(57)【要約】【課題】低吐出容量域にあって吐出流量が急になくなるという現象を極力防止し、斜板の傾斜角度を安定して維持できる可変容量コンプレッサを提供する。【解決手段】駆動軸４に固定されたロータ１１とジャーナル１３間を連結リンク１４を介して連結し、ロータ１１を中心として連結リンク１４が回転し、この回転によってジャーナル１３の傾斜角度が斜板１５と共に可変され、斜板１５の傾斜角度に応じて各ピストン９の往復ストロークが可変される可変容量コンプレッサ１において、連結リンク１４は、ロータ１１との間が第１回転支点部１４ａで、ジャーナル１３との間が第２回転支点部１４ｂでそれぞれ連結され、第１回転支点部１４ａがジャーナル１３側に、第２回転支点部１４ｂがロータ１１側に位置するように連結された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）内に複数のシリンダボア（８）とこれに連通するクランク室（１０）とが設けられ、前記ハウジング（２）には駆動軸（４）が回転自在に設けられ、前記駆動軸（４）にロータ（１１）が固定され、前記ロータ（１１）とジャーナル（１３）を連結する連結リンク（１４）が設けられ、前記ジャーナル（１３）の回転によって傾斜角度が可変される斜板（１５）が設けられ、前記斜板（１５）の揺動によって複数の前記シリンダボア（８）内を往復移動する複数のピストン（９）が設けられ、
前記連結リンク（１４）が前記ロータ（１１）を中心として回転し、この回転によって前記斜板（１５）の傾斜角度が可変され、前記斜板（１５）の傾斜角度に応じて前記各ピストン（９）の往復ストロークが可変される可変容量コンプレッサ（１）において、
前記連結リンク（１４）は、前記ロータ（１１）に第１回転支点部（１４ａ）で、前記ジャーナル（１３）に第２回転支点部（１４ｂ）でそれぞれ連結され、前記ピストン（９）の低吐出容量域では最小容量に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなるように前記第１回転支点部（１４ａ）と前記第２回転支点部（１４ｂ）の各位置が設定されたことを特徴とする可変容量コンプレッサ（１）。
【請求項２】
請求項１記載の可変容量コンプレッサ（１）であって、
前記連結リンク（１４）は、前記ピストンのストロークＡに対する前記ピストン（９）の上死点のヘッドクリアランスＢとの比をストローク比(Ｂ／Ａ)とすると、前記ピストン（９）の低吐出容量域でのストローク比が一定又は容量低下に従い減少するように前記第１回転支点部（１４ａ）と前記第２回転支点部（１４ｂ）の各位置が設定されたことを特徴とする可変容量コンプレッサ（１）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の可変容量コンプレッサ（１）であって、
前記連結リンク（１４）は、前記第１回転支点部（１４ａ）が前記第２回転支点部（１４ｂ）よりジャーナル（１３）側に、前記第２回転支点部（１４ｂ）が前記第１回転支点部（１４ａ）より前記ロータ（１１）側に位置することを特徴とする可変容量コンプレッサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板の傾斜角によってピストンの吐出容量を可変する可変容量コンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の可変容量コンプレッサとしては、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
この可変容量コンプレッサ１００は、図５に示すように、ハウジング１０１を有する。ハウジング１０１は、シリンダブロック１０１ａと、シリンダブロック１０１ａの一端側に配置されたフロントヘッド１０１ｂと、シリンダブロック１０１ａの他端側に弁プレート１０２を介して配置されたリアヘッド１０１ｃとが組み付けされることによって主に構成されている。
【０００４】
ハウジング１０１の中心には駆動軸１０３が配置されている。駆動軸１０３の両端側は、ラジアル軸受部１０４とラジアル軸受部１０５を介してハウジング１０１に回転自在に支持されている。
【０００５】
シリンダブロック１０１ａ内には、駆動軸１０３を中心とする円周上に複数のシリンダボア１０６が形成されており、この各シリンダボア１０６内にピストン１０７がそれぞれ摺動自在に配置されている。フロントヘッド１０１ｂ内には、複数のシリンダボア１０６に連通するクランク室１０８が形成されている。このクランク室１０８には、駆動軸１０３の外周に固定されたロータ１０９と、駆動軸１０３の外周に軸方向に移動自在に配置されたスリーブ１１０と、スリーブ１１０の外周側に配置され、連結リンク１１１を介してロータ１０９に連結されたジャーナル１１２と、ジャーナル１１２の外周に固定された斜板１１３とがそれぞれ設けられている。斜板１１３の外周部に一対のシュー１１４を介して各ピストン１０７が係合されている。スリーブ１１０の両端には、第１及び第２バネＳ１，Ｓ２がそれぞれ配置され、この第１及び第２バネＳ１，Ｓ２のバネ力の均衡によって、運転停止後に斜板１１３が初期駆動位置に戻される。
