JPS6287680A - 吐出量可変式縮機の制御弁 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は車両用空調装置に使用される吐出量可変式圧
縮機の制御弁に関するものであり、更に詳しくは吸入圧
と吐出温度に感応して吐出量を制御する制御弁に係るも
のである。

（従来の技術） 車両用空調装置に使用される吐出量可変式圧縮機として
は、例えば特開昭５８−１５８３８２号公報に開示され
ているものがある。この特開昭５８−１５８３８２号公
報に開示されている圧縮機は、第３図に示すように、こ
の圧縮機とコンデンサ１４、オリフィス管１１、エバポ
レータ９、アキュムレータ１を有する冷凍サイクルのア
キュムレータ１から底圧の冷媒が送り込まれる吸入室２
と、ピストン３の進退に応じて吸入室２から吸入弁４を
通って作動室内に入り圧縮された高圧の冷媒が吐出弁５
を通って吐出される吐出室６と、を有している。吸入室
２は流路７ａ、７ｂおよび後述する制御弁１６内の孔を
介してクランク室８と連通しており、吐出室６も蒲路１
０ａ、１０ｂおよび制御弁１６内の孔を介してクランク
室８と連通している。

１２はクランク室８内に設けられ、駆動軸１３の回転に
伴ってピストン３を進退させる斜板である。この斜板１
２は、クランク室８の圧力が吸入室２の圧力と略等しく
なってくるとその傾斜角が最大となってピストン３のス
トロークを大きくし、冷媒の吐出量を最大にするととも
に、クランク室８の圧力が吸入室２の圧力よりも高くな
ると傾斜角を減少してピストン３のストロークを小さく
し、吐出量を減少させるようになっている。吐出量の制
御、すなわちクランク室８の圧力の調整、は吸入室２お
よび吐出室６が形成されているヘッド１５に設けられた
制御弁１６によって行なっている。制御弁１６は吸入室
２の圧力（吸入圧）および吐出室６の圧力（吐出圧）に
感応して、吸入室２とクランク室８の連通および吐出室
６とクランク室８の連通を切換制御し、それによってク
ランク室８の圧力を変えるようになっている。第４図は
制御弁１６の構成を詳細に示すものであり、図中１８は
ヘッド１５に形成された段差状の弁穴１９の一端部（大
径の端部）１９ａに嵌入固定されたベローズカバーであ
り、２０は弁穴１９の中間部から他端部１９ｂにかけて
嵌着され、その一端がベローズカバー１８の一端に連結
された弁本体である。弁穴１９の内壁面とベローズカバ
ー１８および弁本体２０の外周面との間隙はシール部材
２２によってシールされている。２３はベローズカバー
１８の軸穴１８ａと弁穴１９の一端部１９ａとを連通ず
る孔であり、この孔２３、弁穴１９の一端部１９ａ１流
路７ａを介してベローズカバー１８の軸穴１８ａと吸入
室２とが連通している。２４はベローズカバー１８の軸
穴１８ａ内に設けられた一端閉鎖状のベローズである。

このベローズ２４の閉鎖された一端は軸穴１８ａの底部
に固着されており、他端（開口端）は拘束されておらず
端部材２５によって密封されている。そして、ベローズ
２４はその内部空間が脱気されている。２６は脱気され
たベローズ（以下、脱気ベローズという）２４の内部空
間に縮設され、脱気ベローズ２４を常時伸長する方向に
付勢しているコイルスプリングであり、２７は端部材２
５に固定されその一端尖頭部２７ａが端部材２５から突
出した出力ロンドである。２８は弁本体２０と端部材２
５との間に縮設され脱気ベローズ２４を常時縮小する方
向に付勢しているコイルスプリングである。尖頭部２７
ａはスプリング２６．２８の荷重と脱気ベローズ２４に
働く吸入圧力荷重の和によってその位置が決まる。３０
は弁本体２０の段差状軸孔３１に軸方向摺動可能に嵌入
されたビン形弁体である。このビン形弁体３０の後端面
に穿設された盲穴３２内には前記出力ロット２７の一端
尖頭部２７ａが嵌入されており、この保合によって出力
ロット２７とビン形弁体３０とは図の上方へ向かって一
体に移動することができる。

