JPH1054352A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量圧縮機において、カムプレートの最
小傾角状態で、内部に循環する冷媒ガスの循環流量を所
定値に規定して、冷媒ガスの循環流量の過不足により不
具合が生じるのを抑制する。 【解決手段】 シリンダブロック１１のシリンダボア１
１ａにピストン３５を往復動可能に収容する。駆動シャ
フト１６にピストン３５を往復動させるためのカムプレ
ート２２を一体回転可能かつ揺動可能に装着する。ハウ
ジング内には、カムプレート２２の最小傾角状態におい
て、冷媒ガスを吐出圧領域３８、クランク室１５、吸入
圧領域３７及びシリンダボア１１ａを経由して循環させ
るための循環通路８４を形成する。循環通路８４の途中
には、冷媒ガスの循環流量を規定するための通口４７を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両空調
装置に使用される可変容量圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の可変容量圧縮機として
は、例えば特開平６−３４６８４５号公報に示すような
構成のものが知られている。この従来構成の圧縮機にお
いては、圧縮機全体のハウジングの内部に制御圧室を兼
ねるクランク室が形成されるとともに、駆動シャフトが
回転可能に支持されている。この駆動シャフトは、車両
エンジン等の外部駆動源に常時作動連結されている。ハ
ウジングの一部を構成するシリンダブロックには複数の
シリンダボアが形成され、各シリンダボア内にはピスト
ンが往復動可能に収容されている。

【０００３】前記駆動シャフトには、例えば斜板よりな
るカムプレートが一体回転可能かつ揺動可能に装着され
ている。シリンダブロックの中心には収容孔が形成され
ている。この収容孔には、外部冷媒回路から吸入圧領域
への吸入通路が開口されるとともに、カムプレートの揺
動に連動して吸入通路を開閉するための遮断体が収容さ
れている。吐出圧領域及び吸入圧領域の少なくとも一方
と、前記クランク室との間の連通路の途中には、容量制
御弁が設けられている。

【０００４】この従来構成においては、容量制御弁の開
度調整に基づいてクランク室の圧力が変更される。そし
て、クランク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記
ピストンを介した差が変更される。この差に応じて、ク
ランク室内に収容された斜板の傾角が変更されて、吐出
容量が制御されるようになっている。

【０００５】また、この従来構成では、車室内に冷房要
求が存在しない状態においても、カムプレートが最小傾
角状態に揺動されて、最小吐出容量での運転が継続され
る。この状態では、遮断体により外部冷媒回路からの吸
入通路が遮断されて、冷媒ガスが吐出圧領域、クランク
室、吸入圧領域及びシリンダボアを経由して圧縮機内で
循環される。そして、この循環冷媒ガスに含まれる潤滑
油によって、圧縮機内の各摺動部が潤滑されるようにな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来構
成の可変容量圧縮機では、カムプレートの最小傾角状態
において、圧縮機内で冷媒ガスが循環されるときに、そ
の冷媒ガスの循環流量を規定する手段が開示されていな
い。このため、冷媒ガスの循環流量にバラツキが生じ
て、次のような不具合を生じるおそれがあった。

【０００７】すなわち、カムプレートの最小傾角状態に
おいて、冷媒ガスの循環流量が少なくなると、冷媒ガス
とともに圧縮機内を流動する潤滑油の量も少なくなっ
て、圧縮機内の各摺動部が潤滑不良に陥るおそれがあっ
た。

【０００８】ところで、容量制御弁の開度調整に伴うク
ランク室の圧力の変更により、カムプレートの傾角が制
御されて、吐出容量が制御されている。ここで、冷媒ガ
スの循環流量が多くなると、クランク室の冷媒ガスが吸
入圧領域へ多量に流出する。このため、クランク室内が
所望の圧力に達せず、吐出容量の制御が正確に行われに
くくなるおそれがあった。

【０００９】さらに、カムプレートの最小傾角状態にお
いて、冷媒ガスの循環流量が多くなると、外部冷媒回路
からの吸入通路を遮断している遮断体の背圧が低下し
て、その背圧と吸入通路内の圧力との差が小さくなる。
このため、吸入通路に対する遮断体のシール性が低下し
て、外部冷媒回路の冷媒ガスが吸入通路から吸い込ま
れ、不用意に圧縮運転が行われるおそれがあった。

【００１０】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、カムプレートの最小傾角状態において、
内部で循環する冷媒ガスの循環流量を所定値に規定する
ことができ、冷媒ガスの循環流量の過不足に伴う不具合
の発生を抑制可能な可変容量圧縮機を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、カムプレートを収容す
るクランク室の圧力とシリンダボア内の圧力とのピスト
ンを介した差を変更し、その差に応じてカムプレートの
傾角を変更して吐出容量を制御するように構成した可変
容量圧縮機において、ハウジング内には、カムプレート
が最小傾角状態に揺動されて、遮断体により外部冷媒回
路からの吸入通路が遮断されたとき、冷媒ガスを吐出圧
領域、クランク室、吸入圧領域及びシリンダボアを経由
して循環させるための循環通路を形成し、その循環通路
の途中には、冷媒ガスの循環流量を規定するための規定
手段を設けたものである。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の可変容量圧縮機において、前記循環通路は、クラン
ク室から駆動シャフトのフロント側摺動部分を介して遮
断体内に至る第１の通路と、クランク室から駆動シャフ
トのリヤ側摺動部分を介して遮断体内に至る第２の通路
とを含み、前記規定手段は第１の通路及び第２の通路の
合流点と吸入圧領域との間に配設したものである。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の可変容量圧縮機において、前記規定手段は
遮断体の周面に形成された通口よりなるものである。請
求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記
載の可変容量圧縮機において、前記シリンダブロック及
び遮断体をアルミニウム系の金属材料で形成したもので
ある。

