JPH01190976A - 可変容量式斜板型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は斜板型圧縮機の容量制御に関するものであり、
例えば自動車用空調装置用の冷媒圧縮機として使用して
有効である。

〔発明の背景〕

斜板型圧ｌｌ１ｉ機の吐出容量を連続的に可変するもの
として、本発明者らは先にピストンの往復スｌ−ローク
を連続的に可変制御するものを提案した。

これはシャフトに斜板を揺動可能かつシャフト軸方向変
位可能に係合させ、シャフトの傾斜角および斜板の１１
Ｊ！斜角および斜板の中心点位置をスプールの変位によ
り連続的に可変させるものである。

この本発明者らが先に提案した可変容量式圧縮機ではス
プールの変位は、スプールの背面に形成された制御圧室
の圧力を調整することにより行なう。スプール背面の制
御圧室内圧力を上昇、低下させることによりスプールを
変位させ、これにより斜板の傾斜角および回転中心位置
を可変とするものである。

しかしながら、本発明者らの実験検討によれば、スプー
ルを圧縮機の最大吐出容量状態から減少状態へ変位させ
る際に、スプールが応答性よく変位しない状態があるこ
とが確かめられた。

この原因につき本発明者らが種々検討したところ、スプ
ールを確実に変位させるためには制御圧室に充分な圧力
が必要とされることによるものであることが認められた
。すなわち、スプールを変位させるための信号圧力とし
ては、圧縮機の高圧側圧力と低圧側圧力との差圧を用い
ることになるが、この圧縮機高圧側圧力および低圧側圧
力は、圧縮機の作動状態に応じて変動するものである。

この圧縮機作動に伴う変動にかかわらず、確実にスプー
ルを変位させることができるためには、信号圧力により
スプールに作動する駆動力を充分な値とすることが必要
とされる。

このように制御圧室に導入される圧力を充分なものとす
る結果、逆に制御圧室内圧力を低下させてスプールを制
御圧室側に変位させようとする場合には、制御圧室内圧
力の低減に多くの時間を要することになる。その結果、
スプールを最大変位位置から移動させようとする場合に
、制御弁による信号圧力の切換えにもかかわらずスプー
ル弁がただちに移動しないという状態が生じるものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、スプールを
変位させるために要求される充分な信号圧力を確保する
とともに、スプールをその最大変位位置から応答性よく
移動させることができるようにすることを目的とする。

〔構成および作動］ 上記目的を達成するため、本発明による斜板型圧縮機で
は、制御室内圧力が過大となることがないようにする圧
力制限弁を設ける。

この圧力制限弁により、本発明の圧縮機では制御圧室内
の信号圧力を、スプール駆動に充分な圧力に保持すると
ともに、スプール駆動に必要とされる以上の過大な圧力
とならないようにする。よって本発明の圧縮機では、圧
縮機の状態がいかなる場合であっても、スプールが確実
に変位可能となり、圧縮機の容量が良好に調整できるこ
ととなる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図に基づいて述べる。

第１図は可変容量式斜板型圧縮機の縦断面図である。ア
ルミニウム合金製のフロントハウジング４、フロントサ
イドプレート８、゛吸入弁９、フロントシリンダブロッ
ク５、リアシリンダブロック６、吸入弁１２、リアサイ
ドプレート１１及びリアハウジングＩ３は図示されない
スルーボルトによって一体的に固定された圧縮機の外殻
を成している。

シリンダブロック５．６には第２図に示すようにシリン
ダ６４（６４１〜６４５）が夫々５ケ所、各シリンダ６
４が互いに平行になるように形成されている。図示しな
い自動車走行用エンジンの駆動力を受けて回転するシャ
フトｌはベアリング２及びベアリング３を介してそれぞ
れフロントハウジング４及びフロントシリンダブロック
５に回転自在に軸支されている。また、シャフト１に加
わるスラスト力（図中左方向へ働く力）はスラスト軸受
１５を介してフロントシリンダブロック５で受け、止め
輪１６によりシャフト１の図中右方向への動きを規制し
ている。尚、止め輪重６はシャフト１に形成された環状
溝によって係止されている。