３４は弁本体２０の軸孔３１と弁穴１９の一部１９ｃと
を連通ずる孔である。この孔３４、軸孔３１の一端部３
１ａ、弁穴１９の一部１９ｃ、流路７ｂを介してベロー
ズカバー１８の軸穴１８ａとクランク室８とが連通して
おり、この結果、吸入室２とクランク室８とが連通ずる
ことになる。３５は軸孔３１の一端部３１ａに設けられ
た弁座であり、ビン形弁体３０が図の上方に移動してこ
の弁座３５にビン形弁体３０の肩部３０ａが密接するこ
とにより軸孔３１の一端部３１ａが閉鎖され、吸入室２
とクランク室８との連通が遮断されるようになっている
。３７は軸孔３１の他端部３１ｂと弁穴１９の一端部１
９ｄとを連通ずる孔であり、３８は軸孔３１の他端部３
１ｂに嵌着された嵌着部材である。この嵌着部材３８の
軸孔３８ａと弁穴１９の他端部１９ｂ、流路１０ａ、軸
孔３１の他端部３１１）、孔３７、弁穴１９の一部１９
ｄ、流路１０ｂを介して吐出室６とクランク室８とが連
通している。この嵌着部材３８の軸孔３８ａにはその一
端側から前記ビン形弁体３０の先端ロンド部３０ｂが遊
挿されている。３９は嵌着部材３８の軸孔３８ａに収装
されたボール弁体であり０、このボール弁体３９は軸孔
３８ａにその他端側へ向けて形成された弁座４０に密接
することによって軸孔３８ａを閉鎖し、吐出室６とクラ
ンク室８の連通を遮断可能である。４１は嵌着部材３８
の軸孔３８ａの他端側の開口部に形成されたばね座４２
とボール弁体３９との間に縮設され、ボール弁体３９を
常時弁座４ｏに密接するように付勢しているコイルスプ
リングである。

なお、４３はフィルタである。

以上の構成からなる制御弁１６は以下の如く作用する。

圧縮機の回転数、換言すると車両のボンジン回転数、が
高くなったり熱負荷条件（例えば外気温度）が緩和され
たりすると、吸入室２の圧力（吸入圧）が低下するため
吸入室２とｉ中通するべローズカバーの軸穴１８ａ内の
圧力も低下し、この圧力が所定値以下になると脱気ベロ
ーズ２４が伸長して出力ロソド２７がビン形弁体３ｏを
図の上方へ押し上げる。その結果、ビン形弁体３ｏの肩
部３０ａが弁座３５に密接して吸入室２とクランク室８
との連通を遮断すると同時に、ビン形弁体３ｏの先端ロ
ンド部３０ｂがポール弁体３９を押圧してコイルスプリ
ング４１の付勢力とポール弁体３９に作用する吐出圧に
抗してボール弁体３９を弁座４ｏがら離隔させる。

したがって、それまで閉鎖されていた嵌着部材３８の軸
孔３８ａが開通してクランク室８は吐出室６と連通し、
クランク室８内の圧力が高くなるため斜板１２の傾斜角
が減少して冷媒の吐出量が減少する。

このように、吸入圧と吐出圧とに感応して作動する制御
弁１６の優れた点は、外気温度が高いとき冷凍サイクル
のエバポレータ９　（第３図参照）の温度（圧力）を凍
結温度（圧力）より僅かに高い温度になるように維持し
ておくと、外気温度が低い時は前記エバポレータ９の温
度（圧力）が比較的高いものとなるため、それに応じて
消費動力が低減されることである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、盛夏時など外気温度が高い時に圧縮機を最大
吐出容量に作動させつつ低速で走行している車両が急加
速するとエンジンの負荷が最大となるため加速性が悪い
。そこで、エンジンを駆動源としている空調装置の圧縮
機の吐出量を速かに減少させることによってその作動能
力を低下させ、もってエンジンの負荷を低減し加速性を
良好ならしめる必要があるが、前述したような制御弁１
６にあっては吐出圧がポール弁体３９に直接作用するよ
うになっているため、吐出圧が高くなるとポール弁体３
９が弁座４０に圧接する力が強くなるという特徴がある
。そのため、この強い力に抗してボール弁体３９を弁座
４０から離隔させ、クランク室８を吐出室６と連通させ
て圧縮機の能力を低下させるには、ビン形弁体３０がボ
ール弁体３９を押圧する力をこの高い吐出圧による強い
力に対抗し得る強さにしなければならない。換言すると
、吸入室２の圧力（吸入圧）を高い吐出圧に見合った低
圧まで低下させて脱気ベローズ２４の伸長力を大きくし
てやらなければならない。しかしながら、急加速時には
吸入圧の低下と吐出圧の上昇が同時に並行して起るため
、吸入圧が十分低下して脱気ベローズ２４に大きな伸長
力を与え、ビン形弁体３ｏが吐出圧に抗してボール弁体
３９を弁座４ｏがら離隔させるまでになるには時間がか
かる。したがって加速性を改善することはできなかった
。

