(57)【要約】【課題】ピストンストロークを増加方向に変化させる場合には緩やかに増大させ、ピストンストロークを減少方向に変化させる場合には速やか減少させることができる可変容量型圧縮機を提供する。【解決手段】駆動軸７と、この駆動軸７の回転に同期して回転する斜板２０と、斜板２０の回転に伴いシリンダボア１５内を往復摺動するピストン１６と、ピストン１６の往復摺動によりシリンダボア１５に選択的に連通する吸入室３３および吐出室３４と、クランク室６と吸入室３３とを連通する逃し通路３８と、吐出室３４とクランク室６とを連通する供給通路３９とを備え、逃し通路３８及び供給通路３９を介してクランク室６の圧力を変化させ、この圧力変化で駆動軸７と垂直な面に対する斜板２０の傾斜角度を変化させて吐出容量を可変するように構成されている可変容量型圧縮機において、斜板２０の傾斜角度の増加方向の変化を減少方向の変化よりも緩慢にする傾動変化制御手段を設ける。【選択図】        図１
2004211570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、
前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、
前記斜板の回転に伴い前記シリンダボア内を往復摺動するピストンと、
前記ピストンの往復摺動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室および吐出室と、
前記クランク室と前記吸入室とを連通する逃し通路と、
前記吐出室と前記クランク室とを連通する供給通路とを備え、
前記逃し通路及び前記供給通路を介して前記クランク室の圧力を変化させ、この圧力変化により前記駆動軸と垂直な面に対する前記斜板の傾斜角度を変化させると共に前記ピストンのストローク量を変化させて吐出容量を可変させるように構成された可変容量型圧縮機において、
前記斜板の傾斜角度の増加方向の変化を減少方向の変化よりも緩慢にする傾動変化制御手段を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機。
【請求項２】
前記斜板は前記駆動軸上を軸方向に移動することで前記傾斜角度が可変するものであり、前記傾動変化制御手段は前記駆動軸上を変位するスリーブと、このスリーブとの間にダンパ室を画成し、前記スリーブの変位により前記ダンパ室の容積を変化させるスリーブ受け部とを有して構成されるものである請求項１記載の可変容量型圧縮機。
【請求項３】
前記スリーブと前記スリーブ受け部との間には、前記ダンパ室の容積を大きくする方向へ該スリーブを付勢する付勢部材が内蔵されている請求項２記載の可変容量型圧縮機。
【請求項４】
前記スリーブと前記スリーブ受け部との摺接部分には弾性部材が介在されることを特徴とする請求項２又は３記載の可変容量型圧縮機。
【請求項５】
前記ダンパ室は、前記スリーブ及び前記スリーブ受け部の少なくとも一方に形成された小穴を介して内外が連通していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置などに用いられる可変容量型圧縮機に関し、特に、斜板の傾斜角度をクランク室の圧力を変化させることで変化させ、これによりピストンのストローク量を変化させて吐出容量を可変させるように構成された可変容量型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮機においては、斜板の傾斜角度（駆動軸と垂直な面に対する斜板の角度）を小さくしてピストンストロークを小さくしている状態から斜板の傾斜角度が大きくなり、ピストンストロークが増大する場合に、ピストンストロークが増大し過ぎてオーバーシュートする現象が確認されている。このような現象は、吐出容量が一時的に大きくなるので、駆動トルクが必要以上に増大し、不快なトルク変動の要因になっている。
このため、従来においては、駆動軸の動力を斜板に伝達するリンク機構の嵌合部にダンパー室を設け、このような急激なストローク変化を緩慢にさせる構成が考えられている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０８２９９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成によれば、加速時や登坂時など、斜板の傾斜角度を速やかに小さくしてピストンストロークを減少させたい場合にも、リンク機構のダンパー室によって急速な斜板の変化が妨げられるので、速やかにピストンストロークを減少させることができない欠点がある。
【０００５】
