(57)【要約】【課題】斜板の最小傾角を零としても、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作が困難にならない容量可変斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダボアが形成されたシリンダブロックと、シリンダボアに挿入されたピストンと、クランク室を形成するフロントハウジングと、吸入室と吐出室とを形成するシリンダヘッドと、吸入弁と、吐出弁と、クランク室内で延在しフロントハウジングとシリンダブロックとにより回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に固定されたローターと、リンク機構を介してローターに連結されると共に傾角可変に且つ摺動可能に駆動軸に支持された斜板と、斜板の回転を往復動に変換してピストンに伝達する動力伝達機構と、斜板の傾角を最小値から強制的に増加させる傾角強制増加手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、シリンダボアに挿入されたピストンと、シリンダブロックの一方の端面に取り付けられクランク室を形成するフロントハウジングと、弁板を介してシリンダブロックの他方の端面に取り付けられ吸入室と吐出室とを形成するシリンダヘッドと、弁板とシリンダブロックとの間に介挿された吸入弁と、吐出室内で弁板に取り付けられた吐出弁と、クランク室内で延在しフロントハウジングとシリンダブロックとにより回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に固定されたローターと、リンク機構を介してローターに連結されると共に傾角可変に且つ摺動可能に駆動軸に支持された斜板と、斜板の回転を往復動に変換してピストンに伝達する動力伝達機構と、斜板の傾角を最小値から強制的に増加させる傾角強制増加手段とを備えることを特徴とする容量可変斜板式圧縮機。
【請求項２】
傾角強制増加手段は、駆動軸に固定されたストッパーと、ストッパーと斜板との間に介挿された磁歪素子又は圧電素子と、磁歪素子又は圧電素子の作動を制御する制御装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項３】
磁歪素子又は圧電素子は、駆動軸を間に挟んでリンク機構と反対側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項４】
磁歪素子は正磁歪素子であり、容量可変斜板式圧縮機は車載空気調和装置の冷媒圧縮機であり、制御装置は、車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に正磁歪素子又は圧電素子を作動させることを特徴とする請求項２又は３に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項５】
磁歪素子は負磁歪素子であり、負磁歪素子が作動していない状態での斜板の最小傾角は、傾角強制増加手段を備えない容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項６】
容量可変斜板式圧縮機は車載空気調和装置の冷媒圧縮機であり、制御装置は、空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に負磁歪素子の作動を停止させることを特徴とする請求項５に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項７】
制御装置は容量可変斜板式圧縮機に内蔵されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【請求項８】
制御装置は容量可変斜板式圧縮機外に配設されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の容量可変斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量可変斜板式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、シリンダボアに挿入されたピストンと、シリンダブロックの一方の端面に取り付けられクランク室を形成するフロントハウジングと、弁板を介してシリンダブロックの他方の端面に取り付けられ吸入室と吐出室とを形成するシリンダヘッドと、弁板とシリンダブロックとの間に介挿された吸入弁と、吐出室内で弁板に取り付けられた吐出弁と、クランク室内で延在しフロントハウジングとシリンダブロックとにより回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に固定されたローターと、リンク機構を介してローターに連結されると共に傾角可変に且つ摺動可能に駆動軸に支持された斜板と、斜板の回転を往復動に変換してピストンに伝達する動力伝達機構とを備える容量可変斜板式圧縮機が、特許文献１に開示されている。
