JPH01271673A - 可変容量式圧縮機における始動時の容量設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は自動車用冷房装置等に使用される可変容量式圧
縮機において、揺動斜板の角変位位置を制御するスリー
ブの始動時の位置を規制する装置に関するものである。

（２）　　従来の技術 従来前記可変容量式圧縮機は、たとえば米国特許第４４
７５８７１号明細書に開示される。ところでかかる従来
のものでは回転軸上のスリーブの両側に２つのばねが相
対向して配設され、これらのばねの荷重バランスにより
スリーブ位置を決め、これにより圧縮機の始動時におけ
る圧縮機の容量が決まるようになっている。

（３）　　発明が解決しようとする課題ところで可変容
量式圧縮機では、できるだけ小容量状態で始動して立上
りトルクを低減し、各部材の強度やクラッチ容量を小さ
く設定できるようにし、その結果圧縮機の小型化、軽量
化、コストダウンを図ることが望ましいが、前記従来の
ものでは揺動斜板の角変位位置を変更するスリーブの両
側にがかるばね荷重は第５図において直線ａ。

ｂで示すようになり、始動時の前記スリーブ位置はスリ
ーブの左右移動に伴うフリクシランの大きさによって望
ましい所望の設定位置に対しである範囲で左右にばらつ
くことになり、そのため各部材の強度、クラッチの容量
を設計するにあたって前記ばらつき範囲のうち容量の最
大に近いところを基準にする必要を生じ、各部材の強度
、クラッチの容量が必要以上に大きくなり、圧縮機の大
型化、重量増、コストアップを招く原因になるという問
題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、圧縮機始動
時のスリーブを常に最適の設定位置に保持して各部材、
クラッチにかかる負荷を低減できるようにして前記従来
のものの問題点を解決できるようにした構成簡単な可変
容量式圧縮機における始動時の容量設定装置を提供する
ことを目的とするものである。

Ｂ０発明の構成 （１）　　課題を解決するための手段 前記目的達成のため、本発明によれば、ハウジング、シ
リンダブロックおよびシリンダヘッドを備えた圧縮機本
体と；この圧縮機本体に回転自在に支承される回転駆動
軸と；前記ハウジング内において回転駆動軸に軸方向に
摺動可能に支承されるスリーブと：このスリーブに前記
回転駆動軸の軸線と直交する軸線回りに揺動可能に支持
されて回転駆動軸に連結されるジャーナルと；このジャ
ーナルに支承され前記軸線回りの揺動のみが許容される
揺動斜板と；この揺動斜板に複数本のコンロッドを介し
て連結される複数の作動ピストンと；前記シリンダブロ
ックの、前記回転駆動軸回りに配設され、前記複数の作
動ピストンを摺動自在に嵌合する複数のシリンダとを備
え、前記スリーブの摺動制御により前記ジャーナルおよ
び揺動斜板の角変位位置を変化させて、前記作動ピスト
ンの作動ストロークを変更するようにした可変容量式圧
縮機において、 前記スリーブの軸方向一側には、該スリーブを軸方向一
方に移動するように付勢するとともにスリーブの係合し
得るストッパを回転駆動軸上のストップ位置に保持し得
る第１ばねを配設し、また前記スリーブの軸方向他側に
は、前記スリーブを軸方向他方に移動するように付勢す
る、前記第１ばねよりも弱い第２ばねを配設し、前記圧
縮機の始動時には、前記第１ばねは、前記第２ばねの弾
発力に抗して前記ストッパをストップ位置に保持し、そ
れに係合される前記スリーブを定位置に保持させる。

（２）作　用 前記構成によれば、回転駆動軸上のスリーブは該スリー
ブを回転駆動軸上の左右位置に移動付勢する第１．第２
ばねと、前記回転駆動軸上に設けられて前記第１ばねの
ストロークを規制するストッパとの協働により、圧縮機
の始動時には、スリーブを常に定位置に保持して各部材
やクラッチに−かかる始動負荷を低減し、これにより各
部材の強度およびクラッチの容量を従来のものよりも小
さく設定することが可能となる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

