JPH04234580A - 可変容量型圧縮機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば自動車の空調機
器として利用される可変容量型圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の斜板式可変容量型圧縮機として、
特開昭５４−５２０５号公報に示すものが提案されてい
る。この圧縮機は回転駆動軸の回りに配列された複数の
シリンダボアを有するハウジングと、各シリンダボアに
それぞれ摺動可能に嵌合された作動ピストンと、該作動
ピストンにそれぞれピストンロッドを介して連結された
斜板と、該斜板を支承して回転駆動軸の軸線と直交する
支軸の軸線回りに揺動可能であって回転駆動軸に連結さ
れる回転支持体と、前記回転支持体及び斜板の支軸軸線
の回りの傾斜角度を変化させて作動ピストンの作動スト
ロークを調整すべく回転支持体に連結されるとともに容
量制御圧室の圧力に応じて移動する制御ピストンを備え
、さらに圧縮機の吐出容量を吸入圧力に応じて制御すべ
く、前記圧縮機の吸入室及び吐出室と、前記容量制御圧
室との間に制御弁が介装されている。

【０００３】そして、車室内の温度が高くなって冷房負
荷が増大し、吸入圧力が増加すると、前記制御弁により
吐出室から容量制御圧室への圧力供給が停止されるため
、制御ピストンが、回転支持体及び斜板を支軸軸線のま
わりに容量増大方向に傾動する。又、冷房負荷が減少し
た場合には、吸入圧力が低下して、制御弁により吐出室
内の高圧冷媒ガスが容量制御圧室へ供給されるため、制
御ピストンにより回転支持体及び斜板が容量を減少する
方向に傾動される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した斜
板式可変容量型圧縮機は、停止状態において斜板の傾斜
角が零となり、吐出容量が零容量の場合には、圧縮機を
起動させた時、吐出圧力を確保することができないので
、通常は最小容量が１０％程度になるように、斜板の傾
斜角が設定されている。このため、低冷房負荷運転状態
において吐出容量が過剰になり、エバポレータのフロス
トが発生するという問題があった。さらに、圧縮機の最
小容量を１０％程度にしておいても、実際には起動時に
必要な復帰用の吐出圧力を上昇させることが困難であり
、従って吐出容量を増大する方向に付勢する復帰バネを
併用している。この場合には、圧縮機の停止状態におい
て最小容量がほぼ４０％程度に復帰されるので、起動時
のショックが発生し運転者に不快感を与えるという問題
があった。

【０００５】この発明の目的は上記従来技術に存する問
題点を解消して、吐出容量を零％にすることができると
ともに、エバポレータのフロストや圧縮機起動時のショ
ックを緩和することができ、さらに圧縮機起動用クラッ
チをなくすこともできる可変容量型圧縮機を提供するこ
とにある。

【０００６】

【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、回転駆動軸のまわりに配列された複数のシ
リンダボアを有するハウジングと、各シリンダボアにそ
れぞれ摺動可能に嵌合された作動ピストンと、各作動ピ
ストンにそれぞれピストンロッドを介して連結される斜
板と、該斜板を支承して回転駆動軸の軸線と直交する支
軸の軸線のまわりに揺動可能であって、回転駆動軸に連
結される回転支持体と、前記回転支持体及び斜板の支軸
軸線まわりの傾斜角度を変化させて作動ピストンの作動
ストロークを調整するため前記回転支持体に連結される
とともに、容量制御圧室の圧力に応じて移動する制御ピ
ストンとを備え、可変容量型圧縮機の吐出容量を吸入圧
力に応じて制御すべく、前記圧縮機の吸入室及び吐出室
と、前記容量制御圧室との間に介装された容量制御弁と
、前記圧縮機の吐出室に管路を介して連通され、かつ吐
出冷媒ガスを密閉保持するための蓄圧室と、前記制御ピ
ストンの容量制御圧室と反対側に設けた起動制御圧室と
前記蓄圧室との間の管路に接続された開閉弁と、前記圧
縮機の吐出室と蓄圧室と間のの管路に設けられ、吐出冷
媒ガスの蓄圧室内への移動を許容し、逆流を阻止する弁
と、前記開閉弁を圧縮機の動作信号に基づいて開閉制御
する制御装置とにより構成している。

