JP2567549Y2

JP2567549Y2 - 容量可変斜板式コンプレッサ

Info

Publication number: JP2567549Y2
Application number: JP1991057013U
Authority: JP
Inventors: 敏夫名城; 豊和会田; 浩康灘本
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2006-07-23
Also published as: JPH0510788U; US5240385A

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、高速回転時等の制御性
を向上させた容量可変斜板式コンプレッサの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車用空気調和装置に使用され
るコンプレッサには、第２図に示すような、容量可変斜
板式コンプレッサが提案されている（例えば、実開昭６
４−５６，５７７号公報、実開平１−１６０，１７９号
公報等参照）。容量可変斜板式コンプレッサ３は、シリ
ンダ２５における圧縮室内容積を、このコンプレッサ３
に帰還する冷媒の吸込圧に応じて変化させて、該コンプ
レッサ３の吐出冷媒量を調節し、このコンプレッサ３の
吸入圧が一定になるようにしたものである。

【０００３】このように吸入圧を一定にすると、ある程
度エバポレータの出口における冷媒圧力（すなわち、エ
バポレータにおける冷媒の蒸発圧力）が一定になり、い
わゆる低負荷時のエバポレータ凍結を避けることがで
き、また、コンプレッサが熱負荷に応じた吐出量とな
り、従来から行なわれていたマグネットクラッチによる
コンプレッサのオン、オフを可及的に減少することがで
き、このコンプレッサのオン、オフによる吹き出し空気
の急激な温度変化及びエンジン回転の急激なトルク変化
がなくなり、運転時の快適性を向上させることもでき
る。容量可変斜板式コンプレッサ３は、エンジンにより
ベルト、プーリ２及びマグネットクラッチ２a を介して
回転駆動される駆動軸１１を有している。駆動軸１１に
は、駆動棒１１a が駆動軸１１と直角方向に突設され、
クランク室１２内で駆動軸１１と共に回転するようなっ
ている。駆動棒１１a にはピン１１b を支点として駆動
斜板１３が駆動軸１１に対して傾斜して揺動し得るよう
に連結され、駆動軸１１の回転力が駆動棒１１a 及びピ
ン１１b を介して駆動斜板１３に伝達するようになって
いる。この駆動斜板１３には、スラスト軸受１４及びラ
ジアル軸受１５を介して、非回転のソケットプレート１
６を摺動自在に取付けてある。ソケットプレート１６
は、クランク室１２の胴部ケーシング１７に固定された
案内ピン１８に対して滑動自在に連結されたシュー１９
を有し、このシュー１９により回転が防止され、軸線方
向の往復動が許容されている。ソケットプレート１６に
は、複数のピストンロッド２２が円周方向等間隔に取付
けられており、このピストンロッド２２の他端にはピス
トン２３が連結されている。

【０００４】そして駆動斜板１３の回転により、ソケッ
トプレート１６がいわゆるみそすり的動作をして軸線方
向に往復動することになり、これによりピストンロッド
２２を介してピストン２３が往復動される。ここに、ピ
ストン２３が嵌挿されたシリンダ２５のピストン２３の
前面側部分は圧縮室となり、背面側部分は前記クランク
室１２と連通している。シリンダヘッド３０には吸入ポ
ート２９及び吐出ポート３３が設けられ、この吸入ポー
ト２９には、エバポレータからの帰環冷媒が流入し、こ
の冷媒はバルブプレート２０に開設された吸入口２７を
閉鎖する吸入弁３４の閉鎖弾発力に抗してシリンダボア
２６内に形成される圧縮室に流入するようになってい
る。また、この冷媒はシリンダヘッド３０に形成された
前記吸入ポート２９と連通状態の吸入側圧力室３２を経
た後、第１連通路Ｒ1 を通って前記ベローズ室６４内に
導かれるようになっている。一方、吐出ポート３３に
は、圧縮された冷媒が流出し、バルブプレート２０に開
設された吐出口２８から吐出された冷媒をコンデンサに
送り込む配管（いずれも図示せず）が連通されている
が、この吐出ポート３３から流出した冷媒の一部はさら
に後述のバルブ室Ｖ内に形成された吐出側圧力室３５に
も流入するようになっている。

