JP2000230480A - 可変容量型圧縮機の容量制御構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出容量の良好な制御応答性、圧縮機の効率
低下の効果的な防止及びクランク室の過大な昇圧の防止
を、簡単な外部制御構成で達成することが可能な可変容
量型圧縮機の容量制御構造を提供すること。 【解決手段】 固定絞り３３は給気通路３３に設けられ
ている。バッファ室３４は、給気通路３２において固定
絞り３３とクランク室１５との間に設けられている。第
１弁体４４は、バッファ室３４とクランク室１５との間
で給気通路３２を開閉する。第２弁体４８は、クランク
室１５と吸入室２４との圧力差により抽気通路３１を開
閉する。ソレノイド部４１は、外部切換信号により動作
されて、給気通路３２を開放する開放位置と給気通路３
２を閉塞する閉塞位置とに第１弁体４４を切り換え配置
させる。第２ロッド５７は、第１弁体４４の開放位置に
応じて抽気通路３１を閉塞する位置と、第１弁体４４の
閉塞位置に応じて抽気通路３１を開放する位置とに第２
弁体４８を切り換え配置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両空調
装置に用いられる可変容量型圧縮機の容量制御構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機（以下、単に
圧縮機と呼ぶ）としては、例えば、図８に示すようなも
のが存在する。すなわち、ハウジング101 にはクランク
室102が形成されるとともに、駆動軸103 が回転可能に
保持されている。駆動軸103 は車両エンジンによって回
転駆動される。斜板104 は、クランク室102 において駆
動軸103 に一体回転可能でかつ駆動軸103 の軸線Ｌに対
する傾斜角を変更可能に連結されている。最小傾斜角規
定部105 は駆動軸103 に設けられ、斜板104 の最小傾斜
角を当接規定する。駆動軸付勢バネ106 は、駆動軸103
を軸線Ｌ方向前側に付勢することで、各部品の製造公差
を吸収して軸線Ｌ方向前後のがたつきを抑制する役割を
担っている。

【０００３】シリンダボア107 、吸入室108 及び吐出室
109 はハウジング101 に形成されている。ピストン110
はシリンダボア107 に往復動可能に収容されるととも
に、斜板104 に連結されている。シリンダボア107 は、
ピストン110 と、ハウジング101 が備える弁・ポート形
成体111 とで前後が閉塞されている。

【０００４】そして、駆動軸103 の回転運動が、斜板10
4 を介してピストン110 の往復直線運動に変換され、弁
・ポート形成体111 の吸入ポート111a及び吸入弁111bを
介した、吸入室108 からシリンダボア107 への冷媒ガス
の吸入、吸入冷媒ガスの圧縮、弁・ポート形成体111 の
吐出ポート111c及び吐出弁111dを介した、吐出室109へ
の圧縮済み冷媒ガスの吐出の圧縮サイクルが繰り返され
る。

【０００５】上記構成の圧縮機の吐出容量を制御する容
量制御構造としては、例えば、図６に示すような技術が
存在する。すなわち、抽気通路112 はクランク室102 と
吸入室108 とを連通する。給気通路113 は吐出室109 と
クランク室102 とを連通する。入れ側容量制御弁114 は
電磁弁よりなり、外部切換信号に基づいて動作されて給
気通路113 を開閉可能である。固定絞り115 は抽気通路
112 上に配設されている。

【０００６】例えば、冷房負荷が大きい場合、入れ側容
量制御弁114 が給気通路113 を閉塞して、吐出室109 か
らクランク室102 への高圧冷媒ガスの供給は停止されて
いる。従って、クランク室102 は、冷媒ガスの抽気通路
112 を介した吸入室108 への排出により吸入室108 の圧
力程度にまで降圧されており、シリンダボア107 とのピ
ストン110 を介した圧力差が小さくなっている。その結
果、斜板104 の傾斜角は最大であり、吐出容量は最大と
なっている。

【０００７】この状態から冷房負荷が小さくなると、入
れ側容量制御弁114 が給気通路113を開放して、吐出室1
09 からクランク室102 への高圧冷媒ガスの供給を開始
する。一方で、抽気通路112 によるクランク室102 から
吸入室108 への冷媒ガスの排出は、固定絞り115 を介す
ることで緩慢になされている。従って、クランク室102
が昇圧されて、シリンダボア107 とのピストン110 を介
した圧力差が大きくなる。その結果、斜板104 の傾斜角
が最小となり、吐出容量が最小に変更される。

