JP5222447B2

JP5222447B2 - 可変容量圧縮機

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Publication number: JP5222447B2
Application number: JP2008152521A
Authority: JP
Inventors: 幸彦田口; 巌内門
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: DE112009001435T5; WO2009150959A1; CN102057161A; JP2009299516A; US20110091334A1

Description

本発明は、斜板式可変容量圧縮機に関し、とくに、斜板を傾角増大方向に付勢する付勢手段部の構造を改良した、車両用空調装置等に用いて好適な可変容量圧縮機に関する。

斜板式可変容量圧縮機において、斜板が最小傾角状態にあるときから斜板の傾角を増大方向に復帰させて圧縮機の吐出容量の増大を容易に行うために、斜板を最小傾角位置近傍において傾角増大方向に付勢する付勢手段（傾角増大バネあるいは復帰バネ）を設けた構造が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０００−２１８０号公報

上記のように、傾角増大バネは本来最小傾角からの容量復帰を目的としたものであるが、例えばクラッチレス圧縮機の登場によって、傾角増大バネの付勢力は圧縮機の作動を停止した状態（最小傾角近傍）での消費動力にも影響するため、その付勢力の調整は重要となっている。

しかしながら、傾角増大バネ（とくに、特許文献１の復帰バネ２７のような傾角増大バネ）は、その撓み量に応じて付勢力が比例的（直線的）に変化するものであるため、斜板の傾角に応じて傾角増大バネの斜板に対する付勢力が比例的に変化することになるが、この付勢力が比例的に変化するだけでは、斜板の傾角に応じたきめ細かな付勢力の調整は困難である。

そこで本発明の課題は、従来技術における上記のような問題点に着目し、簡素な構造で斜板傾角増大用付勢手段の付勢力調整の自由度を拡大し、斜板の傾角に応じてきめ細かな付勢力の調整を可能にした可変容量圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る可変容量圧縮機は、内部に吐出室、吸入室、クランク室およびシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボア内に配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板を含む変換機構とを備え、前記クランク室と前記吸入室との圧力差を変化させることにより前記ピストンのストロークを調整して前記吸入室から前記シリンダボアに吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出する可変容量圧縮機において、前記斜板に一端が当接し、前記斜板を傾角増大方向に付勢する複数の付勢手段を具備し、前記複数の付勢手段は前記斜板の傾角が小さくなるに従い付勢数が増加するように構成されていることを特徴とするものからなる。

このような可変容量圧縮機においては、斜板の傾角が小さくなるに従い付勢手段の付勢数が増加して斜板に対する付勢力を増大させることができ、斜板の傾角に応じた付勢力調整の自由度が拡大する。これにより、斜板を傾角増大方向に付勢する付勢手段の付勢力の調整の最適化が図れるようになる。複数の付勢手段が並列的に斜板を付勢することになるが、個々の付勢手段は簡単な構成のものでよいので、複数の付勢手段全体としても簡素な構造に構成することが可能である。また、複数の付勢手段が並列的に斜板を付勢しているので、付勢手段の圧縮機軸方向の長さが短くて済み、複数の付勢手段を設けることにより圧縮機軸方向長さを増大させることが無い。

上記の本発明に係る可変容量圧縮機においては、例えば、上記複数の付勢手段は、それぞれ、上記斜板の傾角が小さくなるに従い比例的に付勢力が増大するように構成されており、上記の如く付勢数が増加することにより、上記複数の付勢手段による付勢力の増大の勾配が大きくなる構成とすることができる。このような構成においては、付勢力が比例的に増大するため、付勢力の調整が容易となる。また併せて、付勢数の増加ごとに、付勢力の増大の勾配を大きくできるので、きめ細かな付勢力の調整が可能になる。

また、上記複数の付勢手段を一体に連結する連結手段を具備している構成とすることができる。このような構成では、複数の付勢手段が連結手段により一体に連結されているため、これらを一体化された一つの部材として取り扱うことが可能となり、組立が容易化されて、生産性が向上する。

