JP2003106252A

JP2003106252A - 可変容量型斜板式圧縮機

Info

Publication number: JP2003106252A
Application number: JP2001303968A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kazahaya; 幸生風早
Original assignee: Zexel Valeo Climate Control Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP4792607B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高負荷時、低負荷時に係り無く、クランク室
の圧力が必要以上に上昇したときにクランク室の圧力を
下げることができる可変容量型斜板式圧縮機を提供する
こと。【解決手段】圧縮室２２に供給する冷媒ガスを貯える
吸入室１３と、圧縮室２２から吐出された冷媒ガスを貯
える吐出室１２と、ピストン７のストローク量を決める
斜板１０が収容されるクランク室８と、このクランク室
８の圧力が所定値以上に上昇したときにそのクランク室
８の冷媒ガスを吸入室１３へ逃がす通路１１Ａと、この
通路１１Ａの途中に設けられた弁８２とを備えている可
変容量型斜板式圧縮機において、弁８２が、吸入室１３
の圧力及び吐出室１２の圧力の合力とクランク室８の圧
力との差に基づいて動作し、通路１１Ａを流れる冷媒ガ
スの量を調節することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はクラッチレスの可
変容量型斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の可変容量型斜板式圧縮機
は、圧縮室に供給する冷媒ガスを貯える吸入室と、前記
圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯える吐出室と、ピス
トンのストローク量を決める斜板が収容されるクランク
室と、このクランク室の圧力が所定値以上に上昇したと
きにそのクランク室の冷媒ガスを前記吸入室へ逃がす通
路と、この通路の途中に設けられた弁とを備えている
（例えば特開平９−６０５８９号公報参照）。

【０００３】クランク室の冷媒ガスを吸入室へ逃がす通
路（以下放圧通路という）に設けられた弁はクランク室
の圧力と吸入室の圧力との差圧によって作動し、クラン
ク室の圧力が所定値を超えて、クランク室の圧力と吸入
室の圧力との差圧が大きくなると放圧通路が開く。これ
により、クランク室の圧力が斜板の傾斜角度（シャフト
の軸線に直交する仮想平面と斜板の厚さ方向一端面とが
成す角度）を最小に維持するのに必要な圧力以上になっ
たときに生じる問題、例えば、吸入行程時の駆動負荷の
増加、この駆動負荷の増加による斜板やシュー等の耐久
性の低下、シャフトシールのシール力が過剰に高まるこ
とによるシャフトシールの耐久性の低下等の問題に対処
している。

【０００４】また、従来の可変容量型斜板式圧縮機に
は、クランク室内の冷媒ガスを常時吸入室に戻す抽気通
路が設けられている。この抽気通路には絞りの機能を有
する部分があるので、短時間で大量の冷媒ガスを吸入室
に戻すことはできない。このため、クランク室内に寝込
みの液冷媒がある状態で圧縮機を始動すると、液冷媒が
気化し、その冷媒ガスの殆どが抽気通路を通じて吸入室
に戻されるまで時間がかかる。すなわち、寝込みの液冷
媒があると、圧縮機を始動してから圧縮機が最大吐出容
量状態になるまで時間がかかる。この問題についても放
圧通路に設けられた弁をクランク室の圧力が所定値を超
えたときに開くようにすることにより対処できる。

【０００５】図７は従来の可変容量型斜板式圧縮機の高
負荷時における各室の圧力とピストンストロークとの関
係を示すグラフ、図８は同従来の可変容量型斜板式圧縮
機の低負荷時における各室の圧力とピストンストローク
との関係を示すグラフである。

【０００６】従来、クランク室の圧力がどこまで上昇し
たら、放圧通路に設けられた弁を開くようにするのか
は、斜板の制御性を考慮して決められている。

【０００７】図７、図８に示すピストンストロークは斜
板の傾斜角度に比例する。斜板の傾斜角度が最大のと
き、ピストンストロークは１００％（フルストローク）
であり、斜板の傾斜角度が最小（０°よりも僅かに大き
い）のとき、ピストンストロークはほぼ０％になる。斜
板の傾斜角度はクランク室の圧力Ｐｃと吸入室の圧力Ｐ
ｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）に比例する。すなわち、クラ
ンク室の圧力Ｐｃと吸入室の圧力Ｐｓとの差圧を制御す
ることによって斜板の傾斜角度が制御される。このクラ
ンク室の圧力Ｐｃと吸入室の圧力Ｐｓとの差圧の制御
は、クランク室の圧力Ｐｃを制御することによって行わ
れる。

【０００８】図７に示すように、冷房負荷が高負荷（吐
出室の圧力Ｐｄ＝１．５Ｍｐａ）であるとき、ピストン
ストロークを最大（状態１）と最小（状態２）との間で
制御するには、すなわち、斜板の傾斜角度を最大と最小
との間で制御するには、クランク室の圧力Ｐｃと吸入室
の圧力Ｐｓとの差圧を０．０５〜０．１２Ｍｐａの範囲
で変化させる必要がある。吸入室の圧力Ｐｓはほぼ０．
２Ｍｐａに保たれているので、斜板の傾斜角度を最小に
維持するには、クランク室の圧力Ｐｃを０．３２Ｍｐａ
にすればよいが、確実に最小角度を維持するようにクラ
ンク室の圧力Ｐｃを０．３５Ｍｐａまで上昇するように
してある。この圧力を超えるクランク室の圧力Ｐｃは余
分な圧力となる。

