JP2508082B2 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は車両空調用等に使用される可変容量圧縮機
に係わり、特に、吸入室と吐出室とクランク室とを備
え、ピストンの背面に作用するクランク室圧力とピスト
ンの前面に作用する圧縮室内の吸入室圧力との差圧に応
じてピストンストロークが変更され揺動傾斜板の傾斜角
が変化して、圧縮容量を制御するようにした角度可変揺
動傾斜板型の圧縮機に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の可変容量圧縮機として、第６図及び第
７図に示すような構成のものが知られている。この圧縮
機においては、吐出室５とクランク室７を連通する給気
通路20の途中に電磁弁19を設け、この電磁弁19が開放さ
れて、吐出室５からクランク室７へ高圧の冷媒ガスが供
給されると、ピストン11の背面に作用するクランク室７
の圧力Pcと、ピストン11の前端面に作用する圧縮室内の
吸入圧力Psとの差圧Δｐが増大して、ピストン11のスト
ロークが小さくなり、揺動傾斜板17の傾斜角が小さくな
って、圧縮容量が減少するように構成されている。

又、前記電磁弁19が閉鎖されると前記差圧Δｐが減少
してピストン11のストロークが増大し、容量が増大する
ようになっている。

さらに、前記圧縮室からシリンダ室10の内周面とピス
トン11の外周面との間の細隙を介してクランク室７へブ
ローバイされた高圧の冷媒ガスは同クランク室７と吸入
室４を連通する絞り量固定の抽気通路25によりリークさ
れるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、この従来の可変容量圧縮機においては、前
記電磁弁19を開放させてクランク室７内の圧力を上昇さ
せて圧縮容量Ｖを最小にした場合、抽気通路25が絞り量
不変のため、第８図に示すように運転時間t1経過後にク
ランク室７内の圧力Pcが設定クランク室圧力Poを越えて
必要以上に上昇する。この結果、前記電磁弁19を閉鎖し
ても、必要以上に上昇した分だけクランク室７の圧力を
低下させる時間（t3−t2）が必要となり、圧縮容量Ｖの
増大時期も遅れ、容量制御の応答性が低下するという問
題があった。

又、圧縮機が長時間運転されていると、圧縮室からシ
リンダ室10の内周面とピストン11の外周面との間の細隙
を介してクランク室７へブローバイされる冷媒ガスによ
りクランク室圧力Pcが設定圧力Poを越えることもある
が、この場合にも前述した容量制御の応答性が低下する
という問題が生じる。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記のような問題点に着目してなされたも
のであって、吸入室と吐出室及びクランク室とを備え、
ピストンの背面に作用するクランク室圧力とピストンの
前面に作用する圧縮室内の吸入室圧力との差圧に応じて
揺動傾斜板の傾斜角が変化して、圧縮容量を制御するよ
うにした可変容量圧縮機において、 吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、 その給気通路を開閉するための開閉弁と、 前記吸入室とクランク室とを常時連通する絞り量固定
の抽気通路と、 前記吸入室とクランク室とを連通する絞り量可変の抽
気通路と、 前記絞り量可変の抽気通路に設けられ、かつクランク
室の圧力が設定値以上に上昇した場合に同抽気通路を開
放し、前記設定値以下では抽気通路を閉鎖する制御弁
と、 前記制御弁を閉鎖位置に付勢する付勢部材とにより構
成するという手段を採っている。

（作用） 本発明は前記手段を採ったことにより、次のように作
用する。

給気通路の開閉弁が開放されて吐出室からクランク室
へ高圧の冷媒ガスが供給されると、ピストンの背面に作
用するクランク室の圧力と前面に作用する圧縮室の吸入
圧力との差圧が増大して、圧縮容量が減少する。このと
き、クランク室の圧力が設定値以上になると、絞り量可
変の抽気通路の制御弁が付勢部材の弾性力に抗して開放
され、クランク室の圧力が前記設定値を越えて必要以上
に上昇するのが抑制される。この結果、前記開閉弁が閉
鎖された場合にクランク室の圧力が前記設定値から低下
を開始するので、圧縮機の容量が迅速に増大される。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例の構成を第１図
〜第４図に従って説明する。

第１図に示すようにシリンダブロック１の右端面には
弁板２を介してリヤハウジング３が適宜締付手段にて接
合固定されている。そのリヤハウジング３内の外周部に
は環状の吸入室４が、又、前記リヤハウジング３内の中
央部には吐出室５がそれぞれ区画形成され、図示しない
吸入口及び吐出口により外部冷媒回路と連通されてい
る。

前記シリンダブロック１の左端面にはフロントハウジ
ング６が接合固定され、その内部にはクランク室７が形
成されている。シリンダブロック１とフロントハウジン
グ６には駆動軸８が一対の軸受9,9により回転可能に支
持されている。

