JP3080265B2 - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調等に用いて好
適な斜板式圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の斜板式圧縮機、例えば容量可変型の
斜板式圧縮機として、例えば図４に示す揺動斜板式圧縮
機が知られている。この圧縮機は、軸孔の周りに複数の
ボア５０を有するシリンダブロック５１を備え、該シリ
ンダブロック５１の前端にはクランク室５２を形成して
フロントハウジング５３が接合されるとともに、その後
端には弁板５４を介し吸入室５５及び吐出室５６を形成
してリヤハウジング５７が接合されている。フロントハ
ウジング５３には、クランク室５２を貫通して駆動軸５
９が回転自在に支承されており、この駆動軸５９には回
転支持体６０及びスリーブ６１を介して斜板６２が傾動
可能に支持されている。斜板６２には揺動板６３がスラ
スト軸受６４を介して回転規制状態に取付けられてお
り、この揺動板６３にはシリンダブロック５１の各ボア
５０内に配設されたピストン６５がコンロッド６６を介
して係留されていることにより、揺動板６３の傾斜角に
応じてピストン６５がボア５０内で往復動可能となされ
ている。

【０００３】この圧縮機では、駆動軸５９の回転運動が
斜板６２を介して揺動板６３の揺動運動に変換され、ピ
ストン６５がボア５０内で往復動することにより、吸入
室５５から弁板５４の吸入ポート６７を介してボア５０
内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ弁板５４の吐出
ポート６８を介して吐出室５６へ吐出される。そして、
クランク室５２内の圧力とボア５０内の吸入圧力との差
圧に応じてピストン６５のストロークが変動し、揺動板
６３の傾斜角が変化することにより吐出容量が制御され
る。なお、クランク室５２内の圧力は、リヤハウジング
５７の後端突出部内に配設された図示しない圧力制御弁
により冷房負荷に基づいて制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の圧
縮機にあっては、ボア５０内で圧縮行程にあるピストン
６５が上死点位置に到達したときに弁板５４との間に回
避し難いデッドスペースＳが形成されると、そのデッド
スペースＳには圧縮されて高圧となった冷媒ガスが残留
する。この残留ガスは、圧縮行程から次の吸入行程に移
行する直前に吸入圧力とほぼ同じになるまで再膨張する
ため、吸入行程で実質的に吸入できる冷媒ガス量が減少
し、吐出効率を低下させる。特に、高い冷房能力を要求
され最大吐出容量で圧縮機が運転される場合には、残留
ガスによる吐出効率の低下によって充分な冷房能力を発
揮できなくなるという問題が一層深刻となる。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み案出されたもので
あり、残留ガスによる吐出効率の低下を回避し、容量可
変型の圧縮機においては大吐出容量時における冷房能力
の向上を図ることを解決すべき課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、シリンダブロックには、軸心を挟んで対向す
る二つのボア間に一方のボア内のピストンが上死点位置
に到達し、他方のボア内のピストンが下死点位置に到達
したときに連通する連通路が設けられているという新規
な構成を採用している。また、斜板の傾斜角を変化させ
ることによりピストンのストロークを調節して吐出容量
を制御する容量可変型斜板式圧縮機では、特に最大吐出
容量時において上死点、下死点位置状態にあるボアどう
しを連通するように連通路を設けることが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明の圧縮機にあっては、ボア内でピストン
が圧縮行程を終了する上死点位置に到達すると、そのボ
アと軸心を挟んで対向するボア内のピストンが吸入行程
を終了する下死点位置に到達し、このとき両ボアは連通
路によって連通する。これにより、圧縮行程終了後デッ
ドスペースに残留する冷媒ガスの一部は、連通した両ボ
ア間の圧力差によって吸入行程終了側のボア内へ流出
し、デッドスペースの残留ガスは低圧化する。このた
め、圧縮行程終了後吸入行程に移行する直前の残留ガス
の再膨張は少なくなり、次の吸入行程で多くの冷媒ガス
を吸入可能となる。また、吸入行程終了側のボア内には
残留ガスが流入するため、その分次の吐出行程で吐出す
る冷媒ガス量が増加し、吐出効率が向上する。したがっ
て、冷房能力を向上させることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を可変容量型斜板式圧縮機に具
体化した実施例を図面に基づき説明する。本実施例に係
る圧縮機の軸方向に沿う断面図を図１に示し、図１にお
けるII−II線に相当する部分のシリンダブロックの側面
図を図２に示す。図において、１は圧縮機の外郭の一部
を構成するシリンダブロックであって、該シリンダブロ
ック１の前端にはフロントハウジング２が接合されると
ともに、その後端にはリヤハウジング３が弁板４を介し
て接合されている。シリンダブロック１とフロントハウ
ジング２とによって形成されるクランク室５には駆動軸
６が貫通して配設されており、駆動軸６はシリンダブロ
ック１及びフロントハウジング２に軸受７、８を介して
回転自在に支承されている。

