JP3006443B2 - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダボア内にピス
トンを往復直線運動可能に収容し、斜板を収容するクラ
ンク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介した差に応じ
て斜板の傾角を制御し、吐出圧領域の圧力をクランク室
に供給すると共に、放圧通路を介してクランク室の圧力
を吸入圧領域に放出してクランク室内の調圧を行なうク
ラッチレス可変容量型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−３７３７８号公報に開示され
る可変容量型圧縮機では、外部駆動源と圧縮機の回転軸
との間の動力伝達の連結及び遮断を行なう電磁クラッチ
を使用していない。電磁クラッチを無くせば、特に車両
搭載形態ではそのＯＮ−ＯＦＦのショックによる体感フ
ィーリングの悪さの欠点を解消できると共に、圧縮機全
体の重量減、コスト減が可能となる。

【０００３】このようなクラッチレス圧縮機では冷房不
要時の吐出容量の多少及び外部冷媒回路上の蒸発器にお
けるフロスト発生が問題になる。冷房不要の場合あるい
はフロスト発生のおそれがある場合には外部冷媒回路上
の冷媒循環を止めればよい。特開平３−３７３７８号公
報の圧縮機では外部冷媒回路から吸入室への冷媒ガス流
入を止めることによって外部冷媒回路上の冷媒循環停止
を達成している。外部冷媒回路から吸入室への冷媒ガス
流入は電磁開閉弁の励消磁によって制御される。

【０００４】外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への冷
媒ガス流入が止められると、吸入室の圧力が低下し、吸
入室の圧力に感応する容量制御弁が全開する。この全開
により吐出室の吐出冷媒ガスがクランク室へ流入し、ク
ランク室の圧力が上昇する。又、吸入室の圧力低下のた
めにシリンダボア内の吸入圧も低下する。そのため、ク
ランク室内の圧力とシリンダボア内の吸入圧との差が大
きくなり、斜板傾角が最小傾角へ移行して吐出容量が最
低となる。吐出容量が最低になれば圧縮機における負荷
トルクは最低となり、冷房不要時の動力損失が避けられ
る。

【０００５】クランク室と吸入室とは流出孔を介して連
通している。外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への冷
媒ガス流入が止められた状態では、シリンダボアから吐
出室へ吐出された冷媒ガスは全開状態の容量制御弁を経
由してクランク室へ流入する。クランク室内の冷媒ガス
は流出孔を経由して吸入室へ流出し、吸入室へ流出した
冷媒ガスは吸入行程時にシリンダボア内へ吸入される。
即ち、外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への冷媒ガス
流入が止められた状態では、圧縮機内の冷媒ガスがシリ
ンダボア、吐出室、クランク室、吸入室、シリンダボア
の順に循環し、この循環冷媒ガスと共に流動する潤滑油
が圧縮機内を潤滑する。

【０００６】外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への冷
媒ガス流入が再開されると、吸入室の圧力が上昇し、吸
入室の圧力に感応する容量制御弁が閉じる。この閉状態
への移行により吐出室からクランク室への冷媒ガス流入
が阻止され、クランク室の圧力が低下する。又、吸入室
の圧力上昇のためにシリンダボア内の吸入圧も上昇す
る。そのため、クランク室内の圧力とシリンダボア内の
吸入圧との差が小さくなり、斜板傾角が最大傾角側へ移
行する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最小の吐出容量をもた
らす斜板の最小傾角は動力消費低減のためにできるだけ
小さい方がよい。しかしながら、斜板の最小傾角の設定
には圧縮機内の潤滑の問題が関係してくる。

【０００８】圧縮機から外部冷媒回路へ吐出された冷媒
は外部冷媒回路上の凝縮器、蒸発器で熱交換を行なって
圧縮機内へ還流する。圧縮機内の潤滑油は圧縮機外へ流
出する冷媒ガスと共に外部冷媒回路へ流出し、外部冷媒
回路へ流出した潤滑油は冷媒ガスと共に圧縮機内へ還流
する。ところが、外部冷媒回路へ流出した潤滑油を圧縮
機内へ還流させるためには外部冷媒回路における冷媒流
量が所定量以上必要である。冷媒流量は斜板傾角に依存
しており、斜板傾角が前記所定量の冷媒流量をもたらし
得ない場合には冷媒ガスのみが圧縮機内へ還流する。圧
縮機内の潤滑油は冷媒ガスと共に外部冷媒回路へ流出し
続けるため、外部冷媒回路から圧縮機内への潤滑油の還
流がなければ圧縮機内は潤滑不足に陥る。そのため、特
開平３−３７３７８号公報の圧縮機における斜板の最小
傾角よりも少し大きい斜板傾角のときには冷媒流量が潤
滑油を還流するのに必要な流量に達していなければなら
ない。即ち、斜板の最小傾角は潤滑油の還流に必要な最
小限の傾角程度に設定しておかねばならない。

【０００９】本発明は、可変容量型圧縮機内の潤滑不足
を回避しつつ動力消費を低減することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発
明では、斜板の最小傾角を規定する最小傾角規定手段
と、外部冷媒回路から吸入圧領域へ冷媒ガスを導入する
吸入通路における通過断面積を前記斜板の傾動に連動し
て絞る絞り体とを備えた可変容量型圧縮機を構成し、斜
板の傾角が最小傾角になる前から前記通過断面積を減ら
して行き、次いで前記通過断面積を一定に絞った状態を
継続してから斜板の傾角を最小傾角へ移行するようにし
た。

【００１１】請求項２の発明では、斜板の最小傾角を規
定する最小傾角規定手段と、前記斜板の傾動に連動して
外部冷媒回路から吸入圧領域へ冷媒ガスを導入不能な位
置と導入可能な開位置とに切り換え移動される遮断体
と、外部冷媒回路から前記吸入圧領域へ冷媒ガスを導入
する吸入通路における通過断面積を前記遮断体の切換動
作に連動して絞る絞り体とを備えたクラッチレス可変容
量型圧縮機を構成し、斜板の傾角が最小傾角になる前か
ら前記通過断面積を減らして行き、次いで前記通過断面
積を一定に絞った状態を継続してから斜板の傾角を最小
傾角へ移行するようにした。

