JPH03253777A - 段階可変容量型斜板式圧縮機 - 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、ロード及びアンロード切替え機構を装備した
斜板式圧縮機、詳しくは後部吐出室に設けたロード及び
アンロード切替え機構の切替え操作を介して、冷房負荷
に対応した吐出容量を段階的に得るように構成した斜板
式圧縮機の改良に関する。

［従来の技術］ 斜板式圧縮機において、電極クラッチを断続することな
くその吐出容量を変化させる方法の一つとして、一方の
吐出室（圧縮機の構造上の制約から後部吐出室が選択さ
れる）にロード及びアンロド切替え機構を設（ブ、同機
構の切替え操作を介して１００％容量運転から５０％容
量運転に切替える方法がある。そして切替え操作を制御
する一般的方法して、冷房負荷の検出指令信号を介して
行う外部制御方法が知られている。

第２図は外部制御方法の具体的構造を示すものであって
、圧縮機の後部吐出室１８Ｒには駆動軸２の後端と対向
させて後部吐出弁１４　Ｒ及びリテーナ２６を固着した
プランジャ２４が、その背面側に作用する容量制御室２
５圧力によって進退動可能に配設され、該後部吐出室１
８Ｒは後部弁板１０Ｒに貫設された逃し孔２］の開閉に
より駆動軸２の軸受１６を介して斜板室４に連通可能と
なされている。そして該プランジャ２４はその前面に介
装された復帰ばね２８により常に容量制御室２５方向、
つまり後部吐出弁１４が弁座から遊離し、逃し孔２１が
開放される向きに付勢され、方、容量制御室２５は制御
弁（電磁弁）Ｆの切替えにより管路ａ又は管路すを介し
て後部吸入室１７Ｒ又は前部吐出室１８「と選択的に連
通可能となされており、制御圧力として吐出圧力が供給
されたときには復帰ばね２８の付勢力に抗してプランジ
ャ２５が押動され、後部吐出弁１４の着座と逃し孔２１
の閉止が売行される。すなわち冷房負荷の検出指令に応
動する制御弁によりロード及びアンロード切替えが達成
しうるよう構成されている。

上述したようにこの種圧縮機は、電磁クラッチを断続す
ることなく冷房負荷に応答して吐出容量を二様に変化さ
せうる利点はあるものの、段階的な容量変化に限られる
ところにいささか難がある。

そこで容量変化の不連続性を補うべく圧縮機に至る吸入
管路４０中に吸入絞り弁３０を配備し、冷房負荷に追従
する吸入圧力の変動に応答して、その流路面積を自動調
節可能とした方式も提案されている。第２図に併せて例
示したこの吸入絞り弁３０は、入口部と対向させて進退
自在なスプール３１が嵌挿され、該スプール３１のボト
ム側は大気雰囲気中にばね３２を介装した対抗圧力室３
３に形成され、一方、該スプール３１のヘッド側の一端
にはベローズ３４を介して吸入圧力が導入される吸入圧
力室３５が設けられており、両圧力室３３．３５間の差
圧の変化に応動するスプール３１によって絞り部３６の
流路面積が調節されるよう構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記吸入絞り弁３０を装備した圧縮機で
は、実質的に最大の冷房能力を必要とする環境下におい
ても、例えばエンジン回転数に付随して圧縮機が高速回
転に移行し、これに伴って圧縮機の吸入量が増大すると
、必然的に吸入圧力の低下を来して吸入絞り弁３０は流
路面積を縮小すべく作動する。つまり最大の冷房能力が
要求される１００％容量運転時に、外的環境条件以外の
要因によって圧縮機の容量が低下し、冷房能力が不足す
るといった事態が生じる。

また、第３図は例えば炎天下の停車により高温となった
車室内を急冷する場合の傾向を示すものであって、この
場合、上記吸入絞り弁３０は容量変化の不連続性を補う
という本来的な使命から、絞り開始時の吸入圧力が応分
に高く設定されているため、図中、Ｔ１の時点から破線
で示す絞りが発動し、結果的に吸入絞り弁３０を装備し
ない圧縮機と比較して設定温度到達時間にラグタイムＬ
を生じる。すなわち、この種圧縮機はエンジン負荷の小
さい５０％容量運転で安定した冷房状態を維持し、１０
０％容量運転では急速冷房を着実に達成するところに本
質的な特長を有するものであるが、上記吸入絞り弁３０
の存在がかかる急速冷房を逆に明害するといった一面も
併せ持つことになる。

