JPS62225782A - 可変容量型揺動板式圧縮機 - 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〕 本発明は揺動板式圧縮機に関し、例えば自動車用空調装
置の冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来の技術〕

従来より斜板の傾斜角を変動させ、その傾斜角の変動に
伴い、揺動板の揺動量を制御し、この揺動板の揺動量の
制御によりピストンの往復ストロークを制御するタイプ
の、可変容量型揺動板式圧縮機は、提案されていた。

例えば、特開昭５９−１５０９８８号公報記載の揺動板
式圧縮機では、冷凍サイクルの状態に応じて、斜板の傾
斜角を可変制御し、その可変制御量に応じ、ピストンの
往復ストロークを制御するようになっていた。ただ、こ
の従来のものにおいては、ピストンの往復ストロークは
、ピストンの下死点位置を制御することにより行われて
いた。

すなわち、従来の揺動板式圧縮機では、ピストンの上死
点の位置は、斜板の傾斜角変動に係わらず常に一体とな
っていた。そして、斜板の傾斜角変動に伴い、ピストン
の下死点の位置が制御されるようになっていた。このよ
うに斜板の傾斜角を制御することにより、ピストンの下
死点の位置を制御し、それによってピストンの往復スト
ロークを制御するような構成となっていた。しかしなが
ら、この従来の可変容量型圧縮機では、上述のように、
下死点の位置のみによって吐出容量が制御されるように
なっていたため、吐出容量を急激に低減させたいような
場合には、的確な制御ができないという問題があった。

すなわち、従来のものでは圧縮機の吐出容量を変えるた
めには、ピストンの下死点の位置を変えねばならず、例
えば圧縮機の吐出容量を大幅に低減させたいような状態
では、下死点位置を上死点位置に向けて急激に変動させ
なければならなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、揺動板式圧
縮機の可変容量を、上述したようなピストン下死点位置
の変動のみによって行わないようにすることを目的とす
る。すなわち、本発明圧縮機では、斜板の傾斜角の変動
に伴い、ピストンの下死点位置を制御するのを基本とす
るが、単にピストンの下死点位置のみの制御とするもの
ではない。ピストンの下死点位置の制御と共に、もしく
はピストンの下死点位置の制御に変えて、ピストンの上
死点位置の制御を行なうようにするものである。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明圧縮機では、斜板の傾斜角の変動に伴
い、ピストンの上死点の位置も変わるようになる。この
ように、ピストンの上死点位置が変動させられると、圧
縮時にシリンダ内部にデッドスペースが機械的に作られ
ることになる。

このように、シリンダ内にデッドスペースが生じるよう
になると、たとえそのデッドスペースの容量は小さくて
も、圧縮機の圧縮効率を大幅に低減することができる。

したがってこの場合には、前述のビストンストローク量
の低減より、大幅に圧縮機の実際吐出容量を低減するこ
とが可能となる。

そこで本発明は、斜板がステーに固定ピンを介して回転
自在に結合されているという点に着目している。すなわ
ち、斜板とステーとは固定ピンおよび案内溝によってそ
の位置関係が決定されるため、案内溝の形状を所定形状
とすることにより、固定ピンの位置を適宜変動させるこ
とができるものである。

斜板は固定ピンの位置により、斜板とピストンとの間の
相対泣面が変動させられることになる。

そのため、案内溝の形状を、斜板の傾斜角に応じて、斜
板とピストンとの間の相対位置関係が変動するような特
殊形状とすれば、斜板の傾斜角に応じピストンの上死点
位置も変動可能となる。

〔作用及び効果〕

したがって本発明圧縮機では、斜板の傾斜角の変動に伴
い、ピストンの上死点位置が変動することになる。その
ため、上述したようにシリンダ内のデッドスペースを斜
板の傾斜角に応じて適宜決定することが可能となる。こ
のように、斜板の傾斜角によりデッドスペースの制御部
ができるため、圧縮機の吐出容量の可変割合を適宜設定
することが可能である。

