JP6003547B2 - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は容量可変型斜板式圧縮機に関する。

特許文献１に従来の容量可変型斜板式圧縮機（以下、圧縮機という。）が開示されている。この圧縮機では、ハウジングに吸入室、吐出室、斜板室及び複数のシリンダボアが形成されている。ハウジングには駆動軸が回転可能に支持されている。斜板室内には駆動軸の回転によって回転可能な斜板が設けられている。駆動軸と斜板との間には、斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構が設けられている。ここで、傾斜角度とは、駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する角度である。また、各シリンダボアにはピストンが往復動可能に収納され、圧縮室が形成されている。変換機構は、斜板の回転により、傾斜角度に応じたストロークで各ピストンをシリンダボア内で往復動させるようになっている。また、アクチュエータが傾斜角度を変更可能であり、制御機構がアクチュエータを制御するようになっている。

アクチュエータは駆動軸と一体回転可能に斜板室内に配置されている。アクチュエータは、具体的には、駆動軸に固定される固定体を有している。固定体内には、回転軸心方向に移動して固定体に対して移動可能な可動体が収納されている。固定体と可動体との間は内部の圧力によって可動体を移動させる制御圧室が区画されている。また、駆動軸には、制御圧室と連通する連絡路が貫設されている。連絡路と吐出室との間には、可動体を固定体に対して回転軸心方向に移動可能に制御圧室内の圧力を変更する圧力制御弁が設けられている。可動体の後端はヒンジ球と当接している。ヒンジ球は斜板の中心部に設けられており、駆動軸に対して斜板を揺動可能に連結している。ヒンジ球の後端には、斜板の傾斜角度を大きくする方向に付勢する押圧ばねが設けられている。

リンク機構は、ヒンジ球と、固定体と斜板との間に設けられたアームとを有している。ヒンジ球は、後方に設けられた押圧ばねにより付勢されており、固定体と当接した状態を維持している。アームの前端には回転軸心と直交する方向に延びる第１ピンが挿通され、アームの後端には回転軸心と直交する方向に延びる第２ピンが挿通されている。これらのアーム及び第１、２ピンにより、斜板は固定体に対して揺動可能に支持されている。

この圧縮機では、圧力調整弁を開制御して吐出室と圧力調整室とを連通させることにより、制御圧室内が斜板室よりも高圧となる。これにより、可動体が後退し、押圧ばねの付勢力に抗してヒンジ球を後方側へ押圧する。これにより、斜板が揺動し、その傾斜角度が減少することで、ピストンのストロークが減少する。このため、圧縮機の１回転当たりの圧縮容量が小さくなる。

他方、圧力調整弁を閉制御して吐出室と圧力調整室とを非連通とすれば、制御圧室内が斜板室と同程度に低圧となる。これにより、可動体が前進するとともに、押圧ばねの付勢力よりヒンジ球も可動体に追従する。このため、斜板の傾斜角度が減少する場合と反対方向に斜板が揺動し、その傾斜角度が大きくなることで、ピストンのストロークが大きくなる。

特開昭５２‐１３１２０４号公報

しかし、上記従来の圧縮機では、制御圧室内の圧力を低下させることで斜板の傾斜角度が増大するようにアクチュエータが配置されているため、迅速に圧縮容量を増大させ難い。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、迅速に圧縮容量を増大できる圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、 吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、該駆動軸の回転によって該斜板室内で回転可能な斜板と、該駆動軸と該斜板との間に設けられ、該駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する該斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、該シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、該斜板の回転により、該傾斜角度に応じたストロークで該ピストンを該シリンダボア内で往復動させる変換機構と、該傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記アクチュエータは、前記駆動軸と一体回転可能に前記斜板室内に配置され、
該アクチュエータは、該駆動軸に固定される固定体と、前記斜板と連結され、前記回転軸心方向に移動して該固定体に対して移動可能な可動体と、該固定体と該可動体とにより区画され、内部の圧力によって該可動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記吸入室又は前記斜板室は低圧室であり、
前記制御機構は、前記制御圧室と該低圧室と前記吐出室とを連通し、潤滑油を混在させた冷媒ガスを前記制御圧室との間で流通させる制御通路と、該制御通路の開度を調整可能な制御弁とを有し、
前記制御通路の少なくとも一部は、前記駆動軸内に形成され、
前記可動体は、前記制御圧室内の圧力が高くなることによって、前記傾斜角度が増大するように配置されていることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、制御圧室内の圧力が斜板室内よりも高くなることで、可動体が斜板の傾斜角度を増大させる。このため、この圧縮機では、制御弁が吐出室内の圧力を制御通路を通じて制御圧室に供給すれば、斜板の傾斜角度が迅速に増大する。

したがって、本発明の圧縮機は、迅速に圧縮容量を増大できる。

また、本発明の圧縮機では、駆動軸内に制御通路の少なくとも一部が形成されるため、構成を簡略化することが可能であり、小型化を実現できる。

可動体は、固定体及び制御圧室を取り囲む外周壁を有し得る。そして、外周壁には、斜板と連結された作用点が設けられていることが好ましい。この場合、作用点において外周壁と斜板とが連結されるため、傾斜角度を変更する際、可動体から付与された力を斜板に直接伝達できる。このため、この圧縮機では、アクチュエータが斜板の傾斜角度を好適に変更させ易く、容量制御をより迅速に行うことが可能となる。

駆動軸内に形成された制御通路は、駆動軸内を回転軸心方向に延びる軸路と、軸路と連通し、駆動軸内を径方向に延びて制御圧室と連通する径路とからなる連絡路を有することが好ましい。

