JP3125513B2 - 斜板式可変容量圧縮機 - Google Patents

斜板式可変容量圧縮機

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JP3125513B2
JP3125513B2 JP05102560A JP10256093A JP3125513B2 JP 3125513 B2 JP3125513 B2 JP 3125513B2 JP 05102560 A JP05102560 A JP 05102560A JP 10256093 A JP10256093 A JP 10256093A JP 3125513 B2 JP3125513 B2 JP 3125513B2
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真広 川口
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健 水藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク室、吸入室、
吐出室及びこれら各室に接続するシリンダボアを区画形
成し、シリンダボア内に片頭ピストンを往復直線運動可
能に収容するハウジング内に回転軸を回転可能に支持
し、回転軸に回転支持体を固着すると共に、回転支持体
に斜板を傾動可能に連係し、クランク室内の圧力と吸入
及び吐出圧との片頭ピストンを介した差により斜板の
傾角を制御する制御弁を備えた斜板式可変容量圧縮機に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の可変容量圧縮機(例えば特開昭
62−203980号参照)における吐出容量は斜板の
傾角に対応し、斜板傾角はクランク室の圧力に左右され
る。一般的にはクランク室の圧力は、吐出室との連通路
に配設されて吸入圧に感応する制御弁によって自動制御
される。吸入圧が高い(冷房負荷が大きい)場合には制
御弁の弁開度が小さくなる。弁開度が小さくなればクラ
ンク室内の圧力が低下し、斜板傾角が大きくなる。即
ち、吐出容量が大きくなる。逆に、吸入圧が低い(冷房
負荷が小さい)場合には弁開度が大きくなり、クランク
室内の圧力が上昇する。クランク室の圧力が上昇すると
斜板傾角が小さくなり、吐出容量が小さくなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】外気温が氷点付近とい
う環境条件下では吐出圧が上がらないため、制御弁の弁
開度が最大になっていてもクランク室への冷媒流入量は
少ない。クランク室は放圧通路によって吸入圧領域に連
通しており、クランク室の冷媒ガスは放圧通路から吸入
室へ常時抜けて行く。クランク室の冷媒ガスが吸入室へ
抜けて行くにも関わらずクランク室への冷媒流入量が少
ないため、クランク室の圧力が上昇しない。そのため、
吸入圧が低い(冷房負荷が殆どない)ような状態でも斜
板傾角が大きくなり、冷房負荷に応じた容量よりも大き
な容量の運転が行われてしまう。冷房負荷に応じた容量
よりも大きな容量の運転が行われれば、外部冷媒回路上
の蒸発器におけるフロストが避けられない。
【0004】本発明は、氷点付近という環境下で生じ易
いフロストを防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
クランク室と吸入圧領域とを直接的に接続する放圧通路
上に吐出圧と吸入圧との差圧に感応して放圧制御する放
圧制御弁を介在し、前記差圧の低下に伴って前記放圧通
路を閉じる方向に前記放圧制御弁を動作させるととも
に、該動作時には前記制御弁を介して吐出圧をクランク
室に導入するようにした。
【0006】
【作用】吐出圧と吸入圧との差圧が小さくなると放圧制
御弁の弁開度が小さくなり、クランク室からの冷媒流出
量が抑制される。この流出量抑制によりクランク室の圧
力低下が大きくなることはない。吐出圧と吸入圧との差
圧が小さい状態は外気温が氷点付近という環境条件に対
応する。このような環境条件下で吐出容量が大きいとフ
ロストが発生するが、クランク室の圧力が大きく低下し
ないために斜板傾角が大きくなることはなく、フロスト
は発生しない。
【0007】
【実施例】以下、本発明を具体化した第1実施例を図1
〜図7に基づいて説明する。図1に示すように圧縮機全
体のハウジングの一部となるシリンダブロック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。フロントハウジン
