JP3195987B2 - ワブルプレート型コンプレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調装置の冷房サイ
クルに用いられるワブルプレート型の可変容量コンプレ
ッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のワブルプレート型の可変容量コン
プレッサは、例えば特開昭６３−１６１７７号公報に示
されるように、クランク室と、このクランク室内に回転
自在に挿入された駆動軸と、この駆動軸と一体に回転す
る回転部材と、この回転部材に揺動可能に連結するワブ
ルプレートと、このワブルプレートに連結され、該ワブ
ルプレートの揺動によりそれぞれのシリンダ内で往復動
する複数のピストンと、前記シリンダ内に冷媒ガスを供
給する吸入室（低圧室）と、前記シリンダ内で圧縮され
た冷媒ガスが吐出される吐出室（高圧室）と、前記クラ
ンク室と前記吸入室との間の連通路に設けられた弁手段
とを有し、前記弁手段により前記クランク室内の圧力を
調節し、前記ワブルプレートの揺動角を変えることによ
り、前記冷媒ガスのシリンダへの取り込み容積を可変す
るようになっている。

【０００３】また、上述の引例における弁手段は、例え
ば吸入室側の低圧とクランク室の圧力の差圧によって作
動する調整弁であり、クランク室と吸入室を連通する連
通路上に設けられている。また、クランク室内の圧力を
調整する機構としては、シリンダ内の圧縮室内からブロ
ーバイされた冷媒ガスを前記調整弁によって、ブローバ
イした冷媒ガスを低圧側（吸入室側）に逃がすことによ
って圧力を下げ、また低圧側への連通を阻止することに
よってクランク室内の圧力を上げるようになっているの
で、例えば車両の急速加速時に走行用エンジンに負荷を
軽減する時には、調整弁を閉弁してブローバイする冷媒
ガスをクランク室に貯めることによって圧力を上げるた
めに、クランク室の圧力の上昇速度が遅く、エンジンの
負荷軽減を期待することはできなかった。

【０００４】このために、例えば特開平３−２３３８５
号公報には、吐出室（高圧室）とクランク室を連通する
給気通路を設け、さらにこの給気通路の開度を調整する
調整弁を給気通路上に設けて、この調整弁を制御するこ
とにより、吐出室の高圧をクランク室に一挙に送り込ん
でコンプレッサの吐出容量を急激に減少させて、エンジ
ンの加速に対応して、コンプレッサのよるエンジンの負
荷を低減するものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この公知のワブルプレ
ート型のコンプレッサにおいて、低圧圧力とクランク室
内の差圧によりピストンのストローク量を自動調整する
圧力調整弁が設けられていることから、下記のような不
都合が起こる。即ち、この圧力調整弁は、その差圧によ
るストローク制御を行うため、許容される圧力はせいぜ
い0.98Mpと低く、前述したように、クランク室の高圧を
供給すると、クランク室内の圧力が上昇するが、該調整
弁はこの高圧に耐えられず開いてしまい、圧力を低圧へ
逃がして、ストローク減少速度を遅くしてしまうという
大きな問題点が発生する。そして更に、この高圧により
調整弁が変形、破損して本来の機能を失ってしまう。

【０００６】そこで、この発明は、高圧導入弁によりク
ランク室内に急速に導入された高圧から、圧力調整弁を
保護することのできるワブルプレート型コンプレッサを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明は、
コンプレッサ本体内にクランク室と、吸入口と連通する
低圧室と、吐出口と連通する高圧室とが形成され、クラ
ンク室の圧力を調整する圧力調整弁を有すると共に、ク
ランク室と高圧室とを連通する連通路上に高圧導入弁を
有するワブルプレート型コンプレッサにおいて、前記ク
ランク室と前記圧力調整弁の間の連通路上に設けられた
弁座と、この弁座に着座することによって前記連通路を
閉塞する弁体と、この弁体を弁座から離脱する方向に付
勢する付勢手段とによって構成され、クランク室内の圧
力により弁体が受ける圧力が前記付勢手段の付勢力より
も大きくなることによって弁座に着座して前記連通路を
閉塞する弁を設けたことにある。前記圧力調整弁は、例
えば、低圧室とクランク室を連通する連通路上に有る。

