JPH0666251A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御弁の検知圧力を変更することにより、より
高回転まで容量制御を可能にする。 【構成】クランク室５内の圧力を制御して斜板１８の傾
斜角とともにピストン２６のストークを調節して吐出容
量を制御する可変容量型斜板式圧縮機において、クラン
ク室５内の圧力を制御する制御弁３０の検知圧室を、吸
入弁３２により開閉される検圧路４０、４１を介してボ
ア１ａと連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調などに用いて
好適な可変容量型斜板式圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の可変容量型斜板式圧縮機（以下、単
に圧縮機という）として、例えば図５に示すものが知ら
れている。この圧縮機は、軸心と平行な複数のボア５１
ａを有するシリンダブロック５１を備え、該シリンダブ
ロック５１の前端にはクランク室５２を形成してフロン
トハウジング５３が接合されるとともに、その後端には
弁板５４を介し吸入室５５及び吐出室５６を形成してリ
ヤハウジング５７が接合されている。フロントハウジン
グ５３には、クランク室５２を貫通し軸封室５８を介し
て駆動軸５９が回転自在に支承されており、この駆動軸
５９には回転支持体６０及びスリーブ６１を介して斜板
６２が傾動可能に支持されている。なお、回転支持体６
０とフロントハウジング５３との間にはスラスト軸受け
６９が介装されている。斜板６２には揺動板６３がスラ
スト軸受６４を介して回転規制状態に取付けられてお
り、この揺動板６３にはシリンダブロック５１の各ボア
５１ａ内に配設されたピストン６５がピストンロッド６
６を介して係留されていることにより、揺動板６３の傾
斜角に応じてピストン６５がボア５１ａ内で往復動可能
となされている。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸５９の回転運動が
斜板６２を介して揺動板６３の揺動運動に変換され、ピ
ストン６５がボア５１ａ内で往復動することにより、吸
入室５５から弁板５４の吸入ポート７０を介してボア５
１ａ内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ弁板５４の
吐出ポート７１を介して吐出室５６へ吐出される。な
お、吸入ポート７０及び吐出ポート７１は、それぞれ吸
入リード弁７２及び吐出リード弁７３により、ピストン
６５の往復動に応じて開閉される。そして、クランク室
５２内の圧力とボア５１ａ内の吸入圧力との差圧に応じ
てピストン６５のストロークが変動し、揺動板６３の傾
斜角が変化することにより吐出容量が制御される。つま
り、クランク室５２内の圧力が高まりピストン６５に作
用する背圧が高まると、揺動板６３の傾斜角が小さくな
って吐出容量が減少され、逆にクランク室５２内の圧力
が低下しピストン６５に作用する背圧が低下すると、揺
動板６３の傾斜角が大きくなって吐出容量が増大され
る。なお、クランク室５２内の圧力は、リヤハウジング
５７の後端突出部内に配設された制御弁６７により吸入
室５５内の吸入圧力に基づいて制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記制御弁
６７の検知圧室は検圧通路７４を介して吸入室５５と連
通され、吸入室５５内の吸入圧力が検知圧力として導入
される。そして、この検知圧力に応じて、供給通路７
５、７６を介する吐出室５６からクランク室５２への吐
出圧力の供給を制御することにより、クランク室５２内
の圧力を制御している。例えば、上記検知圧力が設定値
よりも下がって吐出容量を小さくする必要が生じたとき
は、制御弁６７が供給通路７５、７６を開放して吐出室
５６内の圧力をクランク室５２内に供給し、これにより
クランク室５２内の圧力を高くして揺動板６３の傾斜角
を小さくしている。