第１図には本実施例における可変容量式圧縮機Ｃの要部
が縦断して示されており、この図において、前記圧縮機
Ｃの圧縮機本体１は、中空円筒状のハウジング２と、そ
の開口端面に固着されるシリンダブロック３と、さらに
その端面に重合されるシリンダへラド４とを一体に結着
して全体として円筒状に構成される。

前記シリンダブロック３と、ハウジング２の端壁２１に
は、該ハウジング２内を縦通ずる回転駆動軸５がラジア
ルニードル軸受６，７を介して回転自在に支承される。

この回転駆動軸５は圧縮機本体１の軸線ＬＩ上にあり、
その圧縮機本体１より突出する突出端にはクラッチを内
蔵した駆動プーリ８が一体に連結される。この駆動プー
リ８は図示しないエンジン等の駆動源に連動されて回転
駆動されるようになっている。

前記シリンダブロック３には、軸線Ｌ１を中心とする同
心円上に等間隔を存して放射状に複数個のシリンダ９が
前記回転駆動軸５と平行に形成されており、これらのシ
リンダ９にはそれぞれ作動ピストン１０が摺動自在に嵌
合されている。そして各ピストン１０は各シリンダ９内
を圧縮室１２と背圧室１３とに区画している。また各作
動ピストン１０の前圧室１３側背面にはコンロッド１１
の球状の一端が回転自在に連結されており、各コンロッ
ド１１はシリンダ９内を軸方向にのびその球状の他端は
、ハウジング２内に達しており、後述する斜板式駆動機
構りの揺動斜板１９に回動自在に連結されている。

次に前記斜板式駆動機構りの構造について説明すると、
前記ハウジング２の作動室１４内において、前記回転駆
動軸５上にはスリーブ１５が軸方向に摺動自在に嵌挿さ
れている。このスリーブ１５の左右両側には、回転駆動
軸５の軸線Ｌ１と直交する軸線１，１　　（第１図紙面
の直角）上に中心をもつ左右一対のピボット軸１６が一
体に突設されている。前記左右ピボット軸１６には、盤
状のジャーナル１７が回転駆動軸５の軸方向に前後に揺
動できるように支承される。前記ジャーナル１７の、前
記スリーブ１５を囲むように延びる円筒部ｔ７．にはラ
ジアル軸受１８を介して揺動斜板１９が回転自在に支承
され、この揺動斜板１９とジャーナル１７の対向面間に
はスラストニードル軸受２０が介在されている。揺動斜
板１９の外端には回り止め部材２１が連結ピン２２によ
り連結され、この回り止め部材２１は作動室１４内にシ
リンダブロック３とハウジング２の端壁２置間にわたっ
て回転駆動軸５と平行に形成した案内溝２３にスライド
可能に係合されている。そして前記案内溝２３と回り止
め部材２１とは、揺動斜板１９の回り止め機構２４を構
成している。

作動室１４内において前記回転駆動軸５には、その径方
向にドライブピン２５が一体に突設され、このドライブ
ピン２５の先端には、連結腕２６が一体に形成されてお
り、この連結腕２６には円弧状保合孔２７が穿設され、
これらの係合孔２７にジャーナル１７の取付片１７ｇに
一体に突設した保合ピン２８が摺動自在に係合されてい
る。そして円弧状の係合孔２７はその長さ範囲で揺動斜
板１９のピボット軸１６回りの揺動を許容する。そして
回転駆動軸５の回転に応じてジャーナル１７が回転する
。

揺動斜板１９の一面には前述のように、複数のピストン
１０に連なるコンロッド１１の球状他端が回動自在に連
結される。したがって揺動斜板１９のピボット軸１６の
軸線Ｌ！回りの角変位位置に応じて各作動ピストン１０
の作動ストロークすなわち吐出量が定まる。

