JPH039087A - 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ガスの圧縮に
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、例えは実公
昭６３−３２９３３号公報に示すような構成のものが知
られている。

この可変容量圧縮機においては、吐出側高圧室とクラン
ク室とを連通ずる連通路に圧力調整弁が設けられ、この
圧力調整弁の開閉によりクランク室の圧力が変更されて
、圧縮容量か制御されるように構成されている。又、ク
ランク室と吸入側低圧室との間には画室を連通ずるため
の開口面積の変更可能な可変オリフィスが設けられ、通
常はこの可変オリフィスの開口面積が広くなる方向に付
勢され、クランク室の圧力の上昇に伴って可変オリフィ
スの開口面積が狭くなるように構成されている。

［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、圧力調整弁の閉弁
によりクランク室の圧力が成子されて、圧縮容量が最大
に設定されている状態から、例えば車両の急加速時には
エンジンに作用する負荷を速やかに軽減するため、圧縮
容量を最小状態まで急激に変更する必要がある場合、圧
力調整弁の開弁によってクランク室の圧力が急上昇され
ると、その圧力上昇に伴って可変オリフィスの開口面積
が狭くなる。このため、圧縮機の耐久性限界を越えてク
ランク室の圧力が異常に上昇し、ハウジングと回転軸と
の間のシール部分等に高圧が作用してシール性が悪くな
ったり、ピストンロッドと揺動傾斜板及びピストンとの
連結部分等に過大な負荷が掛かって、それらの連結部分
が外れたりするという問題点があった。

さらに、クランク室の圧力が異常に上昇すると、これを
適性圧力に下げて通常運転状態に復帰するのに時間がか
かり、冷房フィーリングが低下するという問題があった
。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
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、例えは車両の急加速時など圧縮容量を最大設定状態
から最小状態へ急激に変更する必要がある場合、クラン
ク室の圧力が所定値を越えて異常に上昇するのを防ぐこ
とができ、ハウジングと回転軸との間のシール部分等に
高圧が作用してシール性が悪くなったり、ピストンロッ
ドと揺動傾斜板及びピストンとの連結部分等に過大な負
荷が掛かって、それらの連結部分が外れなりするおそれ
を確実に防止し、さらに冷房フィーリングを向上するこ
とができる可変容量圧ａＳを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、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
とともに、前記吐出室とクランク室とを連通ずる給気通
路には開閉弁を設け、この開閉弁の開閉によりクランク
室の圧力を変更して、圧縮容量を制御するようにした可
変容量圧ｍ機において、前記クランク室と吸入室との間
には抽気通路を設け、その抽気通路には、クランク室の
圧力が第１設定値以下のときには抽気通路を開放し、ク
ランク室の圧力が第１設定値を越えて第２設定値に達す
るまでの間は抽気通路の開口量を絞り、クランク室の圧
力か第２設定値以上となったときには抽気通路を開放す
る制御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ｍ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な開閉弁が
開放又は閉鎖されると、クランク室の圧力が上昇又は低
下して、圧縮容量が低減又は増大される。そして、圧縮
容量の低減時において、クランク室の圧力が第１設定値
から第２設定値まで上昇される間は、制御弁の動作に伴
いクランク室と吸入室とを連通する抽気通路の開口量が
絞られて、圧縮容量の変更が迅速に行われる。又、例え
ば車両の急加速時など圧縮容量を最大設定状態から最小
状態へ急激に変更する必要がある場合、開閉弁が開放さ
れてクランク室の圧力が第２設定値以上になると、制御
弁の動作により抽気通路が開放され、クランク室の圧力
の異常上昇が抑制される。

［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論例
を、第１図〜第６図に基づいて詳細に説明する。

第１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［）及び吐出日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１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。複数のシリング室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１０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が連節されている。

吸入弁機構１３は前記弁板２に設けられ、この吸入弁ａ
楕１３を介して吸入室４から各シリンダ室１０の圧縮室
内に冷媒カスか導入される。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
冷媒カ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には連結ピン１６により揺動傾斜板１７が傾斜可能
に連結支持されている。案内ロッド１８はクランク室７
内に横架され、この案内ロッド１８により揺動傾斜板１
７の回転が規制される。又、前記揺動傾斜板１７には各
ピストン１７ツド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か回転されて、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か往復動される。

