JPS63134871A - 圧縮機の連結機構 - 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〕 本発明は圧縮機の連結機構に関し、例えば自動車走行用
エンジンの回転力を自動車空調装置の冷媒圧縮機に伝達
する機構として用いて有効である。

〔従来技術およびその問題点〕

本発明者らは、自動車空調装置の圧縮機等において圧縮
機の起動時のショックを緩和するため、クラッチ機構と
して駆動側クラッチ板と従動側クラッチ板の摩擦力を用
いるものをさきに提案した。

このような連結機構を採用すれば、圧縮機の起動をなめ
らかに開始することが可能である。

また従来、自動車空調装置用の圧縮機では、その吐出容
量を圧縮機の用いられる状態に応じ可変する旨の技術が
知られている。

しかしながら従来の技術では、このクラッチ板を用いる
連結機構と、圧縮機の可変容量機構とを、相互の効果が
最大に高められるようにして組合せた技術は知られてい
なかった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、クラッチ板を用いた圧縮機の連結機構におい
て、圧縮機が、常に最小容量の状態でクラッチ板が連結
できるようにすることを目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成するため、本発明では連結機構のクラッ
チ板を変位させるピストンと、圧縮機の可変容量バイパ
スポートを開閉するバイパス弁とを、同一のオイルポン
プからの油圧によって制御するようにする。すなわちオ
イルポンプからの油圧は導油通路を介してピストン背面
の圧力室に導かれるようにし、この圧力室より信号圧通
路を介しバイパス背面の制御圧室に導かれるようにする
。

上記構成としたことにより、本発明の連結機構では、オ
イルポンプからの油圧によりピストンが変位した後でな
ければ圧力室内の油圧が制御圧室に導かれないようにな
る。このことは、クラッチ板が連結すべくピストンが変
位する状態では、バイパス弁背面の制御圧室には充分な
圧力が供給されていないということを表す。すなわち連
結機構が動力を圧縮機に伝達開始した時点では、圧縮機
は必ず小容量となっている。

〔発明の効果〕

上述の構成を採用したため、本発明の連結機構によれば
、駆動側シャフトからの伝達力が圧縮機に伝えられる時
には、圧縮機は必ず小容量である。

そのため、起動時の負荷を小さくすることができ、圧縮
機の起動が更になめからになる。

〔実施例〕

以下本発明連結機構の一実施例を図に基づいて説明する
。第１図は連結機構および圧縮機の概略構成を示す模式
図で、第２図はこの第１図図示構成を組み込んだ圧縮機
を示す断面図である。図中１００はプーリで図示しない
■ベルトを介し、自動車走行用エンジンの回転駆動力を
受ける。このプーリ１００はプーリプレート１０１に連
結しており、かつプーリプレート１０１はポルト１０２
により駆動側シャフト１０３に固定されている。

従って、プーリ１００と一体に駆動側シャフト１０３も
回転する。プーリ１００はプーリハウジング１０４上に
サークリップ１０５で固定された軸受１０６によって回
転支持されている。プーリハウジング１０４と駆動側シ
ャフト１０３との間には軸封装置１０７が配設されてお
り、この軸封装置１０７により圧縮機および連結機構か
ら冷媒や潤滑油がシャフト１０３に沿って漏れ出るのが
防止される。クラッチハウジング１０４に隣接してポン
プハウジング２００が配設される。このポンプハウジン
グ２００にはトロコイドポンプ２０１が配設されている
。トロコイドポンプ２０１は駆動側シャフト１０３に固
定され、駆動側シャフト１０３の回転を受は駆動される
。またポンプハウジング中には吸入孔２０３および吐出
孔２０４が開口している。吸入孔２０３はポンプハウジ
ング油溜まり部３０１より作動オイルをトロコイドポン
プ２０１側に吸入する。吐出孔２０４側には制御弁４０
０が配設されており、この制御弁４００により吐出孔２
０４と油溜まり部３０１との開閉が制御される。またポ
ンプハウジング２００内にはシリンダ２１０が形成され
ており、このシリンダ中にピストン２２０が摺動自在に
配設される。

