JPH0510795U - 可変容量型圧縮機の容量可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御圧の変動にかかわらず制御部材の回動位
置を一定にする。 【構成】 高圧作動室２３₂と吸入室１１とを連通する
連通路４０を設け、この連通路４０の途中にダイヤフラ
ム４３を取り付けて高圧作動室２３₂と吸入室１１との
連通を断ち、ダイヤフラム４３にストレインゲージ４４
を装着し、このストレインゲージ４４をＣＰＵ４５に電
気的に接続した。ストレインゲージ４４はダイヤフラム
４３のたわみ量により、制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差
を検出し、検出信号を受けたＣＰＵ４５は圧力差に応じ
て電磁アクチュエータ３４に送出する駆動信号のデュー
ティ比を調節する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両用空調装置の冷媒圧縮機等として用いる可変容量型圧縮機の 容量可変装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の可変容量型圧縮機の容量可変装置として、低圧作動室内に導入される 吸入圧及びねじりコイルばねの付勢力の合力により一部稼動位置側に、オリフィ スを介して高圧作動室内に導入した吐出圧により形成される制御圧により全稼動 位置側にそれぞれ付勢され、その両位置間で正逆回転して圧縮開始時期を制御す る制御部材と、高圧作動室から吸入室に通じる連通路を開閉する弁体と、この弁 体をプランジャを介して閉弁方向に付勢するコイルばねと、このコイルばねの付 勢力に抗して前記プランジャを開弁方向に吸引する電磁アクチュエータとを備え 、前記プランジャを介して前記弁体に閉弁方向の制御圧を加えることにより、ロ ッドを介して前記弁体に加わる開弁方向の制御圧を打ち消すようにしたものが、 本出願人により提案されている（実願平２−１０２９８９号）。

【０００３】 この容量可変装置によれば、プランジャを介して弁体に閉弁方向の制御圧を加 えることにより、ロッドを介して弁体に加わる開弁方向の制御圧を打ち消したの で、コイルばねのセット力を小さくすることができ、小さな駆動力で弁体を開く ことができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

熱負荷が小さいとき、ＣＰＵから駆動信号が供給され、電磁アクチュエータの コイル部が励磁し、電磁力によりプランジャがコイルばねの付勢力に抗して開弁 方向に吸引されて弁体が開き、高圧作動室内の制御圧が連通路を通じて吸入室へ 逃げる。

【０００５】 ところが、制御圧は吐出圧をオリフィスを介して高圧作動室内に導入すること によって形成されるため、熱負荷若しくは回転数などの変化に応じて吐出圧も変 動し、高圧作動室に導入する吐出圧が高いと高い制御圧が形成されることになる ので、制御圧は吐出圧の変動幅に応じた範囲で変動することになる。

【０００６】 したがって、例えば制御圧が高い場合には、弁体が開いたとき、高圧作動室か ら吸入室へ逃げる冷媒ガスの量を多くしなければならないが、前述の容量可変装 置においては、制御圧の変動にかかわらず弁体の開弁時間は一定であるので、冷 媒ガスの逃げる量が少なすぎることになり、制御部材の回動位置が一定しないと いう問題がある。

【０００７】 この考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は制御圧の変動 にかかわらず制御部材の回動位置を一定にすることができる可変容量型圧縮機の 容量可変装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するためこの考案は、吸入室から低圧作動室内に導入した吸 入圧及び第１のばねの付勢力の合力により一部稼動位置側に、オリフィスを介し て高圧作動室内に導入した吐出圧により形成される制御圧により全稼動位置側に それぞれ付勢され、その両位置間で正逆回転して圧縮開始時期を制御する制御部 材と、前記高圧作動室から前記吸入室に通じる連通路を開閉する弁体と、この弁 体をプランジャを介して閉弁方向に付勢する第２のばねと、このばねの付勢力に 抗して前記プランジャを開弁方向に吸引する電磁アクチュエータとを備え、前記 プランジャを介して前記弁体に閉弁方向の制御圧を加えて前記弁体に加わる開弁 方向の制御圧を打ち消す可変容量型圧縮機の容量可変装置において、前記制御圧 と前記吸入圧との差を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出し た圧力差に応じて前記電磁アクチュエータに送出する駆動信号のデューティー比 を調節する電磁アクチュエータ制御手段とを備えている。

