JPH0353473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用空気調和装置の冷媒ガスの圧
縮等に用いられる可変容量型揺動板式圧縮機に関
する。

（従来技術とその問題点） 従来、可変容量型揺動板式圧縮機として、吸入
室とクランク室との連通路を開閉する電磁弁を設
け、該電磁弁の開度制御により前記吸入室と前記
クランク室との連通度を調節して、該クランク室
内圧力を変化させることにより揺動板の傾斜角度
を調整し、ピストンストロークを変化させて吐出
容量を可変し得る如く構成したものが知られてい
る。しかしながら、かかる構成の圧縮機において
は温度設定器の出力のみで電磁弁を制御すると、
圧縮機の特性として熱負荷によつて吸入圧力が変
化すること及びエバポレータと圧縮機吸入口との
間の圧力損失のため、冷媒の実質的な蒸発圧力が
変動し、エバポレータが凍結したり、逆に必要と
される冷房能力が得られないという問題点があつ
た。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
熱負荷の変化に対応して電磁弁の開度を補正する
ことにより所望の冷房能力を得られるようにした
可変容量型揺動板式圧縮機を提供することを目的
とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、吸入室と
クランク室との連通路を開閉し且つ前記吸入室内
の圧力を受ける受圧面を有する弁体と、前記吸入
室の圧力に応じて前記弁体の開度を制御する圧力
応動体と、ソレノイドに供給される電流の大きさ
に応じて前記弁体の開度を制御する電磁アクチユ
エータとを有する圧力調整弁により、前記吸入室
と前記クランク室との連通度を調節して、該クラ
ンク室内圧力を変化させることにより揺動板の傾
斜角度を調整し、ピストンストロークを変化させ
て吐出容量を可変し得る如く構成した可変容量型
揺動板式圧縮機において、熱負荷の変化を検知
し、その変化に応じて前記電磁アクチユエータに
供給する電流の大きさを補正する補正手段を備え
たことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図及び第２図は可変容量型揺動板式圧縮機
の全体構成を示している。

図において、１はハウジンクで、該ハウジング
１は円筒状のケース２と、該ケース２の一端面
（図中左端面）にバルブプレート３を介して気密
に取り付けられたシリンダヘツド４と、前記ケー
ス２の他端面（図中右端面）に気密に取り付けら
れたヘツド部材５とによつて構成されている。

前記シリンダヘツド４は、偏平な略円筒状をな
し、一端面が閉塞され、その内部には、中心部に
後述する圧力調整弁６０が配設され、該圧力調整
弁６０の外周に吸入室４１が形成され、更に該吸
入室４１の外周に吐出室４６が形成されている。
前記吸入室４１及び吐出室４６は、同心に略環状
をなし、前記バルブプレート３の一端面にシール
部材を介して前記シリンダヘツド４の他端面が気
密に当接することにより画成されている。

前記吸入室４１は図示しない吸入口を介して空
気調和装置の冷媒サイクルのエバポレータ（図示
せず）の出口に接続され、前記吐出室４６は図示
しない吐出口を介して前記冷媒サイクルのコンデ
ンサ（図示せず）の入口に接続されている。

前記バルブプレート３の他端側に位置するケー
ス２の内部には、冷媒圧縮のためのピストン機構
２０が配設されている。前記ピストン機構２０
は、シリンダブロツク２１と、ピストン２２とに
よつて構成されている。

前記シリンダブロツク２１は、前記ケース２の
内部に一体形成され、中心軸線上に沿つて後述す
るピストン駆動機構５０の駆動軸嵌装用の中心孔
２１ａが設けられている。前記シリンダブロツク
２１には、軸線が中心軸線と平行にして周方向に
所定間隔を存して複数のシリンダ２３が配設され
ている。

前記ピストン２２は、各シリンダ２３内に夫々
摺動自在に嵌装されている。又、前記ピストン２
２にはピストンロツド２４が穿設され、該ピスト
ンロツド２４には先端にボールジヨイント２４ａ
が設けられている。

尚、前記バルブプレート３には、前記吸入室４
１と前記各シリンダ２３内とを連通する複数の吸
入ポート４２が穿設され、又、前記吐出室４６と
各シリンダ２３内とを連通する複数の吐出ポート
４４が穿設されている。前記吐出室４６の吐出ポ
ート４４の開口端には吐出弁４５及び吐出弁止め
４５ａが設けられている（第２図参照）。又、前
記吸入ポートにも図示しない吸入弁が設けられて
いる。

