JPH07119642A - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

可変容量型圧縮機用制御弁

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JPH07119642A
JPH07119642A JP5258741A JP25874193A JPH07119642A JP H07119642 A JPH07119642 A JP H07119642A JP 5258741 A JP5258741 A JP 5258741A JP 25874193 A JP25874193 A JP 25874193A JP H07119642 A JPH07119642 A JP H07119642A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】周囲温度が比較的高い場合に十分な冷却能力を
確保しつつ、周囲温度が比較的低い場合でも十分な冷却
能力を確保しうるようにする。 【構成・作用】吐出圧力Ｐｄを検知して変位する吐出感
圧ロッド４１を設ける。また、ボール４０は、吐出圧力
Ｐｄが設定吐出圧力未満のときにのみ、吐出感圧ロッド
４１の設定力により給気通路２０、２３等の開度を縮小
するべく、吐出感圧ロッド４１と組み合わされている。
これにより、給気通路２０、２３等の開度は、ボール４
０の吐出圧力Ｐｄによる通常の縮小方向の力とともに、
吐出感圧ロッド４１による縮小方向の力をも受けて決定
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸入室、吐出室及びク
ランク室を備えた車両空調用可変容量型圧縮機に用いら
れ、クランク室圧力を制御して該可変容量型圧縮機の吐
出容量を可変する制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭５８−１５８３８２
号公報記載の可変容量型圧縮機が知られている。この可
変容量型圧縮機においては、軸心と平行に複数のボアを
もつシリンダブロックがフロントハウジング及びリアハ
ウジングにより閉塞され、シリンダブロックとフロント
ハウジングとの間にはクランク室が形成されている。ク
ランク室内にはフロントハウジング及びシリンダブロッ
クによって駆動軸が回転可能に軸支され、駆動軸には斜
板が揺動可能に係留されている。この斜板には回転規制
状態で揺動板が係留されており、揺動板にはそれぞれロ
ッドを介して各ピストンが係留され、各ピストンは各ボ
ア内を往復動可能に収容されている。また、リアハウジ
ングには吸入室及び吐出室が形成され、これら吸入室及
び吐出室と各ボアとの間には弁板等が介在されている。
さらに、リアハウジング内には図９に示す制御弁が装備
されている。この制御弁には、吸入圧力Ｐｓのうち圧縮
機入口圧力を検知して変位する吸入感圧機構としてのベ
ローズ９１が設けられているとともに、ベローズ９１の
変位により吐出室とクランク室との間の給気通路９２の
開度及びクランク室と吸入室との間の抽気通路９３の開
度を制御する弁機構９４が設けられている。
【０００３】また、実開昭６２−３１７８２号公報記載
の可変容量型圧縮機には、ベローズが検出する吸入圧力
として、蒸発器出口圧力を採用した制御弁が開示されて
いる。これら可変容量型圧縮機では、周囲温度の上昇に
伴い、圧縮機入口圧力又は蒸発器出口圧力が設定吸入圧
力を超えておれば、例えば図９に示す制御弁において、
ベローズ９１の短縮により弁機構９４が作動されて、ク
ランク室と吸入室との間の抽気通路９３が開放される一
方、吐出室とクランク室との間の給気通路９２が遮断さ
れる。これにより、クランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓ
側に導出されるため、クランク室圧力Ｐｃが低下し、ピ
ストンに作用する背圧が低下して揺動板の傾角の拡大に
よりピストンのストロークが大きくなって吐出容量が拡
大される。
【０００４】逆に、周囲温度の低下に伴い、圧縮機入口
圧力又は蒸発器出口圧力が設定吸入圧力まで低下したと
き、同制御弁において、ベローズ９１の伸長により弁機
構９４が作動されて、クランク室と吸入室との間の抽気
通路９３が遮断される一方、吐出室とクランク室との間
の給気通路９２が開放される。これにより、クランク室
圧力Ｐｃ側に吐出圧力Ｐｄが導入されるため、クランク
室圧力Ｐｃが上昇し、ピストンに作用する背圧が上昇し
て揺動板の傾角の縮小によりピストンのストロークが小
さくなって吐出容量が縮小される。
【０００５】こうして、これら可変容量型圧縮機におい
ては、周囲温度と吸入圧力Ｐｓ（圧縮機入口圧力Ｐｓｃ
及び蒸発器出口圧力Ｐｓｅ）との間に図１１に示す関係
