JP4392638B2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、斜板の傾斜角度の変化に応じてピストンのストローク量が変わり、吐出容量が変化する可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の可変容量型斜板式圧縮機の最大吐出容量状態を示す縦断面図である。
【０００３】
可変容量型斜板式圧縮機は、複数のシリンダボア１０６が形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の中心部に回転可能に支持されたシャフト１０５と、シャフト１０５に摺動かつ傾斜可能に装着された斜板１１０と、斜板１１０を収容するクランク室１０８と、斜板１１０の両端面１１０ａ，１１０ｂ上を相対的に回転する一対のシュー１５０を介して斜板１１０に連結され、斜板１１０の回転につれてシリンダボア１０６内を直線往復運動するピストン１０７と、シリンダボア１０６内の圧縮室１０６ａから吐出された冷媒ガスを収容する吐出室１１２と、吐出室１１２の冷媒ガスをクランク室１０８に導くガス導入通路１５７と、ガス導入通路１５７の途中に設けられ、熱負荷の変化に応じてガス導入通路１５７の断面積を調節する圧力制御弁１８１とを備える。
【０００４】
クランク室１０８の圧力が変化すると、その圧力変化に応じて斜板１１０の傾斜角度が変わり、ピストン１０７のストローク量が変化する。その結果、吐出容量が変化する。
【０００５】
圧力制御弁１８１を介してクランク室１０８へ導入される吐出室１２からの高圧の冷媒ガス中はオイルが含まれ、このオイルがシュー１５０と斜板１１０の両端面１１０ａ，１１０ｂとの摺動部にガス導入通路１５７の出口側開口１５７ａから噴出され、摺動部の潤滑が行なわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この圧縮機は以下の理由によって潤滑不良になり易く、摺動部が焼き付きを起こしたり、摩耗したりするおそれがあり、十分な耐久性を確保することは難しかった。
【０００７】
図９はシューの潤滑を説明する図である。
【０００８】
従来の圧縮機のガス導入通路１５７は１つだけであるので、斜板１１０の１回転中に斜板１１０とシュー１５０と摺動部にオイルを十分に供給することは難しい。
【０００９】
また、図９に示すように出口側開口１５７ａから冷媒ガスが吐出される領域Ａ（斜線部分）が斜板１１０の一端面１１０ａ上のシュー摺動領域Ｂから外れてしまい、シュー１５０と斜板１１０との摺動部にオイルを効果的に供給することができない。
【００１０】
更に、ガス導入通路１５７は所定の断面積を必要とし、口径が比較的大きいため、冷媒ガスの噴出時（供給時）の初速度が低くなり、斜板１１０の全周に亘ってオイルをシュー摺動領域に行き渡らせることは難しい。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はシューと斜板との摺動部に十分なオイルを供給できるようにして可変容量型斜板式圧縮機の耐久性を向上させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの中心部に回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、前記斜板の両端面上を相対的に回転する一対のシューを介して前記斜板に連結され、前記斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンと、前記シリンダボア内の圧縮室から吐出された冷媒ガスを収容する吐出室と、前記吐出室の冷媒ガスを前記クランク室に導くガス導入通路と、前記ガス導入通路の途中に設けられ、熱負荷の変化に応じて前記ガス導入通路の断面積を調節する圧力制御弁とを備え、前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、前記ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、前記圧力制御弁の下流の冷媒ガスを前記クランク室へ導くガス導入補助通路を少なくとも１つ備え、前記ガス導入通路の出口側開口と前記ガス導入補助通路の出口側開口とを前記斜板の一端面上の前記シューの摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドする斜め孔としたことを特徴とする。
【００１３】
ガス導入通路の斜め孔及びガス導入補助通路の斜め孔にガイドされて流出した冷媒ガスはそれぞれ斜板の一端面上のシューの摺動領域に供給される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記斜め孔は前記シリンダブロックから最も遠いシューの回転方向前側に向けて冷媒ガスをガイドすることを特徴とする。
【００１５】
