JPH04252877A - 容量可変型斜板式圧縮機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容量可変型斜板式圧縮機
に関し、特に、クランク室圧力を調節して斜板の傾斜角
を可変させ、これにより吐出容量を変化させるようにし
た容量可変型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の容量可変型斜板式圧縮機
は、クランク室を形成するケーシングと、吐出室及び吸
入室が形成され、上記ケーシングの一開口端を閉塞する
シリンダヘッドと、上記ケーシングに回転可能に支持さ
れた主軸と、上記クランク室に配置され、上記主軸の回
転により回転する斜板と、該斜板の傾斜面に配設され、
該斜板の回転に応じて揺動する揺動板と、上記主軸の回
転を上記斜板に伝達するとともに上記斜板を上記主軸に
対して傾斜角可変に支持するヒンジ機構と、上記主軸の
径方向外側で上記ケーシング内に形成された複数のシリ
ンダと、該複数のシリンダのそれぞれに往復動可能に配
置されて、上記揺動板に連結されたピストンと、上記ク
ランク室と上記吸入室とを連通する連通路と、該連通路
を介した連通を制御する制御装置とを含み、該制御装置
は上記吸入室の圧力又は上記クランク室の圧力を感知し
て上記連通路を開閉する第１の開閉弁と、該第１の開閉
弁に荷重を与えて上記開閉弁の開閉動作点を変位させる
動作点制御手段とを有している。そして、圧縮機の回転
数あるいは圧縮機に接続される冷媒蒸発器側の負荷変動
に応じて上記第１の開閉弁を開閉させ、クランク室内の
圧力を調整して斜板の傾斜角度を変え、これにより吐出
容量を調整している。この際の斜板の傾斜角度の調整に
当っては、上記動作点制御手段への入力信号に応じて上
記第１の開閉弁を開閉させ、任意の吸入圧力となる様に
してある。更に、上記入力信号により、吸入圧力制御点
を低い圧力から高い圧力への変化即ち、吐出容量を減少
させる場合は、上記吐出室と上記クランク室との間を第
２の開閉弁により連通させ、上記クランク室の内部圧力
を速やかに上昇させて斜板の傾斜角度を変える事により
、吐出容量を減少させる様にしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の容量可
変型斜板式圧縮機では、上記第２の開閉弁の開動作によ
り直接上記クランク室へ上記吐出室内の高圧冷媒ガスが
導かれる為に、クランク室の内部圧力が急激に上昇する
。このことによりクランク室は吸入室圧力との圧力差が
一時的に過大となり、クランク室内の部品には通常運転
では加わらない無理な力が加わる場合がある。このよう
な現象は、クランク室内の部品の耐久性能を著しく低下
させ、ひいては破損に至らしめる可能性がある。従来例
ではこれを回避する為に、次に挙げる様な方策を採って
いる。 （１）第２の開閉弁の開度に制限を加え、急激にクラン
ク室の内部圧力が上昇しない様にする。 （２）第１の開閉弁とは別にクランク室と吸入室とを結
ぶバイパスを設け、急激にクランク室内部圧力が上昇し
ない様にする。

