JPH01232182A - 可変容量式斜板型圧縮機 - Google Patents
可変容量式斜板型圧縮機Info
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- JPH01232182A JPH01232182A JP63058690A JP5869088A JPH01232182A JP H01232182 A JPH01232182 A JP H01232182A JP 63058690 A JP63058690 A JP 63058690A JP 5869088 A JP5869088 A JP 5869088A JP H01232182 A JPH01232182 A JP H01232182A
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- Japan
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- piston
- shaft
- compressor
- spool
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は斜板型圧縮機の容量制御に関するものであり、
例えば自動車用空調装置用の冷媒圧縮機として使用して
有効である。
例えば自動車用空調装置用の冷媒圧縮機として使用して
有効である。
本発明者らは先に斜板型圧縮機の容量制御方式として、
シャフトにより回転駆動される斜板がスプールの軸方向
移動に応じてその傾きが減少し、ピストンのストローク
を可変するという構成を提案した。特に斜板の中心をス
プールの移動に同期して変位させるという構成とし、そ
のためピストンの一方側の作動室ではデッドボリューム
の大幅な増加があるものの、他方側の作動室ではデッド
ボリュームの大幅な増加を伴うことなく徐々に容量を低
下させるようにする旨提案した。
シャフトにより回転駆動される斜板がスプールの軸方向
移動に応じてその傾きが減少し、ピストンのストローク
を可変するという構成を提案した。特に斜板の中心をス
プールの移動に同期して変位させるという構成とし、そ
のためピストンの一方側の作動室ではデッドボリューム
の大幅な増加があるものの、他方側の作動室ではデッド
ボリュームの大幅な増加を伴うことなく徐々に容量を低
下させるようにする旨提案した。
従って、この本発明者らが先に提案した可変容量式斜板
型圧縮機では、スプールの変位に応じて圧縮機の容量が
連続的に制御されることになる。
型圧縮機では、スプールの変位に応じて圧縮機の容量が
連続的に制御されることになる。
この圧縮機は、第1図に−示すように、制御圧室20゛
0空間の圧力を連続的に制御することによってスプール
30のストロ、−り量を良好に制御することができる。
0空間の圧力を連続的に制御することによってスプール
30のストロ、−り量を良好に制御することができる。
しかしながら、本発明者等の実験検討によれば、スプー
ル30のストロークが小さな領域においては、制御圧室
200の圧力を下げていってもスプールが良好に変位し
ない状態があることが確かめられた。
ル30のストロークが小さな領域においては、制御圧室
200の圧力を下げていってもスプールが良好に変位し
ない状態があることが確かめられた。
これは、第2図に示すようにスプール30のストローク
比が0.3、すなわちスプール30のストローク量が1
0mmとした場合、変位量0圓〜3Mまでの領域におい
てはスプール30を第1図中左方向に押圧するのに要す
るスラスト荷重が負となるからである。
比が0.3、すなわちスプール30のストローク量が1
0mmとした場合、変位量0圓〜3Mまでの領域におい
てはスプール30を第1図中左方向に押圧するのに要す
るスラスト荷重が負となるからである。
このスプールの変位量が最小値近傍の状態は、第1作動
室50内に残っている圧力が減少している。一方、第2
作動室60側はデッドスペースが生じないため、ピスト
ン7の往復移動に応じて吸入圧と吐出圧との間で圧力が
変動することになる。
室50内に残っている圧力が減少している。一方、第2
作動室60側はデッドスペースが生じないため、ピスト
ン7の往復移動に応じて吸入圧と吐出圧との間で圧力が
変動することになる。
従って、このストロークが小さな状態であっても、第2
作動室60内の圧力は吐出圧Pdまで上昇する。
作動室60内の圧力は吐出圧Pdまで上昇する。
次に、このスプール30のストロークが小さい状態にお
けるスラスト荷重についてさらに詳細に説明する。第3
図はこの状態においてスプール30に加わる荷重状態を
示したものである。図中FPSiはピストン7の圧縮に
伴う斜板10押さえ力の総和を示す。また図中FPNは
ピン80に加わる力を示す。またPsは吸入室74内の
圧力を示し、Pcは制御圧室200内の圧力を示す。さ
らにこの圧力PsおよびPcによって発生するスラスト
荷重をFPSおよびFPCで示す。さらに図中F、B、
、FS、FOはそれぞれ球面支持部107と斜板10と
の間の摩擦力、シャフト1とリアシャフト40との間の
摩擦力及びスプール30とハウジング内面135との間
の摩擦力を示す。この第3図より明らかなように、ある
容量で作動している状態からスプール30をさらにその
変位量が小さくなる方向、換言すれば図中右方向に変位
させるためには FPS i+FPs>FPN+FPC+FB+FS+F
O・・・・・・(1) が成立しなければならない。
けるスラスト荷重についてさらに詳細に説明する。第3
図はこの状態においてスプール30に加わる荷重状態を
示したものである。図中FPSiはピストン7の圧縮に
伴う斜板10押さえ力の総和を示す。また図中FPNは
ピン80に加わる力を示す。またPsは吸入室74内の
圧力を示し、Pcは制御圧室200内の圧力を示す。さ
らにこの圧力PsおよびPcによって発生するスラスト
荷重をFPSおよびFPCで示す。さらに図中F、B、
、FS、FOはそれぞれ球面支持部107と斜板10と
の間の摩擦力、シャフト1とリアシャフト40との間の
