JPH0427393B2 - - Google Patents

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JPH0427393B2
JPH0427393B2 JP61097246A JP9724686A JPH0427393B2 JP H0427393 B2 JPH0427393 B2 JP H0427393B2 JP 61097246 A JP61097246 A JP 61097246A JP 9724686 A JP9724686 A JP 9724686A JP H0427393 B2 JPH0427393 B2 JP H0427393B2
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Japan
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pressure
chamber
crank chamber
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suction
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Hiroaki Kayukawa
Masaki Oota
Shinichi Suzuki
Kenji Takenaka
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は車両空調用等に使用される可変容量
圧縮機に係わり、さらに詳しくは吸入室と吐出室
及びクランク室とを備え、クランク室圧力と吸入
圧力との差圧に応じてピストンのストロークが変
更され揺動傾斜板の傾斜角が変化して、圧縮容量
を制御するようにした角度可変揺動傾斜板型の可
変容量圧縮機に関するものである。
（従来の技術） この角度可変揺動傾斜板型の可変容量圧縮機と
して、従来、特開昭58−158382号公報に開示され
たものが提案されている。この圧縮機は冷房負荷
の低下あるいは高速回転により吸入圧力が低下す
ると、容量制御弁内のベローズが吐出圧力及び大
気圧のバランス変動により伸びて弁体を作動し、
クランク室と吸入室を連通する抽気通路を閉鎖さ
せるとともに、吐出室とクランク室を連通する給
気通路を前記弁体と連動する別の弁体により開放
することにより、吐出室から高圧のガスをクラン
ク室へ供給して、クランク室圧力と吸入圧力の差
圧を増大させることにより、ピストン背面に作用
する圧力を増大させてピストンのストロークを減
少させ、吸入圧力の低下を防ぐと同時に圧縮容量
を低下させるようになつていた。
（発明が解決しようとする問題点） ところが、この従来の可変容量圧縮機において
は、吐出室からクランク室へ高圧ガスの供給が停
止されると同時に、クランク室のガスが抽気通路
を介して吸入室へ戻されるが、この抽気通路が開
度（絞り量）一定であるため、クランク室から吸
入室へのガスの還元を素早く行うことができず、
従つて冷房負荷が大きくなつた際における圧縮容
量を増大させる方向への変更が迅速に行えず、容
量制御の反応性が悪いという問題があつた。
発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記のような問題点に着目してなさ
れたものであつて、角度可変揺動傾斜板型の可変
容量圧縮機において、吐出室とクランク室とを連
通する給気通路と、前記クランク室と吸入室とを
連通する抽気通路とを設け、前記給気通路には吸
入圧力、クランク室圧力、又はクランク室圧力と
吸入圧力の差圧を感知し、その感知圧に基づいて
該給気通路の開度を機械的に自己制御する自己容
量制御弁を設け、前記抽気通路にはエンジンの回
転数、蒸発器の出口温度あるいはクランク室圧力
等の一又は複数の外部検出信号に基づいて該抽気
通路の開度を電気的に制御する外部容量制御弁を
設けるという手段を採用している。
（作用） 自己容量制御弁が閉鎖されて給気通路が閉鎖さ
れた状態において、冷房負荷が大きくなり、外部
検知信号により外部容量制御弁が電気的に開放さ
れると抽気通路の開度が増大されるため、クラン
ク室内のガスが該抽気通路を経て吸入室へ素早く
戻され、このためクランク室圧力が急激に低下
し、クランク室圧力と吸入圧力の差圧が減少し、
圧縮容量が増大する。このようにして、冷房負荷
の増大に対する圧縮容量の制御応答性が向上す
る。
（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図
〜第３図について説明する。