【００１２】請求項３の発明では、前記絞り体の移動経
路の延長線上に吸入通路を形成した。請求項４の発明で
は、絞り体を前記遮断体の一部とし、絞り体を前記吸入
通路に入り込ませて吸入通路における通過断面積を絞る
ようにした。

【００１３】請求項５の発明では、前記吸入通路を絞り
体の絞り周面によって絞り、絞り体の移動経路に対して
傾斜するテーパ周面と、前記移動経路に対して平行し、
かつ前記テーパ周面に連なるストレート周面とから前記
絞り周面を構成し、斜板傾角の減少に伴う絞り周面によ
る絞り作用がテーパ周面の絞り作用からストレート周面
の絞り作用へ移行するようにした。

【００１４】請求項６の発明では、第１のテーパ周面
と、これに連なる第２のテーパ周面とから前記テーパ周
面を構成し、第２のテーパ周面の傾斜を第１のテーパ周
面の傾斜よりも小さくし、斜板傾角の減少に伴う絞り周
面による絞り作用が第１のテーパ周面の絞り作用から第
２のテーパ周面の絞り作用へ移行するようにした。

【００１５】

【作用】請求項１の発明では、斜板の傾角が最小傾角に
向かっているとき、斜板の傾角が最小傾角になる前から
絞り体が吸入通路における通過断面積を絞り始め、この
通過断面積が斜板の傾角減少に伴って減少してゆく。そ
して、絞り体が前記通過断面積を一定に絞った状態を継
続した後、斜板が最小傾角になる。前記通過断面積を一
定に絞った状態では圧縮機から外部冷媒回路へ吐出され
る冷媒の流量が圧縮機内からの潤滑油の流出を伴わない
ように前記一定の絞り状態を設定すれば、潤滑油の還流
がない場合にも圧縮機内の潤滑油が流出することはな
い。従って、圧縮機内の潤滑不足は生じない。又、潤滑
油を還流できない冷媒流量に対応した傾角まで斜板の最
小傾角を小さくできるため、動力消費も低減する。

【００１６】請求項２の発明では、斜板の傾角が最小傾
角に向かっているとき、斜板の傾動が遮断体に伝達され
る。この傾動伝達により遮断体が開位置から閉位置へ移
行する。斜板の傾角が最小傾角になる前に絞り体が前記
通過断面積を一定状態に絞る。そして、遮断体が開位置
から閉位置になったときに冷媒循環が阻止されると共
に、斜板の傾角が最小傾角となる。

【００１７】請求項３の発明では、吸入通路が絞り体の
移動経路の延長線上にあるため、吸入通路における通過
断面積の絞り程度の適正設定が容易になる。請求項４の
発明では、絞り体と遮断体とが一体であり、遮断体の切
換動作と絞り体の絞り動作とを整合させ易い。

【００１８】請求項５の発明では、斜板の傾角が最小傾
角に向かっているとき、テーパ周面が吸入通路の通過断
面積を徐々に減少してゆき、次いでストレート周面が吸
入通路の通過断面積を一定状態に絞った状態を継続す
る。従って、負荷トルクの変動は緩慢となる。

【００１９】請求項６の発明では、斜板傾角が小さいと
きには第２のテーパ周面が吸入通路の通過断面積を徐々
に減少してゆく。第２のテーパ周面の傾斜は第１のテー
パ周面よりも小さくしてあるため、第２のテーパ周面の
絞りによる通過断面積の変化は第１のテーパ周面の絞り
による通過断面積の変化よりも緩慢である。従って、絞
り体が吸入通路を絞っているときの通過断面積の変化は
斜板傾角が小さい状態では緩慢となり、負荷トルクの変
動は緩慢である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を具体化した第１実施例を図１
〜図８に基づいて説明する。図１及び図４に示すように
シリンダブロック１の前端にはフロントハウジング２が
接合されている。シリンダブロック１の後端にはリヤハ
ウジング３がバルブプレート４、弁形成プレート５Ａ，
５Ｂ及びリテーナ形成プレート６を介して接合固定され
ている。クランク室２-1を形成するフロントハウジング
２とシリンダブロック１との間には回転軸９が回転可能
に架設支持されている。回転軸９の前端はクランク室２
-1から外部へ突出しており、この突出端部にはプーリ１
０が止着されている。プーリ１０はベルト１１を介して
車両エンジンに作動連結されている。プーリ１０はアン
ギュラベアリング７を介してフロントハウジング２に支
持されている。フロントハウジング２はプーリ１０に作
用するスラスト方向の荷重及びラジアル方向の荷重の両
方をアンギュラベアリング７を介して受け止める。

【００２１】回転軸９の前端部とフロントハウジング２
との間にはリップシール１２が介在されている。リップ
シール１２はクランク室２-1内の圧力洩れを防止する。
回転軸９には回転支持体８が止着されていると共に、斜
板１５が回転軸９の軸線方向へスライド可能かつ傾動可
能に支持されている。図２に示すように斜板１５には連
結片１６，１７が止着されている。連結片１６，１７に
は一対のガイドピン１８，１９が止着されている。ガイ
ドピン１８，１９の先端部にはガイド球１８-1，１９-1
が形成されている。回転支持体８には支持アーム８-1が
突設されており、支持アーム８-1には一対のガイド孔８
-2，８-3が形成されている。ガイド球１８-1，１９-1は
ガイド孔８-2，８-3にスライド可能に嵌入されている。
支持アーム８-1と一対のガイドピン１８，１９との連係
により斜板１５が回転軸９の軸線方向へ傾動可能かつ回
転軸９と一体的に回転可能である。斜板１５の傾動は、
ガイド孔８-2，８-3とガイド球１８-1，１９-1とのスラ
イドガイド関係、回転軸９のスライド支持作用により案
内される。斜板１５の半径中心部がシリンダブロック１
側へ移動すると、斜板１５の傾角が減少する。

