JPH0571470A - 可変容量型揺動板式圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機起動時の急激なトルク変動を抑制し、
アイドリング時のエンジン回転の安定やエンジンストー
ルの防止を図るとともに、起動時の衝撃音の発生と異常
摩耗を防ぐ。 【構成】 ロータ４０のボス部内周にシリンダ室３６を
形成し、このシリンダ室３６に吐出室１０からの吐出ガ
スを導く高圧導入路３５をシャフト７に設け、シャフト
７に環状ピストン３７を摺動自在に装着し、前記シリン
ダ室３６の圧力上昇につれてばね４６を押圧するように
環状ピストン３７をシリンダ室３６に遊嵌し、吐出室１
０からの吐出ガスを高圧導入路３５に導く高圧案内路２
８，２９，２６ｂ，３２をシリンダブロック２に設け、
吸入圧Ｐｓと吐出圧Ｐｄとの圧力差に応じて開閉し、吐
出圧Ｐｄが上昇して前記圧力差が所定値以上になると前
記高圧案内路を閉じるスプール弁２７を、前記高圧案内
路の途中に配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、可変容量型揺動板式
圧縮機の容量制御装置に関し、揺動板式圧縮機起動時の
急激な容量の増加を防ぐことができる容量制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量型揺動板式圧縮機とし
て、吸入室と揺動板が収容されたクランク室とを結ぶ連
通路を設け、この連通路の途中に、吸入圧が所定値以下
のとき連通路を閉じ、吸入圧が所定値以上のとき連通路
を開くコントロールバルブを配設し、このコントロール
バルブによりクランク室の圧力を調節して揺動板の傾斜
角を変化させるようにしたものがある（特開昭６２−２
９４７８２号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変容量型揺動
板式圧縮機においては、圧縮機停止時シャフトに装着し
たばねの付勢力により揺動板の傾斜角を小さくするよう
にしているが、圧縮機起動時の吸入圧は高いため、コン
トロールバルブが開き、揺動板が素早くフルストローク
側へ倒れ、容量が増える。始動開始の瞬間こそトルクは
小さいものの、特に熱負荷が高い場合には即時に全稼動
状態となり、急激なトルク上昇を招き、エンジンのアイ
ドリング状態においては、負荷変動によりアイドリング
回転の不安定、ひいてはエンジンストールを起こすおそ
れがある。また、圧縮機始動時のトルク上昇が急激なた
め、衝撃による騒音や異常摩耗が生じる。

【０００４】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は圧縮機起動時のトルク変動を抑制
し、エンジンの負担を軽減するとともに、起動時の騒音
や異常摩耗を防ぎ得る可変容量型揺動板式圧縮機の容量
制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明は、回転自在に支持されたシャフトと、この
シャフトに揺動自在に装着された揺動板と、前記シャフ
トに固定されたロータとを備え、前記前記揺動板を傾斜
小方向に付勢するばねを前記シャフトに装着し、吸入室
と前記揺動板が収容されたクランク室とを結ぶ連通路を
シリンダブロックに設け、吸入圧が所定値以下のときに
前記連通路を閉じ、吸入圧が所定値以上のとき前記連通
路を開くコントロールバルブを前記連通路の途中に設
け、このコントロールバルブにより前記クランク室の圧
力を調節して前記揺動板の傾斜角を変化させるようにし
た可変容量型揺動板式圧縮機の容量制御装置において、
前記ロータのボス部内周にシリンダ室を形成し、前記吐
出室からの吐出ガスを前記シリンダ室に導く高圧導入路
を前記シャフトに設け、前記シャフトにピストンを摺動
自在に装着し、前記シリンダ室の圧力上昇につれて前記
ばねを押圧する前記ピストンを前記シリンダ室に遊嵌
し、前記吐出室からの吐出ガスを前記高圧導入路に導く
高圧案内路を前記シリンダブロックに設け、吐出圧が上
昇して吸入圧との圧力差が所定値以上になると前記高圧
案内路を閉じる容量調整弁を、前記高圧案内路の途中に
配設した。

