JPH0443873A - 容量可変斜板式コンプレッサ - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、帰環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ッサの改良に
関する。

（従来の技術） 尼近の自動車用空気調和装置に使用されるコンプレッサ
には、特公昭６３−１０，３１１号公報や、実開平１−
１６０，１８１号公報に開示されるような容量可変斜板
式コンプレッサが知られている。

この容量可変斜板式コンプレッサ３は、第４図に示すよ
うに、シリンダ２５における圧縮室内容積を、このコン
プレッサ３に帰還する冷媒の吸込圧に応じて変化させて
、該コンプレッサ３の吐出冷媒量を調節し、このコンプ
レッサ３の吸入圧が一定になるようにしたものである。

このように吸入圧を一定にすると、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
時のエバポレータ凍結を避けることができると共に、コ
ンプレッサ３が熱負荷に応じた吐出口を現出することに
なり、従来から行なわれていたマグネットクラッチによ
るコンプレッサのオン、オフを可及的に減少することが
できる。

従って、このようなコンプレッサのオン、オフによる車
室内への吹き出し空気の急激な温度変化及びエンジン回
転の急激なトルク変化がなくなり、運転時の快適性を向
上させることもできる。

この容量可変斜板式コンプレッサ３は、エンジンにより
ベルト、プーリ２及びマグネットクラッチ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１
１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
なっている。

この駆動棒１１ａにはピンｌｌｂ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連
結されている。これにより、駆動軸１１の回転力が、駆
動棒１１ａ及びピンｌｌｂを介して駆動斜板１３に伝達
されるようになっている。そして、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、
非回転のソケットプレート１６が摺動自在に取付けられ
ている。

前記ソケットプレート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
連結されたシュー１９を有し、このシュー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。このソケットプレート１６には、球面軸受２２ａを
介して複数のピストンロッド２２か円周方向等間隔に取
付けられており、このピストンロッド２２の他端には球
面軸受２２ｂを介しピストン２３か連結されている。

そして、駆動斜板１３の回転により、ソケットプレート
１６がいわゆるみそすり釣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ッド２２を介し
てピストン２３を往復動させるようになっている。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。

シリンダヘッド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
タからの帰環冷媒が流入し、この冷媒はバルブプレート
２０に開設された吸入口２７を閉鎖する吸入弁３４の閉
鎖弾発力に抗してンリンダホア２６内に形成される圧縮
室に流入するようになっている。

また、この冷媒はシリンダヘッド３０に形成された前記
吸入ポート２９と連通ずる連通路３２ａを介して吸入側
圧力室３２に導かれるようになっている。

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、
シリンダ２５の吸入ポート２９に帰還する冷媒の圧力に
応じて作動するコントロールバルブＣｖが設けられてい
る。

このコントロールバルブＣｖは、帰還する冷媒の圧力か
低圧の場合には、第１弁口４０を閉止して第２弁口４７
を開放する方向に移動し、一方、高圧の場合には、第１
弁口４０を開放して第２弁口４７を閉止する方向に移動
するようになっており、下部に第１制御弁３６を、頂部
に第２制御弁３９を白している。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３
８との力の均衡により、第１弁口４０の開度を調整する
ようになっている。また、第１制御弁３６には作動ロッ
ド４６が設けられており、この作動ロッド４６の移動量
に応じて、先端に固着された第２制御弁３９が第２弁口
４７の開度を調整するようになっている。

そして、これら再制御弁３６．３９は連動して動作する
ようになっており、前述したように第１制御弁３６が第
１弁口４０の開度を大きくする場合には、第２制御弁３
９が第２弁口４７の開度を小さくするように作動し、第
１制御弁３６が第１弁口４０の開度を小さくする場合に
は、第２制御弁３９が第２弁口４７の開度を大きくする
ように作動する。

前記コントロールバルブＣｖは以下のように作用する。

つまり、冷房サイクルにおける熱負荷が小さい場合、帰
環冷媒は十分なスーパーヒート量が得られずに低圧で帰
還するため、吸入側圧力室３２内の圧力（以下、吸入圧
力Ｐｓ）が低くなってベローズ３７が伸張し、第２制御
弁３９が第２弁口４７を大きく開いている。すると、ピ
ストン２３によって圧縮された高圧冷媒（吐出圧力Ｐｄ
）の−部が、吐出側圧力室３５から第２弁口４７より通
路６２→通路６３−通路４８→中心孔４４−中心通路４
５を通ってクランク室１２に導入されるため、このクラ
ンク室１２の内部圧力（以下、クランク室圧Ｐｃ）は高
められることになる。

