JPH07111171B2 - 連続可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

連続可変容量型斜板式圧縮機

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JPH07111171B2
JPH07111171B2 JP1286630A JP28663089A JPH07111171B2 JP H07111171 B2 JPH07111171 B2 JP H07111171B2 JP 1286630 A JP1286630 A JP 1286630A JP 28663089 A JP28663089 A JP 28663089A JP H07111171 B2 JPH07111171 B2 JP H07111171B2
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suction
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真広 川口
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は両頭ピストンを備えた連続可変容量型斜板式圧
縮機に関するものである。
［従来の技術］ 従来この種の連続可変容量型斜板式圧縮機として、例え
ば第５図に示す構成のものが開示されている（特開平１
−138382号公報等）。この圧縮機ではシリンダブロック
51に形成された複数のシリンダボア52内に両等ピストン
53が収容されるとともに、シリンダボア52と平行な軸線
上に回転軸54が配置され、その回転軸54にはスライダ
（ガイドブッシュ）55が摺動可能に嵌挿されている。ス
ライダ55の球面支持部55aには周縁部がシュー56を介し
て両等ピストン53に係合される斜板57が球面部57aにお
いて回動可能に嵌合され、斜板57の前面に形成された連
結部57bが回転軸54のフロント軸部54aに対してそのガイ
ド孔54bに嵌挿されるガイドピン58を介して連結され、
斜板57がスライダ55の摺動に伴って揺動可能となってお
り、その揺動中心Ｃが斜板57の周縁側に設定されてい
る。これにより両頭ピストン53の一側のシリンダボア52
における圧縮工程上死点が定位置に規定され、斜板傾角
が零側に近い小容量側の圧縮作用領域でも実質的な圧縮
及び吐出が行われる。
斜板傾角は吐出圧領域又は吸入圧領域に切換え接続され
る制御圧室59の容積を変える摺動制御体60及び斜板57を
介して、前後両シリンダボア52内の圧力による斜板揺動
力と制御圧室59内の圧力との対抗により制御されるよう
になっており、摺動制御体60は回転軸54に沿って摺動可
能に支持されている。
そして、回転軸54の回転に伴い、斜板57の傾角に応じて
両頭ピストン53が往復動されて冷媒ガスの圧縮が行われ
る。この圧縮動作時にはシリンダボア52内の圧力により
斜板57に対してモーメントＭが作用し、このモーメント
Ｍによりガイドピン58がガイド孔54bに押し付けられる
とともにその水平成分の力で回転軸54がフロント側（第
５図の左側）へ押される。又、この反力で斜板57を介し
てスライダ55がリヤ側に押される。この力と制御圧室59
内の圧力とのバランスにより斜板57の傾角すなわち圧縮
容量が決まり、制御圧室59内の圧力を変化させることに
より斜板57の傾角が変更されて圧縮容量が調節される。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、この種の連続可変容量型斜板式圧縮機では摺
動制御体60の変位量と制御圧室59内の圧力との関係は第
６図に示すよに変化する。従って、小容量域（図中被右
寄り）ではスライダ55をリヤ側に押す力と制御圧室59内
の圧力とが非常に小さな力の釣合いでバランスするた
め、回転数が高いとき両頭ピストン53の慣性力で容量が
上昇する方向にスライダ55が移動して容量が冷房負荷に
無関係に変化したり、吸入圧の変動の影響を大きく受け
る等の不都合がある。又、制御圧力が小さいため制御圧
室59内の圧力変化に対応してスライダ55や摺動制御体60
が移動する際、その摩擦力に打ち勝って円滑に移動する
のが難しく、容量変化が円滑に行われないという問題も
ある。
又、フロント側の気筒群はピストン53のストロークの減
少と同時に圧縮残り容積が増大するため、ストロークが
０になる前に休止（吐出、吸入不能）状態となる。具体
的には圧縮容量が30〜40％以下ではフロント側気筒群は
休止状態となる。このようにフロント側気筒群が休止状
態となると、斜板室61からフロント側の吸入室に向かる
冷媒ガスの流れがなくなる。そのため、冷媒と相溶性の
ある潤滑油を用いるとともに冷媒ガス流を利用して各部
の潤滑を行う場合、小容量時にフロント側のスラストベ
アリング62、ラジアルベアリング63及びリップシール64
の潤滑が不安定になるという問題もある。
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は小容量時においても制御を安定した状態で行
