JP2002147349A - 容量可変型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量可変型圧縮機の液冷媒起動時において
も、同圧縮機の吐出容量を速やかに増大させることが可
能な制御装置を提供すること。 【解決手段】 第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨを制御
弁ＣＶへ導くための第１検圧通路３７には、同通路３７
を通過される冷媒を減圧する絞り通路８２が備えられて
いる。同絞り通路８２は、例えば圧縮機の液冷媒起動に
よって第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨが急激に上昇し
ても、その影響を制御弁ＣＶに対して直接的に波及させ
ることはなく、同制御弁ＣＶが検知する圧力の上昇を緩
慢とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置の冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機の吐出
容量を制御するための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の制御装置に用いられる制御弁に
は、弁体を動作させる手段として、感圧機構及びソレノ
イド部を併用したものが存在する。感圧機構は、例えば
冷媒循環回路の吐出圧力領域に設定された圧力監視点の
圧力を検知可能であって、同圧力の変動を打ち消す側に
容量可変型圧縮機（以下単に圧縮機とする）の吐出容量
が変更されるように、内部自律的に弁体を動作させる。
ソレノイド部は、感圧機構による弁体の位置決め動作の
基準となる設定圧力を、外部からの給電制御によって変
更可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、冷媒循環回
路に液冷媒が停留した状態で圧縮機が起動すると（所謂
液冷媒起動）、同圧縮機において液圧縮が行われて、冷
媒循環回路の吐出圧力領域つまり圧力監視点の圧力が急
激かつ過大に上昇する。従って、制御弁においては、ソ
レノイド部によって設定圧力が最大に設定されていたと
しても、それ以上に圧力監視点の圧力が上昇するため、
感圧機構がこの過大な圧力上昇を打ち消すように弁体を
動作させることとなる。このため、圧縮機はその起動
後、速やかに吐出容量を増大することができず、内部の
液冷媒を速やかに外部へ排出することができずに、液圧
縮に基づく振動・騒音の発生が長引く問題を生じてい
た。

【０００４】本発明の目的は、容量可変型圧縮機の液冷
媒起動時においても、同圧縮機の吐出容量を速やかに増
大させることが可能な制御装置を提供することにある。

【０００５】

【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の発明は、空調装置の冷媒循環回路を構成す
る容量可変型圧縮機の吐出容量を制御するための制御装
置において、前記冷媒循環回路の吐出圧力領域に設定さ
れた圧力監視点の圧力を検知可能であって、同圧力監視
点の圧力変動に基づいて感圧部材が変位することで、同
圧力変動を打ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が
変更されるように弁体を動作させる感圧機構と、前記感
圧部材に付与する力を外部からの制御によって変更する
ことで、同感圧部材による弁体の位置決め動作の基準と
なる設定圧力を変更可能な設定圧力変更手段とを備えた
制御弁と、前記圧力監視点の圧力を感圧機構へ導くため
の検圧通路上に配設され、同圧力監視点の急激な圧力上
昇に対して、感圧機構が検知する圧力の上昇を緩慢とす
るための緩和手段とを備えた制御装置である。

【０００６】この構成においては、例えば、冷媒循環回
路に液冷媒が停留した状態で容量可変型圧縮機が起動す
ると、同圧縮機において液圧縮が行われて、吐出圧力領
域（圧力監視点）の圧力が急激かつ過大に上昇する。従
って、その影響が検圧通路を介して制御弁の感圧機構に
波及されようとする。

【０００７】しかし、前記圧力監視点の急激な圧力上昇
に対しては、検圧通路上の緩和手段が作用するため、感
圧機構が検知する圧力の上昇は緩慢となる。従って、例
えば、設定圧力変更手段によって設定圧力が最大に設定
されている場合には、感圧機構が検知する圧力が最大設
定圧力以上へ急激に上昇することを防止できる。その結
果、制御弁は、容量可変型圧縮機で液圧縮が行われてい
るにもかかわらず、感圧機構が検知する圧力を設定圧力
にまで上昇させるべく、同圧縮機の吐出容量を増大させ
ることとなる。よって、容量可変型圧縮機内部の液冷媒
は、同圧縮機の大吐出容量運転によって速やかに外部へ
排出され、液圧縮に基づく振動・騒音が長引くことを防
止することができる。

【０００８】請求項２の発明は請求項１において、前記
緩和手段は固定絞りよりなっていることを特徴としてい
る。この構成においては、緩和手段を簡単な構成で具体
化できる。

【０００９】請求項３の発明は請求項１において、前記
緩和手段は差圧弁よりなり、同差圧弁は圧力監視点側の
圧力と感圧機構側の圧力との差が所定値以上となると、
検圧通路の開度を小さくする構成であることを特徴とし
ている。

【００１０】この構成においては、差圧弁が検圧通路の
開度を小さくしていない状態では、同検圧通路を通過す
る冷媒の減圧作用を軽減でき、圧力監視点の圧力の変動
を感圧機構へ速やかに波及させることができる。従っ
て、圧力監視点の圧力変動に対して応答性良く弁体を動
作させることができ、容量可変型圧縮機の容量制御性が
高められる。

