JPH05164043A - 揺動斜板式可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧縮機の吐出容量を制御する外部作動制御弁の
小型、軽量化を行なう。 【構成】吐出室１０とクランク室２を第１連通路２１に
より連通し、クランク室２と吸入室７を第２連通路２２
により連通し、吐出室１０内には前記第１連通路２１を
開閉する電磁制御弁３１を設け、第２連通路２２の途中
には第２連通路２２をクランク室２の圧力と吸入室７の
圧力との差圧によって開閉制御される圧力作動制御弁３
６を設け、さらに前記両連通路２１，２２を連通するス
プール室２３内に前記電磁制御弁３１が開放された時、
吐出室１０内の高圧の冷媒ガスによって作動され、前記
第２連通路２２を閉鎖する第２スプール弁２５を収容す
る。そして、電磁制御弁３１の弁体３３を作動するコイ
ル３５及び外部作動電流を小さくし、電磁制御弁３１の
小型、軽量化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は複数のシリンダと、吸
入室と、クランク室と、該クランク室内に延在する回転
軸と、該回転軸に対する傾斜角度が変化可能にかつ該回
転軸によって回転されるように配設された回転駆動板
と、該回転駆動板の回転に応じて揺動するように回転駆
動板の傾斜面上に配設された揺動斜板と、該揺動斜板の
揺動によって前記各シリンダ内で往復動して前記吸入室
に吸入された流体を取り込み、圧縮して吐出するピスト
ンと、前記クランク室内圧力を調整して前記回転駆動板
の傾斜角度を制御し、吐出流体容量を変化させる吐出容
量制御手段を有する揺動斜板式可変容量圧縮機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の揺動斜板式可変容量圧縮機におけ
る吐出容量制御手段として、以下に述べる（１）〜
（４）に示すものが提案されている。

【０００３】（１）特開昭６３−１７６６７号公報に示
す圧力調整弁は、クランク室と吸入室との連通路を開閉
制御する弁部と、前記弁部の開閉を制御する圧力感部と
を有する制御弁機構を備え、前記圧力感部内に遊挿され
前記弁部の移動を規制し、前記クランク室と吸入室との
連通路を閉状態に拘束することが可能な出力伝導桿を有
するアクチュエータを前記制御弁機構に設けている。

【０００４】（２）特開昭６１−５５３８０号公報に示
す圧力調整弁は、吐出室とクランク室との連通路を開閉
する第１の弁体と、前記吸入室とクランク室との連通路
を開閉する第２の弁体とを具備し、前記第１の弁体は電
磁ソレノイドにより開閉作動されて該ソレノイドをオフ
にしたとき開弁するとともに、オンにした時閉弁し得る
ごとく構成し、かつ第２の弁体は前記吸入室内圧力を感
知する圧力感動部材により開閉作動されて前記吸入室内
圧力が所定設定値以上の時開弁するとともに、所定設定
値以下の時閉弁し得るように構成し、前記第１の弁体と
第２の弁体をこれら両弁体を閉弁方向に付勢する付勢部
材にて互いに連結することにより、前記ソレノイドをオ
ンにした時前記圧力感動部材に対して前記第２の弁体が
開弁する方向への力が作用し得るようになし、さらに前
記ソレノイドへの通電電流値を変化させることにより前
記吸入室内圧力の設定値を可変し得るように構成してい
る。

【０００５】（３）特開昭５９−１５０９８８号公報に
示す制御弁機構は、クランク室を吸入室及び吐出室の一
方及び両方に選択的に連通すべく変位可能なスプールを
有するスプール弁と、付勢時にスプール弁のスプールを
クランク室と吸入室とを連通させる方向に変位するよう
に作動するソレノイド装置と、揺動斜板の傾斜角度に応
じて変化する付勢力でスプール弁のスプールをクランク
室と吐出室とを連通させる方向に変位するように作動す
るフィードバック機構、前記ソレノイドを必要に応じて
付勢する電子手段とから構成されている。

