JP2765114B2 - 可変容量式コンプレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、車両用空調装置に用いて好適な可変容量式
コンプレッサに関する。

B.従来の技術 第３図は、例えば、特開昭58−158382号公報に開示さ
れたこの種の可変容量式コンプレッサの概略を示す断面
図である。これは、吐出量可変斜板式コンプレッサであ
り、シリンダに対するピストンの作動ストロークで、ひ
いては、被圧縮冷媒の吐出容量（１回転当りの吐出流
量）を変更調整し得るようにしたものである。

第３図においては、吐出量可変斜板式コンプレッサ
は、周方向の等間隔位置を占めて軸方向に平行な複数の
シリンダ（ここでは、煩雑さを避けるために１つだけを
示す）13を設けたシリンダブロック12と、このシリンダ
ブロック12の一方の端面を覆って内部ケーシング室15を
形成するケーシング14と、このシリンダブロック12の他
方の端面に取付けられ、各シリンダ13に対応する吸入ポ
ート17および吐出ポート18をそれぞれに形成したシリン
ダヘッド16とからなるコンプレッサ本体11を有してい
る。

シリンダブロック12の各シリンダ13には、軸方向にス
トローク摺動可能なピストン19が嵌装させ、後述するよ
うに、このピストン19のストローク作動に伴い、吸入ポ
ート17から吸入バルブを経て低温低圧ガス状の冷媒を吸
入し、これを加圧圧縮して高温高圧ガス状の冷媒として
吐出ポート18に吐出する。このシリンダブロック12とケ
ーシング14との中心部間に枢支されている回転軸20は、
ケーシング14の外部で電磁クラッチ21およびＶプーリー
22を介して図示しないエンジンにより回転駆動される。

また、回転軸20にはロータリドライブプレート24がピ
ボット支持され、軸方向に対する相対的な傾斜角は最小
吐出量から最大吐出量までの範囲に対応して変更可能と
されているい。このロータリドライブプレート24の最小
傾斜角、すなわち最小吐出量は回転軸20に係着された板
ばね26で規制され、ロータリドライブプレート24のシリ
ンダ側端面には、スラスト軸受を介してノンロータリワ
ップル板27が支承されている。

ノンロータリワップル板27の下方フォーク端部は、ケ
ーシング室15内に装架させた案内軸29上に摺動駒28を介
して摺動自在に係合され、その回転作動のみを拘束して
いる。このノンロータリワップル板27の端面と各シリン
ダ13内のピストン19との間はピストンロッド30により連
結され、ロータリドライブプレート24の傾斜角の変化に
対応してピストン19の作動ストローク、すなわち、コン
プレッサ吐出容量を最小値から最大値まで変化させ得る
ようになっている。なお、符号31は、案内軸29上でのノ
ンロータリワップル板27の傾動を円滑に行なわせるため
に、ケーシング室15内の下部に貯留された潤滑油であ
る。

この従来例の構成では、ロータリドライブプレート24
が回転軸20により回転駆動されると、回転が拘束されて
いるノンロータリワップル板27によって、そのときにロ
ータリドライブプレート24に与えられている傾斜角に対
応した作動ストロークで、各シリンダ13内のピストン19
が往復作動され、吸入ポート17が冷媒を吸込み加圧圧縮
して吐出ポート18から吐出される。

ここで、傾斜角、すなわち、ノンロータリワップル板
27によって往復作動されるピストン19の作動ストローク
は、シリンダヘッド16内に設けられる制御バルブ装置32
によりケーシング室15内に吸入圧力Psまたは吐出圧力Pd
を選択的に導入し、各ピストン19の前後の圧力差、換言
すると、ピストン室内とケーシング室15内との圧力差を
利用して、ロータリドライブプレート24の傾斜角を設定
圧力に対応させて自動的に調整することで制御される。
そして、この吐出量の調整に際して、最小吐出量ストッ
パとしての板ばね26は、ノンロータリワップル板27の傾
斜角が最小吐出量以下にならないように規制している。
つまり、差圧形式による傾斜角制御では、ノンロータリ
ワップル板27の傾斜角を最小値以下、例えば、一旦ゼル
にしてしまうと、この傾斜角ゼロ位置から復帰できない
ので、板ばね26で最小領域角を０度より大きい所定値で
規制している。