【０００９】これに対して、図８に示すように、冷房負
荷が低負荷（吐出室の圧力Ｐｄ＝０．５Ｍｐａ）である
とき、ピストンストロークを最大（状態３）と最小（状
態４）との間で制御するには、すなわち、斜板の傾斜角
度を最大と最小との間で制御するには、クランク室の圧
力Ｐｃと吸入室の圧力Ｐｓとの差圧を０．０２〜０．０
５Ｍｐａの範囲で変化さればよい。また、斜板の傾斜角
度を最小に維持するには、クランク室の圧力を０．２５
Ｍｐａにすればよく、これを超える圧力は余分な圧力と
なる。しかし、低負荷時に０．２５Ｍｐａを超える圧力
が余分な圧力だからといって、クランク室と吸入室との
圧力差が０．０５ＭＰａ（０．２５ＭＰａ（クランク室
の圧力Ｐｃ）−０．２ＭＰａ（吸入室の圧力Ｐｓ））を
超えたときに放圧通路の弁を開くようにすると、高負荷
時に斜板の傾斜角度を制御できなくなる。

【００１０】このため、従来では、高負荷時の斜板の制
御性を考慮して、クランク室と吸入室との圧力差が０．
１５ＭＰａ（０．３５ＭＰａ（クランク室の圧力Ｐｃ）
−０．２ＭＰａ（吸入室の圧力Ｐｓ））を超えたときに
放圧通路の弁を開くようにしてある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の可
変容量型斜板式圧縮機では、高負荷時の斜板の制御性を
考慮してクランク室の圧力が所定値以上に上昇したとき
に放圧通路の弁を開き、クランク室の冷媒ガスを吸入室
へ逃がすようになつている。

【００１２】このため、低負荷時にクランク室の圧力が
必要以上に上昇してもその圧力は所定値よりも低いの
で、放圧通路の弁が開かない。したがって、低負荷時で
はクランク室の圧力が斜板の傾斜角度を最小に維持する
のに必要な圧力以上になったときに生じる問題に対処で
きていなかった。

【００１３】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は、冷房負荷に関係無く、クランク
室の圧力が必要以上に上昇したときにクランク室の圧力
を下げることができる可変容量型斜板式圧縮機を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに請求項１記載の圧縮機は、圧縮室に供給する冷媒ガ
スを貯える吸入室と、前記圧縮室から吐出された冷媒ガ
スを貯える吐出室と、ピストンのストローク量を決める
斜板が収容されるクランク室と、このクランク室の圧力
が所定値以上に上昇したときにそのクランク室の冷媒ガ
スを前記吸入室へ逃がす通路と、この通路の途中に設け
られた弁とを備えている可変容量型斜板式圧縮機におい
て、前記弁が、前記吸入室の圧力、前記吐出室の圧力及
び前記クランク室の圧力に基づいて動作し、前記通路を
流れる冷媒ガスの量を調節することを特徴とする。

【００１５】上述のように前記弁は、前記吸入室の圧
力、前記吐出室の圧力及び前記クランク室の圧力に基づ
いて動作する。したがって、前記弁の開弁圧に吐出室の
圧力が関与するので、冷房負荷が変化して吐出室の圧力
が変化すると、その変化に応じて前記弁の開弁圧が変化
する。

【００１６】請求項２記載の発明の可変容量型斜板式圧
縮機は、請求項１記載の可変容量型斜板式圧縮機におい
て、前記吸入室の圧力及び前記吐出室の圧力の合力が前
記弁に対して前記通路を遮断する方向へ作用し、前記ク
ランク室の圧力が前記弁に対して前記通路を開放する方
向へ作用することを特徴とする。

【００１７】上述のように前記吸入室の圧力及び前記吐
出室の圧力の合力が前記弁に対して前記通路を遮断する
方向へ作用し、前記クランク室の圧力が前記弁に対して
前記通路を開放する方向へ作用するので、前記弁は、前
記吸入室の圧力及び前記吐出室の圧力の合力と前記クラ
ンク室の圧力との差に基づいて開弁圧が決定される。こ
れらの圧力は冷房負荷の変動によって変化するが、それ
らの変化率はほぼ一様である。したがって、例えば、高
負荷時の前記弁の開弁圧を前記吸入室の圧力と前記吐出
室の圧力との合計のＸ％の圧力に設定すると、中負荷時
及び低負荷時でも前記弁の開弁圧は前記吸入室の圧力と
前記吐出室との圧力の合計のほぼＸ％となる。

【００１８】請求項３記載の発明の可変容量型斜板式圧
縮機は、請求項２記載の可変容量型斜板式圧縮機におい
て、前記吸入室の圧力を受ける前記弁の受圧面積が、前
記吐出室の圧力を受ける前記弁の受圧面積以上の広さを
有することを特徴とする。