を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した各制
御弁を用いた可変容量型圧縮機においては、図１０に示
すように、ベローズ９１の有効受圧面積：Ｓ1 、ベロー
ズ９１内のばねの付勢力：Ｆ1 、弁機構９４における抽
気通路９３の通過面積：Ｓ2 、弁機構９４における給気
通路９２の通過面積：Ｓ3 、弁機構９４下端の弁体を付
勢するばねの付勢力：Ｆ2 、吸入圧力：Ｐｓ、吐出圧
力：Ｐｄ、クランク室圧力：Ｐｃとした場合、ベローズ
９１を変位させる力Ｆ1 は、 Ｆ1 ＝Ｓ1 Ｐｓ＋Ｓ2 （Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｓ3 （Ｐｄ−Ｐｃ）＋Ｆ2 …（１）式 であり、この（１）式を変形すると、 Ｆ1 ＝（Ｓ1 −Ｓ3 ）Ｐｓ＋Ｓ3 Ｐｄ＋（Ｓ2 −Ｓ3 ）（Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｆ2 …（２）式 となる。
【０００７】（２）式より、Ｆ1 は大きく変化するＰｄ
によって変化し、給気通路９２の開度は縮小方向の力Ｓ
3 Ｐｄを受けて決定されることがわかる。このため、こ
の制御弁では、周囲温度が比較的高い場合（図１１にお
けるＡ領域）には、給気通路９２の開度が大きなＰｄに
よる力と釣り合うことから、圧縮機入口圧力Ｐｓｃに大
きな圧力損失ΔＰ分を加えて蒸発器出口圧力Ｐｓｅを低
い値でほぼ一定に保ち、十分な冷却能力が確保できるも
のの、周囲温度が比較的低い場合（図１１におけるＢ領
域）には、Ｐｄが大きく減少して給気通路９２の開度が
必要以上に拡大されることから、吐出容量が過剰に縮小
され、圧縮機入口圧力Ｐｓｃ及び蒸発器出口圧力Ｐｓｅ
が上昇して同冷凍サイクルにおいて蒸発器表面温度が上
昇し、冷却能力が不足してしまう。
【０００８】特に、図１１に示す周囲温度と吸入圧力Ｐ
ｓとの関係は、周囲温度として外気のみを採用し、蒸発
器にフロストを生じる範囲Ｆを回避すべく設定されるも
のに過ぎない。ここに、渋滞時に「外気」による悪臭を
車室内に導入しないですむように「外気」と「内気」と
の切替えが可能となされている日本車等において「内
気」循環を行った場合には、周囲温度と吸入圧力Ｐｓと
の関係が車両の窓にくもりを生じる範囲Ｃと一部重複し
てしまう。すなわち、「外気」が低温時に「内気」の循
環を行なう場合、例えば、冬期にオートエアコンを作動
させ、「内気」により室内を迅速に暖房しつつ除湿を所
望する場合、「外気」が低温であるため同図１１のＢ領
域で蒸発器表面温度が上昇するため、空気温度を十分に
冷却できない。このため、好適な除湿が困難になり、車
両の窓にくもりを生じてしまう。
【０００９】この問題を解決すべく、図１１に示すＢ領
域においても圧縮機入口圧力Ｐｓｃ及び蒸発器出口圧力
Ｐｓｅが上昇しないよう、周囲温度と吸入圧力Ｐｓとの
関係における直線の絶対値の傾きを小さく設定すること
も考えられる。この場合、上記（１）式より、 Ｐｓ＝−Ｓ3 Ｐｄ／（Ｓ1 −Ｓ2 ）−（Ｓ2 −Ｓ3 ）Ｐｃ／（Ｓ1 −Ｓ2 ） ＋（Ｆ1 −Ｆ2 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ） …（３）式 が得られ、（３）式で図１１と同様に（Ｐｄ，Ｐｓ）座
標をとれば、直線の傾きは−Ｓ3 ／（Ｓ1 −Ｓ2 ）で決
定されることがわかる。ここで、直線の傾きを小さくせ
んとすれば、Ｓ1 を大きくするか、Ｓ3 を小さくするこ
とを要する。
【００１０】しかしながら、Ｓ1 を大きくすれば、ベロ
ーズ９１が拡大されて制御弁の大型化を生じることによ
り搭載性に欠けるとともに、制御弁の応答性が損なわれ
やすい。また、Ｓ3 を小さくすれば、給気通路９２が縮
小されることから、吐出室からクランク室への冷媒ガス
の流量が減少し、やはり制御弁の応答性が損なわれやす
い。更に、直線の傾きを小さくすれば、図１１に示すＡ
領域ではＰｓｅ、Ｐｓｃが上昇するため、大きな冷却能
力が必要なＡ領域での冷却能力が不足してしまう。 本
発明は、周囲温度が比較的高い場合に十分な冷却能力を
確保しつつ、周囲温度が比較的低い場合でも十分な冷却
能力を確保しうるようにすることを解決すべき課題とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の可変容量型圧縮機用制御弁は、上記課題
を解決するため、吸入室、吐出室及びクランク室を備え
た車両空調用可変容量型圧縮機に用いられ、吸入圧力を
検知して変位する吸入感圧機構と、該吸入圧力が設定吸
入圧力を超えれば、該吸入感圧機構の変位により該吐出
室と該クランク室との間の給気通路開度を縮小し、該吸
入圧力が該設定吸入圧力未満であれば、該吸入感圧機構
