JPH045479A - 可変容量斜板式圧縮機 - 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、例えば、自動車空調機用冷媒圧縮機等に用い
られる容量制御斜板式圧縮機のピストンのストロークの
検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の自動車空調用容量制御斜板式圧縮機のピストンス
トロークの検出方法に関しては、平成１年１０月本田技
研工業株式会社発行のサービスマニュアル構造１ｔＩＣ
Ｂ５型■−１０〜１３頁に記載のように、コントロール
ピストンの変位をリンクを介して差動トランス式ストロ
ークセンサで検出している構造が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、主軸とともに回転するコントロール
ピストンの変位を、リンク機構を用いてピストンストロ
ークを検出していることや、その変位を検出する作動ト
ランス式ストロークセンサを圧縮機の外郭部に設けてい
るためピストンストロークの検出方法、及び、構造が複
雑になっていることや圧縮機の外径寸法が大きくなる等
の問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術のもつ問題点を解消する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は駆動力を入力され
て回転する主軸と、前記主軸に軸方向に摺動可能に支承
されるスリーブと、前記スリーブに掛留して前記主軸に
対して傾いた状態に取り付けられて回転する斜板と、前
記斜板に支承されて揺動運動するピストンサポートと、
前記ピストンサポートに掛留してシリンダ内を往復運動
するピストンにより構成され、前記斜板の傾転角を変え
ることにより容量制御をおこなう可変容量斜板式圧縮機
において、 前記スリーブに検出ロッドを固定し、前記検出ロッドの
変位量をピストンストロークとすることを特徴とする。

〔作用〕

ピストンストローク、あるいは、斜板本体の傾転角に対
応し、て主軸上を滑動するスリーブの変位をスリーブに
固定された検出ロッドを主軸中心部を貫通して圧縮機の
外部に取り出し、検出ロツドの変位として計測すること
でピストンストロークを確実に検出することができ、検
出手段の構造も簡単にすることかできる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を用いて
説明する。第１図は本実施例による可変ストローク斜板
式圧縮機の断面図で、斜板傾転角が最大、つまり、ピス
トンストロークが最大となっている状態を示している。

第２図はピストンストロークが最小となっている状態を
示している。

第３図は、第１図、及び、第２図の■−■線断面図を示
す。ハウジングはフロントハウジング１、及び、シリン
ダブロック２とからなる。すなわち。

円筒状のシリンダブロック２の一端側には、お椀状のフ
ロントハウジング１が設置されて固定されている。これ
らの断面中央部にはラジアル固定されている。これらの
断面中央部にはラジアル斜状コロ軸受１８．１９を介し
て主軸１３が回転自在に支承されている。フロントハウ
ジング１内に斜板の存在する斜板室１０が形成されてい
る。シリンダブロック２内には主軸１３を中心として主
軸１３の軸線と平行に複数のシリンダ３３が円周方向に
配置されている。

主＠１３には圧力、あるいは、ビス１１、または、塑性
結合などによりドライブプレート１４が固定されている
。ドライブプレート１４は斜板本体１２と共に斜板を構
成する。すなわち、斜板をドライブプレート１４と斜体
本体１２に分割し、以下に述へる構成をとることにより
斜板本体１２の傾斜角（斜板傾転角）を変化させ、ピス
トンのストロークを変化させることができる。すなわち
、ドライブプレート１４には耳部１４１が形成され、耳
部１４１にカム溝１４２が設けられている。カム溝１４
２内には、斜板側のピボットピン１６が移動可能に取付
けられている。また、ドライブプレート１４の耳部１４
１と斜板耳軸１２１とは互いに側面が接触するような構
造になっている。これにより、主軸１３の回転により、
ドライブプレート］４が回転すると、ドライブプレート
１４上の耳部１４１から斜板耳＠１２１に回転力が伝え
られ、斜板本体１２が回転する。なお、ドライブプレー
ト１４に形成されたカム溝１４２は一つの閉曲線からな
る縁をもち、ピボットピン１６がこのカム溝１４２内を
移動してもピストン３］の上死点位置が変らないような
曲線としである。

主軸１３には、スリーブ１５が主軸１３に対して軸方向
に滑動可能に組み込まれている。このスリーブ１５と斜
板本体１２とはスリーブピン］７により連結され、スリ
ーブ１５に対して斜板本体１２がスリーブピン１７の回
りに回転自在なように締結されている。このとき、スリ
ーブ１５が図中右方向に滑動すると斜板本体１２の傾斜
は小さくなる。なお、主軸１３の回転により、ドライブ
プレート１４．斜板本体１２．スリーブ１５が共に回転
する。

