JP3060676B2 - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は可変容量型圧縮機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量式圧縮機として、実開平
２−２４０８１号公報に開示された揺動斜板式可変容量
型圧縮機が提案されている。この圧縮機はクランク室、
吸入室、吐出室及びこれら各室を接続するシリンダボア
を区画形成し、シリンダボア内にピストンを往復直線運
動可能に収容するハウジング内の回転軸上にはラグプレ
ートを同期回転可能に支持すると共に、前記ラグプレー
トに対してヒンジ機構を介して前後方向への傾動可能に
連結された揺動斜板を回転軸上にスライド可能に支持
し、この揺動斜板とピストンとの間に介装されたピスト
ンロッドを介して、ラグプレートの回転に伴う揺動斜板
の回転運動をピストンの往復直線運動に変換すると共
に、ピストンを介してのクランク室内の圧力と吸入圧力
との差圧に基づき揺動斜板の傾角を制御して吐出容量を
可変制御するようになっている。

【０００３】又、吐出容量に比例したピストンのストロ
ークを検出するストローク検出手段として、回転軸の軸
線と直交する軸線を有する支軸を介して中間部がケーシ
ングに支承されるとともに、一端が制御用ピストンに連
結される連動部材と、該連動部材の他端位置を検出すべ
くケーシングに配設される位置検出器とを備えている。
そして、前記位置検出器からの出力信号をエンジンの出
力制御回路に入力して、圧縮機の容量に応じてエンジン
の出力を調整するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の可変容量型
圧縮機は、揺動斜板の傾斜角をストローク検出手段によ
り検出することができるので、圧縮機の吐出容量を正確
に検出することができる。ところが、現実には圧縮機が
消費する動力は、同一容量、特に１００％容量時におい
ては吸入圧力及び吐出圧力条件により消費動力が倍以上
に変動し、本来の目的、すなわちエンジン側の出力を圧
縮機が消費する実際の動力分だけエンジン側の出力を向
上させることができないという問題があった。

【０００５】又、圧縮機の使用条件により実際の所要ト
ルクが大きい場合には、エンジンストップが生じ、その
エンジンストップを生じないようにするため、常に所定
値以上の高い出力（回転数）で圧縮機を駆動するように
しているので、消費エネルギーが増大するという問題が
あった。

【０００６】この発明の目的は、圧縮機の回転軸に作用
するトルクを直接検出することにより、圧縮機に作用す
る実際のトルクを正確に検出することができ、このた
め、エンジンの出力を最適出力に調整することができ、
エンジンストップをなくし、消費エネルギーを節約する
ことができる可変容量型圧縮機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、ハウジングに回転軸を支持し、該回転軸が
エンジンにより回転されると、気体の吸入及び圧縮動作
が行われるとともに、吐出容量を変更可能に構成した可
変容量型圧縮機において、前記回転軸とハウジングとの
間に該回転軸に発生する回転トルクを検出するトルク検
出器を設けるという手段をとっている。

【０００８】

【作用】この発明は上記手段をとったことにより、エン
ジンにより圧縮機が回転されると、そのとき回転軸には
圧縮機の吸入圧力あるいは吐出圧力等の使用条件に応じ
た回転トルクが発生し、この回転軸に作用する回転トル
クがトルク検出器により検出されるため、圧縮機に必要
なトルクを正確に検出することができ、この結果エンジ
ンの出力制御をこの変動に応じて適正に行うことがで
き、エンジンストップや消費エネルギーの節約を図るこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。シリンダブロック１のフロント側
端面にはクランク室２を形成するフロントハウジング３
が接合固定され、シリンダブロックのリヤ側端面にはバ
ルブハプレート４を介して吸入室５及び吐出室６を構成
するリヤハウジング７が接合固定されている。又、前記
シリンダブロック１には複数のシリンダボア８が互いに
平行に貫設され、その内部にはそれぞれピストン９が往
復動可能に収容されている。そして、前記ピストン９が
往復動されると、吸入室５からバルブプレート４に設け
た吸入弁機構１０を介して冷媒ガスがシリンダボア８内
に吸入され、ピストン９により圧縮された冷媒ガスはバ
ルブプレート４に設けた吐出弁機構１１から吐出室６に
吐出される。

【００１０】前記シリンダブロック１とフロントハウジ
ング３には、回転軸１２が前記シリンダボア８と平行に
挿入支持され、ベアリング１３を介して回転可能に支持
され、該回転軸１２のクランク室２側上には回転駆動体
１４が嵌合固定され、該回転駆動体１４とフロントハウ
ジング３の内壁面との間にはスラストベアリング１５が
介在されている。

