JPH11241680A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用エンジンの加速状態を検出して吐出容
量を大容量から小容量に変更し、加速性能を向上するこ
とができる可変容量圧縮機を提供する。 【解決手段】 シリンダブロック１２に吐出室１３ｂと
クランク室１５を連通する昇圧通路２４を設け、該通路
２４に差圧弁３１を配設する。この差圧弁３１を構成す
る弁体３３はバネ３４により通路２４を常には閉鎖する
位置に付勢する。圧縮機が加速状態において吐出室１３
ｂ内の圧力Ｐｄが急上昇すると、第２感圧室４５内の圧
力が上昇し、このためスプール４２及びロッド４３がバ
ネ４８の付勢力に抗して弁体３３を開放する。このた
め、吐出室１３ｂのガスが昇圧通路２４からクランク室
１５に供給されて、該室１５内の圧力Ｐｃが高められ、
斜板１９の傾角が減少し、圧縮機は大容量運転から小容
量運転に切り換えられ、加速性能が向上する。

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】上記のように構成した可変容量圧縮機は、
電磁クラッチを介して車両用のエンジンに連結され、空
調装置を作動する場合に、前記電磁クラッチをオンして
圧縮機を作動するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００５】上記の問題を解決するため、アクセルを踏
み込み車両用エンジンの回転数を上げて加速する場合に
は、この加速動作途中において加速状態を示すパラメー
ター、即ち回転数の上昇具合やエンジンのブースト圧、
アクセルの開度を検出することにより、前記電磁クラッ
チをオフして圧縮機を停止していた。このため、エバポ
レータからの吹き出し温度の変動が大きくなり、不快な
生暖かい温風が車室内に吹き出されるので、冷房フィー
リングが低下するという問題があった。又、電磁クラッ
チのオン・オフ操作の際に、圧縮機の起動ショックが生
じるという問題もあった。

【０００６】なお、上記のような加速運転時における圧
縮機の運転停止を行っていない車両もあるが、その場合
には車両の加速性が悪くなり、燃料の消費効率も低下す
るという問題があった。

【０００７】上記の問題を解消するため、従来、例え
ば、米国特許第４，８７２，８１４号明細書及び図面に
示すような可変容量圧縮機が提案されている。この圧縮
機は前述した可変容量圧縮機と基本的に同じ構成であっ
て、その駆動シャフトに吐出圧領域とクランク室とを連
通する昇圧通路を開閉する開閉弁が設けられている。そ
して、この開閉弁は常には昇圧通路を閉じた状態に保持
されるとともに、駆動シャフトの回転数が所定値よりも
高くなったときに遠心力により前記開閉弁が昇圧通路を
開くようになっている。このため、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超えて高まる
と、開閉弁が開かれて、吐出圧領域の高圧の冷媒ガスが
昇圧通路を介してクランク室内に導入される。そして、
そのクランク室の圧力の上昇に伴ってカムプレートの傾
角が減少され、吐出容量が減少されて、圧縮負荷が低減
されるようになっている。

【０００８】上述の従来の可変容量圧縮機においては、
駆動シャフトの高速回転時に、その遠心力により作動す
る開閉弁が開かれて、吐出圧領域内の高温高圧の冷媒ガ
スが昇圧通路を介してクランク室内に導入される。この
ため、圧縮機の吐出容量は高回転領域において、最小容
量に保持されたままとなり、加速状態のみ一時的に容量
を低減することができないという問題があった。

【０００９】又、駆動シャフトの回転数上昇に伴って遠
心力により作動する容量切り換え機構が複雑で、部品点
数が多くなり、製造及び組み付け作業か面倒であるとい
う問題もあった。