【０００５】しかし、吸入ポート７０を流れる冷媒ガス
の流量は、主に吸入ポート７０の流路断面積に応じた抵
抗により限界がある。このため、圧縮機の大容量運転時
に、圧縮機の回転数の増大に伴い吸入ポート７０を流れ
る冷媒ガスの流量が臨界流量に到達すると、吸入室５５
内の圧力が低下しなくなり、制御弁６７が検知すべき制
御信号の変化が得られなくなる。この一方で、ピストン
６５等の往復慣性力は、回転数の増大に伴って揺動板６
３の傾斜角を大きくする方向に働く。したがって、圧縮
機の高速回転かつ大容量運転時においては、本来揺動板
６３の傾斜角を小さくして小容量となるべき制御に反し
て、上記慣性力により揺動板６７の傾斜角が大きくなっ
て大容量となってしまい、これを契機に容量の制御不能
を来すという問題がある。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、上記制御弁の検知圧力を変更することにより、よ
り高回転域まで容量制御を可能にすることを解決すべき
技術課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本第
１発明の圧縮機は、制御弁が吸入行程時のボア内圧力を
検知圧力として作動すべく構成したことを特徴とする。
また、上記課題を解決する本第２発明の圧縮機は、制御
弁の検知圧室が吸入弁により開閉される検圧路を介して
ボアと連通されていることを特徴とする。

【０００８】また、上記課題を解決する本第３発明の圧
縮機は、制御弁の検知圧室が、ボアの上死点付近に開口
しその途中に逆止弁を備え、かつ、逆止弁と検知圧室と
の間に絞りを介して吸入室と連通するバイパスを備えた
検圧路を介して、前記ボアと連通されていることを特徴
とする。また、上記課題を解決する本第４発明の圧縮機
は、制御弁の検知圧室が吸入ポートに開口する検圧路を
介してボアと連通されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】圧縮機における吸入室内の圧力は、主に吸入ポ
ートの流路断面積に応じた抵抗により、大容量での高速
回転時には吸入ポートの臨界流量の影響を受け、ボア内
の圧力変化に応じて変化しなくなる。しかし、本第１発
明の圧縮機にあっては、ピストンの吸入行程時のボア内
圧力を直接検知圧力とし、該検知圧力に応じてクランク
室内の圧力を変化させて斜板の傾斜角とともにピストン
ストロークを調節して吐出容量を制御するようにしたも
のである。このため、大容量かつ高速回転で運転され吸
入室圧力が変化しなくなってもボア内圧力は低下し、吸
入室内の圧力を検知圧力とする従来のものと比べて、高
回転域まで容量制御が可能となる。

【００１０】本第２発明の圧縮機にあっては、制御弁の
検知圧室が吸入弁により開閉される検圧路を介してボア
と連通されているので、ピストンの吸入行程では検圧路
が連通し、圧縮行程では検圧路が遮断される。つまり、
ピストンの吸入行程時のみ、吸入弁が検圧路を開放する
ことにより、ボア内の圧縮行程時の高圧力が検知圧室に
導入され誤動作することが防止される。このため、ボア
内での低圧側の圧力変化のみを制御弁での制御信号の変
化として正確にとらえることができ、高回転域まで容量
制御が可能となる。

【００１１】本第３発明の圧縮機にあっては、制御弁の
検知圧室が、ボアの上死点付近に開口しその途中に逆止
弁を備えた検圧路を介して、ボアと連通されている。こ
の逆止弁は、ボア内圧力と制御弁の検知圧室内の圧力と
の差圧に応じて開閉する。なお、このボア内圧力と制御
弁の検知圧室内の圧力との差圧は、ピストンの吸入又は
圧縮行程時のボア内圧力の低下又は増大に伴って生ず
る。つまり、逆止弁は、ピストンの吸入又は圧縮行程に
伴って開閉し、これによりボアと制御弁の検知圧室とが
連通又は遮断される。そして、ピストンの吸入行程時
に、ボア内圧力の低下に伴って逆止弁が開けば、制御弁
の検知圧室とボアとが連通し、吸入行程時のボア内の吸
入圧力が検知圧室に導入される。このため、ボア内での
低圧側の圧力変化を制御弁での制御信号の変化として正
確にとらえることができ、高回転域まで容量制御が可能
となる。なお、検圧路は、逆止弁と検知圧室との間に、
絞りを介して吸入室と連通するバイパスを備えている
が、この絞りによるリーク量は僅かなものであり、バイ
パスを介する吸入室から検知圧室へのリークは、通常の
運転時においては上記容量制御に影響を及ぼすものでは
ない。つまり、検知圧室内の圧力が低くなりすぎて逆止
弁が開かなくなるような事態となったときに、吸入室か
ら検知圧室へリークさせることにより、同事態が回復さ
れる。

