JPH0617008Y2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は両頭ピストンを備えた可変容量型斜板式圧縮機
に関するものである。

（従来の技術） 回転軸に対して前後に揺動可能かつ回転軸との相対回転
可能に斜板を支持したいわゆるワッブル式圧縮機では斜
板の傾角が斜板収容室内の制御圧力と冷房負荷を反映す
る吸入圧とのピストンを介した差圧により変動し、この
傾角変動により冷房負荷に応じた吐出容量制御が行われ
る。斜板の揺動中心は斜板の回転半径方向に見たピスト
ンの往復動位置付近に設定されているためにピストンの
圧縮行程上死点が定位置に設定されることになり、小容
量側の制御限界、即ち最小容量を可及的に小さくするこ
とが可能である。斜板を収容するクランク室内の圧力は
容量制御弁機構を介して吐出室から流入する吐出圧相当
の冷媒ガス流量を調整することにより行われ、この流入
量調整によるクランク室内の圧力調整はクランク室の余
裕のある広さにより精度良く行われる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、斜板室内の制御圧力と吸入圧とのピスト
ンを介した圧力対抗により斜板の傾角を制御するワッブ
ル式圧縮機では１つのピストンに対して１つの圧縮室の
みしか対応し得ないため、回転軸と一体的に回転する斜
板及び両頭ピストンを備えた可変機能を持たない斜板式
圧縮機に比して冷房効率の劣性は否めない。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） そこで本考案では、冷媒ガスを導入する斜板室、前後一
対の吸入室、前後一対の吐出室及びこれら各室を接続す
る前後一対となる複数のシリンダボアをハウジング内に
区画形成すると共に、斜板室と前記両吸入室とを吸入通
路により接続し、前後両シリンダボア内に両頭ピストン
を往復動可能に収容するハウジング内に回転軸を回転可
能に収容支持すると共に、この回転軸には斜板を回転不
能かつその周縁側を中心として前後に揺動可能に支持
し、この揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定
すると共に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上
に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、斜板の回転
により往復駆動される両頭ピストンのリヤ側シリンダボ
アにおける圧縮行程上死点を定位置とした斜板式圧縮機
を対象としてこれにワッブル式圧縮機のような安定した
可変性能を持たせることを目的とし、前記ハウジング内
に回転軸と同軸上にかつリヤ側吸入室に隣接して容量制
御用の制御圧室を設けると共に、制御圧室と吐出圧領域
とを接続して吐出圧領域の冷媒ガスを制御圧室に導入
し、斜板を介してフロント側シリンダボア内の圧力と制
御圧室内の圧力とを対抗させるように、この制御圧室の
容積を変える摺動制御体を制御圧室内に介入すると共
に、前記斜板に摺動制御体を連係させ、制御圧室と吸入
圧領域とを接続通路で接続すると共に、この接続通路上
に容量制御弁機構を介在し、制御圧室と吐出圧領域との
間の接続通路上に多孔質材料からなる流量絞り部材を介
在した。

（作用） 即ち、両頭ピストンの往復動領域上のリヤ側シリンダボ
ア寄りに斜板の揺動中心を設定することにより、フロン
ト側シリンダボアにおける両頭ピストンの圧縮行程上死
点は斜板の傾角に応じて変動するが、リヤ側シリンダボ
アにおける圧縮行程上死点は斜板の傾角に関わりなく定
位置に規定され、斜板の傾角はリヤ側シリンダボア内の
圧力及び制御圧室内の圧力の総和圧とフロント側シリン
ダボア内の圧力との差圧に応じて変動する。容量制御弁
機構は制御圧室側から吸入圧領域側への冷媒ガス流量を
制御し、この流量制御により吐出圧相当の冷媒ガスを導
入する制御圧室内の圧力が制御される。圧縮機の大型化
回避により制御圧室の容積を十分にとれないことに起因
してこの制御圧室への吐出圧相当の冷媒ガス出入量が制
御圧室内の圧力変動に鋭敏に反映するが、多孔質材料か
らなる流量絞り部材の存在により制御圧室内に急激な圧
力変動が抑えられ、安定した容量制御が可能である。

（実施例） 以下、本考案を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

ハウジングを構成するシリンダブロック１の前後両端面
にはフロントハウジング２及びリヤハウジング３が接合
固定されており、フロントハウジング２及びシリンダブ
ロック１には回転軸４がフロント軸部４ａを介して回転
可能に支持されている。フロント軸部４ａの内端側には
リヤ軸部４ｂが連結体５，６を介して連結固定されてい
ると共に、連結体５，６にはガイド孔５ａ，６ａが形成
されており、リヤ軸部４ｂにはガイドブッシュ７がスラ
イド可能に嵌合されていると共に、リヤ軸部４ｂ先端と
ガイドブッシュ７内端との間には押圧ばね８が介在され
ている。