【００２２】回転支持体８と斜板１５との間には傾角減
少ばね４１が介在されている。傾角減少ばね４１は斜板
１５の傾角を減少する方向へ斜板１５を付勢する。斜板
１５の最大傾角は回転支持体８の傾角規制突部８-4と斜
板１５との当接によって規制される。

【００２３】シリンダブロック１の中心部には収容孔１
３が回転軸９の軸線Ｌ方向に貫設されており、収容孔１
３内には筒状の遮断体２１がスライド可能に収容されて
いる。遮断体２１は大径部２１-1と小径部２１-2とから
なり、大径部２１-1と小径部２１-2との段差と収容孔１
３の端面との間には吸入通路開放ばね２４が介在されて
いる。吸入通路開放ばね２４は遮断体２１を斜板１５側
へ付勢している。

【００２４】遮断体２１の筒内には回転軸９の後端部が
挿入されている。大径部２１-1の内周面にはラジアルベ
アリング２５が嵌入支持されている。ラジアルベアリン
グ２５は大径部２１-1の内周面に取りつけられたサーク
リップ１４によって遮断体２１の筒内からの抜けを阻止
されている。回転軸９の後端部はラジアルベアリング２
５及び遮断体２１を介して収容孔１３の周面で支持され
る。ラジアルベアリング２５は回転軸９上をスライドで
きる。

【００２５】リヤハウジング３の中心部には吸入通路２
６が形成されている。吸入通路２６は遮断体２１の移動
経路となる回転軸９の延長線上にある。図３及び図７に
示すように吸入通路２６の断面形状は円形であり、吸入
通路２６の断面円の中心は回転軸９の軸線Ｌ上にある。
吸入通路２６は収容孔１３に連通しており、収容孔１３
側の吸入通路２６の開口の周囲には位置決め面２７が形
成されている。位置決め面２７は弁形成プレート５Ａ上
である。遮断体２１の小径部２１-2上の遮断面２１-3は
位置決め面２７に当接可能である。遮断面２１-3が位置
決め面２７に当接することにより遮断体２１が斜板１５
から離間する方向への移動を規制される。

【００２６】小径部２１-2の端部には絞り体２０が一体
形成されている。図５及び図６に示すように絞り体２０
の周面２０-0は、先端側の第１のテーパ周面２０-1と中
間の第２のテーパ周面２０-2と基端側のストレート周面
２０-3とからなっている。第２のテーパ周面２０-2の傾
斜、即ち軸線Ｌに対するテーパ周面２０-2の母線の傾き
は、第１のテーパ周面２０-1の傾斜、即ち軸線Ｌに対す
るテーパ周面２０-1の母線の傾きよりも小さくしてあ
る。ストレート周面２０-3の母線は軸線Ｌに対して平行
である。第１のテーパ周面２０-1、第２のテーパ周面２
０-2及びストレート周面２０-3からなる絞り周面２０-0
の断面円の中心は回転軸９の軸線Ｌ上にある。吸入通路
２６は絞り体２０の移動経路の延長線上にある。

【００２７】ストレート周面２０-3の径は吸入通路２６
の断面円の径よりも僅かに小さくしてあり、図４及び図
６に示すように絞り体２０は全て吸入通路２６内に入り
込み可能である。絞り体２０が吸入通路２６内に完全に
入り込んだときには遮断面２１-3が位置決め面２７に当
接し、遮断面２１-3が位置決め面２７に当接したときに
は吸入通路２６が完全に遮断される。絞り体２０が吸入
通路２６内に入り込んでいる状態では絞り体２０の絞り
周面２０-0と吸入通路２６の周面との間には僅かな間隙
が生じる。

【００２８】斜板１５と遮断体２１との間の回転軸９上
にはスラストベアリング２８が回転軸９上をスライド可
能に支持されている。斜板１５が遮断体２１側へ移動す
るに伴い、斜板１５の傾動がスラストベアリング２８を
介して遮断体２１に伝達する。この傾動伝達により遮断
体２１が吸入通路開放ばね２４のばね力に抗して位置決
め面２７側へ移動し、遮断面２１-3が位置決め面２７に
当接する。斜板１５の回転はスラストベアリング２８の
存在によって遮断体２１への伝達を阻止される。遮断体
２１が回転すれば圧縮機における負荷トルクが増える。
特に、遮断体２１の遮断面２１-3が位置決め面２７に当
接している状態では負荷トルクが大きい。スラストベア
リング２８はこのような負荷トルクの増大を防止する。

【００２９】シリンダブロック１に貫設されたシリンダ
ボア１-1内には片頭ピストン２２が収容されている。斜
板１５の回転運動はシュー２３を介して片頭ピストン２
２の前後往復揺動に変換され、片頭ピストン２２がシリ
ンダボア１-1内を前後動する。

【００３０】図１及び図３に示すようにリヤハウジング
３内には吸入室３-1及び吐出室３-2が区画形成されてい
る。バルブプレート４上には吸入ポート４-1及び吐出ポ
ート４-2が形成されている。弁形成プレート５Ａ上には
吸入弁５-1が形成されており、弁形成プレート５Ｂ上に
は吐出弁５-2が形成されている。吸入室３-1内の冷媒ガ
スは片頭ピストン２２の復動動作により吸入ポート４-1
から吸入弁５-1を押し退けてシリンダボア１-1内へ流入
する。シリンダボア１-1内へ流入した冷媒ガスは片頭ピ
ストン２２の往動動作により吐出ポート４-2から吐出弁
５-2を押し退けて吐出室３-2へ吐出される。吐出弁５-2
はリテーナ形成プレート６上のリテーナ６-1に当接して
開度規制される。

【００３１】回転支持体８とフロントハウジング２との
間にはスラストベアリング２９が介在されている。スラ
ストベアリング２９はシリンダボア１-1から片頭ピスト
ン２２、シュー２３、斜板１５、連結片１６，１７及び
ガイドピン１８，１９を介して回転支持体８に作用する
圧縮反力を受け止める。

