JPH1061549A - 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、大吐出容量の圧縮
運転時に、駆動シャフトの回転数が所定値以上となった
とき、簡単な構成で吐出容量を減少制御して、圧縮負荷
の低減を図り、耐久性を向上可能にする。 【解決手段】 吐出圧領域１３ｂとクランク室１５とを
連通する昇圧通路２４、またはクランク室１５と吸入圧
領域１３ａとを連通する放圧通路のいずれか一方に、差
圧弁３１を設ける。クランク室１５の圧力と吸入圧領域
１３ａの圧力との差圧が所定値以上になったとき、差圧
弁３１が作動してクランク室１５の圧力が上昇され、吐
出容量が減少されるようにする。

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、次のような構成のものが知られている。すなわち、
ハウジングの内部に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。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。クランク室内において駆動シ
ャフトにはカムプレートが一体回転可能かつ揺動可能に
装着され、そのカムプレートの周縁が各ピストンに係留
されている。そして、容量制御弁により、クランク室内
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
圧を変更し、その差圧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されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
可変容量圧縮機においては、カムプレートが大傾角状態
に配置され、大吐出容量の圧縮運転が行われているとき
に、車両エンジン等の外部駆動源の回転数が高まって、
駆動シャフトが高速回転されることがある。このような
場合には、圧縮負荷が急激に増大し、圧縮機内の摺動部
のＰｖ値（摺接面間の面圧と摺動速度との積の値）が大
きく上昇して、その摺動部、ひいては圧縮機の使用寿命
の低下を招くという問題があった。

【０００４】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、大吐出容量の圧縮運転時に、駆動シャフ
トの回転が所定値を越えて高まったとき、簡単な構成に
より吐出容量を減少させて、圧縮負荷の低減を図り、耐
久性の向上可能な可変容量圧縮機を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、ハウジングの内部に
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、ハウジングの一部を構成するシリンダブロッ
クにはシリンダボアを形成し、その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は
カムプレートを一体回転可能かつ揺動可能に支持し、容
量制御弁の開度調整に基づい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圧を変更
し、その差圧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した可変容量圧縮機において、
吐出圧領域とクランク室とを連通する昇圧通路、また
は、クランク室と吸入圧領域とを連通する放圧通路のい
ずれか一方には、クランク室の圧力と吸入圧領域の圧力
との差圧が所定値以上になったときに、吐出容量を減少
させるように作動する差圧弁を設けたものである。

【０００６】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、前記容量制御弁は吐出圧
領域とクランク室とを連通する給気通路の途中に配設
し、この容量制御弁にて吐出圧領域からクランク室への
冷媒ガスの供給量を調整することにより、吐出容量を変
更するように構成したものである。

【０００７】請求項３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、前記容量制御弁はクラン
ク室と吸入圧領域とを連通する抽気通路の途中に配設
し、この容量制御弁にてクランク室から吸入圧領域への
冷媒ガスの抽出量を調整することにより、吐出容量を変
更するように構成したものである。

【０００８】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、前記差圧
弁は昇圧通路の途中に配設し、クランク室の圧力と吸入
圧領域の圧力との差圧が所定値以上になったときに、こ
の差圧弁により昇圧通路が開放されるように構成したも
のである。

【０００９】請求項５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、前記差圧
弁は放圧通路の途中に配設し、クランク室の圧力と吸入
圧領域の圧力との差圧が所定値以上になったときに、こ
の差圧弁により放圧通路が閉止されるように構成したも
のである。

【００１０】さて、請求項１に記載の可変容量圧縮機に
おいては、車両エンジン等の外部駆動源により駆動シャ
フトが回転されると、カムプレートを介してピストンが
往復動され、そのカムプレートの傾角に応じた吐出容量
で冷媒ガスの圧縮が行われる。

【００１１】ここで、カムプレートが大傾角状態に配置
されると、ピストンのストロークが大きくなって、大吐
出容量での圧縮運転が行われる。このとき、車両エンジ
ン等の外部駆動源の回転数が高まって、駆動シャフトが
高速回転されると、ピストンの往復慣性力が大きく増大
して、容量増加方向のモーメントが発生する。そして、
この高速回転状態では、所定の吐出容量を維持するた
め、前記モーメントに釣り合うようにクランク室の圧力
が上昇する。この圧力上昇によりクランク室の圧力と吸
入圧領域の圧力との差圧が所定値以上になると差圧弁が
作動して、吐出容量を減少させるべくクランク室の圧力
とシリンダボア内の圧力との前記ピストンを介した差圧
が変更される。

【００１２】ところで、ピストンのストロークが大きい
ほど、前記容量増加方向のモーメントは大きくなる。ま
た、駆動シャフトの回転数が高く、ピストンの往復速度
が大きいほど、同モーメントは大きくなる。そして、ク
ランク室内の圧力は、このモーメントに釣り合うように
高くなる。これに対して、吸入圧領域の圧力は、圧縮機
の容量制御動作によって、ほぼ一定となるように制御さ
れる。このため、大吐出容量で運転されている場合ほ
ど、また駆動シャフトが高速回転されている場合ほど、
クランク室内の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧が大き
なものとなる。ここで、前記差圧弁は、この差圧が所定
値以上になったときに作動されるようになっている。こ
のため、同差圧弁は、吐出容量が大きいときほど低い回
転数で作動される。