【０００５】吸入側圧力室３２と吐出側圧力室３５との
間には、前記シリンダヘッド３０に開設されたバルブ室
Ｖが設けられ、このバルブ室Ｖ内にコントロールバルブ
Ｃvのバルブケースｈが設けられている。このコントロ
ールバルブＣv は、シリンダ２５の吸入ポート２９に帰
還する冷媒の圧力に応じて作動するものである。つま
り、該コントロールバルブＣv は、帰還する冷媒の圧力
が低圧ならば第１弁口４０を閉止し、第２弁口４７を開
放する方向に移動し、高圧ならば第１弁口４０を開放
し、第２弁口４７を閉止する方向に移動するもので、下
部に第１制御弁３６を、頂部に第２制御弁３９を有し、
第１制御弁３６は、吸入側圧力室３２の内部圧力に応じ
て伸縮するベローズ３７と、このベローズ３７内に設け
られたばね３８との力の均衡により第１弁口４０の開度
を調整する。

【０００６】また、第１制御弁３６には作動ロッド４６
が設けられ、作動ロッド４６により両制御弁３６，３９
は連動し、前述のように第１制御弁３６が第１弁口４０
の開度を大きくする場合には、この第２制御弁３９は、
第２弁口４７の開度を小さくするように作動する。した
がって、冷房サイクルにおける熱負荷が小さい場合に
は、帰環冷媒の圧力は、十分なスーパーヒート量が得ら
れず、低圧で帰還するため、吸入側圧力室３２内の圧力
（以下吸入圧Ｐs ）が低くなり、ベローズ３７は上方に
伸び、第２弁口４７を大きく開き、吐出口２８から圧縮
工程にあるピストン２３によって圧縮された圧縮冷媒
（以下吐出圧Ｐd ）の一部を、この第２弁口４７より第
２連通路Ｒ2 （通路６２，通路６３，通路４８，中心孔
４４，中心通路４５等の総称）、つまり通路６２→通路
６３→通路４８→中心孔４４→中心通路４５を通ってク
ランク室１２に導入し、このクランク室１２の内部圧力
（以下クランク室圧Ｐc ）を高めることになる。

【０００７】これにより、ソケットプレート１６の傾斜
角は複数のピストン２３に対して加わる前後の圧力バラ
ンスによってコントロールされる。つまり、クランク室
１２内の圧力Ｐc が吸入側の圧力より大きくなると、複
数のピストン２３の背面に加わる力の合成力は、ソケッ
トプレート１６にピン１１b を中心とするモーメントと
して働き、ソケットプレート１６の傾斜角度を減少させ
るにように作用する。このため、吸入工程にあるピスト
ン２３は、充分に大きなストロークとなるように後退で
きず、次に圧縮工程に入るときに僅かな圧縮ストローク
しかとることができない。これにより冷媒の圧縮量は少
なくなり、冷房サイクル内を循環する冷媒流量が減少
し、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量となる。冷媒量の
減少により、コンプレッサ３の吸入圧Ｐs が次第に上昇
し、結果的に一定な吸入圧Ｐs に保たれる。また、クラ
ンク室１２に流入する前記圧縮冷媒中には潤滑油が含有
されており、この潤滑油は、駆動軸１１に穿設された中
心通路４５の開口部４５ｂから駆動斜板１３とソケット
プレートの摺動面１５ａであるラジアル軸受１５に供給
される。

【０００８】冷房サイクルにおける熱負荷が大きい場合
には、吸入圧Ｐs が高くなり、ベローズ３７が縮少して
第１制御弁３６が下方に移動し、第１弁口４０の開度を
大きくし、第２弁口４７の開度を小さくする。したがっ
て、高圧の吐出圧Ｐd はクランク室１２内に導入され
ず、吸入圧Ｐs がクランク室１２内の圧力Ｐc より小さ
いと、クランク室１２内の冷媒が、第３連通路Ｒ3 （シ
リンダ通路６１，通路４１等の総称）、つまりシリンダ
通路６１→通路４１→第１弁口４０→ベローズ室６４を
通って吸入ポート２９中に流れ、これによりクランク室
圧Ｐc と吸入圧力Ｐs がほぼ等しくなる。