摩擦力及びスプール30とハウジング内面135との間
の摩擦力を示す。この第3図より明らかなように、ある
容量で作動している状態からスプール30をさらにその
変位量が小さくなる方向、換言すれば図中右方向に変位
させるためには FPS i+FPs>FPN+FPC+FB+FS+F
O・・・・・・(1) が成立しなければならない。
ところが圧縮機の吐出容量が小さな状態では第1作動室
50側の圧力があまり増加せず、−力筒2作動室60側
は吐出圧まで上昇可能であるため、FPS iが小さな
値となっている。従って上述の不等式が成り立たず、容
量を下げられないことになる。
50側の圧力があまり増加せず、−力筒2作動室60側
は吐出圧まで上昇可能であるため、FPS iが小さな
値となっている。従って上述の不等式が成り立たず、容
量を下げられないことになる。
この不等式(1)を成り立たせるためには、式の右辺の
第1項(FPN’)の値を小さくするか、または式の左
辺の第1項(FPSi)の・値を大きくすることが考え
られる。
第1項(FPN’)の値を小さくするか、または式の左
辺の第1項(FPSi)の・値を大きくすることが考え
られる。
しかしながら、FPNは吸入室74と制御圧室200と
の差圧によって生じられるものであり、この値を小さく
することは構造上困難である。すなわち制御圧室200
内の圧力Pcを吸入圧Ps以下にすることは困難である
。さらにFB、FS。
の差圧によって生じられるものであり、この値を小さく
することは構造上困難である。すなわち制御圧室200
内の圧力Pcを吸入圧Ps以下にすることは困難である
。さらにFB、FS。
FUはそれぞれ摩擦力であり、各部の摩擦係数を低下さ
せることには限界がある。また、FPSiを変化させる
ことは可能であるが、その為には、圧縮機側に特別な機
構を追加しなければならず、実用上の困難を伴うことが
ある。
せることには限界がある。また、FPSiを変化させる
ことは可能であるが、その為には、圧縮機側に特別な機
構を追加しなければならず、実用上の困難を伴うことが
ある。
そこで、本発明者等は、上記圧縮機について更に検討を
加え、他に不等式(1)に影響を及ぼす要因がないか考
察した。その結果、本発明者らは、斜板の遠心力による
モーメント及びピストンの慣性力によるモーメントが不
等式に影響を与えることを見出した。即ち、第4図に示
すように、ピストン7の慣性力FPによるモーメントM
pは斜板10をより傾斜させる方向に働くのに対し、斜
板10の遠心力FSによるモーメントMsは斜板10の
傾斜を小さくする方向に働くことに本発明者等は着目し
た。尚、図中Mgはシリンダ内圧力FPSiによるモー
メント、Mcはスプール30によるモーメントFPNを
示す。
加え、他に不等式(1)に影響を及ぼす要因がないか考
察した。その結果、本発明者らは、斜板の遠心力による
モーメント及びピストンの慣性力によるモーメントが不
等式に影響を与えることを見出した。即ち、第4図に示
すように、ピストン7の慣性力FPによるモーメントM
pは斜板10をより傾斜させる方向に働くのに対し、斜
板10の遠心力FSによるモーメントMsは斜板10の
傾斜を小さくする方向に働くことに本発明者等は着目し
た。尚、図中Mgはシリンダ内圧力FPSiによるモー
メント、Mcはスプール30によるモーメントFPNを
示す。
そこで、本発明者等は、まず、斜板10の遠心力Fsに
よるモーメントMsを計算した。第5図のようにZ軸と
シャフト1中心軸を一致させ、かつ、Y軸が斜板10に
含ま5れるようにして摩擦をとって計算したところ、Z
軸のまわりに斜板10が角速度ωで回転するどきの、斜
板10全体によるY軸まわりのモーメントMsは、 hcosβ)) となる。但し、ここで、R;斜板10の外周半径、Ro
:斜板10の内周半径、H:斜板10の厚さ、β:斜
板10の傾斜角、β:斜板10の密度、g:重力加速度
である。
よるモーメントMsを計算した。第5図のようにZ軸と
シャフト1中心軸を一致させ、かつ、Y軸が斜板10に
含ま5れるようにして摩擦をとって計算したところ、Z
軸のまわりに斜板10が角速度ωで回転するどきの、斜
板10全体によるY軸まわりのモーメントMsは、 hcosβ)) となる。但し、ここで、R;斜板10の外周半径、Ro
:斜板10の内周半径、H:斜板10の厚さ、β:斜
板10の傾斜角、β:斜板10の密度、g:重力加速度
である。
一方、第6図のように第5図と同じ座標系において、ピ
ストン7の慣性力FPによるモーメントMpを計算した
ところ、等間隔にピストン7がn本配置したときのモー
メントは、 g となる。ここで、Lニジリンダピッチ円半径、Wp:シ
ュー18.19を含んだ状態におけるピストン7の重量
である。
ストン7の慣性力FPによるモーメントMpを計算した
ところ、等間隔にピストン7がn本配置したときのモー
メントは、 g となる。ここで、Lニジリンダピッチ円半径、Wp:シ
ュー18.19を含んだ状態におけるピストン7の重量
である。
上記の(2)弐と(3)式とを対比すれば、共に角速度
ω2を含んでいるので、両式は角速度ωの大きさに拘わ
らず比較可能であることが認められる。また、不等式(
1)が問題となるのは、スプールストロークの小さい状
態、即ち斜板10の傾斜角βが小さい状態であり、この
状態では、sinβcosβと、tanβとはほとんど
同一となる。従って、(2)、(3)式は、斜板10の
傾斜角βの大きさに拘わらず比較することが可能である
ことが認められる。本発明は、このような本発明者等の
検討結果に基づいて案出されたもので、圧縮機吐出容量
が最小となる部位にスプールが確実に変位できるように
することを目的とする。
ω2を含んでいるので、両式は角速度ωの大きさに拘わ
らず比較可能であることが認められる。また、不等式(
1)が問題となるのは、スプールストロークの小さい状
態、即ち斜板10の傾斜角βが小さい状態であり、この
状態では、sinβcosβと、tanβとはほとんど
同一となる。従って、(2)、(3)式は、斜板10の
傾斜角βの大きさに拘わらず比較することが可能である
ことが認められる。本発明は、このような本発明者等の