【００１９】上述のように前記吸入室の圧力を受ける前
記弁の受圧面積が、前記吐出室の圧力を受ける前記弁の
受圧面積以上の広さを有するので、前記通路を遮断する
方向へ作用する力がそれ程大きくならない。

【００２０】請求項４記載の発明の可変容量型斜板式圧
縮機は、請求項１、２又は３記載の可変容量型斜板式圧
縮機において、前記弁に対して前記通路を遮断又は開放
する方向へ付勢する付勢部材を備えていることを特徴と
する。

【００２１】上述のように前記弁に対して前記通路を遮
断又は開放する方向へ付勢する付勢部材を備えているの
で、前記付勢部材の付勢力の向きと強さとによって前記
弁の動作を調節することができる。また、付勢部材の付
勢力により弁の動作を安定させることができる。

【００２２】請求項５記載の発明の可変容量型斜板式圧
縮機は、請求項１〜４のいずれか１項記載の可変容量型
斜板式圧縮機において、前記弁に、前記クランク室の冷
媒ガスを前記吸入室へ逃がすリターン通路が形成され、
このリターン通路の通路断面積が前記通路の開放時の通
路断面積に較べ極めて小さいことを特徴とする。

【００２３】上述のように前記弁に、前記クランク室の
冷媒ガスを前記吸入室へ逃がすリターン通路が形成さ
れ、このリターン通路の通路断面積が前記通路の開放時
の通路断面積に較べ極めて小さいので、このリターン通
路を抽気通路として用いることが可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】図１はこの発明の第１実施形態に係る可変
容量型斜板式圧縮機を示す縦断面図、図２は図１に示す
可変容量型斜板式圧縮機の一部分を示し、同図（ａ）は
弁が開いた状態の拡大断面図、同図（ｂ）は弁が閉じた
状態の拡大断面図、図３は図１に示す可変容量型斜板式
圧縮機に設けられた弁に作用する圧力を示す拡大断面図
である。

【００２６】この可変容量型斜板式圧縮機のシリンダブ
ロック１の一端面にはバルブプレート２を介してリヤヘ
ッド３が、他端面にはフロントヘッド４が配置されてい
る。フロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプ
レート２及びリヤヘッド３は通しボルト３１で軸方向に
一体的に結合されている。

【００２７】シリンダブロック１には、シャフト５を中
心とする円周に沿って一定間隔おきにシリンダボア６が
形成されている。

【００２８】また、図１に示すように、シリンダブロッ
ク１の中央部には中央孔１ａが形成されている。この中
央孔１ａはシリンダブロック１の厚さ方向へ貫通してい
る。また後述するスラスト軸受２４及びラジアル軸受２
５は中央孔１ａに収容されている。

【００２９】また、シリンダボア６と中央孔１ａとの間
には通路１ｂが設けられている。この通路１ｂはシリン
ダブロック１の厚さ方向へ貫通している。

【００３０】更に、図２に示すように、シリンダブロッ
ク１には、弁座収容室１ｃ、弁作動室１ｄ、通路１ｅ、
副吐出室１ｆ、及び弁挿入孔１ｇが形成されている。弁
座収容室１ｃはシリンダブロック１のフロントヘッド４
側端部に形成されており、後述するクランク室８に通じ
ている。弁座収容室１ｃ内には弁座８１が収容され、保
持されている。弁座８１はほぼリング状であり、中央部
に貫通孔８１ａを有している。弁作動室１ｄは弁座収容
室１ｃに隣接するように形成されている。通路１ｅはシ
リンダブロック１の厚さ方向に沿って延び、通路１ｅの
一端は弁作動室１ｄに通じ、通路１ｅの他端は後述する
バルブプレート２の孔２ａを介して後述する吸入室１３
に通じる。副吐出室１ｆはシリンダブロック１のリヤヘ
ッド３側端部に形成されている。副吐出室１ｆ内にはフ
ィルタ７０が設けられている。弁挿入孔１ｇは弁作動室
１ｄと副吐出室１ｆとを連通させている。この弁挿入孔
１ｇは後述する弁８２の軸部８２ｂをスライド可能に受
け入れる。

【００３１】上述の弁座収容室１ｃと弁作動室１ｄと通
路１ｅと孔２ａとで放圧通路（通路）１１Ａが構成され
ている。この放圧通路１１Ａはクランク室８の冷媒ガス
を吸入室１３へ逃がす通路である。

【００３２】放圧通路１１Ａの途中には弁８２が設けら
れている。この弁８２は開閉部８２ａと軸部８２ｂとか
らなる。開閉部８２ａはほぼ円板状であり、弁作動室１
ｄ内に移動可能に収容され、貫通孔８１ａを開閉する。
軸部８２ｂは軸状であり、開閉部８２ａの一端面に連設
されている。軸部８２ｂは弁挿入孔１ｇにスライド可能
に挿入されている。これにより弁８２はシリンダブロッ
ク１の厚さ方向に沿ってスライド可能である。

