JPH07127566A - クラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮機 - Google Patents

クラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮機

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JPH07127566A
JPH07127566A JP5277176A JP27717693A JPH07127566A JP H07127566 A JPH07127566 A JP H07127566A JP 5277176 A JP5277176 A JP 5277176A JP 27717693 A JP27717693 A JP 27717693A JP H07127566 A JPH07127566 A JP H07127566A
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智彦 横野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】クラッチレス圧縮機におけるトルク変動を抑制
する。 【構成】回転軸９上には斜板支持体１４がスライド可能
に支持されている。斜板支持体１４に支持された斜板１
５の傾角が最小傾角に向かうと、斜板支持体１４が伝達
筒５６及び遮断体２１を押す。遮断体２１は斜板傾角が
最小傾角のときに位置決め面５５に当接し、吸入通路５
４と吸入室３ａとは絞り孔２１ｄ、遮断体２１内部及び
放圧通口２１ｃを介して連通する。吐出室３ｂには吐出
開閉弁６０が収容されている。吐出開閉弁６０は斜板傾
角が最小傾角のときには吐出室３ｂと外部冷媒回路４９
との連通を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク室内の圧力と
吸入圧との差により斜板の傾角を制御し、吐出圧領域と
クランク室とを接続する圧力供給通路を介して吐出圧領
域の圧力をクランク室に供給すると共に、クランク室と
吸入圧領域とを接続する放圧通路を介してクランク室の
圧力を吸入圧領域に放出してクランク室内の調圧を行な
うクラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮機に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平３−３７３７８号公報に開示され
る可変容量型揺動斜板式圧縮機では、外部駆動源と圧縮
機の回転軸との間の動力伝達の連結及び遮断を行なう電
磁クラッチを使用していない。電磁クラッチを無くせ
ば、特に車両搭載形態ではそのＯＮ−ＯＦＦのショック
による体感フィーリングの悪さの欠点を解消できると共
に、圧縮機全体の重量減、コスト減が可能となる。
【０００３】このようなクラッチレス圧縮機では冷房不
要時の吐出容量の多少及び外部冷媒回路上の蒸発器にお
けるフロスト発生が問題になる。冷房不要の場合あるい
はフロスト発生のおそれがある場合には外部冷媒回路上
の冷媒循環を止めればよい。特開平３−３７３７８号公
報の圧縮機では外部冷媒回路から吸入室への冷媒ガス流
入を止めることによって外部冷媒回路上の冷媒循環停止
を達成している外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への
冷媒ガス流入が止められると、吸入室の圧力が低下し、
吸入室の圧力に感応する容量制御弁が全開する。この全
開により吐出室の吐出冷媒ガスがクランク室へ流入し、
クランク室の圧力が上昇する。又、吸入室の圧力低下の
ためにシリンダボア内の吸入圧も低下する。そのため、
クランク室内の圧力とシリンダボア内の吸入圧との差が
大きくなり、斜板傾角が最小傾角へ移行して吐出容量が
最低となる。吐出容量が最低になれば圧縮機におけるト
ルクは最低となり、冷房不要時の動力損失が避けられ
る。又、最小容量時には冷媒ガスがシリンダボア、吐出
室、クランク室、吸入室という経路を循環することによ
り、圧縮機内の潤滑は確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】外部冷媒回路から圧縮
機内の吸入室への冷媒ガス流入の停止は電磁開閉弁を閉
状態にすることによって行われる。電磁開閉弁の動作は
ＯＮ−ＯＦＦ動作であり、外部冷媒回路から圧縮機内の
吸入室への冷媒ガス流入の停止は瞬間的に行われる。そ
のため、吸入室からシリンダボア内へ吸入される冷媒ガ
ス量は急激に低減する。シリンダボアへの冷媒ガス吸入
量の急減は吐出容量の急減となり、吐出圧が急激に降下
する。その結果、圧縮機におけるトルクが短時間で大き
く変動する。
【０００５】外部冷媒回路から圧縮機内の吸入室への冷
媒ガス流入の再開も瞬間的に行われる。そのため、吸入
室からシリンダボア内へ吸入される冷媒ガス量は急激に