【０００９】このため、前述したモーメントの作用によ
りソケットプレート１６及び駆動傾斜板１３が駆動軸１
１に対して最大に傾斜することになり、ピストン２３の
往復動ストロークが長くなる。この状態で圧縮を行なう
と、吐出冷媒量は増大し、高い熱負荷に応じた適正な冷
媒流量となり、コンプレッサ３の吸入圧力Ｐs が次第に
下降し、その結果一定の吸入圧力Ｐs に保たれることに
なる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来の容量可
変斜板式コンプレッサ３では、コントロールバルブＣv
のベローズ３７の周囲が感圧領域となるとともに冷媒流
通通路の一部ともなっている。したがって、例えば、前
述した冷房サイクルにおける熱負荷が大きい場合のよう
に、クランク室１２内の冷媒が、前記第３連通路Ｒ3 を
通って流れると、ベローズ３７に対し冷媒の動圧が作用
し、実際の吸入圧Ｐs とベローズ３７が感知する吸入圧
Ｐs ´の間に圧力差を生じ、Ｐs ´＞Ｐs という状態が
生じる。このような状態となると、ベローズ３７は、熱
負荷が大きい場合と同様に、前述したモーメントの作用
によりソケットプレート１６及び駆動傾斜板１３の駆動
軸１１に対する傾斜状態を変化させることになり、ピス
トン２３の往復動ストロークは長くなり、結果的にコン
プレッサ３の吸入圧力Ｐs はさらに下降することにな
る。また、容量可変斜板式コンプレッサが高速回転して
いるときほど、クランク室１２内のクランク室圧Ｐc は
高くし、ピストン２３の往復動ストロークを短くする必
要があるが、この場合には、ベローズ３７の周囲を流れ
る冷媒量も増大し、さらに前述した圧力差が大きくな
り、吸入圧Ｐs ´の低下が損なわれ、容量制御性が低下
することになる。

【００１１】本考案は、上記従来技術の欠点乃至問題点
に鑑みてなされたものであり、容量可変斜板式コンプレ
ッサにおけるベローズの周囲を冷媒が流れないように
し、ベローズが真の冷媒圧力を感知し、容量可変斜板式
コンプレッサの容量制御性を高めることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本考案は、帰還冷媒の圧力を感知し、この圧力ケ
ーシング内のバルブ室に取付けられたバルブケースと、
該バルブケース内に形成したベローズ室と、このベロー
ズ室と吸入ポートとを連通する第１連通路と、第１連通
路を介して導入された前記帰還冷媒の圧力により伸縮す
るベローズと、ベローズの伸縮により弁口の開度を制御
する制御弁と、前記弁口を介してピストンにより圧縮さ
れた冷媒が導入される吐出ポートと前記クランク室内と
を連通する第２連通路と、帰還冷媒の圧力を前記クラン
ク室内に導く第３連通路とを有するコントロールバルブ
を備え、該コントロールバルブのベローズにより帰還冷
媒の圧力を感知し、この圧力に応じてクランク室内の圧
力を変化させてピストンのストロークを調整し、吐出さ
れる冷媒量を調節するようにしてなる容量可変斜板式コ
ンプレッサにおいて、前記第３連通路を流れる冷媒が前
記ベローズの周辺を流通しないようにしたことを特徴と
する容量可変斜板式コンプレッサである。前記第３連通
路は、クランク室を貫通して伸延された取付けボルトの
ボルト挿通孔と前記吸入ポートとを連通するように構成
したものであってもよい。