そこで、この発明においては、ピストンストロークを増加方向に変化させる場合には緩やかに増大させ、ピストンストロークを減少方向に変化させる場合には速やか減少させることができる可変容量型圧縮機を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明にかかる可変容量型圧縮機は、クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴い前記シリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ピストンの往復摺動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室および吐出室と、前記クランク室と前記吸入室とを連通する逃し通路と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する供給通路とを備え、前記逃し通路及び前記供給通路を介して前記クランク室の圧力を変化させ、この圧力変化により前記駆動軸と垂直な面に対する前記斜板の傾斜角度を変化させると共に前記ピストンのストローク量を変化させて吐出容量を可変させるように構成された可変容量型圧縮機において、前記斜板の傾斜角度の増加方向の変化を減少方向の変化よりも緩慢にする傾動変化制御手段を設けたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
したがって、斜板の傾斜角度が増加方向に変化する場合には、傾斜角度の変化が緩慢になるので、ピストンストロークが急速に増大してオーバーシュートする不都合がなくなる。これに対して、斜板の傾斜角度が減少方向に変化する場合には、傾斜角度の変化は速やかに行われるので、ピストンストロークを素早くデストロークさせることが可能となる。
【０００８】
たとえば、斜板が駆動軸上を軸方向に移動することで傾斜角度が変化する構成にあっては、傾動変化制御手段を、駆動軸上を変位するスリーブと、このスリーブとの間にダンパ室を画成し、スリーブの変位によりダンパ室の容積を変化させるスリーブ受け部とを有して構成するとよい（請求項２）。
【０００９】
ここで、スリーブとスリーブ受け部との間には、ダンパ室の容積を大きくする方向へ該スリーブを付勢する付勢部材を内蔵し、ダンパ機能を高めるようにしてもよい（請求項３）。また、スリーブとスリーブ受け部との摺接部分に弾性部材を介在させることでスリーブとスリーブ受け部との間に抵抗をつけるようにしても、さらには、スリーブ及びスリーブ受け部の少なくとも一方に小穴を形成し、内外を連通させるようにしてもよい（請求項４，５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１乃至図３において、圧縮機の一例としてクラッチレスの可変容量型斜板式圧縮機が示されている。この圧縮機は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１のリア側（図中、右側）にバルブプレート２を介して組み付けられたリアヘッド３と、シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド４とを有して構成されている。これらフロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、締結ボルト５により軸方向に締結されており、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００１１】
フロントヘッド４とシリンダブロック１とによって画設されるクランク室６には、一端がフロントヘッド４から突出する駆動軸７が収容されている。この駆動軸７のフロントヘッド４から突出した部分には、ボルト８によって軸方向に取り付けられた中継部材９が固定されており、この中継部材９にフロントヘッド４の端部に回転自在に外嵌され、且つ、車両のエンジンにベルトを介して連結される駆動プーリ１０がネジ止めなどの手段によって固定されている。また、この駆動軸７の一端側は、フロントヘッド４との間に設けられたシール部材１１を介してフロントヘッド４との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受１２にて回転自在に支持されており、駆動軸７の他端側は、シリンダブロック１に収容されたラジアル軸受１３にて回転自在に支持されている。
【００１２】
シリンダブロック１には、前記ラジアル軸受１３が収容される支持孔１４と、この支持孔１４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１５とが形成されており、それぞれのシリンダボア１５には、片頭ピストン１６が往復摺動可能に挿入されている。この片頭ピストン１６は、シリンダボア１５内に挿入される頭部１６ａと、クランク室に突出する係合部１６ｂとを軸方向に接合して中空に形成されている。
【００１３】
前記駆動軸７には、クランク室６内において、該駆動軸７と一体に回転するスラストフランジ１７が固定されている。このスラストフランジ１７は、フロントヘッド４に対してスラスト軸受１８を介して回転自在に支持されており、このスラストフランジ１７には、リンク部材１９を介して斜板２０が連結されている。
【００１４】
斜板２０は、駆動軸７上に摺動自在に設けられたヒンジボール２１を中心に傾動可能に取り付けられているもので、リンク部材１９を介してスラストフランジ１７の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２０は、その周縁部分が前後に設けられた一対のシュー２２を介して片頭ピストン１６の係合部１６ｂに係留されている。
【００１５】
したがって、駆動軸７が回転すると、これに伴って斜板２０が回転し、この斜板２０の回転運動がシュー２２を介して片頭ピストン１６の往復直線運動に変換され、シリンダボア内において片頭ピストン１６とバルブプレート２との間に形成される圧縮室２３の容積が変更されるようになっている。