斜め孔にガイドされて流出した冷媒ガスはそれぞれシリンダブロックから一番遠いシューの回転方向前側に供給される。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記ガス導入通路の出口側開口と前記ガス導入補助通路の出口側開口とに前記斜板の一端面上の前記シューの摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドするガイド手段が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
ガス導入通路の出口側開口及びガス導入補助通路の出口側開口から流出した冷媒ガスはそれぞれガイド手段にガイドされて斜板の一端面上のシューの摺動領域に供給される。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機において、前記ガイド手段は前記シリンダブロックから最も遠いシューの回転方向前側に向けて冷媒ガスをガイドするものであることを特徴とする。
【００１９】
ガス導入通路の出口側開口及びガス導入補助通路の出口側開口から流出した冷媒ガスはガイド手段にガイドされてシリンダブロックから一番遠いシューの回転方向前側に供給される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図、図２はシリンダブロックをフロント側から見た端面図、図３は図２のIII−III矢視断面図、図４はシリンダブロックをリヤ側から見た端面図である。
【００２２】
この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘッド３が、他端面にはフロントヘッド４がそれぞれ固定されている。
【００２２】
シリンダブロック１には、シャフト５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。これらのシリンダボア６内にはそれぞれピストン７が摺動可能に収容されている。
【００２３】
前記フロントヘッド４内にはクランク室８が形成され、このクランク室８内には斜板１０が収容されている。斜板１０はヒンジボール９を介してシャフト５に摺動かつ傾斜可能に装着されている。
【００２４】
斜板１０はシュー５０を介してピストン７に連結されている。シュー５０は、斜板１０の両端面１０ａ，１０ｂに対して相対回転可能に、ピストン７の支持凹部７ａ，７ｂによって支持されている。
【００２５】
前記リヤヘッド３には、吐出室１２と、この吐出室１２の周囲に位置する吸入室１３とが形成されている。
【００２６】
吐出室１２とクランク室８とはガス導入通路５７を介して連通する。ガス導入通路５７の途中にはコントロールバルブ（圧力制御弁）８１が設けられている。
【００２７】
ガス導入通路５７の一部、すなわちコントロールバルブ（圧力制御弁）８１からクランク室８までの部分は、リヤヘッド３、バルブプレート２及びシリンダブロック１に形成された一連の連通孔によって構成される。
【００２８】
シリンダブロック１のリヤ側端面には連通孔の一部を構成する溝５７ｂが形成されている。
【００２９】
また、シリンダブロック１には溝５７ｂからクランク室８へ延びる通路（ガス導入補助通路）５７ｃが形成されている。
【００３０】
ガス導入通路５７の出口側開口５７ａには、斜板１０の一端面１０ａ上のシュー５０の摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドする斜め孔６０ａが形成されている。
【００３１】
通路５７ｃの出口側開口５７ｄには、斜板１０の一端面１０ａ上のシュー５０の摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドする斜め孔６０ｂが形成されている。
【００３２】
斜め孔６０ａ，６０ｂはシリンダブロック１から最も遠いシュー５０の回転方向前側に冷媒ガスをガイドするようにシャフト５に対して斜めかつシャフト５から離れるように形成されている。
【００３３】
熱負荷が大きいとき、コントロールバルブ８１のソレノイド（図示せず）への通電により通路５７の断面積が小さくなり、熱負荷が小さいとき、ソレノイドへの通電停止により通路５７の断面積が大きくなる。
【００３４】
吸入室１３とクランク室８とはシリンダブロック１に設けられた通路５８を介して連通する。
【００３５】
バルブプレート２には、シリンダボア６と吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、シリンダボア６と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。
【００３６】
吐出ポート１６は吐出弁１７により開閉され、吐出弁１７はバルブプレート２のリヤヘッド側端面に弁押さえ１８とともにボルト１９により固定されている。
【００３７】
また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２とシリンダブロック１との間に配設されている。
【００３８】
シャフト５のリヤ側端部はラジアル軸受２４及びスラスト軸受２５によって回転可能に支持され、シャフト５のフロント側端部はラジアル軸受２６によって回転可能に支持されている。
【００３９】