【００１３】請求項２に記載の可変容量圧縮機において
は、容量制御弁にて吐出圧領域からクランク室への冷媒
ガスの供給量を調整することにより、クランク室の圧力
が変更されて、吐出容量が変更される。このため、冷房
負荷の増減に応じて、吐出圧領域の高圧の冷媒ガスが直
接クランク室に供給され、クランク室の圧力が迅速に変
更される。

【００１４】請求項３に記載の可変容量圧縮機において
は、容量制御弁にてクランク室から吸入圧領域への冷媒
ガスの抽出量を調整することにより、クランク室の圧力
が変更されて、吐出容量が変更される。ここで、主にピ
ストンとシリンダボアとの隙間から流入するブローバイ
ガスによって、クランク室の圧力が高められる。このた
め、クランク室の圧力が緩やかに上昇され、この圧力上
昇に伴うクランク室内の摺動部分への影響が緩和され
て、摺動部分の耐久性を向上することができる。

【００１５】請求項４に記載の可変容量圧縮機において
は、通常は差圧弁が昇圧通路を閉止した状態に保持され
ている。そして、大吐出容量の圧縮運転時に、駆動シャ
フトが高速回転されて、クランク室の圧力と吸入圧領域
の圧力との差圧が所定値以上になると、差圧弁が作動さ
れて昇圧通路が開放される。これにより、吐出圧領域か
ら昇圧通路を介してクランク室内に高圧の冷媒ガスが供
給される。そして、クランク室内の圧力が高められて、
カムプレートの傾角が小さくなり、吐出容量が減少され
て、圧縮負荷が低減される。

【００１６】請求項５に記載の可変容量圧縮機において
は、通常は差圧弁が放圧通路を開放した状態に保持され
ている。そして、大吐出容量での圧縮運転時に、駆動シ
ャフトが高速回転されて、クランク室の圧力と吸入圧領
域の圧力との差圧が所定値以上になると、差圧弁が作動
されて放圧通路が閉止される。これにより、クランク室
から放圧通路を介して吸入圧領域に抽出される冷媒ガス
の流れが遮断される。そして、ピストンとシリンダボア
との間のわずかな隙間を通して流入するブローバイガス
により、クランク室内の圧力が高められて、カムプレー
トの傾角が小さくなり、吐出容量が減少されて、圧縮負
荷が低減される。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明の第１の実施形態
を、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１に示すように、ハウジングの一部を構
成するフロントハウジング１１は、同じくハウジングの
一部を構成するシリンダブロック１２の前部に接合固定
されている。同じくハウジングの一部を構成するリヤハ
ウジング１３は、バルブプレート１４を介してシリンダ
ブロック１２の後部に接合固定されている。そして、フ
ロントハウジング１１、シリンダブロック１２及びリヤ
ハウジング１３により、圧縮機全体のハウジングが構成
されている。

【００１９】前記リヤハウジング１３内には、吸入圧領
域を構成する吸入室１３ａ及び吐出圧領域を構成する吐
出室１３ｂが区画形成されている。バルブプレート１４
には、吸入弁１４ａ及び吐出弁１４ｂが設けられてい
る。前記フロントハウジング１１とシリンダブロック１
２とにより形成された閉空間は、クランク室１５をなし
ている。そのクランク室１５内を貫通するように、フロ
ントハウジング１１及びシリンダブロック１２には、駆
動シャフト１６が一対のラジアルベアリング１７を介し
て回転可能に架設支持されている。

【００２０】回転支持体１８は、前記駆動シャフト１６
に止着されている。また、カムプレートとしての斜板１
９は、クランク室１５内において駆動シャフト１６にそ
の軸線方向へスライド移動可能かつ傾動可能に支持され
ている。この斜板１９は、ヒンジ機構２０を介して回転
支持体１８に連結されている。そして、斜板１９は、そ
のヒンジ機構２０により、軸線方向へのスライド移動及
び傾動が案内されるとともに、駆動シャフト１６と一体
回転される。

【００２１】なお、前記斜板１９の最大傾角は、その斜
板１９に設けられたストッパ１９ａと、回転支持体１８
との当接によって規定される。また、斜板１９の最小傾
角は、駆動シャフト１６に装着されたサークリップ１６
ｂと、斜板１９との当接によって規定される。

【００２２】複数のシリンダボア１２ａは、前記シリン
ダブロック１２に形成されている。片頭型のピストン２
１は、そのヘッド部２１ａが各シリンダボア１２ａ内に
往復動可能に収容されているとともに、その尾部２１ｂ
が一対のシュー２２を介して前記斜板１９の外周部に係
留されている。ピストン２１の圧縮動作に伴う圧縮反力
は、シュー２２、斜板１９、ヒンジ機構２０、回転支持
体１８及びスラストベアリング１８ａを介してフロント
ハウジング１１で受承される。

【００２３】給気通路２３及び昇圧通路２４は、前記吐
出室１３ｂとクランク室１５とを接続するように形成さ
れている。容量制御弁２５は、給気通路２３の途中に配
設されている。この容量制御弁２５は、制御弁体２６
と、その制御弁体２６の制御弁孔２７に対する開度を調
整するためのダイヤフラム２８とを備えている。そし
て、感圧通路２９を介してダイヤフラム２８に作用する
吸入圧Ｐｓに応じて、制御弁体２６による制御弁孔２７
の開度が調整される。

【００２４】この容量制御弁２５の開度調整により、給
気通路２３を介して吐出室１３ｂからクランク室１５に
供給される冷媒ガスの供給量が変更される。そして、ピ
ストン２１の前後に作用するクランク室１５内の圧力Ｐ
ｃと、シリンダボア１２ａ内の圧力との差圧が調整され
る。これにより、斜板１９の傾角が変更されて、ピスト
ン２１のストロークが変えられ、吐出容量が調整される
ようになっている。

