JPH1054349A

JPH1054349A - 可変容量圧縮機

Info

Publication number: JPH1054349A
Application number: JP8212389A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Masanori Sonobe; 正法園部; Takuya Okuno; 卓也奥野; Takeshi Mizufuji; 健水藤
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-24
Also published as: EP0824191A2; CA2212705A1; KR100215155B1; DE69731340D1; EP0824191B1; KR19980018248A; CN1185531A; US6135722A; DE69731340T2; CN1102699C; EP0824191A3

Abstract

(57)【要約】【課題】カムプレートの最小傾角位置への傾動に連動
して、遮断体が傾くことなく吸入通路の開口端に当接す
る可変容量圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダブロック１１に収容孔２７を形
成する。収容孔２７には、外部冷媒回路５２から吸入圧
領域３７への吸入通路３２を開口させる。収容孔２７内
には、カムプレート２２の傾動に連動して吸入通路３２
を開閉するための遮断体２８を移動可能に収容する。遮
断体２８内には、駆動シャフト１６の後端を嵌入支持す
るためのラジアルベアリング３０を配設する。カムプレ
ート２２が最大傾角位置に傾動されて、遮断体２８が収
容孔２７内で最前方位置まで移動された状態において
も、シリンダブロック１１の収容孔２７の前端周縁２７
ｃが、ラジアルベアリング３０の中心より前方に位置す
るように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両空調
装置に使用される可変容量圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の可変容量圧縮機において
は、圧縮機全体のハウジングの内部に制御圧室及びクラ
ンク室が形成されるとともに、駆動シャフトが回転可能
に支持されている。ハウジングの一部を構成するシリン
ダブロックには複数のシリンダボアが形成され、各シリ
ンダボア内にはピストンが往復動可能に収容されてい
る。駆動シャフトには、例えば斜板よりなるカムプレー
トが一体回転可能かつ傾動可能に装着されている。

【０００３】前記シリンダブロックの中心には収容孔が
形成され、この収容孔には、外部冷媒回路から吸入圧領
域への吸入通路が開口されるとともに、斜板の傾動に連
動して吸入通路を開閉するための遮断体が移動可能に収
容されている。遮断体内には、駆動シャフトの後端を嵌
入支持するためのラジアルベアリングが配設されてい
る。吐出圧領域及び吸入圧領域の少なくとも一方と、前
記制御圧室との間の連通路の途中には、容量制御弁が設
けられている。

【０００４】この従来構成の可変容量圧縮機において
は、容量制御弁の開度調整に基づいて制御圧室の圧力が
変更される。この制御圧室の圧力の変更により、斜板を
収容するクランク室の圧力とシリンダボア内の圧力との
前記ピストンを介した差が変更される。そして、この差
に応じて、斜板の傾角が変更されて、吐出容量が制御さ
れるようになっている。

【０００５】また、斜板が最小傾角位置に傾動されたと
きには、遮断体が吸入通路の開口端に当接して、その吸
入通路が遮断され、冷媒ガスが吐出圧領域、クランク
室、吸入圧領域及びシリンダボアを経由して圧縮機内で
循環される。そして、この循環冷媒ガスに含まれる潤滑
油によって、圧縮機内の各摺動部が潤滑されるようにな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来構
成の可変容量圧縮機では、遮断体内に配設されたラジア
ルベアリングと、シリンダブロックの収容孔の前端周縁
との位置関係が、特に開示されていない。ここで、例え
ばシリンダブロックの軸線方向の長さが短い圧縮機で
は、斜板の最大傾角位置への移動に伴って、遮断体が収
容孔内で最前方位置に移動されたとき、ラジアルベアリ
ングの中心位置がシリンダブロックの収容孔の前端周縁
よりも前方に突出することがある。

