JP2567011B2 - 可変容量式斜板型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は可変容量式斜板型圧縮機に関し、例えば自動
車用空調装置における冷媒圧縮機として使用して有効で
ある。

（従来の技術） 従来の斜板型圧縮機の容量制御手段としては、斜板の
傾斜角を連続的に変化させ、この傾斜角変化によりピス
トンの往復ストロークを変化させるものが知られている
（例えば、特開昭58−162780号公報参照）。しかしなが
ら、この従来の容量制御手段では、斜板の回転中心の位
置が一定であり、斜板は予め定められた回転中心の回り
に傾斜角を変動させるのみである。そのため、この従来
の容量制御手段では、斜板の傾斜角変動に伴ないピスト
ンの往復ストロークは変動するものの、ピストンの両先
端に接する２つの作動室においてデツドボリユームが増
大してしまい、圧縮性流体である冷媒の圧縮用としては
不適であつた。

そこで、本発明等者は前記した従来の技術の欠点を改
善させるために、斜板の傾斜角変動時に、同時に斜板の
回転中心位置を移動させ得る圧縮機を提案した。この圧
縮機はまだ公知ではないので、以下、これを「先行の圧
縮機」と呼ぶ。

この先行の圧縮機は、内部にシリンダ及び斜板室を画
成するとともに該斜板室に帰還流体を導入する吸入通路
を備えたシリンダブロツクと、このシリンダブロツクの
両端を覆つて配設されたフロントハウジング及びリヤハ
ウジングと、前記フロントハウジング内に配設された軸
封装置と、前記シリンダブロツク内で回転自在であつて
前記軸封装置を通つて外部に突出しているシヤフトと、
前記斜板室内に配設され、前記シヤフトに取付けられて
いてこのシヤフトと一体回転する斜板と、この斜板の揺
動運動を受けて前記シリンダ内を往復移動するとともに
前記シリンダの内面と協働してフロント側作動室とリヤ
側作動室とを画成するピストンと、前記シヤフトと同軸
上に配置され前記斜板の中心点位置を、該斜板が前記シ
ヤフトの軸線まわりに回転自在に且つ前記シヤフトの軸
線方向に傾動自在になるように、保持するスライダー
と、このスライダーを前記シヤフトの軸線方向に変位さ
せて前記斜板の中心点位置を前記シヤフトの軸線方向に
変位させるとともに前記斜板の傾斜角を変化させ前記ピ
ストンのストロークを変化させるスプールと、前記フロ
ントハウジング内に画成されていて、前記軸封装置を収
容するとともに、第１の通路を介して前記斜板室に連通
され、且つ吸入弁を備えた第２の通路を介して前記フロ
ント側作動室に連通されている吸入室と、を有する可変
容量式斜板型圧縮機である。

（発明が解決しようとする問題点） この先行の圧縮機は、斜板の傾斜角の変化にかかわら
ず、リヤ側作動室内におけるピストンの上死点位置がこ
のリヤ側作動室にデツドボリユームを大幅に生じさせな
いように一定位置となるように構成されているが、フロ
ント側作動室内においては、斜板の傾斜角が小さくなる
とピストンの上死点位置が下死点側にずれていつて、つ
いにはデコンプ状態、すなわち圧縮作用を行なわずフロ
ントハウジング内の吸入室とフロント側作動室との間に
ある吸入弁が実質的に閉鎖されたままの状態、になつて
しまう。そのため、フロントハウジング内の吸入室内に
収容されている前述した軸封装置を通しての吸入流体
（例えば冷媒）の流れがなくなつてしまい、この軸封装
置がシヤフトとの間の摩擦による熱によつて焼きつきを
起こしてしまうおそれがあつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前述した先行の圧縮機において、前記吸入
室と前記吸入通路とを連通するバイパス通路を備えたこ
とを特徴とする。

