JPS60162087A - 容量制御型コンプレツサ装置 - Google Patents

容量制御型コンプレツサ装置

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JPS60162087A
JPS60162087A JP59016089A JP1608984A JPS60162087A JP S60162087 A JPS60162087 A JP S60162087A JP 59016089 A JP59016089 A JP 59016089A JP 1608984 A JP1608984 A JP 1608984A JP S60162087 A JPS60162087 A JP S60162087A
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signal
control
solenoid valve
compression
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JP59016089A
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English (en)
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Masaharu Hiraga
平賀　正治
Tamotsu Okohara
大小原　保
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Original Assignee
Sanden Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はクランク室内に配置した斜板の回転によってピ
ストンを往復動させるようにした斜板式コンプレ、すに
関し、特にその圧縮容量の制御に関するものである。
〔従来技術〕
従来の斜板式コンプレッサにおいて、圧縮容量を可変と
するために、斜板を傾斜角度が変化可能に設け、斜板の
傾斜角度を変えることにより、ピストンのストロークを
ゼロから最大重で変化できるようにしている。斜板の傾
斜角度を制御するため、クランク室と吸入室とを結ぶ連
通孔を設け。
この連通孔を開閉するための冷媒封入式のベローズで動
作する弁を設け、弁の開き計によるクランク室と吸入室
との間の圧力差で１・（板の傾斜色度が自動的に調整で
きるようになっている。
今、弁が全開していると、クランク室と吸入室との間に
は圧力差が無いので、ピストンに作用スる圧縮反力が斜
板に加わるだめ、斜板の傾斜角度は最大となり、ピスト
ンは最大ストロークとなる。
逆に弁が閉じていると、クランク室内圧力はブローパイ
ガスのため高くなり、ピストンに背圧が作用するため、
斜板の傾斜角は小さくなり、ビストンストロークはほと
んど零となる。
従って、上記ベローズ内の冷媒封入圧力を２例えば、冷
媒蒸発器の温度が０℃になったときの吸入室の圧力より
幾分高くしておけば、蒸発器の温度が０℃よりはるかに
高いとき、吸入側圧力はベローズ内圧より高く、従って
弁が開き、斜板の傾斜角が大となって圧縮容量は大とな
る。この状態で蒸発器の温度が０℃に近づくと、吸入圧
が低下すこの結果斜板の傾斜角は小さくなり圧縮容量は
最小となる。
上述のようなコンプレツサでは、コンプレツサの冷媒負
荷の変化に；芯じて自動的に圧縮容量を変化することが
できるが、そ７″Ｌは蒸発器の温度をベローズ内圧力（
でよって予め設定した温度に維持するような制御だけで
あって、他の条件に１．５じた容量制御は可能ではない
。
従って、上述１〜だ容量制御型の斜板式コンブレフすを
自動車の空調機の冷媒圧縮機として用い。
自動車上／ノンで駆動する場合９例えば追越加速時のよ
うに高い出力を得たい時や、エンノン冷却水温の異常上
昇時のように空調機のコンデンサからの熱放散を減少し
たい時に、コンプレ、すの圧縮容量を低くするといった
制御は不可能である。
〔発明の目的〕
本発明は２種々の条件に応じた容量制御信号を印加する
ことによって、所望の圧縮容量に調整可能な容量制御型
