JPS61286591A

JPS61286591A - 可変容量圧縮機

Info

Publication number: JPS61286591A
Application number: JP60129362A
Authority: JP
Inventors: Masaki Oota; 雅樹太田; Kenji Takenaka; 健二竹中
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-17

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
係わり、さらに詳しくは吸入室と吐出室及びクランク室
とを備え、クランク室圧力と吸入圧力との差圧に応じて
ピストンのストロークが変更され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
傾斜板型の可変容量圧縮機に関するものである。

（従来の技術）本願出願人は、最近、この可変容量圧縮機として、吐出
室とクランク室とを連通ずる給気道路に開閉弁を配設し
、クランク室と吸入室とを開度一定の抽気通路により常
時連通し、クランク室の圧力が設定圧力以下になったと
き、その圧力に応答して前記開閉弁を作動させて前記給
気通路を開放し、反対に設定圧力以上になったとき、前
記給気通路を閉鎖し、クランク室の圧力を一定にするよ
うにしたものを提案している。（特願昭６０−５６４２
２号）（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、前記
抽気通路が常に同じ開度（絞り量）であるため、次のよ
うな新たな問題が生じた。すなわち、例えば下り坂等に
てエンジンブレーキを作動させたり、高速道路からパー
キングエリヤへ入る特等急減速を行った時、あるいは急
加速完了後定速に復帰する時等において、吸入室の圧力
が急激に上昇し、クランク室の設定圧力以上となって両
氏力との差圧が急激に変化した場合、抽気通路の開度が
一定であるため、吸入室の圧力上昇に伴いクランク室の
圧力も徐々に上昇してゆき、この結果クランク室の圧力
を一定に保持できないばかりでな（、高い圧力レベルで
クランク室と吸入室との差圧が変動（小さくなる）して
ピストンのストロークが小さくなり、冷房能力を必要と
するときに小容量運転になるという問題があった。

又、この小容量運転状態においては、潤滑油量が少なく
圧縮室からクランク室ヘブローバイされるガスの量が多
くなるので、クランク室の圧力が高くなる。ところが、
このクランク室の圧力は抽気通路の開度が一定でるため
、吸入室へ還元されるガスによる減圧作用が緩慢となる
。従って、エンジンブレーキを解除して圧縮機が定速回
転に復帰し、吸入圧力が低下しても、クランク室圧力が
設定圧力まで低下するのに時間がかかり、それだけ前記
全容量運転への移行が遅れるという問題がある。

発明の構成（問題点を解決するための手段）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、吸入室と吐出室及びクランク室とを備え、ク
ランク室圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストンスト
ロークが変更され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可変
容量圧縮機において、吐出室とクランク室とを連通ずる
給気通路と、前記クランク室と吸入室とを連通ずる抽気
通路とを設け、前記給気通路には第１開閉弁を、前記抽
気通路には第２開閉弁をそれぞれ設けるとともにその両
弁を、クランク室圧力の変化に感応して作動する弁制御
機構にてクランク室の圧力が設定圧力以下になったとき
、前記第１開閉弁を開き、第２開閉弁の開度を小さくし
、反対にクランク室の圧力が設定圧力以上になったとき
、前記第１開閉弁を閉じ、第２開閉弁の開度を大きくす
る方向に作動制御可能とするという手段を採用している
。

（作用）従って、この発明においては、クランク室の圧力が設定
圧力以下になったとき、弁制御機構により第１開閉弁が
開かれて吐出室から高圧のガスが給気通路を経てクラン
ク室へ導かれ、同クランク室の圧力が上昇するとともに
、第２開閉弁の開度が小さくなって、クランク室の圧力
上昇が速まる。

反対にクランク室の圧力が設定圧力以上になったとき、
弁制御機構により第１開閉弁が閉じられて、吐出室から
クランク室への高圧のガスの供給が停止されるとともに
、第２開閉弁の開度が大きくなって、クランク室から吸
入室へ還元されるガス量が多くなり、クランク室圧力の
設定圧力への復帰が迅速に行われる。このようにして、
クランク室の圧力は設定圧力に精度よく保持される。

又、第２開閉弁の開度が大きく、かつ、圧縮機の全容量
運転中において、例えばエンジンブレーキが作動されて
、急激に吸入圧力がクランク室の圧力よりも高くなった
場合、吸入室からクランク室へガスが速やかに流入する
ので、クランク室圧力と吸入圧力との差圧の変動が小さ
くなり、このため圧縮容量の低下も小さくなる。そして
、再び圧縮機が定常運転に復帰されて、吸入圧力が低く
なると、今度はクランク室から吸入室へガスが速やかに
還元され、前記差圧が所定値に復帰され、全容量運転に
速やかに復帰される。