【００１１】請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか
において、前記緩和手段は、制御弁の外殻を構成するバ
ルブハウジングに備えられていることを特徴としてい
る。この構成においては、緩和手段と制御弁とが一体化
されており、制御装置の組立時においてそれらの取り扱
いが容易となる。

【００１２】請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか
において、前記検圧通路上には同通路の通過断面積を一
定区間拡大するチャンバが設けられていることを特徴と
している。

【００１３】この構成においては、チャンバによる冷媒
の通過断面積の拡大つまり減圧作用により、上述した
「感圧機構が検知する圧力の上昇を緩慢とする」がより
効果的に奏される。

【００１４】請求項６の発明は請求項１〜５のいずれか
において、制御弁の好適な態様を限定するものである。
すなわち、前記圧力監視点を第１圧力監視点とすると、
冷媒循環回路において第１圧力監視点よりも低圧側には
第２圧力監視点が設定されており、前記感圧機構は、第
１圧力監視点と第２圧力監視点との圧力差を検知可能で
あって、両圧力監視点間の圧力差の変動に基づいて感圧
部材が変位することで、同圧力差の変動を打ち消す側に
容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を
動作させ、前記設定圧力変更手段は、感圧部材に付与す
る力を外部からの制御によって変更することで、同感圧
部材による弁体の位置決め動作の基準となる設定差圧を
変更可能な構成であることを特徴としている。

【００１５】請求項７の発明は請求項６において、前記
第２圧力監視点は、冷媒循環回路の吐出圧力領域に設定
されていることを特徴としている。この構成において
は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の圧力差を
把握することは、冷媒循環回路における冷媒流量を間接
的に検出することになる。

【００１６】請求項８の発明は、設定圧力変更手段の好
適な態様を具体化したものである。すなわち、前記設定
圧力変更手段は、外部から給電制御される電磁アクチュ
エータを備えてなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置が
備える容量可変型斜板式圧縮機の制御装置において具体
化した第１及び第２実施形態について説明する。なお、
第２実施形態においては第１実施形態との相違点につい
てのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して
説明を省略する。

【００１８】○第１実施形態 （容量可変型斜板式圧縮機）図１に示すように容量可変
型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）は、シリンダ
ブロック１と、その前端に接合固定されたフロントハウ
ジング２と、シリンダブロック１の後端に弁形成体３を
介して接合固定されたリヤハウジング４とを備えてい
る。

【００１９】前記シリンダブロック１とフロントハウジ
ング２とで囲まれた領域にはクランク室５が区画されて
いる。同クランク室５内には駆動軸６が回転可能に配設
されている。同駆動軸６は、外部駆動源としての車両の
走行駆動源であるエンジンＥに、電磁クラッチ等のクラ
ッチ機構を介することなく直結されている。従って、同
駆動軸６は、エンジンＥの稼動時においては、同エンジ
ンＥによって常時回転駆動される。

【００２０】前記クランク室５において駆動軸６上に
は、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されてい
る。クランク室５内にはカムプレートとしての斜板１２
が収容されている。斜板１２は、駆動軸６にスライド移
動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構１
３は、ラグプレート１１と斜板１２との間に介在されて
いる。従って、斜板１２は、ヒンジ機構１３を介したラ
グプレート１１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸６の
支持により、ラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転
可能であるとともに、駆動軸６の軸線方向へのスライド
移動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となってい
る。

【００２１】複数（図面には一つのみ示す）のシリンダ
ボア１ａは、前記シリンダブロック１において駆動軸６
を取り囲むようにして貫設形成されている。片頭型のピ
ストン２０は、各シリンダボア１ａに往復動可能に収容
されている。シリンダボア１ａの前後開口は、弁形成体
３及びピストン２０によって閉塞されており、このシリ
ンダボア１ａ内にはピストン２０の往復動に応じて体積
変化する圧縮室が区画されている。各ピストン２０は、
シュー１９を介して斜板１２の外周部に係留されてい
る。従って、駆動軸６の回転にともなう斜板１２の回転
運動が、シュー１９を介してピストン２０の往復直線運
動に変換される。

【００２２】前記弁形成体３とリヤハウジング４との間
には、中央部に吸入室２１が、同吸入室２１を取り囲む
ようにして吐出室２２が、それぞれ区画形成されてい
る。そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピストン２０
の上死点位置から下死点側への移動により、弁形成体３
に形成された吸入ポート２３及び吸入弁２４を介してシ
リンダボア１ａに吸入される。シリンダボア１ａに吸入
された冷媒ガスは、ピストン２０の下死点位置から上死
点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁形成
体３に形成された吐出ポート２５及び吐出弁２６を介し
て吐出室２２に吐出される。

【００２３】（制御装置を構成するクランク圧制御機
構）前記斜板１２の傾斜角度制御に関与する、クランク
室５の圧力（クランク圧Ｐｃ）を制御するためのクラン
ク圧制御機構は、図１に示す圧縮機ハウジング内に設け
られた抽気通路２７、及び給気通路２８並びに制御弁Ｃ
Ｖによって構成されている。抽気通路２７はクランク室
５と吸入圧力（Ｐｓ）領域である吸入室２１とを接続す
る。給気通路２８は吐出圧力（Ｐｄ）領域である吐出室
２２とクランク室５とを接続し、その途中には制御弁Ｃ
Ｖが配設されている。同制御弁ＣＶは、リヤハウジング
４に設けられた収容孔４ａに挿入固定されている。