第１図に示すようにシリンダブロツク１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。そのリヤハウジング３内の外周部
には環状の吸入室４が、又、中央部には吐出室５
がそれぞれ区画形成され、吸入口及び吐出口（い
づれも図示しない）を介して外部冷房回路に接続
されている。前記シリンダブロツク１の左端面に
はフロントハウジング６が接合固定され、その内
部にはクランク室７が形成されている。シリンダ
ブロツク１とフロントハウジング６にはエンジン
（図示略）により回転される駆動軸８が支持され
ている。
前記シリンダブロツク１には、その両端間を貫
通して６個（１つのみ図示）のシリンダボア９が
駆動軸８と平行に形成されている。各シリンダボ
ア９内にはピストン１０が往復摺動可能に装着さ
れ、その左端面にはピストンロツド１１が連節さ
れている。前記弁板２には、吸入室４から前記各
シリンダボア９の圧縮室に冷媒ガスを導入するた
めの吸入弁機構１２がそれぞれ形成されている。
同じく弁板２は各シリンダボア９の圧縮室で圧縮
された冷媒ガスを吐出室５に圧送するための吐出
弁機構１３がそれぞれ設けられている。
前記駆動軸８には回転体１４が嵌合固定され、
該回転体１４より突出する突起部１４ａに形成さ
れた長孔には連結ピン１５を介して回転駆動板１
６が傾斜可能に、かつ回転１４と一体回転可能に
装着されている。
前記回転駆動板１６には揺動傾斜板１７が該駆
動板１６とともに傾動可能に支承され、定位置に
横架された案内ロツド１８により回転が規制され
ている。又、揺動傾斜板１７には前記各ピストン
ロツド１１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１４が回転されて、揺動傾
斜板１７が傾動されたとき、ピストンロツド１１
を介してピストン１０が往復動されるようになつ
ている。そして、クランク室７の圧力Pcと吸入
室４の圧力Psとの差圧Δp（Pc−Ps）に応じて、
該差圧Δpが大きくなるとピストン１０のストロ
ークが小さくなるとともに、前記揺動傾斜板１７
の傾斜角が小さくなつて圧縮容量が減少し、反対
に差圧Δpが小さくなるとピストン１０のストロ
ークが大きくなるとともに、揺動傾斜板１７の傾
斜角が大きくなつて圧縮容量が増加するようにな
つている。以上述べた構成は従来の可変容量圧縮
機と同様である。
前記吐出室５の高圧ガスをクランク室７に供給
するため、前記リヤハウジング３、弁板２及びシ
リンダブロツク１には給気通路１９が形成され、
該給気通路１９の途中には後述する自己容量制御
弁２０が配設されている。又、シリンダボア９内
の圧縮室からクランク室へブローバイされたガス
あるいは前記給気通路１９により吐出室５からク
ランク室７へ供給されたガスを該クランク室７か
ら吸入室４へ還元するため、シリンダブロツク
１、弁板２及びリヤハウジング３には、後述する
電磁開閉弁よりなる外部容量制御弁２２により必
要に応じて開度が制御される抽気通路２３が形成
されている。
そこで、第２図により前記自己容量制御弁２０
について説明すると、リヤハウジング３には円筒
状の弁収容ケース２４が螺合固定され、該弁収容
ケース２４の内部には圧縮バネ２５により常には
上方、つまり前記弁収容ケース２４に形成した弁
座２６に密着する弁閉鎖方向へ付勢されたボール
弁２７が往復動可能に収容されている。このボー
ル弁２７の上方には圧縮バネ２８により上方、つ
まり弁閉鎖方向に付勢された弁作動ロツド２９が
内装され、該弁作動ロツド２９の上端面はダイヤ
フラム３０に当接されている。前記弁作動ロツド
２９及びダイヤフラム３０は下動及び固定のバネ
受３１，３２間に介在され、かつ前記圧縮バネ２
８よりも弾性力の大きい圧縮バネ３３により常に
は下方、つまり弁開放方向へ付勢されている。な
お、このダイヤフラム３０に代えて図示しないが
ベローズを使用してもよい。
又、前記ダイヤフラム３０下側のバネ２８を収
容する室は吸入室４と連通する作動室Ｒ１となつ
ている。圧縮バネ３３の収容室Ｒ２は大気と連通
されている。さらに、前記ボール弁２７を収容す
る室は吐出室５と連通する高圧室Ｒ３となつてい
る。そして、弁作動ロツド２９に作用する前記作
動室Ｒ１内に吸入圧力Psが低下し、収容室Ｒ２
の大気圧と、圧縮バネ３３の弾性力との総合力
が、作動室Ｒ１の圧力と圧縮バネ２８の弾性力と
の総合力よりも大きくなつたとき、すなわち、吸
入圧力Psが低下したとき、第３図に示すように
弁作動ロツド２９によりボール弁２７が下方、つ
まり弁開放方向に移動され、吐出室５内の高圧ガ
スが給気通路１９を経てクランク室７へ流れ、ク
