JPH0474549B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車室内における冷房負荷の変化と対応
させてワツブルプレートのその揺動傾斜角を変化
させる事によつて圧縮容量を調整する事が出来る
様に設けられる揺動斜板型圧縮機、更に具体的に
はクランク室内の圧力が設定圧力に保持された状
態において同クランク室圧力と吸入室圧力との間
に生ずる差圧の変化を介してワツブルプレートの
揺動傾斜角を変化させる様に設けられる揺動斜板
型圧縮機において上記ワツブルプレートの揺動傾
斜角をコントロールするための機構、即ち、ワツ
ブルプレートの揺動傾斜角制御機構に関する。

〔従来の技術〕

一般に揺動斜板型圧縮機においては、複数個の
シリンダーボアが周方向に沿つて並列させて設け
られ、各シリンダーボア内に嵌挿されるピストン
をワツブルプレートの揺動を介して連続的に進退
させる事によつて圧縮作用を得る様に設けられ
る。そしてワツブルプレートは車室内の冷房負荷
の変化と対応させてその揺動傾斜角を変化させる
事が出来る様に設けられるのであるが、従来この
様な揺動斜板型の圧縮機においてワツブルプレー
トの揺動傾斜角を変化させる方法としては 第４図と第５図の両図面に表わす様にクラン
ク室ａと吸入チヤンバーｂ間を繋ぐ連通路ｃ
と、クランク室ａと吐出チヤンバーｄ間を繋ぐ
連通路ｅを設けると共に両連通路ｃ，ｅには
夫々コントロールバルブｆ，ｇを介在させて設
け、両コントロールバルブｆ，ｇを吸入圧力の
変化を介して選択的に開閉させる事によつてワ
ツブルプレートｈの揺動傾斜角を制御する方
法、即ち、車室内の冷房負荷が大きい状態にお
いてはクランク室ａ内のガスを吸入チヤンバー
ｂへ逃す事によつて大きな揺動傾斜角が得ら
れ、又車室内の冷房負荷が小さい状態において
はクランク室ａに対して吐出ガスを送り込む事
によつて小さな揺動傾斜角が得られる様にする
方法（米国特許第4428718号） 第６図と第７図の両図面に表わす様にクラン
ク室ｉと吐出チヤンバーｊ間は密封された状態
にある様に設ける一方、クランク室ｉと吸入チ
ヤンバーｋ間には逃し通路１を設けると共に同
逃し通路１にはコントロールバルブｍを介在さ
せて設け、同コントロールバルブｍを吸入圧力
の変化を介して作動させ、各シリンダーボアｎ
とピストンＯとの間に形成される隙間よりクラ
ンク室へ流入するブローバイガスのその吸入チ
ヤンバーｋへの逃し量をコントロールする事に
よつて、ワツブルプレートｐの揺動傾斜角を制
御する方法、即ち、車室内の冷房負荷が大きい
状態においてはブローバイガスの逃し量を多く
する事によつて大きな揺動傾斜角が得られ、又
車室内の冷房負荷が小さい状態においてはブロ
ーバイガスの逃し量を少なくする事によつて小
さな揺動傾斜角が得られる様にする方法（米国
特許第3861829号） が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかして上記の提案にあつては両コントロー
ルバルブｆ，ｇを開閉させる際にその一方のコン
トロールバルブ、即ちクランク室ａと吸入チヤン
バーｂ間を繋ぐ連通路ｃに介在させて設けられる
コントロールバルブ（中性弁）ｇが時間的に遅れ
を存して開閉する点、更に具体的には吐出チヤン
バーｄとクランク室ａとを繋ぐ連通路ｅ上に介在
するコントロールバルブ（高圧弁）ｆが閉作動、
即ち、弁座に当接状態となつた以後は連通路ｃ側
のコントロールバルブ（中圧弁）ｇを下降させる
に必要な力（ばね圧と吐出圧力Pdの合力に相当
する力）が作用しないと下降せず、第８図に表わ
す様に吸入圧力が変化しても吸入圧力Psとクラ
ンク室圧力Pcとの間に生ずる差圧が大きくなる
迄はコントロールバルブ（中圧弁）ｇには下方へ
の移動力が付与されずコントロールバルブ（中圧
弁）ｇが暫くの間開閉しない為に第９図に表わす
様に熱負荷（冷房負荷）の変化に対応して速やか
に圧縮容量を変化させる事が出来ないという不具
合を生ずる点に問題点を有する。

