JPS61197775A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

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】 発明の目的 （産業上の利用分野） ・　　　　この発明は車両空調用等に使用される可変容
量圧縮機に係り、特に、吸入室と吐出室とクランク室と
を備え、吸入圧力とクランク室圧力との差圧に応じて揺
動傾斜板の傾斜角が変化して、圧縮容量を制御するよう
にした角度可変揺動傾斜板型の圧縮機に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来この種の可変容量圧縮機とし、では、例えば。

特開昭５８−１５８３８２号公報に示すような構成のも
のが知られている。この圧縮機においては、吸入室内に
吸入圧力を検出するためのベローズが設けられ、冷房負
荷の低下あるいは高速回転に伴い吸入圧力が設定圧力ま
で低下したとき、その吸入圧力と大気圧とのバランス変
動に伴うベローズの伸長により弁機構が作動されて、ク
ランク室と吸入室との間の連通路が閉鎖されるとともに
、吐出室とクランク室との間の連通路が開放され、クラ
ンク室圧力が高められてそのクランク室圧力と吸入圧力
との差圧が増大して、ピストンのストロークが減少し、
ピストンを往復動させφための揺動傾斜板の傾斜角が小
さくなって吸入圧力の設定圧力を越える低下を防ぐと同
時に容量ダウンを行うようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、この従来の可変容量圧縮機においては、ベロ
ーズにより吸入圧力の変化を検出して弁機構を開閉動作
させるようになっているので、前述した冷房負荷の低下
あるいは高速回転により吸入圧力が低下した場合のほか
に、例えば急激な加速に伴つ、て吸入圧力が７時的に低
下した場合においても、べＯ−ズが敏感に作用して弁機
構を作動させることになり、この急加速時にはクランク
室圧力を高めなくても、吸入圧力の低下のみでピストン
のストロークが自動的に減少するものであるにもかかわ
らず、前記弁機構の作動に伴いクランク室圧力が過剰に
高められる。そのために、急加速を中止して回転数が低
下した場合、次のような問題があった。すなわち、可変
容量圧縮機には圧縮室からクランク室へのブローバイガ
スを吸入室へ還元するための通路が設けられているが、
この通路はクランク室と吸入室との差圧に基づいてクラ
ンク室のガスが吸入室へ流量するため急加速動□ 袴に基づいてビストンストロークが小さくなり、容量ダ
ウンされていることから吸入圧力も高くなっており、両
室の差圧は小さく過剰に高められた□クランク室の圧力
が徐々にしが低下せず、又、容量不足により吸入室の圧
力が１昇し、従ってピストンのストロークが減少したま
まの状態で小容量運転が続行されて、急冷房（クールダ
ウン）特性□が悪化するという問題があった。

又、前記従来の可変容量圧縮機では、吸入圧力の変化に
応じて、吸入系の冷媒ガスの温度とは無関係に弁機構を
開閉動作させるものであるため、冷媒ガスが不足ぎみの
場合、あるいは冷房回路に設けられた膨張弁の設定間違
い等により、゛スーパーヒートが高くなった場合におい
て、圧縮容量の調節を行うことができないという問題も
あった。

発明の構成 （問題点を解決Ｊるための手段） この発明は前記のような問題点に着目してなされたもの
であって、吸入室と吐出室とクランク室とを備え、吸入
圧力とクランク室圧力との差圧に応じて揺動傾斜板の傾
斜角が変化して、圧縮容量を制御するようにした可変容
量圧縮機において、前記吐出室とクランク室とを連通ず
る第１連通路と、前記クランク室と吸入室とを連通し常
時開通状態にある第２Ｎ！通路と、前記第１連通路を開
閉するだめの開閉弁と、吐出室から吸入室に至る冷房回
′路にお（プる蒸発器から圧縮機の吸入室に至る吸入系
回路部分にあって、そこの吸入温度を検出する温度検出
手段と、内部を、その温度検出手段と連通して該手麺の
検出温度に基づいて圧力変動するガス圧を封入する第１
圧力空間と常時大気に連”通ずる第２圧力空間とに区画
し、かつ第１圧力空間の圧力変動に対応して作動するダ
イＡ７フラム及びそのダイヤフラムの作動に連動して前
記開閉弁を作動させる連結杆とより構成された作動機構
とを設けている。