【０００４】しかしながら、上記方策（１）では、速や
かに吐出容量を変化させるという機能が損なわれる。一
方、上記方策（２）では、吸入圧力の制御範囲を狭める
という不都合な点がある。それ故、本発明の課題は、安
全でクランク室内の部品を破損させる事なく、広い吸入
圧力の制御範囲を持つ容量可変型斜板式圧縮機を提供す
ることにある。本発明はまた、吐出容量変化の応答性が
速い容量可変型斜板式圧縮機を提供しようとするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、、クラ
ンク室を形成するケーシングと、吐出室及び吸入室が形
成され、上記ケーシングの一開口端を閉塞するシリンダ
ヘッドと、上記ケーシングに回転可能に支持された主軸
と、上記クランク室に配置され、上記主軸の回転により
回転する斜板と、該斜板の傾斜面に配設され、該斜板の
回転に応じて揺動する揺動板と、上記主軸の回転を上記
斜板に伝達するとともに上記斜板を上記主軸に対して傾
斜角可変に支持するヒンジ機構と、上記主軸の径方向外
側で上記ケーシング内に形成された複数のシリンダと、
該複数のシリンダのそれぞれに往復動可能に配置されて
、上記揺動板に連結されたピストンと、上記クランク室
と上記吸入室とを連通する第１の連通路と、該第１の連
通路を介した連通を制御する制御装置とを含み、該制御
装置は上記吸入室の圧力又は上記クランク室の圧力を感
知して上記第１の連通路を開閉する第１の開閉弁と、該
第１の開閉弁に荷重を与えて上記第１の開閉弁の開閉動
作点を変位させる動作点制御手段とを有し、上記クラン
ク室と上記吐出室とを連通する第２の連通路と、該第２
の連通路を介した連通を制御する第２の開閉弁を有して
いる容量可変型斜板式圧縮機において、上記第２の連通
路途中にあって上記第２の開閉弁と上記吐出室との間に
中間室を設け、該中間室と吐出室との連通路中にオリフ
ィスを設けた事を特徴とする容量可変型斜板式圧縮機が
得られる。

【０００６】

【作用】本発明の容量可変型斜板式圧縮機において、吐
出容量を速やかに小容量側に変化させようとする場合、
上記第１の開閉弁は、定常動作中の中途開度の状態から
閉じる方向に動作し、上記第２の開閉弁は全閉状態から
全開になるように動作する。このことにより、上記中間
室内に満たされた吐出ガスと同等の圧力の冷媒ガスがク
ランク室へ瞬時に流入するので、クランク室内部圧力が
急激に上昇して斜板角度変化をもたらし、速い応答時間
にて吐出容量が減少する。しかし、中間室の容積は限ら
れており、この容積分の高圧冷媒ガスがクランク室内に
流入してしまって中間室圧力とクランク室圧力がおよそ
同一となった時点以降では、中間室と吐出室間に設けら
れたオリフィスにより、中間室への高圧冷媒ガスの流入
量が規制される。それ故、必要以上にクランク室内圧力
を急激に上昇させる事が無く、第２の開閉弁の開動作時
に吸入室とクランク室間に生ずる差圧を必要最小限に抑
える事ができ、クランク室内部部品に対し通常では生じ
ない急激な圧力上昇が加わることは無い。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例による容量可変
型斜板式圧縮機の断面図である。図１を参照して、ケー
シング１は、略筒状であり、その一端部には、シリンダ
ブロック２が一体に設けられている。シリンダブロック
２には、ラジアル方向で一定間隔に複数のシリンダ３（
１個のみ図示）が形成されている。ケーシング１の他端
は、フロントエンドプレート４により閉塞されている。 これにより、ケーシング１内のシリンダブロック２とフ
ロントエンドプレート４の間の部分にクランク室５が構
成されている。主軸１０は、フロントエンドプレート４
を貫通してケーシング１内に挿通され、その一端部をシ
リンダブロック２の中心部に備えられたニードルベアリ
ング１１によって回転可能に支持され、他端部をフロン
トエンドプレート４の中心部に装着されたニードルベア
リング１２によって回転可能に支持されている。

【０００８】クランク室５内にはロータ１３が配置され
、主軸１０に取り付けられている。このロータ１３には
ヒンジ機構１４を介して斜板１５が取り付けられている
。これにより、斜板１５は、主軸１０に対する角度を変
化させることができるようになっている。斜板１５の内
壁面の一部は、主軸１０に当接しており、主軸１０の軸
線方向に沿って傾斜するようになっている。斜板１５に
はベアリング２０を介して揺動板２１が装着されている
。この揺動板２１には球連接によって複数のピストンロ
ッド２２が連結されている。ピストンロッド２２は、シ
リンダ３内に配置されたピストン２３に球連結されてい
る。クランク室５内において、ケーシング１には主軸１
０と平行にガイド棒２４が固定されており、このガイド
棒２４は揺動板２１の一端部によって挾持され、これに
よって揺動板２１の一端部はガイド棒２４に対して主軸
方向に揺動可能となっている。ケーシング１の一端面に
は弁板２５を介してシリンダヘッド３０が装着されてい
る。

