JPH0343684A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両用空調装置における冷媒カスの圧縮等
に使用される可変容量圧縮機に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の可変容量圧ａ機としては、例えば特開昭
６２−２４７１８号公報に示すような構成のものが知ら
れている。

この可変容量圧ｆｉ機においては、第７図に示すように
、吐出室５とクランク室７とを連通する給気通路２２に
電磁開閉弁２３が設けられると共に、クランク室７と吸
入室４とを連通する抽気通路３０に絞り部３１が設けら
れ、電磁開閉弁２３の開閉度を制御することにより、ク
ランク室７のクランク室圧力Ｐｃが調節されて、そのク
ランク室圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧に応じて、圧
縮容量が変更されるように構成されている。また、吸入
室４の吸入圧力Ｐｓを所定値に保つために、圧力センサ
５１により吸入圧力Ｐｓが検出され、その検出信号に基
づいて制御装置５２により、前記電磁開閉弁２３の開閉
度がフィードバック制御されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題〕 ところが、この従来構成においては、吸入圧力Ｐｓを検
出するための圧力センサ５１や、フィードバック制御に
おけるＰＩＤ動作制御等の演算を行うための制御装置５
２を必要として、容ｉ調節構成がａ雑で高価になり、ま
た、フィードバック制御では、精度が良好である反面、
安定した制御を行うことが困難という問題点があった。

さらに、容量別ｎ４１１Ｎ戒の簡略化を図るために、フ
ィードバック制御を省略した場合には、エンジンの回転
数、冷房負荷、吐出圧力等の外乱の影響を受けて吸入圧
力Ｐｓが変動し易く、容量変更を安定して行うことがで
きないという問題点があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する間哩点に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、吸入圧力を検出するための圧力センサや、フィード
バック制御におけるＰＩＤ動作制御等の？ｉｉ五を行う
ための制御装置を必要とせず、容量調節！ｆ４戒の簡略
化を図って安価に製作することができると共に、エンジ
ンの回転数、冷房負荷、吐出圧力等の外乱の影響を受け
ることなく、容量変更の制御を安定して行うことができ
る可変容量圧縮機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を遠戚するために、この発明の可変容量圧縮
機においては、吸入室と吐出室とクランク室とを設ける
と共に、前記吐出室とクランク室とを連通する給気通路
に開閉弁を設け、この開閉弁の開閉によりクランク室の
圧力を変更して、そのクランク室圧力と吸入圧力との差
圧に応じて、圧縮容量を制御するようにした可変容量圧
縮機において、前記開閉弁の上流側の給気通路中に、給
気圧力を一定に保つための定圧弁を設けたものである。

［作　用］ 上記のように構成された可変容量圧縮機において、吸入
室とクランク室との間の給気通路に設けられた開閉弁が
開放または閉鎖されると、クランク室の圧力が上昇また
は低下して、圧縮容量が低減または増大される。このと
き、開閉弁の上流側における給気通路の給気圧力が定圧
弁によって常に一定に保持されているため、開閉弁が吐
出圧力等の外乱の影響を受けることなく開閉制御され、
容量変更を安定して行うことができる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した可変容量圧縮機の一実施例
を、第１図〜第４図に基づいて詳細に説明する。

第２図において、１はシリンダブロックを示すもので、
その右端面には弁板２を介してリヤハウジング３が接合
固定され、ている、吸入室４及び吐出室５はリヤハウジ
ング３内の外周部及び中央部に区画形成され、図示しな
い吸入口及び吐出口を介して外部冷媒回路に連結されて
いる。フロントハウジング６はシリンダブロックｌの左
端面に接合固定され、その内部にはクランク室７が形成
されている。

駆動軸８は一対の軸受９により、前記シリンダブロック
１及びフロントハウジング６の中心部に回転可能に支持
されている。複数のシリンダ室１０はシリンダブロック
１にその両端部を貫通して形成され、駆動軸８と平行に
延びている。ピストン１１は各シリンダ室ｌＯ内に往復
摺動可能に収容され、その左端面にはピストンロッド１
２が連設されている。

吸入弁機構１３は前記弁板２に設けられ、この吸入弁機
構１３を介して吸入室４から各シリンダ室１０の圧縮室
内に冷媒ガスが導入される。吐出弁１［１４は弁板２に
設けられ、各シリンダ室１０の圧縮室内で圧縮された冷
媒ガスがこの吐出弁機構１４を介して吐出室５に導出さ
れる。

