JP2000161234A - 容量可変型圧縮機及び容量可変型圧縮機の容量制御弁 - Google Patents

容量可変型圧縮機及び容量可変型圧縮機の容量制御弁

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JP2000161234A
JP2000161234A JP10336968A JP33696898A JP2000161234A JP 2000161234 A JP2000161234 A JP 2000161234A JP 10336968 A JP10336968 A JP 10336968A JP 33696898 A JP33696898 A JP 33696898A JP 2000161234 A JP2000161234 A JP 2000161234A
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chamber
valve
sensitive
discharge
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Masaki Ota
太田  雅樹
Kenta Nishimura
健太 西村
Hiroshi Ataya
拓 安谷屋
Hirotaka Kurakake
浩隆 倉掛
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Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の内部制御弁を備えた圧縮機に簡易な工
夫を施すことだけで吐出容量を外部から変更可能とす
る。 【解決手段】 圧縮器に設けた容量制御弁60の感圧室
63を通路50を介して吸入室38に連通する。感圧室
63の内圧によって変位するベローズ66によって弁体
72が開閉動作する弁室62の下側領域には吐出室39
を連通するとともにロッドガイド64と感圧ロッド65
との間に設けたクリアランス59によって感圧室63を
連通する。弁室62の上側領域にはクランク室15を連
通し、吐出室39がクランク室15に弁室62を介して
連通されるようにする。通路50上には弁室62の下側
領域から感圧室63に導入される高圧冷媒ガスの吸入室
38への放出を制御する電磁開閉弁51を設けるととも
に電磁開閉弁51を迂回して感圧室63を吸入室38に
常時連通する迂回通路50aを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調システ
ム等に用いられる容量可変型圧縮機と、容量可変型圧縮
機において吐出容量を制御するための容量制御弁に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】車両用空調システムに用いられる容量可
変型圧縮機は、車両のエンジンによって駆動され、その
吐出容量、即ち、冷房能力を冷房負荷に基づいて自動的
に調整する。この種の圧縮機である容量可変型斜板式圧
縮機では、斜板が納められたクランク室の内圧を特殊な
容量制御弁を利用して制御することにより、斜板の傾角
を調節し各ピストンのストロークを変化させて吐出容量
を変化させている。この吐出容量の制御に用いられる容
量制御弁は、内部制御弁と外部制御弁とに分類されてい
る。
【0003】内部制御弁は、圧縮機の吸入室におけるガ
ス圧(吸入圧)を内部の感圧機構で感知し、感圧機構に
よって設定されている設定圧と感知された吸入圧との大
小関係に基づいて感圧機構が変位して弁開度を自律的に
調節する。従って、従来の内部制御弁を使用する圧縮機
では、設定圧を外部から変更することができないため、
吸入圧、即ち、冷房負荷に関係なく、例えばエンジンの
運転状況に応じて圧縮機の吐出能力を好適に変更するこ
とができない。
【0004】これに対し、外部制御弁は、エンジンの運
転状況、走行状態等に基づいてコントローラが吐出能力
を決定し、制御弁内の感圧機構と作動連結された電磁駆
動機構を外部から電気的に駆動制御することで設定圧を
外部から他律的に設定する。従って、例えばエンジンの
運転状況に応じて圧縮機の吐出能力が好適に変更され、
車両の走行性能を発揮するときにエンジンの出力が圧縮
機の運転に過度に消費されないようにすることができ
る。
【0005】感圧機構としては、感圧部材としてのベロ
ーズ、ベローズの内部に設けられた設定バネによって構
成されている。ベローズは、吸入圧の大きさによって伸
張又は萎縮することで直線的に変位する。又、電磁駆動
機構は、ベローズと同一軸線上に配置されたソレノイド
及びその関連部品からなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、外部制御弁を
使用した圧縮機では、外部から設定圧を変更するため
に、感圧機構と直列に電磁駆動機構を設け、ベローズと
同一軸線上にソレノイドを配置する必要がある。その結
果、容量制御弁の構造が複雑となり、部品点数、組み立
て工数が多くなり、又、圧縮機の大型化を招く問題があ
った。又、電磁駆動機構によって感圧機構を作動するこ
とからソレノイドを駆動するコントローラ側アンプの電
気的負荷も大きくなる問題もあった。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、従来の内部制御弁を備
えた圧縮機に簡易な工夫を施すことで内部制御弁におけ
る設定圧を変更し吐出容量を外部から変更することがで
きる容量可変型圧縮機及び容量可変型圧縮機の容量制御
弁を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、吸入圧領域から吸入したガスを高圧化し、クランク
室の内圧に応じて可変される吐出容量で吐出圧領域に吐
出する容量可変型圧縮機において、前記吸入圧領域のガ
スの吸入圧に圧力が相関する検知圧領域と連通するとと
もに前記吐出圧領域から高圧ガスを導入可能な感圧室
と、前記吐出圧領域又は前記吸入圧領域に連通するとと
もに前記クランク室に連通する弁室と、前記弁室に設け
られ弁開度を調節可能な弁体と、前記感圧室内に設けら
れ、前記検知圧領域のガスの検知圧に応じて前記弁開度
を調整するための付勢作用を有し前記弁体に作動連結さ
れた感圧機構とを備え、前記検知圧に相関する感圧室の
内圧に基づいて弁開度を調整する容量制御弁と、前記吐
出圧領域から前記感圧室への高圧ガスの導入量を制御、
又は、前記吐出圧領域から前記感圧室に導入されるガス
の感圧室から前記吸入圧領域への放出量を制御するため
に開度が制御される電磁流量制御弁とを備え、前記電磁
流量制御弁の開度が制御されることで、前記感圧機構が
弁開度を調整するときの検知圧が変更される容量可変型
圧縮機であって、前記容量制御弁には、前記吐出圧領域
から前記弁室に導入された高圧ガスを前記感圧室に導入
するためのガス導入通路、又は、前記吐出圧領域から前
記感圧室に導入された高圧ガスを前記弁室の吸入圧領域
に放出するためのガス放出通路を設けた容量可変型圧縮
機である。
【0009】この構成によれば、吸入圧に相関する検知
圧と、外部から制御される電磁流量制御弁によって感圧
室への導入量又は感圧室からの放出量が制御される高圧
ガスとによって、検知圧に相関する感圧室の内圧が生成
される。そして、この内圧を所定の値に維持するよう
に、容量制御弁がクランク室の内圧を所定の値に維持す
る。すると、圧縮機から吐出する高圧ガスの吐出圧が、
冷房負荷に応じて変化する吸入圧に相関する検知圧が所
定の値からずれないように制御される。このとき、電磁
流量制御弁を制御して高圧ガスの感圧室への導入量、又
は、感圧室からの放出量を変化させると、容量制御弁が
作動するときの検知圧の値が変化する。従って、外部か
らの制御によって、外部負荷に対する圧縮機の吐出容量
が変更される。ここで、吐出圧領域から弁室に導入され
た高圧ガスは、容量制御弁に設けられたガス導入通路を
通って感圧室に導入される。又、吐出圧領域から感圧室
に導入された高圧ガスは、容量制御弁に設けられたガス
放出通路を通って弁室の吸入圧領域に放出される。従っ
て、感圧室に高圧ガスを導入するための通路、又は、感
圧室からガスを放出するための通路が1つですむ。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記検知圧領域
は前記吸入圧領域であり前記検知圧は該吸入圧領域の吸
入圧であって、前記電磁流量制御弁は、前記感圧室に導
入されたガスの感圧室から吸入圧領域への放出量を制御
するためのものであって、前記感圧室は、該電磁流量制
御弁が設けられた通路上に、該電磁流量制御弁を迂回す
るように設けられた迂回通路によって吸入圧領域に連通
するものである。
【0011】この構成によれば、感圧室に導入されたガ
スの吸入圧領域への放出量を制御する電磁流量制御弁が
設けられた通路によって感圧室が吸入領域に連通する。
従って、感圧室からガスを放出するための通路が1つで
すむ。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の容量可変型圧縮機において、前記弁室は吐出圧領域に
連通し、前記容量制御弁に、前記ガス導入通路を備えた
ものである。
【0013】この構成によれば、吐出圧領域から弁室に
導入された高圧ガスが、容量制御弁に設けたガス導入通