（作用）　　　　− 従って、この発明の圧縮機においては、急加速時に吸入
圧ノコが一時的に低下しても、冷媒ガスに急激な温度変
化が生じないため、開閉弁は第１連通路を閉じたままの
状態に維持され、冷房負荷の低下等により冷房回路の吸
入系におけるガス温度が下がって所定値以下になった場
合にのみ、温度検出手段の検出動作に基づき作動Ｉａ構
を介して開閉弁が開放され、吐出室から第１連通路を介
してクランク室に高圧の吐出ガスが流入して、クランク
室圧力が高められる。それにより、クランク室圧力と吸
入圧力との差圧が増大して、ピストンのストロークが減
少して揺動傾斜板の傾斜角が小さくなり、圧縮容量が小
さくなる。

（第１実施例） 以下、この発明を具体化した第１実施例の構成を第１〜
３図に従って詳細に説明する。

ざて、この実施例は車両用空調装置に使用される角疫再
変揺動傾斜板型の可変容量圧縮機に具体化したものであ
って、第１図に示Ｊようにシリンダブロック１の左端面
には弁板２を介してり１２ハウジング３が接合固定され
ている。そのリヤハウジング３内の外周部には環状の吸
入室４が区画形成され、吸入口５を介して後述する外部
冷房回路に接続されている。又、前記リャハ「クリング
３内の中央部には吐出室６が区画形成され、吐出ロアを
介して外部冷房回路に接続されている。前記シリンダブ
ロック１の右端面にはフロントハウジング８が接合固定
され、その内部にはクランク室９が形成されている。ク
ランク室９内の中心においてシリンダブロック１とフロ
ントハウジング８との間には駆動軸１０が一対の軸受１
１を介して回転可能に支持され、図示しないエンジン等
の動ツノに基づきベルト、プーリ及び電磁クラッチ等を
介して回転されるようになっている。

前記駆動軸１０と平行に延びるように、シリンダブロッ
ク１にはその両端間を貫通して５個（第１図には１個の
みを示す）のシリンダ室１２が形成され、駆動軸１０の
軸線を中心とした同一円周上で等間隔をおいて配置され
ている。各シリンダ室１２内にはピストン１３が往復摺
動可能に装着され、その右端面にはピストンロッド１４
が球面継手１５を介して連結されている。前記各シリン
ダ室１２に対応して弁板２には、吸入室４がらシリンダ
室１２の圧縮室内に冷媒ガスを導入するための導入口１
６がそれぞれ形成され、それらの導入口１６には吸入弁
１７が対応配置されている。

又、各クランク室１２に対応して弁板２には、シリンダ
室１２の圧縮室内で圧縮された冷媒ガスを吐出室６に導
出するための導出口１８がそれぞれ形成され、それらの
導出口１８には吐出弁１９及び介挿え２０が対向配置さ
れている。

前記クランク室１２内において駆動軸１０の周りには回
転駆動体２１が傾動回転可能に配設され、駆動軸１０上
に突設された駆動ピン２２に対し傾斜案内溝２３に貫通
する連結ピン２４を介して傾動可能に連結されている。

回転駆動体２１には揺動傾斜板２５が相対回転可能に支
持され、シリンダブロック１とフロントハウジング８と
の間に架設された案内ロッド２６により球面案内体２７
等を介して回転が規制されている。又、揺動傾斜板２５
には前記各ピストンロッド１４の右端部が球ｌＮ７継手
２８を介してそれぞれ連結され、駆動ｌ１ｌＩｌ１１０
の回転に伴い駆動ピン２２及び連結ピン２４を介して回
転駆動体２１が回転されて、揺動傾斜板２５が傾動され
たとき、ピストンロッド１４を介してビス１〜ン１３が
往復動されるようになっている。そして、吸入室４の吸
入圧力とクランク室９のクランク室圧力との差圧に応じ
てビストンストロークが変わって前記揺動傾斜板２５の
傾斜角が変化し、圧縮容量が制御されるようになってい
る。

