JP2004353451A - 容量可変型圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の複雑化を抑制しつつ、クランク室の圧力調節による容量制御に頼らなくとも容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させることが可能な容量制御装置を提供すること。
【解決手段】クランク室１５の圧力調節を行う第２制御弁ＣＶ２には、プランジャ６１を収容する収容室６０の一部に、プランジャ６１の往復動によって体積変化する容量制御用室８０が区画されている。容量制御用室８０は、流体圧アクチュエータ１８の制御圧室６９に接続されている。エアコンＥＣＵ７１は、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる場合には、第２制御弁ＣＶ２をスイッチングすることでプランジャ６１を往復動させて冷媒ガスを圧縮し、流体圧アクチュエータ１８の制御圧室６９を昇圧する。制御圧室６９が昇圧された流体圧アクチュエータ１８は、傾斜角度が増大する方向に斜板２２を傾動させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両の冷凍サイクルに用いられる容量可変型圧縮機に関し、特に該容量可変型圧縮機の吐出容量を制御するための容量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、その外部駆動源である車両のエンジン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ている。そして、冷房不要時等においては、電磁クラッチのオフによって動力伝達を遮断することで、圧縮機の駆動が停止されるようになっている。しかし、電磁クラッチのオンオフ動作にはショックを伴い、このオンオフショックは車両のドライバビリティを悪化させる。
【０００３】
従って、近年においては、エンジンとの間の動力伝達経路上にクラッチ機構を備えない、クラッチレスの圧縮機が提案されている（例えば特許文献１参照。）。このクラッチレスの圧縮機には容量可変型が用いられ、冷房不要時等においては該圧縮機の吐出容量を最小化することで、実質的な冷房停止を行うようになっている。
【０００４】
例えば容量可変型斜板式の圧縮機に用いられる容量制御装置としては、斜板収容室たるクランク室の圧力を変更することで、該クランク室の圧力とシリンダボア（圧縮室）の圧力とのピストンを介した差を変更して斜板の傾斜角度を変更するものが一般的に採用されている。クランク室の圧力は、電磁弁の弁開度調節により、吐出圧力領域からクランク室への高圧な冷媒ガスの導入量と、該クランク室から吸入圧力領域への冷媒ガスの導出量とのバランスが制御されて決定される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−６０５８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記容量制御装置においては、斜板の傾斜角度がゼロとなってピストンがストロークしなくなると、言い換えれば冷媒ガスの圧縮が行われなくなると、クランク室の圧力と圧縮室の圧力との間に差を付けることができなくなり、斜板の傾斜角度をゼロから離脱（増大）させることが不可能となる。従って、クランク室の圧力調節のみに頼った容量制御では、最小吐出容量をゼロに設定することができず、冷房不要時等に吐出容量を最小化したとしても、不必要な冷媒圧縮動作（ピストンの往復動）によって、エンジンの燃費が悪化する問題を生じていた。
【０００７】
このような問題を解決するために、最小傾斜角度（傾斜角度ゼロ）状態にある斜板に対して、傾斜角度が増大する方向の付勢力を付与するアクチュエータを備えることが考えられる。しかし、該アクチュエータを動作させるための専用の駆動構成（例えば流体ポンプや電磁構成）が必要となり、容量制御装置の構成が複雑化する問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、構成の複雑化を抑制しつつ、クランク室の圧力調節による容量制御に頼らなくとも容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させることが可能な容量制御装置を提供することにある。
【０００９】
【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の発明の容量制御装置は、容量制御用ピストンと、容量制御用室と、流体圧アクチュエータと、流体圧アクチュエータ制御手段とを備えている。容量制御用ピストンは、クランク室の圧力調節を行う電磁弁に作動連結されている。容量制御用室は、容量制御用ピストンの往復動により体積変化することで作動流体の吸入及び吐出を行う。流体圧アクチュエータは、その制御圧室が容量制御用室に接続されており、該制御圧室の圧力の変更（昇圧又は減圧）により、傾斜角度が増大する方向にカムプレートを傾動させることが可能である。
【００１０】
そして、流体圧アクチュエータ制御手段は、容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる場合には、電磁弁の電磁力を変更することで容量制御用ピストンを往復動させて流体圧アクチュエータの制御圧室の圧力を変更する。
【００１１】