検討結果に基づいて案出されたもので、圧縮機吐出容量
が最小となる部位にスプールが確実に変位できるように
することを目的とする。
又、本発明は、圧縮機の一運転状態に応じて、例えば圧
縮機の高速回転時等には、吐出容量を最小とすることが
できるよう↓こすることを目的とする。
縮機の高速回転時等には、吐出容量を最小とすることが
できるよう↓こすることを目的とする。
〔構成及び作動]
上記目的を達成するため、本発明では、斜板遠心力によ
るモーメントMsを、特に斜板傾斜角βの状態において
もピストン慣性力によるモーメントMpより大きくする
という構成を採用する。即ち、 M s > M p − W p n L ” ・・・・・・(4)と
する。
るモーメントMsを、特に斜板傾斜角βの状態において
もピストン慣性力によるモーメントMpより大きくする
という構成を採用する。即ち、 M s > M p − W p n L ” ・・・・・・(4)と
する。
これにより、本発明では、上記(1)式の不等式を緩和
でき、圧縮機の吐出容量を小容量側へ良好に制御可能と
なる。
でき、圧縮機の吐出容量を小容量側へ良好に制御可能と
なる。
以下本発明の一実施例を図に基づいて述べる。
第1図は可変容量式斜板型圧縮機の縦断面図である。ア
ルミニウム合金製のフロントノhウジング4、フロント
サイドプレート8、吸入弁9、フロントシリンダブロッ
ク5、リアシリンダプロ・ンク6、吸入弁12、リアサ
イドプレート11及びリアハウジング13はスルーボル
ト2によって一体的に固定された圧縮機の外殻を成して
いる。シリンダブロック5,6には第7図に示すように
シリンダ64(641〜645)が夫々57所、各シリ
ンダ64が互いに平行になるように形成されている。
ルミニウム合金製のフロントノhウジング4、フロント
サイドプレート8、吸入弁9、フロントシリンダブロッ
ク5、リアシリンダプロ・ンク6、吸入弁12、リアサ
イドプレート11及びリアハウジング13はスルーボル
ト2によって一体的に固定された圧縮機の外殻を成して
いる。シリンダブロック5,6には第7図に示すように
シリンダ64(641〜645)が夫々57所、各シリ
ンダ64が互いに平行になるように形成されている。
図示しない自動車走行用エンジンの駆動力を受けて回転
するシャフト1はベアリング3を介してフロントシリン
ダブロック5に回転自在に軸支されている。また、シャ
フト1に加わるスラスト力(図中左方向へ働く力)はス
ラスト軸受15を介してフロントシリンダブ、ロック5
で受はシャフト1の図中左方向への動きを規制している
。
するシャフト1はベアリング3を介してフロントシリン
ダブロック5に回転自在に軸支されている。また、シャ
フト1に加わるスラスト力(図中左方向へ働く力)はス
ラスト軸受15を介してフロントシリンダブ、ロック5
で受はシャフト1の図中左方向への動きを規制している
。
シャフト1の後端はベアリング14を介してリアハウジ
ング13に回転自在に軸支されている。
ング13に回転自在に軸支されている。
シャフト1の後端に働くスラスト力(図中右方向へ働く
力)はスラスト軸受116を介してスプール30で受け
ている。スプール30はリアシリンダブロック6の円筒
部65及びリアハウジング13の円筒部135内に軸方
向摺動可能に配されている。
力)はスラスト軸受116を介してスプール30で受け
ている。スプール30はリアシリンダブロック6の円筒
部65及びリアハウジング13の円筒部135内に軸方
向摺動可能に配されている。
斜板10の中央部には球面部107が形成され、この球
面部107は揺動可能な状態で球面支持部405に支持
されている。球面支持部405はシャフト1上に摺動自
在に支持されている。斜板10の側面にはスリット10
5が形成されており、一方、シャフト1のうち斜板10
のスリット105と対向する面には平板部165が形成
されている。そして、平板部165がスリット105内
壁に面接触するようにして配置されることにより、シャ
フト1に与えられた回転駆動力を斜板10に伝えるもの
である。
面部107は揺動可能な状態で球面支持部405に支持
されている。球面支持部405はシャフト1上に摺動自
在に支持されている。斜板10の側面にはスリット10
5が形成されており、一方、シャフト1のうち斜板10
のスリット105と対向する面には平板部165が形成
されている。そして、平板部165がスリット105内
壁に面接触するようにして配置されることにより、シャ
フト1に与えられた回転駆動力を斜板10に伝えるもの
である。
また、斜板10両面側にはシュー18及びシュー19が
摺動自在に配設されている。一方、フロントシリンダブ
ロック5のシリンダ64及びリアシリンダブロック6の
シリンダ64内にはピストン7が摺動可能に配されてい
る。上述のようにシュー18及び19は斜板10に対し
、摺動自在に取り付けられている。またシュー18及び
19はピストン7の内面に対し、回転可能に係合してい
る。従って、斜板10の回転を伴う揺動運動は、このシ
ュー18及び19を介しピストンに往復運動として伝達
される。尚、シュー18.19は斜板10上に組み付け
られた状態で、外面が同一球面上にくるように形成され
ている。
摺動自在に配設されている。一方、フロントシリンダブ
ロック5のシリンダ64及びリアシリンダブロック6の
シリンダ64内にはピストン7が摺動可能に配されてい
る。上述のようにシュー18及び19は斜板10に対し
、摺動自在に取り付けられている。またシュー18及び
19はピストン7の内面に対し、回転可能に係合してい
る。従って、斜板10の回転を伴う揺動運動は、このシ
ュー18及び19を介しピストンに往復運動として伝達
される。尚、シュー18.19は斜板10上に組み付け
られた状態で、外面が同一球面上にくるように形成され
ている。
前記シャフト1の平板部165には長溝166が設けら
れており、また、斜板10にはビン通し孔が形成されて
いる。シャフト1の平板部165は斜板10のスリット
105に配された後、ビン80及び止め輪によりビイ通
し孔とシャフト1の長溝166とに係止される。この長