【００１０】この発明の目的は、上記従来の技術に存す
る問題点を解消して、加速状態を確実に検出して吐出容
量を大容量から小容量に切り換えることができるととも
に、加速終了後は吐出容量を増大することができ、構造
を簡素化することができる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
前記ピストンを往復動するカムプレートを揺動可能に装
着し、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第１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、又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、定常運転中の吐出圧領域の圧
力と、加速途中の吐出圧領域の圧力との第２差圧が所定
値以上になったとき、前記昇圧通路を開放あるいは放圧
通路を閉鎖することにより前記第１差圧を増大して吐出
容量を減少させ、加速終了後に前記第２差圧を所定値以
下に復帰して吐出容量を増大するように作動する差圧弁
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にお
いて、前記差圧弁は昇圧通路の途中に配設され、定常運
転中の吐出圧領域の圧力と、加速途中の吐出圧領域の圧
力との第２差圧が所定値以上になったときに、昇圧通路
を開放し、加速終了後に前記第２差圧を所定値以下に復
帰して昇圧通路を閉鎖するように構成されている。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記差圧弁は放圧通路の途中に配設され、定常運
転中の吐出圧領域の圧力と、加速途中の吐出圧領域の圧
力との第２差圧が所定値以上になったときに、放圧通路
を閉鎖し、加速終了後に前記第２差圧を所定値以下に復
帰して放圧通路を開放するように構成されている。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記差圧弁は収容室内に往復動可能に収容された
スプールと、該スプールの片面に定常運転中の吐出圧領
域の圧力を絞り通路を介して作用させるように前記収容
室の片側に形成された第１感圧室と、スプールの他面に
加速途中の吐出圧領域の圧力を作用させるように前記収
容室の他側に形成された第２感圧室と、加速状態におい
て前記第２差圧が所定値を越えて前記スプールが作動さ
れた場合に、前記昇圧通路を開放又は放圧通路を閉鎖す
る開閉弁と、前記スプールを常には前記開閉弁が閉鎖又
は開放される方向に付勢する付勢手段とにより構成され
ている。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項４にお
いて、前記スプール、開閉弁及び付勢部材は前記シリン
ダブロックに形成した収容室及び弁室に形成されてい
る。請求項６に記載の発明では、請求項４又は５におい
て、前記絞り通路は前記スプールに対し前記第１感圧室
と第２感圧室とを連通するように形成されている。

【００１６】請求項７に記載の発明では、請求項４、
５、６のいずれか一つにおいて、前記開閉弁は前記スプ
ールに連結した作動ロッドにより押動される弁体と、該
弁体を常には昇圧通路の閉鎖位置又は放圧通路の開放位
置に押圧する付勢部材とにより形成されている。

【００１７】請求項８に記載の発明では、請求項７にお
いて、前記弁体の付勢部材は、前記スプールを付勢する
前記付勢部材を兼用するものである。請求項９に記載の
発明では、請求項１において、前記吐出圧領域とクラン
ク室とを連通する給気通路、又はクランク室と吸入圧領
域とを連通する抽気通路のいずれか一方には、前記第１
差圧を冷房負荷に応じて変更する容量制御弁が設けられ
ている。

【００１８】請求項１０に記載の発明では、請求項９に
おいて、前記容量制御弁は前記給気通路の途中に配設さ
れ、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
更するように構成されている。

【００１９】請求項１１に記載の発明では、請求項９に
おいて、前記容量制御弁は前記抽気通路の途中に配設さ
れ、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
更するように構成されている。

【００２０】

【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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】回転支持体１８は、前記駆動シャフト１６
に嵌合固定されている。又、カムプレートとしての斜板
１９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。

【００２４】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。又、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１６ｂ
と、斜板１９との当接によって規定される。

【００２５】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。

【００２６】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それぞ
れ独立して形成されている。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。

【００２７】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Ｐｂとの第１差圧Ｐ
１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。

【００２８】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。

【００２９】次に、この発明の要部である加速運転状態
における吐出容量を低減する構成について説明する。図
２に示すように前記昇圧通路２４には差圧弁３１が設け
られている。この差圧弁３１は、前記昇圧通路２４のク
ランク室１５側端部に形成した弁室３２内に収容した弁
体３３を備えている。この弁体３３はコイル状のバネ３
４によって常には昇圧通路２４を閉鎖する位置に付勢さ
れている。なお、バネ３４はバネ受け３５，３６によっ
て保持されている。

【００３０】前記シリンダブロック１２のバルブプレー
ト１４側端面にはスプール収容室４１が形成され、該室
４１にはスプール４２が往復動可能に収容されている。
このスプール４２の一端面に連結したロッド４３は、シ
リンダブロック１２に形成した挿通孔１２ｃを貫通して
前記弁体３３に当接されている。前記スプール収容室４
１の左側の空間は、第１感圧室４４となっており、右側
の空間は第２感圧室４５となっている。そして、第２感
圧室４５はバルブプレート１４に形成した連通孔４６に
よって前記吐出室１３ｂと連通されている。又、前記ス
プール４２には前記第１感圧室４４と第２感圧室４５と
を連通する絞り通路４７が形成され、第１感圧室４４内
には吐出室１３ｂの吐出圧力Ｐｄが前記連通孔４６、第
２感圧室４５及び絞り通路４７を介して作用するように
している。前記第１感圧室４４内にはコイル状の付勢部
材としてのバネ４８が収容され、スプール４２を常には
バルブプレート１４側、つまり第２感圧室４５の容積を
縮小して弁体３３が昇圧通路２４を閉鎖する方向に付勢
されている。なお、スプール４２の外周面にはシールリ
ング４９が取り付けられている。

