JPH0343687A - 冷媒圧縮機およびその容量制御方法 - 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〕 本発明は冷凍空調装置等に使用される冷媒圧縮機に係り
、特に使用する冷媒が変っても当該圧縮機の性能および
信頼性を十分満足するに好適な冷媒圧縮機に関するもの
である。

〔従来の技術〕

例えば、自動車空調用圧縮機の容量制御方法としては、
特公昭５８−４１９５号、特公昭５８−５３１９８号。

特開昭６２−６７４号、実開昭６３−１１３７７７号な
どの各公報に開示されている。

上記従来技術における圧縮機の容量制御方法は。

斜板の傾転角度（斜板の傾き角度）を変化させて、ピス
トンのストロークを可変し、該圧縮機の吐出容量を制御
するもので、いわゆるピストンのストローク制御単独に
よる容量制御方法を採用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した圧縮機の冷媒には、クロロフルオロカーボンＲ
１２（以下冷媒Ｒ１２と称する）が使用されている。冷
媒Ｒ１２が大気中に放出されると、はとんどが分解され
ずに成層圏に達し、そこで紫外線によって分解された塩
素原子がオゾンを破壊する可能性が訴えられており、そ
の使用量が規制されようとしている。この冷媒Ｒ１２の
代替冷媒としては、現段階ではＲ２２およびＲ１３４ａ
が候補として上げられる。

Ｒ２２はＲ１２に比べて、吐出圧力や吐出ガス温度が高
くなる反面、冷凍能力が大きくなる。

例えば、Ｒ１２の代替冷媒としてＲ２２を上記圧縮機に
適用した場合、作動圧力が高くなることから駆動負荷や
軸受負荷が過大となり圧縮機の信頼性を低下させるとと
もに、冷凍能力が過大となって冷凍サイクルの熱負荷と
のマツチングがとれなくなるなどの問題点が生じる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、冷媒の種類によらず圧縮機の耐久力の範囲
内で運転を可能にすることによって、圧縮機の信頼性を
確保するとともに、冷凍サイクルの熱負荷に対する適合
を適正化しうる冷媒圧縮機およびその容量制御方法を提
供することを、その目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために５本発明に係る冷媒圧縮機の
構成は、 少なくとも、複数個のシリンダボアが形成されたシリン
ダブロックと、このシリンダブロックの端部に弁板を介
して取り付けられ、かつ内部に吸入室および吐出室を有
するハウジングと、前記シリンダボア内を往復動するピ
ストンとを備えた冷媒圧縮機において、 当該冷媒圧縮機の状態量を検出するセンサ部と、このセ
ンサ部の検出信号を入力とする制御回路と、この制御回
路によって動作する制御モード切換装置とを備えて、前
記シリンダボアの作動気筒数制御を前記ピンストンのス
トローク制御とを切換え制御するように構成したもので
ある。

また、本発明に係る冷媒圧縮機の容量制御方法の構成は
、 少なくとも、複数個のシリンダボアが形成されたシリン
ダブロックと、このシリンダブロックの端部に弁板を介
して取り付けられ、かつ内部に吸入室および吐出室を有
するハウジングと、前記シリンダボア内を往復動するピ
ストンとを備えた冷媒圧縮機において、 当該冷媒圧縮機の状態量を検出するセンサ部を設け、こ
のセンサ部の検出信号に応じて制御モード切換装置を作
動させ、前記シリンダボアの作動気筒数制御と前記ビス
トンストローク制御との切換えを、あらかじめ設定し°
た状態量の設定値との比較によって行うようにしたもの
である。

〔作用〕

本発明によれば、冷凍サイクル熱負荷に応じて該圧縮機
のシリンダボアの気筒数制御とピストンのストローク制
御とを切換制御することができるので、その結果として
、冷媒の種類によらず圧縮機の耐久力の範囲内で圧縮機
の運転を可能となり、圧縮機の信頼性が確保できるとと
もに、冷凍サイクルのマツチングの適正化を図ることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図ないし第８図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明を示す動作系統図、第２図は、圧縮機
の状態量と制御モードとの関係を示す説明図、第３図は
、・本発明の一実施例に係る可変ストローク形斜板式圧
縮機の縦断面図、第４図は、第３図のリアカバ部の拡大
断面図、第５図は、第３図および第４図に示した圧縮機
の容量制御方法の動作フローチャートである。

第１図において、冷媒圧縮機１０．０はエンジン（図示
せず）のクランク軸とＶベルト１１０．プーリー１２０
を介して連結され、冷媒圧縮機１００の電磁クラッチ１
３０が通電されることにより、エンジンの駆動力が冷媒
圧縮機１００に伝達される。

冷凍サイクルは、冷媒圧縮機１００の他に、冷媒凝縮器
１４０．レシーバ１５０．膨張弁１６０゜冷媒蒸発器１
７０を備え、冷媒配管１８０で連結されている。

冷媒圧縮機１００は、ピストンのストロークおよびシリ
ンダボアの気筒数をそれぞれ任意に制御できる構造とな
っている。また、冷媒圧縮機１００は、当該圧縮機の作
動状態量を検知するセンサ部１９０が設置されており、
その状態量としては、圧力、温度、軸受負荷あるいは使
用される冷媒の種類に特徴付けられる物理量等である。

制御回路２００は、前記センサ部１９０からの検出信号
を入力信号として取り込み、その検出値とあらかじめ設
定された設定値とを比較演算し、その判定結果が設定値
を越えると、圧縮機のシリンダボアの気筒数を少なくす
る気筒数制御モードにする指令を、また、設定値以下で
あればピストンのストローク制御モードにする指令を制
御モード切換装置５００に与える。

