JP3114386B2 - 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、車両空調用に供して好
適な圧縮機に係り、詳しくは吸入室、吐出室及びクラン
ク室を備え、吸入室圧力とクランク室圧力との差圧の調
節して回転斜板の傾角（ピストンストローク）を変える
ことにより、圧縮容量を制御するようにした可変容量型
圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の可変容量型圧縮機とし
て、例えば特開昭６１−２１５４６８号公報に示された
構成のものが知られている。この圧縮機には、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、吸入室とクランク室とを常時連
通する抽気通路と、クランク室の圧力が設定値以下にな
ったとき、その圧力に応答して開閉弁を作動させて給気
通路を開放し、設定値以上になったとき、開閉弁を作動
させて給気通路を閉鎖するための弁制御機構とが設けら
れている。

【０００３】したがって、開閉弁が給気通路を閉鎖した
圧縮機の運転状態において、圧縮室からクランク室へブ
ローバイされた冷媒ガスは、抽気通路を経て常に吸入室
へ還元される。そして車室温度が下がり、冷房負荷が小
さくなって、吸入室圧力の低下とともにクランク室圧力
が設定値以下になると、弁制御機構により開閉弁が開か
れて吐出室からクランク室へ高圧の冷媒ガスが導入さ
れ、クランク室圧力を上昇させる。その後クランク室圧
力が設定値以上になると、弁制御機構により開閉弁が閉
じられて給気通路が閉鎖され、クランク室の圧力上昇は
停止される。このクランク室圧力と冷房負荷の変動に追
従する吸入室圧力との差圧によってピストンストロー
ク、つまり圧縮容量が制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記抽気通路
の断面積を一義的に決定することはきわめて困難であ
る。例えばクランク室に漏入したブローバイガスを吸入
室へ還流させるという一面からみれば、上記抽気通路の
断面積はできるだけ大きく設定することが望ましいが、
低容量運転移行時、クランク室圧力を上昇させるために
は逆に断面積を小さく設定する必要がある。とくに低負
荷時、吐出圧力が極端に低い状態では余程断面積を絞ら
ない限りクランク室圧力が上昇せず、事実上低容量制御
が不能状態に陥ってしまう。また、同断面積を絞り過ぎ
ると、ピストンやシリンダボアの摩耗の進行に、さらに
夏季の渋滞走行時のような吐出圧力の上昇が加わると、
増加されたブローバイガスの漏入量が抽気通路の排出能
力を上回ってクランク室圧力が上昇し、意に反した低容
量制御が行われてしまうといった事態も生じる。

【０００５】本発明は、圧縮機の全制御領域において容
量制御の応答性を向上させることを、解決すべき技術課
題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題解決
のため、吸入室、吐出室及びクランク室を備え、吸入室
圧力とクランク室圧力との差圧を調節して回転斜板の傾
角を変えることにより、圧縮容量を制御するようにした
可変容量型圧縮機において、上記吐出室とクランク室と
を連通する給気通路と、吸入室圧力に応動して該給気通
路を開閉する第１制御弁と、上記吸入室とクランク室と
を連通する抽気通路と、上記給気通路の昇圧に応動して
該抽気通路の開度を縮小する第２制御弁とを含み、上記
抽気通路の開放開度は、予測されるブローバイガス量を
上回る流量に設定されていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明においては、抽気通路の断面積が予測さ
れるブローバイガスの漏入量を上回る流量に設定されて
おり、第２制御弁が開放されている圧縮機の全容量運転
時、ピストン摺動部の相対的摩耗や吐出圧力の上昇とい
った因子の相乗作用によりブローバイガスの漏入量が増
加したとしても、抽気通路は十分な排出能力によって着
実に全容量運転状態を維持する。一方、冷房負荷の低下
に伴って第１制御弁が作動し、給気通路の開放を介して
クランク室圧力を上昇させる低容量運転移行時には、吐
出圧力の導入に伴う給気通路の昇圧に応答して第２制御
弁が作動し、抽気通路の開度を縮小すべく制御する。し
たがって、とくに冷房負荷が低い状態にあっても抽気通
路の絞り効果によりクランク室圧力は十分に上昇を果
し、適確な容量制御が遂行される。

