JPH09145172A - 可変容量型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁クラッチを省略してもエバポレータが凍
結しない様にする。 【構成】 エバポレータを冷却しない場合には、開閉弁
７２を開き、高圧室１２の圧力を圧力室７０に導入し
て、流量規制弁６１を閉じる。同時に、上記高圧室１２
の圧力をクランク室４４に導入して、斜板の傾斜角度を
小さくする。この結果、可変容量型コンプレッサ１の容
量が最小となり、しかも冷凍機回路中を流れる冷媒の量
がより少なくなって、エバポレータの凍結防止を図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る可変容量型コンプ
レッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機は、自動車室内の
冷房や除湿を行なう為、自動車用空気調和装置に組み込
んだ状態で利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置に組み込まれる蒸
気圧縮式冷凍機は、図４に略示する様に構成される。コ
ンプレッサ１は、吸入ポートから吸引した冷媒蒸気を圧
縮してから吐出ポートより吐出する。このコンプレッサ
１から吐出された冷媒は、コンデンサ２を通過する間に
空気との間で熱交換を行なう事で放熱して凝縮する。こ
のコンデンサ２から吐出された液状の冷媒は、リキッド
タンク３と膨張弁４とを通過してからエバポレータ５内
に送り込まれ、このエバポレータ５内で蒸発する。内部
で冷媒が蒸発する事により、このエバポレータ５の温度
が低下する為、このエバポレータ５を通過する空気を冷
却し、自動車室内の冷房や除湿を行なえる。

【０００３】この様な自動車用空気調和装置の蒸気圧縮
式冷凍機を構成するコンプレッサ１は、自動車の走行用
エンジンにより、ベルト及びプーリを介して駆動され
る。従って、自動車用空気調和装置の使用時には、上記
走行用エンジンの動力がコンプレッサ１の駆動に消費さ
れ、場合によっては動力性能が不足したり動力性能が不
安定になる事がある。即ち、上記プーリに付設され、冷
房負荷に応じてＯＮ、ＯＦＦされる電磁クラッチの作動
により、上記走行用エンジンの動力のうちで実際に走行
に供される分が大きく変動すると、上述の様な不都合を
生じる。この様な不都合を解消若しくは低減する為、上
記コンプレッサ１として冷媒の吐出量を変化させる、所
謂可変容量型のものを使用する事が、近年多く行なわれ
る様になっている。

【０００４】可変容量型コンプレッサは従来から、特開
昭５９−４６３７８号公報、特公平２−６１６２７号公
報、米国特許第４０７３６０３号明細書、同４４２５８
３７号明細書等、多数の刊行物に記載されて周知となっ
ている。図５〜６は、出願人会社により、既に日本国内
で公然実施されている可変容量型コンプレッサの１例を
示している。尚、図５は容量を最大とした状態を、図６
は同じく最小とした状態を、それぞれ示している。先
ず、この図５〜６に示した公知の可変容量型コンプレッ
サに就いて説明する。

【０００５】コンプレッサ１を構成するケーシング６
は、中央のシリンダケース７をヘッドケース８とクラン
クケース９とで軸方向（図５〜６の左右方向）両側から
挟持し、更に複数本の結合ボルト１０により結合して成
る。このうちのヘッドケース８の内側には、低圧室１
１、１１と高圧室１２、１２とを設けている。尚、図５
〜６で複数に分割されている如く表されている低圧室１
１、１１は互いに連通しており、上記ヘッドケース８の
外面に設けられた単一の吸入ポート１７（本発明の実施
例を示す図１〜３参照、図５〜６には省略）に通じてい
る。同様に、上記高圧室１２、１２同士も互いに連通し
て、やはり上記ヘッドケース８の外面に設けられた単一
の吐出ポート（図示省略）に通じている。そして、上記
吸入ポート１７を前記エバポレータ５（図４）の出口
に、上記吐出ポートを前記コンデンサ２（図４）の入口
に、それぞれ通じさせている。

【０００６】上記ケーシング６内には駆動軸１３を、上
記シリンダケース７とクランクケース９とに掛け渡す状
態で、回転のみ自在に支持している。又、上記ケーシン
グ６の内側には複数（例えば円周方向等間隔に５〜６
個、図面には１個のみ記載）のシリンダ１４を形成して
いる。公知のコンプレッサの場合に各シリンダ１４の中
心軸は、上記駆動軸１３と平行に形成されているが、略
平行であれば、必ずしも厳密に平行である必要はない。
特に、後述する斜板２７と次述するピストン１６との連
結構造によっては、ヘッドケース８に近付く程各シリン
ダ１４の中心軸が駆動軸１３に近付く方向に、この中心
軸を駆動軸１３に対し３度程度傾斜させる事で、シリン
ダ１４の内周面及びピストン１６の外周面が偏摩耗する
事を防止できる場合もある。但し、この点に関しては、
特願平７−２８３２１号に記載されており、本発明の要
旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。何れに
しても、駆動軸１３の回転に伴ってピストン１６が、シ
リンダ１４内で円滑に往復移動できさえすれば、各シリ
ンダ１４の中心軸が上記駆動軸１３に対して多少傾斜す
る事は差し支えない。この様にシリンダケース７に形成
した、複数のシリンダ１４の内側には、それぞれピスト
ン１６を、軸方向に亙る変位自在に嵌装している。

