JP2018076815A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板の傾角の変更をスムーズに行うこと。
【解決手段】抽気通路３６は、途中から分岐して、圧力調整室１５ｃから吸入室１５ａに向かう第１抽気通路３６１及び第２抽気通路３６２を備えている。また、可変容量型斜板式圧縮機は、抽気通路３６の内部を移動可能であり、第２抽気通路３６２を開閉する弁体５１と、第２抽気通路３６２を閉鎖する方向に弁体５１を付勢する付勢ばね５７とを備える。弁体５１には、弁体５１よりも上流側と第１抽気通路３６１における弁体５１よりも下流側とを連通する連通路５５が形成されている。連通路５５は、絞り５５ｓを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、可変容量型斜板式圧縮機に関する。

一般的に、可変容量型斜板式圧縮機のハウジングは、シリンダブロックと、シリンダブロックの一端に連結されたフロントハウジングと、シリンダブロックの他端に連結されたリヤハウジングとを備えている。リヤハウジングには、吸入室及び吐出室が形成されている。ハウジング内には回転軸が回転可能に支持されている。また、ハウジング内におけるフロントハウジングとシリンダブロックとの間には斜板室が形成されている。斜板室には、回転軸から駆動力を得て回転するとともに回転軸の回転軸線方向に対して傾動可能な斜板が収容されている。シリンダブロックには、シリンダブロックの軸方向に沿って貫通するとともに吸入室及び吐出室に連通するシリンダボアが回転軸の周囲に複数形成されている。各シリンダボア内にはピストンが往復動可能に収納されている。各ピストンは、一対のシューを介して斜板の外周部に係留されている。そして、回転軸の回転に伴う斜板の回転運動が、シューを介してピストンの往復直線運動に変換される。

ここで、斜板の傾角を変更するために、斜板室にアクチュエータを備えたものが、例えば特許文献１に開示されている。このようなアクチュエータは、回転軸に設けられる区画体と、斜板室内で回転軸の回転軸線方向に移動する移動体と、区画体と移動体とによって区画される制御圧室とを有する。斜板室は、外部冷媒回路から冷媒ガスが吸入される吸入圧領域となっている。シリンダブロックには、斜板室と吸入室とを連通する吸入通路が形成されている。

また、リヤハウジングには圧力調整室が形成されている。圧力調整室と吐出室とは給気通路を介して連通している。給気通路上にはオリフィスが設けられている。また、圧力調整室と吸入室とは抽気通路を介して連通している。抽気通路上には、制御機構としての電磁式の制御弁が設けられている。制御弁は、吸入室の圧力に基づき抽気通路の開度を調整する。これにより、抽気通路を流れる冷媒ガスの流量が調整され、圧力調整室の圧力が制御される。回転軸には、回転軸の軸内に形成され、圧力調整室と制御圧室とを連通する制御通路が形成されている。

そして、吐出室から給気通路、圧力調整室及び制御通路を介した制御圧室への冷媒ガスの供給と、制御圧室から制御通路、圧力調整室及び抽気通路を介した吸入室への排出とが行われ、制御圧室の圧力が変更される。移動体は、制御圧室と斜板室との圧力差に伴って区画体に対して回転軸の軸方向に移動する。この移動体の回転軸の軸方向への移動に伴い、斜板の傾角が変更されるようになっている。

特開昭５２−１３１２０４号公報

しかしながら、上記構成のアクチュエータにおいて、制御圧室には、吐出室からの高温高圧の冷媒ガスが供給されるが、斜板室内の冷媒ガスは吐出室の冷媒ガスに比べて低温であるため、制御圧室の冷媒ガスが、斜板室内の冷媒ガスによって冷やされて凝縮し、液化してしまう虞がある。このように、制御圧室の冷媒ガスは、吸入圧領域の冷媒ガスによって冷やされて凝縮し、液化することがある。制御圧室で液化した液冷媒は、冷媒ガスに比べて、制御圧室から制御通路、圧力調整室及び抽気通路を介して吸入室へ排出され難いため、制御圧室の圧力の変更がスムーズに行われず、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができなくなってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる可変容量型斜板式圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決する可変容量型斜板式圧縮機は、吸入圧領域、吐出圧領域、及び複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックを有するハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸からの駆動力を得て回転して前記回転軸の回転軸線方向に対して傾動可能な斜板と、前記シリンダボアに往復動可能に収納され、前記斜板に係留されるピストンと、前記斜板の傾角を変更可能なアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記回転軸に設けられる区画体と、前記回転軸線方向に移動可能な移動体と、前記区画体と前記移動体とによって区画され、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室と、を備え、前記ハウジングに形成された圧力調整室と、前記圧力調整室と前記吸入圧領域とを連通する抽気通路と、前記圧力調整室と前記吐出圧領域とを連通する給気通路と、前記制御圧室と前記圧力調整室とを連通し、前記回転軸の軸内に形成される制御通路と、前記圧力調整室の圧力を制御する制御機構と、を備え、前記制御機構によって前記圧力調整室に導入される前記吸入圧領域及び前記吐出圧領域の圧力が制御されることにより、前記移動体の前記回転軸線方向への移動に伴い、前記斜板の傾角が変更されて、前記ピストンが前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する可変容量型斜板式圧縮機であって、前記抽気通路は、途中から分岐して、前記圧力調整室から前記吸入圧領域に向かう第１抽気通路及び第２抽気通路を備え、前記抽気通路の内部を移動可能であり、前記制御機構の一部をなすとともに前記第２抽気通路を開閉する弁体と、前記第２抽気通路を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、前記弁体に形成されるとともに前記弁体よりも上流側と前記第１抽気通路における前記弁体よりも下流側とを連通する連通路と、を備え、前記連通路の少なくとも一部が絞りになっており、前記弁体は、前記絞りよりも上流側の圧力と前記第１抽気通路における前記絞りよりも下流側の圧力との差圧に基づき、前記第２抽気通路を開閉する。

