JPH0429102Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、自動車用冷房サイクルに使用され、
圧縮室内容積を変化させることが可能な容量可変
斜板式コンプレツサに関する。

（従来の技術） 第４図は一般の自動車用空気調和装置に使用さ
れる冷房サイクル１を示す図であり、図示しない
エンジンによりベルト、プーリ２及びマグネツト
クラツチ２ａを介してコンプレツサ３が駆動され
ると、このコンプレツサ３で断熱圧縮して高温高
圧となつたガス状冷媒はコンデンサ４に供給され
る。このコンデンサ４において冷媒は外部の空気
と熱交換して冷却され、高圧の液状冷媒となる。
この液状冷媒を一時貯留して冷媒中の水分や塵埃
を取り除くリキツドタンク５を通過した冷媒は、
膨張弁６において絞り膨張され、低圧霧状の冷媒
となつてエバポレータ７内に流入する。これによ
り、車室内に流入する空気は、このエバポレータ
７で冷却されて冷風となり、車室内の冷房が行な
われる。

このような冷房サイクル１を作動させると、車
室内に流入される空気を除湿する効果があること
から、冷房サイクル１を夏期のみならず、春、
秋、及び冬期においても作動させるようにしてい
る。通常のコンプレツサ３では、コンプレツサ３
のロータ部の１回転当りの冷媒の吐出量は常に一
定となつており、エバポレータ７に流入する冷媒
の量は熱負荷に応じて膨張弁６により制御される
ようになつている。そして、エバポレータ７の外
表面に付着した凝縮水が凍結しないようにするた
めに、エバポレータ７の外表面が所定の温度以下
となつた場合には、図示しないサーモスイツチに
よつてコンプレツサ３を停止させるようにしてい
るので、冬期等のように外気温度が低くエバポレ
ータ７の熱負荷が小さい場合には、夏期等のよう
に熱負荷が大きい場合に比してコンプレツサ３は
より頻繁にクラツチ２ａによつてオンオフを繰り
代えすことになる。また、上述したように、１回
転当りの冷媒の吐出量が一定となつている通常の
コンプレツサ３では、熱負荷の小さい場合でもコ
ンプレツサの駆動時における所要の動力は熱負荷
の大きい場合と相違がない。

そこで、このような冷房サイクル１に使用され
るコンプレツサ３として、最近では、特開昭58−
158382号公報に示される構造の斜板式コンプレツ
サが提案されている。この斜板式コンプレツサで
は、シリンダ内のピストンのストロークをコンプ
レツサの吸込圧に応じて変化させて、コンプレツ
サの吐出量が変化することになる。したがつて、
コンプレツサの吸込圧を一定としつつ、エバポレ
ータ７の熱負荷に応じた所望の量の冷媒が循環す
ることとなる。

このような容量可変式のコンプレツサによれ
ば、外気温度が低くて熱負荷は小さいが、エバポ
レータ７で除湿を行なうために冷房サイクル１を
作動した場合には、冷房サイクル１全体を流れる
冷媒の量が少量となることから、膨張弁６におけ
る絞り過ぎによつてエバポレータ７内における冷
媒の蒸発圧力が低くなり過ぎることが回避され
る。したがつて、これに起因してエバポレータ７
に凝縮水を凍結させてしまういわゆる低負荷時の
エバポレータ７の凍結現象を避けることができる
ので、これを防止するためのサーモスイツチ等が
不要となる。

また、車室内を暖房するために、第５図に示す
ように、エンジンＥを冷却するためのエンジン冷
却液を利用してこれを熱交換器であるヒータコア
HCに温水配管８によつて流入させている。これ
により、車室内に流入する空気はこのヒータコア
HCによつて加熱されると共に、前記エバポレー
タ７によつて冷却されて所望の温度となり、その
空気が車室内に流入されるようになつている。そ
して、このヒータコアHCに流入される温水の温
度は、ラジエータの作用によつて通常80℃程度と
なるように維持されるようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） このような従来の容量可変斜板式コンプレツサ
にあつては、コンプレツサ３の吸込圧を基準とし
てピストンのストロークを変化させているため
に、例えば冷媒として2.1Kg／cm²の圧力で０℃の
飽和蒸気となるフレオン１２を用いた場合には、
エバポレータ７の凝縮水が凍結しないように、エ
バポレータ７内における冷媒の圧力、つまりコン
プレツサ３の吸込圧Psが2.1Kg／cm²となるように、
ピストンのストロークが変化することによつて、
冷房サイクル１内の冷媒の流量が制御されるよう
になつている。