これにより、ソケットプレート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って
コントロールされることになる。

つまり、クランク室１２内の圧力Ｐｃ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、ソケットプレート１６に、ピン１
１ｂを中心とするモーメントとして働き、このソケット
プレート１６の傾斜角度を減少させるにように作用する
。

このため、吸入工程にあるピストン２３は、充分に大き
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とることができな
い。これにより冷媒の圧縮量は少なくなり、吐出冷媒量
は少なく、冷房サイクル内を循環する冷媒流歯が減少し
、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、コンプレッサ３の吸入圧Ｐｓが次第に上
昇し、結果的に一定な吸入圧Ｐｓに保たれる。

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が縮少して第１制
御弁３６が下方に移動し、第１弁口４０の開度を大きく
し、第２弁口４７の開度を小さくする。従って、高圧の
吐出圧Ｐｄはクランク室１２内に導入されず、吸入圧Ｐ
ｓがクランク室１２内の圧力Ｐｃより小さいと、クラン
ク室１２内の冷媒は、シリンダ通路６１→通路４１→第
１弁口４０−ベローズ室６４を通って流れ、これにより
クランク室圧Ｐｃと吸入圧力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ソケットプ
レート１６及び駆動傾斜板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。

従って、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、コンプレッサ３
の吸入圧力Ｐｓが次第に下降し、その結果一定の吸入圧
力Ｐｓに保たれることになる。

また、クランク室１２には所定量の潤滑油が注入されて
おり、この潤滑油によりピストン２３とシリンダ２５と
の摺動面等を潤滑している。

（発明が解決しようとする課題） 容量可変斜板式コンプレッサ３を搭載した自動車用空調
装置を長期間放置した場合等に、潤滑油がコンプレッサ
３内から持ち出され、冷房サイクルの他の機器例えばコ
ンデンサやエバポレータ等に溜まることかある。このよ
うな事態は、自動車用空気調和装置を作動する時に、容
量可変斜板式コンプレッサ３の円滑な始動の妨げとなる
ため、好ましいものではない。

そこで、本発明者は、前述したような事態は容量が一定
の容量固定斜板式コンプレッサでは発生せず、容量可変
斜板式コンプレッサ３において特有のものであることに
着目して鋭意研究した結果、前記事態が発生する原因は
、容量可変斜板式コンプレッサ３にのみ存在する吐出ポ
ート３３とクランク室１２とを連通ずる経路にあること
を見出だすに至った。

すなわち、昼間においては、車両全体が暖められるのに
伴い容量可変斜板式コンプレッサ３やコンデンサが一様
に暖められているが、夜間においては、放熱効率の良い
コンデンサでの温度降下の方が容量可変斜板式コンプレ
ッサ３での温度降下よりも速いため、コンデンサの温度
が容量可変斜板式コンプレッサ３よりも低くなっている
。このように両者の間に温度差が生じると、クランク室
圧Ｐｃがコンデンサに連通した吐出ポート３３内の圧力
Ｐｄよりも高くなる。この結果、クランク室１２内の冷
媒が、前記経路を介してコンデンサまで移動し、これに
伴い、潤滑油が冷媒と一緒にコンプレッサ３内から持ち
出されてコンデンサ等に溜まるのである。