回転体１５は前記駆動軸８に嵌合固定、され、この回転
体１５には連結ビン１６ａにより回転胎動板１６が傾動
可能に支持され、該回転駆動板１６には揺動傾斜板１７
が傾斜可能に装着されている。

案内部体１８はクランク室７内に軸線方向へ延長配置さ
れ、この案内部体１８により揺動傾斜板１７の回転が規
制される。また、前記揺動傾斜板１７には各ピストンロ
ッド１２の左端部がそれぞれ連節され、駆動軸８の回転
により回転体１５が回転されて、揺動傾斜板１７が傾動
されたとき、ピストンロッド１２を介してピストン１１
が往復動される。

そして、前記ピストン１１の背面に作用するクランク室
７のクランク室圧力Ｐｃの昇降に伴い、そのクランク室
圧力Ｐｃとピストン１１の前面に作用する圧縮室内の吸
入圧力Ｐｓとの差圧に応じて、ビストンストロークが変
化し、揺動傾斜板１７の傾斜角が変わって圧縮容量が制
御される。

膨出部１９は前記リヤハウジング３の外側部に一体に形
成され、この膨出部１９には第１及び第２弁収容室２０
．２１が設けられている。給気通路２２は弁収容室２０
．２１を介して吐出室５とクランク室７とを連通ずるよ
うに、シリンダブロック１からリヤハウジング３にわた
って形成され、高圧の冷媒ガスが吐出室５からこの給気
通路２２を介してクランク室７に供給される。を磁開閉
弁２３は第１弁収容室２０内に収容配置され、この電磁
開閉弁２３によって給°気通路２２が開閉制御される。

そして、第２図及び第３図に示すように、前記電磁開閉
弁２３は、中心に弁孔２４ａを透設した弁座２４と、中
心に挿通孔２５ａを透設した弁ケーシング２５と、弁座
２４の弁孔２４ａと接離可能に対向するように弁ケーシ
ング２５の挿通孔２５ａに往復動可能に挿通支持された
磁性体よりなる弁体２６と、弁体２６に対応して弁ゲー
ジング２５内に設けられた固定鉄心２７と、弁体２６を
弁孔２４ａと接合した閉鎖位置に付勢保持するためのコ
イルバネ２８と、弁体２６をコイルバネ２８の付勢力に
抗して弁孔２４ａから離間した開放位置に移動させるた
めの電磁コイル２９とから構成されている。

抽気通路３０は前記クランク室７と吸入室４とを連通ず
るように、シリンダブロック１及び弁板２に形成され、
そのクランク室７側の端部には絞り部３１が設けられて
いる。そして、圧縮機の運転中に、シリンダ室１０の圧
縮室内からシリンダ室１０の内周面とピストン１１の外
周面との間の細隙を介してクランク室７内にブローバイ
される冷媒ガスが、この抽気通路３０を通って吸入室４
内に還元される。

定圧弁３２は前記吐出室５からクランク室７に連通する
給気通路２２のうち、前記電磁開閉弁２３までの上流側
の給気通路２２ａ中に位置するように、第２弁収容室２
１内に収容配置され、上流側給気通路２２ａの給気圧力
を一定に保つようになっている。

そこで、この定圧弁３２の構成を詳述すると、第２図及
び第３図に示すように、弁ケーシング３３は第２弁収容
室２１内に嵌合固定され、その端部には蓋板３４が取着
されている。弁座３５は弁ケーシング３３の中央部に設
けられ、その中心には弁孔３５ａが形成されている。ダ
イアフラム３６は弁ゲージング３３と蓋板３４との間に
張設され、このダイアフラム３６によって、上流側給気
通路２２ａに連通ずる定圧室３７と大気に連通ずる大気
ｇ３８とが区画形成されている。弁体３９は定圧室３７
側において取付体４０によりダイアフラム３６の中心部
に固定され、弁座３５の弁孔３５ａに接離可能に対向し
ている。

コイルバネ４１は前記蓋板３４に螺合した調節ネジ４２
とダイアフラム３６との間に介装され、このコイルバネ
４１により常には弁体３９が弁孔３５ａから離間した開
放位置側に付勢されている。

そして、前記ダイアフラム３６の定圧室３７側の側面に
作用する電磁開閉弁２３の上流側給気通路２２ａの圧力
と、ダイアフラム３６の大気室３８側の測面に作用する
コイルバネ４１の付勢力に大気圧を加えた合力との差圧
に応じて、弁体３９が左右に移動され、弁孔３５ａの開
口量が変更されるようになっている。なお、コイルバネ
１１１の付勢力は、調節ネジ４２を螺合調節することに
よって予め所定の値に設定することができる。