【０００６】（４）さらに、特開昭６２−２４７１８６
号公報に示す制御弁機構は、クランク室と吸入室とを連
通させる第１連通孔の途中に設けられ外部入力信号によ
って作動して該連通孔を開き前記クランク室と吸入室と
を連通させる外部作動制御装置と、前記クランク室と吸
入室とを連通する第２連通路の途中に設けられ前記クラ
ンク室内圧力を感知して該クランク室内圧力をほぼ一定
に保つよう第２連通路を開閉する圧力作動制御装置とを
備えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の圧力制
御機構（１）〜（３）はいずれも外部力又は電磁ソレノ
イドと、弁部、第２の弁体あるいはスプール弁を物理的
に連動させるように構成されていたので、外部力又は電
磁ソレノイドに比較的大きな力が必要となり、外部力駆
動部が大型化、大重量化するという問題があった。又、
電磁ソレノイドが大型化すると、それに必要な電流も大
きくなって動作時の発熱が高くなり、圧縮機のハウジン
グが加熱され、その結果圧縮機の効率が低下するという
問題も発生する。

【０００８】又、従来の技術（４）の圧力制御機構は、
第１の弁体又は第２の弁体をそれぞれ単独に用いている
ので、外部作動制御装置の作動時に、第１の弁体が第２
の弁体の作用を減少あるいは助長するため、適正な制御
が行えないという問題があった。

【０００９】この発明の第１の目的は、外部作動制御弁
を小型、軽量化することができる揺動斜板式可変容量圧
縮機を提供することにある。又、この発明の第２の目的
は、第１の目的に加えて、外部作動制御弁が開放された
場合に、クランク室内の圧力が異常に上昇するのを抑制
して、回転駆動板と揺動斜板の連結部の耐久性を向上す
ることができる揺動斜板式可変容量圧縮機を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の目的を達成するため、可変容量圧縮機におい
て、前記吐出容量制御手段は前記吐出室とクランク室を
連通する第１連通路と、クランク室と吸入室を連通する
第２連通路と、前記第１連通路の途中に設けられ外部入
力信号によって作動して該第１連通路を開き前記吐出室
とクランク室とを連通させる外部作動制御弁と、前記第
２連通路の途中に設けられ前記クランク室内圧力及び吸
入圧力を感知して該吸入圧力をほぼ一定に保つよう第２
連通路を開閉する圧力作動制御弁と、さらに前記外部作
動制御弁が動作されて第１連通路が開放された時、吐出
圧力によって前記第２連通路を閉鎖し、かつ前記外部作
動制御弁により第１連通路が閉鎖された時、弾性部材に
よって前記第２連通路を開放する開閉弁とを備えてい
る。

【００１１】又、請求項２記載の発明は、上記第２の目
的を達成するため、請求項１においてクランク室と吸入
室を連通する第３連通路を設け、該第３連通路の途中に
クランク室内の圧力が設定値以上に上昇した場合に開放
され、設定値以下になった場合に弾性部材により閉鎖さ
れる絞りを有する圧力作動制御弁を設けるという手段を
とっている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明は外部作動制御弁が開放動
作されて、第１連通路が開放されると、該連通路を介し
て吐出室内の高圧の流体がクランク室内に供給され、ピ
ストンの背面に作用する圧力が上昇して、揺動斜板の傾
斜角が小さくなり、吐出容量が減少する。この時、前記
第１連通路の開放により吐出圧力によって、クランク室
と吸入室とを連通する第２連通路が開閉弁により遮断さ
れ、圧力作動制御弁による影響、つまり、圧力作動制御
弁が開放されていた場合にもクランク室から吸入室へ流
体が流れ、クランク室圧の上昇が遅れるのが阻止され
る。

