JPS62203980A - 揺動斜板型圧縮機におけるワツブルプレ−トの揺動傾斜角制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車室内における冷房負荷の変化と対応させてワ
ッブルプレートのその揺動傾斜角を変化させる事によっ
て圧縮容量を調整する事が出来る様に設けられる揺動斜
板型圧縮機、更に具体的にはクランク室内の圧力が設定
圧力に保持された状態において同クランク室圧力と吸入
室圧力との間に生ずる差圧の変化を介してワッブルプレ
ートの揺動傾斜角を変化させる様に設けられる揺動斜板
型圧縮機において上記ワッブルプレートの揺動傾斜角を
コントロールするための機構、即ち、ワッブルプレート
の揺動傾斜角制御機構に関する。

〔従来の技術〕

一般に揺動斜板反圧縮機にあっては、複数個のシリンダ
ーボアが周方向に沿って並列させて設けられ、各シリン
ダーボア内に嵌挿されるピストンをワッブルプレートの
揺動を介して連続的に進退させる事によって圧縮作用を
得る様に設けられる。

そしてワッブルプレートは車室内の冷房負荷の変化と対
応させてその揺動傾斜角を変化させる事が出来る様に設
けられるのであるが、従来この様な揺動斜板型の圧縮機
においてワッブルプレートの揺動傾斜角を変化させる方
法としては ■　第４図と第５図の両図面に表わす様にクランク室ａ
と吸入チャンバー５間を繋ぐ連通路Ｃと、クランク室ａ
と吐出チャンバー４間を繋ぐ連通路ｅを設けると共に両
速通路Ｑ、Ｅ３には夫々コントロールバルブｆ、ｇを介
在させて設け、両コントロールバルブｆ＋ｇを吸入圧力
の変化を介して選択的に開閉させる事によってワッブル
プレートｈの揺動傾斜角を制御する方法、即ち、車室内
の冷房負荷が大きい状態においてはクランク室ａ内のガ
スを吸入チャンバーｂへ逃す事によって大きな揺動傾斜
角が得られ、又車室内の冷房負荷が小さい状態において
はクランク室ａに対して吐出ガスを送り込む事によって
小さなａ動傾斜角が得られる様にする方法（米国特許第
４４２８７１８号） ■　第６図と第７図の両図面に表わす様にクランク室ｉ
と吐出チャンバー５間は密封された状態にある様に設け
る一方、クランク室ｉと吸入チャンバーに間には逃し通
路１を設けると共に同逃し通路１にはコントロールバル
ブｍを介在させて設け、同コントロールバルブｍを吸入
圧力の変化を介して作動させ、各シリンダーボアｎとピ
ストンＯとの間に形成される隙間よりクランク室へ流入
するブローバイガスのその吸入チャンバーにへの逃し量
をコントロールする事によって、ワッブルプレートＰの
揺動傾斜角を制御する方法、即ち、車室内の冷房負荷が
大きい状態においてはブローバイガスの逃し量を多くす
る事によって大きな揺動傾斜角が得られ、又車室内の冷
房負荷が小さい状態においてはブローバイガスの逃し量
を少なくする事によって小さな揺動傾斜角が得られる様
にする方法（米国特許第３８６１８２９号） が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかして上記■の提案にあっては両コントロールバルブ
ｆ、ｇを開閉させる際にその一方のコントロールバルブ
、即ちクランク室ａと吸入チャン）＜−１１間を繋ぐ連
通路Ｃに介在させて設けられるコントロールバルブ（中
圧弁）ｇが時間的に遅れを存して開閉する点、更に具体
的には吐出チャンバーｄとクランク室ａとを繋ぐ連通路
ｅ上に介在するコントロールバルブ（高圧弁）ｆが閉作
動、即ち、弁座に当接状態となった以後は連通路Ｃ側の
コントロールバルブ（中圧弁）ｇを下降させるに必要な
力（ばね圧と吐出圧力Ｐｄの合力に相当する力）が作用
しないと下降せず、第８図に表わす様に吸入圧力が変化
しても吸入圧力Ｐｓとクランク室圧力Ｐｃとの間に生ず
る差圧が大きくなる迄はコントロールバルブ（中圧弁）
ｇには下方への移動力が付与されずコントロールバルブ
（中圧弁）ｇが暫くの間開閉しない為に第９図に表わす
様に熱負荷（冷房負荷）の変化に対応して速やかに圧縮
容量を変化させる事が出来ないという不具合を生ずる点
に問題点を有する。