【０００９】

【作用】

前述のように前記制御圧と前記吸入圧との差を検出する圧力検出手段と、この 圧力検出手段により検出した圧力差に応じて前記電磁アクチュエータに送出する 駆動信号のデューティー比を調節する電磁アクチュエータ制御手段とを備えてい るので、制御圧の変動に応じて弁体の開弁時間が変化し、吸入室へ逃がす冷媒ガ スの量を調節し得る。

【００１０】

【実施例】

以下、図面に基づいてこの考案の一実施例を説明する。

【００１１】 図５から図７に示すように、可変容量型ベーン型圧縮機は、略楕円形の内周面 １ａを有するカムリング１と、カムリング１の両側端面を閉塞する如くこれら両 側端面に夫々固定されたフロントサイドブロック３及びリヤサイドブロック４と から成るシリンダと、該シリンダ内に回転自在に収納された円筒状のロータ２と 、これら両サイドブロック３，４の外側端面に夫々固定されたフロントヘッド５ ，リヤヘッド６と、ロータ２の回転軸７とを主要構成要素としており、回転軸７ は両サイドブロック３，４に夫々設けた軸受８，９に回転可能に支持されている 。

【００１２】 フロントヘッド５の上面には熱媒体である冷媒ガスの吐出口５ａが、リヤヘッ ド６の上部後端面には冷媒ガスの吸入口６ａが夫々形成されている。吐出口５ａ はフロントヘッド５とフロントサイドブロック３とにより画成される吐出室１０ に、吸入口６ａはリヤヘッド６とリヤサイドブロック４とにより画成される吸入 室１１に夫々連通している。

【００１３】 前記シリンダの内面とロータ２の外周面との間に、周方向に１８０度偏位して 対称的に２つの圧縮室１２，１２が画成されている。前記ロータ２にはその径方 向に沿うベーン溝１３が周方向に等間隔を存して複数設けてあり、これらのベー ン溝１３内にベーン１４が夫々放射方向に沿って出没自在に嵌装されている。

【００１４】 前記リヤサイドブロック４には、図５に示す吸入ポート１５が周方向に１８０ 度偏位して対称的に設けてある（図５は軸芯を通る略９０度の角度で切った縦断 面図であるので、同図中には片方の吸入ポート１５のみが見えている）。各吸入 ポート１５はリヤサイドブロック４の厚さ方向に貫通しており、各吸入ポート１ ５を介して吸入室１１と圧縮室１２，１２とが夫々連通している。

【００１５】 前記カムリング１の外周壁には図５から図７に示すように、吐出ポート１６， １６が周方向の対称な位置に設けてある（図５では、上記吸入ポート１５と同様 の理由により片方の吐出ポート１６のみが見えている）。また、カムリング１の 外周壁には、弁止め部１７ａを有する吐出弁カバー１７がボルト１８により固定 されており、カムリング１の外周壁と弁止め部１７ａとの間には、吐出弁カバー １７側に保持された吐出弁１９が介装してある。各吐出弁１９の開弁時に各吐出 ポート１６に夫々連通する連通路２０がカムリング１と吐出弁カバー１７とによ り画成され、フロントサイドブロック３には各連通路２０に夫々連通する連通路 ２１が夫々周方向の対称な位置に形成してある。そして、各吐出ポート１６が開 口したときには、圧縮室１２内の圧縮された冷媒ガスは吐出ポート１６、連通路 ２０，２１、吐出室１０及び吐出口５ａを順次介して吐出されるように成ってい る。

【００１６】 図５に示すように、リヤサイドブロック４には、そのロータ２側端面に環状凹 部２２が設けられており、該環状凹部２２内には２つの圧力作動室２３，２３が 周方向に１８０度偏位して対称的に設けられている（図８）。環状凹部２２内に はリング状の制御部材２４が正逆回転可能に嵌装されている。制御部材２４は各 圧縮室１２内での圧縮開始時期を制御するためのもので、その外周縁には周方向 の対称な位置に円弧状の切欠部２４ａ，２４ａ（図６及び図７を参照）が設けら れていると共に、その一側面には周方向の対称な位置に突片状の受圧部２４ｂ， ２４ｂ（図８を参照）が一体的に突設されている。これら受圧部２４ｂ，２４ｂ は、圧力作動室２３，２３内に夫々スライド可能に嵌挿されている。各圧力作動 室２３内は各受圧部２４ｂにより低圧作動室２３₁と高圧作動室２３₂とに２分さ れている。各低圧作動室２３₁は各吸入ポート１５を介して吸入室１１と連通し 、該各低圧作動室２３₁内には低圧である吸入圧Ｐｓが導入される。一方、高圧 作動室２３₂の一方はオリフィス２５を介して前記連通路２０に連通すると共に 、各高圧作動室２３₂，２３₂は連通路２６を介して互いに連通し、これによって 各高圧作動室２３₂内には高圧である吐出圧Ｐｄが導入されて制御圧Ｐｃが形成 される。また、高圧作動室２３₂，２３₂の一方は、図４及び図８に示すように、 連通路４０及び開閉弁機構３０を介して吸入室１１と連通可能である。