また、上記連結手段を上記駆動軸の軸方向に位置決めする位置決め構造が上記連結手段および上記駆動軸に形成され、上記複数の付勢手段のうち少なくとも２つは上記連結手段からの軸方向高さが異なるように設定されている構成とすることもできる。このような構成では、連結手段の軸方向位置が上記位置決め構造により決められ、位置決めされた連結手段を基準に、複数の付勢手段のうち少なくとも２つの付勢手段の軸方向高さが異なるので、付勢手段の付勢数を斜板の傾角に応じてより正確により確実に変化させることができる。

また、上記複数の付勢手段は、例えば、板バネからなり、該板バネは該板バネを形成する板バネ形成材からプレス成形によって形成され、板バネ形成材の板バネ以外の残部に上記連結手段が形成されている構成とすることもできる。このような構成では、一つの部材から板バネおよび連結手段を形成できるので、板バネおよび連結手段をプレスによって実質的に同時成形可能となり、製作が容易になって、コスト低減に寄与するすることができる。

また、上記連結手段および上記複数の付勢手段は上記駆動軸を取り囲むように形成され、上記複数の付勢手段は所定の間隔を隔ててそれぞれ先端部が上記斜板を傾角増大方向に付勢するとともに、基端部は前記連結手段と一体に連結されている構成とすることもできる。このような構成では、連結手段が駆動軸を取り囲むように形成され、複数の付勢手段を駆動軸の周囲に所定の間隔を隔てて配置できるようにしたため、付勢手段が複数であってもコンパクトに配置できるようになる。したがって、付勢手段部分全体の小型化と構造の簡素化が可能になる。

また、上記複数の付勢手段のうち少なくとも２つはバネ定数が異なるように設定されている構成とすることもできる。とくに、この構成を、複数の付勢手段が板バネからなる場合に適用すると、板バネのバネ特性の調整の自由度が拡大され、付勢力の調整の最適化がより容易に図れるようになる。

また、上記斜板の機械的な最小傾角を規定する最小傾角規定手段を具備し、その最小傾角規定手段が上記連結手段と一体連結されている構成とすることもできる。このような構成では、最小傾角を基準として付勢手段の付勢力を管理でき、付勢手段間の付勢力のばらつきを低減することが可能になる。また、最小傾角規定手段は付勢手段の過度な撓みを規制する規制手段を兼ねることが可能であるため、付勢手段に過度な応力が作用しないようにすることができ、付勢手段の信頼性確保に寄与することができる。

本発明に係る可変容量圧縮機は、とくに被圧縮流体が冷媒からなる場合に好適なものであり、なかでも、車両用空調装置に用いられる圧縮機として好適なものである。

本発明に係る可変容量圧縮機によれば、斜板を傾角増大方向に付勢する複数の付勢手段を設け、斜板の傾角が小さくなるに従い付勢数が増加するように構成したので、簡素でコンパクトな構造でありながら斜板傾角増大用付勢手段の付勢力調整の自由度を拡大でき、斜板の傾角に応じてきめ細かな付勢力の調整を可能とすることができる。その結果、斜板を傾角増大方向に付勢する付勢手段の付勢力の調整の最適化が図れるようになり、斜板に最小傾角近傍での望ましい動作を行わせることができる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機（図１（Ａ））と、その容量を制御するための容量制御弁（図１（Ｂ））を示している。図１において、可変容量圧縮機としての可変容量斜板式圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、バルブプレート１０３を介してシリンダブロック１０１の他端に設けられたリアハウジング１０４とを備えている。

シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されるクランク室１０５内を横断して、駆動軸１０６が配設されている。駆動軸１０６は斜板１０７に挿通されている。斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部１０９を介して結合し、駆動軸１０６とともに回転可能に、かつ、駆動軸１０６に対して傾角を可変可能に支持されている。ロータ１０８と斜板１０７との間に、斜板１０７を傾角減少方向へ向けて付勢するコイルバネ１１０が配設されている。斜板１０７を挟んでコイルバネ１１０の反対側には、最小傾角状態にある斜板１０７を傾角増大方向へ付勢する板バネ１１１が配設されている。この板バネ１１１は、後述の如く、本発明における、斜板１０７を傾角増大方向に付勢する複数の付勢手段としての板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３を有する部材として構成されている。