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Ｐ　ｃ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、前記揺動傾斜板１７の傾斜角が変わって圧縮容
量Ｖ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１つには弁収容室２０か設けられて
いる。給気通路２１は弁収容室２０を介して吐出室５と
クランク室７とを連通ずるように、シリンタブロック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
カスが吐出室５からこの給気通路２１を介してクランク
室７に供給される。電磁開閉弁２２は弁収容室２ｏ内に
収容配置され、この電磁開閉弁２２によって給気通路２
１が開閉制御される。

そして、前記電磁開閉弁２２は中心に弁孔２３ａを透設
した弁座２３と、中心に挿通孔２４ａを透設した弁ケー
シング２４と、弁座２３の弁孔２３ａと接離可能に対向
するように弁ケーシング２４の挿通孔２４ａに往復動可
能に挿通支持さねた磁性体よりなる弁体２５と、弁体２
５を弁孔２３ａと接合した閉鎖位置に付勢保持するため
のコイルバネ２６と、弁体２５をコイルバネ２６の付勢
力に抗して弁孔２３ａから離間した開放位置に移動させ
るための電磁コイル２７とから構成されている。

抽気通路２８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側の端部には弁収容室２９が設けられ
ている。制御弁３０は弁収容室２９内に設けられ、この
制御弁３０によりクランク室７のクランク室圧力Ｐｃに
応じて抽気通路２８の開口量か変更される。そして、圧
縮機の運転中に、シリンダ室１０の圧縮室内からクラン
ク室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か
、この抽気通路２８を通って吸入室４内に還元される。

そこで、前記制御弁３０の構成を詳述すると、第２図〜
・第５図に示すように、前記弁収容室２つは断面円形状
に形成され、その一端においてクランク室７に開口され
ている。第１及び第２ＴＭ状四所３１．３２は弁収容室
２９０周面に所定間隔をおいて形成され、抽気通１１２
８を介して吸入室４に連通されている。スプール状の弁
体３３は弁収容室２９内に移動可能に収容され、その外
周には各環状凹所３１．３２に対応用能な環状溝３４か
形成されている。

連通孔３５は弁体３３の中心に形成され、この連通孔３
５を介して弁体３３のクランク室７側の端面と環状溝３
４とが連通されている。絞り用講３６は弁体３３の外周
面に形成され、この絞り用溝３６を介して弁体３３のク
ランク室７側の端面と前記第１環状四所３１とが連通可
能になっている。コイルバネ３７は弁収容室２９の奥部
と弁体３３との間に介装され、このコイルバネ３７によ
り第２図に示すように、常には弁体３３がス）ヘラプリ
ンタ３８と係合する左端位置に付勢保持されている。

そして、前記弁体３３は、そのクランク室７側　０ の端面に作用するクランク室圧力Ｐｃと、他端面に作用
するコイルバネ３７の付勢力に抽気通路２８を介して作
用する吸入室４の吸入圧力Ｐｓを加えた合力との差圧に
より、弁収容室２９内で左右に移動され、その移動位置
に応じて油気通路２８の開放量の調整が行われる。

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２２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
同一圧力で、第６図に示す第１設定値Ｐｃｌ以下になっ
ている。このときには、第２図に示すように、制御弁３
０における弁体３３がコイルバネ３７の付勢力によりス
トップリング３８と係合する左端位置に配置されて、弁
体３３の環状７ｓ３４が第１環状四所３１に合致し、抽
気通路２８か開放状態にあって、クランク室７か連通孔
３５、環状溝３４、第１環状凹所３１及び抽気通路２８
を介して吸入室４と連通さ１ れている。

この状態で、エンジンの動力により駆動軸８か回転され
ると、回転体１５及び連結ピン】６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
トンロッド１２を介して各ピストン１１か往復動され、
冷媒ガスが吸入室４から吸入弁１！１＃４１３を介して
シリンダ室１０のル縮室内に吸入されて、その圧縮室内
で圧縮された後に、吐出弁機構１４を介して吐出室５に
圧送される。

