JPH0223828Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両用空気調和装置の冷媒ガスの圧
縮等に用いる可変容量型揺動板式圧縮機に関す
る。

（従来技術及びその問題点） 可変容量型揺動板式圧縮機は例えば特開昭52−
96407号公報等において知られているところであ
る。

このような形式の圧縮機においてクランク室内
圧力を変化させる前記圧力調整弁に電磁アクチユ
エータによつてその弁体の開度量の制御（日射セ
ンサ、ミツクスドアセンサ、温度センサ等からの
状態信号に基づいてソレノイドに供給される電流
値による）を行なう電磁弁を採用しているものが
ある。

前記弁体には吸入室と前記クランク室との連通
路の開度量に影響を及ぼす金属ベローズが設けら
れている。ところが、金属ベローズは一般にコス
トが高く、しかも金属ベローズのばね定数にヒス
テリシスがあるため前記圧力調整弁にもその影響
が及ぶ不都合が生ずる。また、金属ベローズはそ
の長さを精度よく作ることがむづかしいから、こ
れの圧力設定値は設計値に対してばらつく。例え
ば、金属ベローズの仕上り寸法が設計値より短い
場合には、前記弁体を閉弁方向に付勢するスプリ
ングはその調整長さを長く取る必要があるため、
スプリングが大型化する。逆に金属ベローズの仕
上り寸法が設計値より長い場合、例えば0.3mm長
いとすると、前記電磁弁オフ時における上述の圧
縮機の吸入圧を1.7Kg／cm²・Ｇとし、この時の弁
開度を0.2mmとすると、金属ベローズは0.3mm＋0.2
mm＝0.5mm圧縮された状態となる。この時、金属
ベローズに圧縮機の吸入圧が加わる受圧面積を
0.3cm²とすると、金属ベローズの受ける荷重は0.3
cm²×1.7Kg／cm²＝0.51Kgとなる。ここで金属ベロ
ーズのばね定数を１Kg／mmとすると、0.5mm×１
Kg／mm＝0.5Kgとなり、こられの差は0.5Kg−0.50
Kg＝0.01Kgとなる。この0.01Kgによる前記スプリ
ングの圧縮量は、これのばね定数を0.2Kg／mmと
すると、0.01Kg／0.2Kg／mm＝0.05mmとなる。この
ため前記弁体が閉弁方向に0.05mm以上移動した場
合、前記スプリングは作用しないことになる。さ
れり金属ベローズが上述のように設計値より長く
製作されたような圧縮量の多い状態で使用される
と金属ベローズの寿命が大きく低下してしまう不
具合がある。

（考案の目的） 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、圧
力調整弁の圧力調整が確実で、しかもコンパクト
化及び低コスト化を図ることが可能な可変容量型
揺動板式圧縮機を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本考案においては、
吸入室圧を受ける受圧素子と、電磁アクチユエー
タと、前記吸入室とクランク室との連通路を開閉
すると共に前記受圧素子に作用する吸入室圧と前
記電磁アクチユエータの電磁コイルに流れる電流
値との双方に応じて開度が設定される弁体とから
なる圧力調整弁とを具備し、前記弁体により前記
吸入室と前記クランク室との連通度を調節して、
該クランク室内圧力を変化させることにより揺動
板の傾斜角度を調整し、ピストンのストロークを
変化させて吐出容量を可変し得る如く構成した可
変容量型揺動板式圧縮機において、前記受圧素子
をダイヤフラムにて構成し、該ダイヤフラムの一
側方に前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性部材
と、他側方に前記弁体を開弁方向に付勢する弾性
部材とを設けたものである。

（作用） 吸入室内の圧力を受ける受圧素子をダイヤフラ
ムにて構成したので、吸入室内の圧力はダイヤフ
ラムを介して弁体を閉弁方向に付勢する弾性部材
に伝わる。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