本発明は、圧縮機の容量切替えに連動して、１００％容
量運転時における吸入絞り機能を選択的に拘禁すること
を解決すべき技術課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題解決のため、圧縮機に至る吸入管路中
（圧縮機に直結されるものを含む〉に吸入絞り弁を配設
し、該吸入絞り弁は吸入圧力と対向ばね力との圧力均衡
によって流路面積を調節するスプールと、該スプールを
流路面積拡張側へ独立的に付勢する変圧室とを内装する
とともに、該変圧室には圧縮機の容量制御室へ供給され
る制御圧力を同期的に導入すべく構成するという新規な
技術手段を採用している。

［作用］ 冷房負荷が大きく、これを検出した指令信号により制御
弁が切替えられて容量制御室に吐出圧力（制御圧力〉が
供給されると、プランジャの進動を介した逃し孔の閉止
と後部吐出弁にかかわる機能の正常化によって圧縮機は
１００％容量運転となるが、このとき吸入絞り弁の変圧
室にも容量制御室へ供給される制御圧力が同期的に導入
され、その極端な圧力差がスプールを流路面積拡張側端
へ偏在させて自由動を判じるので、圧縮機が１００％容
量運転の間、吸入絞り機能は完全に拘禁される。

その後、上記１００％容量運転の継続により冷房負荷が
小さくなり、これを検出した指令信号により制御弁が切
替えられると、容量制御室には代って吸入圧力（制御圧
力〉が供給され、この代替制御圧力に打勝った復帰ばね
の付勢力がプランジャを退勤させるので、逃し孔の開放
と後部吐出弁の遊離を伴って圧縮機は５０％容量運転に
移行する。そしてこのとき吸入絞り弁の変圧室に導入さ
れる制御圧力も同時に吸入圧力に置替えられて、それま
での極端な圧力差に基づくスプールの拘束は解除され、
吸入圧力の変化に追従するスプールの進退動により本来
的な吸入絞り機能が復活する。

［実施例］ 以下に本発明の具体的な実施例を第１図に基づいて説明
する。

図において圧縮機のシリンダブロック１は前後のシリン
ダブロックＩＦ、ＩＲからなり、両シリンダブロックＩ
Ｆ、１Ｒ内にはその中心部に位置して軸孔２−が貫設さ
れ、同軸孔２′には軸受１６．１６を介して駆動軸２が
回転自在に支承されるとともに、該駆動軸２はその一端
に配設された電磁クラッチ（図示せず）の接続及び離断
を介してエンジンに連結駆動可能に装設されている。ま
た、上記軸孔２′の周辺部には適数個のボア３が同軸孔
２′を囲繞し、かつ斜板室４を挟んで前後一対をなすよ
うに分割して設けられ、各ボア３内には両頭ピストン５
が嵌挿されている。そして上記斜板室４内には駆動軸２
に固着された斜板６が揺動回転自在に設けられ、該斜板
６は上記両頭ピストン５にボール７及びシュー８を介し
て係留され、該斜板６の揺動回転は各ピストン５に対し
て往復運動として伝達される。］５Ｆは前部弁板１ＯＦ
を間に挟んで前部シリンダブロック１Ｆの開目端を閉塞
する前部ハウジング、１５Ｒは同じく後部弁板１０Ｒを
間に挟んで後部シリンダブロックＩＲの開口端を閉塞す
る後部ハウジングであって、両ハウジング１５Ｆ、１５
Ｒには上記各ボア３と対応して前後の吸入室１７Ｆ、１
７Ｒと前後の吐出室１８Ｆ、１８Ｒが環状の画壁を隔て
て同心円状に配置されている。すなわち、各吐出室１８
Ｆ、１８Ｒは中心部に位置し、各吸入室１７「、１７Ｒ
は該吐出室１８Ｆ、１８Ｒを囲繞するよう外周部寄りに
位置して設けられ、同時に吸入室１７Ｆ、１７Ｒは斜板
室４と連通せしめられている。