こうして、前記ピストン機構２０は、吸入室４
１内の低圧冷媒を吸入ポート４２及び吸入弁を介
してシリンダ２３内へ吸入し、ピストン２２によ
り圧縮して、高温高圧冷媒とし、吐出ポート４４
及び吐出弁４５を介して吐出室４６内に吐出する
ようにされている。

前記ピストン機構２０を駆動するために、駆動
機構５０がハウジング１内の他端側のクランク室
２６内に配設されている。前記駆動機構５０は、
ハウジング１の略中心軸線上に沿つて配設された
駆動軸２５と、前記駆動軸２５の他端に嵌着され
た腕部材５２と、前記駆動軸２５の軸線方向略中
間部外周に配設されたスライダ５４と、該スライ
ダ５４の外周に配設された揺動板５５とによつて
構成されている。

前記駆動軸２５は、一端がシリンダブロツク２
１の中心孔２１ａにボールベアリング２７を介し
て回転自在に支承され、軸方向中間位置より他端
側の部分がヘツド部材５の内周面に前記腕部材５
２及び大径ボールベアリング５７を順次介して回
転自在に支承されている。前記駆動軸２５の他端
は、ヘツド部材５の中心孔５ａ内を貫通して外方
に延出され、該延出端部には車載エンジンの出力
軸側プーリと駆動ベルト（図示せず）によつて連
結される図示しないマグネツトクラツチが装着さ
れる。尚、前記腕部材５２のボス部５２ａと前記
ヘツド部材５の中心孔５ａとの間には、メカニカ
ルシール５８が介装され、又駆動軸２５と腕部材
５２との間にはＯ−リングが介装され、クランク
室２６内が気密に保持されている。

一方、前記スライダ５４は、スリーブ状をな
し、前記駆動軸２５上を軸線方向に摺動可能に且
つ周方向に回転不可能に嵌装され、従つて、駆動
軸２５と共に回転するようになつている。又、駆
動軸２５内には内部スライダ５４ａが嵌装され、
該内部スライダ５４ａは前記駆動軸２５内に嵌装
されたコイルスプリング３３によつてシリンダブ
ロツク２１側に押圧されている。前記内部スライ
ダ５４ａを直径方向に貫通されたクロスピン５４
ｂの両端は前記駆動軸２５の互いに対向するスロ
ツト２５ａ，２５ａを貫通し、前記スライダ５４
に連結されている。従つて、前記揺動板５５はコ
イルスプリング３３により内部スライダ５４ａと
一体に傾斜角度減少側に付勢されている。更に、
前記揺動板５５は、円板状をなし、前記スライダ
５４の軸線方向略中間部外周に次のように配設さ
れている。即ち、前記揺動板５５は、中心孔が前
記スライダ５４に遊嵌され、該スライダ５４に両
側部がトラニオンピン５９を介して回転自在に連
結されている。こうして、前記揺動板５５は、前
記トラニオンピン５９を軸として、垂直面に対す
る角度が所定範囲内で変位するようになつてい
る。

又、前記揺動板５５と前記腕部材５２とは下記
のように連結されている。前記揺動板５５の腕部
材５２側端面の所定位置には第２図に示すように
径方向に向けて平行案内部５５ａが突設されてお
り、該平行案内部５５ａに突設されたピン５５ｂ
と腕部材５２の先端部側面に突設されたピン５２
ｂとの間にはコイルスプリング３６が張設されて
いる。又、腕部材５２の先端のカム面５２ｃは揺
動板５５の端面に係合されている。

更に、揺動板５５の一端面には、各ピストン２
２のピストンロツド２４のボールジヨイント２４
ａが夫々連結されている。こうして、駆動機構５
０は、揺動板５５の回転によつてピストン機構２
０のピストン２２を摺動させるようになつてい
る。又、揺動板５５はクランク室２６内の圧力及
びコイルスプリング３３の付勢力とシリンダ２３
内の圧力（ピストン２２の反力）との差に応じて
垂直面に対する傾斜角が変化し、この傾斜角の変
化によりピストン２２のストロークが増減される
ようになつている。

前記クランク室２６内の圧力を調整して揺動板
５５の傾斜角度を制御するために、圧力調整弁６
０がシリンダヘツド４内の中心部に設けられてい
る。該圧力調整弁６０は、円筒状のケース６１を
シリンダヘツド４及びシリンダブロツク２１の軸
心に形成された孔４ａ，２１ｂに嵌設されてい
る。この場合、前端孔２１ｄと螺合して固定して
いる。