この場合、制御圧室内に流入した冷媒ガス中に混在する潤滑油が、固定体及び可動体が駆動軸と共に回転することで生じる遠心力によって、制御圧室内において連絡路の径路から径方向外側に分散する。このため、この圧縮機では、連絡路の径路の周囲に潤滑油が滞留し難くなり、連絡路が潤滑油によって塞がれ難くなる。これにより、この圧縮機では、制御通路との間で冷媒ガスの流通を好適に行うことが可能となる。また、この圧縮機では、制御通路の一部となる連絡路の構成を簡略化することが可能となり、駆動軸内に連絡路を形成し易くなる。

本発明の圧縮機において、固定体及び可動体の少なくとも一方は、固定体と可動体との摺動面に向かって拡径する傾斜面を有していることが好ましい。

この場合、制御圧室内に流入した冷媒ガス中に混在する潤滑油は、固定体及び可動体が駆動軸と共に回転することで生じた遠心力によって、固定体及び可動体の内周面に分散されるとともに、摺動面に向かって拡径した内周面によって、摺動面に案内され易くなる。このため、この圧縮機では、固定体と可動体との摺動面において潤滑不足が生じ難くなる。

可動体は、回転軸心から離れる方向に駆動軸周りから径方向に延びるフランジを有し得る。また、外周壁は、フランジの外周縁でフランジと一体をなし、回転軸心方向に延び得る。そして、外周壁が固定体の外周縁に対して回転軸心方向に移動可能であることが好ましい。

この場合、外周壁が可動体の回転軸心方向に移動することにより、作用点において、可動体から斜板へ牽引力又は押圧力が付与されることとなる。このため、この圧縮機では、これらの牽引力又は押圧力によって、斜板の傾斜角度を変更させることが可能となる。

制御弁は、蒸発機の熱負荷の低下によって前記制御圧室内の前記圧力を低下させるものであることが好ましい。この場合、熱負荷が低下すれば、斜板の傾斜角度を減少させて、圧縮機の１回転当たりの圧縮容量を小さくできる。このように、この圧縮機では、熱負荷に応じて容量制御を行うことが可能となる。

本発明の圧縮機は、迅速に圧縮容量を増大できる。

実施例１の圧縮機に係り、最大容量時の断面図である。 実施例１、３の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 実施例１の圧縮機に係り、最小容量時の断面図である。 実施例２、４の圧縮機に係り、制御機構を示す模式図である。 実施例３の圧縮機に係り、最大容量時の断面図である。 実施例３の圧縮機に係り、最小容量時の断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜４を図面を参照しつつ説明する。実施例１〜４の圧縮機は、いずれも車両用空調装置の冷凍回路を構成し、車両に搭載されている。

（実施例１）
図１及び図３に示すように、実施例１の圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、斜板５と、リンク機構７と、複数のピストン９と、前後で対をなすシュー１１ａ、１１ｂと、アクチュエータ１３と、図２に示す制御機構１５とを備えている。

図１に示すように、ハウジング１は、圧縮機の前方に位置するフロントハウジング１７と、圧縮機の後方に位置するリヤハウジング１９と、フロントハウジング１７とリヤハウジング１９との間に位置する第１シリンダブロック２１と第２シリンダブロック２３とを有している。

フロントハウジング１７には、前方に向かってボス１７ａが形成されている。このボス１７ａ内には、駆動軸３との間に軸封装置２５が設けられている。また、フロントハウジング１７内には、第１吸入室２７ａ及び第１吐出室２９ａが形成されている。第１吸入室２７ａはフロントハウジング１７の内周側に位置し、第１吐出室２９ａはフロントハウジング１７の外周側で位置している。

リヤハウジング１９には、制御機構１５が設けられている。また、リヤハウジング１９には、第２吸入室２７ｂ、第２吐出室２９ｂ及び圧力調整室３１が形成されている。第２吸入室２７ｂはリヤハウジング１９の内周側に位置し、第２吐出室２９ｂはリヤハウジング１９の外周側に位置している。圧力調整室３１はリヤハウジング１９の中心部分に位置している。第１吐出室２９ａと第２吐出室２９ｂとは、図示しない吐出通路によって接続され、吐出通路には圧縮機の外部に連通する吐出口が形成されている。

第１シリンダブロック２１と第２シリンダブロック２３とにより、斜板室３３が形成されている。この斜板室３３はハウジング１の略中央に位置している。

第１シリンダブロック２１には、複数個の第１シリンダボア２１ａが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。また、第１シリンダブロック２１には、駆動軸３を挿通させる第１軸孔２１ｂが形成されている。また、第１シリンダブロック２１には、第１軸孔２１ｂより後方に第１軸孔２１ｂと連通して第１軸孔２１ｂと同軸をなす第１凹部２１ｃとが形成されている。第１凹部２１ｃ内は斜板室３３と連通している。また、第１凹部２１ｃは段状に形成されている。第１凹部２１ｃの前端には、第１スラスト軸受３５ａが設けられている。さらに、第１シリンダブロック２１には、斜板室３３と第１吸入室２７ａとを連通する第１吸入通路３７ａが形成されている。

第２シリンダブロック２３にも、第１シリンダブロック２１と同様、複数個の第２シリンダボア２３ａが形成されている。また、第２シリンダブロック２３には、駆動軸３を挿通させる第２軸孔２３ｂが形成されている。第２軸孔２３ｂは圧力調整室３１と連通している。また、第２シリンダブロック２３には、第２軸孔２３ｂより前方に第２軸孔２３ｂと連通して第２軸孔２３ｂと同軸をなす第２凹部２３ｃとが形成されている。第２凹部２３ｃも斜板室３３と連通している。第２凹部２３ｃも段状に形成されている。第２凹部２３ｃの後端には、第２スラスト軸受３５ｂが設けられている。さらに、第２シリンダブロック２３には、斜板室３３と第２吸入室２７ｂとを連通する第２吸入通路３７ｂが形成されている。