路によって感圧室に導入される。従って、感圧室に導入
する高圧ガスの通路と、弁室に高圧ガスを導入する通路
とが共通化される。
【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の容量可変型圧縮機において、前記検知圧領域は前記吸
入圧領域であり前記検知圧は該吸入圧領域の吸入圧であ
って、前記弁室は吸入圧領域に連通し、前記電磁流量制
御弁は、吐出圧領域から感圧室への高圧ガスの導入量を
制御するためのものであって、前記容量制御弁に、前記
ガス放出通路を備えたものである。
【0015】この構成によれば、吐出圧領域から感圧室
に導入されたガスが、ガス放出通路を通って弁室の吸入
圧領域に放出される。従って、吸入圧領域を弁室に連通
する通路と、吸入圧領域を感圧室に連通する通路とが共
通化される。
【0016】請求項5に記載の発明は、請求項3に記載
の容量可変型圧縮機において、前記感圧機構は、ベロー
ズと、該ベローズを前記弁室側に伸張させるように付勢
する設定バネとからなり、該ベローズと前記弁体とが、
感圧室と弁室との間に設けられた通路状のロッドガイド
に軸線方向に摺動可能に支持された感圧ロッドによって
作動連結され、吐出圧と、クランク室の内圧との差圧に
よって前記弁体が付勢される向きが、前記設定バネが前
記ベローズを付勢する向きと一致するように、弁室に対
する吐出圧領域とクランク室との連通関係が構築されて
いるものであって、前記ガス導入通路は、前記感圧室と
前記弁室とを連通するように、前記感圧ロッドの外周面
と前記ロッドガイドとの間に設けたクリアランス、ある
いは、該感圧ロッドの外周面及び該ロッドガイドの内周
面の少なくとも一方に設けた溝によって形成したもので
ある。
【0017】この構成によれば、感圧室の内圧に応じて
ベローズによって駆動され弁体を移動させる感圧ロッド
の摺動部分に設けたクリアランス又は溝を通って弁室か
ら感圧室に高圧ガスが導入される。従って、弁室の吐出
圧領域を感圧室に連通する通路が、ロッドガイドと感圧
ロッドとの境界部に形成される。
【0018】請求項6に記載の発明は、請求項4に記載
の容量可変型圧縮機において、前記感圧機構は、ベロー
ズと、該ベローズを前記弁室側に伸張させる向きに付勢
する設定バネとからなり、該ベローズと前記弁体とが、
感圧室と弁室との間に設けられた通路状のロッドガイド
に軸線方向に摺動可能に支持された感圧ロッドによって
作動連結され、吸入圧と、クランク室の内圧との差圧に
よって前記弁体が付勢される向きが、前記設定バネが前
記ベローズを付勢する向きと互いに反対となるように、
弁室に対する吸入圧領域とクランク室との連通関係が構
築されているものであって、前記ガス放出通路は、前記
感圧室と前記弁室とを連通するように、前記感圧ロッド
の外周面と前記ロッドガイドとの間に設けたクリアラン
ス、あるいは、該感圧ロッドの外周面及び該ロッドガイ
ドの内周面の少なくとも一方に設けた溝によって形成し
たものである。
【0019】この構成によれば、感圧室の内圧に応じて
ベローズによって駆動され弁体を移動させる感圧ロッド
の摺動部分に設けたクリアランス又は溝を通って感圧室
から弁室の吸入圧領域にガスが放出される。従って、感
圧室からガスを弁室に放出する通路が、ロッドガイドと
感圧ロッドとの境界部に形成される。
【0020】請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求
項6のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の容量制
御弁である。この構成によれば、容量可変型圧縮機が請
求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の発明の作用を
備える。
【0021】請求項8に記載の発明は、吸入圧領域から
吸入したガスを高圧化し、クランク室の内圧に応じて可
変される吐出容量で吐出圧領域に吐出する容量可変型圧
縮機において、前記吸入圧領域と連通するとともに前記
吐出圧領域から高圧ガスを導入可能な感圧室と、前記吐
出圧領域又は前記吸入圧領域に連通するとともに前記ク
ランク室に連通する弁室と、前記弁室に設けられ弁開度
を調節可能な弁体と、前記感圧室内に設けられ、前記吸
入圧領域から導入されるガスの吸入圧に応じて前記弁開
度を調整するための付勢作用を有し前記弁体に作動連結
された感圧機構とを備え、前記吸入圧に相関する感圧室
の内圧に基づいて弁開度を調整する容量制御弁と、前記
吐出圧領域から前記感圧室に導入された高圧ガスの感圧
室から吸入圧領域への放出量を制御するために開度が制
御される電磁流量制御弁とを備え、前記感圧室は、前記
電磁流量制御弁自体に設けられた連通路を介して吸入側
領域に常時連通する容量可変型圧縮機である。
【0022】この構成によれば、吸入圧と、外部から制
御される電磁流量制御弁によって感圧室からの放出量が
制御される高圧ガスとによって、吸入圧に相関する感圧
室の内圧が生成される。そして、この内圧を所定の値に
維持するように、容量制御弁がクランク室の内圧を所定
の値に維持する。すると、圧縮機から吐出する高圧ガス
の吐出圧が、冷房負荷に応じて変化する吸入圧が所定の
値からずれないように制御される。このとき、電磁流量
制御弁を制御して高圧ガスの感圧室への導入量、又は、
感圧室からの放出量を変化させると、容量制御弁が作動
するときの吸入圧の値が変化する。従って、外部からの
制御によって、外部負荷に対する圧縮機の吐出容量が変
更される。ここで、感圧室は、吸入室にガスを放出する
ために設けた通路によって吸入室に連通される。従っ
て、感圧室からガスを放出するための通路が1つです
む。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を車両用空調シス
テムに用いられる容量可変型斜板式圧縮機に具体化した
第1〜第4の実施の形態について説明する。
【0024】(第1の実施の形態)第1の実施の形態に
従う容量可変型斜板式圧縮機について図1〜図3に基づ
いて説明する。
【0025】図1に示すように、容量可変型圧縮機とし
ての容量可変型斜板式圧縮機10は、シリンダブロック
11と、そのシリンダブロック11の前端に接合固定さ
れたフロントハウジング12と、シリンダブロック11
の後端に弁形成体13を介して接合固定されたリヤハウ
ジング14とを備えている。シリンダブロック11とフ
ロントハウジング12とに囲まれた領域には、クランク
室15が区画されている。駆動軸16は、クランク室1
5内においてシリンダブロック11とフロントハウジン
グ12との間に回転可能に架設支持され、その前端部が
フロントハウジング12から吐出されている。
【0026】フロントハウジング12の前端外周部に
は、アンギュラベアリング17を介してプーリ18が回
転可能に支持されている。プーリ18は、駆動軸16の
前端部に連結固定されている。プーリ18の外周には、
図示しない車両のエンジン20に駆動連結されたベルト
19が巻き掛けられている。即ち、本実施の形態の圧縮
機10は、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介すること
なくエンジン20に駆動連結されており、エンジン20
が運転されるときには常時駆動される。
【0027】駆動軸16の前端外周部とフロントハウジ
ング12の内周壁との間にはリップシール21が介在さ
れ、クランク室15の前方を封止している。クランク室
15において駆動軸16上には、回転支持体22が固着
されている。
【0028】クランク室15内にはカムプレートとして
の斜板23が収容されている。斜板23の中央部には挿
通孔が貫設され、この挿通孔内に駆動軸16が挿入され
ている。又、斜板23は、ヒンジ機構(24,25)を
介して回転支持体22に作動連結されている。このヒン
ジ機構(24,25)及び斜板23の中央挿通孔内での
駆動軸16との接触により、斜板23は、駆動軸16に
対して傾動可能かつ駆動軸16の軸線方向へのスライド
可能に支持される。斜板23は、駆動軸16を挟んで前
記ヒンジ機構と反対側にカウンタウエイト23aを有し
ている。
【0029】前記ヒンジ機構は、回転支持体22のリヤ
面に突設された一対の支持アーム24(一つのみ図示)
と、斜板23のフロント面に突設された一対のガイドピ
ン25(一つのみ図示)とで構成される。各支持アーム
24はその先端部に形成されたガイド孔24aを有し、
各ガイドピン25はその先端部に形成された球状部25
aを有している。これら球状部25aは、それぞれ対応
する支持アーム24のガイド孔24aに挿入されてい
る。支持アーム24とガイドピン25との連係により、
斜板23は駆動軸16に対して傾動可能でかつ該駆動軸
16と一体回転可能となっている。
【0030】斜板23は、ガイド孔24aと球状部25
aとの間の摺動関係及び駆動軸16の摺動支持関係によ
って傾角が変更されるように設けられている。即ち、斜
板23がシリンダブロック11に接近するにつれて、斜
板23の傾角は減少傾向となる。回転支持体22と斜板
23との間において駆動軸16に巻装された第1コイル
バネ(圧縮コイルバネ)26は、斜板23をシリンダブ
ロック11の方に付勢して斜板23の傾角減少を助長す
る。他方、回転支持体22の後面に形成された規制突部