【００３１】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。

【００３２】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。圧縮機の停止状態では、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。

【００３３】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
Ｐｂとのピストン２１を介した第１差圧δＰ１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。

【００３４】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。

【００３５】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、この圧力Ｐｃとシリンダボア１
２ａ内の圧力Ｐｂとの各ピストン２１を介した第１差圧
δＰ１が大きくなる。この第１差圧δＰ１に応じて、斜
板１９が最小傾角側に傾動され、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。

【００３６】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Ｐｂとの各ピストン２１を介した第１差圧δＰ１
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。

【００３７】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を閉鎖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Ｐｂとの各ピストン２１を介した第１差
圧δＰ１が小さくなる。この第１差圧δＰ１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。

【００３８】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。その後、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に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
Ｐｂの各ピストン２１を介した第１差圧δＰ１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。

【００３９】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。

【００４０】このような状態の下で、駆動シャフト１６
が所定回転数にて定常回転されている場合には、スプー
ル４２の前面側の第１感圧室４５にはスプール４２に設
けた絞り通路４７を介して吐出圧力Ｐｄよりも少し低い
ほぼ一定の定常吐出圧力Ｐｄ１が作用する。又、第２感
圧室４５にはほぼ一定の吐出圧力Ｐｄが作用する。従っ
て、第２感圧室４５に作用する吐出圧力Ｐｄと第１感圧
室４４に作用する定常吐出圧力Ｐｄ１の第２差圧δＰ２
が、図４において所定値Ｐに達しない。又、駆動シャフ
ト１６がどのような回転数であってもその回転数が非加
速状態の場合は、吐出容量の大小に関係なく同様に第２
差圧δＰ２が所定値Ｐに達することはない。このため、
図１に実線で示すように、差圧弁３１の弁体３３がバネ
３４により弁孔３２ａの閉鎖位置に配置されて、昇圧通
路２４が閉じられた状態に保持される。そして、圧縮機
は、前述の容量制御弁２５による通常の容量制御動作に
委ねられる。

【００４１】一方、車両のエンジンの回転数が定常回転
数から高速回転数に高速で移動される加速状態において
は、圧縮機の駆動シャフト１６の回転数も図４に示すよ
うに定常回転数Ｎ１から高速回転数Ｎ２に高速で上昇
し、ピストン２１により冷媒ガスの吐出容量が増大し、
吐出室１３ｂ内の吐出圧力Ｐｄが急激に上昇し、第２感
圧室４５に作用する。一方、第１感圧室４４は絞り通路
４７を介して第２感圧室４５に連通しているため、その
圧力上昇は緩慢である。このため、第２差圧δＰ２が所
定値Ｐを越えて上昇し、スプール４２がコイルバネ４８
の付勢力に抗して第１感圧室４４の体積を減少する方向
に押動され、ロッド４３により弁体３３がバネ３４の付
勢力に抗して昇圧通路２４の弁孔３２ａを開放する方向
に移動される。この結果、吐出室１３ｂ内の高圧の冷媒
ガスが昇圧通路２４からクランク室１５内に供給され
て、前記クランク室圧力Ｐｃとシリンダボアの内の圧力
Ｐｂとの第１差圧δＰ１が増大し、斜板１９の傾角が減
少され、吐出容量が低下する。このため、エンジンの加
速状態において、エンジンに作用する負荷が軽減され、
加速性能が増大するとともに、燃料の消費効率も高める
ことができる。

【００４２】上述の加速運転は圧縮機が大容量状態ある
いは中容量運転状態のときに、定常回転数から加速回転
されて前記第２差圧δＰ２が所定値Ｐ以上となった場合
に行われるが、図４に示すように小容量運転状態では駆
動シャフト１６が加速回転されても前記第２差圧δＰ２
が所定値Ｐ以上にはならないので差圧弁３１は作動され
ない。

