JP2001227460A - 斜板式可変容量圧縮機 - Google Patents
斜板式可変容量圧縮機Info
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- JP2001227460A JP2001227460A JP2000040907A JP2000040907A JP2001227460A JP 2001227460 A JP2001227460 A JP 2001227460A JP 2000040907 A JP2000040907 A JP 2000040907A JP 2000040907 A JP2000040907 A JP 2000040907A JP 2001227460 A JP2001227460 A JP 2001227460A
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Abstract
できると共に、パイロット弁制御用のソレノイドの消磁
により冷媒吸入量を0にしてエバポレータの凍結防止を
行える斜板式可変容量圧縮機の提供を図る。 【解決手段】 流量制御弁駆動機構32のソレノイド4
2を消磁するとパイロット弁41が閉弁して流量制御弁
31の圧力室35への作動圧力の導入を遮断し、スプー
ル弁33を閉弁させて低圧側冷媒通路25を遮断して冷
媒吸入室7への冷媒吸入量が0にされる。
Description
冷凍サイクルに介装されて、冷媒ガスの圧縮に用いられ
る斜板式可変容量圧縮機に関する。
特公平6−89741号公報に示されているように、ソ
レノイドの励磁電流によってパイロット弁の弁開度を制
御して、冷媒吐出室の高圧側冷媒をピストン弁の背部に
作用させ、該ピストン弁により冷媒吸入室に流入する冷
媒流量を制御するようにしたものが知られている。
容量圧縮機は、圧縮機駆動プーリーに電磁クラッチを組
込んだ所謂クラッチ付きタイプのものを基本構造として
いるため、構造が複雑となってしまうばかりでなく重量
が嵩んでしまい、また、部品点数も嵩んでコスト的にも
不利となってしまうことは否めない。
にあって、エバポレータの凍結を回避するために圧縮機
の冷媒吸入室の冷媒流入量を0にしたい場合には、パイ
ロット弁を作動するソレノイドの励磁電流を最大にして
ピストン弁を閉弁側へフルストロークさせる必要があっ
て、消費電力が大きくなってしまう。
も圧縮機の稼働を断・続制御できてクラッチレスとする
ことができると共に、冷媒の流量制御を司どるパイロッ
ト弁を作動するソレノイドを消磁することで圧縮機の冷
媒吸入室への冷媒流入量を0にして、エバポレータの凍
結防止を行わせることができる斜板式可変容量圧縮機を
提供するものである。
は、冷媒吸入室に流入する冷媒流量を制御して冷媒吸入
室とクランク室との圧力を調整する圧力調整手段を備え
た斜板式可変容量圧縮機において、前記圧力調整手段
を、スプール弁,該スプール弁を閉弁方向に付勢するス
プリングを配設したスプリング室,およびスプール弁を
開弁方向に作用させる圧力を蓄圧する圧力室を備え、前
記冷媒吸入室の上流の低圧側冷媒通路に設けられた流量
制御弁と、冷媒吐出室と圧力室とを連通する通路に設け
られて、常態にあってはスプリングにより閉弁され、ソ
レノイドの励磁電流により弁開度が制御されて冷媒吐出
室の高圧側冷媒を作動圧力として圧力室へ導入制御する
パイロット弁を有する流量制御弁駆動機構と、で構成
し、かつ、前記流量制御弁には圧力室内の圧力を低圧側
冷媒通路の冷媒吸入室側へ逃がす圧力調整通路を設ける
と共に、スプール弁の全開時に該圧力調整通路をほぼ全
閉にする絞り手段を設けたことを特徴としている。
載の流量制御弁のスプリング室を通路を介して低圧側冷