前記吐出室６とクランク室９とを連通するように両案６
，９間には第１連通路３１が設【プられ、この通路３１
は具体的には、リヤハウジング３に形成された横方向に
延びる通路３２と、その通路３２に連通してり＼フハウ
ジング３に形成された斜状に延びる通路３３と、弁板２
及びシリンダブ０ツク１に形成された横方向に延びる通
路３４とから構成されている。第１連−路３１６入ロ部
（吐出室側）にはその第１連通路３１を開閉するための
開閉弁３５（具体的には球状弁体）が設けられ、航記横
方向通路３２の一端（吐出室６側）開口部に形成された
弁座３６と接離可能に対応配置され、通常時はバネ３８
によって弁座３６と当接する方向に付勢されている。

リヤハウジング３の外壁には前記横方向通路３２の他端
（開閉弁３５側と相反する側）を開鎖する蓋部材４０が
シール４１，４２を介してねじ４３により取着され、そ
の内部には後述する温度検出手段の接続管６２と連通ず
る圧力伝達通路４４が形成されている。蓋部材４０には
、後述する温度検出手段の検出湿度に基づいて前記ｒＭ
ＦＲ弁３５を開閉作動させるための作動機構４５が装着
されており、この作動機構４５は、２個の外殻２９゜３
０と、それによって挟着される夛イヤフうム４６と、ダ
イヤフラム４６と一体結合した作動杆４９とより構成さ
れている。前記ダイヤフラム４６は、前記外殻２９．３
０にて挟着されることによって両外殻２９．３０内は第
１圧力空間４７及び第２圧力空間４８に区画されている
。またダイヤフラム４６の中央部には、各部材４０に形
成されたＲ通孔３７及び前記横方向通路３２を経て先端
が匍記＃ｉ弁３５と当接する連結杆４９が突設され、こ
の連結杆は、□該孔３７及び通路３２内を摺動可能であ
るが、第１圧力空ＩＦＪ４７と該通路３２とはシール５
０によって連通が遮断されている。

また横方向通路３２は連結杆４９を挿嵌すること己よっ
て通路断面積が小さくなり、ここで吐出ガスのクランク
室９への流動に対し絞り作用を行わしめる。前記第１圧
力空間４７は蓋部材４０に形成された前記圧力伝達通路
４４の一端に連通され後述する温度検出手段の冷媒ガス
が充填されるとともに、第２圧力空間４８は大気に連通
されており、第１圧力空間４７あ冷媒ガス圧力と開閉弁
３５を押圧するバネ３８の付勢力の和が第２圧力空間４
８の大気圧力とダイヤフラム４６自身にも有したばね力
もしくはバネ６６によりダイヤフラム４６に付与された
バネ力の和と等しいかそれよりも高いときには、第１図
に示すよう５連結杆４９り光輝は開閉弁３５への押圧力
を層中、バネ３日によって開閉弁３５を弁座３６と密接
状態に維持させそおり、第１圧力空間４７の圧力が第２
圧力空間４８の圧力よりも低くなったと門には、餉３図
に書すようにダイヤフラム４６Ｓ１１圧力空間イア側へ
付勢されて連結杆４９を外して開閉弁３−５を弁座３６
から隔離するようにならでいる。