リアシャフト４０はベアリング１４を介してスプール３
０に回転自在に軸支されている。リアシャフト４０に働
くスラスト力（図中右方向へ働く力）はスラスト軸受１
１６を介してスプール３０で受け、止め輪Ｉ７によりリ
アシャフト４ｏがスプール３０から外れるのを防いでい
る。この止め輪もリアシャフト４０に形成された環状溝
に係止されている。スプール３０はリアシリンダブロッ
ク６の円筒部６５及びリアハウジング１３の円筒部１３
５内に軸方向摺動可能に配されている。

斜板１０の中央部には球面部１０７が形成され、この球
面部１０７にはリアシャフト４０の端部に固定された球
支持部４０５が配され、斜板１０は揺動可能な状態で球
面支持部４０５に支持されている。

斜板ｌＯのシャフトｌ側面にはスリット１０５が形成さ
れており、シャフト１の斜板ｌＯ側端面には平板部１６
５が形成されている。そして、平板部１６５がスリン）
１０５内壁に面接触するようにして配されることにより
、シャフト１に与えられた回転駆動力を斜板１０に伝え
るものである。

また、斜板１０両面側にはシュー１８及びシュー１９が
摺動自在に配設されている。一方、フロントシリンダブ
ロック５のシリンダ６４及びリアシリンダフ゛ロンクロ
のシリンダ６４内にはピストン７が摺動可能に配されて
いる。上述のようにシュー１８及び１９は斜板ｌＯに対
し、摺動自在に取り付けられている。またシュー１８及
び１９はピストン７の内面に対し、回転可能に係合して
いる。従って、斜板１０の回転を伴う揺動運動は、この
シュー１８及び１９を介しピストンに往復運動として伝
達される。尚、シュー１８．１９は斜板１０上に組み付
けられた状態で、外面が同一球面上にくるように形成さ
れている。

前記シャフト１の平板部１６５には長溝１６６が設けら
れており、また、斜板１０にはビン通し孔が形成されて
いる。シャフト１の平板部１６５は斜板１０のスリット
１０５に配された後、ピン８０及び止め輪によりビン通
し孔とシャフトｌの長溝１６６とに係止される。この長
溝１６６内のピン８０の位置により斜板の傾きが変わる
のであるが、傾きが変わると共に斜板中心（球面部１０
７の球面支持部４０５）の位置も変わる。すなわち、第
１図中右側の第２作動室６０においては、斜板ｌＯの傾
きが変わってピストン７のストロークが変化しても、ピ
ストン７の作動室６０側の上死点は殆ど変わらずデッド
ボリュームの増加が実質的に生じないように長溝１６６
が設けられている。一方、図中左方向の作動室５０では
斜板の傾きが変わると共にピストン７の上死点は変化す
るため、デッドボリュームも変化する。

本例では上述したように斜板１０の傾斜角が変動しても
、ピストン７の作動室６０側の上死点位置が、はとんど
変動しないような形状に長溝１６６が形成されている。

従ってこの長溝１６６は厳密には曲線状となるが、実際
の形成に当たってはほぼ直線の長溝で近似できることに
なる。さらに本例では長溝１６６の形成により平板部１
６５の形状が過大となることがないように、長溝１６６
はシャフト１の軸線上に配設されている。このように長
溝１６６をシャフト１の軸線上に形成し、平板部１６５
を小型化することは平板部１６５がピストン７の内側に
配設されるタイプの斜板型圧縮機においては特に有効で
ある。

図中符号２１は軸封装置であり、シャフトｌを伝って冷
媒ガスや潤滑オイルが外部へ洩れるのを防いでいる。図
中符号２４は作動室５０．６０に開口し、吐出室９０．
９３と連通ずる吐出口であり、この吐出口２４は、吐出
弁２２によって開閉される。吐出弁２２は弁押さえ２３
と共に図示しないボルトによりフロントサイドプレート
８及びリアサイドプレート１１に固定されている。図中
符号２５は作動室５０．６０と吸入室７２．７４とを連
通ずる吸入口で、吸入弁９及び吸入弁１２によって開閉
される。

図中符号４００は制御圧空間２００内圧力を制御するた
めの制御弁であり、制御回路５００により制御される。

制御弁４００の一方は低圧導入通路９７によりリア側の
吸入空間７４と結ばれている。また、他方は絞り及び高
圧導入通路９６を介して吐出空間９３と結ばれると共に
、制御圧通路９８を介して制御圧室２００と結ばれてい
る。制御弁４００は通電されない状態では、空間２００
と吐出空間９３とが絞り９９を介して結ばれている。