このように本発明においては、容量可変型圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱を、流体圧アクチュエータによって行うようにしている。従って、クランク室の圧力調節による容量制御に頼らなくとも、容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させることができる。また、流体圧アクチュエータの駆動構成言い換えれば制御圧室の圧力変更構成として、電磁弁が用いられている。従って、流体圧アクチュエータを動作させるための専用の圧力変更構成が不要となり、流体圧アクチュエータを備えることでの容量制御装置の構成の複雑化を抑制することができる。
【００１２】
請求項２の発明は請求項１において、前記容量制御用ピストン及び前記容量制御用室は、前記電磁弁のバルブハウジング内に配設されている。つまり、電磁弁と、容量制御用ピストン及び容量制御用室とが一つのユニットとなっている。従って、容量制御装置の組立に際して、これらの取り扱いが容易となる。
【００１３】
請求項３の発明は請求項２において、前記電磁弁は、弁開度調節を行う弁体と、該弁体に作動連結された電磁アクチュエータとからなっている。前記電磁アクチュエータの可動鉄心が前記容量制御用ピストンを兼ねるとともに、前記電磁アクチュエータにおいて前記可動鉄心を移動可能に収容する収容室の一部には、前記可動鉄心によって前記容量制御用室が区画されている。
【００１４】
このように、電磁弁の構成を容量制御用ピストン及び容量制御用室として利用することで、専用の容量制御用ピストン及び容量制御用室を必要とせず、容量制御装置の構成の簡素化を図ることができる。
【００１５】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか一項において、前記流体圧アクチュエータの前記作動流体として、前記容量可変型圧縮機が取り扱うガスが用いられている。従って、流体圧アクチュエータの作動流体として専用の流体を準備する必要がなく、容量制御装置の構成の簡素化を図ることができる。
【００１６】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか一項において、前記容量可変型圧縮機の最小吐出容量はゼロに設定されている。つまり、請求項１〜４のいずれか一項の発明によれば、例えば、クランク室の圧力調節のみに頼った容量制御では不可能であった、容量可変型圧縮機の最小吐出容量をゼロに設定することも実現可能となる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の容量制御装置を適用するのに特に好適な容量可変型圧縮機の態様について言及するものである。すなわち、前記容量可変型圧縮機は車両の冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機であって、該容量可変型圧縮機は車両のエンジンを駆動源とし、該エンジンと前記容量可変型圧縮機との間の動力伝達機構は、常時伝達型のクラッチレス機構よりなっている。つまり、本発明の容量可変型圧縮機は、クラッチレスタイプよりなっている。クラッチレスタイプの容量可変型圧縮機は、冷凍サイクルの停止時には、実質的に外部回路に冷媒を流さないカムプレートの最小傾斜角度を維持した状態で駆動軸を回転させ続ける。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両の冷凍サイクル（空調装置）に用いられる容量可変型斜板式圧縮機の容量制御装置に具体化した一実施形態について説明する。
【００１９】
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１１と、そ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。なお、図１において左方を圧縮機の前方とし、右方を後方とする。
【００２０】
前記シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲まれた領域にはクランク室１５が区画されている。クランク室１５内には駆動軸１６が回転可能に支持されている。クランク室１５において駆動軸１６上には、ラグプレート２１が一体回転可能に固定されている。
【００２１】
前記駆動軸１６の前端部は、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車両のエンジンＥに作動連結されている。動力伝達機構ＰＴは、外部からの電気制御によって動力の伝達／遮断を選択可能なクラッチ機構（例えば電磁クラッチ）であってもよく、又は、そのようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレス機構（例えばベルト／プーリの組合せ）であってもよい。
【００２２】
前記クランク室１５内にはカムプレートとしての斜板２２が収容されている。斜板２２は、駆動軸１６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２３は、ラグプレート２１と斜板２２との間に介在されている。従って、斜板２２は、ヒンジ機構２３を介したラグプレート２１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸１６の支持により、ラグプレート２１及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線Ｌ方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対し傾動可能となっている。駆動軸１６においてラグプレート２１と斜板２２との間には、斜板２２の中心部をシリンダブロック１１側に付勢する傾角減少バネ１９が介在されている。