駆動軸１０６の一端はフロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してハウジング外まで延在しており、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジン等の駆動源にベルト等を介して連結されている。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間に軸封装置１１２が配設されている。駆動軸１０６は、ベアリング１１３、１１４、１１５、１１６によりラジアル方向及びスラスト方向に支持されている。

シリンダボア１０１ａ内に、ピストン１１７が配設され、ピストン１１７の一端部の窪み１１７ａ内に収容された一対のシュー１１８が斜板１０７の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸１０６の回転は、斜板１０７とシュー１１８とを介してピストン１１７の往復動に変換される。

リアハウジング１０４内には、吸入室１１９と吐出室１２０とが形成されている。吸入室１１９は、バルブプレート１０３に形成された吸入孔１０３ａと図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１２０は図示しない吐出弁とバルブプレート１０３に形成された吐出孔１０３ｂとを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吸入室１１９は吸入ポート１０４ａを介して図示しない車両空調装置の蒸発器に接続している。

フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は、協働して、駆動軸１０６、ロータ１０８、連結部１０９、斜板１０７、シュー１１８、ピストン１１７、シリンダボア１０１ａ、吸入弁、吐出弁等で形成される圧縮機構を収容するハウジングを形成している。

シリンダブロック１０１の外側にはマフラ１２１が配設されている。マフラ１２１は、シリンダブロック１０１とは別体の有底筒状の蓋部材１２２を、シリンダブロック１０１の外面に立設した筒状壁１０１ｂにシール部材を介して接合することにより、形成されている。蓋部材１２２に、吐出ポート１２２ａが形成されている。吐出ポート１２２ａは図示しない車両空調装置の凝縮器に接続している。

マフラ１２１を吐出室１２０に連通させる連通路１２３が、シリンダブロック１０１とバルブプレート１０３とリアハウジング１０４とにわたって形成されている。マフラ１２１と連通路１２３とは、吐出室１２０と吐出ポート１２２ａとの間で延在する吐出通路を形成しており、マフラ１２１は当該吐出通路の途上に配設された拡張空間を形成している。そして、マフラ１２１の入口を開閉する逆止弁２００がマフラ１２１内に配設されている。

上記フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は図示しないガスケットを介して隣接し、複数の通しボルトを用いて一体に組付けられている。

リアハウジング１０４に容量制御弁３００が取り付けられている。容量制御弁３００は、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２４の開度を調整し、クランク室１０５への吐出冷媒ガスの導入量を制御する。クランク室１０５内の冷媒ガスは、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との間の隙間と、シリンダブロック１０１に形成された空間１２５と、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス孔１０３ｃとを介して吸入室１１９へ流入する。

容量制御弁３００によりクランク室１０５の内圧を変化させ、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。容量制御弁３００は、外部信号に基づいて内蔵するソレノイドへの通電量を調整し、連通路１２６を介して容量制御弁３００の感圧室に導入される吸入室１１９の内圧が所定値になるように、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御し、また内蔵するソレノイドへの通電をＯＦＦすることにより連通路１２４を強制開放して、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を最小に制御する。容量制御弁３００は、外部環境に応じて、吸入圧力を最適制御することができる。

容量制御弁３００は、図２に示すように、バルブハウジング３０１に形成され、連通孔３０１ａを介してクランク室１０５と連通する第１感圧室３０２と、第１感圧室３０２に一端が開口し、連通孔３０１ｂを介して吐出室１２０と連通する弁室３０３に他端が開口する弁孔３０１ｃと、弁室３０３に配設された一端が弁孔３０１ｃを開閉し他端部が支持孔３０１ｄに摺動可能に支持された円筒形状の弁体３０４と、第１感圧室３０２に配設され、連通孔３０１ａを介してクランク室圧力を受圧し、内部を真空にしてバネを配設した感圧手段として機能するベローズ組立体３０５と、一端にベローズ組立体３０５が接離可能に連結し他端が弁体３０４の一端に固定された連結部３０６と、弁体３０４の他端が配設され連通孔３０１ｅを介して吸入室１１９に連通する第２感圧室３０７とを備えている。