例えば、制御圧室の圧力を減少させる際には、制御機構によって圧力調整室の圧力を減少させるように圧力調整室の圧力を制御し、制御圧室の冷媒ガスを制御通路、圧力調整室及び抽気通路を介して吸入圧領域へ排出させる。このとき、絞りよりも上流側の圧力は、第１抽気通路における絞りよりも下流側の圧力よりも高くなっている。そして、絞りよりも上流側の圧力と第１抽気通路における絞りよりも下流側の圧力との差圧に基づき、弁体が第２抽気通路を開放する方向に移動する。このとき、制御圧室に液化した冷媒ガスが存在していても、液化した液冷媒が、制御通路を通過して抽気通路に流れ、第２抽気通路を介して吸入圧領域に排出される。よって、制御圧室で液化した液冷媒を抽気通路の途中から第２抽気通路を介して吸入圧領域に素早く排出することができ、制御圧室の圧力の変更をスムーズに行うことができる。その結果、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる。

上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記回転軸には、前記制御通路から前記抽気通路に向けて前記回転軸の外周面に開口する径路が形成されているとよい。これによれば、制御圧室内で液化した液冷媒が、制御通路に排出されるとともに、回転軸の遠心力によって、制御通路における回転軸の径方向外側に飛ばされた液冷媒が、径路を介して抽気通路に排出され易くなる。したがって、制御圧室で液化した液冷媒を抽気通路に素早く排出することができる。

上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記弁体は、前記弁体よりも上流側と前記第２抽気通路との間をシールする外面シール部を有するとよい。これによれば、外面シール部によって、弁体よりも上流側と第２抽気通路との間を好適にシールすることができる。

上記可変容量型斜板式圧縮機において、前記第２抽気通路は、前記吸入圧領域である吸入室に連通しており、前記弁体が前記第２抽気通路を閉鎖しているときに前記弁体が着座する弁座部材を備え、前記弁座部材は、前記圧力調整室と前記吸入圧領域である斜板室とを隔てる位置に配置されているとよい。これによれば、圧力調整室と斜板室とを隔てる弁座部材を利用して、弁体が第２抽気通路を閉鎖しているときの弁体を位置決めすることができる。

この発明によれば、斜板の傾角の変更をスムーズに行うことができる。

実施形態における可変容量型斜板式圧縮機を示す側断面図。 可変容量型斜板式圧縮機の部分拡大断面図。 制御圧室、圧力調整室、吸入室、及び吐出室の関係を示す模式図。 斜板の傾角が最小傾角のときの可変容量型斜板式圧縮機を示す側断面図。 可変容量型斜板式圧縮機の部分拡大断面図。

以下、可変容量型斜板式圧縮機を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。なお、可変容量型斜板式圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図１に示すように、可変容量型斜板式圧縮機１０のハウジング１１は、互いに連結された筒状のシリンダブロックとしての第１シリンダブロック１２及び第２シリンダブロック１３と、第１シリンダブロック１２に連結されたフロントハウジング１４と、第２シリンダブロック１３に連結されたリヤハウジング１５とを備えている。

フロントハウジング１４と第１シリンダブロック１２との間には、第１弁・ポート形成体１６が介在されている。また、リヤハウジング１５と第２シリンダブロック１３との間には、第２弁・ポート形成体１７が介在されている。

フロントハウジング１４と第１弁・ポート形成体１６との間には、吸入室１４ａ及び吐出室１４ｂが区画されている。吐出室１４ｂは吸入室１４ａの外周側に配置されている。また、リヤハウジング１５と第２弁・ポート形成体１７との間には、吸入室１５ａ及び吐出室１５ｂが区画されている。さらに、リヤハウジング１５には、圧力調整室１５ｃが形成されている。圧力調整室１５ｃは、リヤハウジング１５の中央部に位置しており、吸入室１５ａは、圧力調整室１５ｃの外周側に配置されている。さらに、吐出室１５ｂは吸入室１５ａの外周側に配置されている。各吐出室１４ｂ，１５ｂ同士は、図示しない吐出通路を介して接続されている。そして、吐出通路は図示しない外部冷媒回路に接続されている。各吐出室１４ｂ，１５ｂは吐出圧領域となっている。

第１弁・ポート形成体１６には、吸入室１４ａに連通する吸入ポート１６ａ、及び吐出室１４ｂに連通する吐出ポート１６ｂが形成されている。第２弁・ポート形成体１７には、吸入室１５ａに連通する吸入ポート１７ａ、及び吐出室１５ｂに連通する吐出ポート１７ｂが形成されている。各吸入ポート１６ａ，１７ａには、図示しない吸入弁機構が設けられるとともに、各吐出ポート１６ｂ，１７ｂには、図示しない吐出弁機構が設けられている。

図２に示すように、リヤハウジング１５における第２シリンダブロック１３側の端面において、吸入室１５ａよりも内側の部位には、第２弁・ポート形成体１７を貫通して第２シリンダブロック１３の内側に突出する環状の突出部１５ｆが形成されている。突出部１５ｆの端面には、第１凹部１５ｄが形成されている。第１凹部１５ｄの底面１５１ｄの中央部には、第２凹部１５ｅが形成されている。第２凹部１５ｅの底面１５１ｅは、リヤハウジング１５における第２シリンダブロック１３側の端面よりも凹んだ位置に存在する。