そして上記の提案にあつてはクランク室ｉの
容積に比較してクランク室ｉ内に流入するブロー
バイガスの流入量は僅かな量に過ぎないためにク
ランク室圧力を急激に上昇させる事が出来ない
点、即ち、大容量運転状態（100％稼動状態）よ
り小容量運転状態への切り替えがスムーズに得ら
れない点に第１の問題点を有する。又、シリンダ
ーボアｎとピストンＯ間に形成される隙間は同シ
リンダーボアｎとピストンＯの加工及び組み付け
精度により個々の圧縮機毎にばらつきを生じてい
るのが実状であるが、この様にシリンダーボアｎ
とピストンＯ間に形成される隙間が個々の圧縮機
毎に相違する事により、クランク室ｉ内に流入す
るブローバイガスの流入量が個々の圧縮機毎に違
う点、即ち、加工及び組み付け精度が良い圧縮機
においては充分なブローバイガスの流入量が確保
出来ない為にクランク室圧力を必要とする圧力迄
上昇させる事が出来ないという不具合を生ずる点
に第２の問題点を有する。

本発明は上記の様な問題点を解決するためにそ
の改善を試みたものであつて、ワツブルプレート
の揺動傾斜角を速やかに変化させる事が出来る様
にする点にその解決すべき問題点を有する。即
ち、本発明はクランク室と吸入チヤンバー間を逃
し通路（固定絞り孔）によつて繋ぐ一方、クラン
ク室と吐出チヤンバー間を吐出圧力の供給通路に
よつて繋ぐと共に同供給通路に介在させてコント
ロールバルブを設け、同コントロールバルブを吸
入圧力の変化を介して開閉させ、ワツブルプレー
トの揺動傾斜角を制御する事によつて上記の様な
問題点を解決する様にした事を特徴とするもので
あつて、その具体的な手段と作用は次の通りであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕 クランク室と吸入チヤンバーとを常時連通す
る通路を設ける。

吸入チヤンバーと連通する吸入圧力室と、吐
出チヤンバーと連通する吐出圧力室を対向配置
する。

吸入圧力室には伸縮性の隔膜で区画された設
定圧力室を設け、同設定圧力室には吸入圧力室
内の吸入圧と対向する方向に付勢するばねを介
装させる。

吐出圧力室には弁座を間に存してポートを区
画形成し、同ポートより供給通路を延設させて
その先端部がクランク室に臨む如く設けると共
に、上記伸縮性の隔膜に一端を連結させた弁杆
を延設し、その他端部を吐出圧力室内に臨ませ
るとともに同他端部には弁座と対向させて開閉
弁を取付ける。

〔作用〕 大容量運転状態 吸入圧力が設定圧力（大気圧＋ばね圧）より
も上回つた状態にある事により、その圧力差に
よつて伸縮性の隔膜は収縮した状態にある。そ
してこの様に伸縮性の隔膜が収縮した状態にあ
る事により、吐出圧力の供給通路は閉じられた
状態にある。即ち、クランク室は吸入圧力と略
同圧状態にあり、ワツブルプレートは大きな傾
斜角を存して揺動する状態にある。

小容量運転状態 吸入圧力が設定圧力（大気圧＋ばね圧）より
も下回つた状態にある事により、その圧力差に
よつて伸縮性の隔膜は伸長した状態にある。そ
してこの様に伸縮性の隔膜が伸長した状態にあ
る事により、吐出圧力の供給通路は開かれた状
態にある。即ち、クランク室に対して吐出圧力
が供給されクランク室圧力が上昇した状態にあ
り、ワツブルプレートは小さな傾斜角を存して
揺動する状態にある。