【０００６】
駆動軸１０３が回転すると、ロータ１０９、斜板１１３等によって各ピストン１０７がシリンダボア１０６内を往復移動し、斜板１１３の傾斜角によって各ピストン１０７の往復ストロークが可変される。
【０００７】
リアヘッド１０１ｃ内には、吸入室１２０と吐出室１２１がそれぞれ形成されている。
【０００８】
シリンダブロック１０１ａとリアヘッド１０１ｃの間に介在された弁プレート１０２は、複数のシリンダボア１０６と吸入室１２０及び吐出室１２１との間を仕切っている。
【０００９】
上記構成において、駆動軸１０３が回転駆動されると、斜板１１３が揺動して各ピストン１０７が往復運動する。各ピストン１０７の吸入行程では、吸入室１２０から冷媒がシリンダボア１０６内に供給され、供給された冷媒がピストン１０７の圧縮行程で圧縮されて吐出室１２１に吐出される。吐出された冷媒は、冷凍サイクルを循環して冷房等に供されて再び可変容量コンプレッサ１００に戻ってくる。
【００１０】
このような可変容量コンプレッサ１００の駆動時にあって、冷凍サイクルの熱負荷が大きくなると、クランク室１０８の圧力が低圧側に調整される。すると、各ピストン１０７の背圧であるクランク室圧及び第１バネＳ１のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン１０７の前面圧及び第２バネＳ２のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板１１３とジャーナル１１２の一体部材に対し第２回転支点部１１１ｂを中心として斜板１１３の傾斜角度を大きくする方向の時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで連結リンク１１１が図５のａ矢印方向に回転する。この連結リンク１１１の回転によって斜板１１３の傾斜角度が大きくなる。斜板１１３の傾斜角度が大きくなると、各ピストン１０７の往復ストロークが大きくなり、冷媒の吐出容量が大きくなって、冷房能力等が大きくなる。
【００１１】
又、冷凍サイクルの熱負荷が小さくなると、クランク室１０８の圧力が高圧側に調整される。すると、各ピストン１０７の背圧であるクランク室圧及び第１バネＳ１のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン１０７の前面圧及び第２バネＳ２のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板１１３とジャーナル１１２の一体部材に対し第２回転支点部１１１ｂを中心として斜板１１３の傾斜角度を小さくする方向の反時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで連結リンク１１１が図５のｂ矢印方向に回転する。この連結リンク１１１の回転によって斜板１１３の傾斜角度が小さくなる。斜板１１３の傾斜角度が小さくなると、各ピストン１０７の往復ストロークが小さくなり、冷媒の吐出容量が小さくなって、冷房能力等が小さくなる。可変容量コンプレッサ１００は、このような運転によって省動力化が図られる。
【００１２】
又、前記従来の可変容量コンプレッサ１００では、図６（ａ）、（ｂ）にも示すように、ロータ１０９とジャーナル１１２間が連結リンク１１１を介して連結されている。このような連結リンク１１１を用いた連結構造は、ガイド長孔とこのガイド長孔内を連結ピンが摺動移動する連結構造に較べて、摺動抵抗を小さく抑えることができるという利点がある。
【特許文献１】特開２００６−２３３８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来例の可変容量コンプレッサ１００では、ロータ１０９と連結リンク１１１が連結する第１回転支点部１１１ａと、ジャーナル１１２と連結リンク１１１が連結する第２回転支点部１１１ｂは、第１回転支点部１１１ａがロータ１０９側に、第２回転支点部１１１ｂがジャーナル１１２側に設定されている。そのため、図７に示すように、斜板１１３の傾斜角度が小さい位置（ピストン１０７の低吐出容量域）では、ヘッドクリアランスが図４の従来例の特性線に示すような傾向を持ってしまう。そして、最小容量に向かうに従ってヘッドクリアランスが増加方向になり、ストロークは当然小さくなるため、排出容量に対するデッドボリュームの比率が急激に増加してしまい、ある斜板角度で急激にシリンダボア１０６からの吐出流量が急になくなる現象が発生する。