JPH11173262A - 可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の機能回復が容易で構成が簡単な可変
容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを提供する。 【解決手段】 吸入室１３にヒータ６１を設け、ピスト
ンストローク量が零の状態から熱負荷が大きくなったと
きにヒータ６１を発熱させるとともに、吸入制御弁３０
及び逆止弁６０によって吸入口３ａからエバポレータ８
０並びに吸入室１３からクランク室８への冷媒ガスの流
出を阻止し、吸入室１３内の圧力を上昇させ、斜板１０
の傾斜角度が迅速に大きくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は可変容量型斜板式
クラッチレスコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量型斜板式圧縮機として、
複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、
シリンダボア内を摺動可能なピストンと、回転軸の回転
をピストンの往復運動に変換する動力伝達部材とを備え
るものがある。

【０００３】この可変容量型斜板式圧縮機によれば、熱
負荷に応じてピストンのストローク量が変わり、吐出容
量が変化する。

【０００４】ところで、車載用の可変容量型斜板式圧縮
機としては、電磁クラッチのオン・オフ時のショックが
ないクラッチレス構造のものが好ましいが、クラッチレ
ス構造にするためには、吐出容量を「０」にする必要が
ある。

【０００５】例えば、可変容量型斜板式クラッチレスコ
ンプレッサでは、吸入圧に応じて斜板の傾斜角度が変化
してピストンのストロークが変わり、吐出量が増減す
る。

【０００６】この可変容量型斜板式クラッチレスコンプ
レッサによれば、構造上、斜板の傾斜角度をゼロ（駆動
軸に対して直角の状態）にして、ストローク量をゼロに
し、最小吐出容量をゼロにすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この可変容量
型斜板式クラッチレスコンプレッサの場合、ストローク
量がゼロの状態を維持する構造が複雑であり、またスト
ローク量がゼロの状態から復帰（圧縮機の機能回復）さ
せるには、大きな力が得られる油圧ポンプ等を利用して
斜板の傾きを大きくする方向へ斜板を押さなければなら
ず、構造が複雑になる。

【０００８】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は圧縮機の機能回復が容易で構成が
簡単な可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の可変容量型斜板式クラッチレス
コンプレッサは、エバポレータからの冷媒ガスを吸入す
る吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガスを収容す
る吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装着され、前
記回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板の回転によ
ってシリンダボア内を直線往復運動するピストンと、前
記斜板を収容するクランク室と、このクランク室と前記
吸入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室から吐出さ
れた冷媒ガスを収容する吐出室と前記クランク室とを連
通させる第２の通路とを備えた可変容量型斜板式クラッ
チレスコンプレッサにおいて、ピストンストローク量が
零の状態から熱負荷が大きくなったとき前記吸入室内の
圧力を上昇させる圧力上昇手段と、前記エバポレータか
ら前記吸入口への冷媒ガスの流入を許容し、前記吸入口
から前記エバポレータへの冷媒ガスの流出を阻止する第
１の逆止弁と、前記クランク室から前記吸入室への冷媒
ガスの流入を許容し、前記吸入室から前記クランク室へ
の冷媒ガスの流出を阻止する前記第２の逆止弁とを備え
ていることを特徴とする。

【００１０】熱負荷が大きくなったとき圧力上昇手段に
よって吸入室内の圧力が上昇し、しかも第１及び第２の
逆止弁によって吸入口からエバポレータ並びに吸入室か
らクランク室への冷媒ガスの流出が阻止されるので、斜
板の傾斜角度が迅速に大きくなり、ストローク量がゼロ
の状態から復帰する。

【００１１】請求項２記載の発明の可変容量型斜板式ク
ラッチレスコンプレッサは、エバポレータからの冷媒ガ
スを吸入する吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガ
スを収容する吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装
着され、前記回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板
を収容するクランク室と、この斜板の回転によってシリ
ンダボア内を直線往復運動するピストンと、前記クラン
ク室と前記吸入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室
から吐出された冷媒ガスを収容する吐出室と前記クラン
ク室とを連通させる第２の通路と、熱負荷が大きくなっ
たときに前記第２の通路を遮断する電磁弁とを備えた可
変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサにおいて、前
記エバポレータから前記吸入口への冷媒ガスの流入を許
容し、前記吸入口から前記エバポレータへの冷媒ガスの
流出を阻止する第１の逆止弁と、前記クランク室から前
記吸入室への冷媒ガスの流入を許容し、前記吸入室から
前記クランク室への冷媒ガスの流出を阻止する前記第２
の逆止弁とを備え、前記電磁弁が前記吸入室に隣接して
いることを特徴とする。