〔実施例〕

以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面に
ついて説明する。

第１図乃至第３図に表わす各図面において、１
はシリンダーブロツク、２はフロントハウジン
グ、３はリヤハウジングを示す。シリンダーブロ
ツク１は前後方向に延在させて円筒状に形成され
そのフロント側の一端にはフロントハウジング２
が被冠される一方、リヤ側の一端にはその間にバ
ルブプレート４を介在させてリヤハウジング３が
被冠される。そしてフロントハウジング２にはそ
の中心部に後述するドライブシヤフト１７の軸受
部５Ａが設けられる一方、リヤハウジング３には
吸入チヤンバー６と吐出チヤンバー７が環状の隔
壁８を介して同心円状に設けられる。即ち、吐出
チヤンバー７は中心部に位置して設けられ、吸入
チヤンバー６は同吐出チヤンバー７を囲繞する如
く外周部寄りに位置して設けられる。更に詳しく
は両チヤンバー６，７はバルブプレート４に開口
する吸入口９及び吐出口１０を介して後述するシ
リンダーボア１４の各圧縮室１５と連通する如く
設けられる。そして吸入口９には吸入弁１１が後
述するピストン１６の吸入行程を介して開閉する
如く設けられ、又、吐出口１０には吐出弁１２が
同じくピストン１６の圧縮行程を介して開閉する
如く設けられる。

又、シリンダーブロツク１のフロント側の一端
にはその中心部に前記軸受部５Ａと対峙させて軸
受部５Ｂが設けられると共に同軸受部５Ｂを中心
としてその外周部に複数個のシリンダーボア１４
が穿設される。そして各シリンダーボア１４には
リヤ側に圧縮室１５を存してピストン１６が進退
自在に嵌挿される。尚同圧縮室１５が吸入口９と
吐出口１０を介して吸入チヤンバー６及び吐出チ
ヤンバー７に対して選択的に連通する如く設けら
れる事は前述の通りである。

そして又、前記フロントハウジング２には上記
各シリンダーボア１４と連通させてクランク室１
３が設けられ、同クランク室１３には前記両軸受
部５Ａ，５Ｂ間に亘つて前述のドライブシヤフト
１７が横架される。そしてドライブシヤフト１７
のフロント側の一端にはラグプレート１８が同ド
ライブシヤフト１７と同行回転可能に軸架され
る。しかして同ラグプレート１８にはその中心部
に後述するスリーブ１９の当たり面１８ａが設け
られる一方、その周縁部にはドライブプレート２
０の当たり面１８ｂと、同ドライブプレート２０
の支持アーム１８ｃが180度の偏位角を存して設
けられる。そして同支持アーム１８ｃにはドライ
ブシヤフト１７を囲繞する如く環状に形成するド
ライブプレート２０がドライブシヤフト１７の長
手方向に沿つて揺動自在に支承される。更に詳し
くは支持アーム１８ｃ側には後述するワツブルプ
レート２１との連結部を中心点とする円弧を存し
て長孔２２が開口される一方、ドライブプレート
２０側には支持アーム１８ｃと対向させて延設す
るブラケツト２０ａの先端部にガイドピン２３が
横架され、同長孔２２とガイドピン２３の係合を
介してドライブシヤフト１７と一体に回転し乍ら
前後方向に揺動する事が可能な如く支承される。
又、同ドライブシヤフト１７には前述のスリーブ
１９がドライブプレート２０に連結させてスライ
ド自在に遊嵌される。即ち、同スリーブ１９は左
右一対の連結ピン２４，２４を介して上記ドライ
ブプレート２０に連結され、同ドライブプレート
２０の揺動と連動して前後方向にスライドする事
が可能な如く設けられる。そして同ドライブシヤ
フト１７にはスラスト軸受け２５を介して前述の
ワツブルプレート２１がその回転を規制された状
態にて揺動自在に支承される。しかして同ワツブ
ルプレート２１はドライブプレート２０と同様ド
ライブシヤフト１７を囲繞する如く環状に形成さ
れ、同ワツブルプレート２１と前記各ピストン１
６間はコンロツド２６によつて連結される。更に
詳しくは各ワツブルプレート２１とピストン１６
間は支持アーム１８ｃが各シリンダーボア１４と
対面する位置まで回転した状態において各ピスト
ン１６が上死点位置にある様に連結される。又、
シリンダーブロツク１にはクランク室１３と吸入
チヤンバー６間に延在させて固定逃し孔２７が穿
設され、同固定逃し孔２７によつてクランク室１
３と吸入チヤンバー６は相互に連通する如く設け
られる。