このような圧力調整弁６０は、第３図に示すよ
うにシリンタブロツク２１の軸心に形成されてい
る吸入室４１とクランク室２６との連通口２１ｃ
を開閉し且つ吸入室４１内の圧力を受ける受圧面
６２ａを有する弁体６２と、外部信号（日射セン
サ、ミツクスドアセンサ、温度センサ等からの状
態信号）に基づいて供給される電流値によつてソ
レノイド６３が励磁し、これにより可動鉄芯６４
が該可動鉄芯６４を付勢するコイルスプリング６
５と共に固定鉄芯６６に近づくように作動して後
述する伝達ロツド６７を介して弁体６２の開度を
制御する電磁アクチユエータ６８とを備える電磁
弁とされている。弁体６２の開度は、ソレノイド
６３に電流が供給されないとき、すなわち電磁ア
クチユエータoff時にはばね力（コイルスプリン
グ６５、ベローズ７８）と吸入室４１内の圧力と
によつて決まる（通常開弁圧が高く開いてい
る。）。また、ソレノイド６３に電流が供給される
とき、すなわち電磁アクチユエータon時にはソ
レノイド６３に供給される電流値によつて変わる
固定鉄芯６６の吸引力とばね力変化分と吸入室４
１内の圧力によつて決まる。

伝達ロツド６７は上述したように弁体６２と可
動鉄芯６４との間に位置して両者間の相互変位を
伝達すると同時に可動鉄芯６４が固定鉄芯６６に
最も吸引されたときの可動鉄芯６４と固定鉄芯６
６との位置関係（隙間ｘ）を設定する機能を有し
ている。このような伝達ロツド６７は固定鉄芯６
６側に位置する鉄芯側ロツド６７ａと弁体６２側
に位置する弁側ロツド６７ｂとこれらを結合する
連結ロツド６７ｃとによつて構成され、連結ロツ
ド６７ｃは一端を鉄芯側ロツド６７ａの軸心に形
成された孔６７ｄに圧入し他端を弁側ロツド６７
ｂの軸心に形成された孔６７ｅに圧入して鉄芯側
ロツド６７ａと弁側ロツド６７ｂとを連結してい
る。鉄芯側ロツド６７ａは固定鉄芯６６の軸心に
形成された孔６６ｂに摺動自在に嵌合され、弁側
ロツド６７ｂはサポート板６９の軸心に形成され
た孔６９ａに摺動自在に嵌合される。

なお、前記ケース６１の前端軸心には凹部６１
ｂに形成され、該凹部６１ｂに前記サポート板６
９と有底の弁体収容筒７２が嵌設されている。サ
ポート板６９と伝達ロツド６７を覆うベローズ７
８と弁体６２はロー付（あるいは半田付）等によ
つて一体のサブアツセンブリとされている。

弁体収容筒７２の底壁７２ａはガスケツト７３
を介してシリンダブロツク２１の連通口形成壁２
１ｅに当接され、該底壁７２ａの軸心に形成され
た孔７２ｂが連通口２１ｃと接続するようになつ
ている。弁体６２は弁体収容筒７２内に摺動自在
に嵌設されると共に前記孔７２ｂを開閉する。孔
７２ｂから弁体収容筒７２内に流入する冷媒は該
弁体収容筒７２の周壁に形成された複数の孔７２
ｃから図示しない通路を介して吸入室４１内に流
れる。

また、可動鉄芯６４を付勢するコイルスプリン
グ６５はその取付座７４がねじ軸７５に螺着され
ていることによつて取付座７４のセツト位置を変
更するとばね力が変えられるようになつている。

図中、７６はケース６１とサポート板６９との
間の気密性を保つＯリングであり、７７はソレノ
イド６３に電流を供給するケーブルである。

第５図は前記圧力調整弁６０の開度を制御する
ための電流制御回路８０を示している。外気温度
又はコンデンサ温度等の熱負荷を検出する温度セ
ンサ８１と車室内に設けられる温度設定器８２と
が直列に接続され、該温度設定器８２の他端は定
電圧源８３に接続されている。そして温度センサ
８１と温度設定器８２との接続端子間に、電流制
御回路８０の比較器８４の入力側プラス端子が接
続されている。電流制御回路８０は該比較器８４
と、２個のトランジスタ８５，８６とから構成さ
れ、該トランジスタ８５，８６のコレクタと定電
圧源８３との間に圧力調整弁６０の電磁アクチユ
エータ６８が接続されている。