【００４３】前記加速状態が終了して圧縮機が所定の回
転数Ｎ２で運転されるようになると、前記スプール４２
に作用する第２差圧δＰ２が所定値Ｐ以下に復帰するの
で、弁体３３により昇圧通路２４が閉鎖される。する
と、クランク室１５内の圧力Ｐｃが低下し、前記第１差
圧δＰ１が減少するので、斜板１９の傾角が増大し、圧
縮機は大容量運転に復帰する。

【００４４】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） 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との間の昇圧通路２４の
途中に弁体３３とスプール４２を備えた差圧弁３１が設
けられている。そして、圧縮機の回転数が加速されて、
吐出圧力Ｐｄが上昇しスプール４２の前後に作用する前
記第２差圧δＰ２が所定値Ｐ以上になったとき、前記弁
体３３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が加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２
４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
構成を簡素化して製造及び組み付け作業を容易に行うこ
とができるとともに、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。

【００４５】又、この第１実施形態では図４に示すよう
に、圧縮運転時の吐出容量が大きくなるほど、駆動シャ
フト１６の回転数の上昇に伴って吐出圧力Ｐｄの上昇率
が大きくなるので、低い回転数領域の加速回転で、第２
差圧δＰ２が所定値Ｐを越え、前述したように前記差圧
弁３１が作動されて、吐出容量の軽減が行われる。

【００４６】（ｂ） 第１の実施形態の可変容量圧縮機
においては、スプール４２の前後に作用する圧力を吐出
圧力Ｐｄと絞り通路４７を通して第１感圧室４４に吐出
圧力Ｐｄよりも若干低い定常圧力Ｐｄ１を作用するよう
にした。このため、加速終了後に第２感圧室４５から絞
り通路４７を介して第１感圧室４４に圧力が供給され、
スプール４２がバネ４８により元の位置に復帰され、開
閉弁３１により昇圧通路２４が閉鎖されて定常運転では
吐出容量を増大することができる。

【００４７】仮に、スプール４２の絞り通路４７を省略
して、第１感圧室４４に吸入室１３ａ内の吸入圧力Ｐｓ
やクランク室圧力Ｐｃを作用させた場合には加速運転終
了後に回転数が下がらなければ吐出容量を増大すること
ができない。

【００４８】（ｃ） 第１の実施形態では、差圧弁３１
を構成する弁体３３及びスプール４２をシリンダブロッ
ク１２に形成した弁室３２及び収容室４４に収容し、バ
ルブプレート１４によりスプール４２を位置規制するよ
うにしたので、部品点数を増加することなく弁体３３及
びスプール４２を組み付けることができる。

【００４９】（ｄ） 第１の実施形態では、吐出室１３
ｂ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１
５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。

【００５０】この発明の第２実施形態を図５に基づいて
説明する。この実施形態においては、第１実施形態で述
べた前記給気通路２３及びその途中に設けた前記容量制
御弁２５を省略したものである。この圧縮機において
は、定常運転状態において、容量制御されることなく常
に最大容量で運転されるものである。即ち、クランク室
１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１２ａ内の圧力Ｐｂとの
各ピストン２１を介した第１差圧δＰ１が所定値以下と
なって圧縮機が大容量で運転され、加速状態の時だけ前
記差圧弁３１により昇圧通路２４が開放されて圧縮機が
大容量から小容量運転に切り換えられる。

【００５１】この第２実施形態では、第１感圧室４４の
体積を前記第１実施形態の第１感圧室４４の体積よりも
大きくしている。このため、第１感圧室４４から絞り通
路４７を通して第２感圧室４５に流れるガスの漏れによ
りスプール４２の移動速度を遅くすることができ、加速
終了後の最小容量から最大容量への移行を円滑に行うこ
てができる。

【００５２】この第２実施形態におけるその他の構成、
作用及び効果は前記第１実施形態の構成、作用及び効果
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同様である。次に、この発明
の第３実施形態を図６に基づいて説明する。

【００５３】この第３実施形態においてはスプール４２
のロッド４３に対し昇圧通路２４を開閉する弁体４３ａ
を一体的に形成している。即ち、スプール４２が図６に
おいてバネ４８の付勢力に抗して左方に移動されると、
弁体４３ａに形成した通路４３ｂが昇圧通路２４の弁孔
２４ａと連通されて吐出室１３ｂからクランク室１５に
高圧の冷媒ガスが供給され、加速状態において圧縮機が
大容量から小容量に切り替えられる。