【００２５】抽気通路３０は、前記クランク室１５と吸
入室１３ａを接続するように形成されている。この抽気
通路３０は、駆動シャフト１６の中心に形成された軸心
通路１６ａ、シリンダブロック１２の後端側中央に形成
された収容凹所１２ｂの内部及びバルブプレート１４の
中心に形成された放圧孔１４ｃとよりなっている。軸心
通路１６ａは、その前端が前側のラジアルベアリング１
７の近傍においてクランク室１５に開口されている。ス
ラストベアリング１６ｃ及びシャフト支持バネ１６ｄ
は、収容凹所１２ｂ内において、駆動シャフト１６の後
端とバルブプレート１４との間に介装されている。

【００２６】差圧弁３１は、前記昇圧通路２４の途中に
配設されている。この差圧弁３１の差圧弁室３２は、昇
圧通路２４に連通するようにシリンダブロック１２に形
成され、その周側には差圧弁孔３３が形成されている。
差圧弁体３４は、差圧弁室３２内に移動可能に収容さ
れ、閉止バネ３５により差圧弁孔３３の閉止する方向に
付勢されている。連通孔３６は、バルブプレート１４に
形成され、差圧弁室３２の後端を吸入室１３ａに連通さ
せている。

【００２７】次に、前記のように構成された可変容量圧
縮機の動作を説明する。この圧縮機において、車両エン
ジン等の外部駆動源により駆動シャフト１６が回転され
ると、回転支持体１８及びヒンジ機構２０を介して斜板
１９が一体回転される。この斜板１９の回転運動がシュ
ー２２を介してピストン２１の往復直線運動に変換さ
れ、そのピストン２１のヘッド部２１ａがシリンダボア
１２ａ内で往復動される。このピストン２１の往復動に
より、冷媒ガスが吸入室１３ａから吸入弁１４ａを介し
てシリンダボア１２ａ内へ吸入され、所定の圧力に達す
るまで圧縮されて、吐出弁１４ｂを介して吐出室１３ｂ
へ吐出される。

【００２８】次に、この可変容量圧縮機の通常の容量制
御動作について説明する。圧縮機の停止状態には、吸入
室１３ａ、吐出室１３ｂ及びクランク室１５の圧力は、
ほぼバランスした状態となっている。このとき、容量制
御弁２５の制御弁体２６は、制御弁孔２７を閉鎖する位
置に保持されている。この状態で、圧縮機が起動される
と、前記の通りピストン２１のヘッド部２１ａがシリン
ダボア１２ａ内で往復動される。このピストン２１の往
復動によって冷媒ガスが圧縮されて吐出室１３ｂに吐出
される。

【００２９】さて、車室内の温度が高く冷房負荷が大き
い状態では、吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓが高く、ク
ランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１２ａ内の圧力
とのピストン２１を介した差圧はほとんどない。このた
め、斜板１９は図１に実線で示す最大傾角状態に配置さ
れて、ピストン２１のストロークが増大され、圧縮機は
最大吐出容量にて運転される。この際、前記容量制御弁
２５のダイヤフラム２８には、感圧通路２９を介して高
い吸入圧力Ｐｓが作用するので、制御弁体２６は制御弁
孔２７を閉鎖したままの状態となる。つまり、給気通路
２３が遮断された状態となって、吐出室１３ｂからクラ
ンク室１５への高圧の冷媒ガスの供給は停止されてい
る。

【００３０】ところで、ピストン２１が下死点位置から
上死点位置へ移動される圧縮及び吐出行程時には、ピス
トン２１の外周面とシリンダボア１２ａの内周面との隙
間からブローバイガスがクランク室１５に流入する。こ
こで、このクランク室１５に流入したブローバイガス
は、抽気通路３０をなす軸心通路１６ａ、収容凹所１２
ｂの内部及び放圧孔１４ｃを介して吸入室１３ａに還流
される。これによって、クランク室１５内のブローバイ
ガスによる圧力の高騰が抑制されて、圧縮機の大吐出容
量での運転が継続される。

【００３１】車室内の温度が低下して冷房負荷が低下す
ると、吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓが低下する。この
低い吸入圧力Ｐｓが感圧通路２９を介して容量制御弁２
５のダイヤフラム２８に作用して、そのダイヤフラム２
８が吸入圧力Ｐｓの低下度合に応じて変位される。この
ダイヤフラム２８の変位に伴って、制御弁体２６が制御
弁孔２７を開放する方向に移動され、給気通路２３の容
量制御弁２５の部分における開口面積が増大される。そ
して、吐出室１３ｂから高圧の冷媒ガスが、給気通路２
３を通してクランク室１５に供給される。なお、クラン
ク室１５に供給される冷媒ガスの流量は、制御弁孔２７
の開度に応じて変更される。この結果、クランク室１５
の圧力Ｐｃが上昇して、クランク室１５の圧力Ｐｃとシ
リンダボア１２ａ内の圧力との各ピストン２１を介した
差圧が大きくなる。この差圧に応じて、斜板１９が最小
傾角側に移動され、ピストン２１のストロークが減少さ
れて、吐出容量が減少される。