そして前後の弁板１０Ｆ、ＩＯＲには上記吸入室１７Ｆ
、１７Ｒと対応して吸入口１１「、１１Ｒが、また、吐
出室１８Ｆ、１８と対応して吐出口１２Ｆ１１２Ｒがそ
れぞれ開口され、吸入口１１Ｆ、１１Ｒにはボア３側に
位置して吸入弁１３Ｆ、１３Ｒがピストン５の吸入行程
を介して開閉自在に設（プられ、一方、吐出口１２Ｆ、
１２Ｒには吐出室１８Ｆ、１８Ｒ側に位置して吐出弁１
４「、１４Ｒがピストン５の吐出行程を介して開閉自在
に設けられている。

上記後部弁板１０Ｒの中心部には後部吐出弁１４Ｒによ
って覆閉可能な逃し孔２１が貫設され、後部シリンダブ
ロック１Ｒには該逃し孔２１と対応してばね受は座２２
が設けられるとともに、該ばね受は座２２の底部に開設
された通気口２２−及び駆動軸３の軸受１６を介して上
記後部吐出室’１８Ｒは斜板室４に連通可能となされて
いる。また、後部吐出室１８Ｒには上記逃し孔２１と同
一軸心上にプランジャ２４が進退自在に設けられ、該プ
ランジャ２４の後背面と後部ハウジング１５Ｒの内壁部
との間には容量制御室２５が形成されている。そしてプ
ランジャ２４の前面にはリテナ２６と後部吐出弁１４Ｒ
がボルト２７を介して締結され、該プランジャ２４と上
記ばね受は座２２間には復帰ばね２８が介装されて、プ
ランジャ２４は該復帰ばね２８により常に容量制御室２
５０ 方向、つまり後部吐出弁１４Ｒが弁座から遊離し、逃し
孔２１が開放される向きに付勢されている。

一方、上記制御室２５は冷房負荷の検出指令に応動する
制御弁（電極弁〉Ｆの切替えにより管路ａ又は管路すを
介して後部吸入室１７Ｒ又は前部吐出室１８Ｆと選択的
に連通可能となされており、制御圧力として吐出圧力が
供給されたときには上記復帰ばね２８の付勢力に抗して
プランジャ２４が押動され、後部吐出弁１４Ｒの着座と
逃し孔２１の閉止が売行される。

しかして本発明の要部をなす吸入絞り弁５０は、図示し
ない蒸発器から圧縮機に至る吸入管路４０中若しくは圧
縮機に直結される形態で配設されている。該吸入絞り弁
５０は蒸発器側の入口部と対向させて進退自在なスプー
ル５１が密嵌され、該スプール５１のボトム側は大気雰
囲気中にばね５２を介装した対抗圧力室５３に形成され
、一方、該スプール５１のヘッド側の一端にはベローズ
５４を介して独立的に制御圧力が導入される変圧室５５
が冷媒流路とは隔絶した状態で設けられてい１す る。そして該変圧室５５に結合された導圧管路ｄは上記
制御弁Ｆと容量制御室２５とを結ぶ管路Ｃに連結されて
おり、スプール５１のヘッド側に作用する吸入圧力及び
制御圧力と、同ボトム側に作用する対抗圧力室５３圧力
との差圧の変化に追従する該スプール５１の進退動によ
って、絞り部５６の流路面積が可変調節されるよう構成
されている。なお、５１ａはスプール５１の進動端を規
制する突子である。

本発明は上述のように構成されてあり、冷房負荷が大き
い状態においては、車室温度、蒸発器出口圧力などから
冷房負荷を検出した指令信号により制御弁「は管路す、
ｃを導通するように切替えられるので、容量制御室には
同管路す、ｃを経て前部吐出室１８Ｆ内の吐出圧力が供
給され、プランジャ２４は復帰ばね２８の付勢力に抗し
て図示のように進動する結果、後部吐出弁’１４Ｒはリ
テナ２６と共に正規の状態で後部弁板１０Ｒに着座し、
後部吐出室１８Ｒを低圧域と連通ずる逃し孔２１も同時
に閉止される。したがって両頭ビス２ トン５の往復動により前後のボア３内において正常な圧
縮作用が行われ、圧縮機は１００％容量運転状態にある
。