増大する。シリンダボアへの冷媒ガス吸入量の急増は吐
出容量の急増となり、吐出圧が急激に増大する。その結
果、圧縮機におけるトルクが短時間で大きく変動する。
【０００６】このような大きなトルク変動の発生は圧縮
機のクラッチレス化の主要な目的であるＯＮ−ＯＦＦシ
ョックの緩和に反する。本発明は、吐出圧領域とクラン
ク室とを接続する圧力供給通路を介して吐出圧領域の圧
力をクランク室に供給すると共に、この圧力供給を吸入
圧に感応する容量制御弁で制御し、クランク室と吸入圧
領域とを接続する放圧通路を介してクランク室の圧力を
吸入圧領域に放出してクランク室内の調圧を行なうクラ
ッチレス片側ピストン式可変容量圧縮機におけるトルク
変動の抑制及びフロスト防止を達成することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各室を接続する
シリンダボアを区画形成し、シリンダボア内に片頭ピス
トンを往復直線運動可能に収容するハウジング内の回転
軸上に回転支持体を止着し、この回転支持体上に斜板を
傾動可能に支持し、クランク室内の圧力と吸入圧との片
頭ピストンを介した差により斜板の傾角を制御し、吐出
圧領域とクランク室とを接続する圧力供給通路を介して
吐出圧領域の圧力をクランク室に供給すると共に、この
圧力供給を吸入圧に感応する容量制御弁で制御し、クラ
ンク室と吸入圧領域とを接続する放圧通路を介してクラ
ンク室の圧力を吸入圧領域に放出してクランク室内の調
圧を行なうクラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮機
を対象とし、請求項１に記載の発明では、零ではない吐
出容量をもたらすように斜板の最小傾角を規定する最小
傾角規定手段と、吐出圧と吸入圧との差が設定値以下に
なると圧縮機内から外部冷媒回路への冷媒ガスの吐出を
止める吐出開閉弁とを備えたクラッチレス圧縮機を構成
した。
【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明の構成に加えて、外部冷媒回路から吸入室への
冷媒ガスの流入を阻止する位置と流入を許容する開位置
とに切り換えられる遮断体を前記斜板に連動させ、前記
遮断体が前記閉位置にあるときには斜板の傾角を零では
ない最小傾角に保持し、前記遮断体が前記閉位置にある
ときには吸入室と外部冷媒回路とを連通する絞り通路を
設けた。
【０００９】請求項３に記載の発明では、前記吐出室か
ら外部冷媒回路へ冷媒ガスが流出不能な位置と流出可能
な開位置とに切り換えられる遮断体を前記斜板に連動さ
せ、前記遮断体が前記閉位置にあるときには斜板の傾角
を零ではない最小傾角に保持するクラッチレス圧縮機を
構成した。
【００１０】
【作用】請求項１に記載の発明では、吐出圧と吸入圧と
の差が設定値以下になると吐出開閉弁が閉状態となり、
吐出室から外部冷媒回路への冷媒ガスの吐出が阻止され
る。前記設定値は斜板傾角が最小となるような状態のと
きの吐出圧と吸入圧との差に基づいて設定される。吐出
圧と吸入圧との差圧減少は緩慢であり、吐出室から外部
冷媒回路へ流出する冷媒ガスの通過断面積が徐々に絞ら
れてゆく。この絞り作用が吐出室から外部冷媒回路への
冷媒ガス流出量の減少を緩和する。従って、吐出容量が
最低容量側へ急激変動することはなく、圧縮機における
トルクが短時間で急激に変動することはない。
【００１１】吐出圧と吸入圧との差圧増大も緩慢であ
り、吐出室から外部冷媒回路へ流出する冷媒ガスの通過
断面積が徐々に増大してゆく。従って、吐出容量が最低
容量から急激増大することはなく、圧縮機におけるトル
クが短時間で急激に変動することはない。
【００１２】請求項２に記載の発明では、遮断体が閉位
置にある場合にも絞り通路が吸入室と外部冷媒回路とを
連通する。遮断体が閉位置に移行したときに吸入室と外
部冷媒回路とが完全に遮断してしまうと、斜板がハンチ
ングを起こすおそれがあるが、絞り通路がこのハンチン
グ発生を阻止する。
【００１３】請求項３に記載の発明では、クランク室内
の昇圧により斜板傾角が最小傾角となる位置へ斜板支持
体が移行するに伴い、遮断体が斜板の移行動作に連動し
て前記閉位置に移行する。クランク室内の圧力低下によ
り斜板傾角が最小傾角から増大するに伴い、遮断体が斜
板の移行動作に連動して前記閉位置から開位置に移行す
る。遮断体の閉位置への接近及び閉位置からの離間は徐
々に行われる。従って、圧縮機におけるトルクが短時間
で急激に変動することはない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を具体化した第１実施例を図１
〜図８に基づいて説明する。図１に示すように圧縮機全
体のハウジングの一部となるシリンダブロック１の前端
にはフロントハウジング２が接合されている。シリンダ
ブロック１の後端にはリヤハウジング３がバルブプレー
ト４、弁形成プレート５Ａ，５Ｂ及びリテーナ形成プレ
ート６を介して接合固定されている。フロントハウジン