【００１１】前記回転軸１２上にはスリーブ１６が軸線
方向に往復動可能に嵌合され、該スリーブ１６には左右
一対のピン１７を介して回転揺動斜板１８のボス部１８
ａが連結されている。又、前記揺動斜板１８の背面側に
はピン１９が支持され、該ピン１９は前記回転駆動体１
４の一部に突設した支持体２０の長孔２０ａに対し往復
動可能に係合されている。又、前記回転揺動斜板１８の
外周には揺動斜板２１が前後方向の揺動可能に、かつ回
転不能にスラストベアリング２２を介して装着されてい
る。さらに、前記揺動斜板２１と前記ピストン９はロッ
ド２３を介して連結されている。前記揺動斜板２１は該
斜板に半径方向の摺動可能に挿入した案内ロッド２４
と、該案内ロッド２４の下側球体を前後方向に案内する
回転防止部材２５により回転が規制された状態で前後に
揺動されるようになっている。

【００１２】前記吐出室６とクランク室２は連通路２６
により連通され、該連通路の途中には第一制御弁２７が
介在されている。又、クランク室２と吸入室５は連通路
２８により連通され、該連通路２８の途中には第二制御
弁２９が設けられている。そして、この制御弁２７，２
９により各ピストン９の前端面に作用する圧力とピスト
ン背面に作用するクランク２内の圧力との差圧を調節
し、その差圧に応じて回転揺動斜板１８及び揺動斜板２
１の傾斜角が変化し吐出容量が調節できるようにしてい
る。

【００１３】図１に示すように前記回転軸１２とフロン
トハウジング３に形成したボス部３ａの内周面との間に
は、シール部材３０が嵌入されている。このシール部材
３０の外側寄りには非接触式トルク検出器３１が取着さ
れている。回転軸１２の外周面には磁性膜３２，３３が
巻着され、それらの磁性膜には溝３４が斜めに、かつ互
いに平行に複数箇所に形成されている。

【００１４】一方、前記ボス部３ａの内周面には前記磁
性膜３２，３３と対向して一対の一次コイル３５，３６
が取り付けられ、両一次コイル３５，３６には電圧印加
回路３７から所定の電圧が印加されるようにしている。
又、両一次コイル３５，３６の反対側に位置するように
一対の二次コイル３８，３９が取り付けられ、両二次コ
イル３８，３９には発振器４０が接続され、該発振器４
０はアンプ４１を介してエンジン出力制御回路４２に接
続されている。該制御回路４２からはエンジン４３に出
力制御信号が送信されるようにしている。

【００１５】次に、前記のように構成した可変容量型圧
縮機についてその作用を説明する。今、エンジン４３の
回転により圧縮機が電磁クラッチ（図示しない）を介し
て回転駆動されると、回転軸１２により回転駆動体１
４、回転揺動斜板１８、揺動斜板２１及びロッド２３を
介してピストン９がボア８内で往復動され、吸入室５か
ら吸入された冷媒がシリンダボア８内で圧縮されて吐出
室６へ吐出される。

【００１６】この圧縮動作中において、例えば車室内の
温度が上昇して前記制御弁２７，２９により揺動斜板２
１の傾斜角が増大すると、圧縮機の容量が増大する。
又、吸入圧力及び吐出圧力に応じて、圧縮機の回転軸１
２に作用するトルクが増大すると、回転軸１２上に設け
た磁性膜３２，３３に前記トルクに比例した磁歪みが発
生し、一次コイル３５，３６の印加電圧Ｖ１，Ｖ２の出
力変化ΔＶ１＋ΔＶ２が二次コイル３８，３９により検
出され、発振器４０から回転トルクに比例した周波数デ
ータがエンジン出力制御回路４２に出力される。そし
て、制御回路４２によりエンジン４３の出力が実際の圧
縮機の回転トルクに応じて調整され、エンジンストップ
が防止されるとともに、消費動力が節減される。

【００１７】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、例えば回転軸１２に作用するトルクを検
出する構造として、回転軸１２に対し接触式の歪ゲージ
（図示略）を設けて、回転トルクを検出するようにした
り、揺動斜板式圧縮機以外の可変容量型圧縮機に具体化
したりする等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で各
部の構成を任意に具体化することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は圧縮機
に作用する実際の回転トルクを正確に検出することがで
き、この結果エンジンの出力を必要最小限に正確に調整
して、エンジンストップやエンジンの過大なエネルギー
の浪費を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部を示すブロック回路図である。

【図２】この発明の要部であるトルク検出器付近を拡大
して示す断面図である。

【図３】この発明を揺動斜板式可変容量型圧縮機に具体
化した一実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

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、３ａ ボス部、５ 吸入室、６ 吐出室、
７ リヤハウジング、８ シリンダボア、９ピストン、
１２ 回転軸、１４ 回転駆動体、１８ 回転揺動斜
板、２１ 揺動斜板、３１ トルク検出器、３２，３３
磁性膜、３４ 溝、３５，３６ 一次コイル、３７
電圧印加回路、３８，３９ 二次コイル、４０ 発振
器、４２エンジン出力制御回路、４３ エンジン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転軸を支持し、該回転軸
   がエンジンにより回転されると、気体の吸入及び圧縮動
   作が行われるとともに、吐出容量を変更可能に構成した
   可変容量型圧縮機において、 前記回転軸とハウジングとの間に該回転軸に発生する回
   転トルクを検出するトルク検出器を設けた可変容量型圧
   縮機。