【０００７】

【作用】この発明は圧縮機が停止されて斜板が零容量位
置に保持されるとともに、開閉弁が閉鎖されて蓄圧室に
吐出冷媒ガスが保持された状態において、圧縮機の回転
駆動軸が回転されても、圧縮動作が行われることはない
。その後、圧縮機を起動するため制御装置から出力され
た開放信号により開閉弁が開放されると、蓄圧室内に蓄
えられていた吐出冷媒ガスが管路を経て起動制御圧室内
に供給される。すると、制御ピストンにより回転支持体
及び斜板が作動ピストンのストロークを増大する方向に
移動されるので、回転駆動軸の回転が回転支持体を介し
て斜板に前後方向の揺動運動として伝達され、作動ピス
トンにより吸入冷媒ガスの圧縮動作が行われる。そして
、前記開閉弁は斜板が所定容量位置に傾斜された時に制
御装置からの閉鎖信号により閉鎖される。

【０００８】又、その後は冷房負荷の大小に応じて変動
する吸入圧力に基づいて容量制御弁により容量制御圧室
に供給される吐出冷媒ガスが調整されるので、冷房負荷
の大小に応じて制御ピストンにより斜板の傾斜角が制御
され、適正な吐出容量を得ることができる。圧縮機の運
転中に吐出室から吐出された冷媒ガスの一部は、開閉弁
が閉鎖された状態において、管路及び逆流を阻止する弁
を経て蓄圧室に導かれるため、該蓄圧室には吐出冷媒ガ
スが貯留され、この冷媒ガスは次の圧縮機の起動時に使
用される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図に
基づいて説明する。図３に示すように可変容量型圧縮機
１の吐出フランジ４８には吐出管路２を介してコンデン
サ３が接続され、該コンデンサ３には管路４を介してレ
シーバ５が接続され、さらに該レシーバ５には管路６を
介して膨張弁７が接続されている。又、該膨張弁７には
管路８を介してエバポレータ９が接続され、エバポレー
タ９は管路１０を介して圧縮機の吸入フランジ４７に接
続されている。

【００１０】次に、図１により可変容量型圧縮機１の構
成について説明する。圧縮機のハウジング１１は、セン
タハウジング１２と、該センタハウジング１２のフロン
ト側端面にバルブプレート１３を介して接合固定したフ
ロントハウジング１４と、さらにセンタハウジング１２
のリヤ側端面に接合固定したリヤハウジング１５とによ
り構成されている。前記ハウジング１２、１４、１５の
中心部には回転駆動軸１６がフロント側のラジアルベア
リング１７と、リヤハウジング１５の内面に嵌合した支
持板１８に係合したリヤ側のラジアルベアリング１９と
により支持されている。前記センタハウジング１２には
回転駆動軸１６と平行に形成したシリンダボア１２ａを
有するシリンダブロック１２ｂが一体に形成されている
。これらのシリンダボア１２ａには作動ピストン２０が
それぞれ前後方向の往復動可能に嵌入され、各ピストン
２０はピストンロッド２１により、斜板２２に係留され
ている。該斜板２２の背面には回転支持体２３がラジア
ルベアリング２４及びスラストベアリング２５により相
対回転可能に装着されている。前記斜板２２はセンタハ
ウジング１２とリヤハウジング１５に支持固定した案内
ロッド２６により、回転が規制されている。前記回転駆
動軸１６上にはスリーブ２７が前後方向の往復摺動可能
に嵌装され、該スリーブ２７と前記回転支持体２３は連
結ピン２８により連結されている。又、前記回転駆動軸
１６の後端部には支持板３０が一体に形成され、該支持
板３０と前記支持板１８との間にはスラストベアリング
３１が介在されている。前記支持板３０には支持アーム
３２が一体に突出形成され、該支持アーム３２と前記回
転支持体２３は支軸３３により連結されている。又、前
記支持アーム３２には支軸３３を案内する長孔３２ａが
形成されており、回転駆動軸１６の軸線と直交する支軸
３３の軸線まわりの回転支持体２３及び斜板２２の前後
方向の傾動動作を許容するようにしている。