〔実施例〕

以下本発明圧縮機の実施例を図に基づいて説明する。

ハウジング１０１内にはシリンダブロック２１５が収納
されており、シリンダブロック２１５内には複数のシリ
ンダ２１３が形成されている。各シリンダ２１３内には
、それぞれピストン２１７が摺動自在に配設されている
。サイドプレート１４７は、シリンダブロック２１５端
部を覆うようにして配設されており、このサイドプレー
ト１４７には吸入口１４８及び吐出口１４９がそれぞれ
ピストン２１７と対向する位置に形成されている。

ハウジング１０１の一端には、リアハウジング１４３が
ポルト１５０によって機密的に結合されており、このリ
アハウジング１４３には吐出室１５１および吸入室１４
５が形成されている。吐出室１５１は吐出口１４９と連
通し、また吐出室１５１は吐出口１４９と連通し、また
吸入室１４５は吸入口１４８と連通している。

ハウジング１０１内には、シャフト１０６が回転自在に
配設されている。軸受２３７はこのシャフト１０６の回
転を支持する。シャフト１０６の一端には、回転部材１
０８が連結されている。そして回転部材１０８は軸受１
０７によりハウジング１０１に回転自在に支持されてい
る。なお、保持部１５３は軸受１０７を固定保持するも
のである。ハウジング１０１と回転部材１０８との間は
軸封装置１０９により気密が保持されている。

シャフト１０６の端部には、電磁クラッチのクラッチ板
１０５がボルトにより固定されている。

クラッチ板１０５はコイル１０４と対向配置されており
、コイル１０４が励磁した状態では、■プーリー１０３
とクラッチ板１０５とは連結する。

■プーリー１０３は図示しない自動車走行用エンジンの
回転力を図示しないベルトを介して受けて回転するもの
であるため、コイル１０４が励磁したときには、その回
転駆動力はクラッチ板１０５を介してシャフト１０６へ
伝えられる。

なお、電磁クラッチは、ハウジング１０１のフランジ部
２０５上に配置された軸受２０１により回転自在に支持
されている。また、シャフト１０６と回転部材１０８と
の間は０リング１１０により気密が保持されている。

シャフト１０６の外周には、スリーブ１１１が摺動自在
に配設されている。なおスリーブ１１１にはピストン部
２１１が一体に形成されており、このピストン部２１１
は回転部材１０８に形成された収納溝２０９内に摺動自
在に保持されている。

またピストン部２１０と収納溝２０９との間はＯリング
２０３により気密が保持される。さらに、収納溝２０９
の端部とピストン部２１０との間には、圧力室１１３が
形成される。

スリーブ１１１はスプリング１１４により圧力室１１３
側に押圧されている。なお、スプリング１１４の端部は
スプリング受１１５により保持されている。

前記スリーブ１１１には傾斜可能に斜板１１６が形成さ
れている。そして、斜板１１６０側部にはスラスト軸受
１１９を介し、ピストン部２１０が配設されている。し
たがって、シャフト１０６の回転は回転部材１０８およ
び固定ピン１１７を介して斜板１１６へ伝えられ、斜板
１１６はハウジング１０１内において回転する。

ここで、斜板１１６は傾斜しているため、その回転に伴
いハウジング１０１内で揺動運動を行なうことになる。

すなわち、斜板１１６はシャフト１０６回りに回転揺動
運動を行なう。そして、斜板１１６と揺動板１２０とは
スラスト軸受１１９により回転自在に支持されているた
め、斜板１１６の回転運動は揺動板１２０には伝わらな
い。そのため、揺動板１２０はハウジング１０１内にお
いて回転を伴うことなく揺動運動を行なう。

この揺動板１２０の揺動運動は、コンロッド２１９を介
しピストン２１７に伝えられる。なおコンロッド２１９
と揺動板１２０との間は連結ボール２３３およびストッ
パ２３１により回動−自在に保持されている。またコン
ロッド２１９とピストン２１７との間は連結ボール２３
５により回動自在に保持されている。

上述の斜板１１６の傾斜角は圧力室１１３内の圧力に応
じて制御可能である。すなわち、圧力室１１３内の圧力
に応じてスリーブ１１１は図中左右方向に移動可能であ
る。そしてこのスリーブ１１１と斜板１１６とは回転可
能に結合されているため、このスリーブ１１１の変動に
応じて斜板１１６の傾斜角度が制御されることになる。