しかしながら、エンジンＥを起動させた当初の
ように、エンジン冷却液が所望の温度まで上昇し
ない場合には、冷房サイクル１の作動によつてエ
バポレータ７を通る空気が充分に冷却されること
から、ヒータコアHCの温度が迅速には上昇しな
いために、車室内の温調効果が充分に得られない
ことになる。このような場合としては、春、秋等
のように、冷房サイクル１を作動させつつ、ヒー
タコアHCにより加熱された空気を車室内に導入
するような場合がある。

そこで、本考案は上記従来技術の問題点に鑑
み、容量可変コンプレツサを用いてその吐出容量
を制御することによつて、エンジンの起動時、つ
まりエンジン冷却液の温度が所望の温度となる前
にも、車室内の温調効果を向上させるようにする
ことを目的とする。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、シリンダ
ブロツク内に軸方向に往復動自在に装着された複
数のピストンを、駆動軸と一体に回転すると共に
傾斜角度が可変自在に取付けられた駆動斜板によ
り往復動するようにし、前記ピストンの前方に形
成された圧縮室内の圧力と、前記ピストンの後方
に形成されたクランク室内の圧力との差圧の変化
により前記駆動斜板の傾斜角度を変化させて前記
ピストンのストロークを変化させるようにした容
量可変斜板式コンプレツサにおいて、吸入ポート
と前記クランク室とを連通させる吸入側連通路を
開閉する第１電磁弁及び吐出ポートと前記クラン
ク室とを連通させる吐出側連通路を開閉する第２
電磁弁を有する圧力制御弁と、当該圧力制御弁を
作動する作動手段と、ヒータコアに流入する温水
の温度を検知する水温センサと、前記水温センサ
からの信号により前記水温が所定値以下であるか
否かを比較演算する比較手段と、前記水温が所定
値以下であるときには前記吸入ポートに流入する
冷媒の圧力を高圧に設定すると共に前記水温が所
定値以上であるときには前記吸入ポートに流入す
る冷媒の圧力を基準圧に設定する制御手段とを有
することを特徴とする容量可変斜板式コンプレツ
サである。

（作用） エンジンが起動した際にはエンジン冷却液の温
度が所定の温度まで上昇しておらず、冷房サイク
ルが作動していると、エバポレータによつて車室
内に供給される空気の温度が低下することから、
エンジン冷却液を熱源とした車室内の暖房を充分
に行なうことができない。その状態を検知する
と、エバポレータに供給される冷媒の容量が低下
するように容量可変斜板式コンプレツサが制御さ
れ、これにより、エバポレータ内の冷媒の圧力、
つまり蒸発圧力が基準の圧力状態よりも高目に制
御される。この蒸発圧力とエバポレータの温度は
一定の関係があることから、エンジン起動時にお
けるエバポレータの温度が高目となり、車室内の
暖房効果を向上させることが可能となる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について説明する。

第１図Ａ〜Ｃは本考案の一実施例に係る容量可
変斜板式コンプレツサを示す概略断面図、第２図
Ａは同実施例に容量可変斜板式コンプレツサの制
御装置の一例を示すブロツク図である。

本考案の容量可変斜板式コンプレツサ３は、第
１図Ａ〜Ｃに示すように、シリンダブロツク２４
と、これの後端に取付けられたクランクケース１
７と、シリンダブロツク２４の先端に取付けられ
たヘツド３０とからなるコンプレツサ本体１０を
有している。シリンダブロツク２４に形成された
シリンダ２５内には、軸方向に往復動自在に例え
ば５つのピストン２３が装着されている。クラン
クケース１７内にはクランク室１２が形成されて
おり、シリンダブロツク２４とクランクケース１
７に回転自在に支持された駆動軸１１には、駆動
棒１１ａが固着され、この駆動棒１１ａにピン１
１ｂを中心に回動自在に駆動斜板１３がクランク
ケース１２内に位置して取付けられている。した
がつて、この駆動斜板１３は駆動軸１１によつ
て、これと一体に回転すると共に、駆動軸１１に
対する傾斜角度が可変自在となつている。