低吐出容量域は、元々吐出流量が少ない不安定領域であるため、このように吐出流量が急激に変化すると斜板１１３の傾斜角度を安定に維持することができないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、低吐出容量域にあって吐出流量が急になくなるという現象を極力防止し、斜板の傾斜角度を安定して維持することができる可変容量コンプレッサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する請求項１の発明は、ハウジング内に複数のシリンダボアとこれに連通するクランク室とが設けられ、前記ハウジングには前記クランク室を貫通するよう駆動軸が回転自在に設けられ、前記駆動軸にロータが固定され、前記ロータとジャーナルを連結する連結リンクが設けられ、前記ジャーナルの回転によって傾斜角度が可変される斜板が設けられ、前記斜板の揺動によって複数の前記シリンダボア内を往復移動する複数のピストンが設けられ、前記連結リンクが前記ロータを中心として回転し、この回転によって前記斜板の傾斜角度が可変され、前記斜板の傾斜角度に応じて前記各ピストンの往復ストロークが可変される可変容量コンプレッサにおいて、前記連結リンクは、前記ロータに第１回転支点部で、前記ジャーナルに第２回転支点部でそれぞれ連結され、前記ピストンの低吐出容量域では最小容量に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなるように前記第１回転支点部と前記第２回転支点部の各位置が設定されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載の可変容量コンプレッサであって、前記連結リンクは、前記ピストンのストロークＡに対する前記ピストンの上死点のヘッドクリアランスＢとの比をストローク比(Ｂ／Ａ)とすると、前記ピストンの低吐出容量域でのストローク比が一定又は容量低下に従い減少するように前記第１回転支点部と前記第２回転支点部の各位置が設定されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の可変容量コンプレッサであって、前記連結リンクは、前記第１回転支点部が前記第２回転支点部よりジャーナル側に、前記第２回転支点部が前記第１回転支点部より前記ロータ側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、ピストンの低吐出容量域では、最小容量に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなるため、低吐出容量域において冷媒の吐出流量が急になくなるという現象を極力防止でき、斜板の傾斜角度を安定して維持することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ピストンの低吐出容量域でのストローク比が一定又は容量低下に従い減少するため、低吐出容量域において冷媒の吐出流量が急になくなるという現象を確実に防止でき、斜板の傾斜角度を安定して維持することができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様に、ピストンの低吐出容量域では、最小容量に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなるため、低吐出容量域において冷媒の吐出流量が急になくなるという現象を極力防止でき、斜板の傾斜角度を安定して維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図４は本発明の一実施の形態を示し、図１は可変容量コンプレッサの全体断面図、図２（ａ）は連結リンクの連結状態を示す概略平面図、図２（ｂ）は連結リンクの連結状態を示す概略側面図、図３はストローク比を説明する図、図４は吐出容量とヘッドクリアランスの関係を示す特性線図である。
【００２３】
図１に示すように、可変容量コンプレッサ１は、ハウジング２を有する。このハウジング２は、シリンダブロック２ａと、このシリンダブロック２ａの一方の側面に配置されたフロントヘッド２ｂと、シリンダブロック２ａの他方の側面に弁体３を介して配置されたリアヘッド２ｃとが組み付けられることによって構成されている。
【００２４】
シリンダブロック２ａとフロントヘッド２ｂには、下記するクランク室１０を貫通するよう駆動軸４が配置されている。駆動軸４の両端側は、ラジアル軸受部５，６を介してシリンダブロック２ａとフロントヘッド２ｂに回転自在に支持されている。駆動軸４は、その一端側がフロントヘッド２ｂより外に突出し、この突出した箇所にエンジンの回転を受けるプーリ７が固定されている。駆動軸４は、このように一端側に固定されたプーリ７より駆動力を受けて回転するよう構成されている。
【００２５】