【０００８】ところが、図６に示す容量制御構造におい
ては、クランク室102 と吸入室108とが抽気通路112 を
介して常時連通されている。従って、入れ側容量制御弁
114が給気通路113 を開放した状態においては、吐出室1
09 の高圧冷媒ガスがクランク室102 を経由して吸入室1
08 に排出され続ける。つまり、圧縮機による冷媒ガス
の圧縮仕事の一部がクランク室102 の高圧力維持に使わ
れ、圧縮機の効率が低下されていた。

【０００９】このような問題を解決するためには、固定
絞り115 の絞り量を多くし、クランク室102 から吸入室
108 への冷媒ガスの排出量を低減すれば良い。しかし、
クランク室102 から吸入室108 への冷媒ガスの排出がさ
らに緩慢となると、クランク室102 が過大に昇圧してし
まう。クランク室102 が過大に昇圧してシリンダボア10
7 とのピストン110 を介した圧力差が過大となると、傾
斜角を最小とする斜板104 （図８において二点鎖線で示
す）が、最小傾斜角規定部105 に過大な力で押しつけら
れる。従って、駆動軸103 が、最小傾斜角規定部105 を
介して軸線Ｌ方向の後側に向かう強い移動力を受け、駆
動軸付勢バネ106 の付勢力に抗してスライド移動する。
駆動軸103 が軸線Ｌ方向の後側に向かってスライド移動
すると、駆動軸103 に斜板104 を介して連結されている
ピストン110 が、シリンダボア107 内を後側に向かって
スライド移動する。その結果、ピストン110 が上死点に
位置する際に弁・ポート形成体111 に衝突し、この衝突
に起因して振動や騒音が発生したり、ピストン110 及び
弁・ポート形成体111 が破損する等の問題が生じるので
ある。

【００１０】図６の技術の問題点を解消するためには、
例えば、図７に示すように、固定絞り115 に替えて配置
された電磁弁よりなる抜き側容量制御弁116 により、抽
気通路112 を開閉するように構成すれば良い。抜き側容
量制御弁116 は入れ側容量制御114 とは逆に動作し、つ
まり、入れ側容量制御弁114 が給気通路113 を開放する
時には抽気通路112 を閉塞し、入れ側容量制御弁114 が
給気通路113 を閉塞する時には抽気通路112 を開放す
る。抜き側容量制御弁116 は入れ側容量制御114とは独
立して外部制御され、入れ側容量制御弁114 が給気通路
113 を開放し自身は抽気通路112 を閉塞した状態におい
て、クランク室102 が設定値以上に昇圧すると、抽気通
路112 を開放してクランク室102 を降圧させるようにな
っている。

【００１１】図７に示す技術においては、吐出容量を最
小とすべく入れ側容量制御弁114 が給気通路113 を開放
した時に、抽気通路112 は抜き側容量制御弁116 によっ
て閉塞される。従って、この状態では、クランク室102
の冷媒ガスが吸入室108 へ排出されることはなく、圧縮
機の効率の低下が防止されていると言える。また、吐出
容量を変更する時には、入れ側容量制御弁114 によって
給気通路113 が開閉されるとともに、抜き側容量制御弁
116 によって抽気通路112 が開閉される。従って、クラ
ンク室102 の圧力を速やかに変更することができ、吐出
容量の制御応答性が良好となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７に示す
技術においては次のような問題点が存在する。 （１）抜き側容量制御弁116 は、クランク室102 が過大
に昇圧することを防止するため、冷房負荷に基づかずに
動作されることがある。従って、抜き側容量制御弁116
は、入れ側容量制御114 とは独立した外部制御構成が必
要である。その結果、例えば、両弁114,116 を制御する
ためのプログラムを記憶する制御コンピュータのメモリ
を多く消費したり、制御コンピュータから各弁114,116
までの配線を独立して設けなくてはならず、配線が複雑
化して圧縮機の製造や車両に対する組み付けが面倒とな
る問題を生じていた。

【００１３】（２）最小吐出容量状態において、入れ側
容量制御弁114 は給気通路113 を開放したままの状態で
あり、吐出室109 の高圧冷媒ガスはクランク室102 へ供
給され続けている。従って、クランク室102 が過大に昇
圧しようとした時に、抜き側容量制御弁116 が抽気通路
112 を開放してクランク室102 が一旦は降圧したとして
も、短時間で再び過大に昇圧しようとする。このため、
抜き側容量制御弁116が抽気通路112 を頻繁に開放し、
クランク室102 の冷媒ガスは断続的ながら吸入室108 へ
逃がされることとなり、圧縮機の効率低下を効果的に防
止できるとは言い難くなる。