【００３２】車室内の温度がさらに低下して、冷房負荷
がほとんど存在しない状態に近づいていくと、吸入室１
３ａ内の吸入圧力Ｐｓもさらに低下して、容量制御弁２
５の制御弁孔２７が最大開度にて開放される。この状態
では、吐出室１３ｂから高圧の冷媒ガスが、給気通路２
３を通してクランク室１５に大量に供給される。このた
め、クランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１２ａ内
の圧力との各ピストン２１を介した差圧がさらに大きく
なって、斜板１９は図１に鎖線で示す最小傾角状態に配
置される。そして、ピストン２１のストロークがさらに
減少されて、圧縮機は最小吐出容量で運転される。

【００３３】一方、圧縮機がある吐出容量状態での運転
が継続されて、車室内の温度が上昇し冷房負荷が増大す
ると、吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓが上昇する。この
状態では、上昇した吸入圧力Ｐｓが感圧通路２９を介し
て容量制御弁２５のダイヤフラム２８に作用して、その
ダイヤフラム２８が吸入圧力Ｐｓの上昇度合に応じて変
位される。このダイヤフラム２８の変位に伴って、制御
弁体２６が制御弁孔２７を閉止する方向に移動され、給
気通路２３の容量制御弁２５の部分における開口面積が
減少される。そして、吐出室１３ｂから給気通路２３を
通してクランク室１５に供給される高圧の冷媒ガスの流
量が低減される。この結果、クランク室１５の圧力Ｐｃ
が低下して、クランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア
１２ａ内の圧力との各ピストン２１を介した差圧が小さ
くなる。この差圧に応じて、斜板１９が最大傾角側に移
動され、ピストン２１のストロークが増大されて、吐出
容量が増大される。

【００３４】車室内の温度がさらに上昇し、冷房負荷が
さらに増大すると、それに伴って吸入室１３ａ内の吸入
圧力Ｐｓも上昇する。この高い吸入圧力Ｐｓが感圧通路
２９を介して容量制御弁２５のダイヤフラム２８に作用
すると、制御弁体２６は制御弁孔２７を閉鎖した状態と
なって、給気通路２３が遮断される。そして、クランク
室１５には、吐出室１３ｂからの高圧の冷媒ガスが供給
されなくなる。そして、クランク室１５内の冷媒ガス
は、もっぱら抽気通路３０を介して吸入室１３ａに抽出
されて、クランク室１５内の圧力Ｐｃが吸入室１３ａ内
の吸入圧力Ｐｓ近づくように低下する。このため、クラ
ンク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１２ａ内の圧力と
の各ピストン２１を介した差圧が小さくなって、斜板１
９は最大傾角状態に配置される。そして、ピストン２１
のストロークが増大されて、圧縮機は最大吐出容量で運
転される。

【００３５】このように、上記のように構成された可変
容量圧縮機は、冷房負荷、つまり吸入圧力Ｐｓの変動に
応じた容量制御弁２５の開度調整により、クランク室１
５の圧力Ｐｃを昇降させて吐出容量を変更し、最終的に
は吸入圧力Ｐｓをほぼ一定化する役割を担っている。

【００３６】さて、前述のように、大吐出容量での圧縮
運転が行われているときに、車両エンジン等の外部駆動
源の回転数が高められると、駆動シャフト１６が高速回
転される。この状態では、ピストン２１において、その
往復速度が駆動シャフト１６の回転速度の増加に伴って
上昇されるとともに、そのストロークが大きくなってお
り、図２に示すピストン２１の往復慣性力Ｆは大きく増
大されている。この往復慣性力Ｆの増大により、斜板１
９の中心を中心とした容量増加方向のモーメントＭが発
生する。このモーメントＭは、吐出容量が大きいほど大
きくなるとともに、駆動シャフト１６の回転数が高いほ
ど大きくなる。そして、所定の吐出容量を維持するた
め、そのモーメントＭに釣り合うように、容量制御弁２
５の開度が調整されて、クランク室１５の圧力Ｐｃが上
昇する。つまり、図３に示すように、吐出容量が大きい
ほど、また駆動シャフト１６の回転数が高いほど、クラ
ンク室１５の圧力Ｐｃは上昇する。一方、吸入室１３ａ
内の吸入圧力Ｐｓは、前述のように、圧縮機の通常の容
量制御動作によって、ほぼ一定となるように制御されて
いる。

【００３７】このような状態の下で、駆動シャフト１６
が所定値Ｎ１以下の回転数にて回転されている場合に
は、クランク室１５の圧力Ｐｃと吸入室１３ａ内の吸入
圧力Ｐｓとの差圧が、図３に示す所定値Ｐ１に達しな
い。また、駆動シャフト１６が所定値Ｎ１を越えた回転
数にて回転されていても吐出容量が小さい場合には、同
様に同差圧が所定値Ｐ１に達しない。このため、図１に
実線で示すように、差圧弁３１の差圧弁体３４が差圧弁
孔３３の閉止位置に配置されて、昇圧通路２４が閉じら
れた状態となる。そして、圧縮機は、前述の通常の容量
制御動作に委ねられる。