又、前記クランク室９と吸入室４とを毎時連通するよう
に両室９，４間には第２連通路５１が設けられ、シリン
ダブロック１の前端面に形成された通路５２と、前記軸
受１１内の軸受間隙と、シリンダブロック１の中心に形
成されん前記駆動軸１０用の軸受孔５３と、シリンダブ
ロック１の左端面笈び弁板２に形成された通路５４とよ
り構成されている。なお、第２連通路５１はシリンダブ
ロック１の中実部と弁板とを一直線で結ぶ通路を形成す
るものであってもよい。そして、圧縮機の運転中に、シ
リンダ室１２の圧縮室□内からそのシリンダ室１２の内
周面とピストン１３の外周面との間の細隙を介してクラ
ンク室９内にブローバイされる冷媒ガスが、そのクラン
ク室９から前記第２連通路５１を介して吸入室４内に還
元さ、れて□、クランク室圧力の上昇達−制されるよう
になっている― 一方、第２図は前記圧縮機の吐出室６と吸入室４との間
に接続される冷房回路の一例を示すものであって、その
回路内には冷媒ガスの流れに沿らて、凝縮Ｉ！Ｉ５５、
受液器５６及び蒸発Ｍ５７が接続されている。蒸発器５
７と受液器５６との間の管路にｉオリフィスチューブ５
８が接続されるとともに、蒸発器５７の出口と圧縮機の
吸入室４に形成された吸入口５との間に位置する吸入系
Ｓの管路部分５９には圧縮機内での液圧縮作用防止のた
めの蓄圧器６０が接続されている。

前記蓄圧器６０の表面には内部に例えば冷媒ガス（液体
ワックスでも可）″を封入してなる感湿体６１が接触配
置され、感湿体６１より延在する接続管６２を介して前
記圧力伝達通路４４の他端に接続されている。なお、感
温体６１、蓄圧器６０、接続管６２の露出面は断熱材を
被覆することによって外気温の影響を受けるのを阻止し
ている。この実施例においては感温体６１及びそれに連
続する接続管６２の双方にわたって封入される冷媒ガス
にて温度検出手段が構成され、蓄圧器６０の表面温度に
より吸入ガスの温度を間接的に検出して、その検出ｍｌ
が所定値以下になったとき、内部に封入されている冷媒
ガスの体積減少に基づき前記作動機構４５の第１圧力空
間４７の圧力を第２圧力空間４８の圧力よりも低下させ
、第３図に示すようにダイヤフラム４６及び連結杆４９
を介して開閉弁３５を開放させるようになっている。

次に、前記のように構成された可変容置圧縮機について
作用を説明する。

さて、この圧縮機の停止時には、感温体６１は所定値（
例えば２℃）以上の温度を検出していることから作動機
構４５の両圧力空間４７と４８とに圧力差がほとんどな
く第１図に示すように開閉弁３５が弁座３６に当接して
第１連通路３１が閉成された状態にある。この状態でエ
ンジン等の動力により駆動軸１０が回転されると、駆動
ビン２２及び連結ビン２４を介して回転駆動体２１が回
転され、１１動傾斜板２５が回転規制状態で傾動される
。それにより、ピストンロッド１４を介して各ピストン
１３が往復動され、吸入室４から導入口１６を介してシ
リンダ室１２の圧縮室内に吸入される冷媒ガスがその圧
縮室内で圧縮された後、導出０１８を介して吐出室６内
に圧送される。

この圧縮機の運転時において、冷房しようとする車両室
内の温度が高くて冷房負荷が大きい場合には、冷房回路
の吸入系Ｓにおける吸入ガスの圧力が高くてガス温度が
所定値以上になっており、感温体６１内の冷媒ガスは膨
張し、接続管６２．圧力伝達通路４４内のガス圧が高く
作動機構４５内の第１圧力空間４７の圧力が第２圧力空
間４８の圧力よりも轟くで、開閉弁３５は第１連通路３
１を閉鎖したままの状態に維持されている。一方、この
圧縮機の運転中においては、クランク室１２の圧縮室か
らそのシリンダ室１２の内周面とピストン１３の外周面
との間の細隙を介してクランク空圧力に冷媒ガスがブロ
ーバイされるが、これはクランク室９から第２連通路５
１を介して吸入室４内に還元されてクランク空圧力の上
昇が抑制される。従って、クランク室圧力が吸入圧力よ
りも若干高くて、その差圧が所定位置よりも小さい状態
に保たれ、揺動傾斜板２５の傾斜角の大きい状態でピス
トン１３が最大ストロークにて往復動されて、全圧縮容
量の運転が行われる。