22aは、図1に示すように斜板23の一部(カウンタ
ウェイト23a)と当接して斜板23の最大傾角を規制
する。
【0031】シリンダブロック11の中心部には収容孔
27が貫設されている。又、リヤハウジング14の中心
部には吸入通路28が形成されている。吸入通路28は
収容孔27に連通している。吸入通路28の収容孔27
側開口の周囲には、位置決め面29が形成されている。
【0032】収容孔27内には、筒状をなす遮断体30
が駆動軸16の軸線方向に摺動可能に収容されている。
遮断体30と収容孔27の段差部との間には第2コイル
バネ(圧縮コイルバネ)31が介装され、遮断体30を
斜板23側へ付勢している。駆動軸16の後端部は遮断
体30の内部に進入している。駆動軸16の後端部と遮
断体30の内周面との間にはラジアルベアリング32が
介在されている。このラジアルベリング32は、サーク
リップ33によって遮断体30からの抜けが阻止されて
おり、遮断体30とともに駆動軸16の軸線方向へ移動
可能である。従って、駆動軸16の後端部は、遮断体3
0及びラジアルベアリング32を介して収容孔27内に
回転可能に支持されている。遮断体30の後端には遮断
面34が形成され、この遮断面34は遮断体30の移動
に応じて位置決め面29に接離する。遮断面34が位置
決め面29に当接すると、両面29,34が密封され吸
入通路28と収容孔27の内空間との連通が遮断され
る。
【0033】斜板23と遮断体30との間には、スラス
トベアリング35が駆動軸16上を摺動可能に設けられ
ている。そして、前記両バネ26,31の付勢作用によ
り、斜板23、スラストベアリング35及び遮断体30
が常に相互接触している。このため、傾斜角が減少する
ように斜板23が傾動するに伴い、遮断体30が第2コ
イルバネ31の付勢力に抗して位置決め面29側に移動
され、ついには遮断体30の遮断面34が位置決め面2
9に当接される。遮断面34が位置決め面29に当接さ
れると、斜板23のそれ以上の傾動が規制され、この状
態で斜板23は最小傾角となる。但し、その最小傾角は
0°よりも僅かに大きな角度である。
【0034】シリンダブロック11には、駆動軸16を
取り囲むように複数のシリンダボア11a(図1では1
つのみ図示)が形成されており、各シリンダボア11a
には片頭型のピストン36が往復動可能に収容されてい
る。各ピストン36の前端部(圧縮面と反対側の端部)
は、一対のシュー37を介して斜板23の外周部に係留
され、各ピストン36と斜板23とはシュー37を介し
て作動連結されている。このため、斜板23の回転運動
がシュー37を介してピストン36の往復直線運動に変
換される。
【0035】斜板23の傾角変化に応じてピストン36
のストロークが変わり、吐出容量が調節されるが、前記
ヒンジ機構(24,25)を採用したことで斜板23の
傾角変化にもかかわらず、各シリンダボア11aでのピ
ストン36の上死点位置はほぼ一定となる。ちなみに、
各ピストン36が上死点位置にあるときには、シリンダ
ボア11a内のトップクリアランスは殆ど「0」であ
る。
【0036】リヤハウジング14の前面側には、略環状
の吸入室38と、その吸入室38を取り囲む略環状の吐
出室39が区画形成されている。吸入室38は、弁形成
体13に形成された通口45を介して収容孔27に連通
している。遮断体30の遮断面34が位置決め面29に
当接されると、吸入室38は吸入通路28との連通を遮
断される。なお、吸入通路28、収容孔27、通口45
及び吸入室38は吸入圧領域を構成し、吐出室39は吐
出圧領域を構成する。
【0037】更に、弁形成体13には、各シリンダボア
11aに対応して、吸入ポート40、同吸入ポート40
を開閉する吸入弁41、吐出ポート42および同吐出ポ
ート42を開閉する吐出弁43が形成されている。後述
する外部冷媒回路54から吸入通路28および通口45
を介して吸入室38に提供される冷媒ガスは、ピストン
36の吸入動作に伴い、吸入ポート40及び吸入弁41
を介してシリンダボア11aへ吸入される。シリンダボ
ア11aに吸入された冷媒ガスは、ピストン36の圧縮
動作に伴い吐出ポート42及び吐出弁43を介して吐出
室39へ吐出される。冷媒ガスの圧縮時にピストン36
から回転支持体22に作用する圧縮反力は、回転支持体
22及び前側に設けられたスラストベアリング44を介
してフロントハウジング12の内壁に受け止められる。
【0038】駆動軸16の軸心には通路46が形成され
ている。この通路46は、駆動軸16の前端部でリップ
シール21の近傍に開口した入口と、駆動軸16の後端
部で遮断体30内に開口した出口とを有している。遮断
体30の周壁には、絞りとして機能する放圧通口47が
貫設され、この放圧通口47を介して収容孔27内にお
いて遮断体30の内外が連通している。収容孔27、放
圧通口47及び通路46は、クランク室15から吸入室
38へ冷媒ガスを徐々に放出するための抽気通路を構成
する。
【0039】図1に示すように、リヤハウジング14に
は、クランク室15の内圧Pcを制御するための容量制
御弁60が設けられている。容量制御弁60には、吐出
室39に接続された給気通路48と、クランク室15に
接続された給気通路49とが接続されている。又、容量
制御弁60には、吸入室38に接続された通路50が接
続されている。リヤハウジング14の後端には、通路5
0上において、吐出室39から容量制御弁60に導入さ
れた冷媒ガスの容量制御弁60からの放出を制御するた
めの電磁流量制御弁としての電磁開閉弁51が設けられ
ている。
【0040】又、リヤハウジング14には、吐出室39
に吐出された高圧冷媒ガスを外部に排出するための吐出
フランジ53が設けられている。吐出フランジ53は、
外部冷媒回路54を介して吸入通路28に接続されてい
る。外部冷媒回路54は、凝縮器55、膨張弁56及び
蒸発器57からなり、斜板式圧縮機10とともに車両用
空調システムの冷凍回路を構成する。
【0041】次に、容量制御弁60について詳述する。
図2に示すように、容量制御弁60はバルブハウジング
61を備え、そのバルブハウジング61内で上半部に区
画形成された弁室62と、同じく下半分に区画形成され
た感圧室63とを備えている。弁室62と感圧室63と
の間には通路状のロッドガイド64が形成され、このロ
ッドガイド64内には感圧ロッド65が軸線方向に摺動
可能に支持されている。ロッドガイド64と感圧ロッド
65との間には、弁室62と感圧室63とを連通するよ
うに、ガス導入通路としてのクリアランス59が形成さ
れている。
【0042】感圧室63内には、感圧部材であるベロー
ズ66が設けられている。ベローズ66の基端部は、感
圧室63の底壁を構成する第1封止板67に固着されて
いる。ベローズ66内は真空状態又は超減圧状態とさ
れ、その内部には設定バネ68(圧縮コイルバネ)が配
設されている。この設定バネ68の上方への付勢力によ
り、ベローズ66の先端部が感圧ロッド65の下端部に
当接している。そして、ベローズ66は、感圧室63の
内圧Pkが設定バネ68の付勢力で決定される所定の値
以上となると萎縮し、所定の値未満では感圧ロッド65
を弁室62側に付勢する。なお、ベローズ66及び設定
バネ68は、感圧機構を構成する。
【0043】バルブハウジング61には、感圧室63に
連通する連通孔69が設けられ、連通孔69には給気通
路50が接続されている。給気通路50上には、電磁開
閉弁51を迂回する迂回通路50aと、電磁開閉弁51
にて開閉される通路50bとが設けられている。迂回通
路50aは、固定絞りとしての機能を備えるように形成
されている。
【0044】バルブハウジング61内に設けられた弁室
62の内壁部における中央には、環状の弁座71が設け
られている。弁室62は、弁座71により上下二つの領
域(以下、上側領域及び下側領域とする)に分けられて
いる。
【0045】弁室62の下側領域には、感圧ロッド65
の上端部がロッドガイド64から突出して配置されてい
る。弁室62の上側領域には、球状の弁体72と付勢バ
ネ73とが設けられている。弁体72は、それが弁座7
1に着座したときに弁座71の中央孔を完全に閉塞する
程度の直径を有している。付勢バネ73の基端部(上端
部)は、弁室62の天井壁を構成する第2封止板74に
掛止され、付勢バネ73の先端部(下端部)は、弁体7
2に掛止されている。この付勢バネ73により、弁体7
2は弁座71の中央孔を閉塞する向き(下向き)に付勢
されている。そして、弁体72には、感圧ロッド65に
よってベローズ66が作動連結されている。
【0046】バルブハウジング61には弁室62の下側
領域に開口する第1連通口75と、弁室62の上側領域
に開口する第2連通口76とが設けられている。弁室6
2の下側領域には、第1連通口75に接続された給気通
路48によって吐出室39が連通されている。弁室62
の上側領域には、第2連通口76に接続された給気通路
49によってクランク室15が連通されている。
【0047】そして、感圧室63の内圧Pkが相対的に
高く感圧ロッド65がベローズ66によって弁室62側
に移動配置されないときには、付勢バネ73の付勢力に
よって弁体72が弁座71に着座し、弁室62を介して
の第1及び第2連通口75,76の相互連通は遮断され
る。反対に、感圧室53の内圧Pkが相対的に低く感圧