【００１４】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、吐出容
量の良好な制御応答性、圧縮機の効率低下の効果的な防
止及びクランク室の過大な昇圧の防止を、簡単な外部制
御構成で達成することが可能な可変容量型圧縮機の容量
制御構造を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、吐出圧領域とクランク室とを連
通する給気通路、及び吸入圧領域とクランク室とを連通
する抽気通路をそれぞれ開閉することで、吐出容量を最
小吐出容量と最大吐出容量とに切り換えるようにした可
変容量型圧縮機の容量制御構造であって、給気通路に設
けられた固定絞りと、給気通路において固定絞りとクラ
ンク室との間に設けられたバッファ室と、バッファ室と
クランク室との間で給気通路を開閉する第１弁体と、ク
ランク室と吸入圧領域との圧力差により抽気通路を開閉
する第２弁体と、外部切換信号により動作されて、給気
通路を開放する開放位置と給気通路を閉塞する閉塞位置
とに第１弁体を切り換え配置させる外部切換手段と、第
１弁体と第２弁体とを作動連結し、第１弁体の開放位置
に応じて抽気通路を閉塞する位置と、第１弁体の閉塞位
置に応じて抽気通路を開放する位置とに第２弁体を切り
換え配置させることが可能な連動部材とからなる容量制
御構造である。

【００１６】請求項２の発明では、前記給気通路におい
て第１弁体の開閉位置とクランク室との間と、抽気通路
において第２弁体の開閉位置とクランク室との間は、一
部が共通の通路で構成されている。

【００１７】請求項３の発明では、前記外部切換手段は
ソレノイド部であり、ソレノイド部は第１弁体に作動連
結されたプランジャと、電流が入力されることで固定吸
引子とプランジャとの間に吸引力を生じさせるコイルと
からなっている。

【００１８】（作用）上記構成の請求項１及び３の発明
においては、圧縮機が最小吐出容量にて運転されている
状態から、例えば、冷房負荷が大きくなると、吐出容量
を最大とすべく外部切換信号に基づいて外部切換手段が
切り換え動作される。従って、第１弁体が第１弁孔を閉
塞するとともに、第２弁体が連動部材を介して第１弁体
に連動して第２弁孔を開放する。その結果、クランク室
が、給気通路を介した高圧冷媒ガスの供給の停止と、抽
気通路を介した冷媒ガスの排出とにより降圧され、圧縮
機の吐出容量が最大となる。

【００１９】圧縮機が最大吐出容量にて運転された状態
では、第１弁孔が第１弁体により閉塞され、バッファ室
とクランク室とは遮断されている。また、吐出圧領域の
高圧冷媒ガスは、緩慢ながら固定絞りを介してバッファ
室に流入されている。従って、圧縮機の最大吐出容量運
転の継続により、バッファ室は吐出圧領域の圧力程度に
まで昇圧される。

【００２０】この状態から冷房負荷が小さくなると、吐
出容量を最小とすべく外部切換信号に基づいて外部切換
手段が切り換え動作される。従って、第１弁体が第１弁
孔を開放するとともに、第２弁体が第２弁孔を閉塞す
る。その結果、クランク室が、バッファ室からの高圧冷
媒ガスの供給と、抽気通路を介した冷媒ガスの排出の停
止とにより昇圧され、圧縮機の吐出容量が最小となる。

【００２１】ここで、クランク室が過大に昇圧しようと
し、吸入圧領域との圧力差が設定値以上となった場合に
は、第２弁体が第１弁体との作動連結を解除して差圧弁
として機能し、第２弁孔を開放する。従って、クランク
室が降圧されて、例えば、ピストンが上死点に位置する
際に弁・ポート形成体に衝突することを防止できる。

【００２２】このように、第１弁孔及び第２弁孔が開放
された状態では、吐出圧領域からの高圧冷媒ガスが吸入
圧領域へ逃がされていること自体は、図７に示す従来技
術と変わりはない。しかし、給気通路には固定絞りが配
置されており、吐出圧領域からバッファ室、ひいてはク
ランク室への冷媒ガスの供給は緩慢となっている。従っ
て、クランク室と吸入圧領域との圧力差が設定値よりも
小さくなり、第２弁体により第２弁孔が閉塞されたとし
ても、次回のクランク室の過大な昇圧には時間がかか
る。その結果、圧縮機の最小吐出容量運転時をトータル
として見れば、図７に示す従来技術と比較して第２弁孔
が開放されている時間を短くすることができ、圧縮効率
の低下は効果的に防止されていると言える。