コンプレッサ装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、構造簡単で、しかも容量制御の信
頼性の高い容量制御型コンプレ、す装置を提供すること
を目的とする。
〔発明の構成〕
り 本発明１ｄクラン？室内如配置された斜板の回転によっ
てピストンを往復動させるようにした斜板式コンプレッ
サであって、上記斜板がその角度が可変に設けられてい
るとともに、上記クランク室と吸入室とを結ぶ連通孔と
該連通孔を開閉する電磁弁とが設けられ、該電磁弁の開
状態と閉状態のときの」；記クランク室と吸入室との間
の圧力差の相違によって上記斜板角度が変化して、圧縮
容量が変化するようにした容量可変型コンプレッサと。
上記電磁弁を駆動する電磁弁駆動回路と、一定の周波数
で・ぐルスを発生するデユーティ−北回変型の・ぐルス
発生器であって入力される圧縮容量指定信号に応じてデ
ー−ティー比の変化する・やルス信号を上記電磁弁駆動
回路の制御信号として出力する制御パルス発生回路とを
有する容量制御型コンプレッサ装置である。
なお、ここで、上記制御・ぐルス発生回路の一例を挙げ
れば、一定周波数の三角波を発生する三角波発生器と、
該三角波発生器の出力波と上記圧縮容量指定信号の電圧
値とを比較してこの圧縮容量指定信号に応じた幅のｉｅ
ルス信号を出力する比較器とで構成されている。
〔実施例〕
以下２本発明の実施例について２図面を参照して説明す
る。
まず、第１図を参照して２本発明に用いる容量可変型コ
ンプレッサの一実施例を説明する。
シリンダーケーシング１の一端にはシリンダーボア２ａ
が形成されたシリンダーブロック２が形成され、他端の
開口部には、中央部に主軸４を挿入するだめの貫通孔３
ａが穿設され、この貫通孔３ａＶｃＩ″ｉ、主軸４を回
転可能に支持するためのラジアルベアリング５が圧入さ
れたフロントハウシング３が配置、固着されている。
フロントハウシング３の貫通孔３ａの外端部には主軸４
を内包するように突出する主軸導出筒３ｂが設けられ、
主軸４と主軸導出筒３ｂの内壁によって形成される空間
をシール室６としてメカニカルンール７が配置されてい
る。またフロントハウシング３の内壁と７リンダーブロ
ツク２の一端而間には、クランク室１ａが形成され、ク
ランク室ｌａ内の主軸４の側端部には、ロータ８が嵌着
されている。
ロータ８は、主軸４の側端部に嵌着さル、一端部に腕部
８２を有する板体８１と、前記腕部８２の端部に回転可
能に支持され、主軸４０回転中心軸に刑して傾斜してい
る斜面部３０とによって構成されている。さらに斜面部
３０の端部には、板体８１に向って突起部３０１が設け
られており。
突起部３０１の端部にはかぎ形のストッパ部３０２が設
けられている。また板体８１には、突起部３０１に対応
してスライｌ’ａ８１１が穿設され。
スライド溝８１１の上端部にはかぎ形のスト、・ぐ部８
１２が設けられている。そして突起部３０１はスライダ
溝４３内に滑動可能に配置され、上ユ己のストア・ぞ部
３０２　、８１．２によって、突起部３０１の滑動範囲
が規定されることにより、上記斜面部３０の傾斜角が予
め定められた範囲で変化するようになっている。
次に２円環形状の揺動板９の内側にはボールベアリング
５０が圧入され、さらにこのゴールベアリング５０の内
側には一端部にフランツ６１を有するスリーブ６０が圧
入され、スリーブ６０の内部に主軸４が配置されるよう
に、上記の斜面部３０の中央部へスリーブ６０の他端部
がねじ込まれている。この時斜面部３０と揺動板９の間
には僅かな間隙が形成され、斜面部３０の外周付近にお
いて、斜面部３０及び揺動板９上にスラストレース２６
を配置し、とのスラストレース２６間にスラストニード
ルベアリング２５が挾持されている。なお、フロントハ
ウジング３の内壁面と板体８１間には同様にしてスラス
トレース２６が配置され、とのスラストレース２６間に
スラストニードルベアリング２５が挾持されている。
斜面部３０の一端面には板体８１に対向してワッンヤ３
５が設けられ、さらに揺動板９の一端面にもワッシャ３
５が設けられている。そして斜面部３０のワッシャ３５
と板体８１間及び揺動板９のワッシャ３５と主軸４上に