制御バルブ装置32は、吸入圧力Psをケーシング室15内
に導入する吸入側バルブ33と、吐出圧力Pdをケーシング
室15内に導入する吐出側バルブ34と、これらの両バルブ
33,34を設定圧力によって切換制御する。例えば、圧力
応動ベローズを含んだ制御部35とから成っている。コン
プレッサでの吸入圧力Psが設定圧力上になると、第４図
（ａ）に示すように、制御部35の応動により吐出側バル
ブ34を閉じ、吸入側バルブ33を開いて、吸入圧通路36か
らケーシング室15内に吸入圧力Psを導入して、ロータリ
ドライブプレート24の傾斜角を大きくして吐出量を増加
させる。また、吸入圧力Psが設定圧力以下になると、第
４図（ｂ）に示すように、制御部35の応動により吸入側
バルブ33を閉じ、吐出側バルブ34を開いて、吐出圧通路
37からケーシング室15内に吐出圧力Pdを導入して、ロー
タリドライブプレート24の傾斜角を小さくして吐出量を
減少させ、この操作を繰り返して、常時、吐出圧力Pdを
設定圧力に維持させる。

C.発明が解決しようとする課題 このような従来の吐出量可変斜板式コンプレッサの構
成においては、ピストン室内とケーシング室15内との圧
力差によって吐出容量が制御され、ノンロータリワップ
ル板27の傾斜板が最小吐出量以下にならないように板ば
ね26ににより０度より大きい所定値に規制されている。
そのため、例えば、車内の冷房効果が十分になってノン
ロータリワップル板27の傾斜角を最小吐出量以下に対応
した最小値以下、もしくはゼロにする必要のある場合に
は、必然的に回転軸20によるロータリドライブプレート
24の回転軸自体を停止させる以外は対処する手段がな
く、このために回転軸20とエンジン回転軸との間には両
者を接断する電磁クラッチ21が不可欠である。

しかしながら、このようにノンロータリワップル板27
の傾斜角を最小値以下、もしくゼロにするために、電磁
クラッチ21によって回転軸20への駆動力の伝達または遮
断、ひいては、装置自体の作動または停止を頻繁に繰り
返すのは、エンジンの負荷変動が頻繁に繰り返されるこ
とになり好ましくない。また、比較的高価でかつ相当程
度の重量がある電磁クラッチ21の付設についても、その
コストおよび重量の低減、ならびに小型化の点で、これ
に代わる手段を考慮する必要があった。

本発明の技術的課題は、コンプレッサの回転を断つこ
となくその吐出容量をゼロにすることにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を説明する第１図に対応づけて本発明を説明
すると、本発明は、シリンダブロック12内で往復動して
冷媒を吸入ポート18から吸込み加圧圧縮して吐出ポート
18から吐出させるピストン19と、ケーシング15内で回転
軸20と一体に回転するとともにピストン19のストローク
量を可変にすべく傾斜角が調節可能な斜板24と、吐出圧
力または吸入圧力をケーシング15内に択一的に導くこと
により斜板27の傾斜角を調節する制御手段32とを有し、
吐出圧力がケーシング15内に導かれると斜板の27の傾斜
角が小さくなり吸入圧力が導かれると傾斜角が大きくな
るようにした可変容量式コンプレッサに適用される。

そして上述の技術的課題は次の構成で達成される。

斜板27はその傾斜度が０度に設定可能とされ、吐出ポ
ート18とケーシング15室とを連通する通路46と、この通
路46を開閉し、コンプレッサオフ時に斜板27を０度状態
にすべく開放される開閉弁47と、コンプレッサオンに応
答して斜板27を０度状態から押動して０度より大きい所
定値に設定保持するアクチュエータ41とを具備する。