【０００７】この場合、遮断体が収容孔内で駆動シャフ
トの軸線方向に対して傾きを生じやすくなる。この状態
で冷房負荷が存在しなくなると、斜板が最大傾角位置か
ら最小傾角位置に傾動される。このとき、遮断体が傾い
た状態のまま収容孔内で後方に移動されて、吸入通路の
開口端に当接する。そして、遮断体の先端面が吸入通路
の開口端に密着せず、吸入通路の遮断が確保されない状
態となる。このため、外部冷媒回路内の冷媒ガスが吸入
通路から吸入室に吸い込まれて、不必要な冷房運転がな
されるおそれがあるという問題があった。

【０００８】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る。その目的と
するところは、カムプレートが最小傾角位置に傾動され
るとき、遮断体が傾きを生じた状態で吸入通路の開口端
に当接するのを抑制することができて、吸入通路を確実
に遮断することができる可変容量圧縮機を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、シリンダブロックの収
容孔内にカムプレートの傾動に連動して吸入通路を開閉
するための遮断体を移動可能に収容し、その遮断体内に
は駆動シャフトの後端を嵌入支持するためのラジアルベ
アリングを配設し、吐出圧領域及び吸入圧領域の少なく
とも一方と制御圧室との間の連通路の途中には容量制御
弁を設け、その容量制御弁の開度調整に基づいて前記制
御圧室の圧力を変更することにより、前記カムプレート
を収容するクランク室の圧力とシリンダボア内の圧力と
のピストンを介した差を変更し、その差に応じてカムプ
レートの傾角を変更して吐出容量を制御するように構成
した可変容量圧縮機において、前記カムプレートが最大
傾角位置に傾動されて、遮断体が収容孔内で最前方位置
まで移動された状態においても、シリンダブロックの収
容孔の前端周縁が、ラジアルベアリングの中心より前方
に位置するように形成したものである。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の可変容量圧縮機において、前記収容孔の前端周縁
を、全周にわたってフラット面となるように形成したも
のである。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の可変容量圧縮機において、前記シリンダブ
ロックの前端面上に、前記収容孔に連続するように筒状
部を突出形成したものである。

【００１２】従って、請求項１に記載の可変容量圧縮機
において、容量制御弁の開度調整により、制御圧室の圧
力が変更されて、カムプレートが最大傾角位置に傾動さ
れると、遮断体が収容孔内で最前方位置に移動されて、
吸入通路が開放される。これにより、冷媒ガスが外部冷
媒回路から吸入通路を通して吸入圧領域に吸入されると
ともに、その冷媒ガスがシリンダボア内で圧縮されて吐
出圧領域に吐出された後、外部冷媒回路に送り出され
る。

【００１３】このように、遮断体が収容孔内で最前方位
置まで移動された状態においても、シリンダブロックの
収容孔の前端周縁が、ラジアルベアリングの中心より前
方に位置するようになっている。このため、遮断体が収
容孔内で駆動シャフトの軸線方向に対して傾きを生じる
ことがほとんどない。

【００１４】そして、容量制御弁の開度調整により、制
御圧室の圧力が変更されて、カムプレートが最小傾角位
置に傾動されると、遮断体が収容孔内で後方に移動され
て吸入通路の開口端に当接し、その吸入通路が遮断され
る。これにより、冷媒ガスが吐出圧領域、クランク室、
吸入圧領域及びシリンダボアを経由して、圧縮機内の循
環通路で循環され、この循環冷媒ガスに含まれる潤滑油
によって、圧縮機内の各摺動部が潤滑される。

【００１５】このとき、遮断体は駆動シャフトの軸線方
向に対して傾きを生じていないため、吸入通路の開口端
に対して密着状態で当接する。このため、カムプレート
が最小傾角位置に配置された状態で、遮断体による吸入
通路の遮断が確保される。そして、冷房負荷の存在しな
い状態において、外部冷媒回路の冷媒ガスが吸入通路か
ら吸入室に吸い込まれることなく、最小容量での圧縮運
転が継続される。

【００１６】請求項２に記載の可変容量圧縮機において
は、収容孔の前端周縁が、全周にわたってフラット面と
なるように形成されている。このため、遮断体に傾きが
生じるのを一層確実に抑制することができる。そして、
カムプレートが最小傾角位置に配置されたとき、遮断体
を吸入通路の開口端に対してより密着した状態で当接さ
せることができる。