このように圧縮機の運転が行われ、車両室内の温度が低
下して冷房負荷が小さくなると、冷房回路の吸入系Ｓに
おける吸入ガスの圧力が下がりガス温度が低下する。そ
して、このガス温度が所定値以下（例えば１．８℃）に
なったとき、感湿体６１内の冷媒ガスの凝縮作用による
体積減少に基づき作動機構４５内の第１圧力空間４７の
圧力が第２圧力空間４８の圧力よりも低くなり、第３図
に示すようにダイヤフラム４６を屈曲させ、連結杆４９
を介して開閉弁３５が弁座３６から離間移動されて、第
１連通路３１が開放される。それにより、吐出室６から
第１連通路３１を介してクランク室９に吐出ガスが流入
し、クランク空圧力が高められて、そのクランク室圧々
と吸入圧力との差圧が増大する。そして、その差圧が所
定値を越えたとき、ピストン１３のストロークが減少さ
れ、揺動傾斜板２５の傾斜角が小さくなって小圧縮容足
の運転に移行される。

このとき、吐出室６から第１連通路３１を介してクラン
ク室９に流入するガスは、第１連通路３１の横力内通路
３２と連結杆４９との間の細隙にて絞られるため、クラ
ンク室９の圧力が急激に高められることはなく徐々に上
昇される。そして、その後、車両室内の温度が高くなり
、冷房回路の吸入系Ｓにおける吸入ガスの圧力が上界し
、ガス温度が所定値以上になったとき、感温体６１内の
冷媒ガスの体積増加に基づき作動機構４５内の第１圧力
空間４７の圧力が第２圧力空間４８の圧力よりも高くな
り、第１図に示すようにダイヤフラム４６が元位置に復
帰するとともに連結杆４９を介して開閉弁３５が弁座３
６に当接されて第１連通路３１が閉成され、吐出至６か
ら第１連通路３１を通ってクランク室９に至るガスの流
れが遮断される。このように、冷房回路の吸入系Ｓにお
ける蓄圧器６０の表面で検出されるガス温度の変化に塁
づぎダイヤフラム４６を介して開閉弁３５の開閉が繰返
し行われ、クランク室９の圧力が昇降されて圧縮容量が
制′ｇＪされる。従って、この圧縮機においては温度検
出手段が吐出ガス温度、圧縮機本体から発熱する温度等
の外部要因の影響を受（プ難くい吸入系Ｓのガス温度に
Ｊ、り開閉弁３１を（′［動するので、圧縮容量の制御
を的確に行うことが（゛きる。

又、定常運転中において、エンジン等が急激に加速され
て、駆動軸１０の回転数が急上昇した場合には、吸入圧
力が急激に低下してクランク室圧力と吸入圧ツノとの差
圧が増大し、ピストン１３のストロークが減少して圧縮
容量がダウンされる。

このとき、冷房回路の吸入系Ｓにおけるガスに急ｉ１１
へ温度変化が生じないため、感温体６１は反応ゼず開閉
弁３５は第１図に承りように第１連通路３１を閉鎖した
ままの状態に維持され、クランク室９の圧力が過剰に高
められることはない。その後、エンジン等の急加速が中
止されて駆動軸１０の回転数が下った場合には、吸入圧
力の上昇に伴い前記差圧が減少してピストン１３のスト
ロークが増大し未圧縮容量がアップされる。

（その他の実施例） 次に、第４，５図に承りその他の実施例について説明づ
る。

Ｊ：　ｆ、第４図に示ず実施例では感温体６１が蓄圧器
６０の内部に配設され、その蓄圧器６０内のガス湿度を
直接検出するようになっている。従って、この実施例で
は外部の温度影響を受けることなく飽和状態の吸入湿度
を正確に検出して、容量制御を精度よく行うことができ
る。

