JPH0249976A - 可変容量圧縮機 - 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］ この発明は車両空調用等に使用される可変容量圧縮機に
係わり、特に、吸入室とクランク室とを備え、吸入圧力
とクランク室圧力との差圧に応じてビストンストローク
が変化して、圧縮容量を制御するようにした揺動板型の
可変容量圧縮機に関するものである。

［従来の技術１ 般に揺動板型可変容量圧縮機にあっては少数個のシリン
ダー室が周方向に沿って並列させて設けられ、各シリン
ダー室内に嵌挿されるピストンを揺動板の揺動を介して
連続的に進退させることによって圧縮作用を得るように
設けられる。そして揺動板は車室内の冷房負荷の変化と
対応させてその揺ｖＪ傾斜角を変化させることができる
ように設けられる。すなわち、単室内の冷房負荷が大き
い状態においては揺動板の揺動傾斜角を大きくすること
によって大きな圧縮容量が得られ、また、車掌内の冷房
負荷が小さい状態においては揺動板の揺動傾斜角を小さ
くすることによって小さな圧縮容量が（りられるように
設けられる。そして従来この様な揺動傾斜角を変化させ
る方法の一つとして、密封されたクランク室を有し、冷
房負荷が大きい状態においてはクランク室圧力が設定圧
力（吸入圧力）に保持されて揺動板が大きな傾斜角を存
して揺動する状態が得られるようにするとともに、冷房
負荷が減少した場合には同クランク室内に吐出ガスを導
くことによりクランク室圧力を上昇させ、揺動板が小さ
な傾斜角を存して揺動する状態が得られるようにする方
法が提案されている。

第３図はその具体的構造を表わす図面であって、吐出室
ａとクランク室す間に連通させて吐出圧力の給気通路ｃ
、ｄが形成されると共に同給気通路ＣＸｄ間に介在させ
て開閉弁ｅが設けられる。そして周間閉弁ｅには上記給
気通路ｃ１ｄと連通ずる吐出圧力室ｆと、吸入室ｑと連
通ｍする吸入圧力室りとが対峙させて設けられ、吸入圧
力室りには大気と連通ずる圧力室（大気圧力室）ｉを存
してベローズｊが伸縮自在に内蔵される一方、吐出圧力
室ｆには上記給気通路ｃ、ｄの開閉弁ｋがベローズｊの
伸縮と連動させて開閉自在に設けられる。そして車室内
の冷房負荷が大きい状態においては、吸入圧力室りにお
いて吸入圧力が大気圧力室ｉにおける設定圧力（大気圧
＋ばねΩの付勢圧）を上回る状態が得られることにより
ベローズｊは収縮して給気通路ｃ、ｄを閉じる状態、す
なわち、クランク室す内が吸入圧力状態にあって、揺動
板を大きな傾斜角を存して揺動する状態が得られ、ビス
トンストロークを大きくすることで最大容嬶の圧縮作用
が１１られる。一方、中室内の冷房負荷が減少した状態
においては吸入圧力室りにおいて吸入圧力が大気圧力室
ｉにおける設定圧力（大気圧＋ばねρの付勢圧）を下回
る状態が得られることによりベローズｊの伸長作用を介
して給気通路Ｃ１ｄを間放し、吐出圧力をクランク室す
内に送り込むことにより同クランク室す内の圧力を急激
に上昇させて揺動板を小さな傾斜角を存して揺動する状
態へ変化させ、ビストンストロークを小さくすることで
圧縮容量をダウンする作用が得られるように設けられる
。また、クランクｉｂと吸入室９間に連通させて逃し通
路ｎが形成され、各シリンダー室Ｏとピストン０間に形
成される隙間よりクランク室す内に流入する吐出ガス（
ブローバイガス）を吸入室９に逃すことができるように
設けられる。すなわち、ブローバイガスを吸入室９に逃
すことにより、クランク室す内におけるブローバイガス
による圧力上昇を防止し、同クランク室す内を設定圧力
に保持することができるように設けられる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記の様な従来の可変容量圧縮機においては、
開閉弁における弁の開度がベローズ等の感圧手段の伸縮
により調整されるようになっており、これによりクラン
ク室内の圧力を変化させ、揺動板の傾斜角（ピストンの
ストローク）を制御している。この場合、感圧手段の圧
力制御点は決められた値に設定されているので、結果的
に吸入圧力は固定の一定値に制御されることになる。