第１図は本考案の可変容量型揺動板式圧縮機の
縦断面を示し、同図中１は可変容量型揺動板式圧
縮機（以下単に圧縮機という）で、これは第１図
に示すように、シリンダブロツク２と、該シリン
ダブロツク２の一端面（図中左端面）にバルブプ
レート３を介して気密に取り付けられたシリンダ
ヘツド４と前記シリンダブロツク２の他端面（図
中右端面）に気密に取り付けられたヘツド部材５
とによつて構成される圧縮機ケーシング６と、前
記シリンダブロツク２と前記ヘツド部材４とに軸
受部７，８を介して支承された駆動軸９と、該駆
動軸９に取り付けられその回転を揺動板取付部材
１０に伝達する回転保持部材１１と、前記駆動軸
９にその軸に対する傾斜角を自在に取り得るよう
に取り付けられ、且つ該駆動軸９の回転に伴ない
揺動運動する揺動板１２と、前記シリンダブロツ
ク２内に前記駆動軸９の軸方向と平行に且つ周方
向に所定の間隔で形成された複数のシリンダ１３
…（図中１個のみ図示）と、該シリンダ１３…内
に夫々摺動自在に嵌挿されたピストン１４…と、
前記シリンダブロツク２内に配置され前記シリン
ダブロツク２とヘツド部材５とによつて形成され
るクランク室１５内の圧力を調整する圧力調整弁
１６によつて構成されている。

前記シリンダヘツド４は短軸円筒形をなし、そ
の一端面には圧縮された冷媒ガスが吐出する吐出
口４ａ及び前記圧力調整弁１６のボトムケース１
７の挿入孔４ｂが夫々設けられている。前記シリ
ンダヘツド４の内部の略中央部には吐出室１８が
形成され、該吐出室１８には前記バルブプレート
３に設けられ、且つ該吐出室１８と連通する吐出
ポート３ａ…を覆うカバー１９が設けられ、該カ
バー１９の略中央部には孔１９ａが穿設されてい
る。前記吐出ポート３ａ…には吐出弁２０…が設
けられ、該吐出弁２０はシリンダブロツク２に設
けられた後述の連通孔２２の小径孔２２ｃに螺着
されている。前記吐出室１８の外周には吸入室２
１が形成され、該吸入室２１は前記バルブプレー
ト３に設けられた吸入ポート３ｂによつてシリン
ダ１３内と連通している。なお、前記吸入ポート
３ｂに図示しない吸入弁が設けられている。

前記吸入室２１は図示しない吸入口を介して図
示しない空気調和装置のエバポレータの出口と接
続され、前記吐出室１８は前記吐出口４ａを介し
て図示しないコンデンサの入口に接続されてい
る。

前記シリンダブロツク２の略中央部には前記ヘ
ツド部材５側から前記シリンダヘツド４に向かつ
て大径孔２２ａと中径孔２２ｂと小径孔２２ｃと
からなる連通孔２２が順次同心的に穿設されてい
る。この連通孔２２の中径孔２２ｂ内には軸受部
７が収納されると共に、該中径孔２２ｂと前記小
径孔２２ｃとによつて形成される段部２２ｄと前
記駆動軸９の一端面９ａとの間にはプレロード用
のコニカルワツシヤ２３が設けられている。した
がつて該コニカルワツシヤ２３は前記駆動軸９を
後述するスラスト軸受装置５３側に付勢してい
る。

前記シリンダブロツク２、バルブプレート３及
びシリンダヘツド４には収納孔２４，３ｃ及び２
５がそれぞれ設けられ、これらの収納孔２４，３
ｃ及び２５内にＯリング２６，２６を介して前記
圧力調整弁１６が収納されている。

このような圧力調整弁１６は第２図に示すよう
に、吸入室圧を受けるダイヤフラム（受圧素子）
２７と電磁アクチユエータ２８と、弁体２９とか
らなる。前記電磁アクチユエータ２８はケース３
０内に収納された電磁コイル３１と該電磁コイル
３１内を摺動自在に嵌挿されたプランジヤ３２と
からなる。前記弁体２９は前記ケース３０の一端
に嵌着された弁本体３３内と前記クランク室１５
内とを連通する連通孔３３ａを開閉するもので、
その開度は前記ダイヤフラム２７に作用する吸入
圧と前記電磁アクチユエータ２８に流れる電流値
とに基づいて設定れさる。