【０００６】

【作用】圧縮機起動直後吸入圧と吐出圧との圧力差は小
さく、容量調整弁は開いており、シリンダブロックの高
圧案内路及びシャフトの高圧導入路を介してロータボス
部のシリンダ室に吐出ガスが供給され、シリンダ室の圧
力が上昇すると環状ピストンが摺動してばねを押圧して
揺動板に対するばねの付勢力が増し、揺動板の傾斜角は
クランク室圧力の下降に拘らず小さくなり、吐出容量は
小さくなる。その後吐出圧が高くなると吸入圧との圧力
差も大きくなり、容量調整弁が閉じて吐出ガスのシリン
ダ室への供給が停止され、シリンダ室の吐出ガスがクラ
ンク室に徐々にリークするに従ってピストンがシリンダ
室内に押し戻され、揺動板に対するばねの付勢力が小さ
くなり、揺動板の傾斜角度が次第に大きくなり、吐出容
量が大きくなる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき説
明する。

【０００８】図１はこの発明の一実施例に係る容量制御
装置を備えた可変容量型揺動板式圧縮機の縦断面図であ
り、同図中１は圧縮機のハウジングで、ハウジング１は
シリンダブロック２と、シリンダブロック２の一端面
（図中左端面）にバルブプレート３を介して気密に取り
付けられたリヤヘッド４と、前記シリンダブロック２の
他端面（図中右端面）に気密に取り付けられたフロント
ヘッド５とからなる。前記ハウジング１の内部には、前
記シリンダブロック２のフロントヘッド５側端面と、フ
ロントヘッド５の内周面及び内端面とによってクランク
室６が画成されている。前記シリンダブロック２には、
前記ハウジング１の略中心線上に沿って配設されたシャ
フト７を中心として且つその軸線をシャフト７のそれと
平行にして、周方向に所定間隔を存して複数個のシリン
ダ８が配設され、これらの各シリンダ８内には、ピスト
ン９がそれぞれ摺動自在に嵌装されている。

【０００９】前記リヤヘッド４の一端面には、圧縮され
た冷媒ガスが吐出する吐出口（図示せず）が穿設されて
いる。前記リヤヘッド４の内部の略中央部には吐出室１
０が形成され、吐出室１０は隔壁１１により、第１室１
０₁と第２室１０₂とに仕切られており、隔壁１１に穿設
された絞り孔１１ａを介して、これら第１室１０₁と第
２室１０₂とが互いに連通されている。前記バルブプレ
ート３には、前記シリンダ８と第１室１０₁とに連通す
る吐出ポート３ａが穿設されており、吐出ポート３ａ
は、前記第１室１０₁、絞り孔１１ａ及び第２室１０₂を
順次介して、前記吐出口に連通している。前記吐出ポー
ト３ａは吐出弁１２にて開閉され、吐出弁１２はバルブ
ストッパ３０とともに前記バルブプレート３のリヤヘッ
ド４側にボルト１４により固定され、ボルト１４は前記
バルブプレート３の孔３ｂを介して前記シリンダブロッ
ク２の小径孔２２ｃに螺合されている。ボルト１４には
軸線方向に沿って高圧案内路２０が設けてあり、高圧案
内路２０の途中には調量機能を発揮するオリフィス２０
ａが設けてあり、吐出室１０からシャフト７の端面側に
案内される冷媒ガスの流量を絞っている。前記吐出室１
０の外周側には吸入室１５が形成され、吸入室１５は前
記バルブプレート３に穿設された吸入ポート３ｃを介し
て、前記シリンダ８に連通されている。前記吸入ポート
３ｃは吸入弁３１にて開閉されるもので、吸入弁３１は
前記バルブプレート３のシリンダブロック２側に取り付
けられている。

【００１０】前記吸入室１５は図示しない吸入口を介し
て図示しない空気調和装置のエバポレータの出口に、ま
た、前記吐出室１０は前記吐出口を介して図示しないコ
ンデンサの入口にそれぞれ接続されている。

【００１１】前記シリンダブロック２の略中央部にはフ
ロントヘッド５側からリヤヘッド４に向かって大径孔２
２ａ、中径孔２２ｂ及び小径孔２２ｃからなる連通孔が
順次シャフト軸に沿って穿設されている。この連通孔の
中径孔２２ｂ内にはラジアル軸受１３が収納され、大径
孔２２ａ内にはスラスト軸受１７が設けられている。

【００１２】また、前記シリンダブロック２には吸入室
１５とクランク室６とを連通する連通路１６が設けてあ
り、この連通路１６の途中にはバルブチャンバ１８が設
けられ、バルブチャンバ１８内にはコントロールバルブ
１９が収容されている。