【００２４】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室５への高圧な
吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室５
からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧
Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更に応じて、ピ
ストン２０を介してのクランク圧Ｐｃとシリンダボア１
ａ（圧縮室）の内圧との差が変更され、斜板１２の傾斜
角度が変更される結果、ピストン２０のストロークすな
わち吐出容量が調節される。

【００２５】（冷媒循環回路）図１に示すように、車両
用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述し
た圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成されている。外
部冷媒回路３０は例えば、凝縮器３１、減圧装置として
の膨張弁３２及び蒸発器３３を備えている。同外部冷媒
回路３０の下流域には、蒸発器３３の出口と圧縮機の吸
入室２１とをつなぐ冷媒の流通管３５が設けられてい
る。外部冷媒回路３０の上流域には、圧縮機の吐出室２
２と凝縮器３１の入口とをつなぐ冷媒の流通管３６が設
けられている。

【００２６】遮断弁６９は、圧縮機の吐出室２２と外部
冷媒回路３０の凝縮器３１との間の冷媒通路上に配設さ
れている。同遮断弁６９は、吐出室２２側の圧力が所定
値よりも低くなると冷媒通路を遮断して、外部冷媒回路
３０を経由する冷媒の循環を停止させる。

【００２７】（制御装置を構成する検圧構造）前記冷媒
循環回路を流れる冷媒の流量が多くなるほど、回路又は
配管の単位長さ当りの圧力損失も大きくなる。つまり、
冷媒循環回路に沿って設定された二つの圧力監視点Ｐ
１，Ｐ２間の圧力損失（差圧）は同回路における冷媒流
量と正の相関を示す。故に、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ
２間の差圧（以下二点間差圧ΔＰｄとする）を把握する
ことは、冷媒循環回路における冷媒流量を間接的に検出
することに他ならない。

【００２８】図２に示すように本実施形態では、流通管
３６の最上流域に当たる吐出室２２内に上流側の第１圧
力監視点Ｐ１を定めると共に、そこから所定距離だけ離
れた冷媒通路の途中（遮断弁６９よりも吐出室２２側）
に下流側の第２圧力監視点Ｐ２を定めている。そして、
第１圧力監視点Ｐ１での冷媒ガスの監視圧力ＰｄＨを第
１検圧通路３７を介して、又、第２圧力監視点Ｐ２での
冷媒ガスの監視圧力ＰｄＬを第２検圧通路３８を介して
それぞれ制御弁ＣＶに導入している。

【００２９】前記冷媒通路において両圧力監視点Ｐ１，
Ｐ２間には、固定絞り３９が配設されている。この固定
絞り３９は、その配置位置において冷媒通路内での冷媒
ガスの通過断面積を局所的に縮小しており、従って同固
定絞り３９は、両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２をそれ程離して
設定しなくとも、二点間差圧ΔＰｄ（＝ＰｄＨ−Ｐｄ
Ｌ）を明確化（拡大）する役目をなしている。

【００３０】このように、固定絞り３９を両圧力監視点
Ｐ１，Ｐ２間に備えることで、特に第２圧力監視点Ｐ２
を圧縮機（吐出室２２）寄りに設定することができ、ひ
いてはこの第２圧力監視点Ｐ２と圧縮機に備えられてい
る制御弁ＣＶとの間の第２検圧通路３８を短くすること
ができる。

【００３１】（制御弁）図２に示すように前記制御弁Ｃ
Ｖは、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占め
る、設定圧力変更手段としてのソレノイド部６０とを備
えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５と
を接続する給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。
ソレノイド部６０は、制御弁ＣＶ内に配設された作動ロ
ッド４０を、外部からの通電制御に基づき付勢制御する
ための一種の電磁アクチュエータである。作動ロッド４
０は、先端部たる隔壁部４１、連結部４２、略中央の弁
体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなる棒
状部材である。弁体部４３はガイドロッド部４４の一部
にあたる。

【００３２】前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４５
は、栓体４５ａと、入れ側弁部の主な外殻を構成する上
半部本体４５ｂと、ソレノイド部６０の主な外殻を構成
する下半部本体４５ｃとから構成されている。バルブハ
ウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連
通路４７が区画され、同上半部本体４５ｂとその上部に
圧入された栓体４５ａとの間には感圧室４８が区画され
ている。

【００３３】前記弁室４６及び連通路４７内には、作動
ロッド４０が軸方向（図面では垂直方向）に移動可能に
配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動ロッド
４０の配置次第で連通可能となる。これに対して連通路
４７と感圧室４８とは、同連通路４７に嵌入された作動
ロッド４０の隔壁部４１によって遮断されている。

【００３４】前記弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の
上端面によって提供されている。弁室４６を取り囲むバ
ルブハウジング４５の周壁には半径方向に延びるポート
５１が設けられ、このポート５１は給気通路２８の上流
部を介して弁室４６を吐出室２２に連通させる。連通路
４７を取り囲むバルブハウジング４５の周壁にも半径方
向に延びるポート５２が設けられ、このポート５２は給
気通路２８の下流部を介して連通路４７をクランク室５
に連通させる。従って、ポート５１、弁室４６、連通路
４７及びポート５２は制御弁内通路として、吐出室２２
とクランク室５とを連通させる給気通路２８の一部を構
成する。