【００３８】一方、駆動シャフト１６の回転数が高くな
って、クランク室１５の圧力Ｐｃと吸入室１３ａの吸入
圧力Ｐｓとの差圧が所定値Ｐ１以上になったときには、
図１に鎖線で示すように、差圧弁体３４が差圧弁孔３３
の開放位置に移動されて、昇圧通路２４が開かれる。し
かも、図３に示すように、吐出容量が大きいほどクラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが高くなって、より低い回転数に
おいて前記の差圧が所定値Ｐ１に達して、差圧弁３１に
より昇圧通路２４が開かれる。つまり、大吐出容量での
運転時においては、回転数Ｎ１にて前記差圧が所定値Ｐ
１に達して昇圧通路２４が開かれる。これに対し、中吐
出容量での運転時においては、回転数Ｎ１より高い回転
数Ｎ２にて前記差圧が所定値Ｐ１に達して昇圧通路２４
が開かれる。さらに、小吐出容量での運転時において
は、回転数Ｎ２を越えても前記差圧が所定値Ｐ１に達せ
ず、差圧弁３１は閉じられたままとなる。

【００３９】このように、昇圧通路２４が開放される
と、吐出室１３ｂからクランク室１５内に高圧の冷媒ガ
スが供給され、図４に示すように、クランク室１５内の
圧力Ｐｃが上昇されて、吐出容量が減少される。従っ
て、大吐出容量の圧縮運転状態で、駆動シャフト１６が
高速回転された場合でも、圧縮負荷の増大を回避するこ
とができる。

【００４０】なお、図４に示すように、この差圧弁３１
が作動されると、シリンダボア１２ａ内への冷媒ガスの
吸入量が減少されて、吸入室１３ａ内の吸入圧力が上昇
する。この吸入圧力Ｐｓの上昇に伴って、冷房能力も低
下する。ところが、前記差圧弁３１が作動される回転数
Ｎ１は、車両走行の加速時にのみしか到達しない、例え
ば６，０００ｒｐｍ程度に設定されている。このため、
車両の通常の走行時に、圧縮機の吐出容量が無闇に低減
されて、冷房能力が低下されることはない。

【００４１】この第１の実施形態によって期待できる効
果について、以下に記載する。 （ａ） この第１の実施形態の可変容量圧縮機において
は、吐出室１３ａとクランク室１５との間の昇圧通路２
４の途中に差圧弁３１が設けられている。そして、クラ
ンク室１５の圧力Ｐｃと吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓ
との差圧が所定値以上になったとき、その差圧弁３１が
作動されて昇圧通路２４が開放されるようになってい
る。このため、大吐出容量での圧縮運転状態で、駆動シ
ャフト１６が高速回転されて圧縮負荷が非常に大きくな
るようなときには、差圧弁３１による昇圧通路２４の開
放に伴い、クランク室１５内の圧力Ｐｃが高められて吐
出容量が減少される。しかも、この差圧弁３１の構成は
簡単である。従って、簡単な構成で圧縮負荷が確実に低
減されて、圧縮機内の摺動部分の性能低下が抑制され、
ひいては圧縮機全体の耐久性を向上することができる。

【００４２】（ｂ） この第１の実施形態の可変容量圧
縮機においては、クランク室１５の圧力Ｐｃと吸入室１
３ａ内の吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定値以上になったと
き、差圧弁３１が作動されて吐出容量が減少されるよう
になっている。このため、圧縮運転時の吐出容量が大き
い場合ほど、駆動シャフト１６の回転数が低い時点で、
差圧弁３１が作動されて、吐出容量の減少制御が開始さ
れる。従って、圧縮運転の吐出容量に応じて、高速回転
に伴う圧縮負荷の増大を適切に緩和することができる。

【００４３】（ｃ） この第１の実施形態の可変容量圧
縮機においては、吐出室１３ｂとクランク室１５との間
の給気通路２３の途中に容量制御弁２５が配設されてい
る。そして、この容量制御弁２５にて、吐出室１３ｂか
らクランク室１５への高圧の冷媒ガスの供給量を調整す
ることにより、クランク室１５の圧力Ｐｃが昇降され
て、吐出容量が変更されるようになっている。このた
め、冷房負荷の増減に応じて、吐出室１３ｂ内の高圧の
冷媒ガスが直接クランク室１５に供給され、クランク室
１５の圧力Ｐｃが迅速に変更される。従って、圧縮機の
冷房負荷の変動に対する応答性を向上することができ
る。 （第２の実施形態）次に、この発明の第２の実施形態
を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明す
る。

【００４４】さて、この第２の実施形態においては、図
５に示すように、クランク室１５と吸入室１３ａとの間
に放圧通路を兼ねる抽気通路４０が形成されている。抽
気通路４０は、駆動シャフト１６の中心の軸心通路１６
ａと、シリンダブロック１２の後端中央の収容凹所１２
ｂと、連通路４０ａとよりなっている。容量制御弁４１
は、抽気通路４０の連通路４０ａの途中に配設されてい
る。この容量制御弁４１は、制御弁体４２と、その制御
弁体４２の制御弁孔４３に対する開度を調整するための
ダイヤフラム４４及び感圧部材４５とを備えている。そ
して、第１の感圧通路４６を介してダイヤフラム４４に
作用する吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓ、及び第２の感
圧通路４７を介して感圧部材４５に作用する吐出室１３
ｂ内の吐出圧力Ｐｄに応じて、制御弁体４２による制御
弁孔４３の開度が調整されるようになっている。

【００４５】この容量制御弁４１の開度調整により、抽
気通路４０を介してクランク室１５から吸入室１３ａに
抽出される冷媒ガスの抽出量が変更され、ピストン２１
の前後に作用するクランク室１５内の圧力Ｐｃと、シリ
ンダボア１２ａ内の圧力との差圧が調整される。これに
より、斜板１９の傾角が変更されて、ピストン２１のス
トロークが変えられ、吐出容量が調整される。