制御モード切換装置５００は、制御モード指令を受けて
、シリンダボアの気筒数制御２３０あるいはピストンの
ストローク制御２２０のいずれかの制御モードに切換え
る。

第２図（Ａ）〜（Ｄ）は、圧縮機の状態量と＠ｌ制御モ
ードとの関係を示したものである。

（Ａ）図は、圧縮機の状態量として圧力をとった場合で
ある。この圧力は、例えば圧縮機の吐出圧力とすると、
圧縮機の吐出圧力があらかじめ設定された設定値を越え
ると、シリンダボアの気筒数を少なくする気筒数制御を
行う。また、設定値以下であればピストンのストローク
制御を行うものである。

（Ｂ）図は、圧縮機の状態量として温度を検出した場合
を示す。この温度は、例えば圧縮機の吐出ガス温度であ
るとすると、圧縮機の吐出ガス温度があらかじめ設定さ
れた設定値を越えると、気筒数制御モードに切換ねり、
設定値以下であればストローク制御モードに切換ねる。

なお、上記説明では、圧力および温度の検出位置を圧縮
機の吐出側としたが、本発明はこの限りではなく、例え
ば、圧縮機の吸入側、冷媒蒸発器の出口、および冷媒凝
縮機の入口での圧力および温度を検出して、圧縮機の容
量制御モードを切換えても良い。

次に、（Ｃ）図は、圧縮機の状態量として当該圧縮機駆
動軸の軸受に作用する軸受負荷を検出した場合を示す。

例えば、ガス圧縮荷重を支持するスラスト軸受荷重を検
出して、その荷重があらかじめ設定された設定値を越え
ると、気筒数制御モードに切換おり、設定値以下であれ
ばストローク制御モードに切換ねる。

なお、軸受荷重はスラスト軸受荷重でなくても、例えば
ラジアル軸受荷重でも良い。

（Ｄ）図は、圧縮機の状態量として、冷凍サイクルに使
用されている冷媒の種類、例えばＲ１２゜Ｒ２２とかを
検出した場合を示す。冷媒の検出手段としては、直接的
な検出方法として誘電率の変化を利用した静電容量セン
サを冷媒の液ラインで検出する。また、間接的な検出方
法としては、圧縮機の吐出圧力や軸受負荷を検出する。

例えば、Ｒ１２とＲ２２の吐出圧力を同一凝縮温度で比
較すると、Ｒ２２はＲ１２の１．６倍も吐出圧力が高く
なる。このことはガス圧縮に伴う圧縮荷重が増大するた
め軸受荷重もＲ１２に比べてＲ２２の方が大きくなる。

このような検出方法を用いて、使用している冷媒を検知
して、使用している冷媒がＲ２２の場合には、気筒数制
御モードに切換え、Ｒ１２であればストローク制御モー
ドに切換える。

第３図は、本発明を適用した可変ストローク形斜板式圧
縮機の構造を示す。

第３図は、斜板傾転角が最大、つまりビストンストロー
クが最大となっている状態を示している。

ハウジングは、フロントハウジング１およびシリンダブ
ロック２からなる。すなわち２円筒状のシリンダブロッ
ク２の一端側には、お椀状のフロントハウジング１が設
置されて固定されている。

これらの断面中央部にはラジアル針状コロ軸受１８．１
９を介して主軸１３が回転自在に支承されている。

フロントハウジング１内には、斜板の存在する斜板室１
０が形成されている。シリンダブロック２内には主軸１
３を中心として主軸１３の軸線と平行に複数のシリンダ
ボア３３が円周方向に配置されている。

主軸１３には、圧入あるいはビン１１により結合、また
は塑性結合などによりドライブプレート１４が固定され
ている。このドライブプレート１４は斜板本体１２と共
に斜板を構成する。すなわち。

斜板をドライブプレート１４と斜板本体１２に分割し以
下述べる構成をとることにより斜板本体上２の傾斜角（
斜板傾転角）を変化させピストンのストロークを変化さ
せることができるものである。すなわち、このドライブ
プレート１４には耳部１４１が形成され、この耳部１４
１にカム溝１４２が設けられている。カム溝１４２内に
は、斜板側のピボットビン１６が移動可能に取付けられ
てる。また、ドライブプレート１４の耳部１４１と斜板
耳軸１２１とは互いに側面が接触するような構造になっ
ている。これにより、主軸１３の回転によりドライブプ
レート１４が回転すると、ドライブプレート１４上の耳
部１４１から斜板耳軸１２１に回転力が与えられ、斜板
本体１２が回転する。なお、ドライブプレート１４に形
成されたカム１１４２は、一つの閉曲線からなる縁を有
しピボットピン１６がこのカム溝１４２内を移動しても
ピストン３１の上死点位置が変らないような曲線に形成
されている。

主軸１３には、スリーブ１５が主軸１３に対して軸方向
に滑動可能に組み込まれている。このスリーブ１５と斜
板本体１２とはスリーブピン１７により連結され、スリ
ーブ１５に対して斜板本体１２がスリーブビン１７の回
りに回転自在なように締結されている。このとき、スリ
ーブ１５が図中右方向に滑動する斜板本体１２の傾斜は
小さくなる。