うことができるとともに、小容量時にもフロント側の各
部の潤滑を安定して行うことができる連続可変容量型斜
板式圧縮機を抵抗することにある。
［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、両頭ピス
トンを往復動可能に収容するシリンダブロック内に回転
軸を回転可能に収容支持するとともに、該回転軸には両
頭ピストンを往復駆動する斜板を相対回転不能かつその
周縁側を中心として前後に揺動可能に支持し、その揺動
中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定するととも
に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上に前記両
頭ピストンの往復動領域を設定し、前記斜板の傾角変更
によりピストンストロークを変更して容量を調節できる
ようにした連続可変容量型斜板式圧縮機において、外部
冷凍回路からフロント側の吸入室及びリヤ側の吸入室と
連通する吸入通路をそれぞれ設け、かつフロント側の吸
入室とリヤ側の吸入室とを連通する通路を設け、圧縮機
の容量変化と連動して作動するとともにフロント側の気
筒群が休止状態となる容量減少時に、前記リヤ側吸入通
路を絞る吸入絞り手段を設けた。
［作用］ 前記の構成により本発明の圧縮機では、フロント側の気
筒群が休止状態となる程度まで容量が減少すると、吸入
絞り手段により斜板室とリヤ側吸入室とを連通するリヤ
泡吸入通路が絞られ、リヤ側吸入室の圧力が斜板室及び
フロント側吸入室の圧力より低くなる。これによりリヤ
側気筒群の平均ボア内圧力が低下し、斜板を介して制御
体をリヤ側に押圧する力が増大し、小容量側における摺
動制御体を変位させるに必要な制御圧が大きくなり、吸
入圧の変動、回転数の変化等の外乱に対する制御安定性
が向上するとともに摺動制御体が円滑に移動されて容量
の変更がスムーズに行われる。又、フロント側吸入室と
リヤ側吸入室との間に差圧が生じ、斜板室からフロント
側吸入室及びフロント側吸入室とリヤ側吸入室とを連通
する通路を通ってリヤ側吸入室に向かう冷媒ガスの流れ
が確保され、フロント側の潤滑も安定する。
［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に従っ
て説明する。第1,2図に示すようにシリンダブロック１
は前後一対のブロック体1a,1bを互いに接合して構成さ
れ、その内部中央には斜板室２が形成されるとともに、
前後両端面にはフロントハウジング３及びリヤハウジン
グ４が接合固定されている。シリンダブロック１には斜
板室２のフロント側及びリヤ側の対向する位置に複数組
のシリンダボア5a,5bが形成され、両シリンダボア5a,5b
内には両頭ピストン６が往復動可能に収容されている。
シリンダブロック１にはフロント軸部7aと、リヤ軸部7b
と、両者の間に形成された偏平な連結部7cとからなる回
転軸７がシリンダボア5a,5bと平行に延びるように回転
可能に支持され、連結部7cにはガイド孔7dが形成されて
いる。リヤ側のブロック体1bには移動体８が回転軸７の
軸線方向に沿って移動可能に配設され、回転軸７はフロ
ント軸部7aがラジアルベアリング9a及びスラストベアリ
ング9bを介してフロント側のブロック体1aに支持され、
リヤ軸部7bが前記移動体８にラジアルベアリング9cを介
して回転可能に支持されたスライダ10に摺動可能に嵌挿
された状態で配設されている。又、移動体８とスライダ
10との間にはスラストベアリング9dが介装されている。
斜板室２内に突出したスライダ10の前端両側には一対の
軸ピン11がリヤ軸部7bと直交する状態で突設され、軸ピ
ン11を介して斜板支持体12が前記斜板室２内においてス
ライダ10に対して傾動可能に支持されている。斜板支持
体12の外周後縁には斜板13が嵌合固定され、前側には嵌
合孔12bを有する一対の嵌合片12a（片側のみ図示）が突
設されている。両嵌合片12aは前記回転軸７の連結部7c
を挟持する状態に配置され、嵌合孔12bを貫通するガイ
ドピン14がガイド孔7dに嵌合する状態で挿通されてい
る。これにより回転軸７の回転が斜板支持体12を介して
斜板13に伝達されるとともに、ガイドピン14とガイド孔
7dとの係合により、スライダ10の軸線方向への摺動変位
に応じて斜板13が揺動可能となり、この揺動中心Ｃが斜
板13の周縁側に設定されている。そして、前記各両頭ピ
ストン６は前記揺動中心Ｃを中心とした球の一部となる
形状に形成されたシュー15を介して前記斜板13の周縁部
に係合され、斜板13の回転に伴って前後へ往復摺動され
るようになっている。
シリンダブロック１とフロントハウジング３及びリヤハ
ウジング４との間にはバルブプレート16,17が介在され
ている。前後両ハウジング3,4内には吸入室18,19及び吐
出室20,21が形成され、各吐出室20,21は図示しない吐出
口を介して外部冷却回路に連結されている。フロント側