駆動斜板１３には非回転ウオブル板１６がその
径方向端面はスラスト軸受１４を介し、その内周
面はラジアル軸受１５を介して接触しており、こ
の非回転ウオブル板１６は駆動斜板１３の傾斜角
度が変化することによつて角度が変化するように
なつている。尚、非回転ウオブル板１６のスラス
ト方向の移動は、スラストワツシヤ２０及びスナ
ツプリング２１によつて規制されている。そし
て、非回転ウオルブ板１６は、ケーシング１７に
固着された案内ピン１８に対して滑動自在に連結
されたシユー１９に連結されており、シユー１９
により回転が防止されると共に駆動軸１１方向の
移動が案内されるようになつている。

前記ピストン２３と非回転ウオブル板１６はロ
ツド２２により連結されており、駆動斜板１３の
傾斜角度が変化することによつて、非回転ウオブ
ル板１６を介してそれぞれのピストン２３の往復
動ストロークが変化するようになつている。

シリンダブロツク２４とヘツド３０との間に
は、弁板２７が取付けられており、この弁板２７
とピストン２３の前面に圧縮室２６が形成される
ことになり、ピストン２３の後面はクランク室１
２と連通している。この弁板２７には図示するよ
うに、ヘツド３０に形成された吸入ポート２９と
連通する吸入口２８ａが形成され、ヘツド３０に
形成された吐出ポート３３と連通する吐出口２８
ｂが形成されている。更にこの弁板２７には、ピ
ストン２３が後退移動する吸入工程時に吸入口２
８ａを開き逆工程の時に吸入口２８ａを閉じる吸
入弁３４ａが取付けられ、ピストン２３が前進移
動する吐出工程時に吐出工程時に吐出口２８ｂを
開き逆工程時に吐出口２８ｂを閉じる吐出弁３４
ｂが取付けられている。

駆動斜板１３の傾斜角度は、クランク室１２内
の圧力を変化させることによつて変化することに
なる。この圧力を制御するためにヘツド３０には
圧力制御弁５１が取付けられており、ヘツド３０
に埋め込まれた弁本体５２には、吸入ポート２９
に対して連通路３１を介して連通される吸入側圧
力室３２が形成されている。この弁本体５２には
シリンダブロツク２４及びヘツド３０に形成され
た供給路５３と、吸入ポート２９とを吸入圧力室
３２及び連通路３１を介して連通させる吸入側連
通路５４が形成されている。また、弁本体５２に
は、ヘツド３０に形成された吐出側圧力室３５を
介して吐出ポート３３と前記供給路５３とを連通
させる吐出側連通路５５が形成されている。

弁本体５２内に設けられた筒体５６内には、吸
入側連通路５４を開閉するための第１電磁弁５７
が設けられ、更に吐出側連通路５５を開閉するた
めの第２電磁弁５８が設けられている。これらの
電磁弁５７，５８には、コイルばね５９によつて
それぞれの連通路５４，５５を閉じる方向の弾発
力が付与されている。第１電磁弁５７の開閉を制
御するために、弁本体５２には第２図に示すよう
に、電磁コイル６０が設けられ、第２電磁弁５８
の開閉を制御するために、弁本体５２には電磁コ
イル６１が設けられている。

上述した容量可変斜板式コンプレツサ３の作動
を制御する制御装置の一実施例を示すと第２図Ａ
の通りである。エンジン冷却液の温度を検知する
ために、水温センサ６５を有しており、この水温
センサ６５は第５図に示すようにエンジンＥ、温
水配管８、あるいはヒータコアHCに取付けられ
ている。

この水温センサ６３は第２図Ａに示すように比
較手段７０に接続されており、この比較手段７０
によつて温水の温度が所定の温度、例えば60℃程
度よりも高い温度であるか、或いは低い温度であ
るかであるかが比較演算される。この比較手段７
０は制御手段７１を介して作動手段７２に接続さ
れている。作動手段７２は圧力制御弁５１の吸入
側連通路５４を開閉作動させるための電磁コイル
６０に電流を供給すると共に、吐出側連通路５５
を開閉作動させるための電磁コイル６１にも電流
を供給するためのものである。このようにして圧
力制御弁５１が作動することによつて、コンプレ
ツサ３からの吐出冷媒の量が制御される結果、コ
ンプレツサ３の吸入ポート２９の冷媒の圧力、つ
まりエバポレータ７内の冷媒の圧力が所定の圧力
に設定されることになる。