グ2内には深溝玉軸受け部材7が取り付けられている。
深溝玉軸受け部材7には回転支持体8が支持されてお
り、回転支持体8には回転軸9が止着されている。深溝
玉軸受け部材7は回転軸9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回転支持体8を介し
て受け止める。
【0008】回転軸9の前端はクランク室2aからフロ
ントハウジング2を介して外部へ突出しており、回転軸
9の後端部はラジアルベアリング13を介してシリンダ
ブロック1に回転可能に支持されている。
【0009】回転軸9には球面状の斜板支持体14がス
ライド可能に支持されており、斜板支持体14には斜板
15が回転軸9の軸線方向へ傾動可能に支持されてい
る。斜板15には連結片16,17が止着されている。
図2に示すように連結片16,17には一対のガイドピ
ン18,19が止着されている。回転支持体8には支持
アーム8aが突設されている。支持アーム8aには支持
ピン20が回動可能かつ回転軸9に対して直角を成す方
向へ貫通支持されている。一対のガイドピン18,19
は支持ピン20の両端部にスライド可能に嵌入されてい
る。支持アーム8a上の支持ピン20と一対のガイドピ
ン18,19との連係により斜板15が斜板支持体14
を中心に回転軸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、支持ピン
20とガイドピン18,19とのスライドガイド関係、
斜板支持体14のスライド作用及び斜板支持体14の支
持作用により案内される。
【0010】斜板15の最大傾角は回転支持体8の傾角
規制突部8bと斜板15との当接によって規制される。
回転軸9上には最小傾角規制リング21が止着されてお
り、斜板15の最小傾角が最小傾角規制リング21と斜
板支持体14との当接によって規制される。
【0011】クランク室2aに接続するようにシリンダ
ブロック1に貫設されたシリンダボア1a内には片頭ピ
ストン22が収容されている。片頭ピストン22の首部
22aには一対のシュー23が嵌入されている。斜板1
5の周縁部は両シュー23間に入り込み、斜板15の両
面には両シュー23の端面が接する。従って、斜板15
の回転運動がシュー23を介して片頭ピストン22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1a内を前後動する。
【0012】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3a及び吐出室3b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4a及び吐出ポ
ート4bが形成されている。弁形成プレート5A上には
吸入弁5aが形成されており、弁形成プレート5B上に
は吐出弁5bが形成されている。吸入室3a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4a
から吸入弁5aを押し退けてシリンダボア1a内へ流入
する。シリンダボア1a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4bから吐出弁
5bを押し退けて吐出室3bへ吐出される。吐出弁5b
はリテーナ形成プレート6上のリテーナ6aに当接して
開度規制される。
【0013】片頭ピストン22のストロークはクランク
室2a内の圧力とシリンダボア1a内の吸入圧との片頭
ピストン22を介した差圧に応じて変わる。即ち、圧縮
容量を左右する斜板15の傾角が変化する。クランク室
2a内の圧力はリヤハウジング3に取り付けられた制御
弁24により制御される。クランク室2aと吸入室3a
とは放圧通路1bによって接続されている。
【0014】図5及び図6に基づいて制御弁24の内部
構成を説明する。バルブハウジング25内には球状の弁
体26が収容されている。バルブハウジング25には吐
出圧導入ポート25a、吸入圧導入ポート25b及び制
御ポート25cが設けられている。吐出圧導入ポート2
5aは吐出圧導入通路10を介して吐出室3bに連通し
ている。吸入圧導入ポート25bは吸入圧導入通路11
を介して吸入室3aに連通しており、制御ポート25c
は制御通路12を介してクランク室2aに連通してい
る。
【0015】バルブハウジング25内のばね受け27と
