JPH076504B2

JPH076504B2 - 可変容量型斜板式圧縮機

Info

Publication number: JPH076504B2
Application number: JP62298630A
Authority: JP
Inventors: 新一鈴木; 久雄小林; 好司岡本; 功都築
Original assignee: 株式会社豊田自動織機製作所
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH01138382A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）本発明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可変容量圧縮
機では斜板の傾角が斜板室圧力と負荷を反映する吸入圧
力との差圧により変動し、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。しかも、斜板の揺動
中心がピストンの圧縮行程上死点が定位置となるように
設定されているために、小容量側の制御限界を最小容量
まで可及的に小さくすることが可能である。しかしなが
ら、この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ないため、両頭ピストンを
備えた斜板式圧縮機に比して冷房効率の劣性は否めな
い。

両頭ピストン型の圧縮機の冷房効率を兼ね備えた可変容
量型圧縮機が特開昭58−162782号公報に開示されてい
る。この圧縮機では斜板が回転軸と一体的に回転可能か
つ前後に揺動可能に支持されており、この斜板の傾角が
冷房負荷を反映する吸入圧情報に基づいて制御されるよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、斜板の揺動中心が回転軸上の固定位置に
設定されているため、両頭ピストンの圧縮行程上死点が
前後両圧縮室のいずれにおいても斜板傾角に応じて変動
し、斜板傾角が零より大きい小容量側の圧縮作用領域で
も実質的な圧縮を行なうことができない。即ち、斜板傾
角が小さくなるにつれて圧縮室内の冷媒ガス吐出残量が
増大し、この残量ガスが吸入行程で再膨張して吸入量が
減少してしまうことにより吐出を伴わない圧縮及び膨張
が繰り返されるだけの状態となり、制御可能な冷房負荷
範囲がワッブル式圧縮機のレベルに達し得ないという不
都合がある。

発明の構成（問題点を解決するための手段）そこで本発明では、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、斜板室と前後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を対象と
し、前記リヤ側吸入室内に制御圧室を区画形成する摺動
区画体を介在し、制御圧室内には吐出圧相当の冷媒ガス
を導入すると共に、斜板及び摺動区画体を介してフロン
ト側及びリヤ側シリンダボア内の圧力による斜板揺動力
と制御圧室内の圧力とを対抗させ、制御圧室とフロント
側吸入室とを接続すると共に、この接続通路上に容量制
御弁機構を介在し、フロント側吸入室と斜板室とを接続
する吸入通路上には逆止弁機構を介在した。

（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、斜板の
傾角が変動する場合にもリヤ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が定位置に規定される。斜
板の傾角はフロント側シリンダボア内の圧力による斜板
揺動力と制御圧室内の圧力との差圧に応じて変動し、吐
出圧相当の冷媒ガスを導入する制御圧室内の圧力は容量
制御弁機構により制御される。容量制御弁機構は制御圧
室側からフロント側吸入室側への冷媒ガス流量を制御し
て吸入圧を一定値に維持する。制御圧室内の冷媒ガスが
吸入圧に応じてフロント側吸入室へ流入し、フロント側
吸入室へ流入した冷媒ガスの圧力は斜板室に接続する通
路を開閉する逆止弁機構の作用によりフロント側シリン
ダボア側にのみ作用する。従って、制御圧室内の圧力が
低下すると共に、フロント側吸入室内の圧力が上昇し、
この圧力変動により斜板が傾角減少方向、即ち小容量側
へ押圧される。これによりワッブル式圧縮機と同程度に
最小容量を抑えることができ、制御可能な冷房負荷範囲
を拡大することができる。

（実施例あ以下、本発明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、この球面状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が両側方へ突設するように嵌
着されている。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5a,6aに嵌
入されており、これにより斜板９が斜板室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10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の回転に伴って前後に往復
動する。

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、フ
ロント側吐出室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、
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。

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Pf,Prから吐出された
冷媒ガスはフロント側吐出室18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20a内の圧力がガイド
ブッシュ７、押圧ばね８及び斜板９を介してフロント側
圧縮室Pf内の圧力及びリヤ側圧縮室Pr内の圧力により生
じる斜板揺動力と対抗する。

制御圧室20aとリヤ側吐出室21とは管路27により接続さ
れており、管路27の途中には絞り部27aが設けられてい
る。絞り部27aと制御圧室20aの間の管路27には管路28が
接続されており、管路28の途中には容量制御弁機構29が
介在されている。制御圧室20aは容量制御弁機構29の流
入ポート29aに接続されていると共に、フロント側吸入
室17は流出ポート29bに接続されており、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
続されている。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、弁体33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吸入圧に応じて
フロント側吸入室17へ流入する。制御圧室20a内の冷媒
ガスを導入されるフロント側吸入室17と各フロント側吸
入通路1dとの間には逆止弁35が介在されており、フロン
ト側吸入室17内の冷媒ガスが斜板室1a側への逆流を阻止
されるようになっている。

