JPH04191472A

JPH04191472A - 斜板式連続可変容量型圧縮機

Info

Publication number: JPH04191472A
Application number: JP2324492A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kobayashi; 久雄小林; Hiroshi Tanaka; 寛田中; Masahiro Kawaguchi; 真広川口
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2949836B2

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、両頭ピストンを装備した斜板式連続可変容量
型圧縮機の改良に関する。

〔従来の技術〕

車両空調用に供して好適な斜板式連続可変容量型圧縮機
としては、例えば特開平１−１３８３８２号公報に開示
されており、第４図に示すこの型式の圧縮機はシリンダ
ブロック５１に形成された複数のボア５２内に両頭ピス
トン５３が収容されるとともに、ボア５２と平行な軸線
上に駆動軸５４が配設され、該駆動軸５４にはスライダ
５５が摺動可能に嵌装されている。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と係合する斜板５７が、符合する球面部５７ａ
によって嵌合され、該斜板５７の前方に張設された連結
部５７ｂにはガイドピン５８が装着されて、これが駆動
軸５４のフロント軸部５４ａに穿設された長孔５４ｂに
案内されることにより、斜板５７はスライダ５５の摺動
に伴って傾動可能となされ、しかもその傾動中心は両頭
ピストン５３のリヤ側上死点位置が不変となるよう設定
されている。

そして両頭ピストン５３の圧縮反力は常に斜板５７の傾
角を縮小させる向きのモーメントＭとして作用し、これ
かスライダ５５を介してプランジャ６０を図示右方向へ
付勢するとともに、一方、プランジャ６０は制御圧室５
９に供給される発動圧力によって図示左方向へも付勢さ
れるので、これら対向する両灯勢力の均衡により斜板５
７の傾角、つまり圧縮機の吐出容量が確定される。なお
、７０は制御圧室５９に供給される発動圧力を選択的に
調節する制御弁である。この制御弁７ｏの検知圧室は検
圧管路ａを介して斜板室６１と連通され、吸入圧力が即
検知圧力として導入される。そして、この検知圧力に応
じて、吐出室６２から高圧管路Ｃを経た吐出圧力が供給
管路すを介して制御圧室５９へ発動圧力として供給され
たり、制御圧室５９内圧力を低圧管路ｄを経由して逃出
させてこれに伴って発動圧力を低下させたりしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、圧縮機における各部位の潤滑性は冷媒ガス中
に含まれる冷媒と相溶性のある潤滑油によって確保され
ている。また、上述した連続可変容量型圧縮機では、低
速運転時はどつまり圧縮機回転数か小さいほど冷媒循環
量が少なくなる。このため、とくに圧縮機の最小容量状
態での低速運転時には冷媒循環量が極端に少なくなり、
各部位の潤滑不良が問題となる。

ここで、上述した斜板式連続可変容量型圧縮機の最小容
量状態において、圧縮機回転数に応じた冷媒循環量に対
する潤滑特性及び冷房能力特性を第２図に示す。図中、
ａは潤滑油の供給量を考慮した場合の好ましい冷媒循環
量の最低値を示し、ｂは冷房能力を考慮した場合の好ま
しい冷媒循環量の最高値を示す。また、Ｃは圧縮機の使
用回転数域の最低値を示す。つまり、最小容量状態にお
ける圧縮機の冷媒循環量ｙは回転数の変動にががわらず
常にａ≦ｙ≦ｂであることが望ましい。

、したかって、圧縮機の低回転域での潤滑不良（第２図
のＡ領域）をなくすためには、最小容量の絶対値を大き
くして同図に一点鎖線で示す潤滑特性とする必要がある
。ところが、このように最小容量の絶対値を大きく設定
すると、冷媒循環量か増大するｐで潤滑不良を良好に防
ぐことはできるか、回転数の上昇に伴って冷媒循環量（
冷房能力）も比例的に増大するので、冷房能力過剰限界
か必然的に低回転側へ移行する。このような冷房能力過
剰はエバポレータの凍結を引き起こすので、これを防ぐ
ために圧縮機の断続運転が強要されることとなり、上記
冷房能力過剰限界の移行は圧縮機の実用回転域での断続
運転頻度をより増大させる結果となる。したがって、圧
縮機停止時の除湿不良による車窓の曇りや、エンジン負
荷変動による運転フィーリングの悪化といった問題が生
起する。