【００１３】

【作用】本考案にあっては、冷房サイクルにおける熱負
荷が小さい場合には、吸入圧Ｐs の低い帰環冷媒が、吸
入ポートよりベローズ室に入り、ベローズは上方に伸び
制御弁を開き、ピストンによって圧縮された高い吐出圧
Ｐd の冷媒の一部を、第２連通路よりクランク室１２に
導入し、クランク室圧Ｐc を高くする。これにより吸入
工程にあるピストン２３は、充分に大きなストロークと
なるように後退できず、圧縮ストロークが小さくなり、
冷媒の圧縮量は少なく、低い熱負荷に応じた適正な冷媒
量となる。次に、冷房サイクルにおける熱負荷が大きい
場合には、吸入圧Ｐs の高い帰環冷媒が、吸入ポートよ
りベローズ室に入り、ベローズは縮少し、制御弁の開度
を閉じる。これにより、ピストンによって圧縮された高
い吐出圧Ｐd の冷媒は、クランク室に導入されることは
ない。この場合、比較的高圧の吸入圧Ｐs はサブ連通路
を通ってクランク室内に導入されることになるので、ベ
ローズの周囲には冷媒は流れず、ベローズは正確に冷媒
の圧力によって作動し、クランク室内の圧力Ｐc との差
圧がなくなる。これにより、モーメントの作用により駆
動傾斜板等が駆動軸に対して傾斜し、ピストンの往復動
ストロークが長くなる。この状態で圧縮すれば、吐出冷
媒量は増大し、高い熱負荷に応じた適正な冷媒流量とな
り、コンプレッサ３の吸入圧Ｐs が次第に下降し、その
結果一定の吸入圧Ｐs に保たれることになる。特に、容
量可変斜板式コンプレッサが高速回転しているときほ
ど、クランク室圧Ｐc を高くし、ピストンの往復動スト
ロークを短くする必要があるが、この場合にベローズの
周囲を流れる冷媒の動圧によりベローズが変位し、吸入
圧が必要以上に低下するという事態はなくなり、容量制
御性が向上することになる。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。第１図は、本考案の実施例に係る容量可変斜板
式コンプレッサを示す断面図であり、第２図に示すもの
と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略
する。本実施例の容量可変斜板式コンプレッサの、帰還
冷媒の吸入圧Ｐs を感知するコントロールバルブＣｖ
は、ケーシング１７の一部であるシリンダヘッド３０に
開設されたバルブ室Ｖ内に設けられている。このコント
ロールバルブＣｖは、バルブ室Ｖ内に螺着されたバルブ
ケースｈを有し、バルブケースｈ内に形成されたベロー
ズ室６４の下部には、第１連通路Ｒ1 が開設され、この
第１連通路Ｒ1 を介して吸入側圧力室３２、即ち吸入ポ
ート２９と連通されている。ベローズ室６４内には、吸
入側圧力室３２の内部圧力に応じて伸縮するベローズ３
７と、このベローズ３７内に設けられたばね３８とが設
けられている。

【００１５】バルブケースの上部には、圧縮された冷媒
が導入される吐出圧力室３５と連通された第２連通路Ｒ
2 の一端が連通され、第２連通路Ｒ2 の他端側は、前記
クランク室１２内と連通されている。この第２連通路Ｒ
2 の流路途上には、弁口４７が設けられ、該弁口４７
は、前記ベローズ３７の伸縮により作動棒４６を介して
作動される制御弁３９により弁口４７の開度が制御され
るようになっている。なお、作動棒４６は、バルブケー
スｈ内の中心孔７１により軸方向摺動可能に保持されて
いる。