溝166内のビン80の位置により斜、板10の傾きが
変わるのであるが、傾きが変わると共に斜板中心(球面
支持部405中心)の位置も変わる。すなわち、第1図
中右側の第2作動室60においては、斜板10の(頃き
が変わってピストン7のストロークが変化しても、ピス
トン7の作動室60側の上死点は殆ど変わらずデッドボ
リュームの増加が実質的に生じないように長溝166が
設けられている。−方、図中左方向の第1作動室50で
は斜板の傾きが変わると共にピストン7の上死点は変化
するため、デッドボリュームも変化する。
れており、また、斜板10にはビン通し孔が形成されて
いる。シャフト1の平板部165は斜板10のスリット
105に配された後、ビン80及び止め輪によりビイ通
し孔とシャフト1の長溝166とに係止される。この長
溝166内のビン80の位置により斜、板10の傾きが
変わるのであるが、傾きが変わると共に斜板中心(球面
支持部405中心)の位置も変わる。すなわち、第1図
中右側の第2作動室60においては、斜板10の(頃き
が変わってピストン7のストロークが変化しても、ピス
トン7の作動室60側の上死点は殆ど変わらずデッドボ
リュームの増加が実質的に生じないように長溝166が
設けられている。−方、図中左方向の第1作動室50で
は斜板の傾きが変わると共にピストン7の上死点は変化
するため、デッドボリュームも変化する。
本例では上述したように斜板lOの傾斜角が変動じても
、ピストン7の第2作動室60側の上死点位置が変動し
ないような形状に長溝166が形成されている。従って
この長溝166は厳密には曲線状となるが、実際の形成
に当たってはほぼ直線の長溝で近似できることになる。
、ピストン7の第2作動室60側の上死点位置が変動し
ないような形状に長溝166が形成されている。従って
この長溝166は厳密には曲線状となるが、実際の形成
に当たってはほぼ直線の長溝で近似できることになる。
さらに本例では長溝166の形成により平板部165の
形状が過大となることがないように、長溝166はシャ
ツ)1の軸線上に配設されている。このように長溝16
6をシャフト1の軸線上に形成し、平板部165を小型
化することは平板部165がピストン7の内側に配設さ
れるタイプの斜板型圧縮機においては特に有効である。
形状が過大となることがないように、長溝166はシャ
ツ)1の軸線上に配設されている。このように長溝16
6をシャフト1の軸線上に形成し、平板部165を小型
化することは平板部165がピストン7の内側に配設さ
れるタイプの斜板型圧縮機においては特に有効である。
図中符号21は軸封装置であり、シャツl−1を伝って
冷媒ガスや潤滑オイルが外部へ洩れるのを防いでいる。
冷媒ガスや潤滑オイルが外部へ洩れるのを防いでいる。
図中符号24は作動室50.60に開口し、吐出室90
.93と連通ずる吐出口であり、この吐出口24は、吐
出弁22によって開閉される。吐出弁22は弁押さえと
共に図示しないボルトによりフロントサイドプレート8
及びリアサイドプレート11に固定されている。図中符
号25は作動室50.60と吸入室72.74とを連通
ずる吸入口で、吸入弁9によって開閉される。
.93と連通ずる吐出口であり、この吐出口24は、吐
出弁22によって開閉される。吐出弁22は弁押さえと
共に図示しないボルトによりフロントサイドプレート8
及びリアサイドプレート11に固定されている。図中符
号25は作動室50.60と吸入室72.74とを連通
ずる吸入口で、吸入弁9によって開閉される。
図中符号400は制御圧空間200内圧力を制御するた
めの制御弁である。制御弁400の一方は低圧導入通路
97によりリア側の吸入空間74と結ばれている。また
、他方は絞り99及び高圧導入通路96を介して吐出空
間93と結ばれると共に、制御圧通路98を介して制御
圧室200と □結ばれている。
めの制御弁である。制御弁400の一方は低圧導入通路
97によりリア側の吸入空間74と結ばれている。また
、他方は絞り99及び高圧導入通路96を介して吐出空
間93と結ばれると共に、制御圧通路98を介して制御
圧室200と □結ばれている。
図中フロント側の吐出空間90は、シリンダブロック5
に形成された吐出通路により吐出ポートに導かれ、又、
リア側の吐出空間93はシリンダブロック6に形成され
た吐出通路により吐出ポートに導かれている。吐出ポー
トは外部配管95により連結されるため、吐出空間90
と吐出空間93内圧力は同一圧力である。またフロント
側の吸入空間72は吸入通路71によりハウジング中央
部に形成された吸入空間70に導かれ、同様にリア側の
吸入空間74も吸入通路73により吸入空間70に導か
れている。
に形成された吐出通路により吐出ポートに導かれ、又、
リア側の吐出空間93はシリンダブロック6に形成され
た吐出通路により吐出ポートに導かれている。吐出ポー
トは外部配管95により連結されるため、吐出空間90
と吐出空間93内圧力は同一圧力である。またフロント
側の吸入空間72は吸入通路71によりハウジング中央
部に形成された吸入空間70に導かれ、同様にリア側の
吸入空間74も吸入通路73により吸入空間70に導か
れている。
以上説明したとおり、本例圧縮機の構成は零発明者等が
先に提案したものと同様となっているが、本例では、斜
板10の遠心力に伴うモーメントMSがピストン7の慣
性力に伴うモーメントMpより大きくなるよう、斜板1
0の形状(R,R,、H)材質(ρ)及びピストン7の
配置位置(L)、重Lt(Wp)を定めている。即ち、
本例では、−wpnt、z ・・・・・・(4)と
なるように斜板10、ピストン7及びシュー48.19
が定められている。
先に提案したものと同様となっているが、本例では、斜
板10の遠心力に伴うモーメントMSがピストン7の慣
性力に伴うモーメントMpより大きくなるよう、斜板1
0の形状(R,R,、H)材質(ρ)及びピストン7の
配置位置(L)、重Lt(Wp)を定めている。即ち、
本例では、−wpnt、z ・・・・・・(4)と
なるように斜板10、ピストン7及びシュー48.19
が定められている。
次に、上記構成よりなる圧縮機の作動について述べる。