【００１４】従って、請求項１に記載の可変容量圧縮機
において、容量制御弁の開度調整により、制御圧室の圧
力が変更されて、カムプレートが最小傾角状態に揺動さ
れると、遮断体により外部冷媒回路からの吸入通路が遮
断される。これにより、冷媒ガスが吐出圧領域、クラン
ク室、吸入圧領域及びシリンダボアを経由して、圧縮機
内の循環通路で循環され、この循環冷媒ガスに含まれる
潤滑油によって、圧縮機内の各摺動部が潤滑される。

【００１５】このとき、循環通路を介して循環される冷
媒ガスの循環流量は、循環通路の途中に設けられた規定
手段によって所定値に規定されるため、冷媒ガスの循環
流量における過不足の発生が抑制される。このため、カ
ムプレートの最小傾角状態の運転時に、冷媒ガスの循環
流量が少なくなって、内部の各摺動部が潤滑不良に陥る
のが抑制される。

【００１６】また、これとは逆に冷媒ガスの循環流量が
多くなって、クランク室内の圧力及び遮断体の背圧が所
定値以下に低下するのが抑制される。そして、吐出容量
の制御が正確に行われるとともに、吸入通路に対する遮
断体のシール性が確保される。

【００１７】請求項２に記載の可変容量圧縮機において
は、カムプレートの最小傾角状態の運転時に、クランク
室内の冷媒ガスが駆動シャフトのフロント側摺動部分を
通る第１の通路と、駆動シャフトのリヤ側摺動部分を通
る第２の通路とに分流して遮断体内に導かれる。フロン
ト側摺動部分とは、例えばフロント側軸受部やシャフト
シール部のことであり、リヤ側摺動部分とは、例えばリ
ヤ側軸受部のことである。そして、この遮断体内で合流
した冷媒ガスは、規定手段により循環流量を所定値に規
定された後、吸入圧領域に流入する。このため、第１の
通路と第２の通路とにおいて、両通路に対する冷媒ガス
の分配比率を設定することができる。そして、潤滑環境
が異なる前記両摺動部分へそれぞれ適正な潤滑油を供給
しつつ、循環通路を流動する冷媒ガスの循環流量を所定
値に規定することができる。

【００１８】請求項３に記載の可変容量圧縮機において
は、遮断体の周面に形成された通口より、冷媒ガスの循
環流量を規定するための規定手段が構成されている。こ
のため、異なった部品間に形成される隙間により、冷媒
ガスの循環流量の規定手段を構成した場合のように、大
きな組付け公差が生じることはなく、冷媒ガスの循環流
量を所定値に正確かつ容易に規定することができる。

【００１９】請求項４に記載の可変容量圧縮機において
は、シリンダブロックと遮断体とがアルミニウム系の同
系金属材料で形成されている。このため、シリンダブロ
ックと遮断体とを、例えばアルミニウム系と鉄系との異
系金属材料で形成した場合のように、熱膨張率の相違に
より両部品間に不用意に隙間等が生じて、冷媒ガスの循
環流量に狂いが生じるのが抑制される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明をクラッチレス
可変容量圧縮機に具体化した一実施形態を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００２１】図１に示すように、ハウジングの一部を構
成するシリンダブロック１１の前端には、同じくハウジ
ングの一部を構成するフロントハウジング１２が接合さ
れている。シリンダブロック１１の後端には、同じくハ
ウジングの一部を構成するリヤハウジング１３がバルブ
プレート１４を介して接合固定されている。制御圧室を
兼ねるクランク室１５は、フロントハウジング１２とシ
リンダブロック１１との間に形成されている。そして、
特に前記シリンダブロック１１は、アルミニウム系の金
属材料により形成されている。

【００２２】駆動シャフト１６は、前記フロントハウジ
ング１２とシリンダブロック１１との間に回転可能に架
設支持されている。駆動シャフト１６の前端は、クラン
ク室１５から外部へ突出しており、その突出端部にはプ
ーリ１７が止着されている。プーリ１７は、ベルト１８
を介して外部駆動源をなす車両エンジン（図示略）にク
ラッチを介することなく常時作動連結されている。ま
た、プーリ１７は、アンギュラベアリング１９を介して
フロントハウジング１２に支持されている。そして、プ
ーリ１７に作用するアキシャル方向の荷重及びラジアル
方向の荷重が、アンギュラベアリング１９を介してフロ
ントハウジング１２で受け止められている。

【００２３】駆動シャフト１６の前端部とフロントハウ
ジング１２との間には、リップシール２０が介在されて
いる。このリップシール２０はクランク室１５内の圧力
洩れを防止する。

【００２４】駆動シャフト１６には、回転支持体２１が
止着されているとともに、カムプレートとしての斜板２
２が駆動シャフト１６の軸線方向へスライド可能かつ傾
動可能に支持されている。斜板２２には、先端部が球状
をなす一対のガイドピン２３が止着されている。前記回
転支持体２１には、支持アーム２４が突設されており、
その支持アーム２４には一対のガイド孔２５が形成され
ている。前記ガイドピン２３は、ガイド孔２５にスライ
ド可能に嵌入されている。

【００２５】そして、支持アーム２４と一対のガイドピ
ン２３との連係により、斜板２２が駆動シャフト１６の
軸線方向へ傾動可能で、かつ駆動シャフト１６と一体的
に回転可能となっている。斜板２２の傾動は、ガイド孔
２５とガイドピン２３とのスライドガイド関係、駆動シ
ャフト１６のスライド支持作用により案内される。斜板
２２の半径中心部がシリンダブロック１１側へ移動する
と、斜板２２の傾角が減少する。また、回転支持体２１
の後面には、斜板２２の最大傾角を規制するための傾角
規制突部２１ａが形成されている。

【００２６】傾角減少バネ２６は、前記回転支持体２１
と斜板２２との間に介在されている。そして、この傾角
減少バネ２６により、斜板２２がシリンダブロック１１
側に向かって、傾角を減少させる方向に付勢されてい
る。