ガイドブッシュ７の基端部７ａは球面状に形成されてお
り、この球面部７ａには斜板９が回動可能に嵌合されて
いる。斜板９の前面にはブリッジ９ａが形成されてお
り、その中間部両側面にはピン９ｂ，９ｃが突設形成さ
れている。ブリッジ９ａは両連結体５，６間に挟入され
ていると共に、ピン９ｂは連結体５，６のガイド孔５
ａ，６ａに嵌入されており、これにより斜板９が吸入圧
領域である斜板室１ａ内で回転軸４と共に回転する。回
転軸４、斜板９及びガイドブッシュ７は、ピン９ｂとガ
イド孔５ａ，６ａとのガイド関係及び前後にスライド可
能なガイドブッシュ７に対する斜板９の回動可能関係を
もって互いに連結しており、これにより斜板９がガイド
ブッシュ７のスライドに伴って揺動可能であり、この揺
動中心Ｃが斜板９の周縁側に設定されている。

シリンダブロック１のフロント側及びリヤ側には複数の
シリンダボア１ｂ，１ｃ（本実施例では５つずつ）が斜
板９の回転に伴う揺動中心Ｃの回転軌跡上にて対応形成
されていると共に、フロント側シリンダボア１ｂの狭間
及びリヤ側シリンダボア１ｃの狭間には吸入通路１ｄ，
１ｅが形成されており、対応するフロント側シリンダボ
ア１ｂ及びリヤ側シリンダボア１ｃには両頭ピストン１
０が収容されている。各両頭ピストン１０と斜板９とは
シュー１１，１２を介して係合しており、両頭ピストン
１０が斜板９の回転に伴って揺動中心Ｃの回転軌跡位置
で前後に往復する。

シリンダブロック１と前後両ハウジング２，３との間に
はサイドプレート１３，１４及び弁形成プレート１５，
１６が介在されており、フロントハウジング２とサイド
プレート１３との間には吸入室１７が吸入弁１５ａを介
してフロント側吸入通路１ｄに接続するように区画形成
されていると共に、吐出室１８が吐出弁１９を介してサ
イドプレート１３と両頭ピストン１０との間のフロント
側圧縮室Ｐｆに接続するように区画形成されている。リ
ヤハウジング３とサイドプレート１４との間には吸入室
２０が吸入弁１６ａを介してリヤ側吸入通路１ｅに接続
するように区画形成されており、吐出圧領域である吐出
室２１が吐出弁２２を介してサイドプレート１４と両頭
ピストン１０との間のリヤ側圧縮室Ｐｒに接続するよう
に区画形成されている。そして、フロント側吐出室１８
とリヤ側吐出室２１とが吐出通路１ｆにより接続されて
いる。

両頭ピストン１０の往復動に伴って冷媒ガスが入口２３
から斜板室１ａへ入り、フロント側吸入通路１ｄ及びリ
ヤ側吸入通路１ｅ、フロント側吸入室１７及びリヤ側吸
入室２０を経てフロント側圧縮室Ｐｆ及びリヤ側圧縮室
Ｐｒへ吸入されて圧縮作用を受ける。そして、圧縮室Ｐ
ｆ，Ｐｒから吐出された冷媒ガスはフロント側吐出室１
８及びリヤ側吐出室２１、シリンダブロック１内の吐出
通路１ｆを経て出口３０から排出される。斜板９の揺動
中心Ｃは斜板９の周縁側に設定されていると共に、リヤ
側シリンダボア１ｃ寄りに設定されており、これにより
フロント側圧縮室Ｐｆにおける両頭ピストン１０の圧縮
行程上死点は斜板９の傾角に応じて変動するが、リヤ側
圧縮室Ｐｒにおける両頭ピストン１０の圧縮行程上死点
が第１図に示す定位置に規定される。

リヤ側吸入室２０内にはスプール形状の摺動区画体２４
が前後方向へスライド可能に嵌入されており、そのフラ
ンジ部２４ａによりリヤ側吸入室２０の一部が制御圧室
２０ａに区画形成されていると共に、シリンダブロック
１内に突出する筒部２４ｂがスラストベアリング２５及
びラジアルベアリング２６を介してガイドブッシュ７に
相対回転可能に支持されている。これにより制御圧室２
０ａ内の圧力がガイドブッシュ７、押圧ばね８及び斜板
９を介して斜板傾角を小さくする力と対抗する。