図示しない電磁クラッチが接続され、シャフト1にエン
ジンからの駆動力が伝えられると圧縮機は起動する。
ジンからの駆動力が伝えられると圧縮機は起動する。
この起動が、圧縮機の停止後長時間経過した後に行われ
た場合には、冷凍サイクル内の圧力が均圧化しているこ
とにより吸入室74と吐出室93との間に大きな圧力差
は生じなくなっている。従って、制御圧室200内の制
御圧と吸入室74内の圧力との間にも大きな差はなく、
スプール30はスプリング900の付勢力により第1図
中右方向に変位している。
た場合には、冷凍サイクル内の圧力が均圧化しているこ
とにより吸入室74と吐出室93との間に大きな圧力差
は生じなくなっている。従って、制御圧室200内の制
御圧と吸入室74内の圧力との間にも大きな差はなく、
スプール30はスプリング900の付勢力により第1図
中右方向に変位している。
この状態では球面支持部405も第1図中右方向に最大
変位していることとなり、斜板10の傾斜角は最小とな
っている。従って、斜板の傾斜に伴う揺動量も最小とな
り1、ピストン7の往復ストロークも最小である。
変位していることとなり、斜板10の傾斜角は最小とな
っている。従って、斜板の傾斜に伴う揺動量も最小とな
り1、ピストン7の往復ストロークも最小である。
このような状態でシャフト1が回転を開始すると、シャ
フト1の回転は斜板10を介してピストン7を往復駆動
することになる。このピストン7の往復移動に伴い作動
室60内で冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われることにな
る。
フト1の回転は斜板10を介してピストン7を往復駆動
することになる。このピストン7の往復移動に伴い作動
室60内で冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われることにな
る。
そしてこの場合、リア側の作動室60とフロント側の作
動室50との圧力差に基づく力がピストン7およびシュ
ー18.19を介して斜板10に加わることになる。特
に斜板10は球面支持部405によって揺動自在に支持
されており、かつスリフト105と平板部165との嵌
合によりシャフト10回転力を受けるようになっている
ため、ピストン7に加わる力が斜板10の傾斜角を減少
させる方向にモーメントとして作動することになる。
動室50との圧力差に基づく力がピストン7およびシュ
ー18.19を介して斜板10に加わることになる。特
に斜板10は球面支持部405によって揺動自在に支持
されており、かつスリフト105と平板部165との嵌
合によりシャフト10回転力を受けるようになっている
ため、ピストン7に加わる力が斜板10の傾斜角を減少
させる方向にモーメントとして作動することになる。
例えば第7図に軸BX上にピン80が位置している状態
では、第1シリンダ空間641に配設されているピスト
ンからは斜板10に対し傾斜角を変動させるモーメント
は発生しない。しかしながら第2乃至第5のシリンダ空
間642,643゜644.645に配設されたピスト
ン7からは、斜板10の傾斜角を減少させる方向に回転
モーメントが発生する。この回転モーメントは、ビン8
0周りに生ずるモーメントによって受けられることにな
る。またこのピストン7により発生する回転モーメント
は、球面支持部405に対し押圧力を加えることになる
。
では、第1シリンダ空間641に配設されているピスト
ンからは斜板10に対し傾斜角を変動させるモーメント
は発生しない。しかしながら第2乃至第5のシリンダ空
間642,643゜644.645に配設されたピスト
ン7からは、斜板10の傾斜角を減少させる方向に回転
モーメントが発生する。この回転モーメントは、ビン8
0周りに生ずるモーメントによって受けられることにな
る。またこのピストン7により発生する回転モーメント
は、球面支持部405に対し押圧力を加えることになる
。
その結果、球面支持部405およびスプール30が図中
右方向に変位し、斜板10はその傾斜角を小さくする。
右方向に変位し、斜板10はその傾斜角を小さくする。
ただ、斜板10はシャフト1の長溝166にビン80に
よって規制されているため、斜板10は傾きを減少する
と共に、斜板10の中心にある球部405に対し図中右
方向に力を与え、球部405を右方向へ移動させる。球
面支持部405に働く図中右方向の力はスラスト軸受1
6を介してスプール30に伝えられ、スプール30はリ
アハウジング13の底部に当たるまで移動する。
よって規制されているため、斜板10は傾きを減少する
と共に、斜板10の中心にある球部405に対し図中右
方向に力を与え、球部405を右方向へ移動させる。球
面支持部405に働く図中右方向の力はスラスト軸受1
6を介してスプール30に伝えられ、スプール30はリ
アハウジング13の底部に当たるまで移動する。
この状態では圧縮機の吐出容量が最小となる。
そして、図示されない吸入ボート(冷凍サイクルの蒸発
器につながる)より吸入される冷媒ガスは、中央部の吸
入空間70へ入り、次いで吸入通路73を通り、リア側
の吸入室74へ入る。その後、ピストン7の吸入行程に
おいて、吸入弁12を介して吸入口25より作動室60
内へ吸入される。吸入された冷媒ガスは圧縮行程で圧縮
され、所定圧まで圧縮されれば吐出口24より吐出弁2
2を押し開いて吐出室93へ吐出される。高圧の冷媒ガ
スは吐出通路を通り、吐出ポートより冷凍サイクルの図
示しない凝縮器に吐出される。
器につながる)より吸入される冷媒ガスは、中央部の吸
入空間70へ入り、次いで吸入通路73を通り、リア側
の吸入室74へ入る。その後、ピストン7の吸入行程に
おいて、吸入弁12を介して吸入口25より作動室60
内へ吸入される。吸入された冷媒ガスは圧縮行程で圧縮
され、所定圧まで圧縮されれば吐出口24より吐出弁2
2を押し開いて吐出室93へ吐出される。高圧の冷媒ガ
スは吐出通路を通り、吐出ポートより冷凍サイクルの図
示しない凝縮器に吐出される。
この際、フロント側の第1の作動室50はデッドボリュ
ームが大きいため、リア側の第2作動室60よりも圧縮