【００４６】定圧供給路４８は前記吐出室１３ｂとクラ
ンク室１５とを接続するように形成され、その途中には
固定絞り４９が設けられている。そして、この定圧供給
路４８を介して、吐出室１３ｂからクランク室１５内
に、所定量の高圧の冷媒ガスが常に供給されて、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが所定値以上となるように構成さ
れている。これにより、容量制御弁４１により抽気通路
４０の開度を調整する際に、斜板１９の傾角の変更速度
を速めて、吐出容量変更の応答性を向上させることがで
きる。

【００４７】また、この第２の実施形態においては、差
圧弁５０が前記抽気通路４０の途中に配設されている。
この差圧弁５０の差圧弁室５１には、その周側の対向位
置に一対の差圧弁孔５２が形成されている。差圧弁体５
３は、差圧弁室５１内に移動可能に収容され、開放バネ
５４により差圧弁孔５２を開放する方向に付勢されてい
る。一対の連通孔５５は、シリンダブロック１２及びバ
ルブプレート１４に形成され、差圧弁室５１の前端をク
ランク室１５に連通させるとともに、後端を吸入室１３
ａに連通させている。

【００４８】次に、この第２の実施形態の可変容量圧縮
機の通常の容量制御動作について説明する。さて、車室
内の温度が高く冷房負荷が大きい状態では、吸入室１３
ａ内の吸入圧力Ｐｓが高く、クランク室１５の圧力Ｐｃ
とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介し
た差圧はほとんどない。このため、斜板１９は最大傾角
状態に配置されて、ピストン２１のストロークが増大さ
れ、圧縮機は大吐出容量にて運転される。この状態で
は、吐出室１３ｂ内の吐出圧力Ｐｄも高く、前記容量制
御弁４１の感圧部材４５には、第２の感圧通路４７を介
してその高い吐出圧力Ｐｄが作用する。また、前記容量
制御弁４１のダイヤフラム４４には、第１の感圧通路４
６を介して高い吸入圧力Ｐｓが作用する。このため、感
圧部材４５及びダイヤフラム４４はともに制御弁体４２
が制御弁孔４３を開放する方向に変位され、制御弁体４
２が、制御弁孔４３を開放した状態となる。つまり、抽
気通路４０が開放された状態となって、クランク室１５
内の冷媒ガスは、抽気通路４０を介して吸入室１３ａに
抽出される。これによって、シリンダボア１２ａとピス
トン２１との隙間を通して流入されるブローバイガス及
び定圧供給路４８を通して供給される高圧の冷媒ガス
（以下、リークガスとする）により、クランク室２１内
の圧力Ｐｃが高騰されることなく、大吐出容量での運転
が継続される。

【００４９】ここで、車室内の温度が低下して冷房負荷
が低下すると、吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓが低下す
る。この低い吸入圧力Ｐｓが第１の感圧通路４６を介し
て容量制御弁４１のダイヤフラム４４に作用して、その
ダイヤフラム４４が吸入圧力Ｐｓの低下度合に応じて、
制御弁体４２が制御弁孔４３を閉じる方向に変位され
る。このダイヤフラム４４の変位に伴って、制御弁体４
２が制御弁孔４３を閉止する方向に移動され、抽気通路
４０の容量制御弁４１の部分における開口面積が減少さ
れる。そして、クランク室１５から抽気通路４０を通し
て吸入室１３ａに抽出される冷媒ガスの流量が、制御弁
孔４３の開度に応じて低減される。この結果、ブローバ
イガス及びリークガスによりクランク室１５の圧力Ｐｃ
が上昇する。そして、クランク室１５の圧力Ｐｃとシリ
ンダボア１２ａ内の圧力との各ピストン２１を介した差
圧が大きくなる。この差圧に応じて、斜板１９が最小傾
角側に移動され、ピストン２１のストロークが減少され
て、吐出容量が減少される。そして、吐出室１３ｂ内の
吐出圧力Ｐｄも低下する。

【００５０】車室内の温度がさらに低下して、冷房負荷
がほとんど存在しない状態に近づいていくと、吸入室１
３ａ内の吸入圧力Ｐｓ及び吐出室１３ｂ内の吐出圧力Ｐ
ｄがさらに低下する。このため、感圧部材４５及びダイ
ヤフラム４４はともに制御弁体４２が制御弁孔４３を閉
止する方向に変位され、制御弁孔４３が制御弁体４２に
より閉止される。この状態では、抽気通路４０が遮断さ
れて、クランク室１５から吸入室１３ａに抽出される冷
媒ガスの流れが遮断される。このため、ブローバイガス
及びリークガスにより、クランク室１５の圧力Ｐｃがさ
らに高められる。そして、クランク室１５の圧力Ｐｃと
シリンダボア１２ａ内の圧力との各ピストン２１を介し
た差圧が大きくなる。これにより、斜板１９は最小傾角
状態に配置され、ピストン２１のストロークがさらに減
少されて、圧縮機は最小吐出容量で運転される。