【００１７】請求項３に記載の可変容量圧縮機において
は、シリンダブロックの前端面上に、収容孔に連続する
ように筒状部が突出形成されている。このため、遮断体
の傾きの発生を抑制しつつ、シリンダブロックの軸線方
向の長さを短縮して、圧縮機全体をコンパクトに構成す
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明をクラッチレス可
変容量圧縮機に具体化した第１の実施形態について、図
１〜図５に基づいて説明する。

【００１９】図１に示すように、ハウジングの一部を構
成するシリンダブロック１１の前端には、同じくハウジ
ングの一部を構成するフロントハウジング１２が接合さ
れている。シリンダブロック１１の後端には、同じくハ
ウジングの一部を構成するリヤハウジング１３がバルブ
プレート１４を介して接合固定されている。制御圧室を
兼ねるクランク室１５は、フロントハウジング１２とシ
リンダブロック１１との間に形成されている。

【００２０】駆動シャフト１６は、前記フロントハウジ
ング１２とシリンダブロック１１との間に回転可能に架
設支持されている。駆動シャフト１６の前端は、クラン
ク室１５から外部へ突出しており、その突出端部にはプ
ーリ１７が止着されている。プーリ１７は、ベルト１８
を介して外部駆動源をなす車両エンジン（図示略）に常
時作動連結されている。また、プーリ１７は、アンギュ
ラベアリング１９を介してフロントハウジング１２に支
持されている。そして、プーリ１７に作用するアキシャ
ル方向の荷重及びラジアル方向の荷重が、アンギュラベ
アリング１９を介してフロントハウジング１２で受け止
められる。

【００２１】駆動シャフト１６の前端部とフロントハウ
ジング１２との間には、リップシール２０が介在されて
いる。このリップシール２０は、クランク室１５内の圧
力洩れを防止する。

【００２２】駆動シャフト１６には、回転支持体２１が
止着されているとともに、カムプレートとしての斜板２
２が駆動シャフト１６の軸線方向へスライド可能かつ傾
動可能に支持されている。斜板２２には、先端部が球状
をなす一対のガイドピン２３が止着されている。前記回
転支持体２１には、支持アーム２４が突設されており、
その支持アーム２４には一対のガイド孔２５が形成され
ている。前記ガイドピン２３は、ガイド孔２５にスライ
ド可能に嵌入されている。

【００２３】そして、支持アーム２４と一対のガイドピ
ン２３との連係により、斜板２２が駆動シャフト１６の
軸線方向へ傾動可能で、かつ駆動シャフト１６と一体的
に回転可能となっている。斜板２２の傾動は、ガイド孔
２５とガイドピン２３とのスライドガイド関係、駆動シ
ャフト１６のスライド支持作用により案内される。斜板
２２の半径中心部がシリンダブロック１１側へ移動する
と、斜板２２の傾角が減少する。また、回転支持体２１
の後面には、斜板２２の最大傾角を規制するための傾角
規制突部２１ａが形成されている。

【００２４】傾角減少バネ２６は、前記回転支持体２１
と斜板２２との間に介在されている。そして、この傾角
減少バネ２６により、斜板２２がシリンダブロック１１
側に向かって、傾角を減少させる方向に付勢されてい
る。

【００２５】シリンダブロック１１の中心部には、収容
孔２７が駆動シャフト１６の軸線方向に貫設され、その
内周面が全長にわたってほぼ同一径となるように形成さ
れている。収容孔２７内には、円筒状の遮断体２８がシ
リンダブロック１１のリヤ側からスライド可能に嵌入収
容されている。遮断体２８は、大径部２８ａと小径部２
８ｂとからなっている。

【００２６】遮断体２８の筒内には、駆動シャフト１６
の後端部が挿入されている。大径部２８ａの内周面に
は、ラジアルベアリング３０が嵌入支持されている。こ
のラジアルベアリング３０は、大径部２８ａの内周面に
取り付けられたサークリップ３１によって、遮断体２８
の筒内から抜け止めされている。そして、駆動シャフト
１６の後端部は、ラジアルベアリング３０にスライド可
能に嵌入され、そのラジアルベアリング３０及び遮断体
２８を介して収容孔２７の周面で支持される。