【００１７】 前記制御部材２４は、ねじりコイルばね（第１のばね）２８により図７で示す 圧縮開始時期の最も遅い一部稼動位置側に付勢され、吸入圧Ｐｓとねじりコイル ばね２８の付勢力との合力と、制御圧Ｐｃとの差により図６で示す圧縮開始時期 の最も早い全稼動位置と図７で示す一部稼動位置との間で正逆回動して圧縮開始 時期を制御するように成っている。

【００１８】 ねじりコイルばね２８は、図５に示すように、制御部材２４の係止穴２４ｃに 一端２８ａが係止され、リヤサイドブロック４の反ロータ側側面に突設されたボ ス部４ａの端面に形成された保持溝４ｂに他端２８ｂが係止されている。

【００１９】 図４に示すように、容量可変装置は、前記制御部材２４の他に、高圧作動室２ ３₂から吸入室１１に通じる連通路４０を開閉するボール弁（弁体）３１と、軸 方向に摺動可能なプランジャ３２と、このプランジャ３２を介して前記ボール弁 ３１を閉弁方向に付勢するコイルばね（第２のばね）３３と、通電時プランジャ ３２をコイルばね収縮方向（開弁方向）に吸引する電磁アクチュエータ３４と、 プランジャ３２の軸線上にボール弁３１を介して配置されたロッド３５と、この ロッド３５を摺動自在に保持するホルダ３６とを備えている。前記連通路４０は 、後述する連通孔２７、空間３８、連通孔３６ｄ、大径孔３６ｂ、小径孔３６ａ 及び連通孔３６ｃで形成される通路を指す。

【００２０】 前記ホルダ３６はリヤサイドブロック４の嵌装穴３７内に装着され、そのホル ダ３６の小径孔３６ａにロッド３５が摺動自在に挿入されている。ロッド３５は 、ボール弁３１側端部の径が小さく、２段のロッドである。ホルダ３６の大径孔 ３６ｂは小径孔３１ａに連通し、その大径孔３６ｂにはプランジャ３２の一端部 がボール弁３１を介して挿入されている。ホルダ３６を嵌装穴３７に挿入すると 、ホルダ３６と嵌装穴３７とで空間３８が画成され、この空間３８は、リヤサイ ドブロック４に設けた連通孔２７を介して一方の高圧作動室２３₂内に連通する 。また、ホルダ３６には、小径孔３６ａと吸入室１１とを連通する連通路３６ｃ が設けられているとともに、空間３８と大径孔３６ｂとを連通する連通路３６ｄ （図２）が設けられている。

【００２１】 プランジャ３２には、コイルばね３３を収容するばね収容穴３２ａと、プラン ジャの直径方向に沿う貫通孔３２ｃと、ばね収容穴３２ａと貫通孔３２ｂとを連 通させる連通孔３２ｂとが設けられている。また、後述するボビン３４ｃの内径 とホルダ３６の大径孔３６ｂの内径とは同じであり、それらの内径はプランジャ ３２の外径より大きい。ホルダ３６の連通孔３６ｄ内の制御圧Ｐｃはプランジャ ３２の先端部外周から貫通孔３２ｃ、連通孔３２ｂ及びばね収容穴３２ａ内に入 り込む。

【００２２】 電磁アクチュエータ３４は、リヤヘッド３６に固定したホルダ３４ａと、この ホルダ３４ａに螺着した磁性体のコア３４ｂと、このコア３４ｂにボビン３４ｃ を介して装着した電磁コイル部３４ｄとから構成されている。電磁コイル部３４ ｄはホルダ３４ａを貫通するリード線４１（図３及び図４）を介して後述するＣ ＰＵ４５に接続されている。前記コイルばね３３の一端はコア３４ｂの軸部の端 面に当接しており、ばね３３の弾性によりプランジャ３２は小径孔３６ａ側に付 勢され、ボール弁３１は小径孔３６ａの開口縁に押圧されて閉弁する。