【００１６】本実施例では、帰還冷媒の圧力Ｐs を前記
クランク室１２内に導く第３連通路Ｒ3 を形成するに当
り、図２に示す容量可変式コンプレッサのようにシリン
ダ通路６１等を用いて形成せず、前記ベローズ３７の周
辺を冷媒が流通しないような位置に設けている。この第
３連通路Ｒ3 は、冷媒がベローズ３７の周辺を流れず帰
還冷媒の圧力Ｐs を前記クランク室１２内に導くことが
できる通路であれば、どのような位置に形成してもよ
く、従来の容量可変式コンプレッサを流用する場合に
は、クランク室１２内とベローズ室６４とを連通するシ
リンダ通路６１等を適当な手段により閉塞し、冷媒がベ
ローズ室６４に流入しないようにする一方、帰還冷媒が
導入される吸入ポート２９とクランク室１２内とを適当
なサブ連通路Ｒs により連通してもよい。容量可変式コ
ンプレッサの構成を簡素化する上から好ましものとして
は、クランク室１２を貫通して伸延された取付けボルト
７２のボルト挿通孔７３を利用し、このボルト挿通孔７
３と前記吸入ポート２９とを連通するようにサブ連通路
Ｒs を開設することが望ましい。ここに、取付けボルト
７２は、複数本設けられ、胴体ケーシング１７、シリン
ダ２５、シリンダヘット３０等を相互に連結するための
ものであり、これらシリンダ２５等を貫通して設けられ
たボルト挿通孔７３内にある程度の隙間をもって挿通さ
れている。この隙間が帰還冷媒の圧力Ｐs をクランク室
１２内に導く第３連通路Ｒ3 の一部となる。

【００１７】次に、実施例の作用を説明する。冷房サイ
クルにおける熱負荷が小さい場合には、吸入圧Ｐs の低
い帰環冷媒が吸入ポート２９よりベローズ室６４に入
り、ベローズ３７はばね３８の力により上方に伸び、制
御弁３９が弁口４７を開く。これにより、ピストン２３
によって圧縮された高い吐出圧Ｐd の冷媒の一部が、吐
出ポート３３、弁口４７等を経て、第２連通路Ｒ2 より
クランク室１２に導入され、クランク室圧Ｐc を高め
る。この結果、吸入工程にあるピストン２３は、充分に
大きなストロークとなるように後退できず、圧縮ストロ
ークが小さくなり、冷媒の圧縮量は少なくなり、低い熱
負荷に応じた適正な冷媒量となる。この場合、図面から
も明らかなように、ベローズ室６４の容積は、小さく
（実際上、１ｃｍ3 程度）、これに対して吸入ポート２
９の容積は、極めて大きい（実際上、１００ｃｍ3 程
度）ので、従来のようにクランク室１２からベローズ室
６４を通って吸入ポート２９へと冷媒が流れる場合と、
直接吸入ポート２９に流入する場合とでは、冷媒がベロ
ーズ３７に与える影響は、明らかに後者の方が少ない。
また、クランク室１２に導入された高い吐出圧Ｐd の冷
媒が、ボルト挿通孔７３やサブ連通路Ｒs を通って吸入
ポート２９に漏れるが、この高い吐出圧Ｐd の冷媒は、
狭小なサブ連通路Ｒs を通って大きな吸入ポート２９に
流入することになり、このサブ連通路Ｒs から流出する
ときに、ある程度減圧される点、あるいは冷房サイクル
中を流れ吸入ポート２９に帰環してくる冷媒量に比しサ
ブ連通路Ｒs から流出する冷媒量は極めて少ない点から
しても、この吸入ポート２９に漏れ出た高い吐出圧Ｐd
の冷媒がベローズ室６４に入っても制御弁３９の作動に
影響することはない。

【００１８】冷房サイクルにおける熱負荷が大きい場合
には、吸入圧Ｐs の高い帰環冷媒が吸入ポート２９より
ベローズ室６４に入り、ベローズ３７はばね３８の力に
抗して縮少し、制御弁３９の開度を閉じる。これによ
り、ピストン２３によって圧縮された高い吐出圧Ｐd の
冷媒は、クランク室１２に導入されることはない。この
場合、高圧の吸入圧Ｐs はサブ連通路Ｒs を通ってクラ
ンク室１２内に導入されることになるので、ベローズ３
７の周囲には冷媒は流れず、ベローズ３７は正確に冷媒
の圧力によって作動することになり、クランク室１２内
の圧力Ｐcとの差圧がなくなる。これにより、モーメン
トの作用により駆動傾斜板１３等が駆動軸１に対して傾
斜し、ピストン２３の往復動ストロークが長くなる。こ
の状態で圧縮すれば、吐出冷媒量は増大し、高い熱負荷
に応じた適正な冷媒流量となり、コンプレッサ３の吸入
圧力Ｐs が次第に下降し、その結果一定の吸入圧力Ｐs
に保たれることになる。特に、容量可変斜板式コンプ
レッサが高速回転しているときほど、クランク室内のク
ランク室圧Ｐc は高くし、ピストンの往復動ストローク
を短くする必要があるが、この場合にベローズ３７の周
囲を流れる冷媒の動圧によりベローズ３７が変位し、吸
入圧が低下するという事態はなくなり、容量制御性が向
上することになる。