【００１３】又、前記第２連通路の閉鎖は、吐出圧力を
利用して開閉弁により行われるので、前記外部作動制御
弁を作動する外部駆動機構は、制御弁を第２連通路内の
圧力に逆らって開放するのに必要な小さい駆動力に設定
することが可能となり、外部駆動機構を小型化、軽量化
することができる。

【００１４】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明の作用に加えて、外部作動制御弁が開放されて吐
出室から第１連通路を介してクランク室内へ異常に高圧
の流体が供給された場合に、その圧力により第３連通路
に設けた圧力作動制御弁が開放されて該第３連通路が開
放され、絞りから徐々に流体が吸入室側へ流れ、クラン
ク室内の圧力が異常に上昇するのが防止される。このた
めピストンの背面に作用するクランク室内圧力により、
揺動斜板と回転駆動板との連結部に異常な押圧力が作用
するのをなくして、接触部の摩耗を抑制し、耐久性を高
めることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明を具体化した第一実施例を図
１〜図３に基づいて説明する。シリンダブロック１のフ
ロント側端面にはクランク室２を形成するフロントハウ
ジング３が接合固定されている。又、前記シリンダブロ
ック１のリヤ側端面にはバルブプレート４を介してリヤ
ハウジング５が接合固定されている。さらに、前記シリ
ンダブロック１に形成した複数のシリンダボア１ａ内に
はそれぞれピストン６が収容され、このピストン６の往
復動によりリヤハウジング５内に形成した吸入室７から
冷媒をバルブプレート４に設けた吸入孔８を通してシリ
ンダボア１ａ内に吸入し、吐出孔９から吐出室１０に吐
出するようになっている。

【００１６】前記シリンダブロック１及びフロントハウ
ジング３の中心部には回転軸１１がエンジンの動力によ
り回転可能に支持されている。この回転軸１１のクラン
ク室２内上には回転支持体１２が嵌合固定され、該回転
支持体１２には連結ピン１３を介して回転駆動板１４が
前後方向の揺動可能に長孔１２ａに沿って支持されてい
る。又、前記回転軸１１上には円筒状のスリーブ１５が
前後方向のスライド可能に嵌合され、該スリーブ１５
は、一対のピン１６（図１に１箇所のみ図示する）によ
り前記回転駆動板１４のボス部１４ａに連結されてい
る。又、前記回転駆動板１４の傾斜面及びボス部１４ａ
外周には揺動斜板１７が回転駆動板１４と相対回転可能
に、前後方向の揺動可能に装着され、該揺動斜板１７は
ピストンロッド１８を介して前記各ピストン６と連結さ
れている。前記揺動斜板１７はシリンダブロック１とフ
ロントハウジング３に固定したガイドレール１９に沿っ
て前後方向の揺動可能に、かつ回転不能に支持されてい
る。

【００１７】シリンダボア１ａ内で圧縮を行なう複数の
ピストン６の作動面には、吸入室あるいは吐出室の圧力
Ｐｄが作用し、ピストン６の背面にはクランク室２内の
圧力Ｐｃが作用する。そして、各ピストン６にそれぞれ
作用する作動面と背面の圧力差によりピストンロッド１
８を介して揺動斜板１７にモーメントが作用し、この差
圧に応じて、揺動斜板１７の傾斜角が変化し圧縮冷媒ガ
スの吐出容量が調整される。