【００２３】請求項２の発明においては、抽気通路と給
気通路とを別個に形成する場合と比較して、スペース効
率が良好となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を車両空調装置に
用いられる可変容量型圧縮機の容量制御弁において具体
化した一実施形態について説明する。

【００２５】先ず、可変容量型圧縮機（以下、単に圧縮
機と呼ぶ）の構成について説明する。図１に示すよう
に、フロントハウジング１１はシリンダブロック１２の
前端に接合固定されている。リヤハウジング１３は、シ
リンダブロック１２の後端に弁・ポート形成体１４を介
して接合固定されている。クランク室１５は、フロント
ハウジング１１とシリンダブロック１２とに囲まれて区
画形成されている。

【００２６】駆動軸１６は、クランク室１５を通るよう
にフロントハウジング１１とシリンダブロック１２との
間で回転可能に架設支持されている。駆動軸１６は、外
部駆動源としての車両エンジンＥｇに、電磁クラッチ等
のクラッチ機構Ｃを介して連結されている。従って、駆
動軸１６は、車両エンジンＥｇの起動時において、クラ
ッチ機構Ｃの接続により回転駆動される。

【００２７】回転支持体１７は、クランク室１５におい
て駆動軸１６に止着されている。斜板１８は、駆動軸１
６に対してその軸線Ｌ方向へスライド移動可能でかつ傾
動可能に支持されている。ヒンジ機構１９は回転支持体
１７と斜板１８との間に介在されている。斜板１８はヒ
ンジ機構１９により、駆動軸１６の軸線Ｌに対して傾動
可能でかつ駆動軸１６と一体回転可能となっている。斜
板１８は、その半径中心部が回転支持体１７側に移動す
ると傾斜角が増大され、シリンダブロック１２側に移動
すると傾斜角が減少される。最小傾斜角規定部２０は、
駆動軸１６において斜板１８とシリンダブロック１２と
の間に設けられている。斜板１８の最大傾斜角は回転支
持体１７との当接により規定される。斜板１８のゼロで
はない最小傾斜角は、最小傾斜角規定部２０との当接に
より規定される。

【００２８】シリンダボア２１はシリンダブロック１２
に貫設形成されている。片頭型のピストン２２はシリン
ダボア２１に収容されている。ピストン２２は、シュー
２３を介して斜板１８の外周部に係留されており、斜板
１８の回転運動によりシリンダボア２１内で前後往復運
動される。

【００２９】駆動軸付勢バネ３０はコイルスプリングよ
りなり、駆動軸１６の後端（図面右方）とシリンダブロ
ック１２との間に介在されている。駆動軸付勢バネ３０
は、駆動軸１６を軸線Ｌ方向前側に付勢することで、各
部品の製造公差を吸収して軸線Ｌ方向前後のがたつきを
抑制する役割を担っている。

【００３０】吸入圧領域を構成する吸入室２４、及び吐
出圧領域を構成する吐出室２５は、リヤハウジング１３
にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート２６、吸入
弁２７、吐出ポート２８及び吐出弁２９は、それぞれ弁
・ポート形成体１４に形成されている。そして、吸入室
２４の冷媒ガスは、ピストン２２の復動動作により吸入
ポート２６及び吸入弁２７を介してシリンダボア２１に
吸入される。シリンダボア２１に吸入された冷媒ガス
は、ピストン２２の往動動作により所定の圧力にまで圧
縮された後、吐出ポート２８及び吐出弁２９を介して吐
出室２５へ吐出される。

【００３１】次に、上記構成の圧縮機の容量制御構造に
ついて説明する。図１及び図５に示すように、抽気通路
３１はクランク室１５と吸入室２４とを連通する。給気
通路３２は吐出室２５とクランク室１５とを連通する。
固定絞り３３は給気通路３２に設けられている。固定絞
り３３は、給気通路３２の一部を小径に加工することで
形成されている。給気通路３２は、固定絞り３３におい
て部分的に通過断面積が狭められている。