吸入室18は吸入通路22を介して斜板室２に連通するとと
もに、バルブプレート16に設けられた吸入弁機構23を介
してフロント側圧縮室Pfに連通されている。フロント側
吐出室20は吐出弁機構24を介してフロント側圧縮室Pfに
連通されている。リヤ側吸入室19は吸入通路25を介して
斜板室２に連通するとともに、バルブプレート17に設け
られた吸入弁機構26を介してリヤ側圧縮室Prに連通され
ている。リヤ側吐出室21は吐出弁機構27を介してリヤ側
圧縮室Prに連通されている。
フロント側吸入室18は通路（管路）28を介してリヤ側吸
入通路25の途中に連通され、通路28及びリヤ側吸入通路
25を介してフロント側吸入室18及びリヤ側吸入室19が連
通されている。又、斜板13の後部にはリヤ側吸入通路25
を絞る吸入絞り手段としての邪魔板29が一体回転可能に
固定されている。邪魔板29はリヤ側吸入通路25の径より
大きな幅のリング状部29aを有し、フロント側の気筒群
が休止状態となる容量減少時すなわち圧縮容量30％程度
のときにリング状部29aがリヤ側吸入通路25を閉鎖可能
に斜板13に対して所定の角度をなす状態で斜板13に固定
されている。
リヤ側吸入室19の後側には該吸入室19と連通する制御圧
室30が形成され、制御圧室30内には摺動制御体31が前記
移動体８と当接する状態で前後方向に摺動可能に嵌入さ
れている。これにより制御圧室30内の圧力が摺動制御体
31、移動体８、スライダ10及び斜板13を介してフロント
側圧縮室Pf内の圧力及びリヤ側圧縮Pr内の圧力により生
じる斜板揺動力に対抗する。
制御圧室30はリヤ側吐出室21及び斜板室２に管路32を介
して接続された容量制御弁機構33に管路34を介して接続
されており、容量制御弁機構33の弁の開閉により制御圧
室30が吐出圧相当の高圧又は吸入圧相当の低圧に切換え
制御され、斜板13が第１図に示す傾角最大位置と第２図
に示す傾角最小位置との間で揺動切換え配置されて圧縮
容量が調節されるようになっている。
次に前記のように構成された連続可変容量型斜板式圧縮
機の作用を説明する。
さて、圧縮機が第１図の状態すなわち大容量で運転され
て回転軸７が回転すると、斜板13は回転軸７と一体的に
回転するとともに揺動運動し、シュー15を介して両頭ピ
ストン６がシリンダボア5a,5b内を往復動する。外部冷
媒ガス回路を構成する吸入管路内の冷媒ガスは、両頭ピ
ストン６の往復動に伴って入口から斜板室２へ入り、フ
ロント側吸入通路22及びリヤ側吸入通路25、フロント側
吸入室18及びリヤ側吸入室19をそれぞれ経てフロント側
圧縮室Pf及びリヤ側圧縮室Prへ吸入されて圧縮作用を受
ける。そして、両圧縮室Pf,Prから吐出弁機構24,27を介
して吐出室20,21へ吐出された冷媒ガスは、吐出通路を
経て外部冷媒ガス回路へ送り出される。斜板13の傾角が
大きな大容量時には、斜板13に固定された邪魔板29はリ
ヤ側吸入通路25を通る冷媒ガスになんら影響を与えない
位置に配置されており、斜板室２から前後両吸入室18,1
9へ向かう冷媒ガスの流れが生じ、冷媒ガス中に含まれ
る潤滑油によりラジアルベアリング9a,9c、スラストベ
アリング9b,9dあるいはリップシール35の潤滑が安定し
て行われる。又、摺動制御体31の作動に必要な制御圧も
大きく、吸入圧の変動、回転数の変化等の外乱の影響を
受けずに安定して容量制御が行われるとともに、摺動制
御体31が円滑に移動されて容量の変更がスムーズに行わ
れる。
小容量で運転を行うため制御圧室30が吸入圧相当の低圧
となると斜板13の傾角が小さくなり、容量が30％程度ま
で低下すると第２図に示すように斜板13に固定された邪
魔板29がリヤ側吸入通路25を閉鎖する位置に配置され
る。リヤ側圧縮室Prにおける両頭ピスト６の圧縮行程上
死点が定位置に規定されているため、フロント側の気筒
群は容量の減少すなわち両頭ピストン６のストロークの
減少と同時に圧縮残り容積が増大し、容量が30％程度ま
で低下すると休止（吐出、吸入不能）状態となる。従っ
て、この状態ではフロント側吸入室18の圧力は斜板室２
の圧力と同じとなる。一方、邪魔板29がリヤ側吸入通路
25を閉鎖することにより、リヤ側吸入室19の圧力が斜板
室２の圧力より低くなる。これによりフロント側吸入室
18とリヤ側吸入室19との間に差圧が生じ、しかもリヤ側
吸入通路25が閉鎖されているので、斜板室２→スラスト
ベアリング9b→ラジアルベアリング9a→リップシール35
→フロント側吸入室18→通路28→リヤ側吸入室19の順で
流れる冷媒ガス流が確保でき、休止状態にあるフロント
側の各部の潤滑が安定化される。
又、リヤ側吸入通路25が閉鎖されることにより、リヤ側
気筒群の平均ボア内圧力が低下し両頭ピストン６、斜板
13、スライダ10、移動体８を介して摺動制御体31をリヤ
側に押す力がリヤ側吸入通路25が閉鎖されない場合に比
較して大きくなる。従って、摺動制御体31の制御圧は大
容量側では従来装置と変りないが、小容量側で増大し、
摺動制御体31の変位量と制御圧室30内の圧力との関係は