前記制御手段７１は、比較手段７０からの信号
に応じて水温が所定値Ta以下であるときには吸
入ポート２９の冷媒の圧力、つまりエバポレータ
７内の冷媒の圧力を基準圧2.1Kg／cm²よりも高い
高圧、例えば3.3Kg／cm²程度に設定すると共に、
前記水温の温度が所定値Ta、例えば60℃よりも
高い温度であれば、吸入ポート２９に流入する冷
媒の圧力を前記基準圧2.1Kg／cm²に設定するよう
に作動手段７２に信号を送る。

次に第２図Ａに示す本考案の一実施例に係る制
御装置を用いて前記第１図Ａ〜Ｃに示す本考案の
容量可変斜板式コンプレツサ３の作動状態を第３
図Ａを参照しつつ説明する。

水温センサ６５からの信号が読込まれると（ス
テツプ）、エンジン冷却液の温度Ｔが設定温度
Ta（例えば60℃程度）よりも低いか否かが比較さ
れる（ステツプ）。検知された温水の温度Ｔが
前記設定温度Taよりも低ければ、制御手段７１
からの信号によつて、作動手段７２が圧力制御弁
５１を作動して吸入ポート２９の冷媒の圧力、つ
まりエバポレータ７内の冷媒の圧力が、例えば
3.3Kg／cm²程度の高圧制御になる（ステツプ）。
一方、検知された温水の温度Ｔが設定温度Taよ
りも高ければ、エバポレータ７内の圧力は基準圧
の状態に制御される（ステツプ）。

このような高圧制御ないし基準圧制御は、コン
プレツサ３の吐出ポート３３から吐出される冷媒
の量を制御することによつて設定される。

つまり、吐出ポート３３から多量の冷媒を吐出
させるには、第１図Ａに示すように、圧力制御弁
５１の第１電磁弁５７が開き、第２電磁弁５８が
閉じるように制御されている。このように第１電
磁弁５７が開くことによつて、クランク室１２内
には吐出圧Pdよりも圧力が低い吸入圧力Psが吸
入側連通路５４及び供給路５３を介して案内され
ることから、図示省略した吸入工程にあるピスト
ンの後面（クランク室１２内）に作用する圧力が
前面（圧縮室２６）に作用する圧力よりも小さく
なり、第１図Ａ，Ｂに示すように駆動斜板１３、
つまり非回転ウオブル板１６の駆動軸１１に対す
る傾斜角度が大きくなる。これにより、エバポレ
ータ７内の圧力が基準圧（例えば2.1Kg／cm²）に
設定される。尚、第１図はＡは図示するピストン
２３が上死点にまで前進した状態を示し、第１図
Ｂは図示するピストン２３が下死点にまで後退し
た状態を示す。

吐出ポート３３からの冷媒の量を少なくするに
は、第１図Ｃに示すように、圧力制御弁５１の第
２電磁弁５８を開き、比較的高い圧力である吐出
ポート３３からの圧力Pdを供給路５３を介して
クランク室１２内に供給する。これにより、非回
転ウオブル板１６の傾斜角度は駆動軸１１に対し
て直角に近い角度となり、コンプレツサ３からの
吐出冷媒の量は少なくなる。これにより、エバポ
レータ７内の冷媒の圧力は、例えば3.3Kg／cm²程
度の高目の圧力となる。

次に、第２図Ｂに示す本考案の第２実施例に係
る容量可変斜板式コンプレツサ３の制御装置を示
す図であり、この場合には車室外の温度を検知す
る外気センサ６６を設け、この信号を比較手段７
０に送るようにしている。

この場合には第３図Ｂに示すように、外気温度
Ｍを検知して（ステツプ）、この外気温度が例
えば20℃程度の所定の温度Ma以下であるか否か
を判定する（ステツプ）。もしも外気の温度Ｍ
がこの所定の温度Ma以下であれば、圧力制御弁
５１を制御してコンプレツサ３の容量を調整し、
エバポレータ７内の圧力を高圧制御とし（ステツ
プ）、それ以外の条件のときには、前記基準圧
制御にする（ステツプ）。

第２図Ｃは本考案の第３実施例を示す図であ
り、この場合には車室内の湿度を検知する湿度セ
ンサ６７を比較手段７０に接続してあり、第３図
Ｃ示すように、エンジン冷却液の温度が所定値
Ta以下であつて、なおかつ車室内の湿度Ｈが所
定の湿度Ha₁以下であり、これよりも低い湿度
Ha₂以上となつた場合、つまり適性湿度に対して
除湿すべき量が少ない状態となつた場合に、エバ
ポレータ７内の冷媒の圧力が高圧となるようにン
プレツサ３からの吐出量を制御するようにしてい
る。更に、湿度がHa₂以下となればコンプレツサ
をオフとし、湿度がHa₁以上となれば基準圧制御
となる。