（実施例）以下、この発明を具体化した一実施例の構成を第１図〜
第４図に従って説明する。

第１図に示すようにシリンダブロック１の右端面には弁
板２を介してリヤハウジング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
、又、中央部には吐出室５がそれぞれ区画形成され、吸
入口及び吐出口（いづれも図示しない）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の左
端面にはフロントハウジング６が接合固定され、その内
部にはクランク室７が形成されている。シリンダブロッ
ク１とフロントハウジング６には駆動軸８が回転可能に
支持されている。

前記シリンダブロック１には、その両端間を貫通して６
個（１つのみ図示）のシリンダ室９が駆動軸８と平行に
形成されている。各シリンダ室９内にはピストン１０が
往復摺動可能に装着され、その左端面にはピストンロッ
ド１１が連節されている。前記弁板２には、吸入室４か
ら前記各シリンダ室９の圧縮室内に冷媒ガスを導入する
ための吸入弁機構１２がそれぞれ形成されている。同じ
く弁板２には各シリンダ室９の圧縮室内で圧縮された冷
媒ガスを吐出室５に導出するための吐出弁機構１３がそ
れぞれ設けられている。

前記駆動軸８には回転体１４が嵌合固定され、同回転体
１４より突出する突起部１４Ａに形成された長孔には連
結ビン１５を介して回転駆動板１６が傾斜可能に、かつ
、回転体１４と一体回転可能に装着されている。

前記回転駆動板１６には揺動傾斜板１７が同駆動板１６
とともに傾動可能に支承され、定位置に横架された案内
ロンド１８により回転が規制されている。又、揺動傾斜
板１７には前記各ピストンロッド１１の左端部がそれぞ
れ連節され、駆動軸８の回転により回転体１４が回転さ
れて、揺動傾斜板１７が傾動されたとき、ピストンロフ
ト１１を介してピストン１０が往復動されるようになっ
ている。そして、クランク室７のクランク室圧力と吸入
室４の吸入圧力との差圧に応じてピストンストロークが
変わって前記揺動傾斜板１７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。

次に、本発明の要部について説明する。

前記リヤハウジング３の背面には膨出部１９が一体に形
成され、その内部にはクランク室の圧力をほぼ一定に保
持するための制御装置を構成する制御弁２０が収納固定
されている。この制御弁２０を第２図を中心に説明する
と、有蓋有底円筒状をなす第１ケース２１の下端内部に
は円筒状をなす第２ケース２２の上端外周部が螺合固定
され、又、同第２ケース２２の下端内部には同じく円筒
状をなす第３ケース２３が螺合固定されている。

前記第１ケース２１の内部にはベローズ２４が収容され
、同ベローズ２４の先端には第２ケース２２内を貫通し
て第３ケース２３側に延出する作動杆２５の上端が止着
され、ベローズ２４内に収納したバネ２６により下方へ
付勢されている。

前記ベローズ２４の内部には大気と連通ずる大気室２７
が形成され、同ベローズ２４と第１ケース２１との間に
はクランク室７の圧力Ｐｃを感知する感圧室２８が形成
され、間室２８は前記シリンダブロック１、リヤハウジ
ング３及び第１ケース２１に形成した導圧路２９によっ
てクランク室７と連通されている。この実施例では前述
した第１ケース２１、ベローズ２４、作動杆２５、バネ
２６、大気室２７、感圧室２８、及び導圧路２９等によ
り、後述する第１及び第２開閉弁３４．３９の制御を行
う弁制御機構３０を構成している。

前記第３ケース２３内には弁室３１と、同弁室３１内に
収容され、かつ、前記作動杆２５により開放動作される
円錐台形の弁体３２と、前記弁制御機構３０のばね２６
の付勢力より若干弱い付勢力であるが弁体３２を閉鎖方
向へ付勢するバネ３３とからなる第１開閉弁３４が設け
られている。

この第１開閉弁３４は前記吐出室５とクランク室７とを
連通する給気通路３５の途中に配設されていて、吐出室
４からクランク室７へのガスの供給を制御するようにし
ている。なお、前記第３ケース２３の下面には給気通路
３５のガスに含まれる不純物を除去するフィルター３６
が設けられている。

前記第２ケース２２の内部には弁室３７と、前記作動杆
２５の中間部に一体形成した弁体３８とからなる第２開
閉弁３９が配設され、同第２開閉弁３９はクランク室７
と吸入室４とを連通する抽気通路４０の途中に設けられ
、同第２開閉弁３９の関度を制御することにより、クラ
ンク室７から吸入室４へ還元されるガスの流量を調節し
得るようにしている。