第１図中フロント側の吐出空間９０は、シリンダブロッ
ク５に形成された吐出通路９１により吐出ポート９２に
導かれ、又、リア側の吐出空間９３はシリンダブロック
６に形成された吐出通路９４により吐出ポート９５に導
かれている。吐出ポート９２及び吐出ポート９５は外部
配管により連結されるため、吐出空間９０と吐出空間９
３内圧力は同一圧力である。またフロント側の吸入空間
７２は吸入通路７１によりハウジング中央部Ｇ、：、形
成された吸入空間７０に導かれ、同様にリア側の吸入空
間７４も吸入通路７３により吸入空間７０に導かれてい
る。尚、図中符号５１，５２，５３゜５４．５５．５６
は０リングである。

またスプール３０には第３図に示すように圧力制限弁３
００が配設されている。すなわち、スプール３０には制
御圧室２００と吸入圧空間７４とを連通する連通通路３
０１が形成されており、この連通通路３０１を圧力制限
弁体３０２によって開閉するようになっている。圧力制
限弁体３０２はテーパ状のシール面を有しており、この
シール面が連通通路３０１の途中に形成された弁座部３
０３に当接、離脱することによって連通通路３０１の開
閉が切換えられる。圧力制限弁体はその先端に延長部３
３０が形成されており、この延長部３３０が貫通孔３３
１より吸入空間７４側に突出している。さらに弁体３０
２の背面にはスプリング３３３が配設されており、この
スプリングにより弁体３０２は弁座３０３側に押圧され
る。スプリング３３３はスプール３０に固定された係止
片３４０によって保持されている。またこの係止片３４
０には連通孔３４１が開口しており、連通通路３０１と
ともに制御圧空間２００と吸入圧空間７４とを連通ずる
ことになる。

上述の延長部３３０の先端３２０は弁体３０２が弁座３
０３と当接した状態で微少量スプールの型部３０５より
突出する量になっている。従ってスプールが第３図中量
も左方向に変位した際にはスプール３０の型部３０５が
サイドプレー１・１１に当接する直前にこの延長部３３
０の先端３２０がサイドブレート１１に当接することと
なる。その結果延長部３３０とサイドプレート１１との
当接に伴って弁体３０２が弁座３０３から離脱可能なよ
うになっている。

上記構成により圧縮機の作動について述べる。

図示しない電磁クラッチが接続され、シャツ＋−１にエ
ンジンからの駆動力が伝えられると圧縮機は起動する。

圧縮機駆動信号がコントローラ５００に入力されると、
コントローラ５００は制御弁に対し低圧導入通路９７と
信号圧通路９８とを連通ずるような電気信号を出力する
。従って、起動時には制？ＩＩ圧室２００に吸入室７４
内の圧力が導入されるごとになる。そのため、この状態
においては、スプール３０の前後で圧力差が生じなくな
っている。

すなわち、起動時においては支持部１０７を介して斜板
ｌＯを傾斜させる方向には荷重が加わっていない。

このような状態でシャフト１が回転を開始すると、シャ
ツｌ−１の回転は斜板１０を介してピストン７を往復駆
動することになる。このピストン７の往復移動に伴い作
動室５０．６０内で冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われる
ことになる。

ただこの場合、リア側の作動室６０とフロント側の作動
室５０との圧力差に基づく力がピストン７およびシュー
１８．１９を介して斜板ｌＯに加わることになる。特に
斜板１０は球面支持部４０５によって揺動自在に支持さ
れており、かつスリット１０５と平板部１６５との嵌合
によりシャフトｌの回転力を受けるようになっているた
め、ピストン７に加わる力が斜板ｌＯの傾斜角を減少さ
せる方向にモーメントとして作動することになる。

例えば第２図に軸線Ｘ上にピン８０が位置している状態
では、第１シリンダ空間６４１に配設されているピスト
ンからは斜板ｌＯに対し傾斜角を変動させるモーメント
は発止しない。しかしながら第２乃至第５のシリンダ空
間６４２，６４３゜６４４．６４５に配設されたピスト
ン７からは、斜板１０の傾斜角を減少させる方向に回転
モーメントが発生する。この回転モーメントＦｉＸＲｉ
は、ピン８０周りに生ずるモーメントＦｐｍＸｒによっ
て受けられることになる（第４図図示）。またこのピス
トン７により発生する回転モーメントは、球面支持部４
０５に対しＦＢｘの押圧力を加えることになる。