【００２３】
前記シリンダブロック１１には、複数（図面には一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが、駆動軸１６を取り囲むようにして貫設形成されている。圧縮用ピストンたる片頭型のピストン３０は、各シリンダボア１１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア１１ａの前後開口は、弁形成体１３及びピストン３０によって閉塞されており、このシリンダボア１１ａ内にはピストン３０の往復動に応じて体積変化する圧縮室２６が区画されている。各ピストン３０は、シュー２９を介して斜板２２の外周部に係留されている。従って、駆動軸１６の回転にともなう斜板２２の回転運動が、シュー２９を介してピストン３０の往復直線運動に変換される。
【００２４】
前記弁形成体１３とリヤハウジング１４との間には、吸入室３１と吐出室３２とが区画されている。弁形成体１３には各圧縮室２６に対応して、吸入ポート３３及び該吸入ポート３３を開閉する吸入弁３４、並びに、吐出ポート３５及び該吐出ポート３５を開閉する吐出弁３６が形成されている。吸入ポート３３を介して吸入室３１と各圧縮室２６とが連通され、吐出ポート３５を介して各圧縮室２６と吐出室３２とが連通される。
【００２５】
そして、前記吸入室３１の冷媒ガスは、各ピストン３０の上死点位置から下死点側への往動により吸入ポート３３及び吸入弁３４を介して圧縮室２６に吸入される。圧縮室２６に吸入された冷媒ガスは、ピストン３０の下死点位置から上死点側への復動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３５及び吐出弁３６を介して吐出室３２に吐出される。
【００２６】
前記斜板２２の傾斜角度（駆動軸１６の軸線Ｌに直交する平面との間でなす角度）は、この斜板２２の回転時の遠心力に起因する回転運動のモーメント、ピストン３０の往復慣性力によるモーメント、ガス圧によるモーメント等の各種モーメントの相互バランスに基づいて決定される。ガス圧によるモーメントとは、圧縮室２６の圧力と、ピストン３０の背圧にあたるクランク室１５の圧力との相互関係に基づいて発生するモーメントであり、クランク室１５の圧力に応じて傾斜角度の減少方向にも傾斜角度の増大方向にも作用する。本実施形態では、クランク室１５の圧力を調節し前記ガス圧によるモーメントを適宜変更することにより、斜板２２の傾斜角度を変更可能としている。
【００２７】
次に、容量制御装置について説明する。
図１に示すように、前記斜板２２の傾斜角度制御に関与するクランク室１５の圧力を調節するための容量制御装置は、圧縮機ハウジング内に設けられた抽気通路３７、第１給気通路３８、第２給気通路３９、第１制御弁ＣＶ１及び第２制御弁ＣＶ２を備えている。図２に示すように、容量制御装置は、制御コンピュータたるエアコンＥＣＵ７１、第２制御弁ＣＶ２の駆動回路７２、及び空調装置のオンオフスイッチたるエアコンスイッチ７３を備えている。
【００２８】
図１に示すように、前記抽気通路３７は、吸入圧力領域である吸入室３１とクランク室１５とを接続する。第１給気通路３８及び第２給気通路３９は、吐出圧力領域である吐出室３２とクランク室１５とをそれぞれ接続する。第１給気通路３８の途中には第１制御弁ＣＶ１が設けられている。
【００２９】
前記第１制御弁ＣＶ１は、弁体４１と、該弁体４１に作動連結されたダイヤフラム４２とを備えている。第１制御弁ＣＶ１は、感圧通路４３を介してダイヤフラム４２に作用する吸入室３１内の圧力に応じて、弁体４１が第１給気通路３８の開度を調節する。第２給気通路３９の途中には、電磁弁たる第２制御弁ＣＶ２が設けられている。第２制御弁ＣＶ２は、第２給気通路３９を全開するオフ状態と第２給気通路３９を全閉するオン状態とに、エアコンＥＣＵ７１からの指令に基づき駆動回路７２によって切り換えられる。
【００３０】
そして、前記第２制御弁ＣＶ２のオン状態（第２給気通路３９の全閉状態）にて、第１制御弁ＣＶ１の開度が内部自律的に調節されることで、第１給気通路３８を介したクランク室１５への高圧な吐出ガスの導入量と、抽気通路３７を介したクランク室１５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１５の圧力が決定される。クランク室１５の圧力の変更に応じて、ピストン３０を介してのクランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力との差が変更され、斜板２２の傾斜角度が変更される結果、ピストン３０のストロークすなわち圧縮機の吐出容量が調節される。
【００３１】
例えば、前記吸入室３１の圧力が高くなると、第１制御弁ＣＶ１の開度が小さくされてクランク室１５の圧力が低くなる。従って、クランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力とのピストン３０を介した差が小さくなり、斜板２２の傾斜角度が増大して圧縮機の吐出容量は増大される。図１においては、斜板２２のそれ以上の傾斜角度の増大がラグプレート２１によって当接規制された、最大傾斜角度状態を示している。