特許文献１の圧縮機を含めて、容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角は、クランク室の内圧制御による斜板傾角増加制御開始時の、最小傾角状態からの斜板の傾角増加開始動作が困難になるのを回避するために、零には設定されていない。
【０００３】
【特許文献１】特公平２−６１６２７号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
容量可変斜板式圧縮機を車載空気調和装置の冷媒圧縮機として使用する場合、駆動軸は一般にベルトを介して車両エンジンに直結され、車両エンジン作動中は車両エンジンにより常時回転駆動される。空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦされ、空気調和装置が作動を停止している時は、斜板傾角は最小値まで減少している。しかし、斜板の最小傾角は零ではないので、車両エンジン作動中は、常時回転する駆動軸に連動して常時回転する斜板が、ピストンを常時往復駆動し、シリンダボア内の冷媒を常時圧縮して車載空気調和装置の冷却回路へ吐出する。空気調和装置の作動停止時には、冷却回路のエバポレータ付きファンは停止しており、エバポレータでの冷媒と空気との熱交換は行われないので、エバポレータが過冷却となって最悪の場合着霜し、空気調和装置の正常作動を妨げる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、斜板の最小傾角を零としても、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作が困難にならない容量可変斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、シリンダボアに挿入されたピストンと、シリンダブロックの一方の端面に取り付けられクランク室を形成するフロントハウジングと、弁板を介してシリンダブロックの他方の端面に取り付けられ吸入室と吐出室とを形成するシリンダヘッドと、弁板とシリンダブロックとの間に介挿された吸入弁と、吐出室内で弁板に取り付けられた吐出弁と、クランク室内で延在しフロントハウジングとシリンダブロックとにより回転可能に支持された駆動軸と、駆動軸に固定されたローターと、リンク機構を介してローターに連結されると共に傾角可変に且つ摺動可能に駆動軸に支持された斜板と、斜板の回転を往復動に変換してピストンに伝達する動力伝達機構と、斜板の傾角を最小値から強制的に増加させる傾角強制増加手段とを備えることを特徴とする容量可変斜板式圧縮機を提供する。
本発明に係る斜板式圧縮機においては、傾角強制増加手段が斜板の傾角を最小値から強制的に増加させるので、斜板の最小傾角を零に設定しても、クランク室の内圧制御による斜板傾角増加制御開始時の、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難にならない。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、傾角強制増加手段は、駆動軸に固定されたストッパーと、ストッパーと斜板との間に介挿された磁歪素子又は圧電素子と、磁歪素子又は圧電素子の作動を制御する制御装置とを有する。
磁歪素子に磁界を印加して磁歪素子を伸長変形させ、或いは印加した磁界を解除して収縮変形した磁歪素子を原形状まで伸長復元させ、又は圧電素子に電圧を印加して圧電素子を伸長変形させて、斜板を押圧することにより、斜板の傾角を最小値から強制的に増加させることができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、磁歪素子又は圧電素子は、駆動軸を間に挟んでリンク機構と反対側に配設されている。
斜板がリンク機構を回動中心として回動することにより、斜板の傾角が変動する。磁歪素子又は圧電素子を、駆動軸を間に挟んでリンク機構と反対側に配設すれば、磁歪素子又は圧電素子から斜板の回動中心までの距離が長くなるので、僅かな押圧力で斜板の傾角を最小値から強制的に増加させることができる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、磁歪素子は正磁歪素子であり、容量可変斜板式圧縮機は車載空気調和装置の冷媒圧縮機であり、制御装置は、車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に正磁歪素子又は圧電素子を作動させる。
正磁歪素子に磁界を印加して伸長変形させ、又は圧電素子に電圧を印加して伸長変形させることにより、斜板に押圧力を印加することができる。空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に正磁歪素子又は圧電素子を作動させると、空気調和装置の作動開始と同時に、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作の困難性を除去できる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、磁歪素子は負磁歪素子であり、負磁歪素子が作動していない状態での斜板の最小傾角は、傾角強制増加手段を備えない容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上に設定されている。