【０００８】

【作用】したがって、この発明においては、高圧導入弁
の開弁によって吐出側の高圧がクランク室内に導入され
た場合に、クランク室内の圧力が、弁体を弁座から離脱
させているばねの付勢力よりも大きくなるために、弁体
がばねの付勢力に抗して弁座に着座するために、前記ク
ランク室と圧力調整弁との間の連通路を閉塞することが
でき、上記課題が達成できるものである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の第１の実施例について図面
により説明する。

【００１０】図１において示されるワブルプレート型コ
ンプレッサ１は、有底筒状のハウジング２を有し、この
ハウジング２の開口端にシリンダブロック３が固定さ
れ、ハウジング２とシリンダブロック３の一端とに囲ま
れてクランク室４が構成されている。また、シリンダブ
ロック３の他端には、シリンダヘッド５がバルブプレー
ト６を挟んで固定されている。

【００１１】駆動軸７は、図示しないエンジンと連結さ
れることによって回転をするもので、前記ハウジング２
とシリンダブロック３とに回転自在に支持されており、
この駆動軸７には、ハウジング２にスライドベアリング
８を介して回転自在に支持されたスラストフランジから
なる動力伝達用の回転部材９がクランク室４内に設けら
れている。また、駆動軸７には、これに緩く外嵌された
ヒンジボール１０を介して、同じくクランク室４内で下
記するワブルプレートを支持するための回転部材１１
が、回動及び揺動自在に支持されており、この支持用の
回転部材１１は、前記動力伝達用の回転部材９に連結さ
れるものである。

【００１２】ワブルプレート１２は、クランク室内でワ
ブルプレート支持用の回転部材１１に対してラジアル及
びスラストベアリング１３，１４を介して回動自在に支
持され、前記ヒンジボール１１を支点として揺動のみが
許されるようになっている。

【００１３】このワブルプレート１２には、複数のピス
トン１５（例えば７気筒のコンプレッサにおいては７
個）がロッド１６を介して連結されており、これらのピ
ストン１５は、前記シリンダブロック３に形成されたシ
リンダボア１７に摺動自在に挿入されている。このシリ
ンダボア１７と前記ピストン１５の端部とによって画成
された空間で圧縮室が形成されるようになっているもの
である。

【００１４】圧縮室は、ピストン１５が吸入工程にある
場合には、吸入弁１８が開かれてバルブプレート６に形
成されった吸入孔１９を介してシリンダヘッド５に形成
された低圧室２０と連通し、またピストン１５が吐出工
程にある場合には、吐出弁２１が開かれて、バルブプレ
ート６に形成された吐出孔２２を介してシリンダヘッド
５内に形成された高圧室２３と連通する。尚、前記低圧
室２０は、シリンダヘッド５に形成された図示しない吸
入口と連通し、また前記高圧室２３は、同じくシリンダ
ヘッドに形成された吐出口２４と連通するものである。

【００１５】また、容量可変機構を構成する圧力調整弁
２５は、シリンダヘッド５、バルブプレート６、シリン
ダブロック３を貫通して形成された調整弁挿入孔２６に
挿入され、バネ２７及び蓋２８によってクランク室側に
押しつけられて固定されている。

【００１６】この圧力調整弁２５は、内部後方に高圧用
のベローズ２９が設けられ、この高圧用ベローズ２９の
外側に形成された空間３１は、高圧入口３２、蓋２８と
制御弁挿入孔２６と圧力調整弁２５の後部側面によって
画成された空間３３、及び高圧用連通路３４を介して高
圧室２３と連通している。また、高圧用ベローズ２９の
一端は、圧力調整弁２５の後部内側面に固着されてお
り、他端にはベローズの伸縮によって摺動する摺動部材
３５の一端が取付られている。