斜板本体１２にはボールベアリング２３を介してピスト
ンサポート２１が接触するように保持されている。また
、斜板本体１２のノーズ部１２２にはバランスリング２
４が止め輸２２によって、ボールベアリング２３に余圧
を付加するように固定されており、ボールベアリング２
３が斜板本体１２に対し回転方向に相対的に移動しない
ようになっている。

さらに、ピストンサポート２１は突起部２１１により、
ボールベアリング２３に対して同図の右方向への移動を
規制され、しかも、斜板本体１２との間に設置されたス
ラストベアリング２５により、同図の右方向への移動も
規制されている。また、ピストンサポート２１の下側位
置で、半径方向にサポートピン２６が圧入、ねじ込み、
あるいは、塑性結合などの方法で固定されている。サポ
ートピン２６にはスライドボール２７．スライドボール
２７の外周面に当接する内面が球面状であり、外周面が
円筒形状のスライドシュー２８が装着され、サポートピ
ン２６は軸方向溝２９に対し回転、及び、滑動可能にな
っている。このようにして、スライドシュー２８は、フ
ロントハウジング１の内周底部に設けられた軸方向溝２
９を往復運動する。これによりピストンサポート２１が
主軸１３の回りに回転しないように軸回りの運動を規制
する。

ピストンサポート２１には、コンロツド３２の一端が保
持されている。すなわち、コンロッド３２は、一つのス
テム部３２３の両端にボール部３２１．３２２が溶接等
で結合されて形成される。

そして、コンロッド３２の一端、すなわち、ボール３２
１がピストンサポート２１に保持される。

保持はボール３２１の中心回りに回転自在におこなわれ
る。他端、すなわち、ボール３２２も、同様にボール３
２２の中心回りに回転自在に、かしめ等の方法によって
ピストン３１に保持されている。このようなコンロッド
３２とピストン３１は複数個存在する。

複数個のピストン３１はシリンダブロック２に設けられ
た複数のシリンダ３３内に往復動自在に嵌合されて組み
込まれている。なお、ピストン３１にはピストンリング
３４．３５が装着されている。

シリンダブロック２の右側には吸入弁板５．シリンダヘ
ット４．吐出弁板６．パツキン７、リアカバー３が配置
されている。さらに、シリンダブロック２は、フロント
ハウジング１と一体に、通しボルト３６　ａ　−ｆなと
で固定されている。フロントハウジング１とシリンダブ
ロック２との気密は○リング３８によって保たれている
。リアカバー３とシリンダブロック２とは○リング３９
で気密が保たれている。

リアカバー３には吸入口（図示せず）と吐出口（図示せ
ず）が設けられている。この吸入口は吸入通路３０１と
つながり、制御弁４００を経て吸入室８につながってい
る。この吸入室８、および、吐出室９は、それぞれ、吸
入弁板５と吐出弁板６を介して各々吸入ポート４０１と
吐出ポート４０２に通じている。吸入ポート４０１と吐
出ポート４０２は、各々、シリンダ３３に対応してシリ
ンダヘット４に設けられている。

制御弁４００の上流側とフロントハウジング１内の斜板
室１０とは圧力を同じにするために連通されている。す
なわち、リアカバー３．止めピン７５、及び、ねじ部材
２０２の中心部に設けられた各々の連通路３０３，７６
、及び、２０３と主軸１３の中心部に設けられた通路１
３１２通路１３１に接続したドライブプレート１４に半
径方向に開口する通路１４３により通されている。他方
、制御弁４００の下流側は吸入室８に通している。

次に、制御弁４００の構造について述べる。

ピストン状のメインバルブ４１０は、吸入通路３０１と
吸入室８を結ぶ流路中間に設置され、メインバルブ４１
０．メインバルブばね４１２とともに、メインバルブケ
ース４１１内に挿入されている。メインバルブケース４
１１はＯリング４１４゜４１５及び蓋４３５によってリ
アカバー３に気密、及び、固定されており、メインバル
ブ４１０とともに制御弁下流側の流路４１３を形成して
いる。

メインバルブばね４１２によりメインバルブ４１０の弁
開度が増加するように付勢されている。メインバルブば
ね４１２の反対側には、ベローズ４２０を収納するベロ
ーズ室４２１が形成されており、ベローズ室４２１と吸
入通路３０１は均圧孔４２２で連通している。ベローズ
室４２１を形成しているケース４２３の外壁とリアカバ
ー３には均圧路４２４が設けられており、リアカバー３
に設けられた連通路３０３と連通している。従って、斜
板室１ｏとベローズ室４２１及び吸入通路３０１は同じ
圧力となり、圧縮機の吸入圧力に保たれている。