図１に示すように、ハウジング１１内には回転軸２１が回転可能に支持されている。回転軸２１において、回転軸線Ｌが延びる方向である回転軸線方向（回転軸２１の軸方向）の一端側であり、ハウジング１１の前方側（一方側）に位置する前端部側は、第１シリンダブロック１２に貫設された軸孔１２ｈに挿通され、ラジアルベアリングＢ１を介して第１シリンダブロック１２に回転可能に支持されている。そして、回転軸２１の前端は、フロントハウジング１４内に位置している。

図２に示すように、回転軸２１において、回転軸線方向の他端側であり、ハウジング１１の後方側（他方側）に位置する後端部側は、突出部１５ｆの第１凹部１５ｄ及び第２凹部１５ｅに挿通され、ラジアルベアリングＢ２を介して第２凹部１５ｅの内面に回転可能に支持されている。回転軸２１の後端面は、第２凹部１５ｅの底面１５１ｅから離れた位置にある。そして、回転軸２１の後端面、第２凹部１５ｅの内面、及び第２凹部１５ｅの底面１５１ｅによって第１空間１５１ｃが区画されている。回転軸２１の後端面は、第１空間１５１ｃに面している。

図１に示すように、フロントハウジング１４と回転軸２１との間にはリップシール型の軸封装置２２が介在されている。回転軸２１の前端には、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車両のエンジンＥが作動連結されている。本実施形態では、動力伝達機構ＰＴは、常時伝達型のクラッチレス機構（例えばベルト及びプーリの組合せ）である。

ハウジング１１内には、第１シリンダブロック１２及び第２シリンダブロック１３により区画された斜板室２４が形成されている。斜板室２４には、回転軸２１から駆動力を得て回転して回転軸２１の回転軸線方向に対して傾動可能な斜板２３が収容されている。斜板２３には、回転軸２１が挿通可能な挿通孔２３ａが形成されている。そして、回転軸２１が挿通孔２３ａに挿通されることにより、斜板２３が回転軸２１に取り付けられている。

第１シリンダブロック１２には、第１シリンダブロック１２の軸方向に貫通形成される第１シリンダボア１２ａが回転軸２１の周囲に複数（図１では１つの第１シリンダボア１２ａのみ図示）配列されている。各第１シリンダボア１２ａは、吸入ポート１６ａを介して吸入室１４ａに連通するとともに、吐出ポート１６ｂを介して吐出室１４ｂに連通している。

第２シリンダブロック１３には、第２シリンダブロック１３の軸方向に貫通形成される第２シリンダボア１３ａが回転軸２１の周囲に複数（図１では１つの第２シリンダボア１３ａのみ図示）配列されている。各第２シリンダボア１３ａは、吸入ポート１７ａを介して吸入室１５ａに連通するとともに、吐出ポート１７ｂを介して吐出室１５ｂに連通している。

第１シリンダボア１２ａ及び第２シリンダボア１３ａは、前後で対となるように配置されている。対となる第１シリンダボア１２ａ及び第２シリンダボア１３ａ内には、ピストンとしての両頭ピストン２５が前後方向へ往復動可能にそれぞれ収納されている。すなわち、本実施形態の可変容量型斜板式圧縮機１０は、両頭ピストン型斜板式圧縮機である。

各両頭ピストン２５は、一対のシュー２６を介して斜板２３の外周部に係留されている。そして、回転軸２１の回転に伴う斜板２３の回転運動が、シュー２６を介して両頭ピストン２５の往復直線運動に変換される。

各第１シリンダボア１２ａ内には、両頭ピストン２５と第１弁・ポート形成体１６とによって第１圧縮室２０ａが区画されている。各第２シリンダボア１３ａ内には、両頭ピストン２５と第２弁・ポート形成体１７とによって第２圧縮室２０ｂが区画されている。

第１シリンダブロック１２には、軸孔１２ｈに連続するとともに軸孔１２ｈよりも大径である第１大径孔１２ｂが形成されている。第１大径孔１２ｂは、斜板室２４に連通している。斜板室２４と吸入室１４ａとは、第１シリンダブロック１２及び第１弁・ポート形成体１６を貫通する吸入通路１２ｃにより連通している。

第２シリンダブロック１３には、回転軸２１の軸方向で第１大径孔１２ｂに対向配置される第２大径孔１３ｂが形成されている。第２大径孔１３ｂは、斜板室２４に連通している。斜板室２４と吸入室１５ａとは、第２シリンダブロック１３及び第２弁・ポート形成体１７を貫通する吸入通路１３ｃにより連通している。

第２シリンダブロック１３の周壁には吸入口１３ｓが形成されている。吸入口１３ｓは外部冷媒回路に接続されている。そして、外部冷媒回路から吸入口１３ｓを介して斜板室２４に吸入された冷媒ガスは、吸入通路１２ｃ，１３ｃを介して吸入室１４ａ，１５ａに吸入される。よって、吸入室１４ａ，１５ａ及び斜板室２４は、吸入圧領域となっており、圧力がほぼ等しくなっている。