そして上記■の提案にあってはクランク室ｉの容積に比
較してクランク室ｉ内に流入するブローバイガスの流入
量は僅かな量に過ぎないためにクランク室圧力を急激に
上昇させる事が出来ない点。

即ち、大容量運転状態（１００％稼動状態）より小容量
運転状態への切り替えがスムーズに得られない点に第１
の問題点を有する。又、シリンダーボアｎとピストン０
間に形成される隙間は同シリンダーボアｎとピストン○
の加工及び組み付は精度により個々の圧縮機毎にばらつ
きを生じているのが実状であるが、この様にシリンダー
ボアｎとピストン０間に形成される隙間が個々の圧縮機
毎に相違する事により、クランク室ｉ内に流入するブロ
ーバイガスの流入量が個々の圧縮機毎に違う点、即ち、
加工及び組み付は精度が良い圧縮機においては充分なブ
ローバイガスの流入量が確保出来ない為にクランク室圧
力を必要とする圧力迄上昇させる事が出来ないという不
具合を生ずる点に第２の問題点を有する。

本発明は上記の様な問題点を解決するためにその改警を
試みたものであって、ワッブルプレートの揺動傾斜角を
速やかに変化させる事が出来る様にする点にその解決す
べき問題点を有する。即ち、本発明はクランク室と吸入
チャンバー間を逃し通路（固定絞り孔）によって繋ぐ一
方、クランク室と吐出チャンバー間を吐出圧力の供給通
路によって繋ぐと共に同供給通路に介在させてコントロ
ールバルブを設け、同コントロールバルブを吸入圧力の
変化を介して開閉させ、ワッブルプレートの揺動傾斜角
を制御する事によって上記の様な問題点を解決する様に
した事を特徴とするものであって、その具体的な手段と
作用は次の通りである。

〔問題点を解決するための手段〕

■　吸入圧力室と吐出圧力室を対向配置し、吸入圧力室
は吸入チャンバーと、又、吐出圧力室は吐出チャンバー
と夫々連通ずる如く設ける。

■　吸入圧力室には大気圧力室を囲続する如くベローズ
を伸縮自在に設け、同大気圧力室にはベローズを伸長方
向に付勢するばねを介装させる。

■　吐出圧力室には弁座を間に存してポートを区画形成
し、同ポートより供給通路を延設させてその先端部がク
ランク室に臨む如く設ける一方、上記ベローズにその一
端を連結させて弁杆を延設し、その先端部を吐出圧力室
内に臨ませると共に同先端部には弁座と対応させて開閉
弁を進退自在に取付ける。

〔作　用〕

■　大容量運転状態 吸入圧力が設定圧力（大気圧＋ばね圧）よりも上回った
状態にある事により、その圧力差によってベローズは収
縮した状態にある。そしてこの様にベローズが収縮した
状態にある事により、吐出圧力の供給通路は閉じられた
状態にある。即ち、クランク室は吸入圧力と略同圧伏層
にあり、ワッブルプレートは大きな傾斜角を存して揺動
する状態にある。

■　小容量運転状態 吸入圧力が設定圧力（大気圧＋ばね圧）よりも下回った
状態にある事により、その圧力差によってベローズは伸
長した状態にある。そしてこの様にベローズが伸長した
状態にある事により、吐出圧力の供給通路は開かれた状
態にある。即ち、クランク室に対して吐出圧力が供給さ
れクランク室圧力が上昇した状態にあり、ワッブルプレ
ートは小さな傾斜角を存して揺動する状態にある。