【００３２】吸入室３-1は通口４-3を介して収容孔１３
に連通している。遮断面２１-3が位置決め面２７に当接
すると、通口４-3は吸入通路２６から遮断される。回転
軸９内には通路３０が形成されている。通路３０の入口
３０-1はリップシール１２付近でクランク室２-1に開口
しており、通路３０の出口３０-2は遮断体２１の筒内に
開口している。図１及び図５に示すように遮断体２１の
周面には放圧通口２１-4が貫設されている。放圧通口２
１-4は遮断体２１の筒内と収容孔１３とを連通してい
る。

【００３３】図１に示すように吐出室３-2とクランク室
２-1とは圧力供給通路３１で接続されている。圧力供給
通路３１上には電磁開閉弁３２が介在されている。電磁
開閉弁３２のソレノイド３３の励磁により弁体３４が弁
孔３２-1を閉鎖する。ソレノイド３３が消磁すれば弁体
３４が弁孔３２-1を開く。即ち、電磁開閉弁３２は吐出
室３-2とクランク室２-1とを接続する圧力供給通路３１
を開閉する。

【００３４】吸入室３-1へ冷媒ガスを導入する吸入通路
２６と、吐出室３-2から冷媒ガスを排出する排出口１-2
とは外部冷媒回路３５で接続されている。外部冷媒回路
３５上には凝縮器３６、膨張弁３７及び蒸発器３８が介
在されている。膨張弁３７は蒸発器３８の出口側のガス
温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式自動膨張
弁である。蒸発器３８の近傍には温度センサ３９が設置
されている。温度センサ３９は蒸発器３８における温度
を検出し、この検出温度情報が制御コンピュータＣに送
られる。

【００３５】電磁開閉弁３２のソレノイド３３は制御コ
ンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータ
Ｃは温度センサ３９から得られる検出温度情報に基づい
てソレノイド３３を励消磁制御する。制御コンピュータ
Ｃは空調装置作動スイッチ４０のＯＮ状態のもとに検出
温度が設定温度以下になるとソレノイド３３の消磁を指
令する。この設定温度以下の温度は蒸発器３８において
フロストが発生しそうな状況を反映する。又、制御コン
ピュータＣは空調装置作動スイッチ４０のＯＦＦによっ
てソレノイド３３を消磁する。

【００３６】図１及び図５の状態ではソレノイド３３は
励磁状態にあり、圧力供給通路３１は閉じられている。
従って、吐出室３-2からクランク室２-1への高圧冷媒ガ
スの供給は行われない。この状態ではクランク室２-1内
の冷媒ガスが通路３０及び放圧通口２１-4を介して吸入
室３-1に流出するばかりであり、クランク室２-1内の圧
力は吸入室３-1内の低圧力、即ち吸入圧に近づいてい
く。そのため、斜板１５は傾角増大方向へ付勢される。
斜板１５の傾角は最大傾角に保持され、吐出容量は最大
となる。クランク室２-1内の冷媒ガスはリップシール１
２付近の入口３０-1を経由するため、この冷媒ガスと共
に流動する潤滑油がリップシール１２と回転軸９との間
の潤滑及びシールを高める。

【００３７】冷房負荷が小さくなった状態で斜板１５が
最大傾角を維持して吐出作用が行われると、蒸発器３８
における温度がフロスト発生をもたらす温度に近づくよ
うに低下してゆく。温度センサ３９は蒸発器３８におけ
る検出温度情報を制御コンピュータＣに送っており、検
出温度が設定温度以下になると制御コンピュータＣはソ
レノイド３３の消磁を指令する。ソレノイド３３が消磁
されると圧力供給通路３１が開き、吐出室３-2とクラン
ク室２-1とが連通する。従って、吐出室３-2内の高圧冷
媒ガスが圧力供給通路３１を介してクランク室２-1へ供
給され、クランク室２-1内の圧力が高くなる。クランク
室２-1内の圧力上昇により斜板１５の傾角が最小傾角へ
移行する。

【００３８】斜板１５の傾角が最大傾角から減少してい
くに伴い、遮断体２１が吸入通路開放ばね２４を縮小変
形させながら回転軸９に沿って吸入通路２６側へ移動す
る。そして、絞り体２０が吸入通路２６内に入り込んで
ゆく。絞り体２０が吸入通路２６内に完全に入り込んだ
ときには遮断面２１-3が位置決め面２７に当接し、遮断
面２１-3が位置決め面２７に当接したときには吸入通路
２６が完全に遮断される。

【００３９】又、空調装置作動スイッチ４０のＯＦＦ信
号に基づく制御コンピュータＣのソレノイド３３の消磁
指令によっても、同様にして斜板１５は最小傾角に移行
する。

【００４０】図８のグラフの曲線Ｅは、斜板傾角最大状
態から斜板傾角最小状態、即ち吐出容量が最大から最小
の全範囲にわたる吸入通路２６における通過断面積の変
化を表す。直線部分Ｅ₁ は、絞り体２０が吸入通路２６
から離間した状態にあるときの吸入通路２６の出口周縁
２６-1で包囲された面積Ｓ₀ を表す。即ち、このときの
絞り体２０の先端周縁と吸入通路２６の出口周縁２６-1
との間の通過断面積は吸入通路２６の本体の通過断面積
Ｓ₀ 以上である。傾線部分Ｅ₂ は、絞り体２０が吸入通
路２６から離間した状態にあるときの絞り体２０の先端
周縁と吸入通路２６の出口周縁２６-1との間の通過断面
積を表す。傾線部分Ｅ₃ は、第１のテーパ周面２０-1が
吸入通路２６に入り込んでいるときの通過断面積を表
す。傾線部分Ｅ₄ は、第２のテーパ周面２０-2が吸入通
路２６に入り込んでいるときの通過断面積を表す。直線
部分Ｅ₅ はストレート周面２０-3が吸入通路２６に入り
込んでいるときの通過断面積を表す。傾線部分Ｅ₆ は、
遮断面２１-3と出口周縁２６-1との間の通過断面積を表
す。即ち、このときの遮断面２１-3と出口周縁２６-1と
の間の通過断面積は、ストレート周面２０-3と出口周縁
２６-1との間の通過断面積Ｓ₁ 以下である。