媒通路の冷媒吸入室側に連通すると共に、スプール弁に
圧力室とスプリング室とを連通する絞り通路を設けて、
これら通路と絞り通路とにより圧力調整通路を構成し、
かつ、スプリング室内にスプール弁の全開時にその端面
に当接して前記絞り通路のスプリング室側の開口端を閉
塞する全開規制ストッパを設けると共に、該全開規制ス
トッパの端面又は絞り通路のスプリング室側の開口端
に、前記スプール弁の全開規制状態で絞り通路よりも絞
り面積が小さいオリフィスを形成する溝を設けて絞り手
段を構成したことを特徴としている。
に記載のスプール弁は、そのスプール溝の両側面の受圧
面積を等しくしたことを特徴としている。
に記載の流量制御弁駆動機構は、低圧側冷媒通路の流量
制御弁よりも上流のエバポレータ側の圧力を検出して、
パイロット弁の所定開度状態時に該エバポレータ側の圧
力が一定圧よりも変化した時にパイロット弁を閉弁方向
又は開弁方向に作動させ、流量制御弁の弁開度を調整し
て前記エバポレータ側の圧力を一定に保持させるフイー
ドバック手段を備えていることを特徴としている。
に記載の流量制御弁駆動機構は、クランク室と、低圧側
冷媒通路の流量制御弁よりも上流のエバポレータ側とを
連通する圧力調整通路を備えていることを特徴としてい
る。
御弁駆動機構のソレノイドへの供給電流を0にして該ソ
レノイドを消磁するとパイロット弁が閉弁し、流量制御
弁の圧力室への作動圧力の供給を遮断するため、スプー
ル弁が閉弁して冷媒吸入室への冷媒流入量を0にし、低
圧側冷媒通路の流量制御弁上流のエバポレータ側圧力の
低下を止めて、エバポレータの凍結防止を行わせること
ができる。
は、ソレノイドへの励磁電流の供給を停止すればよいの
で、電力消費を節減することができると共にスプール弁
の全閉作動により圧縮機の負荷をほぼ0にするため、駆
動源の出力の向上を図ることができる。
の供給を停止して流量制御弁のスプール弁を閉弁作動さ
せることにより、冷媒吸入室の圧力が降下してその冷媒
を吸入したシリンダ内圧とクランク室との差圧が最大と
なり、各ピストンにかかる力によるモーメントにより斜
板の傾斜を立ててピストンストロークを最小にさせて圧
縮機の圧縮仕事をほぼ0にするため、ソレノイドの励,
消磁で圧縮機の稼働を断・続させることができてクラッ
チレスとすることができる。
型,軽量化を実現できると共にコスト的に有利に得るこ
とができる。
低圧側冷媒通路の冷媒吸入室側へ逃がす圧力調整通路を
備えているため、スプール弁が所要の開度で開弁してい
る状態で流量制御弁駆動機構のソレノイドの消磁により
パイロット弁が閉弁すると、流量制御弁の圧力室内の圧
力は圧力調整通路により低圧側冷媒通路の冷媒吸入室側
へ逃げるため、スプリングの付勢力によるスプール弁の
閉弁作動が阻害されることがなく、応答性を高めること
ができる。
全開位置では、絞り手段によってほぼ全閉にされるた
め、該スプール弁が全開となる圧縮機の高負荷時に圧力
室に導入された高温,高圧の冷媒が圧力調整通路を経由
して冷媒吸入室へ多量に漏出することがなく、スプール
弁全開時の冷房性能の劣化を防止することができると共
に、このスプール弁の全開状態時でも絞り手段によって
圧力室内の圧力の逃げは僅かに確保されているから、前
記ソレノイドの消磁による該スプール弁の全開位置から
の閉弁作動に些かも支障を来すことはない。
の発明の効果に加えて、スプール弁自体に絞り通路を設
けて、スプリング室を冷媒吸入室側に開放したスプール
弁の作動バランス保持用の通路とで圧力調整通路を構成
しているので、圧縮機ハウジングの通路穴加工を極力少
なくすることができて、圧縮機ハウジングの設計の自由
度を拡大できると共に加工工数を削減できることと併せ
て、スプール弁全開時に圧力調整通路をほぼ全閉にする