ロッド65がベローズ66によって弁室62側に移動配
置されると、付勢バネ73の付勢力に抗して弁体72が
弁座71から離間し、第1及び第2連通口75,76と
が弁室62を介して相互連通される。
【0048】つまり、吐出圧Pdとクランク室15の内
圧Pcとの差圧によって弁体72が付勢される向きが、
設定バネ68がベローズ66を付勢する向きと一致する
ように、弁室62に対する吐出室39とクランク室15
との連通関係が構築されている。
【0049】次に、容量制御弁60の動作を説明する。
容量制御弁60において、弁室62及びクリアランス5
9を介して吐出室39から高圧冷媒ガスが導入されない
と仮定した場合には、感圧室63の内圧Pkは、感圧室
63に常時連通されている吸入室38の冷媒ガスの圧力
である吸入圧Psとなる。そして、容量制御弁60は、
吸入圧Psに基づいて、弁室62の弁開度を調整する。
この場合、容量制御弁60が弁開度を「閉」とするとき
の感圧室63の内圧Pk、即ち、設定圧Psetは、吸
入圧Psとみなすことができる。そして、設定圧Pse
tは設定バネ68の付勢力によって設定されている。
【0050】即ち、吸入圧Psが上昇して設定圧Pse
t以上となると感圧室63の内圧Pkが所定の値以上と
なり、設定バネ68の付勢力に抗してベローズ66が萎
縮するように変位する。すると、ベローズ66に作動連
結された弁体72によって弁室62の弁開度が「閉」と
され、弁室62を介しての吐出室39からの高圧冷媒ガ
スのクランク室15への導入が停止される。その結果、
抽気通路からの冷媒ガスの排出によりクランク室15の
内圧Pc、即ち、ピストン36の背圧が減少して斜板2
3の傾角が増大し、ピストン36のストロークが増加し
て吐出容量が増大する。すると、冷媒ガスの吸入圧Ps
が減少して、感圧室63の内圧Pkが減少する。
【0051】反対に、吸入圧Psが低下して設定圧Ps
et未満となると感圧室63の内圧Pkが所定の値未満
となり、設定バネ68の付勢力によりベローズ66が伸
張するように変位する。すると、ベローズ66に作動連
結された弁体72によって弁室62の弁開度が「開」と
され、弁室62を介して吐出室39から高圧冷媒ガスが
クランク室15へ導入される。その結果、クランク室1
5の内圧Pc、即ち、ピストン36の背圧が増加して斜
板23の傾角が減少し、ピストン36のストロークが減
少して吐出容量が減少する。すると、冷媒ガスの吸入圧
Psが増大して、感圧室63の内圧Pkが増大する。
【0052】これは従来の内部制御弁の基本原理そのも
のであり、この点では、本実施の形態の容量制御弁60
も従来の内部制御弁と何ら変わるところはない。従っ
て、従来の内部制御弁では、弁室62における弁開度を
開閉するときのしきい値となる設定圧Psetが、感圧
機構を構成する設定バネ68の付勢力によって決定され
るため、設定圧Pset自体を外部から他律的に変更す
ることはできなかった。これに対し、本実施の形態の容
量制御弁60では、吐出室39から高圧冷媒ガスを選択
的に感圧室63に導入することにより、設定圧Pset
を実質上変更可能としている。
【0053】以下、設定圧Psetを変更可能とする原
理について述べる。即ち、感圧室63には、吐出室39
から弁室62の下側領域に導入された高圧冷媒ガスが、
ロッドガイド64と感圧ロッド65との間のクリアラン
ス59を通って常時導入されている。このため、吸入室
38における実際の吸入圧Psが、設定バネ68によっ
て決まる設定圧Pset(以下、これをPset0とす
る)よりも低いにもかかわらず、感圧室63の内圧Pk
が設定圧Pset0に容易に達する。つまり、吸入室3
8(吸入圧Ps)の側から見るならば、設定圧Pset
が、設定バネ68によって決まる設定圧Pset0より
も低い別の設定圧Psetに下がったように見える。即
ち、定性的には、吐出室39の高圧冷媒ガスを感圧室6
3に導入することで、容量制御弁60において弁開度調
節が調整されるときの吸入圧Psである実設定圧Pse
tは、設定バネ68によって設定された設定圧Pset
0よりも低い値となる。尚、吐出室の39の冷媒ガス
は、感圧室63の内圧Pkが吸入室39の吸入圧Psに
相関するように導入されている。
【0054】ここで、電磁開閉弁51を開いた状態は、
吐出室39から感圧室63に導入された高圧冷媒ガスが
通路50bによって吸入室38に放出される状態であっ
て、感圧室63の内圧Pkが吸入圧Psよりやや高くな
る。一方、吐出圧Pdとクランク室15の内圧Pcとの
差圧が、設定バネ68が弁体72を付勢する向きと一致
する向きに加わることから、その差圧分が設定バネ68
の付勢力に上乗せされる。従って、電磁開閉弁51が開
かれた状態での実設定圧Pset1は、例えば図3に一
点鎖線で示すように、設定圧Pset0よりも大きく、
吐出圧Pdが大きくなるにつれて比較的緩やかに単調に
増加する特性となる。
【0055】他方、電磁開閉弁51を閉じた状態は、吐
出室39から感圧室63に導入された高圧ガスが固定絞
り状の迂回通路50aによってのみ放出流量が制限され
た状態で吸入室38に放出される状態であって、感圧室
63の内圧Pkが吸入圧Psよりも高い値となる。つま
り、電磁開閉弁51が閉じた状態では、吸入室38にお
ける実際の吸入圧Psが設定圧Pset0よりも低いに
も拘らず、感圧室63の内圧Pkが設定圧Pset0に
容易に達する状態となる。尚、この場合においても、吐
出圧Pdとクランク室15の内圧Pcとの差圧分が設定
バネ68の付勢力に上乗せされている。従って、電磁開
閉弁51が閉じた状態での実設定圧Pset2は、例え
ば図3に実線で示すように、設定圧Pset0よりも小
さく、吐出圧Pdが大きくなるにつれて単調に低下する
特性となる。尚、破線は、蒸発器57がフロストを生じ
ない吸入圧Psの下限値を示す。
【0056】本実施の形態では、実設定圧Pset1が
フロスト限界よりも離れるように設定バネ68の付勢力
が設定され、実設定圧Pset2の下限がフロスト限界
の近くとなるように吐出室39から感圧室63への高圧
冷媒ガスの導入量が設定されている。
【0057】電磁開閉弁51は、非通電時には通路50
bを閉塞し、吸入室38を迂回通路50aを介してのみ
感圧室63に連通させる。又、電磁開閉弁51は通電時
には通路50bを開放し、吸入室38を通路50a,5
0bによって感圧室63に連通させる。電磁開閉弁51
は、コントローラ70によって通電制御される。
【0058】コントローラ70は、車両用空調システム
の制御装置の一部、又は、電磁開閉弁51の通電制御プ
ログラムを割り込み処理ルーチンとして予め組み込んだ
エンジン20の電子制御装置(ECU)である。コント
ローラ70は、図示しない各種センサや選択スイッチか
らの入力情報に基づいて電磁開閉弁51の通電制御を行
う。コントローラ70は、通常時は電磁開閉弁51への
通電を停止して通路50bを閉塞する。
【0059】次に、以上のように構成された容量可変型
圧縮機10の作用について説明する。設定圧Psetが
実設定圧Pset1又は実設定圧Pset2のいずれに
制御された場合であっても、容量制御弁60は基本的に
次のように作動する。
【0060】車室内温度が高く外部冷媒回路54から吸
入室38に導入される冷媒ガスの吸入圧Psが高くなっ
て感圧室63の内圧Pkが設定圧Pset以上となる
と、ベローズ66が萎縮して弁体72が付勢バネ73に
よって押し下げられる。すると、弁室62の弁開度が
「閉」となって、吐出室39からクランク室15への弁
室62を介しての高圧冷媒ガスの導入が停止される。そ
の一方で、クランク室15内からは、抽気通路(46,
47,27)を介して吸入室38へ冷媒ガスが徐々に放
出される。すると、クランク室15の内圧Pc、即ち、
ピストン36の背圧が低下して斜板23の傾角が増加す
る。その結果、ピストン36のストロークが大きくな
り、圧縮機10の吐出容量が増大する。
【0061】他方、車室内温度が低く冷媒ガスの吸入圧
Psが設定圧Pset未満になると、ベローズ66が伸
張して弁体72が感圧ロッド65によって持ち上げられ
る。すると、弁室62の弁開度が「開」となって、吐出
室39からクランク室15へ弁室62を介して高圧冷媒
ガスが導入される。一方、クランク室15からの抽気通
路を介しての吸入室38への冷媒ガスの放出は、絞り状
の放圧通口47によって制限されている。すると、クラ
ンク室15の内圧Pc、即ち、ピストン36の背圧が上
昇して斜板23の傾角が減少する。その結果、ピストン
36のストロークが小さくなり、圧縮機10の吐出容量
が減少する。
【0062】以上のように、容量可変型圧縮機10は、
冷房負荷が反映された吸入圧Psに基づいて容量制御弁
60がクランク室15の内圧Pcを自律的に制御するこ
とにより吐出容量が変更される。
【0063】なお、斜板23の傾角が減少して最小傾角
(0°よりも僅かに大きいほぼ直立状態)となると、遮
断体30の遮断面34が位置決め面29に当接し、外部
冷媒回路54から吸入室38への冷媒ガスの流入が阻止
される。斜板23の最小傾角状態においても、シリンダ
ボア11aから吐出室39への高圧冷媒ガスの吐出は維
持されている。吐出室39に吐出された高圧冷媒ガス
は、給気通路48、容量制御弁60、給気通路49、ク
ランク室15、通路46及び放圧通口47を通って吸入