【００２３】 また、ホルダ３６には、図１及び図２に示すように、高圧作動室２３₂と吸入 室１１とを連通する連通路４２が設けられている。その連通路の途中にはダイヤ フラム４３が装着され、高圧作動室２３₂から吸入室１１への冷媒ガスの流入を 遮断している。ダイヤフラム４３の片面には制御圧Ｐｃが加わり、その反対面に は吸入圧Ｐｓが加わり、両圧力の差に応じてダイヤフラム４３のたわみ量が変化 する。ダイヤフラム４３には圧力検出手段として例えばストレインゲージ４４が 装着されている。ストレインゲージ４４はダイヤフラム４３のたわみ量により制 御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差を検出し、その差を表わす検出信号を電磁アクチュ エータ制御手段としてのＣＰＵ４５に送る（図９）。

【００２４】 ＣＰＵ４５はストレインゲージ４４からの検出信号に基いて電磁アクチュエー タ３４に供給する駆動信号のデューティー比を変える。すなわち、制御圧Ｐｃと 吸入圧Ｐｓとの差が基準値より大きいとき、駆動信号のデューティー比を大きく してボール弁３１の開弁時間を長くし、逆に制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差が基 準値より小さいとき、駆動信号のデューティー比を小さくする。

【００２５】 次に、このベーン型圧縮機の容量可変装置の作動を説明する。

【００２６】 電磁アクチュエータ３４のコイル部３４ｄが非通電状態のとき（図４）、コイ ルばね３３の付勢力によりプランジャ３２を介してボール弁３１が小径孔３６ａ の開口縁に当接し、閉弁位置が保たれる。この閉弁位置では、ホルダ３６の小径 孔３６ａと大径孔３６ｂとの連通が断たれ、高圧作動室２３₂内の制御圧Ｐｃは 上昇する。その結果、図８（ａ）に示すように、制御部材２４は全稼動位置を保 つ。

【００２７】 シート断面積；Ｓ₁、ロッド３５の受圧面積；Ｓ₂、コイルばね３３のセット力 ；Ｆspとすると、閉弁時、 Ｐｃ・Ｓ₁＋Ｆsp＞Ｐｃ・Ｓ₂＋Ｐｓmax・Ｓ₁ となり、Ｓ₁＝Ｓ₂とすれば、Ｐｃに関する項が打ち消されて、次式のようになる 。

【００２８】 Ｆsp＞Ｐｓmax・Ｓ₁ 式 つまり、高圧作動室２３₂内の制御圧Ｐｃが連通孔２７から空間３８、連通孔 ３６ｄを経て、プランジャ３２の先端部外周面とホルダ３６の大径孔３６ｂ内周 面との隙間を通じて貫通孔３２内に入り込んだとき、ロッド３５の一端面に制御 圧Ｐｃがかかるため、ボール弁３１に開弁方向の力（Ｐｃ・Ｓ₂）が作用するが 、プランジャ３２を介してボール弁３１に閉弁方向の力（Ｐｃ・Ｓ₁）が作用す るので、ボール弁体３１に対する開弁方向の力は相殺される。したがって、コイ ルばね３３のセット力を大きくする必要がなくなる。

【００２９】 ＣＰＵ４５から駆動信号が供給されて電磁アクチュエータ３４のコイル部３４ ｄが通電状態になったとき、電磁力によりプランジャ３２がコイルばね３３の付 勢力に抗して反ロッド側に吸引され、ボール弁３１が開く（図８（ｂ））。