【０００８】

【実施例】以下、図の基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。図において、圧縮機の外郭の一部を構成す
るシリンダブロック１の前後にはクランク室２ａが形成
されたフロントハウジング２、並びに吸入室３ａ及び吐
出室３ｂが形成されたリヤハウジング３が結合されてお
り、シリンダブロック１及びフロントハウジング２に
は、クランク室２ａ内を通貫する駆動軸４が回転可能に
支承されている。クランク室２ａ内の駆動軸４上には回
転支持体５が固着され、該回転支持体５の後面側に延出
した支持アーム６の先端部には長孔６ａが貫設されてい
る。そして該長孔６ａにはピン７がスライド可能に嵌入
されており、同ピン７には回転駆動板８が傾動可能に連
結されている。

【０００９】回転支持体５の後端に隣接して駆動軸４上
にはスリーブ９が遊嵌され、コイルばね１０により常に
回転支持体５側へ付勢されるとともに、スリーブ９の左
右両側に突設された枢軸９ａ（一方のみ図示）が回転駆
動板８の図示しない係合孔に嵌入されて、該回転駆動板
８は枢軸９ａの周りを揺動しうるように支持されてい
る。

【００１０】回転駆動板８の後面側には揺動板１１が相
対回転可能に支持され、かつ外縁部に設けた案内部１１
ａが通しボルト１６と係合することにより自転が拘束さ
れるとともに、シリンダブロック１に貫設されたボア１
２内のピストン１３と該揺動板１１とはコンロッド１４
により連節されている。したがって、駆動軸４の回転運
動が回転駆動板８を介して揺動板１１の前後揺動に変換
され、ピストン１３がボア１２内を往復動することによ
り吸入室３ａからボア１２内へ吸入された冷媒ガスが圧
縮されつつ吐出室３ｂへ吐出される。そしてクランク室
圧力と吸入室圧力との差圧に応じてピストン１３のスト
ローク及び揺動板１１の傾角が変化し、圧縮容量が制御
される。なお、クランク室圧力は以下に述べる第１、第
２制御弁により冷房負荷に基づいて制御される。

【００１１】すなわち、リヤハウジング３及びシリンダ
ブロック１には、吐出室３ｂとクランク室２ａとを連通
する給気通路２１が設けられ、該給気通路２１は吐出室
３ｂから弁座２２を有する弁孔を経由してＵターン状に
形成された通路２３と、該通路２３に連なってシリンダ
ブロック１内を通貫する通路２４とよりなり、リヤハウ
ジング３内に配設されて該給気通路２１を開閉する第１
制御弁３０は、復帰ばね３１の付勢力によって上記弁座
２２に着座可能な球状弁体３２と、該球状弁体３４を作
動させる制御部３３とから構成されている。

【００１２】制御部３３について詳述すると、上記球状
弁体３２と同心上に整合し、かつリヤハウジング３の後
端面に開口する収納室３４内にはベローズ３５が収納さ
れ、その基端は収納室３４の口端に嵌入固止された支環
３６に結合されるとともに、同先端に結合された封止板
３７は上記球状弁体３２から延びる槓杆部と衝接されて
いる。そして該支環３６に螺合したばね受３８と該封止
板３７との間には制御ばね３９が介装され、上記復帰ば
ね３１の付勢力に対抗して球状弁体３２を弁座２２から
離脱する向きに付勢している。かくて上記ベローズ３５
の内部空域は、ばね受３８に貫設された通孔を介して外
気と連通する大気室４０を形成し、一方、該ベローズ３
５を囲包する収納室３４内の密閉空域は、導圧路４１を
介して吸入室３ａと連通する感圧室４２を形成してい
る。

【００１３】また、シリンダブロック１にはクランク室
２ａと吸入室３ａとを連通する抽気通路４３が上記給気
通路２４と平行状に貫設され、該シリンダブロック１内
には、さらに給気通路２４の圧力に応動して該抽気通路
４３の開度を調整する第２制御弁５０が配設されてい
る。すなわち、第２制御弁５０は、給気通路２４と抽気
通路４３とに跨って穿設された弁室５１と、該弁室５１
内に嵌装されて直動により抽気通路４３の開度を縮減さ
せるスプール弁体５２と、常には該スプール弁体５２が
開放位置に保持されるよう該スプール弁体５２を給気通
路２４方向に付勢する調整ばね５３とから構成されてい
る。なお、５４は抽気通路４３の開放開度が予測される
ブローバイガス量を上回る流量に設定された固定絞りで
あり、５５はスプール弁体５２の開放位置を定めるスト
ッパである。