また、斜板室３３は、第２シリンダブロック２３に形成された吸入口３３０を介して、図示しない蒸発器と接続されている。

フロントハウジング１７と第１シリンダブロック２１との間には、第１バルブプレート３９が設けられている。第１バルブプレート３９には、第１シリンダボア２１ａと同数の吸入ポート３９ｂ及び吐出ポート３９ａが形成されている。各吸入ポート３９ｂには、それぞれ図示しない吸入弁機構が設けられている。各吸入ポート３９ｂにより、各第１シリンダボア２１ａは第１吸入室２７ａと連通している。各吐出ポート３９ａには、それぞれ図示しない吐出弁機構が設けられている。各吐出ポート３９ａにより、各第１シリンダボア２１ａは第１吐出室２９ａと連通している。また、第１バルブプレート３９には、連通孔３９ｃが形成されている。第１吸入室２７ａは、連通孔３９ｃにより、第１吸入通路３７ａを通じて斜板室３３と連通している。

リヤハウジング１９と第２シリンダブロック２３との間には、第２バルブプレート４１が設けられている。第１バルブプレート３９と同様、第２バルブプレート４１にも、第２シリンダボア２３ａと同数の吸入ポート４１ｂ及び吐出ポート４１ａが形成されている。各吸入ポート４１ｂには、それぞれ図示しない吸入弁機構が設けられている。各吸入ポート４１ｂにより、各第２シリンダボア２３ａは第２吸入室２７ｂと連通している。各吐出ポート４１ａには、それぞれ図示しない吐出弁機構が設けられている。各吐出ポート４１ａにより、各第２シリンダボア２３ａは第２吐出室２９ｂと連通している。また、第２バルブプレート４１には、連通孔４１ｃが形成されている。第２吸入室２７ｂは、連通孔４１ｃにより、第２吸入通路３７ｂを通じて斜板室３３と連通している。

第１、２吸入通路３７ａ、３７ｂにより、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂと斜板室３３とが互いに連通している。このため、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内と斜板室３３内とは、圧力がほぼ等しくなっている（より厳密には、ブローバイガスの影響により、斜板室３３内は、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内よりも僅かに高圧となる。）。そして、斜板室３３には、吸入口３３０を通じて蒸発器を経た冷媒ガスが流入することから、斜板室３３内及び第１、２吸入室２７ａ、２７ｂ内の各圧力は、第１、２吐出室２９ａ、２９ｂ内よりも低圧であり、低圧室とされている。

駆動軸３には、斜板５とアクチュエータ１３とフランジ３ａとがそれぞれ取り付けられている。駆動軸３は、ボス１７ａから後方に向かって挿通されており、第１、２シリンダブロック２１、２３内において、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂに挿通されている。これにより、駆動軸３の前端はボス１７ａ内に位置しており、後端は圧力調整室３１内に位置している。また、駆動軸３は、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂにより、ハウジング１内において、回転軸心Ｏ周りで回転可能に軸支されている。そして、斜板５とアクチュエータ１３とフランジ３ａとがそれぞれ斜板室３３内に配置されている。フランジ３ａは第１スラスト軸受３５ａとアクチュエータ１３との間、より詳細には、第１スラスト軸受３５ａと、後述する可動体１３ｂとの間に配置されている。このフランジ３ａにより、第１スラスト軸受３５ａと可動体１３ｂとの接触が防止されている。なお、第１、２軸孔２１ｂ、２３ｂと駆動軸３との間にラジアル軸受を配置しても良い。

また、駆動軸３の後方側には、支持部材４３が圧入されている。支持部材４３が第２部材である。この支持部材４３には、第２スラスト軸受３５ｂと当接するフランジ４３ａが形成されているとともに、後述する第２ピン４７ｂが挿通される取付部４３ｂが形成されている。さらに、駆動軸３内には、後端から前方に向かって回転軸心Ｏ方向に延びる軸路３ｂと、軸路３ｂと連通し、軸路３ｂの前端から径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く径路３ｃとが形成されている。軸路３ｂ及び径路３ｃが本発明における連絡路に相当する。軸路３ｂの後端は圧力調整室３１、すなわち低圧室に開いている。一方、径路３ｃは、後述する制御圧室１３ｃに開いている。

斜板５は環状の平板形状をなしており、前面５ａと後面５ｂとを有している。斜板５の前面５ａは、斜板室３３内において圧縮機の前方に面している。また、斜板５の後面５ｂは、斜板室３３内において圧縮機の後方に面している。この斜板５はリングプレート４５に固定されている。リングプレート４５が第１部材である。このリングプレート４５は環状の平板形状に形成されており、中心部に挿通孔４５ａが形成されている。この挿通孔４５ａに駆動軸３が挿通されることにより、斜板５は駆動軸３に取り付けられ、斜板室３３内において第２シリンダボア２３ａ側の位置、つまり、斜板室３３における後方寄りの位置に配置されている。

リンク機構７はラグアーム４９を有している。ラグアーム４９は、斜板室３３内において、斜板５よりも後方に配置されており、斜板５と支持部材４３との間に位置している。ラグアーム４９は、一端側から他端側に向かって略Ｌ字形状となるように形成されている。ラグアーム４９は、図３に示すように、回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が最小になった時に支持部材４３のフランジ４３ａと当接するようになっている。このため、この圧縮機では、ラグアーム４９によって、斜板５の傾斜角度を最小値に維持することが可能となっている。また、ラグアーム４９の一端側には、ウェイト部４９ａが形成されている。ウェイト部４９は、アクチュエータ１３の周方向におよそ半周にわたって延びている。なお、ウェイト部４９ａの形状は適宜設計することが可能である。

ラグアーム４９の一端側は、第１ピン４７ａによってリングプレート４５の上端側と接続されている。これにより、ラグアーム４９の一端側は、第１ピン４７ａの軸心を第１揺動軸心Ｍ１として、リングプレート４５の一端側、すなわち斜板５に対して、第１揺動軸心Ｍ１周りで揺動可能に支持されている。この第１揺動軸心Ｍ１は、駆動軸３の回転軸心Ｏと直交する方向に延びている。