【００３５】前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体
部４３が配置されている。弁室４６と連通路４７との境
界に位置する段差は弁座５３をなしており、連通路４７
は一種の弁孔をなしている。そして、作動ロッド４０が
図２の位置（最下動位置）から弁体部４３が弁座５３に
着座する最上動位置へ上動すると、連通路４７が遮断さ
れる。つまり作動ロッド４０の弁体部４３は、給気通路
２８の開度を任意調節可能な弁体として機能する。

【００３６】前記感圧室４８内には、ベローズよりなる
感圧部材５４が収容配置されている。同感圧部材５４の
上端部は、バルブハウジング４５の栓体４５ａに溶接等
によって固定されている。従って、感圧室４８内は、有
底円筒状をなす感圧部材５４によって、同感圧部材５４
の内空間である第１圧力室５５と、同感圧部材５４の外
空間である第２圧力室５６とに区画されている。これ
ら、感圧室４８、感圧部材５４、第１圧力室５５及び第
２圧力室５６等が感圧機構を構成している。

【００３７】前記感圧部材５４の外底壁部にはロッド受
け５４ａが凹設されており、同ロッド受け５４ａには作
動ロッド４０の隔壁部４１の先端が挿入されている。感
圧部材５４は圧縮弾性変形された状態で組み付けられて
おり、この弾性変形に基づく下向きの付勢力によって、
ロッド受け５４ａを介して隔壁部４１に対して押さえ付
けられている。

【００３８】前記第１圧力室５５は、栓体４５ａに形成
されたＰ１ポート５７、第１検圧通路３７を介して、第
１圧力監視点Ｐ１である吐出室２２と連通されている。
また、第２圧力室５６は、バルブハウジング４５の上半
部本体４５ｂに形成されたＰ２ポート５８及び第２検圧
通路３８を介して第２圧力監視点Ｐ２と連通されてい
る。つまり、第１圧力室５５には第１圧力監視点Ｐ１の
監視圧力ＰｄＨが導かれ、第２圧力室５６には第２圧力
監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬが導かれている。

【００３９】前記ソレノイド部６０は、有底円筒状の収
容筒６１を備えている。収容筒６１の上部には固定鉄心
６２が嵌合され、この嵌合により収容筒６１内にはソレ
ノイド室６３が区画されている。ソレノイド室６３内に
は、可動鉄心６４が軸方向に移動可能に収容されてい
る。固定鉄心６２の中心には軸方向に延びるガイド孔６
５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド４
０のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置され
ている。ガイドロッド部４４の下端は、ソレノイド室６
３内において可動鉄心６４に嵌合固定されている。従っ
て、可動鉄心６４と作動ロッド４０とは常時一体となっ
て上下動する。

【００４０】前記ソレノイド室６３において固定鉄心６
２と可動鉄心６４との間には、コイルバネよりなる弁体
付勢バネ６６が収容されている。この弁体付勢バネ６６
は、可動鉄心６４を固定鉄心６２から離間させる方向に
作用して、作動ロッド４０（弁体部４３）を図面下方に
向けて付勢する。

【００４１】前記固定鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲
には、これら鉄心６２，６４を跨ぐ範囲にコイル６７が
巻回されている。このコイル６７には、外部情報検知手
段７２からの外部情報（エアコンスイッチのオン・オフ
情報、車室温度情報及び設定温度情報等）に応じた制御
コンピュータ７０の指令に基づき、駆動回路７１から駆
動信号が供給される。同コイル６７は、その電力供給量
に応じた大きさの電磁吸引力（電磁付勢力）を可動鉄心
６４と固定鉄心６２との間に発生させる。同コイル６７
への通電制御は印加電圧を調整することでなされ、同印
加電圧の調整にはＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採用さ
れている。

【００４２】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして作動ロッド４０の配置位置つま
り弁開度が決まる。

【００４３】まず、図２に示すように、コイル６７への
通電がない場合（デューティ比＝０％）は、作動ロッド
４０の配置には、感圧部材５４自身が有するバネ性（以
下ベローズバネ５４と呼ぶ）に基づく下向き付勢力、及
び弁体付勢バネ６６の下向き付勢力の作用が支配的とな
る。従って、作動ロッド４０は最下動位置に配置され、
弁体部４３は連通路４７を全開とする。従って、クラン
ク圧Ｐｃは、その時おかれた状況下において取り得る最
大値となり、同クランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａの内
圧とのピストン２０を介した差は大きくて、斜板１２は
傾斜角度を最小として圧縮機の吐出容量は最小となって
いる。