（問題点を解決するための手段および作用）この発明は
、このような従来技術の問題点に着目してなされたもの
で、吐出量可変式圧縮機の制御弁を、吸入室の圧力に感
応し、吸入室の圧力が所定値以下になったとき制御弁に
クランク室と吐出室とを連通させるように作動する吸入
圧感応手段と、吐出温度に感応して作動し、吐出温度が
高くなるほど吸入圧感応手段を前記所定値よりも低い吸
入室の圧力で作動させる吐出温度感応手段と２、を具え
てなる構成とし、吐出圧力と吐出温度の上界率の差、す
なわち吐出温度が吐出圧力に対応した温度に達するまで
の時間的な遅れ、また吐出温度感応手段のヒートマスに
よる時間的遅れ、を利用することによって上記問題点を
解決するものである。

（実施例） 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明に係る制御弁の一実施例を設けた吐出
量可変式圧縮機の正面断面図であり、第２図は第１図の
制御弁の拡大図である。まず構成を説明するが、従来と
同様の部分には同一の符号を付してその説明は省略し、
異なる部分についてのみ説明する。第２図に示す制御弁
４６において、４８は段差状になったその外周部で弁穴
１９の他端部１９ｂおよび弁本体２０の軸孔３１の他端
部３ｉｂに嵌着された嵌着部材である。この嵌着部材４
８の軸孔４８ａの一端側にはビン形弁体３０の先端ロッ
ド部３０ｂが遊挿されている。また、軸孔４８ａ内には
スリーブ４９が嵌着されており、スリーブ４９の軸孔４
９ａにはスプール弁体５０が摺動可能に嵌入されている
。そして、このスプール弁体５０はその先端で先端ロッ
ド部３０ｂの先端面を押圧しビン形弁体３０を図の下方
に移動させることによって軸孔４８ａに形成された弁座
５３に密接し、軸孔４８ａを閉鎖可能である。

５１は嵌着部材４８の軸孔４８ａの他端側に嵌着された
吐出温度感応手段としてのワックス感温ベレットである
。このワックス感温ペレット５１のワックスが封入され
た本体（感温部分）５１ａは吐出室６内に位置しており
、ワックスの膨張・収縮により突出・後退するそのピス
トンロッド５１ｂはスリーブ４９の軸孔４９ａ内に進退
可能に挿入されている。そして、このピストンロッド５
１ｂの先端面とスプール弁体５０の後端面との間にはコ
イルスプリング５２が縮設されており、スプール弁体５
ｏの先端がビン形弁体３０の先端ロンド部３０ｂの先端
面に常時当接するような方向に付勢している。Ｓ５は嵌
着部材４８に形成され嵌着部材４８の軸孔４８ａと吐出
室６とを連通ずる孔であり、５６は嵌着部材４８に形成
され弁穴１９の一部１９ｄとスリーブ４９の軸孔４９ａ
とを連通ずる孔である。この結果、吐出室６とクランク
室８とは孔５５、軸孔４８ａ、軸孔３１の他端部３１ｂ
、孔３７、弁穴１９の一部１９ｄ、流路１０ｂを介して
連通する。制御弁４６の他の部分の構成および圧縮機の
構成は従来と同様である。

次に、制御弁４６の作用について説明する。圧縮機すな
わち車両のエンジンの回転数が高くなったり、外気温度
が低くなるなど熱負荷条件が緩和されたときには、従来
技術で説明したと同様の作用により吐出量が減少する。

すなわち、吸入室２の圧力（吸入圧）が低下するため吸
入室２と連通ずるベローズカバー１８の軸穴１８ａ内の
圧力も低下し、この圧力が予め設定された所定値以下に
なると、吸入圧感応手段としての脱気ベローズ２４が伸
長して出力ロット２７がビン形弁体３０を図の上方へ押
し上げる。その結果、ビン形弁体３０の肩部３０ａが弁
座３５に密接して吸入室２とクランク室８との連通を遮
断すると同時に、ピストン形弁体３０の先端ロフト部３
０ｂがコイルスプリング５２の付勢力に抗してスプール
弁体５０を押圧し弁座５３から離隔させる。