ラグアーム４９の他端側は、第２ピン４７ｂによって支持部材４３と接続されている。これにより、ラグアーム４９の他端側は、第２ピン４７ｂの軸心を第２揺動軸心Ｍ２として、支持部材４３、すなわち駆動軸３に対して、第２揺動軸心Ｍ２周りで揺動可能に支持されている。この第２揺動軸心Ｍ２は第１揺動軸心Ｍ１と平行に延びている。これらのラグアーム４９、第１、２ピン４７ａ、４７ｂが本発明におけるリンク機構７に相当している。

この圧縮機では、斜板５と駆動軸３とがリンク機構７によって接続されることにより、斜板５は駆動軸３と共に回転することが可能となっている。また、ラグアーム４９の両端がそれぞれ第１揺動軸心Ｍ１及び第２揺動軸心Ｍ２周りで揺動することにより、斜板５は傾斜角度を変更することが可能となっている。

ここで、ウェイト部４９ａは、ラグアーム４９の一端側、つまり、第１揺動軸心Ｍ１を基準として第２揺動軸心Ｍ２とは反対側に延在して設けられている。このため、ラグアーム４９が第１ピン４７ａによってリングプレート４５に支持されることで、ウェイト部４９ａはリングプレート４５の溝部４５ｂを通って、リングプレート４５の前面、つまり、斜板５の前面５ａ側に位置する。そして、回転軸心Ｏ周りに回転することにより発生する遠心力が斜板５の前面５ａ側でウェイト部４９ａにも作用することとなる。

各ピストン９は、それぞれ前端側に第１ピストンヘッド９ａを有し、後端側に第２ピストンヘッド９ｂを有している。第１ピストンヘッド９ａは第１シリンダボア２１ａ内を往復動可能に収納され、第１圧縮室２１ｄを形成している。第２ピストンヘッド９ｂは第２シリンダボア２３ａ内を往復動可能に収納され、第２圧縮室２３ｄを形成している。また、各ピストン９には凹部９ｃが形成されている。各凹部９ｃ内には、半球状のシュー１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられている。これらのシュー１１ａ、１１ｂによって斜板５の回転がピストン９の往復動に変換されるようになっている。シュー１１ａ、１１ｂが本発明における変換機構に相当している。こうして、斜板５の傾斜角度に応じたストロークで、第１、２ピストンヘッド９ａ、９ｂがそれぞれ第１、２シリンダボア２１ａ、２３ａ内を往復動することが可能となっている。

アクチュエータ１３は、斜板室３３内に配置されており、斜板５よりも前方側に位置し、第１凹部２１ｃ内に進入することが可能となっている。アクチュエータ１３は、固定体１３ａと、可動体１３ｂとを有している。固定体１３ａは円盤状に形成されている。固定体１３ａの前面には、傾斜面１３１が形成されており、固定体１３ａの中心から外周面に向けて内径が拡大する形状となっている。これにより、この固定体１３ａの前面は、固定体１３ａと可動体１３ｂとの摺動面に向かって拡径している。この固定体１３ａは、駆動軸３に固定されることで、駆動軸３と共に回転することのみが可能となっている。固定体１３ａの外周には、Ｏリングが取り付けられている。

可動体１３ｂは、駆動軸３が挿通される挿通孔１３０ａと、回転軸心Ｏから離れる方向に駆動軸３周りから径方向に延びるフランジ１３０ｄと、フランジ１３０ｄと連続し、可動体１３ｂの前方から後方に向かって延びる本体部１３０ｂと、本体部１３０ｂの後端に形成された取付部１３０ｃとを有している。これらの挿通孔１３０ａ、フランジ１３０ｄ及び本体部１３０ｂにより、可動体１３ｂは有底の円筒状に形成されている。この本体部１３０ｂが本発明における外周壁に相当する。

また、可動体１３ｂは、固定体１３ａと比較して肉薄に形成されている。さらに、可動体１３ｂの外径は、第１凹部２１ｃの壁面と接触しないように形成されているものの、ほぼ第１凹部２１ｃと同程度の大きさとなっている。この可動体１３ｂは、第１スラスト軸受３５ａと斜板５との間に位置している。

また、可動体１３ｂは、挿通孔１３０ａを通じて本体部１３０ｂ内に駆動軸３が挿通されている。さらに、本体部１３０ｂ内には、固定体１３ａが摺動可能に配置される。つまり、固定体１３ａは、その周囲を本体部１３０ｂによって取り囲まれた状態となっている。こうして、可動体１３ｂは、駆動軸３と共に回転可能であるとともに、斜板室３３内において、駆動軸３の回転軸心Ｏ方向に移動することが可能となっている。また、駆動軸３が挿通されることにより、この可動体１３ｂは、斜板５を挟んでリンク機構７と対向している。挿通孔１３０ａ内にも、Ｏリングが取り付けられている。こうして、アクチュエータ１３には駆動軸３が挿通されており、回転軸心Ｏ周りで駆動軸３と一体で回転することが可能となっている。

可動体１３ｂの取付部１３０ｃには、リングプレート４５の下端側が第３ピン４７ｃによって接続されている。これにより、リングプレート４５の下端側、すなわち、斜板５は、第３ピン４７ｃの軸心を作用軸心Ｍ３として、作用動軸心Ｍ３周りで可動体１３ｂに揺動可能に支持されている。この取付部１３０ｃとリングプレート４５の下端側との連結箇所である第３ピン４７ｃ、すなわち、作用軸心Ｍ３は、駆動軸３の回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度を変更するに当たっての作用点Ｍ３となる（以下、説明を容易にするため、作用軸心と作用点とについて、共に符号Ｍ３を付す。）。また、この作用軸心Ｍ３は、第１、２揺動軸心Ｍ１、Ｍ２と平行に延びている。こうして、可動体１３ｂは斜板５と連結された状態となっている。可動体１３ｂは、斜板５の傾斜角度が最大になった時にフランジ３ａと当接するようになっている。このため、この圧縮機では、可動体１３ｂによって、斜板５の傾斜角度を最大値に維持することが可能となっている。