回転軸２１は、第１大径孔１２ｂ内に配置される環状のフランジ部２１ｆを有する。なお、フランジ部２１ｆは、回転軸２１とは別体であり、回転軸２１に圧入されている。回転軸２１の軸方向において、フランジ部２１ｆと第１シリンダブロック１２との間には第１スラスト軸受２７ａが配設されている。また、回転軸２１における後端側には、第２大径孔１３ｂ内に配置される環状のフランジ部２１ｇが突設されている。回転軸２１の軸方向において、フランジ部２１ｇと突出部１５ｆの突出端面との間には第２スラスト軸受２７ｂが配設されている。

斜板室２４内には、斜板２３における回転軸２１の回転軸線方向に対する斜板２３の傾角を変更可能なアクチュエータ３０が配置されている。アクチュエータ３０は、フランジ部２１ｆよりも後方側であって、且つ斜板２３よりも前方側に配置されている。アクチュエータ３０は、回転軸２１と一体回転可能な環状の区画体３１を有する。区画体３１には、回転軸２１が挿入される挿入孔３１ｈが形成されている。そして、回転軸２１が挿入孔３１ｈ内に圧入されることにより、区画体３１が回転軸２１に一体化されている。

アクチュエータ３０は、フランジ部２１ｆと区画体３１との間に配置されるとともに斜板室２４内で回転軸２１の回転軸線方向に移動可能な有底円筒状の移動体３２を有する。移動体３２は、第１大径孔１２ｂの内側に侵入可能に配置されている。移動体３２は、回転軸２１が貫挿される貫挿孔３２ｅを有する円環状の底部３２ａと、底部３２ａの外周縁から回転軸２１の軸方向に延びる円筒部３２ｂとを有する。移動体３２は、回転軸２１と一体回転可能になっている。円筒部３２ｂの内周面と区画体３１の外周面との間はシール部材３３によりシールされるとともに、貫挿孔３２ｅと回転軸２１との間はシール部材３４によりシールされている。そして、アクチュエータ３０は、区画体３１と移動体３２とにより区画される制御圧室３５を有する。

斜板室２４内において、斜板２３とフランジ部２１ｇとの間にはラグアーム４０が配設されている。ラグアーム４０は一端から他端に向かって略Ｌ字形状に形成されている。ラグアーム４０の一端にはウェイト部４０ａが形成されている。ウェイト部４０ａは、斜板２３の溝部２３ｂを通過して斜板２３の前面側に位置している。

ラグアーム４０の一端側は、溝部２３ｂ内を横切る第１ピン４１によって斜板２３の上端側（図１における上側）に連結されている。これにより、ラグアーム４０の一端側は、第１ピン４１の軸心を第１揺動中心Ｍ１として、斜板２３に対して第１揺動中心Ｍ１周りで揺動可能に支持されている。ラグアーム４０の他端側は、回転軸２１に一体的に設けられる図示しない支持部材に対して第２ピン４２によって連結されている。これにより、ラグアーム４０の他端側は、第２ピン４２の軸心を第２揺動中心Ｍ２として、支持部材に対して第２揺動中心Ｍ２周りで揺動可能に支持されている。

移動体３２の円筒部３２ｂの先端には、斜板２３側に向けて突出する連結部３２ｃが設けられている。連結部３２ｃには第３ピン４３が挿通可能な移動体側挿通孔３２ｈが形成されている。また、斜板２３の下端側（図１における下側）には、第３ピン４３が挿通可能な斜板側挿通孔２３ｈが形成されている。そして、第３ピン４３によって連結部３２ｃが斜板２３の下端側に連結されている。

回転軸２１には、制御圧室３５と第１空間１５１ｃとを連通し、回転軸２１の軸内に形成される制御通路２９が形成されている。制御通路２９は、回転軸２１の軸方向に延びる第１軸内通路２９ａと、第１軸内通路２９ａに連通するとともに回転軸２１の径方向に延びる第２軸内通路２９ｂとから形成されている。第２軸内通路２９ｂの一端は第１軸内通路２９ａの先端に連通するとともに、他端は制御圧室３５に開口している。第１軸内通路２９ａの後端は、第１空間１５１ｃに開口している。よって、制御圧室３５と第１空間１５１ｃとは、第１軸内通路２９ａ及び第２軸内通路２９ｂを介して連通している。

図２に示すように、第１凹部１５ｄ内には、環状の弁座部材５２が配置されている。弁座部材５２には、回転軸２１が挿通される挿通孔５２ｈが形成されている。回転軸２１の軸方向において、弁座部材５２における斜板室２４側の端面は、第２スラスト軸受２７ｂに接触している。回転軸２１の軸方向において、弁座部材５２における第２スラスト軸受２７ｂとは反対側の端面は、第１凹部１５ｄの底面１５１ｄから離れている。第１凹部１５ｄの内側には、弁座部材５２における第２スラスト軸受２７ｂとは反対側の端面、第１凹部１５ｄの内面、及び第１凹部１５ｄの底面１５１ｄによって、回転軸２１の周囲で環状に延びる第２空間１５２ｃが区画されている。本実施形態において、第１空間１５１ｃ及び第２空間１５２ｃは、圧力調整室１５ｃを形成している。

弁座部材５２は、第１凹部１５ｄの内面に圧入されており、弁座部材５２の外周面と第１凹部１５ｄの内面との間はシールされている。また、回転軸２１の外周面と弁座部材５２の内周面との間にはシール部材５４が設けられており、回転軸２１の外周面と弁座部材５２の内周面との間がシール部材５４によってシールされている。これにより、第２空間１５２ｃと斜板室２４との間がシールされている。よって、本実施形態において、弁座部材５２は、圧力調整室１５ｃと斜板室２４とを隔てる位置に配置されている。