すなわち、制御弁が制御圧室２００に吸入圧を導入する
状態では、球面支持部４０５およびスプール３０が図中
右方向に変位する。その結果、斜板１０はその傾斜角を
小さくする。ただ、斜板１０はシャフト１の長溝１６６
とピン８０によって規制されているため、斜板１０は傾
きを減少すると共に、斜板１０の中心にある球部４０５
に対し図中右方向に力を与え、球部４０５を右方向へ移
動させる。球面支持部４０５を介してリアシャツ）４０
に働く図中右方向の力はスラスト軸受１６を介してスプ
ール３０に伝えられ、スプール３０はリアハウジング１
３の底部に当たるまで移動し、圧縮機の吐出容量が最小
となる。

そして、図示されない吸入ポート（冷凍サイクルの蒸発
器につながる）より吸入される冷媒ガスは、中央部の吸
入空間７０へ入り、次いで吸入通路７１．７３を通り、
フロント・リア側の吸入室７２．７４へ入る。その後、
ピストン７の吸入行程において、吸入弁１２を介して吸
入口２５より作動室５０．６０内へ吸入される。吸入さ
れた冷媒ガスは圧縮行程で圧縮され、所定圧まで圧縮さ
れれば吐出口２４より吐出弁２２を押し開いて吐出室９
０．９３へ吐出される。高圧の冷媒ガスは吐出通路９１
．９４を通り、吐出ポート９２，９５より冷凍サイクル
の図示しない凝縮器に吐出される。

この際、フロント側の第１の作動室５０はデッドボリュ
ームが大きいため、リア側の第２作動室６０よりも圧縮
比が小さく、第１作動室５０内の冷媒ガスの圧力が吐出
空間９０内圧力（リア側第２作動室６０の吐出圧力が導
かれている）よりも低く、フロント側第１作動室５０で
の冷媒ガスの吸入、゛吐出作用は行われない。

圧縮機の起動時には、上述したように圧縮機吐出容量を
最小容量とす、る。しかし冷凍サイクルより要求される
圧縮機の能力が高い場合には、制御弁４００により制御
圧通路９８と低圧導入通路９７との間が遮断される。こ
こで、本例では制御圧室２００には絞り９９゛を介し、
高圧導入通路９６と連通している。従って、このように
低圧導入通路９７との間が遮断された状態では、制御圧
室２００には高圧導入通路９６より受ける吐出圧の影響
が大きくなる。従って制御圧室２００内の圧力は上昇し
てくる。

そのため、スプール３０に対し、圧力差により図中左方
向へ働く力（制御圧室２００と吸入空間７４との圧力差
による）は圧縮機の回転に伴い次第に上昇する。そして
、この力が前述した球面支持部４０５を図中右方向へ押
す力に打ち勝つと、スプール３０は次第に図中左方向へ
移動し始める。

そしてシャフト１の長溝１６６とピン８０の作用により
斜板１０はその回転中心（球面支持部４０５）を図中左
方向へ移動しつつその傾きを大きくしてゆく。更に制御
圧室２００内圧力が上がってゆくと、スプール３０はそ
の肩部３０５がリアサイドプレート１１に当たるまで図
中左方向へ移動し、最大容量状態を実現する。これが第
１図の状態である。第１図の状態では、図示されない吸
入ポー１−より吸入される冷媒ガスは中央の吸入空間。

７０に入り、吸入通路７１及び７３を通ってそれぞれ吸
入室７２及び７４へ流入する。そして、吸入行程では吸
入口２５より吸入弁９及び１２を介して、それぞれ作動
室５０及び６０へ入り、次いでピストン７の変位と共に
圧縮され、吐出口２４より吐出弁２２を介して、それぞ
れ吐出空間９０及び９３へ入り、吐出通路９１及び９４
を通り吐出ポート９２及び９５より吐出され、外部配管
で合流するものである。この状態では作動室５０及び作
動室６０共に冷媒ガスの吸入、吐出作用を行っている。

第５図中実線ａは本発明による可変容量式斜板型圧縮機
のビストンストロークと圧縮機容量との関係を表す図で
ある。本例による容量制御方式は斜板１０の傾きを変え
ることにより、ピストン７のストロークを変えると共に
斜板ｌＯの中心位置をも変えるため、リア側第２作動室
６０ではビストンストロークの減少によるデッドボリュ
ームの増加は殆どない。そのため、−点鎖線すに示すよ
うに、ビストンストロークに応じて吐出容量は漸減する
。逆にフロント側第１作動室５０ではビストンストロー
クの減少につれてデッドボリュームが増大するものであ
り、デッドボリュームの増加により圧縮比が低下し、吐
出容量は第５図中破線Ｃで示すように急激に減少する。