（作用） 本発明においては、斜板の傾斜角が小さくなつてフロ
ント側作動室がデコンプ状態となつた場合においても、
斜板室内の流体が吸入室及びバイパス通路を通つて流
れ、吸入通路から斜板室内に入る帰還流体と一緒に再び
斜板室内に入る。すなわち、斜板室から吸入室へ、吸入
室からバイパス通路へ、バイパス通路から吸入通路へ、
吸入通路から斜板室へと流れる循環流が生じ、この循環
流が前記軸封装置を通つて、この軸封装置を冷却させ
る。

（実施例） 以下において図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。

第１図は本発明に従つて圧縮機の一実施例の縦断面図
であつて圧縮機の容量が増大された時の状態を示すもの
であり、第２図は第１図に示す圧縮機において容量が減
少された時の状態を示す縦断面図である。第３図はシリ
ンダブロツクを第１図で左側から見た端面図であり、第
４図は第３図のIV−IV線に沿う断面図である。

第１図を参照して、シリンダブロツク101内には複数
のシリンダ110（第１図、第２図では１つしか示してい
ない）と斜板室70とが形成されている。シリンダブロツ
ク101は斜板室70内に帰還流体、例えば冷媒、を導入す
る吸入通路300を備えている。冷媒は図示されていない
吸入側サービスバルブを通つて吸入通路300に導かれ、
吸込通路300から周知の態様で斜板室70内に帰還され
る。

シリンダブロツク101の両端、すなわち第１図の左側
と右側、にはそれぞれサイドプレート112,113を介し
て、フロントハウジング106及びリヤハウジング103がボ
ルト101aによつて装着されている。シリンダブロツク10
1内には第１の軸受装置102が、リヤハウジング103内に
は第２の軸受装置104が、それぞれ配置されていて、シ
ヤフト100を回転自在に支持している。シヤフト100の一
端105はフロントハウジング106に装架した軸封装置107
を通つてフロントハウジング106の外方に露出してお
り、この露出端105が、図示していない電磁クラツチに
連結されて、この電磁クラツチを介して自動車走行用エ
ンジンの回転駆動力がシヤフト100に伝達されるように
なつている。

シリンダ110内には、シリンダ110の内面と協働してフ
ロント側作動室170とリヤ側作動室171とを画成するピス
トン111が往復動自在に配設されている。これらのピス
トン111は、斜板室70内に配設された斜板160によつてシ
リンダ110内を往復摺動させられる。斜板160はピン165
を備えた軸方向の突出部160aを有している。突出部160a
はシヤフト100に取り付けられた斜板連結部材100aと噛
合し、第１図に示した位置と第２図に示した位置とにわ
たつて移動可能である。この移動時に、突出部160aに植
設されたピン165が斜板連結部材100aに形成された傾斜
溝孔165a内を摺動し、これにより、斜板160が第１図に
示されたように傾斜角の大きな位置と、第２図に示され
たように傾斜角の小さな位置とにわたつて変位する。突
出部160aと斜板連結部材100aとの係合によつて、斜板16
0はシヤフト100の軸線まわりをこのシヤフトと一体に回
転するとともに、斜板室70内でシヤフト100の軸線方向
に揺動運動させられる（斜板が第１図に示すような右上
り傾斜と、その反対の右下り傾斜との間にわたつて揺動
する）。

斜板160の外周縁部はピストン111に備えられた一対の
シユー169の間に摺動自在に挿入されていて、斜板160が
シヤフト100の軸線まわりに回転しながらシヤフト100の
軸線方向に揺動運動すると、この揺動運動は一対のシユ
ー169を介してピストン111に伝達され、よつて、ピスト
ン111はシリンダ110内で往復運動させられ、フロント側
作動室170及びリヤ側作動室171の容積を交互に増減させ
る。

