JPH1193832A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

可変容量圧縮機

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JPH1193832A
JPH1193832A JP9260345A JP26034597A JPH1193832A JP H1193832 A JPH1193832 A JP H1193832A JP 9260345 A JP9260345 A JP 9260345A JP 26034597 A JP26034597 A JP 26034597A JP H1193832 A JPH1193832 A JP H1193832A
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chamber
communication passage
crank chamber
variable displacement
swash plate
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JP9260345A
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Yukihiko Taguchi
幸彦 田口
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Sanden Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量圧縮機において、主軸近傍のベアリ
ング及び摺動部の潤滑を十分に行う。 【解決手段】 可変容量圧縮機はクランク室３と吸入室
１３との圧力差に応じて斜板５の傾斜角を変化させてピ
ストンストロークを変化させて吐出容量を制御する。第
１の連通路１８によってクランク室と吸入室とが連通さ
れており、この第１の連通路には第１のオリフィス１９
が配置されている。第２の連通路２０によって吐出室１
４とクランク室とが連通されており、圧力制御弁２１に
よって第２の連通路が開閉制御されてクランク室の圧力
が調整される。そして、第３の連通路２２によって第２
の連通路がバスパスされて吐出室とクランク室とが連通
され、第３の連通路には第２のオリフィス２３が配置さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車空調装置等に
用いられる可変容量圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用空調装置においては、
可変容量圧縮機が用いられており、この種の可変容量圧
縮機として、例えば、特公平４−７４５４９号公報に記
載された可変容量圧縮機（以下従来の可変容量圧縮機と
呼ぶ）が知られている。
【０００３】従来の可変容量圧縮機は、所謂揺動板式可
変容量圧縮機であり、圧縮機ケーシングに形成されたク
ランク室には、ロータが配置され、このロータには主軸
が取り付けられている。そして、ロータにはヒンジ機構
を介して斜板が取り付けられている。主軸は斜板を貫通
しており、斜板にはスリーブが取り付けられ主軸を内装
している。スリーブの外周面と斜板の内壁面との間には
空間が形成され、斜板はヒンジ機構によって主軸に対す
る傾斜角が変化可能となっている。
【０００４】斜板にはベアリングを介して揺動板が配置
されており、この揺動板には球連結によって複数のピス
トンロッドが連結されている。圧縮機ケーシングには、
主軸を取り囲むようにして、複数のシリンダーが所定の
間隔をおいて形成されており、ピストンロッドは、シリ
ンダー内に配置されたピストンに球連結されている。ク
ランク室内において、圧縮機ケーシングには主軸と平行
にガイド棒が支持されており、このガイド棒は揺動板の
一端部に挾持され、これによって、揺動板の一端部はガ
イド棒に対して主軸方向に揺動可能となっている。
【０００５】主軸の回転によって、ロータの回転が斜板
に伝えられ、これによって、揺動板が所謂揺動運動を行
って、ピストンが往復運動し、圧縮動作が行われる。前