【００２７】シリンダブロック１１の中心部には、収容
孔２７が駆動シャフト１６の軸線方向に貫設され、その
内周面が全長に亘ってほぼ同一径となるように形成され
ている。収容孔２７内には、円筒状の遮断体２８がシリ
ンダブロック１１のリヤ側からスライド可能に嵌入収容
されている。遮断体２８は、大径部２８ａと小径部２８
ｂとからなっている。そして、この遮断体２８はアルミ
ニウム系の金属材料により形成され、前記シリンダブロ
ック１１との間で熱膨張率に大きな差を生じないように
なっている。

【００２８】遮断体２８の筒内には、駆動シャフト１６
の後端部が挿入されている。大径部２８ａの内周面に
は、ラジアルベアリング３０が嵌入支持されている。こ
のラジアルベアリング３０は、大径部２８ａの内周面に
取り付けられたサークリップ３１によって、遮断体２８
の筒内から抜け止めされている。そして、駆動シャフト
１６の後端部は、ラジアルベアリング３０にスライド可
能に嵌入され、そのラジアルベアリング３０及び遮断体
２８を介して収容孔２７の周面で支持される。

【００２９】収容孔２７の後端内周面には環状溝２７ａ
が形成され、その環状溝２７ａにはサークリップ２７ｂ
が着脱可能に止着されている。吸入通路開放バネ２９
は、遮断体２８の大径部２８ａ及び小径部２８ｂ間の段
差とサークリップ２７ｂとの間に介在されている。この
吸入通路開放バネ２９の弾性係数は、前記傾角減少バネ
２６の弾性係数よりも小さくなるように設定されてお
り、両バネ２６，２９の付勢力の合力は圧縮機のリヤ方
向への力となっている。そして、これらのバネ２６，２
９の付勢力の合力が、斜板２２、後述するスラストベア
リング３４及び遮断体２８に作用している。

【００３０】リヤハウジング１３の中心部には、吸入圧
領域を構成する吸入通路３２が形成されている。吸入通
路３２は、遮断体２８の移動経路となる駆動シャフト１
６の延長線上にある。吸入通路３２は収容孔２７のリヤ
側に開口されており、収容孔２７側の吸入通路３２の開
口の周囲には位置決め面３３が形成されている。位置決
め面３３は、バルブプレート１４上である。遮断体２８
の小径部２８ｂの先端面は、位置決め面３３に当接可能
である。そして、小径部２８ｂの先端面が位置決め面３
３に当接することにより、遮断体２８のリヤ側方向への
移動が規制される。

【００３１】斜板２２と遮断体２８との間の駆動シャフ
ト１６上には、スラストベアリング３４が駆動シャフト
１６上をスライド可能に支持されている。斜板２２の回
転は、スラストベアリング３４の存在によって遮断体２
８への伝達を阻止される。シリンダブロック１１に貫設
された複数のシリンダボア１１ａ内には、片頭タイプの
ピストン３５が収容されている。斜板２２の回転運動
は、一対のシュー３６を介して各ピストン３５の前後往
復揺動に変換され、この結果、ピストン３５がシリンダ
ボア１１ａ内で前後動される。

【００３２】リヤハウジング１３内には、吸入圧領域を
構成する吸入室３７及び吐出圧領域を構成する吐出室３
８が区画形成されている。バルブプレート１４上には、
各シリンダボア１１ａに対応して吸入ポート３９及び吐
出ポート４０が形成され、これらの吸入ポート３９及び
吐出ポート４０と対応するように吸入弁４１及び吐出弁
４２が形成されている。吸入室３７内の冷媒ガスは、ピ
ストン３５の上死点位置から下死点位置への復動動作に
より、吸入ポート３９から吸入弁４１を押し退けてシリ
ンダボア１１ａ内へ流入する。シリンダボア１１ａ内へ
流入した冷媒ガスは、ピストン３５の下死点位置から上
死点位置への往動動作により、所定の圧力に達するまで
圧縮された後、吐出ポート４０から吐出弁４２を押し退
けて吐出室３８へ吐出される。吐出弁４２は、リテーナ
４３に当接して開度規制される。

【００３３】回転支持体２１とフロントハウジング１２
との間には、スラストベアリング４４が介在されてい
る。スラストベアリング４４は、シリンダボア１１ａか
らピストン３５、シュー３６、斜板２２及びガイドピン
２３を介して回転支持体２１に作用する圧縮反力を受け
止める。

【００３４】吸入室３７は、通口４５を介して収容孔２
７に連通している。そして、遮断体２８が位置決め面３
３に当接したとき、吸入通路３２の前端が閉じられて、
通口４５は吸入通路３２から遮断される。

【００３５】駆動シャフト１６内には、軸心通路４６が
形成されている。軸心通路４６の入口４６ａはリップシ
ール２０付近でクランク室１５に開口しており、軸心通
路４６の出口４６ｂは遮断体２８の筒内に開口してい
る。遮断体２８の周面には、放圧通口４７が貫設されて
いる。放圧通口４７は、遮断体２８の筒内と収容孔２７
とを連通している。

【００３６】前記吐出室３８とクランク室１５とは、連
通路としての給気通路４８で接続されている。給気通路
４８の途中には、その給気通路４８を開閉するための容
量制御弁４９が設けられている。また、前記吸入通路３
２と容量制御弁４９との間には、その容量制御弁４９内
に吸入圧力Ｐｓを導くための検圧通路５０が形成されて
いる。