グ２内には深溝玉軸受け部材７が取り付けられている。
深溝玉軸受け部材７には回転支持体８が支持されてお
り、回転支持体８には回転軸９が止着されている。深溝
玉軸受け部材７は回転軸９に作用するスラスト方向の荷
重及びラジアル方向の荷重の両方を回転支持体８を介し
て受け止める。
【００１５】回転軸９の前端はクランク室２ａからフロ
ントハウジング２を介して外部へ突出しており、この突
出端部にはプーリ１０が螺着されている。プーリ１０は
ベルト１１を介して車両エンジンに作動連結されてい
る。回転軸９の前端部とフロントハウジング２との間に
はリップシール１２が介在されている。リップシール１
２はクランク室２ａ内の圧力洩れを防止する。
【００１６】回転軸９には球面状の斜板支持体１４がス
ライド可能に支持されており、斜板支持体１４には斜板
１５が回転軸９の軸線方向へ傾動可能に支持されてい
る。斜板１５には連結片１６，１７が止着されている。
図２に示すように連結片１６，１７には一対のガイドピ
ン１８，１９が止着されている。回転支持体８には支持
アーム８ａが突設されている。支持アーム８ａには支持
ピン２０が回動可能かつ回転軸９に対して直角を成す方
向へ貫通支持されている。一対のガイドピン１８，１９
は支持ピン２０の両端部にスライド可能に嵌入されてい
る。支持アーム８ａ上の支持ピン２０と一対のガイドピ
ン１８，１９との連係により斜板１５が斜板支持体１４
を中心に回転軸９の軸線方向へ傾動可能かつ回転軸９と
一体的に回転可能である。斜板１５の傾動は、支持ピン
２０とガイドピン１８，１９とのスライドガイド関係、
斜板支持体１４のスライド作用及び斜板支持体１４の支
持作用により案内される。
【００１７】図１、図４及び図５に示すようにシリンダ
ブロック１の中心部には収容孔１３が回転軸９の軸線方
向に貫設されており、収容孔１３内には筒状の遮断体２
１がスライド可能に収容されている。遮断体２１は大径
部２１ａと小径部２１ｂとからなり、大径部２１ａと小
径部２１ｂとの段差部と収容孔１３の内周面上のフラン
ジ部１３ａとの間には吸入通路開放ばね３６が介在され
ている。吸入通路開放ばね３６は遮断体２１を斜板支持
体１４側へ付勢している。遮断体２１の小径部２１ｂの
先端は吸入室３ａ内に突出している。
【００１８】遮断体２１の大径部２１ａには回転軸９の
後端部が挿入されている。回転軸９の後端部と大径部２
１ａの内周面との間には深溝玉軸受け部材５３が介在さ
れている。回転軸９の後端部は深溝玉軸受け部材５３及
び遮断体２１を介して収容孔１３の内周面で支持され
る。深溝玉軸受け部材５３の外輪５３ａは大径部２１ａ
の内周面に止着されており、内輪５３ｂは回転軸９の周
面をスライド可能である。図５に示すように回転軸９の
後端部の周面には段差部９ａが形成されており、内輪５
３ｂが段差部９ａにより斜板支持体１４側への移動を規
制される。即ち、深溝玉軸受け部材５３は段差部９ａに
より斜板支持体１４側への移動を阻止される。従って、
深溝玉軸受け部材５３が段差部９ａに当接することによ
って遮断体２１が斜板支持体１４側への移動を阻止され
る。
【００１９】リヤハウジング３の中心部には吸入通路５
４が形成されている。吸入通路５４は吸入室３ａに連通
しており、吸入通路５４の吸入室３ａ内の開口の周囲に
は位置決め面５５が形成されている。遮断体２１の小径
部２１ｂの先端は位置決め面５５に当接可能である。小
径部２１ｂの先端が位置決め面５５に当接することによ
り遮断体２１が斜板支持体１４から離間する方向への移
動を規制される。
【００２０】斜板支持体１４と深溝玉軸受け部材５３と
の間には伝達筒５６が回転軸９上をスライド可能に介在
されている。伝達筒５６の一端は斜板支持体１４の端面
に当接可能であり、伝達筒５６の他端は深溝玉軸受け部
材５３の外輪５３ａに当接することなく内輪５３ｂにの
み当接可能である。
【００２１】斜板支持体１４が遮断体２１側へ移動する
に伴い、遮断体２１が伝達筒５６に当接し、伝達筒５６
を深溝玉軸受け部材５３の内輪５３ｂに押接する。深溝
玉軸受け部材５３は回転軸９のラジアル方向のみならず
スラスト方向の荷重も受け止める。そのため、遮断体２
１は伝達筒５６の押接作用により吸入通路開放ばね３６
のばね力に抗して位置決め面５５側へ付勢され、小径部
２１ｂの先端が位置決め面５５に当接する。従って、斜
板１５の最小傾角は遮断体２１の小径部２１ｂの先端と
位置決め面５５との当接によって規制される。即ち、遮
断体２１、深溝玉軸受け部材５３、位置決め面５５及び
伝達筒５６が最小傾角規定手段を構成する。
【００２２】斜板１５の最小傾角は０°よりも僅かに大
きい。この最小傾角状態は遮断体２１が吸入通路５４と
収容孔１３との連通を遮断する閉位置に配置されたとき
にもたらされ、遮断体２１は前記閉位置とこの位置から
離間した開位置とへ斜板支持体１４に連動して切り換え
配置される。
【００２３】斜板１５の最大傾角は図１に示すように回
転支持体８の傾角規制突部８ｂと斜板１５との当接によ