述のように、斜板はヒンジ機構によって主軸に対する傾
斜角が変化可能となっているから、斜板傾斜角を制御す
ることによってピストンストロークが変化し、これによ
って、圧縮容量を変化させることができる。
【０００６】上述の可変容量圧縮機では、吸入圧力が所
定の値になるように、吐出室からクランク室に至る給気
通路を開閉制御する開閉弁が備えられており、さらに、
給気通路からクランク室に流入した吐出ガスを吸入室に
常時逃がす通路が備えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した揺動板式可変
容量圧縮機においては、例えば、吸入圧力が開閉弁の設
定値より高い場合には、開閉弁は閉じた状態にあり、吐
出室内のガスがクランク室内に全く供給されず、一方、
ガス圧縮によって生じたブローバイガスは逃がし通路を
経て吸入室に流れるため、クランク室と吸入室との圧力
差が極めて小さく、その結果、揺動板式可変容量圧縮機
は最大容量で運転されることになる。
【０００８】上述のような場合には、クランク室内部の
機構部品の潤滑はクランク室内部のオイルに依存するこ
とになるが、クランク室内部に停留しているオイルは圧
縮機主軸／斜板の回転遠心力によってクランク室内壁面
に飛ばされ、圧縮機主軸近傍のベアリングや摺動部の潤
滑が不十分となって、圧縮機運転条件やオイル停留量に
よっては摩耗や破損が発生するという問題点がある。
【０００９】本発明の目的は主軸近傍のベアリング及び
摺動部の潤滑を十分に行うことのできる可変容量圧縮機
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機が最大
容量状態であっても、吐出室内のガスをクランク室に常
時流し、ガス流に含まれるオイルによりクランク室中心
部を潤滑するようにしたもので、本発明によれば、クラ
ンク室、吐出室、及び吸入室が形成された圧縮機ハウジ
ングと、前記クランク室に配置され主軸に対する傾斜角
が可変の斜板とを有し、前記主軸の回転に応じて前記斜
板を回転させてピストンを往復運動させており、前記ク
ランク室と前記吸入室との圧力差に応じて前記斜板の傾
斜角を変化させてピストンストロークを変化させて吐出
容量を制御するようにした可変容量圧縮機において、前
記クランク室と前記吸入室とを連通する第１の連通路
と、該第１の連通路に配置された開度固定の第１のオリ
フィスと、前記吐出室と前記クランク室とを連通する第
２の連通路と、該第２の連通路を開閉制御して前記クラ
ンク室の圧力を調整する圧力制御弁と、前記第２の連通
路をバスパスして前記吐出室と前記クランク室とを連通
する第３の連通路と、該第３の連通路に配置された開度
固定の第２のオリフィスとを有することを特徴とする可
変容量圧縮機が得られる。
【００１１】本発明による可変容量圧縮機では、第３の
連通路に配置された第２のオリフィスを介して吐出室と
クランク室とが常時連通する構造となっており、最大容
量で運転されていても、常時吐出室内のガスがクランク
室に流入し、圧縮機主軸近傍のベアリングや摺動部に噴
射され、ガス流に含まれるオイルによって潤滑される。
また、第３の連通路を、主軸の軸封装置を経由してクラ
ンク室に至るように形成すれば、軸封装置へのオイル供
給が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
【００１３】図１を参照して、圧縮機ケーシング１には
その中央部に貫通孔が形成され、この貫通孔には主軸２
が挿通されている。主軸２は圧縮機ケーシング１にベア
リング１ａ及び１ｂによって回転可能に支持されてい
る。
【００１４】圧縮機ケーシング１にはクランク室３が形
成されており、このクランク室３にはロータ４が配設さ
れ、ロータ４には主軸２が取り付けられている。ロータ
４にはヒンジ機構４１を介して斜板５が取り付けられ、
主軸２は斜板５を貫通しており、斜板５の内壁面（斜板
と主軸との接触面）は主軸２に当接して斜板５は主軸に
対して摺動可能となっている。そして、斜板５はヒンジ
機構４１によって主軸２に対する傾斜角が変化可能とな
っている。
【００１５】斜板５にはベアリング５１を介して揺動板