【００１８】次に、この発明の要部である吐出容量制御
手段について説明する。前記吐出室１０とクランク室２
を連通する第１連通路２１は、シリンダブロック１及び
バルブプレート４に設けられ、同様にクランク室２と吸
入室７を連通する第２連通路２２もシリンダブロック１
及びバルブプレート４に形成されている。前記第１，第
２の連通路２１，２２の途中にはスプール室２３が両連
通路を互いに連通するように形成されている。そして、
このスプール室２３には前記第１連通路２１を開閉する
第１スプール弁２４と、第２連通路２２を開閉する開閉
弁としての第２スプール弁２５が連結ロッド２６により
同期して往復動作可能に収容されている。又、第１スプ
ール弁２４の上部には支持ロッド２７を介して位置規制
部材２８が連結され、該位置規制部材２８はスプール室
２３内に設けたストッパ２９により位置が規制されてい
る。前記第２スプール弁２５の端部には該スプール弁２
５をストッパー２９側に付勢して常には第１スプール弁
２４により第１連通路２１を閉鎖し、かつ第２スプール
弁２５により第２連通路２２を開放する弾性部材として
のバネ３０が介在されている。前記第２スプール弁２５
には常には第２連通路２２を開放する連通路２５ａが形
成されている。又、位置規制部材２８には第１スプール
弁２４の端面に吐出圧力Ｐｄを作用させるための連通路
２８ａが形成されている。

【００１９】前記吐出室１０内には第１連通路２１を開
閉する外部作動制御弁としての電磁制御弁３１が収容さ
れている。この制御弁３１はリヤハウジング５に固定し
た収容ケース３２と、該ケースに対し前記第１連通路２
１の吐出室１０側開口部を開閉する弁体３３と、該弁体
３３を常には閉鎖方向へ付勢するバネ３４と、前記弁体
３３を前記バネ３４の付勢力に抗して開放方向へ作動し
得るソレノイドコイル３５とにより構成されている。

【００２０】又、前記第２連通路２２の途中には圧力作
動制御弁３６が収容されている。この制御弁はシリンダ
ブロック１の内部に収容した収納ケース３７と、該ケー
スに一端を取付けたベローズ３８と、該ベローズ３８の
他端部に取付けられた弁体３９と、該弁体３９を弁座４
０の弁孔４０ａに押圧するようにベローズ３８内の密閉
空間４１内に収容したコイルバネ４２とにより構成され
ている。そして、弁体３９に作用する吸入室７内の圧力
Ｐｓとベローズ３８に作用するクランク室２内の圧力Ｐ
ｃとの差圧に基づいて弁体３９が開閉され、吸入室７内
の圧力Ｐｓが所定圧力に保持されるようにしている。

【００２１】次に、前記のように構成した可変容量圧縮
機についてその作用を説明する。今、図１，２に示すよ
うに、電磁制御弁３１の弁体３３により第１連通路２１
の吐出室１０側開口部が閉鎖され、第１スプール弁２４
により同じく第１連通路２１がスプール室２３内で閉鎖
され、さらに第２スプール弁２５によって第２連通路２
２が開放された状態において、回転軸１１が回転される
と、回転支持体１２、連結ピン１３、回転駆動板１４に
より揺動斜板１７が前後方向に揺動され、ピストンロッ
ド１８を介してピストン６がシリンダボア１ａ内で前後
に往復動され、吸入室７から冷媒がシリンダボア１ａ内
に吸入されて圧縮された後、吐出室１０に吐出される。

【００２２】この運転動作中において、第２連通路２２
の途中に設けた圧力作動制御弁３６には圧縮機の冷房負
荷条件等により変動する吸入室７内の圧力Ｐｓが圧力作
動制御弁３６の弁体３９に作用し、クランク室２内の圧
力Ｐｃがベローズ３６に作用する。従って、例えば車室
温度が高くなり冷房負荷が増大して吸入圧力Ｐｓが上昇
した場合には、弁体３９に作用する吸入圧力Ｐｓにより
ベローズ３８がバネ４２の付勢力に抗して弁体３９を開
放する方向に動作され、このためクランク室２内の冷媒
ガスが第２連通路２２を通して吸入室７へ還元され、ク
ランク室２内の圧力Ｐｃが低下して揺動斜板１７の傾斜
角が増大され、吐出容量が増大される。反対に、車室温
度が低くなり冷房負荷が減少して吸入圧力Ｐｓが低下し
た場合には、弁体３９がバネ４２の付勢力により閉鎖方
向に動作され、このため第２連通路２２が閉鎖され、ク
ランク室２内の圧力Ｐｃが上昇して揺動斜板１７の傾斜
角が減少され、吐出容量が減少される。