シャフト５のフロント側にはスラストフランジ４０が固定されている。このスラストフランジ４０はスラスト軸受３３を介してフロントヘッド４の内壁面に支持されている。
【００４０】
また、シャフト５には、斜板１０を支持するヒンジボール９が摺動可能に装着されている。
【００４１】
スラストフランジ４０と斜板１０とは後述するリンク機構４１を介して連結され、リンク機構４１を介してシャフト５の回転がスラストフランジ４０から斜板１０へと伝達される。
【００４２】
リンク機構４１は、スラストフランジ４０に設けられた突起部４５と、突起部４５に設けられた直線的なガイド溝４６と、斜板１０のブラケット１０ｃに設けられたピン１０ｄとで構成されている。
【００４３】
ガイド溝４６の長手軸はスラストフランジ４０とスラスト軸受３３とが接触する面４０ａに対して所定角度傾いている。球状部１０ｄはガイド溝４６に摺動可能に嵌合されている。
【００４４】
次に、この可変容量型斜板式圧縮機の作動を説明する。
【００４５】
図５はシューの潤滑を説明する図である。
【００４６】
車載エンジンの回転動力がシャフト５に伝達されると、シャフト５の回転力はスラストフランジ４０、ヒンジ機構４１を経て斜板１０に伝達され、斜板１０が回転する。
【００４７】
斜板１０の回転によりシュー５０が斜板１０の端面１０ａ，１０ｂ上を相対回転するので、斜板１０からの回転力はピストン７の直線往復運動に変換される。
【００４８】
ピストン７はシリンダボア６内を往復運動し、その結果シリンダボア６内の圧縮室６ａの容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、斜板１０の傾斜角度に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。
【００４９】
吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室１３からシリンダボア６内の圧縮室６ａへ低圧の冷媒が吸入され、吐出時、吐出弁１７が開き、圧縮室６ａから吐出室１２へ高圧の冷媒ガスが吐出される。
【００５０】
熱負荷が小さくなると、コントロールバルブ８１のソレノイドへの通電が停止されてガス導入通路５７の断面積が大きくなる。
【００５１】
そのため、ガス導入通路５７及び通路５７ｃを介して吐出室１２からクランク室８へ高圧の冷媒ガスが流入し、クランク室８の圧力が高くなる。
【００５２】
そして、圧縮工程中のピストン７のボトム面にかかる力は大きくなり、ピストン７のボトム面にかかる力の総和はピストンのトップ面にかかる力の総和を上回る結果、斜板１０の傾斜角度が小さくなる。
【００５３】
これに対し、熱負荷が大きくなったとき、コントロールバルブ８１のソレノイドへの通電によりガス導入通路５７の断面積が小さくなる。
【００５４】
そのため、吐出室１２からクランク室８への高圧の冷媒ガスの流入が抑制され、クランク室８の圧力が低くなる。
【００５５】
そして、圧縮工程中のピストン７のボトム面にかかる力は小さくなり、ピストン７のボトム面にかかる力の総和はピストンのトップ面にかかる力の総和を下回る結果、斜板１０の傾斜角度が大きくなる。
【００５６】
斜板１０の１回転中に、ガス導入通路５７の斜め孔６０ａ及び通路５７ｃの斜め孔６０ｂを介して吐出室１２からクランク室８へ流出した高圧の冷媒ガスが領域Ａ（図５の斜線で示された領域）に供給される。この領域Ａは斜板１０の一端面１０ａ上のシュー５０の摺動領域Ｂに含まれる。
【００５７】
この実施形態の可変容量型斜板式圧縮機によれば、斜板１０の１回転中に斜板の全周に亘って冷媒ガスに含まれるオイルがシュー５０と斜板１０との摺動面に供給されるので、シュー５０と斜板１０との摺動面の潤滑性が飛躍的に向上し、オイル不足による焼き付きを防止できるとともに、摩耗を低減することができ、耐久性が向上する。
【００５８】
図６はガイド手段の変形例を示す部分断面図である。
【００５９】
この変形例は、ガス導入通路５７の出口側開口５７ａにガイド手段として孔６０ａを形成するのではなく、ガス導入通路５７の出口側開口５７ａの近傍であってシリンダブロック１のフロント側端面にシリンダブロック１から最も遠いシュー５０の回転方向前側に冷媒ガスをガイドする傾斜板７０を設けた点で、上記実施形態と異なる。
【００６０】
傾斜板７０はシャフト５（図１参照）に対して斜めかつシャフト５から次第に離れるように設けられている。
【００６１】
この変形例によれば上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６２】
図７はガイド手段の他の変形例を示す部分断面図である。
【００６３】
この変形例は、ガス導入通路５７の出口側開口５７ａにガイド手段として孔６０ａを形成するのではなく、ガス導入通路５７の出口側開口５７ａにシリンダブロック１から最も遠いシュー５０の回転方向前側に冷媒ガスをガイドするパイプ８０を設けた点で、上記実施形態と異なる。
【００６４】
パイプ８０の一端８０ａは出口側開口５７ａに挿入され、他端８０ｂはシャフト５（図１参照）に対して斜めかつシャフト５から次第に離れるように折り曲げられている。