【００１２】熱負荷が大きくなったとき、電磁弁に通電
され、電磁弁に隣接する吸入室に電磁弁の熱が伝達し、
しかも第１及び第２の逆止弁によって吸入口からエバポ
レータ並びに吸入室からクランク室への冷媒ガスの流出
が阻止されるので、吸入室内の圧力が上昇し、斜板の傾
斜角度が迅速に大きくなり、ストローク量がゼロの状態
から復帰する。

【００１３】請求項３記載の発明の可変容量型斜板式ク
ラッチレスコンプレッサは、エバポレータからの冷媒ガ
スを吸入する吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガ
スを収容する吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装
着され、前記回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板
の回転によってシリンダボア内を直線往復運動するピス
トンと、前記斜板を収容するクランク室と、このクラン
ク室と前記吸入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室
から吐出された冷媒ガスを収容する吐出室と前記クラン
ク室とを連通させる第２の通路と、熱負荷が大きくなっ
たときに前記第２の通路を遮断する電磁弁とを備えた可
変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサにおいて、ピ
ストンストローク量が零の状態から熱負荷が大きくなっ
たとき前記吸入室内の圧力を上昇させる圧力上昇手段
と、前記エバポレータから前記吸入口への冷媒ガスの流
入を許容し、前記吸入口から前記エバポレータへの冷媒
ガスの流出を阻止する第１の逆止弁と、前記クランク室
から前記吸入室への冷媒ガスの流入を許容し、前記吸入
室から前記クランク室への冷媒ガスの流出を阻止する前
記第２の逆止弁とを備え、前記電磁弁が前記吸入室に隣
接していることを特徴とする。

【００１４】熱負荷が大きくなったとき圧力上昇手段に
よって吸入室内の圧力が上昇し、しかも第１及び第２の
逆止弁によって吸入口からエバポレータ並びに吸入室か
らクランク室への冷媒ガスの流出が阻止される。また、
熱負荷が大きくなったときに圧力制御弁としての電磁弁
に通電され、電磁弁の熱が電磁弁に隣接している吸入室
に伝達する。したがって、圧力上昇手段だけによって吸
入室内の圧力を上昇させる場合に較べ、吸入室内の圧力
がより早く上昇する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１６】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容
量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図、
図２は図１のII−II線に沿う矢視図である。

【００１７】この可変容量型斜板式クラッチレスコンプ
レッサのシリンダブロック１の一端面にはバルブプレー
ト２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッ
ド４がそれぞれ固定されている。シリンダブロック１に
は、シャフト５を中心にして周方向に所定間隔おきに複
数のシリンダボア６が配設されている。これらのシリン
ダボア６内にはそれぞれピストン７が摺動可能に収容さ
れている。

【００１８】前記フロントヘッド４内にはクランク室８
が形成され、このクランク室８内には斜板１０が収容さ
れている。斜板１０の摺動面１０ａには、コネクティン
グロッド１１の球体状の一端部１１ａを相対転動可能に
支持するシュー５０が、リテーナ５３で保持されてい
る。斜板１０のボス部１０ｂには軸受５５が装着され、
リテーナ５３は軸受５５を介して斜板１０のボス部１０
ｂに装着され、リテーナ５３は斜板１０に対して相対回
転可能である。軸受５５は、ボス部１０ｂに固定された
ストッパ５４によって抜け止めされている。コネクティ
ングロッド１１の他端部１１ｂはピストン７に固定され
ている。

【００１９】シュー５０は、コネクティングロッド１１
の一端部１１ａの先端面を相対転動可能に支持するシュ
ー本体５１と、コネクティングロッド１１の一端部１１
ａの後端面を相対転動可能に支持するワッシャ５２とで
構成されている。

【００２０】前記リヤヘッド３には、吐出室１２と吸入
室１３とが形成されている。吸入室１３は吐出室１２を
包囲するように配置されている。吸入室１３には、吸入
室１３内の圧力を上昇させるためのヒータ（圧力上昇手
段）６１が設けられている。熱負荷が大きくなったと
き、ヒータ６１に電力が供給され、ヒータ６１が発熱す
る。

【００２１】リヤヘッド３には蒸発器（エバポレータ）
８０の出口へ通じる吸入口３ａが設けられてる。吸入口
３ａには吸入制御弁３０が設けられている。

【００２２】図５（ａ）は吸入制御弁の平面図、図５
（ｂ）はその縦断面図、図６（ａ）は吸入制御弁が閉じ
た状態を示す側面図、図６（ｂ）は吸入制御弁が開いた
状態を示す側面図である。