【００３０】 電磁弁吸引力をＦsvとすれば、開弁時、 Ｆsp＜Ｐｓmin・Ｓ₁＋Ｆsv 式 となる。

【００３１】 Ｆspは弱いので、小さな駆動力でボール弁３１を開くことができる。

【００３２】 容量を小さくすべき信号がＣＰＵ４５に入力された場合において、ストレイン ゲージ４４からＣＰＵ４５に制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差が大きいことを表わ す検出信号が入力されたとき、ＣＰＵ４５はその差に応じて電磁アクチュエータ ３４に供給する駆動信号のデューティー比を大きくし、逆にストレインゲージ４ ４からＣＰＵ４５に制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差が小さいことを表わす検出信 号が入力されたとき、ＣＰＵ４５は駆動信号のデューティー比を小さくする。デ ューティー比の大きな駆動信号が電磁アクチュエータに供給されると、ボール弁 ３１の開弁時間が長くなり、制御圧Ｐｃは吸入室１１に多量に逃げ、逆にデュー ティー比の小さな駆動信号が供給されると、ボール弁３４の開弁時間が短かくな る。したがって、制御部材２４の回動位置は、制御圧Ｐｃの変動に影響されず、 安定する。

【００３３】 上述の実施例においては、ホルダ３６に設けた連通路４２の途中にストレイン ゲージ４４を配設した場合について述べたが、これに代え、図１０に示すように 、高圧作動室２３₂内と吸入室１１内とを連通する連通路１４２をリヤサイドブ ロック１０４に設け、その連通路１４２の途中にストレインゲージ４４を配設す るようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。詳しくは、図 １１に示すように、連通路１４２にブッシュ５０を挿着し、予めストレインゲー ジ４４を装着したダイヤフラム４３をブッシュ５０内周の段部５０ａに突き当て 、別の小径ブッシュ５１をブッシュ５０の内周に挿着してダイヤフラム４３の外 周縁を段部５０ａに押しつけて固定する。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案の可変容量型圧縮機の容量可変装置によれば、前 記制御圧と前記吸入圧との差を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段によ り検出した圧力差に応じて前記電磁アクチュエータに送出する駆動信号のデュー ティー比を調節する電磁アクチュエータ制御手段とを備えているので、制御圧の 変動に応じて弁体の開弁時間が変化し、吸入室へ逃がす冷媒ガスの量を調節し得 る。したがって、制御圧の変動にかかわらず制御部材の回動位置を一定にするこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図２】図２は容量可変装置の正面図である。

【図３】図３は容量可変装置の背面図である。

【図４】図４は容量可変装置のIV−IV線に沿う断面図で
ある。

【図５】図５は容量可変装置を備えた可変容量型ベーン
型圧縮機を示す縦断面図である。

【図６】図６は図５にVI−VI線に沿う断面図であって、
制御部材が全稼動位置にあるときの図である。

【図７】図７は図５のVI−VI線に沿う断面図であって、
制御部材が一部稼動位置にあるときの図である。

【図８】図８は容量可変装置の作動を説明するための概
念図である。

【図９】図９はＣＰＵとストレインゲージと電磁アクチ
ュエータとの接続関係を説明するための図である。

【図１０】図１０はこの考案の他の実施例に係る容量可
変装置を示す断面図である。

【図１１】図１１はストレインゲージの取付状態を説明
するための拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ 吸入室 ２３₁ 低圧作動室 ２３₂ 高圧作動室 ２４ 制御部材 ２５ オリフィス ２８ ねじりコイルばね（第１のばね） ３１ ボール弁（弁体） ３２ プランジャ ３３ コイルばね（第２のばね） ３４ 電磁アクチュエータ ３５ ロッド ４０ 連通路 ４３ ダイヤフラム ４４ ストレインゲージ ４５ ＣＰＵ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 吸入室から低圧作動室内に導入した吸入
   圧及び第１のばねの付勢力の合力により一部稼動位置側
   に、オリフィスを介して高圧作動室内に導入した吐出圧
   により形成される制御圧により全稼動位置側にそれぞれ
   付勢され、その両位置間で正逆回転して圧縮開始時期を
   制御する制御部材と、前記高圧作動室から前記吸入室に
   通じる連通路を開閉する弁体と、この弁体をプランジャ
   を介して閉弁方向に付勢する第２のばねと、このばねの
   付勢力に抗して前記プランジャを開弁方向に吸引する電
   磁アクチュエータとを備え、前記プランジャを介して前
   記弁体に閉弁方向の制御圧を加えて前記弁体に加わる開
   弁方向の制御圧を打ち消す可変容量型圧縮機の容量可変
   装置において、前記制御圧と前記吸入圧との差を検出す
   る圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出した圧
   力差に応じて前記電磁アクチュエータに送出する駆動信
   号のデューティー比を調節する電磁アクチュエータ制御
   手段とを備えていることを特徴とする可変容量型圧縮機
   の容量可変装置。