JPH03149363A - 連続可変容量型斜板式圧縮機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は両頭ピストンを備えた連続可変容量型斜板式圧
縮機に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の連続可変容Ｊｉ型斜板式圧縮機として、例
えば第５図に示す構成のものが開示されている（特開平
１−１３８３８２号公報等）。この圧縮機ではシリンダ
ブロック５１に形成された複数のシリンダボア５２内に
両頭ピストン５３が収容されるとともに、シリンダボア
５２と平行な軸線上に回転軸５４が配置され、その回転
軸５４にはスライダ（ガイドプッシュ）５５か摺動可能
に嵌挿されている。スライダ５５の球面支持部５５ａに
は周縁部がシュー５６を介して両頭ピストン５３に係合
される斜板５７が球面部５７ａにおいて回動可能に嵌合
され、斜板５７の前面に形成された連結部５７ｂが回転
軸５４のフロント軸部５４ａに対してそのガイド孔５４
ｂに嵌挿されるガイドピン５８を介して連結され、斜板
５７かスライダ５５の摺動に伴って揺動可能となってお
り、その揺動中心Ｃか斜板５７の周縁側に設定されてい
る。

これにより両頭ピストン５３の一側のシリンダボア５２
における圧縮行程上死点が定位置に規定され、斜板傾角
が両側に近い小容量側の圧縮作用領域でも実質的な圧縮
及び吐出が行われる。

斜板傾角は吐出圧領域又は吸入圧領域に切換え接続され
る制御片室５９の容積を変える摺動制御体６０及び斜板
５７を介して、前後面シリンダボア５２内の圧力による
斜板揺動力と制御圧室５９内の圧力との対抗により制御
されるようになっており、摺動制御休６０は回転軸５４
に沿って摺動可能に支持されている。

そして、回転軸５４の回転に伴い、斜板５７の傾角に応
じて両頭ピストン５３か往復動されて冷媒ガスの圧縮か
行われる。この圧縮動作時にはシリンダボア５２内のル
カにより斜板５７に対してモーメントＭか作用し、この
モーメントＭによりガイドピン５８かカイト孔５４ｂに
押し付けられるとともにその水平成分の力で回転軸５４
がフロント側（第５図の左側）ｌ＼押される。又、この
反力で斜板５７を介してスライダ５５がリヤ側に押され
る。この力と制御圧室５９内の圧力とのバランスにより
斜板５７の傾角ずなわち圧縮容量が決まり、制御圧室５
９内の圧力を変化させることにより斜板５７の傾角が変
更されて圧縮容量が調節される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この種の連続可変容量型斜板式圧縮機では摺
動制御休６０の変位量と制御圧室５９内の圧力との関係
は第６図に示すように変化する。

従って、小容量域（図中右寄り）ではスライダ５５をリ
ヤｊ！？１に押す力と制御圧室５９内の圧力とか非常に
小さな力の釣合いでバランスするため、回転数が高いと
き両頭ピストン５３の慣性力で容量か上昇する方向にス
ライダ５５が移動して容量が冷房負荷に無関係に変化し
たり、吸入圧の変動の影響を大きく受ける等の不都合が
ある。又、制御圧力か小さいため制御片室５つ内の圧力
変化に対応してスライダ５５や摺動制御体６ｏが移動す
る際、その摩擦力に打ち勝って円滑に移動するのか難し
く、容量変化が円滑に行われないという問題もめる。