【００１９】本考案は、上述した実施例のみに限定され
るものではなく、実用新案登録請求の範囲の範囲内にお
いて種々改変することができる。例えば、第３連通路
は、流れる冷媒がベローズの周辺を流通せず、帰還冷媒
の圧力をクランク室内に導くようにしたものであれば、
どのような通路であってもよく、シリンダ通路を閉塞し
たり、ボルト挿通孔と前記吸入ポートとを連通するサブ
連通路のみに限定されるものではない。

【００２０】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、冷房サ
イクルにおける熱負荷が大きい場合のように容量可変式
コンプレッサを作動し、多量の冷媒を流通させなければ
ならないときに、ベローズの周囲に冷媒を流さないよう
にしているので、ベローズは正確に冷媒の圧力によって
作動し、熱負荷に応じた適正な冷媒流量となる。特に、
容量可変斜板式コンプレッサが高速回転しているときで
も、適正な冷媒流量となり、容量制御性が向上すること
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】は、従来の容量可変斜板式コンプレッサであ
る。

【符号の説明】

３…容量可変斜板式コンプレッサ、１１…駆動
軸、１２…クランク室、１３…駆動
斜板、１７…ケーシング、２３…ピス
トン、２９…吸入ポート、３３…吐出
ポート、３７…ベローズ、３９…制御
弁、４７…弁口、６１…シリ
ンダ通路、６４…ベローズ室、７２…取付
けボルト、７３…ボルト挿通孔、Ｃv …コン
トロールバルブ、Ｐｓ…帰還冷媒の圧力、Ｐｃ…クラ
ンク室内の圧力、Ｒ1 …第１連通路、Ｒ2 …第２
連通路、Ｒ3 …第３連通路、Ｒs …サブ
連通路。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケーシング(17)内のバルブ室(V) に取付
けられたバルブケース(h) と、該バルブケース(h) 内に
形成したベローズ室(64)と、このベローズ室(64)と吸入
ポート(29)とを連通する第１連通路(R1)と、第１連通路
(R1)を介して導入された前記帰還冷媒の圧力(Ps)により
伸縮するベローズ(37)と、ベローズ(37)の伸縮により弁
口(47)の開度を制御する制御弁(39)と、前記弁口(47)を
介してピストン(23)により圧縮された冷媒が導入される
吐出ポート(33)と前記クランク室(12)内とを連通する第
２連通路(R2)と、帰還冷媒の圧力(Ps)を前記クランク室
(12)内に導く第３連通路(R3)とを有するコントロールバ
ルブ(Cv)を備え、該コントロールバルブ(Cv)のベローズ
(37)により帰還冷媒の圧力(Ps)を感知し、この圧力(Ps)
に応じてクランク室(12)内の圧力(Pc)を変化させてピス
トン(23)のストロークを調整し、吐出される冷媒量を調
節するようにしてなる容量可変斜板式コンプレッサにお
いて、前記第３連通路(R3)を流れる冷媒が前記ベローズ
(37)の周辺を流通しないようにしたことを特徴とする容
量可変斜板式コンプレッサ。
【請求項２】前記第３連通路(R3)は、クランク室(12)
を貫通して伸延された取付けボルト(72)のボルト挿通孔
(73)と前記吸入ポート(29)とを連通するように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載の容量可変式コンプレ
ッサ。