本発明は、圧縮機の最小容量状態において、冷媒循環量
を制御して、低速運転時の潤滑不良及び高速運転時の冷
房能力過剰を確実に防止することを解決すべき技術課題
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題解決のため、上記斜板式連続可変容量
型圧縮機において、前記斜板を収容する斜板室とリヤ吸
入室とを連通ずるリヤ吸入通路を、前記套管の軸方向変
位により前記斜板傾角の最小時に閉鎖される主吸入通路
と、細孔よりなり常時開通している副吸入通路とから構
成するという新規な技術手段を採用している。

〔作用〕

本発明になる圧縮機は、最小容量状態で、リヤ吸入通路
を構成する主吸入通路が套管で閉鎖され、斜板室とリヤ
吸入室との連通が細孔よりなる副吸入通路のみによりな
されている。このため、最小容量状態における低速運転
時には、細孔よりなる副吸入通路により各部位の潤滑に
必要最低限の冷媒循環量が確保され、潤滑油不足による
潤滑不良を確実に防止することができる。また、最小容
量状態における高速運転時には、細孔を通しての吸入量
、つまり冷媒循環量は細孔を通過する流量が細孔径に応
じて制限されるのである値で臨界となり、冷房能力過剰
を確実に防止することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１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ｌａ、ｌｂを互いに接合して構成され、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が結合さ
れている。シリンダブロック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ボア５ａ、５ｂ
が形成され、両ボア５ａ、５ｂ内には両頭ピストン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
された偏平な連結部７Ｃとからなる駆動軸７がボア５ａ
、５ｂと平行な軸線上に回転可能に支持され、連結部７
Ｃには長孔７ｄが穿設されている。リヤ側のブロック１
ｂには套管８が駆動軸７の軸心に沿って移動可能に配設
され、駆動軸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１ａに支持され、リヤ軸部７ｂが前記套管８
にラジアルベアリング９Ｃを介して回転可能に支承され
たスライダ１０と嵌合されている。また、套管８とスラ
イダ１０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内に位置するスライダ１０の基部には一対の支
軸１１が径方向に突設され、該支軸１１を枢軸として斜
板１２が傾動可能に支持されている。斜板１２はその回
転揺動運動をシュー１３を介して両頭ピストン６に往復
運動として伝達する本体部１２ａと、該本体部１２ａか
ら前方に張出し、上記長孔７ｄにガイドビン１５を介し
て連結される回転力伝達部１２ｂとにより形成されてい
る。そして上記套管８と共動するスライダ１０の軸方向
変位に基づき、ガイドビン１５が長孔７ｄに案内される
ことにより斜板１２の傾角が変動し、その傾動中心は両
頭ピストン６のリヤ側上死点が不変となるように設定さ
れている。

シリンダブロックｌと前後両ハウジング３．４との間に
はバルブプレート２０．２１が介在され、前後両ハウジ
ング３．４内には吸入室２２．２３及び吐出室２４．２
５が形成されるとともに、各吐出室２４．２５は図示し
ない吐出口を介して外部冷却回路に連結されている。フ
ロント吸入通路２６を介して斜板室２と連通ずるフロン
ト吸入室２２は、バルブプレート２０に設けられた吸入
弁機構（図示せず）を介してフロント圧縮室に連通し、
フロント吐出室２４は吐出弁機構（図示せず）を介して
同じくフロント圧縮室に連通されている。一方、斜板室
２と連通ずるリヤ吸入通路は、各ポア５ｂ狭間の軸心方
向に穿設された第１通路２７ａと、該第１通路２７ａの
末端から求心方向に変向し、かつ環状に形成された上記
套管８の収容室２８に開口する第２通路２７ｂと、該収
容室２８をバルブブレー）２１を隔てたリヤ吸入室２３
と連通させる環状の第３通路２７ｃとから形成された主
吸入通路２７と、上記各第１通路２７ａとリヤ吸入室２
３とをバルブブレー）２１を隔ててそれぞれ連通させる
細孔よりなる副吸入通路２９とから構成されている。な
お、副吸入通路２９の径は、最小容量状態での圧縮機の
使用回転数域の下限値において潤滑に必要最低限の冷媒
循環量が確保され、かつ圧縮機に使用回転数域内で冷媒
循環量（冷房能力）過剰が生じない範囲内に冷媒流量を
制御すべく設定されている。また、リヤ圧縮室もバルブ
プレート２１に設けられた同様の吸入及び吐出弁機構（
図示せず）を介してリヤ吸入室２３及びリヤ吐出室２５
と連通されている。