室38へ流入する。そして、吸入室38に流入した冷媒
ガスは、シリンダボア11aに吸入されて圧縮され再び
吐出室39へ吐出される。即ち、遮断体30によって吸
入通路28が完全に閉塞された最小傾角状態にあって
も、圧縮機内部には冷媒ガスの循環経路が形成され、且
つ循環経路内には冷媒ガスの循環を引き起こす圧力差が
生じている。それ故、冷媒ガスが常に前記循環経路を循
環するに伴い、冷媒ガスとともに潤滑油ミストが圧縮機
10内の各部に運ばれるので、圧縮機10の内部潤滑に
ついて何らの支障も生じない。
【0064】コントローラ70は、車両の速度又は加速
度に関する情報や車両のオートマチックトランスミッシ
ョン(AT)の走行モード(変速制御モード)に関する
情報等の車両の走行状態に関する情報を電気的に入力
し、これらの情報に基づいて電磁開閉弁51の開閉状況
を最適制御する。
【0065】具体的には、車両がほぼ一定速度で走行し
ているときや、ATが通常走行モードを選択されている
場合には、コントローラ70は電磁開閉弁51に対する
通電を行なわず閉状態に維持する。すると、容量制御弁
60の感圧室63における設定圧Psetが相対的に低
い実設定圧Pset2に切り換えられ、冷房負荷が小さ
く吸入圧Psが低めであるときにも、圧縮機10が大吐
出容量での運転に入り易い状況となる。反対に、車両が
加速状態に入った場合やATがエコノミー走行モードに
選択された場合には、コントローラ70は電磁開閉弁5
1に通電して開状態に切り替える。すると、感圧室63
の設定圧Psetが相対的に高い実設定圧Pset1に
切り換えられ、冷房負荷が大きく吸入圧Psが高めとな
るときにも、圧縮機10が大吐出容量での運転に入り難
い状況となる。
【0066】以上詳述したように、第1の実施の形態に
よれば、以下に記載の各効果を得ることができる。 (1) コントローラ70は、車両が定常走行状態にあ
るときのようにエンジン20の負荷が比較的小さい場合
には、電磁開閉弁51を閉状態として設定圧Psetを
低い方の実設定圧Pset2として圧縮機10が本来の
吐出性能を十分に発揮できる状況を作り出す。他方、車
両が加速走行状態に入ったときのようにエンジン20の
動力を車両のパワートレーンにより多く回す必要が生じ
た場合には、電磁開閉弁51を開状態として設定圧Ps
etを高い方の実設定圧Pset1に切り換え、圧縮機
10の吐出性能が小さくなる状況、即ち、圧縮機10が
エンジン20にとって重荷とならない状況を作り出す。
このように本実施の形態によれば、車両及びそのエンジ
ン20の運転状況に応じて臨機応変に設定圧Psetを
切り換えることにより、圧縮機10の吐出能力を外部か
ら他律的に可変調節することができる。
【0067】(2) 伝統的な内部制御弁の基本構成に
対して、容量制御弁60の感圧室63に吐出圧Pdに近
い高圧冷媒ガスを選択的に導入可能とするクリアランス
59を付加するという簡素な工夫で、設定圧Psetを
二段階に切り替え可能な容量制御弁60を構成すること
ができる。この点で、設定圧Psetを可変化するため
に大型の電磁駆動機構を必要とした従来の外部制御弁に
比して、コスト面や圧縮機への実装面で極めて有利であ
る。
【0068】(3) 設定圧Psetを切り替えるため
に感圧室63からの冷媒ガスの放出状態を切り替えるた
めの電磁開閉弁51が必要となるが、この電磁開閉弁5
1は感圧室63の内圧Pkを生成するために導入された
吐出圧Pdを放出するために設けられた流路断面積が比
較的小さい通路50における単なる開閉弁手段として存
在すれば十分である。従って、外部制御弁において電磁
駆動機構を構成する電磁制御弁に比較して、小型で低消
費電力のもので足りる。
【0069】(4) 圧縮器10の本体に設けた給気通
路48によって容量制御弁60の弁室62に導入した吐
出圧Pdを、弁室62と感圧室63との間に設けたクリ
アランス59によって感圧室63にも導入するようにし
た。従って、吐出室39から感圧室63に吐出圧Pdを
導入するための通路を圧縮機10の本体に設ける必要が
ないので、容量制御弁60に接続する通路が、吸入室3
8から吸入圧Psを導入するための通路50と、吐出室
39から吐出圧Pdを導入するための給気通路48と、
クランク室15に冷媒ガスを供給するための給気通路4
9だけですむ。その結果、圧縮器10の本体に設ける通
路が3つだけですむので、圧縮機10の本体に対する加
工工数を少なくすることができる。
【0070】(5) 感圧室63に設けたベローズ66
が感圧ロッド65を介して弁室62に設けた弁体72を
移動させるようにし、感圧ロッド65とロッドガイド6
4との間に設けたクリアランス59によって吐出圧Pd
を弁室62から感圧室63に導入するようにした。従っ
て、バルブハウジング61の内部に新たな通路を形成す
る場合に比較して、感圧室63と弁室62とを連通する
通路を容易に設けることができる。
【0071】(6) 図3のグラフにおける設定圧Ps
etの各特性線の傾きは、クリアランス59の流路断面
積と、迂回通路50aの流路断面積との比を変更するこ
とで適宜変更することができる。経験的知見によれば、
下流側の迂回通路50aの流路断面積を大きくする程、
即ち感圧室63からのガス漏洩の程度が大きくなる程、
Pd−Pset特性線の傾きは大きくなる傾向にある。
【0072】(7) 設定圧Psetを変えることがで
きない従来の内部制御弁を備えた容量可変型斜板式圧縮
機を用いた空調システムの冷凍回路54では、蒸発器5
7の出口と圧縮機10の入口との間の配管長に応じた圧
力損失を考慮して、蒸発器57の出口における圧力が一
定となるように内部制御弁の設定圧Psetをその都度
(車両毎に)変えざるを得なかった。しかしながら、本
実施の形態によれば、吐出室39から感圧室63への高
圧冷媒ガスの導入量を好適に制御することにより、少な
くとも第2の実設定圧Pset2のレベルを自由に調節
することができる。このため、空調システムの構築が従
来よりも容易となる。
【0073】(第2の実施の形態)第2の実施の形態に
従う容量可変型斜板式圧縮機について図4及び図5を参
照して説明する。本実施の形態の容量可変型斜板式圧縮
機は、基本的に前記第1の実施の形態の圧縮機10にお
ける容量制御弁60の一部を変更したことのみが異なる
ので、その他の同一の構成については符号を同じにして
その説明を省略する。
【0074】図4に示すように、弁室62には、その下
側領域に、第1連通口75に接続された給気通路49に
よってクランク室15が連通され、同じく上側領域に、
第2連通口76に接続された給気通路48によって吐出
室39が連通されている。そして、感圧室63の内圧P
kが相対的に高く感圧ロッド65がベローズ66によっ
て弁室62側に移動配置されないときには、付勢バネ7
3の付勢力によって弁体72が弁座71に着座し、弁室
62を介しての第1及び第2連通口75,76の相互連
通は遮断される。反対に、感圧室53の内圧Pkが相対
的に低く感圧ロッド65がベローズ66によって弁室6
2側に移動配置されると、付勢バネ73の付勢力に抗し
て弁体72が弁座71から離間し、第1及び第2連通口
75,76とが弁室62を介して相互連通される。
【0075】つまり、第1の実施の形態の容量制御弁6
0と異なり、吐出圧Pdとクランク室15の内圧Pcと
の差圧によって弁体72が付勢される向きが、設定バネ
68がベローズ66を付勢する向きと互いに反対となる
ように、弁室62に対する吐出室39とクランク室15
との連通関係が構築されている。
【0076】バルブハウジング61には、弁室62の上
側領域を感圧室63に連通するガス導入通路としての連
通通路77が設けられている。本実施の形態の容量制御
弁60においては、設定圧Psetは以下のように設定
される。
【0077】先ず、電磁開閉弁51を開いた状態は、吐
出室39から弁室62及び連通通路77を介して感圧室
63に高圧冷媒ガスが導入されるとともに、感圧室63
から給気通路50を通って吸入室38に冷媒ガスが放出
される状態となる。その結果、感圧室63の内圧Pk
は、吸入圧Psよりもやや高い値となる。一方、吐出圧
Pdとクランク室15の内圧Pcの差圧が弁体72を弁
座71側に付勢する方向に作用し、この差圧分に相当す
る付勢力(この付勢力は吐出圧Pdの単調増加関数とな
る)が設定バネ68の付勢力を減じるように作用する。
従って、電磁開閉弁51が開かれた状態での実設定圧P
set1は、例えば図5に示すように、吐出圧Pdが大
きくなるにつれて比較的緩やかに単調に減少する特性と
なる。
【0078】他方、電磁開閉弁51を閉じた状態では、
感圧室63に導入された高圧冷媒ガスが固定絞り状の迂
回通路50aを通して吸入室38に放出される状態とな
る。その結果、感圧室63の内圧Pkは、吸入圧Psよ
りも高い値となる。又、電磁開閉弁51が開状態である
ときと同様に、吐出圧Pdとクランク室15の内圧Pc
との差圧が、設定バネ68の付勢力を減じるように作用
する。従って、電磁開閉弁51が閉じられたときの実設
定圧Pset2は、例えば図5に実線で示すように、吐
出圧Pdが大きくなるにつれて単調に減少する特性とな
る。
【0079】以上のように構成された容量可変型圧縮機
10によっても、定速走行状態やATの通常走行モード
時に実設定圧Pset2とすることにより、冷房負荷が
小さく吸入圧Psが低い場合でも、圧縮機10が大吐出