って規制される。クランク室２ａに接続するようにシリ
ンダブロック１に貫設されたシリンダボア１ａ内には片
頭ピストン２２が収容されている。片頭ピストン２２の
首部２２ａには一対のシュー２３が嵌入されている。斜
板１５の周縁部は両シュー２３間に入り込み、斜板１５
の両面には両シュー２３の端面が接する。従って、斜板
１５の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン２２
の前後往復揺動に変換され、片頭ピストン２２がシリン
ダボア１ａ内を前後動する。
【００２４】図１及び図３に示すようにリヤハウジング
３内には吸入室３ａ及び吐出室３ｂが区画形成されてい
る。バルブプレート４上には吸入ポート４ａ及び吐出ポ
ート４ｂが形成されている。弁形成プレート５Ａ上には
吸入弁５ａが形成されており、弁形成プレート５Ｂ上に
は吐出弁５ｂが形成されている。吸入室３ａ内の冷媒ガ
スは片頭ピストン２２の復動動作により吸入ポート４ａ
から吸入弁５ａを押し退けてシリンダボア１ａ内へ流入
する。シリンダボア１ａ内へ流入した冷媒ガスは片頭ピ
ストン２２の往動動作により吐出ポート４ｂから吐出弁
５ｂを押し退けて吐出室３ｂへ吐出される。吐出弁５ｂ
はリテーナ形成プレート６上のリテーナ６ａに当接して
開度規制される。
【００２５】片頭ピストン２２のストロークはクランク
室２ａ内の圧力とシリンダボア１ａ内の吸入圧との片頭
ピストン２２を介した差圧に応じて変わる。即ち、圧縮
容量を左右する斜板１５の傾角が変化する。クランク室
２ａ内の圧力はリヤハウジング３に取り付けられた容量
制御弁２４により制御される。
【００２６】回転軸９内には通路５９が形成されてい
る。通路５９の入口５９ａはリップシール１２の近傍で
クランク室２ａに開口しており、通路５９の出口５９ｂ
は筒状の遮断体２１の内部に開口している。図１、図４
及び図５に示すように遮断体２１の周面には放圧通口２
１ｃが貫設されており、遮断体２１の先端には絞り通路
となる絞り孔２１ｄが貫設されている。絞り孔２１ｄの
通過断面積は放圧通口２１ｃの通過断面積によりも小さ
くしてある。放圧通口２１ｃは吸入室３ａと遮断体２１
の内部とを連通する。即ち、クランク室２ａは通路５
９、遮断体２１内部及び放圧通口２１ｃからなる放圧通
路を介して吸入室３ａに連通する。クランク室２ａから
吸入室３ａへ流れる冷媒ガスは放圧通口２１ｃで絞り作
用を受ける。
【００２７】吐出室３ｂ内には吐出開閉弁６０が収容さ
れている。そのバルブハウジング６１には流入ポート６
１ａ、流出ポート６１ｂ及び吸入圧導入ポート６１ｃが
形成されている。流入ポート６１ａは吐出室３ｂに連通
しており、流出ポート６１ｂは排出口３ｃに連通してい
る。吸入圧導入ポート６１ｃは吸入圧導入通路６４を介
して吸入通路５４に連通している。バルブハウジング６
１内の弁体６２はばね６３によって流入ポート６１ａ及
び流出ポート６１ｂを閉塞する位置に向けて付勢されて
いる。
【００２８】吐出室３ｂ内の吐出圧Ｐｄは流入ポート６
１ａ及び流出ポート６１ｂを開放する位置に向けて弁体
６２に作用している。吸入通路５４内の吸入圧Ｐｓは流
入ポート６１ａ及び流出ポート６１ｂを閉塞する位置に
向けて弁体６２に作用している。即ち、ばね６３のばね
作用力と吸入圧Ｐｓとの和と、吐出圧Ｐｄとが弁体６２
を介して対抗している。吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差
が設定値ΔＰ以下になると弁体６２が流入ポート６１ａ
及び流出ポート６１ｂを開放する位置に配置される。
【００２９】図５〜図７に基づいて容量制御弁２４の内
部構成を説明する。ソレノイド２５への通電によって互
いに吸着する固定鉄芯２８と可動鉄芯２９との間には弁
開放強制ばね３０が介在されている。可動鉄芯２９は弁
開放強制ばね３０のばね作用によって固定鉄芯２８から
離間する方向へ付勢されている。
【００３０】バルブハウジング３１内には球状の弁体３
３が収容されている。バルブハウジング３１には吐出圧
導入ポート３１ａ、吸入圧導入ポート３１ｂ及び制御ポ
ート３１ｃが設けられている。吐出圧導入ポート３１ａ
は吐出圧導入通路３４を介して吐出室３ｂに連通してい
る。吸入圧導入ポート３１ｂは吸入圧導入通路３５を介
して吸入通路５４に連通しており、制御ポート３１ｃは
制御通路３７を介してクランク室２ａに連通している。
バルブハウジング３１内のばね受け３８と弁体３３との
間には復帰ばね３９及び弁支持座４０が介在されてお
り、弁体３３は弁孔３１ｄを閉塞する方向へ復帰ばね３
９のばね作用を受ける。
【００３１】吸入圧導入ポート３１ｂに通じる吸入圧検
出室４３にはベローズ金具４４が可動鉄芯２９に固着し
た状態で収容されている。ベローズ金具４４とばね受け
４５とはベローズ４６によって連結しており、ベローズ
金具４４とばね受け４５との間にはばね４７が介在され
ている。ばね受け４５には伝達ロッド４８が止着されて