小容量側において第３図に破線で示す絞り手段がない場
合の状態から実線で示すように変化する。そのため、小
容量側において摺動制御体31を変位させるに必要な制御
圧が大きくなり、吸入圧の変動、回転数の変化等の外乱
に対する制御安定性が向上する。又、制御圧が大きくな
るため摺動制御体31が摩擦抵抗に影響されずに円滑に移
動され、容量の変更がスムーズに行われる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、圧縮機の容量変化と連動して作動するとともに
フロント側の気筒群が休止状態となる容量減少時にリヤ
側吸入通路25を絞る吸入絞り手段として第４図に示すよ
うに、移動体８と一体移動可能な邪魔板29設けてもよ
い。又、吸入絞り手段として、リヤ側吸入通路25の途中
に制御圧室30の圧力により開閉制御され小容量時に吸入
通路25を閉鎖する弁機構を設けたり、電磁弁を設けてデ
ューティ比制御を行ってもよい。又、吸入絞り手段はフ
ロント側とリヤ側の吸入室18,19間に差圧が生じて斜板
室２→スラストベアリング9b→ラジアルベアリング9a→
リップシール35→フロント側吸入室18→通路28→リヤ側
吸入室19の順で流れる冷媒ガス流が確保できれば、吸入
通路25を完全に閉鎖する必要はない。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、小容量時において
も摺動制御体を変位させるに必要な制御圧が大きくな
り、吸入圧の変動、回転数の変化等の外乱に対する制御
安定性が向上するとともに摺動制御体が円滑に移動され
て容量の変更がスムーズに行われる。又、小容量時にも
斜板室からフロント側吸入室及びフロント側吸入室とリ
ヤ側吸入室とを連通する通路を通ってリヤ側吸入室に向
かう冷媒ガスの流れが確保され、フロント側の各部の潤
滑を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は最大容量時の圧縮機の断面図、第２図は小容量
時の圧縮機の断面図、第３図は摺動制御体の変位量と制
御圧室内の圧力との関係を示す線図、第４図は変更例の
要部断面図、第５図は従来装置の断面図、第６図は従来
装置の摺動制御体の変位量と制御圧室内の圧力との関係
を示す線図である。 シリンダブロック１、シリンダボア5a,5b、両頭ピスト
ン６、回転軸７、連結部7c、ガイド孔7d、スライダ10、
軸ピン11、斜板13、吸入室18,19、吸入通路22,25、通路
28、絞り手段としての邪魔板29、制御圧室30、摺動制御
体31、圧縮室Pf,Pr。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】両頭ピストンを往復動可能に収容するシリ
    ンダブロック内に回転軸を回転可能に収容支持するとと
    もに、該回転軸には両頭ピストンを往復駆動する斜板を
    相対回転不能かつその周縁側を中心として前後に揺動可
    能に支持し、その揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄
    りに設定するとともに、回転軸の回転に伴う揺動中心の
    回転領域上に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、
    前記斜板の傾角変更によりピストンストロークを変更し
    て容量を調節できるようにした連続可変容量型斜板式圧
    縮機において、 外部冷凍回路からフロント側の吸入室及びリヤ側の吸入
    室と連通する吸入通路をそれぞれ設け、かつフロント側
    の吸入室とリヤ側の吸入室とを連通する通路を設け、圧
    縮機の容量変化と連動して作動するとともにフロント側
    の気筒群が休止状態となる容量減少時に、前記リヤ側吸
    入通路を絞る吸入絞り手段を設けた連続可変容量型斜板
    式圧縮機。
JP1286630A 1989-11-02 1989-11-02 連続可変容量型斜板式圧縮機 Expired - Lifetime JPH07111171B2 (ja)

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KR1019900014643A KR940009536B1 (ko) 1989-11-02 1990-09-17 연속 가변 용량형 사판식 압축기
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DE4034686A DE4034686C2 (de) 1989-11-02 1990-10-31 Kühlkompressor der Taumelscheiben-Bauart

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JPH03149363A JPH03149363A (ja) 1991-06-25
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