【００３７】吸入室３７へ冷媒ガスを導入する際の入口
となる吸入通路３２と、吐出室３８から冷媒ガスを排出
する吐出フランジ５１とは、外部冷媒回路５２で接続さ
れている。外部冷媒回路５２中には、凝縮器５３、膨張
弁５４及び蒸発器５５が介在されている。膨張弁５４は
温度式自動膨張弁からなり、蒸発器５５の出口側のガス
温度の変動に応じて冷媒流量を制御する。蒸発器５５の
近傍には、温度センサ５６が設置されている。温度セン
サ５６は、蒸発器５５における温度を検出し、この検出
温度情報が制御コンピュータ５７に送られる。また、制
御コンピュータ５７には、車両の車室内の温度を指定す
るための室温設定器５８、室温センサ５９、空調装置作
動スイッチ６０及びエンジン回転数センサ６１等が接続
されている。

【００３８】制御コンピュータ５７は、例えば室温設定
器５８によって予め指定された室温、温度センサ５６か
ら得られる検出温度、室温センサ５９から得られる検出
温度、空調装置作動スイッチ６０からのオンあるいはオ
フ信号、及び、エンジン回転数センサ６１から得られる
エンジン回転数等の外部信号に基づいて、入力電流値を
駆動回路６２に指令する。駆動回路６２は、指令された
入力電流値を後述する容量制御弁４９のソレノイド６３
に対して出力する。その他の外部信号としては、例えば
室外温度センサからの信号があり、車両の環境に応じて
入力電流値は決定される。

【００３９】前記容量制御弁４９は、バルブハウジング
６４とソレノイド部６５とを中央付近において接合して
構成されている。バルブハウジング６４とソレノイド部
６５との間には弁室６６が区画形成され、その弁室６６
内に弁体６７が収容されている。弁室６６には、弁体６
７と対向するように弁孔６８が開口されている。この弁
孔６８は、バルブハウジング６４の軸線方向に延びるよ
うに形成されている。また、弁体６７と弁室６６の内壁
面との間には、強制開放バネ６９が介装され、弁体６７
を弁孔６８の開放方向へ付勢している。また、この弁室
６６は、弁室ポート７０、及び前記給気通路４８を介し
てリヤハウジング１３内の吐出室３８に連通されてい
る。

【００４０】バルブハウジング６４の上部には、感圧室
７１が区画形成されている。この感圧室７１は、吸入圧
導入ポート７２及び前記検圧通路５０を介してリヤハウ
ジング１３の吸入通路３２に連通されている。感圧室７
１の内部には、ベローズ７３が収容されている。バルブ
ハウジング６４の感圧室７１と前記弁室６６との間に
は、前記弁孔６８と連続する感圧ロッドガイド７４が形
成されている。感圧ロッド７５は、感圧ロッドガイド７
４内に摺動可能に挿通されている。この感圧ロッド７５
により、前記弁体６７と前記ベローズ７３とが作動連結
されている。また、感圧ロッド７５の弁体６７と接合す
る側の部分は、弁孔６８内の冷媒ガスの通路を確保する
ために小径になっている。

【００４１】バルブハウジング６４には、弁室６６と感
圧室７１との間において、前記弁孔６８と直交するよう
に、ポート７６が形成されている。ポート７６は、給気
通路４８を介してクランク室１５に連通されている。つ
まり、弁室ポート７０、弁室６６、弁孔６８及びポート
７６は、前記給気通路４８の一部を構成している。

【００４２】前記ソレノイド部６５の収容室７７の上方
開口部には固定鉄心７８が嵌合され、この固定鉄心７８
により収容室７７内にソレノイド室７９が区画されてい
る。ソレノイド室７９には、ほぼ有蓋円筒状をなす可動
鉄心８０が往復動可能に収容されている。可動鉄心８０
と収容室７７の底面との間には、追従バネ８１が介装さ
れている。なお、この追従バネ８１は、前記強制開放バ
ネ６９よりも弾性係数が小さいものとなっている。

【００４３】前記固定鉄心７８には、ソレノイド室７９
と弁室６６とを連通するソレノイドロッドガイド８２が
形成されている。ソレノイドロッド８３は、前記弁体６
７と一体形成されており、ソレノイドロッドガイド８２
内に摺動可能に挿通されている。また、ソレノイドロッ
ド８３の可動鉄心８０側の端部は、前記強制開放バネ６
９及び追従バネ８１の付勢力によって可動鉄心８０に当
接されている。そして、前記可動鉄心８０と弁体６７と
が、ソレノイドロッド８３を介して作動連結される。

【００４４】前記固定鉄心７８及び可動鉄心８０の外側
には、両鉄心７８，８０を跨ぐように円筒状のソレノイ
ド６３が配置されている。このソレノイド６３には前記
制御コンピュータ５７の指令に基づいて、駆動回路６２
から所定の電流が供給されるようになっている。

【００４５】さて、この実施形態の圧縮機においては、
図２に示すように、斜板２２が最小傾角状態に揺動され
て、遮断体２８により外部冷媒回路からの吸入通路３２
が遮断されたとき、圧縮機内に冷媒ガスの循環通路８４
が形成されるようになっている。この循環通路８４は、
吐出圧領域である吐出室３８、給気通路４８、クランク
室１５、遮断体２８の筒内、放圧通口４７、収容孔２
７、通口４５、吸入圧領域である吸入室３７、シリンダ
ボア１１ａを経由するように形成される。

【００４６】また、前記循環通路８４は、クランク室１
５と遮断体２８の筒内との間において、第１の通路８４
ａ及び第２の通路８４ｂに別れるように形成される。第
１の通路８４ａは、クランク室１５から駆動シャフト１
６のフロント側摺動部分を介して遮断体２８内に至るよ
うに、駆動シャフト１６の中心に沿って延びる軸心通路
４６を通して形成される。このフロント側摺動部分に
は、スラストベアリング４４及びリップシール２０が含
まれる。また、第２の通路８４ｂは、クランク室１５か
ら駆動シャフト１６のリヤ側摺動部分を介して遮断体２
８内に至るように、駆動シャフト１６の後端外周と遮断
体２８の内周との隙間を通して形成される。このリヤ側
摺動部分には、スラストベアリング３４及びラジアルベ
アリング３０が含まれる。