の反変位により該給気通路開度を拡大する弁機構とを具
備し、クランク室圧力を制御して該可変容量型圧縮機の
吐出容量を可変する可変容量型圧縮機用制御弁におい
て、吐出圧力を検知して変位する吐出感圧機構が設けら
れ、前記弁機構は、該吐出圧力が設定吐出圧力未満のと
きにのみ、該吐出感圧機構の設定力により前記給気通路
開度を縮小する方向に付勢されるべく、該吐出感圧機構
と組み合わされているという新規な構成を採用してい
る。
【００１２】（２）本発明の可変容量型圧縮機用制御弁
では、吐出圧力が設定吐出圧力未満の際、弁機構に該吐
出圧力より作用する力と、吐出感圧機構に該吐出圧力よ
り作用する力とが等しく設定されていることが好まし
い。
【００１３】
【作用】
（１）本発明の制御弁を用いた可変容量型圧縮機におい
ては、周囲温度の上昇に伴い、吸入圧力が設定吸入圧力
を超えておれば、制御弁において、吸入感圧機構が設定
力に抗して変位して弁機構が作動され、吐出室とクラン
ク室との間の給気通路開度を縮小する。これにより、ク
ランク室圧力が低下するため吐出容量が増大される。
【００１４】逆に、周囲温度の低下に伴い、吸入圧力が
設定吸入圧力まで低下したとき、制御弁において、吸入
感圧機構が設定力により反変位して弁機構が作動され、
給気通路開度を拡大する。これにより、クランク室圧力
が上昇するため吐出容量が減少される。これらの間、吐
出圧力が設定吐出圧力を超えておれば、制御弁におい
て、吐出感圧機構が設定力に抗して変位し、弁機構は吐
出感圧機構とは独立動する。これにより、給気通路開度
の開度は、従来と同様に、弁機構の吐出圧力による通常
の縮小方向の力を受けて決定される。このため、この制
御弁では、周囲温度が比較的高い場合、上記弁機構の作
動により十分な冷却能力を確保できるよう設定された一
定の傾きの下、周囲温度と吸入圧力との関係が成立可能
である。
【００１５】一方、これらの間、吐出圧力が設定吐出圧
力未満となれば、制御弁において、吐出感圧機構が設定
力により逆方向に変位し、弁機構は吐出感圧機構と連動
して給気通路を閉じる。これにより、給気通路の開度
は、弁機構の吐出圧力による通常の縮小方向の力ととも
に、吐出感圧機構による縮小方向の力をも受けて決定さ
れる。このため、この制御弁では、周囲温度と吸入圧力
との関係における直線の絶対値の傾きを屈曲させて小さ
くすることが可能となる。
【００１６】こうして周囲温度と吸入圧力との関係にお
ける直線の絶対値の傾きが小さくされれば、この制御弁
では、周囲温度が比較的低い場合に吐出圧力が大きく減
少しても、吐出圧力の影響が給気通路の必要以上の拡大
に繋がらず、吐出容量が過剰に減少されることはないた
め、吸入圧力の上昇が抑制されて冷却能力が確保され
る。また、この制御弁では、周囲温度と吸入圧力との関
係が車両の窓にくもりを生じる範囲と重複しない。この
ため、「外気」が低温であっても、未だ十分な冷却能力
が確保されて好適な除湿が可能であることから、車両の
窓にくもりを生じない。
【００１７】（２）本発明の制御弁において、吐出圧力
が設定吐出圧力未満の際、弁機構に吐出圧力より作用す
る力と、吐出感圧機構に吐出圧力より作用する力とを等
しく設定した場合には、給気通路の開度を吐出圧力の影
響を完全に排除して決定することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１〜３を図
面を参照しつつ説明する。 （実施例１）まず、図１に示す実施例１の制御弁３０Ａ
を用いる車両空調用揺動斜板型圧縮機について説明す
る。この揺動斜板型圧縮機においては、図２に示すよう
に、軸心と平行に複数のボア１ａをもつシリンダブロッ
ク１がフロントハウジング２及びリアハウジング４によ
り閉塞され、シリンダブロック１とフロントハウジング
２との間にはクランク室５が形成されている。クランク
室５内には、フロントハウジング２から一端が延在さ
れ、フロントハウジング２との間に軸封装置２ａ及びラ
ジアル軸受２ｂを介し、かつシリンダブロック１との間
にラジアル軸受１ｂを介して駆動軸６が回転可能に軸支
されている。駆動軸６には、フロントハウジング２との
間にスラスト軸受２ｃを介してロータ７が固着されてい
るとともに、軸方向に摺動可能にスリーブ１９が挿入さ
れている。
【００１９】ロータ７の長孔７ｂには斜板８のピン８ａ
が所定変位可能に係留され、同斜板８はスリーブ１９の
両側に突設された枢軸１９ａに揺動可能に枢支されてい
る。この斜板８にはスラスト軸受９、プレーン軸受１
０、レース１１及びスラストワッシャ１２を介して揺動
板１３が係留され、同揺動板１３の一部はクランク室５
内に延在されたガイド棒１６により回転が規制されてい
る。揺動板１３にはそれぞれロッド１４を介して各ピス
トン１５が係留され、各ピストン１５は各ボア１ａ内を