又、フロント側の気笛群はピストン５３のスＩ〜ロータ
の減少と同時に圧縮残り容積が増大するなめ、ス１〜ロ
ータが０になる前に休止（吐出、吸入不能）状態となる
。具体的には圧縮容量が３０〜４０％以下ではフロント
側気筒群は休止状態となる。このようにフロント側気筒
群か休止状態となると、斜板室６１からフロント側の吸
入室に向かう冷媒カスの流れかなくなる。そのなめ、冷
媒と相溶性のある潤滑油を用いるとともに冷媒ガス流を
利用して各部の潤滑を行う場合−小容量時にフロント側
のスラストベアリング６２、ラジアルベアリンク６３及
びリンプシール６４の潤滑が不安定になるという問題も
ある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は小容量時においても制御を安定した状態で行
うことができるとともに、小容量時にもフロント側の各
部の潤滑を安定して行うことができる連続可変容量型斜
板式圧縮機を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 前記の目的を達成するため本発明においては、両頭ピス
トンを往復動可能に収容するシリンダブロック内に回転
軸を回転可能に収容支持するとともに、該回転軸には両
頭ビス１−ンを往復駆動する斜板を相対回転不能かつそ
の周縁側を中心として前後に揺動可能に支持し、その揺
動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定するどとも
に、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域上に前記両
頭ピストンの往復動領域を設定し、前記斜板の傾角変更
によりピストンス１−〇−りを変更して容量を調節でき
るようにした連続可変容量型斜板式圧縮機において、外
部冷凍回路からフロント側の吸入室及びリヤＩ￥！１の
吸入室と連通ずる吸入通路をそれぞれ設り、かつフロン
１一側の吸入室とリヤＩｌＰＩの吸入室とを連通ずる通
路を設け、圧ａｍの容量変化と連動して作動するととも
にフロント側の気筒群が休止状態となる容量減少時に、
前記リヤ側吸入通路を絞る吸入絞り手段を設けた。

［作用コ 前記の構成により本発明の圧縮機では、フロント側の気
筒群が休止状態となる程度まで容量が減少すると、吸入
絞り手段により斜板室とリヤ側吸入室とを連通するリヤ
側吸入通路が絞られ、リヤ側吸入室の圧力が斜板室及び
フロント側吸入室の圧力より低くなる。これによりリヤ
側気筒群の平均ボア内圧力が低下し、斜板を介して制御
体をリヤ側に押圧する力か増大し、小容量側における摺
動制御体を変位させるに必要な制御圧が大きくなり、吸
入圧の変動、回転数の変化等の外乱に対する制御安定性
が向上するとともに摺動制御体が円滑に移動されて容量
の変更かスムーズに行われる。

又、フロント側吸入室とリヤ側吸入室との間に差圧が生
じ、斜板室からフロント側吸入室及びフロント側吸入室
とリヤ側吸入室とを連通ずる通路を通ってリヤ側吸入室
に向かう冷媒ガスの流れか確保され、フロント側の潤滑
も安定する。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜３図に従っ
て説明する。第１．２図に示すようにシリンダブロック
１は前後一対のブロック体１ａ１１ｂを互いに接合して
楕成され、その内部中央には斜板室２が形成されるとと
もに、前後両端面にはフロントハウジング３及びリヤハ
ウジング４か接合固定されている。シリンタブロック１
には斜板室２のフロント側及びリヤ側の対向する位置に
複数組のシリンダボア５ａ、５ｂが形成され、両シリン
ダボア５ａ、５ｂ内には両頭ビス！−ン６が往復動可能
に収容されている。シリンダブロック１にはフロント軸
部７ａと、リヤ軸部７ｂと、両者の間に形成された両手
な連結部７ｃとからなる回転軸７かシリンダボア５ａ、
５ｂと平行に延びるように回転可能に支持され、連結部
７Ｃにはガイド孔７ｄが形成されている。リヤ側のブロ
ック体１ｂには移動体８が回転軸７の軸線方向に沿って
移動可能に配設され、回転軸７はフロント軸部７ａがラ
ジアルベアリング９ａ及びスラストベアリング９ｂを介
してフロント側のブロック体１ａに支持され、リヤ軸部
７ｂが前記移動体８にラジアルベアリング９Ｃを介して
回転可能に支持されたスライダ１０に摺動可能に嵌挿さ
れた状態で配設されている。又、移動体８とスライダ１
０との間にはスラストベアリング９ｄが介装されている
。