【００２３】ところで、車両の走行速度を急加速する場
合には、圧縮機の動力を軽減してエンジンに作用する回
転負荷を軽減する必要がある。このときには、圧縮機の
吐出容量を低下させるため、エンジン等の回転数を検出
するセンサにより回転数が所定回転数以上になると、制
御装置（図示略）から電磁制御弁３１に通電される。す
ると、図３に示すように弁体３３が第１連通路２２を開
放し、吐出室１０から高圧の冷媒が第１連通路２１を介
して第１スプール弁２４に作用し、このためスプール弁
２４にはバネ３０の付勢力に抗して、第１連通路２１を
開放し、第２スプール弁２５が第２連通路２２を閉鎖す
る方向に移動される。従って、第１連通路２１から供給
された高圧の冷媒によりクランク室２内の圧力Ｐｃが増
大されて、ピストン６の前後背面に作用する差圧が増大
し、揺動斜板１７が吐出容量を減少する方向に移動され
る。従って、車両の急加速により圧縮機からエンジンに
作用する回転負荷が軽減される。この時、第２スプール
弁２５によって、第２連通路２２が閉鎖されるので、仮
に冷房負荷が高くて圧力作動制御弁３６が図３に示すよ
うに開放状態であっても、第１連通路２１からクランク
室２内に供給された高圧の冷媒が第２連通路２２を通し
て吸入室７に流れることはなく、この結果、吐出容量の
低減方向への切換えを迅速に行なうことができる。

【００２４】又、この第一実施例においては、電磁制御
弁３１は単に弁体３９を第１連通路２１の吐出室１０側
開口端面から離間させるのに必要な力を発生させるため
のコイルあるいは電流で済むため、電磁制御弁３１を小
型、軽量化することができるとともに、電磁制御弁３１
の作動による発熱を低減してリヤハウジング５が加熱さ
れるのを抑制し、圧縮効率を高めることができる。

【００２５】次に、この発明の第二実施例を図４及び図
５に基づいて説明する。この圧縮機は前述した第一実施
例の圧縮機の構成に加えて、クランク室と吸入室とを連
通する第３連通路４５をシリンダブロック１及びバルブ
プレート４に設けるとともに、該第３連通路４５の途中
に第２の圧力作動制御弁４６を設けている。この制御弁
４６は図５に示すように収納ケース４７内に弁収容室４
８を設け、その弁孔４８ａの端部に形成した弁板４８ｂ
にボール弁４９を対応させ、該ボール弁４９と連動する
スプール５０を弾性部材としてのバネ５１により常には
弁孔４８ａを閉鎖する方向に付勢している。又、スプー
ル５０に設けた絞り５０ａにより、ボール弁４９がクラ
ンク室２内の異常圧力によって開放された場合、第３連
通路４５を介してクランク室２内の高圧の冷媒ガスを吸
入室７側に還元するようにしている。そして、前記電磁
制御弁３１の開放によって、第１連通路２１から吐出室
１０内の高圧の冷媒が異常にクランク室２内に供給され
た場合に、ピストン６の背面に作用する過大な圧力によ
ってピストンロッド１８が揺動斜板１７を図４において
右方に引っ張り、それため回転駆動板１４と揺動斜板１
７との連結部に異常な圧接力が作用するのを抑制し、両
部材の摺動部の摩耗を軽減し耐久性を向上するようにし
ている。

【００２６】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、図６に示すように、前記支持ロッド２７
の先端部とストッパ２９との間にベローズ５２を設ける
とともに、ベローズ５２内にコイルバネ５３を介在し
て、バネ３０により常には第２連通路２２が開放状態に
保持されるように構成し、電磁制御弁３１が開放された
時、ベローズ５２が吐出圧力Ｐｄを感知して、第２スプ
ール弁２５が第２連通路２２を閉鎖する方向に移動され
るように構成することもできる。又、第２スプール弁２
５の設置位置を圧力作動制御弁３６と吸入室７との間に
変更したり、電磁制御弁３１に代えて外部作動手段によ
り開閉される各種の制御弁を使用したりする等、この発
明の趣旨を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。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明は圧縮機の吐出容量を制御する外部作動制御弁を小
型、軽量化することができる効果がある。