そして、フロント側の第１作動室５０での最高圧力（吐
出圧力）が第２作動室６０での吐出圧力よりも低（なっ
た時点（第５図中ｄ点）でフロント側作動室５０の吸入
、吐出作用が行われなくなり、リア側作動室６０だけで
冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出作用が行われる。この第１
作動室５０が冷媒ガスの吸入、吐出作用を行わなくなる
ビストンストロークｄは最大ビストンストロークをし、
吸入圧力Ｐｓ（ｋｇ／ｃｊ・ａｂｓ）、吐出圧力Ｐ　ｄ
　（ｋｇ／ｃｆｆｌ　−ａ　ｂ　ｓ）、冷媒ガスの断熱
指数ｋ、ピストン半径Ｒ１円周率πとすれば Ｐ　ｓ　・（πＲ”Ｌ）”＝Ｐ　ｄ　−（ｚ　Ｒ２・（
Ｌ−ｄ））　’より により表され、この際の容量すは となる。

ここでＰｓ＝３ｋｇ／ｃ＋＋１−ａｂｓ、Ｐｂ＝１６ｋ
ｇ／ｃｔａ−ａ　ｂ　ｓ、　　Ｋ＝１．１４とすると、
ｄ＝０．７７Ｌ ｂ＝３８．５（％） となる。

なお、このビストンストロークはスプール３０の移動量
に殆ど比例するものであり、第１図中ス　　゛プール３
０が図中右方向へ行ききった状態を０゜図中左方向へ行
ききった状態を２とすれば第５図のようにスプールの移
動量と圧縮機容量の関係を見ることができる（ＬｏｃＩ
！、）。

さて、第５図中実線部ａが本発明による圧縮機の容量変
化特性であるが、スプール３０の移動量ｅ　−ｅ区間に
おいては、容量は実、ｔＪｉａの如く変化し、図中細線
ｒのようにスプール移動量に対し、圧縮機容量がリニア
に変化するものに対し勾配が急なため制御性が劣るが、
スプール変位量ｅ〜０区間においては容量は図中実線ａ
２の如く変化し、勾配は細線ｆよりも緩やかとなり、特
に低容量時での制御性に優れるものである。

次に、冷房負荷が減少してきた際には第１図中制御回路
５００により制御弁４００のＯＮ状態とＯＦＦ状態と交
互に切り換えることにより（例えばデユーティ比制御）
、空間２００内圧力を吐出圧力から除々に低下させてい
き、第１図中スプール３０を図中右方向へ移動させるこ
とにより容量低下をさせることができる。そして最低容
量とするためには、制御弁４００により、空間２００内
圧力を吸入空間７４と連通させ、吸入圧力とする。

このようにスプールの変位量に応じて圧縮機容量は可変
制御されるのであるが、実際にこのスプール３０の変位
を適宜な位置に保つためには、充分な保持力がスプール
３０に加わることが前提となる。

次に、このスプール３０に加わるスラスト荷重について
さらに詳細に説明する。第６図はスプール３０に加わる
荷重状態を示したものである。図中ＦＰＳｉはピストン
７の圧縮に伴う斜板１０押さえ力の総和を示す。また図
中ＦＰＮはピン８０に加わる力を示す。またＰｓは吸入
室７４内の圧力を示し、Ｐｃは制御圧室２００内の圧力
を示す。

さらにこの圧力ＰｓおよびＰｃによって発生するスラス
ト荷重をＦＰＳおよびＦＰＣで示す。さらに図中ＦＢ、
ＦＳ、ＦＯはそれぞれ球面支持部１０７と斜板ｌＯとの
間の摩擦力、シャフトｌとリアシャフト４０との間のｍ
Ｗ力及びスプール３０とハウジング内面１３５との間の
摩擦力を示す。

この第６図より明らかなように、ある容量で作動してい
る状態からスプール３０をさらにその変位量が大きくな
る方向、換言すれば図中左方向に変位させるためには ＦＰＳ　ｉ＋ＦＰＳ＜ＦＰＮ＋ＦＰＣ＋ＦＢ十ＦＳ＋Ｆ
Ｏ・・・・・・　（１） が成立しなければならない。