【００３２】
逆に、前記吸入室３１の圧力が低くなると、第１制御弁ＣＶ１の開度が大きくされてクランク室１５の圧力が高くなる。従って、クランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力とのピストン３０を介した差が大きくなり、斜板２２の傾斜角度が減少して圧縮機の吐出容量は減少される。図２においては、斜板２２の最小傾斜角度状態を示している。
【００３３】
なお、前記第２制御弁ＣＶ２のオン状態では、第１制御弁ＣＶ１が全開状態となったとしても圧縮機の吐出容量が最小となることがないように、抽気通路３７の通路径及び第１給気通路３８の通路径等が設定されている。また、図２に示すように、第２制御弁ＣＶ２がオフ状態とされて第２給気通路３９が全開となると、吸入室３１の圧力の高低に関係なく言い換えれば第１制御弁ＣＶ１の開度に関係なく、斜板２２の傾斜角度が最小とされて圧縮機の吐出容量は最小となる。
【００３４】
次に、第２制御弁ＣＶ２について詳述する。
図２に示すように、前記第２制御弁ＣＶ２のバルブハウジング５１内には、図面の上端側に弁室５２が区画されている。弁室５２内には、作動ロッド５３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５２は、バルブハウジング５１に設けられた第１ポート５４、及び第２給気通路３９の上流部を介して吐出室３２と連通されている。弁室５２は、バルブハウジング５１に設けられた第２ポート５５、及び第２給気通路３９の下流部を介してクランク室１５と連通されている。弁室５２、第１ポート５４及び第２ポート５５は、第２給気通路３９の一部を構成する。
【００３５】
前記弁室５２内には、作動ロッド５３の上端部たる弁体部５３ａが配置されている。弁室５２と第１ポート５４との境界に位置する段差は弁座５６をなしており、第１ポート５４は一種の弁孔をなしている。そして、作動ロッド５３が図２の位置（最下動位置）から弁体部５３ａが弁座５６に着座する最上動位置（図１の位置）へ上動すると、第１ポート５４が遮断される。つまり作動ロッド５３の弁体部５３ａは、第２給気通路３９を開閉可能な弁体として機能する。
【００３６】
前記バルブハウジング５１の下方側には、電磁アクチュエータ５７が備えられている。電磁アクチュエータ５７は、バルブハウジング５１内の中心部に有底円筒状の収容筒５８を備えている。収容筒５８において上方側の開口には、センタポスト（固定鉄心）５９が嵌入固定されている。このセンタポスト５９の嵌入により、収容筒５８内の最下部には収容室６０が区画されている。
【００３７】
前記収容室６０内には、概略有底円筒状をなすプランジャ（可動鉄心）６１が、軸方向に移動可能に収容されている。センタポスト５９の中心には軸方向に延びるガイド孔５９ａが貫通形成され、該ガイド孔５９ａ内には、作動ロッド５３の下端側が軸方向に移動可能に配置されている。作動ロッド５３の下端は、収容室６０でプランジャ６１に嵌合固定されている。プランジャ６１と作動ロッド５３とは常時一体となって上下動する。収容室６０内においてセンタポスト５９とプランジャ６１との間には、プランジャ付勢バネ６２が介在されている。プランジャ付勢バネ６２は、プランジャ６１をセンタポスト５９から離間する方向に向けて付勢する。
【００３８】
前記収容筒５８の外周側には、センタポスト５９及びプランジャ６１を跨ぐ範囲にコイル６３が巻回配置されている。このコイル６３には、エアコンＥＣＵ７１の指令に基づき駆動回路７２から電流が供給される。コイル６３は、駆動回路７２から電流が供給されることで、センタポスト５９とプランジャ６１との間に電磁力を発生させる。そして、その電磁力によってプランジャ６１がセンタポスト５９に向かって吸引されて作動ロッド５３が上動し、弁体部５３ａが弁座５６に着座して第２給気通路３９が全閉状態とされる（第２制御弁ＣＶ２のオン状態（図１の状態））。
【００３９】
逆に、前記駆動回路７２からコイル６３への電流の供給が停止されることで、センタポスト５９とプランジャ６１との間の電磁力が消滅する。従って、プランジャ６１がプランジャ付勢バネ６２の付勢力によってセンタポスト５９から離間されて作動ロッド５３が下動し、弁体部５３ａが弁座５６から離間して第２給気通路３９が全開状態とされる（第２制御弁ＣＶ２のオフ状態（図２の状態））。
【００４０】
次に、容量制御装置において、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させるための構成について説明する。
図２に示すように、前記シリンダブロック１１の中心部には、駆動軸１６の軸線Ｌ方向に収容孔６５が貫設されている。収容孔６５には、弁形成体１３側が底となる有底筒状をなす可動体６６が、スライド移動可能に収容されている。収容孔６５内の後方側には、弁形成体１３と可動体６６とで制御圧室６９が区画されている。制御圧室６９内において収容孔６５の端面と可動体６６との間には、可動体付勢バネ６７が介在されている。可動体付勢バネ６７は、可動体６６を斜板２２側へ付勢する。なお、可動体付勢バネ６７としては、傾角減少バネ１９よりも付勢力が小さいものが用いられている。
【００４１】