【００３２】バッファ室３４は、給気通路３２において
固定絞り３３とクランク室１５との間に区画形成されて
いる。つまり、バッファ室３４は、固定絞り３３を介し
て吐出室２５に連通されている。給気通路３２は、バッ
ファ室３４において部分的に通過断面積が広げられてい
る。バッファ室３４の容積はクランク室１５の容積以下
である。

【００３３】容量制御弁３５は電磁弁よりなり、外部か
らの制御によって抽気通路３１を開閉するとともに、給
気通路３２をバッファ室３４とクランク室１５との間で
開閉する。

【００３４】図２〜図４に示すように、前記容量制御弁
３５は、バルブハウジング４１とソレノイド部４２とを
接合することで構成されている。第１弁室４３は、バル
ブハウジング４１の基端部に区画形成されている。第１
弁体４４は、第１弁室４３において図面の上下方向に往
復動可能に収容されている。第１弁孔４５は、バルブハ
ウジング４１において上下方向に延びるように形成され
ている。第１弁孔４５は、第１弁室４３の上面において
第１弁体４４と対向するように開口されている。第１バ
ネ４６は第１弁室４３に収容され、第１弁孔４５を開放
する方向に第１弁体４４を付勢する。第１弁室４３は、
給気通路３２の上流側を介して吐出室２５に連通されて
いる。

【００３５】第２弁室４７は、バルブハウジング４１の
先端部に区画形成されている。第２弁体４８は、第２弁
室４７において上下方向に往復動可能に収容されてい
る。第２弁孔４９は、バルブハウジング４１において上
下方向に延びるように形成されている。第２弁孔４９
は、第２弁室４７の底面において第２弁体４８と対向す
るように開口されている。第２バネ５８は第２弁室４７
に収容され、第２弁孔４９を閉塞する方向に第２弁体４
８を付勢する。第２弁室４７は、抽気通路３１の下流側
を介して吸入室２４に連通されている。

【００３６】プランジャ室５０はソレノイド部４２に区
画形成され、その上方開口部には固定吸引子５１が嵌合
固定されている。プランジャ５２は、プランジャ室５０
において上下方向に往復動可能に収容されている。円筒
状のコイル５３は、プランジャ室５０の外周側におい
て、固定吸引子５１及びプランジャ５２を跨ぐように配
置されている。

【００３７】第１ロッドガイド孔５４は固定吸引子５１
に貫設され、プランジャ室５０と第１弁室４３とを連通
する。第１ロッド５５は第１ロッドガイド孔５４に摺動
可能に挿通されている。第１ロッド５５は、下端部がプ
ランジャ５２に固定されるとともに、上端部が第１弁体
４４に固定されている。従って、プランジャ５２と第１
弁体４４とは、第１ロッド５５を介して作動連結されて
いる。

【００３８】前記第１弁孔４５と第２弁孔４９は、互い
に連通されて一つの第２ロッドガイド孔５６をなしてい
る。連動部材としての第２ロッド５７は、第２ロッドガ
イド孔５６に挿通されている。第２ロッド５７の外径
は、第２ロッドガイド孔５６の内径よりも小さい。そし
て、第２ロッド５７は第２バネ５８の付勢力によって、
上端部が第２弁体４８に当接されるとともに、下端部が
第１弁体４４に当接されている。従って、第１弁体４４
と第２弁体４８は、第２ロッド５７を介して作動連結さ
れている。

【００３９】ポート５９は、バルブハウジング４１にお
いて第１弁室４３と第２弁室４７との間に、第１弁孔４
５及び第２弁孔４９（第２ロッドガイド孔５６）と直交
して形成されている。ポート５９は制御通路６０を介し
てクランク室１５に連通されている。前記第１弁室４
３、第１弁孔４５、ポート５５及び制御通路６０は、給
気通路３２を構成する。前記第２弁室４７、第２弁孔４
９、ポート５５及び制御通路６０は、抽気通路３１を構
成する。つまり、給気通路３２において第１弁体４４の
開閉位置（第１弁孔４５）とクランク室１５との間と、
抽気通路３１において第２弁体４８の開閉位置（第２弁
孔４９）とクランク室１５との間は、一部が共通の通路
（ポート５５及び制御通路６０）で構成されている。

【００４０】図１に示すように、車両の車室内の温度を
設定するための車室温度設定器６１、車室の温度を検出
するための車室温度センサ６２、容量制御弁３５のコイ
ル５３が接続された駆動回路６３、及び上述したクラッ
チ機構Ｃは、制御コンピュータＸに接続されている。