固定体１３ａと可動体１３ｂとの間に制御圧室１３ｃが区画されている。制御圧室１３ｃは、周囲が本体部１３０ｂによって覆われているとともに、その内部には径路３ｃが開いており、径路３ｃ及び軸路３ｂを通じて、制御圧室１３ｃは圧力調整室３１と連通している。

図２に示すように、制御機構１５は、制御通路としての抽気通路１５ａ及び給気通路１５ｂと、制御弁１５ｃと、オリフィス１５ｄとを有している。

抽気通路１５ａは、圧力調整室３１と第２吸入室２７ｂとに接続されている。圧力調整室３１は、軸路３ｂ及び径路３ｃを通じて制御圧室１３ｃと連通していることから、この抽気通路１５ａによって、制御圧室１３ｃと第２吸入室２７ｂとは、互いに連通した状態となっている。また、抽気通路１５ａには、オリフィス１５ｄが設けられており、抽気通路１５ａ内を流通する冷媒ガスの流量が絞られている。

給気通路１５ｂは、圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂとに接続されている。これにより、上記の抽気通路１５ａと同様、給気通路１５ｂ、軸路３ｂ及び径路３ｃを通じて、制御圧室１３ｃと第２吐出室２９ｂとは、互いに連通した状態となっている。つまり、軸路３ｂ及び径路３は、制御通路としての抽気通路１５ａ及び給気通路１５ｂの一部を構成している。

制御弁１５ｃは給気通路１５ｂに設けられている。この制御弁１５ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき給気通路１５ｂの開度を調整することが可能となっており、給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を調整することが可能となっている。より詳細には、蒸発器における熱負荷が低下し、第２吸入室２７ｂ内の圧力が低下すれば、制御弁１５は、給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を減少させるように自身の開度を調整する。制御弁１５ｃには公用品を採用することができる。

駆動軸３の先端にはねじ部３ｄが形成されている。駆動軸３は、ねじ部３ｄを介して図示しないプーリ又は電磁クラッチと接続されている。これらのプーリ又は電磁クラッチのプーリには車両のエンジンによって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。

吸入口３３０には蒸発器に繋がる配管が接続され、吐出口には図示しない凝縮器に繋がる配管が接続される。圧縮機、蒸発器、膨張弁、凝縮器等によって車両用空調装置の冷凍回路が構成されている。

以上のように構成された圧縮機では、駆動軸３が回転することにより、斜板５が回転し、各ピストン９が第１、２シリンダボア２１ａ、２３ａ内を往復動する。このため、第１、２圧縮室２１ｄ、２３ｄがピストンストロークに応じて容積変化を生じる。このため、蒸発器から吸入口３３０によって斜板室３３に吸入された冷媒ガスは、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂを経て各第１、２圧縮室２１ｄ、２３ｄ内で圧縮され、第１、２吐出室２９ａ、２９ｂに吐出される。第１、２吐出室２９ａ、２９ｂ内の冷媒ガスは吐出口から凝縮器に吐出される。

この間、斜板５、リングプレート４５、ラグアーム４９及び第１ピン４７ａからなる回転体には斜板５の傾斜角度を小さくする遠心力が作用する。そして、斜板５の傾斜角度が変更されれば、ピストン９のストロークの増減による容量制御を行うことが可能である。

具体的には、蒸発器の熱負荷が小さく、第２吸入室２７ｂ内の圧力が小さくなることで、制御機構１５において、図２に示す制御弁１５ｃが給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を減少させる。これにより、圧力調整室３１内の冷媒ガスが抽気通路１５ａを経て第２吸入室２７ｂに多く流出する。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吸入室２７ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力によって可動体１３ｂが後方に移動することで、制御圧室１３ｃが縮小され、斜板５の傾斜角度が小さくなる。

つまり、図３に示すように、制御圧室１３ｃ内の圧力が低下し、制御圧室１３ｃ内の圧力と斜板室３３内の圧力との差圧が小さくなることで、回転体に作用する遠心力によって、斜板室３３内において可動体１３ｂが駆動軸３の軸方向に沿って後方に向かって移動する。これにより、作用点Ｍ３である作用軸心Ｍ３において、取付部１３０ｃを通じてリングプレート４５の下端側、すなわち、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで反時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の一端が第１揺動軸心Ｍ１周りで時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の他端が第２揺動軸心Ｍ２周りで時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム４９が支持部材４３のフランジ４３ａに接近する。これらにより、斜板５は、下端側に位置する作用軸心Ｍ３を作用点Ｍ３とし、上端側に位置する第１揺動軸心Ｍ１を支点Ｍ１（以下、説明を容易にするため、揺動軸心と支点とについて、共に符号Ｍ１を付す。）として揺動する。このため、駆動軸３の回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が減少し、ピストン９のストロークが減少することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が小さくなる。なお、図３に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最小傾斜角度である。

ここで、この圧縮機では、ウェイト部４９ａに作用した遠心力も斜板５に付与される。このため、この圧縮機では、斜板５が傾斜角度を減少させる方向に変位し易くなっている。また、可動体１３ｂは、駆動軸３の軸方向に沿って後方に移動することで、その後端がウェイト部４９ａの内側に位置する。これにより、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が減少した際、可動体１３ｂの後端のおよそ半分がウェイト部４９ａによって覆われた状態となる。

