JPH07317658A

JPH07317658A - 斜板型コンプレッサ

Info

Publication number: JPH07317658A
Application number: JP6130917A
Authority: JP
Inventors: Motohiko Ueda; 元彦上田; Mikio Matsuda; 三起夫松田; Mitsuo Inagaki; 稲垣　　光夫
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】始動時の駆動力を軽減して負荷急増によるエ
ンジンショック等の発生を防止する。【構成】回転軸１と一体に回転する斜板部１１と、該
斜板部１１に基端を摺動可能に当接せしめ、回転軸周囲
に等間隔で配設されて、斜板部１１の回転に伴って往復
動する複数のピストン３と、これらピストン３を収納す
るシリンダ室４ａを形成したハウジング４と、各ピスト
ン３の後退動に伴い各シリンダ室４ａ内に流体を吸入す
る吸入ポート４１１と、各ピストンの前進動に伴い各シ
リンダ室４ａより流体を圧縮吐出する吐出ポート４４１
と、各シリンダ室４ａ間を連通する気体流路４１１，５
１と、気体流路４１１，５１を開閉するスプール弁５
と、回転軸１の回転初期にスプール弁５を開放作動せし
め、その後スプール弁５を漸次閉鎖せしめる圧力室４ｂ
とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は斜板型コンプレッサに関
し、特に始動時の駆動負担の軽減を図ったコンプレッサ
の構造改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】斜板型コンプレッサは回転する斜板を有
し、該斜板に複数のピストン部材の基端を摺動可能に当
接せしめて、斜板の回転に伴いピストン部材を往復動せ
しめて流体を圧縮吐出するもので、コンパクトな形状で
効率的な流体圧縮が可能であり、車両クーラの冷媒コン
プレッサ等として多用されている。

【０００３】ところで、かかるコンプレッサを車両エン
ジンで始動すると、エンジン負担が急増するために乗員
がショックの如き不快感を感じることがある。そこで例
えば特開平１−２７１６７３号公報には、可変容量式の
斜板型コンプレッサにおいて、始動時には斜板をほぼ直
立姿勢にしてピストンの前後動とこれに伴う圧縮作動を
停止して、車両エンジンの負担急増を防止するものが提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、斜板の姿勢が
固定された定容量式のコンプレッサにおいても、簡易な
構造で始動時の駆動力軽減を実現することが求められて
いた。

【０００５】そこで、本発明はかかる要請に鑑みたもの
で、始動時の駆動力を軽減して負荷急増によるエンジン
ショック等の発生を効果的に防止できる斜板型コンプレ
ッサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成では、回
転軸１と一体に回転する斜板１１と、該斜板１１に基端
を摺動可能に当接せしめ、回転軸周囲に等間隔で配設さ
れて、斜板１１の回転に伴って往復動する複数のピスト
ン部材３と、これらピストン部材３を収納するシリンダ
室４ａを形成したハウジング４と、各ピストン部材３の
後退動に伴い各シリンダ室４ａ内に流体を吸入する吸入
ポート４１１と、各ピストン部材３の前進動に伴い各シ
リンダ室４ａより流体を圧縮吐出する吐出ポート４４１
と、上記各シリンダ室４ａ間を連通する気体流路４１
１，５１と、気体流路４１１，５１を開閉する弁部材５
と、上記回転軸１の回転初期に上記弁部材５を開放作動
せしめ、その後上記弁部材５を漸次閉鎖せしめる弁操作
手段６とを具備している。

【０００７】請求項２の構成では、上記弁部材５は、回
転軸１と同心に軸方向へ前後動自在に設けられたスプー
ル弁であり、該スプール弁５の外周全周に形成した溝５
１と、各シリンダ室４ａに開口する通孔４１１とにより
上記気体流路を構成し、上記弁操作手段６は回転軸の回
転初期に上記スプール弁５を所定位置に移動せしめてそ
の溝５１により上記各通孔４１１間を連通せしめるよう
になす。