また、このようにコンデンサやエバポレータ等の熱交換
器に潤滑油が溜まると、空気と冷媒との熱交換効率を著
しく損なうことになる。そのため、始動から所定時間経
れば冷媒の循環に伴い潤滑油もコンプレッサ３に回収さ
れるものの、冷房能力を特に必要とする始動時にその冷
房能力が不足することから、所望のクールダウンを図れ
ないという問題もある。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためにな
されたものであり、潤滑油が冷媒に混入してクランクケ
ース内から流出することを防止し、耐久性の向上を図っ
た容量可変斜板式コンプレッサを提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、駆動軸に対して傾
斜角度が可変に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ソケットプレートと、こ
のソケットプレートにピストンロッドを介して連結され
たピストンと、この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、前記シリンダの吸入ポートに
帰還する冷媒の圧力に応じて弁口を開閉するコントロー
ルバルブを備え、該コントロールバルブの開閉により前
記吸入ポート及び吐出ポートの両方あるいは何れか一方
と前記クランク室とを連通してこのクランク室内の圧力
を調節し、前記駆動斜板の傾斜角度を制御するようにし
た容世可変式コンプレッサにおいて、前記クランク室と
前記吐出ポートとを連通ずる経路途上に、前記クランク
室内の圧力が前記吐出ポート内の圧力よりも太き（なる
と前記経路を閉止する逆止弁を設けたことを特徴とする
容量可変斜板式コンプレッサである。

（作用） クランク室内の圧力が吐出ポート内の圧力よりも大きく
なると、逆止弁はクランク室と前記吐出ポートとを連通
ずる経路を閉止する。

すると、クランク室内から吐出ポートに向かう冷媒の移
動がなくなるため、潤滑油が冷媒に混入してクランクケ
ース内から流出することを防止できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る容量可変斜板式コン
プレッサの要部を示す断面図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は
、当該要部の作動状態を示す拡大断面図であり、第４図
に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、その
説明は省略する。

本実施例の客間可変斜板式コンプレッサ３は、第４図に
示したのと同様に、シリンダ２５の吸入ポート２９に帰
還する冷媒の圧力に応じて作動するコントロールバルブ
Ｃνが設けられている。また、クランク室１２と吐出ポ
ート３３とが、連通路３５ａ、吐出側圧力室３５、第２
弁口４７、通路６２．６３．４８、中心孔４４、及び、
中心通路４５からなる経路により連通されているのも、
同様である。

ところが、本実施例の容量可変斜板式コンブレッサ３に
あっては、前記経路を構成する通路６３に、クランク室
１２内の圧力Ｐｃが吐出ポート３３内の圧力Ｐｄよりも
大きくなると前記通路６３を閉止する逆止弁７０が設け
られている。

この逆止弁７０は、通路６３に形成したスロート部７１
をボール弁７２によって開閉するように構成されており
、通路６３内に装着されたストッパ７３と前記ボール弁
７２との間には、ボール弁７２がスロート部７１を閉じ
る方向に弾発力を付勢するスプリング７４が設けられて
いる。そして、ボール弁７２は、クランク室圧Ｐｃ、吐
出ポート３３内の圧力Ｐｄ、及び、スプリング７４の弾
発力との均衡により作動するようになっている。つまり
、スプリング７４のばね定数は、Ｐｄ　＞Ｐｃのときに
はボール弁７２がスロート部７１を開き、Ｐｄ≦Ｐｃの
状態に至ったときにはボール弁７２がスロート部７１を
閉じるように設定されている。

次ぎに、本実施例の作用を説明する。

自動車用空気調和装置を停止した場合にあっては、前述
したように、昼間においては、車両全体が暖められるの
に伴い容量可変斜板式コンプレッサ３やコンデンサが一
様に暖められているが、夜間においては、放熱効率の良
いコンデンサでの温度降下の方が容置可変斜板式コンプ
レッサ３での温度降下よりも速いため、コンデンサの温
度が容量可変斜板式コンプレッサ３よりも低くなること
がある。この温度差によって、クランク室圧ｐｃの方が
コンデンサに連通した吐出ポート３３内の圧力Ｐｄより
も高くなる。

このようなＰｄ５Ｐｅの状態に至ったときには、第２図
（Ｂ）に示すように、逆止弁７０のボール弁７２は、Ｐ
ｃとＰｄとの圧力差及びスプリング７４の弾発力による
合力を受けて、スロート部７１に押圧されている。

これにより、クランク室１２と吐出ポート３３とを連通
ずる経路が遮断されるので、この経路を介してクランク
室１２内の冷媒がコンデンサやエバポレータに向けて移
動することはなく、この結果、潤滑油が冷媒と一緒にコ
ンプレッサ３内から持ち出されることを防止できる。従
って、容量可変斜板式コンプレッサ３を搭載した自動車
用空調装置を作動するとき、容量可変斜板式コンプレッ
サ３の円滑な始動を確保することができ−、コンプレッ
サ３の耐久性の向上を図ることができる。