【００１２】本第４発明の圧縮機にあっては、制御弁の
検知圧室が吸入ポートに開口する検圧路を介してボアと
連通されているので、ピストンの吸入行程時に吸入弁が
開くと、検圧路を介して吸入ポート内の吸入圧力が制御
弁の検知圧室に導入される。この吸入ポート内の吸入圧
力は、吸入室内の圧力と比べ、吸入行程時にボア内の圧
力変化に応じてより低圧に変化する。このため、吸入室
内の圧力を検知圧力とする従来のものと比べて、ボア内
での圧力変化を制御弁での制御信号の変化として正確に
とらえることができ、高回転域まで容量制御が可能とな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。 （実施例１）本実施例に係る圧縮機の一部切欠き断面図
を図１に示し、要部断面図を図２に示す。図において、
１は軸心と平行な複数のボア１ａを有するシリンダブロ
ックであって、該シリンダブロック１の前端にはフロン
トハウジング２が接合されるとともに、その後端にはリ
ヤハウジング３が弁板４を介して接合されている。シリ
ンダブロック１とフロントハウジング２とによって形成
されるクランク室５には駆動軸６が貫通して配設されて
おり、駆動軸６はシリンダブロック１及びフロントハウ
ジング２にラジアル軸受７、８を介して回転自在に支承
されている。

【００１４】ラジアル軸受７の前方側でフロントハウジ
ング２と駆動軸６との間には軸封室２ａが形成されてお
り、該軸封室２ａにはフロントハウジング２と駆動軸６
との間に形成される隙間を封止する封止部材９が配設さ
れている。クランク室５内の駆動軸６には、駆動軸６を
囲繞する如く形成された回転支持体１３が固着されてお
り、回転支持体１３の前面側はスラスト軸受１４を介し
てフロントハウジング２の前壁面に相対回転自在に支持
されている。この回転支持体１３は、後面側に延出した
支持アーム１５を有するとともに、該支持アーム１５と
軸対称となる位置には回転安定性を維持するようにカウ
ンタウエイト１６が形成されている。支持アーム１５の
先端部に貫設された長孔１５ａにはピン１７がスライド
可能に嵌入されており、該ピン１７には斜板１８が傾動
可能に連結されている。

【００１５】回転支持体１３の後端に隣接して駆動軸６
にはスリーブ２０が遊嵌され、該スリーブ２０の左右両
側に突設された枢軸２０ａ（一方のみ図示）が斜板１８
の図示しない係合孔に嵌入されて、該斜板１８は枢軸２
０ａの周りを揺動し得るように支持されている。この斜
板１８には、スラスト軸受２２等を介して揺動板２３が
相対回転可能に支持されている。揺動板２３の下方部に
は、ガイドピン２４が径方向へ相対移動可能に嵌挿され
ており、その球状先端部２４ａがフロントハウジング２
内周に軸方向に沿って形成されたガイド溝２５と係合す
ることにより揺動板２３は自転が拘束されている。この
揺動板２３には、シリンダブロック１の各ボア１ａ内に
配設されたピストン２６がピストンロッド２７を介して
係留されており、揺動板２３の傾斜角に応じてピストン
２６がボア１ａ内で往復動可能となっている。