【０００７】一方、上記駆動軸１３の中間部で上記クラ
ンクケース９の端壁１９の内面に対向する部分には、第
一のハブ２０を固定し、この第一のハブ２０が上記駆動
軸１３と共に回転する様にしている。又、この第一のハ
ブ２０と上記端壁１９との間にはスラストころ軸受２１
を設けて、上記ピストン１６から上記第一のハブ２０に
加わるスラスト荷重を支承自在としている。又、上記駆
動軸１３の中間部で上記第一のハブ２０よりも上記シリ
ンダケース７に寄った部分には、第二のハブ２２を、こ
の駆動軸１３の軸方向（図５〜６の左右方向）に亙る変
位自在に外嵌している。そして、この第二のハブ２２の
軸方向一端面（図５〜６の右端面）と上記第一のハブ２
０との間に第一の圧縮ばね２３を、同じく軸方向他端面
（図５〜６の左端面）と上記駆動軸１３の中間部外周面
に止着したストップリング２５との間に第二の圧縮ばね
２４を、それぞれ設けている。従って上記第二のハブ２
２は、上記ピストン１６からの力が加わらない状態（停
止状態）では、これら第一、第二の圧縮ばね２３、２４
の弾力により定まる中立位置に保持される。

【０００８】又、上記第二のハブ２２の両側面には、上
記駆動軸１３を挟む状態で、左右（図５〜６の表裏）１
対の枢軸２６を設けている。これら１対の枢軸２６は、
それぞれ上記駆動軸１３に直交する方向に設けられてい
る。そして、これら１対の枢軸２６によって、斜板２７
を枢支している。この斜板２７は、断面Ｌ字形で全体を
円環状に形成されており、中央部に形成した円筒部２８
を上記枢軸２６に枢支する事で、上記第二のハブ２２の
周囲に、揺動自在に支持している。

【０００９】又、上記第一のハブ２０の外周面には駆動
腕２９を、上記斜板２７の背面（図５〜６の右側面）に
は二股の従動腕３０を、それぞれ設け、この従動腕３０
の先端部で上記駆動腕２９の先端部を挟んでいる。上記
駆動腕２９の先端部には、上記駆動軸１３の直径方向に
長い円弧状の長孔３１を形成し、上記従動腕３０の先端
部に固定した係合ピン３２を、この長孔３１に遊合させ
ている。従って上記斜板２７は、上記第二のハブ２２が
上記駆動軸１３に対し軸方向に移動するのに伴って、こ
の駆動軸１３に対する傾斜角度を変える。尚、上記係合
ピン３２が、駆動軸の中心軸から直径方向外方に外れた
位置にこの駆動軸に対し捩れの位置関係で配置されてこ
の駆動軸と共に回転する枢軸に相当する。上記斜板２７
は、この枢軸に相当する係合ピン３２に枢支された状態
で上記駆動軸１３の中間部周囲に、傾斜角度の調節並び
にこの駆動軸１３と共に回転自在に支持されている。但
し、上記長孔３１の長さを規制したり、或は図示しない
ストッパを斜板２７と第二のハブ２２との間に設けたり
する事で、上記斜板２７が上記駆動軸１３に対し完全に
垂直にはならない様にしている。この理由は後述する。

【００１０】上記斜板２７の片側面（図５〜６の左側
面）には揺動板３３を、深溝型のラジアル玉軸受３４と
スラストころ軸受３５とを介して、この斜板２７に対す
る回転のみ自在に支持している。又、この揺動板３３の
一部（図５〜６の下端部）外周面に設けたガイド３６と
前記ケーシング６内に固設したガイドレール３７とを係
合させる事で、上記揺動板３３の回転を防止している。
従ってこの揺動板３３は、上記駆動軸１３及び斜板２７
の回転に伴って揺動のみ行なう。

【００１１】この様な揺動板３３の円周方向複数個所と
前記各ピストン１６とは、それぞれ伝達部材であるコネ
クティングロッド３８により連結している。それぞれの
両端部をこれら揺動板３３とピストン１６とに揺動変位
自在に連結した、これら各コネクティングロッド３８
は、上記揺動板３３の揺動変位に伴って上記各ピストン
１６を押し引きし、これら各ピストン１６を前記シリン
ダ１４内で軸方向に往復移動させる。

【００１２】一方、前記低圧室１１及び高圧室１２と上
記各シリンダ１４とを仕切るべく、前記シリンダケース
７とヘッドケース８との突き合わせ部には、隔壁板３９
を挟持している。そして、この隔壁板３９に、上記低圧
室１１と上記シリンダ１４とを連通させる吸入口４０
（本発明の実施例を示す図１参照）と、上記高圧室１２
と上記シリンダ１４とを連通させる吐出口４１とを設け
ている。そして、このうちの吸入口４０部分に、上記低
圧室１１から上記各シリンダ１４に向けてのみ冷媒蒸気
を流す吸入弁４２（図１参照）を設けている。又、上記
吐出口４１部分には、上記各シリンダ１４から上記高圧
室１２に向けてのみ冷媒蒸気を流す吐出弁４３を設けて
いる。これら吸入弁４２及び吐出弁４３は一般的に、リ
ード弁が使用される。