前記可動体６６の内部には、駆動軸１６の後端部が挿入されている。ラジアルベアリング６８は、駆動軸１６の後端部と可動体６６の内周面との間に介在されている。ラジアルベアリング６８は、可動体６６とともに駆動軸１６に対して軸線Ｌ方向へスライド移動可能である。制御圧室６９内において弁形成体１３の前面には、位置決め面１３ａが形成されている。当接面６６ａは可動体６６の先端面に形成され、可動体６６の移動により位置決め面１３ａに対して接離される。
【００４２】
前記斜板２２と可動体６６との間にはスラストベアリング７０が介在されている。スラストベアリング７０は駆動軸１６上にスライド移動可能に支持されている。スラストベアリング７０は、可動体付勢バネ６７に付勢されて、常には斜板２２と可動体６６との間で挟持されている。
【００４３】
そして、前記斜板２２が可動体６６側へ傾動するのに伴い、該斜板２２の傾動がスラストベアリング７０を介して可動体６６に伝達される。従って、可動体６６が可動体付勢バネ６７の付勢力に抗して弁形成体１３側に移動され、該可動体６６は当接面６６ａを以て位置決め面１３ａに当接される。当接面６６ａが位置決め面１３ａに当接された状態にて、斜板２２のそれ以上の傾動が規制される。この傾動が規制された状態にて斜板２２は最小傾斜角度となり、従って圧縮機の吐出容量は最小となる（図２の状態）。本実施形態において斜板２２の最小傾斜角度言い換えれば圧縮機の最小吐出容量は、ゼロに設定されている。
【００４４】
なお、前記可動体６６の外面において制御圧室６９と反対側の領域は、クランク室１５の圧力雰囲気に曝されている。従って、可動体６６には、クランク室１５の圧力に基づく付勢力が、弁形成体１３側に向かって言い換えれば制御圧室６９の圧力に基づく力に対抗して作用されている。
【００４５】
ここで、従来技術においても詳述したように、クランク室１５の圧力調節のみに頼った容量制御では、斜板２２を最小傾斜角度（＝０°）状態から離脱させることが不可能となる。従って、本実施形態においては、斜板２２を最小傾斜角度状態から離脱させる場合には、制御圧室６９の圧力をクランク室１５の圧力よりも高めることで、該制御圧室６９の圧力に基づき可動体６６に作用する、斜板２２側への移動力を増大するようにしている。この移動力が増大することで、可動体６６は斜板２２を傾斜角度が増大する方向に押し動かすこととなる。
【００４６】
つまり、本実施形態においては、前記可動体６６及び制御圧室６９等によって流体圧アクチュエータ１８が構成されている。以下に、該流体圧アクチュエータ１８の制御圧室６９の昇圧を行う構成について詳述する。
【００４７】
前記第２制御弁ＣＶ２において収容室６０内には、収容筒５８と、容量制御用ピストンを兼ねるプランジャ６１とによって、該プランジャ６１の下方側に容量制御用室８０が区画されている。容量制御用室８０は、プランジャ６１の上下動により体積が変化される。第２制御弁ＣＶ２のバルブハウジング５１はその下端部に、収容筒５８の下部を覆うカバー８１を備えている。カバー８１内には導出室８２が区画されている。導出室８２と流体圧アクチュエータ１８の制御圧室６９とは、圧縮機ハウジング内に設けられた導出通路８４を介して接続されている。
【００４８】
前記収容筒５８の下端の一部は導出室８２内に露出されている。収容筒５８の下端には導出口５８ａが形成されており、該導出口５８ａは容量制御用室８０と導出室８２とを接続する。導出室８２内において収容筒５８の外底面には、導出口５８ａを開閉可能なリード弁よりなる開閉弁８６が取着されている。
【００４９】
前記収容筒５８の側部には導入口５８ｂが形成されている。導入口５８ｂとクランク室１５とは、圧縮機ハウジング内に設けられた導入通路８５を介して接続されている。導入口５８ｂと容量制御用室８０との間は、プランジャ６１が最上動位置に位置した状態（図１に示す状態）では連通され、プランジャ６１が最下動位置に位置した状態（図２に示す状態）では遮断される。
【００５０】
そして、前記第２制御弁ＣＶ２の電磁アクチュエータ５７のオン（通電）からオフ（非通電）、オフからオンの切換を繰り返すと（以下スイッチングと呼ぶ）、プランジャ６１が最上動位置と最下動位置との間で繰り返し往復動される。プランジャ６１が繰り返し往復動されることで、クランク室１５から導入通路８５及び導入口５８ｂを介した容量制御用室８０への冷媒ガスの吸入、及び吸入冷媒ガスの圧縮、並びに圧縮済み冷媒ガスの導出口５８ａ及び開閉弁８６を介した導出室８２への吐出が行われる。
【００５１】
前記容量制御用室８０から導出室８２に吐出された高圧冷媒ガスは、導出通路８４を介して制御圧室６９に供給される。制御圧室６９の圧力は、導出室８２からの高圧冷媒ガスの供給によってクランク室１５の圧力よりも上昇する。つまり、本実施形態においては、流体圧アクチュエータ１８の作動流体として、圧縮機が取り扱う冷媒ガスが用いられている。
【００５２】
なお、前記制御圧室６９の圧力は、収容孔６５の内周面と可動体６６の外周面との間の若干の隙間を介してクランク室１５へ若干漏らされている。従って、第２制御弁ＣＶ２（電磁アクチュエータ５７）のスイッチングを停止すれば、やがては制御圧室６９とクランク室１５とが均圧されることとなる。
【００５３】
次に、エアコンＥＣＵ７１による第２制御弁ＣＶ２の制御について説明する。図３のタイムチャートに示すように、前記エアコンＥＣＵ７１は、エアコンスイッチ７３がオフ状態では、第２制御弁ＣＶ２のオフ状態を駆動回路７２に指令する。第２制御弁ＣＶ２のオフ状態では、圧縮機の吐出容量は最小化されている。圧縮機の最小吐出容量はゼロに設定されているため、該圧縮機の最小吐出容量状態では不必要な冷媒圧縮動作（ピストン３０の往復動）が行われず、エンジンＥによる圧縮機の駆動負荷を極力低減することができる。これはエンジンＥの燃費向上につながる。