前記シリンダブロック１には、その両端間を貫通して
複数（一つのみ図示）のシリンダ室10が駆動軸８と平行
に形成されている。各シリンダ室10内にはピストン11が
往復摺動可能に装着され、その左端面にはピストンロッ
ド12が連節されている。

前記弁板２には、吸入室４から前記各シリンダ室10の
圧縮室内に冷媒ガスを導入するための吸入弁機構13がそ
れぞれ形成されている。同じく弁板２には各シリンダ室
10の圧縮室内で圧縮された冷媒ガスを吐出室５に導出す
るための吐出弁機構14が設けられている。

前記駆動軸８には回転体15が嵌合固定され、該回転体
15には連結ピン16により揺動傾斜板17が傾斜可能に連結
され、定位置に横架された案内ロッド18により回転が規
制されている。又、揺動傾斜板17には前記各ピストンロ
ッド12の左端部がそれぞれ連節され、駆動軸８の回転に
より回転体15が回転されて、揺動傾斜板17が傾動された
とき、ピストンロッド12を介してピストン11が往復動さ
れるようになっている。そして、ピストン11の背面に作
用するクランク室７のクランク室圧力Pcと、ピストンの
前面に作用する圧縮室内の吸入圧力Psとの差圧Δｐに応
じてピストンストロークが変わって前記揺動傾斜板17の
傾斜角が変化し、圧縮容量が制御されるようになってい
る。

前記リヤハウジング３の外側壁には、膨出部3aが一体
形成され、同膨出部3aに形成された弁室3bには開閉弁と
しての電磁弁19が収納されている。この電磁弁19は前記
膨出部3a、弁板２及びシリンダブロック１に形成され、
かつ吐出室５からクランク室７へ高圧の冷媒ガスを供給
するための給気通路20を開閉制御するようになってい
る。前記電磁弁19は前記弁収容室3b内に設けられ、かつ
中央部に弁孔21aを透設した弁座21と、同じく弁収容室3
bの底部に嵌合固定された弁ケーシング22の挿通孔22aに
対し往復動可能に、かつ前記弁座21に対しコイルバネ23
により常には閉鎖位置に付勢保持される磁性体よりなる
弁体24と、この弁体24を前記コイルバネ23の弾性力に抗
して開放位置に移動し得る電磁コイルＣとにより構成さ
れている。

前記シリンダブロック１と弁板２には、前記クランク
室７と吸入室４とを連通するための絞り量固定の抽気通
路25が横方向に貫通して設けられ、これにより圧縮機の
運転中にシリンダ室10の圧縮室内からシリンダ室10の内
周面とピストン11の外周面との間の細隙を介してクラン
ク室７内にブローバイされる冷媒ガスが、吸入室４内に
還元されて、クランク室圧力の異常上昇が抑制されるよ
うになっている。

以上述べた構成は従来の可変容量圧縮機と同様の構成
である。

次に、本発明の要部について述べると、前記シリンダ
ブロック１には前記絞り量固定の抽気通路25と並行して
絞り量可変の第１抽気通路26及び第２抽気通路27が形成
され、その途中には両抽気通路26,27の開度を制御する
ための制御弁としてのスプール弁28がシリンダブロック
１に形成したスプール室1a内に往復動可能に収容され、
コイルバネ29により常には閉鎖位置に付勢保持されてい
る。又、前記シリンダブロック１のクランク室７側の壁
面には前記スプール弁28を閉鎖位置に規制するためのス
トッパ30が止着されている。

さらに、前記スプール室1aの底部はシリンダブロック
１に形成した通路1bにより吸入室４と連通され、前記ス
プール弁28のクランク室７側端面に作用するクランク室
７の圧力Pcと、スプール弁28の他端面に作用するコイル
バネ29の弾性力に通路1bを経て作用する吸入室４の圧力
Psを加えた合力との差圧により開閉動作されるようにし
ている。

次に、前記のように構成された可変容量圧縮機につい
て作用を説明する。

さて、この圧縮機の停止時には、電磁弁19が閉鎖さ
れ、一方、クランク室７のクランク室圧力Pc、吸入室４
内の吸入圧力Ps及び吐出室５内の吐出圧力Pdがほぼ同一
圧力となっていて、スプール弁28がコイルバネ29により
絞り量可変の第１抽気通路26及び第２抽気通路27を閉鎖
する位置に付勢保持されている。この状態でエンジンの
動力により駆動軸８が回転されると、回転体15及び連結
ピン16を介して揺動傾斜板17が回転規制状態で傾斜され
る。それにより、ピストンロッド12を介して各ピストン
11が往復動され、吸入室４から吸入弁機構13を介してシ
リンダ室10の圧縮室内に吸入される冷媒ガスが、圧縮室
内で圧縮された後、吐出弁機構14を介して吐出室５内に
圧送される。