６が配置されており、この揺動板６には球連結によって
複数のピストンロッド７が連結されている。圧縮機ケー
シング１には、主軸２を取り囲むようにして、複数のシ
リンダー８が所定の間隔（角度間隔）をおいて形成され
ており、各ピストンロッド７は、シリンダー８内に配置
されたピストン９に球連結されている。
【００１６】クランク室３内において、圧縮機ケーシン
グ１には主軸２と平行にガイド棒１０が支持されてお
り、このガイド棒１０は揺動板６の一端部に挾持され、
これによって、揺動板６の一端部はガイド棒１０に対し
て主軸方向に揺動可能となっている。
【００１７】圧縮機ケーシング１の図中右端面には弁板
１１とシリンダーヘッド１２が配置され、圧縮機ケーシ
ング１の右側開口端が閉塞される（圧縮機ケーシング１
とシリンダーヘッド１２とによって圧縮機ハウジングが
構成される）。シリンダーヘッド１２には吸入室１３及
び吐出室１４が形成されている。吸入室１３は吸入ポー
ト１３ａに連結されており、また、吐出室１４は吐出ポ
ート（図示せず）に連結されている。弁板１１には吸入
孔１１ａ及び吐出孔１１ｂが形成され、吸入室１３及び
吐出室１４はそれぞれ吸入孔１１ａ及び吐出孔１１ｂを
介してシリンダー８に連通している。
【００１８】弁板１１の中央部には、吸入弁、吐出弁
（いずれも図示せず）及びバルブリテーナー１５がボル
ト１６及びナット１７によって共締めされ固定されてい
る。
【００１９】クランク室３から主軸２とベアリング１ｂ
の隙間を経て吸入室１３に至る第１の連通路１８には第
１のオリフィス１９が配置され、クランク室３から吸入
室１３に流出するガス量が第１のオリフィス１９で制限
されるように構成されている。
【００２０】また、吐出室１４とクランク室３を連通す
る第２の連通路２０には圧力制御弁２１が配置され、こ
の圧力制御弁２１を開閉制御することによってクランク
室３内へ導入する吐出ガス量を調整する。
【００２１】さらに、第２の連通路２０をバイパスして
吐出室１４とクランク室３を連通する第３の連通路２２
には第２のオリフィス２３が配置されている。なお、第
２のオリフィス１３の入口側にはフィルター２４が設置
されている。
【００２２】次に、圧力制御弁２１の構造について説明
する。
【００２３】圧力制御弁２１は、連通路２０を開閉する
弁体２１１を備えており、さらに、圧力制御弁２１はベ
ローズ２１２を備えている。ベローズ２１２はその内部
が真空にされてばねが配置されており、連通路２５を介
して吸入室１３の圧力を感知する。ベローズ２１２には
伝達ロッド２１３が取り付けられており、伝達ロッド２
１３はベローズ２１２の伸縮に応じて弁体２１１を駆動
し、これによって、連通路２０が開閉される（なお、弁
体２１１はばね２１４によって閉弁方向に付勢されてい
る。また、弁体２１１の入口側にはフィルター２１５が
配置されている）。つまり、圧力制御弁２１は、ベロー
ズ２１２の感知する吸入室１３の圧力に応答して弁体２
１１を開閉制御する。圧力制御弁２１は、例えば、図２
に示す圧力制御特性を有しており、吐出圧力（Ｐｄ）が
高くなるに連れて吸入圧力（Ｐｓ）が線形的に低下す
る。例えば、吐出圧力が１５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの際、吸入
圧力は１．７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇとなる圧力制御特性を有し
ている。
【００２４】ここで、図１に示す可変容量圧縮機の動作
について説明する。
【００２５】圧縮機停止状態においては、冷凍回路内の
圧力はバランスしており、例えば、バランス圧力を６ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇとすると、圧力制御弁２１は、図２に示す
圧力制御特性よりもバランス圧力が高いため、ベローズ
２１２が縮み、弁体２１１は連通路２０を閉じることに
なる。
【００２６】上述の状態から圧縮機を起動すると、圧力
制御弁２１が閉じているため、吐出ガスは第２のオリフ
ィス２３を介してのみクランク室３に導入される。な
お、第１のオリフィス１９の開口面積は、第２のオリフ