【００２７】収容孔２７の後端内周面には環状溝２７ａ
が形成され、その環状溝２７ａには、サークリップ２７
ｂが着脱可能に止着されている。吸入通路開放バネ２９
は、遮断体２８の大径部２８ａ及び小径部２８ｂ間の段
差とサークリップ２７ｂとの間に介在されている。この
吸入通路開放バネ２９の弾性係数は、前記傾角減少バネ
２６の弾性係数よりも小さくなるように設定されてお
り、両バネ２６，２９の付勢力の合力は、圧縮機のリヤ
方向への力となっている。そして、これらのバネ２６，
２９の付勢力の合力が、斜板２２、後述するスラストベ
アリング３４及び遮断体２８に作用している。

【００２８】リヤハウジング１３の中心部には、吸入圧
領域を構成する吸入通路３２が形成されている。吸入通
路３２は、遮断体２８の移動経路となる駆動シャフト１
６の延長線上にある。吸入通路３２は収容孔２７のリヤ
側に開口されており、収容孔２７側の吸入通路３２の開
口端の周囲には位置決め面３３が形成されている。位置
決め面３３は、バルブプレート１４上である。遮断体２
８の小径部２８ｂの先端面は、位置決め面３３に当接可
能である。そして、小径部２８ｂの先端面が位置決め面
３３に当接することにより、遮断体２８のリヤ側方向へ
の移動が規制される。

【００２９】斜板２２と遮断体２８との間の駆動シャフ
ト１６上には、スラストベアリング３４が駆動シャフト
１６上をスライド可能に支持されている。斜板２２の回
転は、スラストベアリング３４の存在によって遮断体２
８への伝達を阻止される。

【００３０】シリンダブロック１１に貫設された複数の
シリンダボア１１ａ内には、片頭タイプのピストン３５
が収容されている。斜板２２の回転運動は、一対のシュ
ー３６を介して各ピストン３５の前後往復揺動に変換さ
れ、この結果、ピストン３５がシリンダボア１１ａ内で
前後動される。

【００３１】リヤハウジング１３内には、吸入圧領域を
構成する吸入室３７及び吐出圧領域を構成する吐出室３
８が区画形成されている。バルブプレート１４上には、
各シリンダボア１１ａに対応して吸入ポート３９及び吐
出ポート４０が形成され、これらの吸入ポート３９及び
吐出ポート４０と対応するように吸入弁４１及び吐出弁
４２が形成されている。吸入室３７内の冷媒ガスは、ピ
ストン３５の上死点位置から下死点位置への復動動作に
より、吸入ポート３９から吸入弁４１を押し退けてシリ
ンダボア１１ａ内へ流入する。シリンダボア１１ａ内へ
流入した冷媒ガスは、ピストン３５の下死点位置から上
死点位置への往動動作により、所定の圧力に達するまで
圧縮された後、吐出ポート４０から吐出弁４２を押し退
けて吐出室３８へ吐出される。吐出弁４２は、リテーナ
４３に当接して開度規制される。

【００３２】回転支持体２１とフロントハウジング１２
との間には、スラストベアリング４４が介在されてい
る。スラストベアリング４４は、シリンダボア１１ａか
らピストン３５、シュー３６、斜板２２及びガイドピン
２３を介して回転支持体２１に作用する圧縮反力を受け
止める。

【００３３】吸入室３７は、通口４５を介して収容孔２
７に連通している。そして、遮断体２８が位置決め面３
３に当接したとき、吸入通路３２の前端が閉じられて、
通口４５は吸入通路３２から遮断される。