斜板室２内に突出したスライダ１０の前端両側には一対
の軸ピン１１がリヤ軸部７ｂと直交する状態で突設され
、軸ピン１１を介して斜板支持体１２が前記斜板室２内
においてスライダ１０に対して傾動可能に支持されてい
る６斜板支持体１２の外周後縁には斜板１３が嵌合固定
され、前側には嵌合孔１２ｂを有する一対の嵌合片１２
ａ（片側のみ図示）が突設されている。両嵌合片１２ａ
は前記回転軸７の連結部７Ｃを挟持する状態に配置され
、嵌合孔］、　２　ｂを貫通ずるカイトピン１４がガイ
ド孔７ｄに嵌合する状態で挿通されている。

これにより回転軸７の回転が斜板支持体１２を介装　９
− して斜板１３に伝達されるとともに、ガイドピン１４と
ガイド孔７ｄとの係合により、スライダ１０の軸線方向
への摺動変位に応じて斜板１３が揺動可能となり、この
揺動中心Ｃか斜板１３の周縁側に設定されている。そし
て、前記各両頭ピストン６は前記揺動中心Ｃを中心とじ
た球の一部となる形状に形成されたシュー１５を介して
前記斜板１３の周縁部に係合され、斜板１３の回転に伴
って前後へ往復摺動されるようになっている。

シリンダブロック１とフロントハウジング３及びリヤハ
ウジング４との間にはパルプグレート１６゜１７か介在
されている。而後両ハウジング３．４内には吸入室１８
．１９及び吐出室２０．２１が形成され、各吐出室２０
．２１は図示しない吐出りを介して外部冷却回路に連結
されている。フロント側吸入室１８は吸入通路２２を介
して斜板室２に連通ずるとともに、バルブプレート１６
に設けられた吸入弁機構２３を介してフロント側圧縮室
Ｐ　ｆに連通されている。フＩフント側吐出室２０は吐
出井８１横２４を介してフＩフントＩＩＰＩ圧縮室Ｐ　
ｆに連通されている。リヤ側吸入室１９は吸入通路２５
を介して斜板室２に連通ずるとともに、バルブプレート
１７に設けられた吸入弁機′！Ｉ４２６を介してリヤ側
圧縮室Ｐｒに連通されている。リヤ側吐出室２１は吐出
弁機構２７を介してリヤ側圧縮室Ｐｒに連通されている
。

フロント側吸入室１８は通路（管路）２８を介してリヤ
側吸入通路２５の途中に連通され、通路２８及びリヤ側
吸入室ＩＮＩ２５を介してフロント側吸入室１８及びリ
ヤ側吸入室１つが連通されている。又、斜板１３の後部
にはリヤ側吸入通路２５を絞る吸入絞り手段としての邪
魔板２９が一体回転可能に固定されている。邪魔板２つ
はリヤ側吸入通路２５の径より大きな幅のリング状部２
９ａを有し、フロント側の気筒群か休止状態となる容量
減少時すなわち圧縮容景３０％程度のときにリング状部
２９ａがリヤ側吸入通路２５を閉鎖可能に斜板１３に対
して所定の角度をなす状態で斜板１３に固定されている
。

リヤ側吸入室１９の後側には該吸入室１９と連１１−一 通ずる制御圧室３０が形成され、制御圧室３０内には摺
動制御休３１か前記移動体８ど当接する状態で前後方向
に摺動可能に嵌入されている。これにより制御圧室３０
内の圧力が摺動制御体３１、移動体８、スライダ１０及
び斜板１３を介してフロントｌｌＩ圧縮室Ｐ　ｆ内のル
力及びりＡ−側圧縮室Ｐ［内の圧力により生じる斜板揺
動力に対抗する。