そして、圧縮機の起動初期において、冷房しようとする
車両室内の温度か高くて冷房負荷か大きい場合には、電
磁開閉弁２２か閉鎖状態にあり、クランク室圧力Ｐｃか
吸入圧力Ｆ’　ｓ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ため、ピストン１１か最大
ストロークにて往復動されて、揺動傾斜板１７の傾斜角
か大きい状態で圧縮容量■か最大の運転が行われる。

又、この最大容量運転時には、クランク室圧力Ｐｃが第
１設定値Ｐｃｌ以下となっているため、　２ Ｉ１１御弁３０は前述した停止時と同様に、抽気通路２
８を開放した状態にある。従って、圧縮運転に件い各シ
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ｍｌ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は、抽気通路
２８を通して吸入室４内に還元される。

このように圧縮機の運転か行われ、車両室内の温度が低
下して冷房負荷が小さくなると、電磁開閉弁２２が開放
され、高圧の冷媒ガスが吐出室５から給気通路２１を介
してクランク室７内に供給されて、圧縮容量■が減少さ
れる。この圧縮運転に伴ってクランク室圧力Ｐｃが上昇
するか、そのクランク室圧力Ｐｃか第１設定値Ｆ’ｃｌ
を越えてそれよりも大きな第２設定値Ｐｃ２に達するま
での間は、第４図に示ずように、制御弁３０における弁
体３３かコイルバネ３７の付勢力に抗して右方に移動さ
れて、クランク室７が絞り用溝３６及び第１環状凹所３
１を介して抽気通路２８に連通され、絞り用溝３６によ
って抽気通路２８の開口３ 量が絞られる。従って、抽気通路２８を通って吸入室４
に還元される冷媒ガスの量か制限され、圧縮容′ＩＩＬ
ｖの減少変更が迅速に行われる。

さらに、車両のキックダウン運転時等において、エンジ
ンに掛かる負荷を低減するために、圧縮容量■を最大状
態から最小状態へ急激に変更する必要かある場合には、
電磁開閉弁２２か最大開放状態にされ、高圧の冷媒ガス
が吐出室５から抽気通路２８を介してクランク室７内に
過剰に供給されて、クランク室圧力Ｐｃが急激に上昇さ
れる。このようにクランク室圧力Ｐｃか」−昇されて第
２設定値Ｐｃ２以上になると、第５図に示すように、制
御弁３０の弁体３３か右端位Ｗまで移動されて、弁体３
３の環状溝３４か第２環状凹所３２に合致し、連通孔３
５、環状溝３４及び第２ｆｆｉ状凹所３２を介して抽気
通路２８が開放される。

このため、クランク室７内に過剰に供給された冷媒カス
は、抽気通路２８を通って吸入室４内に導出され、第６
図に実線で示すようにクランク室圧力Ｐｃか所定値Ｐｃ
２を越えて異常に上昇する４ のか防止される。従って、フロントハウジング６と駆動
軸８との間のシール部分等に高圧が作用してシール性が
悪くなったり、ピストンロッド１２と揺動傾斜板１７及
びピストン１１との連結部分等に過大な負荷が掛かって
、それらの連結部分が外れたりするおそれを確実に防止
することができる。

さらに、前記クランク室の圧力Ｐｃが従来のように第６
図の二点鎖線で示すように異常に上昇すると、適性圧力
ｌ−下がり、必要な圧縮容量が得られるまでに時間を要
するが、この実施例ではクランク室圧力かＰｃ２以上に
はならないので、必要圧縮容量が得られるまでの時間が
短かくなり、冷房フィーリングを向上することができる
。

［別の実施例］ 次に、この発明の別の実施例を、第７図〜第９図に基づ
いて説明する。

さて、この実施例は、抽気通路２８の弁収容室２９内に
設けられた制御弁３０の構成において、前述した実施例
と相違している。すなわち、弁框５ ４１は弁収容室２９内に収容され、その中間部には第１
弁孔４３、第２弁孔４４及び絞り孔４５を透設した弁座
板４２が配設されている。第１支持筒４６は第１弁孔４
３に対応して弁座板４２の側面に固定され、その外周に
は導入孔４７が形成されている。第２支持筒４８は第２
弁孔４４に対応して弁座板４２の他側面に固定され、そ
の外周には導出孔４９が形成されている。