前記回転駆動軸５には、そのシリンダブロック３側端部
に、段差係止部５．を介して小径軸部５、が形成される
。小径軸部５！には圧縮コイルぼねよりなる第１ばねＳ
Ｐ、が巻装され、この第１ばねＳＰ、の一端は小径軸部
５８に嵌合係止されるばね座３０に係合し、またその他
端は前記段差係止部５．に係止される環状のストッパ３
１に係合されている。そして前記ストッパ３１は、前記
スリーブ１５が第１図において左に摺動するとき、その
一端面と係合してこの第１ばねＳＰ＋を圧縮するように
作用する。そして前記第１ばねＳＰ。

のばね荷重は第４図に示すようにスリーブ１５が容量増
側、すなわち右側に移動するにつれて減する。

前記ハウジング２には、その端壁２１中央部に、外方に
突出した有底円筒状のシリンダ筒部３２が回転駆動軸５
と同心に一体に突設され、このシリンダ筒部３２に形成
される環状のシリンダ３２１内に環状の制御ピストン３
３が摺動自在に嵌合されている。この制御ピストン３３
の内、外周面には、軸方向にｉｌＭさせてシールリング
Ｓ、、Ｓｔがそれぞれ嵌着されており、これらのシール
リングＳｔ、Ｓｔは、シリンダ３２．と制御ピストン３
３との内外摺動面間を流体密にシールする。而して前記
シールリングＳ＋、Ｓｔは、前述のように制御ピストン
３３の軸方向に！ｉｌ！ｉｉされていることにより、制
御ピストン３３にこれを傾けようとする力が作用しても
この力に対抗して制御ピストン３３の傾きを抑制するよ
うに作用する。

制御ピストン３３とシリンダ筒部３２の端壁間に制御圧
室３４が画成される。制御圧室３４内には、圧縮コイル
ばねよりなる第２ばねＳ　Ｐ　ｔが収容されており、こ
のばねＳＲ，の両端は、前記制御ピストン３３とシリン
ダ筒部３２の端壁間に係合されており、前記制御ピスト
ン３３を第１図左方、すなわち作動室１４側に偏倚して
いる。制御ピストン３３の作動室１４側端部はアンギュ
ラボール軸受３５を介して制御プレート３６に回転自在
に支承される。制御プレート３６は軸方向に延びる円筒
部３６．が一体に形成され、この円筒部３６、は回転駆
動軸５の外周面に回転自在に嵌挿支持されてその端面ば
、前記第２ばねＳＰｔの弾発力により前記スリーブ１５
の端面に係合される。

また前記円筒部３６．には軸方向のスリット３７が穿設
され、このスリット３７を前記ドライブピン２５が貫通
しており、回転駆動軸５と制御プレート３６とは一体と
なって回転する。また制御プレート３６の背面とハウジ
ング２の端壁２８間にはスラストニードル軸受３８が介
在される。制御ピストン３３が左右に摺動すれば、これ
に追従してスリーブ１５が軸方向に移動しそれに応じて
ジャーナル１７および揺動斜板１９のピボット軸１６ま
わりの角変位位置が変化する。すなわち第１図において
制御ピストン３３が左方に移動したときスリーブ１５も
左方に移動し、それに応じてジャーナル１７および揺動
斜板１９が時計方向に回動して各作動ピストン１０の摺
動ストロークが小となり、また制御ピストン３３が右方
に移動したとき、作動ピストン１０にかかる作動圧によ
りスリーブ１５も右方に移動し、それに応じてジャーナ
ル１７および揺動斜板１９が第１図反時計方向に回動し
、各作動ピストン１０の摺動ストロークが大きくなる。