なお、主軸１３の回転により、ドライブプレート上４．
斜板本体１２．スリーブ１５が共に回転する。

斜板本体１２には、ボールベアリング２３を介してピス
トンサポート２１が接触するように保持されている。す
なわち、斜板本体１２に固定されてスペーサ２２１およ
び止め輪２２によりボールベアリング２３に与圧を付加
し、ボールベアリング２３が斜板本体１２に対し回転方
向に相対的に移動しないように斜板本体上２のハブ部１
２２に固定されている。

さらに、ピストンサポート２工は突起部２１１により、
ボールベアリング２３に対して第３図の右方向へ移動を
規制され、しかも斜板本体１２との間に設置されたスラ
ストベアリング２５により、同図の左方向への移動も規
制されている。また、ピストンサポート２１の下側位置
で、かつ半径方向にサポートピン２６が圧入、ねじ込み
、あるいは塑性結合などの方法で固定されている。この
サポートピン２６には、スライドボール２７．スライド
ボール２７の外周面に当接する内面が球面状であり、外
周面が円筒形状のスライドシュー２９が装着され、サポ
ートピン２６は軸方向案内溝２８に対し回転および滑動
可能になっている。

このようにして、このスライドシュー２９は、フロント
ハウジング１の内周部に設けられた前記軸方向案内溝２
８内を往復運動する。これにより前記ピストンサポート
２１が主軸１３の回りに回転しないよう軸回りの運動を
規制する。

ピストンサポート２１には、コンロッド３２の一端が保
持されている。すなわち、コンロッド３２は、一つのス
テム部３２３の両端にボール部３２１．３２２が溶接等
で結合されて形成される。

そしてこのコンロッド３２の一端、すなわちボール３２
１がピストンサポート２１に保持される。

この保持はボール３２１の中心口りに回転自在におこな
われる。他端、すなわちボール３２２も同様にボール３
２２の中心口りに回転自在に、かしめ等の方法によって
ピストン３１に保持されている。このようにコンロッド
３２とピストン３１は複数個存在する。

この複数個のピストン３１は、前記シリンダブロック２
に設けられた複数のシリンダ３３内に往復動自在に嵌合
されて組み込まれている６なお、ピストン３１にはピス
トンリング３４．３５が装着されている。

シリンダブロック２の右側には、吸入弁板５゜シリンダ
ヘッド４．吐出弁装置６．パツキン７゜およびリアカバ
３が配置されている。さらに、このシリンダブロック２
は、フロントハウジング１と一体にボルト（図示せず）
などで固定されている。フロントハウジング１とシリン
ダブロック２との気密はＯリング３８によって保たれて
いる。

リアカバ３とシリンダブロック２とはＯリング３９で気
密が保たれている。

次に、斜板傾転角度の上限と下限を規制する構造につい
て述べる。斜板傾転角が小から大なる方向に作動する過
程においては、スリーブ１５は主軸１３上を第３図で右
から左の方向にスライドする。これによって斜板本体１
２はスリーブピン１７を中心に時計方向に傾転する。そ
して、斜板傾転角度が最大（ビストンストロークが最大
）となると、ドライブプレート１４上に主軸に対して対
称な位置に２箇所設置した傾転規制部（図示せず）と、
斜板本体上２上に主軸に対して対称な位置に２箇所設置
した傾転規制部（図示せず）とが当接する。このとき、
スリーブ１５とドライブプレート１４、およびピボット
ピン１６とカム溝１４２とには適当な間隙を設けている
ため、各部材がショートすることを回避している。

また、斜板傾転角度が最小（ビストンストロークが最小
）時には主軸１３上に設置した止め輸１３２およびばね
４７にスリーブ１５の右端部を当接することによって、
最小ストロークの位置を規制している。主軸１３上に、
ドライブプレート１４とスリーブ１５との間に設置した
ばね４８と、スリーブ１５と止め輸１３２との間に設置
したばね４７とは、それぞれビストンストロークを最小
方向および最大方向に付勢するように設けられている。

ガスを圧縮する際に主＠１３に作用する左方向のスラス
ト力（軸方向の力）は、前記ドライブプレート↓４を経
てフロントハウジング１の間に設置したスラストベアリ
ング４２で支持される。また主軸１３に作用するラジア
ル力（半径方向の力）は、フロントハウジング↓および
シリンダブロック２の軸受ハウジング２０内にそれぞれ
設けられた２個のラジアル針状コロ軸受１９，１８で支
持される。主軸１３の後端部には、スラストベアリング
２０１がねじ部材２０２によってシリンダブロック２の
軸受ハウジング２０に固定されている。

前記スラストベアリング４２に使用されているスラスト
レースの厚さとねじ部材２０２の締付力とによって、こ
の圧縮機のトップクリアランス（ピストン３１が上死点
にあるとき、ピストン３１の頭部と吸入弁５の間隙とし
て定義される）を調整できるようになっている。

リアカバ３には吸入口（図示せず）と吐出口（図示せず
）が設けられている。この吸入口は吸入通路３０１とつ
ながり、制御弁４００を経て吸入室８につながっている
。この吸入室８および吐出室９は、それぞれ吸入弁板５
と吐出弁装置６を介して各々吸入ポート４０１．吐出ポ
ート４０２に通じている。これらの吸入ポート４０１．
吐出ポート４０２は、各々シリンダボア３３に対応して
シリンダヘッド４に開口されている。

前記制御弁４００の上流側とフロントハウジング１内の
斜板室１０とは圧力を同じにするために連通されている
。すなわち、リアカバ３．止めビン４５およびねじ部材
２０２の中心部に設けられた各々の導通路３０３．４６
および２０３と、主軸１３の中心部に設けられた通路１
３１と、この通路１３１に接続しドライブプレート１４
に半径方向に開口する通路１４３とにより連通している
。