【０００８】請求項３の構成では、上記各通孔４１１は
吸入ポートを兼ねており、上記スプール弁５は回転軸１
に、その軸方向へ移動可能かつ一体に回転するように結
合され、かつ上記スプール弁５には、上記溝５１より軸
方向へ離れた位置に、一端がハウジング４の吸気穴４３
１に連通し、他端がスプール弁５外周の周方向の所定角
度範囲に開口する吸気路５２が形成され、上記溝５１と
通孔４１１の連通が断たれたスプール弁５の移動位置に
て、上記吸気路５２が吸入行程にある上記各シリンダ室
４ａの通孔４１１に連通するようになす。

【０００９】請求項４の構成では、上記弁操作手段６
を、スプール弁５を一方向へ付勢するバネ部材６１と、
回転軸１に結合されて回転するポンプ６２と、ポンプ６
２により吸気ないし排気されてスプール弁５を上記バネ
部材６１のバネ力に抗して移動せしめる圧力室４ｂとで
構成する。

【００１０】請求項５の構成では、上記ピストン部材３
を両頭式となして、回転軸１の中間位置に設けた上記斜
板１３を挟んで軸方向の両側に上記各シリンダ室４ａを
設けてある。

【００１１】

【作用】請求項１の構成において、斜板の回転に伴い各
ピストン部材は往復動し、これに応じて各シリンダ室に
流体が吸入され、あるいは各シリンダ室より流体が圧縮
吐出される。この場合、斜板の径方向対称位置にある各
シリンダ室は一方が吸入行程にあり、他方が圧縮行程に
ある。そこで、弁操作手段により回転軸の回転初期に弁
部材を開放作動せしめると、各シリンダ室間が気体流路
で連通せしめられ、圧縮行程にある一方のシリンダ室よ
り吐出された流体はそのまま吸入行程にある他方のシリ
ンダ室へ吸引される。これにより、コンプレッサは圧力
系への吐出を停止し、各ピストン部材は殆ど駆動力を要
することなく作動可能となって、回転軸の回転開始時の
駆動負担が軽減される。その後、漸次弁部材を閉鎖する
と、各シリンダ室の連通が断たれ、コンプレッサは圧力
系への吐出を開始する。これに伴い、回転軸の駆動負担
は漸次増大する。かくして、コンプレッサ作動開始時の
駆動負担の急増が避けられ、車両エンジンのショック発
生等が防止される。

【００１２】請求項２〜４の構成においては、上述した
コンプレッサの作動開始時の駆動負担の軽減が、さらに
簡易な構成で実現される。

【００１３】請求項５の構成においては、軸方向の前後
位置にシリンダ室を設けたコンプレッサにも本発明を適
用することができる。

【００１４】

【実施例１】図１において、１は図示しない電磁クラッ
チを介して車両エンジンの回転駆動力を受ける回転軸で
あり、円柱を斜めに切った形状の斜板部１１を有する。
コンプレッサハウジング４は、前方のケーシング４２と
シリンダブロック４１を有し、これらの間に組み込まれ
たラジアルベアリング４２１とスラストベアリング４２
２によって上記回転軸１を回転自在に支持している。

【００１５】回転軸１の斜板部１１上にはスラストベア
リング７１１を介してワッブルプレート７１が設けてあ
る。上記ワッブルプレート７１は、回転軸１の旋回に伴
い軸直方向で揺動運動のみを行うように、ボール７２に
その中心開口が嵌装されるとともに開口周縁部がかさ歯
車７３に噛合している。

【００１６】３は圧縮を行うためのピストンで、ワッブ
ルプレート７１の揺動によって往復運動を行うようにピ
ストンロッド３１でワッブルプレート７１と連結され、
シリンダブロック４１の周方向を７等分する位置（図３
参照）に形成されたピストンシリンダ４ａ内に挿入され
ている。シリンダブロック４１の端面にはバルブシート
４４、板状吐出弁４４２、弁ストッパ４４３が配置さ
れ、これらはケーシング４３とともにシリンダブロック
４１に７本のボルト４５で連結されている．

【００１７】６２は弁操作手段６を構成する公知構造の
トロコイドポンプで、回転軸１の斜板部１１より上記ボ
ール７２を貫通して後方へ延びるロッド部１２に固定さ
れ、回転軸１と一体に回転して、シリンダブロック４１
内にスプール弁５により区画形成された圧力室４ｂの冷
媒ガスを斜板室４ｃへ排気する。