【００１６】
ところで、スラストフランジ１７には、図４にも示されるように、駆動軸７の周囲に斜板側へ向けて延設されたスリーブ受け部１７ａが形成されている。このスリーブ受け部１７ａは、駆動軸７との間に斜板側に開放された環状の空間が形成されるよう筒状に形成されている。また、スリーブ受け部１７ａとヒンジボール２１との間には、駆動軸上を摺動するスリーブ２６が外嵌されている。このスリーブ２６は、駆動軸７との間にスラストフランジ側に開放された環状の空間が形成されるよう筒状に形成されており、ヒンジボール２１と接離可能に設けられている。また、スリーブ２６は、スリーブ受け部１７ａに対して摺接可能に嵌入されており、スリーブ受け部１７ａとの間に該スリーブ２６の変位により容積が変化するダンパ室２７を画成している。
【００１７】
このダンパ室２７は、ヒンジボール２１が最もスラストフランジ１７から離れ、スリーブ２６がヒンジボール２１に当接している状態で最も容積が大きくなり（図４（ａ）参照）、ヒンジボール２１が最もスラストフランジ１７に近づいた状態で最も容積が小さくなる（図４（ｂ）参照）。
【００１８】
そして、ダンパ室２７には、駆動軸７の周囲においてスリーブ２６とスリーブ受け部１７ａとの間に弾装されたスプリング２８が収容されており、前記スリーブ２６は、このスプリング２８によってダンパ室２７の容積を大きくする方向へ付勢されている。また、スリーブ受け部１７ａには、一端がダンパ室２７に連通し他端がクランク室６に連通してダンパ室２７とクランク室６との間の流体の流出入に絞りをかけるオリフィス孔３０が形成されており、スリーブの移動速度がこのオリフィス孔３０の径によって調節されている。
【００１９】
前記バルブプレート２には、それぞれのシリンダボア１５に対応して吸入孔３１と吐出孔３２とが形成され、また、リアヘッド３には、圧縮室２３に供給する作動流体を収容する吸入室３３と、圧縮室２３から吐出した作動流体を収容する吐出室３４とが画設されている。吸入室３３は、リアヘッド３の中央部分に形成されており、蒸発器の出口側に通じる図示しない吸入口に連通すると共にバルブプレート２の吸入孔３１を介して圧縮室２３に連通可能となっている。また、吐出室３４は、吸入室３３の周囲に連続的に形成されており、図示しない凝縮器の入口側に通じる吐出口３５に連通すると共にバルブプレート２の吐出孔３２を介して圧縮室２３に連通可能となっている。ここで、吸入孔３１は、バルブプレート２のフロント側端面に設けられた吸入弁３６によって開閉され、吐出孔３２は、バルブプレート２のリア側端面に設けられた吐出弁３７によって開閉されるようになっている。
【００２０】
この圧縮機の吐出容量は、ピストン１６のストロークによって決定され、このストロークは、駆動軸７と垂直な面に対する斜板２０の傾斜角度によって決定される。即ち、ピストン１６の前面にかかる圧力、即ち圧縮室２３の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストン１６の背面にかかる圧力、即ちクランク室６内の圧力（クランク室圧Ｐｃ）との差圧、及び、ピストンストロークを小さくする方向にスリーブを付勢するスプリング２８の付勢力とがバランスするところで斜板の傾きが決定され、これによりピストンストロークが決定されるようになっている。
【００２１】
より具体的には、クランク室６の圧力が高くなれば、圧縮室２３とクランク室６との差圧が小さくなるので、ヒンジボール２１がスラストフランジ１７から遠ざかる方向に移動し、斜板２０の傾斜角度（駆動軸７に垂直となる面に対する斜板２０の角度）が小さくなり、その結果、ピストン１６のストローク量が小さくなって吐出容量が小さくなる。逆に、クランク室６の圧力が低くなれば、圧縮室２３とクランク室６との差圧が大きくなるので、スリーブ２６からの付勢力に抗してヒンジボール２１がスラストフランジ側へ移動し、斜板２０の傾斜角度が増大してピストン１６のストローク量が大きくなり、吐出容量が大きくなる。
【００２２】
そして、本構成例においては、シリンダブロック１及びバルブプレート２に形成され、一端がラジアル軸受１３などの隙間を介してクランク室６へ通じる支持孔１４に連通し他端が吸入室３３に連通する逃し通路３８と、シリンダブロック１、バルブプレート２、及びリアヘッド３に亘って吐出室３４とクランク室６とを連通する供給通路３９とを設け、逃し通路３８を介してクランク室６から吸入室３３へ流出する冷媒流量を一定とし、供給通路３９を介して吐出室３４からクランク室６へ流入する冷媒流量を制御弁４０によって可変させてクランク室６の圧力を変化させるようにしている。
【００２３】
制御弁４０は、リアヘッド３に形成された装着孔４１に挿着され、供給通路３９の開度を外部からの供給電流を調節することで、圧縮機の吸入圧力Ｐｓを目標値とするようクランク室の圧力（供給通路３９を介して吐出室３４からクランク室６へ流入する圧力と逃し通路３８を介してクランク室６から吸入室３３へ流出する圧力とがバランスする圧力）を制御すると共に、車両の加速時や登坂時などにおいて、電流の供給を遮断（ｏｆｆ）して、供給通路３９を全開にし、クランク室圧を急速に高めて吐出容量を強制的に最小容量にカットオフする制御などを行う。
【００２４】