バルブハウジング３０１には弁体３０４の他端部を摺動可能に支持する支持孔３０１ｄが形成され、弁体３０４が支持孔３０１ｄに微小隙間で摺動可能に支持されることにより弁体３０４の他端は弁室３０３から遮断されている。

容量制御弁３００は更に、弁体３０４と一体形成され弁体３０４から離隔する端部に可動鉄心３０８が圧入固定されたソレノイドロッド３０４ａと、ソレノイドロッド３０４ａを内挿し、所定隙間を隔てて可動鉄心３０８に対向配置された固定鉄心３０９と、固定鉄心３０９と可動鉄心３０８の間に配設され、可動鉄心３０８を開弁方向に付勢するばね３１０と、固定鉄心３０９と可動鉄心３０８とを内挿してソレノイドケース３１１に固定された非磁性体からなる筒状部材３１２と、筒状部材３１２を取り囲み、ソレノイドケース３１１に収容された電磁コイル３１３とから構成されている。

この容量制御弁３００の動作については、ベローズ組立体３０５のベローズ有効面積Ｓｂと、弁体３０４に作用する弁孔３０１ｃ側より受けるクランク室１０５の圧力受圧面積Ｓｖと、第２感圧室３０７において弁体３０４に作用する吸入圧力の圧力受圧面積Ｓｒとをほぼ同一値に設定しているので、弁体３０４に作用する力は式（１）で表される。
Ｐｓ＝〔−（１／Ｓｂ）・Ｆ（ｉ）＋（Ｆ＋ｆ）／Ｓｂ〕・・・（１）
ここで、
Ｐｓ：吸入室の圧力
Ｓｂ：ベローズ有効面積（＝弁体に作用するクランク室の圧力受圧面積（Ｓｖ）＝弁体に作用する吸入室の圧力受圧面積（Ｓｒ））
ｆ：ばね３１０の付勢力
Ｆ：ベローズ付勢力
Ｆ（ｉ）：電磁力
である。

また、容量制御弁３００においては、吸入室圧力Ｐｓが式（１）で示される値よりも低いと、ベローズ３０５ａが伸長して弁体３０４が弁座から離れて弁孔３０１ｃを開放し、第１感圧室３０２と弁室３０３とを弁孔３０１ｃを介して連通させ、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２４を開放する。吐出室１２０の冷媒が連通路１２４を通ってクランク室１０５に供給され、クランク室圧力が上昇し、斜板１０７の傾角が減少して可変容量圧縮機１００の吐出容量が減少し、吸入室圧力が上昇する。吸入室圧力が式（１）で示される値よりも高いと、ベローズ組立体３０５のベローズが収縮し弁体３０４が弁座に当接して弁孔３０１ｃを閉鎖し、第１感圧室３０２と弁室３０３との弁孔３０１ｃを介する連通を遮断して、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２４を閉鎖する。クランク室１０５内の冷媒ガスが、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との間の隙間と、シリンダブロック１０１に形成された空間１２５と、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス孔１０３ｃとを介して吸入室１１９へ流出してクランク室圧力が低下し、斜板１０７の傾角が増加して圧縮機１００の吐出容量が増加し、吸入室圧力が低下する。ベローズ組立体３０５、連結部３０６および弁体３０４で構成する感圧機構が吸入室圧力を式（１）で示される値に自律制御する。ソレノイドロッド３０４ａ、可動鉄心３０８、固定鉄心３０９、ばね３１０、ソレノイドケース３１１、筒状部材３１２、電磁コイル３１３により構成される電磁アクチュエータが、電磁コイル３１３を流れる電流値ｉに応じて感圧機構の作動点を変化させる。

容量制御弁３００では、電磁コイル３１３への通電量ｉが増加すると吸入室圧力が低下する制御特性が得られる。容量制御弁３００においては、前述の感圧機構と電磁アクチュエータとが弁体３０４を駆動している。容量制御弁３００が感圧機構を有することにより、吸入室圧力の制御精度が向上し、感圧機構の動作点を変化させる電磁アクチュエータとを有することにより、制御電流ｉに対して一義的に制御吸入室圧力を決定することが可能になる。