比が小さく、第1作動室50内の冷媒ガスの圧力が吐出
空間90内圧力(リア側第2作動室60の吐出圧力が導
かれている)よりも低く、フロント側第1作動室50で
の冷媒ガスの吸入、吐出作用は行われない。
ームが大きいため、リア側の第2作動室60よりも圧縮
比が小さく、第1作動室50内の冷媒ガスの圧力が吐出
空間90内圧力(リア側第2作動室60の吐出圧力が導
かれている)よりも低く、フロント側第1作動室50で
の冷媒ガスの吸入、吐出作用は行われない。
圧縮機の起動時には、上述したように圧縮機吐出容量を
最小容量とする。しかし冷凍サイクルより要求される圧
縮機の能力が高い場合には、吸入圧力も設定圧力より高
くなり、それに応じ制御弁400は制御圧通路98と低
圧導入通路97との間を遮断する。その状態では制御圧
室200は絞り99を介し、高圧導入通路96と連通し
ている。
最小容量とする。しかし冷凍サイクルより要求される圧
縮機の能力が高い場合には、吸入圧力も設定圧力より高
くなり、それに応じ制御弁400は制御圧通路98と低
圧導入通路97との間を遮断する。その状態では制御圧
室200は絞り99を介し、高圧導入通路96と連通し
ている。
従って、このように低圧導入通路97との間が遮断され
た状態では、制御圧室200には高圧導入通路96より
受ける吐出圧の影響が大きくなり、制御王室200内の
圧力は上昇してくる。
た状態では、制御圧室200には高圧導入通路96より
受ける吐出圧の影響が大きくなり、制御王室200内の
圧力は上昇してくる。
そのため、スプール30に対し、圧力差により図中左方
向へ働く力(制御王室200と吸入空間74との圧力差
による)は圧縮機の回転に伴い次第に上昇する。そして
、この力が前述した球面支持部405を図中右方向へ押
す力に打ち勝つと、スプール30は次第に図中左方向へ
移動し始める。
向へ働く力(制御王室200と吸入空間74との圧力差
による)は圧縮機の回転に伴い次第に上昇する。そして
、この力が前述した球面支持部405を図中右方向へ押
す力に打ち勝つと、スプール30は次第に図中左方向へ
移動し始める。
そしてシャフト1の長溝166とピン80の作用により
斜板10はその回転中心(球面支持部405)を図中左
方向へ移動しつつその傾きを大きくしてゆく。更に制御
圧室200内圧力が上がってゆくと、スプール30はそ
の肩部305がリアサイドプレート11に当だ、るまで
図中左方向へ移動し、最大容量状態を実現する。この状
態では、図示されない吸入ポートより吸入される冷媒ガ
スは中央の吸入空間70に入り、吸入通路71及び73
を通ってそれぞれ吸入室72及び74へ流入する。そし
て、吸入行程で゛は吸入口25より吸入弁9及び12を
介して、それぞれ作動室50及び60へ入り、次いでピ
ストン7の変位と共に圧縮され、吐出口24より吐出弁
22を介して、それぞれ吐出空間90及び93へ入り、
吐出通路91及び94を通り吐出ボート92及び95よ
り吐出され、外部配管で合流す名ものである。この状態
では作動室50及び作動室60共に冷媒ガスの吸入、吐
出作用を行っている。
斜板10はその回転中心(球面支持部405)を図中左
方向へ移動しつつその傾きを大きくしてゆく。更に制御
圧室200内圧力が上がってゆくと、スプール30はそ
の肩部305がリアサイドプレート11に当だ、るまで
図中左方向へ移動し、最大容量状態を実現する。この状
態では、図示されない吸入ポートより吸入される冷媒ガ
スは中央の吸入空間70に入り、吸入通路71及び73
を通ってそれぞれ吸入室72及び74へ流入する。そし
て、吸入行程で゛は吸入口25より吸入弁9及び12を
介して、それぞれ作動室50及び60へ入り、次いでピ
ストン7の変位と共に圧縮され、吐出口24より吐出弁
22を介して、それぞれ吐出空間90及び93へ入り、
吐出通路91及び94を通り吐出ボート92及び95よ
り吐出され、外部配管で合流す名ものである。この状態
では作動室50及び作動室60共に冷媒ガスの吸入、吐
出作用を行っている。
ここで、本例ではスプール30を変位させるための高圧
圧力を吐出室93の下部より採るようにしているため、
この制御圧力により同時に可変機構の潤滑が行われるこ
とになる。即ち、吐出室の下部には圧縮機の潤滑油が高
濃度で貯えられることとなっているので、この部位より
制御圧を導入すれば、高濃度に潤滑油を含む冷媒がスプ
ール30側へ供給されることになり、スプール30等の
摺動がより円滑となる。
圧力を吐出室93の下部より採るようにしているため、
この制御圧力により同時に可変機構の潤滑が行われるこ
とになる。即ち、吐出室の下部には圧縮機の潤滑油が高
濃度で貯えられることとなっているので、この部位より
制御圧を導入すれば、高濃度に潤滑油を含む冷媒がスプ
ール30側へ供給されることになり、スプール30等の
摺動がより円滑となる。
また、第11図、第12図に示すように制御弁400を
介して吐出室93下部とシャフト1後端部60とを結ぶ
給油通路601を設けるようにしてもよい。これにより
、圧縮機の摺動部、回転部の潤滑がより円滑となる。
介して吐出室93下部とシャフト1後端部60とを結ぶ
給油通路601を設けるようにしてもよい。これにより
、圧縮機の摺動部、回転部の潤滑がより円滑となる。
第8図中実線aは本発明による可変容量式斜板型圧縮機
のビストンストロークと圧縮機容量との関係を表す図で
ある。本例による容量制御方式は斜板10の傾きを変え
ることにより、ピストン7のストロークを変えると共に
斜板10の中心位置をも変えるため、リア側第2作動室
60ではビストンストロークの減少によるデッドボリュ
ームの増加は殆どない。そのため、−点鎖線すに示すよ
うに、ビストンストロークに応じて吐出容量は漸減する
。逆にフロント側第1作動室50ではビストンストロー
クの減少につれてデッドボリュームが増大するものであ
り、デッドボリュームの増加により圧縮比が低下し1、
吐出容量は第8図中実線Cで示すように急激に減少する
。そして、フロント側作動室50での最高圧力(吐出圧
力)が作動室60での吐出圧力よりも低くなった時点(
第8図中d点)でフロント側作動室50の吸入、吐出作