E.作用 コンプレッサオフのときに開閉弁47が開かれて吐出ポ
ート18から吐出圧力がケーシング15内に導入され、斜板
27の傾斜角がゼロとなり、コンプレッサの吐出容量はゼ
ロとなる。その状態でコンプレッサがオンされると、ア
クチュエータ41により斜板27が駆動されその傾斜角はゼ
ロより大きな値となる。したがって、制御手段32によ
り、ケーシング15に吸入圧力が導かれるとピストン19の
前後圧力差により、斜板27は容易にその傾斜角が大きく
なる。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 第１図は本発明に係る吐出量可変斜板式コンプレッサ
の一実施例に示す断面説明図であり、この第１図におい
て、第３図の従来構成と同一または相当部分には同一符
号を付して相違点を主に説明する。

ピストン19のストローク量すなわち、コンプレッサの
吐出容量は従来例と同様にノンロータリワップル板27の
傾斜角によって調整される。その傾斜角はゼージング室
15に吸入圧力Psを導くと大きくなり、吐出圧力Pdを導く
と小さくなり、また、最小傾斜角は０度に設定されてい
る。

従来技術の項で説明したように、従来のコンプレッサ
ではノンロータリワップル板27を０度にすると、次に傾
斜角を大きくしようとしてケーシング室15に吸入圧力Ps
を導いてもノンロータリワップル板27には傾斜角を大き
くしようとする力が作用せず傾動しない。そのため、こ
の実施例では、ノンロータリワップル板27に対向して油
圧アクチュエータ41を回転軸20と一体的に設け、傾転角
をゼロの状態から大きくするときには、そのアシストプ
ランジャ41aでノンロータリワップル板27を押動して初
期傾斜角を与えるようにしている。

そのため、シリンダブロック12の軸芯部には、回転軸
20によって駆動されるギアポンプ42が配置されている。
シリンダブロック12には、ケーシング室15の底部に貯溜
している油31をギアポンプ42で吸い上げる吸入通路43
と、その吸入通路43を開閉する電磁式開閉弁44が設けら
れている。また、ギアポンプ42の吐出ポートは回転軸20
の軸心に設けた通路45を介して油圧アクチュエータ41に
連通されている。さらに、シリンダヘッド16とシリンダ
ブロック12には、吐出ポート18をケーシング室15に導く
通路46が設けられ、シリンダブロック12には通路46を開
閉する電磁式開閉弁47が設けられている。

第２図に示すように電磁式開閉弁44のソレノイド44S
はリレー48の常開接点48SOを介して、電磁式開閉弁のソ
レノイド47Sはリレー48の常閉接点48SCを介してそれぞ
れバッテリ50と接続されると共に、リレー48のコイル48
Cは、不図示のブロアファンをオン・オフするファンス
イッチ51と、このスイッチ51に直列接続されコンプレッ
サをオン・オフするエアコンスイッチ52に直列接続さ
れ、これら直列回路の両端はバッテリ50と接地にそれぞ
れ接続される。

このように構成された可変容量式コンプレッサの動作
を説明する。

ファンスイッチ51またはエアコンスイッチ52が開放さ
れているとリレー48は非作動で常閉接点48SCが閉じてい
る。したがって、開閉弁47のソレノイド47Sはリレー48
を介して通電されて開閉弁47が開放され、これにより吐
出ポート18とケーシング室15とが通過46を介して連通さ
れ、ケーシング室15内には吐出圧力Pdが導かれる。その
ため、ノンロータリワップル板27はその傾斜角が０度の
状態になり、コンプレッサの吐出容量がゼロとなり回転
軸20の回転にも拘わらず、コンプレッサは冷媒を吐出し
ない。

次に、ブロアファン51とエアコンスイッチ52が共に閉
成されるとリレー48は作動して、常閉接点48SCが開き、
常開接点48SOが閉じる。これにより、開閉弁47が閉じて
通路46を介したケーシング室15と吐出ポート18との連通
は遮断されると共に、開閉弁44が開き、ギアポンプ42は
吸入通路43から潤滑油31を吸入し吐出通路45に油圧を吐
出し、油圧アクチュエータ41のアシストプランジャ41a
を伸出させる。アシストプランジャ41aはノンロータリ
ワップル板27を押動し、ノンロータリワッルル板27の傾
斜角は０度より大きい最小吐出容量を定める値となる。