【００１３】又、上記高圧室１２と、上記ケーシング６
を構成するクランクケース９の内側で上記斜板２７が存
在するクランク室４４との間には、これら両室１２、４
４同士を連通させる圧力調整通路４５を設けている。こ
の圧力調整通路４５は、上記ヘッドケース８内に設けた
通孔４６、弁収納空間４７、通孔４８、上記隔壁板３９
に形成した通孔４９、前記駆動軸１３内に形成した通路
５０を含んで構成される。又、上記弁収納空間４７には
圧力調整弁５１を、上記圧力調整通路４５に対し直列に
設けている。この圧力調整弁５１は、冷房負荷の変動に
伴って変化する電気信号、或はやはり冷房負荷の変動に
伴って変化する低圧室１１部分の冷媒圧力に応じて、上
記圧力調整通路４５の開閉、或は開度の調整を行なう。

【００１４】更に、上記クランク室４４と上記低圧室１
１との間には、これら両室１１、４４同士を結ぶ、第
一、第二の絞り流路５２、５３を設けている。このうち
の第一の絞り流路５２は、前記結合ボルト１０を挿通す
る為に前記シリンダケース７に形成した貫通孔（図示せ
ず）と、この貫通孔と上記低圧室１１との間に設けられ
た絞り孔５４とを備える。そして、この第一の絞り流路
５２は、上記クランク室４４と上記低圧室１１とを常に
連通させている。一方、上記第二の絞り流路５３は、前
記シリンダケース７に形成した貫通孔５５と、上記隔壁
板３９に形成した通孔５６と、前記ヘッドケース８に形
成した通孔５７と、弁収納空間４７と、通孔５８とを備
える。このうちの通孔５７の途中には絞りプラグ５９
を、この通孔５７、５８の間部分に存在する弁収納空間
４７には、上記圧力調整弁５１の一部を、上記第二の絞
り流路５３に対し直列に設けている。従って、図示の例
ではこの圧力調整弁５１は、上記圧力調整通路４５だけ
でなく、上記第二の絞り流路５３の開閉、或は開度の調
整も、これと連動させて行なう。

【００１５】上述の様に構成される可変容量型のコンプ
レッサ１の作用は次の通りである。自動車室内の冷房或
は除湿を行なう為、蒸気圧縮式冷凍機を運転する場合に
は、前記駆動軸１３の外端部（図５〜６の右端部）に装
着した従動プーリ（図示省略）を自動車の走行用エンジ
ンにより、やはり図示しない駆動プーリとベルトとを介
して回転駆動する。この結果、前記斜板２７が回転し、
前記揺動板３３が回転する事なく揺動して、前記複数の
ピストン１６をそれぞれシリンダ１４内で往復移動させ
る。そして、この様なピストン１６の往復移動に伴っ
て、前記吸入ポート１７に通じる低圧室１１内の冷媒蒸
気が、前記吸入口４０を通じてシリンダ１４内に吸い込
まれる。この冷媒蒸気は、次いでこのシリンダ１４内で
圧縮されてから、前記吐出口４１を通じて前記高圧室１
２に送り出される。

【００１６】冷房負荷が大きく、上記コンプレッサ１で
多量の冷媒蒸気を圧縮する必要がある場合には、前記圧
力調整弁５１は前記圧力調整通路４５を閉じ、上記第二
の絞り流路５３を開く。この結果、前記クランク室４４
内に上記高圧室１２内の圧力が導入されず、このクラン
ク室４４内の圧力は、前記第一の絞り流路５２だけでな
く、図５に太線矢印で示す様に、上記第二の絞り流路５
３を通じても、上記低圧室１１に排出される。この結
果、上記クランク室４４内の圧力が低くなる。

【００１７】ところで、このクランク室４４の圧力は、
上記複数のピストン１６の後背面（図５〜６の右面）に
加わる。これに対してこれら各ピストン１６の前面（図
５〜６の左面）には、前記シリンダ１４の圧縮空間内の
圧力が加わる。従って、これら各ピストン１６が、上記
クランク室４４内の圧力と圧縮空間内の圧力との差に応
じた力で、圧力が低い側に押される傾向となる。そし
て、各ピストン１６に加わるこれらの力の大きさと係合
ピン３２の位置とにより定まるモーメントの合計が、上
記斜板２７の傾斜角度を変化させる方向に加わる。勿
論、上記圧縮空間内の圧力はピストン１６の行程により
変化するが、ピストン１６は円周方向に亙り等間隔に複
数個配置されるので、上記モーメントは、上記係合ピン
３２から離れた下死点近傍位置のピストン１６に関し
て、最も大きくなる。そして、上述の様に上記クランク
室４４内の圧力を低くした状態では、このクランク室４
４内の圧力が上記圧縮空間内の圧力に比べて十分に低く
なり、上記各ピストン１６を上記斜板２７に向け、図５
〜６で右方に押圧する力が強くなる。従って、上記斜板
２７が図５に示す様に、上記係合ピン３２から遠い側が
シリンダ１４から離れる方向に大きく傾斜する。この結
果、この斜板２７の回転に伴う上記各ピストン１６のス
トロークが大きくなり、上記コンプレッサ１の容量が増
大する。

【００１８】これに対して、冷房負荷が小さく、上記コ
ンプレッサ１から吐出する冷媒蒸気が少なくて済む場合
には、前記圧力調整弁５１は前記圧力調整通路４５を開
き、上記第二の絞り流路５３を閉じる。この結果、図６
に太線矢印で示す様に、前記クランク室４４内に上記高
圧室１２内の圧力が導入され、このクランク室４４内の
圧力は、前記第一の絞り流路５２を通じてのみ、上記低
圧室１１に排出される。この結果、上記クランク室４４
内の圧力が高くなる。