【００１８】上記スプール弁５には、外周全周に切欠き
溝５１（図２、図３）が形成されるとともに、該溝５１
より軸方向へ離れた位置に、スプール弁５の一端面に開
口する吸入路５２が形成されている（図２）。この吸入
路５２は、ケーシング４３に設けた吸気穴４３１に通じ
る吸入室４ｄと、シリンダ室４ａ壁に設けた吸入ポート
４１１とを、各シリンダ室４ａの吸入行程でのみ連通さ
せるように約１８０°の角度範囲に形成されている（図
４）。なお、スプール弁５は回転軸１のロッド部１２に
キー結合されて、ロッド部１２と一体に回転し、かつス
トッパ１２１（図２）に当接するまでの間で前後に摺動
自在としてある。

【００１９】上記スプール弁５とトロコイドポンプ６２
間の圧力室４ｂ内にはコイルバネ６１が配設されて、ス
プール弁５を図１に示す如く、上記ストッパ１２１に当
接した後端位置へ押しやっており、この状態では、上記
溝５１が各シリンダ室４ａの吸入ポート４１１上に位置
している。

【００２０】図１において、４２３は圧縮機内部の冷媒
ガスを外に漏らさないための軸封部材で、サークリップ
４２４でケーシング４２に固定されている。

【００２１】上記構成のコンプレッサの作動を以下に説
明する。回転軸１が回転すると斜板部１１は回転を伴う
揺動を行い、ワッブルプレート７１はかさ歯車７３とボ
ール７２の作用で回転を伴わない揺動運動を行う。ワッ
ブルプレート７１の揺動に伴い、ロッド３１を介して各
シリンダ室４ａ内でピストン３が往復直線動を開始す
る。これと同時に回転軸１のロッド部１２と嵌合したト
ロコイドポンプ６２とスプール５が回転するが、スプー
ル弁５はコイルバネ６１で既述の如く後方のストッパ１
２１に押しつけられているから、各吸入ポート４１１上
にスプール弁５の溝５１が位置して（図５（１））、吸
入行程と圧縮行程にある各シリンダ室４ａが互いに連通
せしめられる。これにより、圧縮行程にある各シリンダ
室４ａより押し出される冷媒ガスは、吸入ポート４１１
と溝５１を経て吸入行程にある各シリンダ室４ａへ自由
に流入し、圧縮作用は行われない。かくして、各ピスト
ン５は殆ど駆動力を要することなく移動し、回転軸１の
回転開始時の駆動負担が軽減される。

【００２２】回転軸１の回転が続行すると、一体に回転
するトロコイドポンプ６２は圧力室４ｂ内の冷媒ガスを
斜板室４ｃへ排出し、これ伴って圧力室４ｂの圧力が次
第に低下する。この圧力低下により、図５（２）に示す
ように、スプール弁５はコイルバネ６１のばね力に抗し
て次第に前進（図の左方）せしめられ、吸入行程にある
シリンダ室の吸入ポート４１１上にスプール弁の上記吸
気路５２が漸次移動してくる。吸気路５２は既述の如く
スプール弁５の半周にのみ形成されて、圧縮行程にある
シリンダ室４ａ側には存在しないから、こちら側では各
シリンダ室４ａの吸入ポート４１１は漸次閉鎖される。
これにより、吐出ポート４４１の吐出弁４４２を開いて
圧力系への圧縮吐出が開始され、回転軸１の駆動負担が
次第に増大する。

【００２３】トロコイドポンプ６２により更に圧力室の
排気が進行すると、スプール弁５はさらに前進して、そ
の吸気路５２が吸気行程にある各シリンダ室４ａの吸入
ポート４１１に完全に一致する（図５（３））ととも
に、排気行程にある各シリンダ室の吸気ポート４１１は
完全に閉鎖される。これにより、コンプレッサは通常の
圧縮吐出作用を開始し、回転軸１の駆動負担は通常の大
きさになる。