【００３４】駆動シャフト１６内には、軸心通路４６が
形成されている。軸心通路４６の入口４６ａはリップシ
ール２０付近でクランク室１５に開口しており、軸心通
路４６の出口４６ｂは遮断体２８の筒内に開口してい
る。遮断体２８の周面には、放圧通口４７が貫設されて
いる。放圧通口４７は、遮断体２８の筒内と収容孔２７
とを連通している。

【００３５】前記吐出室３８とクランク室１５とは、連
通路としての給気通路４８で接続されている。給気通路
４８の途中には、その給気通路４８を開閉するための容
量制御弁４９が設けられている。また、前記吸入通路３
２と容量制御弁４９との間には、その容量制御弁４９内
に吸入圧力Ｐｓを導くための検圧通路５０が形成されて
いる。

【００３６】吸入室３７へ冷媒ガスを導入する際の入口
となる吸入通路３２と、吐出室３８から冷媒ガスを排出
する吐出フランジ５１とは、外部冷媒回路５２で接続さ
れている。外部冷媒回路５２中には、凝縮器５３、膨張
弁５４及び蒸発器５５が介在されている。膨張弁５４は
温度式自動膨張弁からなり、蒸発器５５の出口側のガス
温度の変動に応じて冷媒流量を制御する。蒸発器５５の
近傍には、温度センサ５６が設置されている。温度セン
サ５６は、蒸発器５５における温度を検出し、この検出
温度情報が制御コンピュータ５７に送られる。また、制
御コンピュータ５７には、車両の車室内の温度を指定す
るための室温設定器５８、室温センサ５９、空調装置作
動スイッチ６０及びエンジン回転数センサ６１等が接続
されている。

【００３７】制御コンピュータ５７は、例えば室温設定
器５８によって予め指定された室温、温度センサ５６か
ら得られる検出温度、室温センサ５９から得られる検出
温度、空調装置作動スイッチ６０からのオンあるいはオ
フ信号、及び、エンジン回転数センサ６１から得られる
エンジン回転数等の外部信号に基づいて、入力電流値を
駆動回路６２に指令する。駆動回路６２は、指令された
入力電流値を後述する容量制御弁４９のソレノイド６３
に対して出力する。その他の外部信号としては、例えば
室外温度センサからの信号があり、車両の環境に応じて
入力電流値は決定される。

【００３８】前記容量制御弁４９は、バルブハウジング
６４とソレノイド部６５とが中央付近において接合され
て構成されている。バルブハウジング６４とソレノイド
部６５との間には弁室６６が区画形成され、その弁室６
６内に弁体６７が収容されている。弁室６６には、弁体
６７と対向するように弁孔６８が開口されている。この
弁孔６８は、バルブハウジング６４の軸線方向に延びる
ように形成されている。また、弁体６７と弁室６６の内
壁面との間には、強制開放バネ６９が介装され、弁体６
７を弁孔６８の開放方向へ付勢している。また、この弁
室６６は、弁室ポート７０、及び前記給気通路４８を介
してリヤハウジング１３内の吐出室３８に連通されてい
る。

【００３９】バルブハウジング６４の上部には、感圧室
７１が区画形成されている。この感圧室７１は、吸入圧
力導入ポート７２及び前記検圧通路５０を介してリヤハ
ウジング１３の吸入通路３２に連通されている。感圧室
７１の内部には、ベローズ７３が収容されている。バル
ブハウジング６４の感圧室７１と前記弁室６６との間に
は、前記弁孔６８と連続する感圧ロッドガイド７４が形
成されている。感圧ロッド７５は、感圧ロッドガイド７
４内に摺動可能に挿通されている。この感圧ロッド７５
により、前記弁体６７と前記ベローズ７３とが作動連結
されている。また、感圧ロッド７５の弁体６７と接合す
る側の部分は、弁孔６８内の冷媒ガスの通路を確保する
ために小径になっている。

【００４０】バルブハウジング６４には、弁室６６と感
圧室７１との間において、前記弁孔６８と直交するよう
に、ポート７６が形成されている。ポート７６は、給気
通路４８を介してクランク室１５に連通されている。つ
まり、弁室ポート７０、弁室６６、弁孔６８及びポート
７６は、前記給気通路４８の一部を構成している。