【００１９】この様に上記クランク室４４内の圧力を高
くした状態では、このクランク室４４内の圧力が上記圧
縮空間内の圧力に比べて高くなり、上記各ピストン１６
を上記斜板２７から遠ざけるべく、図５〜６で左方に押
圧する力が強くなる。従って、上記斜板２７が図６に示
す様に、駆動軸１３に対して垂直に近くなる（立つ）。
この結果、この斜板２７の回転に伴う上記各ピストン１
６のストロークが小さくなり、上記コンプレッサ１の容
量が減少する。冷房負荷が中間の場合には、上記圧力調
整弁５１が上記クランク室４４内の圧力を中間程度に調
節し、上記斜板２７の傾斜角度を図５に示した状態と図
６に示した状態との中間に規制する。

【００２０】上述の説明から明らかな通り、斜板２７の
傾斜角度を変える事によりピストン１６のストロークを
調整する可変容量型コンプレッサの場合には、容量（ピ
ストン１６のストローク）を最小にした場合でも、上記
斜板２７が上記駆動軸１３に対して垂直にはならない。
この理由は、この様な形式の可変容量型コンプレッサの
原理上、冷媒の吐出量を零にできない為である。即ち、
この様な形式の可変容量型コンプレッサでは、上記斜板
２７の傾斜角度を変化させる為に、前記圧縮空間内の圧
力とクランク室４４内の圧力との差を利用している。こ
の様な圧力差は、上記ピストン１６をシリンダ１４内で
往復移動させる事により、初めて発生する。上記斜板２
７を駆動軸１３に対して垂直にし、上記各ピストン１６
のストロークを零にした場合には、上記圧力差を発生さ
せる事ができず、上記斜板２７を最小容量位置に保持で
きなくなる。この為、上記形式の可変容量型コンプレッ
サの場合には、容量を最小にしても、或る程度の冷媒蒸
気を吸引し、更に吐出する様に構成している。最大容量
に対する最小容量の比は設計的に定められ、必ずしも一
様ではないが、一般的には最小容量を最大容量の１／１
０程度確保している。

【００２１】上述の様に構成され作用する可変容量型コ
ンプレッサを組み込み、自動車用空気調和装置を構成す
る蒸気圧縮式冷凍機の場合には、可変容量型コンプレッ
サの容量を零にできない事に起因して、電磁クラッチの
使用が必須になる。即ち、可変容量型のコンプレッサ１
は、容量を最小にした場合でも無視できない程度の冷媒
をエバポレータ５から吸引し、コンデンサ２に向けて吐
出する。従って、冬期等、周囲の温度が低い場合にも上
記コンプレッサ１を駆動し続けた場合には、上記エバポ
レータ５が凍結する。この凍結を防止する為には、上記
コンプレッサ１を停止させなければならず、その為の機
構が必要になる。

【００２２】この為に従来は、上記駆動軸１３を駆動す
る為の従動プーリとこの駆動軸１３の端部との間に電磁
クラッチを設けていた。冷房、除湿等の為にコンプレッ
サ１を駆動する必要がある場合には上記電磁クラッチを
繋ぎ、冬期等、コンプレッサ１を駆動する必要がない場
合には上記電磁クラッチの接続を断って、上記従動プー
リの回転に拘らず、上記駆動軸１３が回転しない様にし
ている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変容量型コン
プレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の場合には、構
造が複雑でしかも高度の耐久性を要求される為、高価で
しかも重量の嵩む部品である電磁クラッチの使用が必須
である。この為、蒸気圧縮式冷凍機全体としての製作費
及び重量が嵩む事が避けられなかった。本発明はこの様
な事情に鑑みて、上記電磁クラッチを使用しなくてもエ
バポレータの凍結防止を図れる様にする事により、可変
容量型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の製
作費の低減と重量の軽減とを図るものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の可変容量型コン
プレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機は、前述した従
来の可変容量型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷
凍機と同様に、吸引した冷媒を圧縮してから吐出するコ
ンプレッサと、このコンプレッサから吐出された冷媒を
放熱して凝縮させるコンデンサと、このコンデンサから
吐出された冷媒を蒸発させてから上記コンプレッサに戻
すエバポレータとを備える。

【００２５】そして、請求項１に記載した発明の場合に
上記コンプレッサは、ケーシングと、このケーシング内
に設けられ吸入ポートを通じて上記エバポレータの出口
に通じる低圧室と、上記ケーシング内に設けられ吐出ポ
ートを通じて上記コンデンサの入口に通じる高圧室と、
上記ケーシング内に回転自在に支持された駆動軸と、上
記ケーシングの内側にこの駆動軸と略平行に形成された
複数のシリンダと、これら各シリンダの内側に軸方向に
亙る変位自在に嵌装されたピストンと、上記駆動軸の中
心軸から直径方向外方に外れた位置にこの駆動軸に対し
捩れの位置関係で配置されてこの駆動軸と共に回転する
枢軸と、この枢軸に枢支された状態で上記駆動軸の中間
部周囲に、傾斜角度の調節並びにこの駆動軸と共に回転
自在に支持された斜板と、上記駆動軸の回転に伴うこの
斜板の変位を上記各ピストンに伝達する伝達部材と、上
記低圧室から上記各シリンダに向けてのみ冷媒蒸気を流
す吸入弁と、上記各シリンダから上記高圧室に向けての
み冷媒蒸気を流す吐出弁と、上記高圧室と上記ケーシン
グの内側で上記斜板が存在するクランク室とを連通させ
る圧力調整通路と、この圧力調整通路の途中に設けた圧
力調整弁と、上記クランク室と上記低圧室とを結ぶ絞り
流路とを備えた可変容量型コンプレッサである。又、こ
の可変容量型コンプレッサは、上記斜板を上記駆動軸に
対して完全に垂直にはしない。