容量での運転に入り易い状態となる。反対に、加速時や
ATのエコノミー走行モード時に実設定圧Pset1と
することにより、冷房負荷が大きく吸入圧Psが高い場
合でも、圧縮機10が大吐出容量での運転に入り難い状
態となる。
【0080】以上詳述したように本実施の形態によれ
ば、前記第1の実施の形態における(1)〜(7)に記
載の各効果を奏する。 (第3の実施の形態)第3の実施の形態に従う容量可変
型斜板式圧縮機の容量制御弁について図6及び図7を参
照して説明する。本実施の形態の容量可変型斜板式圧縮
機は、前記第1の実施の形態の圧縮機10における抽気
通路(収容孔27、放圧通口47、通路46)を廃止
し、容量制御弁60に代えて設けた容量制御弁80を介
してクランク室15から冷媒ガスを吸入室38に放出す
るようにしたことが異なる。又、容量制御弁60の感圧
室63からの冷媒ガスの放出量を制御する電磁開閉弁5
1に代えて、新たに設けた容量制御弁80に対する高圧
冷媒ガスの導入量の制御を行う電磁開閉弁82を設けた
ことが異なる。従って、その他の同一の構成について
は、その符号を同じにして説明を省略する。
【0081】図6に示すように、リヤハウジング14に
設けられた容量制御弁80には、吐出室39に連通され
たガス導入通路81が接続されている。ガス導入通路8
1上には、吐出室39からの容量制御弁80への高圧冷
媒ガスの導入を制御するための電磁流量制御弁としての
電磁開閉弁82が設けられている。又、容量制御弁80
には、クランク室15に連通する給気通路49と、吸入
室38に連通する通路83とが接続されている。ここ
で、給気通路49、容量制御弁80及び通路83は抽気
通路を構成する。尚、クランク室15には、ピストン3
6の作動に伴い、ピストン36とシリンダボア11aと
の間の隙間から、高圧冷媒ガス(ブローバイガス)が常
時供給される。
【0082】容量制御弁80はバルブハウジング84を
備え、バルブハウジング84内で上下に区画形成された
弁室85と感圧室86とを備えている。弁室85と感圧
室86との間には通路状のロッドガイド87が形成さ
れ、このロッドガイド87には感圧ロッド88が軸線方
向に摺動可能に支持されている。ロッドガイド87と感
圧ロッド88との間には、弁室85と感圧室86とを連
通するようにガス放出通路としてのクリアランス89が
形成されている。
【0083】感圧室86の内側には内部が真空状態(又
は超減圧状態)とされたベローズ90が設けられてい
る。ベローズ90の内側には、ベローズ90の先端側を
感圧ロッド88の下端に当接させる設定バネ91が設け
られている。ベローズ90及び設定バネ91は、容量制
御弁80における感圧機構を構成する。
【0084】バルブハウジング84には感圧室86に連
通する連通孔78が設けられ、連通孔78にはガス導入
通路81が接続されている。連通孔78は、固定絞り7
9を備えている。
【0085】バルブハウジング84には、弁室85に上
側から連通する連通口92と、弁室85に側方から連通
する連通口93とが設けられている。連通口92には給
気通路49が接続され、連通口93には通路83が接続
されている。
【0086】バルブハウジング84に設けられた弁室8
5の内部には、球状の弁体94が収容されている。弁体
94は、感圧ロッド88の上端に当接する状態で設定バ
ネ91によって連通口92を閉塞するように上向きに付
勢されている。一方、連通口93は、弁室85の内部、
即ち、弁体94の周囲に常時連通している。つまり、弁
室85には、常時吸入室38が連通され、クランク室1
5が弁体94によって選択的に連通される。
【0087】つまり、弁室85に対する吸入室38とク
ランク室15との連通関係は、吸入圧Psと内圧Pcと
の差圧によって弁体94が付勢される向きが、設定バネ
91によって感圧ロッド88が付勢される向きと互いに
反対となるように構築されている。
【0088】電磁開閉弁82は、非通電時にはガス導入
通路81を閉塞し、吐出室39から高圧冷媒ガスが感圧
室86に導入されないようにする。又、電磁開閉弁82
は、通電時にはガス導入通路81を開放し、吐出室39
から高圧冷媒ガスが感圧室86に導入されるようにす
る。電磁開閉弁82はコントローラ70によって通電制
御される。コントローラ70は、通常時にはガス導入通
路81を閉塞するために電磁開閉弁82に通電しない。
【0089】次に、容量制御弁80の動作を説明する。
容量制御弁80においては、感圧室86の内圧Pkは、
通路83から弁室85及びクリアランス89を介して常
時導入されている吸入圧Psによってほぼ決定される。
そして、容量制御弁80は、感圧室86の内圧Pkを、
主に設定バネ91によるベローズ90の伸張量によって
決定される設定圧Psetに維持するように弁室85の
弁開度を制御する。
【0090】即ち、吸入圧Psが上昇して感圧室86の
内圧Pkが設定圧Pset以上となると、設定バネ91
の付勢力に抗してベローズ90が萎縮するように変位す
る。すると、ベローズ90に作動連結された弁体94に
よって弁開度が「開」とされ、弁室85を介してのクラ
ンク室15から吸入室38への冷媒ガスの排出が許容さ
れる。
【0091】反対に、吸入圧Psが低下して感圧室86
の内圧Pkが設定圧Pset未満となると、設定バネ9
1の付勢力によりベローズ90が伸張するように変位す
る。すると、ベローズ90に作動連結された弁体94に
よって弁開度が「閉」とされ、弁室85を介してのクラ
ンク室15から吸入室38への冷媒ガスの排出が停止さ
れる。
【0092】ここで、電磁開閉弁82が閉じられると、
感圧室86はクリアランス89を介して吸入室38に連
通されたままで、吐出室39からの高圧冷媒ガスが導入
されない状態となり、その内圧Pkがほぼ吸入圧Psと
なる。従って、電磁開閉弁82が閉じられた状態におけ
る実設定圧Pset1は、設定バネ91の付勢力によっ
て決定される設定圧Pset0と同じであって、例えば
図7に一点鎖線で示すように、吐出圧Pdに関係なくほ
ぼ一定の値を取る特性となる。
【0093】他方、電磁開閉弁82が開かれると、吐出
室39から導入される高圧冷媒ガスによって感圧室86
の内圧Pkは、吸入圧Psよりも高い値に制御される。
従って、電磁開閉弁82が開いた状態における実設定圧
Pset2は、図7に実線で示すように、設定圧Pse
t0よりも小さい値であって、吐出圧Pdが大きくなる
につれて単調に減少する特性となる。
【0094】次に、以上のように構成された容量可変型
圧縮機10の作用について説明する。車室内温度が高く
外部冷媒回路54から吸入室38に導入される冷媒ガス
の吸入圧Psが設定圧Pset以上となると、ベローズ
90が萎縮して弁体94が下方に移動する。すると、弁
室85を介してのクランク室15から吸入室38への冷
媒ガスの放出が許容され、シリンダボア11aからのブ
ローバイガスの流入にも拘らずクランク室15の内圧P
cが下降する。その結果、ピストン36の背圧の減少に
よって斜板23の傾角が増加し、ピストン36のストロ
ークが大きくなって吐出容量が増大する。
【0095】反対に、車室内温度が低く外部冷媒回路5
4から吸入室38に導入される冷媒ガスの吸入圧Psが
設定圧Pset未満となると、ベローズ90が伸張して
弁体94が上方に移動して弁開度が閉となる。すると、
弁室85を介してのクランク室15から吸入室38への
冷媒ガスの放出が停止され、ブローバイガスの流入によ
ってクランク室15の内圧Pcが上昇傾向となる。その
結果、ピストン36の背圧の増大によって斜板23の傾
角が減少し、ピストン36のストロークが小さくなって
吐出容量が減少する。
【0096】以上詳述したように、本実施の形態におい
ても、第1の実施の形態における(1)〜(4),
(6),(7)に記載の各効果を奏する上に、以下に記
載の効果を奏する。
【0097】(8) クランク室15から吸入室38へ
の冷媒ガスの放出量を制御する容量制御弁80を抽気通
路上に設け、この容量制御弁80の感圧室86における
設定圧Psetを設定圧Pset1,Pset2のいず
れかに切り換えることでクランク室15の内圧Pkを制
御するようにした。従って、第1及び第2の実施の形態
のように、駆動軸16の内部の通路46や、遮断体30
の放圧通口47を設ける必要がないので、構造を簡素化
することができる。
【0098】(第4の実施形態)第4の実施形態に従う
容量可変型斜板式圧縮機について図8を参照して説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第3の実施の形態におい
て、吐出室39から容量制御弁80への高圧冷媒ガスの
導入量を制御する電磁開閉弁82に代えて容量制御弁8
0からの冷媒ガスの放出量を制御する電磁開閉弁51を
設けたこと、及び、弁室85に対する給気通路49及び
通路83の連通関係が異なっていることとが異なってい
る。従って、その他の同一の構成については、その符号
を同じにして説明を省略する。
【0099】図8に示すように、リヤハウジング14に
設けられた容量制御弁80には、吐出室39に連通され
た給気通路95が接続されている。又、リヤハウジング
14には、容量制御弁80から放出される冷媒ガスの放
出量を制御するための電磁開閉弁51が設けられてい
る。電磁開閉弁51は、容量制御弁80の下部と上部と