〔実施例〕

以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面について説
明する。

第１図乃至第３図に表わす各図面において、１はシリン
ダーブロック、２はフロントハウジング、３はリヤハウ
ジングを示す。シリンダーブロック１は前後方向に延在
させて円筒状に形成されそのフロント側の一端にはフロ
ントハウジング２が被冠される一方、リヤ側の一端には
その間にバルブプレート４を介在させてリヤハウジング
３が被冠される。そしてフロントハウジング２にはその
中心部に後述するドライブシャツ１−１７の軸受部５Ａ
が設けられる一方、リヤハウジング３には吸入チャンバ
ー６と吐出チャンバー７が環状の隔壁８を介して同心円
状に設けられる。即ち、吐出チャンバー７は中心部に位
置して設けられ、吸入チャンバー６は同吐出チャンバー
７を囲繞する如く外周部寄りに位置して設けられる。更
に詳しくは両チャンバー６．７はバルブプレート４に開
口する吸入口９及び吐出口１０を介して後述するシリン
ダーボア１４の各圧縮室１５と連通ずる如く設けられる
。そして吸入口９には吸入弁１１が後述するピストン１
６の吸入行程を介して開閉する如く設けられ、又、吐出
口１ｏには吐出弁１２が同じくピストン１６の圧縮行程
を介して開閉する如く設けられる。

又、シリンダーブロック１のフロント側の一端にはその
中心部に前記軸受部５Ａと対峙させて軸受部５Ｂが設け
られると共に同軸受部５Ｂを中心としてその外周部に複
数個のシリンダーボア１４が穿設される。そして各シリ
ンダーボア１４にはリヤ側に圧縮室１５を存してピスト
ン１６が進退自在に嵌挿される。尚同圧縮室１５が吸入
口９と吐出口１０を介して吸入チャンバー６及び吐出チ
ャンバー７に対して選択的に連通ずる如く設けられる事
は前述の通りである。

そして又、前記フロントハウジング２には上記各シリン
ダーボア１４と連通させてクランク室１３が設けられ、
同クランク室１３には前記両軸受部５Ａ、５Ｂ間に亘っ
て前述のドライブシャフト１７が横架される。そしてド
ライブシャフト１７のフロント側の一端にはラグプレー
ト１８が同ドライブシャフト１７と同行回転可能に軸架
される。

しかして同ラグプレート１８にはその中心部に後述する
スリーブ１９の当たり面１８ａが設けられる一方、その
周縁部にはドライブプレート２０の当たり面１８ｂと、
同ドライブプレート２０の支持アーム１８ｃが１８０度
の偏位角を存して設けられる。そして同支持アーム１８
ｃにはドライブシャフト１７を囲繞する如く環状に形成
するドライブプレート２０がドライブシャフト１７の長
手方向に沿って揺動自在に支承される６更に詳しくは支
持アーム１８ｃ側には後述するワッブルプレート２１と
の連結部を中心点とする円弧を存して長孔２２が開口さ
れる一方、ドライブプレート２０側には支持アーム１８
ｃと対向させて延設するブラケット２０ａの先端部にガ
イドピン２３が横架され、同長孔２２とガイドピン２３
の係合を介してドライブシャフト１７と一体に回転し乍
ら前後方向に揺動する事が可能な如く支承される。又、
同ドライブシャフト１７には前述のスリーブ１９がドラ
イブプレート２０に連結させてスライド自在に遊嵌され
る。即ち、同スリーブ１９は左右一対の連結ピン２４．
２４を介して上記ドライブプレート２０に連結され、同
ドライブプレート２０の揺動と連動して前後方向にスラ
イドする事が可能な如く設けられる。そして同ドライブ
シャフト１７にはスラスト軸受け２５を介して前述のワ
ッブルプレート２１がその回転を規制された状態にて揺
動自在に支承される。しかして同ワッブルプレート２１
はドライブプレート２０と同様ドライブシャフト１７を
囲繞する如く環状に形成され、同ワッブルプレート２１
と前記各ピストン１６間はコンロッド２６によって連結
される。更に詳しくは各ワッブルプレート２１とピスト
ン１６間は支持アーム１８ｃが各シリンダーボア１４と
対面する位置まで回転した状態において各ピストン１６
が上死点位置にある様に連結される。又、シリンダーブ
ロック１にはクランク室１３と吸入チャンバー６間に延
在させて固定逃し孔２７が穿設され、同固定逃し孔２７
によってクランク室１３と吸入チャンバー６は相互に連
通ずる如く設けられる。