吸入管路31内の吸入圧が設定値ｐ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24がフ
ロント側圧縮室Pf内の圧力、リヤ側吸入室20内の圧力及
び押圧ばね８の作用圧に抗して第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、吸入圧が設定値ｐに向けて低下する。
吸入管路31内の吸入圧が設定値ｐよりも低い場合、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は圧縮容量が小さ
い値となって小容量運転が行われ、吸入圧が設定値ｐに
向けて上昇する。

斜板９の傾角が減少方向へ向かう場合、即ち制御圧室20
a内の圧力が減少方向に向かう場合にはフロント側吸入
室17へ流入する吐出圧相当の冷媒ガスの量が増え、フロ
ント側圧縮室Pf内の圧力が上昇する。第４図に鎖線で示
す曲線C1は押圧ばね８の作用及びフロント側圧縮室Pf内
の前記上昇圧力作用を除いた場合の制御圧室20a内の圧
力変動を示す。横軸は摺動区画体24の変位位置を示し、
原点は斜板９の最大傾角、即ち最大容量に対応する位置
に設定されている。曲線C1は小容量側では設定吸入圧ｐ
を示す直線Ｄ以下となってしまうが、これは吸入圧によ
る小容量側での制御不能領域を示し、小容量側の制御限
界、即ち最小容量が変位位置L1に止まらざるを得ない。

押圧ばね８の作用及びフロント側圧縮室Pf内の上昇圧力
作用を考慮した制御圧室20a内の圧力変動は曲線C2で示
される。曲線C3は吐出容量を示し、曲線C3上の特異点に
対応する摺動区画体24の変位位置Ｌと原点との間の圧力
変動曲線C2は押圧ばね８により補正された部分であり、
変位位置Ｌから小容量側における圧力変動曲線C2は前記
上昇圧力作用により補正された部分である。変位位置Ｌ
から小容量側では曲線C2がフロント側圧縮室Pfにおける
圧力上昇により押し上げられ、制御不能領域はほぼ無く
なる。従って、最小容量をほぼ０とすることができ、ワ
ッブル式圧縮機と同等の制御可能な冷房負荷範囲を得る
ことができる。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば容量制御弁機構として電磁弁を採用し、吸入
圧情報に基づいて電磁弁の開閉制御を行なうようにした
り、フロント側吸入通路内に逆止弁機構を設けたり、あ
るいは前記実施例における吐出弁19及び逆止弁35の代わ
りに吐出弁及び逆止弁を型抜き形成した弁形成プレート
を用いたりする等の実施例も可能である。

発明の効果以上詳述したように本発明は、両頭ピストンのリヤ側圧
縮室における圧縮工程死点を定位置とした可変容量型斜
板式圧縮機のフロント側圧縮室内にのみ吐出圧相当の冷
媒ガス圧を導入可能に構成したので、容量制御に必要な
最低制御圧を吸入圧以上に高めることができ、これによ
りワッブル式圧縮機と同程度の最小容量を得ることがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明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で
ある。ハウジングを構成するシリンダブロック１、同じくフロ
ントハウジング２及びリヤハウジング３、フロント側吸
入通路1d、回転軸４、斜板９、両頭ピストン10、フロン
ト側吸入室17、リヤ側吸入室20、制御圧室20a、摺動区
画体24、容量制御弁機構29、逆止弁機構を構成する逆止
弁35、フロント側圧縮室Pf、揺動中心Ｃ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒ガスを導入する斜板室、前後一対の吸
入室、前後一対となる複数個の吐出室及びこれら各室を
接続する前後一対のシリンダボアをハウジング内に区画
形成すると共に、前後両吸入室を吸入通路により斜板室
に接続し、前後両吐出室を吐出通路により冷媒ガスを排
出する圧縮機出口に接続し、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一
方の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、容量制御用の制御圧室を設け
ると共に、この制御圧室の容積を変える摺動制御体を介
し、制御圧室内には吐出圧相当の冷媒ガスを導入すると
共に、摺動制御体の反制御圧室面には吸入圧力が作用す
るように構成し、斜板及び摺動制御体を介して冷媒ガス
圧縮により生じる斜板揺動力と制御圧室内の圧力とを対
抗させ、制御圧室とフロント側吸入室とを接続すると共
に、この接続通路上に容量制御弁機構を介在し、フロン
ト側吸入室と斜板室とを接続する吸入通路上には逆止弁
機構を介在した可変容量型斜板式圧縮機。