この実施例ではクランク室７の圧力Ｐｃが設定圧力（例
えば２．７気圧）よりも大きいときには、感圧室２８の
圧力が、バネ２６のバネ力と大気圧との合成力よりも大
きくなって、作動杆２５が上方へ押動され、第１開閉弁
３４を閉鎮し、かつ、第２開閉弁３９の開度を大きくす
るようにしている。又、反対にクランク室７の圧力が前
記設定圧力よりも小さくなると、前記作動杆２５に作用
する力の方向が逆になって、第１開閉弁３４が開かれ、
かつ、第２開閉弁３９の開度が小さくなるようにしてい
る。

次に、前記のように構成された可変容量圧縮機について
作用を説明する。

さて、圧縮機の起動初期において、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、クラ
ンク室圧力Ｐｃ（例えば４気圧）が吸入圧力Ｐｓよりも
若干高くて、その差圧Δｐ（Ｐｃ−Ｐｓ）が所定値より
も小さい状態に保たれ、ピストン１０が最大ストローク
にて往復動されて揺動傾斜板１７の傾斜角の大きい状態
で全圧縮容量の運転が行われる。この状態においては、
第２図に示すようにクランク室７の圧力Ｐｃが設定圧力
（２，７気圧）を越えて感圧室２８の圧力が高くなり、
作動杆２５が上方へ移動され、第１開閉弁３４により給
気通路３５が閉じられて吐出室５からクランク室７への
ガスの供給が停止され、第２開閉弁３８の開度が大きく
なってクランク室及び吸入室間でガスが迅速に移動する
。

その後、車両室内の温度が低下して冷房負荷が小さくな
ると、吸入圧力Ｐｓが低下し、その低下に伴いクランク
室７の圧力Ｐｃも低下する。このとき、前記第２開閉弁
３９の開度が大きいので、吸入圧力Ｐｓの低下とほぼ同
期してクランク室７の圧力低下が迅速に行われる。従っ
て、前記差圧Δｐがほぼ一定に保たれ、全容量運転状態
が維持される。

さらに、車室内の温度が低下して冷房負荷が小さくなり
、クランク室圧力及び吸入圧力が低下し、クランク室圧
力Ｐｃが設定圧力（２，７気圧）以下になると、感圧室
２８の内圧も低下してバネ２６によってベローズ２４が
伸長し、作動杆２５の先端が第３図に示すように弁体３
２に当接され、次いで第４図に示すように弁体３２を押
動して、給気通路３５が開放される。これにより吐出室
５から給気通路３５を介してクランク室７に高圧ガスが
流入されてクランク室圧力Ｐｃの低下が停止される。又
、この状態では弁体３８により第２開閉弁３９の開度が
小さくなっているので、クランク室７から吸入室４へ還
元されるガスの量が減り、クランク室７の圧力が設定圧
力に速やかに復帰される。

反対に、第４図に示す状態において、前記クランク室７
の圧力Ｐｃが給気道路３５からの高圧ガス（吐出圧力Ｐ
ｄ）により設定圧力を越えると、前記作動杆２５が上方
へ移動され、第１開閉弁３４の弁体３２により給気通路
３５が閉鎮され、クランク室圧力Ｐｃの上昇が停止され
る。このとき、第２開閉弁３９の弁体３８も作動杆２５
とともに上方へ移動されるため、同開閉弁３９の開度が
大きくなり、クランク室７の圧力Ｐｃを設定圧力に速や
かに低下させる。このようにして、クランク室７の圧力
Ｐｃは定常運転中はぼ設定圧力に自動的、かつ迅速に精
度よく保持される。

又、車室温度が低下して、さらに冷房負荷が小さくなる
と、前述したように設定圧力に保持されているクランク
室圧力Ｐｃと無関係に吸入圧力Ｐ３が低下し、クランク
室圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧Δｐが所定値（例え
ば０．５気圧）を越えたとき、ピストンエ０のストロー
クが減少され、揺動傾斜板１７の傾斜角が小さくなって
小容量の運転に移行される。

一方、全容量運転中において、エンジン等が急激に加速
されて、駆動軸８の回転数が急上昇した場合には、吸入
圧力Ｐｓが低下するが、第２Ｍ閉弁３９の開度が大きく
なっているので、クランク室圧力Ｐｃの低下も迅速に行
われ、このため前記差圧Δｐの変動が小さくなり、容量
ダウンが小さくなる。