他方、制御弁４００の下流側は、吸入室８に通じている
。

次に、制御弁４００の構造について第３図および第４図
を用いて述べる。

ピストン状のメインバルブ４１０は、吸入通路３０１と
吸入室８とを結ぶ流路に設置され、メインバルブばね４
１２とともに、メインバルブケース４１１内に挿入され
ている。前記メインバルブケース４１１は○リング４１
４，４１５によって前記リアカバ３に固定されており、
メインバルブ４１０とともに制御弁下流路４１３を形成
している。前言己メインバルブばね４１２によりメイン
バルブ４１０の弁開度が増加するように付勢されている
。また、このメインバルブ４１０のばね４１２と反対側
には、ベローズ４２０を収納するベローズ室４２１が形
成されており、このベローズ室４２１と前記吸入通路３
０１とは均圧孔４２２で連通されている。ベローズ室４
２１を形成しているケース４２３の外壁とリアカバ３に
は均圧路４２４が設けられており、リアカバ３に設けら
れた前記導通路３０３と連通している。したがって、前
記斜板室１０．ベローズ室４２１および吸入通路３０１
は同じ圧力となり、圧縮機の吸入圧力と同じ圧力に保た
れていることになる。

パイロットバルブ４３０は、パイロットバルブばね４３
１でベローズ４２０に押しつけられている。ベローズ４
２０にはベローズばね４２５が。

ベローズ４２０を伸ばす方向に付勢されて設置されてい
る。パイロットバルブ４３０が設けられているパイロッ
トバルブ室４３２は、連通路４４０によってメインバル
ブ４１０の頭部と連通している。ここで、上記に説明し
た制御弁４００は、該圧縮機のピストンのストローク制
御を行わしめるためのものである。

次に、制御モード切換装ｆｉｔ５００の構成について第
３図および第４図を用いて説明する。

スプールバルブ５１０にはシールリング５１１が２箇所
設置されており、スプールバルブばね５１２によって、
同図下側方向に付勢されて設置されている。このスプー
ル５１０によって、作動室５１３，５２３が仕切られて
いる。スプールバルブばね５１２の反対側にある作動室
５１３は、連通路５１４によって前記パイロットバルブ
室４３２と連通している。

プランジャ５１６の先端には、ボールバルブ５１５が設
けられており、内側にはプランジャばね５１７がボール
バルブ５１５を前記作動室５１３の逆方向に付勢するよ
うに設置されている。前記プランジャ５１６の外周側に
はソレノイド５１８が配置されている。ボールバルブ５
１５を収納しているボールバルブ室５２０は連通孔５１
９および連通路５２１によって前記吐出室９と連通して
いる。また、前記連通路５２１は、前記スプールバルブ
５１０の動作位置によって、連通路５２２を介して前記
吸入室８と連通している。

次に、シリンダボアの気筒数制御機構について述べる。

前記吐出室９には、吐出弁装置６．逆止弁装置６４、お
よび吐出弁アンロード装置６５が設けられている。

吐出弁装置６は、吐出弁本体６１．吐出弁ばね６２、お
よび吐出弁本体６１の案内溝６３から構成されている。

また、逆止弁装置６４は、逆止弁本体６６、逆止弁ばね
６７、逆止弁ケース６８、および連通孔６９から構成さ
れている。

吐出弁アンロード装置６５は、該吐出弁アンロード装置
６５の背後にかかる圧力、すなわち前記連通路５２１の
圧力によって作動するような構造であり、例えばダイヤ
フラム、ベローズあるいはスプールバルブ等で構成され
ている。この吐出弁アンロード装置６５は、制御するシ
リンダに対応して設置される。

以上述べた構成とすることによって、電磁クラッチ１３
０に通電すると、エンジン（図示せず）により、この圧
縮機の主軸１３に騙動力が入力され、ドライブプレート
１４および斜板本体１２が回転し、主軸１３の回転軸に
対しピストンサポート２１が揺動運動する。この揺動運
動はいわゆるみそすり運動とよばれるもので、丸い器の
中に入った液体に円運動を与えたときに液面のおこなう
運動に似ている。この揺動運動によってピストン３１が
シリンダ３３内を往復運！ｌ］（主軸１３の軸方向に平
行な直線運動）することになる。

第１，３図ならびに第５図の動作フローチャートを参照
してピストンのストローク制御モード運転動作について
説明する。

センサ部１９０にて検出された値が制御回路２００に入
力され、その値が設定値以下であれば、制御回路２００
からの出力は、ストローク制御モード信号となり、ソレ
ノイド５１８の印加電圧がＯＦＦとなる。よって、プラ
ンジャばね５１７のばね力によりボールバルブ５１５が
開となる。吐出室９の吐出圧力が、連通路５２１および
連通孔５１９を介してスプールバルブ５１０の頭部に作
用するため、スプールバルブ５↓Ｏを押し上げる。

その結果、作動室５１３と連通路５１４が連通し、パイ
ロットバルブ室４３２内は吐出圧力下となる。

このとき、スプールバルブ５１０により連通路５２２は
閉じられている。また、連通路５２１内の圧力が吐出圧
力であるため、吐出弁アンロード装置６５は作動せず、
吐出弁本体６１は吐出弁ばね６２によって吐出ポート４
０２に付勢され、吐出弁として作動する。また、逆止弁
装置６４も。