【００５４】この第３実施形態においては、前記第１実
施形態と比較して差圧弁３１の部品点数を低減し、組付
及び製造を容易に行うことができる。この第３実施形態
のその他の構成、作用及び効果は前記第１実施形態の構
成、作用及び効果（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と同
様である。

【００５５】次に、この発明の第４実施形態を図７に基
づいて説明する。この第４実施形態においては、前記第
１の実施形態の抽気通路３０を省略し、クランク室１５
から吸入室１３ａに冷媒ガスを放出して、放圧するため
の放圧通路５１に差圧弁３１を装設している。そして、
加速状態において第２差圧δＰ２が所定値Ｐ以上になっ
て差圧弁３１のスプール４２が作動されると、そのロッ
ド４３の弁体４３ａにより、放圧通路５１の弁孔５１ａ
が閉じられるので、クランク室１５から吸入室１３ａに
対するガスの放出が阻止されて、クランク室１５内の圧
力Ｐｃが上昇して第１差圧δＰ１が所定値を越え、斜板
１９の傾角が減少し圧縮機は大容量から小容量に切り換
えられる。

【００５６】この第４実施形態のその他の構成及び作用
効果は前述した第１実施形態の構成及び作用、効果
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同様である。なお、この発明
の前記各実施形態は次のように具体化することもでき
る。

【００５７】○ 前記各実施形態において、スプール４
２を付勢するためのコイルバネ４８を省略し、弁体３３
を付勢するコイルバネ３４によりロッド４３及びスプー
ル４２を一方向に付勢するようにすること。

【００５８】この別例では、部品点数を少なくして構造
を簡素化することができる。 ○ 前記各実施形態において、シールリング４９を省略
すること。この別例では、部品点数を少なくして構造を
簡素化することができる。

【００５９】○ 前記各実施形態において、差圧弁３１
の配設位置をシリンダブロック１２の下部から上部に変
更したり、リヤハウジング１３の一部を利用して設けた
りすること。

【００６０】○ 吐出室１３ｂから外部冷媒回路に接続
される吐出管路の途中に逆止弁（図示略）を設けるこ
と。この別例の場合には加速回転が終了してクランク室
内の圧力Ｐｃが上昇し大容量から小容量運転に移行した
後、前記逆止弁が閉じられると、吐出圧力が上昇し易く
なり、ピストン２１の圧縮反力が大きくなって斜板１９
の傾角が増大し易くなり、小容量から大容量への容量復
帰性を高めることができる。

【００６１】○ 前記第１の実施形態において、前記給
気通路２３及び容量制御弁２５を省略し、前記抽気通路
３０をシリンダブロック１２側に変更して、この抽気通
路３０に容量制御弁２５を配設すること。

【００６２】この別例では容量制御弁２５により冷房負
荷が大きいときには、抽気通路３０が開放されて、前記
第１差圧δＰ１が小さくなって、吐出容量が大きくな
り、反対に冷房負荷が小さいときには、抽気通路３０が
閉鎖されて、前記第１差圧δＰ１が大きくなって、吐出
容量が小さくなる。

【００６３】○ 前記実施形態ではカムプレートとして
の斜板１９によりピストン２１を往復動するタイプの圧
縮機に具体化したが、これを特開平８-３０２１５７号
公報に示される非回転の揺動傾斜板及びピストンロッド
を用いてピストンを往復動するタイプの圧縮機に適用す
ること。

【００６４】

【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、３に記載
の発明によれば、加速状態を確実に検出して吐出容量を
大容量から小容量に切り換えることができるとともに、
加速終了後は吐出容量を増大することができ、動作信頼
性を高めることができる。

【００６５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、駆動シャフトの加速回転
時に吐出圧領域の冷媒ガスを昇圧通路からクランク室へ
迅速に導入して容量を素早く低減することができ、加速
性能をさらに向上することができる。

【００６６】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、差圧弁の構成を簡素化す
ることができる。請求項５、６、７、８に記載の発明に
よれば、差圧弁の構成をさらに簡素化することができ
る。

【００６７】請求項９、１０、１１に記載の発明によれ
ば、請求項１記載の発明の効果に加えて、吐出容量を冷
房負荷に応じて制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の可変容量圧縮機を示す断面
図。