回転軸２１の後端部は、回転軸２１の軸方向において、第２空間１５２ｃに対応する位置から後端面までの部位が、それよりも前端側の部位よりも外径が小さい小径部２１１になっている。本実施形態のラジアルベアリングＢ２は、小径部２１１の外周面と第２凹部１５ｅの内周面との間に配置されている。

第１凹部１５ｄの底面１５１ｄにおける第２凹部１５ｅよりも回転軸２１の径方向外側には、弁収容孔１５ｈが形成されている。弁収容孔１５ｈは、回転軸２１の軸方向に延びている。また、リヤハウジング１５には、弁収容孔１５ｈと制御弁３６ｓとを繋ぐ通路３６ａが形成されている。本実施形態において、弁収容孔１５ｈ及び通路３６ａは、抽気通路３６の一部を構成している。

回転軸２１の小径部２１１には、制御通路２９から抽気通路３６に向けて小径部２１１の外周面に開口する径路２９１が形成されている。径路２９１は、小径部２１１の外周面と第２凹部１５ｅの内周面との間において、ラジアルベアリングＢ２よりも第２空間１５２ｃ寄りの部分に向けて開口している。

図３に示すように、圧力調整室１５ｃと吸入室１５ａとは抽気通路３６を介して連通している。抽気通路３６には制御機構としての電磁式の制御弁３６ｓが設けられている。制御弁３６ｓは、吸入室１５ａの圧力に基づき抽気通路３６の開度を調整することが可能になっている。そして、制御弁３６ｓにより、抽気通路３６を流れる冷媒ガスの流量が調整され、圧力調整室１５ｃの圧力が制御される。また、圧力調整室１５ｃと吐出室１５ｂとは給気通路３７を介して連通している。給気通路３７にはオリフィス３７ａが設けられており、給気通路３７を流れる冷媒ガスの流量がオリフィス３７ａにより絞られている。

そして、吐出室１５ｂから給気通路３７、第１空間１５１ｃ、第１軸内通路２９ａ及び第２軸内通路２９ｂを介した制御圧室３５への冷媒ガスの供給と、制御圧室３５から第２軸内通路２９ｂ、第１軸内通路２９ａ、径路２９１、第２空間１５２ｃ及び抽気通路３６を介した吸入室１５ａへの冷媒ガスの排出とが行われる。これにより、制御圧室３５の圧力が制御される。そして、制御圧室３５と斜板室２４との圧力差に伴って、移動体３２が区画体３１に対して回転軸２１の軸方向に移動するようになっている。よって、制御圧室３５に供給される冷媒ガスは、移動体３２の移動制御を行うために用いられる制御ガスである。

図２に示すように、抽気通路３６は、途中から分岐して、圧力調整室１５ｃから吸入室１５ａに向かう第１抽気通路３６１及び第２抽気通路３６２を備えている。具体的には、第２抽気通路３６２は、弁収容孔１５ｈから分岐して弁収容孔１５ｈと吸入室１５ａとを連通する通路である。第１抽気通路３６１は、弁収容孔１５ｈにおける第２抽気通路３６２が弁収容孔１５ｈから分岐された部分よりも通路３６ａ側の通路である。

弁収容孔１５ｈには、制御機構の一部をなすとともに第２抽気通路３６２を開閉する柱状の弁体５１が配置されている。弁体５１は、弁収容孔１５ｈの内部を回転軸２１の軸方向に移動可能になっている。

弁体５１には、弁体５１よりも上流側と第１抽気通路３６１における弁体５１よりも下流側とを連通する連通路５５が形成されている。連通路５５は、弁体５１における弁座部材５２側の端部に形成される絞り５５ｓと、絞り５５ｓに連通するとともに絞り５５ｓから離れるにつれて拡径していく拡径部５５ａと、拡径部５５ａよりも内径が大径であるとともに回転軸２１の軸方向に延びる大径部５５ｂとを有する。拡径部５５ａと大径部５５ｂとの間には、回転軸２１の径方向に延びる端面５５ｃが形成されている。

弁体５１は、弁体５１よりも上流側と第２抽気通路３６２との間をシールする外面シール部５６を有する。外面シール部５６は、弁体５１の移動方向において、弁体５１の外周面における弁座部材５２側の部位である。

弁収容孔１５ｈの内部には、第２抽気通路３６２を閉鎖する方向に弁体５１を付勢する付勢部材としての付勢ばね５７が配設されている。付勢ばね５７の一端は端面５５ｃに当接するとともに、他端は弁収容孔１５ｈの底面に当接している。弁体５１は、付勢ばね５７の付勢力によって弁座部材５２に向けて付勢されている。弁体５１は、第２抽気通路３６２を閉鎖しているときに弁座部材５２に着座する。

弁体５１における弁座部材５２側の端部には、絞り５５ｓに連通する溝５５ｋが形成されている。溝５５ｋは、回転軸２１の径方向に延びており、弁体５１が弁座部材５２に着座している状態において第２空間１５２ｃに連通する。そして、弁体５１が弁座部材５２に着座している状態であっても、弁体５１における弁座部材５２側の端面には、第２空間１５２ｃの内部の圧力に基づく荷重が付与されるようになっている。

絞り５５ｓよりも上流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重が、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重と、付勢ばね５７の付勢力に基づく弁体５１に付与される荷重との合計よりも小さい場合がある。この場合、弁体５１は、弁座部材５２に着座している状態で位置決めされており、外面シール部５６により、絞り５５ｓよりも上流側と第２抽気通路３６２との間がシールされている。