一方、リヤハウジング３にはコントロールバル
ブ２９が設けられ、同コントロールバルブ２９を
作動させる事によつて、クランク室１３の圧力制
御を行なう様に設けられる。即ち、コントロール
バルブ２９には吸入圧力室３０と吐出圧力室３１
が対峙させて設けられ、吸入圧力室３０は連通路
６′を介して吸入チヤンバー６と、又、吐出圧力
室３１は連通路７′を介して吐出チヤンバー７と
夫々連通する如く設けられる。そして吸入圧力室
３０には大気と連通する圧力室３２（以下「大気
圧力室３２」という）を存してベローズ３３が伸
縮自在に設けられる。更に具体的には同大気圧力
室３２は吸入圧力室３０の中心部分に設けられ、
ベローズ３３は同大気圧力室３２を囲繞する如く
設けられ、吸入圧と大気圧とを仕切るように設け
られている。又、同ベローズ３３にはばね３４が
介装され、常時は同ベローズ３３が伸長方向（吐
出圧力室３１方向）に付勢された状態にある様に
設けられる。一方、吐出圧力室３１には吸入圧力
室３０寄りの一端に弁座３５が設けられると共に
同弁座３５を介してポート３８が区画形成され
る。そして同ポート３８より吐出圧力の供給通路
３７が延設され、その先端部はクランク室１３に
臨む如く設けられる。又、前述のベローズ３３に
は弁杆３９の一端が連結されると共に同弁杆３９
は吐出圧力室３１方向に向けて延設され、その先
端部はポート３８及び弁座３５を貫通して吐出圧
力室３１内に臨む如く設けられる。そして同弁杆
３９の先端部には弁座３５と対応させて開閉弁３
６が進退自在に取り付けられる。即ち、同開閉弁
３６はベローズ３３の伸縮作用を介して開閉させ
る事が可能な如く設けられる。そして又、吐出圧
力室３１にはその一端を開閉弁３６に係合させて
ばね４０が介装され、同開閉弁３６を弁座３５方
向（閉じ方向）に付勢する事が可能な如く設けら
れる。

次にその作用について説明する。

圧縮機が運転を停止した状態においては、吸入
チヤンバー６内の圧力とクランク室１３内の圧力
は通常設定圧力（大気圧＋ばね３４の付勢力）よ
りも高い圧力でバランスした状態にある。そして
この様にクランク室１３と吸入チヤンバー６内が
設定圧力よりも高い状態にある事により、コント
ロールバルブ２９においてベローズ３３はその圧
力差（クランク室圧力＞大気圧＋ばね３４の付勢
力）により収縮した状態（弁座３５は開閉弁３６
によつて塞がれて吐出圧力室３１とクランク室１
３間を繋ぐ供給通路３７は閉じられた状態）にあ
る。即ち、クランク室１３は吸入チヤンバー６と
連通状態（吸入圧力状態に保持された状態）にあ
り、ドライブプレート２０において大きな傾斜角
が得られた状態にある。

そしてこの様に圧縮機が停止した状態におい
て、電磁クラツチの接続操作を介してエンジンの
駆動力をドライブシヤフト１７に伝達する事によ
つて、ドライブプレート２０が上記の様に停止状
態において保持された傾斜角を存して回転する。
即ち、各圧縮室１５においてピストン１６が大き
なストロークを存して進退する状態が得られる。
しかして、圧縮機の始動時においては一時的に吸
入圧力Psが急低下するのに伴いクランク室１３
内の圧力（クランク室圧力Pc）と吸入チヤンバ
ー６内の圧力（吸入室圧力Ps）との間に圧力差
が生じ、この圧力差によつてドライブプレート２
０が小さな傾斜角を存して揺動する状態、即ち、
ピストン１６が小さなストロークを存して進退す
る状態が一時的に得られるのであるが、その後
徐々にクランク室１３内の冷媒ガスが固定逃し孔
２７を経て吸入チヤンバー６に逃げる事によりそ
の圧力差は小さくなり、再びドライブプレート２
０が大きな傾斜角を存して揺動回転する状態が得
られる。即ち、各ピストン１６において大きなス
トロークを得る事が出来、此により最大容量にて
圧縮を行なう状態（100％稼動）が得られる。