フロントハウジング106は吸入室114と吐出室116とを
画成し、吸入室114とシヤフト100とフロントハウジング
106との間に軸封装置107が配設されて冷媒と潤滑油の漏
れを防いでいる。吸入室114はサイドプレート112に備え
られた孔とシリンダブロツク101内の第１の通路173とを
介して斜板室70に連通し、且つ、サイドプレート112に
備えられた吸入孔で成る第２の通路118を介してフロン
ト側作動室170と連通している。また、吐出室116はサイ
ドプレート112に備えられた吐出室119を介してフロント
側作動室170と連通している。サイドプレート112のフロ
ント側作動室170側の面にはシート状の吸入弁120が配備
され、ピストン111が第１図で右方向に移動する時吸入
弁120が開かれるようになつている。また、サイドプレ
ート112の吐出室116側の面にはシート状の吐出弁121が
配備され、ピストン111が第１図で左方向に移動する時
吐出弁121が開かれるようになつている。吐出弁121はバ
ルブカバー122によつて覆われている。

リヤハウジング103は吸入室115と吐出室117とを画成
し、この吸入室115はサイドプレート113に備えられた孔
とシリンダブロツク101内の通路173aとを介して斜板室7
0に連通されている。また、吸入室115はサイドプレート
113の吸入孔118aを介してリヤ側作動室171と連通し、吐
出室117はサイドプレート113に備えられた吐出孔119aを
介してリヤ側作動室171と連通している。サイドプレー
ト113には前述したと同様な吸入弁120a、吐出弁121a及
びバルブカバー122aが装架されている。

なお、リヤハウジング103には後述するような切換弁2
01と制御室200とが備えられている。

シヤフト100にはスライダー180が装架され、シヤフト
100の軸線方向に摺動可能である。スライダー180は球面
支持部183を有しており、斜板160の中心点位置を、斜板
160がシヤフト100の軸線まわりに回転自在に且つシヤフ
ト100の軸線方向に傾動自在になるように保持してい
る。シヤフト100はこのスライダー180に対して回転及び
摺動自在である。スライダー180にはつば部184が形成さ
れており、つば部184はスラストベアリング185を介して
スプール190の端部に連結されている。かくて、スプー
ル190の軸線方向の変位はスラストベアリング185を介し
てスライダー180に伝達される。

スプール190はリヤハウジング103内に形成された制御
室200と吸入室115とを仕切るピストン部190aを備えてい
る。制御室200に供給される圧力は、切換弁201によつて
吸入圧と吐出圧との間で切り換えられる。すなわち、切
換弁201によつて、制御室200が吐出室117に連通されて
制御室200内に吐出圧にある冷媒が流入する状態と、制
御室200が吸入室115に連通されて制御室200内に吸入圧
にある冷媒が流入する状態とに、選択的に切り換えられ
るようになつている。

注目すべきことに、第２図、第３図及び第４図を参照
して分かるように、シリンダブロツク101内には吸入室1
14と吸入通路300とを連通させるバイパス通路301が備え
られている。バイパス通路301はサイドプレート112に備
えた図示してない孔を介して吸入室114と連通されてい
るわけである。かくて、冷媒を斜板室70から第１の通路
173を介して吸入室114内に装架されている軸封装置107
へ、それからサイドプレート112の図示してない孔とバ
イパス通路301を介して吸入通路300へ、それから斜板室
70へと循環させる循環系路302（第２図の一点鎖線で示
す）が形成される。

次に上記した構成で成る圧縮機の作動について説明す
る。

圧縮機に最大吐出容量が要求される場合には、切換弁
201は制御室200を吐出室117と連通させるように切り換
えられる。そうすると、スプール190のピストン部190a
の右側に作用する圧力が左側に作用する圧力よりも大と
なり、スプール190は左方向に押圧され、それと共にス
ライダー180及び斜板160の中心点位置も左方向に移動さ
れて、スライダー180の左端が斜板連結部材100aに当接
する。この状態が第１図に示された状態である。かよう
な斜板160の左方向への移動によつて、斜板160のピン16
5を備えた突出部160aは斜板連結部材100aに対して相対
的に左方向に変位し、ピン165は斜板連結部材100aの傾
斜溝孔165a内をその左上方端に向つて摺動して第１図に
示す位置に達する。このピン165の左上方への移動にと
もなつて斜板160はスライダー180の球面支持部183の中
心のまわりに回動して大きな傾斜角をとることになる。