【００４４】前記制御コンピュータ７０は、エアコンス
イッチがオフ状態にある等の冷房不要又は車両の急加速
状態への移行等の冷房不許可（所謂加速カット要求）を
検知すると、コイル６７への通電デューティ比を０％と
して圧縮機の吐出容量を最小化する。圧縮機の吐出容量
が最小では、遮断弁６９において吐出室２２側の圧力が
所定値よりも低くなり、よって同遮断弁６９が閉じられ
て、外部冷媒回路３０を経由した冷媒の循環が停止され
る。また、斜板１２の最小傾斜角度はゼロではないた
め、圧縮機の吐出容量が最小化されても、吸入室２１か
らシリンダボア１ａへの冷媒ガスの吸入、及び吸入冷媒
ガスの圧縮、並びにシリンダボア１ａから吐出室２２へ
の冷媒ガスの吐出は行われる。

【００４５】従って、前記圧縮機の内部には、シリンダ
ボア１ａ→吐出室２２→給気通路２８→クランク室５→
抽気通路２７→吸入室２１→（シリンダボア１ａ）より
なる循環回路が形成され、同内部循環回路を冷媒ととも
に潤滑油が循環される。このため、外部冷媒回路３０か
らの潤滑油を含む冷媒の帰還がなくとも、各摺動部分
（例えば斜板１２とシュー１９との間）の潤滑は良好に
維持される。

【００４６】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル６
７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比（＞
０％）の通電がなされると、上向きの電磁付勢力がベロ
ーズバネ５４及び弁体付勢バネ６６による下向き付勢力
を凌駕し、作動ロッド４０が上動を開始する。この状態
では、弁体付勢バネ６６の下向きの付勢力によって減勢
された上向き電磁付勢力が、ベローズバネ５４の下向き
付勢力によって加勢された二点間差圧ΔＰｄに基づく下
向き押圧力に対抗する。そして、これら上下付勢力が均
衡する位置に、作動ロッド４０の弁体部４３が弁座５３
に対して位置決めされる。

【００４７】例えば、エンジンＥの回転速度が減少して
冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二点間
差圧ΔＰｄに基づく力が減少し、作動ロッド４０（弁体
部４３）が上動して連通路４７の開度が減少される。従
って、クランク圧Ｐｃが低下され、斜板１２が傾斜角度
増大方向に傾動して圧縮機の吐出容量は増大される。圧
縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒
流量も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。

【００４８】逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷
媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二点間差
圧ΔＰｄに基づく力が増大し、作動ロッド４０が下動し
て連通路４７の開度が増加される。従って、クランク圧
Ｐｃが増大され、斜板１２が傾斜角度減少方向に傾動し
て圧縮機の吐出容量は減少される。圧縮機の吐出容量が
減少すれば冷媒循環回路における冷媒流量も減少し、二
点間差圧ΔＰｄは減少する。

【００４９】また、例えば、コイル６７への通電デュー
ティ比を大きくして上向きの電磁付勢力を大きくする
と、作動ロッド４０が上動して連通路４７の開度が減少
し、圧縮機の吐出容量が増大される。従って、冷媒循環
回路における冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも増
大する。

【００５０】逆に、コイル６７への通電デューティ比を
小さくして電磁付勢力を小さくすると、作動ロッド４０
が下動して連通路４７の開度が増加し、圧縮機の吐出容
量が減少される。従って、冷媒循環回路における冷媒流
量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少する。

【００５１】以上のように前記制御弁ＣＶは、コイル６
７への通電デューティ比によって決定された二点間差圧
ΔＰｄの制御目標（設定圧力としての設定差圧）を維持
するように、この二点間差圧ΔＰｄの変動に応じて内部
自律的に作動ロッド４０を位置決めする構成となってい
る。また、この設定差圧は、コイル６７への通電デュー
ティ比を調節することで外部から変更可能となってい
る。

【００５２】（本実施形態の特徴点）図２に示すよう
に、前記リヤハウジング４の収容孔４ａ内においてバル
ブハウジング４５の上端側には、同バルブハウジング４
５（栓体４５ａ及び上半部本体４５ｂの上端面）によっ
て区画されることで、第１検圧通路３７の一部をなすチ
ャンバ８１が形成されている。同チャンバ８１は、第１
検圧通路３７の通過断面積を一定区間拡大する。同じく
第１検圧通路３７の一部をなす連通路８２は、リヤハウ
ジング４において吐出室２２とチャンバ８１とを連通す
る。従って、吐出室２２とチャンバ８１との大容積空間
の間を接続する連通路８２は、緩和手段としての固定絞
りとして機能する（以下同連通路を絞り通路とする）。

【００５３】さて、前記制御弁ＣＶのコイル６７への通
電停止による圧縮機の最小吐出容量運転、つまり圧縮機
の機能的には停止した状態と見なせる運転が長引く等す
ることで、外部冷媒回路３０内に液冷媒が溜まっている
とする。制御コンピュータ７０は、コイル６７への通電
停止時間が所定時間を超えると、次回のコイル６７への
通電開始時には、冷房負荷等に関係なくその通電デュー
ティ比を最大とする。

【００５４】この場合、前記コイル６７に対する通電が
開始されると、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱に
よって遮断弁３９が開放され、外部冷媒回路３０を経由
する冷媒循環が開始されて、同外部冷媒回路３０の液冷
媒が圧縮機の吸入室２１へ流入される（所謂圧縮機の液
冷媒起動）。従って、圧縮機において液圧縮が行われて
吐出室２２（第１圧力監視点Ｐ１）の圧力ＰｄＨが急激
かつ過大に上昇し、その影響が第１検圧通路３７を介し
て制御弁ＣＶの第１圧力室５５に波及されようとする。