逆止弁本体６６の前後の圧力差による力が）デ止弁ばね
６７のばね力より大となるため、吸入室８との連通孔６
９を閉じる。すなわち、ピストンの気筒数制御は行われ
ない。

上記状態において、蒸発器の熱負荷が減少すると、圧縮
機の吸入圧力、ひいては吸入通路３０１内の圧力が低下
するため、ベローズ４２０が伸長する。その結果、パイ
ロットバルブ３０が開いて。

パイロットバルブ室４３２の吐出圧力が、連通路４４０
を介してメインバルブ４．１０に作用し、メインバルブ
４１０を押し下げる。よって、制御弁下流路４１３が絞
られため、吸入室８内の圧力。

すなわち吸入ポート４０１直前の圧力が低下することに
なる。その結果、ピストン３１の前後の圧力差（斜板室
１０内の圧力と吸入ポート直前の圧力との差）が増大す
るため、斜板傾転角が減少し、ピストン３１のストロー
クが減少してビストンストローク制御モード運転となる
。

蒸発器の熱負荷が増大する場合には、上記説明とは逆に
なる。つまり、熱負荷が増大→吸入通路３０１内の圧力
が上昇→ベローズ４２０が収縮→パイロットバルブ４３
０が閉→メインバルブ４１０の背圧低下→制御弁下流路
４１３が開→ビス１−ン前後差圧が減少→斜板傾転角が
増大→ピストン３１のストロークが大となる。

次に、第４図ならびに第５図の動作フローチャートを参
照してシリンダボアの気筒数制御モード動作について説
明する。

前記センサ部１９０の検出値が設定値を越えると、制御
回路２００からの出力は、シリンダボアの気筒数制御モ
ード信号となり、ソレノイド５１８の印加電圧がＯＮと
なる。するとボールバルブ５１５が閉じるのと、連通路
５２２′によってスプールバルブ５１０の作動室５２３
が吸入室８と常時連通していることによって、スプール
バルブ５１０はスプールバルブばね４１２によって押し
下げられ、スプールバルブ５１０によって連通路５１４
が閉じられるとともに、連通路５２２２作動室５２３が
低圧室８と連通ずることになる。したがって、連通路５
２１内の圧力が低下して吸入圧力となるため、吐出弁ア
ンロード装置６５が作動し、逆止弁本体６６が開き、吐
出弁本体６１が吐出ポート４０２から離脱する。

吐出室９内の圧力は、連通路５２２，５２１によって吸
入室８と同じ圧力となっている。よって逆止弁装置６４
の逆止弁本体６６が逆止弁ばね６７によって押し上げら
れて連通孔６９が開くため、圧縮されずに吐出室９に吐
出された冷媒は、連通孔６９を介して吸入室８内に流入
する。

すなわち、上記吐出弁装置６に対応するシリンダボア３
３内でのピストンの圧縮仕事をアンロードさせることに
より、シリンダボアの気筒数制御を行わせるものである
。

ここで、シリンダボアの気筒数制御が行われているとき
の前記制御弁４の動作について述べる。

シリンダボアの気筒数制御するときは、熱負荷が高いと
きか、使用冷媒がＲ２２であるときであるから、この場
合には吸入通路３０１内の圧力が高くなり、ベローズ室
４２１の圧力が上昇するので、パイロットバルブ４３０
が閉じる。その結果、連通路４４０を介して連通してい
るメインバルブ４１０の頭部の圧力が低下するため、メ
インバルブばね４１２によりメインバルブ４１０が押し
上げられて制御弁下流路４１３が全開となる。したがっ
て、前述したようにピストン前後の圧力差が減少するた
め斜板傾転角が最大、つまりピストンのストロークが最
大の状態で運転されることになる。

以上の第■実施例は、斜板室の圧力を一定にして制御弁
によりシリンダ吸入口の圧力を斜板室の圧力よりも低下
させることにより斜板傾転角、すなわちピストンのスト
ロークを変える方式の可変容量層斜板式圧縮機について
なされたものであるが、他の方式、すなわち特公昭５８
−４１９５号公報あるいは特公昭５８−５３１９８号公
報などに開示されているように、シリンダ入口の圧力を
一定としてブローバイガスあるいは吐出ガスを導いて斜
板室の圧力を高めピストン前後差圧を得て斜板傾転角の
制御を行う方式の可変容量層斜板式圧縮機についても同
様の効果を得ることができる。

また、第１実施例においてシリンダボアの気筒数制御手
段として吐出弁装置をアンロードする方法を示したが、
他の方式、例えば吸入弁装置をアンロードする方法や、
圧縮行程中のガスをバイパスする方法等でも同様の効果
を得ることができる。

第６図は、本発明の他の実施例に係るビストンストロー
ク固定形斜板式圧縮機の縦断面図である。

第６図において、５１．５２はシリンダブロックであり
、互いに対称な形状のシリンダブロック５１．５２が２
個突合せられることによって、圧縮機本体５３を構成し
ている。各シリンダブロック５１．５２には複数個のシ
リンダボア５１ａ。

５２ａが形成され、これらシリンダボア５１ａ。

５２ａに両頭のピストン５４が摺動可能に嵌合されてい
る。

圧縮機本体５３の中心孔５３ａには駆動軸５６が挿通さ
れ、軸受５７，５８によって回転可能に支承されている
。また、圧縮機本体５３の中央部には隔壁５９によって
区画された斜板室６０が形成され、この斜板室６０内に
収容された斜板６↓が前記駆動軸５６とスプリングピン
６２によって固着されるとともにスラスト軸受６３．６
４によつて支承されている。斜板６１には前記各ピスト
ン５４が２対のシュー６５およびボール６６を介して係
留され、該斜板６１の回転によって往復動される。