したがって加速時等に低容量圧縮運転したいといった要
望があっても感圧手段の圧力設定値を変えることができ
ないので、これに対応することができなかった。

本発明は、クランク室内を制御する弁制御手段を改変す
ることにより、クランク室内圧力、ひいては圧縮容量を
任意に制御可能とすることを解決すべき技術課題とする
。

［課題を解決するための手段１ 本発明は上記課題解決のため、クランク室と吐出室とを
連通する給気通路に設けられる弁制御手段において、可
変荷重入力手段を介して、開閉弁を制御する感圧手段の
圧力制御点を可変にするという技術手段を講じている。

すなわち、本発明の可変容量圧縮機は、クランク室圧力
を積極的に変位させるためにクランク室と吐出室とを連
通ずる給気通路に弁制御手段を設け、この弁１ｔｉｌＪ
　ｍ手段における開閉弁を任意に制御可能として、吐出
室からクランク室に導入される吐出ガスの導入時期及び
導入量を任意に制御可能としたものである。

［作用］ 本発明の可変容量圧縮機は、吸入圧力がそれほど小さく
ないとき等に、クランク室内の圧力を高くして圧縮容量
を小さくしたい場合、弁手段の惑圧手段に可変荷重入力
手段により荷重を加えて該感圧手段の圧力制御点を太き
（することにより、開閉弁の開動作を可能とすることが
できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（実施例１） 本実施例は車両用空調装置に使用される揺動板型の可変
容量圧縮機に具体化したものであって、第１図に示すよ
うにシリンダブロック１の左端面には弁板２を介してリ
ヤハウジング３が適宜締付手段にて接合固定されている
。そのリヤハウジング３内の外周部には環状の吸入室４
が、また、前記リヤハウジング３内の中央部には吐出室
５がそれぞれ区画形成され、吸入口及び吐出口（図示せ
ず）を介して外部冷房回路に接続されている。前記シリ
ンダブロック１の左端面にはフロントハウジング６が接
合固定され、その内部にはクランク室７が形成されてい
る。シリンダブロック１とフロントハウジング６には駆
動軸８が一対の軸受９及びシャフトシール機構１９を回
転可能に支持されている。

前記シリンダブロック１には、その両端間を貫通して５
個のシリンダ室１ｏが駆動軸８と平行に形成されている
。各シリンダ室１０内にはピストン１１が往復摺動可能
に装着され、その左端面にはピストンロッド１２が連接
されている。前記弁板２には、吸入室４から前記各シリ
ンダ室１０の圧縮室内に冷媒ガスを導入するための吸入
弁１３がそれぞれ形成されている。同じく弁板２には各
シリンダ室１０の圧縮室内で圧縮された冷媒ガスを吐出
室５に導出するための吐出弁１４が設けられている。

前記駆動軸８には回転体１５が嵌合固定され、該回転体
１５には連結ビン１６により揺動板１７が傾斜可能に連
結され、定位置に横架された案内ロッド１８により回転
が規制されている。また、揺動板１７には前記各ピスト
ンロッド１２の左端部がそれぞれ連接され、駆動軸８の
回転により回転体１５が回転されて、揺動板１７が傾動
されたとき、ピストンロッド１２を介してピストン１１
が往復動されるようになっている。そして、吸入室４の
吸入圧力の変、化に応じてピストンスミー口一りが変わ
って前記揺動板１７の傾斜角が変化し、圧縮容量が制御
されるようになっている。