【０００９】シリンダヘッド３０には吸入室３１、吐出
室３２及び中間室３６が形成されている。吸入室３１は
吸入ポート（図示せず）に連結されている。吐出室３２
は吐出ポート（図示せず）に連結されている。弁板２５
には吸入孔２５ａ及び吐出孔２５ｂが形成され、吸入室
３１及び吐出室３２はそれぞれ吸入孔２５ａ及び吐出孔
２５ｂを介してシリンダ３に連通している。中間室３６
と吐出室３２の間には、オリフィス３５が装着され、こ
れにはオリフィス孔３５ａが形成され、中間室３６はオ
リフィス孔３５ａを介し吐出室３２に連通している。シ
リンダヘッド３０における中間室３６内に電磁弁４５（
第２の開閉弁）が装着されている。電磁弁４５には第１
の孔４５ａ及び第２の孔４５ｂが設けられ、弁体４６に
よって仕切られている。孔４５ａは中間室３６に通じ、
孔４５ｂは、シリンダヘッド３０に形成された通路４３
に通じている。電磁弁４５には、吸引子４９と可動鉄心
４８との間にスプリング５１が介在している。これによ
り、電磁ソレノイド５０に電圧が印加されない場合は、
スプリング５１の力により可動鉄心４８はロッド４７を
介して弁体４６を押圧し、孔４５ａと４５ｂの間は閉じ
ている。一方、電磁ソレノイド５０に電圧が印加された
場合は、可動鉄心４８が吸引子４９に吸引され、弁体４
６も引っ張り上げられ、孔４５ａと４５ｂの間は連通す
る。通路４３は、弁板２５に設けられた連通孔２５ｃを
通してシリンダブロック２に形成された連通路４０に連
通する。連通路４０は主軸１０に設けられた連通孔４１
を通してクランク室５に連通する。このようにして、連
通孔４１、連通路４０、通路４３、中間室３６及びオリ
フィス３５でクランク室５と吐出室３２とを結ぶ第２の
連通路が構成される。中間室３６は、弁体４６が開のと
きはクランク室５に通じ、閉のときは遮断される。

【００１０】シリンダヘッド３０の中心部には、制御弁
５２（第１の開閉弁）が備えられている。制御弁５２は
ソレノイドケーシング５６に弁部ケーシング５７が取り
付けられ、両者の間にはダイヤフラム５８が挾まれ固定
されている。ソレノイドケーシング５６内には電磁ソレ
ノイド５３が配され、その中心軸方向に沿って外側から
順次吸引子５４、スプリング５９、可動鉄心５５が配さ
れる。一方、弁部ケーシング５７には、その中心軸方向
に沿って、弁体６０、スプリング６１が配される。また
、可動鉄心５５と弁体６０はそれぞれダイヤフラム５８
を挾み込む様にダイヤフラム５８の両面に接している。 弁部ケーシング５７には、連通孔５７ａと連通孔５７ｂ
が設けられ、連通孔５７ａは通路４３に通ずることでク
ランク室５に連通する。連通孔５７ｂは通路４４を通し
て吸入室３１に連通しているので、弁体６０の側面即ち
、ダイヤフラム５８の内側空間５７ｄは、吸入室３１内
の圧力にほぼ等しい。尚、ダイヤフラム５８の外側空間
５６ａは大気圧となっており一定であるので、ダイヤフ
ラム５８は吸入室３１内の圧力を感知して吸入室３１内
の圧力が一定となる様弁体６０の開度が自動調整される
。因みに、吸入室３１の圧力が高くなった時、弁体６０
は外側方向へ動き易く、即ち開度が大きくなり易くなる
。尚、吸入室圧力動作点は、スプリング５９及びスプリ
ング６１のバネ力、及び可動鉄心５５の吸引子５４への
吸引力により決定される。そして、吸引力は電磁ソレノ
イド５３の印加電圧に応じて変化するので、吸入室圧力
動作点は、電磁ソレノイド５３の印加電圧の大小により
変化させる事ができる。