【００４７】さらに、この実施形態の圧縮機では、前記
遮断体２８の周面に形成された放圧通口４７によって、
斜板２２の最小傾角状態の運転時に、循環通路８４を循
環する冷媒ガスの循環流量を規定するための規定手段が
構成されている。すなわち、この放圧通口４７が所定の
絞り径となるように形成されている。冷媒ガスは、クラ
ンク室１５から第１の通路８４ａ及び第２の通路８４ｂ
に所定の分配比率で分流される。そして、遮断体２８の
筒内で合流された後、この放圧通口４７で所定の循環流
量に規定されるようになっている。

【００４８】次に、前記のように構成されたクラッチレ
ス可変容量圧縮機の動作について説明する。さて、空調
装置作動スイッチ６０がオン状態のもとで、室温センサ
５９から得られる検出温度が室温設定器５８の設定温度
以上である場合には、制御コンピュータ５７はソレノイ
ド６３の励磁を指令する。すると、ソレノイド６３に駆
動回路６２を介して所定の電流が供給され、図１に示す
ように、両鉄心７８，８０間には入力電流値に応じた吸
引力が生じる。この吸引力は、強制開放バネ６９の付勢
力に抗して、弁開度が減少する方向の力とし、ソレノイ
ドロッド８３を介して弁体６７に伝達される。一方、ベ
ローズ７３は、吸入通路３２から検圧通路５０を介して
感圧室７１に導入される吸入圧力Ｐｓの変動に応じて変
位する。そして、ソレノイド６３の励磁状態において
は、このベローズ７３の吸入圧力Ｐｓに応じた変位が、
感圧ロッド７５を介して弁体６７に伝えられる。従っ
て、容量制御弁４９は、ソレノイド部６５からの付勢
力、ベローズ７３からの付勢力及び強制開放バネ６９の
付勢力のバランスにより、弁開度が決定される。

【００４９】冷房負荷が大きい場合には、例えば室温セ
ンサ５９によって検出された温度と室温設定器５８の設
定温度との差が大きくなる。制御コンピュータ５７は、
検出温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧を変更する
ように入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピュ
ータ５７は、駆動回路６２に対して、検出温度が高いほ
ど入力電流値を大きくするように指令する。よって、固
定鉄心７８と可動鉄心８０との間の吸引力が強くなっ
て、弁体６７の弁開度を小さくする方向への付勢力が増
大する。そして、より低い吸入圧力Ｐｓにて、弁体６７
の開閉が行われる。従って、容量制御弁４９は、電流値
が増大されることによって、より低い吸入圧力Ｐｓを保
持するように作動する。

【００５０】弁体６７の弁開度が小さくなれば、吐出室
３８から給気通路４８を経由してクランク室１５へ流入
する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室
１５内の冷媒ガスは、軸心通路４６及び放圧通口４７を
経由して吸入室３７へ流出している。このため、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが低下する。また、冷房負荷が大
きい状態では、シリンダボア１１ａ内の圧力も高くて、
クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダボア１１ａ内の
圧力との差が小さくなる。このため、斜板２２の傾角が
大きくなる。

【００５１】給気通路４８における通過断面積が零、つ
まり容量制御弁４９の弁体６７が弁孔６８を完全に閉止
した状態になると、吐出室３８からクランク室１５への
高圧冷媒ガスの供給は行われなくなる。そして、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃは、吸入室３７内の圧力Ｐｓとほ
ぼ同一になり、斜板２２の傾角は最大となる。斜板２２
の最大傾角は、回転支持体２１の傾角規制突部２１ａと
斜板２２との当接によって規制され、吐出容量は最大と
なる。

【００５２】逆に、冷房負荷が小さい場合には、例えば
室温センサ５９によって検出された温度と室温設定器５
８の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ５
７は、駆動回路６２に対して、検出温度が低いほど入力
電流値を小さくするように指令する。このため、固定鉄
心７８と可動鉄心８０との間の吸引力が弱くなって、弁
体６７の弁開度を小さくする方向への付勢力が減少す
る。そして、より高い吸入圧力Ｐｓにて、弁体６７の開
閉が行われる。従って、容量制御弁４９は、電流値が減
少されることによって、より高い吸入圧力Ｐｓを保持す
るように作動する。

【００５３】弁体６７の弁開度が大きくなれば、吐出室
３８からクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が多くな
り、クランク室１５内の圧力Ｐｃが上昇する。また、こ
の冷房負荷が小さい状態では、シリンダボア１１ａ内の
圧力が低くて、クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダ
ボア１１ａ内の圧力との差が大きくなる。このため、斜
板２２の傾角が小さくなる。

【００５４】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器５５における温度がフロスト発生をもたらす温度に
近づくように低下してゆく。温度センサ５６からの検出
温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ５７は
駆動回路６２に対してソレノイド６３の消磁を指令す
る。前記設定温度は、蒸発器５５においてフロストを発
生しそうな状況を反映する。そして、ソレノイド６３へ
の電流の供給が停止されて、ソレノイド６３が消磁さ
れ、固定鉄心７８と可動鉄心８０との吸引力が消失す
る。

【００５５】このため、図２に示すように、弁体６７
は、強制開放バネ６９の付勢力により、可動鉄心８０及
びソレノイドロッド８３を介して作用する追従バネ８１
の付勢力に抗して下方に移動される。そして、弁体６７
が弁孔６８を最大に開いた弁開度位置に移行する。よっ
て、吐出室３８内の高圧冷媒ガスが給気通路４８を介し
てクランク室１５へ多量に供給され、クランク室１５内
の圧力Ｐｃが高くなる。このクランク室１５内の圧力上
昇によって、斜板２２の傾角が最小傾角へ移行する。

【００５６】また、空調装置作動スイッチ６０のオフ信
号に基づいて、制御コンピュータ５７はソレノイド６３
の消磁を指令し、この消磁によっても斜板２２の傾角が
最小傾角へ移行する。