【００５４】
前記エアコンＥＣＵ７１は、オフ状態にあるエアコンスイッチ７３がオン状態に切り換えられると、第２制御弁ＣＶ２のスイッチングを駆動回路７２に指令する。この第２制御弁ＣＶ２のスイッチングは、予め設定された所定時間ｔ（例えば１〜１０秒）の間継続される。従って、流体圧アクチュエータ１８の制御圧室６９の圧力がクランク室１５の圧力よりも上昇し、該流体圧アクチュエータ１８が斜板２２に対して付与する、傾斜角度が増大する方向への付勢力が増大される。よって、斜板２２が傾角減少バネ１９に抗して傾斜角度が増大する方向へ傾動されて、圧縮機が最小吐出容量状態から離脱される。
【００５５】
前記エアコンＥＣＵ７１は、エアコンスイッチ７３がオフされてから所定時間ｔが経過された後には、第２制御弁ＣＶ２のオン状態の継続を駆動回路７２に指令する。従って、エアコンスイッチ７３がオンされてから所定時間ｔが経過して以降は、該エアコンスイッチ７３がオフされるまで、第１制御弁ＣＶ１による内部自律的な圧縮機の吐出容量制御が行われることとなる。
【００５６】
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）圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱を、流体圧アクチュエータ１８によって行うようにしている。従って、クランク室１５の圧力調節による容量制御に頼らなくとも、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させることができる。よって、クランク室１５の圧力調節のみに頼った容量制御では不可能であった、圧縮機の最小吐出容量をゼロに設定することも実現可能となる。
【００５７】
また、前記流体圧アクチュエータ１８の駆動構成言い換えれば制御圧室６９の昇圧構成として、第２制御弁ＣＶ２が用いられている。従って、流体圧アクチュエータ１８を動作させるための専用の昇圧構成が不要となり、流体圧アクチュエータ１８を備えることでの容量制御装置の構成の複雑化を抑制することができる。
【００５８】
（２）容量制御用ピストン（プランジャ６１）及び容量制御用室８０は、第２制御弁ＣＶ２のバルブハウジング５１内に配設されている。つまり、第２制御弁ＣＶ２と、容量制御用ピストン（プランジャ６１）及び容量制御用室８０とが一つのユニットとなっている。従って、圧縮機の組立に際してこれらの取り扱いが容易となり、圧縮機に対する組み付け性が向上される。
【００５９】
（３）第２制御弁ＣＶ２が有する電磁アクチュエータ５７のプランジャ６１が、容量制御用ピストンを兼ねるとともに、電磁アクチュエータ５７においてプランジャ６１を収容する収容室６０の一部に、該プランジャ６１によって容量制御用室８０が区画されている。このように、第２制御弁ＣＶ２の構成を容量制御用ピストン及び容量制御用室８０として利用することで、専用の容量制御用ピストン及び容量制御用室を必要とせず、容量制御装置の構成の簡素化を図ることができる。
【００６０】
（４）流体圧アクチュエータ１８の作動流体として、圧縮機が取り扱う冷媒ガスが用いられている。従って、流体圧アクチュエータ１８の作動流体として専用の流体を準備する必要がなく、容量制御装置の構成の簡素化を図ることができる。また、第２制御弁ＣＶ２内で異なる流体を取り扱うことでのシール構造の複雑化も防止することができる。
【００６１】
（５）エアコンＥＣＵ７１は、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる場合には、第２制御弁ＣＶ２を所定時間ｔの間スイッチングすることで、プランジャ６１を繰り返し往復動させる。従って、制御圧室６９を確実に昇圧させることができ、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱が確実となる。
【００６２】
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。
○上記実施形態において流体圧アクチュエータ１８は、第２制御弁ＣＶ２のスイッチングに基づく制御圧室６９の昇圧により、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる構成であった。これを変更し、流体圧アクチュエータ１８を、第２制御弁ＣＶ２のスイッチングに基づく制御圧室６９の減圧により、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる構成としてもよい。
【００６３】
○上記実施形態においては、第２制御弁ＣＶ２の構成を容量制御用ピストン（プランジャ６１）及び容量制御用室８０として利用していた。これを変更し、容量制御用ピストン及び容量制御用室を専用に設けること。この場合、容量制御用ピストン及び容量制御用室は、第２制御弁ＣＶ２のバルブハウジング５１内に配設するようにしてもよいし、バルブハウジング５１外に配設するようにしてもよい。
【００６４】
○上記実施形態においては、流体圧アクチュエータ１８の作動流体として、圧縮機が取り扱う冷媒ガスが用いられていた。これを変更し、流体圧アクチュエータ１８の作動流体として、圧縮機が取り扱う冷媒ガス以外の流体を用いるようにしてもよい。例えば、流体圧アクチュエータ１８用に油圧回路を設けるとか、大気を作動流体として用いる等が挙げられる。