一方、蒸発器の熱負荷が大きく、第２吸入室２７ｂ内の圧力が大きくなることで、制御機構１５において、図２に示す制御弁１５ｃが給気通路１５ｂを流通する冷媒ガスの流量を増大させる。これにより、圧縮容量を小さくする場合とは反対に、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１５ｂを経て圧力調整室３１内に多く流入する。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吐出室２９ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力に抗してアクチュエータ１３の可動体１３ｂが前方に移動することで、制御圧室１３ｃが拡大され、斜板５の傾斜角度が大きくなる。

つまり、図１に示すように、制御圧室１３ｃ内の圧力が斜板室３３内の圧力よりも高くなることで、斜板室３３内において可動体１３ｂが駆動軸３の軸方向に沿って前方に向かって移動する。これにより、可動体１３ｂは、作用軸心Ｍ３において、取付部１３０ｃを通じて斜板５の下端側を斜板室３３の前方側へ牽引する。これにより、斜板５の下端側が作用軸心Ｍ３周りで時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム４９の一端が第１揺動軸心Ｍ１周りで反時計回り方向に揺動するとともに、ラグアーム４９の他端が第２揺動軸心Ｍ２周りで反時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム４９が支持部材４３のフランジ４３ａから離間する。これらにより、斜板５は、作用軸心Ｍ３及び第１揺動軸心Ｍ１をそれぞれ作用点Ｍ３及び支点Ｍ１とし、上述の傾斜角度が小さくなる場合と反対方向に揺動する。このため、駆動軸３の回転軸心Ｏに対する斜板５の傾斜角度が増大し、ピストン９のストロークが増大することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が大きくなる。なお、同図に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最大傾斜角度である。

このように、この圧縮機では、制御弁１５ｃにより第２吐出室２９ｂ内の圧力を給気通路１５ａ、圧力調整室３１、軸路３ｂ及び径路３ｃを通じて制御圧室１３ｃに供給すれば、制御圧室１３ｃ内の圧力が斜板室３３内の圧力よりも高くなる。これにより、この圧縮機では、可動体１３ｂが斜板５の傾斜角度を迅速に増大させることが可能となっている。

また、この圧縮機において、可動体１３ｂは、フランジ１３０ｄと、フランジ１３０ｄと連続する本体部１３０ｂとを有している。さらに、本体部１３０ｂは、固定体１３ａの外周縁に対して回転軸心Ｏ方向で前後に移動することが可能となっている。これにより、可動体１３ｂは、斜板５の下端側を牽引する牽引力によって、斜板５の傾斜角度を増大させることが可能であり、斜板５の下端側を押圧する押圧力によって、斜板５の傾斜角度を減少させることが可能となっている。

また、本体部１３０ｂの取付部１３０ｃには、斜板５と連結された作用点Ｍ３が設けられている。これにより、斜板５の傾斜角度を変更する際、可動体１３から付与された牽引力や押圧力を斜板５に直接伝達することが可能となっている。このため、この圧縮機では、アクチュエータ１３が斜板５の傾斜角度を好適に変更させ易い。

さらに、固定体１３ａには傾斜面１３１が形成されており、その前面側は、固定体１３ａの中心から外周面に向けて内径が拡大する形状となっている。

このため、この圧縮機では、制御圧室１３ｃ内に流入した冷媒ガス中に混在する潤滑油は、固定体１３ａ及び可動体１３ｂが駆動軸３と共に回転することで生じた遠心力によって、固定体１３ａ及び可動体１３ｂの内周面に分散されるとともに、摺動面に向かって拡径した傾斜面１３１によって、固定体１３ａと可動体１３ｂとの摺動面に潤滑油が案内され易くなっている。このため、この圧縮機では、固定体１３ａと可動体１３ｂとの摺動面において潤滑不足が生じ難くなっている。さらに、径路３ｃが潤滑油によって塞がれ難くなることで、この圧縮機では、圧力調整室３１と制御圧室１３ｃとの間で冷媒ガスの流通を好適に行うことが可能となっている。

したがって、この圧縮機は、圧縮容量の増大だけでなく、圧縮容量の減少も含んだ容量制御を迅速に行うことができる。

また、この圧縮機では、駆動軸３内に軸路３ｂと径路３ｃとが形成されている。これにより、この圧縮機では、制御圧室１３ｃ内に流入した冷媒ガス中に混在する潤滑油が、固定体１３ａ及び可動体１３ｂが駆動軸３と共に回転することで生じる遠心力によって、制御圧室１３ｃ内において径路３ｃから駆動軸３の径方向外側に分散する。このため、この圧縮機では、径路３ｃの周囲に潤滑油が滞留し難くなり、軸路３ｂ及び径路３ｃが潤滑油によって塞がれ難くなる。これにより、この圧縮機では、圧力調整室３１と制御圧室１３ｃとの間で冷媒ガスの流通を好適に行うことが可能となっている。また、この圧縮機では、軸路３ｂと径路３ｃとで連絡路を構成することで、この圧縮機では、連絡路の構成を簡略化することが可能となっており、小型化を実現している。

さらに、この圧縮機では、制御機構１５において、制御弁１５ｃを開制御することにより、第２吐出室２９ｂ内の圧力が圧力調整室３１に供給される。このため、この圧縮機では、圧縮容量を減少させた状態から圧縮容量を増大させる状態への移行を特に好適に行うことが可能となっている。

ここで、制御弁１５ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力低下によって、圧力調整室３１内の圧力を低下させる。このため、この圧縮機等で構成された冷凍回路を搭載した車両では、車室内の冷房要求に応じた空調を実現することができる。

また、この圧縮機では、斜板室３３を第１、２吸入室２７ａ、２７ｂまでの冷媒ガスの経路として利用することで、マフラ効果を期待できることから、冷媒ガスの吸入脈動を低減することで、圧縮機の騒音低下を図ることができる。

（実施例２）
実施例２の圧縮機は、実施例１の圧縮機における制御機構１５に換えて、図４に示す制御機構１６を備えている。この制御機構１６は、制御通路としての抽気通路１６ａ及び給気通路１６ｂと、制御弁１６ｃと、オリフィス１６ｄとを有している。