【００１３】前記コントロールバルブ１９は、弁本体２
１とこの弁本体２１を収容するバルブケース２２とから
なる。弁本体２１は、弁体２１ａと、吸入圧Ｐｓに応じ
て伸縮する低圧側ベローズ部２１ｂと、吐出圧Ｐｄに応
じて伸縮する高圧側ベローズ部２１ｃとを一連に結合し
てなる。バルブケース２２は円筒ケースであり、バルブ
ケース２２の先端面には弁体２１ａを逃がす逃がし孔２
２ａが設けられ、バルブケース２２の後端面はリヤヘッ
ド４のシリンダブロック側端面に設けた高圧チャンバ２
３内に開口している。バルブケース２２の先端部には周
方向に沿って一定間隔おきに通孔２２ｂが設けられてい
る。バルブケース２２は高圧チャンバ２３内に収容した
バネ２４によって図１右方向に付勢され、バルブケース
２２の開口縁はバルブチャンバ１８の内壁に当接してい
る。前記高圧チャンバ２２とバルブチャンバ１８とは遮
断されている。高圧チャンバ２３は、連通路２５を介し
て吐出室１０に連通している。

【００１４】また、バルブチャンバ１８と吐出室１０と
を連通する連通路２６の途中にはスプール弁（容量調整
弁）２７が配設されている。連通路２６は、シリンダブ
ロック２に設けた通路２６ａとバルブチャンバ２６ｂと
バルブプレート３に設けた孔２６ｃとから構成される。
バルブチャンバ２６ｂ内には、弁体２７ａと、弁体２７
ａを孔２６ｃ側に付勢するコルイばね２７ｂとが収容さ
れている。バルブチャンバ２６ｂと吐出室１０とは、シ
リンダブロック２に設けた通路２８とバルブプレート３
に設けた通路２９とを介しても連通している。また、バ
ルブチャンバ２６ｂは中径孔２２ｂの小径孔２２ｃ側端
部に形成された空間３３に、通路３２を介して連通して
いる。空間３３とクランク室６とは、シール材３４によ
って遮断されている。

【００１５】前記シャフト７には、後述するシリンダ室
３６に吐出ガスを供給する高圧導入路３５が設けられて
いる。前記シャフト７のフロントヘッド５側外周面には
シャフト７の回転を揺動板取付部材３９に伝達するロー
タ４０が嵌着され、ロータ４０はスラスト軸受４１を介
して前記フロントヘッド５に支承されている。ロータ４
０と揺動板取付部材３９の互いの対向面の下側部相互間
は、リンクアーム４２を介して回動自在に連結されてい
る。即ち、リンクアーム４２の一端は、ピン４３により
ロータ４０の一側面の下側部に回動自在に、他端はピン
４４により前記揺動板取付部材３９の一側面の下側部に
回動自在にそれぞれ連結されている。ロータ４０のボス
部４０ａの内周にはシリンダ室３６が形成されている。
このシリンダ室３６内には後述する環状ピストン３７が
遊嵌されている。

【００１６】前記揺動板取付部材３９の中心孔３９ａ
は、前記シャフト７の外周に遊嵌され且つシャフト７の
軸線方向の略中間部外周に軸線方向に摺動可能に嵌装さ
れたヒンジボール４５の外周に摺接している。ヒンジボ
ール４５とロータ４０との間のシャフト７の外周には、
バネ４６及び環状ピストン３７が摺動自在に装着されて
おり、バネ４６により前記ヒンジボール45がシリンダブ
ロック２側（図中左方）に付勢されている。また、前記
ヒンジボール４５よりシリンダブロック２側のシャフト
７にはストッパ４７が突設され、ストッパ４７とヒンジ
ボール４５との間のシャフト７の外周には、複数個の皿
バネ４８及びコイルバネ４９が順次介装され、これらの
バネ４８，４９により、前記ヒンジボール４５がフロン
トヘッド５側（図中右方）に付勢されている。

【００１７】前記揺動板取付部材３９には揺動板５０が
回転自在に設けられている。揺動板５０のピストン９と
対向する先端部５０ａと、ピストン９とは、両端部にボ
ール５１ａ、５１ｂをそれぞれ有するピストンロッド５
１によって互いに回動自在に連結されている。前記ピス
トン９は揺動板５０の揺動運動に伴いピストンロッド５
１によってシリンダ８内を軸方向に往復摺動し、冷媒ガ
スの吸入、圧縮作用を行なうようになっている。