【００２６】特に、本発明の可変容量型コンプレッサを
組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機に於いては、上記エバポレ
ータの出口と上記低圧室との間に存在する冷媒通路の途
中に設けられ、上記エバポレータを冷却する必要のない
場合に冷媒を遮断若しくはその流量を減少させる流量規
制弁を備える。

【００２７】請求項２に記載した発明の場合に、この流
量規制弁は、弁空間内に変位自在に設けられた弁体と、
この弁体を上記冷媒通路を開く方向に付勢するばねと、
内部への圧力気体の導入に伴って上記弁体を上記ばねの
弾力に抗して変位させる圧力室とを備えたものである。
又、上記圧力室と上記高圧室との間には圧力導入路が設
けられており、この圧力導入路の途中には上記圧力室と
上記高圧室との連通と遮断とを制御自在な制御弁が設け
られている。

【００２８】更に、請求項３に記載した可変容量型コン
プレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の場合には、高
圧室とクランク室との間の圧力調整通路を省略し、代り
に低圧室とクランク室との間に圧力調整通路を設けると
共に、クランク室と上記低圧室とを結ぶ絞り流路を省略
している。

【００２９】

【作用】上述の様に構成される本発明の可変容量型コン
プレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機は、エバポレー
タを冷却する必要がない場合には、流量規制弁により、
冷媒を遮断若しくはその流量を減少させる。この為に請
求項２に記載した発明の場合には、圧力導入路の途中に
設けた制御弁を開き、高圧室内の圧力を流量規制弁の圧
力室に導入する。この結果、この流量規制弁を構成する
弁体がばねの弾力に抗して変位し、エバポレータの出口
と上記低圧室との間に存在する冷媒通路を閉じる。この
結果、エバポレータからコンプレッサに吸引される冷媒
の量が零若しくは極く僅かになる。従って、蒸気圧縮式
冷凍機全体を循環する冷媒の量も零若しくは極く僅かに
なって、上記エバポレータの温度低下も零若しくは無視
できる程小さくなる。この結果、可変容量型コンプレッ
サの運転を停止しなくても、上記エバポレータが凍結す
る恐れがなくなる。

【００３０】

【実施例】図１〜３は本発明の実施例を示している。
尚、本発明の特徴は、低温時に可変容量型のコンプレッ
サ１の運転を継続したままでもエバポレータ５（図４）
の凍結を防止すべく、このエバポレータ５から上記コン
プレッサ１の低圧室１１に吸引される冷媒蒸気の量を少
なくする為の構造部分にある。可変容量型のコンプレッ
サ１の基本構造自体は、図５〜６に示した従来構造、或
は前述した文献等に記載されて従来から知られている各
種構造を採用できる。よって、従来と同様部分に就いて
の説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部
分を中心に説明する。

【００３１】エバポレータ５の出口に通じる吸入ポート
１７と、ヘッドケース８内に設けた低圧室１１との間に
は、冷媒通路として機能する弁保持孔６０を形成し、こ
の弁保持孔６０内に流量規制弁６１を設けている。この
流量規制弁６１は、弁筐６２と弁体６３と圧縮ばね６４
とから成る。このうちの弁筐６２は、耐油性及び耐冷媒
性を有する合成樹脂を射出成形する事により、或は金属
管に絞り加工を施す事により円筒状に造られている。こ
の弁筐６２の中間部両側面には、上記吸入ポート１７に
通じる入口孔６５と、上記低圧室１１に通じる出口孔６
６とを設けている。又、上記弁筐６２の一端部（図１〜
３の左端部）は直径方向内方に折り返す事で、断面コ字
形のばね受部６７を形成している。尚、上記弁筐６２を
省略し、上記ヘッドケース８に形成する弁保持孔６０の
内面形状を、所望の（弁筐６２の内面形状の如き）形状
とする事もできる。

【００３２】弁空間である上記弁筐６２の内側には、や
はり耐油性及び耐冷媒性を有する合成樹脂を射出成形す
る事により、或は金属材を鍛造加工或はダイキャスト成
形する事により造られた弁体６３を、軸方向（図１〜３
の左右方向）に亙る変位自在に嵌装している。この弁体
６３は、有底円筒状の主部６８と、この主部６８の外端
面（図１〜３の左端面）中央部から突出した、主部６８
よりも小径の突片６９とを備え、この突片６９と上記ば
ね受部６７とを対向させた状態で、上記弁筐６２内に嵌
装している。上記圧縮ばね６４は、この弁体６３の外端
面と上記ばね受部６７との間に設けて、上記入口孔６５
と出口孔６６とを連通させるべく、この弁体６３をこれ
ら両孔６５、６６の間から退避させる方向の弾力を付与
している。更に、上記弁筐６２の一部で、上記弁体６３
に関して上記圧縮ばね６４と反対側部分は圧力室７０と
して、この圧力室７０内に高圧室１２内の圧力を導入自
在としている。