ィス２３を介して導入される吐出ガス導入量及びピスト
ン９がガスを圧縮する際のブローバイガス量を考慮し
て、第１のオリフィス１９で圧損が生じない程度に設定
される。このため、クランク室３と吸入室１３との圧力
差が斜板５の傾斜角を変化させる圧力差まで上昇せず、
従って、斜板５の傾斜角は最大となってピストンストロ
ーク最大で圧縮機が運転されることになる。
【００２７】この状態では、第２のオリフィス２３を介
して吐出ガスが常時クランク室３に導入されているた
め、吐出ガス流に含まれるオイルによって特に揺動板６
とバランスリング２６との摺動部、ベアリング６１及び
ベアリング５１が潤滑される。
【００２８】吸入室１３の圧力が所定の値（例えば、図
２において、吸入圧力＝１．７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）に到達
すると、ベローズ２１２が伸長して、伝達ロッド２１３
が弁体２１１を押し上げ、連通路２０が開かれる。この
ため、大量の吐出ガスがクランク室３に流入する。とこ
ろが、第１のオリフィス１９によって大量のクランク室
３内のガスを逃がすことができず、このため、クランク
室３内の圧力が上昇する。つまり、クランク室３と吸入
室１３との圧力差が斜板５の傾斜角を減少させる圧力差
以上に増加して、この結果、斜板５の傾斜角が減少し
て、ピストンストロークが減少する。
【００２９】ピストンストロークの減少によって、吸入
室１３の圧力が上昇しようとすると、今度は、ベローズ
２１２が縮み、弁体２１１が閉じる方向に動作すること
になる。従って、吐出室１４からクランク室３へ吐出ガ
ス導入量が減少し、クランク室３と吸入室１３との圧力
差が減少して斜板５の傾斜角が増加する。これによっ
て、ピストンストロークが増加する。
【００３０】このようにして吸入室１３の圧力が圧力制
御弁２１の設定圧力になるように弁体２１１の開度調整
がなされ、吐出容量が制御される。
【００３１】次に、図３を参照して、本発明による可変
容量圧縮機の他の例について説明する。
【００３２】図３に示す可変容量圧縮機において、図１
に示す可変容量圧縮機と同一の構成要素については同一
の参照番号を付し、説明を省略する。図３に示されてい
るように、吐出室１４は連通路２７を介して圧縮機ケー
シング１の上部にも配置されている。第３の連通路２２
はケーシング上の吐出室１４の最下部から、フィルター
２４、第２のオリフィス２３、軸封装置２８、ベアリン
グ１ａ、及びベアリング４２を順次経由してクランク室
３に至っており、これによって、吐出ガスに含まれるオ
イルによって各部品が常時潤滑されることになる。
【００３３】上述の例では、揺動板式可変容量圧縮機を
例として説明したが、本発明は、揺動板式可変容量圧縮
機に限らず、例えば、片斜板式可変容量圧縮機について
も同様に適用できる。
【００３４】図４を参照して、図示の可変容量圧縮機は
所謂片斜板式可変容量圧縮機であり、図示の例におい
て、図１に示す可変容量圧縮機と同一の構成要素につい
ては同一の参照番号を付し、説明を省略する。この片斜
板式可変容量圧縮機では、図示のように斜板５に直接的
にピストンが取り付けられている。つまり、斜板５の両
面にはそれぞれスライディングシュー５ａが配設されて
おり、各スライディングシュー５ａはその表面が球面状
に成形されている。ピストン９の一端には把持部９ａが
形成されており、この把持部９ａによって一対のスライ
ディングシュー５ａが挟持されている。そして、この把
持部９ａはスライディングシュー５ａの表面上を摺動可
能となっている。このような構成によって、ロータ４の
回転に応じて斜板５が回転すると、斜板５の回転がピス
トン９の往復運動に変換される。そして、ピストンスト
ロークは斜板５の傾斜角に比例する。
【００３５】図４に示す可変容量圧縮機では、外部信号
によって動作する圧力制御弁が用いられている。図示の
圧力制御弁２１は、図１で関連して説明した圧力制御弁
と同様に、連通路２０を開閉する弁体２１１を備えてお
り、さらに、圧力制御弁２１はベローズ２１２を備えて
いる。ベローズ２１２はその内部が真空にされてばねが
配置されており、連通路２５を介して吸入室１３の圧力