の間を接続するように設けられた通路96上に設けられ
ている。
【0100】バルブハウジング84には感圧室86に連
通し、固定絞り97を備えた連通口98が設けられ、連
通口98には給気通路95が接続されている。又、感圧
室86に連通するように設けられた連通口99には通路
96の一端が接続され、通路96の他端はバルブハウジ
ング84の内部において連通口92に連通する連通路1
00に接続されている。
【0101】通路96上には、感圧室86から弁室85
への冷媒ガスの放出を許容又は停止するための電磁開閉
弁51が設けられている。通路96には、電磁開閉弁5
1を迂回する迂回通路96aと、電磁開閉弁51にて開
閉される通路96bとが設けられている。迂回通路96
aは、固定絞りの機能を備えている。
【0102】電磁開閉弁51は非通電時に通路96bを
閉じ、通電時に通路96bを開く。電磁開閉弁51はコ
ントローラ70によって通電制御され、通常時には、非
通電状態とされる。
【0103】又、弁室85の下側領域には、連通口93
に接続された給気通路49を介してクランク室15が連
通され、弁室85の上側領域には、連通口92に接続さ
れた通路83を介して吸入室38が連通されている。
【0104】本実施の形態の容量制御弁80において
は、設定圧Psetは以下のように設定される。容量制
御弁80において、感圧室86の内圧Pkは、給気通路
95から迂回通路96aを介して常時導入されている冷
媒ガスの吸入圧Psによってほぼ決定される。そして、
感圧室86に給気通路95から常時導入されている吐出
圧Pdによって、感圧室86の内圧Pkが吸気圧Psよ
りも高い値に維持される。
【0105】ここで、電磁開閉弁51が開かれると、感
圧室86に導入された高圧冷媒ガスの一部が通路96b
から吸入室38に放出されることから、内圧Pkは吸入
圧Psよりもやや高い程度となる。従って、電磁開閉弁
51が開かれたときの実設定圧Pset1は、例えば第
1の実施の形態における容量制御弁60の実設定圧Ps
et1に近いものとなる。
【0106】又、電磁開閉弁51が閉じられると、感圧
室86に導入された高圧冷媒ガスが固定絞り状の迂回通
路96aを通ってのみ吸入室Psに放出されることか
ら、内圧Pkは吸入圧Psより高くなる。従って、電磁
開閉弁51が閉じられたときの実設定圧Pset2は、
例えば第1の実施の形態における容量制御弁60の実設
定圧Pset2に近いものとなる。
【0107】本実施の形態の容量可変型圧縮機10も第
1の実施の形態の圧縮機と同様の作用をなす。そして、
本実施の形態によっても、前記第3の実施の形態におけ
る(1)〜(8)に記載の各効果を奏する。
【0108】ところで、前記第1〜第4の実施の形態以
外に発明の実施形態を以下のように変更してもよい。 ○ 第3の実施の形態において、図9に示すように、ク
リアランス89の代りに、感圧ロッド101の外周面に
設けた溝102によって弁室85と感圧室86とを連通
し、感圧室86が弁室85を介して吸入室38に連通す
るようにしてもよい。この場合にも、第3の実施の形態
のような特性の両実設定圧Pset1,Pset2を得
ることができる。
【0109】○ 第3実施の形態において、感圧室86
の内圧Pkを、吐出室39に連通するガス導入通路81
上に設けた電磁開閉弁82によって制御する代りに、図
10に示すように、弁室85を介して吸入室38に連通
する通路103上に設けた電磁開閉弁51によって制御
するように構成する。このとき、感圧室86を、吸入室
38に連通する給気通路83が接続された弁室85にク
リアランス89によって連通させる。この場合には、第
4の実施の形態のような特性の両実設定圧Pset1,
Pset2を得ることができる。
【0110】○ 第3の実施の形態において、図11に
示すように、上記別例におけるクリアランス89をロッ
ドガイド87の内周面に設けられた溝104とする。こ
の場合には、第4の実施の形態のような特性の実設定圧
Pset1,Pset2を得ることができる。
【0111】○ 第1、第2及び第4の実施の形態にお
いて、迂回通路50a,96aの代りに、図12に示す
ように、電磁開閉弁51のプランジャ(弁体)105
に、該電磁開閉弁51が開閉する通路50,96を常時
連通する連通路106を設ける。そして、感圧室63,
86を電磁開閉弁51が開閉する通路50,96によ
り、連通路106を介して連通するように構成する。こ
の構成では、容量制御弁60,80に吸入室38を連通
する通路の数が1つだけとなるので、圧縮機10に通路
を設けるための加工工数を少なくすることができる。
【0112】○ 第1、第2及び第3の実施の形態にお
いて、電磁開閉弁51の代りに、図13に示すように、
通路50,96の一部を形成しプランジャ105によっ
て開閉される通路107と、通路50,96を常時連通
する連通路108とが組み込まれた電磁開閉弁109を
設けた構成とする。そして、この電磁開閉弁109を圧
縮機10に設けた孔110に装着するだけの構成とす
る。即ち、感圧室63(86)が、電磁開閉弁109自
体に設けられた連通路108を介して吸入室38に連通
されるようにする。この構成では、容量制御弁60,8
0に吸入室38を連通する通路の数が1つだけとなる上
に、圧縮機10に形成する通路50,96上に、電磁開
閉弁51のプランジャ105が当接する弁座111を加
工形成する必要がないので加工工数を一層少なくでき
る。
【0113】○ 第1の実施の形態において、ロッドガ
イド64と感圧ロッド65との間に設けたクリアランス
59の代りに、感圧室63を弁室62に連通するように
感圧ロッド65の外周面に設けた溝、及び、同じくロッ
ドガイド64の内周面に設けた溝の少なくともいずれか
一方としてもよい。あるいは、感圧室63を弁室62に
連通するようにバルブハウジング61に設けた通路とし
てもよい。
【0114】○ 第2の実施の形態において、連通通路
77の代りに、弁体72及び感圧ロッド65を貫通して
弁室62の上側領域を感圧室63に連通するように設け
た連通通路によって、弁室72に導入された高圧冷媒ガ
スを感圧室63に導入するようにしてもよい。この場合
にも、第2の実施の形態の特性の実設定圧Pset1,
Pset2を得ることができる。
【0115】○ 第3の実施の形態において、クリアラ
ンス89、溝102あるいは溝104の代りに、感圧室
86と弁室85とを連通するようにバルブハウジング8
4に設けた通路としてもよい。
【0116】又、感圧室86と弁室85とを連通するよ
うに感圧ロッド88及び弁体94に設けた連通通路とし
てもよい。 ○ 第4の実施の形態において、迂回通路96aの代り
に、感圧室86と弁室85とを連通するように感圧ロッ
ド88及び弁体94に設けた連通通路としてもよい。
【0117】○ 第4の実施の形態において、感圧室8
6に導入された冷媒ガスの吸入室38への放出量を電磁
開閉弁51によって制御する代りに、第3の実施の形態
のように、吐出室39から感圧室86への高圧冷媒ガス
の導入量を電磁開閉弁82によって制御し、感圧室86
と連通口92とを連通するようにバルブハウジング84
内に設けた連通路によって感圧室86から冷媒ガスを吸
入室38に放出するようにしてもよい。
【0118】○ 容量制御弁60,80は、必ずしも圧
縮機10の本体に一体化されていなくてもよい。 ○ 電磁開閉弁51,82は、必ずしも圧縮機10の本
体に固定されていなくてもよい。
【0119】○ 容量制御弁60,80の感圧室63,
86を収容孔27あるいは吸入通路28に連通する構成
としてもよい。同じく、弁室62,85を収容孔27あ
るいは吸入通路28に連通する構成としてもよい。
【0120】○ 前記各実施形態における電磁開閉弁5
1,82はその開閉により設定圧Psetを2段階に可
変可能としたが、開度を半開状態に制御可能な電磁開閉
弁に代えることにより、3つ以上の設定圧Psetを選
択することができるようにしてもよい。
【0121】又、電磁比例流量制御弁を使用して開度を
連続的に変更することにより、設定圧Psetを連続的
に変更することができるようにしてもよい。 ○ エンジン20に対して電磁クラッチを介さずに駆動
連結される方式の容量可変型圧縮機に限らず、電磁クラ
ッチを介して駆動連結され、コントローラによって必要
時にのみエンジン20に駆動連結される方式のものであ
ってもよい。
【0122】以下、前記各実施形態及び別例から把握で
きる請求項に記載した発明以外の技術的思想を、その効
果と共に記載する。 (1) 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の容
量可変型圧縮機と、凝縮器(55)、膨張弁(56)及
び蒸発器(57)からなる外部冷媒回路(54)とから
なる冷房装置。このような構成によれば、冷房負荷が小
さい場合でも大吐出容量での運転に入り易いようにし、
又、冷房負荷が大きい場合でも大吐出容量での運転に入
り難いように選択することができる。
【0123】(2) 上記(1)に記載の冷却装置と、
車両の走行状態に基づいて前記電磁流量制御弁を制御す
る制御装置(コントローラ70)とからなる車両用冷房
装置。このような構成によれば、エンジンの負荷が比較
的小さいときに冷房能力を大きくし、又、エンジンの負
荷が大きいときに冷房能力を小さくすることができる。