圧力室１１３に供給されるオイルの圧力は、制御弁１３
３により制御可能である。すなわち、オイルポンプ２３
９から吐出された高圧のオイルは弁シヤフト２５１およ
び油吐出通路２４９を介して圧力室１１３に供給される
が、この供給通路は同時に制御弁１３３側にも開口して
いる。したがって、制御弁１３３側が通路を開けば、高
圧のオイルは制御弁１３３側へ逃げ、圧力室１１３内の
圧力は低減されることになる。

なお、オイルポンプ２３９はギアポンプもしくはトロコ
イドポンプ等からなり、油室１３１内のオイルを油吸入
通路２４３および油吐出通路２４５を介し、油吐出通路
２４７に吸入する。そして、ポンプ自身の圧縮吐出作用
によりオイルの圧力を高め、吸入室２３０に吐出する。

この吸入室２３０内の高圧のオイルが上述したように弁
シヤフト２５１側へ流れるのである。なお、ここでオイ
ルとは圧縮機の潤滑に用いるオイルを併用する。

制御弁１３３はベローフラム１４１の変動に応じ、弁体
１４０を制御するものである。すなわち、ベローフラム
１４１と弁体１４０とは弁シヤフト２５３により連結さ
れている。またベローフラム１４１は検圧室１３６内に
形成されており、この検圧室１３６内の圧力とスプリン
グ１４６の設定圧力に応じ、図中左右方向に変位する。

検圧室１３６は仕切部材１３５に摺動自在に支持されて
いるため、ベローフラム１４１の変位はそのまま弁体１
４０に伝えられることになる。弁体１４０は弁座部材１
３９と当接し、制御弁室１３７と油吐出通路２４９との
連通遮断を制御することになる。

制御弁室１３７は連通穴１３８を介し、吐出室２４１に
連通している。したがって、弁体１４０が通路を開けば
、油吐出通路２４９内の高圧は吐出室２４１側へ逃がさ
れることになる。

以上の様に本例では制御弁１３３により斜板１１６の傾
斜角度か変動されることになる。次に斜板１１６とピス
トン２１７の往復ストロークの関係について説明する。

第１図に示すように、ピストン２１７が図中液も左方向
に変位した状態、すなわちピストン２１７の上死点では
、その位置はステー１１８、固定ピン１１７、コンロッ
ド２１９により位置が決定される。すなわち、通常の場
合には、ピストン２１７の下死点はほぼ一定に制御され
ているのである。ピストン２１７の下死点のみ、斜板１
１６の傾斜角に応じ、変動することになる。しかしなが
ら、本例のものでは、案内溝２０７の形状が特殊形状と
されているため、斜板１１６の傾斜変動に伴い、ピスト
ン２１７の上死点も変動することとなる。

この状態を、第２図を用いて図式的に説明する。

図中Ａ点は、スリーブ１１１のうち回転部材１０８およ
び斜板１１６の荷重を受ける点である。また、図中Ｂは
揺動板１２０とコンロッド２１９との連結点、具体的に
は連結ボール２３３の中心点である。また、図中Ｐは固
定ピン１１７の連結点である。そして図中Ｂ点は、コン
ロッド２１９を介してピストン２１７と連結している。

ここで、図中Ａ点はスリーブ１１１がシャフト１０６上
を摺動するものであるため、図中Ｘ線に沿って左右方向
にのみ変動する。

そして、Ａ点が第２図中最も右方向にある４ｋＢがピス
トン２１７の下死点が第２図中最も右方向に来る状態で
ある。すなわち、この状態が圧縮機の吐出容量が最大と
なる状態である。

今、Ａ点、Ｐ点、Ｂ点の位置が図に示すような関係とな
る場合について、上死点の位置が常に一定である場合と
、変化する場合の軌跡を比較する。

上死点の位置が常に一定であると考えると、この時のＰ
点の軌跡は第３図にＫで示す様な円弧となる。

また、第４図、第５図には、斜板の１１６の傾斜角の変
動に伴い、ピストン２１７の上死点位置が下死点側に移
動し、シリンダ内のデッドスペースが増加すると考えた
時のＰ点の軌跡をり、Ｍで示す。第４図には、０％容量
時、直線ＡＰが線分ＯＡを１：９に内分し、Ｙ軸に平行
な直線に重なる場合の軌跡りを示し、第５図には、０％
容量時、直線ＡＰが線分ＯＡを１：１に内分し、Ｙ軸に
平行な直線に重なる場合の軌跡Ｍを示している。

