JPH06147109A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可変容量型圧縮機の容量制御の応答性を向上さ
せる。 【構成】吐出室３ｂとクランク室２ａとを連通する給気
通路３０と、吸入圧力に応動して給気通路３０を開閉す
る第１制御弁２０と、吸入室３ａとクランク室２ａとを
連通する抽気通路４１ａ、４１ｂと、吐出圧力に応動し
て抽気通路４１ａ、４１ｂの開度を調整する第２制御弁
４０とを設けたことにより、圧縮機の全制御領域におい
て容量制御の応答性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な圧縮機に係り、詳しくは吸入室、吐出室及びクラン
ク室を備え、吸入圧力とクランク室圧力との差圧を調節
して回転斜板の傾角（ピストンストローク）を変えるこ
とにより、圧縮容量を制御するようにした可変容量型圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の可変容量型圧縮機とし
て、例えば特開昭６１−２１５４６８号公報に示された
構成のものが知られている。この圧縮機には、吐出室と
クランク室とを連通する給気通路と、その給気通路を開
閉するための開閉弁と、吸入室とクランク室とを常時連
通する抽気通路と、クランク室の圧力が設定値以下にな
ったとき、その圧力に応答して開閉弁を作動させて給気
通路を開放し、設定値以上になったとき、開閉弁を作動
させて給気通路を閉鎖するための弁制御機構とが設けら
れている。

【０００３】したがって、開閉弁が給気通路を閉鎖した
圧縮機の運転状態において、圧縮室からクランク室へブ
ローバイされた冷媒ガスは、抽気通路を経て常に吸入室
へ還元される。そして車室温度が下がり、冷房負荷が小
さくなって、吸入圧力の低下とともにクランク室圧力が
設定値以下になると、弁制御機構により開閉弁が開かれ
て吐出室からクランク室へ高圧の冷媒ガスが導入され、
クランク室圧力を上昇させる。その後クランク室圧力が
設定値以上になると、弁制御機構により開閉弁が閉じら
れて給気通路が閉鎖され、クランク室の圧力上昇は停止
される。こうしてクランク室圧力は定常運転中ほぼ設定
値に保持され、このクランク室圧力と冷房負荷の変動に
追従する吸入圧力との差圧によってピストンストロー
ク、つまり圧縮容量が制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記抽気通路
の断面積を一義的に決定することはきわめて困難であ
る。例えばクランク室に流入したブローバイガスを吸入
室へ還流させるという一面からみれば、上記抽気通路の
断面積はできるだけ大きく設定することが望ましいが、
低容量運転移行時、クランク室圧力を上昇させるために
は逆に断面積を小さく設定する必要がある。とくに低負
荷時、吐出圧力が極端に低い状態では余程断面積を絞ら
ない限りクランク室圧力が上昇せず、事実上低容量制御
が不能状態に陥ってしまう。また、同断面積を絞り過ぎ
ると、ピストンやシリンダボアの摩耗の進行に、さらに
夏季の渋滞走行時のような吐出圧力の過上昇が加わる
と、増加されたブローバイガスの流入量が抽気通路の排
出能力を上回ってクランク室圧力が上昇し、意に反した
低容量制御が行われてしまうといった事態も生じる。

【０００５】本発明は、圧縮機の全制御領域において容
量制御の応答性を向上させることを、解決すべき技術課
題とするものである。

【０００６】

【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、吸入室、吐出室及びクランク室を備え、吸入圧
力とクランク室圧力との差圧を調節して回転斜板の傾角
を変えることにより、圧縮容量を制御するようにした可
変容量型圧縮機において、上記吐出室とクランク室とを
連通する給気通路と、吸入圧力に応動して該給気通路を
開閉する第１制御弁と、上記吸入室とクランク室とを連
通する抽気通路と、吐出圧力に応動して該抽気通路の開
度を調整する第２制御弁とを包含してなる新規な構成を
採用している。

【０００７】

【作用】したがって、吐出圧力が正常値の範囲内で圧縮
機が運転されている間は、第２制御弁の安定した終端姿
勢によって抽気通路は所定の開度（流量）に保持されて
おり、その開度はブローバイガスの円滑な還流と低容量
側への確実な可変制御とを満足しうる程度に設定されて
いる。そして夏季の渋滞走行時のように吐出圧力が異常
に上昇した際、もしもピストン摺動部の相対的摩耗が進
行しておれば、ブローバイガス量は一挙に増幅されてク
ランク室圧力も過上昇し、意に反した低容量制御が行な
われてしまうことになるが、第２制御弁はかかる吐出圧
力の異常な上昇に応動して抽気通路の開度を拡張し、ブ
ローバイガスの排出能力を一時的に高めてクランク室圧
力の過上昇を抑制するので、全制御領域において適確な
容量制御が遂行される。