ランク室圧力Pcを大きくして圧縮容量が低下す
るようにしている。
次に、前記外部容量制御弁２２について説明す
ると、前記リヤハウジング３には弁収容ケース３
４が螺合固定され、該弁収容ケース３４の外周に
は電磁コイル３５が巻装され、内部には弁保持筒
３６が上下動可能に装着され、さらに該弁保持筒
３６には可動鉄芯３７が所定のストローク範囲内
で上下動可能に収容され、圧縮バネ３８により常
には上方、つまり弁閉鎖方向に付勢されている。
この可動鉄芯３７の上端部には弁体３９が一体に
形成され、リヤハウジング３内の抽気通路２３に
設けた弁座４０に接離可能に対応している。又、
前記弁保持筒３６と弁座４０の間には圧縮バネ４
１が介在され、弁体３９を開放方向へ付勢してい
る。
前記弁保持筒３６の下端部はダイヤフラム４２
に支承され、該ダイヤフラム４２の下面にはバネ
受４３を介して圧縮バネ４４が介在され、弁保持
筒３６を常には弁閉鎖位置に付勢している。さら
に、可動鉄芯３７と弁体３９及び弁保持筒３６に
は前記抽気通路２３の弁上流側と前記ダイヤフラ
ム４２上側に形成した作動室Ｒ４とを連通する通
路４５が形成され、圧縮バネ４４の収容室Ｒ５は
大気と連通されている。そして、作動室Ｒ４に作
用するクランク室圧力Pcと、圧縮バネ４１の弾
性力と、弁保持筒３６及び可動鉄芯３７の自重と
の総合力が、収容室Ｒ５の大気圧と、圧縮バネ４
４との総合力よりも大きくなつたとき、つまり圧
縮室からクランク室７へブローバイされるガスに
よりクランク室圧力Pcが設定圧Pcoよりも大きく
なつたとき、弁保持筒３６及び可動鉄芯３７が弁
体３９とともに機械的に開放され、クランク室７
のガスが抽気通路２３を経て、吸入室４へ戻さ
れ、ブローバイガスによるクランク室圧力の上昇
が抑制されるようにしている。
一方、前記フロントハウジング６にはスランク
室７の圧力Pcを外部検出信号として検出する圧
力センサ４６が取着され、該圧力センサ４６は弁
開度制御回路４７に接続され、該弁開度制御回路
４７は前記電磁コイル３５に接続されている。そ
して、前記圧力センサ４６によるクランク室圧力
Pcの検出値が前記設定圧Pcoよりも高い設定値
Pco′になつたときは、前記弁開度制御回路４７
から動作電流が電磁コイル３５に出力されて第３
図に示すように可動鉄芯３７とともに弁体３９が
圧縮バネ３８の弾性力に抗して開放され、クラン
ク室７のガスが前記弁体３９が機械的に開口され
たときの通路面積よりも大きい最大通路面積の抽
気通路２３を経て吸入室４へ流れ、クランク室圧
力Pcを急速に低下させて圧縮容量を増大するよ
うにしている。
次に、前記のように構成された可変容量圧縮機
について、その作用を説明する。
さて、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、吸入圧力Psが設定値Psoより高いの
で、自己容量制御弁２０が閉鎖されて給気通路１
９が閉路され、一方、クランク室圧力Pcが設定
値Pco′よりも高いので、外部容量制御弁２２が
励磁されて抽気通路２３は最大通路に開路され、
クランク室７から吸入室４へガスが戻される。
又、シリンダボア９内の圧縮室からクランク室７
ヘブローバイされたガスも抽気通路２３を経て吸
入室４へ還元される。さらにクランク室圧力Pc
と吸入圧力Psの差圧Δpが設定値Δpoよりも小さ
い状態に保たれ、この結果ピストン１０が最大ス
トロークにて往復動されて揺動傾斜板１７の傾斜
角の大きい状態で全圧縮容量の運転が行われる。
その後、圧縮動作が進むにつれて、吸入圧力ps
とクランク室圧力Pcが徐々に低下し、クランク
室圧力Pcが設定値Pco′になると、弁開度制御回
路４７から電磁コイル３５に供給されていた動作
電流が遮断され、外部容量制御弁２２の弁体３９
がクランク室圧力Pcによつて機械的に開閉動作
される状態となる。この状態では前記設定値
Pco′よりも低い設定圧Pcoに基づいて弁体３９の
開閉動作が短い周期で繰り返され、圧縮室からク
ランク室７へブローバイされるガスによるクラン
ク室圧力Pcの異常上昇が抑制される。
その後、車室内の温度が低下して冷房負荷が小
さくなり、吸入圧力Psが設定値Psoより低下する
と、自己容量制御弁２０が開放されて、吐出室５
から高圧ガスが給気通路１９を経てクランク室７
へ供給され、このため、クランク室圧力Pcが上
昇し、前記差圧Δpが大きくなつてピストン１０
のストロークが減少し、圧縮容量が低下する方向
へ揺動傾斜板１７が傾動される。このとき、クラ
ンク室圧力Pcが設定値Pcoを越えて設定値Pco′に
上昇すると、外部容量制御弁２２が開放されてク
ランク室圧力Pcが素速く低下し、圧縮容量の低