一方、クランク室７内にはシリンダ室10の圧縮室から
そのシリンダ室10の内周面とピストン11の外周面との間
の細隙を介して冷媒ガスがブローバイされるが、これは
クランク室７から絞り量固定の抽気通路25を介して吸入
室４内に常時還元される。

そして、圧縮機の起動初期において、冷房しようとす
る車両室内の温度が高くて冷房負荷が大きい場合には、
クランク室圧力Pcが吸入圧力Psよりも若干高くて、その
差圧Δｐが設定値よりも小さい状態に保たれ、ピストン
11が最大ストロークにて往復動されて揺動傾斜板17の傾
斜角の大きい状態で圧縮容量Ｖが最大の運転が行われ
る。（第４図参照） このように圧縮機の運転が行われ、車両室内の温度が
低下して冷房負荷が小さくなると、前記電磁弁19が開放
されて、吐出室５からクランク室７へ高圧の冷媒ガスが
供給され、圧縮容量Ｖが減少される。このとき、第４図
に示すように圧縮機の運転時間の経過とともに、クラン
ク室圧力Pcが上昇し、このクランク室圧力Pcが時間t1後
に設定圧力Poになると、スプール弁28がコイルバネ29の
付勢力に抗して第１及び第２の抽気通路26,27を開放す
る方向に移動され、クランク室７から吸入室４へリーク
される冷媒ガスの量が多くなり、クランク室７の圧力が
前記設定圧力Poを越えて上昇することはない。この結
果、運転時間t2経過後に前記電磁弁19を閉鎖して、クラ
ンク室７の圧力Pcを低下させる場合に、クランク室７の
圧力が設定圧力Po以下に直ちに移行され、圧縮容量Ｖが
増加され、その応答性が向上する。

又、電磁弁19の開閉と無関係に、大容量で長時間の運
転により圧縮室からクランク室７へブローバイされる冷
媒ガスによりクランク室圧力Pcが上昇しても前記設定圧
力Po以上になることはないので、容量ダウンする場合の
応答性が良い。

なお、本発明は次のように具体化することも可能であ
る。

（１）第５図に示すようにスプール弁28に代えて球状の
弁体31を使用すること。

（２）第１及び第２の抽気通路26,27を一つ又は三つ以
上にすること。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は容量制御用の開閉弁
が開放されて吐出室から給気通路を経てクランク室へ冷
媒ガスが供給されクランク室圧力が上昇した場合に、ク
ランク室圧力が設定圧力以上に上昇するのを抑制して、
次に、開閉弁を閉鎖してクランク室圧力を低下し容量を
増大させる時間を速くし、容量制御の応答性を向上する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す圧縮機の
中央部縦断面図、第２図は開閉弁と絞り量固定の抽気通
路、可変の抽気通路、吐出室、クランク室及び吸入室と
の関係を示す可変抽気通路閉鎖状態の略体回路図、第３
図は同じく絞り量可変抽気通路の開放状態を示す略体回
路図、第４図は本発明の作用を示すグラフ、第５図は本
発明の別例を示す部分断面図、第６図は従来の揺動傾斜
板式圧縮機の中央部縦断面図、第７図は開閉弁と絞り量
固定の抽気通路と吐出室、クランク室及び吸入室との関
係を示す略体回路図、第８図は従来の圧縮機の作用を説
明するためのグラフである。 シリンダブロック１、リヤハウジング３、吸入室４、
吐出室５、フロントハウジング６、クランク室７、駆動
軸８、ピストン11、揺動傾斜板17、開閉弁としての電磁
弁19、給気通路20、絞り量固定の抽気通路25、絞り量可
変の第１抽気通路26、第２抽気通路27、制御弁としての
スプール弁28、付勢部材としてのコイルバネ29。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入室と吐出室及びクランク室とを備え、
   ピストンの背面に作用するクランク室圧力とピストンの
   前面に作用する圧縮室内の吸入室圧力との差圧に応じて
   揺動傾斜板の傾斜角が変化して、圧縮容量を制御するよ
   うにした可変容量圧縮機において、 吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、 その給気通路を開閉するための開閉弁と、 前記吸入室とクランク室とを常時連通する絞り量固定の
   抽気通路と、 前記吸入室とクランク室とを連通する絞り量可変の抽気
   通路と、 前記絞り量可変の抽気通路に設けられ、かつクランク室
   の圧力が設定値以上に上昇した場合に同抽気通路を開放
   し、前記設定値以下では抽気通路を閉鎖する制御弁と、 前記制御弁を閉鎖位置に付勢する付勢部材とよりなる可
   変容量圧縮機。
2. 【請求項２】前記絞り量可変の抽気通路には制御弁とし
   てのスプール弁が収容され、付勢部材としてのコイルバ
   ネにより閉鎖位置に付勢保持されている特許請求の範囲
   第１項記載の可変容量圧縮機。