印加した磁界を解除して収縮変形した負磁歪素子を原形状まで伸長復元させることにより、斜板に押圧力を印加することができる。負磁歪素子が原形状まで伸長復元した時点での斜板の傾角が、傾角強制増加手段を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上であれば、クランク室の内圧制御による斜板傾角増加制御開始時の、前記伸長復元時点での斜板傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難ではない。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、容量可変斜板式圧縮機は車載空気調和装置の冷媒圧縮機であり、制御装置は、空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に負磁歪素子の作動を停止させる。
印加した磁界を解除して収縮変形した負磁歪素子を原形状まで伸長復元させることにより、斜板に押圧力を印加する場合、空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に磁歪素子の作動を停止させると、空気調和装置の作動開始と同時に、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作の困難性を除去できる。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、制御装置は容量可変斜板式圧縮機に内蔵されている。
制御装置を容量可変斜板式圧縮機に内蔵することにより、容量可変斜板式圧縮機が配設される車両エンジンルームのスペースにゆとりができる。
本発明の好ましい態様においては、制御装置は容量可変斜板式圧縮機外に配設されている。
制御装置を容量可変斜板式圧縮機外に配設することにより、容量可変斜板式圧縮機が小型化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例に係る容量可変斜板式圧縮機を、図１に基づいて説明する。
容量可変斜板式圧縮機Ａは、複数のシリンダボア１ａが形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の一方の端面に取り付けられクランク室２を形成するフロントハウジング３と、ガスケット４と弁板５とを介してシリンダブロック１の他方の端面に取り付けられ、吸入室６と吐出室７とを形成するシリンダヘッド８とを備えている。弁板５とガスケット４との間に吸入弁９が介挿されており、吐出室７内で弁板５に吐出弁１０が取り付けられている。
【００１３】
容量可変斜板式圧縮機Ａは更に、クランク室２内でシリンダボア１ａの延在方向に平行に延在しフロントハウジング３とシリンダブロック１とにより回転可能に支持された駆動軸１１を備えている。駆動軸１１の一端はフロントハウジング３を貫通してフロントハウジング３外へ延びている。
クランク室２内に配設されたローター１２が、駆動軸１１に固定されている。ピン１３ａを有するリンク機構１３を介してローター１２に連結された斜板１４が、傾角可変に且つ摺動可能に駆動軸１１により支持されている。
ローター１２と斜板１４との間にバネ１５が配設されている。
【００１４】
斜板１４の周縁部に、斜板１４を挟んで一対のシュー１６が摺動可能に当接している。複数対のシュー１６が、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。各一対のシュー１６は、それぞれピストン１７のシュー保持部１７ａにより摺動可能に保持されている。各ピストン１７の頭部１７ｂは対応するシリンダボア１ａに往復摺動可能に挿入されている。
【００１５】
シリンダブロック１に近接して駆動軸１１にストッパー１８が固定されている。斜板１４のボス部に、ストッパー１８に対峙して、電磁コイル１９と正磁歪素子２０とが固定されている。ストッパー１８と電磁コイル１９と正磁歪素子２０とは、駆動軸１１を間に挟んでリンク機構１３と反対側に配設されている。相対回転する電極間で通電する図示しない回転電極から延びる図示しない導線が駆動軸１１内を通って電磁コイル１９に接続している。電磁コイル１９の作動を制御する図示しない制御装置が、容量可変斜板式圧縮機Ａに内蔵され、或いは斜板式圧縮機Ａ外に配設されている。
駆動軸１１に直交する平面と斜板１４の端面との成す角、すなわち斜板傾角θの最小値は零に設定されている。斜板傾角θが零の状態は、電磁コイル１９に電流が印加されていない時に実現される。斜板傾角θが零の時、バネ１５の弾性力の下に、斜板１４は図１の右方向へ移動しており、正磁歪素子２０がストッパー１８に当接している。
容量可変斜板式圧縮機Ａは、車載空気調和装置の冷媒圧縮機であり、車両に搭載されている。駆動軸１１は図示しないベルトを介して図示しない車両エンジンに直結されている。