【００２４】かくして、電磁クラッチが接続されてから
圧力室４ｂの圧力が下がるりきるまでの間に、エンジン
の負荷トルクは滑らかに増大することになり、コンプレ
ッサ接続時のショック等の発生が回避される。なお、電
磁クラッチが遮断されて回転軸１が停止すると、圧力室
４ｂに斜板室４ｃから冷媒ガスが流れ込んでスプール弁
５を再び後方へ押し戻す。

【００２５】

【実施例２】本発明は両頭ピストンを使用して、その両
側にそれぞれシリンダ室を形成したコンプレッサにも適
用することができる。図６において、電磁クラッチを介
して自動車エンジンの回転力を受ける回転軸１には、中
間位置に斜板１３が一体結合してある。この回転軸１は
２つのシリンダブロック４１Ａ，４１Ｂに組み込まれた
ラジアルベアリング４１２，４１３およびスラストベア
リング４１４，４１５によって回転自在に支持されてい
る。

【００２６】３は両先端にピストンを持つ両頭ピストン
であり，シリンダブロック４１Ａ，４１Ｂの周方向を５
等分する位置（図７）に形成されたシリンダ室４ａ内に
挿入されている。この両頭ピストン３は，上記斜板１３
の旋回に伴う揺動を一対の半球形状のシュー３２を介し
て受け、シリンダブロック４１Ａ，４１Ｂのシリンダ室
４ａ内で往復運動する。シリンダブロック４１Ａ，４１
Ｂの軸方向前後の両端面にはバルブシート４４、吐出弁
４４２、弁ストッパ４４３が配置され，これらはケーシ
ング４２，４３とともに５本の通しボルト４５でシリン
ダブロック４１Ａ，４１Ｂに締結されている。

【００２７】５Ａ，５Ｂは上記実施例１と同一構造のス
プール弁で、上記回転軸１とキー結合されて、一体的に
回転するとともに軸方向へは移動可能となっている。６
１はコイルバネで、各スプール弁５Ａ，５Ｂを外方へ押
圧し、回転軸１に取り付けたサークリップ１４がスプー
ル弁５Ａ，５Ｂのストッパになっている。６２はトロコ
イドポンプで、空間４ｄの冷媒ガスを回転軸１の軸心に
設けた流路１５を経て、スプール弁５Ａ，５Ｂの背後の
圧力室４ｂに送り、その内圧を増大せしめる。なお、各
スプール弁５Ａ，５Ｂは、既に実施例１で説明したよう
に、外周に切欠き溝５１と吸入路５２を有している。

【００２８】上記構造において、回転軸１が停止してい
る場合には、スプール弁５Ａ，５Ｂはコイルバネ６１に
よってサークリップ１４に押し付けられており、この状
態では、前後の吸入ポート４１１上には各スプール弁５
Ａ，５Ｂの溝５１が位置して、各シリンダ室４ａを互い
に連通している。回転軸１が回転を開始すると、斜板１
３は回転を伴う揺動を行い、シュー３２を介して両頭ピ
ストン３をシリンダ室４ａ内で往復運動させる。これと
同時に回転軸１と結合したトロコイドポンプ６２とスプ
ール弁５Ａ，５Ｂが回転するが、スプール弁５Ａ，５Ｂ
はコイルバネ６１で後方に押しつけられているため，吸
入ポート４１１上には溝５１があり、コンプレッサの圧
縮作動は行われない。

【００２９】トロコイドポンプ６２は回転軸１の回転に
伴い、空間４ｄの冷媒ガスをスプール弁５Ａ，５Ｂ背後
の圧力室４ｂへ送り出し、その内圧を上昇させる。これ
により、次第にスプール弁５Ａ，５Ｂはバネ６１の付勢
力に抗して前進せしめられ、これにより、吸入ポート４
１１上に吸入路５２が現れて冷媒の吸入圧縮が開始され
る。

【００３０】かかる構造によっても、上記実施例１と同
様に、電磁クラッチ接続時のショックが解消される。

【００３１】

【実施例３】上記実施例２の構造に代えて、図８に示す
如く、回転軸１の軸心に摺動可能に設けたプッシュロッ
ド１６により両スプール弁５Ａ，５Ｂを結合し、トロコ
イドポンプ６２により昇圧せしめられるスプール弁５Ｂ
背後の圧力室４ｂにより両スプール弁５Ａ，５Ｂを同方
向へ移動せしめるようにしても、上記実施例２と同様の
効果がある。なお、この場合、スプール弁５Ａ，５Ｂ
は、溝５１と吸入路５２の形成位置を同じにしておく。