【００４１】次に、前記容量制御構造の作用について説
明する。車両エンジンＥｇの起動時に、車両空調装置の
図示しない作動スイッチのオン状態のもとで、車室温度
センサ６２からの検出温度が車室温度設定器６１の設定
温度以上となると、制御コンピュータＸによりクラッチ
機構Ｃが接続されて圧縮機が起動される。クラッチ機構
Ｃが接続された状態で制御コンピュータＸは、車室温度
設定器６１によって指定された室温、車室温度センサ６
２から得られる検出温度等の外部信号に基づいて、駆動
回路６３に容量制御弁３５のコイル５３へ電流を入力す
るか否かを指令する。制御コンピュータＸから駆動回路
６３への指令が外部切換信号をなしている。つまり、駆
動回路６３は、ソレノイド部４２とともに外部切換手段
を構成する。

【００４２】さて、圧縮機が最小吐出容量にて運転され
ている状態から、冷房負荷が大きくなると、車室温度セ
ンサ６２からの検出温度と車室温度設定器６１の設定温
度との差が大きくなる。制御コンピュータＸは、検出温
度と設定室温との大きな差に基づいて、駆動回路６３に
対してコイル５３へ電流を入力するように指令する。駆
動回路６３からコイル５３に電流が入力されると、固定
吸引子５１とプランジャ５２との間には吸引力（電磁
力）が生じる。従って、図２に示すように、プランジャ
５２、第１ロッド５５、第１弁体４４、第２ロッド５７
及び第２弁体４８の結合体が、第１バネ４６及び第２バ
ネ５８に抗して上方側に移動する。その結果、第１弁体
４４により第１弁孔４５が閉塞されるとともに、第２弁
体４８により第２弁孔４９が開放される。

【００４３】第１弁孔４５が閉塞されると、クランク室
１５への高圧冷媒ガスの供給が停止される。第２弁孔４
９が開放されると、クランク室１５から吸入室２４へ冷
媒ガスが排出される。従って、クランク室１５が降圧さ
れる。また、冷房負荷が大きい状態では、吸入室２４の
圧力も高くて、クランク室１５とシリンダボア２１との
ピストン２２を介した圧力差がほとんどなくなる。この
ため、斜板１８の傾斜角が最大となって、圧縮機の吐出
容量が最大となる。

【００４４】圧縮機が最大吐出容量にて運転された状態
では、第１弁孔４５が第１弁体４４により閉塞され、バ
ッファ室３４とクランク室１５とは遮断されている。ま
た、吐出室２５の高圧冷媒ガスは、緩慢ながら固定絞り
３３を介してバッファ室３４に流入されている。従っ
て、圧縮機の最大吐出容量運転の継続により、バッファ
室３４は吐出室２５の圧力程度にまで昇圧される。

【００４５】この状態から冷房負荷が小さくなると、つ
まり、車室温度センサ６２によって検出された温度と車
室温度設定器６１の設定温度との差が小さくなると、制
御コンピュータＸは、駆動回路６３に容量制御弁３５の
コイル５３への電流供給を停止するように指令する。駆
動回路６３からコイル５３への電流供給が停止される
と、固定吸引子５１とプランジャ５２との間の吸引力が
消失する。従って、図３に示すように、プランジャ５
２、第１ロッド５５、第１弁体４４、第２ロッド５７及
び第２弁体４８の結合体が、第１バネ４６及び第２バネ
５８によって下方側に移動する。その結果、第１弁体４
４により第１弁孔４５が開放されるとともに、第２弁体
４８により第２弁孔４９が閉塞される。

【００４６】第１弁孔４５が開放されると、バッファ室
３４からクランク室１５への高圧冷媒ガスの供給が開始
される。第２弁孔４９が閉塞されると、クランク室１５
から吸入室２４への冷媒ガスの排出が停止される。従っ
て、クランク室１５が昇圧される。また、冷房負荷が小
さい状態では、吸入室２４の圧力が低くて、クランク室
１５とシリンダボア２１とのピストン２２を介した圧力
差が大きくなる。このため、斜板１８の傾斜角が最小と
なって、圧縮機の吐出容量が最小となる。

【００４７】なお、第１弁孔４５が開放されると、バッ
ファ室３４からクランク室１５への冷媒ガスの供給量
が、吐出室２５からバッファ室３４への固定絞り３３を
介した冷媒ガスの供給量よりも多いため、やがてバッフ
ァ室３４はクランク室１５の圧力程度にまで降圧され
る。