短円筒状のシリンダヘッド４は仕切板４０を介して前記
シリンダブロック３の端面にパツキン４１を介して固着
され、このシリンダヘッド４の中央部には吐出室４２が
形成されこの吐出室４２のシリンダブロック３との境界
は前記仕切板４０によって仕切られる。そしてこの吐出
室４２にはシリンダヘッド４に形成した吐出管路４４が
連通される。またシリンダヘッド４には、前記吐出室４
２を囲繞するように吸入室４５が形成され、この吸入室
４５のシリンダブロック３との境界も前記仕切板４０に
よって仕切られる。そしてこの吸入室４５はシリンダブ
ロック３に穿設した連通路４６を介してハウジング２内
の作動室１４に連通される。さらに作動室１４には、ハ
ウジング２の壁面に形成した吸入管路４７が連通される
。

前記仕切板４０には、吐出室４２とシリンダ９の圧縮室
１２を連通ずる吐出口４８が穿設されており、この吐出
口４日には作動ピストン１０が圧縮作動しているとき吐
出口４８を開く吐出弁４９が設けられる。さらに仕切板
４０には前記吸入室４５とシリンダ９の圧縮室１２とを
連通ずる吸入口５０が穿設されており、この吸入口５０
には作動ピストン１０が吸入作動しているときこの吸入
口５０を開（吸入弁５１が設けられる。

圧縮機Ｃの吸入行程により、複数の作動ピストン１０が
順次に往復動するとき、冷媒は吸入管路４７、作動室１
４、連通路４６を通って吸入室４５に入り、そこから吸
入弁５１を開弁して圧縮室１２に吸入される。また圧縮
機Ｃの圧縮行程により圧縮室１２内の圧縮冷媒は吐出弁
４９を開弁し、吐出室４２から突出管路４４に圧送され
る。

前述のように構成される可変容量式圧縮機の容量制御は
制御弁Ｖによって行われる０次にこの制御弁Ｖの構成に
ついて説明すると、この制御弁Ｖは吐出室４２に通じる
吐出通路５２、前記作動室１４および連通路４６を介し
て吸入室４５に通じる吸入通路５３、および前記制御圧
室３４に通じる制御通路５４との間に介設される。

ハウジング２の端壁２Ｉに形成した弁ハウジング５５内
には、弁本体５６が設けられる。この弁本体５６は弁ハ
ウジング５５内に吐出通路５２の連通する吐出圧弁室５
７を画成するとともにその内部に吸入通路５３の連通す
る吸入圧弁室５８が形成され、さらに制御通路５４の連
通する通路５９が形成されており、この通路５９は前記
吐出圧弁室５７と吸入圧弁室５８とを連通する。

前記弁本体５６には、前記吐出圧弁室５７および通路５
９間を連通、遮断可能な第１弁機構６０と、通路５９お
よび吸入圧弁室５８を連通、遮断可能な第２弁機構６１
とを備える。

前記第１弁機構６０は、弁本体５６に形成した弁座６２
に着座可能な球状の弁体６３と、該弁体６３を閉弁方向
に付勢する弁ばね６４と、弁体６３を開弁方向に作動す
るためのブツシュロッド６５とを備えており、前記弁体
６３と弁ばね６４は弁室５７に設けられ、ブツシュロッ
ド６５は前記通路５９内を移動可能に縦通される。

また第２弁機構６１は弁本体５６に形成した弁座６７に
着座可能で前記ブツシュロッド６５と一体のスプール弁
６８と液弁６８を閉弁方向に付勢する弁ばね６９とを備
え、前記スプール弁６８と弁ばね６９は、弁本体５６内
に形成した、前記吸入圧弁室５８に収容される。

前記吸入圧弁室５８内には、前記弁ばね６９を囲繞する
とともにその両端が前記スプール弁６８および吸入圧弁
室５８の端板５Ｂ、に流体密に接続されるベローズ７０
が収容されており、このベローズ７０内は端板５８．に
穿設した通孔７１を介して大気に連通されている。した
がって吸入圧弁室５８内の吸入圧力Ｐｓが上昇するとベ
ローズ７０は収縮して第２弁機構６１を開弁じ、また吸
入圧弁室５８内の吸入圧力Ｐｓが下降するとベローズ７
０は膨脹して第１弁機構６０を開弁する。