【００２３】この吸入制御弁（第１の逆止弁）３０は、
図５及び図６に示すように、有底筒状の弁体３１と、巻
きばね３２と、弁体３１を摺動可能に保持する円筒ケー
ス５６とを備えている。円筒ケース５６は吸入口３ａ内
に固定され、円筒ケース５６内には弁体３１及び巻きば
ね３２が収容され、巻きばね３２の一端は円筒ケース５
６に当接し、巻きばね３２の他端は弁体３１の底面に当
接している。円筒ケース５６の外周面には弁体３１の移
動方向に沿って複数の溝５６ａが設けられている。

【００２４】弁体３１の一方には、吸入口３ａの冷媒ガ
スの圧力が開弁方向（弁開度が大きくなる方向）へ作用
する。弁体３１の他方には、巻きばね３２の付勢力と吸
入室１３の圧力が閉弁方向（弁開度が小さくなる方向）
へ作用する。

【００２５】吐出室１２とクランク室８とは図示しない
通路（第２の通路）を介して連通する。この通路の途中
にはコントロールバルブ（電磁弁）８１が設けられてい
る。熱負荷が小さくなったとき、コントロールバルブ８
１が開き、吐出室１２とクランク室８とが連通し、熱負
荷が大きくなったとき、コントロールバルブ８１が閉
じ、吐出室１２とクランク室８とが遮断される。

【００２６】吸入室１３とクランク室８とは通路（第１
の通路）５８を介して連通している。通路５８は、バル
ブプレート２に形成されたオリフィス５８ａと、シリン
ダブロック１に形成された通路５８ｂとで構成されてい
る。通路５８の途中には、クランク室８から吸入室１３
への冷媒ガスの流入を許容し、吸入室１３からクランク
室８への冷媒ガスの流出を阻止する逆止弁（第２の逆止
弁）６０が、設けられている。

【００２７】前記バルブプレート２には、圧縮室３０と
吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリンダ
ボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５と
が、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。
吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１
７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さえ１
８とともにボルト１９，ナット２０により固定されてい
る。また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉さ
れ、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック
１との間に配設されている。吸入弁２１には、クランク
室８から吸入室１３への冷媒ガスの流入を許容し、吸入
室１３からクランク室８への冷媒ガスの流出を阻止する
逆止弁６０が、一体に形成されている。オリフィス５８
ａと通路５８ｂとの間に位置している（図７参照）。バ
ルブプレート２のシリンダブロック側端面には、開弁時
の逆止弁６０をリヤ側へ逃がす凹部２ａが形成されてい
る。

【００２８】ラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５は
シャフト５のリヤ側を支持し、シャフト５のフロント側
はラジアル軸受２６によって回転可能に支持されてい
る。シリンダブロック１の中央部にはめねじ１ａが設け
られ、このめねじ１ａにはアジャストナット８３が螺合
されている。このアジャストナット８３を締め込むこと
により、スラスト軸受２５を介してシャフト５にプレロ
ードを掛ける。また、シャフト５のフロント側端部には
プーリ９０がボルト９２で固定され、プーリ９０にはベ
ルト９１が掛けられている。

【００２９】シャフト５にはシャフト５の回転を斜板１
０に伝達するためのスラストフランジ４０が固定され、
このスラストフランジ４０はスラスト軸受３３を介して
フロントヘッド４の内壁面に支持されている。スラスト
フランジ４０と斜板１０とはヒンジ機構４１を介して連
結され、斜板１０はシャフト５と直角な面に対して傾斜
可能である。

【００３０】斜板１０はシャフト５に摺動かつ傾斜可能
に装着されている。

【００３１】ヒンジ機構４１は、斜板１０のフロント面
１０ｃに設けられたブラケット１０ｅと、ブラケット１
０ｅに設けられた直線的なガイド溝１０ｆと、スラスト
フランジ４０の斜板側端面４０ａに螺着されたロッド４
３とで構成されている。ガイド溝１０ｆの長手軸は斜板
１０のフロント面１０ｃに対して所定角度傾いている。
ロッド４３の球状部４３ａはガイド溝１０ｆに相対摺動
可能に嵌合されている。