【００５７】このように、容量制御弁４９の開閉動作
は、ソレノイド６３に対する入力電流値の大小に応じて
変わる。入力電流値が大きくなると低い吸入圧力Ｐｓに
て開閉が実行され、入力電流値が小さくなると高い吸入
圧力Ｐｓにて開閉動作が行われる。圧縮機は、設定され
た吸入圧力Ｐｓを維持するように、斜板２２の傾角を変
更して、その吐出容量を変更する。つまり、容量制御弁
４９は、入力電流値を変えて吸入圧力Ｐｓの設定値を変
更する役割、及び、吸入圧力Ｐｓに関係なく最小容量運
転を行う役割を担っている。このような容量制御弁４９
を具備することにより、圧縮機は冷凍回路の冷凍能力を
変更する役割を担っている。

【００５８】前記斜板２２の遮断体２８側への移動に伴
い、斜板２２の傾動がスラストベアリング３４を介して
遮断体２８に伝達される。この傾動伝達により遮断体２
８が、吸入通路開放バネ２９の付勢力に抗して位置決め
面３３側へ移動される。ここで、遮断体２８は、吸入通
路３２の通過断面積を徐々に減少してゆく。この緩慢な
通過断面積変化による絞り作用が、吸入通路３２から吸
入室３７への冷媒ガス流入量を徐々に減少させる。この
ため、吸入室３７からシリンダボア１１ａ内へ吸入され
る冷媒ガス量も徐々に減少してゆき、吐出容量が徐々に
減少してゆく。従って、吐出圧力Ｐｄが徐々に減少して
ゆき、圧縮機における負荷トルクが短時間で大きく変動
することはない。その結果、最大吐出容量から最小吐出
容量に到る間のクラッチレス圧縮機における負荷トルク
の変動が緩慢になり、負荷トルクの変動による衝撃が緩
和される。

【００５９】図２に示すように、斜板２２の傾角が最小
になると、遮断体２８が位置決め面３３に当接し、吸入
通路３２が遮断される。この状態では、吸入通路３２に
おける通過断面積が零となり、外部冷媒回路５２から吸
入室３７への冷媒ガス流入が阻止される。この斜板２２
の最小傾角は、０°よりも僅かに大きな所定値となるよ
うに設定されている。この最小傾角状態は、遮断体２８
が吸入通路３２と収容孔２７との連通を遮断する閉位置
に配置されたときにもたらされる。遮断体２８は、前記
閉位置とこの位置から離間した開位置とへ、斜板２２に
連動して切り換え配置される。

【００６０】斜板２２の最小傾角は０°ではないため、
最小傾角状態においても、シリンダボア１１ａから吐出
室３８への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボ
ア１１ａから吐出室３８へ吐出された冷媒ガスは、給気
通路４８を通ってクランク室１５へ流入する。クランク
室１５内の冷媒ガスは、遮断体２８の筒内、放圧通口４
７及び通口４５を通って吸入室３７へ流入する。吸入室
３７内の冷媒ガスは、シリンダボア１１ａ内へ吸入され
て、再度吐出室３８へ吐出される。

【００６１】すなわち、この最小傾角状態では、吐出圧
領域である吐出室３８、給気通路４８、クランク室１
５、遮断体２８の筒内、放圧通口４７、収容孔２７、通
口４５、吸入圧領域である吸入室３７、シリンダボア１
１ａを経由する循環通路８４が、圧縮機内に形成されて
いる。また、この循環通路８４は、クランク室１５と遮
断体２８の筒内との間において、駆動シャフト１６の中
心の軸心通路４６を通る第１の通路８４ａと、駆動シャ
フト１６の後端外周と遮断体２８の内周との隙間を通る
第２の通路８４ｂとに別れて形成される。

【００６２】そして、吐出室３８、クランク室１５及び
吸入室３７の間では、圧力差が生じている。従って、冷
媒ガスが前記循環通路８４を循環し、その冷媒ガスとと
もに流動する潤滑油により、圧縮機内の各摺動部が潤滑
される。すなわち、第１の通路８４ａを通して循環され
る冷媒ガス中に分散された潤滑油により、スラストベア
リング４４及びリップシール２０を含む駆動シャフト１
６のフロント側摺動部分が潤滑される。また、第２の通
路８４ｂを通して循環される冷媒ガス中に分散された潤
滑油により、スラストベアリング３４及びラジアルベア
リング３０を含む駆動シャフト１６のリヤ側摺動部分が
潤滑される。ここで、両摺動部分の潤滑要求の大小に応
じて、両通路８４ａ、８４ｂへの冷媒ガスの分配比率が
設定されており、両摺動部分にそれぞれ適正な量の潤滑
油が供給される。

【００６３】そして、循環通路８４の第１の通路８４ａ
及び第２の通路８４ｂに分流された冷媒ガスが、遮断体
２８の筒内で合流された後、放圧通口４７を通過すると
き、所定の循環流量となるように規定される。このた
め、斜板２２の最小傾角状態で、冷媒ガスの循環流量に
過不足が生じることはない。従って、冷媒ガスの循環流
量が不足することにより、潤滑油の流量も少なくなっ
て、圧縮機内の各摺動部が潤滑不良に陥るのが抑制され
る。

【００６４】また、これとは逆に冷媒ガスの循環流量が
過多になることにより、クランク室１５内の冷媒ガスが
吸入室３７に多量に流出して、クランク室１５内の圧力
が低下して、吐出容量の正確な制御が行われにくくなる
のが抑制される。同様に、冷媒ガスの循環流量が過多に
なることにより、遮断体２８の背圧が低下して、その背
圧と吸入通路３２内の圧力との差が小さくなるおそれも
ない。そして、吸入通路３２に対する遮断体２８のシー
ル性が低下して、外部冷媒回路５２内の冷媒ガスが吸入
通路３２から吸入室３７へ不用意に吸い込まれるおそれ
もない。

