JPH0429094Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、帰還冷媒の圧力状態に応じて吐出冷
媒量を調節するようにした容量可変斜板式コンプ
レツサの改良に関する。

（従来の技術） 最近の自動車用空気調和装置に使用されるコン
プレツサには、第２図に示すような容量可変斜板
式コンプレツサが提案されている（例えば、特開
昭58−158382号公報参照）。

この容量可変斜板式のコンプレツサ３は、シリ
ンダ２５における圧縮室内容積を、このコンプレ
ツサ３に帰還する冷媒の吸入圧Psに応じて変化
させて、該コンプレツサ３の吐出冷媒量を調節
し、このコンプレツサ３の吸入圧Psが一定にな
るようにしたものである。

このように吸入圧Psを一定にすると、ある程
度エバポレータの出口における冷媒圧力（すなわ
ち、エバポレータにおける冷媒の蒸発圧力）が一
定になり、いわゆる低負荷時のエバポレータの凍
結を避けることができるというメリツトの他に、
コンプレツサが熱負荷に応じた吐出量となり、ま
た、従来から行なわれていたマグネツトクラツチ
によるコンプレツサの回転−停止の頻度を可及的
に減少させ、エンジン回転の急激なトルク変動及
び吹き出し空気の急激な温度変化を防止し、エア
コン運転の快適性を向上させることができる。

この容量可変斜板式のコンプレツサ３は、エン
ジンによりベルト、プーリ２、及びマグネツトク
ラツチ２ａを介して回転駆動される駆動軸１１を
有している。この駆動軸１１には、駆動棒１１ａ
が駆動軸１１と直角方向に突設され、クランク室
１２内で駆動軸１１と共に回転するようになつて
いる。

この駆動棒１１ａにはピン１１ｂを支点として
駆動斜板１３が駆動軸１１に対して傾斜して揺動
し得るようにリンク（図示せず）を介して連結さ
れ、駆動軸１１の回転力が駆動棒１１ａ及びピン
１１ｂ等を介して駆動斜板１３に伝達するように
なつている。この駆動斜板１３には、スラスト軸
受１４及びラジアル軸受１５を介して、非回転の
ウオブル板１６を摺動自在に取付けている。

前記ウオブル板１６は、クランク室１２のケー
シング１７に固定された案内ピン１８に対して滑
動自在に連結されたシユー１９を有し、このシユ
ー１９により回転が防止される一方、軸線方向の
往復動が許容されている。このウオブル板１６に
は、球面軸受２２ａを介して複数のピストンロツ
ド２２が円周方向等間隔に取付けられ、このピス
トンロツド２２の他端には球面軸受２２ｂを介し
てピストン２３が連結されている。

そして駆動斜板１３の回転により、ウオブル板
１６がいわゆるみそすり的動作をして軸線方向に
往復動することになり、これによりピストンロツ
ド２２を介してピストン２３を往復動させるよう
になつており、このピストン２３が嵌挿されたシ
リンダ２５のピストン２３の前面側部分は圧縮室
となり、背面側部分は前記クランク室１２と連通
している。

シリンダヘツド３０には吸入ポート２９及び吐
出ポート３３が設けられ、この吸入ポート２９に
は、エバポレータからの帰還冷媒が流入し、この
冷媒はバルブプレート２０に開設された吸入口２
７を閉鎖する吸入弁３４の閉鎖弾撥力に抗してシ
リンダボア２６内に流入するようになつている。

また、この冷媒はシリンダヘツド３０に形成さ
れた前記吸入ポート２９と連通する連通路３２ａ
を介して吸入側圧力室３２に導かれるようになつ
ている。

一方、前記吐出ポート３３は圧縮された冷媒が
流出する部分であり、前記バルブプレート２０に
開設された吐出口２８から吐出された冷媒をコン
デンサに送り込む配管（いずれも図示せず）と連
通され、さらに連通路３５ａを介して吐出側圧力
室３５とも連通している。

前記吸入側圧力室３２と吐出側圧力室３５との
間には、コントロールバルブCvが設けられ、こ
のコントロールバルブCvは下部に第１制御弁３
６を、頂部に第２制御弁３９を有しており、前記
第１制御弁３６は、前記吸入側圧力室３２の内部
圧力に応じて伸縮するベローズ３７と、このベロ
ーズ３７内に設けられたばね３８との力の均衡に
より第１弁口４０の開度を調整し、前記吸入側圧
力室３２内の冷媒を第１弁口４０より通路４１、
通孔４２、通路４３、シリンダ２５の中心孔４４
及び駆動軸１１の中心通路４５を通つてクランク
室１２に導くようになつている。