そしてこの様な大容量運転状態が一定時間に亘
つて得られる事により、車室内が冷されてその冷
房負荷（エバポレータ負荷）が減少する事とな
る。そしてこの様に冷房負荷が減少するのに伴い
エバポレータより吸入チヤンバー６に送り込まれ
る冷媒ガスの圧力（吸入圧力Ps）が低下する事
となるのであるが、この吸入圧力Psが設定圧力
（大気圧＋ばね３４の付勢力）を下回るとその圧
力差によりベローズ３３が伸長し、同ベローズ３
３の伸長作用を介して開閉弁３６を開く状態が得
られる。そしてこの様に開閉弁３６が開かれる事
により吐出圧力室３１と供給通路３７が連通状態
となつて吐出ガスをクランク室１３内に送り込む
作用が得られる。そして又、この様にクランク室
１３内に吐出ガスが送り込まれ、同クランク室１
３内の圧力が上昇する事により各ピストン１６に
おいてそのストロークを小さくする作用、即ち、
ドライブプレート２０の傾斜角を小さくして圧縮
容量を少なくする作用が得られる。

そしてこの様に圧縮容量が減少するのに伴い吸
入圧力Psが上昇し、前述の様に上昇した状態に
あるクランク室圧力Pcと釣り合う状態が得られ
ると共にコントロールバルブ２９においては吸入
圧力Psが上昇した分だけ開閉弁３６の開き量
（弁座３５と開閉弁３６間に形成される開口面積）
が減少し、その分だけクランク室圧力Pcを低下
させる作用が得られる。

そして又、更に車室内の冷房負荷（エバポレー
タ負荷）が減少するのに伴い吸入圧力Psが低下
する事となるのであるが、この様に吸入圧力Ps
が低下する事により、コントロールバルブ２９に
おいて開閉弁３６の開き量を大きくする作用、即
ち、吸入圧力Psが低下した分だけ弁座３５と開
閉弁３６間に形成される開口面積を大きくする作
用が得られ、此によりクランク室圧力Pcを上昇
させる作用が得られる。そしてこの様にクランク
室圧力Pcが上昇する事により、吸入圧力Psがこ
のクランク室圧力Pcと釣り合う状態が得られる。
即ち、ワツブルプレート２１の傾斜角を更に小さ
くし、且つ、ピストン１６が更に短いストローク
にて進退する状態（小容量運転状態）が得られ
る。