ここでスプール３０径の選定に当たって、第７図に示す
様に径が過小であると制御圧室２００に吐出圧Ｐｄを導
入しても最大容量が確保できず、また逆に径が過大であ
ると、ダイナミックレンジが広がりすぎて容量を０１か
ら０２の間で変化させるのに必要な制御室の圧力変化］
１１はΔＰｃ、と小さく、従って微妙な容量調整が困難
となる。

このためスプール３０径は適当な大きさに設計する必要
がある。

圧力関係のみに着目した場合、制御スプール荷重ＦＳＰ
が最も太き（なるのはピストンのフロント側第１作動室
５０１内圧力が吐出圧Ｐｄかつリア側第２作動室６０圧
力が吸入圧Ｐｓとなる場合で、この時リア方向（回春方
向）に働く荷重ＦＰＳｉ′は、ピストン本数をｎ（本）
、ピストン径をＤｐとすると ＦＰＳ、’−ｎｘπ（Ｄｐ）”　／４ Ｘ　（Ｐｄ−Ｐｓ）・・・・・・（２）となり、制御室
にＰｄを導入した時にこの荷重と釣り合うためのＦＰＣ
’は、スプール径をＤｓとして ＦＰＣ’　　＝π　（Ｄｓ）２／４Ｘ　　（Ｐｄ−Ｉ’
ｓ）・・・・・・（３） となる。そこで（１）式より各部摩擦力をＦＰＳ’　。

ＦＰＣ’に比して小さな値として無視し、スプール３０
の保持の為にＦＰＳｉ’　＝ＦＰＣ’が必要とした場合
には、 Ｄｓ＝　ｆｉＶ・Ｄｐ となる。

すなわち、スプール３０径としては、 ３にテラ：［）＊＊＞　Ｘピストン径程度以上とするの
が望ましい。

このように設定することにより、第７図に示すようなス
プール径がスプール３０の径が過小となって、スプール
の作動が不良となるような事態は良好に避けられる。

ただ圧縮機の作動状態によっては、スプールの位置を保
持もしくは駆動させるために要求される圧力以上の圧力
が制御圧室２００内に保持されることがある。これは、
特に圧縮機を最大容量としている状態に多く見られる。

すなわち圧縮機を最大容量とする場合には、制御圧室２
００と低圧側空間を結ぶ低圧配管９７が閉じられ、制御
圧室２００は高圧側配管９６を介して高圧室９３と連通
ずることになる。そして、制御圧室２００内の信号圧力
Ｐｃがほぼ吐出圧Ｐｄまで上昇した時には、スプールに
作用する力ＦＰＣはスプール３０変位に必要な荷重以上
となることになる。

この状態でスプール３０を圧縮機の容量を減少させる方
向に移動させようとした場合に、制御圧室２００内の圧
力がその変位を許す程度の低圧にまで短期間には下がら
ないということ“が起こり得る。

しかしながら、本例の圧縮機ではスプール３２゜圧力制
限弁３００を設けているため、このような場合であって
もただちにスプール３０を変位させることが可能である
。

本例の圧縮機ではスプール３０がその最大容量位置とな
った時には圧力制限弁３００の弁体３００が連通通路３
０１を開くことになる。そのためこの状態では制御圧室
２００内の高圧が吸入圧室７４側へ逃がされることとな
る。その結果として、スプール３０は圧縮機容量を低減
させる方向、すなわち図中右方向に変位することになる
。そしてスプール３０が変位すればその変位により圧力
制限弁３００の弁体先端３２０がサイドプレートより離
れ、弁体３０２は弁座３０３を閉じることになる。

上述の作動を繰り返すことにより、スプール弁３０が圧
縮機の最大容量位置を保持する場合には、制御圧室２０
０内の圧力はその保持に必要な最小限の圧力で維持され
ることになる。換言すれば、本例の圧縮機においてはス
プール３０が圧縮機の一最大容量位置にある場合であっ
ても、制御王室２００内の過大な圧力が保持されるとい
うことは生じない。