【００１６】リヤハウジング３内には、吸入室２８と吐
出室２９とが形成されるとともに、制御弁３０が配設さ
れている。また弁板４の両側面には、シリンダブロック
１側に吸入弁３２が配設され、リヤハウジング３側に吐
出弁３４が配設されている。図示しない冷凍回路と連通
する吸入室２８内の冷媒ガスは弁板４の吸入ポート３１
及び吸入弁３２を介してボア１ａ内に供給され、ボア１
ａ内でピストン２６によって圧縮された冷媒ガスは弁板
４の吐出ポート３３及び吐出弁３４を介して吐出室２９
に吐出され、さらに図示しない冷凍回路へと送り出され
るようになっている。なお、吸入弁３２の開弁度はシリ
ンダブロック１に刻設された切欠溝１ｂにより規制さ
れ、吐出弁３４の開弁度はリテーナ３５により規制され
ている。

【００１７】弁板４及びリヤハウジング３には、図２に
も示すように、ボア１ａ内で吸入弁３２により開閉可能
な位置に開口する検圧通路４０が形成されており、この
検圧通路４０は検圧管路４１を介して制御弁３０の検知
圧室に通じている。またリヤハウジング３には吐出室２
９と制御弁３０とを連通する供給通路４２が形成され、
この供給通路４２及び供給管路４３を介して吐出室２９
とクランク室５とが制御弁３０で開閉可能に連通されて
いる。

【００１８】以上のように構成された圧縮機において、
駆動軸６の回転に伴って回転支持体１３とともに斜板１
８が回転すると、各ピストン２６と係留された揺動板２
３が斜板１８に対して周方向に摺動して揺動運動するこ
とにより、各ピストン２６がボア１ａ内で往復動し、こ
れにより吸入室２８から弁板４の吸入ポート３１を介し
てボア１ａ内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮さ
れつつ弁板４の吐出ポート３３を介して吐出室２９へ吐
出される。そして、クランク室５内の圧力とボア１ａ内
の吸入圧力との差圧に応じてピストン２６のストローク
が変動し、揺動板２３の傾斜角が変化することにより吐
出容量が制御される。

【００１９】上記クランク室５内の圧力は、リヤハウジ
ング３内に配設された制御弁３０により冷房負荷に基づ
いて制御される。つまり、制御弁３０が検知する検知圧
力が設定値よりも低くなり、吐出容量を小さくする必要
が生じた場合には、制御弁３０が供給通路４２及び供給
管路４３を開放して吐出室２９内の吐出圧力をクランク
室５内に供給する。これにより、クランク室５内の圧力
が高まってピストン２６に作用する背圧が高まるので、
揺動板２３の傾斜角が小さくなって吐出容量が減少され
る。一方、制御弁３０が検知する検知圧力が設定値より
も高くなり、吐出容量を大きくする必要が生じた場合に
は、制御弁３０が供給通路４２及び供給管路４３を閉鎖
するとともに、吸入室２８とクランク室５とを連通する
図示しない逃がし通路により、クランク室５内の圧力が
低下してピストン６に作用する背圧が低下するので、揺
動板２３の傾斜角が大きくなって吐出容量が増大され
る。

【００２０】そして、本実施例の圧縮機では、制御弁３
０の検知圧室が検圧通路４０及び検圧管路４１を介して
ボア１ａと連通され、上記検圧通路４０は吸入弁３２に
よる吸入ポート３１の開閉と相まって開閉されるように
なっている。このため、ピストン２６の吸入行程で吸入
弁３２が開くと、検圧通路４０及び検圧管路４１を介し
てボア１ａ内の吸入圧力が制御弁３０の検知圧室に導入
される。このピストン２６の吸入行程におけるボア１ａ
内の吸入圧力は、ボア１ａの容積変化に応じて忠実に変
化し、これは高回転数域においても同様である。このた
め、圧縮機の大容量かつ高速回転運転時においても、ボ
ア１ａ内の吸入圧力は変化し、制御弁３０の検知圧室で
の制御信号の変化として正確に検知することができ、可
変容量の確実な制御が可能となる。