【００４１】前記ソレノイド部６５の収容室７７の上方
開口部には固定鉄心７８が嵌合され、この固定鉄心７８
により収容室７７内にソレノイド室７９が区画されてい
る。ソレノイド室７９には、ほぼ有蓋円筒状をなす可動
鉄心８０が往復動可能に収容されている。可動鉄心８０
と収容室７７の底面との間には、追従バネ８１が介装さ
れている。なお、この追従バネ８１は、前記強制開放バ
ネ６９よりも弾性係数が小さいものとなっている。

【００４２】前記固定鉄心７８には、ソレノイド室７９
と弁室６６とを連通するソレノイドロッドガイド８２が
形成されている。ソレノイドロッド８３は、前記弁体６
７と一体形成されており、ソレノイドロッドガイド８２
内に摺動可能に挿通されている。また、ソレノイドロッ
ド８３の可動鉄心８０側の端部は、前記強制開放バネ６
９及び追従バネ８１の付勢力によって可動鉄心８０に当
接されている。そして、前記可動鉄心８０と弁体６７と
が、ソレノイドロッド８３を介して作動連結される。

【００４３】前記固定鉄心７８及び可動鉄心８０の外側
には、両鉄心７８，８０を跨ぐように円筒状のソレノイ
ド６３が配置されている。このソレノイド６３には前記
制御コンピュータ５７の指令に基づいて、駆動回路６２
から所定の電流が供給されるようになっている。

【００４４】さて、この実施形態の圧縮機においては、
図１及び図２に示すように、前記シリンダブロック１１
の収容孔２７の前端周縁２７ｃを含めて、シリンダブロ
ック１１の前端面全体がフラット面となるように形成さ
れている。また、斜板２２が最大傾角位置に傾動され
て、遮断体２８が収容孔２７内で最前方位置まで移動さ
れた状態においても、シリンダブロック１１の収容孔２
７の前端周縁２７ｃが、ラジアルベアリング３０の軸線
方向中心より前方に位置するように形成されている。

【００４５】次に、前記のように構成されたクラッチレ
ス可変容量圧縮機の動作について説明する。さて、空調
装置作動スイッチ６０がオン状態のもとで、室温センサ
５９から得られる検出温度が室温設定器５８の設定温度
以上である場合には、制御コンピュータ５７はソレノイ
ド６３の励磁を指令する。すると、ソレノイド６３に駆
動回路６２を介して所定の電流が供給され、図１に示す
ように、両鉄心７８，８０間には入力電流値に応じた吸
引力が生じる。この吸引力は、強制開放バネ６９の付勢
力に抗して、弁開度が減少する方向の力としてソレノイ
ドロッド８３を介して弁体６７に伝達される。一方、ベ
ローズ７３は、吸入通路３２から検圧通路５０を介して
感圧室７１に導入される吸入圧力Ｐｓの変動に応じて変
位する。そして、ソレノイド６３の励磁状態において
は、このベローズ７３の吸入圧力Ｐｓに応じた変位が、
感圧ロッド７５を介して弁体６７に伝えられる。従っ
て、容量制御弁４９は、ソレノイド部６５からの付勢
力、ベローズ７３からの付勢力及び強制開放バネ６９の
付勢力のバランスにより、弁開度が決定される。

【００４６】冷房負荷が大きい場合には、例えば室温セ
ンサ５９によって検出された温度と室温設定器５８の設
定温度との差が大きくなる。制御コンピュータ５７は、
検出温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧を変更する
ように入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピュ
ータ５７は、駆動回路６２に対して、検出温度が高いほ
ど入力電流値を大きくするように指令する。よって、固
定鉄心７８と可動鉄心８０との間の吸引力が強くなっ
て、弁体６７の弁開度を小さくする方向への付勢力が増
大する。そして、より低い吸入圧力Ｐｓにて、弁体６７
の開閉が行われる。従って、容量制御弁４９は、電流値
が増大されることによって、より低い吸入圧力Ｐｓを保
持するように作動する。