また、第１制御弁３６には作動ロツド４６が設
けられ、この作動ロツド４６により第２制御弁３
９が開放されるようになつている。そしてこの両
制御弁３６，３９は連動して動作するようになつ
ており、前述のように第１制御弁３６が第１弁口
４０の開度を大きくする場合には、この第２制御
弁３９は、第２弁口４７の開度を小さくするよう
に作動するようになつている。

したがつて、冷房サイクルにおける熱負荷が小
さい場合には、帰還冷媒の圧力は十分スーパーヒ
ート量が得られず、低圧で帰還するため、吸入側
圧力室３２内の圧力（前述した吸入圧Ps）が低
くなり、ベローズ３７は上方に伸び、第２弁口４
７を大きく開き、吐出口２８から圧縮工程にある
ピストン２３によつて圧縮された高圧冷媒（以下
吐出圧Pd）の一部を、この第２弁口４７より通
路４８，４９を通つてクランク室１２に導入し、
このクランク室１２の内部圧力（以下コンプレツ
サ内圧Pc）を高めることになる。

ここに、ウオブル板１６の傾斜角は複数のピス
トン２３に対して加わる前後の圧力バランスによ
つてコントロールされており、クランク室１２内
の圧力が吸入側の圧力より少しでも大きくなる
と、複数のピストン２３の背面に加わる力の合成
力は、ウオブル板１６に、ピン１１ｂを中心とす
るモーメントとして働き、このウオブル板１６の
傾斜角度を減少させるように作用する。

このため、吸入工程にあるピストン２３は、充
分な大きなストロークとなるように後退できず、
次に圧縮工程に入るときに僅かな圧縮ストローク
しか行なうことができない。これにより冷媒の圧
縮量は少なくなり、吐出冷媒量も少なく、冷房サ
イクル内を循環する冷媒流量が減少し、低い熱負
荷に応じた適正な冷媒量となる。この冷媒量の減
少により、コンプレツサ３の吸込圧Psが次第に
上昇し、結果的に一定な吸入圧Psに保たれる。
これにより冷媒の圧縮量は少なくなり、吐出冷媒
量も少なく、冷房サイクル内を循環する冷媒流量
が減少し、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量とな
る。この冷媒量の減少により、コンプレツサ３の
吸入圧が次第に上昇し、結果的に一定な吸入圧に
保たれる。

また、冷房サイクルにおける熱負荷が大きい場
合には、吸入圧Psが高くなり、ベローズ３７が
縮小して第１制御弁３６が下方に移動し、第１弁
口４０の開度を大きく、第２弁口４７は閉じるの
で、高圧の吐出圧はクランク室１２内に導入され
ず、吸入圧力Psがクランク室１２内の圧力Pcよ
り小さいと、クランク室１２内の圧力Pcが、中
心通路４５→中心孔４４→通路４３→通孔４２→
通路４１→第１弁口４０→吸入側圧力室３２を通
つて流れ、クランク室内圧Pcと吸込圧Psがほぼ
等しくなる。

このため、前述したモーメントの作用によりウ
オブル板１６及び駆動斜板１３が駆動軸１１に対
して最大に傾斜することになり、ピストン２３の
往復動ストロークが長くなる。

したがつてこの状態で圧縮を行なうと、吐出冷
媒量は増大し、冷房サイクル内を循環する冷媒流
量が増大し、高い熱負荷に応じた適正な冷媒流量
となり、コンプレツサ３の吸入圧が次第に下降
し、その結果一定の吸入圧に保たれることにな
る。

つまり、上記コンプレツサ３はピストン前後の
圧力バランスと、圧縮工程のピストンに作用する
吐出圧Pdと吸入工程のピストンに作用する吸入
圧Psとのピン１１ｂを中心とする駆動斜板１３
に作用するモーメントの釣合により吐出冷媒量、
すなわち駆動斜板１３の傾斜状態が決定されるよ
うになつている。

