への通電量により強制的に動
かずソレノイド３９とを備えており、電磁コイル３８に
流れる電流が上昇してソレノイド３９の磁力が増大する
と、クランク室４と吸入室３５との連通を絞る方向に弁
体３６が動くようになっている。

しかして、電磁コイル３８に流れる電流が小さい時には
、クランク室４から吸入室３５へ漏れるガスが多くなり
、クランク室４の圧力が減少してピストン２３の背面に
作用する力が小さくなり、ワブルプレート１９が回転部
材１１と共にヒンジボール１０を支点として揺動角度が
大きくなる方向に回動し、ピストン２３のストローク、
即ら、コンプレッサ１の吐出容量が大きくなる。このよ
うな場合には、ヒンジボール１０が動力伝達用の回転部
材９に近づき、各カウンタウェイト５１゜５２のピン５
９ａ、５９ｂが螺旋溝５８ａ、５８ｂのヒンジボールＩ
Ｏから遠ざかる部位に位置し、カウンタウェイト５１．
５２のウェイト部５１ａ。

５２ｂがクランク機構のある側において軸方向で重なる
。このため、２つのカウンタウェイト５１゜５２だけを
見れば、その重心Ｇは、第３図（ａ）に示すように、駆
動軸７の軸心からすれている。

これに対しで、電磁コイル３８に流れる電流が大きい時
には、クランク室４から吸入室３５へ漏１゛４ れるガスが少なくなり、ピストン２３とシリンダボア２
５との間からクランク室４へ漏れるいわゆるブローハイ
ガスによりクランク室４の圧力が増大する。そして、こ
のクランク室４の圧力の上昇に伴ってピストン２３の背
面に作用する力が太き（なり、ワブルプレート１９が回
転部材１１と共にヒンジボール１０を支点として揺動角
度が小さくなる方向に回動し、ピストン２３のストロー
ク、即ち、コンプレッサ１の吐出容量が小さくなる。

このような場合には、ヒンジポール１０が動力伝達用の
回転部材９から遠ざかり、各カウンタウェイト５１．５
２のピン５９ａ、５９ｂが螺旋溝５８ａ、５８ｂに案内
されて駆動軸７に対してリンク機構と反対側に移動して
いき、カウンタウェイ１−５１．５２のウェイト部５１
ｂ、５２ｂが相反する方向に回動していく。このため、
２つのカウンタウェイトだけを見れば、各ウェイト部５
１ｂ１５２ｂが駆動軸７に対して対称の位置にあると、
カウンタウェイトの重心Ｇは、第３図（ｂ）に示すよう
に、駆動軸７の軸心上に位置するようになる。

このため、ワブルプレー１へ１９の最大揺動角状態にお
いて回転部材９，１１とカウンタウェイＩ・５１、．５
２とを合わせた回転要素全体の重心を駆動軸７の軸心上
に一致させておけば、ワブルプレート１９の揺動角が小
さい状態において、回転部材９，１１の重心が第４図（
ｂ）のように駆動軸７に対してリンク機構と反対側に移
動したとしても、カウンタウェイト５１．５２の重心の
移動によって回転要素全体の重心を、第４図（ｂ）の−
点鎖線で示すように、駆動軸７の軸心上もしくはこれに
近い位置に維持させることができる。その結果、重心の
偏りによって生じるコンプレッサの振動を抑えることが
できるものである。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、ピストンのス１
〜ローク、即ち、ワブルプレートの揺動角の変更に伴っ
て回転部材全体の重心が回転中心からずれるのを、駆動
軸に対して周方向に相対的に移動可能なカウンタウェイ
トの移動量を調節することによって補償し、回転要素全
体の重心と回転中心とをストローク世にかかわらずほぼ
一致させることができるので、コンプレッサの振動を防
止または小さくすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るワブルプレート型コンプレッサ
を示す断面図、第２図は同上におけるコンプレッサに用
いられるカウンタウェイトとその近傍を示す分解斜視図
、第３図は第１図における１−Ｉ線の断面図を示し、（
ａ）はワブルプレートの揺動角が大きい場合（ビストン
ストロークが大きい場合）を示し、（ｂ）はワブルプレ
ートの揺動角が小さい場合（ビストンストロークが小さ
い場合）を示す。第４図はビストンストロークと回転部
材のバランス状態を示す特性線図、第５図は従来のワブ
ルプレー１〜型コンプレツザを示す断面図である。 １・・・コンプレッサ、４・・・クランク室、９゜１１
・・・回転部材、１９・・・ワブルプレート、２３・・
・　ビス］・ン、２４・・・　ロッド、５１．５２・・
・・・・カウンタウェイト。 ′　　（ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内部に形成されたクランク室内に、駆動軸の回転を伝
   達する回転部材と、これに揺動可能に連結し、ロッドを
   介してピストンと接続されたワブルプレートを支持する
   と共にこのワブルプレートに対して回転する回転部材と
   を設け、前記クランク室内の圧力を圧力制御弁にて調節
   することにより前記ワブルプレートの揺動角を可変させ
   るワブルプレート型コンプレッサにあって、 前記駆動軸と共に回転し且つ該駆動軸に対してその周方
   向に相対的に移動可能な複数のカウンタウエイトを設け
   、この複数のカウンタウエイトを前記ワブルプレートの
   揺動角の変更に応じて前記駆動軸の周囲を相反する方向
   に移動させる調節手段を具備することを特徴とするワブ
   ルプレート型コンプレッサの回転バランス調節装置。