前記弁体２９は前記弁本体３３の連通孔３３ａ
を開閉するシート部材３４と、前記ケース３０の
摺動孔３０ａを進退自在に摺動するダイヤフラム
押え３５とからなる。該ダイヤフラム押え３５と
シート部材３４との間にはダイヤフラム２７が取
り付けられ、これらはピン３６により一体となつ
ている。

前記プランジヤ３２の一端面に設けられた収納
穴３２ａ内にはスプリングサポート３７，３８が
収納されている。これらスプリングサポート３７
と３８との間には前記プランジヤ３２及びピン３
９を介して、前記弁体２９を閉弁方向に付勢する
前記第１のスプリング（弾性部材）４０が設けら
れている。

前記ピン３９は前記プランジヤ３２の他端面に
設けられた穴３２ｂに圧入固定されている。前記
弁体２９のシート部材３４の段部３４ａと前記弁
本体３３との間には、第２図に示すように前記弁
体２９を開弁方向に付勢する第２のスプリング
（弾性部材）４１が設けられている。

尚、前記第１のスプリング４０のばね力は前記
ボトムケース１７に設けられた調整ねじ４２によ
つて、前記一方のスプリングサポート３７を介し
て調整出来るようになつている。従つて、前記プ
ランジヤ３２に嵌合固定されたピン３９は、前記
ダイヤフラム押え３５に常に当接した状態となつ
ている。

前記ケース３０は円筒形状をなし、該ケース３
０の一端側（弁本体３３側）の外周面には小径部
３０ｂが、他端側外周面には大径部３０ｃがそれ
ぞれ形成され、該大径部３０ｃの略中央には前記
Ｏリング２６が嵌められる環状溝３０ｄが刻設さ
れている。また、前記ケース３０には前記ボトム
ケース１７側から前記弁本体３３側に向かつて孔
３０ｅ、電磁コイル３１の収納孔３０ｆ、後述の
プランジヤ３２の傾斜面３２ｃに沿つて傾斜する
傾斜孔３０ｇ、前記弁体２９の摺動孔３０ａ及び
前記弁体２９の収納孔３０ｈが順次軸線方向に直
列状態で同心的に穿設されている。前記収納孔３
０ｆには前記電磁コイル３１が嵌挿固定され、且
つ前記孔３０ｅにはボトムヨーク４３及びボトム
ケース１７がそれぞれ嵌挿固定されている。

前記電磁コイル３１は円筒形状をなし、その周
面は非磁性体からなる円筒部材４４により覆われ
ている。前記電磁コイル３１の一端から延出した
コード４５は前記ボトムヨーク４３、ボトムケー
ス１７及びシリンダヘツド４を貫いて外部電源
（図示せず）に電気的に接続されている。

前記プランジヤ３２の一端側外周面には傾斜面
３２ｃが形成され、該傾斜面３２ｃは前記ケース
３０の傾斜孔３０ｇの傾斜面に沿つて傾斜してい
る。

前記弁本体３３はその軸方向の略中間位置を境
として前記ケース３０と同径の大径部と、これよ
り小径の小径部とからなり、該小径部の外周面に
は前記Ｏリング２６が嵌められる還状溝３３ｂが
刻設されている。また、前記弁本体３３には前記
ケース３０側から前記クランク室１５側に向かつ
て嵌合孔３３ｃ、弁体収納孔３３ｄ及び連通孔
（連通路）３３ａが順次軸線方向に直列状態で且
つ同心的に穿設されている。

これら弁体収納孔３３ｄと連通孔３３ａとの間
には弁体２９のシート部材３４のシート部３４ｂ
が着座する弁座面３３ｅが設けられている。更
に、前記弁本体３３には第３図に示すように一端
が前記弁体収納孔３３ｄの内周面に他端が該弁本
体３３の大径部の外周面にそれぞれ開口する複数
の連通孔３３ｆ…が半径方向に沿つて穿設され、
これら連通孔３３ｆ…は吸入室２１に通じてい
る。