【００４１】２つのテーパ周面２０-1，２０-2による通
過断面積変化は、吐出容量が小さいときの通過断面積の
変化割合の緩慢化をもたらす。この緩慢な通過断面積変
化による絞り作用が吸入通路２６から吸入室３-1への冷
媒ガス流入量を徐々に減少させる。そのため、吸入室３
-1からシリンダボア１-1内へ吸入される冷媒ガス量も徐
々に減少してゆき、吐出容量が徐々に減少してゆく。従
って、吐出圧が徐々に減少してゆき、圧縮機における負
荷トルクが短時間で大きく変動することはない。その結
果、最大吐出容量から最小吐出容量に到る間のクラッチ
レス圧縮機における負荷トルクの変動が緩慢になり、負
荷トルクの変動による衝撃が緩和される。

【００４２】図４及び図６に示すように遮断体２１の遮
断面２１-3が位置決め面２７に当接すると、吸入通路２
６における通過断面積が零となり、外部冷媒回路３５か
ら吸入室３-1への冷媒ガス流入が阻止される。外部冷媒
回路３５から吸入室３-1への冷媒ガス流入が阻止されれ
ば、外部冷媒回路３５における冷媒循環がなくなる。吸
入通路２６における通過断面積が零になると斜板１５の
傾角が最小となる。従って、斜板１５の最小傾角は遮断
体２１の遮断面２１-3と位置決め面２７との当接によっ
て規制される。即ち、位置決め面２７、遮断体２１及び
スラストベアリング２８が最小傾角規定手段を構成す
る。

【００４３】斜板１５の傾角が最大傾角と最小傾角との
間の中間傾角から絞り体２０が吸入通路２６における通
過断面積を絞り始め、この通過断面積が斜板１５の傾角
減少に伴って減少してゆく。そして、ストレート周面２
０-3が吸入通路２６内に入り始めると、吸入通路２６に
おける通過断面積を一定に絞った状態が継続する。絞り
体２０が吸入通路２６における通過断面積を一定値Ｓ₁
に絞った状態を継続した後、斜板１５が最小傾角にな
る。

【００４４】斜板１５の最小傾角は０°よりも僅かに大
きい。この最小傾角状態は遮断体２１が吸入通路２６と
収容孔１３との連通を遮断する閉位置に配置されたとき
にもたらされる。遮断体２１は前記閉位置とこの位置か
ら離間した開位置とへ斜板１５に連動して切り換え配置
される。

【００４５】斜板１５の最小傾角は０°ではないため、
斜板傾角が最小の状態においてもシリンダボア１-1から
吐出室３-2への吐出は行われている。シリンダボア１-1
から吐出室３-2へ吐出された冷媒ガスは圧力供給通路３
１を通ってクランク室２-1へ流入する。クランク室２-1
内の冷媒ガスは通路３０及び放圧通口２１-4という放圧
通路を通って吸入室３-1へ流入し、吸入室３-1内の冷媒
ガスはシリンダボア１-1内へ吸入されて吐出室３-2へ吐
出される。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐出圧領域
である吐出室３-2、圧力供給通路３１、クランク室２-
1、通路３０、放圧通口２１-4、吸入圧領域である吸入
室３-1、シリンダボア１-1を経由する循環通路が圧縮機
内にできており、吐出室３-2、クランク室２-1及び吸入
室３-1の間では圧力差が生じている。従って、冷媒ガス
が前記循環通路を循環し、冷媒ガスと共に流動する潤滑
油が圧縮機内を潤滑する。

【００４６】図６の状態から冷房負荷が増大した場合、
この冷房負荷の増大が蒸発器３８における温度上昇とし
て表れ、蒸発器３８における検出温度が前記設定温度を
越える。制御コンピュータＣはこの検出温度変移に基づ
いてソレノイド３３の励磁を指令する。ソレノイド３３
の励磁により圧力供給通路３１が閉じ、クランク室２-1
の圧力が通路３０及び放圧通口２１-4を介した放圧に基
づいて減圧してゆく。この減圧により遮断体２１の遮断
面２１-3が位置決め面２７から離間する。この離間に伴
い、吸入通路２６における通過断面積が緩慢に増大して
ゆき、吸入通路２６から吸入室３-1への冷媒ガス流入量
は徐々に増えていく。従って、吸入室３-1からシリンダ
ボア１-1内へ吸入される冷媒ガス量も徐々に増大してゆ
き、吐出容量が徐々に増大してゆく。そのため、吐出圧
が徐々に増大してゆき、圧縮機における負荷トルクが短
時間で大きく変動することはない。その結果、最小吐出
容量から最大吐出容量に到る間のクラッチレス圧縮機に
おける負荷トルクの変動が緩慢になり、負荷トルクの変
動による衝撃が緩和される。

【００４７】圧縮機内の潤滑油は圧縮機外へ流出する冷
媒ガスと共に外部冷媒回路３５へ流出し、外部冷媒回路
３５へ流出した潤滑油は冷媒ガスと共に圧縮機内へ還流
する。外部冷媒回路３５へ流出した潤滑油を圧縮機内へ
還流させるためには外部冷媒回路３５における冷媒流量
が所定量以上必要である。冷媒流量は斜板１５の傾角に
依存しており、斜板１５の傾角が前記所定量の冷媒流量
をもたらし得ない場合には冷媒ガスのみが圧縮機内へ還
流する。圧縮機内の潤滑油は冷媒ガスと共に外部冷媒回
路３５へ流出し続けるため、外部冷媒回路３５から圧縮
機内への潤滑油の還流がなければ圧縮機内は潤滑不足に
陥る。外部冷媒回路３５における冷媒循環を阻止してい
る状態では冷媒ガスも圧縮機内へ還流せず、かつ圧縮機
内の冷媒ガスが圧縮機内を循環するため、圧縮機内の潤
滑油が圧縮機外へ流出してしまうことはない。しかし、
外部冷媒回路３５における冷媒循環を阻止していない状
態における冷媒流量が潤滑油を還流するのに必要な流量
に達していない場合には圧縮機内の潤滑不足が起きる。