制御圧室２０ａと斜板室１ａとは管路２７、容量制御弁
機構２９及び管路２８を介して接続されており、管路２
７は容量制御弁機構２９の流入ポート２９ａの一方の接
続口２９ｄに接続されていると共に、管路２８は流出ポ
ート２９ｂに接続されている。流入ポート２９ａにはリ
ヤ側吐出室２１が管路３５を介して接続されており、管
路３５は流入ポート２９ａの他方の接続口２９ｅに接続
されている。そして、接続口２９ｅ内には多孔質材料か
らなる流量絞り部材３６が嵌入固定されており、リヤ側
吐出室２１から流入ポート２９ａへ流入する吐出圧相当
の冷媒ガス流量が適宜絞られるようになっている。流量
絞り部材３６は金属微粒子を円柱形状に焼結形成したも
のであり、その通過断面積及び長さが所望の冷媒ガス流
量を得る上で適切な値に設定されている。

容量制御弁機構２９の制御ポート２９ｃには入口２３に
接続された吸入管路３１が管路３２を介して接続されて
おり、流入ポート２９ａ側から流出ポート２９ｂ側への
冷媒ガス流量を制御する弁体３３は、この弁体３３を開
放方向に押圧付勢する押圧ばね３４及び大気圧の総和圧
と、吸入管路３１内の吸入冷媒ガス圧との圧力対抗によ
り吸入圧を設定値に維持するように駆動される。弁体３
３が下動されると制御圧室２０ａ内の吐出圧相当の冷媒
ガスの一部が斜板室１ａへ流入する。

吸入管路３１内の吸入圧が設定値よりも高い場合、即ち
冷房負荷が高い場合には弁体３３が閉塞側に移動してお
り、制御圧室２０ａ内の摺動区画体２４に対する吐出冷
媒ガスの作用が高まっている。これにより摺動区画体２
４が斜板傾角を小さくしようとする力に抗して第１図に
示すように左方側に押圧保持され、斜板９が大きく傾
く。従って、前後圧縮室Ｐｆ，Ｐｒにおける圧縮容量が
大きい値となって大容量運転が行われ、吸入圧は低下す
る。吸入管路３１内の吸入圧が設定値よりも低くなった
場合、即ち冷房負荷が低い場合には弁体３３が開放側に
移動しており、制御圧室２０ａ内の摺動区画体２４に対
する吐出冷媒ガスの作用が低下している。これにより摺
動区画体２４が第３図に示すように右方側に保持され、
斜板９の傾角が小さくなる。従って、前後圧縮室Ｐｆ，
Ｐｒにおける圧縮容量が小さい値となって小容量運転が
行われ、吸入圧は上昇する。

本実施例ではこのような圧力制御を行なうための制御圧
室２０ａは圧縮機の大型化回避の観点からリヤ側吸入室
２０を区画して形成されており、小容積となっている。
そのため、リヤ側吐出室２１から流入ポート２９ａ側へ
の冷媒ガス流量が多い場合には制御圧室２０ａ内の圧力
が急激に変動し、安定した容量制御を行なうことができ
ない。そこで、本実施例では流入ポート２９ａの接続口
２９ｅ内に流量絞り部材３６を介在してリヤ側吐出室２
１から流入ポート２９ａ側への吐出圧相当の冷媒ガス流
量を絞っており、これにより制御圧室２０ａ内の急激な
圧力変動が回避される。

急激な圧力変動を回避して安定した容量制御をもたらし
得る流量絞り部材３６を多孔質材料で形成したことによ
り、流量絞り部材３６の通過断面積及びその長さを適宜
設定すれば所望の絞り性能を得ることができ、この絞り
性能の設定は通常の細孔形状の絞り用通過断面積設定に
比して容易にかつ精度良く達成できる。即ち、細孔形状
の絞り加工はかなり困難であって加工上の精度低下が避
けられず、このような低い加工精度は冷房負荷を反映す
る吸入圧と制御圧室２０ａ内の制御圧との対応精度を大
きく低下させる。しかしながら、多孔質材料からなる流
量絞り部材３６はその通気性能に起因して比較的大きな
体積単位で使用することになり、それ故に絞り性能を左
右する流量絞り部材３６の通過断面積及び長さの加工精
度が細孔加工に比して大幅に高まる。従って、吸入圧と
制御圧室２０ａ内の制御圧との対応精度は高水準に保た
れ、制御圧室２０ａの小容積構成にも関わらず容量制御
はワッブル式圧縮機と同様に安定して行われる。しか
も、流量絞り部材３６の加工容易性により加工コストに
関しても有利である。