パイロツドバルブ４３０は、パイロツドバルブばね４３
１でベローズ４２０側に付勢されている。

ベローズ４２０には、ベローズばね４２５がベローズ４
２０を縮める方向に付勢するように設置されている。パ
イロツドバルブばね４３１を介してヘッドスプリング４
５１をもつプランジャ４５０が設置されており、プラン
ジャ４５０の回りに電磁コイル４５２が形成されている
。

パイロツドバルブ４３０が設けられているパイロツドバ
ルブ室４３２は、連通孔４３３，４３４、及び、３０４
によって吐出室９と連通しており、パイロツドバルブ４
３０を介して、連通路４４０によってメインバルブ４１
０の頭部と連通している。

次に、斜板傾転角度の上限と下限を規制する構造につい
て述へる。斜板傾転角が小から大の方向に動作する過程
では、スリーブ１５は主軸１３上を第１図で右から左の
方向にスライドする。これによって斜板本体１２はスリ
ーブピン１７を中心に時計方向に傾転する。そして、斜
板傾転角が最大（ピストンストロークが最大）となると
、ドライブプレート１４に主軸に対して対称な位置に三
箇所設置された傾転規制部（図示せず）と斜板本体１２
に主軸に対して対称に設けちれた傾転規制部（図示せず
）が当接する。このとき、スリーブ１５とドライブプレ
ート１４、及び、ピボットピン１６とカム溝１４２の上
部には適当な間隙を設けているため、各部材がショート
することを回避している。また、斜板傾転角が最小（ピ
ストンストロークが最小）時には、主軸１３上に設置し
た止め軸１３２、及び、ばね１３３にスリーブ１５の右
端部を当接することによって、最小ストロークの位置を
規制している。主軸１３上にドライブプレート１４とス
リーブ１５の間に設置したばね１３４、及び、スリーブ
１５と止め輸１３２の間に設置したばね１３３は、それ
ぞれ、ピストンストロークを最小方向及び最大方向に付
勢するように設けられている。

ガスを圧縮する際に、主軸１３に作用する左方向のスラ
スト力（軸方向の力）は、ドライブプレート１４を経て
フロントハウジング１の間に設置したスラストベアリン
グ４２で支持される。また主軸１３に作用するラジアル
力（半径方向の力）は、フロントハウジング１．及び、
シリンダブロック２の軸受ハウジング２０内に設けられ
た二個のラジアル針状コロ軸受１９及び１８で支持され
る。主軸１３の右端部には、スラストベアリング２０１
がねじ部材２０２によってシリンダブロック２の軸受ハ
ウジング２０内に固定されている。

スラストベアリング４２に使用されているスラストレー
スの厚さとねじ部材２０２の締付力によって、圧縮機の
トップクリアランス（ピストン３１が上死点にあるとき
、ピストン３１の頭部と吸入弁板５との間隙として定義
される）を調整できるようになっている。

以上述へた構成とすることによって、エンジン（図示せ
ず）により、圧縮機の主軸１３に駆動力が入力されると
、ドライブプレート１４及び斜板本体１２が回転し、主
軸１３の回転軸に対しピストンサポート２１が揺動運動
する。この揺動運動は、いわゆる、みそすり運動とよば
九るもので、丸い器の中に入った液体に円運動を与えた
ときに液面のおこなう運動に似ている。この揺動運動に
よってピストン３１がシリンダ３３内を往復運動（主軸
１３の軸方向に平行な直線運動）することになる。

冷凍サイクル（図示せず）から帰還した冷媒は、吸入口
（図示せず）に流入し、制御弁４００で適正な圧力に制
御されて低下した後、吸入室８に導入され、シリンダヘ
ット４の吸入ポート４０１゜吸入弁板５を経てシリンダ
３３内に流入し、吸入行程を終了する。

ピストン３１により圧縮された冷媒は、シリンダヘット
４の吐出ポート４０２．吐出弁板６を経てリアカバ３内
に形成された吐出室９に吐出され、吐出口（図示せず）
から冷凍サイクル（図示せず）に吐出される。

次に、容量制御のメカニズムについて述べる。

蒸発器（図示せず）の熱負荷が減少すると、圧縮機の吸
入圧力、すなわち、吸入通路３０１内の圧力が低下する
ためベローズ４２０が伸長する。

その結果、パイロツドバルブ４３０が開いて、パイロツ
ドバルブ室４３２内の吐出圧力が、連通路４４０を介し
てメインバルブ４１０の頭部に作用し、メインバルブ４
１０を押し下げる。よって制御弁下流側流路４１３が絞
られるため、吸入室８内の圧力、すなわち、吸入ポート
４０１の直前の圧力が低下することになる。その結果、
ピストン３１の左右の圧力差（斜板室１ｏの圧力と吸入
ポート４０１直前の圧力との差）が増大するため、斜板
傾転角が減少し、ピストンストロークが減少する。