下が抑制される。つまり、圧縮容量を低減してい
る状態で、直ちに増大させることができ、容量制
御の応答性が向上する。
冷房負荷が大きくなつて、吸入圧力Psが設定
値Psoより高くなつたときには、自己容量制御弁
２０が閉鎖されて、吐出室５からクランク室７へ
の高圧ガスの供給が停止されるため、クランク室
圧力と吸入圧力の差圧Δpが小さくなり、圧縮容
量が増大する。
なお、前記外部容量制御弁２２の弁開度は弁開
度制御回路４７により開路時間と閉路時間の比率
を変化させることにより調整される。
（別の実施例） 次に、第４図に基づいて別の実施例を説明す
る。この別例では抽気通路２３に固定抽気通路４
８を設けて、ブローバイガスを常時吸入室４へ戻
すようになし、抽気通路２３は外部容量制御弁２
２′によつて開閉されるようにすること。この別
例の作用も前述した実施例と同様である。
又、本発明は次のように具体化することもでき
る。
(1) 前記実施例では自己容量制御弁２０の構造
を、吸入室圧力Psを感知して弁作動ロツド２
９を制御するようにしたが、これに代えて次の
〜の場合に自己容量制御弁２０の開度が増
加するようにすること。吐出圧力Pdの上昇、
吐出圧力Pdと吸入圧力Psの差圧Δp′（Pd−
Ps）が上昇、クランク室圧力Pcと吸入圧力
Psの差圧Δpの低下。又、これらの複数のもの
を組み合わせてもよい。
(2) 前記外部容量制御弁２２は前述したように圧
力センサ４６により検出されたクランク室圧力
Pcの検出値が設定値Pco′になると、開放され
るようにしたが、この外部検出信号に代えて、
次の〜に示すような外部検出信号により外
部容量制御弁２２が開放されるようにしてもよ
い。吸収温度の上昇、蒸発器出口温度の上
昇、車室内温度の上昇、日射量の増加、
エンジン吸気負圧の低下、アクセル開度の減
少、加速度の減少、エンジン回転数の減
少、車速度の減少。以上述べた外部検出信号
を複数組み合わせて使用してもよい。
発明の効果 以上詳述したように、この発明は必要に応じて
外部容量制御弁を開放して抽気通路を開路し、ク
ランク室のガスを吸入室へ素早く戻して、冷房負
荷が大きくなつた場合に直ぐ圧縮容量を増大させ
ることができ、容量制御の応答性を向上すること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の可変容量圧縮機を具体化した
一実施例を示す縦断面図、第２図は自己容量制御
弁及び外部容量制御弁付近の閉路状態を示す拡大
断面図、第３図は開路状態を示す拡大断面図、第
４図は外部容量制御弁の別例を示す縦断面図であ
る。 吸入室……４、吐出室……５、クランク室……
７、揺動傾斜板……１７、給気通路……１９、自
己容量制御弁……２０、外部容量制御弁……２
２，２２′、抽気通路……２３、圧力センサ……
４６、弁開度制御回路、吸入圧力……Ps、クラ
ンク室圧力……Pc。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入室と吐出室及びクランク室とを備え、ク
    ランク室圧力と吸入圧力との差圧に応じてピスト
    ンのストロークが変更され揺動傾斜板の傾斜角が
    変化して、圧縮容量を制御するようにした角度可
    変揺動傾斜板型の可変容量圧縮機において、吐出
    室とクランク室とを連通する給気通路と、前記ク
    ランク室と吸入室とを連通する抽気通路とを設
    け、前記給気通路には吸入圧力、クランク室圧
    力、又はクランク室圧力と吸入圧力の差圧等を感
    知し、その感知圧に基づいて該給気通路の開度を
    機械的に自己制御する自己容量制御弁を設け、前
    記抽気通路にはエンジンの回転数、蒸発器の出口
    温度あるいはクランク室圧力等の一又は複数の外
    部検出信号に基づいて該抽気通路の開度を電気的
    に制御する外部容量制御弁を設けた可変容量圧縮
    機。 ２ 前記外部容量制御弁の弁体は圧縮室からクラ
    ンク室へブローバイされるガスの圧力によつて機
    械的に開閉制御される弁体を兼用している特許請
    求の範囲第１項に記載の可変容量圧縮機。 ３ 前記外部容量制御弁は電磁開閉弁である特許
    請求の範囲第１項に記載の可変容量圧縮機。 ４ 前記抽気通路は圧縮室からクランク室へブロ
    ーバイされるガスを吸入室へ戻す開度固定の抽気
    通路と、外部容量制御弁を備えた開度可変の抽気
    通路とから構成されている特許請求の範囲第１項
    に記載の可変容量圧縮機。
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