また、ソレノイドへの通電をＯＦＦすればバネ３１０の付勢力により弁体３０４が弁孔３０１ｃを開放して、吐出室１２０の冷媒が連通路１２４を通ってクランク室１０５に供給され、クランク室圧力が上昇して斜板１０７の傾角が減少し、可変容量圧縮機１００の吐出容量が最小となる。

次に、図３〜図６を参照しながら、板バネ１１１について説明する。
本実施態様では、板バネ１１１は、図３、図４に示すように、周方向に３箇所の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３、３箇所のストッパ１１１ｂおよび３箇所の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３と３箇所のストッパ１１１ｂを連結する環状に形成された連結部１１１ｃが一体に連結されたものである。すなわち、この板バネ１１１は、本発明における、斜板１０７を傾角増大方向に付勢する複数の付勢手段としての３箇所の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３と、斜板１０７の機械的な最小傾角を規定する最小傾角規定手段としての３箇所のストッパ１１１ｂとを、連結手段としての連結部１１１ｃにより一体に連結した部材として構成されている。この板バネ１１１は、板バネ形成材（板バネ形成板）からプレス成形によって形成され、各板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３以外の残部にストッパ１１１ｂと連結部１１１ｃが形成されている。なお、３箇所の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３は駆動軸１０６の周囲にほぼ等間隔に配置されている。

板バネ１１１は、図４に示すように、連結部１１１ｃの内径側部分１１１ｄ（図３（Ａ）に図示）が駆動軸１０６に挿通され、駆動軸１０６に形成された段差に当接することにより軸方向に位置決めされてスナップリング１５０により固定されている。ストッパ１１１ｂの先端に斜板１０７が当接することにより斜板１０７の機械的に規制される最小傾角（θmin）が規定される。最小傾角（θmin）は、例えば図６に示すように、駆動軸１０６の軸線に対して斜板１０７の面が直交する状態を０°としたとき、ほぼ０°（０°近傍の角度）に設定されており、この最小傾角（θmin）を狙って３箇所のストッパ１１１ｂの高さが設定される。

また、各板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の先端側が斜板１０７に当接することにより斜板１０７を傾角増大方向に付勢する付勢力が作用するが、各板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の先端側が斜板１０７に当接する斜板１０７の傾角は各板バネにより異なるように設定されている。これは、図３（Ｂ）に示すように、連結部１１１ｃからの各板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の先端の軸方向高さを異なるように設定することにより確実に達成できる（ｈ１＞ｈ２＞ｈ３）。

また、ストッパ１１１ｂの先端も連結部１１１ｃからの高さで管理されるため、最小傾角からの板バネ１１１の付勢力のばらつきが低減する。なお、ストッパ１１１ｂは板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の過度な撓みを規制する規制手段を兼ねているため、板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３には過度な応力が作用しないようになっている。

板バネ１１１の付勢力は、例えば図５に示すようになる。例えば板バネ１１１の外径以上の押圧面を有する押圧体で板バネ１１１を押圧すると（押圧体が板バネ部１１１ａ１に当接したときを０とする）、板バネ部１１１ａ１の変位がｘ１までは板バネ部１１１ａ１のみがバネとして機能して付勢力が比例的に増大するが、ｘ１を超えると板バネ部１１１ａ２も当接して板バネ部１１１ａ２の付勢力が加わり、付勢力増大の傾き（勾配）が大きくなる。さらに変位がｘ２を超えると、板バネ部１１１ａ３も当接して板バネ部１１１ａ３の付勢力が加わり、付勢力増大の勾配がさらに大きくなる。つまり、板バネ部による付勢数が増加することによりバネ定数が段階的に大きくなる特性を持つ。したがって、ｘ１、ｘ２を適切な位置に設定することにより、荷重特性を調整でき、付勢力の最適化を図ることができる。