さらにポンプハウジング２００には軸受２０５が配設さ
れており、この軸受２０５により駆動側シャフト１０３
は回転自在に支持される。

駆動側シャフト１０３上にはスプラインが設けてありこ
のスプライン上に複数の駆動側クラッチ板３２０が係合
されている。従って駆動側クラッチ３２０は駆動側シャ
フト１０３と一体回転し、かつ駆動側シャフト１０３の
軸方向に変位可能となっている。複数の駆動側クラッチ
板３２０の間にはスペーサ３２１が配設されており、こ
のスペーサ３２１により各クラッチ板３２０の間隔が保
持される。駆動側クラッチ板３２０と対向して従動側ク
ラッチ板３３０が配設されている。この従動側クラッチ
板はクラッチ側プレート３．４０の爪部３４１に係合し
ている。従って従動側クラッチ板３３０はクラッチプレ
ート３４０と一体回転し、かつクラッチプレート３４０
の軸方向に変位可能である。クラッチプレート３４０は
従動側シャフト３５０と連結している。従動側シャフト
はサイドプレート５００に軸受５０１により回転自在に
支持されている。またサイドプレート５００とクラッチ
プレート３４０との間にはスラストベアリング５０２が
配設されており、このスラストベアリング５０２により
クラッチプレート３４０の軸方向の変位が支持される。

従動側シャフト３５０の内部には軸受３５１が配設され
ている。この軸受３５１は駆動側シャフト１０３の端部
を回転自在に支持するものである。

なお、駆動側クラッチ板３２０のうち図中左方のクラッ
チ板とピストン２２０との間にもスラストベアリング２
２６が配設されている。このスラストベアリング２２６
を介してピストン２２０の変位が駆動側クラッチ板３２
０に伝達されるようになっている。ピストン２２０とシ
リンダ２１０との間には圧力室２２５が形成される。ま
たピストン２２０はスプリング２２９によってこの圧力
室２２５側に付勢されている。スプリング２２９は一端
がピストン２２０に当接し、他端がストッパ２２７．サ
ークリップ２３０を介゛しポンプハウジング２００に固
定されている。ポンプハウジング２００にはトロコイド
ポンプ２０１からの吐出油圧を圧力室２２５に導びくた
めの導油通路２２８が開口している。この導油通路は上
述のトロコイドポンプ吐出孔２０４から分岐して形成さ
れている。

従動側シャフト３５０は圧縮機６００のロータ６０１と
連結している。このロータ６０１にはベーン溝６０２が
直径方向に貫通形成されており、このベーン溝６０２内
にベーン６０３がＦＭ　動自在に配設されている。また
ロータ６０１は圧縮機ハウジング６１０内に回転自在に
配設されており、ロータ６０１の回転中心は圧縮機ハウ
ジング６１０の中心軸より所定量変位している。そのた
め、ロータ６０１外面、圧縮機ハウジング６１０内面お
よびベーン６０３側面により区画形成される圧力室６２
０の容積はロータ６０１の回転にともない増減を繰り返
す。

上述のクラッチハウジング３００の内部には吸入室３７
０が形成されている。この吸入室３７０は冷凍サイクル
の図示しないエバポレータと連通し、低温低圧のガス状
冷媒を導入するものである。

またサイドプレート５００には吸入孔が開口しており、
圧縮室６２０が容積増大する位置においてこの吸入孔を
介し吸入室３７０内の冷媒が圧縮室６２０へ吸入される
。

また圧縮機ハウジング６１０には圧縮室６２０の容積が
最も減少した部位に吐出孔が開口しており、この吐出孔
を介し圧縮された冷媒は吐出室６３０に吐出される。な
お吐出室６３０は吐出カバー６３１によって覆われてい
る。

圧縮機ハウジング６１０の側面にはサイドプレーｌ−６
５０が配設されており、このサイドプレート６５０に軸
受６５１が設けられている。この軸受６５１によりロー
タ６０１が回転自在に支持される。

サイドハウジング５００には、上述したように吸入室３
７０と圧縮室６２０を結ぶ吸入孔５１０が開口しており
、さらに吸入孔５１０とは別の位置に一旦圧縮室６２０
に吸入された冷媒を再び吸入室３７０側へ戻すバイパス
ボー）５２０，５２１．５２２が開口している。またサ
イドハウジング５００にはこのバイパスポート５２０，
５２１゜口している。そしてシリンダボア内にはバイパ
ス弁５４０が摺動自在に配設されている。バイパス弁の
一端側にはスプリング５４１が配設されており、そのス
プリング５４１によりバイパス弁５４０は制御圧室５５
０側に押圧される。制御王室５５０はサイドハウジング
５００に形成された信号圧通路５５１およびクラッチハ
ウジング３００に形成された信号圧通路３５１を介して
上述の圧力室２２５と連通している。

次に上述の制御弁４００の構造について説明する。制御
弁４００はクラッチハウジング３００に固定される。す
なわち制御弁のベース４０１はクラッチハウジング３０
０上に固定され、このベース４０１に形成された吸入孔
４０２はトロコイドポンプ２０１の吐出孔２０４に連通
ずる。またこのベース４０１には吐出孔４０３も形成さ
れており、この吐出孔４０３は油溜まり部３０１に連通
ずる。