はめこまれたスナップリング３６間には主軸４に平行に
コイルバネ３４が装置されている。
主軸４の他方端は／リンダープロ、り２において、ラジ
アルベアリング３７で回転可能に支持され、さらに主軸
４の端面に配置されたスラストニードルベアリング３８
及び板バネ４ｏを介してアジャストスクリュー３９で回
転可能に支持されている。
さらに揺動板９の端部には、シリンダーケーシング１に
向って突起している耳軸４１が設けられ。
シリンダーケーシング１には、耳軸４１に対応してスラ
イダ溝４３が設けられ、耳軸４１は円筒スライダー４２
を介して滑動可能てスライダ溝４３内に配置されている
。
また、揺動板９面上にはピストン口、−１４の一端を回
転可能に支持し、ピストンロッドエ４の他端は、シリン
ダボア２ａ内に配置されているピストンＩ５に連結して
いる。
シリンダー）１′？ア２ａの一端面には流体を吸入する
ための吸入孔７１と流体を吐出するだめの吐出孔７２か
穿設され、吸入孔７１．吐出孔７２への流体の流通を制
御するように吸入弁及び吐出弁が連接されている弁板１
６をガスケット１７を介してシリンダーブロック２へ接
続し、隔壁１８ａを有するシリンダーへｙ、？１８によ
って吸入室１９及び吐出室２０が形成されるように、シ
リンダーへ、ド１８をガスケット２１を介して、弁板１
６の一端部に配置し、弁板１６及びシリンダーヘッド１
８をボルト２２によってシリンダーブロ、り２上に固定
し、シリンダーケーシング１を閉塞する。
さらに、吸入室１９とクランク室１ａは連通孔４５によ
って連通され、連通孔４５は電磁弁４４によって開閉制
御される。連通孔４５は、連通孔部４５１と、連通孔部
４５１よりもシリンダーケーシングＩ中の下側に穿設さ
れている連通孔部４５２及び連通孔部４５１．４５２を
連結する径方向の連結孔（図示せず）によって構成され
ている。連結孔には電磁弁４４の弁部４４１が挿入され
、電磁弁４４をオンオフさせることによって。
弁部４４１が連結孔内を滑動し、連通孔４５を実質的に
開閉制御する。なお、電磁弁４４はスナッ４４３によっ
て密着されているだめ、弁部４４１と連結孔とのスキ間
を通して流体が漏れることはない。
主軸４にエンジン等によって２回転運動を与えると、主
軸４に嵌合しているロータ８に回転運動が伝達され、さ
らにこの回転運動が傾斜面部に配置されている揺動板９
に伝達される。ところが。
揺動板９に取付けられている耳軸４１がスライダー溝４
３内を滑動することによって、ロータ８の回転方向て対
する揺動板９の運動は川面され、ロータ８によって揺動
板９に伝達された回転運動は。
斜面部３０の回転によって揺動運動に変換される。
揺動少９が揺動を行うと、揺動板９に連結したピストン
ロッ）＋１４を介してピストン１５が往復運動を行い、
吸入室１９から流体を取り込み、この流体を圧縮して、
吐出賽２０に吐出している。
電磁弁４４が開かれている状態では、連通孔４５によっ
て、吸入室１９とクランク室１ａが連通状態となってい
るので、吸入室１９とクランク室内の圧力は等しくなる
。この時、ロータ８の斜面部３０は、最大角度（主軸４
に対して直角の状態を基準とする。）となるように、コ
イル・ぐネ３４によって調整さ九ている。したがって、
ピストン１５は戦火のストロークとなる。（この時がい
わゆる通常の圧縮比となる。） 電磁弁４４が閉じている状態では、吸入室１９とクラン
ク室１ａを連通する連通孔４５が塞がれるため、ピスト
ン１５とシリンダーボア２ａの間から圧縮工程における
ブローパイガ゛スが、クランク室１ａにた捷り、クラン
ク室１ａの圧力は上昇する。したがって、斜面部３ｏの
傾斜角は徐々に小さくなり、ビストンストロークが小さ
くなる。
しかしながら、傾斜角が小さくなりすぎると、ピストン
１５の動きがほとんどなくなり、ついには流体の動きが
なくなり、かつ潤滑油の移動もストツプしてしまう。
よって前述の板体８１に設けられたスライド溝８１１の
ストッ・ぐ部８１２と斜面部３０て設けられた突起部３
０１のスト、・ぐ部３Ｑ２によって。
斜面部３０の傾斜角を一定の範囲に保っている。
なお、斜面部３ｏの最小角度は、最大角度のときの圧縮
率の１０〜２０％となるように決められる。