【００１６】
容量可変斜板式圧縮機Ａにおいては、車両エンジンの始動と同時に図示しない制御装置による電磁コイル１９の作動制御が開始される。車両エンジン作動中は、当該エンジンにより駆動軸１１が常時回転駆動される。駆動軸１１の回転に伴ってローター１２が回転し、リンク機構１３を介してローター１２に連結された斜板１４が回転する。斜板１４の回転に伴ってシュー１６が斜板１４の周縁上を摺動しつつ駆動軸１１の延在方向に往復運動し、シュー保持部１７ａによりシュー１６を保持するピストン１７が駆動軸１１の延在方向に往復運動し、ピストン１７の頭部１７ｂがシリンダボア１ａ内を駆動軸１１の延在方向に往復摺動する。
ピストン１７の往復摺動に伴い、吸入ポートを通って吸入室６へ流入した冷媒ガスが弁板５に形成された吸入穴と吸入弁９とを通ってシリンダボア１ａ内ヘ吸入され、シリンダボア１ａ内で圧縮され、弁板５に形成された吐出穴と吐出弁１０とを通って吐出室７ヘ吐出され、吐出ポートを通って車載空気調和装置の冷却回路ヘ流出する。
クランク室２の内圧が制御されることにより斜板１４の傾角が可変制御され、ピストン１７の往復動ストロークが可変制御されて、圧縮機Ａの吐出容量が可変制御される。
【００１７】
車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦされ、車載空気調和装置の作動が停止すると、シリンダボア１ａ内の平均内圧とクランク室２の内圧との差が減少し、バネ１５の付勢力の下に斜板１４がストッパー１８に接近する方向へ移動すると共に斜板傾角θが減少し、最終的に斜板傾角θが零になると共に正磁歪素子２０がストッパー１８に当接して斜板１４の移動が停止する。車両エンジンの作動中は駆動軸１１も回転し続けるが、斜板傾角θが零なので、ピストン１７は往復動せず、冷媒の圧縮、吐出は行われない。従って、車載空気調和装置のエバポレータは過冷却にならず、着霜しない。
【００１８】
車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮされると、図示しない制御装置は、車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に、電磁コイル１９に電流を印加して磁界を発生させ、正磁歪素子２０を瞬時に伸長変形させる。正磁歪素子２０は斜板１４に押圧力を印加し、斜板１４をリンク機構１３のピン１３ａ回りに回動させ、斜板傾角θを、磁歪素子を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上の所定値まで瞬時に、零から強制的に増加させる。斜板傾角θが、前記所定値まで瞬時に零から増加した後、クランク室２の内圧制御による斜板傾角θの増加制御が開始される。斜板傾角θは、磁歪素子を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上の所定値になっているので、当該所定傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難ではない。
上記説明から分かるように、容量可変斜板式圧縮機Ａにおいては、斜板１４の最小傾角は零であるが、当該最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難ではない。
正磁歪素子２０は、駆動軸１１を間に挟んでリンク機構１３と反対側に配設されており、正磁歪素子２０すなわち押圧力の着力点から斜板１４の回動中心であるピン１３ａまでの距離が長いので、僅かな押圧力で斜板１４の傾角θを零から強制的に増加させることができる。
車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に正磁歪素子２０が作動するので、車載空気調和装置の作動開始と同時に、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作の困難性が除去される。
ストッパー１８は駆動軸１１に固定され、正磁歪素子２０はローター１２とリンク機構１３とを介して駆動軸１１と同期回転する斜板１４に固定されているので、ストッパー１８と正磁歪素子２０とは相対回転しない。従って、両者が当接しても両者は摩耗しない。
電磁コイル１９の作動を制御する図示しない制御装置を、容量可変斜板式圧縮機Ａに内蔵することにより、容量可変斜板式圧縮機Ａが配設される車両エンジンルームのスペースにゆとりができる。前記制御装置を、斜板式圧縮機Ａ外に配設することにより、容量可変斜板式圧縮機Ａが小型化される。
【００１９】
本発明の第２実施例に係る容量可変斜板式圧縮機を、図２に基づいて説明する。容量可変斜板式圧縮機Ｂは、正磁歪素子２０に代えて負磁歪素子３０を備えている。容量可変斜板式圧縮機Ｂにおいては、斜板傾角θが零の状態は、電磁コイル１９に電流が印加され、負磁歪素子３０に磁界が印加されて負磁歪素子３０が収縮変形した時に、実現される。電磁コイル１９に電流が印加されておらず、負磁歪素子３０が作動しておらず、ひいては収縮変形していない状態での斜板１４の最小傾角θｔは、負磁歪素子３０を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上に設定されている。上記を除き、容量可変斜板式圧縮機Ｂの構成は、容量可変斜板式圧縮機Ａの構成と同一である。