従って本例の圧縮機では圧縮機の容量を最大容量状態か
ら減少させようとする場合に、制御弁４００の作動によ
りただちにスプール３０が変位を開始することになる。

なお、上述の実施例では、制御弁４００として電磁弁を
用いた場合、制御圧通路９８と低圧導入通路９７との間
の導通遮断のみ行い、制御圧通路９８と高圧導入通路９
６とは絞りを介して常時連通していたが、制御弁４００
によって通路９６゜９７の切り換えを行うようにしても
よい。

また、制御弁４００として制御圧通路９８と高圧導入通
路９６、低圧導入通路９７との間の切り換えを行う３方
弁を採用してもよい。この例では、。

電磁弁がＯＮの状態では制御圧通路９８と高圧導入通路
９６とが絞り９９を介して導通する。また電磁弁がＯＦ
Ｆの状態では制御圧通路９８が低圧導入通路９７と連通
ずる。

さらに制御弁４００として電磁弁に変え、圧力差を利用
するダイヤフラム弁を用いてもよい。

第８図はダイヤフラム弁を用いた例である。冷凍サイク
ルに要求される冷房負荷は圧縮機の吸入側圧力に反映さ
れることが知られている。冷凍サイクルから要求される
負荷が大きく圧縮機の大容量が引き落とされる場合には
吸入圧力は上昇してくる。逆に冷凍サイクルより要求さ
れる負荷が小さく、圧縮機の吐出容量が小さくて良い場
合には吸入室７４内の冷房圧力は低下してくる。この圧
力変動を第８図図示実施例では制御弁４００のダイヤフ
ラム４４０が感知し、このダイヤフラム４４０の変位に
基づきボール弁体４４１が信号通路９８を開閉する。

圧縮機に大きな吐出容量が要求される状態では吸入圧室
７４内の圧力が高くなり、その結果ダイヤフラムは第８
図中上方に変位する。そのため弁体４４１はスプリング
４４２の付勢力を受けて弁蓋４４３に当接する。この状
態では制御圧室２００は絞り９９を介して吐出圧室９３
とのみ連通することとなる。そのため制御圧室２００内
の圧力は上昇し、スプール３０は図中左方向に変位する
。

逆に吸入圧室７４内の圧力が低下してくると、ダイヤフ
ラム４４０の両面間に生じる差圧が小さくなる。そのた
めスプリング４４８の付勢力を受はダイヤフラム４４０
は下方向に変位し、ロッド４４９を介して弁体４４１を
弁蓋４４３から離脱させる。そのため低圧通路９７と信
号圧通路９８とが導通することになり、制御圧室２００
内の圧力は吸入圧室７４側に逃がされる。

このようにして第８図図示実施例では吸入圧室７４内の
圧力に基づいてスプール３０の位置が適確に制御される
ことになる。またこの例においてもスプール３０には圧
力制限弁３００が配設されているため、制御圧室２００
内の圧力が必要以上に上昇するという事態は生じない。

なお、第８図図示実施例ではシャツＩ−１が球面支持部
４０５を貫通する構造となっている。その結果シャフト
１が両端を回転支持されることになり支持がより確実に
行なえることになる。