今、デッドスペースの増加量について、第４図の場合と
第５図の場合を比較した時、第５図における方が、Ｂ点
の図中右方向への変位量が大きく、故にデッドスペース
の増加量も大きいという事になる。

この３つの場合の軌跡に、Ｌ、Ｍを比較すると、上死点
の位置が下死点側に変位する場合の軌跡は、斜板の傾斜
角度αが大きくなるにつれて、第３図に示した軌跡から
右方向に離れていく。そして、この傾向は上死点の変位
量を大きくとるほど強くなっていく事が明確である。こ
こで、Ｐ点の軌跡は、案内溝２０７の形状にほぼ相当す
るものである。したがって案内溝２０７の形状を第４図
、第５図に示すような形状とすれば、斜板１１６の傾斜
角に応じ、上死点の位置を下死点側に変位させる事が可
能となる。

なお、Ｐ点の軌跡、すなわち案内溝２０７の形状はピス
トン２１７の特性に応じ、種々変更可能な事は勿論であ
る。例えば、第４図の軌跡りと第５図の軌跡Ｍを組み合
わせ、第６図のような案内溝の形状とする事により、斜
板角αがα′より大きい時には、斜板の傾斜角αの変位
量Δαに対して上死点の変位量を小さく、斜板角αがα
′より小さい時には、斜板の傾斜角αの変位量Δαに対
して上死点の変位量を大きくとる事が可能である。

また、同じようにして大容量時には、上死点の位置を変
えず、小容量時には、上死点の位置を変えるという操作
も可能である。

そして、上述のような傾向は、Ａ点、Ｐ点、Ｂ点の位置
関係が本説明に用いた図と異なる場合でも同様である。

〔他の実施例〕

なお、上述の例では、斜板１１６の傾斜は圧力室１１３
内のオイルの圧力によって制御するようにしていたが、
他の方法により斜板１１６の傾斜角を制御してもよいこ
とはもちろんである。例えば、ハウジング１０１内の圧
力を制御することにより、斜板１１６の傾斜角が制御で
きる。

ハウジング１０１内の圧力が高くなれば、ピストン２１
７の背面の圧力が高くなるため、したがってピストン２
１７を下死点側に引き戻すのに大きな力が必要となる。

したがって、このようにハウジング１０１内の圧力が高
くなれば、ピストン２１７が下死点側に移動しにくくな
り、その結果、斜板１１６の傾斜角αは大きくなること
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図図示Ａ、Ｂ、Ｐ点相互間の関係を示す模式図、
第３図、第４図、第５図および第６図は同じ＜Ａ、Ｂ、
Ｐ間の移動関係を示す説明図・である。 １０１・・・ハウジング、１０６・・・シャフト、１１
６・・・斜板、１１８・・・ステー、２１３・・・シリ
ンダ。 ２１７・・・ピストン、２１９・・・コンロッド。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部に、複数個のシリンダ部を有するハウジングと、
   このハウジングの前記シリンダ部内に摺動自在に配設さ
   れたピストンと、前記ハウジングに回転自在に支持され
   るシャフトと、このシャフトと一体回転するステーと、
   前記ステーに形成された案内溝内に摺動自在に配設れさ
   た固定ピンと、この固定ピンを介して前記ステーと一体
   に回転する斜板と、この斜板に回転自在に支持され、斜
   板の回転揺動運動を受け、回転を伴うことなく揺動する
   揺動板と、この揺動板の揺動運動を前記ピストンに連結
   するコンロッドとを備え、前記斜板は前記シャフトに対
   しその傾斜角を可変制御されるものであって、前記案内
   溝の形状を、前記斜板の傾斜角の変動に伴い、前記ピス
   トンの上死点位置が下死点側に変位するよう構成したこ
   とを特徴とする可変容量型揺動板式圧縮機。