そこで、温度設定が例えば最大冷房位置にある
時、中間熱負荷にて吸入圧力が例えば1.8Kg／
cm²・Ｇになるように設定しておけば、エバポレー
タ出口の蒸発圧力は2.0Kg／cm²・Ｇ、蒸発温度約
０℃にて運転される（圧縮機とエバポレータ間の
圧力損失を0.2Kg／cm²・Ｇとする。） この状態において熱負荷が低下すると、吐出圧
力、温度が共に低くなり、温度センサ８１の抵抗
が大きくなるため、比較器８４への入力電圧が高
くなつて電流制御回路８０により電磁アクチユエ
ータ６８に流れる電流が多くなる。その結果、弁
体６２の開度が小さくなるためクランク室２６内
の圧力が高くなり、揺動板５５の傾斜角度が小さ
くなつて吐出容量が減少する。したがつて吸入圧
力は例えば2.1Kg／cm²・Ｇに上昇し、この時冷媒
流量も減少するので圧縮機の吸入口とエバポレー
タとの間の圧力損失を0.1Kg／cm²・Ｇとすれば、
蒸発圧力は2.0Kg／cm²・Ｇ、温度０℃となつて運
転される。

一方、熱負荷が増加して温度が上昇すると温度
センサ８１の抵抗が小さくなつて比較器８４への
入力電圧が低くなるため、電磁アクチユエータ６
８に流れる電流が減少し弁体６２の開度が大きく
なる。その結果、クランク室２６内の圧力が低く
なつて圧縮機が大容量化するため、吸入圧力は例
えば1.7Kg／cm²・Ｇに低下し、この時冷媒流量は
増加するので上記圧力損失を0.3Kg／cm²・Ｇとす
れば、蒸発圧力は2.0Kg／cm²・Ｇ、温度０℃とな
る。

以上のように、同一設定条件においては熱負荷
の変化にかかわらず蒸発圧力が常に一定になるよ
うに電磁弁の開度が補正されるので、所望の冷房
状態を保つことができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、吸入室とクラン
ク室との連通路を開閉し且つ前記吸入室内の圧力
を受ける受圧面を有する弁体と、前記吸入室の圧
力に応じて前記弁体の開度を制御する圧力応動体
と、ソレノイドに供給される電流の大きさに応じ
て前記弁体の開度を制御する電磁アクチユエータ
とを有する圧力調整弁により、前記吸入室と前記
クランク室との連通度を調節して、該クランク室
内圧力を変化させることにより揺動板の傾斜角度
を調整し、ピストンストロークを変化させて吐出
容量を可変し得る如く構成した可変容量型揺動板
式圧縮機において、熱負荷の変化を検知し、その
変化に応じて前記電磁アクチユエータに供給する
電流の大きさを補正する補正手段を備えたので、
冷房能力の所望設定値が一定であれば、熱負荷あ
るいはエンジン回転数が変化してもその変化に応
じて圧力応動体により弁体の開度が即座に補正さ
れるので、エバポレータの蒸発圧力を一定に保つ
ことができ、常に所望の冷房状態を得ることがで
きる。

また、電磁アクチユエータへの供給電流の制御
は、熱負荷の変化のみに応じて行えばく、またこ
のとき圧力応動体の作用を補う程度でよいので、
電流制御を行う補正手段も簡単なものでよい。し
たがつて、装置の大型化を招くこともなく、コス
トも低くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の一実施例の一部
切欠平面図、第２図は同縦断側面図、第３図は同
電磁弁の拡大縦断面図、第４図は同電磁弁の要部
拡大縦断面図、第５図は電流制御回路を示す図で
ある。 ２１ｃ……吸入室とクランク室との連通口、２
２……ピストン、２６……クランク室、４１……
吸入室、５５……揺動板、６２……弁体、６２ａ
……受圧面、６８……電磁アクチユエータ、８０
……電流制御回路、８１……温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸入室とクランク室との連通路を開閉し且つ
   前記吸入室内の圧力を受ける受圧面を有する弁体
   と、前記吸入室の圧力に応じて前記弁体の開度を
   制御する圧力応動体と、ソレノイドに供給される
   電流の大きさに応じて前記弁体の開度を制御する
   電磁アクチユエータとを有する圧力調整弁によ
   り、前記吸入室と前記クランク室との連通度を調
   節して、該クランク室内圧力を変化させることに
   より揺動板の傾斜角度を調整し、ピストンストロ
   ークを変化させて吐出容量を可変し得る如く構成
   した可変容量型揺動板式圧縮機において、熱負荷
   の変化を検知し、その変化に応じて前記電磁アク
   チユエータに供給する電流の大きさを補正する補
   正手段を備えたことを特徴とする可変容量型揺動
   板式圧縮機。