次に、前記のように構成された可変容量圧縮機について
動作を説明する。

さて、この圧縮機の停止時には、電磁開閉弁２３が閉鎖
状態にあり、クランク室７のクランク室圧力Ｐｃが吸入
室４の吸入圧力Ｐｓ及び吐出室５の吐出圧力Ｐｄとほぼ
同一圧力になっている。

この状態で、エンジンの動力により駆動軸８が回転され
ると、回転体１５及び連結ビン１６を介して揺動傾斜板
１７が回転規制状態にて傾動される。

それにより、ピストンロヅド１２を介して各ピストン１
１が往復動され、冷媒ガスが吸入室４から吸入弁機構１
３を介してシリンダ室１０の圧縮室内に吸入されて、そ
の圧縮室内で圧縮された後に、吐出弁ｍ構１４を介して
吐出室５内へと圧送される。

また、この圧縮運転中には、冷媒ガスの一部が各シリン
ダ室１０の圧縮室内から、そのシリンダ室１０の内周面
とピストン１１の外周面との間の細隙を介してクランク
室７内にブローバイされるが、このブローバイされた冷
媒ガスは絞り部３４を有する抽気通路３０を通して吸入
室４内に常時還元される。

そして、圧縮機の起動初期において、冷房しようとする
車両室内の温度が高くて冷房負荷が大きい場合には、ク
ランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓよりも若干高くて、そ
の差圧が設定値よりも小さい状態に保たれる。このため
、ピストン１１が最大ストロークにて往復動され、揺動
傾斜板１７の傾斜角の大きい状態で、最大容量の圧縮運
転が行われる。

このように圧縮機の運転が行われ、車両室内の温度が低
下して冷房負荷が小さくなると、第１図に示す制御装置
４３からの通電によって電磁開閉弁２３が開放され、高
圧の冷媒ガスが吐出室５から給気通路２２を介してクラ
ンク室７内に供給される。これにより、クランク室圧力
Ｐｃが上昇されて、揺動傾斜板１７の傾斜角が小さい状
態、すなわち、ピストン１１のストロークが小さくなる
ことにより、小容量の圧縮運転が行われる。

前記のように電磁開閉弁２３の開放により圧縮容量が変
更されると、吐出室５の吐出圧力Ｐｄが変動し、定圧弁
３２におけるダイアフラム３６の定圧室３７＠の側面に
作用する電磁開閉弁２３の上流側給気通路２２ａの圧力
と一ダイアフラム３６の大気室３８ｆＦＩの側面に作用
するコイルバネ４１の付勢力に大気圧を加えた合力との
差圧に応じて、弁体３９が左右に移動され、弁孔３５ａ
の開口量が加減される。従って、吐出圧力Ｐｄの変動に
関係なく、電磁開閉弁２３の上流側給気通路２２ａの圧
力Ｐｗが一定に保たれる。

そして、前記のように上流側給気通路２２ａの圧力Ｐｗ
が定圧弁３２により一定に保たれていると、第４図から
明らかなように、電磁開閉弁２３の開放度Ａと吸入圧力
Ｐｓとの比例関係が保証される。すなわち、圧ａｍが回
転数Ｎ＝Ｎ１、冷房負荷Ｑ＝Ｑ１、電磁開閉弁２３の開
放度Ａ＝Ａ　Ｉで運転されているとき、吸入圧力Ｐｓ＝
Ｐ１であったとすると、動作点はＫｌとなる。このＫ１
点においては、揺動傾斜板１７の連結ピン１６に作用す
るモーメントＭ＝Ｏであるため、圧縮容量は変化しない
。

ここで、回転数ＮがＮｌからＮ２に低下されると、吸入
される冷媒ガス量が減少して、吸入圧力ＰｓがＰｌから
Ｐ２に高まり、動作点はに１からに２に移動する。この
動作点に２では連結ビン１６に作用するモーメントＭが
正の値になるため、圧縮容量が増加する。そして、この
圧縮容量の増加によって回転数Ｎの減少分が補正され、
動作点はモーメントＭ＝Ｏとなるに１に移動して、吸入
圧力Ｐｓ＝ＰＬとなる′、また、回転数ＮがＮ。