第１図の状態において、シヤフト100が回転させられ
ると、斜板160はシヤフト100と一体的に回転しながら、
シヤフト100の軸線方向に揺動運動を行なう。この揺動
運動は一対のシユー169を介して各ピストン111に伝達さ
れ、ピストン111はシリンダ110内を左右に往復運動し、
フロント側作動室170とリヤ側作動室171内に冷媒を吸入
する工程と次にそれを圧縮する工程とを交互に行い、圧
縮された冷媒は吐出室116及び117に排出する。前述した
ように、斜板160は、その傾斜角を大きく変化させると
ともに中心点位置をシリンダ110の長手方向のほぼ中央
に位置させるように、シヤフト100の軸線方向に移動さ
れているので、フロント側作動室170及びリヤ側作動室1
71内においてデコンプ状態は生せず、どちらの作動室か
らもほぼ同様に圧縮された冷媒が吐き出される。従つ
て、この場合は、フロントハウジング106内の吸入室114
から第２の通路118及び吸入弁120を通つてフロント側作
動室170に間欠的に冷媒が吸入され、これが圧縮されて
吐出孔119及び吐出弁121を通つて吐出室116に吐き出さ
れているので、軸封装置107は常にそれと接触しつつ流
れる冷媒によつて冷却され、軸封装置107とシヤフト100
との間の摩擦によつて発生される熱は冷媒によつて除去
される。従つて、この状態においては、バイパス通路30
1を通る冷媒の流れはあるものの、この流れは格別の冷
却作用を果たす必要はない。バイパス通路301がその冷
却作用を十全に果たすのは、次に述べる第２図に示され
た状態になつた時である。

さて、圧縮機の吐出容量を最小にすることが要請され
た場合には、切換弁201の切り換えにより制御室200を吸
入室115と連通させ、スプール190のピストン部190aの両
側における圧力差をなくする。この状態でシヤフト100
が回転され、斜板160によつてピストン111が右方向に移
動される時、斜板160には、ピストン111が受ける反力
（左方向）の結果として、斜板160の傾斜角を小さくし
ようとする力が加わる。すなわち、斜板160には、第１
図において斜板160を反時計方向に回動させようとする
力がピストン111により加えられる。斜板160に加わるこ
の力は、ピン160と傾斜溝孔165aとが摺動可能に係合さ
れていることによつて規制されて、斜板160の中心点位
置をシヤフト100の軸線方向右方へ向けて押圧する力成
分を生成し、この力成分は、スライダー180を介してス
プール190に伝達される。前述したように、スプール190
のピストン部190aの両側には圧力差がないので、ピスト
ン部190aは、第２図に示した通り右方向に極限まで移動
される。

かくて、斜板160はその傾斜角が小さくされるととも
に、その中心点位置がリヤ側作動室171の方に移動され
たわけであり、ピストン111の、リヤ側作動室171におけ
る上死点位置はそのままに（前と同じに）保持されてい
る。換言すれば、リヤ側作動室171におけるピストン111
の上死点位置を変えることなく斜板160の傾斜角を小さ
くすることができたわけである。その結果、リヤ側作動
室171においてはデツドボリユームを生じさせることな
く圧縮機の吐出容量を最小にすることができる。