【００５１】一方、圧縮機がある吐出容量状態での運転
が継続されて、車室内の温度が上昇し冷房負荷が増大す
ると、吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓが上昇する。この
状態では、上昇した吸入圧力Ｐｓが第１の感圧通路４６
を介して容量制御弁４１のダイヤフラム４４に作用し
て、そのダイヤフラム４４が吸入圧力Ｐｓの上昇度合に
応じて変位される。このダイヤフラム４４の変位に伴っ
て、制御弁体４２が制御弁孔４３を開放する方向に移動
され、抽気通路４０の容量制御弁４１の部分における開
口面積が増大される。そして、クランク室１５から抽気
通路４０を通して吸入室１３ａに抽出される冷媒ガスの
流量が増大される。この結果、クランク室１５の圧力Ｐ
ｃが低下して、クランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボ
ア１２ａ内の圧力との各ピストン２１を介した差圧が小
さくなる。この差圧に応じて、斜板１９が最大傾角側に
移動され、ピストン２１のストロークが増大されて、吐
出容量が増大される。そして、吐出室１３ｂ内の吐出圧
力Ｐｄも上昇する。

【００５２】車室内の温度がさらに上昇し、冷房負荷が
さらに増大すると、それに伴って吸入室１３ａ内の吸入
圧力Ｐｓ及び吐出室１３ｂ内の吐出圧力Ｐｄがさらに上
昇する。この状態では、感圧部材４５及びダイヤフラム
４４はともに制御弁体４２が制御弁孔４３を開放する方
向に変位され、制御弁体４２が制御弁孔４３の最大開度
位置に配置され、抽気通路４０が開放される。そして、
クランク室１５から第抽気通路４０を通して吸入室１３
ａに抽出される冷媒ガスの流量が最大となって、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓ
近づくように低下する。このため、クランク室１５の圧
力Ｐｃとシリンダボア１２ａ内の圧力との各ピストン２
１を介した差圧が小さくなって、斜板１９は最大傾角状
態に配置される。そして、ピストン２１のストロークが
増大されて、圧縮機は最大吐出容量で運転される。

【００５３】さて、大吐出容量での圧縮運転が行われて
いるときに、車両エンジン等の外部駆動源の回転数が高
められると、前記第１の実施形態と同様に斜板１９の中
心を中心とした容量増加方向のモーメントＭが発生す
る。そして、所定の吐出容量を維持するため、そのモー
メントＭに釣り合うように、容量制御弁４１の開度が調
整されて、クランク室１５の圧力Ｐｃが変更される。

【００５４】このような状態の下で、クランク室１５の
圧力Ｐｃと吸入室１３ａの吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定
値以下のときには、図５に実線で示すように、差圧弁５
０の差圧弁体５３が開放バネ５４の付勢力により差圧弁
孔５２の開放位置に配置される。そして、抽気通路４０
が開かれたままの状態となり、圧縮機は前述の通常の容
量制御動作に委ねられる。

【００５５】一方、クランク室１５の圧力Ｐｃと吸入室
１３ａの吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定値以上になったと
きには、図５に鎖線で示すように、差圧弁体５３が開放
バネ５４の付勢力に抗して差圧弁孔５２の閉止位置に移
動される。そして、抽気通路４０が閉じられて、クラン
ク室１５から抽気通路４０を介して吸入室１３ａに抽出
される冷媒ガスの流れが遮断される。このため、ブロー
バイガス及びリークガスによりクランク室１５内の圧力
Ｐｃが上昇されて、吐出容量が減少される。従って、前
記第１の実施形態と同様に、大吐出容量の圧縮運転状態
で、駆動シャフト１６が高速回転された場合でも、圧縮
負荷の増大を回避することができる。

【００５６】この第２の実施形態によって期待できる効
果について、以下に記載する。 （ａ） この第２の実施形態の可変容量圧縮機では、ク
ランク室１５と吸入室１３ａとの間の抽気通路４０中
で、容量制御弁４１に対してクランク室１５側に差圧弁
５０が配設されている。そして、クランク室１５の圧力
Ｐｃと吸入室１３ａの吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定値以
上になったとき、その差圧弁５０が作動されて抽気通路
４０が閉止されるようになっている。このため、大吐出
容量の圧縮運転状態で、駆動シャフト１６が高速回転さ
れて圧縮負荷が非常に大きくなるときには、差圧弁５０
による抽気通路４０の閉止に伴い、クランク室１５内の
圧力Ｐｃがブローバイガス及びリークガスの流入によっ
て緩やかに高められる。そして、斜板１９の傾角が徐々
に小さくなって、クランク室１５の急激な温度及び圧力
上昇を招くことなく、しかも確実に吐出容量が減少され
る。従って、簡単な構成で圧縮負荷を低減できるととも
に、圧縮機内の摺動部分の性能低下をさらに抑制するこ
とができる。

【００５７】（ｂ） この第２の実施形態の可変容量圧
縮機においても、前述した第１の実施形態と同様に、圧
縮運転の吐出容量に応じて、高速回転に伴う圧縮負荷の
増大を適切に緩和することができる。

【００５８】（ｃ） この第２の実施形態の可変容量圧
縮機においては、クランク室１５と吸入室１３ａとの間
の抽気通路４０の途中に容量制御弁４１が配設されてい
る。そして、この容量制御弁４１にて、クランク室１５
から吸入室１３ａへの冷媒ガスの抽出量を調整すること
により、クランク室１５の圧力Ｐｃが昇降されて、吐出
容量が変更されるようになっている。このため、この抽
気通路４０の閉止状態では、クランク室１５内の圧力Ｐ
ｃがブローバイガス及びリークガスの流入によって緩や
かに高められ、斜板１９の傾角が徐々に小さくなる。従
って、クランク室１５内の急激な温度及び圧力上昇を招
くことなく、吐出容量を減少させることができる。その
結果、圧縮負荷を低減させて、圧縮機の耐久性をさらに
向上することができる。