【0124】
【発明の効果】請求項1〜請求項6及び請求項8に記載
の発明によれば、吐出圧領域の高圧ガスを感圧室に導入
可能とするとともに、吐出圧領域の高圧ガスの感圧室へ
の導入を制御し、あるいは吐出圧領域から感圧室に導入
されるガスの感圧室からの放出を制御するという簡易な
手段により、容量制御弁における設定圧を変更し吐出容
量を外部から変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態の容量可変型斜板式圧縮機
の模式断面図。
【図2】 容量制御弁を含む圧縮機の要部模式断面図。
【図3】 設定圧−吐出圧特性を示すグラフ。
【図4】 第2の実施の形態の容量制御弁を含む圧縮機
の要部模式断面図。
【図5】 設定圧−吐出圧特性を示すグラフ。
【図6】 第3の実施の形態の容量制御弁を含む圧縮機
の要部模式断面図。
【図7】 設定圧−吐出圧特性を示すグラフ。
【図8】 第4の実施の形態の容量制御弁を含む圧縮機
の要部模式断面図。
【図9】 別例の容量制御弁を含む圧縮機の要部模式断
面図。
【図10】 別例の容量制御弁を含む圧縮機の要部模式
断面図。
【図11】 別例の容量制御弁を含む圧縮機の要部模式
断面図。
【図12】 別例の電磁開閉弁を含む圧縮機の要部模式
断面図。
【図13】 別例の電磁開閉弁を含む圧縮機の要部模式
断面図。
【符号の説明】
10…容量可変型圧縮機としての容量可変型斜板式圧縮
機、15…クランク室、38…検知圧領域及び吸入圧領
域としての吸入室、39…吐出圧領域としての吐出室、
50…通路、50a…迂回通路、51…電磁流量制御弁
としての電磁開閉弁、59…ガス導入通路としてのクリ
アランス、60…容量制御弁、62…弁室、63…感圧
室、66…感圧機構としてのベローズ、68…同じく設
定バネ、72…弁体、77…ガス導入通路としての連通
通路、80…容量制御弁、82…電磁流量制御弁として
の電磁開閉弁、85…弁室、86…感圧室、89…ガス
放出通路としてのクリアランス、90…感圧機構を構成
するベローズ、91…同じく設定バネ、96…通路、9
6a…迂回通路、102…ガス放出通路としての溝、1
04…同じく溝、106…連通路、107…通路、10
8…連通路、109…電磁流量制御弁としての電磁開閉
弁、Pc…内圧(クランク室)、Pd…吐出圧、Pk…
内圧(感圧室)、Ps…検知圧としての吸入圧、Pse
t0…設定圧、Pset1,Pset2…実設定圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 倉掛 浩隆 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Fターム(参考) 3H045 AA04 AA10 AA13 AA27 BA19 BA30 CA28 DA25 EA33 3H076 AA06 BB33 CC20 CC27 CC41 CC84 CC85 CC92 CC93

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入圧領域から吸入したガスを高圧化
    し、クランク室の内圧に応じて可変される吐出容量で吐
    出圧領域に吐出する容量可変型圧縮機において、 前記吸入圧領域のガスの吸入圧に圧力が相関する検知圧
    領域と連通するとともに前記吐出圧領域から高圧ガスを
    導入可能な感圧室と、前記吐出圧領域又は前記吸入圧領
    域に連通するとともに前記クランク室に連通する弁室
    と、前記弁室に設けられ弁開度を調節可能な弁体と、前
    記感圧室内に設けられ、前記検知圧領域のガスの検知圧
    に応じて前記弁開度を調整するための付勢作用を有し前
    記弁体に作動連結された感圧機構とを備え、前記検知圧
    に相関する感圧室の内圧に基づいて弁開度を調整する容
    量制御弁と、 前記吐出圧領域から前記感圧室への高圧ガスの導入量を
    制御、又は、前記吐出圧領域から前記感圧室に導入され
    るガスの感圧室から前記吸入圧領域への放出量を制御す
    るために開度が制御される電磁流量制御弁とを備え、 前記電磁流量制御弁の開度が制御されることで、前記感
    圧機構が弁開度を調整するときの検知圧が変更される容
    量可変型圧縮機であって、 前記容量制御弁には、前記吐出圧領域から前記弁室に導
    入された高圧ガスを前記感圧室に導入するためのガス導
    入通路、又は、前記吐出圧領域から前記感圧室に導入さ
    れた高圧ガスを前記弁室の吸入圧領域に放出するための
    ガス放出通路を設けた容量可変型圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記検知圧領域は前記吸入圧領域であり
    前記検知圧は該吸入圧領域の吸入圧であって、前記電磁
    流量制御弁は、前記感圧室に導入されたガスの感圧室か
    ら吸入圧領域への放出量を制御するためのものであっ
    て、前記感圧室は、該電磁流量制御弁が設けられた通路
    上に、該電磁流量制御弁を迂回するように設けられた迂
    回通路によって吸入圧領域に連通する請求項1に記載の
    容量可変型圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記弁室は吐出圧領域に連通し、前記容
    量制御弁に、前記ガス導入通路を備えた請求項2に記載
    の容量可変型圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記検知圧領域は前記吸入圧領域であり
    前記検知圧は該吸入圧領域の吸入圧であって、前記弁室
    は吸入圧領域に連通し、 前記電磁流量制御弁は、吐出圧領域から感圧室への高圧
    ガスの導入量を制御するためのものであって、 前記容量制御弁に、前記ガス放出通路を備えた請求項1
    に記載の容量可変型圧縮機。
  5. 【請求項5】 前記感圧機構は、ベローズと、該ベロー
    ズを前記弁室側に伸張させるように付勢する設定バネと
    からなり、該ベローズと前記弁体とが、感圧室と弁室と
    の間に設けられた通路状のロッドガイドに軸線方向に摺
    動可能に支持された感圧ロッドによって作動連結され、 吐出圧と、クランク室の内圧との差圧によって前記弁体
    が付勢される向きが、前記設定バネが前記ベローズを付
    勢する向きと一致するように、弁室に対する吐出圧領域
    とクランク室との連通関係が構築されているものであっ
    て、 前記ガス導入通路は、前記感圧室と前記弁室とを連通す
    るように、前記感圧ロッドの外周面と前記ロッドガイド
    の内周面との間に設けたクリアランス、あるいは、該感
    圧ロッドの外周面及び該ロッドガイドの内周面の少なく
    とも一方に設けた溝によって形成した請求項3に記載の
    容量可変型圧縮機の制御弁。
  6. 【請求項6】 前記感圧機構は、ベローズと、該ベロー
    ズを前記弁室側に伸張させる向きに付勢する設定バネと
    からなり、該ベローズと前記弁体とが、感圧室と弁室と
    の間に設けられた通路状のロッドガイドに軸線方向に摺
    動可能に支持された感圧ロッドによって作動連結され、 吸入圧と、クランク室の内圧との差圧によって前記弁体
    が付勢される向きが、前記設定バネが前記ベローズを付
    勢する向きと互いに反対となるように、弁室に対する吸
    入圧領域とクランク室との連通関係が構築されているも
    のであって、 前記ガス放出通路は、前記感圧室と前記弁室とを連通す
    るように、前記感圧ロッドの外周面と前記ロッドガイド
    との間に設けたクリアランス、あるいは、該感圧ロッド
    の外周面及び該ロッドガイドの内周面の少なくとも一方
    に設けた溝によって形成した請求項4に記載の容量可変
    型圧縮機。
  7. 【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記
    載の容量可変型圧縮機の容量制御弁。
  8. 【請求項8】 吸入圧領域から吸入したガスを高圧化
    し、クランク室の内圧に応じて可変される吐出容量で吐
    出圧領域に吐出する容量可変型圧縮機において、 前記吸入圧領域と連通するとともに前記吐出圧領域から
    高圧ガスを導入可能な感圧室と、前記吐出圧領域又は前
    記吸入圧領域に連通するとともに前記クランク室に連通
    する弁室と、前記弁室に設けられ弁開度を調節可能な弁
    体と、前記感圧室内に設けられ、前記吸入圧領域から導
    入されるガスの吸入圧に応じて前記弁開度を調整するた
    めの付勢作用を有し前記弁体に作動連結された感圧機構
    とを備え、前記吸入圧に相関する感圧室の内圧に基づい
    て弁開度を調整する容量制御弁と、 前記吐出圧領域から前記感圧室に導入された高圧ガスの
    感圧室から吸入圧領域への放出量を制御するために開度
    が制御される電磁流量制御弁とを備え、 前記感圧室は、前記電磁流量制御弁自体に設けられた連
    通路を介して吸入圧領域に常時連通する容量可変型圧縮
    機。
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