抽気通路１６ａは、圧力調整室３１と第２吸入室２７ｂとに接続されている。これにより、この抽気通路１６ａによって、制御圧室１３ｃと第２吸入室２７ｂとは、互いに連通した状態となっている。給気通路１６ｂは、圧力調整室３１と第２吐出室２９ｂとに接続されており、制御圧室１３ｃ及び圧力調整室３１と、第２吐出室２９ｂとを連通させている。この給気通路１６ｂには、オリフィス１６ｄが設けられており、給気通路１６ｂ内を流通する冷媒ガスの流量が絞られている。

制御弁１６ｃは抽気通路１６ａに設けられている。この制御弁１６ｃは、第２吸入室２７ｂ内の圧力に基づき抽気通路１６ａの開度を調整することが可能となっており、抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を調整することが可能となっている。上記の制御弁１５ｃ同様、制御弁１６についても公用品を採用することができる。また、軸路３ｂ及び径路３は、抽気通路１６ａ及び給気通路１６ｂの一部を構成している。この圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、制御機構１６において、制御弁１６ｃが抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を減少させれば、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１６ｂ及びオリフィス１６ｄを経て圧力調整室３１内に貯留され易くなる。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吐出室２９ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力に抗してアクチュエータ１３の可動体１３ｂが前方に移動することで、制御圧室１３ｃが拡大され、斜板５の傾斜角度が大きくなる。

このため、実施例１の圧縮機と同様、この圧縮機においても、斜板５の傾斜角度が大きくなり、ピストン９のストロークが増大することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が大きくなる（図１参照）。

一方、図４に示す制御弁１６ｃが抽気通路１６ａを流通する冷媒ガスの流量を増大させれば、第２吐出室２９ｂ内の冷媒ガスが給気通路１６ｂ及びオリフィス１６ｄを経て圧力調整室３１内に貯留され難くなる。このため、制御圧室１３ｃの圧力が第２吸入室２７ｂとほぼ等しくなる。このため、回転体に作用する遠心力によって可動体１３ｂが後方に移動することで、制御圧室１３ｃが縮小されるため、斜板５の傾斜角度が小さくなる。

このため、この圧縮機では、斜板５の傾斜角度が小さくなり、ピストン９のストロークが減少することで、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が小さくなる（図３参照）。

これらのように、この圧縮機では、制御機構１６において、制御弁１６ｃにより、抽気通路１６ａの開度を調整することが可能となっている。このため、この圧縮機では、第２吸入室２７ｂ内の低圧によって制御圧室１３ｃを緩やかに低圧にし、車両の運転フィーリングを好適に保つことが可能となっている。この圧縮機における他の作用は、実施例１の圧縮機と同様である。

（実施例３）
図５及び図６に示すように、実施例３の圧縮機は、実施例１の圧縮機におけるハウジング１及びピストン９に換えて、ハウジング１０及びピストン９０を備えている。

ハウジング１０は、フロントハウジング１８と、実施例１と同様のリヤハウジング１９と、実施例１と同様の第２シリンダブロック２３とを有している。フロントハウジング１８には、前方に向かってボス１８ａが形成されている他、凹部１８ｂが形成されている。ボス１８ａ内には、軸封装置２５が設けられている。フロントハウジング１８には、実施例１のフロントハウジング１７と異なり、第１吸入室２７ａ及び第１吐出室２９ａが形成されていない。

また、この圧縮機では、フロントハウジング１８と第２シリンダブロック２３とにより、斜板室３３が形成されている。この斜板室３３はハウジング１０の略中央に位置しており、第２吸入通路３７ｂによって第２吸入室２７ｂと連通している。また、第１スラスト軸受３５ａは、フロントハウジング１８の凹部１８ｂ内に配置されている。

ピストン９０は、実施例１のピストン９と異なり、後端側にピストンヘッド９ｂのみを有している。ピストン９０における他の構成及びこの圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様である。なお、実施例３では、説明を容易にするため、実施例１における第２シリンダボア２３ａ、第２圧縮室２３ｄ、第２吸入室２７ｂ及び第２吐出室２９ｂについて、それぞれ、シリンダボア２３ａ、圧縮室２３ｄ、吸入室２７ｂ及び吐出室２９ｂと読み替えて説明する。

この圧縮機では、駆動軸３が回転することにより、斜板５が回転し、各ピストン９０がシリンダボア２３ａ内を往復動する。このため、圧縮室２３ｄがピストンストロークに応じて容積変化を生じる。このため、蒸発器から吸入口３３０によって斜板室３３に吸入された冷媒ガスは、吸入室２７ｂを経て各圧縮室２３ｄ内で圧縮され、吐出室２９ｂに吐出される。吐出室２９ｂ内の冷媒ガスは図示しない吐出口から凝縮器に吐出される。

また、この圧縮機においても、実施例１の圧縮機と同様、斜板５の傾斜角度を変更して、ピストン９０のストロークの増減による容量制御を行うことが可能である。

図６に示すように、制御圧室１３ｃ内の圧力と斜板室３３内の圧力との差圧が小さくなることで、回転体としての斜板５、リングプレート４５、ラグアーム４９及び第１ピン４７ａに作用する遠心力により、斜板室３３内において可動体１３ｂが駆動軸３の軸方向に沿って後方に移動する。このため、実施例１と同様、斜板５は作用軸心Ｍ３を作用Ｍ３点とし、第１揺動軸心Ｍ１を支点Ｍ１として揺動する。これにより、斜板５の傾斜角度が減少し、ピストン９０のストロークが減少すれば、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が小さくなる。なお、図６に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最小傾斜角度である。