【００３３】各シリンダボア６内にはピストン７が摺動
可能に挿入されている。ピストン７の一端部には、後述
する２つ一組のシュー６０，６１を転動可能に支持する
凹面部５０ａ，５０ｂが形成されている。

【００３４】フロントヘッド４には、後述する斜板１０
やスラストフランジ４０等を収容するクランク室８が形
成されている。また、フロントヘッド４の先端部には、
シャフトシール１９が備えられている。また、リヤヘッ
ド３には吸入室１３と吐出室１２とが形成されている。

【００３５】リヤヘッド３には更にバルブ収容室３ａ、
通路３ｂ及び通路３ｃが形成されている。バルブ収容室
３ａにはコントロールバルブ１８が収容されている。通
路３ｂは吐出室１２とバルブ収容室３ａの一部とを連通
している。通路３ｃは後述するバルブプレート２の孔２
ｃ及び通路１ｂを介してクランク室８に通じている。上
述の通路３ｂとバルブ収容室３ａの一部と通路３ｃと孔
２ｃと通路１ｂとで給気通路１１Ｂが構成される。この
給気通路１１Ｂは吐出室１２とクランク室８とを連通
し、吐出室１２内の冷媒ガスをクランク室８へ供給す
る。コントロールバルブ１８は給気通路１１Ｂを開閉
し、給気通路１１Ｂを通じてクランク室８に供給される
冷媒ガスの量を制御する。

【００３６】吸入室１３には圧縮室２２に供給する低圧
の冷媒ガスが溜まる。吐出室１２は吸入室１３の周囲に
位置している。吐出室１２には圧縮室２２から高圧の冷
媒ガスが吐出される。

【００３７】シャフト５の一端部はラジアル軸受２６を
介してフロントヘッド４に回転可能に支持され、シャフ
ト５の他端部はラジアル軸受２５及びスラスト軸受２４
を介してシリンダブロック１に回転可能に支持されてい
る。

【００３８】スラストフランジ４０は、シャフト５に固
定され、シャフト５と一体に回転する。

【００３９】斜板１０は、リンク機構４１を介してスラ
ストフランジ４０に連結され、スラストフランジ４０の
回転につれて一体に回転する。

【００４０】斜板１０は、ヒンジボール９を介してシャ
フト５に傾斜かつ摺動可能に取り付けられている。

【００４１】斜板１０の周縁部とピストン７の一端部と
はシュー６０，６１を介して連結されている。

【００４２】各ピストン７に対してそれぞれ一組のシュ
ー６０，６１が斜板１０を挟むように配置され、シュー
６０，６１はシャフト５の回転につれて斜板１０の摺動
面１０ａ，１０ｂ上を相対回転する。

【００４３】斜板１０の回転によりピストン７がシリン
ダボア６内を往復運動する。

【００４４】バルブプレート２には、圧縮室２２と吐出
室１２とを連通させる吐出ポート１５と、圧縮室２２と
吸入室１３とを連通させる吸入ポート１６とが、それぞ
れ周方向に沿って一定間隔おきに設けられている。

【００４５】吐出ポート１５は吐出弁１７により開閉さ
れ、吸入ポート１６は吸入弁２１により開閉される。

【００４６】また、バルブプレート２には孔２ａ，２
ｂ，２ｃ及び絞り２ｄが形成されている。

【００４７】孔２ａは通路１ｅに対向し、通路１ｅと吸
入室１３とを連通させる。上述のように、この孔２ａは
放圧通路１１Ａの一部である。

【００４８】孔２ｂは孔２ａの近傍に位置し、吐出室１
２と副吐出室１ｆを連通させる。孔２ｂを介して吐出室
１２の冷媒ガスが副吐出室１ｆ内に導入され、副吐出室
１ｆ内の圧力は吐出室１２の圧力Ｐｄと等しくなる。

【００４９】孔２ｃは通路３ｃと通路１ｂとの間に位置
し、通路３ｃと通路１ｂとを連通させる。この孔２ｃは
上述のように給気通路１１Ｂの一部である。

【００５０】絞り２ｄはバルブプレート２の中央部に位
置する。上述の中央孔１ａと絞り２ｄとで抽気通路１１
Ｃが構成される。抽気通路１１Ｃはクランク室８内の冷
媒ガスを吸入室１３に戻す通路である。