第４図のグラフにおける横軸原点は斜板９の最大傾角、
即ち最大容量に対応する位置に設定されており、同図に
破線で示す曲線Ｃ１は吐出容量（％表示）を示す。圧縮
行程上死点一定のリヤ側圧縮室Ｐｒでは斜板９の傾角に
関わりなく吐出を伴う実質的な圧縮が行われるが、フロ
ント側圧縮室Ｐｆにおいては吐出容量曲線Ｃ１上の特異
点に対応する摺動区画体２４の変位位置Ｌから小容量側
では実質的な吐出を伴わない圧縮及び膨張が行われる。
曲線Ｃ２は制御圧室２０ａ内における必要な制御圧を示
し、この制御圧は多孔質材料からなる流量絞り部材３６
の絞り作用及び容量制御弁機構２９の流量制御により得
られる。なお、変位位置Ｌと原点との間の制御圧力曲線
Ｃ２は押圧ばね８の作用により補正された部分であり、
押圧ばね８の作用を除けば変位位置Ｌと原点との間の制
御圧は鎖線で示す曲線Ｃ３となる。

本考案は勿論前記実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば第５図及び第６図に示すように容量制御弁機
構として電磁三方弁３７を用い、吸入圧情報に基づいて
デューティ比制御を行なうようにしてもよい。第５図及
び第６図の各実施例ではハウジング４１内の押圧ばね３
８により下方へ付勢されているコア３９の下端には弁体
４０が止着されており、吸入圧領域に接続される流出ポ
ート３７ａ側を開閉し得るようになっている。制御圧室
に接続される流入ポート３７ｂ、吐出圧領域に接続され
る制御ポート３７ｃ及び流出ポート３７ａはハウジング
４１内で接続しており、第５図では多孔質材料からなる
流量絞り部材３６が制御ポート３７ｃ内に嵌入されてい
る。第６図では流量絞り部材３６が流入ポート３７ｂ内
に嵌入されている。これら各実施例いずれにおいても前
記実施例と同様の安定した容量制御が可能である。

さらに本考案は流量絞り部材の多孔質材料としてセラミ
ックスを採用することも可能である。

考案の効果 以上詳述したように本考案は、両頭ピストンのリヤ側圧
縮室における圧縮行程上死点を定位置とした可変容量型
斜板式圧縮機の吐出圧領域と制御圧室とを接続する通路
上に多孔質材料からなる流量絞り部材を介在したので、
細孔形状の絞り加工では得られない加工容易性のもとに
高い精度でもって所望の絞り性能を得ることができ、こ
れにより冷房効率を高めつつワッブル式圧縮機と同様に
安定した容量制御を達成し得るという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案を具体化した一実施例を示し、第１
図は圧縮機及び容量制御弁機構の側断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は小容量運転状態を示す
側断面図、第４図は制御圧及び吐出容量の変動を示すグ
ラフ、第５図及び第６図はいずれも容量制御弁機構とし
て用いた電磁三方弁を示す縦断面図である。 ハウジングを構成するシリンダブロック１、吸入圧領域
となる斜板室１ａ、吐出圧領域となる吐出室２１、ハウ
ジングを構成するフロントハウジング２及びリヤハウジ
ング３、回転軸４、斜板９、両頭ピストン１０、制御圧
室２０ａ、摺動制御体としての摺動区画体２４、容量制
御弁機構２９、容量制御弁機構としての電磁三方弁３
７、流量絞り部材３６、揺動中心Ｃ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒ガスを導入する斜板室、前後一対の吸
   入室、前後一対の吐出室及びこれら各室を接続する前後
   で一対となる複数のシリンダボアをハウジング内に区画
   形成すると共に、斜板室と前記両吸入室とを吸入通路に
   より接続し、前後両シリンダボア内に両頭ピストンを往
   復動可能に収容するハウジング内に回転軸を回転可能に
   収容支持すると共に、この回転軸には斜板を相対回転不
   能かつその周縁側を中心として前後に揺動可能に支持
   し、この揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定
   すると共に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上
   に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、斜板の回転
   により往復駆動される両頭ピストンのリヤ側シリンダボ
   アにおける圧縮行程上死点を定位置とした斜板式圧縮機
   において、前記ハウジング内に回転軸と同軸上にかつリ
   ヤ側吸入室に隣接して容量制御用の制御圧室を設けると
   共に、制御圧室と吐出圧領域とを接続して吐出圧領域の
   冷媒ガスを制御圧室に導入し、斜板を介してフロント側
   シリンダボア内の圧力と制御圧室内の圧力とを対抗させ
   るように、この制御圧室の容積を変える摺動制御体を制
   御圧室内に介入すると共に、前記斜板に摺動制御体を連
   係させ、制御圧室と吸入圧領域とを接続通路で接続する
   と共に、この接続通路上に容量制御弁機構を介在し、制
   御圧室と吐出圧領域との間の接続通路上に多孔質材料か
   らなる流量絞り部材を介在した可変容量型斜板式圧縮
   機。