リヤ吸入室２３の後方側にはプランジャ３３が前記套管
８の袴部８ａと当接する状態で軸方向に摺動可能に嵌装
されており、このプランジャ３３とリヤハウジング４と
の間には制御圧室３２が形成されている。この制御圧室
８２には、制御弁７０から供給管路すを介して選択的に
調節された発動圧力が供給される。上記制御弁７０の検
知圧室は検圧管路ａを介して斜板室２と連通され、吸入
圧力が即検知圧力として導入される。そして、この検知
圧力に応じて、吐出室２５から高圧管路Ｃを経た吐出圧
力が供給管路すを介して制御圧室３２へ発動圧力として
供給されたり、制御圧室３２内圧力を低圧管路ｄを経由
して逃出させてこれに伴って発動圧力を低下させたりし
ている。このように制御圧室３２内へ供給される発動圧
力はプランジャ３３、套管８及びスライダ１０を介して
斜板１２に伝達され、これが圧縮反力によって斜板１２
の傾角を常に縮小させる向きに作用するモーメントＭに
対抗し、両者の力の均衡によって斜板１２の傾角、つま
り圧縮機の吐出容量が確定される。

上述のように構成された圧縮機が運転されて駆動軸７が
回転すると、斜板１２は駆動軸７と一体的に回転すると
ともに揺動運動し、シュー１３を介して両頭ピストン６
がボア５ａ、５ｂ内を往復動する。吸入管路を経て導入
される帰還冷媒ガスは、両頭ピストン６の往復動に伴っ
て入口部から斜板室２へ入り、フロント吸入通路２６及
びリヤ吸入通路２７．２９を経てそれぞれフロント側及
びリヤ側吸入室２２．２３に導かれ、これよりフロント
側及びリヤ側の圧縮室へ吸入されて圧縮作用を受ける。

そして、両圧縮室から吐出弁機構（図示せず）を介して
吐出室２４．２５へ吐出された冷媒ガスは、吐出通路を
経由し外部冷媒ガス回路へと送り出される。

さて、第１図に示す状態の圧縮機では、冷房負荷が大き
く検圧管路ａを介して制御弁７０の検知圧室に導入され
る検知圧力が高いので、制御圧室３２には発動圧力とし
て高圧の吐出圧力が供給されている。したがってプラン
ジャ３３、套管８及びスライダ１０からなる付勢要素を
介して斜板１２の支軸１１は前方に付勢され、これが圧
縮反力によるモーメントＭに抗して同斜板１２を最大傾
角に保持し、圧縮機は１００％容量で運転されている。

このような１００％容量運転の継続によって冷房負荷が
順次小さくなり、これに基づいて吸入圧力つまり検知圧
力が小さくなると、制御弁７０の働きにより制御圧室３
２内の圧力の一部は低圧管路ｄを経て斜板室２側へと逃
出し、同制御圧室３２の圧力は低下する。このため、斜
板１２に作用する上記モーメントＭとの均衡が崩れて付
勢要素は後退を始め、斜板１２は上記ガイドピン１５が
長孔７ｄに案内されつつその傾角を縮小する向きに変位
して圧縮機の容量を低下させる。