【０００８】

【実施例】以下、図の基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。図において、圧縮機の外郭の一部を構成す
るシリンダブロック１の前後にはクランク室２ａが形成
されたフロントハウジング２、並びに吸入室３ａ及び吐
出室３ｂが形成されたリヤハウジング３が結合されてお
り、シリンダブロック１及びフロントハウジング２に
は、クランク室２ａ内を通貫する駆動軸４が回転可能に
支承されている。クランク室２ａ内の駆動軸４上には回
転支持体５が固着され、該回転支持体５の後面側に延出
した支持アーム６の先端部には長孔６ａが貫設されてい
る。そして該長孔６ａにはピン７がスライド可能に嵌入
されており、同ピン７には回転駆動板８が傾動可能に連
結されている。

【０００９】回転支持体５の後端に隣接して駆動軸４上
にはスリーブ９が遊嵌され、コイルばね１０により常に
回転支持体５側へ付勢されるとともに、スリーブ９の左
右両側に突設された枢軸９ａ（一方のみ図示）が回転駆
動板８の図示しない係合孔に嵌入されて、該回転駆動板
８は枢軸９ａの周りを揺動しうるように支持されてい
る。

【００１０】回転駆動板８の後面側には揺動板１１が相
対回転可能に支持され、かつ外縁部に設けた案内部１１
ａが通しボルト１６と係合することにより自転が拘束さ
れるとともに、シリンダブロック１に貫設されたボア１
２内のピストン１３と該揺動板１１とはコンロッド１４
により連節されている。したがって、駆動軸４の回転運
動が回転駆動板８を介して揺動板１１の前後揺動に変換
され、ピストン１３がボア１２内を往復動することによ
り吸入室３ａからボア１２内へ吸入された冷媒ガスが圧
縮されつつ吐出室３ｂへ吐出される。そしてクランク室
圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストン１３のストロ
ーク及び揺動板１１の傾角が変化し、圧縮容量が制御さ
れる。なお、クランク室圧力は以下に述べる第１、第２
制御弁により冷房負荷に基づいて制御される。

【００１１】すなわち、リヤハウジング３に内装された
第１制御弁２０には、吸入圧室２１と吐出圧室２２が対
峙して設けられ、吸入圧室２１は通孔２３を介して吸入
室３ａと、また、吐出圧室２２は通孔２４を介して吐出
室３ｂとそれぞれ連通せしめられている。そして吸入圧
室２１には中心部に配置された大気圧室２５を囲繞する
ように伸縮自在なベローズ２６が設けられ、該ベローズ
２６はばね２７を介して常時伸長方向（吐出圧室２２方
向）に付勢されている。一方、吐出圧室２２には吸入圧
室２１寄りの一端に弁孔２８が設けられ、該弁孔２８に
連なって画設されたポート２９は、給気通路３０を経由
してクランク室２ａに連通されている。また、上記ベロ
ーズ２６には弁杆３１の基端が連結されて吐出圧室２２
方向に延び、その先端はポート２９及び弁孔２８を貫通
して吐出圧室２２内に臨むように設けられている。そし
て該弁杆３１の先端には弁孔２８と対向させて弁体３２
が取付けられ、該弁体３２はベローズ２６の伸縮作用を
介して開閉作動可能に構成されるとともに、吐出圧室２
２に介装されたばね３３により常に弁孔２８方向（閉じ
方向）に付勢されている。したがって、吸入圧室２１に
導入される吸入圧力が設定値よりも低下すると、ベロー
ズ２６の伸長と共に弁杆３１は進動して弁体３２を開弁
させ、弁孔２８からポート２９及び給気通路３０を経由
してクランク室２ａには吐出冷媒ガスが供給される。

【００１２】次いでシリンダブロック１に内装された第
２制御弁４０について説明する。該第２制御弁４０は、
クランク室２ａ及び吸入室３ａの双方に通じる抽気通路
４１ａ、４１ｂと吐出室３ｂに通じる導圧通路４２との
間に介装される。シリンダブロック１の外壁から穿設さ
れた収納室内には弁主体４３が挿嵌されており、上記抽
気通路４１ａ、４１ｂは該弁主体４３に形成された弁孔
４４及び中間室４５を介して相互に導通されている。該
弁孔４４に対向し、かつ中間室４５に支持されて移動可
能なスプール弁体４６は、該中間室４５から制御圧室４
７へと延在され、一体形成された鍔板４６ａがばね４８
の付勢力によって制御圧室４７の端壁と衝接することに
より、上記弁孔４４のノーマル開度が設定されている。
そして上記導圧通路４２と連通されている制御圧室４７
内には、該ばね４８を囲繞するとともに、その両端が上
記鍔板４６ａ及び制御圧室４７の蓋板４９と流体密に接
続されたベローズ５０が収容されており、このベローズ
５０内は蓋板４９に貫設された通孔５１を介して大気に
連通されている。したがって、制御圧室４７に導入され
る吐出圧力が設定値を超えて上昇すると、ベローズ５０
はばね４８と共に収縮してスプール弁体４６を引戻し、
弁孔４４の開度を拡張して抽気通路４１ａから同４１ｂ
へと還流される冷媒ガスの流量を増大させる。