シリンダブロック２ａには複数のシリンダボア８が形成されている。複数のシリンダボア８は、駆動軸４を中心とする円周上に等間隔に形成されている。各シリンダボア８には、ピストン９が摺動自在に配置されている。
【００２６】
フロントヘッド２ｂには、複数のシリンダボア８に連通するクランク室１０が形成されている。クランク室１０には、駆動軸４の外周に固定されたロータ１１と、駆動軸４の外周に軸方向に移動自在に配置されたスリーブ１２と、スリーブ１２の外周側に配置されたジャーナル１３と、ジャーナル１３とロータ１１を連結する連結リンク１４と、ジャーナル１３の外周に固定された斜板１５と、この斜板１５の外周部に一対のシュー１６を介して係合された各ピストン９の後端側とが設けられている。
【００２７】
スリーブ１２の外周面は略円弧状に形成されており、ジャーナル１３がスムーズに傾斜角度を可変するよう案内する。スリーブ１２の両端には、第１及び第２バネＳ１，Ｓ２がそれぞれ配置され、この第１及び第２バネＳ１，Ｓ２のバネ力の均衡によって、運転停止後に斜板１５が初期駆動位置に戻される。連結リンク１４の連結構造については、下記に詳述する。
【００２８】
駆動軸４が回転すると、ロータ１１、連結リンク１４及びジャーナル１３によって斜板１５に回転が伝達され、各ピストン９がシリンダボア８内を往復移動する。又、斜板１５の傾斜角度によって各ピストン９のストロークが可変され、冷媒の吐出容量が可変される。斜板１５の傾斜角度が調整されるメカニズムについては、作用の箇所で説明する。
【００２９】
リアヘッド２ｃには、冷媒ガスの吸入室２０と吐出室２１とが形成されている。吸入室２０は、冷凍サイクルのエバポレータの出口側に接続されている。吐出室２１は、冷凍サイクルの凝縮器の入口側に接続されている。又、吸入室２０と吐出室２１は、各シリンダボア８に弁体３を介して仕切られている。双方の室を仕切る弁体３の箇所には、吸入弁付きの吸入孔（図示せず）と吐出弁付きの吐出孔２２がそれぞれ形成されている。
【００３０】
また、クランク室１０と吸入室２０との間には、常時連通する抽気通路（図示せず）が形成されている。クランク室１０と吐出室２１との間には、給気通路２３が形成されている。給気通路２３には圧力制御弁２４が配置されている。圧力制御弁２４の開度を制御することによってクランク室１０の圧力を調整できるよう構成されている。
【００３１】
次に、連結リンク１４の連結構造を説明する。図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、連結リンク１４は、ロータ１１に第１回転支点部１４ａで、ジャーナル１３に第２回転支点部１４ｂでそれぞれ連結されているが、第１回転支点部１４ａがジャーナル１３側に、第２回転支点部１４ｂがロータ１１側に設定されている。つまり、連結リンク１４は、従来例に対し、第１回転支点部１４ａと第２回転支点部１４ｂの位置が逆に連結されている。このような連結構造とすることによって、図４の本発明の特性線で示すように、ピストン９の低吐出容量域（４０％以下の容量、斜板傾斜角度８度以下）では、最小容量（最小傾斜角度）に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなる。
【００３２】
この実施の形態では、ヘッドクリアランスの減少の程度は、図３に示すように、ピストン９のストロークＡに対するピストン９の上死点のヘッドクリアランスＢとの比をストローク比(Ｂ／Ａ)とすると、ピストン９の低吐出容量域でのストローク比が一定又は容量低下に従い減少するように、第１回転支点部１４ａと第２秋点支点部１４ｂの各位置が設定されている。
【００３３】
上記構成において、駆動軸４が回転すると、この回転力により斜板１５が回転し、複数のピストン９がシリンダボア８内を往復動する。そして、ピストン９の吸入行程（上死点から下死点に移動する行程）では、シリンダボア８内の減圧によって吸入孔（図示せず）が開口する。これによって、冷媒ガスが吸入室２０よりシリンダボア８に供給される。
【００３４】
ピストン９の圧縮行程（下死点から上死点に移動する行程）では、吸入孔（図示せず）が閉口し、ピストン９によってシリンダボア８内の冷媒ガスが断熱圧縮される。この圧縮された高温高圧の冷媒ガスが吐出孔２２より吐出室２１に排出される。吐出室２１に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出ポート（図示せず）より可変容量コンプレッサ１外に吐出される。吐出された冷媒は、冷凍サイクルを循環して冷房等に供されて再び可変容量コンプレッサ１に戻ってくる。
【００３５】