【０００９】シリンダブロック１は、軸心の周りに該軸
心と平行に形成された６個のボア９ａ〜９ｆを有し、各
ボア９ａ〜９ｆ内にはピストン１０が配設されている。
そして、軸心を挟んで対向する二つのボア（９ａ、９
ｄ）（９ｂ、９ｅ）（９ｃ、９ｆ）間には、最大吐出容
量時において一方のボア９ａ内のピストン１０が上死点
位置に到達し、他方のボア９ｄ内のピストン１０が下死
点位置に到達したときに連通するようにそれぞれ連通路
１１ａ〜１１ｆが設けられている。各連通路１１ａ〜１
１ｆは、互いに干渉しないように、ピストン１０の上死
点位置となるシリンダブロック１の後端面に溝を刻設し
オフセットした状態で形成されている。

【００１０】クランク室５内の駆動軸６には、駆動軸６
を囲繞する如く形成された回転支持体１３が固着されて
おり、回転支持体１３の前面側はラスト軸受１４を介し
てフロントハウジング２の前壁面に相対回転自在に支持
されている。この回転支持体１３は後面側に延出した支
持アーム１５を有し、該支持アーム１５の先端部に貫設
された長孔１５ａにはピン１７がスライド可能に嵌入さ
れるとともに、ピン１７には斜板１８が傾動可能に連結
されている。

【００１１】回転支持体１３の後端に隣接して駆動軸６
にはスリーブ２０が遊嵌され、該スリーブ２０はコイル
ばね２１により常時回転支持体１３側へ付勢されてい
る。そして、スリーブ２０の左右両側に突設された枢軸
２０ａ（一方のみ図示）が斜板１８の図示しない係合孔
に嵌入されて、該斜板１８は枢軸２０ａの周りを揺動し
得るように支持されている。この斜板１８には、スラス
ト軸受２２を介して揺動板２３が相対回転可能に支持さ
れている。この揺動板２３は、その外縁部に設けた図示
いない案内部が図示しない通しボルトと係合することに
より自転が拘束されている。この揺動板２３には、シリ
ンダブロック１の各ボア９ａ〜９ｆ内に配設されたピス
トン１０がコンロッド２７を介して係留されており、揺
動板２３の傾斜角に応じてピストン１０が各ボア９ａ〜
９ｆ内で往復動可能となっている。

【００１２】リヤハウジング３内には、吸入室２８と吐
出室２９とが形成されており、図示しない冷凍回路と連
通する吸入室２８内の冷媒ガスは弁板４の吸入ポート４
ａ及び吸入弁４ｂを介してボア９ａ〜９ｆ内に供給さ
れ、ボア９ａ〜９ｆ内でピストン１０によって圧縮され
た冷媒ガスは弁板４の吐出ポート４ｃ及び吐出弁４ｄを
介して吐出室２９に吐出され、さらに冷凍回路へと送り
出されるようになっている。なお、クランク室５内の圧
力は、リヤハウジング３の後端突出部内に配設された図
示しない圧力制御弁により冷房負荷に基づいて制御され
る。

【００１３】以上のように構成された圧縮機において、
駆動軸６の回転に伴って回転支持体１３とともに斜板１
８が回転すると、各ピストン１０と係留された揺動板２
３が斜板１８に対して周方向に摺動して揺動運動するこ
とにより、各ピストン１０がボア９ａ〜９ｆ内で往復動
し、これにより吸入室２８からボア９ａ〜９ｆ内に冷媒
ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮されつつ吐出室２９へ
吐出される。このとき、吐出室２９へ吐出される冷媒ガ
スの吐出容量は、圧力制御弁によるクランク室５内の圧
力調整により制御される。