【００１７】この摺動部材３５の他端には、低圧用ベロ
ーズ３０の一端が固着されており、この低圧用ベローズ
３０の他端には、弁３６が取付られている。この低圧用
ベローズ３０の外側に形成された空間３７は、低圧入口
３８、低圧用連通路３９を介して低圧室２０と連通して
いる。また、前記弁３６は、クランク室４と連通する孔
４１を有する弁座４０に着座するようになっており、弁
３６の開弁によって前記クランク室４は、孔４１、空間
３７、低圧入口３８、及び低圧用連通路３９を介して低
圧室２０と連通するようになっている。

【００１８】この圧力調整弁２５において、負荷が高く
高圧圧力の高い時においては、高圧室２３から空間３１
に導入される高圧によって高圧用ベローズ２９が縮み、
このために低圧用ベローズ３０を押している力は弱くな
る。このために、弁３６は開き易くなり、クランク室４
内にブローバイした冷媒ガスは、この弁３６を押し開い
て低圧室２０に抜けてクランク室４の圧力は下がるため
に、ピストン１５の背圧は下がり、ピストン１５のスト
ロークは大きくなって、コンプレッサの吐出量は大きく
なるものである。

【００１９】また、負荷が低く高圧圧力の低いときは、
高圧ベローズ２９が伸び、このために低圧ベローズ３０
を縮める方向に力が発生し、弁３６は開き難くなり、ク
ランク室４内にブローバイした冷媒ガスは、クランク室
４内に溜ることとなり、クランク室４の圧力は上がる。
このために、ピストン１５の背圧は上がり、ピストン１
５のストロークは小さくなって、コンプレッサの吐出量
は小さくなるものである。

【００２０】高圧導入弁５０は、図２に示すように前記
ハウジング２に開口した孔５１に嵌入される嵌入部５２
と、本体部５３と、電磁コイル部５４と、図示しない配
管によって高圧室２３に接続される接続継手部５５とに
よって構成され、接続継手部５５内に形成された接続通
路５６、本体部５３内に形成された弁部５７、及び嵌入
部５２内に形成された高圧吐出孔５８を連通する高圧通
路６２が形成されている。

【００２１】本体部５３の内部に形成された弁部５７
は、漸次孔の径が小さくなるように形成された弁座５９
と、弁体６０と、ばね６１によって構成され、通常は弁
体６０がばね６１の付勢力によって弁座５９に押しつけ
られて前記高圧通路６２が閉鎖されている。

【００２２】弁体６０のばね６１の反対側にはロッド６
３の一端が当接しており、このロッド６３の本体は、電
磁コイル部５４の内部に形成された孔６４に挿入されて
いる。またこの孔６４の周囲には、環状に電磁コイル６
５が設けられている。

【００２３】保護弁７０は、クランク室４側から孔４１
を覆うように設けられており、筒状に形成され、内部を
貫通する孔の径が孔４１側に向かって漸次小さくなるよ
うにして形成された弁座７４を有する本体部７１と、弁
体７２と、ばね７３と、前記筒状の本体部７１の開口部
分を覆と共に網目のフィルタ７７を有する保護蓋７６と
によって構成されている。また、弁座７４には、漏洩溝
７５が形成されている。尚、この漏洩溝７５は、弁体と
弁座との間に適度な漏洩量が確保できる場合には形成す
る必要はないが、この漏洩溝７５の漏洩量によって弁体
の離脱時間が設定できるものである。

【００２４】以上の構成により、例えば図示しないエン
ジンの加速時等において、エンジンの負荷を低減する必
要が生じた場合に、電磁コイル６５に電圧を印加して励
磁し、ロッド６３を電磁コイル６５より持ち上げる。こ
れにより、ロッド６３は弁体６０をばね６１の付勢力に
反して押し下げ、高圧通路６２を開放する。これによっ
て、高圧側から高圧の冷媒ガスがクランク室４内に流入
し、クランク室４の圧力が急速に上昇する。この圧力の
急速な上昇によって、ピストン１５の背圧は急速に上昇
し、ピストン１５のストロークは急速に小さくなるため
に、コンプレッサ１の吐出量は急速に小さくなり、この
ためにコンプレッサ１の回転負荷が急速に下がるため
に、エンジンの負荷を急速に低減できるものである。
尚、高圧導入時のロッド６３、弁体６０，７２は、図２
中、破線で示される位置に移動するものである。