【００１１】前記リヤハウジング１５の背面にはピスト
ン収容部３４が一体に形成され、該収容部３４内には制
御ピストン３５が往復動可能に収容され、該制御ピスト
ン３５と、前記スリーブ２７は連結ロッド３６及び連結
ピン３７により連結されている。そして、前記制御ピス
トン３５の後面側に形成した容量制御圧室３８に吐出冷
媒ガスが供給されると、制御ピストン３５が前方に移動
され、この結果連結ロッド３６及び連結ピン３７を介し
てスリーブ２７が前方に移動されるため、斜板２２及び
回転支持体２３の傾斜角が調節されて作動ピストン２０
のストロークが調整され、吐出容量が調整される。又、
制御ピストン３５の左側の起動制御圧室３９は、センタ
ハウジング１２内のクランク室４０と、リヤハウジング
１５と支持板１８との微小間隙を介して連通されている
。さらに、制御ピストン３５は付勢バネ４１により常に
は左方、つまり吐出容量を減少する方向に付勢されてい
る。

【００１２】前記バルブプレート１３とフロントハウジ
ング１４の間には、吸入室４２及び吐出室４３が区画形
成され、前記吸入室４２はシリンダブロック１２ａに形
成した吸入通路４４によりクランク室４０と連通されて
いる。又、前記バルブプレート１３には吸入弁を備えた
吸入孔４５及び吐出弁を備えた吐出孔４６が形成されて
いる。又、センタハウジング１２には前記吸入フランジ
４７が設けられ、フロントハウジング１４には前記吐出
フランジ４８が設けられている。

【００１３】次に、前記クランク室４０内の吸入圧力の
変動により圧縮機の吐出容量を調整するようにした制御
弁について説明する。前記ハウジング１１の一側部には
収容空間５１が形成され、該空間内に制御弁５２が収容
されている。この制御弁５２は前記吐出室４３と容量制
御圧室３８を連通する連通路５３の途中に設けられてい
る。制御弁５２の弁本体５４内には球状の弁体５５が弁
孔５６と対応して収容され、該弁体５５はバネ受け５７
及びバネ５８により常には前記弁孔５６を閉鎖する方向
に付勢されている。前記球状弁体５５にはロッド受け５
９が取り付けられ、該ロッド受け５９には作動ロッド６
０の一端が係合されるとともに、該作動ロッド６０の他
端はロッド受け６１を介してダイヤフラム６２に当接さ
れている。又、前記ダイヤフラム６２の左側に形成した
パイロット圧室６３と前記クランク室４０は連通路６４
により連通されている。前記ダイヤフラム６２の右側密
閉空間６５内にはストッパ６６、小ボール６７、バネ受
け６８及びバネ６９が介在されている。又、前記パイロ
ット圧室６３内には前記バネ６９よりも弱いバネ７０が
ロッド受け６１をダイヤフラム６２側へ付勢するように
介在され。そして、圧縮機が停止されて吐出圧力Ｐｄと
吸入圧力Ｐｓが等しい状態において、図１に示すように
バネ６９の付勢力により作動ロッド６０が球状弁体５５
を開放位置に押圧保持するようにしている。