一方、蒸発器（図示せず）の熱負荷が増大した場合には
、この動作とは逆になる。つまり、熱負荷が増大して吸
入圧力が上昇し、ベローズ４２０が収縮してパイロツド
バルブ４３０が閉となる。

その結果、メインバルブ４１０の頭部圧力が低下するた
め、制御弁の下流側流路４１３が開くので、ピストン３
１の左右の圧力差が減少し斜板傾転角が増大してピスト
ン３１のストロークが太きくなる。

つぎに、外部制御による容量制御について述べる。

電磁コイル５２の印加電圧を外部信号（例えば温度、圧
力等）によって変化させて、圧縮機の吸入圧力をコント
ロールする。例えば、クールダウン時等の冷力が必要な
時には、電磁コイル４５２の印加電圧を下げると、プラ
ンジャ４５０の吸弓力が小さくなり、ヘッドスプリング
４５１の押付荷重が大きくなるためパイロツドバルブ４
３０が閉じる。その結果、メインバルブ４１０が全開と
なるため、圧縮機は最大ストローク、すなわち、最大容
量で運転され、圧縮機の吸入圧力が低下することになり
、冷媒流量が増加する。

つぎに、ピストンストロークの検出手段について述へる
。

主軸１３上を滑動するスリーブ１５には、Ｌ字形の検出
ロツド１５１が固定されており、検出ロツド１５１の変
位量より若干大きい幅で軸方向に切欠き部１３８が主軸
１３に設けられている。検出ロツド１５１は主軸１３の
中心部に設けられた連路１３１内を通して、圧縮機外へ
取り出されている。検出ロツド１５１の先端部は、主軸
１３の先端部にねじ止めされたねじ部材１３９と軸封装
置１５２とによって気密を保持している。

この構成とすることによって、斜板本体１２の傾転角度
が最大、すなわち、ピストン３１のストロークが最大か
ら減少していく場合、斜板傾転角の減少に伴って、スリ
ーブ１５が第１図の右方向に移動する。従って、スリー
ブ１５に固定された検出ロッド１５１も右方向に変位し
、最終的には第２図に示したような状態になる。すなわ
ち、ピストンスローフあるいは、斜板傾転角に対応して
変位するスリーブ１５の変位量を検出する。

検出ロツド１５１の変位量を電気信号に変える手段は、
図示しないが、例えば、差動トランス型変位計や電気抵
抗型変位計等の変位計を検出ロツド１５１の先端部に取
り付けて、例えば、スリップリングを利用するなどの方
法や、変位計を、例えば、圧縮機をエンジン等に取り付
けるためのブラケット等に固定して、検出ロッド１５１
の移動量を測定する方法もある。

本実施例によれば、ピストンストローク、あるいは、斜
板傾転角に対応して変位するスリーブの変位量を検出す
ることによって、検出手段が比較的簡単に構成でき、し
かも、確実にピストンストロークを間接的に検出するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ピストンストローク、あるいは、斜板
本体の傾転角に対応して主軸上を摺動するスリーブの変
位を、スリーブに固定した検出ロツドを主軸中心部を介
して圧縮機外部に取り比し、検出ロッドの変位を計測す
ることで、ピストンストロークを確実に計測することが
できる。その検出手段の構成を簡略化することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す可変容量斜
板式圧縮機の断面図、第３図は第１図及び第２図の■−
■線断面図を示す。 １２・・斜板本体、１３・・・主軸、１５・・・スリー
ブ、１７・・・スリーブピン、２１・・・ピストンサポ
ート、３１・・・ピストン、１５１・・・検出ロッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動力を入力されて回転する主軸と、前記主軸に軸
   方向に摺動可能に支承されるスリーブと、前記スリーブ
   に掛留して前記主軸に対して傾いた状態に取り付けられ
   て回転する斜板本体と、前記斜板本体に支承されて揺動
   運転するピストンサポートと、前記ピストンサポートに
   掛留してシリンダ内を往復運動するピストンにより構成
   され、前記斜板本体の傾転角を変えることにより容量制
   御をおこなう可変容量斜板式圧縮機において、 前記スリーブに検出ロツドを固定し、前記検出ロツドの
   変位量をピストンストロークとすることを特徴とする可
   変容量斜板式圧縮機。