【００２１】（実施例２）図３の要部断面図に示す本実
施例に係る圧縮機は、検圧通路４０をボア１ａの上死点
付近に開口するようにシリンダブロック１に形成し、こ
の検圧通路４０と制御弁３０の検知圧室とを連通する検
圧管路４１の途中に逆止弁４２を配設し、この逆止弁４
２と制御弁３０との間の検圧管路４１にリーク管路（バ
イパス）４３を設けたこと以外は、上記実施例１と同様
の構成である。

【００２２】上記リーク管路４３は、絞り手段４４を介
して吸入室２８に通じている。また、この絞り手段４４
によるリーク量は僅かなものであり、リーク管路４３を
介する吸入室２８から制御弁３０の検知圧室へのリーク
は、通常の運転時においては以下に示す容量制御に影響
を及ぼすものではない。つまり、上記リーク管路４３及
び絞り手段４４は、制御弁３０の検知圧室内の圧力が低
くなりすぎて逆止弁４２が開かなくなるような事態とな
ったときに、吸入室２８から検知圧室へリークさせるこ
とにより同事態を回復するために講じられた手段であ
る。なお、高速回転の連続運転から急激に低速回転に運
転変更された場合などに、このような事態が生じると考
えられる。

【００２３】本実施例の圧縮機においても、制御弁３０
の検知圧室が検圧通路４０及び検圧管路４１を介してボ
ア１ａと連通されている。検圧管路４１の途中に配設さ
れた逆止弁４２は、ボア１ａ内圧力の低下又は増大に伴
って生じる、ボア１ａ内圧力と制御弁３０の検知圧室内
の圧力との差圧に応じて開閉する。つまり、逆止弁４２
は、ピストン２６の吸入又は圧縮行程に伴って開閉し、
これによりボア１ａと制御弁３０の検知圧室とが連通又
は遮断される。そして、ピストン２６の吸入行程時に、
ボア１ａ内の圧力低下に伴って逆止弁４２が開けば、制
御弁３０の検知圧室とボア１ａとが連通し、吸入行程時
のボア１ａ内の吸入圧力が検知圧室に導入される。この
ため、ボア１ａ内での圧力変化を制御弁３０での制御信
号の変化として正確にとらえることができ、高回転域ま
で容量制御が可能となる。 （実施例３）図４の要部断面図に示す本実施例に係る圧
縮機は、検圧通路４０が吸入ポート３１内に開口するよ
うにリヤハウジウグ３及び弁板４に形成すること以外
は、上記実施例１と同様の構成である。

【００２４】本実施例の圧縮機においても、制御弁３０
の検知圧室が検圧通路４０及び検圧管路４１を介して吸
入ポート３１と連通されており、ピストン２６の吸入行
程で吸入弁３２が開くと、検圧通路４０及び検圧管路４
１を介して吸入ポート３１内の吸入圧力が制御弁３０の
検知圧室に導入される。この吸入ポート３１内の吸入圧
力は、吸入室２８内の圧力と比べれば、高回転域におい
てもボア１ａ内の圧力変化に応じて変化する。このた
め、吸入室２８内の圧力を検知圧力とする従来のものと
比べて、ボア内での圧力変化を制御弁での制御信号の変
化として正確にとらえることができ、高回転域まで容量
制御が可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機
は、ボア内の容積変化のみに基づくボア内の圧力変化
を、又は同ボア内の圧力変化により近い圧力変化を、制
御弁の検知圧力として吐出容量を制御するものであるか
ら、圧縮機の容量や回転数による影響を受け難い確実な
容量制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る圧縮機の一部切欠き断
面図である。

【図２】上記圧縮機の要部断面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る圧縮機の要部断面図
である。