このような可変容量コンプレッサ１の駆動時にあって、冷凍サイクルの熱負荷が大きくなると、クランク室１０の圧力が低圧側に調整される。すると、各ピストン９の背圧であるクランク室圧及び第１バネＳ１のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン９の前面圧及び第２バネＳ２のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板１５とジャーナル１３の一体部材に対し第２回転支点部１４ｂを中心として斜板１５の傾斜角度を大きくする方向の時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで連結リンク１４が図１及び図２のａ矢印方向に回転する。この連結リンク１４の回転によって斜板１５の傾斜角度が大きくなる。斜板１５の傾斜角度が大きくなると、各ピストン９の往復ストロークが大きくなり、冷媒の吐出容量が大きくなって、冷房能力等が大きくなる。
【００３６】
又、冷凍サイクルの熱負荷が小さくなると、クランク室１０の圧力が高圧側に調整される。すると、各ピストン９の背圧であるクランク室圧及び第１バネＳ１のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン９の前面圧及び第２バネＳ２のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板１５とジャーナル１３の一体部材に対し第２回転支点部１４ｂを中心として斜板１５の傾斜角度を小さくする方向の反時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで連結リンク１４が図１及び図２のｂ矢印方向に回転する。この連結リンク１４の回転によって斜板１５の傾斜角度が小さくなる。斜板１５の傾斜角度が小さくなると、各ピストン９の往復ストロークが小さくなり、冷媒の吐出容量が小さくなって、冷房能力等が小さくなる。可変容量コンプレッサ１は、このような運転によって省動力化が図られる。
【００３７】
次に、ピストン９の低吐出容量域での動作について説明する。ピストン９の低吐出容量域では、最小容量（最小傾斜角度）に向かうに従ってヘッドクリアランスが小さくなるため、冷媒の吐出流量が急になくなるという現象を確実に防止でき、斜板１５の傾斜角度を安定して維持することができる。
【００３８】
この実施の形態では、ピストン９の低吐出容量域でのストローク比が一定又は容量低下に従い減少するように第１回転支点部１４ａと第２回転支点部１４ｂの各位置が設定されているため、低吐出容量域において冷媒の吐出流量が急になくなるという現象を確実に防止でき、斜板１５の傾斜角度を安定して維持することができる。つまり、図３に示すように、ストローク比は、中吐出容量域では、ストロークＡの値が大きいためにヘッドクリアランスＢが多少大きくてもストローク比に与える影響は小さい。しかし、低吐出容量域では、ストローク比Ａが小さいためにヘッドクリアランスＢの変化が大きくストローク比に影響する。そのため、低吐出容量域では、ストローク比が大きくなると急に冷媒を吐出しない現象が発生するが、ストローク比が一定以下に設定されているため、急に冷媒が吐出しないという現象を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、可変容量コンプレッサの全体断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、（ａ）は連結リンクの連結状態を示す概略平面図、（ｂ）は連結リンクの連結状態を示す概略側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、ストローク比を説明する図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示し、吐出容量とヘッドクリアランスの関係を示す特性線図である。
【図５】従来例の可変容量コンプレッサの全体断面図である。
【図６】（ａ）は従来例の連結リンクの連結状態を示す概略平面図、（ｂ）は従来例の連結リンクの連結状態を示す概略側面図である。
【図７】デストローク時の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  可変容量コンプレッサ
２  ハウジング
４  駆動軸
８  シリンダボア
９  ピストン
１０  クランク室
１１  ロータ
１２  スリーブ
１３  ジャーナル
１４  連結リンク
１４ａ  第１回転支点部
１４ｂ  第２回転支点部
１５  斜板
【図１】
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【図２】
2009138629.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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