以上の構成において、圧縮機が最小吐出容量状態で運転している場合には、図１に示されるように、斜板２０の傾斜角度は小さくなり、スリーブ２６は、図４（ａ）にも示されるように、スプリング２８の付勢力によってスラストフランジ１５から遠ざかる位置に移動し、ヒンジボール２１に当接した状態にある。この状態においては、ダンパ室２７の容積は拡大し、スプリング２８は最も伸長した状態となる。
【００２５】
この状態から、クランク室６の圧力を低下させてピストンストロークを大きくし、図２に示されるようにピストンストロークを最大にしようとすると、斜板２０の傾斜角度が大きくなると共にヒンジボール２１がスプリング２８の付勢力に抗して駆動軸上をスラストフランジに向って移動しようとする。この際、ダンパ室２７は、オリフィス孔３０を介してのみ内外が連通され、ダンパ室内の冷媒は少量づつしかクランク室６へ流出されないので、スリーブ２６は、スプリング２８に抗して移動しようとしても急激に変位することはなく、図４（ｂ）に示される位置へゆっくり変位することとなる。このため、斜板２０の傾斜角度が増加方向に変化する場合には、傾斜角度の変化が緩慢となり、ピストンストロークが急速に増大してオーバーシュートする不都合を回避することが可能となる。
【００２６】
そして、このようなピストンストロークの大きい状態で制御弁４０への通電をＯＦＦにし、クランク室圧を急速に上昇させると、図３に示されるように、斜板の傾斜角度（駆動軸に垂直となる面に対する斜板の角度）は急速に大きくなり、その結果、ピストンストロークが小さくなって吐出容量が小さくなる。この際、ダンパ室は、オリフィス孔３０を介してのみクランク室６から冷媒が流入されるので、スリーブ２６がスプリング２８によって付勢されていてもダンパ室２７の容積は急速に増加することはなく、ゆっくり変化することとなる。このため、ヒンジボール２１は、図４（ｃ）にも示されるように、スリーブ２６から離れて斜板２０と共に駆動軸上をスラストフランジ１７から遠ざかる方向へ移動し、スリーブ２６は、ヒンジボール２１の動きに遅れてゆっくりと変位し、後からヒンジボール２１に当接されることとなる。
【００２７】
したがって、斜板２０の傾斜角度が減少方向に変化する場合には、傾斜角度を速やかに変化させることができるので、ピストンストロークを素早くデストロークさせることが可能となる。
【００２８】
尚、上述の構成においては、スリーブ２６と、このスリーブ２６との間にダンパ室２７を画成するスリーブ受け部１７ａと、ダンパ室２７の容積を増大する方向へスリーブ２６を付勢するスプリング２８とによって斜板の傾動変化を制御する手段を構成したが、斜板の傾動変化を緩慢にする手段としては、図５に示されるように、スリーブ受け部１７ａとスリーブ２６との摺接部分にＯ−リングなどの弾性部材４２を介在させ、スリーブ受け部１７ａとスリーブ２６との間に抵抗を付けてスリーブ２６の変位を緩慢させるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、可変容量圧縮機において、斜板の傾斜角度の増加方向の変化を減少方向の変化よりも緩慢にしたので、ピストンストロークを増加方向に変化させる場合には、緩やかに増大させることが可能となり、オーバーシュートを回避することが可能となる。また、ピストンストロークを減少方向に変化させる場合には、速やかに変化させることができるので、加速時や登坂時において急速にデストロークさせて圧縮機の駆動トルクを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図であり、最小吐出容量状態を示す断面図である。
【図２】図２は、本願発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図であり、最大吐出容量状態へ移行した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、本願発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図であり、最大吐出容量状から最小吐出容量状態へ急速に移行させたカットオフ直後の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、斜板の傾動変化を制御する手段であるスリーブとスリーブ受け部との関係を示す図であり、図４（ａ）は図１で示す最小吐出容量状態を、図４（ｂ）は図２で示す最大吐出容量状態を、図４（ｃ）は図３で示すカットオフ直後の状態をそれぞれ示す。
【図５】図５は、斜板の傾動変化を制御する手段の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
６  クランク室
７  駆動軸
１５  シリンダボア
１６  ピストン
１７ａ  スリーブ受け部
２０  斜板
２６  スリーブ
２７  ダンパ室
２８  スプリング
３０  オリフィス孔
３３  吸入室
３４  吐出室
３８  逃し通路
３９  供給通路
４２  弾性部材
【図１】
2004211570.tif 000003
【図２】
2004211570.tif 000004
【図３】
2004211570.tif 000005
【図４】
2004211570.tif 000006
【図５】
2004211570.tif 000007