円板状の第１弁体５０は第１支持筒４６内に移動可能に
収容支持され、常には第１コイル八ネ５１により第１弁
孔４３から離間した開放位置に付勢保持されている。円
板状の第２弁体５２は第２支持Ｗ！Ｊ４８内に移動可能
に収容支持され、常には第２コイルバネ５３により第２
弁孔４４に接合した閉鎖位置に付勢保持されている。そ
して、前記第１コイルバネ５１の付勢力か第２コイルバ
ネ５３の付勢力よりも小さく設定され、クランク室圧力
Ｐｃの上昇に伴って、第１弁体５０か閉鎖された後に第
２弁体５２か開放されるようになっている。

　６ そのため、この実施例の制御弁３０において、クランク
室圧力Ｐｃが第１設定値Ｐｃｌ以下のときには、第７図
に示すように、第１弁体５ｏが開放状態にあるとともに
、第２弁体５２が閉鎖状態にあり、油気通路２８か導入
孔４７及び第１弁孔４３を介して開放されている。又、
クランク室圧力Ｐｃが第１設定値Ｐｃｌを越えて第２設
定値Ｐｃ２まで上昇される間は、第８図に示すように、
第１弁体５０が第１コイルバネ５１の付勢力に抗して閉
鎖されるとともに、第２弁体５２が閉鎖状態に維持され
、抽気通路２８が絞り孔４５を介して連通されて、その
抽気通路２８の開口量が絞られる。さらに、クランク室
圧力Ｐｃが第２設定値Ｐｃ２以上となったときには、第
９図に示すように、第１弁体５０が閉鎖された状態にお
いて、第２弁体５２が開放され、抽気通路２８か第２弁
孔４４及び導出孔４つを介して開放される。

従って、この実施例においても前述した実施例と同様に
、圧縮容量Ｖを最大状態から最小状態へ急激に変更する
必要がある場合、クランク室圧カフ Ｐｃが所定値を越えて異常に上昇するのを防ぐことがで
き、フロントハウジング６と駆動軸８との間のシール部
分等に高圧が作用してシール性か悪くなったり、ピスト
ンロッド１２と揺動傾斜板１７及びピストン１１との連
結部分等に過大な負荷が掛かって、それらの連結部分が
外れたりするおそれを防止することかできる。

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、例えは、前記各実施例の制御弁３０における
弁体３３，５０．５２を球体により構成する等、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、
圧縮容量を最大設定状態から最小状態へ急激に変更する
必要がある場合、クランク室の圧力が所定値を越えて異
常に上昇するのを防ぐことができ、ハウジングと回転軸
との間のシール部分等に高圧か作用してシール性が悪く
なったり、ビ８ ストンロッドと揺動傾斜板及びピストンとの連結部分等
に過大な負荷か掛かって、それらの連結部分が外れたり
するおそれを確実に防１し、さらに冷房フィーリングを
向−１−することか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図はこの発明を９体化したＬＬ１変容変容量線機の
一実１１例を示す断面図、第２図はその制御弁部分を拡
大して示す部分断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線にお
ける部分断面図、第４図及び第５図は第２図に対応して
弁体の動作状態を順に示す部分断面図、第６図はこの実
施例の月縮機におζフるクランク室圧力及び圧縮容１の
変化状態を示すグラフ、第７図はこの発明の別の実施例
を示す制御弁部分の断面図、第８図及び第９図は第７図
に対応して弁体の動作状態を順に小す部分断面図である
。 ４・・・吸入室、５・・・吐出室、７・・・クランク室
、２１・・・給気通路、２２・・・電磁開閉弁、２８・
・・抽気通路、３０・・・制御弁、Ｐ（，１・・・第１
設定値、Ｐ（。 １つ ２・・・第２設定値。

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ともに、
   前記吐出室とクランク室とを連通する給気通路には開閉
   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、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、 前記クランク室と吸入室との間には抽気通路を設け、そ
   の抽気通路には、クランク室の圧力が第１設定値以下の
   ときには抽気通路を開放し、クランク室の圧力が第１設
   定値を越えて第２設定値に達するまでの間は抽気通路の
   開口量を絞り、クランク室の圧力が第２設定値以上とな
   ったときには抽気通路を開放する制御弁を設けた可変容
   量圧縮機。