以上述べた構成は従来の可変容量圧縮機と同様の構成で
ある。

次に、本発明の要部について述べると、前記吐出室５と
吸入室４とを区画形成するリヤハウジング３には第１弁
手段３０が設けられ、同第１弁手段３０を開閉させるこ
とによって、クランク室７の圧力制御を行なうように設
けられている。即ち。

同第１弁手段３０には吸入圧力室３１と吐出圧力室３２
が対峙させて設けられ、吸入圧力室３１は連通路４ａを
介して吸入室４と、また、吐出圧力室３２は給気通路５
ａ（吐出圧力の供給通路）を介して吐出室５とそれぞれ
連通するように設けられている。そして吸入圧力室３１
には侵述する第２弁手段５０と連通ずる感圧室３３が対
面させて設けられると共に両室３１．３３間に介在させ
てダイヤフラム３４が設けられている。また、同感圧空
３３にはバネ３５が介挿され、常時は同ダイヤフラム３
４が吐出圧力室３２方向に付勢された状態にあるように
設けられている。一方、吐出圧力室３２には吸入圧力室
３１寄りの一端に弁座３６が設けられるとともに同弁座
３６を介してボート３９が区画形成されている。そして
同ポート３９より吐出圧力の給気通路７ａが延設され、
その先端部はクランク室７に臨むように設けられている
。また、前述のダイヤフラム３４には弁杆４０の一端が
連結されるとともに同弁杆４０は吐出圧力ｖ３２方向に
向けて延設され、その先端部はポート３９及び弁座３６
を貫通して吐出圧力室３２内に臨むように設けられてい
る。そして同弁杆４０の先端部には上記弁座３６と対応
させて円錐状の開閉弁３７が進退自在に嵌合されている
。すなわち、同Ｉｇｌ閏弁３７はダイヤフラム３４の進
退作用を介して開閉させることが可能なように設けられ
ている。そしてまた、吐出圧力室３２にはその端を開閉
弁３７に係合させてバネ４１が介挿され、同開閉弁３７
を弁座３６方向（閉じ方向）に付勢するように設けられ
ている。

また、リヤハウジング３にはクランク室７と吸入室４と
を連通させるブローバイガスの逃し通路２０ａが穿設さ
れている。そして同逃し通路２０ａの途中には絞り弁等
（図示せず）が設けられている。

上記感圧室３３からは連通路５０ａが設けられ、この連
通路５０ａは第２弁手段５０を介して、大気圧に通じて
いる連通路５０ｂ及び吐出室５へ延設されている連通路
５０ｃとそれぞれ連通している。第２弁手段５０として
は、感圧室３３からの連通路５０ａと、大気圧に通じて
いる連通路５０ｂ又は吐出室５からの連通路５０ｃとを
選択的に連通させるためのもので、一般の方向制御弁、
電磁三方弁等を使用することができる。

次に、前記のように構成された可変容量圧縮機について
作用を説明する。

圧縮機が運転を停止した状態においては、第２弁手段５
０は連通路５０ａと５０ｂとを開放しており、感圧室３
３は大気圧と連通している。第１弁手段３０において、
ダイヤフラム３４はその圧力差（吸入圧力室３１の圧力
〉大気圧＋バネ３５の付勢力、以下「大気圧＋バネ３５
の付勢力Ｊを「設定圧力」という）により感圧全３３方
向に後退した状態（弁座３６は開閉弁３７によって塞が
れて吐出圧力室３２とクランク室７間を繋ぐ給気通路７
ａは閉じられた状態）にある。すなわち、クランク奎７
は吸入室４と連通状態（吸入圧力状態に保持された状態
）にあり、揺動板１７において大きな揺動傾斜角が得ら
れた状態にある。

この状態でエンジン等の動力により駆動軸８が回転され
ると、車室内の冷房負荷が大きい場合には揺動板１７が
揺動傾斜角の大きい状態で揺動し、ビス１〜ン１１が大
きなストロークにて往復動されて大容４圧縮運転が行な
われる。