次に、第２図から第５図を参照して、上述の可変容量型
コンプレッサの容量を制御するだめの制御部について説
明する。
今、第１図の可変容量型コンプレッサめ電磁弁４４に、
第２図に示すような波形の一定周期で繰で連通孔４５を
開閉する。ここで１・ぐルスの・ぐルストをｔｉ　ｌパ
ルス間隔をｔ２とすると、ある時間内に連通孔４５が開
いている割合（以下これをデー−ティレシオＤＲと呼ぶ
）は９次式（１）で与えられる。
１゜ ＤＲ＝□　・・・・・・・（１） ｔ、＋ｔ２ ＤＲ＝Ｏ即ち、ｊ、＝＝Ｑのとき、即ちノクルス電流が
電磁弁４４に印加されていないとき、連通孔４５は全く
閉じた状態である。この時、ピストン１５は最大ストロ
ークで動作する。即ち、最大の圧縮容量が得られる。一
方ｐ　ＤＲ＝１即ち、１２＝００とき、即ち、電磁弁４
４に電流が流れ続けるとき、連通孔４５は全開である。
このとき、ピストンは最小のストロークで動作する。即
ち、最小の圧縮容量となる。ＤＲは・ぐルス幅１＋ト・
ｅ　ルス間隔ｔ２を変化させることにより、０がら１の
任意の値をとることができるから、電磁弁４４へ印加す
る・やルス電流のデユーティレシオ（（１）式と同じ式
で表わされる）を制御するととてよって、連通孔４５の
時間平均での開き計を任意の値に制御できる。このこと
は、ビストンストロークを最大と最小の間で任意に変化
できることを意味する。
第３図は上記の原理に従って、実際に容量制御を行う制
御部の一実施例の回路構成を示すブロック図である。
第３図を参照して、比較器７３は、入力さＪする圧縮容
量指定信号Ｖ　を三角波発掘器７４の出力三角波Ｖｂと
を比較して、容量指定信号に応じた・ぐルス幅の・ぐル
ス信号を出力する回路である。比較器７３の出力・ぐル
スは電磁弁駆動回路７５へ印加され、電磁弁駆動回路７
５は比較器７３の出力・にルス信号に応じた。駆動用・
ぐルス電流を電磁弁４４へ印加する。
第４図を参照して、三角波発振器７４から、第４図（ａ
）に実線で示されるような三角波■、が出力されており
、比較器７３へ印加される圧縮容量指定信号ｖａが同じ
く第４図（ａ）に実線で示される電圧信号であった場合
、比較器７３の出力には、第４図（ｂ）に示きれるよう
なパルス信号が出力される。三角波の周期をＴとし、比
較器７３から出力される・ぐルスの幅をｔｌ　とすると
、デユーティレシオは。
ｔ　、　／　Ｔで表わされる。このパルスは電磁弁駆動
回路７５に与えられ、電磁弁駆動回路７５から電磁弁４
４へ印加される駆動電流を同じ・ぐルス波形となるよう
に制御する。従って連通孔４５は。
ｏＲ＝ｔ＋／Ｔで開放されることになる。
次に圧縮容量指定信号がＶａから第４図（ａ）に一点鎖
線で示す高い電圧信号Ｖ′に変化すると、比較器７３の
出カッＰルスは第４図（ｂ）に二点鎖線で示すように、
パルス幅の狭い（ｔ、’）・ぐルス波形となり。
従ってそのデー−ティレシオはｔ、’／Ｔとなる。ここ
で、ｔ、）ｔ、’であるから、連通孔４５の時間平均に
おける開き量は小さくなる。
従って、比較器７３へ所要の圧゛線容量に対応した信号
ン・入力するだけで、圧縮容量を任意に制御するこ店が
できる。
再び第３図に戻って、上述の容量制御型コン７゜レッサ
装置を自動車の空調器のコンプレッサに用いて温度制御
する場合の例について説明する。
温度制御のだめの２種々のセンサ、例えば内気（′晶セ
ンサ７６、外気温センサ７７、吸入圧力センサ７８の検
出出力がマイクロコンピュータ７９へ入力するようにな
し、かつ温度設定スイッチ９１の設定温度情報もマイク
ロコンピュータ７９へ入力されるようにしておく。マイ
クロコンヒユータフ９（寸、予め設定さ、ｈ、たノログ
ラムに従って、上記の三つのセンサ７６〜７８からの検
出信号と。
温度設定スイッチ９１からの設定情報から、所要の圧縮
容量を算出し、そｈｉで応じた電圧信号を出力する。こ
の電圧信号を比較器７３へ圧縮容量指定信号として入力
させることによって２圧縮容量を制御して温度制御を行
なうことができる。この場合の温度制御は、従来の自動
車用空調機における温度制御のように電磁クラッチの断
接動作を必要としないという利点がある。
また、急加速時あるいは、エンジンがオーバーヒートし