【００３３】この為に、上記圧力室７０と上記高圧室１
２との間には圧力導入路７１を、例えばヘッドケース８
内に形成した通路として設けている。そして、この圧力
導入路７１の途中に、上記圧力室７０と上記高圧室１２
との連通と遮断とを制御自在な制御弁である、電磁式の
開閉弁７２を設けている。更に、図示の実施例の場合に
は、上記圧力導入路７１の途中で上記開閉弁７２と圧力
室７０との間部分に、分岐路７３の一端を接続し、この
分岐路７３の他端をクランク室４４に開口させている。
そして、この分岐路７３の途中に逆止弁７４を設けてい
る。この逆止弁７４は、上記圧力導入路７１からクラン
ク室４４に向けてのみ冷媒蒸気（圧力）を導く。

【００３４】これら開閉弁７２と分岐路７３と逆止弁７
４とは、次の〜の機能を果たすべく、組み合わされ
ている。 開閉弁７２の開放時には、上記クランク室４４及び
圧力室７０に高圧室１２内の圧力を導入し、コンプレッ
サ１の斜板２７（図５〜６）の傾斜角度を図５に示す様
に小さくして（立てて）、このコンプレッサ１の容量を
最小にすると共に、前記流量規制弁６１を閉じる。 開閉弁７２の閉鎖時には、上記高圧室１２内の圧力
を上記圧力室７０に導入せず、この圧力室７０内に残留
する圧力を上記クランク室４４に逃がす。 上記開閉弁７２を閉じた状態で、圧力調整弁５１の
作用により上記クランク室４４内の圧力が上昇した場合
でも、上記圧力室７０の圧力が上昇する事はない。

【００３５】従って、これら〜の機能を果たせるの
であれば、必ずしも上記開閉弁７２と分岐路７３と逆止
弁７４との組み合わせである必要はない。例えば、上記
逆止弁７４に代えて電磁式の開閉弁を設けたり、上記開
閉弁７２及び逆止弁７４に代えて、上記圧力導入路７１
と分岐路７３との分岐部に三方弁を設ける事によって
も、目的を達成できる。但し、これらの場合には、コン
プレッサ１の使用開始後、上記圧力室７０内の圧力を低
下させた後には、この圧力室７０とクランク室４４との
連通を絶つべく、弁の閉鎖或は切り換えを行なう。又、
三方弁を使用する場合には、この三方弁が次の(1) 〜
(3) の機能を有する事が必要である。 (1) 高圧室１２を圧力室７０とクランク室４４との両方
に通じさせるべく、三つのポートを総て連通させる機
能。 (2) 圧力室７０内の圧力をクランク室４４内に逃がすべ
く、これら両室７０、４４同士を連通させる、二つのポ
ートのみを連通させる機能。 (3) 低下した圧力室７０内の圧力が高圧室１２やクラン
ク室４４内の圧力により上昇する事がない様に、総ての
ポートを遮断する機能。更に、上記分岐路７３と逆止弁
７４とは省略しても良い。省略した場合でも、開閉弁７
２の開放時には流量規制弁６１の閉鎖に伴って低圧室１
１の圧力が低下し、圧力調整弁５１が開放される。そし
て、クランク室４４内に高圧室１２内の圧力を導入す
る。従って、分岐路７３と逆止弁７４とを設けた場合に
比べて、僅かな時間遅れを生じるだけで、次述する様
に、上記斜板２７の傾斜角度を小さくできる。

【００３６】上述の様に構成される本発明の可変容量型
コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の作用は、
次の通りである。先ず、自動車室内の冷房或は除湿を行
なう為、エバポレータ５を冷却する必要がある場合に
は、圧力導入路７１の途中に設けた開閉弁７２を閉じて
おく。この状態では、圧力調整弁５１に設けたダイヤフ
ラム７５が、低圧室１１の圧力と圧縮ばね７６の弾力と
の釣り合いに応じて変位し、高圧室１２とクランク室４
４との連通状態を規制する。即ち、冷房負荷が高く上記
低圧室１１の圧力が高い状態では、上記高圧室１２とク
ランク室４４とを遮断する傾向としてこのクランク室４
４内の圧力を低くする。そして、図５に示す様に斜板２
７の傾斜角度を大きくして、コンプレッサ１の容量を大
きくする。これに対し、冷房負荷が低く上記低圧室１１
の圧力が低い状態では、上記高圧室１２とクランク室４
４とを連通させる傾向としてこのクランク室４４内の圧
力を高くし、図６に示す様に斜板２７の傾斜角度を小さ
くして、コンプレッサ１の容量を小さくする。

【００３７】一方、冬期等、エバポレータ５を冷却する
必要がない場合には、圧力導入路７１の途中に設けた開
閉弁７２を開き、高圧室１２内の圧力を流量規制弁６１
の圧力室７０に導入する。この結果、この流量規制弁６
１を構成する弁体６３が、圧縮ばね６４の弾力に抗して
変位し、エバポレータ５の出口と上記低圧室１１との間
に存在する冷媒通路である弁保持孔６０を閉じる。この
結果、エバポレータ５からコンプレッサ１に吸引される
冷媒の量が極く僅かになる。即ち、前記弁筐６２に形成
した入口孔６５と出口孔６６との間に弁体６３の主部６
８が進入するので、上記入口孔６５から出口孔６６に流
れる冷媒はこの主部６８に妨げられ、その流量を大幅に
絞られる。従って、蒸気圧縮式冷凍機全体を循環する冷
媒の量も極く僅かになって、上記エバポレータ５の温度
低下も無視できる程小さくなる。この結果、可変容量型
のコンプレッサ１の運転を停止しなくても、上記エバポ
レータ５が凍結する恐れがなくなる。尚、上記弁筐６２
の内周面と上記主部６８の外周面との間には僅かな隙間
が存在し、少量の冷媒蒸気及び潤滑油がこの隙間を通じ
て流れるので、コンプレッサ１の運転を継続した場合で
も、このコンプレッサ１の回転支持部が潤滑不良で損傷
を受ける事はない。