【００１１】以上の様に本発明による容量可変型斜板式
圧縮機では、クランク室５と吸入室３１との間を結ぶ通
路４１→４０→４３→４４による第１の連通路の途中に
制御弁５２を設けている。制御弁５２は、吸入室圧力を
感知しながら、これを一定圧力に制御すべくクランク室
５から吸入室３１へ流れる冷媒ガス量を調節し、クラン
ク室内圧力を調節することで斜板角度を調節して吐出容
量を変化させる。しかも、電磁ソレノイド５３に印加す
る電圧を変化させる事により、吸入圧力制御の動作点を
変化させる事ができる。因みに、クランク室圧力を高く
する事で、吐出容量を減少し、電磁ソレノイド５３への
印加電圧を大きくする事で吸入圧力動作点を低くする。 また、電磁ソレノイド５３への印加電圧を急激に小さく
し、或いは０とし、速かに吐出容量を減少させる場合は
、この応答性を良くする為に、電磁弁４５を開ける。 すなわち、電磁弁４５を開とすることで中間室３６の一
定量の高圧冷媒ガスを瞬時に第２の連通路を通してクラ
ンク室５内に導入してクランク室内圧力を速かに上昇さ
せ、斜板角度を変化させる。この時、中間室圧力がクラ
ンク室圧力と略等しくなったところで、高圧冷媒ガスの
中間室３６への導入量は、オリフィス３５により規制さ
れるので、必要以上に急激にクランク室内圧力を上昇さ
せる事はない。なお、本実施例では、第１、第２の連通
路は、連通孔４１、連通路４０及び通路４３を共用でき
るようにしている。

【００１２】図２は、本発明の第２の実施例による容量
可変型斜板式圧縮機の断面図である。　　本実施例の容
量可変型斜板式圧縮機は、シリンダヘッド３０及びシリ
ンダブロック２の一部を除き、第１の実施例と同じ構成
である。図２を参照して、本実施例の場合、シリンダヘ
ッド３０に制御弁７０が主軸１０に直角に備えられてい
る。制御弁７０は連通孔７０ｃを備え、この連通孔７０
ｃを介して空間７０ａと吸入室３１が連通しベローズ７
５により空間７０ａの圧力、即ち略吸入室圧力を検知し
ている。ベローズ７５に連動して動く弁体７６によって
、クランク室５からシリンダブロック２に設けられた連
通路８１、シリンダヘッド３０に設けられた連通路８２
、制御弁７０に設けられた連通孔７０ｂ、空間７０ａ、
連通孔７０ｃを通して吸入室３１に流れる冷媒ガスの流
量を調節し、吸入圧力を制御する。本実施例においても
第１の実施例の制御弁５２と同様に電磁ソレノイド７１
に印加される電圧に応じて吸入圧力制御の動作点を変化
させることができる。また、本実施例では、連通路８１
、連通路８２、連通孔７０ｂ、空間７０ａ及び連通孔７
０ｃで第１の連通路を構成している。因みに本実施例で
は印加電圧を高くした時吸入圧力制御動作点が上がる。 ７３は駆動ロッド、７２は復帰用のスプリング、７４は
駆動ロッド７３の案内部である。