往復動可能に収容されている。
【００２０】また、リアハウジング４には外周側に吸入
室１７及び内周側に吐出室１８が形成され、これら吸入
室１７及び吐出室１８と各ボア１ａとの間には吸入弁３
ａ、弁板３ｂ及び吐出弁３ｃが介在されている。弁板３
ｂ及び吐出弁３ｃには吸入弁３ａに開閉される吸入室１
７と各ボア１ａとの間に吸入ポートが貫設され、吸入弁
３ａ及び弁板３ｂには吐出弁３ｃに開閉される各ボア１
ａと吐出室１８との間に吐出ポートが貫設されている。
吐出室１８内には吐出弁３ｃの弁部に対向してリテーナ
３ｄが固着され、吸入室１７及び吐出室１８よりリア側
のリアハウジング４内には図１に示す実施例１の制御弁
３０Ａが装備されている。
【００２１】さらに、図２に示すように、シリンダブロ
ック１及びリアハウジング４には、クランク室５と制御
弁３０Ａとを接続する給気通路２０と、クランク室５と
吸入室１７とを連通しオリフィス２１ａを途中にもつ抽
気通路２１とが貫設されている。また、リアハウジング
４には、吸入室１７と制御弁３０Ａとを接続する連通路
２２と、吐出室１８と制御弁３０Ａとを接続する給気通
路２３とが貫設されている。
【００２２】次に、図１に示す実施例１の制御弁３０Ａ
について説明する。制御弁３０Ａでは、筒体３１の上端
に調整部材３２がＯリングを介して螺合され、筒体３１
の下端には弁本体３３がガイド板３４を介して固着さ
れ、これら筒体３１、調整部材３２及び弁本体３３によ
って内部に吸入圧力室５１が形成されている。吸入圧力
室５１は筒体３１の側壁に連通路５１ａが放射方向に開
口されて前記圧縮機の連通路２２と連通されており、こ
れにより吸入圧力室５１には吸入圧力Ｐｓ（図３参照）
が導入されている。この吸入圧力室５１には上端を調整
部材３２のノブに固着され、下端をロッド３５Ａのノブ
に係合されたベローズ３６が装備されている。ベローズ
３６の内部にはばね３６ａが装備され、かつ内部が真空
に維持されている。かかるベローズ３６が本発明に係る
吸入感圧機構を構成しており、所定の有効受圧面積Ｓ1
（図３参照）を有し、ベローズ３６の弾性力とばね３６
ａの付勢力との和はＦ1 である。
【００２３】弁本体３３にはロッド３５Ａがベローズ３
６の伸縮により摺動可能に設けられており、ガイド板３
４には、かかる摺動が同軸に行われるべく中央にロッド
３５Ａの案内穴が上下に貫設されているとともに、複数
の連通穴が貫設されている。ロッド３５Ａの断面積はＳ
2 （図３参照）に設定されている。弁本体３３のほぼ中
央には同圧縮機の給気通路２０と連通する給気通路２０
ａが放射方向に２本形成され、より他端側には同圧縮機
の給気通路２３と連通する給気通路２３ａが同方向に２
本形成されている。
【００２４】弁本体３３には下方からＯリングを介して
挿入部材３７が挿入されており、挿入部材３７は弁本体
３３の下端に固着された蓋部材３８により抜け止めされ
ている。給気通路２３ａの中央は挿入部材３７との間に
吐出圧力室５２を形成しており、給気通路２０ａの中央
との間に弁座３９を形成している。弁座３９の断面積は
Ｓ3 （図３参照）に設定されている。この吐出圧力室５
２には、給気通路２３ａにより吐出圧力Ｐｄ（図３参
照）が導入され、ロッド３５Ａの他端と当接可能な弁機
構としてのボール４０が収納されている。
【００２５】弁本体３３には給気通路２０ａ、２３ａと
干渉することなく上下に連通路３３ａが形成されてい
る。この連通路３３ａは、ガイド板３４の連通穴を介し
て吸入圧力室５１と、挿入部材３７と蓋部材３８との間
に形成された圧力室５３とを連通しており、これにより
圧力室５３には吸入圧力Ｐｓ（図３参照）が導入されて
いる。挿入部材３７には、吐出感圧機構としての吐出感
圧ロッド４１がＯリング及び座金を介して摺動可能に、
かつ上端が吐出圧力室５２内のボール４０と当接可能に
装備されており、吐出感圧ロッド４１の下端は蓋部材３
８との間に座金を介してばね４１ａにより支持されてい
る。吐出感圧ロッド４１の断面積はＳ4 （図３参照）に
設定され、ばね４１ａの付勢力はＦ3 である。
【００２６】以上のように構成されたこの制御弁３０Ａ
を内蔵した揺動斜板型圧縮機は、図示しないコンデン
サ、膨張弁、蒸発器等とともに冷凍回路に組み込まれ、
車両エンジンの駆動力により図２に示す駆動軸６が駆動
されて使用される。すなわち、駆動軸６の回転によりロ
ータ７を介して斜板８が所定傾斜角で回転し、揺動板１
３は同傾斜角の下、回転が規制された状態で揺動する。
これにより、ピストン１５は所定ストロークでボア１ａ
内を往復動するため、蒸発器と接続された吸入室１７か
ら冷媒ガスをボア１ａ内に吸入して冷媒ガスのエントロ
ピーを増大させた後、ボア１ａ内で冷媒ガスを圧縮し、
ボア１ａ内からコンデンサと接続された吐出室１８に冷
媒ガスを吐出する。