ベース４０１の図中上方には電磁ソレノイド４１０のヨ
ーク４１１が固定される。電磁ソレノイド４１０の内部
には磁性材料性のステータコア４１２が配設される。ま
たこのステータコアと対向して同じく磁性材料性のムー
ビングコア４１３が配設される。そしてこのムービング
コア４１３とステータコア４１２との間にはスプリング
４１４が介在し、両者を引き離す方向にムービングコア
４１３を付勢している。コイル４１０はカバー４１５に
よって覆われており、かつこのカバー４１５は０リング
４１６を介し弁座部４１７に固定されている。弁座部４
１７は上述のベース４０１の内部に固定されており、こ
の弁座部４１７には吸入孔４０２と吐出孔４０３等に連
通ずる弁座４１８が形成されている。

上述のムービングコア４１３には弁体４１９が形成され
ており、この弁体４１９と弁座４１８との間により吐出
孔２０４側の吐出オイルの流通抵抗が可変制御される。

なお弁体４１９には、弁体４１９の変位を容易にするた
めに均圧孔４２０が開口している。

次に上記構成よりなる装置の作動を説明する。

まず圧縮機の非作動状態について説明する。この場合に
は制御弁４００が吐出孔２，０４と油溜まり部３０１と
の通路を開いている。すなわち第４図に示すように、制
御弁４００のコイル４１０には電流が供給されず、コイ
ル４１０は励磁していない。その結果ムービングコア４
１３はスプリング４１４の付勢力により図中下方向に変
位し、弁体４１９は弁座４１８より離脱する。その結果
吸入孔４０２と吐出孔４０３とが導通する。すなわちこ
の状態では制御弁４００によっては流通抵抗は生じない
。そのためトロコイドポンプ２０１より吐出されたオイ
ルはほぼ全量オイル溜まり３０１側に戻されることにな
る。すなわちトロコイドポンプ２０１は無負荷運転を行
ない、吐出されたオイルが導油通路２２Ｂより圧力室２
２５側に供給されるということはない。

従って、この状態ではピストン２２０はスプリング２２
９の付勢力により圧力室２２５側に変位している。すな
わち、ピストン２２０が駆動側クラッチ板３２０を押圧
することはなく、駆動側クラッチ１反３２０は従動側ク
ラ・ンチ板３３０より離れている。この状態では、駆動
側シャフト１０３の回転力は従動側シャフト３５０に伝
達されることはなく、圧縮機６００が作動していない。

なおこの圧縮機非作動時には、バイパス弁５４０の制御
圧室５５０にも、トロコイドポンプ２０１からの作動油
圧は導かれていない。そのためバイパス弁５４０はスプ
リング５４１の付勢力により第３図中上方に変位してお
り、バイパスポート５２０．５２１，５２２を開いてい
る。

次に圧縮機の起動状態について説明する。この状態では
、第５図に示すようにコイル４１０に電圧が印加され、
コイル４１０は励磁している。この状態では磁気回路が
ヨーク４１１．ステータコア４１２．ムービングコア４
１３、およびカバー４１５によって形成される。従って
ムービングコア４１３とステータコア４１２との間には
起磁力が発生し、起磁力によりムービングコア４１３は
ステータコア４１２側にひきつけられる。すなわち、弁
体４１９はスプリング４１４の付勢力に打ち勝ち図中上
方に変位し、弁座４１８との間の間隙を狭くする。

このことにより、吸入孔４０２と吐出孔４０３との間が
絞られることとなる。すなわち大きな流通抵抗が生じる
ようになる。

その結果トロコイドポンプ２０１より吐出されたオイル
は、圧力が上昇する。言い換えれば、この制御弁４００
により生ずる流通抵抗に応じて、導油通路２２８側へ導
かれるオイルの圧力が連続的に制御されることとなる。

導油通路２２８を介し圧力室２２５に作動オイルが供給
されると、その油圧に基づきピストン２２０は図中右方
向に変位する。この変位に伴い駆動側クラッチ板３２０
が従動側クラッチ板３３０に当接する。この当接は徐々
に行ない当接の初期においては駆動側クラッチ板３２０
と従動側クラッチ板３３０との間には大きなすべりが発
生するようになっている。すなわち、ピストン２２０の
変位にともない、駆動側シャフト１０３の回転力が徐々
に従動側シャフト３５０側に導かれるようになる。