【００３８】尚、図示の実施例は、斜板２７の傾斜角度
を変える為に、高圧室１２内の圧力をクランク室４４内
に導入し、このクランク室４４内の圧力を絞り流路を介
して低圧室１１内に逃がす構造を有する可変容量型コン
プレッサに関して本発明を実施した場合に就いて説明し
た。但し、本発明は、この様な構造の可変容量型コンプ
レッサに限らず、例えば特公平２−６１６２７号公報に
記載されている様な構造に関して実施する事もできる。
但し、この場合には、圧力調整通路を、高圧室１２とク
ランク室４４との間に代えて低圧室１１とクランク室４
４との間に設けると共に、クランク室４４と上記低圧室
１１とを結ぶ絞り流路を省略する。この様な構造を採用
した場合には、冷媒の吐出量を少なくすべく、クランク
室４４内の圧力を高める為の高圧の冷媒蒸気は、シリン
ダ１４の内周面とピストン１６の外周面（に装着したピ
ストンリングの外周縁）との間を通過する、所謂ブロー
バイガスを使用する。吐出容量を多くすべく、上記クラ
ンク室４４の圧力を低下させる際には、上記圧力調整通
路途中の圧力調整弁を開放して、上記ブローバイガスを
上記クランク室４４から低圧室１１に排出する。反対
に、吐出容量を少なくすべく、上記クランク室４４の圧
力を上昇させる際には、上記圧力調整通路途中の圧力調
整弁を閉じて、上記ブローバイガスを上記クランク室４
４に溜める。

【００３９】この様な構造の場合にも、エバポレータ５
の出口と上記低圧室１１との間に存在する冷媒通路の途
中に、図１〜３に示す様な流量規制弁６１を設け、この
流量規制弁６１の圧力室７０と高圧室１２との間に設け
た圧力導入路７１の途中に開閉弁７２等の制御弁を設け
る事により、図示の実施例と同様の作用効果を奏する事
ができる。

【００４０】又、流量規制弁と圧力導入路とは、必ずし
もコンプレッサ１のケーシング６に内蔵する必要はな
い。例えば、流量規制弁をエバポレータ５の出口と可変
容量型のコンプレッサ１の吸入ポート１７とを結ぶ配管
の途中に設け、更にこの流量規制弁の圧力室に一端を接
続した圧力導入路（配管）の他端を、上記コンプレッサ
１の吐出ポートとコンデンサ４の入口とを結ぶ配管の途
中に接続する事もできる。この場合には、上記圧力導入
路の途中に、クランク室４４に通じる分岐配管を設ける
必要がある。要は、図１に示した回路図の条件を満たせ
ば良い。この様に構成した場合には、配管を巡らせ、且
つ配管同士を気密に接続する手間が必要になるが、既に
製造されているコンプレッサに小改造を施すだけで利用
できる利点がある。

【００４１】又、可変容量型コンプレッサの構造自体
も、図５〜６に示した様な構造に限らず、前記各刊行物
等に記載されて従来から知られている構造を採用でき
る。例えば、前記特公平２−６１６２７号公報には、揺
動板とコネクティングロッドとを省略し、斜板とピスト
ンに一体形成した伝達部材である腕部とを、球面スライ
ディングシューを介して連結する構造を有する可変容量
型コンプレッサが記載されている。本発明は、この様な
構造を有する可変容量型コンプレッサを利用して実施す
る事も、勿論可能である。更に、例えば特開昭５８−１
６２７８０号公報に記載されている様に、斜板の両側に
シリンダ及びピストンを配置した、所謂対向ピストン型
の可変容量型コンプレッサを利用して本発明を実施する
事も可能である。勿論、吸入弁４２及び吐出弁４３の構
造も、リード弁に限らず、各種構造の弁を使用できる。

【００４２】更に、本発明の要点である流量規制弁６１
も、図１〜３に示した実施例の構造に限定されるもので
はない。要は、エバポレータ５の出口と低圧室１１とを
結ぶ冷媒通路の途中の弁空間内に変位自在に設けられた
弁体と、この弁体を開く方向に付勢するばねと、内部へ
の圧力気体の導入に伴って上記弁体を上記ばねの弾力に
抗して変位させる圧力室とを備えたものであれば良い。
特に、図示の実施例では、流量を絞るべく流量規制弁６
１を閉鎖すると同時に斜板２７の傾斜角度を最小にする
為、高圧室１２内の圧力により上記流量規制弁６１を閉
鎖させる構造を示した。この様な構造によれば、コンプ
レッサ１の容量低減と循環冷媒の流量規制とを同時に且
つ確実に連動させられる。但し、これらを連動させなく
ても良ければ、上記流量規制弁６１の構造はより単純な
もので済み、開閉の為の駆動も冷媒圧力でなく電磁式に
行なう事もできる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の可変容量型コンプレッサを組み
込んだ蒸気圧縮式冷凍機は、以上に述べた通り構成され
作用するので、構造が複雑でしかも高度の耐久性を要求
される為、高価でしかも重量の嵩む部品である電磁クラ
ッチを省略して、自動車用空気調和装置を構成する事が
可能になる。この結果、自動車用空気調和装置のコスト
並びに重量を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す、コンプレッサ部分の冷
媒回路図。