【００３２】次に、この可変容量型斜板式クラッチレス
コンプレッサの作動を説明する。

【００３３】図示しない車載エンジンの回転動力はベル
ト９１を介してプーリ９０、シャフト５に常時伝達さ
れ、シャフト５の回転力はスラストフランジ４０、ヒン
ジ機構４１を経て斜板１０に伝達され、斜板１０が回転
する。

【００３４】斜板１０の回転によりシュー５０が斜板１
０のリヤ面１０ａ上を相対回転するので、斜板１０から
の回転力はピストン７の直線往復運動に変換される。ピ
ストン７はシリンダボア６内を往復運動し、その結果シ
リンダボア６内の圧縮室８２の容積が変化し、この容積
変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行な
われ、斜板１０の傾斜角度に応じた容量の冷媒ガスが吐
出される。吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室１３から
シリンダボア６内の圧縮室８２へ低圧の冷媒が吸入さ
れ、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室８２から吐出室
１２へ高圧の冷媒ガスが吐出される。

【００３５】熱負荷が小さくなると（クラッチ付きコン
プレッサのクラッチオフ相当時）、コントロールバルブ
８１が開き、吐出室１２からクランク室８へ高圧の冷媒
ガスが流出し、クランク室８の圧力は高くなる。そし
て、圧縮行程中のピストン７のフロント面にかかる力は
大きくなり、ピストン７のフロント面にかかる力の総和
はピストン７のリヤ面にかかる力の総和を上回る結果、
斜板１０の傾斜角度が小さくなる。

【００３６】吸入制御弁３０の弁体３１の片側に作用す
る吸入室１３の圧力とばね３２の付勢力との合力が弁体
３１の反対側に作用する吸入口３ａの圧力に打ち勝つ
と、弁体３１が閉弁方向へ移動して吸入口３ａが閉じ
る。その結果、蒸発器８０から吸入室１３への冷媒ガス
の流入が阻止される（図３及び図６（ａ）参照）。

【００３７】斜板１０の傾斜角度がゼロのとき、冷媒ガ
スは吸入室１３、圧縮室８２、吐出室１２、コントロー
ルバルブ８１、クランク室８、通路５８を順次経て再び
吸入室１３に戻る。

【００３８】これに対し、斜板１０の傾斜角度がゼロ
（ピストンストローク量が零）の状態から熱負荷が大き
くなると、コントロールバルブ８１のソレノイドに電力
が供給されてコントロールバルブ８１が閉じ、吐出室１
２からクランク室８への高圧の冷媒ガスの流入が阻止さ
れる。また、熱負荷が大きくなると、ヒータ６１に電力
が供給され、ヒータ６１が発熱するので、吸入室１３内
の圧力が上昇する。吸入室１３の圧力がクランク室８の
圧力より高くなって、逆止弁６０によって吸入室１３か
らクランク室８への冷媒ガスの流出が阻止される。

【００３９】このようにして圧縮行程中のピストン７の
リヤ面にかかる力は大きくなり、ピストン７のリヤ面に
かかる力の総和はピストン７のフロント面にかかる力の
総和を上回る結果、斜板１０の傾斜角度が迅速に大きく
なる。

【００４０】この実施形態の可変容量型斜板式クラッチ
レスコンプレッサによれば、ピストンストローク量が零
の状態から熱負荷が大きくなったときヒータ６１が発熱
して吸入室１３内の圧力が上昇するので、複雑な構造
（油圧ポンプ等）を採用せずに斜板１０を傾斜角度ゼロ
の状態から迅速に復帰させることができ、構造の簡素化
が図られる。

【００４１】また、この実施形態では、コントロールバ
ルブ８１として外部制御の電磁弁を採用し、しかもその
電磁弁を吸入室１３に隣接させたので、電磁弁に通電さ
せたときに生じる熱が吸入室１３の圧力上昇に貢献し、
斜板１０の傾斜角度はより早く大きくなる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサによれ
ば、ピストンストローク量がゼロの状態から復帰（圧縮
機の機能回復）させるために、油圧ポンプ等を利用して
斜板の傾きを大きくする方向へ斜板を押す必要がないの
で、構造が簡素化される。

【００４３】請求項２記載の発明の可変容量型斜板式ク
ラッチレスコンプレッサによれば、電磁弁の熱が吸入室
に伝達して吸入室内の圧力が上昇するので、より簡素な
構成で斜板を傾斜角度ゼロの状態から迅速に復帰させる
ことができる。

【００４４】請求項３記載の発明の可変容量型斜板式ク
ラッチレスコンプレッサによれば、圧力上昇手段と電磁
弁の熱とを利用して吸入室内の圧力を上昇させるように
したので、より早く吸入室内の圧力を上昇させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型
斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図であ
る。