【００６５】
この変形例によれば上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
なお、上記実施形態では通路５７ｃを１つ形成した場合で説明したが、通路５７ｃは１つに限るものではなく、２つ以上であってもよい。
【００６７】
また、傾斜板７０やパイプ８０はガス導入通路５７の出口側開口５７ａに設けられたが、これに限るものではなく、通路５７ｃの出口側開口５７ｄに設けてもよい。
【００６８】
更に、上記各実施形態では１つの圧縮機に対して斜め孔６０ａ，６０ｂだけを形成したり傾斜板７０やパイプ８０だけを設けたりする場合を説明したが、例えば従来からあるガス導入通路の出口側開口に傾斜板やパイプを設け、通路の出口側開口に斜め孔を形成する等のように、斜め孔、傾斜板７０及びパイプを任意に組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【００６９】
以上説明したように請求項１又は３に記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、斜板の１回転中に斜板の全周に亘って冷媒ガスに含まれるオイルがシューと斜板との摺動面に供給され、確実な潤滑を行なうことができ、オイル不足による焼き付きを防止できるとともに、摩耗を低減することができ、耐久性が向上する。
【００７１】
請求項２又は４に記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、斜板の一端面上のシュー摺動領域からオイルの供給が外れず、シューと斜板との摺動部にオイルを効果的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２はシリンダブロックをフロント側から見た端面図である。
【図３】図３は図２のII−II矢視断面図である。
【図４】図４はシリンダブロックをリヤ側から見た端面図である。
【図５】図５はシューの潤滑を説明する図である。
【図６】図６はガイド手段の変形例を示す部分断面図である。
【図７】図７はガイド手段の他の変形例を示す部分断面図である。
【図８】図８は従来の可変容量型斜板式圧縮機の最大吐出容量状態を示す縦断面図である。
【図９】図９はシューの潤滑を説明する図である。
【符号の説明】
１ シリンダブロック
５ シャフト
６ シリンダボア
６ａ 圧縮室
７ ピストン
８ クランク室
１０ 斜板
１２ 吐出室
５０ シュー
５７ ガス導入通路
５７ａ 出口側開口
６０ 斜め孔
８１ コントロールバルブ（圧力調整弁）
７０ 傾斜板（ガイド手段）
８０ パイプ（ガイド手段）

Claims (4)

1. 複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの中心部に回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、前記斜板の両端面上を相対的に回転する一対のシューを介して前記斜板に連結され、前記斜板の回転につれてシリンダボア内を直線往復運動するピストンと、前記シリンダボア内の圧縮室から吐出された冷媒ガスを収容する吐出室と、前記吐出室の冷媒ガスを前記クランク室に導くガス導入通路と、前記ガス導入通路の途中に設けられ、熱負荷の変化に応じて前記ガス導入通路の断面積を調節する圧力制御弁とを備え、前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、前記ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、前記圧力制御弁の下流の冷媒ガスを前記クランク室へ導くガス導入補助通路を少なくとも１つ備え、前記ガス導入通路の出口側開口と前記ガス導入補助通路の出口側開口とを前記斜板の一端面上の前記シューの摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドする斜め孔としたことを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
2. 前記斜め孔は前記シリンダブロックから最も遠いシューの回転方向前側に向けて冷媒ガスをガイドすることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
3. 前記ガス導入通路の出口側開口と前記ガス導入補助通路の出口側開口とに前記斜板の一端面上の前記シューの摺動領域に向けて冷媒ガスをガイドするガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型斜板式圧縮機。
4. 前記ガイド手段は前記シリンダブロックから最も遠いシューの回転方向前側に向けて冷媒ガスをガイドするものであることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型斜板式圧縮機。

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