制御用室３０はりＡ′側吐出室２１及び斜板室２に管路
３２を介して接続された容量制御弁機横３３に管路３４
を介して接続されており、容量制御弁Ｗ桶３３の弁の開
閉により制御川室３０が吐出圧相当の高圧又は吸入圧相
当の低圧に切換え制御され、斜板１３が第１し１に示す
顛角最大位置と第２図に示す傾角最小位置との間で揺動
切換え配置されて圧縮容景が調節されるようになってい
る。

次に前記のように構成された連続可変容量型斜板式圧１
ｍ機の作用を説明する。

さて、圧縮機が第１図の状態すなわち大容量で運転され
て回転軸７が回転すると、斜板１３は回転軸７と一体的
に回転するとともに揺動運動し、シュー１５を介して両
頭ピストン６がシリンダボア５ａ、５ｂ内を往復動する
。外部冷媒カス回路を構成する吸入管路内の冷媒ガスは
、両頭ピストン６の往復動に伴って入口から斜板室２へ
入り、フロント側吸入通路２２及びリヤ側吸入通路２５
、フロント側吸入室１８及びリヤ側吸入室１９をそれぞ
れ経てフロント側吸入室Ｐｆ及びリヤ側圧縮室Ｐｒへ吸
入されて圧縮作用を受ける。そして、両圧縮室Ｐｆ、Ｐ
ｒから吐出弁機構２４．２７を介して吐出室２０．２１
へ吐出された冷奴カスは、吐出通路を経て外部冷媒カス
回路へ送り出される。

斜板１３の傾角か大きな大容量時には、斜板１３に固定
された邪魔板２９はリヤ側吸入通路２５を通る冷媒カス
になんら影響を与えない位置に配置されており、斜板室
２から前後両吸入室１８．１９へ向かう冷媒カスの流れ
が生じ、冷媒ガス中に含まれる潤滑油によりラジアルベ
アリング９ａ、９Ｃ、スラストベアリング９ｂ、９ｄあ
るいはりツブシール３５の潤滑が安定して行われる。又
、摺動制御休３１の作動に必要な制御圧も大きく、吸入
圧の変動、回転数の変化（の外乱の影響を受けずに安定
して容量制御が行われるとともに、摺動制御体３１か円
滑に移動されて容量の変更かスムーズに行われる。

小容量で運転を行うため制御圧室３０が吸入圧相当の低
圧となると斜板１３の傾角か小さくなり、容量が３０％
程度まで低下すると第２図に示すように斜板１３に固定
された邪魔板２９がリヤ側吸入通路２５を閉鎖する位置
に配置される。リヤ側圧縮室Ｐｒにおける両頭ピストン
６の圧縮行程上死点か定位置に規定されているため、フ
ロント側の気筒群は容量の減少すなわち両頭ピストン６
のストロークの減少と同時に圧縮残り容積が増大し、容
量が３０％程度まで低下すると休止（吐出、吸入不能）
状態となる。従って、この状態ではフロント側吸入室１
８の圧力は斜板室２の圧力と同じとなる。一方、邪魔板
２９かりヤ側吸入遡路２５を閉鎖することにより、リヤ
側吸入室１つの圧力が斜板室２の圧力より低くなる。こ
れによりフロント側吸入室１８とリヤ側吸入室１つとの
間に差圧が生じーしかもリヤ側吸入通路２５が開鎖され
ているので、斜板室２→スラストベアリング９ｂ→ラジ
アルベアリング９ａ→リップシール３５→フロント側吸
入室１８→通路２８→リヤ側吸入室１９の順で流れる冷
媒ガス流が確保でき、休止状態にあるフロント側の各部
の潤滑が安定化される。