おり、その先端が弁体３３に当接している。弁体３３は
吸入圧検出室４３内の吸入圧の変動に応じて弁孔３１ｄ
を開閉する。弁孔３１ｄが閉塞されると吐出圧導入ポー
ト３１ａと制御ポート３１ｃとの連通が遮断される。
【００３２】図８の曲線Ｅ1 は吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓ
とによって表されたソレノイド２５が励磁しているとき
の容量制御弁２４の制御特性を表す。直線Ｌ0 はＰｓ＝
Ｐｄを表す。曲線Ｅ1 はＰｄ＞Ｐｄ0 の範囲では次式で
表される。 Ｐｓ＝Ｐ0 −（Ｐｄ−Ｐｃ）Ｓ1 ／Ｓ2 但し、Ｐ0 はばね受け４５に作用するばね４７のばね力
と大気圧との和、Ｓ1は弁孔３１ｄの断面積、Ｓ2 はば
ね受け４５の面積である。
【００３３】吐出圧ＰｄがＰｄ0 以上の範囲では吸入圧
Ｐｓは吐出圧Ｐｄの減少に伴って増大する。吐出圧Ｐｄ
がＰｄ0 以上の範囲における曲線Ｅ1 の上側は弁体３３
が閉状態となる領域であり、下側は弁体３３が開状態と
なる領域である。即ち、吐出圧ＰｄがＰｄ0 以上の範囲
では吸入圧Ｐｓが曲線Ｅ1 よりも上側の圧力になると弁
体３３が弁孔３１ｄを閉じ、吸入圧Ｐｓが曲線Ｅ1 より
も下側の圧力になると弁体３３が弁孔３１ｄを開く。こ
の開閉制御により吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとが曲線Ｅ1
上を推移するという容量制御が行われる。
【００３４】Ｐｄ＜Ｐｄ0 の範囲では吐出圧Ｐｄと吸入
圧Ｐｓとは曲線Ｅ2 の関係となる。即ち、吐出圧Ｐｄが
小さくなってくると、弁孔３１ｄを通過する冷媒流量が
少なくなってゆき、吸入圧Ｐｓも低下し始める。そのた
め、吐出圧Ｐｄ及び吸入圧Ｐｓが共に低下するＰｄ＜Ｐ
ｄ0 の範囲では弁体３３が最大開度状態をとると共に、
斜板傾角が最小となり、容量制御弁２４の容量制御は不
能となる。
【００３５】直線Ｌ1 はＰｓ＝Ｐｄ−ΔＰを表す。即
ち、直線Ｌ0 ，Ｌ1 間の領域は吐出開閉弁６０が閉状態
となる領域であり、直線Ｌ1 よりも右側の領域は吐出開
閉弁６０が開状態となる領域である。
【００３６】吸入室３ａ内へ冷媒ガスを導入する吸入通
路５４と、吐出室３ｂから冷媒ガスを排出する排出口３
ｃとは外部冷媒回路４９で接続されている。外部冷媒回
路４９上には凝縮器５０、膨張弁５１及び蒸発器５２が
介在されている。膨張弁５１は蒸発器５２の出口側のガ
ス圧の変動に応じて冷媒流量を制御する。
【００３７】ソレノイド２５は制御コンピュータＣの励
消磁制御を受ける。制御コンピュータＣは空調装置作動
スイッチ５７のＯＮあるいはアクセルスイッチ５８のＯ
ＦＦによってソレノイド２５を励磁し、空調装置作動ス
イッチ５７のＯＦＦあるいはアクセルスイッチ５８のＯ
Ｎによってソレノイド２５を消磁する。図１の状態では
ソレノイド２５は励磁状態にある。ソレノイド２５の励
磁状態では図５に示すように可動鉄芯２９が弁開放強制
ばね３０のばね作用に抗して固定鉄芯２８に吸着してい
る。
【００３８】ソレノイド２５が励磁しているとき、ベロ
ーズ４６が吸入通路５４から吸入圧導入通路３４を介し
て導入される吸入圧Ｐｓの変動に応じて変位し、この変
位が伝達ロッド４８を介して弁体３３に伝えられる。吸
入圧Ｐｓが曲線Ｅ1 上の設定吸入圧よりも高い（冷房負
荷が大きい）場合には弁体３３の弁開度が小さくなる。
クランク室２ａ内の冷媒ガスは通路５９を経由して吸入
室３ａへ流出している。従って、弁体３３の弁開度が小
さくなれば吐出室３ｂから吐出圧導入通路３４、吐出圧
導入ポート３１ａ、弁孔３１ｄ、制御ポート３１ｃ及び
制御通路３７という圧力供給通路を経由してクランク室
２ａへ流入する冷媒ガス量が少なくなる。そのため、ク
ランク室２ａ内の圧力が低下する。又、シリンダボア１
ａ内の吸入圧も高いため、クランク室２ａ内の圧力とシ
リンダボア１ａ内の吸入圧との差が小さくなる。そのた
め、図１及び図５に示すように斜板傾角が大きくなる。
吐出開閉弁６０は開状態にある。
【００３９】逆に、吸入圧Ｐｓが曲線Ｅ上の設定吸入圧
よりも低い（冷房負荷が小さい）場合には弁体３３の弁
開度が大きくなり、吐出室３ｂからクランク室２ａへ流
入する冷媒ガス量が多くなる。そのため、クランク室２
ａ内の圧力が上昇する。又、シリンダボア１ａ内の吸入
圧が低いため、クランク室２ａ内の圧力とシリンダボア
１ａ内の吸入圧との差が大きくなる。そのため、斜板傾
角が小さくなる。
【００４０】吸入圧が非常に低い（冷房負荷がない）状
態に近づいてゆくと、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差が
設定値ΔＰ以下となり、吐出開閉弁６０が閉状態にな
る。そのため、吐出室３ｂから外部冷媒回路４９への冷
媒流出が阻止される。吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧
が短時間で急激には変動しないため、吐出開閉弁６０に