一方、絞り５５ｓよりも上流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重が、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重と、付勢ばね５７の付勢力に基づく弁体５１に付与される荷重との合計よりも大きくなる場合がある。この場合、弁体５１は、弁座部材５２から離れる方向へ移動する。そして、外面シール部５６が、第２抽気通路３６２よりも弁収容孔１５ｈの底面側に位置するまで弁体５１が移動すると、絞り５５ｓよりも上流側と第２抽気通路３６２とが連通する。

したがって、弁体５１は、絞り５５ｓよりも上流側の圧力と第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力との差圧に基づき、第２抽気通路３６２を開閉する。
圧力調整室１５ｃ（第２空間１５２ｃ）と制御弁３６ｓとは、弁体５１が、弁座部材５２に着座している状態では、溝５５ｋ、絞り５５ｓ、拡径部５５ａ、大径部５５ｂ、弁収容孔１５ｈ、及び通路３６ａを介して連通している。また、圧力調整室１５ｃ（第２空間１５２ｃ）と制御弁３６ｓとは、弁体５１が、弁座部材５２から離れる方向へ移動したときには、弁収容孔１５ｈ、絞り５５ｓ、拡径部５５ａ、大径部５５ｂ、及び通路３６ａを介して連通している。

制御弁３６ｓの弁開度を増大させると、制御圧室３５から第２軸内通路２９ｂ、第１軸内通路２９ａ、圧力調整室１５ｃ及び抽気通路３６を介して吸入室１５ａへ排出される冷媒ガスの流量が多くなる。これにより、圧力調整室１５ｃの圧力が吸入室１５ａの圧力とほぼ等しくなり、制御圧室３５の圧力も吸入室１５ａの圧力とほぼ等しくなる。よって、制御圧室３５と斜板室２４との圧力差が少なくなることで、斜板２３に作用する両頭ピストン２５からの圧縮反力によって、斜板２３が第３ピン４３を介して移動体３２を牽引し、移動体３２の底部３２ａが区画体３１に近づくように移動体３２が移動する。

図４に示すように、移動体３２の底部３２ａが区画体３１に近づくように移動体３２が移動すると、斜板２３が第１揺動中心Ｍ１周りで揺動する。この斜板２３における第１揺動中心Ｍ１周りの揺動に伴って、ラグアーム４０が第２揺動中心Ｍ２周りで揺動し、ラグアーム４０がフランジ部２１ｇに接近する。これにより、斜板２３の傾角が小さくなる。斜板２３の傾角が小さくなると、両頭ピストン２５のストロークが小さくなって吐出容量が減る。

制御弁３６ｓの弁開度を減少させると、制御圧室３５から第２軸内通路２９ｂ、第１軸内通路２９ａ、圧力調整室１５ｃ及び抽気通路３６を介して吸入室１５ａへ排出される冷媒ガスの流量が少なくなる。そして、吐出室１５ｂから給気通路３７、圧力調整室１５ｃ、第１軸内通路２９ａ及び第２軸内通路２９ｂを介した制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われることで、制御圧室３５の圧力が吐出室１５ｂの圧力とほぼ等しくなる。よって、制御圧室３５と斜板室２４との圧力差が大きくなることで、移動体３２が第３ピン４３を介して斜板２３を牽引しながら、移動体３２の底部３２ａが区画体３１から離間するように移動する。

図１に示すように、移動体３２の底部３２ａが区画体３１から離間するように移動体３２が移動すると、斜板２３が第１揺動中心Ｍ１周りで、斜板２３の傾角減少時の揺動方向とは逆方向に揺動する。この斜板２３の第１揺動中心Ｍ１周りでの斜板２３の傾角減少時の揺動方向とは逆方向の揺動に伴って、ラグアーム４０が第２揺動中心Ｍ２周りで、斜板２３の傾角減少時の揺動方向とは逆方向に揺動し、ラグアーム４０がフランジ部２１ｇから離間する。これにより、斜板２３の傾角が大きくなり、両頭ピストン２５のストロークが大きくなって吐出容量が増える。

次に、本実施形態の作用について説明する。
吐出容量を減少させるために、制御圧室３５の圧力を減少させる際には、制御弁３６ｓの弁開度を増大させて、圧力調整室１５ｃの圧力を減少させるように圧力調整室１５ｃの圧力を制御し、制御圧室３５の冷媒ガスを第２軸内通路２９ｂ、第１軸内通路２９ａ、圧力調整室１５ｃ及び抽気通路３６を介して吸入室１５ａへ排出させる。このとき、絞り５５ｓよりも上流側の圧力は、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力よりも高くなっている。

図５に示すように、絞り５５ｓよりも上流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重が、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重と、付勢ばね５７の付勢力に基づく弁体５１に付与される荷重との合計よりも大きい場合がある。この場合、弁体５１が第２抽気通路３６２を開放する方向に移動し、絞り５５ｓよりも上流側と第２抽気通路３６２とが連通し、制御圧室３５の圧力を素早く減少させる。