【００２５】このクランク室４内の圧力が、前記保護弁
７０のばね７３の付勢力よりも大きくなった場合、弁体
７２は弁座７４に着座し、孔４１を閉鎖することによっ
てクランク室内の圧力から圧力調整弁３０を保護するも
のである。

【００２６】また、例えばエンジンの加速の要求がなく
なった場合、コンプレッサ１は通常の制御に移行する必
要があり、このために高圧導入弁５０の電磁コイル６５
への通電を停止して、弁体６０をばね６１の付勢力によ
り弁座５９に着座させて高圧の供給を止める。これによ
って、クランク室４を高圧にした冷媒ガスは、保護弁７
０の弁座７４に形成された漏洩溝７５から徐々に低圧室
２０に漏れていき、クランク室４内の圧力は徐々に下が
っていき、保護弁７０のばね７３の付勢力がクランク室
４内の圧力よりも大きくなった時点で、弁体７２が弁座
７４を離脱して、孔４１が開放され、圧力調整弁３０に
よる通常の圧力制御に移行できるものである。

【００２７】以上のことにより、保護弁７０によって、
圧力調整弁３０の保護を達成できると共に、エンジンの
負荷の低減要求に対して充分な応答性を確保でき、また
通常制御への復帰を緩慢にすることができることによ
り、ドライバビリティの向上を得ることができるもので
ある。

【００２８】以下、この発明に係る第２の実施例を図面
により説明する。尚、前記請求項１に係る実施例におい
て示される構成と同一の効果を奏するものは、同一番号
を付すことによってその説明を省略するものである。

【００２９】図３において示されるコンプレッサ１のシ
リンダヘッド５の断面図において、高圧導入弁と保護弁
が一体に成形された３方弁１０２は、圧力調整弁３０と
対向する形で、シリンダヘッド５の略径方向に取付られ
ている。

【００３０】この３方弁１０２は、圧力調整弁３０の弁
３６によって開閉される孔４１と連通する側に保護弁部
分１０３と、この保護弁部分１０３に連設される高圧導
入弁部分１０４を有している。

【００３１】この保護弁部分１０３は、図４に示すよう
に前記孔４１と連通する連通孔１０５を有し、弁体１０
６が収納される空間１０７の両側部分に、クランク室４
に開口した開口部１０９と連通する連通孔１０８が形成
され、また、高圧導入弁部分１０４と連通する連通孔１
１０が形成されている。弁体１０６は、通常ばね１１１
の付勢力によって前記連通孔１１０が形成された弁座１
１２の一方に当接しており、これによって孔４１はクラ
ンク室４に対して開放されているものである。また、前
記弁体１０６が、前記連通孔１０５を閉鎖するために着
座する弁座１１３には、漏洩溝１１４が形成されてい
る。

【００３２】高圧導入弁部分１０４は、前記連通孔１１
０の一方に形成された弁座１１２の対向する側に形成さ
れた弁座１１６と、この弁座１１６にばね１１７の付勢
力によって着座する弁体１１５と、この弁体１１５と一
体に成形されたロッド１１８と、このロッド１１８を吸
引する電磁コイル１１９によって構成され、前記弁体１
１５が収納される空間１２０は、両側に高圧を導入する
孔１２１が形成されているものである。また、この孔１
２１は、高圧導入部分１０４の周囲に形成された空間１
２２及び高圧室２３に開口した開口部１２３を介して高
圧室２３と連通しているものである。