このとき吸入絞り弁５０の変圧室５５には、管路Ｃから
分岐した導圧管路ｄを介して同様に高圧の吐出圧力が導
入されるので、この吐出圧力が対抗圧力室５３の圧力に
一方的に打勝って、スプル５１は突子５１ａにより規制
される極限まで進動し、絞り部５６の流路面積は最大限
に拡張される。そしてこのように変圧室５５に高圧の制
御圧力が導入されている間は、対抗圧力室５３との極端
な圧力差によってスプール５１の動きは進動姿勢のまま
に判じられ、吸入圧力の変化に追従する吸入絞り機能は
完全に拘禁される。換言すれば圧縮機が１００％容量で
運転されている間は、吸入絞りの無能化を図って圧縮機
の能力をフルに発揮させるものである。

しかして上記１００％容量運転の継続によって冷房負荷
か順次小さくなり、例えば車室内が設定温度に達したこ
とを検出した指令信号に基づいて３ 制御弁Ｆが切替えられるとく第３図に示すＴ２の時点）
、管路ａ、Ｃの導通によって容量制御室２５には後部吸
入室１７Ｒから吸入圧力が供給される。このように容量
制御室２５に供給される制御圧力が低圧に切替わると、
逆に対抗する復帰ばね２Ｂの付勢力がこれに打勝ってプ
ランジャ２４を退勤させる結果、後部吐出弁１４Ｒは弁
座から遊離し、同時に開放される逃し孔２１を介して後
部吐出室１８Ｒは低圧域（斜板室４〉と連通される。

かくて後部の各ボア３に関する圧縮作用は完全に無能化
され、圧縮機は半減容量つまり５０％容量運転に移行す
る。

上述したように容量制御室２５に供給される制御圧力が
吸入圧力に切替わると、導圧管路ｄを経て吸入絞り弁５
０の変圧室５５に導入される制御圧力も同時に吸入圧力
となり、それまでの極端な圧力差に基づく偏位姿勢から
開放されたスプール５１は、ヘッド側に作用するトータ
ル的な吸入圧力と、対抗圧力室５３の圧力との差圧に正
常に応動することとなって、本来的な吸入絞り機能がこ
４ こに復活する。したがって５０％容量に吸入絞り機能を
複合させた圧縮機の経済運転により、その後の安定した
冷房状態が維持される。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、とくに急速冷房の
要求される１００％容量運転時には、吸入絞りの発動を
抑えて圧縮機の能力をフルに発揮させ、安定冷房の状態
では５０％容量運転に吸入絞り機能を加えて容量変化の
不連続性を補足するので、不本意な冷房能力の不足を生
じることなく、円滑、かつ経済的な圧縮機の容量制御を
遂行することができる。しかも吸入絞りの作動範囲が実
質的に縮小されることは、吸入絞り弁の設計により広範
な自由度を与えうる見逃し難い効果も付随する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す圧縮機の断面図、第２
図は従来の同型圧縮機を示す断面図、第３図は急速冷房
時の温度と時間の関係を示す線図である。 １８Ｒ・・・後部吐出室 ２４・・・プランジャ ２８・・・復帰ばね ５１・・・スプール Ｆ・・・制御弁 １・・・逃し孔 ５・・・容量制御室 Ｏ・・・吸入絞り弁 ５・・・変圧室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後部吐出室に低圧域と連通するを逃し孔を設けて
   、同逃し孔を開閉するプランジャを進退動可能に配設し
   、該プランジャをその背面に作用する容量制御室圧力と
   同前面に作用する復帰ばね力とによって作動せしめると
   ともに、上記容量制御室には冷房負荷の検出指令に応動
   する制御弁により、吐出圧力と吸入圧力とを選択的に供
   給するようにした段階可変容量型斜板式圧縮機において
   、上記圧縮機に至る吸入管路中に吸入絞り弁を配設し、
   該吸入絞り弁は吸入圧力と対向ばね力との圧力均衡によ
   つて流路面積を調節するスプールと、該スプールを流路
   面積拡張側へ独立的に付勢する変圧室とを内装するとと
   もに、該変圧室には上記容量制御室へ供給される制御圧
   力を同期的に導入すべく構成したことを特徴とする段階
   可変容量型斜板式圧縮機。