絞り手段は、スプール弁の全開規制ストッパおよび又は
スプール弁に設けた絞り通路の開口端に溝を加工するだ
けで構成できて専用部品を必要としないため、コスト的
に有利に得ることができる。
1,2の発明の効果に加えて、流量制御弁のスプール弁
に設けたスプール溝の両側面の受圧面積を等しくしてあ
るため、流量制御弁のスプリングのばね力と、圧力室に
作用する作動圧力とを管理するだけでスプール弁の開閉
ストロークの精度を出すことができ、精度の高い流量制
御を行わせることができる。
〜3の発明の効果に加えて、所定の励磁電流によりパイ
ロット弁を所定開度にしてある場合に、車両を急加,減
速した際には同一の駆動源で駆動されている圧縮機の回
転数が変動するため、低圧側冷媒通路の流量制御弁上流
のエバポレータ側圧力が変化してしまうが、フイードバ
ック手段によって該エバポレータ側圧力を一定圧に保持
させることができるため、該車両の急加,減速に伴うエ
バポレータの制御温度の変動を回避することができる。
出し空気の温度変動がなくなり、安定した空気調和を行
うことができる。
〜4の発明の効果に加えて、クランク室は圧力調整通路
によって低圧側冷媒通路の流量制御弁よりも上流のエバ
ポレータ側に連通して同圧に保持されるため、クランク
室のブローバイガスによる圧力変動をなくして容量可変
制御の精度を高めることができる。
共に詳述する。
数のシリンダボア3を有するシリンダブロック2と、シ
リンダブロック2の前側に配置されて該シリンダブロッ
ク2との間にクランク室5を形成するフロントハウジン
グ4と、シリンダブロック2の後側にバルブプレート9
を介装して配置されて冷媒吸入室7と冷媒吐出室8とを
形成するリヤハウジング6とを備えている。
に固設したドライブプレート11と、ドライブシャフト
10に揺動自在に嵌装したスリーブ12にピン13によ
り揺動自在に連結したジャーナル14と、該ジャーナル
14の外周に螺合固定した斜板15とを備えている。
その弧状の長孔16とピン17とを介して連結して、該
長孔16によって揺動が規制されている。
は、斜板15を挾んだ一対のシュー19を介して該斜板
15に連結してある。
ーリー20を軸受21を介して回転自在に装着してあ
り、該プーリー20の内周に螺合固定した第1駆動伝達
プレート22と、ドライブシャフト10の端末に固定し
た第2駆動伝達プレート23とをある一定以上の駆動ト
ルクでは摺動可能に連結して、プーリー20によりドラ
イブシャフト10を回転するようにしてある。
力調整手段30により調整される冷媒吸入室7とクラン
ク室5との差圧によって生じる斜板15のピン17周り
のモーメントにより傾斜角度が制御され、この斜板15
の角度変化によりピストン18のストロークを変化して
冷媒の吐出容量を変化させるようになっている。
冷媒吸入室7の上流となる冷媒入口24の近傍の低圧側
冷媒通路25に設けられて、該冷媒吸入室7への冷媒流
入量を直接制御する流量制御弁31と、該流量制御弁3
1を駆動制御する流量制御弁駆動機構32とで構成して
いる。
的に流量制御弁31を流量制御弁駆動機構32に対して
直角に配置した状態に示しており、このため、該流量制
御弁31がリヤハウジング6の側方へ突出した状態に見
えるが、実際には流量制御弁31は流量制御弁駆動機構
32と平行に配設されて圧縮機のコンパクト化が図られ
ている。
直交状態に配置したスプール弁33と、スプール弁33
を閉弁方向に付勢するスプリング34を配設したスプリ
ング室37と、スプール弁33を開弁方向に作用させる
圧力を蓄圧する圧力室35とを備えている。
36a,36bは受圧面積を等しくしてある。
7は、通路38により低圧側冷媒通路25の流量制御弁
31よりも下流の冷媒吸入室7側に連通してある。