【００２７】ここで、吐出圧力Ｐｄが設定吐出圧力Ｐｄ
0 を超え、図１に示す制御弁３０Ａにおいて、吐出感圧
ロッド４１がばね４１ａに抗して下方に摺動しておれ
ば、吐出感圧ロッド４１はボール４０に当接しない。こ
のため、周囲温度の上昇に伴い、圧縮機入口圧力Ｐｓｃ
たる吸入圧力Ｐｓが設定吸入圧力を超えているとき、ば
ね３６ａに抗してベローズ３６が上方に変位する。これ
により、ロッド３５Ａを介してボール４０が弁座３９に
着座し、給気通路２３、２３ａ、２０ａ、２０を遮断す
るため、図２に示す吐出室１８とクランク室５とが遮断
される。なお、クランク室５と吸入室１７とはオリフィ
ス２１ａを途中にもつ抽気通路２１により連通されてい
るため、クランク室５内の冷媒は所定量吸入室１７に導
出される。こうして、吐出室１８からクランク室５内へ
の高圧の冷媒ガスの供給が絶たれるため、クランク室圧
力Ｐｃが低下し、ピストン１５に作用する背圧が低下し
て揺動板１３の傾角の拡大によりピストン１５のストロ
ークが大きくなって吐出容量が拡大される。
【００２８】吐出圧力Ｐｄが設定吐出圧力Ｐｄ0 を超え
ている間、逆に、周囲温度の低下に伴い、吸入圧力Ｐｓ
が設定吸入圧力まで低下したとき、同設定力によりベロ
ーズ３６が下方に変位する。これにより、ロッド３５Ａ
を介してボール４０が弁座３９から離れ、給気通路２
３、２３ａ、２０ａ、２０を開放する。こうして、吐出
室１８からクランク室５内へ高圧の冷媒ガスが供給され
るため、クランク室圧力Ｐｃが上昇し、ピストン１５に
作用する背圧が上昇して揺動板１３の傾角の縮小により
ピストン１５のストロークが小さくなって吐出容量が縮
小される。
【００２９】これらの間、この制御弁３０Ａでは、図３
（Ａ）に示すように、ベローズ３６を変位させる力Ｆ1
は、 Ｆ1 ＝Ｓ1 Ｐｓ＋Ｓ2 （Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｓ3 （Ｐｄ−Ｐｃ） …（４）式 であり、この（４）式を上記（２）式と同様に変形する
と、 Ｆ1 ＝（Ｓ1 −Ｓ3 ）Ｐｓ＋Ｓ3 Ｐｄ＋（Ｓ2 −Ｓ3 ）（Ｐｃ−Ｐｓ） …（５）式 となる。
【００３０】この（５）式は、弁体を付勢するばねの付
勢力Ｆ2 の有無を除き、上記（２）式と同一であり、給
気通路２３、２３ａ、２０ａ、２０の開度は、従来と同
様に、ボール４０を上方へ押圧する通常の縮小方向の力
Ｓ3 Ｐｄを受けて決定されることがわかる。また（４）
式より、 Ｐｓ＝−Ｓ3 Ｐｄ／（Ｓ1 −Ｓ2 ）−（Ｓ2 −Ｓ3 ）Ｐｃ／（Ｓ1 −Ｓ2 ） ＋Ｆ1 ／（Ｓ1 −Ｓ2 ） …（６）式 が得られる。この（６）式も、弁体を付勢するばねの付
勢力Ｆ2 の有無を除き、上記（３）式と同一であり、
（Ｐｄ，Ｐｓ）座標をとれば、直線の傾きは−Ｓ3／
（Ｓ1 −Ｓ2 ）で決定されることがわかる。
【００３１】これにより、この制御弁３０Ａでは、図４
に示すように、周囲温度が比較的高い（図４におけるＡ
領域）場合、上記弁機構の作動により、圧縮機入口圧力
Ｐｓｃに大きな圧力損失ΔＰ分を加えて蒸発器出口圧力
Ｐｓｅを低い値でほぼ一定に保ち、十分な冷却能力を確
保できるよう設定された一定の傾きの下、周囲温度と吸
入圧力との関係が成立する。
【００３２】一方、吐出圧力Ｐｄが設定吐出圧力Ｐｄ0
未満となり、図１に示す制御弁３０Ａにおいて、吐出感
圧ロッド４１がばね４１ａに屈して上方に摺動しておれ
ば、吐出感圧ロッド４１はボール４０に当接する。ここ
で、この制御弁３０Ａでは、図３（Ｂ）に示すように、
ベローズ３６を変位させる力Ｆ1 は、 Ｆ1 ＝Ｓ1 Ｐｓ＋Ｓ2 （Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｓ3 （Ｐｄ−Ｐｃ） ＋Ｓ4 （Ｐｓ−Ｐｄ）＋Ｆ3 …（７）式 である。この（７）式を上記（２）式及び（５）と同様
に変形すると、 Ｆ1 ＝（Ｓ1 −Ｓ3 ＋Ｓ4 ）Ｐｓ＋（Ｓ3 −Ｓ4 ）Ｐｄ ＋（Ｓ2 −Ｓ3 ）（Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｆ3 …（８）式 となる。
【００３３】この（８）式と上記（２）式及び（５）式
とを比較すると、Ｓ4 Ｐｓと、−Ｓ 4 Ｐｄと、Ｆ3 とが
Ｆ1 に影響することがわかる。つまり、給気通路２３、
２３ａ、２０ａ、２０の開度は、吐出圧力Ｐｄによるボ
ール４０を上方へ押圧する通常の縮小方向の力Ｓ3 Ｐｄ
とともに、吐出感圧ロッド４１による縮小方向の力（Ｐ
ｓ−Ｐｄ）Ｓ4 ＋Ｆ3 をも受けて決定されることがわか
る。
【００３４】また、（７）式より、 Ｐｓ＝−（Ｓ3 −Ｓ4 ）Ｐｄ／（Ｓ1 −Ｓ2 ＋Ｓ4 ） −（Ｓ2 −Ｓ3 ）Ｐｃ／（Ｓ1 −Ｓ2 ＋Ｓ4 ） ＋（Ｆ1 −Ｆ3 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ＋Ｓ4 ） …（９）式 が得られる。この（９）式と上記（３）式及び（６）式