このような人容吊運転が一定時間に頁って行なわれるこ
とにより、車室内が冷されてその冷房負荷（エバポレー
タ熱負荷）が減少すると、エバポレータより吸入室４に
送り込まれる冷媒ガスの吸入圧力が低下することとなる
。そして、第１弁手段３０において、この吸入圧力が「
設定圧力Ｊを下回った時、その圧力差によりダイヤフラ
ム３４が吸入圧力室３１方向に押し出されて開閉弁３７
を開く状態が得られる。そしてこのように開閉弁３７が
聞かれることにより、吐出圧力室３２とクランク室７間
をつなぐ給気通路７ａが開かれた状態となって吐出全５
内の吐出ガスがクランク室７内に送り込まれる。そして
このようにクランク室７内に吐出ガスが送り込まれ、同
りランクｖ７内の圧力が上昇することにより、各ピスト
ン１１においてそのストロークを小さくする作用、すな
わち、揺動板１７の揺動傾斜角を小さくして圧縮容量を
徐々に減らづ作用が得られるのである。

以上説明した作用は、従来の可変容量圧縮機と同様の作
用である。

次に、本実施例の圧縮機特有の作用について説明する。

第２弁手段５０は、上述したように通常の圧縮運転にお
いては、連通路５０ａと連通路５０ｂとを開放し、第１
弁手段３０における感圧室３３　Ｌｔ大気圧と通じてい
る。ここで、加速時等の圧縮容量を任意に減少させたい
場合、外部からアンプを介して電圧信号を第２弁手段５
０に与えて、連通路５０ａと連通路５０ｂとの解放を閉
じると同時に連通路５０ａと連通路５０ｃとを開放する
。

これにより、第１弁手段３ｏの感圧室３３と吐出室５と
が連通し、吐出ガスが感圧室３３に導入されることとな
り、前記「設定圧力」が変位する。

すなわら、吸入圧力（吸入圧力室３ゴ内の圧力）が一定
の状態であっても、上記のように…出ガスの導入に伴う
感圧室３３内の圧力上昇によって、ダイセフラム３４の
圧力制御点が変位し、ダイセフラム３４を吸入圧力室３
１方向に押して開閉弁３７を聞くことができる。

したがって、本実施例の可変容吊斤縮機は、吐出室５か
らクランク室７へ導入される吐出ガスの導入時期及び導
入量の制御が任意となり、これにより、必要に応じて、
クランク室７内の圧力を一ヒ昇ぜて低容壜圧縮運転を行
なうことができる。

（実施例２） 前記実施例１にあっては、吸入圧力室３１と感圧室３３
とはダイヤフラム３４によって隔てられ、かつ通常の圧
縮運転時に感圧室３３は大気圧と連通している。このた
め、圧縮機の長期使用によりダイヤフラム３４にガタつ
きが生じた場合、若しくは吐出室と大気圧との切替えが
繰り返されてダイヤフラム３４に高圧ガス圧力と大気圧
とが繰り返し付加される場合には、そこから吸入圧力室
３１内の吸入ガスが感圧室３３に徐々に漏れ出し、結果
的に吸入ガスが大気中に漏れるといった不都合が生じる
可能性もある。

本実施例２は、この点を考慮したもので、第２図に示す
ように、感圧室３３からの連通路５０ａは、第２弁手段
５０′を介して、吸入室４に延設されている連通路５０
ｂ−及び吐出室５に延設されている連通路５０ｃとそれ
ぞれ連通している。

また、ダイヤフラム３４に結合されているバネ３５は吸
入圧力室３１側に介挿され、ダイヤフラム３４は常時感
圧室３３方向に付勢されている。なお、他の具体的な構
造は、前記実施例１と同様である。