【００５９】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 （１） 前記第１の実施形態に示すように、給気通路２
３に容量制御弁２５を設けて、吐出容量を制御するよう
にした圧縮機において、抽気通路３０に第２の実施形態
に示すような差圧弁５０を配設して、高圧縮負荷時の吐
出容量を減少制御するように構成すること。

【００６０】（２） 前記第２の実施形態に示すよう
に、抽気通路４０に容量制御弁４１を設けて、吐出容量
を制御するようにした圧縮機において、吐出室１３ｂと
クランク室１５とを連通する昇圧通路２４を設け、その
昇圧通路２４に第１の実施形態に示すような差圧弁３１
を配設して、高圧縮負荷時の吐出容量を減少制御するよ
うに構成すること。

【００６１】（３） 前記第２の実施形態において、ク
ランク室１５と吸入室１３ａとの間に放圧通路を抽気通
路４０とは独立して形成し、その放圧通路中に差圧弁５
０を配設すること。

【００６２】これらのように構成しても、前記各実施形
態とほぼ同様の作用効果を発揮させることができる。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、大吐出容量の圧縮運転時に、駆動シャフト
の回転数が所定値を越えて高まったとき、簡単な構成で
吐出容量を減少させることができる。従って、圧縮負荷
を低減することができて、圧縮機の耐久性の向上を図る
ことできる。また、圧縮運転時の吐出容量が大きい場合
ほど、駆動シャフトの回転数が低い時点で、差圧弁が作
動されて、吐出容量の減少制御が開始される。従って、
圧縮運転の吐出容量に応じて、高速回転に伴う圧縮負荷
の増大を適切に緩和することができる。

【００６４】請求項２に記載の発明によれば、冷房負荷
の増減に応じて、吐出圧領域の高圧の冷媒ガスが直接ク
ランク室に供給され、クランク室の圧力が迅速に変更さ
れる。従って、圧縮機の冷房負荷の変動に対する応答性
を向上することができる。

【００６５】請求項３に記載の発明によれば、クランク
室の急激な温度及び圧力上昇を招くことなく、吐出容量
の減少制御を行うことができて、圧縮機の耐久性をさら
に向上することができる。る。

【００６６】請求項４に記載の発明によれば、クランク
室の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧が所定値以上にな
ったとき、差圧弁により昇圧通路が開放されて、吐出容
量を確実に減少させることができる。

【００６７】請求項５に記載の発明によれば、クランク
室の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧が所定値以上にな
ったときに、差圧弁により放圧通路が閉止されて、クラ
ンク室の急激な温度及び圧力上昇を招くことなく、吐出
容量を確実に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の可変容量圧縮機を示す断面
図。

【図２】 容量増加方向のモーメントの発生に関する説
明図。

【図３】 駆動シャフトの回転数と各圧力との関係を示
すグラフ。

【図４】 高速回転時に容量制御した場合の各圧力の変
化を示すグラフ。

【図５】 第２の実施形態の可変容量圧縮機を示す断面
図。

【符号の説明】

１１…ハウジングの一部を構成するフロントハウジン
グ、１２…ハウジングの一部を構成するシリンダブロッ
ク、１２ａ…シリンダボア、１３…ハウジングの一部を
構成するリヤハウジング、１３ａ…吸入圧領域を構成す
る吸入室、１３ｂ…吐出圧領域を構成する吐出室、１５
…クランク室、１６…駆動シャフト、１９…カムプレー
トとしての斜板、２１…ピストン、２３…給気通路、２
４…昇圧通路、２５、４１…容量制御弁、３０…抽気通
路、３１、５０…差圧弁、４０…放圧通路を兼ねる抽気
通路。

フロントページの続き (72)発明者 堀 真嘉 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に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、ハウジン
   グの一部を構成するシリンダブロックにはシリンダボア
   を形成し、その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はカムプレートを一体
   回転可能かつ揺動可能に支持し、容量制御弁の開度調整
   に基づい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圧を変更し、その差圧に応じ
   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
   うにした可変容量圧縮機において、 吐出圧領域とクランク室とを連通する昇圧通路、また
   は、クランク室と吸入圧領域とを連通する放圧通路のい
   ずれか一方には、クランク室の圧力と吸入圧領域の圧力
   との差圧が所定値以上になったときに、吐出容量を減少
   させるように作動する差圧弁を設けた可変容量圧縮機。
2. 【請求項２】 前記容量制御弁は吐出圧領域とクランク
   室とを連通する給気通路の途中に配設し、この容量制御
   弁にて吐出圧領域からクランク室への冷媒ガスの供給量
   を調整することにより、吐出容量を変更するように構成
   した請求項１に記載の可変容量圧縮機。
3. 【請求項３】 前記容量制御弁はクランク室と吸入圧領
   域とを連通する抽気通路の途中に配設し、この容量制御
   弁にてクランク室から吸入圧領域への冷媒ガスの抽出量
   を調整することにより、吐出容量を変更するように構成
   した請求項１に記載の可変容量圧縮機。
4. 【請求項４】 前記差圧弁は昇圧通路の途中に配設し、
   クランク室の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧が所定値
   以上になったときに、この差圧弁により昇圧通路が開放
   されるように構成した請求項１〜３のいずれかに記載の
   可変容量圧縮機。
5. 【請求項５】 前記差圧弁は放圧通路の途中に配設し、
   クランク室の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧が所定値
   以上になったときに、この差圧弁により抽気通路が閉止
   されるように構成した請求項１〜３のいずれかに記載の
   可変容量圧縮機。