このため、圧縮工程にあるピストンではその圧
縮した力の反力によつて押し戻される虞れがあ
る。このコンプレツサでは前記圧縮力によつて生
じる反力のピン１１ｂを中心とするモーメントが
斜板の傾斜状態に影響を与えないように、前記反
力の作用線上に支点であるピン１１ｂが存在する
ように構成し、この反力の影響がほぼ零となるよ
うにしている。

第３図はコンプレツサの要部をスケルトンで示
しているが、この図より明らかなように、ピスト
ンロツド２２とウオブル板１６との連結ポイント
は図中一点鎖線で示す前記反力の作用線Ｓ上に支
点であるピン１１ｂが存在するようにしている。

このように前記容量可変斜板式コンプレツサ３
は構造的に吐出圧Pdがウオブル板１６の傾斜に
極力影響を与えないようにし、吸入圧Psの値に
よつてウオブル板１６の傾斜をコントロールする
ようにしている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、この吐出圧Pdが高く吸入圧Psが低
い場合（例えば、夏期に車両が低速で坂道を昇る
場合のように、熱負荷が大きく多量の冷媒を吐出
しなければならい場合であつて、コンデンサによ
る冷却が十分行なわれない場合）には、極めて大
きな吐出圧の反力が、ピストンロツド２２、ウオ
ブル板１６、リンク及び支点等に作用することに
なる。

この場合、前記コンプレツサは、吸入圧Psに
より駆動斜板１３の傾斜を決定するようにしてい
るために、この大きな吐出圧Pdは前記ピストン
ロツド２２、リンク及びピン１１ｂ等に作用する
ことになり、この力に対抗するために、これら各
部分は相当剛性のあるものにより構成しなければ
ならないことになる。

このため、この種コンプレツサでは重量が重く
なるのみでなく、各部の大きさも大きくなりスペ
ース的に不利となり、しかも、この大きな力のた
めに耐久性の点でも問題が生じる虞れがある。

本考案は、上述した従来技術の欠点、問題点を
解決するためになされたものであり、吐出圧が高
圧になつても、この吐出圧のコンプレツサ内への
影響を小さくし、小型で軽量な耐久性のある容量
可変斜板式コンプレツサを提供するようにするこ
とを目的とする。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために本考案では、駆動
軸に対して傾斜角度が可変にピンを支点として連
結された駆動斜板と、この駆動斜板に対し摺動自
在に取付られ、この駆動斜板の回転により軸線方
向の往復動を行なう非回転のウオブル板と、この
ウオブル板にそれぞれピストンロツドを介して連
結した複数個のピストンと、これらピストンが内
部を摺動するシリンダとをクランク室内に有し、
前記各ピストンの前後面に作用する圧力バランス
と、この各ピストンに作用する圧力の前記ピンを
中心とするモーメントの釣合とにより前記駆動斜
板の傾斜角度を制御するようにした容量可変式コ
ンプレツサにおいて、前記吐出圧が所定値以上の
高圧になつたときの圧縮行程にあるピストンに作
用する吐出圧の反力と、吸入工程にある他のピス
トンに作用する吸入圧との、前記支点を中心とす
るモーメントがバランスするように、前記ピスト
ンロツドと前記ウオブル板とを連結したことを特
徴とするものである。

（作用） このようにすれば、吐出圧が異常高圧になつた
場合でも、圧縮工程にあるピストンの吐出圧の反
力による支点を中心とするモーメントが駆動斜板
に傾斜角度を変化、つまり、駆動斜板が直立する
方向に変化させるように作用することになり、こ
の吐出圧によるコンプレツサ内部各所に加わる圧
力を直ちに低減することになる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例について
説明する。

第１図は本考案の実施例を示す概略断面図であ
り、第２，３図に示す部材と共通する部材には同
一符号を付し、その説明は省略する。

この容量可変斜板式のコンプレツサ６０では、
ピストンロツド２２とウオブル板１６との連結ポ
イントを支点より所定長だけ離間し、吐出圧Pd
が所定の高圧以上（例えば、18Kg／cm²以上）にな
つた場合は、駆動斜板１３がデイストロークする
ようにしている。つまりピストン２３のストロー
ク長が短くなるようにしている。

ピストン２３の前後面の圧力バランスと、この
圧力の支点１１ｂを中心とする駆動斜板１３に作
用するモーメントとによつて吐出量を決定する容
量可変コンプレツサでは、吐出圧Pdが例えば20
Kg／cm²という高圧になり、吸入圧Psが1.5Kg／cm²
という低圧になる場合が生じる。