おける冷媒ガスの通過断面積は徐々に絞られてゆく。そ
のため、外部冷媒回路４９から吸入室３ａへの冷媒ガス
流入が急激に低減することはなく、吸入室３ａからシリ
ンダボア１ａ内へ吸入される冷媒ガス量が急激に低減す
ることはない。吸入室３ａからシリンダボア１ａ内へ吸
入される冷媒ガス量が徐々に減少してゆくため、吐出容
量も徐々に減少してゆく。その結果、吐出圧が短時間に
急激に低下することはなく、圧縮機におけるトルクが短
時間で大きく変動することはない。
【００４１】吸入圧が非常に低い（冷房負荷がない）状
態になると、図６に示すように弁体３３が最大開度位置
に近づく。容量制御弁２４が図６に示すような最大開度
に近い状態では吐出室３ｂの冷媒ガスがクランク室２ａ
へ急激流入する。そのため、クランク室２ａ内の昇圧は
迅速であり、かつクランク室２ａ内の圧力は最高圧状態
となり、斜板１５の傾角は最小傾角側へ移行する。
【００４２】斜板１５の傾角が最小傾角側に移行するに
伴い、斜板支持体１４が遮断体２１側へ移動し、伝達筒
５６に当接する。遮断体２１側へ移動する斜板支持体１
４は伝達筒５６を深溝玉軸受け部材５３の内輪５３ｂに
押接する。伝達筒５６は斜板支持体１４と内輪５３ｂと
の間に挟みこまれるため、伝達筒５６は回転軸９と共に
回転することになる。伝達筒５６は深溝玉軸受け部材５
３に対して内輪５３ｂにのみ当接しているため、回転軸
９、斜板支持体１４、伝達筒５６及び内輪５３ｂは一体
的に回転し、斜板支持体１４、伝達筒５６及び内輪５３
ｂの間で摺接は生じない。
【００４３】伝達筒５６が深溝玉軸受け部材５３に押接
された状態で斜板支持体１４がさらに遮断体２１側へ移
動すると、遮断体２１が位置決め面５５側へ押されてゆ
き、遮断体２１の小径部２１ｂの先端が位置決め面５５
へ接近してゆく。この接近動作により吸入通路５４と吸
入室３ａとの間の冷媒ガス通過断面積が徐々に絞られて
ゆく。この絞り作用が吸入通路５４から吸入室３ａへの
冷媒ガス流入量を徐々に減らしてゆく。そのため、吸入
室３ａからシリンダボア１ａ内へ吸入される冷媒ガス量
も徐々に減少してゆき、吐出容量が徐々に減少してゆ
く。その結果、遮断体２１が前記閉位置に当接するとき
にも吐出圧が短時間で急激に低下することはなく、圧縮
機におけるトルクが短時間で大きく変動することはな
い。
【００４４】遮断体２１の小径部２１ｂの先端が位置決
め面５５に当接すると、吸入通路５４は絞り孔２１ｄ、
遮断体２１内部及び放圧通口２１ｃを介して吸入室３ａ
と連通する。斜板最小傾角は０°ではないため、斜板傾
角が最小の状態においても吐出シリンダボア１ａから吐
出室３ｂへの吐出は行われている。このときの吐出圧は
図８の直線Ｌ0 ，Ｌ1 間の領域にあり、図４及び図６に
示すように斜板傾角が最小傾角の状態では吐出開閉弁６
０が閉状態となり、吐出室３ｂから外部冷媒回路４９へ
の冷媒流出はない。斜板傾角が最小傾角の状態では吸入
室３ａが放圧通口２１ｃ及び絞り孔２１ｄを介して吸入
通路５４に連通しているが、吐出開閉弁６０が閉じてい
るために外部冷媒回路４９における冷媒循環はなく、蒸
発器５２でのフロスト発生のおそれはない。
【００４５】空調装置作動スイッチ５７のＯＦＦあるい
はアクセルスイッチ５８のＯＮによってソレノイド２５
が消磁すると、図７に示すように可動鉄芯２９が弁開放
強制ばね３０のばね作用によって固定鉄芯２８から離間
し、弁体３３が最大開度位置に移行する。そのため、斜
板１５の傾角が最小傾角に移行し、この移行過程で吐出
開閉弁６０が閉状態に移行する。この場合にも吐出圧が
短時間で急激に低下することはなく、圧縮機におけるト
ルクが短時間で大きく変動することはない。
【００４６】シリンダボア１ａから吐出室３ｂへ吐出さ
れた冷媒ガスは吐出圧導入通路３４、制御弁２４内の通
路及び制御通路３７という圧力供給通路を通ってクラン
ク室２ａへ流入する。クランク室２ａ内の冷媒ガスは通
路５９を通って吸入室３ａへ流入し、吸入室３ａ内の冷
媒ガスはシリンダボア１ａ内へ吸入されて吐出室３ｂへ
吐出される。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐出室３
ｂ、吐出圧導入通路３４、制御弁２４内の通路、制御通
路３７、クランク室２ａ、通路５９、吸入室３ａ、シリ
ンダボア１ａという循環通路が圧縮機内にできており、
吐出室３ｂ、クランク室２ａ及び吸入室３ａの間では圧
力差が生じている。
【００４７】遮断体２１が位置決め面５５に当接してい
る状態においても吸入通路５４と吸入室３ａとは絞り孔
２１ｄ、遮断体２１内部及び放圧通口２１ｃを介して連
通している。
【００４８】仮に、吸入通路５４と吸入室３ａとが連通
状態から完全な遮断状態に移行すると、外部冷媒回路４
９から吸入室３ａへの冷媒ガス流入が全く無くなる。そ
のため、クランク室２ａから通路５９及び放圧通口２１
ｃを経由する放圧が急激となり、クランク室２ａ内の圧
力が低下する。その結果、最小傾角位置にある斜板１５
が傾角増大に転じ、吸入通路５４と吸入室３ａとが遮断