た場合、エンノン負荷を軽減するだめに。
自動車のアクセル被ダルの踏み込みを検出するア） クセルスイッ＋９２や、エンノンのオーバーヒートを検
出するスイッチ９３を設け、その検出信号で圧縮容量最
小（あるいはＯ）を示す電圧信号を得、これを、比較器
７３へ圧縮容量指定信号として入力するようにしておけ
ば、急加速時やオーバーヒートの場合、エンノン負荷を
軽減することができる； 〔発明の効果〕 上記から明かなように１本発明（でよれば、圧縮容量゛
を指定するポ圧信弓を印加するだけで、所要の圧縮容量
を得ることのできる容量制御型コンク。
し、す装置が得られる。それ酸１種々の条件や要求に応
じて、容易に圧縮容量を制御できるので。
空調機、特に自動車用の空調装置の温度制御−やエンノ
ン負荷の制御を容易に行なうことを可能にするという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による揺動式コンプレ、すの断面図、第
２図は揺動式コンプレッサて用いられている電磁弁へ入
力される・？ルス波形図、第３図は本発明による浮動式
コンプレ、すに用いられている電磁弁を制御するための
・ぐルス信号を生成するためのブロック図、第４図は第
３図によって生成されるノクルス信号及びノＰルス信号
を生成するための基準′成圧、しきい値電圧を示す波形
図である。 １・・・シリンダーケーシング、２・ンリングーブロッ
ク、３・・フロントハウノ／グ、４・・・主軸、５・・
・ラソアルベアリング、６・・・シール室、７・・メカ
ニカルノール、８・・・ロータ、９・・・揺動板、Ｉ４
・・・ピストンロッド、１５−ピストン、１６・・・弁
板。 １８・・・／リングーヘッド、１９・・吸入室、２０・
・吐出室、４４・・・電磁弁、４５・・・連通孔、７１
・・・吸入孔、７２・・・吐出孔、７３・・・比較器、
７４・・・三角波発振器、７５・・・電磁弁、駆動回路
。 代理人（７１２７）　ｊ：　、’１７１　にｌ　Ｌ：、
洋介手続補正書 １　事件の表示 昭和５９年特許願第１６０８９号 ２、発明の名称 ろ　補正をする者 事件との関係　特許出願人 電話（０２７０）　２４−１２１１ 名称　（１８４）サンデン株式会社 ４　補正命令の日付 自　発 ５　補正の対象 明細書（発明の詳細な説明の欄） ６　補正の内容 明細書の第１４頁第１２行目の「最大ストロークで動作
する。即ち、最大の」を「最小ストロークで動作する。 即ち、最小の」に補正するとともに、同頁第１６行目の
「最小のストロークで動作する。即ち、最小の」を１最
犬のストロークで動作する。即ち、最大の」と補正する
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 】　クランク室内に配置ｔされた斜板の回転によってビ
    スｉ・ンを往復動させるようにした斜板式コンプレ、す
    であって、上記斜板がその角度が可変に設けられている
    とともに、上記クランク室と吸入室とを結ぶ連通孔と該
    連通孔を開閉する電磁弁とが設けられ、該電磁弁の開状
    態と閉状態のときの上記クランク室と吸入室との間の圧
    力差の相違によって上記斜板角度が変化して圧縮容量が
    変化するようにした容量可変型コンプレッサと、上記電
    磁弁を駆動する電磁弁駆動回路と、一定の周波数でパル
    スを発生するデユーティ−北回変型の・ぐルス発生器で
    あって入力される圧縮容量指定信号に応じてデユーティ
    −比の変化する・ぐルス信号を上記電磁弁駆動回路の制
    御信号として出力する制御・ぐルス発生回路とを有する
    容量制御型コンプレッサ装置。 ２、特許請求の範囲第１項の容量制御型コンプレ、す装
    置において、上記制御・ぞルス発生回路は。 一定周波数の三角波を発生する三角波発生器と。 該三角波発生器の出力波と上記圧縮容量指定信号の電圧
    値とを比較して該圧縮容量指定信号に応じた幅の・ぐル
    ス直号を出力する比較器とで構成されていることを特徴
    とする容量制御型コンプレッサ装置。
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