又、？！５図に承り実施例では、第２図に示す実施例の
オリフィスチ１ユーブ５８及び蓄圧器６０に代えて膨張
弁６４が設（プられ、吸入系Ｓの管路５９の表面に接触
配置された感温体６５の温度検出指令に基づいて、蒸発
器５７への冷媒ガスの送り量が制御されるようになって
いる。そして、この実施例では温度検出手段としての感
温体６１が前記感温体６５に近接して吸入系Ｓにおける
管路５９の表面に接触配置され、その管路５９の表面温
度にてガス温度を検出するようになっている。

なお、この発明は前述した各実施例のほかに、例えば湿
度検出手段としてサーモスタットを設けるとともに、開
閉弁及び作動部材として電磁弁を設しプる等、この発明
の趣旨から逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更し
て具体化することも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は急加速時にクランク室
の圧力が過剰に高められることがなく、急加速を行った
後の冷房特性の悪化を防止することができ、しかも定常
運転に際しては、冷房負荷の変動に伴いクランク室圧力
を増減させて、圧縮容量を確実に変更制御することがで
きる。

ざらに、この発明では、冷房回路における蒸発器から圧
縮機の吸入室までの吸入系の温度を検出し、その検出温
ａに応じて圧縮容量を制御するようになっているため、
吐出ガス湿度等の外部要因の影響を受けることなく、吸
入系のガス温度を正確に検出して、圧縮容♀の制御を的
確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した第１実施例を示す圧縮機
の縦断面図、第２図はその圧縮機で接続される冷房回路
の一例を示す回路図、第３図は第１図の開閉弁が開放さ
れた状態を示づ部分断面図、第４図及び第５図は冷房回
路の別の実施例を示す回路図である。 ４・・・吸入系、６・・・吐出至、９・・・クランク室
、２５・・・揺動傾斜板、３１・・・第１連通路、３５
・・・開閉弁、４６・・・作動部材してのダイヤフラム
、５７・・・蒸発器、５つ・・・管路、６０・・・蓄圧
器、６１・・・温度　　　二検出手段としての感温体。 特許出願人　　　株式会社豊田自動織機製作所代　理　
人　　　弁理士　　恩１）博宣第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　吸入室と吐出室とクランク室とを備え、吸入圧力
   とクランク室圧力との差圧に応じて揺動傾斜板の傾斜角
   が変化して、圧縮容量を制御するようにした可変容量圧
   縮機において、 前記吐出室とクランク室とを連通する第１連通路と、 前記クランク室と吸入室とを連通し常時開通状態にある
   第２連通路と、 前記第１連通路を開閉するための開閉弁と、吐出室から
   吸入室に至る冷房回路における蒸発器から圧縮機の吸入
   室に至る吸入系回路部分にあって、そこの吸入温度を検
   出する温度検出手段と、内部を、その温度検出手段と連
   通して該手段の検出温度に基づいて圧力変動するガス圧
   を封入する第１圧力空間と常時大気に連通する第２圧力
   空間とに区画し、かつ第１圧力空間の圧力変動に対応し
   て作動するダイヤフラム及びそのダイヤフラムの作動に
   連動して前記開閉弁を作動させる連結杆とより構成され
   た作動機構と よりなることを特徴とする可変容量圧縮機。
2. ２．　前記温度検出手段は内部に冷媒ガスを封入した感
   温体により構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の可変容量圧縮機。
3. ３．　前記湿度検出手段は冷房回路の吸入系に設けられ
   た蓄圧器の表面に接触配置され、その蓄圧器の表面温度
   を検出するようになつていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の可変容量圧縮機。
4. ４．　前記温度検出手段は冷房回路の吸入系に設けられ
   た蓄圧器の内部に配設され、その蓄圧器内のガス温度を
   検出するようになつていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の可変容量圧縮機。
5. ５．　前記温度検出手段は冷房回路における吸入系の管
   路の表面に接触配置され、その管路の表面温度を検出す
   るようになつていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の可変容量圧縮機。