と圧力室35とを連通する通路40に設けられて、冷媒
吐出室8の高圧側冷媒を作動圧力として圧力室35へ導
入制御するパイロット弁としてのボール弁41と、励磁
電流に応じてボール弁41の弁開度を制御するソレノイ
ド42とを備えている。
43によって弁座に着座して閉弁するようにしてある。
とによりアーマチュア44を図2の上方へ移動させ、プ
ランジャ45を押動してボール弁41の弁開度を制御す
るようにしてある。
路25の流量制御弁31よりも上流のエバポレータ側の
圧力を検出して、前記ソレノイド42の励磁電流によっ
て可変制御される該エバポレータ側の圧力を一定に保持
させるフイードバック手段46を備えている。
と冷媒圧室49とを隔成するダイヤフラム47と、冷媒
圧室49に前記エバポレータ側の圧力を導入するフイー
ドバック通路50と、ダイヤフラム47に保持され、前
記ソレノイド42のプランジャ45と同軸上に対向配置
されてボール弁41の開度を制御するプランジャ51と
を備えていて、前記ボール弁41が所定開度に制御され
ている状態時に、低圧側冷媒通路25の前記エバポレー
タ側の圧力が一定圧よりも変化した時に、該圧力変化を
ダイヤフラム47で感知してプランジャ51によりボー
ル弁41を閉弁方向又は開弁方向に作動させ、流量制御
弁31の弁開度を調整して前記エバポレータ側の圧力を
一定に保持させるようにしてある。
りクランク室5に連通させて、該クランク室5を低圧側
冷媒通路25の前記流量制御弁31の上流のエバポレー
タ側に連通させている。
5内の圧力を低圧側冷媒通路25の冷媒吸入室7側へ逃
がす圧力調整通路53を設けると共に、スプール弁33
の全開時に該圧力調整通路53をほぼ全閉にする絞り手
段60を設けてある。
にスプール弁33に圧力室35とスプリング室37とを
連通する所要の絞り断面積の絞り通路61を設けて、該
絞り通路61と前記スプリング室37を冷媒吸入室側に
開放する通路38とで圧力調整通路53を構成してい
る。
路61のスプリング室側の開口端61aを閉塞し得る位
置に、スプール弁33の全開時にその端面に当接して全
開位置を規制する全開規制ストッパ62を設けてあり、
この全開規制ストッパ62の端面に、スプール弁33の
全開規制状態で前記絞り通路61よりも絞り面積が小さ
いオリフィスを形成する溝63を設けて前記絞り手段6
0を構成している。
開口端61aに設けてもよいし、あるいはこれら全開規
制ストッパ62の端面と絞り通路61の開口端61aの
両方に設けるようにしてもよい。
ド42を励磁すると励磁電流に応じてボール弁41の弁
開度が制御され、冷媒吐出室8の高圧側冷媒が該ボール
弁41を通過して通路40へ流れ、流量制御弁31の圧
力室35に作動圧力として導入される。
弁33はスプリング34のばね力に抗して開弁する方向
に移動し、低圧側冷媒通路25の流路を拡大して冷媒吸
入室7への冷媒流入量を制御し、該冷媒吸入室7とクラ
ンク室5との差圧を調整して斜板15の傾斜角度を制御
し、ピストン18のストロークを変化させて冷媒吐出量
を制御することにより図外のエバポレータの温度制御が
行われる。
内の圧力を低圧側冷媒通路25の冷媒吸入室側へ逃がす
圧力調整通路53を備えているため、スプール弁33が
所要の開度で開弁している状態で前記ソレノイド42の
消磁によりパイロット弁41が閉弁すると、圧力室35
内の作動圧力を該圧力調整通路53から速かに冷媒吸入
室側へ逃がしてスプリング34の付勢力によるスプール
弁33の閉弁作動を阻害することがなく、応答性を高め
ることができる。
弁33の全開位置では、絞り手段60によってほぼ全閉
にされるため、該スプール弁33が全開となる圧縮機の
高負荷時に圧力室35に導入された高温,高圧の冷媒が
圧力調整通路53を経由して冷媒吸入室7へ多量に漏出