【００１３】一方、制御弁７０は、弁体７８も備えてい
る。弁体７８は中間室３６と連通孔７０ｄ、シリンダヘ
ッド３０からシリンダブロック２に至る通路８３、連通
路４０、連通孔４１を介してクランク室５に連通する第
２の連通路を仕切っている。弁体７８は通常、容量制御
運転中即ち、弁体７６が開いている時は、スプリング７
９のバネ力により閉じておりクランク室５と中間室３６
との間を遮断している。しかし、電磁ソレノイド７１の
印加電圧が急激に増加したときなどのように、過渡的に
弁体７６が閉じたときこの弁体７６と一体のロッド７７
により弁体７８が開き、クランク室５と中間室３６とが
連通する。即ち、クランク室圧力を瞬時に上昇させたい
場合には、電磁ソレノイド７１の印加電圧を急激に増加
させると、弁体７８は開き、中間室３６の高圧冷媒ガス
が急速にクランク室５へ導入され、速かに吐出容量が減
少する。この場合にも第１の実施例と同様に吐出室３２
と中間室３６との間にオリフィス３５を設けてあるので
、必要以上に急激にクランク室内圧力を上昇させる事は
ない。

【００１４】

【発明の効果】本発明による容量可変型斜板式圧縮機は
、吐出室からクランク室に通ずる第２の連通路の途中に
開閉弁を備え、この開閉弁と吐出室との間には中間室を
、中間室と吐出室との間にはオリフィスをそれぞれ設け
てある。そして、この開閉弁を開ける事で応答性の良い
吐出容量の減少が可能であり、しかも必要以上にクラン
ク室圧力を急激に上昇させる事がないのでクランク室内
の部品を損傷するおそれが無い。また、従来の様にクラ
ンク室圧力が過上昇する事が無いので、クランク室と吸
入室とを結ぶバイパス通路を設ける必要もないので、吸
入圧力制御範囲を広くとる事ができる。更に、本発明で
は、吐出室とクランク室とを連通させる開閉弁口径を従
来よりも大きなものとしても、クランク室圧力が過上昇
する事が無いので、開閉弁口径を大きくする事で、吐出
容量減少の応答性を更に速いものとする事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による容量可変型斜板式
圧縮機の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例による容量可変型斜板式
圧縮機の断面図である。

【符号の説明】

３５　　　　オリフィス ３６　　　　中間室 ４０　　　　連通路 ４１　　　　連通孔 ４３　　　　通路 ４５　　　　電磁弁 ４６　　　　弁体 ５０　　　　電磁ソレノイド ５２　　　　制御弁 ５３　　　　電磁ソレノイド ５８　　　　ダイヤフラム ７０　　　　制御弁 ７５　　　　ベローズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　クランク室を形成するケーシングと、
   吐出室及び吸入室が形成され、上記ケーシングの一開口
   端を閉塞するシリンダヘッドと、上記ケーシングに回転
   可能に支持された主軸と、上記クランク室に配置され、
   上記主軸の回転により回転する斜板と、該斜板の傾斜面
   に配設され、該斜板の回転に応じて揺動する揺動板と、
   上記主軸の回転を上記斜板に伝達するとともに上記斜板
   を上記主軸に対して傾斜角可変に支持するヒンジ機構と
   、上記主軸の径方向外側で上記ケーシング内に形成され
   た複数のシリンダと、該複数のシリンダのそれぞれに往
   復動可能に配置されて、上記揺動板に連結されたピスト
   ンと、上記クランク室と上記吸入室とを連通する第１の
   連通路と、該第１の連通路を介した連通を制御する制御
   装置とを含み、該制御装置は上記吸入室の圧力又は上記
   クランク室の圧力を感知して上記第１の連通路を開閉す
   る第１の開閉弁と、該第１の開閉弁に荷重を与えて上記
   第１の開閉弁の開閉動作点を変位させる動作点制御手段
   とを有し、上記クランク室と上記吐出室とを連通する第
   ２の連通路と、該第２の連通路を介した連通を制御する
   第２の開閉弁を有している容量可変型斜板式圧縮機にお
   いて、上記第２の連通路途中であって上記第２の開閉弁
   と上記吐出室との間に中間室を設け、該中間室と上記吐
   出室との連通路中にオリフィスを設けた事を特徴とする
   容量可変型斜板式圧縮機。