用が行われなくなり、リア側作動室60だけで冷媒ガス
の吸入、圧縮、吐出作用が行われる。
のビストンストロークと圧縮機容量との関係を表す図で
ある。本例による容量制御方式は斜板10の傾きを変え
ることにより、ピストン7のストロークを変えると共に
斜板10の中心位置をも変えるため、リア側第2作動室
60ではビストンストロークの減少によるデッドボリュ
ームの増加は殆どない。そのため、−点鎖線すに示すよ
うに、ビストンストロークに応じて吐出容量は漸減する
。逆にフロント側第1作動室50ではビストンストロー
クの減少につれてデッドボリュームが増大するものであ
り、デッドボリュームの増加により圧縮比が低下し1、
吐出容量は第8図中実線Cで示すように急激に減少する
。そして、フロント側作動室50での最高圧力(吐出圧
力)が作動室60での吐出圧力よりも低くなった時点(
第8図中d点)でフロント側作動室50の吸入、吐出作
用が行われなくなり、リア側作動室60だけで冷媒ガス
の吸入、圧縮、吐出作用が行われる。
なお、このビストンストロークはスプール30の移動量
に殆ど比例するものであり、第1図中スプール30が図
中右方向へ行ききった状態を0゜図中左方向へ行ききっ
た状態を!とすれば第8図のようにスプールの移動量と
圧縮機容量の関係を見ることができる(L=/り。
に殆ど比例するものであり、第1図中スプール30が図
中右方向へ行ききった状態を0゜図中左方向へ行ききっ
た状態を!とすれば第8図のようにスプールの移動量と
圧縮機容量の関係を見ることができる(L=/り。
さて、第8図中実線部aが本発明による圧縮機の容量変
化特性であるが、スプール30の移動量1− e区間に
おいては、容量は実線aの如く変化し、図中細線、fの
ようにスプール移動量に対し、圧縮機容量がリニアに変
化するもの″に対し勾配が急なため制御性が劣るが、ス
プール変位量e〜0区間においては容量は図中実線a2
の如く変化し、勾配は細線fよりも緩やかとなり、特に
低容量時での制御性に優れるものである。
化特性であるが、スプール30の移動量1− e区間に
おいては、容量は実線aの如く変化し、図中細線、fの
ようにスプール移動量に対し、圧縮機容量がリニアに変
化するもの″に対し勾配が急なため制御性が劣るが、ス
プール変位量e〜0区間においては容量は図中実線a2
の如く変化し、勾配は細線fよりも緩やかとなり、特に
低容量時での制御性に優れるものである。
しかも、本例の圧縮機では、斜板工0の遠心力に伴うモ
ーメントMsをピストン7の慣性力によるモーメントM
pより大きくしているため、スプール30を圧縮機最小
容量側へ確実に変位制御できる。
ーメントMsをピストン7の慣性力によるモーメントM
pより大きくしているため、スプール30を圧縮機最小
容量側へ確実に変位制御できる。
第9図中−点鎖線AはMp>Msとした圧縮機における
スプール30の変位域を示し、実線Bは本例に係るMp
<Msとした圧縮機におけるスプール30の変位域を示
すが、図より明らかなように、本例のものでは変位域を
圧縮機の最少容量側に拡大することができる。
スプール30の変位域を示し、実線Bは本例に係るMp
<Msとした圧縮機におけるスプール30の変位域を示
すが、図より明らかなように、本例のものでは変位域を
圧縮機の最少容量側に拡大することができる。
しかも、本例による効果は、斜板lOの回転速度が大き
くなった状態でより顕著となる。即ち、前述の(2)式
・(3)式の関係よりMs>Mpは回転速度ωに拘わら
ず常に達成されるのであるが、そのモーメントの差IM
s−Mplは回転速度ωの増大に応じて大きくなること
が認められる。
くなった状態でより顕著となる。即ち、前述の(2)式
・(3)式の関係よりMs>Mpは回転速度ωに拘わら
ず常に達成されるのであるが、そのモーメントの差IM
s−Mplは回転速度ωの増大に応じて大きくなること
が認められる。
ここで回転速度ωが大きな状態とは圧縮機が高速回転し
ている状態であり、この状態では通常圧縮機に要求され
る吐出容量が小さくなった状態である。それゆえ、本例
の圧縮機ではこのような状態で圧縮機の吐出容量を確実
に減少させることが可能となり、その実用的価値は高い
ものである。
ている状態であり、この状態では通常圧縮機に要求され
る吐出容量が小さくなった状態である。それゆえ、本例
の圧縮機ではこのような状態で圧縮機の吐出容量を確実
に減少させることが可能となり、その実用的価値は高い
ものである。
また、この圧縮機の高速回転状態は、自動車の加速状態
に符号することが多く、その様な状態で圧縮機吐出容量
を低減できるのは、自動車走行用エンジンに加わる負荷
低減となり、加速性能の向上という効果も併せて有する
。
に符号することが多く、その様な状態で圧縮機吐出容量
を低減できるのは、自動車走行用エンジンに加わる負荷
低減となり、加速性能の向上という効果も併せて有する
。
尚、上述の例では斜板10、ピストン7の材質、形状等
の工夫でMs>Mpを達成したが、必要に応じて斜板1
0に加わるモーメントMSを増大する手段もしくはピス
トン7に加わるモーメントMPを減少する手段を付加す
るようにしてもよい。
の工夫でMs>Mpを達成したが、必要に応じて斜板1
0に加わるモーメントMSを増大する手段もしくはピス
トン7に加わるモーメントMPを減少する手段を付加す
るようにしてもよい。
第10図図示例では斜板10にバランスウェイト500
.501を付加して、斜板lOの遠心力によるモーメン
トMsを大きくするようにしている。また、ピストン7
をより軽質な材料で作成したり、肉ぬすみを設けたりし
て、ピストン7の慣性力によるモーメントMpを低減し
てもよい。
.501を付加して、斜板lOの遠心力によるモーメン
トMsを大きくするようにしている。また、ピストン7
をより軽質な材料で作成したり、肉ぬすみを設けたりし
て、ピストン7の慣性力によるモーメントMpを低減し
てもよい。
以上説明したように、本発明の圧縮機では回転に伴いピ
スト□ン、斜板に生じるモーメントを適宜設定したため
、圧縮機の吐出容量の制御がより確実、かつ良好に行わ
れるという効果を有する。