前記シート部材３４は有底円筒状に形成され、
これの先端面には前記弁本体３３の弁座面３２ｅ
に離着座するシート部３４ｂが形成されている。
前記シート部材３４の基端面の軸心には穴３４ｃ
が設けられている。前記シート部材３４の外周面
にはその軸方向略中間位置を境として一端側に大
径部が他端側に小径部がそれぞれ形成され、これ
ら大径部と小径部との間に段部３４ａが形成され
ている。

前記ダイヤフラム押え３５は有底円筒状に形成
され、その先端面の軸心には大径穴３５ａと小径
穴３５ｂとがそれぞれ設けられている。前記ダイ
ヤフラム押え３５の外周面にはその軸方向略中間
位置を境として一端側に大径部３５ｃが他端側に
小径部３５ｄとがそれぞれ形成され、該小径部３
５ｄは前記ケース３０の摺動孔３０ａ内をその軸
線方向に沿つて摺動すると共に、前記弁体２９が
ガタつかないようにガイドしている。

前記ダイヤフラム２７はゴム等の伸縮可能な材
料からなり、第４図に示すように円環状に形成さ
れている。該ダイヤフラム２７の内周縁部及び外
周縁部には第５図に示すような環状の凸部２７
ａ，２７ｂがそれぞれ設けられている。前記一方
の凸部２７ａは前記ダイヤフラム押え３５の大径
穴３５ａに嵌合するように、また前記他方の凸部
２７ｂは前記ケース３０の弁本体３３側の端面に
設けられた環状溝３０ｉに嵌合するようにそれぞ
れ形成されている。

前記ダイヤフラム２７は、前記ダイヤフラム押
え３５の小径穴３５ｂに前記ピン３６を嵌合し、
該ピン３６に前記ダイヤフラム２７を通して前記
大径穴３５ａに該ダイヤフラム２７の一方の凸部
２７ａを嵌める。次に、前記ピン３６に前記シー
ト部材３４の穴３４ｃを嵌めて、前記ダイヤフラ
ム２７が前記ダイヤフラム押え３５と前記シート
部材３４とにより固定されるまで圧入することに
より、前記ダイヤフラム２７が前記弁体２９と一
体になる。更に、前記ケース３０の環状溝３０ｉ
に該ダイヤフラム２７の他方の凸部２７ｂを嵌め
て、前記ケース３０の小径部３０ｂに前記弁本体
３３の大径の嵌合孔３３ｃを嵌合固定することに
より前記ダイヤフラム２７が前記ケース３０に固
定される。

前記駆動軸９は前記軸受部７，８により支持さ
れ、該駆動軸９の軸線方向略中央部には前記揺動
板１２の揺動支点となるヒンジボール４７が設け
られている。該ヒンジボール４７と前記回転保持
部材１１との間には波状ばね４８が設けられてい
る。また、前記ヒンジボール４７より前記コニカ
ルワツシヤ２３側の駆動軸９にはストツパ４９が
設けられ、該ストツパ４９と前記ヒンジボール４
７との間には順次複数の板ばね５０…及びコイル
ばね５１がそれぞれ設けられている。

前記揺動板１２の先端部（外周部）１２ａとピ
ストン１４とは、ボール５２ａ，５２ｂをそれぞ
れ有するピストンロツド５２により回動自在に連
結されている。前記揺動板１２の揺動運動に伴つ
て、前記ピストン１４は前記ピストンロツド５２
によつて、前記シリンダ１３内を軸方向に沿つて
摺動する。この揺動板１２の揺動運動によつて発
生するスラスト荷重は、前記回転保持部材１１と
ヘツド部材５との間に設けられたスラスト軸受装
置５３によつて受承される。

前記回転保持部材１１と前記揺動板取付部材１
０とは、リンクピン５４を介して互いに結合さ
れ、該リンクピン５４の一端は、ピン５５により
前記回転保持部材１１と回転自在に結合されてい
る。前記リンクピン５４の他端には長孔５４ａが
穿設され、該長孔５４ａ内に嵌装されたピン５６
により前記リンクピン５４の他端は前記揺動板取
付部材１０に回動自在に且つ前記長孔５４ａの長
手方向に沿つて移動可能に結合されている。