【００１８】前記揺動板５０には、その中心部付近から
外端部にかけてリストラントピン５２が１個設けられ、
リストラントピン５２の外端部付近の外周には、スリッ
パ５３が回転自在に設けられている。

【００１９】前記ハウジング１のスリッパ５３が対向す
る内周面には、シリンダブロック２のフロントヘッド５
側端面からフロントヘッド５の内周面に亘って且つ前記
駆動軸７の軸方向に沿って２枚の案内板５４が設けら
れ、前記リストラントピン５２及びスリッパ５３は前記
２枚の案内板５４相互間に形成される溝に沿って動くよ
うになっている。従って、揺動板５０は前記案内板５４
によってシャフト７の円周方向の動きを拘束され、シャ
フト７の軸方向に沿って前記ヒンジボール４５を支点と
して揺動運動を行なうようになっている。

【００２０】次に上記構成の実施例の可変容量型揺動板
式圧縮機の作動を説明する。

【００２１】シャフト７が回転すると、シャフト７はロ
ータ４０及び揺動板取付部材３９と共に回転する（この
回転に伴い揺動板５０は揺動する）。圧縮機起動直後、
吸入圧Ｐｓが高いためコントロールバルブ１９は開き、
クランク室６の圧力Ｐｗが低いため揺動板５０が素早く
傾斜しようとするが、吐出圧Ｐｄよりも吸入圧Ｐｓとバ
ネ２７ｂの付勢力との合力の方が大きいのでスプール弁
２７は開き（図２（ａ））、吐出圧Ｐｄが通路２９，２
８、バルブチャンバ２６ｂ、空間３３及び高圧導入路３
５を介してシリンダ室３６に導入され、シリンダ室３６
の圧力上昇により環状ピストン３７がバネ４６を押圧
し、これによりバネ４６を介して揺動板５０に傾斜を小
さくする付勢力が働き、揺動板５０はほとんど傾斜せ
ず、小容量運転が行なわれることになる。その後、吐出
圧Ｐｄが上昇して吐出圧Ｐｄが吸入圧Ｐｓとバネ２７ｂ
との合力を上回るとスプール弁２７が閉じ（図２
（ｂ））、吐出ガスのシリンダ室３６への供給が停止さ
れ、シリンダ室３６内の吐出ガスが環状ピストン３７の
外周とシリンダ室３６内壁とのすき間からクランク室６
に徐々にリークするに従い、環状ピストン３７がシリン
ダ室３６内に押し戻され、揺動板５０に対するバネ４６
の付勢力が小さくなり、揺動板５０の傾斜角度が次第に
大きくなり、全稼動運転が開始する。したがって、熱負
荷が高い場合に圧縮機を起動しても、図３に示すよう
に、急激なトルク上昇を招かないので、エンジンへの負
荷変動を小さくでき、エンジンのアイドリング回転を安
定させることができ、エンジンストールを防ぐことがで
きる。また、起動時のトルク上昇が急激なために起きる
衝撃による騒音や異常摩耗を防ぐことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の可変容量
型揺動板式圧縮機の容量制御装置によれば、圧縮機起動
直後吸入圧と吐出圧との圧力差は小さく、容量調整弁は
開いており、シリンダブロックの高圧案内路及びシャフ
トの高圧導入路を介してロータのボス部のシリンダ室に
吐出ガスが供給され、シリンダ室の圧力が上昇するとピ
ストンが摺動してばねを押圧し、揺動板に対するばねの
付勢力が増し、揺動板の傾斜角はクランク室圧力の下降
に拘らず小さくなり、吐出容量は小さくなるが、その後
吐出圧が高くなると吸入圧との圧力差も大きくなり、容
量調整弁が閉じ、吐出ガスのシリンダ室への供給は停止
し、シリンダ室の吐出ガスがクランク室に徐々にリーク
するに従ってピストンがシリンダ室内に押し戻され、揺
動板に対するばねの付勢力が小さくなり、揺動板の傾斜
角度が次第に大きくなり、吐出容量が大きくなる。した
がって、熱負荷が高い場合に圧縮機を起動しても、急激
なトルク上昇を招かないので、エンジンへの負荷変動を
小さくでき、エンジンのアイドリング回転を安定させる
ことができ、省燃費化も図れ、エンジンストールを防ぐ
ことができる。また、起動時のトルク上昇が急激なため
に起きる衝撃による騒音や異常摩耗を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る容量制御装置
を備えた可変容量型揺動板式圧縮機を示す縦断面図であ
る。