【００５１】シャフト５のフロント側端部に固定された
スラストフランジ４０はスラスト軸受３３を介してフロ
ントヘッド４の内壁面に回転可能に支持されている。

【００５２】スラストフランジ４０にリンク機構４１を
介して連結されている斜板１０はシャフト５と直角な面
に対して傾斜可能である。

【００５３】次にこの第１実施形態の動作について説明
する。

【００５４】上述のように、斜板１０の傾斜角度はクラ
ンク室８の圧力Ｐｃと吸入室１３の圧力Ｐｓとの差圧
（Ｐｃ−Ｐｓ）の増減によって変化する。差圧が大きく
なるほど斜板１０の傾斜角度が小さくなる。この差圧は
クランク室８の圧力Ｐｃを調節することにより制御され
る。クランク室８の圧力Ｐｃの制御はコントロールバル
ブ１８によって行われる。コントロールバルブ１８をＯ
ＦＦにすると、給気通路１１Ｂが全開となる。これによ
り、給気通路１１Ｂを通じて吐出室１２内の冷媒ガスが
クランク室８に供給される。一方、抽気通路１１Ｃは常
時クランク室８内の冷媒ガスを吸入室１３に戻すが、そ
の量は絞り２ｄがあるので、給気通路１１Ｂを通じてク
ランク室８に供給される冷媒ガスの量よりも少ない。し
たがって、コントロールバルブ１８をＯＦＦにすると、
クランク室８の圧力Ｐｃが充分に上昇し、斜板１０が最
小傾斜角度に移行する。コントロールバルブ１８をＯＮ
にすると、給気通路１１Ｂが閉じる。この結果、クラン
ク室８への冷媒ガスの供給が断たれ、クランク室８内の
冷媒ガスは抽気通路１１Ｃを通じて吸入室１３に徐々に
戻される。これに伴いクランク室８の圧力Ｐｃは徐々に
低下し、最終的にほぼ吸入室１３の圧力Ｐｓに近い圧力
になる。以上のように、コントロールバルブ１８をＯ
Ｎ，ＯＦＦすることにより、クランク室８の圧力Ｐｃが
制御され、その結果、斜板１０の傾斜角度が制御され
る。更に、この斜板１０の傾斜角度の制御によってピス
トン７のストロークが制御され、最終的に圧縮機の吐出
容量が制御される。

【００５５】次に弁８２の動作を図２に基づいて説明す
る。図２（ｂ）に示す状態では、弁作動室１ｄの圧力
（弁８２が閉じているとき吸入室１３の圧力Ｐｓに等し
い）が開閉部８２ａのリヤヘッド３側端面に作用するこ
とによって生じる力、副吐出室１ｆの圧力（吐出室１２
の圧力Ｐｄに等しい）が軸部８２ｂのリヤヘッド３側端
面に作用することによって生じる力の合力（以下放圧通
路遮断方向の力という）が、クランク室８の圧力Ｐｃが
開閉部８２ａのフロントヘッド４側端面に作用すること
によって生じる力（以下放圧通路開放方向の力という）
を上回っている。この状態からクランク室８の圧力Ｐｃ
が高くなり、放圧通路開放方向の力が、放圧通路遮断方
向の力を上回ると、弁８２が開き、図２（ａ）に示す状
態になる。

【００５６】このように弁８２は、吸入室１３の圧力Ｐ
ｓ及び副吐出室１ｆの圧力Ｐｄの合力とクランク室Ｐｃ
の圧力との差に基づいて開弁圧が決定される。これらの
圧力Ｐｓ，Ｐｄ，Ｐｃは冷房負荷の変動によって変化す
るが、それらの変化率はほぼ一様である。

【００５７】したがって、例えば、高負荷時の弁８２の
開弁圧を、吸入室の圧力Ｐｓ（斜板１０の傾斜角度が最
小のときの値）と副吐出室１ｆの圧力Ｐｄ（斜板１０の
傾斜角度が最小のときの値）との合計の５０％の圧力に
設定すると、中負荷時及び低負荷時でも弁８２の開弁圧
は吸入室１３の圧力Ｐｓ（斜板１０の傾斜角度が最小の
ときの値）と副吐出室１ｆの圧力Ｐｄ（斜板１０の傾斜
角度が最小のときの値）との合計のほぼ５０％となる。
勿論、弁８２の開弁圧の絶対的な値は冷房負荷が低下す
るにしたがって小さくなる。

【００５８】また、弁８２が吸入室１３の圧力Ｐｓ及び
副吐出室１ｆの圧力Ｐｄの合力とクランク室Ｐｃの圧力
との差に基づいて動作し、かつ冷房負荷の変動にともな
う圧力Ｐｓ，Ｐｄ，Ｐｃの変化率がほぼ一様であるの
で、吐出室１２の圧力Ｐｄ＋大気圧（＝絶対圧力）に対
するある負荷時の最高必要制御圧力（クランク室８の圧
力Ｐｃと吸入室１３の圧力Ｐｓとの差圧）の割合も冷房
負荷に関係無くほぼ一定である。

【００５９】第１実施形態では、高負荷時の最高必要制
御圧力は、（０．３２−０．２）／（１．５＋０．１０１３）＝
０．０７５であり（図７に示す状態と同じ）、低負荷時の最高必要
制御圧力は、（０．２５−０．２）／（０．５＋０．１０１０）＝
０．０８３である（図８に示す状態と同じ）。