【００５５】しかし、前記第１検圧通路３７に備えられ
た絞り通路８２が減圧作用を奏することで、第１圧力室
５５の圧力上昇は第１圧力監視点Ｐ１と比べて緩慢とな
る。従って、同第１圧力室５５と第２圧力室５６との圧
力差ΔＰｄが、最大設定差圧以上へ過大に拡大すること
はない。その結果、制御弁ＣＶは、圧縮機で液圧縮が行
われていても、二点間差圧ΔＰｄを設定差圧まで上昇さ
せるべく弁開度を小さくして、同圧縮機の吐出容量を速
やかに所望量まで増大させることとなる。

【００５６】本実施形態においては次のような効果を奏
する。 （１）上述したように、圧縮機の液冷媒起動時において
も、同圧縮機の吐出容量を速やかに所望量まで増大させ
ることが可能となる。従って、圧縮機内部の液冷媒は、
同圧縮機の大吐出容量運転によって速やかに外部へ排出
され、液圧縮に基づく振動・騒音が長引くことを防止で
きる。また、圧縮機がその起動から速やかに吐出容量を
増大できることは、空調装置の速やかなる冷房開始を達
成することにつながる。

【００５７】（２）前記空調装置においては、遮断弁６
９を備えること等によって、圧縮機のクラッチレス使用
を達成している。同遮断弁６９は、圧縮機の最小吐出容
量状態においては、外部冷媒回路３０から圧縮機への液
冷媒の流入を許容しない。従って、圧縮機が起動されて
から、外部冷媒回路３０の液冷媒がシリンダボア１ａへ
流入するまでの間においては、上述した液圧縮は行われ
ない。つまり、本実施形態の特徴点（チャンバ８１及び
絞り通路８２）を有しない比較例においては、圧縮機は
その起動によって一旦は吐出容量を増大するものの、同
起動から若干遅れて生じる液圧縮によって、吐出容量が
減少に転じる現象が生じることがある。このため、圧縮
機の吐出容量の変更つまり斜板１２の傾動が開始されて
から同斜板１２の傾斜角度が安定化するまでの時間が長
引き、同斜板１２の傾動中においてヒンジ機構１３等か
ら発生する振動・騒音が長引くおそれがある。

【００５８】しかし、液圧縮が生じても圧縮機の吐出容
量増大を継続することが可能な本実施形態においては、
斜板１２の傾動開始からその傾斜角度の安定化までが短
時間となり、ヒンジ機構１３等において発生する振動・
騒音が長引くことも防止することができる。つまり、本
発明はクラッチレスタイプの圧縮機において適用するの
に特に有効である。

【００５９】（３）前記絞り通路８２は単なる小径通路
であり、緩和手段を簡単な構成で具体化できる。 （４）前記第１検圧通路３７上にはチャンバ８１が設け
られており、同チャンバ８１による冷媒の通過断面積の
拡大つまり減圧作用によって、上述した第１圧力室５５
の圧力上昇を緩慢とする作用がより効果的に奏される。
別の見方をすれば、絞り通路８２をそれ程細孔としなく
とも、チャンバ８１を備えることでのトータルで所望の
効果を得ることができ、面倒な細孔加工を軽減して圧縮
機の製造コストを低減することができる。また、絞り通
路８２をそれ程細孔としなくてもよいことは、同通路８
２における異物の詰まりを防止することにもつながり、
フィルタ等の異物除去手段を備えなくとも、感圧機構
（５４等）の感圧不良つまり制御弁ＣＶの作動不良を防
止することができる。

【００６０】（５）前記チャンバ８１として、圧縮機の
リヤハウジング４において制御弁ＣＶが挿入される収容
孔４ａと、同収容孔４ａに挿入された制御弁ＣＶのバル
ブハウジング４５との間に形成される空間を利用してい
る。従って、同チャンバ８１を設けるための専用の空間
形成加工を必要とせず、圧縮機の製造コストを低減する
ことができる。

【００６１】（６）前記制御コンピュータ７０は、制御
弁ＣＶのコイル６７への通電停止が長引くと、外部冷媒
回路３０に液冷媒が生じていると判断して、次回のコイ
ル６７への通電開始時にはその通電デューティ比を一義
的に最大とする。従って、圧縮機の液冷媒起動時におい
ては、制御弁ＣＶの設定差圧が最大に設定されることと
なる。このため、同起動時において、二点間差圧ΔＰｄ
が設定差圧を上回ってしまうことを確実に防止でき、前
記（１）及び（２）の効果をより確実に奏することがで
きる。

【００６２】○第２実施形態 図３及び図４に示すように、本実施形態において緩和手
段は差圧弁８５に具体化されている。すなわち、弁室８
６は、第１検圧通路３７の一部を構成するように、リヤ
ハウジング４において吐出室２２の内壁面に凹設されて
いる。円板状をなす弁体８７は弁室８６内に収容され、
サークリップ８８によって吐出室２２側への抜けが当接
規制されているとともに、同弁室８６内に形成された弁
座８９に接離する方向へ移動可能となっている。付勢バ
ネ９０は弁室８６内に収容され、弁体８７を弁座８９か
ら離間する方向へ付勢する。