スト□ン、斜板に生じるモーメントを適宜設定したため
、圧縮機の吐出容量の制御がより確実、かつ良好に行わ
れるという効果を有する。
第1図は本発明に係る圧縮機の一例を示す断面図、第2
図は第1図図示圧縮機に係るスプール変位を示す説明図
、第3図第1図図示圧縮機に係る荷重状態を示す説明図
、第4図は第1図図示圧縮機に係る荷重状態を示す説明
図、第5図は第1図図示斜板に係る座標を示す説明図、
第6図は第1図図示ピストンに係る座標を示す説明図、
第7図は第1図の■−■線に沿う断面図、第8図は第1
図図示圧縮機の吐出容量とスプール変位との関係を示す
説明図、第9図は第、1図図示圧縮機に係るスプール変
位を示す説明図、第10図は本発明圧縮機の他の例を示
す断面・図、第11.12図は給油通路を設けた圧縮機
を示す断面図である。 1・・・シャフト、7・・・ピストン、10・・・斜板
、50.60・・・作動室。
図は第1図図示圧縮機に係るスプール変位を示す説明図
、第3図第1図図示圧縮機に係る荷重状態を示す説明図
、第4図は第1図図示圧縮機に係る荷重状態を示す説明
図、第5図は第1図図示斜板に係る座標を示す説明図、
第6図は第1図図示ピストンに係る座標を示す説明図、
第7図は第1図の■−■線に沿う断面図、第8図は第1
図図示圧縮機の吐出容量とスプール変位との関係を示す
説明図、第9図は第、1図図示圧縮機に係るスプール変
位を示す説明図、第10図は本発明圧縮機の他の例を示
す断面・図、第11.12図は給油通路を設けた圧縮機
を示す断面図である。 1・・・シャフト、7・・・ピストン、10・・・斜板
、50.60・・・作動室。
Claims (1)
- (1) 内部にシリンダ室を有するシリンダブロックと
、 このシリンダブロック内に回転自在に支持されたシャフ
トと、 このシャフトに揺動可能に連結し、シャフトと一体回転
する斜板と、 前記シリンダ室に摺動自在に配設され、前記斜板にシュ
ーを介して係合し、前記斜板の揺動運動を受けて前記シ
リンダ室内を往復移動し、その両側の端部と前記シリン
ダ室内面との間で作動室を形成するピストンと、 前記斜板の中心点位置を回転自在に支持し、前記斜板の
傾斜角度を変位させると共に、前記斜板の前記中心点位
置を前記シャフトの軸方向に変位させる支持部材と、 この支持部材を前記シャフトの軸方向に変位させ、前記
斜板の傾斜角を前記斜板の回転中心位置とを変位させ、
前記ピストンの一面側に形成された作動室においては、
前記斜板の傾斜角変化に応じてデッドボリュームを増大
させるようにする制御手段とを備え、 前記斜板と前記ピストン及び前記シューとの関係を ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、R:斜板外周半径 R_0:斜板内周半径 H:斜板厚さ ρ:斜板密度 W_P:ピストン及びシューの重量 N:ピストン本数 L:シャフト軸線とピストン軸線との距離 としたことを特徴とする可変容量式斜板型圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058690A JP2560776B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 可変容量式斜板型圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058690A JP2560776B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 可変容量式斜板型圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232182A true JPH01232182A (ja) | 1989-09-18 |
| JP2560776B2 JP2560776B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=13091544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63058690A Expired - Lifetime JP2560776B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 可変容量式斜板型圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560776B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111451A1 (de) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Zexel Valeo Compressor Europe Gmbh | Axialkolbenverdichter, insbesondere kompressor für die klimaanlage eines kraftfahrzeuges |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63058690A patent/JP2560776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004111451A1 (de) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Zexel Valeo Compressor Europe Gmbh | Axialkolbenverdichter, insbesondere kompressor für die klimaanlage eines kraftfahrzeuges |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2560776B2 (ja) | 1996-12-04 |
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