【００６０】以上のように、冷房負荷がどの状態にあっ
ても、最高必要制御圧力は、吐出室１２の圧力Ｐｄ＋大
気圧の約８％である。

【００６１】次に図３に基づいて弁８２に作用する力に
ついて説明する。

【００６２】開閉部８２ａのリヤヘッド３側端面の面積
（放圧通路遮断方向への吸入室１３の圧力Ｐｓを受ける
弁８２の受圧面積）をＡＰｓ、軸部８２ｂのリヤヘッド
側端面の面積（放圧通路遮断方向への吐出室１２の圧力
Ｐｄを受ける弁８２の受圧面積）をＡＰｄ、開閉部８２
ａのフロントヘッド４側端面の貫通孔８１ａに臨む面の
面積（放圧通路開放方向へのクランク室８の圧力を受け
る弁８２の受圧面積）をＡＰｃとすると、閉弁力（Ｆｃ
ｌｏｓｅ）は、Ｆｃｌｏｓｅ＝Ｐｓ・ＡＰｓ＋Ｐｄ・ＡＰｄとなり、開弁力（Ｆｏｐｅｎ）は、Ｆｏｐｅｎ＝Ｐｃ・ＡＰｃ＋（ＡＰｄ＋ＡＰｓ−ＡＰ
ｃ）・（Ｐｃ＋Ｐｓ）／２となる。

【００６３】例えば、弁８２の軸部８２ｂの外径を３ｍ
ｍ、弁座８１の貫通孔８１ａの内径を５ｍｍ、開閉部８
２ａの外径を６ｍｍとすると、ＡＰｄ＝７．０ｍｍ²、ＡＰｃ＝１９．６ｍｍ²、ＡＰｓ＝２１．２ｍｍ²、シート面面積（ＡＰｄ＋ＡＰｓ−ＡＰｃ）＝５．４ｍｍ
² となる。

【００６４】高負荷時の圧力条件として、副吐出室１ｆの圧力Ｐｄ：１．５ＭＰａ、吸入室１３の圧力Ｐｓ：０．２ＭＰａとすると、クランク室８の圧力Ｐｃ＞０．５８ＭＰａの
条件では、Ｆｏｐｅｎ＞Ｆｃｌｏｓｅとなり、弁８２が
放圧通路１１Ａを開放し、必要以上に上昇したクランク
室８の圧力Ｐｃを吸入室１３に逃がすことができる。

【００６５】低負荷時の圧力条件として、副吐出室１ｆの圧力Ｐｄ：０．５ＭＰａ、吸入室１３の圧力Ｐｓ：０．２ＭＰａとすると、クランク室８の圧力Ｐｃ＞０．２９ＭＰａの
条件では、Ｆｏｐｅｎ＞Ｆｃｌｏｓｅとなり、高負荷時
と同様に弁８２が放圧通路１１Ａを開放し、必要以上に
上昇したクランク室８の圧力Ｐｃを吸入室１３に逃がす
ことができる。

【００６６】放圧通路１１Ａが開放されるときのクラン
ク室８の圧力条件は、高負荷時、低負荷時いずれも斜板
１０を最小角度に維持するのに必要な圧力以上であり、
斜板１０の制御性を損なうことが無い。

【００６７】こられの受圧面積、ＡＰｓ、ＡＰｄ、ＡＰ
ｃを適宜設定することにより、副吐出室１ｆの圧力Ｐｄ
と吸入室１３の圧力Ｐｓとの合計に対する弁８２の開弁
圧の割合を設定できる。この開弁圧の割合は上述したよ
うに、冷房負荷の変動に関係無く、ほぼ一定である。

【００６８】図４は第１実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機のコントロールバルブをＯＮからＯＦＦにしたとき
の圧力変動を示すグラフである。

【００６９】次に、第１実施形態の可変容量型斜板式圧
縮機のコントロールバルブ１８をＯＮからＯＦＦにした
ときの圧力変動について説明する。

【００７０】コントロールバルブ１８をＯＮにしてから
１０秒後にＯＦＦにすると、コントロールバルブ１８が
給気通路１１Ｂを開き、この結果、吐出室１２内の冷媒
ガスが給気通路１１Ｂを通じてクランク室８に供給され
る。これにともないクランク室８の圧力Ｐｃが急激に高
くなって斜板１０の傾斜角度が小さくなり、吐出室１２
の圧力Ｐｄが低下する。吐出室１２の圧力Ｐｄが低下す
ると冷房能力が小さくなるので、吸入室１３の圧力Ｐｓ
が高くなる。約１３秒後にクランク室８の圧力Ｐｃは弁
８２の開弁圧（第１の実施形態では開弁圧を（Ｐｄ＋Ｐ
ｓ）／２に設定してあるが、勿論これは開弁圧の設定値
の一例である）を超える。すると、弁８２が放圧通路１
１Ａを開き、クランク室８の圧力Ｐｃは瞬時に開弁圧よ
りも低くなる。これ以降は吐出室１２の圧力Ｐｄ及びク
ランク室８の圧力Ｐｃは徐々に低下し、吸入室１３の圧
力Ｐｓは徐々に上昇するが、吐出室１２の圧力Ｐｄ＋吸
入室の圧力Ｐｓに対するクランク室８の圧力Ｐｃの割合
はほぼ一定である。