【００６５】このように、空調装置作動スイッチ６０が
オン状態にあって、斜板２２が最小傾角位置にある状態
で、車室内の温度が上昇して冷房負荷が増大すると、室
温センサ５９によって検出された温度が室温設定器５８
の設定温度を越える。制御コンピュータ５７は、この検
出温度変移に基づいて、ソレノイド６３の励磁を指令す
る。ソレノイド６３の励磁により、給気通路４８が閉じ
られ、クランク室１５の圧力Ｐｃが第１、第２の通路４
８ａ、４８ｂ及び放圧通口４７を介した放圧に基づいて
減圧してゆく。この減圧により、吸入通路開放バネ２９
が図２の縮小状態から伸長する。そして、遮断体２８
が、位置決め面３３から離間し、斜板２２の傾角が図２
の最小傾角状態から増大する。

【００６６】この遮断体２８の離間に伴い、吸入通路３
２における通過断面積が緩慢に増大してゆき、吸入通路
３２から吸入室３７への冷媒ガス流入量は徐々に増えて
いく。従って、吸入室３７からシリンダボア１１ａ内へ
吸入される冷媒ガス量も徐々に増大してゆき、吐出容量
が徐々に増大してゆく。そのため、吐出圧力Ｐｄが徐々
に増大してゆき、圧縮機における負荷トルクが短時間で
大きく変動することはない。その結果、最小吐出容量か
ら最大吐出容量に到る間のクラッチレス可変容量圧縮機
における負荷トルクの変動が緩慢になり、負荷トルクの
変動による衝撃が緩和される。

【００６７】外部駆動源をなす車両エンジンが停止すれ
ば、圧縮機の運転も停止、つまり斜板２２の回転も停止
し、容量制御弁４９のソレノイド６３への通電も停止さ
れる。このため、ソレノイド６３が消磁されて、給気通
路４８が開放され、斜板２２の傾角は最小となる。

【００６８】以上のように構成されたこの実施形態によ
れば、以下の効果が期待される。 （ａ） このクラッチレス可変容量圧縮機では、斜板２
２の最小傾角状態において、圧縮機内での冷媒ガスの循
環通路８４の途中に設けられた放圧通口４７が、循環流
量を所定値に規定する規定手段を構成している。このた
め、最小吐出容量での運転状態において、冷媒ガスの循
環流量に過不足が生じるのが抑制される。

【００６９】従って、斜板２２の最小傾角状態の運転時
に、冷媒ガスの循環流量が少なくなって、圧縮機内の各
摺動部が潤滑不良に陥るおそれがほとんどない。また、
これとは逆に冷媒ガスの循環流量が多くなって、吐出容
量の制御が正確に行われにくくなったり、吸入通路３２
に対する遮断体２８のシール性が低下したりするおそれ
がほとんどない。

【００７０】（ｂ） このクラッチレス可変容量圧縮機
においては、斜板２２の最小傾角状態の運転時に、クラ
ンク室１５内の冷媒ガスが、駆動シャフト１６のフロン
ト側摺動部分を通る第１の通路８４ａと、駆動シャフト
１６のリヤ側摺動部分を通る第２の通路８４ｂとに分流
して、遮断体２８内へ導かれるようになっている。そし
て、この遮断体２８内で合流した冷媒ガスは、規定手段
としての放圧通口４７により循環流量を所定値に規定さ
れた後、吸入室３７内に流入するようになっている。こ
のため、第１の通路８４ａと第２の通路８４ｂとにおい
て、両通路８４ａ、８４ｂに対する冷媒ガスの分配比率
を設定することができる。そして、潤滑要求が異なる両
通路８４ａ、８４ｂ内の摺動部分への潤滑油の供給量を
それぞれ適正に保ちつつ、循環通路８４を流動する冷媒
ガスの循環流量を所定値に規定することができる。

【００７１】（ｃ） このクラッチレス可変容量圧縮機
においては、遮断体２８の周面に形成された放圧通口４
７より、冷媒ガスの循環流量を規定するための規定手段
が構成されている。このため、異なった部品間に形成さ
れる隙間により、冷媒ガスの循環流量の規定手段を構成
した場合のように、大きな組付け公差が生じることはな
い。従って、冷媒ガスの循環流量は、放圧通口４７の径
のみにより規定され、その循環流量を所定値に正確かつ
容易に規定することができる。

【００７２】（ｄ） このクラッチレス可変容量圧縮機
においては、シリンダブロック１１と遮断体２８とがア
ルミニウム系の同系金属材料で形成されている。このた
め、シリンダブロック１１と遮断体２８とを、例えばア
ルミニウム系と鉄系との異系金属材料で形成した場合の
ように、熱膨張率の相違により両部品間に不用意に隙間
等が生じて、冷媒ガスの循環流量に狂いが生じるのを抑
制することができる。

【００７３】（ｅ） このクラッチレス可変容量圧縮機
においては、遮断体２８が軟質のアルミニウム系の金属
材料で形成されている。このため、その遮断体２８の周
面に冷媒ガスの循環流量を規定するための所定絞り径の
放圧通口４７を、容易かつ正確に形成することができ
る。

【００７４】なお、この発明は以下のように変更して具
体化することもできる。 （１） 遮断体２８の周面に、冷媒ガスの循環流量を規
定するための規定手段としての放圧通口４７を、複数個
形成すること。

【００７５】（２） 循環通路８４の第１の通路８４ａ
及び第２の通路８４ｂ中に、冷媒ガスの循環流量を規定
するための規定手段を各別に設けること。 （３） 制御圧室をクランク室１５と兼用することな
く、ハウジング内に別に設けた可変容量圧縮機におい
て、この発明を具体化すること。