【００６３】複数の連通孔８７ａは、弁体８７の外周部
に等間隔で形成されている。各連通孔８７ａは、弁体８
７が弁座８９から離間した状態では、同弁体８７の前後
を連通して第１検圧通路３７を開放する（図３）。一
方、弁体８７が弁座８９に着座した状態では、各連通孔
８７ａは弁座８９によって閉塞されて第１検圧通路３７
は遮断される（図４）。なお、弁体８７と弁座８９との
接触面間は、両者８７，８９の圧接によっても多少の圧
力漏れが生じるようにシールを甘くしてある。

【００６４】さて、上記第１実施形態で詳述したよう
に、圧縮機の液冷媒起動によって吐出室２２の圧力Ｐｄ
Ｈが急激かつ過大に上昇すると、弁体８７の前面（吐出
室２２側の面）に閉弁方向へ作用する圧力が、同弁体８
７の背面（第１圧力室５５側の面）に開弁方向へ作用す
る圧力を大きく上回る。従って、図４に示すように、弁
体８７は付勢バネ９０の付勢力に抗して弁座８９に着座
され、第１検圧通路３７が遮断される。第１検圧通路３
７が遮断されると、第１圧力室５５の圧力上昇は第１圧
力監視点Ｐ１と比べて緩慢となり、上記第１実施形態の
（１）及び（２）と同様な効果を奏することができる。

【００６５】そして、前記圧縮機の起動から或る程度時
間が経過され、弁体８７の前後の差圧が所定値よりも小
さくなれば、同弁体８７は付勢バネ９０の付勢力によっ
て弁座８９から離間される。従って、図３に示すよう
に、第１検圧通路３７が開放されて同通路３７を通過す
る冷媒ガスの減圧作用を軽減でき、吐出室２２（第１圧
力監視点Ｐ１）の圧力ＰｄＨの変動を第１圧力室５５へ
速やかに波及させることができる。その結果、二点間差
圧ΔＰｄの変動に対して応答性良く作動ロッド４０（弁
体部４３）を動作させることができ、圧縮機の容量制御
性が高められる。

【００６６】本実施形態においては、上述したような効
果の他にも次のような効果も奏する。すなわち、緩和手
段が差圧弁８５に具体化されており、例えば固定絞りに
具体化した場合のような、圧縮機のハウジングに対する
第１検圧通路３７の細孔加工言い換えれば高精度加工を
必要としない。従って、第１検圧通路３７の孔加工を簡
単に済ますことができ、ひいては圧縮機の製造コストを
低減することができる。また、第１検圧通路３７を細孔
としなくてもよいことは、同通路３７における異物の詰
まりを防止することにもつながり、フィルタ等の異物除
去手段を備えなくとも、感圧機構（５４等）の感圧不良
つまり制御弁ＣＶの作動不良を防止することができる。

【００６７】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ・図５に示すように、上記第２実施形態において差圧弁
８５を制御弁ＣＶ（バルブハウジング４５）に組み込む
こと。このようにすれば、差圧弁８５を制御弁ＣＶと一
緒に取り扱うことができ、それらの圧縮機ハウジングに
対する組み付けが容易となる。

【００６８】・上記第１実施形態において、制御弁ＣＶ
のＰ１ポート５７を固定絞りとして機能させること。こ
のようにすれば、同Ｐ１ポート５７を吐出室２２に対し
て直接接続することができ、第１検圧通路３７（チャン
バ８１及び絞り通路８２）を削除して構成の簡素化を図
り得る。

【００６９】・第２圧力監視点Ｐ２を、冷媒循環回路に
おいて蒸発器３３と吸入室２１とを含む両者の間の吸入
圧力領域に設定すること。 ・第２圧力監視点Ｐ２をクランク室５に設定すること。
つまり、第２圧力監視点Ｐ２は、上記実施形態のよう
に、冷媒循環回路の主回路である冷凍サイクル（外部冷
媒回路３０（蒸発器３３）→吸入室２１→シリンダボア
１ａ→吐出室２２→外部冷媒回路３０（凝縮器３１））
へ設定すること、言い換えれば冷凍サイクルの高圧領域
又は低圧領域に設定することに限定されるものではな
く、冷媒循環回路の副回路として位置付けられる、容量
制御用の冷媒回路（給気通路２８→クランク室５→抽気
通路２７）を構成する、中間圧領域としてのクランク室
５に設定しても良い。

【００７０】・圧力監視点を冷媒循環回路において吐出
圧力領域の１点とすること。つまり例えば、上記実施形
態において、制御弁ＣＶの第２圧力室５６を真空状態と
するか或いは大気に開放することで同圧力室５６内の圧
力を略一定とし、感圧機構（５４等）が吐出圧力の絶対
値の変動に応じて作動ロッド４０（弁体部４３）を動作
させるようにすること。