【００１４】本圧縮機は上述のように構成されており、
圧縮機の停止時には機内の圧力が設定された吸入室圧力
よりも高い値でバランスしているので、感圧室４２の圧
力が大気室圧力と制御ばね３９の合成力を上回ってベロ
ーズ３５を縮動させ、球状弁体３２は復帰ばね３１の付
勢力により弁座２２に着座して給気通路２１は閉鎖状態
に保たれている。この状態から図示しない電磁クラッチ
を介して駆動軸４が回転されると、回転支持体５及び回
転駆動板８の回転運動が揺動板１１の揺動運動を介して
さらにピストン１３の往復運動へと変換され、圧縮仕事
が開始される。そして圧縮機の起動初期においては通常
車室温度と共に吸入室圧力も高いので、第１制御弁３０
は上述のように給気通路２１を閉鎖し、付随的に第２制
御弁５０は抽気通路４３を開放した状態におかれてい
る。このため圧縮作用によりクランク室２ａ内に漏入し
たブローバイガスは抽気通路４３を介して逐次吸入室３
ａに還流され、クランク室圧力と吸入室圧力との差圧は
所定値よりも小さく保たれるので、ピストン１３は最大
ストロークつまり圧縮機は全容量状態で運転される。な
お、このような全容量運転時、仮りにピストン摺動部の
相対的摩耗や吐出圧力の上昇といった因子の相乗作用に
よりブローバイガスの漏入量が増加したとしても、抽気
通路４３はかかる事態を加味した固定絞り５４の流量設
定により十分な排出能力を保持し、圧縮機の全容量運転
を支援する。

【００１５】かかる全容量運転の継続により次第に車室
温度が低下し、これに追従する吸入室圧力が設定値を越
えて低下すると、感圧室４２の圧力が大気室圧力と制御
ばね３９の合成力に屈してベローズ３５の伸動を許し、
槓杆部を介して球状弁体３２を弁座２２から離脱させる
ので、開放された給気通路２１を経由してクランク室２
ａには高圧の吐出冷媒ガスが導入されクランク室圧力を
上昇させる。このとき吐出冷媒ガスの導入に伴う給気通
路２１の昇圧は、第２制御弁５０つまり弁室５１内に嵌
装されたスプール弁体５２の端面に付勢力として作用
し、対抗する調整ばね５３の付勢力に打勝って抽気通路
４３の開度を縮小すべく該スプール弁体５２を進動させ
る。すなわち、吐出圧力の導入に伴う給気通路２１の昇
圧に応答して第２制御弁５０が抽気通路４３の排出能力
を縮減すべく制御するので、低容量運転移行時における
クランク室２ａの圧力上昇はきわめて効率よく達成され
る。

【００１６】このようにクランク室圧力が上昇されて吸
入室圧力との差圧が大きくなると、揺動板１１の傾角並
びにピストンストロークが減少されて圧縮機は低容量の
制御運転に移行し、冷房負荷に基づいた吸入室圧力の復
活をまって第１制御弁３０は給気通路２１を閉鎖する。
なお、極端な低冷房負荷時においても、上記抽気通路４
３の排出規制によってクランク室圧力は十分に上昇を果
し、適確な容量制御が遂行される。

【００１７】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明圧縮機は、
吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、吸入室圧
力に応動して該給気通路を開閉する第１制御弁と、吸入
室とクランク室とを連通する抽気通路と、給気通路の昇
圧に応動して抽気通路の開度を縮小する第２制御弁とを
含み 、上記抽気通路の開放開度は、予測されるブロー
バイガス量を上回る流量に設定されたものであるから、
全容量運転時には十分な抽気能力を確保してクランク室
の異常昇圧を防止し、一方、低容量運転移行時には巧み
に抽気能力を抑制してクランク室の効率的な昇圧を助勢
するので、圧縮機の全制御領域において容量制御の応答
性を格段と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る可変容量型圧縮機を示
す断面図

【符号の説明】

２ａはクランク室、３ａ吸入室、３ｂは吐出室、２１は
給気通路、３０は第１制御弁、４３は抽気通路、５０は
第２制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08 F04B 27/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入室、吐出室及びクランク室を備え、吸
   入室圧力とクランク室圧力との差圧を調節して回転斜板
   の傾角を変えることにより、圧縮容量を制御するように
   した可変容量型圧縮機において、上記吐出室とクランク
   室とを連通する給気通路と、吸入室圧力に応動して該給
   気通路を開閉する第１制御弁と、上記吸入室とクランク
   室とを連通する抽気通路と、上記給気通路の昇圧に応動
   して該抽気通路の開度を縮小する第２制御弁とを含み、
   上記抽気通路の開放開度は、予測されるブローバイガス
   量を上回る流量に設定されていることを特徴とする可変
   容量型圧縮機。