（Ｎｌ＜Ｎｏ）に上昇した場合には、吸入圧力Ｐｓが低
くなって動作点がＫＯに移動する。この動作点ＫＯでは
モーメントＭが負の値になるため、吸入圧力Ｐｓ＝Ｐ１
となってモーメントＭ＝Ｏとなるまで、圧縮容量が減少
する。

つまり、前記電磁開閉弁２３の上流側給気通路２２ａの
圧力Ｐｗが一定に保たれていれば、例えば電磁開閉弁２
３の開放度Ａ＝Ａ１の場合、回転数Ｎに関係なく吸入圧
力Ｐｓ＝Ｐ１が保証される。

同様に冷房負荷Ｑが変化した際にも、電磁開閉弁２３の
開放度Ａ＝Ａ１の場合に、吸入圧力Ｐｓ＝Ｐ１が保証さ
れる。また、前記モーメントＭは吸入圧力Ｐｓ及びクラ
ンク室圧力Ｐｃのほかに、吐出圧力Ｐｄにも影響される
が、連結ビン１６に対する吐出圧力Ｐｄの作用点は連結
ピン１６の近傍であるため、モーメントＭに対する吐出
圧力Ｐｄの影響は小さいものである。従って、電磁開閉
弁２３が回転数Ｎ、冷房負荷Ｑ、吐出圧力Ｐｄ等の外乱
の影、響を受けることなく開閉制御され、容量変更を安
定して行うことができる。

［別の実施例］ 次に、この発明の別の実施例を、第５図及び第６図に基
づいて説明する。

まず、第５図に示す実施例においては、前述した実施例
における抽気通路３０の絞り部３１に代えて電磁開閉弁
４４が設けられ、この電磁開閉弁４４により、クランク
室７から抽気通路３０を通って吸入室４内に還元される
冷媒ガスの量を変更できるようになっている。

また、第６図に示す実施例においては、前述した実施例
における給気通路２２の電磁開閉弁２３に代えて！磁三
方弁４うが設けられ、この電磁三方弁４５により、吐出
室５から定圧弁３２及び給気通＃ｌＩ２２を介してクラ
ンク室７に冷媒ガスを供給しなり、クランク室７から給
気通路２２を介して吸入室４に冷媒ガスを還元したりで
きるようになっている。

従って、この第５図及び第６図に示す各実施例において
は、電磁開閉弁４４ｔ、たは電磁三方弁４５によってク
ランク室７から吸入室４への冷媒ガスの還元量を調節す
ることができ、クランク室圧力Ｐｃの可変範囲が大きく
なって、吸入圧力Ｐｓの設定範囲を拡大することができ
る。

なお、この発明は前記各実施例の構成に限定されるもの
ではなく、例えば、前記第２図及び第３図に示す可変容
量圧Ｗｉ機の具体的構成において、定圧弁３２を電Ｗ！
ｉ開閉弁２３と一体的に構成する等、この発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で、各部の構成を任意に変更して具体
化することも可能である。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているため、
吸入圧力を検出するための圧力センサや、フィードバッ
ク制御におけるＰＩＤ動作制御等の７ｉ４算を行うため
の制御装置を必要とせず、容量調節′ＷＪ或の簡略化を
図って安価に製作することができると共に、エンジンの
回転数、冷房負荷、吐出圧力等の外乱の影響を受けるこ
となく、容量変更の制御を安定して行うことができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す可変容量圧縮機の容
量調節構成の概略図、第２図はその可変容量圧縮機の具
体的構成を示す断面図、第３図はな１ｉ！開閉弁及び定
圧弁の構成を拡大して示す部分断面図、第４図は揺動傾
斜板の連結ビンに作用するモーメントとクランク室圧力
と吸入圧力との関係を示すグラフ、第５図及び第６図は
この発明の別の実施例を示す可変容量圧Ｓ機の容量調ｎ
構成の概略図、第７図は従来の可変容量圧縮機における
容量調節構成の概略図である。 ４・・・吸入室、５・・・吐出室、７・・・クランク室
、２２・・・給気通路、２２ａ・・・上流側の給気通路
、２３・・・電磁開閉弁、３２・・・定圧弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸入室と吐出室とクランク室とを設けると共に、前
   記吐出室とクランク室とを連通する給気通路に開閉弁を
   設け、この開閉弁の開閉によりクランク室の圧力を変更
   して、そのクランク室圧力と吸入圧力との差圧に応じて
   、圧縮容量を制御するようにした可変容量圧縮機におい
   て、 前記開閉弁の上流側の給気通路中に、給気圧力を一定に
   保つための定圧弁を設けた可変容量圧縮機。