【図２】図２は図１のII−II線に沿う矢視図である。

【図３】図３は吸入制御弁及び逆止弁が閉じた状態を示
す部分拡大断面図である。

【図４】図４は吸入制御弁及び逆止弁が開いた状態を示
す部分拡大断面図である。

【図５】図５（ａ）は吸入制御弁の平面図、図５（ｂ）
はその縦断面図である。

【図６】図６（ａ）は吸入制御弁が閉じた状態を示す側
面図、図６（ｂ）は吸入制御弁が開いた状態を示す側面
図である。

【図７】図７（ａ）は逆止弁が閉じた状態を示す側面
図、図７（ｂ）は逆止弁が開いた状態を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

３ａ 吸入口 ５ シャフト ８ クランク室 １０ 斜板 １３ 吸入室 ３０ 吸入制御弁 ５８ 通路 ６０ 逆止弁 ６１ ヒータ ８０ エバポレータ ８１ コントロールバルブ ８２ 圧縮室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エバポレータからの冷媒ガスを吸入する
   吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガスを収容する
   吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装着され、前記
   回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板の回転によっ
   てシリンダボア内を直線往復運動するピストンと、前記
   斜板を収容するクランク室と、このクランク室と前記吸
   入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室から吐出され
   た冷媒ガスを収容する吐出室と前記クランク室とを連通
   させる第２の通路とを備えた可変容量型斜板式クラッチ
   レスコンプレッサにおいて、ピストンストローク量が零
   の状態から熱負荷が大きくなったとき前記吸入室内の圧
   力を上昇させる圧力上昇手段と、 前記エバポレータから前記吸入口への冷媒ガスの流入を
   許容し、前記吸入口から前記エバポレータへの冷媒ガス
   の流出を阻止する第１の逆止弁と、 前記クランク室から前記吸入室への冷媒ガスの流入を許
   容し、前記吸入室から前記クランク室への冷媒ガスの流
   出を阻止する前記第２の逆止弁とを備えていることを特
   徴とする可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサ。
2. 【請求項２】 エバポレータからの冷媒ガスを吸入する
   吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガスを収容する
   吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装着され、前記
   回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板を収容するク
   ランク室と、この斜板の回転によってシリンダボア内を
   直線往復運動するピストンと、前記クランク室と前記吸
   入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室から吐出され
   た冷媒ガスを収容する吐出室と前記クランク室とを連通
   させる第２の通路と、熱負荷が大きくなったときに前記
   第２の通路を遮断する電磁弁とを備えた可変容量型斜板
   式クラッチレスコンプレッサにおいて、 前記エバポレータから前記吸入口への冷媒ガスの流入を
   許容し、前記吸入口から前記エバポレータへの冷媒ガス
   の流出を阻止する第１の逆止弁と、 前記クランク室から前記吸入室への冷媒ガスの流入を許
   容し、前記吸入室から前記クランク室への冷媒ガスの流
   出を阻止する前記第２の逆止弁とを備え、 前記電磁弁が前記吸入室に隣接していることを特徴とす
   る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサ。
3. 【請求項３】 エバポレータからの冷媒ガスを吸入する
   吸入口と、この吸入口から流入した冷媒ガスを収容する
   吸入室と、回転軸に摺動かつ傾斜可能に装着され、前記
   回転軸と一体に回転する斜板と、この斜板の回転によっ
   てシリンダボア内を直線往復運動するピストンと、前記
   斜板を収容するクランク室と、このクランク室と前記吸
   入室とを連通させる第１の通路と、圧縮室から吐出され
   た冷媒ガスを収容する吐出室と前記クランク室とを連通
   させる第２の通路と、熱負荷が大きくなったときに前記
   第２の通路を遮断する電磁弁とを備えた可変容量型斜板
   式クラッチレスコンプレッサにおいて、 ピストンストローク量が零の状態から熱負荷が大きくな
   ったとき前記吸入室内の圧力を上昇させる圧力上昇手段
   と、 前記エバポレータから前記吸入口への冷媒ガスの流入を
   許容し、前記吸入口から前記エバポレータへの冷媒ガス
   の流出を阻止する第１の逆止弁と、 前記クランク室から前記吸入室への冷媒ガスの流入を許
   容し、前記吸入室から前記クランク室への冷媒ガスの流
   出を阻止する前記第２の逆止弁とを備え、 前記電磁弁が前記吸入室に隣接していることを特徴とす
   る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサ。