JPH087117Y2 - 可変容量型圧縮機の容量可変装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （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。

（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付勢力の合力により
一部稼動位置側に且つ高圧作動室内に形成される制御圧
により全稼動位置側に夫々付勢され、該両位置間で正逆
回動して圧縮開始時期を制御する制御部材と、前記高圧
作動室と吸入室との連通を開閉制御し、開弁時に高圧作
動室内の制御圧を吸入室側にリークさせる開閉弁機構と
を備えた可変容量式ベーン型圧縮機において、前記開閉
弁機構を、前記高圧作動室と吸入室とを連通させる開弁
位置と該連通を断つ閉弁位置との間で変位可能で且つ閉
弁位置側に付勢されたスプール弁体を有するスプール弁
と、外部からの制御信号により電磁力を発生して該電磁
力により前記スプール弁体を前記開弁位置側に変位させ
る電磁アクチュエータとから成るスプール弁式電磁弁と
したものがある（実願平2-49277号）。

この可変容量型ベーン型圧縮機では、電磁アクチュエ
ータに制御信号としてのオン信号が入力されたとき、ス
プール弁体は電磁アクチュエータが発生する電磁力によ
り開弁位置側に変位して高圧作動室内の制御圧が吸入室
側にリークして低下し、オフ信号が入力されたとき、ス
プール弁体は付勢力により閉弁位置に保持されて高圧室
内の制御圧が上昇する。即ち、制御圧はオフ信号の間で
上昇すると共にオン信号の間で低下するので、制御圧が
制御信号に応じた圧力に制御され、この制御圧に応じて
制御部材が回動して吐出容量が制御される。

（考案が解決しようとする課題） ところが、スプール弁を用いて吸入室側へ制御圧を逃
がす方式であるから、制御圧の洩れを防ぐため高い気密
性が要求され、そのためスプール弁の長いストロークが
必要になる。その結果、電磁アクチュエータの大型化、
ひいては圧縮機が全体として大型化すると同時に、消費
電力も多くなり、また応答性が悪いという問題がある。

この考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、
その課題は可変容量型圧縮機の大型化を防ぐことができ
る容量可変装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するためこの考案は、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ばねと、熱負荷
が小さいとき前記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た可
変容量型圧縮機の容量可変装置において、前記高圧作動
室の圧力を、前記弁体の一端に開弁方向に加えると同時
に、前記弁体の他端に閉弁方向に加えたことを特徴とす
る。

（作用） 前述のように前記高圧作動室の圧力を、前記弁体の一
端に開弁方向に加えると同時に、前記弁体の他端に閉弁
方向に加えたので、弁体を開弁方向に押す力が打ち消さ
れ、そのためばねのセット力を小さくでき、小さな駆動
力で弁体を開くことができる。

（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。

第２図乃至第４図に示すように、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。

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。

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。

前記リヤサイドブロック４には、第２図に示す吸入ポ
ート15が周方向に180度偏位して対称的に設けてある
（第２図は軸芯を通る略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15を介して吸入室11
と圧縮室12,12とが夫々連通している。

前記カムリング１の外周壁には第２図乃至第４図に示
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（第２図では、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1
7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。

第１図及び第５図に示すように、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。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。該制御部材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（第４図及び第５
図を参照）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（第５図を
参照）が一体的に突設されている。これら受圧部24b,24
b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P_S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2
3₂，23₂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、第１図及び第５図に示すように、リヤサイド
ブロック４の内部に設けられた連通路27及び開閉弁機構
30を介して吸入室11と連通可能である。

前記制御部材24は、ねじりコイルばね28により第４図
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P_sとねじりコイルばね28の付勢力との合力
と、制御圧Pcとの差により第３図で示す圧縮開始時期の
最も早い全稼動位置と第４図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。

ねじりコイルばね28は、第２図に示すように、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。

第１図に示すように、容量可変装置は、高圧作動室23
₂から吸入室11に通じる連通路27を開閉するボール弁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（ばね）33と、通電時前記プランジャ32をコイル
ばね収縮方向に吸引する電磁アクチュエータ34と、前記
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筒状の
ホルダ36とを備えている。

前記ホルダ36はリヤサイドブロック４の嵌装孔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のボール弁31側の端部
は径が小さくなる２段のロッドになっている。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と嵌装孔37との間には連通路27の一部を
構成する空間38が画成される。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3
6dが設けられている。前記プランジャ32にはばね収容穴
32aが設けてあり、そのばね収容穴32a内には前記コイル
ばね33が収容されている。

前記電磁アクチュエータ34は、リヤヘッド６に固定し
た磁性体のコア34aとこのコア34aの軸部に装着された電
磁コイル部34bとから構成されている。前記コイルばね3
3の一端はコア34a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の開口縁に圧接されて、閉弁す
る。

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。

電磁アクチュエータ34のコイル部34bが非通電状態の
とき（第１図）、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、第５図（ａ）
に示すように、制御部材24は全稼動位置を保つ。

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；F_SPとすると、閉弁時、 Pc・S₁＋F_SP＞Pc・S₂＋Psmax・S₂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。

F_SP＞Psmax・S₁ 式 つまり、Pcがロッド35の一端面に加わるとともに、空
間38から連通路36を通じてボール弁31を介してロッド35
の他端にも加わるので、ロッド35に加わる開弁方向のPc
は相殺される。これにより、コイルばね33のセット力を
大きくする必要がなくなる。

電磁アクチュエータ34のコイル部34bが通電状態のと
き、電磁力によりブランジャ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（第
５図（ｂ））。

電磁弁吸引力をF_SVとすれば、開弁時、 F_SP＜Psmin・S₁＋F_SV 式 となる。

したがって、小さな駆動力でボール弁31を開くことが
できるので、電磁アクチュエータ34の小型化を図ること
ができる。

また、第６図に示すように、本実施例のような容量可
変装置を用いない従来のものに較べ、本実施例のもの
は、負荷圧力の変動によって容量制御の応答時間が変化
することがなく、負荷圧力に関係なく一定である。

（考案の効果） 以上の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、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
向に付勢するばねと、熱負荷が小さいとき前記ばねの付
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た可変容量型圧縮機の容量可変
装置において、前記高圧作動室の圧力を、前記弁体の一
端に開弁方向に加えると同時に、前記弁体の他端に閉弁
方向に加えたので、弁体を開弁方向に押す力が打ち消さ
れ、そのためばねのセット力を小さくでき、弁体を開く
ために大きな駆動力が要求されない。したがって、小容
量の電磁アクチュエータによって弁体の開閉が可能にな
り、圧縮機の小型化を図ることができ、また応答性の良
いきめ細い制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図はこの考案の一実施例を示し、第１図
は容量可変装置を示す拡大縦断面図、第２図はその容量
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、第３図は第２図のIII-III線に沿う断面図で、制
御部材が全稼動位置にあるときの図、第４図は第３図と
同様の断面図で、制御部材が一部稼動位置にあるときの
図、第５図は容量可変装置の作動を説明するための概念
図であり、同図（ａ）は全稼動位置にあるときの図、同
図（ｂ）は一部稼動位置にあるときの図、第６図は容量
可変装置の動作特性を示す曲線図である。 １……吸入室、23₂……高圧作動室、27……連通路、31
……ボール弁、32……プランジャ、35……ロッド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   に付勢するばねと、熱負荷が小さいとき前記ばねの付勢
   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た可変容量型圧縮機の容量可変装
   置において、前記高圧作動室の圧力を、前記弁体の一端
   に閉弁方向に加えると同時に、前記弁体の他端に閉弁方
   向に加えたことを特徴とする可変容量型圧縮機の容量可
   変装置。