一方、この様に小容量運転状態が得られた状態
において、車室内の冷房負荷（エバポレータ負
荷）が増大した場合には、上記とは逆に吸入圧力
Psの上昇、コントロールバルブ２９において開
閉弁３６の開き量（開口面積）減少、クランク室
圧力Pcの低下、圧縮容量の減少、吸入圧力Psの
低下の各作用を経て100％稼動の状態（大容量運
転状態）が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の様に構成されるものであつて、
クランク室と吸入チヤンバーとを常時連通する通
路を設ける一方、クランク室と吐出チヤンバー間
を吐出圧力の供給通路により連通させて設け、同
供給通路に介在させてコントロールバルブ（開閉
弁）を設けると共に同コントロールバルブ（開閉
弁）を吸入圧力の変化を介して開閉自在に設け、
冷房負荷が大きい状態においてはコントロールバ
ルブ（開閉弁）が閉じられてクランク室圧力が吸
入圧力と同圧状態にある様に設ける事によつて、
ワツブルプレートが大きな傾斜角を存して揺動す
る作用状態が用いられる様に設ける一方、冷房負
荷が小さい状態においてはコントロールバルブ
（開閉弁）が開かれてクランク室圧力に吐出圧力
が供給される事によつて、ワツブルプレートが小
さな傾斜角を存して揺動する作用状態が得られる
様に設けた事により、冷房負荷の変動に対応して
ワツブルプレートの揺動傾斜角を速やかに変化さ
せる事が出来るに至つた。特に本発明にあつては
単動のコントロールバルブ（開閉弁）によつてワ
ツブルプレートの揺動傾斜角を変化させる様にし
た事により、上記の様にコントロールバルブ（開
閉弁）の切り替え時にデツドポイントを生ずる事
無くスムーズに切り替える事が出来る事に加えて
構造が簡単で且つ、信頼性の高いワツブルプレー
トの揺動傾斜角制御機構を得る事が出来るに至つ
た。加えて、本発明にあつてはクランク室と吸入
チヤンバーが常時連通する状態において、吸入圧
力の変化を介して吐出圧力をクランク室に供給す
る様にした事により、クランク室圧力が異常上昇
するという不具合、即ち、クランク室内の各部位
に対して悪影響を与えるという不具合の発生を防
止する事が出来るに至つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る揺動斜板型圧縮機の全体
を表わす断面図、第２図と第３図はコントロール
バルブ部分の開閉作用状態を表わす断面図であ
る。第４図と第５図は従来構造を表わす図面であ
つて、第４図は揺動斜板型圧縮機の全体を表わす
断面図、第５図はコントロールバルブ部分の断面
図である。第６図と第７図は同じく従来構造を表
わす図面であつて、第６図は揺動斜板型圧縮機の
全体を表わす断面図、第７図はコントロール機構
の概略を表わす回路図である。又、第８図と第９
図は第６図と第７図に表わす従来構造の圧縮機の
作用（不具合）を表わすグラフ図である。 １……シリンダーブロツク、２……フロントハ
ウジング、３……リヤハウジング、４……バルブ
プレート、５Ａ，５Ｂ……軸受け部、６……吸入
チヤンバー、７……吐出チヤンバー、６′，７′…
…連通路、８……隔壁、９……吸入口、１０……
吐出口、１１……吸入弁、１２……吐出弁、１３
……クランク室、１４……シリンダーボア、１５
……圧縮室、１６……ピストン、１７……ドライ
ブシヤフト、１８……ラグプレート、１８ａ，１
８ｂ……当たり面、１８ｃ……支持アーム、１９
……スリーブ、２０……ドライブプレート、２０
ａ……ブラケツト、２１……ワツブルプレート、
２２……長孔、２３……ガイドピン、２４……連
結ピン、２５……スラスト軸受け、２６……コン
ロツド、２７……固定逃し孔、２９……コントロ
ールバルブ、３０……吸入圧力室、３１……吐出
圧力室、３２……大気圧力室、３３……ベロー
ズ、３４……ばね、３５……弁座、３６……開閉
弁、３７……供給通路、３８……ポート、３９…
…弁杆、４０……ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドライブシヤフトの軸方向に揺動可能に支承
   されたワツブルプレートを有し、前記ワツブルプ
   レートの傾斜角を制御してピストンのストローク
   量を制御することにより吐出容量を可変とする揺
   動斜板型圧縮機において、クランク室と吸入チヤ
   ンバーとを常時連通する通路を設ける一方、吸入
   チヤンバーと連通する吸入圧力室と、吐出チヤン
   バーと連通する吐出圧力室を対向配置し、吸入圧
   力室には伸縮性の隔膜で区画された設定圧力室を
   設け、同設定圧力室には吸入圧力室内の吸入圧と
   対向する方向に付勢するばねを介装させ、吐出圧
   力室には弁座を間に存してポートを区画形成し、
   同ポートより供給通路を延設させてその先端部が
   クランク室に臨む如く設けると共に、上記伸縮性
   の隔膜に一端を連結させた弁杆を延設し、その他
   端部を吐出圧力室内に臨ませるとともに同他端部
   には弁座と対向させて開閉弁を取付けて成る揺動
   斜板型圧縮機におけるワツブルプレートの揺動傾
   斜角制御機構。