【００４８】圧縮機から外部冷媒回路３５へ吐出される
冷媒ガスの流量が或る量以下であれば圧縮機内の潤滑油
が冷媒ガスと共に外部冷媒回路３５へ流出することはな
い。又、外部冷媒回路３５における冷媒流量が或る量以
下になると外部冷媒回路３５から圧縮機内への潤滑油の
還流がなくなり、冷媒ガスのみが圧縮機内へ還流する。
冷媒流量が少ない場合には吐出作用の方が吸入作用より
も潤滑油を流動させ易い。従って、外部冷媒回路３５に
おける冷媒流量が潤滑油を還流し得ない流量であるにも
関わらず、圧縮機内の潤滑油を外部冷媒回路３５へ流出
させてしまう状態がある。

【００４９】本実施例では、吸入通路２６における通過
断面積を一定値Ｓ₁ に絞った状態では圧縮機から外部冷
媒回路３５へ吐出される冷媒流量が圧縮機内からの潤滑
油の流出を伴わないように前記一定値Ｓ₁ が設定されて
いる。通過断面積を一定値Ｓ ₁ に絞り始めるときの斜板
１５の傾角状態は絞り体２０による絞り作用のない状態
では圧縮機内の潤滑油を外部冷媒回路３５へ流出させる
冷媒流量をもたらす。しかし、通過断面積を一定値Ｓ₁
に絞った状態は圧縮機内の潤滑油を外部冷媒回路３５へ
流出させない冷媒流量をもたらす。従って、潤滑油の還
流がない場合にも圧縮機内の潤滑油が流出することはな
く、圧縮機内の潤滑不足は生じない。又、潤滑油を還流
できない冷媒流量に対応した傾角まで斜板の最小傾角を
小さくできるため、動力消費も低減する。

【００５０】車両エンジンが停止すれば圧縮機の運転も
停止し、電磁開閉弁３２が消磁される。電磁開閉弁３２
の消磁により斜板１５の傾角は最小傾角となる。圧縮機
の運転停止状態が続けば圧縮機内の圧力が均一化する
が、斜板１５の傾角は傾角減少ばね４１のばね力によっ
て最小傾角に保持される。従って、車両エンジンの起動
によって圧縮機の運転が開始されると、斜板１５は負荷
トルクの最も少ない最小傾角状態から回転開始し、圧縮
機の起動時のショックも殆どない。

【００５１】本実施例では、外部冷媒回路３５から吸入
圧領域となる吸入室３-1へ冷媒ガスを導入不能な閉位置
と導入可能な開位置とに切り換えられる遮断体２１を斜
板１５の傾動に連動させて冷媒循環阻止を行なってい
る。このような冷媒循環阻止構成の採用により斜板１５
の最大傾角と最小傾角との間の切換における負荷トルク
変動の抑制効果が非常に高くなる。圧力供給通路３１の
開閉は冷房負荷の増減状況によっては頻繁に繰り返され
ることになるが、本実施例の冷媒循環阻止構成のトルク
変動抑制効果の高さ故にＯＮ−ＯＦＦショックがない。

【００５２】回転軸９の延長線上に形成された吸入通路
２６の出口は回転軸９に沿って移動する遮断体２１によ
って遮断されるが、この遮断のための押し付け力は斜板
１５の傾角を減少する方向へ付勢する力から得られる。
このような遮断構成は位置決め面２７と遮断体２１の遮
断面２１-3との間のシールを確実にする。

【００５３】この実施例では、ストレート周面２０-3の
径と吸入通路２６の径との大小関係は吸入通路２６にお
ける通過断面積の適正設定を左右するが、両径の大小関
係の適正設定は容易である。又、絞り体２０が遮断体２
１の半径中心部に一体形成されており、吸入通路２６は
絞り体２０の移動経路の延長線上にある。ストレート周
面２０-3の径は吸入通路２６の径よりも小さい。そのた
め、遮断体２１の軸線と吸入通路２６の軸線とが多少ず
れているような場合にも、遮断体２１の切換動作に一体
連動する絞り体２０は吸入通路２６に対して円滑に出没
する。従って、吸入通路２６における通過断面積は適正
に絞られる。

【００５４】絞り体２０と遮断体２１とが一体であるた
め、遮断体２１の切換動作と絞り体２０の絞り動作との
整合性は絞り体２０の長さ設定如何による。絞り体２０
の長さ設定は容易であり、遮断体２１の切換動作と絞り
体２０の絞り動作とは整合させ易い。

【００５５】次に、図９及び図１０の実施例を説明す
る。第１実施例と同じ構成の部材には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。この実施例ではリヤハウジン
グ３に容量制御弁４３が取りつけられている。クランク
室２-1内の圧力は容量制御弁４３により制御される。容
量制御弁４３を構成するバルブハウジング４４には吐出
圧導入ポート４４-1、吸入圧導入ポート４４-2、放圧ポ
ート４４-3が設けられている。吐出圧導入ポート４４-1
は通路４５を介して吐出室３-2に連通している。吸入圧
導入ポート４４-2は吸入圧導入通路４６を介して吸入通
路２６に連通しており、放圧ポート４４-3は通路４７を
介してクランク室２-1に連通している。

【００５６】吸入圧導入ポート４４-2に通じる吸入圧検
出室４９の圧力はダイヤフラム５０を介して調整ばね５
１に対抗する。調整ばね５１のばね力はダイヤフラム５
０及びロッド５２を介して弁体５３に伝達する。弁体５
３には復帰ばね５４のばね力が作用している。弁体５３
に対する復帰ばね５４のばね作用方向は弁孔４４-4を閉
じる方向であり、復帰ばね５４のばね作用を受ける弁体
５３は吸入圧検出室４９内の吸入圧の変動に応じて弁孔
４４-4を開閉する。