しかも、コンデンサやエバポレータ等の熱交換器に潤滑
油が溜まらないため、空気と冷媒との熱交換効率が損な
われることもない。従って、冷房能力を特に必要とする
始動時にその冷房能力が一時的に低下することはなく、
所望のクールダウンを図ることが可能となる。

一方、自動車用空気調和装置を通常運転している場合に
は、容量可変斜板式コンプレッサ３の吐出圧力Ｐｄはク
ランク室圧Ｐｃよりも大きい。従って、第２図（Ａ）に
示すように、逆止弁７０のボール弁７２は、ＰｃとＰｄ
との圧力差による合力を受けて、スプリング７４の弾発
力に抗してスロート部７１を開いている。

これにより、クランク室１２と吐出ポート３３とを連通
ずる経路が開通され、その後のソケットプレート１６の
傾斜角度の制御は、従来と同様に、帰還冷媒の圧力に応
じて作動するコントロールバルブＣｖによって行われる
ことになる。

また、自動車用空気調和装置を停止していても吐出ポー
ト３３内の圧力Ｐｄがクランク室圧Ｐｃより大きい場合
にも、第２図（Ａ）に示したようにクランク室１２と吐
出ポート３３とを連通ずる経路が開通されているため、
この経路を介してコンデンサ等からクランク室１２に向
けて冷媒が戻ることになる。この結果、より多くの潤滑
油をクランク室１２内に回収することができるため、コ
ンプレッサ３の耐久性を一層向１−させることができる
。

尚、本発明に係る逆止弁７０は、」一連した実施例のよ
うに通路６３に設ける場合に限定されるものではなく、
クランク室１２と吐出ポート３３とを連通ずる経路途、
［−の任意の位置に設けることができる。

例えば、第３図に示すように、コントロールバルブＣｖ
内の吐出側圧力室３５と第２弁口４７との間に逆止弁７
０を設けても良い。この場合の実施例にあっても、同様
の作用、−効果を奏するのは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の容量可変斜板式コンプレ
ッサによれば、クランク室と吐出ポートとを連通ずる経
路途上に、前記クランク室内の圧力が前記吐出ポート内
の圧力よりも大きくなると前記経路を閉止する逆止弁、
を設けたので、潤滑油が冷媒に混入してクランクケース
内から流出することを防止でき、容量可変斜板式コンプ
レッサの耐久性の向上を図ることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る容量可変斜板式コン
プレッサの要部を示す断面図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は
、当該要部の作動状態を示す拡大断面図、第３図は、本
発明の他の実施例に係る容量可変斜板式コンプレッサの
要部を示す断面図、第４図は、従来の容量可変斜板式コ
ンプレッサを示す断面図である。 １２・・・クランク室、　３３・・・吐出ポート、７０
・・・逆止弁、　　　Ｃｖ・・・コントロールバルブ。 カルソニ ツタ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 駆動軸（１１）に対して傾斜角度が可変に連結された駆
   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ソケットプレート（１６）
   と、このソケットプレート（１６）にピストンロッド（
   ２２）を介して連結されたピストン（２３）と、このピ
   ストン（２３）が内部を摺動するシリンダ（２５）とを
   クランク室（１２）内に有し、前記シリンダ（２５）の
   吸入ポート（２９）に帰還する冷媒の圧力に応じて弁口
   （４０、４７）を開閉するコントロールバルブ（Ｃｖ）
   を備え、該コントロールバルブ（Ｃｖ）の開閉により前
   記吸人ポート（２９）及び吐出ポート（３３）の両方あ
   るいは何れか一方と前記クランク室（１２）とを連通し
   てこのクランク室（１２）内の圧力を調節し、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
   式コンプレッサにおいて、 前記クランク室（１２）と前記吐出ポート（３３）とを
   連通する経路途上に、前記クランク室（１２）内の圧力
   が前記吐出ポート（３３）内の圧力よりも大きくなると
   前記経路を閉止する逆止弁（７０）を設けたことを特徴
   とする容量可変斜板式コンプレッサ。