【図２】図２はスプール弁の開閉動作を説明するための
拡大断面図である。

【図３】図３は容量制御装置を備えた圧縮機の始動特性
を説明するための曲線図である。

【符号の説明】

２ シリンダブロック ６ クランク室 ７ シャフト １５ 吸入室 １６ 連通路 １９ コントロールバルブ ２６ｂ バルブチャンバ ２７ スプール弁 ２８，２９，３２ 通路 ３５ 高圧導入路 ３６ シリンダ室 ３７ 環状ピストン ４０ ロータ ４６ バネ ５０ 揺動板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１０月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明は、回転自在に支持されたシャフトと、この
シャフトに揺動自在に装着された揺動板と、前記シャフ
トに固定されたロータとを備え、前記揺動板を傾斜小方
向に付勢するばねを前記シャフトに装着し、吸入室と前
記揺動板が収容されたクランク室とを結ぶ連通路をシリ
ンダブロックに設け、吸入圧が所定値以下のときに前記
連通路を閉じ、吸入圧が所定値以上のとき前記連通路を
開くコントロールバルブを前記連通路の途中に設け、こ
のコントロールバルブにより前記クランク室の圧力を調
節して前記揺動板の傾斜角を変化させるようにした可変
容量型揺動板式圧縮機の容量制御装置において、前記ロ
ータのボス部内周にシリンダ室を形成し、前記吐出室か
らの吐出ガスを前記シリンダ室に導く高圧導入路を前記
シャフトに設け、前記シャフトにピストンを摺動自在に
装着し、前記シリンダ室の圧力上昇につれて前記ばねを
押圧する前記ピストンを前記シリンダ室に遊嵌し、前記
吐出室からの吐出ガスを前記高圧導入路に導く高圧案内
路を前記シリンダブロックに設け、吐出圧が上昇して吸
入圧との圧力差が所定値以上になると前記高圧案内路を
閉じる容量調整弁を、前記高圧案内路の途中に配設し
た。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【作用】圧縮機起動直後吸入圧と吐出圧との圧力差は小
さく、容量調整弁は開いており、シリンダブロックの高
圧案内路及びシャフトの高圧導入路を介してロータボス
部のシリンダ室に吐出ガスが供給され、シリンダ室の圧
力が上昇するとピストンが摺動してばねを押圧して揺動
板に対するばねの付勢力が増し、揺動板の傾斜角はクラ
ンク室圧力の下降に拘らず小さくなり、吐出容量は小さ
くなる。その後吐出圧が高くなると吸入圧との圧力差も
大きくなり、容量調整弁が閉じて吐出ガスのシリンダ室
への供給が停止され、シリンダ室の吐出ガスがクランク
室に徐々にリークするに従ってピストンがシリンダ室内
に押し戻され、揺動板に対するばねの付勢力が小さくな
り、揺動板の傾斜角度が次第に大きくなり、吐出容量が
大きくなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持されたシャフトと、この
   シャフトに揺動自在に装着された揺動板と、前記シャフ
   トに固定されたロータとを備え、前記前記揺動板を傾斜
   小方向に付勢するばねを前記シャフトに装着し、吸入室
   と前記揺動板が収容されたクランク室とを結ぶ連通路を
   シリンダブロックに設け、吸入圧が所定値以下のときに
   前記連通路を閉じ、吸入圧が所定値以上のとき前記連通
   路を開くコントロールバルブを前記連通路の途中に設
   け、このコントロールバルブにより前記クランク室の圧
   力を調節して前記揺動板の傾斜角を変化させるようにし
   た可変容量型揺動板式圧縮機の容量制御装置において、
   前記ロータのボス部内周にシリンダ室を形成し、前記吐
   出室からの吐出ガスを前記シリンダ室に導く高圧導入路
   を前記シャフトに設け、前記シャフトにピストンを摺動
   自在に装着し、前記シリンダ室の圧力上昇につれて前記
   ばねを押圧する前記ピストンを前記シリンダ室に遊嵌
   し、前記吐出室からの吐出ガスを前記高圧導入路に導く
   高圧案内路を前記シリンダブロックに設け、吐出圧が上
   昇して吸入圧との圧力差が所定値以上になると前記高圧
   案内路を閉じる容量調整弁を、前記高圧案内路の途中に
   配設したことを特徴とする可変容量型揺動板式圧縮機の
   容量制御装置。