この状態で制御バルブ装置32を経由して吸入圧力Psが
ケーシング室15に導かれれば、従来と同様にピストン19
の前後に働く圧力差によりノンロータリワップル板27の
傾斜角は大きくなり、コンプレッサの吐出容量が増加す
る。そして、吐出圧力Pdがケーシング室15に導かれれば
傾斜角は小さくなる。一方、ノンロータリワップル板27
の傾斜角がアシストプランジャ41aで最小容量の値とな
っているときに、制御バルブ装置32を経由して吐出圧力
Pdがケーシング室15に導かれても、アシストプランジャ
41によりそれ以下の傾斜角になることが阻止される。

このようにこの実施例によれば、コンプレッサの機能
を停止させるときにコンプレッサの吐出容量がゼロにな
るようにノンロータリワップル板27の傾斜角をゼロに設
定しても、再起動時にアシストプランジャ41aによりノ
ンロータリワップル板27が押動され、最小容量に対応す
る最小傾斜角に強制的に傾動される。したがって、再起
動が容易となり、従来不可欠であった電磁クラッチが不
要となる。

なお、傾斜角ゼロのノンロータリワップル板27を最小
傾斜角に傾動する油圧アクチュエータは本実施例に限定
されず、油圧式以外のアクチュエータでもよい。

G.発明の効果 本発明によれば、コンプレッサの吐出容量をゼロに設
定することができるので、従来不可欠であった電磁クラ
ッチを廃止することができ、重量とコストの低減が可能
となる。また、電磁クラッチのオン・オフによる負荷変
動に比べて、コンプレッサの吐出容量が最小容量のとき
のコンプレッサの負荷と吐出容量がゼロのときのコンプ
レッサの負荷との間の負荷変動は小さく、エンジンに対
する影響も小さくでき、騒音や燃費も低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を適用した可変容量式コン
プレッサの概略構成を示す断面説明図、第２図はその電
気回路図、第３図は従来例による吐出量可変斜板式コン
プレッサの概略構成を示す断面図、第４図（ａ），
（ｂ）は制御バルブ装置の各切換作動の態様を模式的に
示した断面説明図である。 11:コンプレッサ本体、12:シリンダブロック 13:シリンダ、14:ケーシング 15:ケーシング室、16:シリンダヘッド 17:吸入ポート、18:吐出ポート 19:ピストン、20:回転軸 24:ロータリドライブプレート 27:ノンロータリワップル板 31:潤滑油、32:制御バルブ装置 36:吸入圧通路、37:吐出圧通路 41:油圧アクチュエータ 41a:アシストプランジャ 42:ギヤポンプ、43,45:油通路 44,47:電磁式開閉弁 46:吐出圧通路、48:リレー 51:ファンスイッチ、52:エアコンスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロック内で往復動して冷媒を吸
   入ポートから吸込み加圧圧縮して吐出ポートから吐出さ
   せるピストンと、ケーシング内で回転軸と一体に回転す
   るとともに前記ピストンのストローク量を可変にすべく
   傾斜角が調節可能な斜板と、吐出圧力または吸入圧力を
   ケーシング内に択一的に導くことにより前記斜板の傾斜
   角を調節する制御手段とを有し、吐出圧力がケーシング
   内に導かれると斜板の傾斜角が小さくなり吸入圧力が導
   かれると傾斜角が大きくなるようにした可変容量式コン
   プレッサにおいて、 前記斜板はその傾斜角が０度に設定可能とされ、 前記吐出ポートとケーシング室とを連通する通路と、 この通路を開閉し、コンプレッサオフ時に斜板を０度状
   態にすべく開放される開閉弁と、 コンプレッサオンに応答して前記斜板を０度状態から押
   動して０度より大きい所定値に設定保持するアクチュエ
   ータとを具備することを特徴とする可変容量式コンプレ
   ッサ。