することがなく、スプール弁33の全開時における冷房
性能の劣化を防止することができると共に、このスプー
ル弁33の全開状態時でも絞り手段60によって圧力室
35内の圧力の逃げは僅かに確保されているから、前記
ソレノイド42の消磁による該スプール弁33の全開位
置からの閉弁作動に些かも支障を来すことはない。
り通路61を設けて、スプリング室37を冷媒吸入室7
に開放した該スプール弁33の作動バランス保持用の通
路38とで前記圧力調整通路53を構成しているので、
その通路構成に際してはリヤハウジング6にはこの通路
38の穴加工を施すだけでよく、従って、リヤハウジン
グ6の通路穴加工を極力少なくすることができて、リヤ
ハウジング6の設計の自由度を拡大できると共に加工工
数を削減することができる。
3の全開ストッパ62の端面に溝63を加工するだけで
構成できて専用部品を必要としないため、前記リヤハウ
ジング6の加工工数を削減できることと相俟ってコスト
的に有利に得ることができる。
ポレータの凍結防止の目的で、冷媒吸入室7への冷媒流
入量を0にして低圧側冷媒通路25の流量制御弁31よ
りも上流のエバポレータ側の圧力低下を止めるには、ソ
レノイド42への供給電流を0にして該ソレノイド42
を消磁すればよく、該ソレノイド42の消磁によりボー
ル弁41が閉弁して流量制御弁31の圧力室35への作
動圧力の供給を停止するから、スプール弁33はスプリ
ング34のばね力によって閉弁作動して低圧側冷媒通路
25を遮断し、冷媒吸入室7への冷媒流入量を0にして
斜板15の傾斜角度を制御して、ピストンストロークを
減少させると共に該低圧側冷媒通路25のエバポレータ
側圧力の低下を止め、エバポレータの凍結を防止する。
時には、ソレノイド42への励磁電流の供給を停止すれ
ばよいので、電力消費を節減することができるとともに
スプール弁33の全閉作動により圧縮機の負荷をほぼ0
にするため、駆動源の出力の向上を図ることができる。
励磁電流の供給を停止して流量制御弁31のスプール弁
33を閉弁作動させると、冷媒吸入室7の圧力が降下し
てシリンダ内圧とクランク室5との差圧が最大となり、
ピン17周りのモーメントにより斜板15の傾斜を立て
てピストン18のストロークを最小にさせて圧縮機の圧
縮仕事をほぼ0にするため、ソレノイド42の励,消磁
で圧縮機の稼働を断・続させることができて、従来、圧
縮機への駆動力の伝達を断続していたクラッチを廃止し
ていわゆるクラッチレスとすることができ、例えば電磁
クラッチの場合における重量のあるマグネット,コイル
等を不要とすることができる。
型,軽量化とクラッチへ通電する配線の廃止を実現でき
ると共にコスト的に有利に得ることができる。
ド42に所定の励磁電流を供給してボール弁41を所定
開度にしてある状態で、車両を急加,減速すると圧縮機
の回転変動で低圧側冷媒通路25の流量制御弁31上流
のエバポレータ側圧力が変化してしまうが、この圧力変
化はフイードバック手段46のダイヤフラム47により
直ちに感知されてプランジャ51を介してボール弁41
が閉弁方向又は開弁方向に作動されて、該エバポレータ
側圧力を前記ソレノイド42の励磁電流に見合った一定
の圧力に保持させることができるため、車両の急加,減
速に伴うエバポレータの制御温度の変動を回避すること
ができる。
弁33に設けたスプール溝36の両側面36a,36b
は受圧面積を等しくしてあるから、スプール弁33を閉
弁方向に付勢するスプリング34のばね力と、圧力室3
5に作用する作動圧力とを管理するだけでスプール弁3
3の開閉ストロークの精度を出すことができ、精度の高
い流量制御を行わせることができる。
よって低圧側冷媒通路25の流量制御弁31よりも上流
のエバポレータ側に連通して同圧に一定に保持されるた