【００４７】弁体６７の弁開度が小さくなれば、吐出室
３８から給気通路４８を経由してクランク室１５へ流入
する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室
１５内の冷媒ガスは、軸心通路４６及び放圧通口４７を
経由して吸入室３７へ流出している。このため、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが低下する。また、冷房負荷が大
きい状態では、シリンダボア１１ａ内の圧力も高くて、
クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダボア１１ａ内の
圧力との差が小さくなる。このため、斜板２２の傾角が
大きくなる。

【００４８】給気通路４８における通過断面積が零、つ
まり容量制御弁４９の弁体６７が弁孔６８を完全に閉止
した状態になると、吐出室３８からクランク室１５への
高圧冷媒ガスの供給は行われなくなる。そして、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃは、吸入室３７内の圧力Ｐｓとほ
ぼ同一になり、斜板２２の傾角は最大となる。斜板２２
の最大傾角は、回転支持体２１の傾角規制突部２１ａと
斜板２２との当接によって規制され、吐出容量は最大と
なる。

【００４９】逆に、冷房負荷が小さい場合には、例えば
室温センサ５９によって検出された温度と室温設定器５
８の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ５
７は、駆動回路６２に対して、検出温度が低いほど入力
電流値を小さくするように指令する。このため、固定鉄
心７８と可動鉄心８０との間の吸引力が弱くなって、弁
体６７の弁開度を小さくする方向への付勢力が減少す
る。そして、より高い吸入圧力Ｐｓにて、弁体６７の開
閉が行われる。従って、容量制御弁４９は、電流値が減
少されることによって、より高い吸入圧力Ｐｓを保持す
るように作動する。

【００５０】弁体６７の弁開度が大きくなれば、吐出室
３８からクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が多くな
り、クランク室１５内の圧力Ｐｃが上昇する。また、こ
の冷房負荷が小さい状態では、シリンダボア１１ａ内の
圧力が低くて、クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダ
ボア１１ａ内の圧力との差が大きくなる。このため、斜
板２２の傾角が小さくなる。

【００５１】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器５５における温度がフロスト発生をもたらす温度に
近づくように低下してゆく。温度センサ５６からの検出
温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ５７は
駆動回路６２に対してソレノイド６３の消磁を指令す
る。前記設定温度は、蒸発器５５においてフロストを発
生しそうな状況を反映する。そして、ソレノイド６３へ
の電流の供給が停止されて、ソレノイド６３が消磁さ
れ、固定鉄心７８と可動鉄心８０との吸引力が消失す
る。

【００５２】このため、図３に示すように、弁体６７
は、強制開放バネ６９の付勢力により、可動鉄心８０及
びソレノイドロッド８３を介して作用する追従バネ８１
の付勢力に抗して下方に移動される。そして、弁体６７
が弁孔６８を最大に開いた弁開度位置に移行する。よっ
て、吐出室３８内の高圧冷媒ガスが給気通路４８を介し
てクランク室１５へ多量に供給され、クランク室１５内
の圧力Ｐｃが高くなる。このクランク室１５内の圧力上
昇によって、斜板２２が最小傾角位置へ移動される。

【００５３】また、空調装置作動スイッチ６０のオフ信
号に基づいて、制御コンピュータ５７はソレノイド６３
の消磁を指令し、この消磁によっても斜板２２が最小傾
角位置に移動される。

【００５４】このように、容量制御弁４９の開閉動作
は、ソレノイド６３に対する入力電流値の大小に応じて
変わる。入力電流値が大きくなると低い吸入圧Ｐｓにて
開閉が実行され、入力電流値が小さくなると高い吸入圧
Ｐｓにて開閉動作が行われる。圧縮機は、設定された吸
入圧力Ｐｓを維持するように、斜板２２の傾角を変更し
て、その吐出容量を変更する。つまり、容量制御弁４９
は、入力電流値を変えて吸入圧Ｐｓの設定値を変更する
役割、及び、吸入圧力Ｐｓに関係なく最小容量運転を行
う役割を担っている。このような容量制御弁４９を具備
することにより、圧縮機は冷凍回路の冷凍能力を変更す
る役割を担っている。