一方、前記各シリンダブロック５１．５２の端面にはそ
れぞれサクションバルブプレー１−６７　。

６８、シリンダヘッド６９．７０およびガスケット７１
．７２を介在してフロントおよびリヤの各ハウジング７
３．７４が固定され、各ハウジング７３．７４は吸入室
７５．７６および吐出室７７゜７８を有している。各シ
リンダヘッド６９．７０には前記各シリンダボア５１ａ
、５２ａに対応させて複数個ずつの吸入ポート６９ａ、
７０ａおよび吐出ボート６９ｂ、７０ｂが形成されてい
る。

サクションバルブプレート６７．６８と共同して複数個
の吸入弁７９．８０を構成している。

フロント側のシリンダヘッド６９にはシリンダボア５１
ａに対して複数個のディスチャージバルブと共同して複
数個の吐出弁８工が設置されている。

一方、リア側のシリンダヘッド７０には、吐出弁装置６
が吐出弁アンロード装置６５を介して設定されている。

また、リアハウジング７４には前記吐出室７８と前記吸
入室７６との間に逆止弁装置６４が設置されている。

前記吐出弁アンロード装置６５は、連通孔５２１にて制
御モード切換装置１ｔ５００および制御回路２００と接
続されている。

ここで、上記した吐出弁装置ｉ！６．吐出弁アンロード
装置６５．逆止弁装置６４．制御モード切換装置５００
および制御回路２００の構成および作用は先の第１実施
例の構成および作用と同様であるため、その説明は省轄
する。

前記駆動軸５６はフロントハウジング７３の中央部を貫
通して外部に突出し、この突出端において駆動源に接続
される。また、駆動軸５６とフロントハウジング７３と
は軸封装置８３によって気密が保たれている。

以上述べた構成とすることによって、駆動源（図示せず
）によりこの圧縮機の駆動軸５６に動力が伝達されると
、斜板６１が回転し、駆動軸５６の回転軸に対して揺動
運動する。この斜板６エの揺動運動によってピストン５
４がシリンダボア５１ａ、５２ａ内を往復運動する。

冷凍サイクル（図示せず）から帰還した冷媒は、吸入口
（図示せず）から吸入室７５．７６に流入し、シリンダ
ヘッド６９．７０の吸入ポート６９ａ、７０ａおよびサ
クションバルブプレート６７゜６８の吸入弁７９．８０
を経てシリンダボア５１ａ、５２ａ内に流入する、ピス
トン４により圧縮された冷媒は、シリンダヘッド６９．
７０の吐出ボート６９ｂ、７０ｂおよび吐出弁８１．吐
出弁装置６を経てフロントおよびリアの各ハウジング７
３．７４内に形成された吐出室７７．７８に吐出され、
吐出口（図示せず）から冷凍サイクル（図示せず）へ吐
出される。

センサ部１９０にて検出された値が制御回路２００に入
力され、その値が設定値以下であれば制御回路２００か
らの出力は、気筒数制御を行わない１００％容量運転モ
ード信号となる。

制御モード切換装［５００は、連通路５２１を介して吐
出弁アンロード装置６５を作動停止状態とするので吐出
弁装置６は通常に作動する。よって同圧縮機は１００％
容量で運転される。

前記センサ部１９０の検出値が設定値を越えると、制御
回路２００からの出力は、シリンダボアの気筒数制御モ
ード信号となる。吐出弁アンロード装置６５が連通路５
２１を通して制御モード切換装置５００によって作動す
るため、吐出弁装置６の吐出弁本体（図示せず）が吐出
ボート７０ｂから離脱するため、その吐出弁装置６に対
応するシリンダボアをアンロードすることになる。例え
ば、リア側のシリンダブロック５２のシリンダボア５２
ａを全てアンロードすれば５０％容量運転が可能となる
。

したがって、固定ストローク形の斜板式圧縮機において
も容量制御を行うことができる。

次に第７図は、本発明のさらに他の実施例に係るストロ
ーク固定形の揺動式圧縮機の縦断面図である。

第７図において、２Ａは、一端に軸線の円周上に等角度
間隔に配設した複数のシリンダボア３３Ａを有するシリ
ンダブロックであり、他端開口部には、中央に主軸１３
Ａをラジアルベアリング１９Ａを介して支承するフロン
トハウジングＩＡを配設し、他端開口部を閉塞する。フ
ロントハウジングＬＡの内壁とシリンダブロック２Ａの
間に形成される密閉空間を斜板室１０Ａとし、該斜板室
１０Ａ内に延在する主軸１３Ａの端部に一端面を回転中
心軸に対して傾斜させた楔形ロータ（斜板）１２Ａをス
ラストベアリング２４Ａを介して嵌着する。

楔形ロータ（斜板）１２Ａの傾斜面側には、該傾斜面と
対向する面とは反対側の面の径方向端部に両端に球部を
有するフンロッド３２Ａの一端を回転自在に固着した揺
動体８５をスラストベアリング２５Ａを介して装着して
いる。このコンロッド３２Ａの他端は、前記シリンダボ
ア３３Ａ内に設けたピストン３１Ａに連接固着されてい
る。