【００７１】この第１実施形態によれば、以下の効果を
奏する。

【００７２】弁８２が、吸入室１３の圧力Ｐｓ及び吐出
室１２の圧力Ｐｄと、クランク室８の圧力Ｐｃとの差に
基づいて動作し、放圧通路１１Ａを流れる冷媒ガスの量
を調節するので、高負荷時の弁８２の開弁圧を、吐出室
１２の圧力Ｐｄ＋吸入室１３の圧力Ｐｓに対してある割
合にすると、中負荷時、低負荷時にもほぼその割合の開
弁圧で弁８２が開く。この結果、冷房負荷に関係無く、
クランク室８の圧力Ｐｃが必要以上に高くなると放圧通
路１１Ａが開き、クランク室８の圧力を下げることがで
きる。このように、冷房負荷がどのような状態にあって
も、クランク室８の圧力Ｐｃが必要以上の圧力にならな
いので、吸入行程時の駆動負荷の増加、この駆動負荷の
増加による斜板やシュー等の耐久性の低下、シャフトシ
ールのシール力が過剰に高まることによるシャフトシー
ルの耐久性の低下等の問題を解決することができる。

【００７３】また、寝込みの液冷媒の問題についても、
冷房負荷に関係無くクランク室８の圧力Ｐｃが低い段階
で放圧通路１１Ａを開くようにすることができるので、
圧縮機の始動後、直ぐに最大吐出容量にすることができ
る。

【００７４】図５はこの発明の第２実施形態に係る可変
容量型斜板式圧縮機の一部分を示し、同図（ａ）は弁が
開いた状態の拡大断面図、同図（ｂ）は弁が閉じた状態
の拡大断面図である。

【００７５】第２実施形態の可変容量型斜板式圧縮機は
一部を除いて第１実施形態の可変容量型斜板式圧縮機と
同じ構成であるので、同じ部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。以下、第１実施形態と構成の異なる
部分についてだけ説明する。

【００７６】シリンダブロック１の通路１ｇと弁作動室
１ｄとの間にはバネ収容穴２０１が形成されている。こ
のバネ収容穴２０１内にはコイルスプリング（付勢部
材）２０２が収容れている。このコイルスプリング２０
２は開閉部８２ａを弁座８１の方へ付勢する。

【００７７】図５（ｂ）に示す状態では、放圧通路遮断
方向の力が、放圧通路開放方向の力という）を上回って
いる。この放圧通路遮断方向の力にはコイルスプリング
２０２の付勢力が含まれている。図５（ｂ）に示す状態
からクランク室８の圧力が高くなり、放圧通路開放方向
の力が、放圧通路遮断方向の力を上回ると、弁８２が開
き、図５（ａ）に示す状態になる。

【００７８】この第２実施形態によれば、第１実施形態
と同様の効果を奏するとともに、弁８２に対するコイル
スプリング２０２の付勢力の向きや強さを適宜設定する
ことができるので、弁８２の開弁圧の設定をより容易に
行うことができる。また、コイルスプリング２０２の付
勢力により弁８２の動作を安定させることができ、弁８
２のチャタリングを防止することができる。

【００７９】図６はこの発明の第３実施形態に係る可変
容量型斜板式圧縮機の一部分を示し、同図（ａ）は弁が
開いた状態の拡大断面図、同図（ｂ）は弁が閉じた状態
の拡大断面図である。

【００８０】第３実施形態の可変容量型斜板式圧縮機は
一部を除いて第１実施形態の可変容量型斜板式圧縮機と
同じ構成であるので、同じ部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。以下、第１実施形態と構成の異なる
部分についてだけ説明する。

【００８１】弁３８２の開閉部３８２ａには、リターン
通路３８２ｃが形成されている。このリターン通路３８
２ｃの通路断面積は放圧通路１１Ａの開放時（図６
（ａ）参照）の通路断面積に較べ極めて小さい。したが
って、リターン通路３８２ｃは閉弁時に放圧通路１１Ａ
の絞りとして機能する。この開閉部３８２ａの一端面に
は軸部３８２ｂが連設されている。

【００８２】図６（ｂ）に示すように、弁３８２が弁座
８１に接触しているとき、クランク室８の冷媒ガスはリ
ターン通路３８２ｃ及び放圧通路１１Ａを通じて吸入室
１３に戻される。リターン通路３８２ｃは上述のように
絞りの機能を有する。すなわち、閉弁時、放圧通路１１
Ａ及びリターン通路３８２ｃは抽気通路として機能す
る。

【００８３】クランク室８の圧力Ｐｃが高くなり、放圧
路開放方向の力が放圧路遮断方向の力を上回ると、図６
（ｂ）に示すように、弁３８２が放圧通路１１Ａを開放
し、クランク室８内の余分な冷媒ガスが吸入室１３へ戻
される。