【００１４】前記吐出フランジ４８とコンデンサ３との
間の吐出管路２には、前記ピストン収容部３４内に設け
た起動制御圧室３９に連通する管路７１が接続されてい
る。この管路７１の途中には蓄圧タンク７２が接続され
、該蓄圧タンク７２の前後には第１開閉弁７３及び第２
開閉弁７４が接続されている。前記両開閉弁７３，７４
は制御装置７５に接続されており、圧縮機１の起動時に
該制御装置７５からの動作信号により選択的に開閉動作
されるようにしている。そして、前記第２開閉弁７４が
閉鎖された状態で第１開閉弁７３が開放されると、吐出
管路２からの吐出冷媒ガスが蓄圧タンク７２内に貯留さ
れるようにしている。又、第２開閉弁７４は、圧縮機の
起動時において制御装置７５からの動作信号により第１
開閉弁７３が閉鎖された状態で開放され、蓄圧タンク７
２内に蓄えられた吐出冷媒ガスを起動制御圧室３９内に
供給し、制御ピストン３５を図１に示す零容量位置から
図２に示す大容量位置に移動させるようにしている。

【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、その動作を説明する。今、圧縮機１が停
止された状態においては、図１に示すようにバネ６９に
より作動ロッド６０が球状弁体５５を開放する位置に保
持され、吐出室４３内の吐出圧力Ｐｄとクランク室４０
の吸入圧力Ｐｓが等しく、制御ピストン３５が付勢バネ
４１により斜板２２及び回転支持体２３が零容量位置に
付勢保持されているので、エンジンの動力により圧縮機
の回転駆動軸１６が回転されても圧縮は行われない。

【００１６】この状態で、圧縮機を起動するスイッチ（
図示略）をオンすると、制御装置７５からの動作信号に
より第２開閉弁７４が開放され、蓄圧タンク７２内の吐
出冷媒ガスが管路７１を経て起動制御圧室３９へ供給さ
れるため、制御ピストン３５が図１において右方に移動
される。この結果回転支持体２３及び斜板２２が支軸３
３を中心に傾動され、作動ピストン２０に作動ストロー
クが生じ、圧縮動作が開始される。そして、前記第２開
閉弁７４は斜板２２が所定角度まで動作された状態で閉
鎖され、圧縮動作が継続されて吐出冷媒ガスの圧力が高
くなると、制御装置７５からの動作信号により第１開閉
弁７３が開放されて、吐出室４３内の吐出冷媒ガスが管
路２を経て蓄圧タンク７２内に貯留される。この開閉弁
７３は圧縮機の停止以前に制御装置７５からの動作信号
により閉鎖されるが、その際蓄圧タンク７２内の圧力を
検出して、所定値以上になった場合に開閉弁７３を閉鎖
するようにしてもよい。

【００１７】圧縮機の運転中は、制御弁５２の制御動作
により冷房負荷に応じて圧縮機の吐出容量が自動的に調
整される。即ち、車室内の温度が増大して、冷房負荷が
大きくなり、そのためクランク室４０内の吸入圧力Ｐｓ
が高くなると、ダイヤフラム６２が動作されて作動ロッ
ド６０により球状弁体５５が閉鎖方向に移動されるので
、吐出室４３から容量制御圧室３８へ供給される吐出冷
媒ガスの量が減少し、従って制御ピストン３５が右方に
移動されて斜板２２の傾斜角が増大され容量が増大され
る。

【００１８】反対に、車室内の温度が低下して冷房負荷
が減少すると、クランク室４０内の吸入圧力Ｐｓが低下
するため、ダイヤフラム６２により作動ロッド６０が左
方に移動されて、球状弁体５５が開放方向に動作され、
このため吐出室４３から容量制御圧室３８に吐出冷媒ガ
スが供給され、制御ピストン３５が容量を減少する方向
に移動される。