次に吐出容量の可変制御作用について説明すると、冷房
装置は冷房負荷が大となると吸入圧力ＰＳが上昇し、冷
房負荷が小となれば吸入圧力Ｐｓが下降する特性がある
ので、いま冷房負荷が減少して吸入圧力Ｐｓが低下する
と、第１弁機構６０の弁体６３が開弁して吐出通路５２
と制御通路５４が連通して吐出圧力Ｐｄにより、制御圧
室３４の制御圧力Ｐｃが上昇しそれに応じて制御ピスト
ン３３は第２ばねＳＰ、の弾発力に助成されて第１図左
方に移動し、制御プレート３６を介して第３図（Ａ）よ
り（Ｂ）に示すようにスリーブ１５を左方に移動する。

これによりジャーナル１７はピボット軸１６回りに時計
方向に回動すなわち揺動斜板１９を起立方向に回動する
。したがって、複数の作動ピストン１０の作動ストロー
クは小さく圧縮機の吐出容量は減少する。そして圧縮機
の容量が最小になるときは第３図（Ｂ）に示すようにス
リーブ１５は左限に達し、ストッパ３１を介して第１ば
ねＳＰｌを圧縮する。

次に空調装置の負荷が増大して吸入圧力Ｐｓが上昇する
と、今度はベローズ７０が収縮するので、第２弁機構６
１のスプール弁６８が開弁するとともに第１弁機構６０
が閉弁するので、通路５９と吸入圧通路５３とが連通し
て制御圧室３４の圧力Ｐｃが減少し、それに応じて制御
ピストン３３が第１図右方に移動する。これによりスリ
ーブ１５は複数の作動ピストン１０にかかる作動圧をう
けて右方に移動する。これによりジャーナル１７はピボ
ット軸１６回りに反時計方向に移動して揺動斜板１９を
同方向に傾倒させ各作動ピストン１０の作動ストローク
が大きくなり圧縮機Ｃの吐出容量が増大する。

以上のようにして可変容量式圧縮機Ｃの吐出容量が制御
される。

ところでこの可変容量式圧縮機Ｃは、その始動時の状態
では、第３図（Ｃ）に示すように第２ばねＳＰ８の弾発
力はスリーブ１５をストッパ３１に当るまで左方に移動
させ、この時点での第２ばねＳＰ、のばね荷重Ｆｚ　　
（第４図）は当然にスリーブ１５の左方への移動に伴う
フリクシタンよりも太き（設定される。

一方第１ばねＳＰ、の弾発力は、ストッパ３１を回転駆
動軸５の段差係止部５Ｉに弾発係止させる。そしてこの
時点でのばねＳ　Ｐ　＋のばね荷重Ｆ、（第４図）は、
前記第２ばねＳＰ！のばね荷重Ｆ８に、スリーブ１５の
右方への移動に伴うフリクシタンを加えたものよりも大
きく設定される。

以上の第１．第２ばねｓｐ、、ｓｐ、のばね荷重設定に
より圧縮機Ｃはその始動時にはスリーブは常に第３図（
Ｃ）に示す設定位置に保持され、この位置ではストッパ
３１は第１ばねＳＰＩの弾発力で段差係止部５１に係止
されてストップ位置に保持され、スリーブ１５は第２ば
ねＳＰ２の弾発力でストッパ３１の一側に係合される。

したがって前記従来のものでは、圧縮機の始動時のスリ
ーブ位置のばらつきを考慮して各部材の強度やクラッチ
容量を必要以上に大きく設定していたのに対し、この実
施例のものでは第４図に示すように圧縮機の始動時では
スリーブ１５は常に一定の設定位置に保たれるので、そ
のスリーブ位置に合せて各部材の強度、クラッチ容量等
を従来のものよりも小さく適正値に設計することができ
る。