状態から連通状態に転じる。すると、外部冷媒回路４９
の冷媒ガスが吸入室３ａに流入し、吐出圧が増大する。
吐出圧の増大は制御通路３７を介してクランク室２ａに
波及し、クランク室２ａの圧力が上昇する。そのため、
斜板傾角が最小傾角へ移行する。即ち、遮断体２１が吸
入通路５４と吸入室３ａとを完全に遮断してしまうとす
ると、斜板１５がハンチングを起こすおそれがある。こ
のようなハンチング現象は不要な動力損失をもたらすの
みならず吐出圧の変動のために吐出開閉弁６０のハンチ
ングをもたらすおそれもある。吐出開閉弁６０がハンチ
ングすれば冷媒が外部冷媒回路４９を流れることにな
り、蒸発器５２でのフロスト発生のおそれが出てくる。
【００４９】本実施例では、斜板傾角最小状態において
も吸入室３ａと吸入通路５４とが絞り孔２１ｄを介して
連通しており、外部冷媒回路４９の冷媒ガスが吸入室３
ａへ流入可能である。そのため、遮断体２１が位置決め
面５５に当接したときにクランク室２ａから通路５９及
び放圧通口２１ｃを経由する放圧が急激に行われること
はない。従って、最小傾角位置にある斜板１５が傾角増
大に転じることはなく、斜板１５がハンチングすること
はない。
【００５０】斜板傾角が最小傾角状態になると吐出圧が
ある程度上昇してバランスする。そこで、設定値ΔＰは
吐出圧のバランス位置が図８の直線Ｌ0 ，Ｌ1 間の領域
に入るように決められる。斜板傾角が最小傾角状態にな
ったときの吐出圧の上昇程度は最小傾角の大きさに左右
される。最小傾角を大きめにすれば吐出圧上昇が大きく
なり、最小傾角を小さめにすれば吐出圧上昇は小さくな
る。即ち、設定値ΔＰは最小容量に応じて決定される。
【００５１】図６の状態から冷房負荷が増大して吸入圧
が上昇した場合、この吸入圧の上昇は吸入通路５４から
吸入圧検出室４３へ波及する。従って、ベローズ４６が
縮小変位し、弁体３３が弁孔３１ｄを閉塞する。あるい
は図７の状態から空調装置作動スイッチ５７がＯＮ又は
アクセルスイッチ５８がＯＮすると、ソレノイド２５が
励磁し、可動鉄芯２９が固定鉄芯２８に吸入される。従
って、ベローズ４６は吸入通路５４から吸入圧検出室４
３へ波及している吸入圧によって縮小変位し、弁体３３
が弁孔３１ｄを閉塞する。
【００５２】吐出室３ｂ、クランク室２ａ及び吸入室３
ａの間では圧力差がある。そのため、弁体３３が弁孔３
１ｄを閉塞すると、クランク室２ａ内の圧力が低下し、
斜板傾角が最小傾角から増大する。この傾角増大によっ
て斜板支持体１４が遮断体２１から離間する方向へ移動
するが、遮断体２１は吸入通路開放ばね３６のばね力に
よって斜板支持体１４の移動に追随し、小径部２１ｂの
先端が位置決め面５５から離間する。この離間動作によ
り吸入通路５４から吸入室３ａに到る間の冷媒ガス通過
断面積が徐々に拡大してゆく。この徐々に行われる通過
断面積拡大が吸入通路５４から吸入室３ａへの冷媒ガス
流入量を徐々に増やしてゆく。そのため、吸入室３ａか
らシリンダボア１ａ内へ吸入される冷媒ガス量も徐々に
増大してゆき、吐出容量が徐々に増大してゆく。その結
果、吐出圧Ｐｄが徐々に増大してゆく。そして、吐出圧
Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差が設定値ΔＰを越えると吐出開
閉弁６０が開き始めるが、吐出開閉弁６０における通過
断面積も短時間で急激増大することはなく、吐出圧が短
時間で急激変動することはない。従って、圧縮機におけ
るトルクが短時間で大きく変動することはない。
【００５３】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば図９及び図１０に示す実施例も可
能である。この実施例ではリヤハウジング３Ａ内の外周
側が吸入室３ａ、中心側が吐出室３ｂとなっており、吸
入弁５ａ及び吸入ポート４ａは圧縮機の中心側にあり、
吐出弁５ｂ及び吐出ポート４ｂは圧縮機の外周側にあ
る。遮断体２１Ａは前記実施例と同様に斜板１５の傾角
変動に連動し、斜板傾角が最小傾角のときには排出口６
５が遮断体２１Ａにより遮蔽される。クランク室２ａと
吸入室３ａとは図示しな放圧通路で連通している。
【００５４】図９では吐出室３ｂの冷媒ガスが外部冷媒
回路４９に流出可能な開位置にあり、図１０では吐出室
３ｂの冷媒ガスが外部冷媒回路４９に流出不能な閉位置
にある。この実施例においても斜板傾角が最小傾角へ移
行するときには排出口６５における通過断面積が徐々に
絞られる。従って、吐出圧の短時間の急激変動はなく、
圧縮機におけるトルクが短時間で大きく変動することは
ない。
【００５５】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明は、吐出圧と吸入圧との差が設定値以下になったとき
に圧縮機から外部冷媒回路への冷媒流出を阻止するよう
にしたので、トルク変動の抑制及びフロスト防止を共に
達成し得るという優れた効果を奏する。