一方、リヤハウジング３にはコントロールバルブ２９が
設けられ、同コントロールバルブ２９を作動させる事に
よって、クランク室１３の圧力制御を行なう様に設けら
れる。即ち、コントロールバルブ２９には吸入圧力室３
０と吐出圧力室３１が対峙させて設けられ、吸入圧力室
３０は連通路６′を介して吸入チャンバー６と、又、吐
出圧力室３１は連通路７′を介して吐出チャンバー７と
夫々連通ずる如く設けられる。そして吸入圧力室３０に
は大気と連通ずる圧力室３２（以下「大気圧力室３２」
という）を存してベローズ３３が伸縮自在に設けられる
。更に具体的には同大気圧力室３２は吸入圧力室３０の
中心部分に設けられ、ベローズ３３は同大気圧力室３２
を囲繞する如く設けられる。又、同ベローズ３３にばば
ね３４が介装され、常時は同ベローズ３３が伸長方向（
吐出圧力室３１方向）に付勢された状態にある様に設け
られる。一方、吐出圧力室３１には吸入圧力室３０寄り
の一端に弁座３５が設けられると共に同弁座３５を介し
てポート３８が区画形成される。

そして同ボート３８より吐出圧力の供給通路３７が延設
され、その先端部はクランク室１３に臨む如く設けられ
る。又、前述のベローズ３３には弁杆３９の一端が連結
されると共に同弁杆３９は吐出圧力室３１方向に向けて
延設され、その先端部はボート３８及び弁座３５を貫通
して吐出圧力室３１内に臨む如く設けられる。そして同
弁杆３９の先端部には弁座３５と対応させて開閉弁３６
が進退自在に取り付けられる。即ち、同開閉弁３６はベ
ローズ３３の伸縮作用を介して開閉させる事が可能な如
く設けられる。そして又、吐出圧力室３１にはその一端
を開閉弁３６に係合させてばね４０が介装され、同開閉
弁３６を弁座３５方向（閉じ方向）に付勢する事が可能
な如く設けられる。

次にその作用について説明する。

圧縮機が運転を停止した状態においては、吸入チャンバ
ー６内の圧力とクランク室１３内の圧力は通常設定圧力
（大気圧＋ばね３４の付勢力）よりも高い圧力でバラン
スした状態にある。そしてこの様にクランク室１３と吸
入チャンバー６内が設定圧力よりも高い状態にある事に
より、コントロールバルブ２９においてベローズ３３は
その圧力差（クランク室圧力〉大気圧子ばね３４の付勢
力）により収縮した状態（弁座３５は開閉弁３６によっ
て塞がれて吐出圧力室３１とクランク室１３間を繋ぐ供
給通路３７は閉じられた状態）にある。即ち、クランク
室１３は吸入チャンバー６と連通状態（吸入圧力状態に
保持された状態）にあり、ドライブプレート２０におい
て大きな傾斜角が得られた状態にある。

そしてこの様に圧縮機が停止した状態において、電磁ク
ラッチの接続操作を介してエンジンの駆動力をドライブ
シャフト１７に伝達する事によって、ドライブプレート
２０が上記の様に停止状態において保持された傾斜角を
存して回転する。即ち。

各圧縮室１５においてピストン１６が大きなストローク
を存して進退する状態が得られる。しかして、圧縮機の
始動時においては一時的に吸入圧力Ｐｓが急低下するの
に伴いクランク室１３内の圧力（クランク室圧力Ｐｃ）
と吸入チャンバー６内の圧力（吸入室圧力Ｐｓ）との間
に圧力差が生じ。