シリンダブロック２Ａの他端には、吸入弁と一体化した
サクションバルブプレート５Ａおよびシリンダヘッド４
Ａを介してリヤハウジング３Ａが重ね合わされている。

このリヤハウジング３Ａは周辺部に吸入室８Ａ、中央部
に吐出室９Ａを有したものである。

リヤハウジング３Ａの端部８８には、冷媒を吸入室８Ａ
に導入するための吸入口９１と、吐出室９Ａの冷媒を外
部に導出するための吐出口９２とが設けられている。前
記シリンダヘッド４Ａには複数個のシリンダボア３３Ａ
に対応してそれぞれ吸入ポート４０１Ａおよび吐出ポー
ト４０２Ａが開口されている。

複数個の吐出ポート４０２Ａに対して少なくとも１個以
上の吐出弁装置６と吐出弁が設けられている。また、上
記吐出弁装置６に対応して吐出弁アンロード装置６５が
設置され、この吐出弁アンロード装置６５は連通孔５２
１を通して制御モード切換装置５００および制御回路２
００に接続されている。

吐出弁アンロード装置６５が設けられた吐出室９Ａと吸
入室８Ａとの間には逆止弁装置６４が設置されている。

ここで、上記した吐出装置６．逆止弁装置６４゜吐出弁
アンロード装置６５．制御モード切換装置５００および
制御回路２００の構成および作用は先の第１実施例で説
明した構成および作用と同じであるため、その説明を省
略する。

上記のように構成してなる圧縮機は、主軸１３Ａに外部
から回転駆動力が伝達されると、楔形ロータ（斜板）１
２Ａも同時に回転運動をおこなう。

これは揺動体８５にも伝達されるが、揺動体８５は揺動
傘歯車８７とシリンダブロック中央に固定された固定傘
歯車８６との噛み合わせによって回転が阻止されている
ので、楔形ロータ（斜板）１２Ａの傾斜面によって生ず
る揺動運動をおこなう。そして、この揺動運動によって
ピストン３１Ａを往復運動させて、冷媒の吸入、圧縮お
よび吐出を行なっている。

センサ部１９０で検出された値が設定値以下であれば、
制御回路２００からの出力は１００％容量運転モード信
号となる。制御モード切換装置５００は連通路５２１を
介して吐出弁アンロード装置６５を作動停止状態とする
ので吐出弁装置６は通常に作動し、逆止弁装置６４も閉
となるので、同圧縮機は１００％容量で運転される。

前記センサ部１９０の検出値が設定値を越えると、制御
回路２００からの出力は、シリンダボア３３Ａの気筒数
制御モード信号となる。吐出弁アンロード装置６５が連
通路５２１を通して制御モード切換装置５００によって
作動するため、吐出弁装置６の吐出弁本体（図示せず）
が吐出ポート４０２Ａから離れるため、その吐出弁装置
６に対応するシリンダボアをアンロードすることができ
る。

したがって、固定ストローク形の揺動式圧縮機において
も容量制御を行うことができる。

次に、第８図は、本発明のさらに他の実施例に係る冷媒
圧縮機のシリンダブロックの断面図であり、第３図の冷
媒圧縮機の使用冷媒をＲ１２からＲ２２に変えた場合に
好適な実施例を説明するものである。

シリンダブロック２には６個のシリンダボア３３　（ａ
）〜３３　（ｆ）が形成されており、そのうち３個のシ
リンダボア３３（ａ）、３３（ｂ）。

３３（ｃ）は、そのボア面積が他のシリンダ３３（ｄ）
。

３３（ｅ）、３３（ｆ）の面積の約６０％に相当する直
径を有している。例えば、シリンダライナ９０（ａ）、
９０（ｂ）、９０（ｃ）を圧入してボア径を小さくして
いる。

前記ボア径の大きいシリンダボア３３　（ｄ）。

３３（ｅ）、３３（ｆ）に対応した吐出ポートには第３
図で説明したように吐出弁装置６．逆止弁装置６４、お
よび吐出弁アンロード装置６５が設けられており、制御
モード切換装置５００ならびに制御回路２００に接続さ
れている。

上記構成において、センサ部１９０の検出信号が設定値
が超えた場合には、吐出弁アンロード装置６５および逆
止弁装置６４が作動してシリンダボア３３（ｄ）、３３
（ｅ）、３３（ｆ）のアンロード運転を行う。

したがって、小径のシリンダボア３３　（ａ）。

３３（ｂ）、３３（ｃ）で圧縮動作を行うことができる
ため、該圧縮機の駆動負荷および軸受負荷が低減できる
という本実施例特有の効果がある。

なお、第８図において、３６　（ａ）　〜３６（ｆ）が
ガス導通路である。

以上述べた各実施例は、ピストン、シリンダを有するレ
シプロ式圧縮機について説明したが１本発明はこれに限
るものではなく、例えば、ベーン形圧縮機にも適用でき
る。

次に、特に図示しないが、ベーン形圧縮機の容量制御に
ついて説明する。

ベーン形圧縮機の圧縮室の構成は、既に知られたいるよ
うに、軸に固着されたロータ内に外周方向に滑動可能な
複数のベーンが配設され、シリンダ（またはカムリング
）内に設けられて、プレートによって該シリンダ両端面
を閉塞して複数の圧縮室を形成するものである。例えば
、楕円形のシリンダ内に複数のベーンを有するロータが
挿入された形式の圧縮機では５ロータとシリンダで形成
される圧縮室の数は２個となる。それぞれ該圧縮室に連
通ずるように吸入ボート、吐出ボートおよび吐出弁装置
が設置されている。