【００３２】上記各実施例では、スプール弁と回転軸の
結合をキー結合によっているが、この他にスプライン結
合などの前後方向の移動が自在なものでも代用できる。
また、スプール弁を移動せしめるポンプにトロコイドポ
ンプを用いているが、ベーン型のようなロータリポンプ
を用いても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上の如く、本発明の斜板型コンプレッ
サによれば、定容量コンプレッサにおける始動初期の駆
動負荷の急増を効果的に抑えて、駆動源たる車両エンジ
ン等のショック発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるコンプレッサの全体
縦断面図である。

【図２】スプール弁の縦断面斜視図である。

【図３】コンプレッサの横断面図である。

【図４】コンプレッサの横断面図である。

【図５】コンプレッサの作動を説明するスプール弁部の
拡大斜視図である。

【図６】本発明の実施例２におけるコンプレッサの全体
縦断面図である。

【図７】コンプレッサの横断面図である。

【図８】本発明の実施例３におけるコンプレッサの全体
縦断面図である。

【符号の説明】

１回転軸１１斜板部（斜板）３ピストン（ピストン部材）４ハウジング４ａシリンダ室４ｂ圧力室４１１吸入ポート（通孔）４３１吸気穴４４１吐出ポート５スプール弁（弁部材）５１溝（気体流路）５２吸気路６弁操作手段６１コイルバネ（バネ部材）６２トロコイドポンプ（ポンプ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０４Ｂ 49/02 ３２１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸と一体に回転する斜板と、該斜板
に基端を摺動可能に当接せしめ、回転軸周囲に等間隔で
配設されて、斜板の回転に伴って往復動する複数のピス
トン部材と、これらピストン部材を収納するシリンダ室
を形成したハウジングと、各ピストン部材の後退動に伴
い上記シリンダ室内に流体を吸入する吸入ポートと、各
ピストン部材の前進動に伴い上記シリンダ室より流体を
圧縮吐出する吐出ポートと、上記各シリンダ室間を連通
する気体流路と、気体流路を開閉する弁部材と、上記回
転軸の回転初期に上記弁部材を開放作動せしめ、その後
上記弁部材を漸次閉鎖せしめる弁操作手段とを具備する
斜板型コンプレッサ。
【請求項２】上記弁部材は、回転軸と同心に軸方向へ
前後動自在に設けられたスプール弁であり、該スプール
弁の外周全周に形成した溝と、各シリンダ室に開口する
通孔とにより上記気体流路を構成し、上記弁操作手段は
回転軸の回転初期に上記スプール弁を所定位置に移動せ
しめてその溝により上記各通孔を連通せしめるようにな
した請求項１記載の斜板型コンプレッサ。
【請求項３】上記各通孔は吸気ポートを兼ねており、
上記スプール弁は回転軸に、その軸方向へ移動可能かつ
一体に回転するように結合され、かつ上記スプール弁に
は、上記溝より軸方向へ離れた位置に、一端がハウジン
グの吸気穴に連通し、他端がスプール弁外周の周方向の
所定角度範囲に開口する吸気路が形成され、上記溝と通
孔の連通が断たれたスプール弁の移動位置にて、上記吸
気路が吸気行程にある上記各シリンダの通孔に連通する
ようになした請求項２記載の斜板型コンプレッサ。
【請求項４】上記操作手段を、スプール弁を一方向へ
付勢するバネ部材と、回転軸に結合されて回転するポン
プと、ポンプにより吸気ないし排気されてスプール弁を
上記バネ部材のバネ力に抗して移動せしめる圧力室とで
構成した請求項２または３記載の斜板型コンプレッサ。
【請求項５】上記ピストン部材を両頭式となして、回
転軸の中間位置に設けた上記斜板を挟んで軸方向の両側
に上記各シリンダ室を設けた請求項１ないし４のいずれ
かに記載の斜板型コンプレッサ。