従動側シャフト３５０に回転力が導かれれば、それに伴
いロータ６０１が圧縮機ハウジング６１０内で回転する
。この回転に応じ圧縮室６２０は容積増減を繰り返し、
容積増大位置では吸入室３７０より冷媒を吸入する。圧
縮室６２０の容積減少に伴い冷媒を圧縮し、所定圧以上
となれば図示しない吐出孔を開いて圧縮冷媒を吐出室６
３０に吐出する。吐出室６３０に吐出された冷媒は、つ
いでリアハウジング７００に形成された吐出通路室７０
７に吐出される。この吐出通路室７０７において冷媒よ
り潤滑油が分離される。すなわち潤滑油はこの吐出通路
室７０７の下方に溜められる。

潤滑油を分離した冷媒はついで冷凍サイクルの図示しな
いコンデンサ側に吐出される。なお、吐出通路室７０７
下方に溜められたオイルはスルーボルト７０２周囲に形
成されたオイル連通通路を介しクラッチハウジング３０
０の油溜まり部３０１と連通している。

制御弁４００が流通抵抗を高め、ピストン２２０が所定
量以上変位した状態では、圧力室２２５と信号油圧通路
３５１とが開かれることになる。

この状態では、圧力室２２５に供給されたオイルが信号
油圧通路３５１に流れる。すなわち、トロコイドポンプ
２０１からのオイルが、圧力室２２５のみならず制御王
室５５０にも導かれることになる。そのため、この制御
圧室５５０に導かれた油圧によりバイパス弁５４０が図
中下方向に変位される。すなわち、制御弁５５０内の油
圧が、スプリング５４１の付勢力に打ち勝ってバイパス
弁５４０を押し下げバイパスポート５２０，５２１゜５
２２を閉じる。

換言すれば、従動側クラッチ３５０に動力が伝達されだ
した状態では、まだ制御圧室５５０には油圧が供給され
ておらず、バイパス孔５２０，５２１．５２２は閉じて
いる。圧縮機６００の運転開始後においてのみバイパス
孔５２０，５２１゜５２２が閉じられるようになる。

このバイパス孔５２０，５２１，５２２の開口状態は、
圧縮機の起動時のみならず、圧縮機の運転途中において
も、冷凍サイクルからの信号に基づいて可変制御される
必要がある。

第７図は冷凍サイクルを示し、圧縮機６００より吐出さ
れた冷媒はコンデンサ１０００に吐出される。このコン
デンサ１０００において高温、高圧のまま液状に凝縮さ
れる。凝縮された液冷媒はついでレシーバ１００１に溜
められ、液冷媒のみ膨張弁１００２側に流入する。この
膨張弁１００２において低温、低圧の状態に減圧膨張さ
れた冷媒は、ついでエバポレータ１００３に流入する。

このエバポレータ夕１００３ではブロワ１００４により
送風される車室内空気と熱交換し、車室内空気より気化
熱をうばって蒸発する。逆にいえば、車室内空気はこの
エバポレータ通過時に冷却される。エバポレータ１００
３で１発した冷媒はついで圧縮機６００に再び吸入され
る。このエバポレータ１００３の吐出空気温度等により
冷凍サイクルの要求熱負荷がコンピュータ１０１０によ
り計算される。そしてこのコンピュータ１０１０がらの
信号に応じ゛上述の制御弁４００が流通抵抗を可変する
。なお第７図中１０２０はエアコンの作動を開始させる
エアコンスイッチである。

第６図に制御弁４００によって制御される油圧の値と、
その油圧によって変位するピストン２２０およびバイパ
ス弁５４０の変位状態を示す。

制御弁４００が弁座４１８と弁体４１９の間の通路の開
口面積を変化させることにより、導油通路２２８内での
油圧が可変制御されることになる。

すなわち、制御弁４００が通路を閉じれば、それに応じ
導油通路２２８内の圧力は上昇する。逆に制御弁４００
が通路を開けば導油通路２２８内の圧力は低下する。こ
の第６図より明らかなように、クラッチにおいては、比
較的低い圧力でトルクが伝達できるようになっている。

上記構成により、まずクラッチの断続がさきに制御され
ることになる。そしてクラッチが完全に連結された状態
で、バイパス弁５４０が変位しはじめることになる。

冷凍サイクルから要求される圧縮機の吐出能力が最大容
量である時には、制御弁４００は通路２０３をほぼ全閉
するようにする。すなわちこの状態ではコイル４１０に
大きな電流が供給される。この状態では制御圧室５５０
内の油圧も高くなり、それに応じバイパス弁５４０はバ
イパスポート５２０．５２１．５２２を閉じる。