冷房負荷の減少が進み発動圧力がさらに低下すると上記
付勢要素を構成する套管８の摺動外周面は、主吸入通路
２７の一部をなして該套管８の収容室２８内に開口する
第２通路２７ｂを遮り、該套管８の後退変位量に比例し
てリヤ吸入室２３へ至る主吸入通路２７面積を徐々に縮
小させる。そして、圧縮機の最小容量状態では、上記套
管８は上記第２通路２７ｂの流通を遮断する位置まで後
退して主吸入通路２７は完全に閉鎖される。なお、フロ
ント側の気筒群は両頭ピストン６のストロークの減少と
ともに圧縮残り容量が増大し、圧縮機の最小容量状態で
休止（吐出、吸入不能）状態となっている。

したがって上記最小容量状態では、細孔よりなる副吸入
通路２９のみによって斜板室２とリヤ吸入室２３とが連
通されている。このため、最小容量状態における低速運
転時には、細孔よりなる副吸入通路２９により各部位の
潤滑に必要最低限の冷媒循環量が確保され、潤滑油不足
による潤滑不良を確実に防止することができる。また、
最小容量時における高速運転時には、細孔を通しての吸
入量、つまり冷媒循環量は細孔を通過する流量が細孔径
に応じて制限されるのである値で臨界となり、冷媒循環
量過多による冷房能力過剰を確実に防止することができ
る。したがって、高速運転時に冷房能力過剰によるエバ
ポレータの凍結が起こることもないので圧縮機の断続運
転の必要性がなくなり、除湿不良による車窓の曇り等の
不都合や、運転フィーリングの悪化等の問題を確実に解
消することができる。

なお、上述の実施例は、主吸入通路２７の一部をなす第
１通路２７ａとリヤ吸入室２３とを連通ずる細孔より副
吸入通路２９を形成する構成について説明したが、スラ
ストベアリング９ｄの後方側のレース及び套管８に細孔
を穿設し、これらの細孔及びラジアルベアリング９Ｃの
ｒＩＲＷＸを介して斜板室２とリヤ吸入室２３とを連通
させて副吸入通路２９とすることもできる。

（発明の効果〕以上、詳述したように本発明によれば、圧縮機の最小容
量状態において、冷媒循環量の制御により低速運転時の
潤滑不良及び高速運転時の冷房能力過剰が確実に防止さ
れるので、圧縮機の断続運転の必要がなくなり、きわめ
て安定した空調機能を発揮することができるとともに、
運転フィーリングの向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す圧縮機の断面図、第２
図は従来の圧縮機の最小容量状態において圧縮機回転数
に応じた冷媒循環量に対する潤滑特性及び冷房能力特性
を示す線図、第３図は本発明の圧縮機の最小容量状態に
おける圧縮機回転数と冷媒循環量との関係を示す線図、
第４図は従来の圧縮機を示す断面図である。１・・・シリンダブロック　５ａ、５ｂ・・・ボア６・
・・両頭ピストン　　　７・・・駆動軸８・・・套管　
　　　　　　１０・・・スライダ１２・・・斜板　　　
　　　２３・・・リヤ吸入室２７・・・主吸入通路　　
　２９・・・副吸入通路３２・・・制御圧室　　　　３
３・・・プランジャ７０・・・制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のボア内に両頭ピストンを収容したシリンダ
ブロックと、上記ボアと平行な軸線上に配設された駆動
軸と、該駆動軸に摺動可能に嵌装されたスライダと、該
スライダにその傾動中心が上記両頭ピストンのリヤ側と
なるように傾動自在に枢支されて上記両頭ピストンと係
合し、かつ上記駆動軸に穿設された長孔と嵌合するガイ
ドピンを備えた斜板と、上記スライダを回転自在に支承
する套管と、該套管を介したスライダの軸方向変位によ
って斜板傾角を変動させるプランジャと、吸入圧力に応
動して上記プランジャの発動圧力を調節する制御弁とを
備えた斜板式連続可変容量型圧縮機において、前記斜板を収容する斜板室とリヤ吸入室とを連通するリ
ヤ吸入通路は、前記套管の軸方向変位により前記斜板傾
角の最小時に閉鎖される主吸入通路と、細孔よりなり常
時開通している副吸入通路とから構成されていることを
特徴とする斜板式連続可変容量型圧縮機。