【００１３】本圧縮機は上述のように構成されており、
圧縮機の停止時には機内の圧力が設定された吸入圧力よ
りも高い値でバランスしているので、吸入圧室２１の圧
力が大気圧とばね２７の合成力を上回ってベローズ２６
を縮動させ、弁体３２はばね３３の付勢力により弁孔２
８に着座して給気通路３０は閉鎖状態に保たれている。
この状態から図示しない電磁クラッチを介して駆動軸４
が回転されると、回転支持体５及び回転駆動板８の回転
運動が揺動板１１の揺動運動を介してさらにピストン１
３の往復運動へと変換され、圧縮仕事が開始される。そ
して圧縮機の起動初期においては通常車室温度と共に吸
入圧力も高いので、第１制御弁２０は上述のように給気
通路３０を閉鎖し、一方、第２制御弁４０は吐出圧力が
正常値（例えば１５〜２０ｋｇ／ｃｍ² ）で運転されて
いる間、スプール弁体４６の鍔板４６ａが制御圧室４７
の端壁に衝接する安定した終端姿勢により、抽気通路４
１ａ、４１ｂの流量を支配する弁孔４４はノーマル開度
に保持されている。なお、この開度はブローバイガスの
円滑な還流と第１制御弁２０の開弁による低容量側への
確実な可変制御とを満足しうる程度に設定されている。
このため圧縮作用によりクランク室２ａ内に漏入したブ
ローバイガスは抽気通路４１ａ、４１ｂを介して逐次吸
入室３ａに還流され、クランク室圧力と吸入圧力との差
圧は所定値よりも小さく保たれるので、ピストン１３は
最大ストロークつまり圧縮機は全容量状態で運転され
る。

【００１４】そして夏季の渋滞走行時のように吐出圧力
が例えば２０ｋｇ／ｃｍ² を超えて異常に上昇すると、
導圧通路４２を介して連通されている制御圧室４７の圧
力も付随的に上昇し、ベローズ５０はばね４８と共に応
動収縮して図示のようにスプール弁体４６を引戻すの
で、弁孔４４の開度は拡張されて抽気通路４１ａから同
４１ｂへと還流される冷媒ガスの流量を一時的に増大さ
せる。したがって、かかる高い吐出圧力に比例するブロ
ーバイガスの増加時期に、もしもピストン摺動部の相対
的摩耗が進行しておれば、ブローバイガス量は極端に増
幅されて抽気通路４１ａ、４１ｂの排出能力が不足し、
これがクランク室圧力の過上昇を伴って、場合のよって
は意に反した低容量制御が行なわれてしまうことになる
が、上記弁孔４４の拡張は、抽気通路４１ａ、４１ｂを
流れる冷媒ガス（ブローバイガス）の排出能力を高めて
クランク室圧力の過上昇を抑制する。

【００１５】かかる全容量運転の継続により次第に車室
温度が低下し、これに追従する吸入室圧力が設定値を越
えて低下すると、吸入室２１の圧力が大気圧とばね２７
の合成力に屈してベローズ２６の伸動を許し、弁杆３１
を介して弁体３２を弁孔２８から離脱させるので、開放
された給気通路３０を経由してクランク室２ａには高圧
の吐出冷媒ガスが導入されクランク室圧力を上昇させ
る。

【００１６】このようにクランク室圧力が上昇されて吸
入圧力との差圧が大きくなると、揺動板１１の傾角並び
にピストンストロークが減少されて圧縮機は低容量の制
御運転に移行し、冷房負荷に基づいた吸入圧力の復活を
まって第１制御弁２０は給気通路３０を閉鎖する。

【００１７】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明圧縮機は、
吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、吸入圧力
に応動して該給気通路を開閉する第１制御弁と、吸入室
とクランク室とを連通する抽気通路と、吐出圧力に応動
して抽気通路の開度を調整する第２制御弁とを備え、渋
滞走行時のように吐出圧力が異常に上昇した際、抽気通
路の排出能力を一時的に高めてクランク室圧力の過上昇
を抑制し、意に反した低容量制御を未然に防止すること
ができるので、圧縮機の全制御領域において容量制御の
応答性を格段と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る可変容量型圧縮機を示
す断面図

【図２】本発明の一実施例に係る第２制御弁を示す拡大
断面図

【符号の説明】

２ａはクランク室、３ａは吸入室、３ｂは吐出室、２０
は第１制御弁、３０は給気通路、４０は第２制御弁、４
１ａ、４１ｂは抽気通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入室、吐出室及びクランク室を備え、吸
   入圧力とクランク室圧力との差圧を調節して回転斜板の
   傾角を変えることにより、圧縮容量を制御するようにし
   た可変容量型圧縮機において、上記吐出室とクランク室
   とを連通する給気通路と、吸入圧力に応動して該給気通
   路を開閉する第１制御弁と、上記吸入室とクランク室と
   を連通する抽気通路と、吐出圧力に応動して該抽気通路
   の開度を調整する第２制御弁とを包含してなる可変容量
   型圧縮機。