【００５６】斜板傾角が最小傾角のときには絞り通路で
外部冷媒回路と吸入室とを連通する請求項２に記載の発
明では、斜板のハンチングを阻止しつつトルク変動の抑
制及びフロスト防止を達成し得るという優れた効果を奏
する。
【００５７】請求項３に記載の発明では、吐出室から外
部冷媒回路へ冷媒ガスが流出不能な位置と流出可能な開
位置とに切り換えられる遮断体を前記斜板に連動させ、
前記遮断体が前記閉位置にあるときには斜板の傾角を零
ではない最小傾角に保持したので、トルク変動の抑制及
びフロスト防止を共に達成し得るという優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化した実施例の圧縮機全体の側
断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】 斜板傾角が最小状態にある圧縮機全体の側断
面図である。
【図５】 吐出開閉弁が開状態にある要部拡大断面図で
ある。
【図６】 吐出開閉弁が閉状態にある要部拡大断面図で
ある。
【図７】 ソレノイドが消磁状態にあり、吐出開閉弁が
閉状態にある要部拡大断面図である。
【図８】 容量制御弁及び吐出開閉弁の制御特性を示す
グラフである。
【図９】 別例を示す要部拡大断面図である。
【図１０】遮断体が閉位置にある状態を示す要部拡大断
面図である。
【符号の説明】
２ａ…クランク室、３ａ…吸入室、３ｂ…吐出室、９…
回転軸、１４…斜板支持体、１５…斜板、２１，２１Ａ
…遮断体、２１ｄ…絞り通路となる絞り孔、５５…最小
傾角規定手段を構成する位置決め面、６０…吐出開閉
弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水藤 健 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各
    室を接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボア
    内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウジ
    ング内の回転軸上に回転支持体を止着し、この回転支持
    体上に斜板を傾動可能に支持し、クランク室内の圧力と
    吸入圧との片頭ピストンを介した差により斜板の傾角を
    制御し、吐出圧領域とクランク室とを接続する圧力供給
    通路を介して吐出圧領域の圧力をクランク室に供給する
    と共に、クランク室と吸入圧領域とを接続する放圧通路
    を介してクランク室の圧力を吸入圧領域に放出してクラ
    ンク室内の調圧を行なうクラッチレス片側ピストン式可
    変容量圧縮機において、 零ではない吐出容量をもたらすように斜板の最小傾角を
    規定する最小傾角規定手段と、 吐出圧と吸入圧との差が設定値以下になると圧縮機内か
    ら外部冷媒回路への冷媒ガスの吐出を止める吐出開閉弁
    とを備えたクラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮
    機。
  2. 【請求項２】外部冷媒回路から吸入室への冷媒ガスの流
    入を阻止する位置と流入を許容する開位置とに切り換え
    られる遮断体を前記斜板に連動させ、前記遮断体が前記
    閉位置にあるときには斜板の傾角を零ではない最小傾角
    に保持し、前記遮断体が前記閉位置にあるときには吸入
    室と外部冷媒回路とを連通する絞り通路を設けた請求項
    １に記載のクラッチレス片側ピストン式可変容量圧縮
    機。
  3. 【請求項３】クランク室、吸入室、吐出室及びこれら各
    室を接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボア
    内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウジ
    ング内の回転軸上に回転支持体を止着し、この回転支持
    体上に斜板を傾動可能に支持し、クランク室内の圧力と
    吸入圧との片頭ピストンを介した差により斜板の傾角を
    制御し、吐出圧領域とクランク室とを接続する圧力供給
    通路を介して吐出圧領域の圧力をクランク室に供給する
    と共に、クランク室と吸入圧領域とを接続する放圧通路
    を介してクランク室の圧力を吸入圧領域に放出してクラ
    ンク室内の調圧を行なうクラッチレス片側ピストン式可
    変容量圧縮機において、 前記吐出室から外部冷媒回路へ冷媒ガスが流出不能な位
    置と流出可能な開位置とに切り換えられる遮断体を前記
    斜板に連動させ、前記遮断体が前記閉位置にあるときに
    は斜板の傾角を零ではない最小傾角に保持したクラッチ
    レス片側ピストン式可変容量圧縮機。
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