図５に示すように、制御圧室１３ｃ内の圧力が斜板室３３の圧力よりも高くなることで、回転体に作用する遠心力に抗して、斜板室３３内において可動体１３ｂが駆動軸３の軸方向に沿って前方に移動する。このため、可動体１３ｂは斜板５の下端側を斜板室３３の前方へ牽引する。このため、作用軸心Ｍ３及び第１揺動軸心Ｍ１をそれぞれ作用点Ｍ３及び支点Ｍ１として、斜板５は上述の傾斜角度が小さくなる場合と反対方向に揺動する。これにより、斜板５の傾斜角度が増大し、ピストン９０のストロークが増大すれば、圧縮機の１回転当たりの吸入及び吐出容量が大きくなる。なお、図５に示す斜板５の傾斜角度がこの圧縮機における最大傾斜角度である。

この圧縮機は、第１シリンダブロック２１等を有していないことから、実施例１の圧縮機と比較して構成がより簡素化されている。このため、この圧縮機は、より一層の小型化を実現している。この圧縮機における他の作用は、実施例１の圧縮機と同様である。

（実施例４）
実施例４の圧縮機は、実施例３の圧縮機に対して、図４に示す制御機構１６を採用している。この圧縮機における作用は、実施例２、３の圧縮機と同様である。

以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜４に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例１〜４では、固定体１３ａの前面に傾斜面１３１を形成することで、固定体１３ａについて、可動体１３ｂとの摺動面に向かって拡径するように形成している。しかし、これに限らず、固定体１３ａの本体部１３０ｂの内周面に前方から後方に向かって傾斜する傾斜面を形成することで、可動体１３ｂについて、固定体１３ａとの摺動面に向かって拡径するように形成しても良い。

また、実施例１〜４の圧縮機では、斜板室３３を介して第１、２吸入室２７ａ、２７ｂに冷媒ガスを吸入するように構成しているが、これに換えて、吸入口を介して配管から第１、２吸入室２７ａ、２７ｂに直接冷媒ガスを吸入するように構成しても良い。この場合、圧縮機では、第１、２吸入室２７ａ、２７ｂと斜板室３３とを連通させて、斜板室３３が低圧室となるように構成される。

さらに、実施例１〜４の圧縮機において、圧力調整室３１を設けずに構成しても良い。

本発明は空調装置等に利用可能である。

１…ハウジング
３…駆動軸
３ｂ…軸路（制御通路、連絡路）
３ｃ…径路（制御通路、連絡路）
５…斜板
７…リンク機構
９…ピストン
１０…ハウジング
１１ａ、１１ｂ…シュー（変換機構）
１３…アクチュエータ
１３ａ…固定体
１３ｂ…可動体
１３ｃ…制御圧室
１５…制御機構
１５ａ…抽気通路（制御通路）
１５ｂ…給気通路（制御通路）
１５ｃ…制御弁
１６…制御機構
１６ａ…抽気通路（制御通路）
１６ｂ…給気通路（制御通路）
２１ａ…第１シリンダボア（シリンダボア）
２３ａ…第２シリンダボア（シリンダボア）
２７ａ…第１吸入室
２７ｂ…第２吸入室
２９ａ…第１吐出室
２９ｂ…第２吐出室
３３…斜板室
９０…ピストン
１３０ｂ…本体部（外周壁）
１３０ｄ…フランジ
Ｏ…回転軸心
Ｍ３…作用軸心、作用点

Claims (6)

1. 吸入室、吐出室、斜板室及びシリンダボアが形成されたハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、該駆動軸の回転によって該斜板室内で回転可能な斜板と、該駆動軸と該斜板との間に設けられ、該駆動軸の回転軸心に直交する方向に対する該斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、該シリンダボアに往復動可能に収納されたピストンと、該斜板の回転により、該傾斜角度に応じたストロークで該ピストンを該シリンダボア内で往復動させる変換機構と、該傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
   前記アクチュエータは、前記駆動軸と一体回転可能に前記斜板室内に配置され、
   該アクチュエータは、該駆動軸に固定される固定体と、前記斜板と連結され、前記回転軸心方向に移動して該固定体に対して移動可能な可動体と、該固定体と該可動体とにより区画され、内部の圧力によって該可動体を移動させる制御圧室とを有し、
   前記吸入室又は前記斜板室は低圧室であり、
   前記制御機構は、前記制御圧室と該低圧室と前記吐出室とを連通し、潤滑油を混在させた冷媒ガスを前記制御圧室との間で流通させる制御通路と、該制御通路の開度を調整可能な制御弁とを有し、
   前記制御通路の少なくとも一部は、前記駆動軸内に形成され、
   前記可動体は、前記制御圧室内の圧力が高くなることによって、前記傾斜角度が増大するように配置されていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。
2. 前記可動体は、前記固定体及び前記制御圧室を取り囲む外周壁を有し、
   該外周壁には、前記斜板と連結された作用点が設けられている請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
3. 前記駆動軸内に形成された前記制御通路は、前記駆動軸内を前記回転軸心方向に延びる軸路と、該軸路と連通し、該駆動軸内を径方向に延びて前記制御圧室と連通する径路とからなる連絡路を有する請求項１又は２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
4. 前記固定体及び前記可動体の少なくとも一方は、該固定体と該可動体との摺動面に向かって拡径する傾斜面を有している請求項１記載の容量可変型斜板式圧縮機。
5. 前記可動体は、前記回転軸心から離れる方向に前記駆動軸周りから径方向に延びるフランジを有し、
   前記外周壁は、該フランジの外周縁で該フランジと一体をなし、該回転軸心方向に延び、
   該外周壁が前記固定体の外周縁に対して前記回転軸心方向に移動可能である請求項２記載の容量可変型斜板式圧縮機。
6. 前記制御弁は、蒸発機の熱負荷の低下によって前記制御圧室内の前記圧力を低下させるものである請求項１乃至５のいずれか１項記載の容量可変型斜板式圧縮機。

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