さらに、制御圧室３５の冷媒ガスが斜板室２４内の冷媒ガスによって冷やされて凝縮し、液化した冷媒ガスが制御圧室３５内に存在する場合がある。この場合、液化した液冷媒が、制御通路２９に排出されるとともに、回転軸２１の遠心力によって、制御通路２９における回転軸２１の径方向外側に飛ばされた液冷媒が、径路２９１を介しても小径部２１１の外周面と第２凹部１５ｅの内周面との間に効果的に排出される。そして、液冷媒は、抽気通路３６の途中から第２抽気通路３６２を介して吸入室１５ａに排出される。よって、制御圧室３５で液化した液冷媒が、抽気通路３６の途中から第２抽気通路３６２を介して吸入圧領域である吸入室１５ａに素早く排出され、制御圧室３５の圧力の変更がスムーズに行われる。その結果、斜板２３の傾角の変更がスムーズに行われる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）絞り５５ｓよりも上流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重が、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重と、付勢ばね５７の付勢力に基づく弁体５１に付与される荷重との合計よりも大きい場合がある。この場合、弁体５１が第２抽気通路３６２を開放する方向に移動する。このとき、制御圧室３５の冷媒ガスが斜板室２４内の冷媒ガスによって冷やされて凝縮し、液化した液冷媒が、制御通路２９を通過して抽気通路３６に流れ、第２抽気通路３６２を介して吸入室１５ａに排出される。よって、制御圧室３５で液化した液冷媒を抽気通路３６の途中から第２抽気通路３６２を介して吸入室１５ａに素早く排出することができ、制御圧室３５の圧力の変更をスムーズに行うことができる。その結果、斜板２３の傾角の変更をスムーズに行うことができる。

（２）回転軸２１の小径部２１１には、制御通路２９から抽気通路３６に向けて小径部２１１の外周面に開口する径路２９１が形成されている。これによれば、制御圧室３５内で液化した液冷媒が、制御通路２９に排出されるとともに、回転軸２１の遠心力によって、制御通路２９における回転軸２１の径方向外側に飛ばされた液冷媒が、径路２９１を介して抽気通路３６に排出され易くなる。したがって、制御圧室３５で液化した液冷媒を抽気通路３６に素早く排出することができる。

（３）弁体５１は、弁体５１よりも上流側と第２抽気通路３６２との間をシールする外面シール部５６を有している。これによれば、外面シール部５６によって、弁体５１よりも上流側と第２抽気通路３６２との間を好適にシールすることができる。

（４）第２抽気通路３６２は、吸入圧領域である吸入室１５ａに連通している。弁体５１が第２抽気通路３６２を閉鎖しているときに弁体５１が着座する弁座部材５２は、圧力調整室１５ｃと斜板室２４とを隔てる位置に配置されている。これによれば、圧力調整室１５ｃと斜板室２４とを隔てる弁座部材５２を利用して、弁体５１が第２抽気通路３６２を閉鎖しているときの弁体５１を位置決めすることができる。

（５）本実施形態では、可変容量型斜板式圧縮機１０において吐出容量を減少させるために、制御圧室３５の圧力を減少させる際には、制御弁３６ｓの弁開度を増大させて、制御圧室３５の冷媒ガスを第２軸内通路２９ｂ、第１軸内通路２９ａ、圧力調整室１５ｃ及び抽気通路３６を介して吸入室１５ａへ排出させる。このとき、絞り５５ｓよりも上流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重が、第１抽気通路３６１における絞り５５ｓよりも下流側の圧力に基づく弁体５１に付与される荷重と、付勢ばね５７の付勢力に基づく弁体５１に付与される荷重との合計よりも大きくなると、弁体５１が第２抽気通路３６２を開放する。よって、制御圧室３５の冷媒ガスの一部が、第２抽気通路３６２を介して吸入室１５ａに排出されるため、第２抽気通路３６２が設けられていない構成に比べて、制御弁３６ｓを通過する冷媒ガスの流量が少なくなる。したがって、制御弁３６ｓの弁開度が小さくても、制御圧室３５の圧力を減少させることができるため、制御弁３６ｓを小型化することができる。

（６）上記構成のようなアクチュエータ３０を用いて斜板２３の傾角の変更を行うものにおいては、吐出室１５ｂの冷媒ガスを制御圧室３５へ供給する際には、吐出室１５ｂからの冷媒ガスが制御通路２９を流れて制御圧室３５に供給される。一方、制御圧室３５の冷媒ガスを吸入室１５ａへ排出する際には、制御圧室３５からの冷媒ガスが制御通路２９を流れて吸入室１５ａへ排出される。したがって、制御通路２９には、吐出室１５ｂから制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われているときに冷媒ガスが流れており、制御圧室３５から吸入室１５ａへの冷媒ガスの排出が行われているときにも冷媒ガスが流れている。

したがって、例えば、制御通路２９に、上記構成の弁体５１を配置すると、吐出室１５ｂから制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われている際には、弁体５１の絞り５５ｓが、吐出室１５ｂから制御圧室３５へ供給される冷媒ガスの流れを阻害することになり、斜板２３の傾角の変更をスムーズに行うことができなくなる虞がある。吐出室１５ｂから制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われるときと、制御圧室３５から吸入室１５ａへの冷媒ガスの排出が行われるときとで、冷媒ガスが圧力調整室１５ｃと制御圧室３５との間を流れる通路をそれぞれ別々に設ければ、このような問題は解消されるが、別々に通路を設けると構成が複雑化してしまう。

そこで、本実施形態では、弁体５１を、抽気通路３６の内部に配置したため、吐出室１５ｂから制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われている際に、弁体５１の絞り５５ｓが、吐出室１５ｂから制御圧室３５へ供給される冷媒ガスの流れを阻害することが無く、斜板２３の傾角の変更に影響を与えることが無い。そして、吐出室１５ｂから制御圧室３５への冷媒ガスの供給が行われるときと、制御圧室３５から吸入室１５ａへの冷媒ガスの排出が行われるときとで、冷媒ガスが圧力調整室１５ｃと制御圧室３５との間を流れる通路をそれぞれ別々に設ける必要が無いため、構成が複雑化することがない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、第２抽気通路３６２が、例えば、吸入圧領域である斜板室２４に連通していてもよい。