以下、本実施例２の特有の作用について説明する。

本実施例２では、運転停止状態において第２弁手段５０
′は、連通路５０ａと連通路５０ｂ−及び連通路５０ｃ
との連通を閉じている。すなわち、感圧室３３は密閉状
態にあり、このときダイヤフラム３４は圧力差（吸入圧
力室３１の圧カ＋バネ３５の付勢力〉感圧室３３の圧力
）により感圧室３３方向に後退した状態（弁座３６は開
閉弁３７によって塞がれた状態）にある。そして、エン
ジン始動ｉを人容闇運転が一定時間に亘って行なわれ、
冷房負荷が減少して吸入圧力が低下すると、その圧力差
（吸入圧力室３１の圧力＋バネ３５の付勢力（感圧室３
３の圧力）によりダイヤフラム３４は吸入圧力室３１方
向に押し出されて開閉弁３７が開いた状態となり、小容
量運転へと変わる。

次に、加速時等の圧縮容量を任意に減少させたい場合、
前記実施例１と同様に第２弁手段５０　＝に電圧信号を
与えて連通路５０ａと連通路５０ｃとを開放することに
より、吐出室５内の高圧ガスを感圧室３３内に送り込み
ダイヤフラム３４を吸入圧力室３１方向に押して開閉弁
３７を開く。そして、この状態から通常圧縮運転に戻る
際、本実施例２では、第２弁手段５０′により一旦、連
通路５０ａと連通路５０ｂ′とを導通し、吸入室４と感
圧室３３とを一定期間連通させてから、連通路５０ａと
連通路５０ｂ′及び連通路５０ｃとの連通を閉じて感圧
室３３を密閉状態にする。したがって、通常圧縮運転時
においては、感圧室３３内の圧力は感圧室３３が密閉状
態となる寸前の吸入圧力に保たれている。

このように本実施例２では、感圧室３３は密閉状態、吸
入ｖ４と連通した状態、又は吐出室５と連通した状態の
うちのいずれかの状態にあり、感圧室３３が前記実施例
１のように大気圧と通じることはない。したがって、吸
入ガスが大気中に漏れることなく、実施例１と同様に任
意な圧縮容は制御が可能となる。

なお、前記実施例１及び２にあっては、外部信号により
第２弁手段５０　（５０−）を任意にυ１叩可能とし、
ダイヤフラム３４の背面に高圧ガス圧力を付加して同ダ
イヤフラムの圧力１１１１１点を変位させているが、ダ
イヤフラムの背面に荷重を加えて同ダイヤフラムの圧力
制御点を変位させる手段としては、上記実施例のものに
限られず、電磁ソレノイドの電磁吸引力、又はサーボモ
ータの駆動力を利用して直接ダイヤフラムの背面に可変
荷重を加える構成とし、この電磁ソレノイド又はサーボ
モータを電圧信号等の外部入力により制御可能とするこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の可変容量圧縮機は、吐出
室とクランク室とを連通ずる給気通路に設けられた弁制
御手段において、可変荷重入力手段を介して、開閉弁を
制御する感圧手段の圧力制御点を変位可能とすることに
よって、開閉弁の弁制御を任意とすることができ、これ
により吐出室からクランク室に導入される吐出ガスの導
入機及び導入時期を任意に制御することができる。した
がって本発明の可変容量圧縮機によれば、加速時等に圧
縮容量を減少させるといった任意な圧縮容品制御が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本・発明に係る実施例の可変容量圧縮機の全体
を表わす断面図である。第２図は、本発明に係る他の実
施例の可容容量圧縮機の要部を表わす断面図である。第
３図は従来の可変容洛圧縮機の全体を表わす断面図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　吸入室、吐出室およびクランク室を備え、該吐出室と
   該クランク室とを連通する給気通路に設けられた弁制御
   手段を介して、吸入圧力の変化に応じて揺動板の傾斜角
   を変化させて圧縮容量を制御するようにした可変容量圧
   縮機において、 前記弁制御手段は、前記給気通路を開閉する開閉弁と、
   該開閉弁に結合し、前記吸入圧力を検出して該開閉弁を
   制御する感圧手段と、該感圧手段に可変荷重を加えて該
   感圧手段の圧力制御点を可変とする可変荷重入力手段と
   から構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。