とを比較すると、−（Ｓ 3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ＋Ｓ
4 ）が（Ｐｄ，Ｐｓ）座標の直線の傾きを決定し、
（９）式の−（Ｓ3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ＋Ｓ4 ）が
（３）式及び（６）式のＳ3 ／（Ｓ1 −Ｓ2 ）より必ず
小さくなりうることがわかる（ここで、Ｓ1 ≫Ｓ4 ＞Ｓ
2 である。）。
【００３５】これにより、この制御弁３０Ａでは、Ｓ4
の設定によって、図４に示すように、吐出感圧ロッド４
１の作動を決定する領域Ａ、Ｂの境界を境として、周囲
温度と吸入圧力Ｐｓ（圧縮機入口圧力Ｐｓｃ及び蒸発器
出口圧力Ｐｓｅ）との関係における直線の絶対値の傾き
を屈曲させて小さくすることが可能となる。このため、
この制御弁３０Ａでは、周囲温度が比較的低い場合（図
４におけるＢ領域）に吐出圧力Ｐｄが大きく減少して
も、吐出圧力Ｐｄの影響が給気通路２３、２３ａ、２０
ａ、２０の開度の必要以上の拡大に繋がらず、吐出容量
が過剰に縮小されることはないため、吸入圧力の上昇が
抑制されて図４に示す周囲温度と吸入圧力Ｐｓとの関係
が車両の窓にくもりを生じる範囲Ｃと重複しない。この
ため、「外気」が低温であっても、蒸発器表面温度は低
温に保たれ、空気を十分に冷却することが可能となり好
適な除湿が行なえ、車両の窓にくもりを生じない。
【００３６】したがって、この制御弁３０Ａを用いた揺
動斜板型圧縮機では、周囲温度が比較的高い場合に十分
な冷却能力を確保しつつ、周囲温度が比較的低い場合で
も十分な冷却能力を確保することができる。このため、
特に「外気」と「内気」との切替えが可能となされてい
る日本車等において、例えば、冬期にオートエアコンを
作動させ、「内気」により室内を迅速に暖房する場合で
も、好適な除湿が可能となり、車両の窓にくもりを生じ
ない。
【００３７】なお、上記実施例１において、Ｓ4 ＝Ｓ3
とすれば、領域Ｂにおいて吐出感圧ロッド４１がボール
４０と当接している間、−（Ｓ3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ
2 ＋Ｓ4 ）＝０となり、（９）式は（Ｐｄ，Ｐｓ）座標
でＰｄ軸と平行になる。この場合、吐出感圧ロッド４１
は、給気通路２３、２３ａ、２０ａ、２０の開度を拡大
すべくボール４０の制御を補正し、給気通路２３、２３
ａ、２０ａ、２０の開度は吐出圧力Ｐｄによる通常の縮
小方向の力Ｓ3 Ｐｄと、吐出感圧ロッド４１による縮小
方向の力（Ｐｓ−Ｐｄ）Ｓ4 ＋Ｆ3 とのバランスの下で
決定される。すなわち、大きく変化するＰｄは無視さ
れ、給気通路９２の開度はほぼ吸入圧力Ｐｓのみによっ
て決定される。
【００３８】また、上記実施例１において、Ｓ4 ＞Ｓ3
とすれば、領域Ｂにおいて吐出感圧ロッド４１がボール
４０と当接している間、−（Ｓ3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ
2 ＋Ｓ4 ）＝正となり、（９）式は（Ｐｄ，Ｐｓ）座標
で正の傾きをもつ。この場合、補正機構は、給気通路２
３、２３ａ、２０ａ、２０の開度を縮小すべくボール４
０の制御を補正し、給気通路２３、２３ａ、２０ａ、２
０の開度は吐出圧力Ｐｄによる通常の縮小方向の力Ｓ3
Ｐｄよりも、吐出感圧ロッド４１による縮小方向の力
（Ｐｓ−Ｐｄ）Ｓ4 ＋Ｆ3 が大きくされて決定される。 （実施例２）図５に示す実施例２の制御弁３０Ｂでは、
給気通路２０ａと圧力室５３とを連通すべく、弁本体３
３の連通路３３ｂを形成しており、これにより圧力室５
３にはクランク室圧力Ｐｃ（図６参照）を導入してい
る。他の構成は実施例１と同一であり、同一の構成につ
いては同一符号を付し、詳説は省略する。
【００３９】この制御弁３０Ｂでは、吐出圧力Ｐｄが設
定吐出圧力Ｐｄ0 を超えている場合は、図６（Ａ）に示
すように、実施例１と同様の作用を奏する。一方、吐出
圧力Ｐｄが設定吐出圧力Ｐｄ0 未満となり、吐出感圧ロ
ッド４１がばね４１ａに屈して上方に摺動しておれば、
吐出感圧ロッド４１はボール４０に当接する。
【００４０】ここで、この制御弁３０Ｂでは、図６
（Ｂ）に示すように、ベローズ３６を変位させる力Ｆ1
は、上記（７）式の右辺第４項のＰｓをＰｃに変え、 Ｆ1 ＝Ｓ1 Ｐｓ＋Ｓ2 （Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｓ3 （Ｐｄ−Ｐｃ） ＋Ｓ4 （Ｐｃ−Ｐｄ）＋Ｆ3 …（１０）式 である。この（１０）式を同様に変形すると、 Ｆ1 ＝（Ｓ1 −Ｓ3 ）Ｐｓ＋（Ｓ3 −Ｓ4 ）Ｐｄ ＋（Ｓ2 −Ｓ3 ）（Ｐｃ−Ｐｓ）＋Ｓ4 Ｐｃ＋Ｆ3 …（１１）式 となる。