弁体26との間には復帰ばね28及び弁支持座29が介
在されており、弁体26は弁孔25dを閉塞する方向へ
復帰ばね28のばね作用を受ける。
【0016】吸入圧導入ポート25bに通じる吸入圧検
出室30にはベローズ金具31が収容されている。ベロ
ーズ金具31とばね受け32とはベローズ33によって
連結しており、ベローズ金具31とばね受け32との間
にはばね34が介在されている。ばね受け32には伝達
ロッド35が止着されており、その先端が弁体26に当
接している。
【0017】リヤハウジング3の下部にて放圧通路1b
上には放圧制御弁36が設けられている。放圧制御弁3
6を構成するスプール弁37の収容室の一部はスプール
弁37によって一対の受圧室38,39に区画されてい
る。受圧室38は受圧通路40を介して吐出室3bに連
通しており、受圧室39は放圧通路1bを介して吸入室
3aに連通している。受圧室40にはばね41が収容さ
れており、スプール弁37にはばね41のばね力が作用
している。この作用方向は受圧室38の圧力に対向する
方向である。スプール弁37の周面には環状の流路溝3
7aが形成されている。流路溝37aはスプール弁37
の変位によって放圧通路1bと連通又は遮断する。スプ
ール弁37が流路溝37aと放圧通路1bとを連通する
開位置に配置されると、クランク室2aと吸入室3aと
が連通する。スプール弁37が流路溝37aと放圧通路
1bとを遮断する閉位置に配置されると、クランク室2
aと吸入室3aとが遮断する。
【0018】吸入室3a内へ冷媒ガスを導入する導入口
(図示略)と、吐出室3bから冷媒ガスを排出する排出
口1cとは外部冷媒回路42で接続されている。外部冷
媒回路42上には凝縮器43、膨張弁44及び蒸発器4
5が介在されている。膨張弁44は蒸発器45の出口側
のガス圧の変動に応じて冷媒流量を制御する。
【0019】ベローズ33は吸入圧導入ポート25bか
ら導入される吸入圧Psの変動に応じて変位し、この変
位が伝達ロッド35を介して弁体26に伝えられる。吸
入圧Psがばね34のばね力によって決定される設定吸
入圧Ps0 以下、かつ設定吸入圧Ps0 から大きく掛け
離れていない範囲において、吸入圧Psが高い(冷房負
荷が大きい)場合には弁体26の弁開度が小さくなる。
図1及び図5に示すように放圧制御弁36のスプール弁
37は受圧室38内の吐出圧によって開位置に配置され
ており、クランク室2a内の冷媒ガスは放圧通路1bを
経由して吸入室3aへ流出している。従って、弁体26
の弁開度が小さくなればクランク室2a内の圧力が低下
し、斜板傾角が大きくなる。即ち、吐出容量が大きくな
る。逆に、吸入圧Psが低い(冷房負荷が小さい)場合
には弁体26の弁開度が大きくなる。従って、クランク
室2a内の圧力が上昇し、斜板傾角が小さくなる。即
ち、吐出容量が小さくなる。
【0020】従って、斜板15の傾角は、図1に示すよ
うに傾角規制突部8bに当接する最大傾角位置と、図4
に示すように斜板支持体14が最小傾角規制リング21
に当接する最小傾角位置との間に規制される。即ち、斜
板15のこの傾角範囲内で吐出容量が制御される。
【0021】図7のグラフの曲線C1 は吐出圧Pdと吸
入圧Psとで表される制御特性を示す。直線DはPs=
Pdを表す。曲線C1 が直線Dに接近するのは外気温が
氷点付近という環境条件にある場合である。外気温が氷
点付近というような環境下の場合には冷房負荷が殆どな
く、吸入圧Psは設定吸入圧Ps0 から大きく掛け離れ
た低圧値となる。従って、図6に示すように制御弁24
の弁体26は最大開度を維持し、斜板傾角は最小傾角に
向かう。
【0022】弁体26が最大開度を維持していても吐出
圧Pdが上がらないため、吐出室3bからクランク室2
aへの冷媒ガス流入量は少ない。放圧通路1bが常時開
いているとすると、クランク室2aの冷媒ガスが放圧通
路1bから吸入室3aへ流出し、クランク室2aの圧力
が大きく低下してしまう。すると、冷房負荷が殆どない
ような状態にも関わらず斜板傾角が大きくなり過ぎてし
まい、吐出容量が冷房負荷に応じた容量以上になってし
まう。吐出容量が冷房負荷に応じた容量以上になってし
まうということは、ひいては蒸発器45での熱交換が不
必要に行われて吸入圧Psが低下することである。図7
の鎖線曲線C2 は放圧制御弁36のない従来の制御特性
を示す。直線D付近におけるこのような吸入圧Psの低
下が蒸発器45のフロストをもたらす。
【0023】放圧制御弁36は、受圧室39の吸入圧P