第５図は制御弁４００が通路を閉じている状態を示すが
、この図に示すように制御弁４００の弁体４１９はトコ
ロイドポンプ２０１からの油圧を受ける側の面の受圧面
積Ｄｚ　　（＝　−＝−ａｉの方が反対側の面の受圧面
積Ｄ＋　　（＝−４ａＦよりも大きくなっている。すな
わち、弁体４１９はトロコイドポンプ２０１の吐出油圧
を受ける形状となっている。そのためトロコイドポンプ
２０１の吐出油圧が特に高くなった場合には、コイル４
１Ｏの起磁力に打ち勝って弁体４１９を第５図中下方向
に変位させることができるようになっている。

この設定圧を例えば１０　ｋｇ　ｆ　／ｃｒＭ程度とし
ておけば、制御弁４００が同時にリリーフ弁として作用
し、トロコイドポンプ２０１の異常昇圧が防止される。

次に圧縮機の運転を停止する場合について説明する。こ
の場合は、制御弁４００への通電が停止される。すなわ
ち制御弁４００は第４図に示すように再び弁体４１９が
弁座４１８より離脱する。

その結果弁座４１８と弁体４１９間の流通抵抗は小さく
なり、導油通路２２８側へ導かれる油圧が低くなる。そ
れによりまずバイパス弁５４０がスプリング５４１の付
勢力によって図中上方向に変位する。この変位時制御圧
室に溜まっていたオイルは主に信号圧通路５５１，３５
１を介し、圧力室２２５側へ戻されることになる。この
圧力室２２５から導油通路２２８を経て油溜まり部３０
１に戻されることになる。また一部は通路５９０を経て
油溜まり部３０１に戻される。なお通路５９０途中に大
きな絞り５９１が設けられており、通常の使用時には制
御圧室５５０内に充分な圧力が保持されるようになって
いる。

バイパス弁５４０がバイパス孔５２０を開（まで変位し
た後に、ピストン２２０が変位する。このピストンの変
位により、駆動側クラッチ板３２０が従動側クラッチ板
３３０より離脱する。すなわち従動側シャフト３５０へ
の動力の伝達が停止される。

従って、圧縮機６００の停止時には、バイパス弁５４０
は常にバイパスポート５２０，５２１゜５２２を開いて
いる状態となる。

なお上述の例では、通路５９０およびこの通路５９０に
設けられた絞り５９１を有していたが、必要に応じこの
廃油通路５９０を廃止してもよい。

制御圧室５５０内のオイルは微少ずつではあるが、バイ
パス弁５４０とシリンダボア５３０との間より漏れ出る
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明連結機構の一実施例を示す構成図、第２
図は第１図図示連結機構を示す断面図、第３図は第１図
図示圧縮機のサイドハウジングを示す正面図、第４図お
よび第５図は第１図図示制御弁を示す断面図、第６図は
第１図図示連結機構の油圧とバイパス弁作動の油圧との
関係を示す説明図、第７図は第１図図示圧縮機の用いら
れる冷凍サイクルを示した構成図である。 １０３・・・駆動側シャフト　２２０・・・ピストン。 ３２０・・・駆動側クラッチ板、３３０・・・従動側ク
ラッチ板、３５０・・・従動側シャフト、６００・・・
圧縮機、５４０・・・バイパス弁、５２０・・・バイパ
スポー１−．５５０・・・制御圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動力を受けて回転する駆動側シャフトと、この駆動側
   シャフトと一体回転可能に配設された駆動側クラッチ板
   と、この駆動側クラッチ板と対向配置された従動側クラ
   ッチ板と、この従動側クラッチ板と一体回転する従動側
   シャフトと、この従動側シャフトより回転力を受けて作
   動し、冷媒の吸入圧縮吐出を行なう圧縮機と、前記圧縮
   機の圧縮室と吸入室とを連通するバイパスポートと、こ
   のバイパスポートの開閉を行なうバイパス弁と、前記駆
   動側シャフトにより駆動されオイルの吸入吐出を行なう
   オイルポンプと、前記駆動側クラッチ板と前記従動側ク
   ラッチ板を当接させるピストンと、前記オイルポンプか
   らの吐出油圧をこのピストン背面の圧力室に導びく導油
   通路と、前記ピストン背面の圧力室と前記バイパス弁背
   面の制御圧室とを連通する信号油圧通路と、前記オイル
   ポンプから前記導油通路側へ流れるオイル油圧を制御す
   る制御弁とを備えることを特徴とする圧縮機の連結機構
   。