この圧力差によってドライブプレート２０が小さな傾斜
角を存して揺動する状態、即ち、ピストン１６が小さな
ストロークを存して進退する状態が一時的に得られるの
であるが、その後徐々にクランク室１３内の冷媒ガスが
固定逃し孔２７を経て吸入チャンバー６に逃げる事によ
りその圧力差は小さくなり、再びドライブプレート２０
が大きな傾斜角を存して揺動回転する状態が得られる。

即ち、各ピストン１６において大きなストロークを得る
事が出来、此により最大容量にて圧縮を行なう状態（１
００％稼動）が得られる。

そしてこの様な大容量運転状態が一定時間に亘って得ら
れる事により、車室内が冷されてその冷房負荷（エバポ
レータ負荷）が減少する事となる。

そしてこの様に冷房負荷が減少するのに伴いエバポレー
タより吸入チャンバー６に送り込まれる冷媒ガスの圧力
（吸入圧力Ｐｓ）が低下する事となるのであるが、この
吸入圧力Ｐｓが設定圧力（大気圧＋ばね３４の付勢力）
を下回るとその圧力差によりベローズ３３が伸長し、同
ベローズ３３の伸長作用を介して開閉弁３６を開く状態
が得られる。そしてこの様に開閉弁３６が開かれる事に
より吐出圧力室３１と供給通路３７が連通状態となって
吐出ガスをクランク室１３内に送り込む作用が得られる
。そして又、この様にクランク室１３内に吐出ガスが送
り込まれ、同クランク室１３内の圧力が上昇する事によ
り各ピストン１６においてそのストロークを小さくする
作用、即ち、ドライブプレート２０の傾斜角を小さくし
て圧縮容量を少なくする作用が得られる。

そしてこの様に圧縮容量が減少するのに伴い吸入圧力Ｐ
ｓが上昇し、前述の様に上昇した状態にあるクランク室
圧力Ｐａと釣り合う状態が得られると共にコントロール
バルブ２９においては吸入圧力Ｐｓが上昇した分だけ開
閉弁３６の開き量（弁座３５と開閉弁３６間に形成され
る開口面積）が減少し、その分だけクランク室圧力Ｐｃ
を低下させる作用が得られる。

そして又、更に車室内の冷房負荷（エバポレータ負荷）
が減少するのに伴い吸入圧力Ｐｓが低下する事となるの
であるが、この様に吸入圧力Ｐｓが低下する事により、
コントロールバルブ２９において開閉弁３６の開き量を
大きくする作用、即ち、吸入圧力Ｐｓが低下した分だけ
弁座３５と開閉弁３６間に形成される開口面積を大きく
する作用が得られ、此によりクランク室圧力Ｐｃを上昇
させる作用が得られる。そしてこの様にクランク室圧力
Ｐｃが上昇する事により、吸入圧力Ｐｓがこのクランク
室圧力Ｐｃと釣り合う状態が得られる。即ち、ワッブル
プレート２１の傾斜角を更に小さくし、且つ、ピストン
１６が更に短いストロークにて進退する状態（小容量運
転状態）が得られる。