したがって、それまでスプール弁体５０によって閉鎖さ
れていた嵌着部材４８の軸孔４８ａが開通してクランク
室８は吐出室６と連通し、クランク室８内の圧力が高く
なるため斜板１２の傾斜角が減少して冷媒の吐出量が減
少する。なお、このときは外気温度が低いなど熱負荷条
件が緩やかであるため吐出温度も比較的低く、ワックス
感温ベレット５１はワックスの膨張率が低いためそのピ
ストンロッド５１ｂはさほど突出していない。したがっ
て、スプール弁体５０を弁座５３に圧接している力もさ
ほど強（はなく、吸入圧が所定値よりも僅かに低くなっ
ただけでクランク室８を吐出室６と連通させることがで
きる。一方、外気温度が高くなって熱負荷条件が厳しく
なると吐出圧力および吐出温度が高くなるため、高温の
吐出室６内に設けられているワックス感温ペレット本体
（感温部分）５１ａ内のワックスが熱膨張しピストンロ
ッド５１ｂを突出させる。突出したピストンロッド５１
ｂはコイルスプリング５２を更に圧縮するためスプール
弁体５０は強い力で付勢される。そのため、吸入圧を高
いスプリング荷重に見合った低圧まで低下させて初めて
クランク室８と吐出室６とが連通ずる。このように、吸
入圧と吐出温度とに感応して作動するこの発明に係る制
御弁４６にあっては、従来の吸入圧と吐出圧とに感応し
て作動する制御弁１６と同様に、第３図に示すような冷
凍サイクルのエバポレータ９の温度（圧力）を凍結温度
（圧力）より僅かに高い温度になるように維持しておく
ことによって外気温度が高い時は最大限の効果を発揮す
ることができ、また外気温度が低い時は消費動力を低減
することができる。

更に、この発明に係る制御弁４６にあっては、盛夏時な
ど外気温度が高い時に空調装置を最大限に作動させつつ
低速走行している車両が急加速する場合の加速性を向上
することができる。すなわち、急加速時には吸入圧の低
下と吐出圧の上昇とが同時に並行して起るが、吐出圧力
と吐出温度との上昇率には差があり、吐出温度が吐出圧
力に対応した温度に達するまでに時間的な遅れが生じる
。また、吐出温度感応手段のヒートマスのためにも時間
的な遅れが生じる。したがって、吐出温度の」１昇によ
りワックス感温ベレット５１内のワックスが熱膨張して
ピストンロッド５１ｂが突出し、スプール弁体５０を弁
座５３に押圧する力が増大するのに要する時間よりも、
吸入圧が低下して脱気ベローズ２４が伸長し、ピン形弁
体３０の肩部３０ａを弁座３５に圧接させてクランク室
８と吸入室２との連通を遮断するとともに、先端口・ノ
ド部３０ｂにスプール弁体５０を押圧させて弁座５３か
ら離隔させクランク室８と吐出室６とを連通させるのに
要する時間の方が短いため、吸入圧の低下と吐出圧の上
昇とが同時に並行して起るにも拘らずクランク室８内の
圧力の切換えが迅速に行なわれることとなる。その結果
、圧縮機の吐出量の減少、換言すると圧縮機の作動能力
の低下、が速やかに行われ、エンジンの負荷が低減され
て余裕が生ずるため加速性が向上するのである。

（発明の効果） 以上説明してきたようにこの発明によれば、外気温度が
高い時には圧縮機の吐出量を最大限にして十分な冷房効
果を得ることができ、また、外気温度が低い時には吐出
量を減少させるとともに消費動力を低減させることがで
きる。更には、外気温度が高い時に空調装置を最大限に
作動させつつ低速走行している車両が急加速する場合の
加速性を向上させることができるといった種々の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る制御弁の一実施例を設けた吐出
量可変式圧縮機の正面断面図、第２図は第１図の制御弁
部分の拡大図、第３図は従来の制御弁を設けた吐出量可
変式圧縮機の正面断面図、第４図は第３図の制御弁部分
の拡大図である。 ２・・・・・・吸入室、 ３・・・・・・ピストン、 ６・・・・・・吐出室、 ８・・・・・・クランク室、 １２・・・・・・斜板、 ２４・・・・・・脱気ベローズ（吸入圧感応手段）、４
６・・・・・・制御弁、 ５１・・・・・・ワックス感温ペレット（吐出温度感応
手段）。 ２４　　部３先Ｉ＼ロー久　（揮りり１感に５段−）４
６情ＩＩ　ｊＹｌ’ｌ弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランク室と吸入側および／または吐出側との連
   通によりクランク室の圧力を制御し、その圧力により斜
   板の傾斜角を調整することによって吐出量を制御する吐
   出量可変式圧縮機において、前記連通を吸入圧力と吐出
   温度の双方に感応する手段によって行うことを特徴とす
   る吐出量可変式圧縮機の制御弁。
2. （２）前記吐出温度感応手段がワックス感温ペレットで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吐出
   量可変式圧縮機の制御弁。