このような異常高圧は直ちに解消することが望
ましいことから、本実施例では、直ちにこの大き
な圧力を利用して駆動斜板１３を構造的にデイス
トロークさせるようにしている。

つまり、圧縮工程にあるピストン２３ａの圧縮
力に対する反力F₁が作用するピストンロツド２
２と駆動斜板１３との連結ポイントをR₁とし、
支点１１ｂからピストンロツド２２の延長線上に
下した垂線の足をO₁とし、このO₁から支点１１
ｂまでの距離をａとする。

一方、吸入工程にある他のピストン２３ｂにお
いて、吸入圧Psとクランク室１２の内圧Pcとの
圧力差により力F₂が作用しているとし、ピスト
ンロツド２２の駆動斜板１３との連結ポイントを
R₂とし、前記支点１１ｂからピストンロツド２
２に下した垂線の足をO₂とし、このO₂から支点
１１ｂまでの距離をｂとする。

このようにすると、前記圧縮工程にあるピスト
ン２３ａ側の支点１１ｂの周りのモーメントM₁
は、M₁＝ａ・F₁になり、吸入工程にあるピスト
ン２３ｂ側の支点１１ｂの周りのモーメントM₂
は、M₂＝ｂ・F₂となる。

そして、異常高圧が作用するときに、この両モ
ーメントM₁，M₂がバランスするように前記ａを
決定する。

例えば、F₁＝20Kg／cm²、F₂＝1.5Kg／cm²とすれ
ば、 ａ＝0.075bとなる。

つまり、本実施例では、このａは極めて小さな
値でよく、従来のコンプレツサと比較し僅かに連
結ポイントをずらすのみで、前記異常高圧になつ
たときに、この大きな圧縮反力により駆動斜板１
３をデイストロークさせる力として利用すること
ができることになる。

このようなにピストンロツド２２と駆動斜板１
３との連結ポイントを僅かにずらすことにより、
異常高圧が生じた場合には、支点１１ｂを中心と
するモーメントの釣合より駆動斜板１３をデイス
トロークさせることにより、前記異常高圧を解消
することができることになるので、ピストンロツ
ド、リンク、ピン等の剛性を不必要に高めること
がなくなり、その結果コンプレツサの小形化、軽
量化を図ることができることになる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、吐出圧が所定
値以上の高圧になつたときの圧縮工程にあるピス
トンに作用する吐出圧の反力と、吸入工程にある
他のピストンに作用する吸入圧との、支点を中心
とするモーメントがバランスするように、ピスト
ンロツドとウオブル板とを連結したため、吐出圧
が高圧になつても、この吐出圧のコンプレツサ内
への影響は小さく、耐久性のある小型で軽量な容
量可変斜板式コンプレツサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る容量可変斜板式
コンプレツサの要部を示す概略断面図、第２図は
従来の容量可変斜板式コンプレツサを示す断面図
第３図は同コンプレツサの要部を示す概略断面図
である。 １１……駆動軸、１１ｂ……ピン（支点）、１
３……駆動斜板、１６……ウオブル板、２２……
ピストンロツド、２３……ピストン、２５……シ
リンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動軸１１に対して傾斜角度が可変にピン１１
   ｂを支点として連結された駆動斜板１３と、この
   駆動斜板１３に対し摺動自在に取付られ、この駆
   動斜板１３の回転により軸線方向の往復動を行な
   う非回転のウオブル板１６と、このウオブル板１
   ６にそれぞれピストンロツド２２を介して連結し
   た複数個のピストン２３と、これらピストン２３
   が内部を摺動するシリンダ２５とをクランク室１
   ２内に有し、前記各ピストン２３の前後面に作用
   する圧力バランスと、この各ピストン２３に作用
   する反力の前記ピンを中心とするモーメントの釣
   合とにより前記駆動斜板１３の傾斜角度を制御す
   るようにした容量可変式コンプレツサにおいて、
   前記吐出圧が所定値以上の高圧になつたときの圧
   縮工程にあるピストン２２に作用する吐出圧の反
   力と、吸入工程にある他のピストンに作用する吸
   入圧との、前記支点０を中心とするモーメントが
   バランスするように、前記ピストンロツド２２と
   前記ウオブル板１６とを連結したことを特徴とす
   る容量可変斜板式コンプレツサ。