め、クランク室5のブローバイガスによる圧力変動をな
くして容量可変制御の精度を高めることができる。
統的に示す断面説明図。
を拡大して示す略示的断面説明図。
Claims (5)
- 【請求項1】 冷媒吸入室(7)に流入する冷媒流量を
制御して冷媒吸入室(7)とクランク室(5)との圧力
を調整する圧力調整手段(30)を備えた斜板式可変容
量圧縮機において、 前記圧力調整手段(30)を、スプール弁(33),該
スプール弁(33)を閉弁方向に付勢するスプリング
(34)を配設したスプリング室(37),およびスプ
ール弁(33)を開弁方向に作用させる圧力を蓄圧する
圧力室(35)を備え、前記冷媒吸入室(7)の上流の
低圧側冷媒通路(25)に設けられた流量制御弁(3
1)と、 冷媒吐出室(8)と圧力室(35)とを連通する通路
(40)に設けられて、常態にあってはスプリング(4
3)により閉弁され、ソレノイド(42)の励磁電流に
より弁開度が制御されて冷媒吐出室(8)の高圧側冷媒
を作動圧力として圧力室(35)へ導入制御するパイロ
ット弁(41)を有する流量制御弁駆動機構(32)
と、で構成し、 かつ、前記流量制御弁(31)には圧力室(35)内の
圧力を低圧側冷媒通路(25)の冷媒吸入室(7)側へ
逃がす圧力調整通路(53)を設けると共に、スプール
弁(33)の全開時に該圧力調整通路(53)をほぼ全
閉にする絞り手段(60)を設けたことを特徴とする斜
板式可変容量圧縮機。 - 【請求項2】 流量制御弁(31)のスプリング室(3
7)を通路(38)を介して低圧側冷媒通路(25)の
冷媒吸入室(7)側に連通すると共に、スプール弁(3
3)に圧力室(35)とスプリング室(37)とを連通
する絞り通路(61)を設けて、これら通路(38)と
絞り通路(61)とにより圧力調整通路(53)を構成
し、かつ、スプリング室(37)内にスプール弁(3
3)の全開時にその端面に当接して前記絞り通路(6
1)のスプリング室(37)側の開口端(61a)を閉
塞する全開規制ストッパ(62)を設けると共に、該全
開規制ストッパ(62)の端面又は絞り通路(61)の
スプリング室(37)側の開口端(61a)に、前記ス
プール弁(33)の全開規制状態で絞り通路(61)よ
りも絞り面積が小さいオリフィスを形成する溝(63)
を設けて絞り手段(60)を構成したことを特徴とする
請求項1に記載の斜板式可変容量圧縮機。 - 【請求項3】 スプール弁(33)は、そのスプール溝
(36)の両側面の受圧面積を等しくしたことを特徴と
する請求項1,2に記載の斜板式可変容量圧縮機。 - 【請求項4】 流量制御弁駆動機構(32)は、低圧側
冷媒通路(25)の流量制御弁(31)よりも上流のエ
バポレータ側の圧力を検出して、パイロット弁(41)
の所定開度状態時に該エバポレータ側の圧力が一定圧よ
りも変化した時にパイロット弁(41)を閉弁方向又は
開弁方向に作動させ、流量制御弁(31)の弁開度を調
整して前記エバポレータ側の圧力を一定に保持させるフ
イードバック手段(46)を備えていることを特徴とす
る請求項1〜3の何れかに記載の斜板式可変容量圧縮
機。 - 【請求項5】 流量制御弁駆動機構(32)は、クラン
ク室(5)と、低圧側冷媒通路(25)の流量制御弁
(31)よりも上流のエバポレータ側とを連通する圧力
調整通路(52)を備えていることを特徴とする請求項
1〜4の何れかに記載の斜板式可変容量圧縮機。
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JP4088397B2 (ja) | 2008-05-21 |
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