【００４１】この（１１）式と上記（２）式及び（５）
式とを比較すると、−Ｓ4 Ｐｄと、Ｓ4 Ｐｃと、Ｆ3 と
がＦ1 に影響することがわかる。つまり、給気通路２
３、２３ａ、２０ａ、２０の開度は、吐出圧力Ｐｄによ
るボール４０を上方へ押圧する通常の縮小方向の力Ｓ3
Ｐｄとともに、吐出感圧ロッド４１による縮小方向の力
（Ｐｃ−Ｐｄ）Ｓ4 ＋Ｆ3 をも受けて決定されることが
わかる。
【００４２】また、（１０）式より、 Ｐｓ＝−（Ｓ3 −Ｓ4 ）Ｐｄ／（Ｓ1 −Ｓ2 ） −（Ｓ2 −Ｓ3 ＋Ｓ4 ）Ｐｃ／（Ｓ1 −Ｓ2 ） ＋（Ｆ1 −Ｆ3 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ） …（１２）式 が得られる。この（１２）式と上記（３）式及び（６）
式とを比較すると、−（Ｓ3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ）
が（Ｐｄ，Ｐｓ）座標の直線の傾きを決定し、（１２）
式の（Ｓ3 −Ｓ4 ）／（Ｓ1 −Ｓ2 ）が（３）式及び
（６）式のＳ3 ／（Ｓ1 −Ｓ2 ）より必ず小さくなりう
ることがわかる。
【００４３】したがって、この制御弁３０Ｂでも、実施
例１と同様の効果を奏することがわかる。また、この制
御弁３０Ｂでは、実施例１の連通路３３ａと比較して、
連通路３３ｂを短くすることができるため、簡易な製造
が実現可能である。 （実施例３）図７に示す実施例３の制御弁３０Ｃでは、
断面積が弁座３９の通過面積Ｓ3 （図８参照）と同一の
ロッド３５Ｂを採用し、Ｓ2 ＝Ｓ3 とするとともに、弁
座３９の通過面積Ｓ3 （図８参照）と吐出感圧ロッド４
１の断面積Ｓ4 （図８参照）とを同一とすることによ
り、Ｓ3 ＝Ｓ4 としている。他の構成は実施例１と同一
であり、同一の構成については同一符号を付し、詳説は
省略する。
【００４４】この制御弁３０Ｃでは、吐出圧力Ｐｄが設
定吐出圧力Ｐｄ0 を超えている場合は、実施例１と同様
の作用を奏する。この間、この制御弁３０Ｃでは、図８
（Ａ）に示すように、ベローズ３６を変位させる力Ｆ1
は、上記（４）式のＳ2 Ｐｃ＝Ｓ3 Ｐｃ、Ｓ2 Ｐｓ＝Ｓ
3 Ｐｓとなり、 Ｆ1 ＝（Ｓ1 −Ｓ3 ）Ｐｓ＋Ｓ3 Ｐｄ …（１３）式 となる。
【００４５】この（１３）式と上記（２）式及び（５）
式とを比較すると、この（１３）式ではＰｃ−Ｐｓが影
響しないことがわかる。一方、吐出圧力Ｐｄが設定吐出
圧力Ｐｄ0 未満となり、吐出感圧ロッド４１がばね４１
ａに屈して上方に摺動しておれば、吐出感圧ロッド４１
はボール４０に当接する。
【００４６】ここで、この制御弁３０Ｂでは、上記
（７）式のＳ2 Ｐｃ＝Ｓ3 Ｐｃ、Ｓ2 Ｐｓ＝Ｓ4 Ｐｓと
なるとともに、ボール４０に吐出圧力Ｐｄより作用する
力Ｓ3 Ｐｄと、吐出感圧ロッド４１に吐出圧力Ｐｄより
作用する力Ｓ4 Ｐｄとが等しくなる（Ｓ3 Ｐｄ＝Ｓ4 Ｐ
ｄ）。こうして、図８（Ｂ）に示すように、ベローズ３
６を変位させる力Ｆ1 は、 Ｆ1 ＝Ｓ1 Ｐｓ＋Ｆ3 …（１４）式 となる。この（１４）式と上記（８）とを比較すると、
この（１４）式ではＰｃが影響しないことがわかる。
【００４７】このため、給気通路２３、２３ａ、２０
ａ、２０の開度は、Ｐｄ及びＰｃの影響を完全に排除し
て決定され、吐出圧力Ｐｄの高低及びクランク室圧力Ｐ
ｃの高低に係わらず設定可能である。したがって、この
制御弁３０Ｃでは、実施例１と同様の作用・効果を奏し
つつ、簡易に給気通路２３、２３ａ、２０ａ、２０の開
度を決定できる。
【００４８】なお、上記実施例１〜３では、ボール４０
を下方から付勢するばねを設けなかったが、かかるばね
を設ける場合には、このばねの付勢力をＦ2 へ加え上記
（１）〜（３）式と同様に各式を求めればよい。この場
合にも、実施例１〜３と同様の作用及び効果が得られ
る。また、上記実施例１〜３では、揺動斜板型圧縮機を
例にとり説明したが、吸入室、吐出室及びクランク室を
備えた車両空調用可変容量型圧縮機であれば、揺動板の
ない往復動型圧縮機等の他の型式の圧縮機も採用するこ
とができる。
【００４９】さらに、上記実施例１〜３では、吸入感圧
機構としてベローズを採用したが、ダイアフラムを採用
できることはいうまでもない。又、挿入部材３７にＯリ
ングを介さずに吐出感圧ロッド４１を摺動可能に装備し
てもよい。また、上記実施例１〜３では、吸入感圧機構
の変位により吐出室とクランク室との間の給気通路の開
度のみを制御する弁機構を例にとり説明したが、この給
気通路の開度及びクランク室と吸入室との間の抽気通路
の開度を制御する従来の弁機構にも本発明を具体化する