【図４】本発明のさらに他の実施例に係る圧縮機の要部
断面図である。

【図５】従来の圧縮機の一部切欠き断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック １ａ…ボア ２…フロン
トハウジング ５…クランク室 ６…駆動軸 １８…斜板 ２６…ピストン ２８…吸入室 ２９…吐出
室 ３１…吸入ポート ３２…吸入弁 ４０…検圧
通路 ４１…検圧管路 ４２…逆止弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心と平行な複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの一端にクランク室を
   形成して連結されたハウジングと、前記クランク室内を
   貫通し前記ハウジングに回転自在に支承された駆動軸
   と、該駆動軸と共動する斜板に連係されて前記ボア内を
   往復動するピストンと、該ピストンの往復動により前記
   ボアと各ポート及び各弁手段を介して選択的に連通する
   吸入室及び吐出室と、前記クランク室内の圧力を制御す
   る制御弁とを備え、該制御弁により前記クランク室内の
   圧力を変化させて前記斜板の傾斜角とともにピストンス
   トロークを調節して吐出容量を制御するようにした可変
   容量型斜板式圧縮機において、 前記制御弁が吸入行程時のボア内圧力を検知圧力として
   作動すべく構成したことを特徴とする可変容量型斜板式
   圧縮機。
2. 【請求項２】軸心と平行な複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの一端にクランク室を
   形成して連結されたハウジングと、前記クランク室内を
   貫通し前記ハウジングに回転自在に支承された駆動軸
   と、該駆動軸と共動する斜板に連係されて前記ボア内を
   往復動するピストンと、該ピストンの往復動により前記
   ボアと各ポート及び各弁手段を介して選択的に連通する
   吸入室及び吐出室と、前記クランク室内の圧力を制御す
   る制御弁とを備え、該制御弁により前記クランク室内の
   圧力を変化させて前記斜板の傾斜角とともにピストンス
   トロークを調節して吐出容量を制御するようにした可変
   容量型斜板式圧縮機において、 前記制御弁の検知圧室は、前記吸入弁により開閉される
   検圧路を介して前記ボアと連通されていることを特徴と
   する可変容量型斜板式圧縮機。
3. 【請求項３】軸心と平行な複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの一端にクランク室を
   形成して連結されたハウジングと、前記クランク室内を
   貫通し前記ハウジングに回転自在に支承された駆動軸
   と、該駆動軸と共動する斜板に連係されて前記ボア内を
   往復動するピストンと、該ピストンの往復動により前記
   ボアと各ポート及び各弁手段を介して選択的に連通する
   吸入室及び吐出室と、前記クランク室内の圧力を制御す
   る制御弁とを備え、該制御弁により前記クランク室内の
   圧力を変化させて前記斜板の傾斜角とともにピストンス
   トロークを調節して吐出容量を制御するようにした可変
   容量型斜板式圧縮機において、 前記制御弁の検知圧室は、前記ボアの上死点付近に開口
   しその途中に逆止弁を備え、かつ、該逆止弁と検知圧室
   との間に絞りを介して吸入室と連通するバイパスを備え
   た検圧路を介して、前記ボアと連通されていることを特
   徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
4. 【請求項４】軸心と平行な複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの一端にクランク室を
   形成して連結されたハウジングと、前記クランク室内を
   貫通し前記ハウジングに回転自在に支承された駆動軸
   と、該駆動軸と共動する斜板に連係されて前記ボア内を
   往復動するピストンと、該ピストンの往復動により前記
   ボアと各ポート及び各弁手段を介して選択的に連通する
   吸入室及び吐出室と、前記クランク室内の圧力を制御す
   る制御弁とを備え、該制御弁により前記クランク室内の
   圧力を変化させて前記斜板の傾斜角とともにピストンス
   トロークを調節して吐出容量を制御するようにした可変
   容量型斜板式圧縮機において、 前記制御弁の検知圧室は、前記吸入ポートに開口する検
   圧路を介して前記ボアと連通されていることを特徴とす
   る可変容量型斜板式圧縮機。