○ 実施形態において、回転軸２１の小径部２１１に径路２９１が形成されていなくてもよい。この場合、例えば、回転軸２１の小径部２１１が、第１軸内通路２９ａにおける圧力調整室１５ｃ側の端部が圧力調整室１５ｃの第２空間１５２ｃに連通する構成であってもよい。そして、例えば、ラジアルベアリングＢ２を、シール部材５４付近に配置するようにしてもよい。

○ 実施形態において、弁体５１は、弁体５１の移動方向の端面に端面シール部を有し、端面シール部によって、弁体５１よりも上流側と第２抽気通路３６２との間をシールするようにしてもよい。

○ 実施形態において、アクチュエータ３０は、制御圧室３５の圧力が吸入室１５ａの圧力とほぼ等しくなることで、斜板２３の傾角が大きくなるように移動体３２が移動するとともに、制御圧室３５の圧力が吐出室１５ｂの圧力とほぼ等しくなることで、斜板２３の傾角が小さくなるように移動体３２が移動する構成であってもよい。すなわち、アクチュエータ３０は、吐出容量を増大させるために、制御圧室３５の圧力が減少する構成であってもよい。

○ 実施形態において、圧力調整室１５ｃと吐出室１５ｂとを連通する給気通路３７上に電磁式の制御弁が設けられており、圧力調整室１５ｃと吸入室１５ａとを連通する抽気通路にオリフィスが設けられている構成であってもよい。

○ 実施形態において、可変容量型斜板式圧縮機１０は、両頭ピストン２５を採用した両頭ピストン型斜板式圧縮機であったが、片頭ピストンを採用した片頭ピストン型斜板式圧縮機であってもよい。

○ 実施形態において、クラッチを介して外部駆動源から駆動力を得るようにしてもよい。

１０…可変容量型斜板式圧縮機、１１…ハウジング、１２…シリンダブロックとしての第１シリンダブロック、１２ａ…シリンダボアとしての第１シリンダボア、１３…シリンダブロックとしての第２シリンダブロック、１３ａ…シリンダボアとしての第２シリンダボア、１４ａ，１５ａ…吸入圧領域である吸入室、１４ｂ，１５ｂ…吐出圧領域である吐出室、１５ｃ…圧力調整室、２１…回転軸、２３…斜板、２４…斜板室、２５…ピストンとしての両頭ピストン、２９…制御通路、３０…アクチュエータ、３１…区画体、３２…移動体、３５…制御圧室、３６…抽気通路、３６ｓ…制御機構としての制御弁、３７…給気通路、５１…弁体、５２…弁座部材、５５…連通路、５５ｓ…絞り、５６…外面シール部、５７…付勢部材としての付勢ばね、２９１…径路、３６１…第１抽気通路、３６２…第２抽気通路。

Claims (4)

1. 吸入圧領域、吐出圧領域、及び複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックを有するハウジングと、
   前記ハウジングに回転可能に支持される回転軸と、
   前記回転軸からの駆動力を得て回転して前記回転軸の回転軸線方向に対して傾動可能な斜板と、
   前記シリンダボアに往復動可能に収納され、前記斜板に係留されるピストンと、
   前記斜板の傾角を変更可能なアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータは、
   前記回転軸に設けられる区画体と、
   前記回転軸線方向に移動可能な移動体と、
   前記区画体と前記移動体とによって区画され、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室と、を備え、
   前記ハウジングに形成された圧力調整室と、
   前記圧力調整室と前記吸入圧領域とを連通する抽気通路と、
   前記圧力調整室と前記吐出圧領域とを連通する給気通路と、
   前記制御圧室と前記圧力調整室とを連通し、前記回転軸の軸内に形成される制御通路と、
   前記圧力調整室の圧力を制御する制御機構と、を備え、
   前記制御機構によって前記圧力調整室に導入される前記吸入圧領域及び前記吐出圧領域の圧力が制御されることにより、前記移動体の前記回転軸線方向への移動に伴い、前記斜板の傾角が変更されて、前記ピストンが前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する可変容量型斜板式圧縮機であって、
   前記抽気通路は、途中から分岐して、前記圧力調整室から前記吸入圧領域に向かう第１抽気通路及び第２抽気通路を備え、
   前記抽気通路の内部を移動可能であり、前記制御機構の一部をなすとともに前記第２抽気通路を開閉する弁体と、
   前記第２抽気通路を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
   前記弁体に形成されるとともに前記弁体よりも上流側と前記第１抽気通路における前記弁体よりも下流側とを連通する連通路と、を備え、
   前記連通路の少なくとも一部が絞りになっており、
   前記弁体は、前記絞りよりも上流側の圧力と前記第１抽気通路における前記絞りよりも下流側の圧力との差圧に基づき、前記第２抽気通路を開閉することを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
2. 前記回転軸には、前記制御通路から前記抽気通路に向けて前記回転軸の外周面に開口する径路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
3. 前記弁体は、前記弁体よりも上流側と前記第２抽気通路との間をシールする外面シール部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
4. 前記第２抽気通路は、前記吸入圧領域である吸入室に連通しており、
   前記弁体が前記第２抽気通路を閉鎖しているときに前記弁体が着座する弁座部材を備え、
   前記弁座部材は、前記圧力調整室と前記吸入圧領域である斜板室とを隔てる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の可変容量型斜板式圧縮機。

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