【図２】 差圧弁の閉鎖状態を示す拡大断面図。

【図３】 差圧弁の開放状態を示す拡大断面図。

【図４】 駆動シャフトの回転数と吐出圧力との関係を
示すグラフ。

【図５】 第２実施形態の可変容量圧縮機を示す断面
図。

【図６】 第３実施形態の可変容量圧縮機の要部を示す
断面図。

【図７】 第４実施形態の可変容量圧縮機の要部を示す
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…容量制御弁、３０…抽気通路、３
１…差圧弁、３２…弁室、３２ａ…弁孔、３３…弁体、
３４…コイル状のバネ、４１…収容室、４２…スプー
ル、４３…作動ロッド、４３ａ…弁体、４３ｂ…通路、
４４…第１感圧室、４５…第２感圧室、４６…連通路、
４７…絞り通路、４８…バネ４８、５１…放圧通路。

Claims (11)

【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前記ピストンを往復
   動するカムプレートを揺動可能に装着し、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
   第１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、又はク
   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、定常運転中の吐出圧領域の圧力と、加速途中
   の吐出圧領域の圧力との第２差圧が所定値以上になった
   とき、前記昇圧通路を開放あるいは放圧通路を閉鎖する
   ことにより前記第１差圧を増大して吐出容量を減少さ
   せ、加速終了後に前記第２差圧を所定値以下に復帰して
   吐出容量を増大す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】 請求項１において、前記差圧弁は昇圧通
   路の途中に配設され、定常運転中の吐出圧領域の圧力
   と、加速途中の吐出圧領域の圧力との第２差圧が所定値
   以上になったときに、昇圧通路を開放し、加速終了後に
   前記第２差圧を所定値以下に復帰して昇圧通路を閉鎖す
   るように構成されている可変容量圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記差圧弁は放圧通
   路の途中に配設され、定常運転中の吐出圧領域の圧力
   と、加速途中の吐出圧領域の圧力との第２差圧が所定値
   以上になったときに、放圧通路を閉鎖し、加速終了後に
   前記第２差圧を所定値以下に復帰して放圧通路を開放す
   るように構成されている可変容量圧縮機。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記差圧弁は収容室
   内に往復動可能に収容されたスプールと、該スプールの
   片面に定常運転中の吐出圧領域の圧力を絞り通路を介し
   て作用させるように前記収容室の片側に形成された第１
   感圧室と、スプールの他面に加速途中の吐出圧領域の圧
   力を作用させるように前記収容室の他側に形成された第
   ２感圧室と、加速状態において前記第２差圧が所定値を
   越えて前記スプールが作動された場合に、前記昇圧通路
   を開放又は放圧通路を閉鎖する開閉弁と、前記スプール
   を常には前記開閉弁が閉鎖又は開放される方向に付勢す
   る付勢手段とにより構成されている可変容量圧縮機。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記スプール、開閉
   弁及び付勢部材は前記シリンダブロックに形成した収容
   室及び弁室に形成されている可変容量圧縮機。
6. 【請求項６】 請求項４又は５において、前記絞り通路
   は前記スプールに対し前記第１感圧室と第２感圧室とを
   連通するように形成されている可変容量圧縮機。
7. 【請求項７】 請求項４、５、６のいずれか一つにおい
   て、前記開閉弁は前記スプールに連結した作動ロッドに
   より押動される弁体と、該弁体を常には昇圧通路の閉鎖
   位置又は放圧通路の開放位置に押圧する付勢部材とによ
   り形成されている可変容量圧縮機。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記弁体の付勢部材
   は、前記スプールを付勢する前記付勢部材を兼用するも
   のである可変容量圧縮機。
9. 【請求項９】 請求項１において、前記吐出圧領域とク
   ランク室とを連通する給気通路、又はクランク室と吸入
   圧領域とを連通する抽気通路のいずれか一方には、前記
   第１差圧を冷房負荷に応じて変更する容量制御弁が設け
   られている可変容量圧縮機。
10. 【請求項１０】 請求項９において、前記容量制御弁は
    前記給気通路の途中に配設され、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されてい
    る可変容量圧縮機。
11. 【請求項１１】 請求項９において、前記容量制御弁は
    前記抽気通路の途中に配設され、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されてい
    る可変容量圧縮機。