又−リャ側吸入通路２５が閉鎖されることにより、リヤ
側気筒群の平均ボア内圧力が低下し両頭ピストン６、斜
板１３、スライダ１０、移動体８を介して摺動制御体３
１をリヤ側に押す力がリヤ側吸入通路２５が閉鎖されな
い場合に比較して大きくなる。従って、摺動制御体３１
の制御圧は大容量側では従来装置と変りないが、小容量
側で増大し、摺動制御体３１の変位量と制御圧室３０内
の圧力との関係は小容量側において第３図に破線で示す
絞り手段がない場合の状態から実線で示すように変化す
る。そのため、小容量側において活動制御体３１を変位
させるに必要な制御圧が大きくなり、吸入圧の変動、回
転数の変化等の外乱に対する制御安定性が向上する。又
−制御圧が太きくなるため摺動制御体３１が摩擦抵抗に
影響されずに円滑に移動され、容量の変更がスムーズに
行われる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、圧ＩＩｊａＩｌの容量変化と連動して作動する
とともにフロント側の気筒群が休止状態となる容量減少
時にリヤ側吸入通路２５を絞る吸入絞り手段として第４
図に示すように、移動体８と一体移動可能な邪魔板２９
を設けてもよい。又、吸入絞り手段として、リヤ側吸入
通路ｉ２５の途中に制御圧室３０の圧力により開閉制御
され小容量時に吸入通ＦＩ＠２５を閉鎖する弁機構を設
けたり一電磁弁を設けてデユーティ比制御を行ってもよ
い。

又、吸入絞り手段はフロント側とリヤ側の吸入室１８．
１９間に差圧が生じて斜板室２→スラストベアリング９
ｂ→ラジアルベアリング９ａ→リップシール３５→フロ
ント側吸入室１８→通路２８→リヤ側吸入室１９の順で
流れる冷媒ガス流が確保できれば、吸入通路２５を完全
に閉鎖する必要はない。

［発明の効果１ 以上詳述したように本発明によれば、小容量時において
も摺動制御体を変位させるに必要な制御圧が大きくなり
、吸入圧の変動、回転数の変化等の外乱に対する制御安
定性が向上するとともに摺動制御体が円滑に移動されて
容量の変更がスムーズに行われる。又、小容量時にも斜
板室からフロント側吸入室及びフロント側吸入室とリヤ
側吸入室とを連通ずる通路を通ってリヤ側吸入室に向か
う冷媒ガスの流れが確保され、フロント側の各部の潤滑
を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は最大容量時の圧ｓＩｌの断面図、第２図は小容
量時の圧縮機の断面図、第３図は摺動制御体の変位量と
制御圧室内の圧力との関係を示す線図−第４図は変更例
の要部断面図一第５図は従来装置の断面図、第６図は従
来装置の摺動制御体の変位量と制御圧室内の圧力との関
係を示す線図である。 シリンダブロック１、シリンダボア５ａ、５ｂ、１フー
− 両頭ピストン６、回転軸７、連結部７ｃ、ガイド孔７ｄ
、スライダ１０、軸ピン１１、斜板１３、吸入室１８，
１９、吸入通路２２，２５、通路２８、絞り手段として
の邪魔板２９、制御圧室３〇−摺動制御体３１、圧縮室
Ｐｆ、Ｐｒ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両頭ピストンを往復動可能に収容するシリンダブロ
   ック内に回転軸を回転可能に収容支持するとともに、該
   回転軸には両頭ピストンを往復駆動する斜板を相対回転
   不能かつその周縁側を中心として前後に揺動可能に支持
   し、その揺動中心位置をリヤ側シリンダボア寄りに設定
   するとともに、回転軸の回転に伴う揺動中心の回転領域
   上に前記両頭ピストンの往復動領域を設定し、前記斜板
   の傾角変更によりピストンストロークを変更して容量を
   調節できるようにした連続可変容量型斜板式圧縮機にお
   いて、 外部冷凍回路からフロント側の吸入室及びリヤ側の吸入
   室と連通する吸入通路をそれぞれ設け、かつフロント側
   の吸入室とリヤ側の吸入室とを連通する通路を設け、圧
   縮機の容量変化と連動して作動するとともにフロント側
   の気筒群が休止状態となる容量減少時に、前記リヤ側吸
   入通路を絞る吸入絞り手段を設けた連続可変容量型斜板
   式圧縮機。