なおこの実施例では、本発明装置を自動車用の冷房装置
に適用される可変容量式圧縮機に適用した場合を説明し
たが、これを他の可変容量式圧縮機にも適用できること
は勿論である。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、可変容量式圧縮機におい
て、その始動時には、その吐出容量を決定するスリーブ
の位置を常に定位置に設定することができるので、この
スリーブの位置に合せて圧縮機の各部材の強度、クラッ
チの容量等を設計することができ、従来のこの種圧縮機
の如く始動時のスリーブのばらつきを考慮する必要のあ
るものに比べて前記各部材の強度、クラッチの容量等を
小さく設計することができ、その結果圧縮機全体の小型
、軽量化およびコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
装置を備えた可変容量式圧縮機の、要部縦断側面図、第
２図は第１図■−■線に沿う拡大断面図、第３図（Ａ）
〜（Ｃ）は本発明装置の作動状態を示す第１図の部分図
、第４図はスリーブと第１．第２ばねとの関係を示す線
図、第５図は従来のもののスリーブと一対のばねとの関
係を示す線図である。 Ｌ＋、Ｌｔ・・・軸線、ＳＰ＋、ＳＰｘ・・・第１．第
２ばね、 ｌ・・・本体、２・・・ハウジング、３・・・シリンダ
ブロック、４・・・シリンダヘッド、５・・・回転駆動
軸、１０・・・作動ピストン、１１・・・コンロッド、
１５・・・スリーブ、１７・・・ジャーナル、１９・・
・揺動斜板、３１・・・ストッパ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ハウジング（２）、シリンダブロック（３）およびシ
   リンダヘッド（４）を備えた圧縮機本体（１）と；この
   圧縮機本体（１）に回転自在に支承される回転駆動軸（
   ５）と；前記ハウジング（２）内において回転駆動軸（
   ５）に軸方向に摺動可能に支承されるスリーブ（１５）
   と；このスリーブ（１５）に前記回転駆動軸（５）の軸
   線（Ｌ＿１）と直交する軸線（Ｌ＿２）回りに揺動可能
   に支持されて回転駆動軸（５）に連結されるジャーナル
   （１７）と；このジャーナル（１７）に支承され前記軸
   線（Ｌ＿２）回りの揺動のみが許容される揺動斜板（１
   ９）と；この揺動斜板（１９）に複数本のコンロッド（
   １１）を介して連結される複数の作動ピストン（１０）
   と；前記シリンダブロック（３）の、前記回転駆動軸（
   ５）回りに配設され、前記複数の作動ピストン（１０）
   を摺動自在に嵌合する複数のシリンダ（９）とを備え、
   前記スリーブ（１５）の摺動制御により前記ジャーナル
   （１７）および揺動斜板（１９）の角変位位置を変化さ
   せて、前記作動ピストン（１０）の作動ストロークを変
   更するようにした可変容量式圧縮機において、 前記スリーブ（１５）の軸方向一側には、該スリーブ（
   １５）を軸方向一方に移動するように付勢するとともに
   スリーブ（１５）の係合し得るストッパ（３１）を回転
   駆動軸（５）上のストップ位置に保持し得る第１ばね（
   ＳＰ＿１）を配設し、また前記スリーブ（１５）の軸方
   向他側には、前記スリーブ（１５）を軸方向他方に移動
   するように付勢する、前記第１ばね（ＳＰ＿１）よりも
   弱い第２ばね（ＳＰ＿２）を配設し、前記圧縮機（Ｃ）
   の始動時には、前記第１ばね（ＳＰ＿１）は、前記第２
   ばね（ＳＰ＿２）の弾発力に抗して前記ストッパ（３１
   ）をストップ位置に保持し、それに係合される前記スリ
   ーブ（１５）を定位置に保持させることを特徴とする、
   可変容量式圧縮機における始動時の容量設定装置。