上記構成とすることによって、検出値が設定値を超えた
場合には上記吐出弁装置のうち工箇所の吐出弁装置をア
ンロードする。あるいは上記２個の吸入ボートのうち１
個の吸入ボートを閉塞あるいは当該吸入ポートに連通し
ている吸入通路内を閉塞することによって吸入アンロー
ドとする。これによって当該圧縮機の容量を５０％とす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば。

冷媒の種類によらず圧縮機の耐久力の範囲内で運転を可
能にすることによって、圧縮機の信頼性を確保するとと
もに、冷凍サイクルの熱負荷に対する適合を適正化しう
る冷媒圧縮機およびその容量制御方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明を示す動作系統図、第２図は、圧縮機
の状態量と制御モードとの関係を示す説明図、第３図は
、本発明の一実施例に係る可変ストローク形斜板式圧縮
機の縦断面図、第４図は、第３図のリアカバ部の拡大断
面図、第５図は、第３図および第４図に示した圧縮機の
容量制御方法の動作フローチャート、第６図は、本発明
の他の実施例に係るビストンストローク固定形斜板式圧
縮機の縦断面図、第７図は、本発明のさらに他の実施例
に係るストローク固定形の揺動式圧縮機の縦断面図、第
８図は、本発明のさらに他の実施例に係る冷媒圧縮機の
シリンダブロックの断面図である。 ２．２Ａ・・・シリンダブロック、４，４Ａ・・・シリ
ンダヘッド、５・・・吸入弁板、６・・・吐出弁装置、
８゜８Ａ・・・吸入室、９，９Ａ・・・吐出室、１２・
・・斜板本体、１２Ａ・・・楔形ロータ、１３．１３Ａ
・・・主軸、１４・・・ドライブプレート、３１，３↓
Ａ・・・ピストン、３３．３３Ａ・・・シリンダボア、
５１．５２・・・シリンダブロック、５４・・・ピスト
ン、６１・・・斜板、′６５・・・吐出弁アンロード装
置、７５．７６・・吸入室、７７．７８・・・吐出室、
１００・・・冷媒圧縮機、１９０・・・センサ部、２０
０・・・制御回路、４００・・・制御弁、４０１．４０
１Ａ・・・吸入ボート、４０２゜４０２Ａ・・・吐出ポ
ート、５００・・・制御モード切換装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、複数個のシリンダボアが形成されたシ
   リンダブロックと、このシリンダブロックの端部に弁板
   を介して取り付けられ、かつ内部に吸入室および吐出室
   を有するハウジングと、前記シリンダボア内を往復動す
   るピストンとを備えた冷媒圧縮機において、当該冷媒圧
   縮機の状態量を検出するセンサ部と、 このセンサ部の検出信号を入力とする制御回路と、 この制御回路によつて動作する制御モード切換装置とを
   備えて、 前記シリンダボアの作動気筒数制御を前記ピストンのス
   トローク制御とを切換え制御するように構成した ことを特徴とする冷媒圧縮機。 ２、少なくとも、複数個のシリンダボアが形成されたシ
   リンダブロックと、このシリンダブロックの端部に弁板
   を介して取り付けられ、かつ内部に吸入室および吐出室
   を有するハウジングと、前記シリンダボア内を往復動す
   るピストンとを備えた冷媒圧縮機において、当該冷媒圧
   縮機の状態量を検出するセンサ部を設け、 このセンサ部の検出信号に応じて制御モード切換装置を
   作動させ、 前記シリンダボアの作動気筒数制御を前記ピストンのス
   トローク制御との切換えを、あらかじめ設定した状態量
   の設定値との比較によつて行う ことを特徴とする冷媒圧縮機の容量制御方法。 ３、検出する冷媒圧縮機の状態量が、当該圧縮機の吐出
   圧力であり、その検出した吐出圧力が設定値を超えると
   シリンダボアの作動気筒数を少なくし、設定値以下であ
   ればピストンのストロークを変えるように制御すること
   を特徴とする請求項２記載の冷媒圧縮機の容量制御方法
   。 ４、検出する冷媒圧縮機の状態量が、当該圧縮機の吐出
   温度であり、その検出した吐出温度が設定値を超えると
   シリンダボアの作動気筒数を少なくし、設定値以下であ
   ればピストンのストロークを変えるように制御すること
   を特徴とする請求項２記載の冷媒圧縮機の容量制御方法
   。 ５、検出する冷媒圧縮機の状態量が、当該圧縮機駆動軸
   の軸受負荷であり、その検出した軸受負荷が設定値を超
   えるとシリンダボアの作動気筒数を少なくし、設定値以
   下であればピストンのストロークを変えるように制御す
   ることを特徴とする請求項２記載の冷媒圧縮機の容量制
   御方法。 ６、検出する冷媒圧縮機の状態量が、当該圧縮機に使用
   される冷媒の種類により特徴付けられる物理量であるこ
   とを特徴とする請求項２記載の冷媒圧縮機の容量制御方
   法。 ７、吸気ポートと吐出ポートとを備えたシリンダと、こ
   のシリンダ内に半径方向に進退可能な複数のベーンが配
   設してなるロータと、前記シリンダの両側面を塞ぐよう
   に設置されたリア側プレートおよびフロント側プレート
   により少なくとも２つ以上の圧縮室を形成し、この圧縮
   室内で前記ベーンの進退にともない吸入、圧縮、吐出を
   行うベーン形圧縮機において、 所定の圧力を超えると、前記少なくとも２つ以上の圧縮
   室のうち少なくとも１つの圧縮室の吸気ポートを閉塞す
   るように制御回路を構成したことを特徴とするベーン形
   圧縮機。