【００３３】以上の構成により、例えばエンジンの加速
要求によってエンジンの負荷の低減が要求された場合に
は、電磁コイル１１９を励磁することによって、ロッド
１１８が図４中破線で示される位置に吸引される。これ
によって弁体１１５は弁座１１６から破線で示される位
置に離脱して連通孔１１０を開放し、高圧室２３から高
圧の冷媒ガスは、開口部１２３、空間１２２、孔１２１
を介して空間１２０に流入し、連通孔１１０の一方の開
口部分を閉鎖している弁体１０６をばね１１４の付勢力
に抗して破線で示される弁座１１３に当接する位置まで
移動させる。

【００３４】これによって、圧力調整弁３０に至る孔４
１が閉鎖されて圧力調整弁３０の保護ができると共に、
高圧室２３とクランク室４に至る開口部１０９は連通さ
れ、高圧の冷媒ガスがクランク室４に流入してクランク
室４の圧力を急速に上昇させ、コンプレッサの負荷を急
速に低減させることができ、これによってコンプレッサ
と連結されたエンジンの負荷を低減できるものである。

【００３５】また、負荷の低減要求がなくなった場合に
は、電磁コイル１１９への励磁が停止され、ばね１１７
の付勢力によって弁体１１５は弁座１１６に着座して連
通路１１０を閉鎖し、高圧室２３との連通を停止する。
クランク室４内の高圧の冷媒ガスは、弁座１１３に形成
された漏洩溝１１４を介して低圧室２０側に漏れ、これ
によってクランク室４内の圧力は徐々に下がり、ばね１
１１の付勢力がこの高圧よりも大きくなった段階で弁体
１０６は弁座１１３から離脱して連通路１０５を開放
し、通常の圧力調整弁３０による制御が行われるもので
ある。

【００３６】以上、第１及び第２の実施例においては圧
力調整弁３０を内部制御式のものとしたが、外部制御式
の圧力調整弁を用いたワブルプレート型のコンプレッサ
（特開平１−１７７４６６号公報）に使用した場合にお
いても、同様の効果を奏するものである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、エンジンの負荷を低減したい場合等により、コンプ
レッサの負荷を急速に低減したい場合に、高圧導入弁に
より高圧の冷媒ガスを急速にクランク室内に供給し、こ
の高圧の冷媒ガスによって圧力調整弁のクランク室側を
保護弁で閉じ、クランク室内の圧力の漏れを無くしてス
トローク減少速度を早めると共に、クランク室に供給さ
れる高圧から圧力調整弁を保護することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係るワブルプレート
型コンプレッサの断面図である。

【図２】図１のワブルプレート型コンプレッサの高圧導
入弁及び保護弁の構成を示した一部断面図である。

【図３】この発明の第２の実施例に係るワブルプレート
型コンプレッサのシリンダヘッド部分の断面図である。

【図４】図３のワブルプレート型コンプレッサの高圧導
入弁及び保護弁の構成を示した一部断面図である。

【符号の説明】

１ ワブルプレート型コンプレッサ ３０ 圧力調整弁 ５０ 高圧導入弁 ７０ 保護弁 １０２ ３方弁 １０３ 保護弁部分 １０４ 高圧導入弁部分

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサ本体内にクランク室と、吸
   入口と連通する低圧室と、吐出口と連通する高圧室とが
   形成され、クランク室の圧力を調整する圧力調整弁を有
   すると共に、クランク室と高圧室とを連通する連通路上
   に高圧導入弁を有するワブルプレート型コンプレッサに
   おいて、 前記クランク室と前記圧力調整弁の間の連通路上に設け
   られた弁座と、この弁座に着座することによって前記連
   通路を閉塞する弁体と、この弁体を弁座から離脱する方
   向に付勢する付勢手段とによって構成され、クランク室
   内の圧力により弁体が受ける圧力が前記付勢手段の付勢
   力よりも大きくなることによって弁座に着座して前記連
   通路を閉塞する弁を設けたことを特徴とするワブルプレ
   ート型コンプレッサ。