【図２】流量規制弁の開放状態を示す断面図。

【図３】同じく閉鎖状態を示す断面図。

【図４】蒸気圧縮式冷凍機の回路図。

【図５】公知の可変容量型コンプレッサを、吐出量を最
大とした状態で示す断面図。

【図６】同じく吐出量を最小とした状態で示す断面図。

【符号の説明】

１ コンプレッサ ２ コンデンサ ３ リキッドタンク ４ 膨張弁 ５ エバポレータ ６ ケーシング ７ シリンダケース ８ ヘッドケース ９ クランクケース １０ 結合ボルト １１ 低圧室 １２ 高圧室 １３ 駆動軸 １４ シリンダ １６ ピストン １７ 吸入ポート １９ 端壁 ２０ 第一のハブ ２１ スラストころ軸受 ２２ 第二のハブ ２３ 第一の圧縮ばね ２４ 第二の圧縮ばね ２５ ストップリング ２６ 枢軸 ２７ 斜板 ２８ 円筒部 ２９ 駆動腕 ３０ 従動腕 ３１ 長孔 ３２ 係合ピン ３３ 揺動板 ３４ ラジアル玉軸受 ３５ スラストころ軸受 ３６ ガイド ３７ ガイドレール ３８ コネクティングロッド ３９ 隔壁板 ４０ 吸入口 ４１ 吐出口 ４２ 吸入弁 ４３ 吐出弁 ４４ クランク室 ４５ 圧力調整通路 ４６ 通孔 ４７ 弁収納空間 ４８、４９ 通孔 ５０ 通路 ５１ 圧力調整弁 ５２ 第一の絞り流路 ５３ 第二の絞り流路 ５４ 絞り孔 ５５ 貫通孔 ５６、５７、５８ 通孔 ５９ 絞りプラグ ６０ 弁保持孔 ６１ 流量規制弁 ６２ 弁筐 ６３ 弁体 ６４ 圧縮ばね ６５ 入口孔 ６６ 出口孔 ６７ ばね受部 ６８ 主部 ６９ 突片 ７０ 圧力室 ７１ 圧力導入路 ７２ 開閉弁 ７３ 分岐路 ７４ 逆止弁 ７５ ダイヤフラム ７６ 圧縮ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引した冷媒を圧縮してから吐出するコ
   ンプレッサと、このコンプレッサから吐出された冷媒を
   放熱して凝縮させるコンデンサと、このコンデンサから
   吐出された冷媒を蒸発させてから上記コンプレッサに戻
   すエバポレータとを備え、上記コンプレッサとして、ケ
   ーシングと、このケーシング内に設けられ吸入ポートを
   通じて上記エバポレータの出口に通じる低圧室と、上記
   ケーシング内に設けられ吐出ポートを通じて上記コンデ
   ンサの入口に通じる高圧室と、上記ケーシング内に回転
   自在に支持された駆動軸と、上記ケーシングの内側にこ
   の駆動軸と略平行に形成された複数のシリンダと、これ
   ら各シリンダの内側に軸方向に亙る変位自在に嵌装され
   たピストンと、上記駆動軸の中心軸から直径方向外方に
   外れた位置にこの駆動軸に対し捩れの位置関係で配置さ
   れてこの駆動軸と共に回転する枢軸と、この枢軸に枢支
   された状態で上記駆動軸の中間部周囲に、傾斜角度の調
   節並びにこの駆動軸と共に回転自在に支持された斜板
   と、上記駆動軸の回転に伴うこの斜板の変位を上記各ピ
   ストンに伝達する伝達部材と、上記低圧室から上記各シ
   リンダに向けてのみ冷媒蒸気を流す吸入弁と、上記各シ
   リンダから上記高圧室に向けてのみ冷媒蒸気を流す吐出
   弁と、上記高圧室と上記ケーシングの内側で上記斜板が
   存在するクランク室とを連通させる圧力調整通路と、こ
   の圧力調整通路の途中に設けた圧力調整弁と、上記クラ
   ンク室と上記低圧室とを結ぶ絞り流路とを備え、上記斜
   板を上記駆動軸に対して完全に垂直にはしない可変容量
   型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機に於い
   て、上記エバポレータの出口と上記低圧室との間に存在
   する冷媒通路の途中に設けられ、上記エバポレータを冷
   却する必要のない場合に冷媒を遮断若しくはその流量を
   減少させる流量規制弁を備える事を特徴とする可変容量
   型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機。
2. 【請求項２】流量規制弁は、弁空間内に変位自在に設け
   られた弁体と、この弁体を上記冷媒通路を開く方向に付
   勢するばねと、内部への圧力気体の導入に伴って上記弁
   体を上記ばねの弾力に抗して変位させる圧力室とを備え
   たものであり、圧力室と高圧室との間には圧力導入路が
   設けられており、この圧力導入路の途中には上記圧力室
   と上記高圧室との連通と遮断とを制御自在な制御弁が設
   けられている、請求項１に記載した可変容量型コンプレ
   ッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機。
3. 【請求項３】 高圧室とクランク室との間の圧力調整通
   路を省略し、代りに低圧室とクランク室との間に圧力調
   整通路を設けると共に、上記クランク室と低圧室とを結
   ぶ絞り流路を省略した、請求項１又は請求項２に記載し
   た可変容量型コンプレッサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍
   機。