さらに上述の例では圧力制限弁をスプール３０内に組み
込むようにしたが、圧力制限弁をサイドプレー１−１１
やリヤハウジング１３側に取り付けるようにしてもよい
。いずれにしろ圧力制限弁は制御圧室２００内の圧力が
スプール３０保持に必要な圧力以上となるのを防止する
ものであれば良く、その配設位置は必ずしもスプール３
０に限られるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明圧縮機では圧力制限弁を設け
、制御圧室内の圧力が必要以上に上昇することを防止し
たため、スプールの駆動が応答性良く行なえることにな
る。従って本発明の圧縮機では、吐出容量の制御が確実
かつ迅速に行なえるという優れた効果を要する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の第１実施例を示す断面図、第２
図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は第１図図
示圧縮機の圧力制限部分を示す断面図、第４図は第１図
図示圧縮機の圧力状態を示す説明図、第５図は第１図圧
縮機のスプール変位量と圧縮機容量との関係を示す説明
図、第６図は第１図図示圧縮機のスプールに加わる圧力
状態を示す説明図、第７図は制御圧室内圧力と圧縮機吐
出容量との関係を示す説明図、第８図は本発明圧縮機の
他の例を示す断面図である。 ■・・・シャフト、５．６・・・ハウジング、７・・・
ピストン、１０・・・斜板、３０・・・スプール、４０
・・・リアシャフト　３００・・・圧力制限弁、４００
・・・電磁弁。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にシリンダ室を有するシリンダブロックと、 このシリンダブロック内に回転自在に支持されたシャフ
   トと、 このシャフトに揺動可能に連結し、シャフトと一体回転
   する斜板と、 前記シリンダ室内に摺動自在に配設され、前記斜板の揺
   動運動を受けて前記シリンダ室内を往復移動するピスト
   ンと、 このピストンの両側の端部のそれぞれに前記シリンダ室
   内面との間で形成され、流体の吸入、圧縮、吐出を行う
   作動室と、 前記シャフトと同軸上に配設され、前記斜板の中心点位
   置を揺動可能に支持する支持部と、この支持部を前記シ
   ャフトの軸方向に変位させるスプールと、 このスプールのうち前記支持部と反対側の部位に形成さ
   れ、内部の圧力に応じて前記スプールを前記シャフトの
   軸方向に変位させる制御圧室と、この制御圧室に供給さ
   れる信号圧力を、前記制御圧室に供給される信号圧力に
   応じて前記スプールが前記斜板の中心点位置を前記シャ
   フトの軸方向に変位させると共に前記斜板の傾斜角を変
   位させるべく制御する制御弁と、 前記制御圧室に供給される信号圧力の値を所定値以下に
   制限する圧力制限弁とを有することを特徴とする可変容
   量式斜板型圧縮機。
2. （２）前記制御弁は、前記制御圧室に供給される信号圧
   力を圧縮機の吸入側圧力と吐出側圧力との間で切換制御
   し、 前記制御弁が圧縮機の吐出側圧力を前記制御圧室に導入
   した時には、前記制御圧室内圧力に基づき前記スプール
   が前記支持部を前記斜板の傾斜角が増大する方向に変位
   させ、 前記制御弁が圧縮機の吸入側圧力を前記制御圧室に導入
   した時には前記ピストンの圧縮反力により前記支持部お
   よび前記スプールが前記斜板の傾斜角より小さくなる方
   向に変位し、 かつ前記作動室のうち前記ピストンの一端面側に形成さ
   れた作動室においては、前記斜板の傾斜角変位にかかわ
   らず、前記ピストンを流体の吸入、圧縮、吐出を行う所
   定位置まで前進可能にし、前記作動室のうら前記ピスト
   ンの他面側に形成された作動室においては、前記斜板の
   傾斜角に応じて作動室にデッドスペースが増大するよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の可変容量式斜板型圧縮機。
3. （３）前記シリンダ室は前記シリンダブロック内に複数
   かつ互いに平行となるよう形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１もしくは第２項いずれか記載の
   可変容量式斜板型圧縮機。
4. （４）前記制御弁は前記制御圧室に連通する制御圧通路
   と、圧縮機の吐出側圧力を導入する高圧導入通路と、圧
   縮機の吸入圧側圧力を導入する低圧導入通路と、前記制
   御圧通路を前記高圧導入通路もしくは前記低圧導入通路
   のいずれか一方に選択的に切り換える切換弁とを有する
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第３項いずれか記載の可変容量式斜板型圧縮機。
5. （５）前記制御圧室は圧縮機の吐出圧倒と所定の流通抵
   抗を介して連通しており、 かつ前記制御弁は前記制御圧室と連通する制御圧通路と
   、圧縮機の吸入圧側圧力を導入する低圧導入通路と、こ
   の低圧導入通路と前記制御圧通路との間の導通遮断を切
   換制御する弁体とを有するものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第４項いすれか記載の可変
   容量式斜板型圧縮機。
6. （６）前記スプールは円筒状をしており、その径Ｄ＿ｓ
   は前記ピストンの径Ｄ＿ｐの前記ピストン本数の平方根
   倍程度であることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第５項いずれか記載の可変容量式斜板型圧縮機。
7. （７）前記圧力制限弁は、前記スプールに配設され、前
   記スプールが前記支持部側に最大変位した際、前記信号
   圧室内圧力を圧縮機の低圧側に逃がすものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項いずれか
   記載の可変容量式斜板型圧縮機。
8. （８）前記スプールには前記制御圧室と圧縮機の低圧部
   位とを連通する連通通路が形成され、かつ前記圧力制限
   弁はこの連通通路中に配設され、前記スプールが前記支
   持部側に所定値以上変位した際、前記圧力制限弁は前記
   連通通路を開くよう構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載の可変容量式斜板型圧縮機。