【００７６】（４） クランク室と吸入圧領域との間に
連通路としての抽気通路を形成し、その抽気通路の途中
に容量制御弁を配設し、その容量制御弁の開度調整に基
づいて制御圧室の圧力を変更するようにした可変容量圧
縮機において、この発明を具体化すること。

【００７７】前記（１）〜（４）のように構成しても、
前述した各実施形態とほぼ同様の効果が得られる。ま
た、この発明をクラッチ付きの可変容量圧縮機において
具体化することも可能である。その場合、例えば空調装
置作動スイッチがオフ状態のときのみクラッチを切り、
空調装置作動スイッチがオン状態のときにはクラッチレ
ス可変容量圧縮機と同様の動作を行うようにすれば、ク
ラッチの断続回数を激減することができ、走行フィーリ
ングを向上できる。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
以下の優れた効果を奏する。請求項１に記載の発明によ
れば、カムプレートの最小傾角状態において、圧縮機内
で循環する冷媒ガスの循環流量を所定値に規定すること
ができ、冷媒ガスの循環流量の過不足に伴って不具合が
生じるのが抑制される。従って、カムプレートの最小傾
角状態において、冷媒ガスの循環流量が少なくなって、
圧縮機内の各摺動部が潤滑不良に陥るのを抑制すること
ができる。また、冷媒ガスの循環流量が多くなって、吐
出容量の制御が正確に行われにくくなったり、吸入通路
に対する遮断体のシール性が低下したりするのを抑制す
ることができる。

【００７９】請求項２に記載の発明によれば、循環通路
がクランク室と遮断体内との間において、第１の通路と
第２の通路とに別れるように形成され、規定手段が第１
の通路及び第２の通路の合流点と吸入圧領域との間に設
けられている。このため、第１の通路と第２の通路とに
対する冷媒ガスの分配比率を設定することができる。そ
して、その分配比率を崩すことなく、循環通路に流動す
る冷媒ガスの循環流量を所定値に規定することができ
る。

【００８０】請求項３に記載の発明によれば、遮断体の
周面に形成された通口より、冷媒ガスの循環流量を規定
するための規定手段が構成されている。このため、異な
った部品間に形成される隙間により、冷媒ガスの循環流
量の規定手段を構成した場合のように、大きな組付け公
差が生じることはなく、冷媒ガスの循環流量を所定値に
正確かつ容易に規定することができる。

【００８１】請求項４に記載の発明によれば、シリンダ
ブロックと遮断体とがアルミニウム系の同系金属材料で
形成されている。このため、シリンダブロックと遮断体
とを、例えばアルミニウム系と鉄系との異系金属材料で
形成した場合のように、熱膨張率の相違により両部品間
に不用意に隙間等が生じて、冷媒ガスの循環流量に狂い
が生じるのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態の圧縮機の最大傾角状
態を示す断面図。

【図２】 図１の圧縮機の最小傾角状態を示す断面図。

【符号の説明】

１１…ハウジングの一部を構成するシリンダブロック、
１１ａ…シリンダボア、１２…ハウジングの一部を構成
するフロントハウジング、１３…ハウジングの一部を構
成するリヤハウジング、１５…制御圧室を兼ねるクラン
ク室、１６…駆動シャフト、２２…カムプレートとして
の斜板、２７…収容孔、２８…遮断体、３２…吸入圧領
域を構成する吸入通路、３５…ピストン、３７…吸入圧
領域を構成する吸入室、３８…吐出圧領域を構成する吐
出室、４７…冷媒ガスの循環流量の規定手段を構成する
放圧通口、４８…連通路としての給気通路、４９…容量
制御弁、５２…外部冷媒回路、８４…循環通路、８４ａ
…第１の通路、８４ｂ…第２の通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳永 英二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に制御圧室及びクラン
   ク室を形成するとともに駆動シャフトを回転可能に支持
   し、前記ハウジングの一部を構成するシリンダブロック
   に複数のシリンダボアを形成するとともに収容孔を設
   け、前記シリンダボア内にはピストンを往復動可能に収
   容し、前記駆動シャフトにカムプレートを一体回転可能
   かつ揺動可能に装着し、前記収容孔には外部冷媒回路か
   ら吸入圧領域への吸入通路を開口するとともに、前記カ
   ムプレートの揺動に連動して吸入通路を開閉するための
   遮断体を収容し、吐出圧領域及び吸入圧領域の少なくと
   も一方と前記制御圧室との間の連通路の途中には容量制
   御弁を設け、その容量制御弁の開度調整に基づいて前記
   制御圧室の圧力を変更することにより、前記カムプレー
   トを収容するクランク室の圧力とシリンダボア内の圧力
   との前記ピストンを介した差を変更し、その差に応じて
   カムプレートの傾角を変更して吐出容量を制御するよう
   に構成した可変容量圧縮機において、 前記ハウジング内には、カムプレートが最小傾角状態に
   揺動されて、遮断体により外部冷媒回路からの吸入通路
   が遮断されたとき、冷媒ガスを吐出圧領域、クランク
   室、吸入圧領域及びシリンダボアを経由して循環させる
   ための循環通路を形成し、その循環通路の途中には、冷
   媒ガスの循環流量を規定するための規定手段を設けた可
   変容量圧縮機。
2. 【請求項２】 前記循環通路は、クランク室から駆動シ
   ャフトのフロント側摺動部分を介して遮断体内に至る第
   １の通路と、クランク室から駆動シャフトのリヤ側摺動
   部分を介して遮断体内に至る第２の通路とを含み、前記
   規定手段は第１の通路及び第２の通路の合流点と吸入圧
   領域との間に配設した請求項１に記載の可変容量圧縮
   機。
3. 【請求項３】 前記規定手段は遮断体の周面に形成され
   た通口よりなる請求項１または２に記載の可変容量圧縮
   機。
4. 【請求項４】 前記シリンダブロック及び遮断体をアル
   ミニウム系の金属材料で形成した請求項１〜３のいずれ
   かに記載の可変容量圧縮機。