を感知する。ベローズ２１２には伝達ロッド２１３が取
り付けられており、伝達ロッド２１３はベローズ２１２
の伸縮に応じて弁体２１１を駆動し、これによって、連
通路２０が開閉される。
【００３６】さらに、図示の圧力制御弁２１では、ベロ
ーズ２１２と対向して電磁コイル２１ａが配置され、電
磁コイル２１ａに取り巻かれるようにしてプランジャー
２１ｂが配置されている。プランジャー２１ｂは電磁コ
イル２１ａに対して摺動可能に配置され、その先端には
伝達ロッド２１ｃが固定されている。プランジャー２１
ｂにはばね２１ｄが備えられており、そして、電磁コイ
ル２１ａの電磁力とばね２１ｄの付勢力とに応じて、伝
達ロッド２１ｃは弁体２１１を閉弁方向に押圧する。
【００３７】つまり、この圧力制御弁２１は、ベローズ
２１２の感知する吸入室１３の圧力に応答して弁体２１
１を開閉制御する。そして、その圧力設定は電磁コイル
２１ａへの通電量によって変化することになる。
【００３８】なお、図４に示す可変容量圧縮機におい
て、オイルの循環は図３で説明した圧縮機と同様である
ので説明を省略する。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、圧力
制御弁が全閉でも、オリフィスによって吐出室とクラン
ク室が常時連通する構造を有しているから、吐出ガス流
に含まれるオイルによってクランク室内部が潤滑され、
ベアリングの破損や摺動部の摩耗を防止できるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可変容量圧縮機の一例を示す断面
図である。
【図２】図１に示す圧力制御弁の圧力制御特性を示す図
である。
【図３】本発明による可変容量圧縮機の他の例を示す断
面図である。
【図４】本発明による可変容量圧縮機のさらに他の例を
示す断面図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機ケーシング ２ 主軸 ３ クランク室 ４ ロータ ５ 斜板 ６ 揺動板 ７ ピストンロッド ８ シリンダー ９ ピストン １０ ガイド棒 １１ 弁板 １２ シリンダーヘッド １３ 吸入室 １４ 吐出室 １５ バルブリテーナー １６ ボルト １７ ナット １８，２０，２２ 連通路 １９，２３ オリフィス ２１ 圧力制御弁 ２４ フィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク室、吐出室、及び吸入室が形成
    された圧縮機ハウジングと、前記クランク室に配置され
    主軸に対する傾斜角が可変の斜板とを有し、前記主軸の
    回転に応じて前記斜板を回転させてピストンを往復運動
    させており、前記クランク室と前記吸入室との圧力差に
    応じて前記斜板の傾斜角を変化させてピストンストロー
    クを変化させて吐出容量を制御するようにした可変容量
    圧縮機において、前記クランク室と前記吸入室とを連通
    する第１の連通路と、該第１の連通路に配置された開度
    固定の第１のオリフィスと、前記吐出室と前記クランク
    室とを連通する第２の連通路と、該第２の連通路を開閉
    制御して前記クランク室の圧力を調整する圧力制御弁
    と、前記第２の連通路をバスパスして前記吐出室と前記
    クランク室とを連通する第３の連通路と、該第３の連通
    路に配置された開度固定の第２のオリフィスとを有する
    ことを特徴とする可変容量圧縮機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された可変容量圧縮機に
    おいて、前記主軸は前記圧縮機ハウジングにラジアルベ
    アリングを介して回転可能に支持されるとともに軸封装
    置を備えており、前記第３の連通路は、前記吐出室から
    前記第２のオリフィス、前記軸封装置、及び前記ラジア
    ルベアリングを順次経由して前記クランク室に至る経路
    であることを特徴とする可変容量圧縮機。
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