又、第２開閉弁３９の弁体３８開度が大きくなった全容
量運転中において、例えばエンジンブレーキを作動して
、急激に吸入圧力Ｐｓがクランク室の圧力Ｐｃよりも高
くなった場合、吸入室４からクランク室７ヘガスが速や
かに流入するので、前記差圧Δｐの変動が小さくなり、
このため圧縮容量の低下も小さくなる。そして、再び圧
縮機が定常運転に復帰されて、吸入圧力Ｐｓが低くなる
と、今度はクランク室７から吸入室４ヘガスが速やかに
還元され、前記差圧Δｐが所定値に復帰さ　゛れ、全容
量運転に速やかに復帰される。

又、この実施例では第１開閉弁３４が閉鎖された状態に
おいて、過剰冷房負荷により圧縮室が高圧となって同圧
縮室からクランク室フヘプローバイされるガスの量が増
加した場合にも、第２開閉弁３９の開度が大きくなっ、
ているので、クランク室圧力Ｐｃの上昇を防ぎ、同クラ
ンク室圧力をほぼ一定に保持できる。

なお、本発明は次のように具体化することもできる。

第５図に示すように、クランク室７と感圧室２８とを通
路断面積の大きい導圧路２９により連通し、感圧室２８
と弁室３７とを通路断面積の大きい通路４１により連通
ずること、この別例では導圧路２９、感圧室２８、通路
４１が抽気通路４０の一部を兼用する点が、前記実施例
と異なる。

発明の効果以上詳述したように、この発明は定常運転中や、例えば
エンジンブレーキを作動した時、高速道路からパーキン
グエリヤへ入った特等急減速を行った時、あるいは急加
速完了後定速に復帰する時においても、クランク室の圧
力を設定圧力に精度よく保持することができるとともに
、不必要な容量の変動を小さくでき、さらにクランク室
圧力と吸入圧力との差圧が変動したときの容量制御を迅
速に行い、容量制御特性を向上することができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す圧縮機の縦断面図、
第２図は制御装置の拡大断面図、第３図及び第４図は作
用を説明するための拡大断面図、第５図は制御装置の別
例を示す拡大断面図である。４・・・吸入室、５・・・吐出室、６・・・クランク室
、１７・・・揺動傾斜板、２０・・・制御弁、２１〜２
３・・・第１〜第３ケース、２４・・・ベローズ、２５
・・・作動杆、２６．３３・・・バネ、２７・・・大気
室、２８・・・感圧室、２９−・・導圧路、３０・・・
弁制御機構、３１．３７・・・弁室、３２．３８・・・
弁体、３４・・・第１開閉弁、３５・・・給気通路、３
９・・・第２開閉弁、４０・・・抽気通路、４１・・・
通路、Ｐｓ・・・吸入圧力、Ｐｃ・・・クランク室圧力
、Ｐｄ・・・吐出圧力。

Claims

【特許請求の範囲】

１．吸入室と吐出室及びクランク室とを備え、クランク
室圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストンストローク
が変更され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可変容量圧
縮機において、吐出室とクランク室とを連通する給気通
路と、前記クランク室と吸入室とを連通する抽気通路と
を設け、前記給気通路には第１開閉弁を、前記抽気通路
には第２開閉弁をそれぞれ設けるとともにその両弁を、
クランク室圧力の変化に感応して作動する弁制御機構に
てクランク室の圧力が設定圧力以下になったとき、前記
第１開閉弁を開き、第２開閉弁の開度を小さくし、反対
にクランク室の圧力が設定圧力以上になったとき、前記
第１開閉弁を閉じ、第２開閉弁の開度を大きくする方向
に作動制御可能とした可変容量圧縮機。
２．前記弁制御機構（３０）は第１ケース（２１）の内
部に収容されたベローズ（２４）と、同ベローズ（２４
）に取着された作動杆（２５）と、前記ベローズ（２４
）内の大気室（２７）に収容され、前記作動杆（２５）
を第１開閉弁（３４）を開き、かつ、第２開閉弁（３９
）の開度を小さくする方向へ付勢するバネ（２６）と、
前記ベローズ（２４）の外側に設けた感圧室（２８）と
、クランク室から前記感圧室（２８）へ冷媒ガスを導び
く導圧路（２９）とにより構成されており、前記作動杆
（２５）は第１開閉弁（３４）の弁体（３２）と別体に
構成され、同作動杆（２５）には第２開閉弁（３９）の
弁体（３８）が取着されている特許請求の範囲第１項に
記載の可変容量圧縮機。