したがつて、第３図Ｃにおけるステツプにお
いて、車室内の湿度が所定の湿度Ha₁以上である
と判断されれば、基準圧制御となる。そして、ス
テツプにおいて湿度Ha₁よりも小さいと判断さ
れ、更に湿度Ha₂よりも小さいと判断されればコ
ンプレツサはオフとなり（ステツプ）、また湿
度Ha₂よりも大きければ、高圧制御（ステツプ
）となる。これにより、エンジン冷却液が所定
の温度まで上昇していない場合であつて、なおか
つ湿度が低い場合には、エバポレータ７内の冷媒
の圧力は高目となる。

［考案の効果］ 以上説明してきたように、本考案によれば、車
室内を暖房するための熱源として利用されている
エンジン冷却液の温度が所定の温度以下である場
合、つまりエンジンを起動させた当初における場
合には、エンジン冷却液が循環するヒータコアに
よる暖房作用よりもエバポレータによる冷房作用
の方が大きいことから、その状態を検知した際に
は、コンプレツサからの冷媒の吐出容量を少なく
してエバポレータ内の冷媒の圧力、つまり蒸発圧
力を基準値よりも高目に設定するようにしたの
で、エンジンが起動した際における温調効果を向
上させることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｃは本考案の一実施例に係る容量可
変斜板式コンプレツサを示す概略断面図、第２図
Ａは本考案の一実施例に係る容量可変斜板式コン
プレツサの制御装置を示すブロツク図、第２図Ｂ
は本考案の他の実施例に係る制御装置を示すブロ
ツク図、第２図Ｃは更に他の実施例に係る制御装
置を示すブロツク図、第３図Ａは第２図Ａに示す
制御装置の作動状態を示すフローチヤト、第３図
Ｂは第２図Ｂに示す制御装置の作動状態を示すフ
ローチヤート、第３図Ｃは第２図Ｃに示す制御装
置の作動状態を示すフローチヤート、第４図は冷
房サイクルを示す概略図、第５図はエンジン冷却
液をヒータコアに連通させる暖房装置を示す概略
図である。 １１……駆動軸、１２……クランク室、１３…
…駆動斜板、１６……ウオブル板、２３……ピス
トン、２６……圧縮室、２８ａ……吸入ポート、
２８ｂ……吐出ポート、５４……吸入側連通路、
５５……吐出側連通路、５７……第１電磁弁、５
８……第２電磁弁、６５……水温センサ、６６…
…外気センサ、６７……湿度センサ、７０……比
較手段、７１……制御手段、７２……作動手段、
HC……ヒータコア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダブロツク２４内に軸方向に往復動自在
   に装着された複数のピストン２３を、駆動軸１１
   と一体に回転すると共に傾斜角度が可変自在に取
   付けられた駆動斜板１３により往復動するように
   し、前記ピストン２３の前方に形成された圧縮室
   内２６の圧力と、前記ピストン２３の後方に形成
   されたクランク室１２内の圧力との差圧の変化に
   より前記駆動斜板１３の傾斜角度を変化させて前
   記ピストンのストロークを変化させるようにした
   容量可変斜板式コンプレツサにおいて、吸入ポー
   ト２９と前記クランク室１２とを連通させる吸入
   側連通路５４を開閉する第１電磁弁５７及び吐出
   ポート３３と前記クランク室１２とを連通させる
   吐出側連通路５５を開閉する第２電磁弁５８を有
   する圧力制御弁５１と、当該圧力制御弁５１を作
   動する作動手段７２と、ヒータコアHCに流入す
   る温水の温度を検知する水温センサ６５と、前記
   水温センサ６５からの信号により前記水温が所定
   値以下であるか否かを比較演算する比較手段７０
   と、前記水温が所定値以下であるときには前記吸
   入ポート２９に流入する冷媒の圧力を高圧に設定
   すると共に前記水温が所定値以上であるときには
   前記吸入ポート２９に流入する冷媒の圧力を基準
   圧に設定する制御手段７１とを有することを特徴
   とする容量可変斜板式コンプレツサ。