【００８４】この第３実施形態によれば、第１実施形態
と同様の効果を奏するとともに、弁３８２の開閉部３８
２ａにリターン通路３８２ｃが形成されているので、図
６（ｂ）のように弁３８２が閉じているとき放圧通路１
１Ａが抽気通路１１Ｃの代わりになるため、抽気通路１
１Ｃを省略することもできる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の圧縮機によれば、前記弁の開弁圧に吐出室の圧力が関
与するため、冷房負荷が変化して吐出室の圧力が変化す
ると、その変化に応じて前記弁の開弁圧が変化するの
で、冷房負荷の変化に応じて前記弁の開弁圧を変化させ
ることができ、冷房負荷に関係無く、クランク室の圧力
が必要以上に上昇したときにクランク室の圧力を下げる
ことができる。

【００８６】請求項２記載の発明の圧縮機によれば、前
記弁は前記吸入室の圧力及び前記吐出室の圧力の合力と
前記クランク室の圧力差に基づいて開弁圧が決定され、
しかも前記吐出室の圧力（絶対圧力）に対する前記斜板
を最小傾斜角度に保持するのに必要な前記クランク室と
前記吸入室との差圧の比は負荷に関係無くほぼ一定であ
るので、冷房負荷に関係無く、クランク室の圧力が必要
以上に上昇したときにより的確にクランク室の圧力を下
げることができる。

【００８７】請求項３記載の発明の圧縮機によれば、前
記吸入室の圧力を受ける前記弁の受圧面積が、前記吐出
室の圧力を受ける前記弁の受圧面積以上の広さを有する
ため、前記通路を遮断する方向へ作用する力がそれ程大
きくならないので、クランク室の圧力が過剰になったと
き、より早い段階で前記通路を開放することができる。

【００８８】請求項４記載の発明の圧縮機によれば、前
記弁に対して前記通路を遮断又は開放する方向へ付勢す
る付勢部材を備えているので、前記付勢部材の付勢力の
向きと強さとによって前記弁の動作を調節することがで
きる。また、付勢部材の付勢力により弁の動作を安定さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る可変容量
型斜板式圧縮機を示す縦断面図である。

【図２】図２は図１に示す可変容量型斜板式圧縮機の一
部分を示し、同図（ａ）は弁が開いた状態の拡大断面
図、同図（ｂ）は弁が閉じた状態の拡大断面図である。

【図３】図３は図１に示す可変容量型斜板式圧縮機に設
けられた弁に作用する圧力を示す拡大断面図である。

【図４】図４は第１実施形態の可変容量型斜板式圧縮機
のコントロールバルブをＯＮからＯＦＦにしたときの圧
力変動を示すグラフである。

【図５】図５はこの発明の第２実施形態に係る可変容量
型斜板式圧縮機の一部分を示し、同図（ａ）は弁が開い
た状態の拡大断面図、同図（ｂ）は弁が閉じた状態の拡
大断面図である。

【図６】図６はこの発明の第３実施形態に係る可変容量
型斜板式圧縮機の一部分を示し、同図（ａ）は弁が開い
た状態の拡大断面図、同図（ｂ）は弁が閉じた状態の拡
大断面図である。

【図７】図７は従来の可変容量型斜板式圧縮機の高負荷
時における各室の圧力とピストンストロークとの関係を
示すグラフである。

【図８】図８は同従来の可変容量型斜板式圧縮機の低負
荷時における各室の圧力とピストンストロークとの関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

７ピストン８クランク室１０斜板56+ １２吐出室１３吸入室２２圧縮室１１Ａ放圧通路（クランク室８の冷媒ガスを吸入室１
３へ逃がす通路）弁８０

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA13 AA27 BA19 BA28 CA01 CA29 DA25 EA33 3H076 AA06 BB32 CC12 CC20 CC29 CC83 CC91

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮室に供給する冷媒ガスを貯える吸入
室と、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯える吐出室と、ピストンのストローク量を決める斜板が収容されるクラ
ンク室と、このクランク室の圧力が所定値以上に上昇したときにそ
のクランク室の冷媒ガスを前記吸入室へ逃がす通路と、この通路の途中に設けられた弁とを備えている可変容量
型斜板式圧縮機において、前記弁が、前記吸入室の圧力、前記吐出室の圧力及び前
記クランク室の圧力に基づいて動作することを特徴とす
る可変容量型斜板式圧縮機。
【請求項２】前記吸入室の圧力及び前記吐出室の圧力
の合力が前記弁に対して前記通路を遮断する方向へ作用
し、前記クランク室の圧力が前記弁に対して前記通路を開放
する方向へ作用することを特徴とする請求項１記載の可
変容量型斜板式圧縮機。
【請求項３】前記吸入室の圧力を受ける前記弁の受圧面
積が、前記吐出室の圧力を受ける前記弁の受圧面積以上
の広さを有することを特徴とする請求項２記載の可変容
量型斜板式圧縮機。
【請求項４】前記弁に対して前記通路を遮断又は開放
する方向へ付勢する付勢部材を備えていることを特徴と
する請求項１、２又は３記載の可変容量型斜板式圧縮
機。
【請求項５】前記弁に、前記クランク室の冷媒ガスを
前記吸入室へ逃がすリターン通路が形成され、このリターン通路の通路断面積が前記通路の開放時の通
路断面積に較べ極めて小さいことを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項記載の可変容量型斜板式圧縮機。