前記揺動板１２は軸受５７及びスラスト軸受装
置５８，５９を介して、前記揺動板取付部材１０
に回転自在に取り付けられている。前記スラスト
軸受装置５８，５９は軸受押え板６０によつて、
前記揺動板取付部材１０に固定されている。

尚、第１図中６１は軸シート装置である。

以下、本考案の可変容量型揺動板式圧縮機の作
用を説明する。

圧縮機１の運転中、圧力調整弁１６の電磁コイ
ル３１に通電されていない場合に、受圧素子であ
るダイヤフラム２７の開弁方向（第２図中左方
向）に作用する力は、吸入室２１の圧力がダイヤ
フラム２７を開弁側に押圧する力、すなわち、吸
入室２１内の圧力×ダイヤフラム２７の受圧面積
（弁体収納孔３３ｄの径方向の断面積−シート部
材３４のシート部３４ｂの面積）と、第２のスプ
リング４１のばね力とクランク室１５内の圧力×
弁本体３３の連通孔３３ａの断面積との和であ
る。この力が第１のスプリング４０のばね力より
も大きい場合弁体２９は開弁するから、吸入室２
１とクランク室１５とは連通し、該クランク室１
５は低圧となる。従つてピストン１４の反力はク
ランク室１５の圧力に打ち勝つて揺動板１２は傾
斜角度を増し、ピストン１４のストロークが増加
するから吐出容量が大きくなる。この場合、例え
ば、圧縮機吸入圧を1.7Kg／cm²、通常時の最大弁
開度（即ち、シート部材３４と弁座面３３ｅとの
間の間隙）を0.2mm、ダイヤフラム２７の受圧面
積を0.3cm²とすると、ダイヤフラム２７が受ける
荷重は、0.3cm²×1.7Kg／cm²＝0.51Kgとなる。ここ
で電磁コイル３１に通電されていない時の通常時
の最大弁開度は僅少（例えば0.2mm）であり、該
通常時の最大弁開度はダイヤフラム２７の遊びの
範囲内にあり、したがつて、該通常時の弁開度範
囲（例えば０〜1.2mm）ではダイヤフラム２７の
作用力は無視することができる。そこで、第１及
び第２のスプリング４０及び４１のばね定数を
夫々0.4Kg／mm及び0.2Kg／mmとすると、第１のス
プリング４０がダイヤフラム２７の閉弁方向に作
用する荷重は、0.4Kg／mm×0.2mm＝0.08Kgとなり、
第２のスプリング４１のダイヤフラム２７の開弁
方向に作用する荷重は弁体３７が閉弁している状
態から0.2mm開弁するから、マイナス方向に働く
ので、0.2Kg／mm×−0.2mm＝−0.04Kgとなる。従
つて、ダイヤフラム２７の開弁方向の力は0.51Kg
−0.04Kg−0.08Kg＝0.39Kgとなる。この時の第１
のスプリング４０の圧縮量は0.39Kg／0.4Kg／mm
≒0.975mmとなる。このため弁体２９が閉弁する
時、第１のスプリング４０のばね力がダイヤフラ
ム２７の閉弁方向に作用しないという虞はない。

その後、車室温度がある温度まで低下すると吸
入室２１の圧力は低下するから、弁体２９を開弁
側に付勢する力は負けてダイヤフラム２７は閉弁
方向に変位し、これにより弁体２９のシート部材
３４が弁座面３３ｅに着座して連通孔３３ａが閉
塞されることにより吸入室２１とクランク室１５
は遮断されるので、クランク室１５内はブローバ
イガス圧により高圧となつて、ピストン１４の反
力がクランク室１５内の圧力に負け、前記揺動板
１２の傾斜角度を減じ、ピストン１４のストロー
クが減少し、圧縮機１の吐出容量が小さくなる。
次に、圧縮機１の吐出容量が小さくなると、今度
は吸入室２１の圧力は上昇するから、弁体２９は
開弁する。このような動作を繰り返して、圧縮機
１は吐出容量を制御することにより所定のセツト
圧に安定する。