【００４８】ここで、図４に示すように、圧縮機の吐出
容量を最小とする時に、クランク室１５が過大に昇圧し
ようとし、吸入室２４との圧力差が第２バネ５８で決定
される設定値以上となった場合には、第２弁体４８が第
２ロッド５７から分離して第１弁体４４との作動連結を
解除し、第２弁孔４９を開放する。従って、クランク室
１５の冷媒ガス及びバッファ室３４からの高圧冷媒ガス
が、抽気通路３１を介して吸入室２５へ逃がされる。そ
の結果、クランク室１５の過大な昇圧が阻止され、例え
ば、ピストン２２が上死点に位置する際に弁・ポート形
成体１４に衝突することを防止でき、この衝突に起因し
て振動や騒音が発生したり、ピストン２２及び弁・ポー
ト形成体１４が破損する等の問題が生じることはない。
つまり、第２弁体４８は、クランク室１５と吸入室２４
との圧力差、さらに詳しくは、クランク室１５の圧力が
導入される第２弁孔４９と、吸入室２４の圧力が導入さ
れる第２弁室４７との圧力差により抽気通路３１を開閉
する差圧弁として機能するように配設されている。

【００４９】このように、第１弁孔４５及び第２弁孔４
９が開放された状態では、吐出室２５からの高圧冷媒ガ
スが吸入室２４へ逃がされていること自体は、図７に示
す従来技術と変わりはない。しかし、固定絞り３３が給
気通路３２に配置されており、吐出室２５からバッファ
室３４への冷媒ガスの供給は緩慢となっている。従っ
て、クランク室１５と吸入室２４との圧力差が設定値よ
りも小さくなり、第２弁体４８により第２弁孔４９が閉
塞されたとしても、次回のクランク室１５の過大な昇圧
には時間がかかる。その結果、圧縮機の最小吐出容量運
転時をトータルとして見れば、図７に示す従来技術と比
較して第２弁孔４９が開放されている時間を短くするこ
とができ、圧縮機の効率低下は効果的に防止されている
と言える。

【００５０】上記構成の本実施形態においては次のよう
な効果を奏する。 （１）吐出容量を変更する時には、容量制御弁３５によ
って抽気通路３１及び給気通路３２が開閉される。従っ
て、クランク室１５の圧力を速やかに変更することがで
き、吐出容量の制御応答性が良好となる。また、圧縮機
の効率低下を効果的に防止できること、クランク室１５
の過大な昇圧を防止できることは、上述した通りであ
る。以上のことを本実施形態の容量制御構造において
は、ソレノイド部４２を一つ備えるのみの簡単な外部制
御構成によって達成している。従って、ソレノイド部４
２（駆動回路６３）を制御するためのプログラムを記憶
する制御コンピュータＸのメモリの消費量を抑えること
ができるし、制御コンピュータＸから駆動回路６３、及
び駆動回路６３からソレノイド部４２までの配線を簡素
化することができ、圧縮機の製造や車両に対する組み付
けが容易となる。

【００５１】（２）給気通路３２において第１弁体４４
の開閉位置（第１弁孔４５）とクランク室１５との間
と、抽気通路３１において第２弁体４８の開閉位置（第
２弁孔４９）とクランク室１５との間は、一部が共通の
通路（ポート５５及び制御通路６０）で構成されてい
る。従って、別個に両通路３１，３２を形成する場合と
比較して、圧縮機内部におけるスペース効率が良好とな
る。

【００５２】（３）容量制御弁３５は、コイル５３に電
流が入力されていない状態では、第１弁体４４が第１弁
孔４５を開放するとともに、第２弁体４８が第２弁孔４
９を閉塞して圧縮機の吐出容量を最小とする構成であ
る。従って、コイル５３が断線する等して通電不能とな
ると、圧縮機の吐出容量は最小に固定される。その結
果、コイル５３の通電不能状態で車両エンジンＥｇが過
回転となったとしても、圧縮負荷が小さい状態にある圧
縮機は過負荷状態に陥ることはない。

【００５３】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、例えば、以下の態様でも実施できる。 ○給気通路３２の一部に絞りピンを挿入配置すること
で、固定絞りを構成すること。このようにすれば、一部
を小径としなくとも良い給気通路３２は加工が容易とな
る。