【００２８】又、請求項２記載の発明は前記請求項１記
載の発明の効果に加えて、外部作動制御弁が動作され
て、クランク室内の圧力が上昇された時、クランク室内
の圧力が異常に上昇するのを抑制して、揺動斜板の取付
部の摩耗を防止し、耐久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】

【図１】この発明の可変容量圧縮機を具体化した第一実
施例を示す中央部縦断面図である。

【図２】外部作動制御弁閉鎖状態の部分拡大説明図であ
る。

【図３】外部作動制御弁開放状態の部分拡大説明図であ
る。

【図４】この発明の第二実施例を示す中央部縦断面図で
ある。

【図５】第２圧力作動制御弁付近の部分拡大断面図であ
る。

【図６】この発明の別の実施例を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１ シリンダブロック、１ａ シリンダボア、２ クラ
ンク室、３ フロントハウジング、５ リヤハウジン
グ、６ ピストン、７ 吸入室、８ 吸入孔、１０吐出
室、１１ 回転軸、１２ 回転支持体、１４ 回転駆動
板、１７ 揺動斜板、２１ 第１連通路、２２ 第２連
通路、２３ スプール室、２４ 第１スプール弁、２５
開閉弁としての第２スプール弁、３０ 弾性部材とし
てのバネ、３１ 外部作動制御弁としての電磁制御弁、
３３ 弁体、３６ 圧力作動制御弁、４５ 第３連通
路、４６ 圧力作動制御弁、４９ ボール弁、５０ ス
プール、５０ａ 絞り、５１ 弾性部材としてのバネ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダと、吸入室と、クランク
   室と、該クランク室内に延在する回転軸と、該回転軸に
   対する傾斜角度が変化可能にかつ該回転軸によって回転
   されるように配設された回転駆動板と、該回転駆動板の
   回転に応じて揺動するように回転駆動板の傾斜面上に配
   設された揺動斜板と、該揺動斜板の揺動によって前記各
   シリンダ内で往復動して前記吸入室に吸入された流体を
   取り込み、圧縮して吐出するピストンと、前記クランク
   室内圧力を調整して前記回転駆動板の傾斜角度を制御
   し、吐出流体容量を変化させる吐出容量制御手段を有す
   る可変容量圧縮機において、 前記吐出容量制御手段は前記吐出室とクランク室を連通
   する第１連通路と、クランク室と吸入室を連通する第２
   連通路と、前記第１連通路の途中に設けられ外部入力信
   号によって作動して該第１連通路を開き前記吐出室とク
   ランク室とを連通させる外部作動制御弁と、前記第２連
   通路の途中に設けられ前記クランク室内圧力及び吸入圧
   力を感知して該吸入圧力をほぼ一定に保つよう第２連通
   路を開閉する圧力作動制御弁と、さらに前記外部作動制
   御弁が動作されて第１連通路が開放された時、吐出圧力
   によって前記第２連通路を閉鎖し、かつ前記外部作動制
   御弁により第１連通路が閉鎖された時、弾性部材によっ
   て前記第２連通路を開放する開閉弁とを備えている揺動
   斜板式可変容量圧縮機。
2. 【請求項２】請求項１においてクランク室と吸入室を連
   通する第３連通路を設け、該第３連通路の途中にクラン
   ク室内の圧力が設定値以上に上昇した場合に開放され、
   設定値以下になった場合に弾性部材により閉鎖される絞
   りを有する圧力作動制御弁を設けた揺動斜板式可変容量
   圧縮機。