【００１４】そして、クランク室５内の圧力調整により
圧縮機が最大吐出容量で運転されると、ボア９ａ〜９ｆ
内で往復動するピストン１０のストロークは最大とな
る。このとき、例えば図１におけるボア９ａ内でピスト
ン１０が圧縮行程を終了する上死点位置に到達すると、
そのボア９ａと軸心を挟んで対向するボア９ｄ内のピス
トン１０が吸入行程を終了する下死点位置に到達し、こ
のとき両ボア９ａ、９ｄは連通路１１ａによって連通す
る。これにより、圧縮行程終了時にボア９ａのデッドス
ペースＳに残留する冷媒ガスの一部は、連通した両ボア
９ａ、９ｄ間の圧力差によって吸入行程終了側のボア９
ｄ内へ流出し、デッドスペースＳの残留ガスは低圧化す
る。このため、ボア９ａ内では圧縮行程終了後吸入行程
に移行する直前の残留ガスの再膨張は少なくなり、次の
吸入行程で多くの冷媒ガスを吸入可能となる。また、吸
入行程終了側のボア９ｄ内には残留ガスが流入するた
め、その分次の吐出行程で吐出する冷媒ガス量が増加
し、吐出効率が向上する。

【００１５】したがって、本実施例の圧縮機によれば、
高い冷房能力が要求される最大吐出容量時における冷房
能力を向上させることができる。なお、上記実施例で
は、６個のボア９ａ〜９ｆを有する圧縮機を例にとり説
明したが、ボアが偶数個であれば吐出行程及び吸入行程
におけるピストンのタイミングを合わせて連通路を設け
ることができるため、４気筒や８気筒など偶数個のボア
を有する圧縮機にも本発明を適用することができる。

【００１６】また、上記実施例の斜板式圧縮機は容量可
変型のものであるが、例えば図３に示すように（図中、
上記実施例と共通する部材は同一符号を使用してい
る。）、斜板１８を所定の傾斜角で駆動軸６に固着する
とともに、クランク室５の圧力変化によりピストン２７
のストロークを調節しないようにして、所定の吐出容量
で運転するように構成した容量固定型の斜板式圧縮機に
も本発明を適用することができる。この場合、シリンダ
ブロック１の軸心を挟んで対向する二つのボア間に設け
られる連通路１１ａ〜１１ｆは上記実施例と同様に形成
すればよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の圧縮機によれば、シリンダブロ
ックには、軸心を挟んで対向する二つのボア間に一方の
ボア内のピストンが上死点位置に到達し、他方のボア内
のピストンが下死点位置に到達したときに連通する連通
路が設けられているため、圧縮行程終了後のボア内の残
留ガスを吸入行程終了後のボア内へ流出させることがで
きるので、残留ガスによる吐出効率の低下を回避し、冷
房能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る圧縮機の軸方向に沿う断面図であ
る。

【図２】図１におけるII−II線に相当する部分のシリン
ダブロックの側面図である。

【図３】他の実施例に係る圧縮機の軸方向に沿う断面図
である。

【図４】従来の圧縮機の軸方向に沿う断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ５…クランク室 ６…駆動
軸 ９ａ〜９ｆ…ボア １０…ピストン １１ａ〜１１
ｆ…連通路 １８…斜板 ２８…吸入室 ２９…吐出室 Ｓ…
デッドスペース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 健二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心の周りに該軸心と平行に形成された偶
   数個のボアを有するシリンダブロックと、該シリンダブ
   ロックの軸心孔内に嵌挿支承された駆動軸と、該駆動軸
   と共動する斜板に連係されて前記ボア内を直動するピス
   トンと、該ピストンの直動を介して前記ボアと選択的に
   連通する吸入室及び吐出室とを備える斜板式圧縮機にお
   いて、前記シリンダブロックには、前記軸心を挟んで対
   向する二つのボア間に一方のボア内のピストンが上死点
   位置に到達し、他方のボア内のピストンが下死点位置に
   到達したときに連通する連通路が設けられていることを
   特徴とする斜板式圧縮機。