【００１９】又、連続運転中において、圧縮機の吐出容
量が低下し過ぎて、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓがほぼ
同じになつた場合には、圧縮機の容量制御ができなくな
るため、この場合にも前記第２開閉弁７４が開放されて
、起動制御圧室３９へ吐出冷媒ガスが供給されて吐出容
量が増大され、適正な圧縮動作に復帰される。さらに、
圧縮機の運転が停止されると、制御弁５２の弁体５５が
開放されて吐出室４３内の冷媒ガスが連通路５３を経て
容量制御圧室３８に供給されるため、制御ピストン３５
が左方に移動されて斜板２２が零容量位置に移動保持さ
れる。このとき制御ピストン３５は付勢バネ４１の弾力
によっても押圧され零容量位置に安定して保持される。

【００２０】さて、この発明の実施例においては、圧縮
機の停止状態で斜板２２を零容量位置に保持することが
できるので、起動ショックを大幅に緩和することができ
るとともに、回転駆動軸１６が回転されても、圧縮動作
が行われないため、圧縮機の駆動クラッチを不要にする
ことが可能となる。又、圧縮機の零容量から１０％程度
の小容量域の容量制御が可能となり、低冷房負荷運転時
のエバポレータのフロストを防止することもできる。

【００２１】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、例えば前記第１開閉弁７３を逆止弁（図
示略）にしたり、両筒型の斜板式圧縮機に具体化したり
するなど任意に変更して具体化してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は圧縮機
の吐出容量を零％にすることができ、この結果圧縮機の
起動ショックを大幅に緩和したり、圧縮機起動用のクラ
ッチを省略したりすることもでき、さらに小容量域での
容量制御を可能にして低冷房負荷運転時のエバポレータ
のフロストを防止することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮機の零容量状態を示す断面図である。

【図２】圧縮機の最大容量状態を示す断面図である。

【図３】この発明を具体化した冷房装置の略体回路図で
ある。

【符号の説明】

１　　可変容量型圧縮機、２　　吐出管路、１１　　ハ
ウジング、１６　　回転駆動軸、２０　　作動ピストン
、２２　　斜板、２３　　回転支持体、３２　　支持ア
ーム、３３支軸、３５　　制御ピストン、３８　　容量
制御圧室、３９　　起動制御圧室、４０　　クランク室
、４１　　付勢バネ、４２　　吸入室、４３　　吐出室
、５２　　制御弁、５３　　連通路、６４　　連通路、
７１　　管路、７２　　蓄圧タンク、７３　　第１開閉
弁、７４　　第２開閉弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転駆動軸のまわりに配列された複数
   のシリンダボアを有するハウジングと、各シリンダボア
   にそれぞれ摺動可能に嵌合された作動ピストンと、各作
   動ピストンにそれぞれピストンロッドを介して連結され
   る斜板と、該斜板を支承して回転駆動軸の軸線と直交す
   る支軸の軸線のまわりに揺動可能であって、回転駆動軸
   に連結される回転支持体と、前記回転支持体及び斜板の
   支軸軸線まわりの傾斜角度を変化させて作動ピストンの
   作動ストロークを調整するため前記回転支持体に連結さ
   れるとともに、容量制御圧室の圧力に応じて移動する制
   御ピストンとを備え、可変容量型圧縮機の吐出容量を吸
   入圧力に応じて制御すべく、前記圧縮機の吸入室及び吐
   出室と、前記容量制御圧室との間に介装された容量制御
   弁と、前記圧縮機の吐出室に管路を介して連通され、か
   つ吐出冷媒ガスを密閉保持するための蓄圧室と、前記制
   御ピストンの容量制御圧室と反対側に設けた起動制御圧
   室と前記蓄圧室との間の管路に接続された開閉弁と、前
   記圧縮機の吐出室と蓄圧室との間の管路に設けられ、吐
   出冷媒ガスの蓄圧室内への移動を許容し、逆流を阻止す
   る弁と、前記開閉弁を圧縮機の動作信号に基づいて開閉
   制御する制御装置とからなる可変容量型圧縮機。