【００５４】○容量制御弁３５を、コイル５３に電流が
入力されていない状態では、第１弁体４４が第１弁孔４
５を閉塞するとともに、第２弁体４８が第２弁孔４９を
開放して圧縮機の吐出容量を最大とする構成とするこ
と。このようにすれば、コイル５３が断線する等して通
電不能となった場合には、圧縮機の吐出容量が最大に固
定され、大きな冷房負荷にも対応することができる。

【００５５】○抽気通路３１と給気通路３２を各々完全
に独立した通路とすること。○ソレノイド部４２を変更
し、外部から供給される油圧や空圧によりプランジャ５
０を動作させる構成とすること。

【００５６】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。 （１）前記ソレノイド部４２は、コイル５３に電流が入
力されていない状態では、第１弁体４４により給気通路
３２を開放するとともに、第２弁体４５により抽気通路
３１を閉塞する構成である請求項３に記載の容量制御構
造。

【００５７】このようにすれば、コイル５３の通電不能
状態で車両エンジンＥｇが過回転となったとしても、圧
縮機が過負荷状態に陥ることはない。 （２）前記ソレノイド部４２は、コイル５３に電流が入
力されていない状態では、第１弁体４４により給気通路
３２を閉塞するとともに、第２弁体４５により抽気通路
３１を開放する構成である請求項３に記載の容量制御構
造。

【００５８】このようにすれば、コイル５３が断線する
等して通電不能となった場合には、圧縮機の吐出容量が
最大に固定され、大きな冷房負荷にも対応することがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、吐出容量の
良好な制御応答性、圧縮機の効率低下の効果的な防止及
びクランク室の過大な昇圧の防止を、簡単な外部制御構
成で達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量型圧縮機の縦断面図。

【図２】 吐出容量を最大とする容量制御弁の断面図。

【図３】 吐出容量を最小とする容量制御弁の断面図。

【図４】 クランク室の過大な昇圧を阻止する容量制御
弁の断面図。

【図５】 容量制御構造を模式的に示す図。

【図６】 従来の容量制御構造を模式的に示す図。

【図７】 別の従来の容量制御構造を模式的に示す図。

【図８】 可変容量型圧縮機の縦断面図。

【符号の説明】

１５…クランク室、２４…吸入圧領域としての吸入室、
２５…吐出圧領域としての吐出室、３１…抽気通路、３
２…給気通路、３３…固定絞り、３４…バッファ室、４
２…外部切換手段を構成するソレノイド部、４４…第１
弁体、４８…第２弁体、５７…連動部材としての第２ロ
ッド、６３…外部切換手段を構成する駆動回路。

フロントページの続き (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 (72)発明者 西村 健太 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 AA27 BA28 BA33 BA41 CA01 CA02 CA03 DA25 EA33 3H076 AA06 BB33 BB41 CC20 CC27 CC41 CC84 CC92 CC93

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出圧領域とクランク室とを連通する給
   気通路、及び吸入圧領域とクランク室とを連通する抽気
   通路をそれぞれ開閉することで、吐出容量を最小吐出容
   量と最大吐出容量とに切り換えるようにした可変容量型
   圧縮機の容量制御構造であって、 給気通路に設けられた固定絞りと、 給気通路において固定絞りとクランク室との間に設けら
   れたバッファ室と、 バッファ室とクランク室との間で給気通路を開閉する第
   １弁体と、 クランク室と吸入圧領域との圧力差により抽気通路を開
   閉する第２弁体と、 外部切換信号により動作されて、給気通路を開放する開
   放位置と給気通路を閉塞する閉塞位置とに第１弁体を切
   り換え配置させる外部切換手段と、 第１弁体と第２弁体とを作動連結し、第１弁体の開放位
   置に応じて抽気通路を閉塞する位置と、第１弁体の閉塞
   位置に応じて抽気通路を開放する位置とに第２弁体を切
   り換え配置させることが可能な連動部材とからなる容量
   制御構造。
2. 【請求項２】 前記給気通路において第１弁体の開閉位
   置とクランク室との間と、抽気通路において第２弁体の
   開閉位置とクランク室との間は、一部が共通の通路で構
   成されている請求項１に記載の容量制御構造。
3. 【請求項３】 前記外部切換手段はソレノイド部であ
   り、ソレノイド部は第１弁体に作動連結されたプランジ
   ャと、電流が入力されることで固定吸引子とプランジャ
   との間に吸引力を生じさせるコイルとからなる請求項１
   又は２に記載の容量制御構造。