ここで電磁コイル３１に通電されると、すなわ
ち、電磁アクチユエータ２８がオンすると電磁コ
イル３１に供給される電流値によつて変わる吸引
力がプランジヤ３２の閉弁方向に働き、この吸引
力は前述の第１スプリング４０の閉弁方向の付勢
力にプラスされる。したがつて、弁体２９の開弁
圧は電磁コイル３１に通電されない時のそれより
高くなるから、吸入室２１内の圧力が前述の高く
なつた開弁圧に達するまで弁体２９は開弁しな
い。第１及び第２のスプリング４０及び４１のば
ね力は既知数であり、前記プランジヤ３２の閉弁
方向の作用する前記電磁コイル３１の吸引力は電
流値により決るから、該電流値を変えることによ
り弁体２９の開弁圧を変えることが出来、これに
より圧縮機１の吐出容量を任意に制御することが
出来る。この電流値は車室温度センサ、エバポレ
ータ温度センサ（いずれも図示せず）等の各種セ
ンサにより熱負荷状態を検出し、該検出値と予め
定められたデータとに基づき設定される。

（考案の効果） 以上詳述したように本考案の可変容量型揺動板
式圧縮機は、吸入室圧を受ける受圧素子と、電磁
アクチユエータと、前記吸入室とクランク室との
連通路を開閉すると共に前記受圧素子に作用する
吸入室圧と前記電磁アクチユエータの電磁コイル
に流れる電流値との双方に応じて開度が設定され
る弁体とからなる圧力調整弁とを具備し、前記弁
体により前記吸入室と前記クランク室との連通度
を調整して、該クランク室内圧力を変化させるこ
とにより揺動板の傾斜角度を調節し、ピストンの
ストロークを変化させて吐出容量を可変し得る如
く構成した可変容量型揺動板式圧縮機において、
前記受圧素子をダイヤフラムにて構成し、該ダイ
ヤフラムの一側方に前記弁体を閉弁方向に付勢す
る弾性部材と、他側方に前記弁体を開弁方向に付
勢する弾性部材とを設けたものである。

従つて、ベローズを使用することなく吸入室の
圧力調整を行うことが出来るので、ベローズを使
用することによるデメリツト、例えばばね定数に
ヒステリシスがあること、その長さを精度よく作
るのが困難であること及びコスト高等を解消する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る可変容量型揺
動板式圧縮機の縦断面図、第２図は本考案の圧縮
機に設けられる圧力調整弁の縦断面図、第３図は
第２図のＡ矢視図、第４図は前記圧力調整弁に設
けられるダイヤフラムの平面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 １……可変容量型揺動板式圧縮機、１２……揺
動板、１４……ピストン、１５……クランク室、
１６……圧力調整弁、２１……吸入室、２７……
ダイヤフラム（受圧素子）、２８……電磁アクチ
ユエータ、３１……電磁コイル、３３ａ……連通
孔（連通路）、２９……弁体、４０……第１のス
プリング（弾性部材）、４１……第２のスプリン
グ（弾性部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸入室圧を受ける受圧素子と、電磁アクチユエ
   ータと、前記吸入室とクランク室との連通路を開
   閉すると共に前記受圧素子に作用する吸入室圧と
   前記電磁アクチユエータの電磁コイルに流れる電
   流値との双方に応じて開度が設定される弁体とか
   らなる圧力調整弁とを具備し、前記弁体により前
   記吸入室と前記クランク室との連通度を調節し
   て、該クランク室内圧力を変化させることにより
   揺動板の傾斜角度を調整し、ピストンのストロー
   クを変化させて吐出容量を可変し得る如く構成し
   た可変容量型揺動板式圧縮機において、前記受圧
   素子をダイヤフラムにて構成し、該ダイヤフラム
   の一側方に前記弁体を閉弁方向に付勢する弾性部
   材と、他側方に前記弁体を開弁方向に付勢する弾
   性部材とを設けたことを特徴とする可変容量型揺
   動板式圧縮機。