斜板１０７は所定の角度θ₁より小さくなるとコイルバネ１１０と板バネ１１１により挟持され、両バネの合力は図６に示すようになる。図６において、θ₁〜θ₂の間は板バネ１１１ａ１のみがバネとして機能しており、θ₂〜θ₃の間は板バネ１１１ａ１と１１１ａ２がバネとして機能し、θ₃〜θminの間はすべての板バネ１１１ａ１、１１１ａ２および１１１ａ３がバネとして機能している。なお、θ₄は両バネの合力がゼロとなる角度であり、θ₄以下では斜板１０７を傾角増大方向に付勢する付勢力が作用し、θ₄を超えると斜板１０７を傾角減少方向に付勢する付勢力が作用する。

このように、連結部１１１ｃからの高さが異なる板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の先端側が斜板１０７に順次当接し、付勢数が順次増加するように構成したことにより、板バネ１１１に、斜板１０７を傾角増大方向に付勢する付勢力として、きめ細かに調整された望ましい特性を持たせることが可能になる。

上記実施態様においては、各板バネ部の高さを異なるように設定したが、各板バネ部の高さを同じに設定して各板バネ部が当接する斜板側に段差を設け、各板バネ部が斜板の傾角が小さくなるに従い順次付勢数が増大するようにしてもよい。このようにすれば板バネ部の形成が容易となる。

また、上記実施態様では複数の付勢手段として上記実施態様では３つの場合を示したが、付勢手段は２つ以上であればいくつでもよい。例えば、図７は付勢手段が２つの場合、図８は付勢手段が４つの場合のバネ合力特性の例を示したもので、付勢数は付勢力調整の最適化を考慮して決定すればよい。

また、上記実施態様では複数の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３の腕の長さをほぼ同じにして高さを変えたが、各板バネ部の腕の長さを異なるように設定して、それぞれバネ定数を異なるようにしてもよい。このように設定すれば、板バネ１１１のバネ特性の調整の自由度がさらに拡大され、付勢力の調整の最適化が容易に図れる。

また、複数の付勢手段としては板バネに限定されない。例えば圧縮コイルバネを駆動軸の周囲に配置し、一端を斜板に当接させ、他端を連結部で連結してもよい。あるいは、同心上に配置された複数の圧縮コイルバネの中に駆動軸を挿通させ、一端を斜板に当接させ、他端を連結部で連結してもよい。

また、上記実施態様では、複数の板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３は図３（Ａ）に示したように駆動軸の周方向の向きに形成されているが、板バネ部の形成はこれに限定されるものではない。例えば各板バネ部の先端部が駆動軸の軸心に向かうように形成してもよいし、駆動軸から遠ざかる向きに形成してもよい。

また、板バネ１１１が駆動軸１０６に対して回転しないように回転阻止構造を設けること。例えば駆動軸に溝を形成し、その溝に板バネ１１１の一部を係合させる構造を採ることもできる。

また、斜板１０７と駆動軸１０６との間にスリーブ、ヒンジボール等の斜板支持体を有する構造の場合には、その斜板支持体を板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３で付勢するようにすることもできる。

また、斜板とは別に、駆動軸とともに回転しない揺動板を設けた揺動板式の可変容量圧縮機においては、その揺動板を板バネ部１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３で付勢するようにすることもできる。

また、電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機やクラッチレス圧縮機に本発明を適用することもできるし、モータで駆動される可変容量圧縮機、例えばモータ内蔵の可変容量圧縮機に本発明を適用することもできる。

さらに、上記実施態様においては、被圧縮流体が冷媒である場合について説明したが、他の被圧縮流体であってもよい。また、被圧縮流体としての冷媒の種類も特に限定されず、冷媒としてＲ１３４ａを使用する場合の他、二酸化炭素やその他の新冷媒に対応した可変容量圧縮機に共通して本発明を適用することが可能である。