【００６５】
○上記実施形態においては、圧縮機の最小吐出容量がゼロに設定されていた。これを変更し、圧縮機の最小吐出容量を、ゼロよりも若干大きいゼロ近傍の容量とすること。この場合においても、最小吐出容量状態にある圧縮機ではピストン３０のストロークが小さく、クランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力との間に生じる差が小さくなる。従って、例えば、クランク室１５の圧力調節のみによる容量制御では、最小吐出容量状態からの離脱を速やかに行い得ない。しかし、このような構成に本発明を適用し、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱を流体圧アクチュエータ１８によって行うようにすることで、該離脱を速やかに行うことができる。
【００６６】
○上記実施形態において第２制御弁ＣＶ２の導入口５８ｂは、導入通路８５を介してクランク室１５に連通されていた。これを変更し、第２制御弁ＣＶ２の導入口５８ｂを、導入通路８５を介して吸入室３１に連通すること。
【００６７】
○上記実施形態において第１制御弁ＣＶ１は、第１給気通路３８の開度調節によりクランク室１５の圧力を調節する、所謂入れ側制御弁であった。これを変更し、第１制御弁ＣＶ１を、第１給気通路３８ではなく抽気通路３７の開度調節によりクランク室１５の圧力を調節する、所謂抜き側制御弁としても良い。
【００６８】
○上記実施形態においては、第２制御弁ＣＶ２が第２給気通路３９を全開とすることで圧縮機の吐出容量が最小化されるとともに、第２制御弁ＣＶ２が第２の抽気通路を全閉とすることで、第１制御弁ＣＶ１による圧縮機の吐出容量制御が行われる構成であった。
【００６９】
これを変更し、第２給気通路３９を削除するとともに、クランク室１５と吸入室３１とを接続する第２の抽気通路を設け、該第２の抽気通路上に第２制御弁ＣＶ２を配設すること。この場合、第２制御弁ＣＶ２が第２の抽気通路を全閉状態とすることで圧縮機の吐出容量が最小化されるとともに、第２制御弁ＣＶ２が第２の抽気通路を全開状態とすることで、第１制御弁ＣＶ１による圧縮機の吐出容量制御が行われることとなる。
【００７０】
○上記実施形態において第１制御弁ＣＶ１は、吸入室３１の圧力（吸入圧）を所定の目標値（設定吸入圧という）に維持すべく動作して、圧縮機の吐出容量を変更するようになっている。しかし、第１制御弁ＣＶ１は、単一の設定吸入圧しか持っていない内部制御弁であるため、細やかな空調制御要求には対応できない。従って、上記実施形態において第２制御弁ＣＶ２を削除するとともに、第１制御弁ＣＶ１を、外部からの電気制御によって設定吸入圧を変更可能な設定吸入圧可変型制御弁に変更すること。
【００７１】
前記設定吸入圧可変型制御弁は、例えば、内部制御弁（第１制御弁ＣＶ１）に対して電気的に付勢力調節可能な電磁アクチュエータを付加し、内部制御弁の設定吸入圧を決めている感圧部材（例えばダイヤフラム）に作用する機械的バネ力を外部制御によって増減変更することにより、設定吸入圧の変更を実現するものである。本態様の場合、設定吸入圧可変型制御弁を、容量制御用ピストンが作動連結される電磁弁として把握することができる。
【００７２】
○上記実施形態において第１制御弁ＣＶ１を削除すること。この場合、圧縮機の吐出容量は、第２制御弁ＣＶ２のオン状態による最大吐出容量と、該第２制御弁ＣＶ２のオフ状態による最小吐出容量とに切り換えられる。本態様においても上記実施形態と同様に、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱は、第２制御弁ＣＶ２のスイッチングにより行われる。
【００７３】
○上記実施形態において第１制御弁ＣＶ１を削除するとともに、第２制御弁ＣＶ２をＰＷＭ制御することで、該第２制御弁ＣＶ２をデューティー比に応じた任意の開度に変更可能とすること。この場合、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱は、例えば第２制御弁ＣＶ２を駆動するデューティー比を５０％に固定するとともに、駆動周波数を、通常の容量制御時（最小吐出容量状態からの離脱以外の容量制御時）よりも低めに変更することで、プランジャ６１を実質的に（冷媒ガスの圧縮可能に）往復動させるようにしてもよい。
【００７４】
○上記実施形態においては、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させるための専用の流体圧アクチュエータ１８が備えられていた。これを変更し、上記実施形態から流体圧アクチュエータ１８を削除するとともに、第２制御弁ＣＶ２の導出室８２を、導出通路８４を介して圧縮室２６に接続すること。この場合、最小吐出容量状態にある圧縮機の圧縮室２６に対して、導出室８２から高圧冷媒ガスが供給されることで、斜板２２にはピストン３０を介して傾斜角度が増大する方向の付勢力が付与されることとなる。
【００７５】
つまり、本態様においては、前記圧縮室２６及びピストン３０等が流体圧アクチュエータを兼ねており、特に圧縮室２６をこの流体圧アクチュエータの制御圧室として把握することができる。専用の流体圧アクチュエータを備えなくともよいことは、容量制御装置の構成の簡素化につながる。
【００７６】
○本発明を、ワッブル式の容量可変型圧縮機に用いられる容量制御装置において具体化すること。