【００５７】ソレノイド３３が励磁して圧力供給通路３
１が閉じているとき、吸入圧が高い（冷房負荷が大き
い）場合には弁体５３が閉じ、吐出室３-2から通路４
５、容量制御弁４３、通路４７を経由する圧力供給通路
が閉じられる。クランク室２-1の冷媒ガスは通路３０、
放圧通口２１-4を経由して吸入室３-1へ流出しているた
め、クランク室２-1内の圧力が低下する。又、シリンダ
ボア１-1内の吸入圧も高いため、クランク室２-1内の圧
力とシリンダボア１-1内の吸入圧との差が小さくなる。
そのため、図９に示すように斜板傾角が大きくなる。

【００５８】逆に、吸入圧が低い（冷房負荷が小さい）
場合には弁体５３の弁開度が大きくなり、吐出室３-2か
らクランク室２-1へ流入する冷媒ガス量が多くなる。そ
のため、クランク室２-1内の圧力が上昇する。又、シリ
ンダボア１-1内の吸入圧が低いため、クランク室２-1内
の圧力とシリンダボア１-1内の吸入圧との差が大きくな
る。そのため、斜板傾角が小さくなる。

【００５９】吸入圧が非常に低い（冷房負荷がない）状
態になれば図１０に示すように弁体５３の弁開度が大き
くなる。そのため、クランク室２-1内が昇圧し、斜板１
５の傾角は最小傾角側へ移行する。又、ソレノイド３３
が消磁すると圧力供給通路３１が開く。ソレノイド３３
が励磁すると、圧力供給通路３１が遮断される。

【００６０】即ち、この実施例では斜板傾角は冷房負荷
に応じて連続的に可変制御される。そして、制御コンピ
ュータＣは空調装置作動スイッチ４０のＯＮ−ＯＦＦ信
号に基づいて電磁開閉弁３２を励消磁制御する。

【００６１】この実施例では遮断体２１に突設された絞
り体４２の絞り周面４２-0がテーパ周面４２-1とストレ
ート周面４２-3とからなる。テーパ周面４２-1は斜板１
５の中間傾角の状態から吸入通路２６における通過断面
積を減らして行き、ストレート周面４２-2は通過断面積
を一定値Ｓ₁ に絞った状態を継続させる。

【００６２】この実施例においても、潤滑油の還流がな
い場合にも圧縮機内の潤滑油が流出することはなく、圧
縮機内の潤滑不足は生じない。又、潤滑油を還流できな
い冷媒流量に対応した傾角まで斜板の最小傾角を小さく
できるため、動力消費も低減する。次に、図１１〜図１
３の実施例を説明する。第１実施例と同じ構成の部材に
は同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この実施
例では遮断体２１に筒状の絞り体５７が一体形成されて
いる。絞り体５７の外周面の径は吸入通路２６の径より
も僅かに小さくしてあり、絞り体５７は吸入通路２６内
に常に入り込んでいる。図１３に示すように絞り体５７
の周面にはスリット５７-1が切り込み形成されている。
スリット５７-1は絞り体の中間位置から先端にかけて拡
開している。スリット５７-1の一部が吸入通路２６から
はみ出し状態にあって斜板１５の傾角が変化していると
きには吸入通路２６における通過断面積は徐々に変化す
る。スリット５７-1が全て吸入通路２６に入り込んでい
る状態では、吸入通路２６における通過断面積は、絞り
体５７の基端側のストレート周面５７-2と吸入通路２６
の内周面との間の通過断面積になる。この通過断面積は
第１実施例と同様に一定値Ｓ₁ となる。スリット５７-1
は吸入通路２６における通過断面積を徐々に増減し、ス
トレート周面５７-2は通過断面積を一定値Ｓ₁ に絞った
状態を継続させる。ストレート周面５７-2が吸入通路２
６に全て入り込んだ状態では遮断面２１-3が位置決め面
２７に当接する。

【００６３】この実施例においても、潤滑油の還流がな
い場合にも圧縮機内の潤滑油が流出することはなく、圧
縮機内の潤滑不足は生じない。又、潤滑油を還流できな
い冷媒流量に対応した傾角まで斜板の最小傾角を小さく
できるため、動力消費も低減する。又、絞り体５７を吸
入通路２６内に常に入り込ませた構成は吸入通路２６に
おける通過断面積の絞り程度の適正設定を容易にする。

【００６４】次に、図１４及び図１５の実施例を説明す
る。この実施例では車両エンジンの駆動力を回転軸９に
伝える電磁クラッチ５８を備えた可変容量型圧縮機が対
象となるが、第２実施例と同じ構成の部材には同一符号
を付し、その詳細説明は省略する。電磁クラッチ５８は
制御コンピュータＣの励消磁制御を受け、制御コンピュ
ータＣは温度センサ３９からの検出温度情報及び空調装
置作動スイッチ４０のＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて電磁
クラッチ５８を励消磁制御する。この実施例では最小傾
角規定手段を構成する筒状の位置決め体５９が位置決め
面６０に当接したときに斜板１５の傾角が最小傾角とな
る。位置決め体５９の先端面には放圧通口５９-1が形成
されている。放圧通口５９-1は位置決め体５９の筒内と
収容孔１３内とを連通している。位置決め体５９の先端
には絞り体６１が一体形成されている。絞り体６１の周
面は、第１実施例と同様に第１のテーパ周面６１-1と第
２のテーパ周面６１-2とストレート周面６１-3とからな
る。

【００６５】図１５に示すように位置決め体５９が位置
決め面６０に当接したときにも吸入通路２６における通
過断面積はストレート周面６１-3と吸入通路２６の内周
面との間の通過断面積Ｓ₁ となる。この実施例において
も、潤滑油の還流がない場合にも圧縮機内の潤滑油が流
出することはなく、圧縮機内の潤滑不足は生じない。
又、潤滑油を還流できない冷媒流量に対応した傾角まで
斜板の最小傾角を小さくできるため、動力消費も低減す
る。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１及び請求項
２の発明では、斜板の傾角が最小傾角になる前から前記
通過断面積を減らして行き、次いで前記通過断面積を一
定に絞った状態を継続してから斜板の傾角を最小傾角へ
移行するようにしたので、圧縮機内の潤滑油の流出を回
避しながら潤滑油を還流できない冷媒流量に対応した傾
角まで斜板の最小傾角を小さくでき、圧縮機内の潤滑不
足を回避しつつ動力消費を低減できる。