ことも可能である。
【００５０】さらに、上記実施例１〜３では、制御弁３
０Ａ〜Ｃの吸入圧力室５１に導入する吸入圧力Ｐｓとし
て、圧縮機入口圧力Ｐｓｃを採用したが、蒸発器出口圧
力Ｐｓｅを採用することもできる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳述したように、可変容量型圧縮機
に本発明の制御弁を用いれば、周囲温度が比較的高い場
合に十分な冷却能力を確保しつつ、周囲温度が比較的低
い場合でも十分な冷却能力を確保することができる。こ
のため、特に「外気」と「内気」との切替えが可能とな
されている日本車等において、例えば、冬期にオートエ
アコンを作動させ、「内気」により室内を迅速に暖房す
る場合でも、好適な除湿が可能となり、車両の窓にくも
りを生じない。
【００５２】また、本発明の制御弁において、吐出圧力
が設定吐出圧力未満の際、弁機構に吐出圧力より作用す
る力と、吐出感圧機構に吐出圧力より作用する力とを等
しく設定した場合には、給気通路の開度を吐出圧力の影
響を完全に排除して決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の制御弁の断面図である。
【図２】実施例１の制御弁を用いた車両空調用揺動斜板
型圧縮機の断面図である。
【図３】実施例１の制御弁に係り、（Ａ）は吐出圧力が
設定吐出圧力を超えた状態の模式図、（Ｂ）は吐出圧力
が設定吐出圧力未満の状態の模式図である。
【図４】実施例１の制御弁を用いた車両空調用揺動斜板
型圧縮機において、周囲温度と吸入圧力との関係を示す
グラフである。
【図５】実施例２の制御弁の断面図である。
【図６】実施例２の制御弁に係り、（Ａ）は吐出圧力が
設定吐出圧力を超えた状態の模式図、（Ｂ）は吐出圧力
が設定吐出圧力未満の状態の模式図である。
【図７】実施例３の制御弁の断面図である。
【図８】実施例３の制御弁に係り、（Ａ）は吐出圧力が
設定吐出圧力を超えた状態の模式図、（Ｂ）は吐出圧力
が設定吐出圧力未満の状態の模式図である。
【図９】従来の制御弁の断面図である。
【図１０】従来の制御弁の模式図である。
【図１１】従来の制御弁を用いた車両空調用揺動斜板型
圧縮機において、周囲温度と吸入圧力との関係を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
１７…吸入室 １８…吐出室 ５…
クランク室 Ｐｃ…クランク室圧力 Ｐｓ…吸入圧力 Ｐｄ
…吐出圧力 ３６…ベローズ（吸入感圧機構） ３０Ａ、３０Ｂ、
３０Ｃ…制御弁 ３５Ａ、３５Ｂ、４０…弁機構（３５Ａ、３５Ｂ…ロッ
ド、４０…ボール） ２０、２０ａ、２３、２３ａ…給気通路 ４１…吐出感圧ロッド（吐出感圧機構） Ｐｄ0 …設定
吐出圧力
フロントページの続き (72)発明者 竹中 健二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 前田 隆弘 岡山県高梁市落合町阿部1212番地 イーグ ル工業株式会社岡山工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸入室、吐出室及びクランク室を備えた車
    両空調用可変容量型圧縮機に用いられ、吸入圧力を検知
    して変位する吸入感圧機構と、該吸入圧力が設定吸入圧
    力を超えれば、該吸入感圧機構の変位により該吐出室と
    該クランク室との間の給気通路開度を縮小し、該吸入圧
    力が該設定吸入圧力未満であれば、該吸入感圧機構の反
    変位により該給気通路開度を拡大する弁機構とを具備
    し、クランク室圧力を制御して該可変容量型圧縮機の吐
    出容量を可変する可変容量型圧縮機用制御弁において、 吐出圧力を検知して変位する吐出感圧機構が設けられ、
    前記弁機構は、該吐出圧力が設定吐出圧力未満のときに
    のみ、該吐出感圧機構の設定力により前記給気通路開度
    を縮小する方向に付勢させるべく、該吐出感圧機構と組
    み合わされていることを特徴とする可変容量型圧縮機用
    制御弁。
  2. 【請求項２】吐出圧力が設定吐出圧力未満の際、弁機構
    に該吐出圧力より作用する力と、吐出感圧機構に該吐出
    圧力より作用する力とが等しく設定されていることを特
    徴とする請求項１記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
JP25874193A 1993-10-15 1993-10-15 可変容量型圧縮機用制御弁 Expired - Lifetime JP3355002B2 (ja)

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