○本発明を、冷凍サイクル以外に用いられる容量可変型圧縮機の容量制御装置において具体化すること。
【００７７】
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（１）前記流体圧アクチュエータ制御手段は、前記容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる場合には、前記電磁弁を所定時間の間スイッチングすることで、前記容量制御用ピストンを繰り返し往復動させて前記制御圧室の圧力を変更する請求項１〜６のいずれか一項に記載の容量制御装置。
【００７８】
（２）前記電磁弁は、前記クランク室と前記容量可変型圧縮機の吐出圧力領域とを接続する給気通路（上記実施形態においては第２給気通路３９に具体化されている）上、又は前記クランク室と前記容量可変型圧縮機の吸入圧力領域とを接続する抽気通路上に配設されている請求項１〜６のいずれか一項又は技術的思想（１）に記載の容量制御装置。
【００７９】
（３）前記圧縮用ピストンはシリンダブロックに形成されたシリンダボアに収容されて圧縮室を区画し、前記圧縮用ピストン及び前記圧縮室が流体圧アクチュエータを兼ねており、前記圧縮室が前記流体圧アクチュエータの制御圧室をなしている請求項１〜６のいずれか一項又は技術的思想（１）或いは（２）に記載の容量制御装置。
【００８０】
【発明の効果】
上記構成の本発明の容量制御装置によれば、構成の複雑化を抑制しつつ、クランク室の圧力調節による容量制御に頼らなくとも容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の容量制御装置を備えた容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。
【図２】容量制御装置を説明する要部拡大断面図。
【図３】エアコンＥＣＵによる第２制御弁の制御を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
１５…クランク室、１６…駆動軸、１８…流体圧アクチュエータ、２２…カムプレートとしての斜板、３０…圧縮用ピストンとしてのピストン、５１…バルブハウジング、５３ａ…電磁弁の弁体としての弁体部、５７…電磁アクチュエータ、６０…収容室、６１…容量制御用ピストンを兼ねる第２制御弁のプランジャ（可動鉄心）、６９…流体圧アクチュエータの制御圧室、７１…流体圧アクチュエータ制御手段としてのエアコンＥＣＵ、８０…容量制御用室、ＣＶ２…電磁弁としての第２制御弁、Ｅ…エンジン、ＰＴ…動力伝達機構。

Claims (6)

1. 駆動軸には、クランク室に収容されたカムプレートが一体回転可能でかつ傾動可能に連結され、前記カムプレートには圧縮用ピストンが連結されており、前記駆動軸の回転運動が前記カムプレートを介して前記圧縮用ピストンの往復運動に変換されてガスの圧縮が行われるとともに、前記駆動軸に対する前記カムプレートの傾斜角度を、電磁弁の弁開度調節による前記クランク室の圧力調節によって変更することで吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機において、
   前記電磁弁に作動連結された容量制御用ピストンと、該容量制御用ピストンの往復動により体積変化することで作動流体の吸入及び吐出を行う容量制御用室と、該容量制御用室に制御圧室が接続され、該制御圧室の圧力の変更により、傾斜角度が増大する方向に前記カムプレートを傾動させることが可能な流体圧アクチュエータと、前記容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる場合には、前記電磁弁の電磁力を変更することで前記容量制御用ピストンを往復動させて前記制御圧室の圧力を変更する流体圧アクチュエータ制御手段とからなることを特徴とする容量制御装置。
2. 前記容量制御用ピストン及び前記容量制御用室は、前記電磁弁のバルブハウジング内に配設されている請求項１に記載の容量制御装置。
3. 前記電磁弁は、弁開度調節を行う弁体と、該弁体に作動連結された電磁アクチュエータとからなり、該電磁アクチュエータの可動鉄心が前記容量制御用ピストンを兼ねるとともに、前記電磁アクチュエータにおいて前記可動鉄心を移動可能に収容する収容室の一部には、前記可動鉄心によって前記容量制御用室が区画されている請求項２に記載の容量制御装置。
4. 前記流体圧アクチュエータの前記作動流体として、前記容量可変型圧縮機が取り扱うガスが用いられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の容量制御装置。
5. 前記容量可変型圧縮機の最小吐出容量はゼロに設定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の容量制御装置。
6. 前記容量可変型圧縮機は車両の冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機であって、該容量可変型圧縮機は車両のエンジンを駆動源とし、該エンジンと前記容量可変型圧縮機との間の動力伝達機構は、常時伝達型のクラッチレス機構よりなっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の容量制御装置。

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