反面、第２図の状態になると、フロント側作動室170
におけるピストン111の上死点位置は下死点側（すなわ
ち右側）にずれてしまい、フロント側作動室170は実質
的に冷媒の吸入及び吐出を行なわない状態、すなわちデ
コンプ状態、になつてしまう。従つて、フロントハウジ
ング106内の吸入室114内の冷媒はフロント側作動室170
内に吸い込まれなくなつてしまい、冷媒がこの吸入室11
4を通つて流れなくなるので、このままでは、軸封装置1
07の焼きつきが生じるおそれがあるが、本発明による圧
縮機においては、バイパス通路301を介して吸入室114と
吸入通路300とが連通されており、また、吸入通路300か
ら斜板室70へ吸入される冷媒の流れにより吸入通路300
内の圧力がバイパス通路301内の圧力よりも低くなるの
で、かかるデコンプ状態においても冷媒の循環系路302
を通る流れが存在し、吸入室114内にはたえず斜板室70
から冷媒が流れ込み、吸入室114内に装架されている軸
封装置107を冷却するので、この軸封装置107に焼きつき
が生ずることはない。

（発明の効果） 本発明においては、フロント側作動室がデコンプ状態
にされても、バイパス通路を含む循環系路によつて軸封
装置が常に流体によつて冷却されているので、軸封装置
がシヤフトとの摩擦による熱によつて焼きつきを起こす
おそれがなく、圧縮機の耐久性が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変容量式斜板型圧縮機の一実施例の
縦断面図であつて、圧縮機の容量が増大された時の状態
を示すもの、第２図は第１図の圧縮機の容量が減少され
た時の状態を示す縦断面図、第３図は第１図に示すシリ
ンダブロツクをその左側から見た端面図、第４図は第３
図のIV−IV線に沿つて見た一部断面図である。 70…斜板室、100…シヤフト、100a…斜板連結部材、101
…シリンダブロツク、103…リヤハウジング、106…フロ
ントハウジング、107…軸封装置、110…シリンダ室、11
1…ピストン、112,113…サイドプレート、114,115…吸
入室、116,117…吐出室、118…第２の通路（吸入孔）、
118a…吸入孔、119,119a…吐出孔、120,120a…吸入弁、
121,121a…吐出弁、160…斜板、165…ピン、165a…傾斜
溝孔、170…フロント側作動室、171…リヤ側作動室、17
3…第１の通路、180…スライダー、183…球面支持部、1
90…スプール、190a…ピストン部、200…制御室、201…
切換弁、300…吸入通路、301…バイパス通路、302…循
環系路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にシリンダ及び斜板室を画成するとと
   もに該斜板室に帰還流体を導入する吸入通路を備えたシ
   リンダブロツクと、このシリンダブロツクの両端を覆つ
   て配設されたフロントハウジング及びリヤハウジング
   と、前記フロントハウジング内に配設された軸封装置
   と、前記シリンダブロツク内で回転自在であつて前記軸
   封装置を通つて外部に突出しているシヤフトと、前記斜
   板室内に配設され、前記シヤフトに取付けられていてこ
   のシヤフトと一体回転する斜板と、この斜板の揺動運動
   を受けて前記シリンダ内を往復移動するとともに前記シ
   リンダの内面と協働してフロント側作動室とリヤ側作動
   室とを画成するピストンと、前記シヤフトと同軸上に配
   置され前記斜板の中心点位置を、該斜板が前記シヤフト
   の軸線まわりに回転自在に且つ前記シヤフトの軸線方向
   に傾動自在になるように、保持するスライダーと、この
   スライダーを前記シヤフトの軸線方向に変位させて前記
   斜板の中心点位置を前記シヤフトの軸線方向に変位させ
   前記ピストンのストロークを変化させるスプールとを備
   え、前記スプールによつて前記スライダーが前記シヤフ
   トの軸線方向に変位されても、前記リヤ側作動室内にお
   ける前記ピストンの上死点位置がほぼ変動しないように
   構成されており、更に、前記フロントハウジング内に画
   成されていて、前記軸封装置を収容するとともに、第１
   の通路を介して前記斜板室に連通され且つ吸入弁を備え
   た第２の通路を介して前記フロント側作動室に連通され
   ている吸入室と、この吸入室と前記吸入通路とを連通す
   るバイパス通路とを備えたことを特徴とする可変容量式
   斜板型圧縮機。