sとばね41のばね力との和と、受圧室38の吐出圧P
dとの対抗によってスプール弁37の位置を制御してい
る。図7の直線Dに接近する領域、即ち外気温が氷点付
近というような環境条件での吐出圧Pdは低圧であり、
吸入圧Psとの差圧は小さい。このような差圧(Pd−
Ps)の小さい状態ではスプール弁37が閉位置側へ移
行し、放圧通路1bが遮断される。そのため、クランク
室2aからの冷媒ガス流出が無くなる。クランク室2a
からの冷媒ガス流出が無くなれば、吐出室3bからクラ
ンク室2aへの冷媒ガス流入量が少ない状態でもクラン
ク室2aの圧力が高くなる。クランク室2aの圧力が高
くなれば斜板傾角が大きくなり過ぎることはなく、吐出
容量が冷房負荷に応じた容量以上になってしまうという
ことはない。従って、放圧通路1b上に放圧制御片36
を介在した本実施例の制御特性曲線C1 は直線D付近に
おいて鎖線曲線C2 よりも上位にあり、吸入圧Psの低
下、即ちフロストをもたらす蒸発器45での熱交換が抑
制される。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、クランク
室と吸入圧領域とを接続する放圧通路上に介在された放
圧制御弁を吐出圧と吸入圧との差圧の低下に伴って前記
放圧通路を閉じる方向に動作させるとともに、該動作時
には前記制御弁を介して吐出圧をクランク室に導入する
ようにしたので、吐出容量が冷房負荷に応じた容量以上
になることはなく、蒸発器におけるフロスト発生を防止
し得るとともに、前記放圧制御弁の動作中であっても制
御弁を機能させて、その開度を連続的に変位させること
ができるという優れた効果を奏する。
【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
の側断面図である。
【図2】 図1のA−A線断面図である。
【図3】 図1のB−B線断面図である。
【図4】 斜板傾角が最小状態にある側断面図である。
【図5】 放圧制御弁が開状態にある側断面図である。
【図6】 放圧制御弁が閉状態にある側断面図である。
【図7】 容量制御特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1b…放圧通路、2a…クランク室、3a…吸入圧領域
となる吸入室、15…斜板、22…片頭ピストン、36
…放圧制御弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横野 智彦 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 昭62−191673(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04B 27/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各
    室に接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボア
    内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウジ
    ング内に回転軸を回転可能に支持し、回転軸に回転支持
    体を固着すると共に、回転支持体に斜板を傾動可能に連
    係し、クランク室内の圧力と吸入圧及び吐出圧との片頭
    ピストンを介した差により斜板の傾角を制御する制御弁
    を備えた斜板式可変容量圧縮機において、 クランク室と吸入圧領域とを直接的に接続する放圧通路
    上に吸入圧と吐出圧との差圧に感応して放圧制御する放
    圧制御弁を介在し、前記差圧の低下に伴って前記放圧通
    路を閉じる方向に前記放圧制御弁を動作させるととも
    に、該動作時には前記制御弁を介して吐出圧をクランク
    室に導入するようにした斜板式可変容量圧縮機。
JP05102560A 1993-04-28 1993-04-28 斜板式可変容量圧縮機 Expired - Fee Related JP3125513B2 (ja)

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CN112842089A (zh) * 2021-01-28 2021-05-28 周建平 一种新型烧烤架

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