【００６７】請求項３の発明では、絞り体の移動経路の
延長線上に吸入通路を形成したので、吸入通路における
通過断面積の絞り程度の適正設定が容易になる。請求項
４の発明では、絞り体と遮断体とを一体にしたので、遮
断体の切換動作と絞り体の絞り動作とを整合させ易い。

【００６８】請求項５の発明では、絞り体の絞り作用を
テーパ周面の絞り作用とストレート周面の絞り作用との
間で移り変わるようにしたので、負荷トルクの変動を緩
慢にしつつ圧縮機内の潤滑不足の回避及び動力消費の低
減を達成できる。

【００６９】請求項６の発明では、第１のテーパ周面と
第２のテーパ周面とストレート周面とによって吸入通路
を絞るようにしたので、負荷トルクの変動を緩慢にしつ
つ圧縮機内の潤滑不足の回避及び動力消費の低減を達成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例の圧縮機全体の
側断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】斜板傾角が最小状態にある圧縮機全体の側断面
図。

【図５】斜板傾角が最大状態にある要部拡大断面図。

【図６】斜板傾角が最小状態にある要部拡大断面図。

【図７】図６のＣ−Ｃ線拡大断面図。

【図８】吸入通路における通過断面積の変化を示すグラ
フ。

【図９】別例を示す圧縮機全体の側断面図。

【図１０】斜板傾角が最小状態にある要部拡大断面図。

【図１１】別例を示す要部拡大断面図。

【図１２】斜板傾角が最小状態にある要部拡大断面図。

【図１３】図１１のＤ−Ｄ線拡大断面図。

【図１４】別例を示す圧縮機全体の側断面図。

【図１５】斜板傾角が最小状態にある要部拡大断面図。

【符号の説明】

１-1…シリンダボア、２-1…クランク室、３-1…吸入圧
領域となる吸入室、３-2…吐出圧領域となる吐出室、１
５…斜板、２０…絞り体、２０-0…絞り周面、２０-1…
第１のテーパ周面、２０-2…第２のテーパ周面、２０-3
…ストレート周面、２１…最小傾角規定手段を構成する
遮断体、２２…片頭ピストン、２６…吸入通路、２７…
最小傾角規定手段を構成する位置決め面、２８…最小傾
角規定手段を構成するスラストベアリング、４２…絞り
体、４２-0…絞り周面、４２-1…テーパ周面、４２-2…
ストレート周面、５７…絞り体、５７-1…スリット、５
７-2…ストレート周面、５９…最小傾角規定手段を構成
する位置決め体、６１…絞り体、６１-1…第１のテーパ
周面、６１-2…第２のテーパ周面、６１-3…ストレート
周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道行 隆 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 平４−224281（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダボア内にピストンを往復直線運動
   可能に収容し、斜板を収容するクランク室内の圧力と吸
   入圧とのピストンを介した差に応じて斜板の傾角を制御
   し、吐出圧領域の圧力をクランク室に供給すると共に、
   放圧通路を介してクランク室の圧力を吸入圧領域に放出
   してクランク室内の調圧を行なう可変容量型圧縮機にお
   いて、斜 板の最小傾角を規定する最小傾角規定手段と、 外部冷媒回路から前記吸入圧領域へ冷媒ガスを導入する
   吸入通路における通過断面積を前記斜板の傾動に連動し
   て絞る絞り体とを備え、 斜板の傾角が最小傾角になる前から前記通過断面積を減
   らして行き、次いで前記通過断面積を一定に絞った状態
   を継続してから斜板の傾角を最小傾角へ移行するように
   した可変容量型圧縮機。
2. 【請求項２】シリンダボア内にピストンを往復直線運動
   可能に収容し、斜板を収容するクランク室内の圧力と吸
   入圧とのピストンを介した差に応じて斜板の傾角を制御
   し、吐出圧領域の圧力をクランク室に供給すると共に、
   放圧通路を介してクランク室の圧力を吸入圧領域に放出
   してクランク室内の調圧を行なうクラッチレス可変容量
   型圧縮機において、斜 板の最小傾角を規定する最小傾角規定手段と、 前記斜板の傾動に連動して外部冷媒回路から前記吸入圧
   領域へ冷媒ガスを導入不能な位置と導入可能な開位置と
   に切り換え移動される遮断体と、 外部冷媒回路から前記吸入圧領域へ冷媒ガスを導入する
   吸入通路における通過断面積を前記遮断体の切換動作に
   連動して絞る絞り体とを備え、 斜板の傾角が最小傾角になる前から前記通過断面積を減
   らして行き、次いで前記通過断面積を一定に絞った状態
   を継続してから斜板の傾角を最小傾角へ移行するように
   した可変容量型圧縮機。
3. 【請求項３】吸入通路は前記絞り体の移動経路の延長線
   上に形成されている請求項１及び請求項２のいずれか１
   項に記載の可変容量型圧縮機。
4. 【請求項４】絞り体は前記遮断体の一部であり、前記吸
   入通路に入り込んで吸入通路における通過断面積を絞る
   請求項３に記載の可変容量型圧縮機。
5. 【請求項５】前記吸入通路は絞り体の絞り周面によって
   絞られ、前記絞り周面は、絞り体の移動経路に対して傾
   斜するテーパ周面と、前記移動経路に対して平行し、か
   つ前記テーパ周面に連なるストレート周面とからなり、
   斜板傾角の減少に伴う絞り周面による絞り作用はテーパ
   周面の絞り作用からストレート周面の絞り作用へ移行す
   る請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の可変容
   量型圧縮機。
6. 【請求項６】前記テーパ周面は、第１のテーパ周面と、
   これに連なる第２のテーパ周面とからなり、第２のテー
   パ周面の傾斜は第１のテーパ周面の傾斜よりも小さくし
   てあり、斜板傾角の減少に伴う絞り周面による絞り作用
   は第１のテーパ周面の絞り作用から第２のテーパ周面の
   絞り作用へ移行する請求項５に記載の可変容量型圧縮
   機。