一方、この様に小容量運転状態が得られた状態において
、車室内の冷房負荷（エバポレータ負荷）が増大した場
合には、上記とは逆に吸入圧力Ｐｓの上昇、コン１〜ロ
ールバルブ２９において開閉弁゛３６の開き量（開口面
積）減少、クランク室圧力Ｐｃの低下、圧縮容量の減少
、吸入圧力Ｐｓの低下の各作用を経て１００％稼動の状
態（大容量運転状態）が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の様に端成されるものであって、上記の様
にクランク室と吐出チャンバー間を吐出圧力の供給通路
により連通させて設け、同供給通路に介在させてコント
ロールバルブ（開閉弁）を設けると共に同コントロール
バルブ（開閉弁）を吸入圧力の変化を介して開閉自在に
設け、冷房負荷が大きい状態においてはコントロールバ
ルブ（開閉弁）が閉じられてクランク室圧力が吸入圧力
と同圧状態にある様に設ける事によって、ワッブルプレ
ートが大きな傾斜角を存して揺動する作用状態が得られ
る様に設ける一方、冷房負荷が小さい状態においてはコ
ントロールバルブ（［Ｊ］開閉弁が開かれてクランク室
圧力に吐出圧力が供給される事によって、ワッブルプレ
ートがノ」１さな傾斜角を存して揺動する作用状態が得
られる様に設けた事により、冷房負荷の変動に対応して
ワッブルプレートの揺動傾斜角を速やかに変化させる事
が出来るに至った。特に本発明にあっては単動のコント
ロールバルブ（開閉弁）によってワッブルプレートの揺
動傾斜角を変化させる様にした事により、上記の様にコ
ントロールバルブ（開閉弁）の切り替え時にデッドポイ
ントを生ずる事無くスムーズに切り替える事が出来る事
に加えて構造が簡単で且つ、信頼性の高いワッブルプレ
ートの揺動傾斜角制御機構を得る事が出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る揺動斜板型圧縮機の全体を表わす
断面図、第２図と第３図はコントロールバルブ部分の開
閉作用状態を表わす断面図である。 第４図と第５図は従来構造を表わす図面であって、第４
図は揺動斜板型圧縮機の全体を表わす断面図。 第５図はコントロールバルブ部分の断面図である。 第６図と第７図は同じ〈従来構造を表わす図面であって
、第６図は揺動斜板型圧縮機の全体を表わす断面図、第
７図はコントロール機構の概略を表わす回路図である。 又、第８図と第９図は第６図と第７図に表わす従来構造
の圧縮機の作用（不具合）を表わすグラフ図である。 １・・・シリンダーブロック、２・・・フロントハウジ
ング、３・・・リヤハウジング、４・・・バルブプレー
ト、５Ａ、５Ｂ・・・軸受は部、６・・・吸入チャンバ
ー、７・・・吐出チャンバー、６′、７″・・・連通路
、８・・・隔壁、９・・・吸入０．１０・・・吐出口、
１１・・・吸入弁、１２・・・吐出弁、１３・・・クラ
ンク室、１４・・・シリンダーボア、１５・・・圧縮室
、１６・・・ピストン、１７・・・ドライブシャフト、
１８・・・ラグプレート、１８ａ、１８ｂ・・・当たり
面、１８Ｃ・・・支持アーム、１９・・・スリーブ、２
０・・・ドライブプレート、２０ａ・・・ブラケット、
２１・・・ワッブルプレート、２２・・・長孔、２３・
・・ガイドピン、２４・・・連結ピン、２５・・・スラ
スト軸受け、２６・・・コンロッド、２７・・・固定逃
し孔、２９・・・コントロールバルブ、３０・・・吸入
圧力室、３１・・・吐出圧力室、３２・・・大気圧力室
、３３・・・ベローズ、３４・・・ばね、３５・・・弁
座、３６・・・開閉弁、３７・・・供給通路、３８・・
・ポー１−１３９・・・弁杆、４０・・・ばね。 特許出願人　株式会社豊田自動織機製作所゛ユー一一一
。 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入チャンバーと連通する吸入圧力室と、吐出チ
   ャンバーと連通する吐出圧力室を対向配置し、吸入圧力
   室には大気圧力室を囲繞する如くベローズを伸縮自在に
   設け、同大気圧力室にはベローズを伸長方向に付勢する
   ばねを介装させる一方、吐出圧力室には弁座を間に存し
   てポートを区画形成し、同ポートより供給通路を延設さ
   せてその先端部がクランク室に臨む如く設けると共に上
   記ベローズにその一端を連結させて弁杆を延設し、その
   先端部を吐出圧力室内に臨ませると共に同先端部には弁
   座と対応させて開閉弁を進退自在に取付けて成る揺動斜
   板型圧縮機におけるワッブルプレートの揺動傾斜角制御
   機構。