【００２０】
容量可変斜板式圧縮機Ｂにおいては、車両エンジンの始動と同時に図示しない制御装置による電磁コイル１９の作動制御が開始される。車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦされ、車載空気調和装置の作動が停止すると、図示しない制御装置は、車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＦＦと同時に、電磁コイル１９に電流を印加して磁界を発生させ、負磁歪素子３０を収縮変形させる。シリンダボア１ａ内の平均内圧とクランク室２の内圧との差が減少し、バネ１５の付勢力の下に斜板１４がストッパー１８に接近する方向へ移動すると共に斜板傾角θが減少し、最終的に斜板傾角θが零になると共に収縮した負磁歪素子３０がストッパー１８に当接して斜板１４の移動が停止する。車両エンジンの作動中は駆動軸１１も回転し続けるが、斜板傾角θが零なので、ピストン１７は往復動せず、冷媒の圧縮、吐出は行われない。従って、車載空気調和装置のエバポレータは過冷却にならず、着霜しない。
【００２１】
車載空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮされると、図示しない制御装置は、車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に、電磁コイル１９への通電を停止して負磁歪素子３０に印加した磁界を解除し、収縮変形した負磁歪素子３０を原形状まで瞬時に伸長復元させる。負磁歪素子３０は斜板１４に押圧力を印加し、斜板１４をリンク機構１３のピン１３ａ回りに回動させ、斜板傾角θを、負磁歪素子３０を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上の所定傾角θｔまで瞬時に、零から強制的に増加させる。斜板傾角θが、前記所定傾角θｔまで瞬時に零から増加した後、クランク室２の内圧制御による斜板傾角θの増加制御が開始される。斜板傾角θは、負磁歪素子３０を備えない従来の容量可変斜板式圧縮機の斜板の最小傾角と同等以上の所定傾角θｔになっているので、当該所定傾角θｔからの斜板の傾角増加開始動作は困難ではない。上記説明から分かるように、容量可変斜板式圧縮機Ｂにおいては、斜板１４の最小傾角は零であるが、当該最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難ではない。
空気調和装置の車両側ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮと同時に負磁歪素子３０の作動が停止するので、空気調和装置の作動開始と同時に、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作の困難性が除去される。
【００２２】
上記実施例において、ストッパー１８に電磁コイル１９と磁歪素子２０、３０とを固定しても良い。斜板１４の移動に伴う電磁コイル１９の移動がなくなるので、電磁コイル１９に接続する導線が短縮される。
第１実施例において、電磁コイル１９と正磁歪素子２０とを圧電素子に代え、当該圧電素子に電圧を印加して伸長変形させても良い。
上記実施例において、電磁コイル１９、磁歪素子２０、３０を、駆動軸１１を取り巻く円環状に形成し、或いは駆動軸１１を半分取り巻く半円環状に形成しても良い。
上記実施例において、ストッパー１８を廃止し、斜板１４の傾角θが零になる時に、磁歪素子２０、３０がシリンダブロック１の端面に当接するように構成しても良い。この場合には、磁歪素子２０、３０の端面に、耐摩耗材を固定するのが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る斜板式圧縮機においては、傾角強制増加手段が斜板の傾角を最小値から強制的に増加させるので、斜板の最小傾角を零に設定しても、最小傾角からの斜板の傾角増加開始動作は困難にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る容量可変斜板式圧縮機の部分側断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る容量可変斜板式圧縮機の部分側断面図である。
【符号の説明】
１ａ  シリンダボア
１  シリンダブロック
２  クランク室
３  フロントハウジング
５  弁板
８  シリンダヘッド
１１  駆動軸
１２  ローター
１３  リンク機構
１４  斜板
１７  ピストン
１８  ストッパー
１９  電磁コイル
２０  正磁歪素子
３０  負磁歪素子
【図１】
2004197690.tif 000003
【図２】
2004197690.tif 000004