本発明に係る可変容量圧縮機は、傾角可変の斜板を有するあらゆる圧縮機に適用可能であり、とくに、車両用空調装置に用いられる可変容量圧縮機として好適なものである。

本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機の縦断面図（図１（Ａ））およびその容量を制御するための容量制御弁の断面図（図１（Ｂ））である。図１に示した容量制御弁の縦断面図である。図１の可変容量圧縮機における板バネを示しており、（Ａ）は板バネの正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）の側面図である。斜板がストッパに当接している状態を示す図１の可変容量圧縮機の部分拡大断面図である。図３の板バネのバネ変位量とバネ力との関係図である。図３の板バネを用いた場合のコイルバネと板バネの合力と斜板傾角との関係図である。板バネ部が２つの板バネを用いた場合のコイルバネと板バネの合力と斜板傾角との関係図である。板バネ部が４つの板バネを用いた場合のコイルバネと板バネの合力と斜板傾角との関係図である。

符号の説明

１００可変容量圧縮機
１０１シリンダブロック
１０１ａシリンダボア
１０２フロントハウジング
１０３バルブプレート
１０４リアハウジング
１０５クランク室
１０６駆動軸
１０７斜板
１０８ロータ
１０９連結部
１１０コイルバネ
１１１複数の付勢手段を有する板バネ
１１１ａ１、１１１ａ２、１１１ａ３斜板を傾角増大方向に付勢する付勢手段としての板バネ部
１１１ｂ斜板の機械的な最小傾角を規定する最小傾角規定手段としてのストッパ
１１１ｃ最小傾角規定手段と付勢手段との連結手段としての連結部
１１１ｄ連結部の内径側部分
１１７ピストン
１１８シュー
１１９吸入室
１２０吐出室
１２１マフラ
１２２蓋部材
１２３連通路
１５０スナップリング
２００逆止弁
３００容量制御弁
３０１バルブハウジング
３０２第１感圧室
３０３弁室
３０４弁体
３０４ａソレノイドロッド
３０５ベローズ組立体
３０７第２感圧室
３０８可動鉄心
３０９固定鉄心
３１１ソレノイドケース
３１３電磁コイル

Claims

内部に吐出室、吸入室、クランク室およびシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボア内に配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板を含む変換機構とを備え、前記クランク室と前記吸入室との圧力差を変化させることにより前記ピストンのストロークを調整して前記吸入室から前記シリンダボアに吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出する可変容量圧縮機において、前記斜板に一端が当接し、前記斜板を傾角増大方向に付勢する複数の付勢手段を具備し、前記複数の付勢手段は前記斜板の傾角が小さくなるに従い付勢数が増加するように構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
前記複数の付勢手段は、それぞれ、前記斜板の傾角が小さくなるに従い比例的に付勢力が増大するように構成されており、前記付勢数が増加することにより、前記複数の付勢手段による付勢力の増大の勾配が大きくなる、請求項１に記載の可変容量圧縮機。
前記複数の付勢手段を一体に連結する連結手段を具備している、請求項１または２に記載の可変容量圧縮機。
前記連結手段を前記駆動軸の軸方向に位置決めする位置決め構造が前記連結手段および前記駆動軸に形成され、前記複数の付勢手段のうち少なくとも２つは前記連結手段からの軸方向高さが異なるように設定されている、請求項３に記載の可変容量圧縮機。
前記複数の付勢手段が板バネからなり、該板バネは該板バネを形成する板バネ形成材からプレス成形によって形成され、前記板バネ形成材の前記板バネ以外の残部に前記連結手段が形成されている、請求項３または４に記載の可変容量圧縮機。
前記連結手段および前記複数の付勢手段は前記駆動軸を取り囲むように形成され、前記複数の付勢手段は所定の間隔を隔ててそれぞれ先端部が前記斜板を傾角増大方向に付勢するとともに、基端部は前記連結手段と一体に連結されている、請求項３〜５のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
前記複数の付勢手段のうち少なくとも２つはバネ定数が異なるように設定されている、請求項５または６に記載の可変容量圧縮機。
前記斜板の機械的な最小傾角を規定する最小傾角規定手段を具備し、前記最小傾角規定手段は前記連結手段と一体連結されている、請求項３〜７のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
被圧縮流体が冷媒からなる、請求項１〜８のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
車両用空調装置に用いられる、請求項１〜９のいずれかに記載の可変容量圧縮機。