【００７１】・制御弁ＣＶを、給気通路２８ではなく抽
気通路２７の開度調節によりクランク圧Ｐｃを調節す
る、所謂抜き側制御弁としても良い。 ・エンジンＥとの間の動力伝達経路上に電磁クラッチ等
のクラッチ機構を備えた容量可変型圧縮機の制御装置に
具体化すること。この場合、圧縮機の起動とは、オフ
（動力伝達遮断）状態にある電磁クラッチがオン（動力
伝達許容）されたことを指す。

【００７２】・ワッブルタイプの容量可変型圧縮機の制
御装置に具体化すること。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）前記容量可変型圧縮機は、カムプレートを収容す
るクランク室の内圧を調節することで吐出容量を変更可
能である請求項１〜８のいずれかに記載の制御装置。

【００７３】（２）前記制御弁は、吐出圧力領域とクラ
ンク室とを連通する給気通路の開度を調節することで容
量可変型圧縮機の吐出容量を制御する構成である前記
（１）に記載の制御装置。

【００７４】（３）前記容量可変型圧縮機のハウジング
において制御弁が挿入組付される収容孔と、同収容孔に
挿入された制御弁の外殻であるバルブハウジングとの間
に区間された空間をチャンバとして利用している請求項
５に記載の制御装置。

【００７５】（４）前記容量可変型圧縮機と同圧縮機を
駆動する外部駆動源とは、動力伝達的に直結されている
請求項１〜８又は前記（１）〜（３）のいずれかに記載
の制御装置。

【００７６】（５）請求項４の制御装置を、緩和手段が
バルブハウジングに備えられている制御弁として把握す
ること。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、容
量可変型圧縮機の液冷媒起動時においても、同圧縮機の
吐出容量を速やかに増大させることが可能となる。従っ
て、容量可変型圧縮機内部の液冷媒は、同圧縮機の大吐
出容量運転によって速やかに外部へ排出され、液圧縮に
基づく振動・騒音が長引くことを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】 制御弁の断面図。

【図３】 第２実施形態を示す差圧弁付近の断面拡大
図。

【図４】 差圧弁の動作を説明する図。

【図５】 別例を示す図。

【符号の説明】

２２…吐出圧力領域としての吐出室、３７…検圧通路と
しての第１検圧通路、４３…弁体としての弁体部、５４
…感圧機構を構成する感圧部材、６０…設定圧力変更手
段としてのソレノイド部、８２…緩和手段としての絞り
通路、ＣＶ…制御弁、Ｐ１…圧力監視点としての第１圧
力監視点、ＰｄＨ…第１圧力監視点の圧力。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石垣 佳伸 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 野村 和宏 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 樽谷 知二 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 川口 真広 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 AA12 AA27 BA12 BA37 BA38 CA02 CA03 CA13 CA29 DA25 DA43 DA47 EA13 EA33 EA38 EA42 3H076 AA06 BB01 BB32 CC05 CC12 CC20 CC84 CC85

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調装置の冷媒循環回路を構成する容量
   可変型圧縮機の吐出容量を制御するための制御装置にお
   いて、 前記冷媒循環回路の吐出圧力領域に設定された圧力監視
   点の圧力を検知可能であって、同圧力監視点の圧力変動
   に基づいて感圧部材が変位することで、同圧力変動を打
   ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるよ
   うに弁体を動作させる感圧機構と、前記感圧部材に付与
   する力を外部からの制御によって変更することで、同感
   圧部材による弁体の位置決め動作の基準となる設定圧力
   を変更可能な設定圧力変更手段とを備えた制御弁と、 前記圧力監視点の圧力を感圧機構へ導くための検圧通路
   上に配設され、同圧力監視点の急激な圧力上昇に対し
   て、感圧機構が検知する圧力の上昇を緩慢とするための
   緩和手段とを備えたことを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】 前記緩和手段は固定絞りよりなる請求項
   １に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記緩和手段は差圧弁よりなり、同差圧
   弁は圧力監視点側の圧力と感圧機構側の圧力との差が所
   定値以上となると、検圧通路の開度を小さくする構成で
   ある請求項１に記載の制御装置。
4. 【請求項４】 前記緩和手段は、制御弁の外殻を構成す
   るバルブハウジングに備えられている請求項１〜３のい
   ずれかに記載の制御装置。
5. 【請求項５】 前記検圧通路上には同通路の通過断面積
   を一定区間拡大するチャンバが設けられている請求項１
   〜４のいずれかに記載の制御装置。
6. 【請求項６】 前記圧力監視点を第１圧力監視点とする
   と、冷媒循環回路において第１圧力監視点よりも低圧側
   には第２圧力監視点が設定されており、 前記感圧機構は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との
   圧力差を検知可能であって、両圧力監視点間の圧力差の
   変動に基づいて感圧部材が変位することで、同圧力差の
   変動を打ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更
   されるように弁体を動作させ、 前記設定圧力変更手段は、感圧部材に付与する力を外部
   からの制御によって変更することで、同感圧部材による
   弁体の位置決め動作の基準となる設定差圧を変更可能な
   構成である請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。
7. 【請求項７】 前記第２圧力監視点は、冷媒循環回路の
   吐出圧力領域に設定されている請求項６に記載の制御装
   置。
8. 【請求項８】 前記設定圧力変更手段は、外部から給電
   制御される電磁アクチュエータを備えてなる請求項１〜
   ７のいずれかに記載の制御装置。