【００５５】前記斜板２２の遮断体２８側への移動に伴
い、斜板２２の傾動がスラストベアリング３４を介して
遮断体２８に伝達される。この傾動伝達により遮断体２
８が、吸入通路開放バネ２９の付勢力に抗して位置決め
面３３側へ移動される。ここで、遮断体２８は、吸入通
路３２の通過断面積を徐々に減少してゆく。この緩慢な
通過断面積変化による絞り作用が、吸入通路３２から吸
入室３７への冷媒ガス流入量を徐々に減少させる。この
ため、吸入室３７からシリンダボア１１ａ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。従って、吐出圧力Ｐｄが徐々に減少して
ゆき、圧縮機における負荷トルクが短時間で大きく変動
することはない。その結果、最大吐出容量から最小吐出
容量に到る間のクラッチレス圧縮機における負荷トルク
の変動が緩慢になり、負荷トルクの変動による衝撃が緩
和される。

【００５６】図３に示すように、斜板２２の傾角が最小
になると、遮断体２８が位置決め面３３に当接し、吸入
通路３２が遮断される。この状態では、吸入通路３２に
おける通過断面積が零となり、外部冷媒回路５２から吸
入室３７への冷媒ガス流入が阻止される。この最小傾角
状態は、遮断体２８が吸入通路３２と収容孔２７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る。
遮断体２８は、前記閉位置とこの位置から離間した開位
置とへ、斜板２２に連動して切り換え配置される。

【００５７】斜板２２の最小傾角は０°ではないため、
最小傾角状態においても、シリンダボア１１ａから吐出
室３８への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボ
ア１１ａから吐出室３８へ吐出された冷媒ガスは、給気
通路４８を通ってクランク室１５へ流入する。クランク
室１５内の冷媒ガスは、軸心通路４６、放圧通口４７及
び通口４５を通って吸入室３７へ流入する。吸入室３７
内の冷媒ガスは、シリンダボア１１ａ内へ吸入されて、
再度吐出室３８へ吐出される。

【００５８】すなわち、最小傾角状態では、吐出圧領域
である吐出室３８、給気通路４８、クランク室１５、軸
心通路４６、放圧通口４７、収容孔２７、通口４５、吸
入圧領域である吸入室３７、シリンダボア１１ａを経由
する循環通路が、圧縮機内に形成されている。そして、
吐出室３８、クランク室１５及び吸入室３７の間では、
圧力差が生じている。従って、冷媒ガスが前記循環通路
を循環し、冷媒ガスとともに流動する潤滑油が圧縮機内
の各摺動部を潤滑する。

【００５９】空調装置作動スイッチ６０がオン状態にあ
って、斜板２２が最小傾角位置にある状態で、車室内の
温度が上昇して冷房負荷が増大すると、室温センサ５９
によって検出された温度が室温設定器５８の設定温度を
越える。制御コンピュータ５７は、この検出温度変移に
基づいて、ソレノイド６３の励磁を指令する。ソレノイ
ド６３の励磁により、給気通路４８が閉じられ、クラン
ク室１５の圧力Ｐｃが軸心通路４６及び放圧通口４７を
介した放圧に基づいて減圧してゆく。この減圧により、
吸入通路開放バネ２９が図３の縮小状態から伸長する。
そして、遮断体２８が、位置決め面３３から離間し、斜
板２２の傾角が図３の最小傾角状態から増大する。

【００６０】この遮断体２８の離間に伴い、吸入通路３
２における通過断面積が緩慢に増大してゆき、吸入通路
３２から吸入室３７への冷媒ガス流入量は徐々に増えて
いく。従って、吸入室３７からシリンダボア１１ａ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。そのため、吐出圧力Ｐｄが徐々
に増大してゆき、圧縮機における負荷トルクが短時間で
大きく変動することはない。その結果、最小吐出容量か
ら最大吐出容量に到る間のクラッチレス可変容量圧縮機
における負荷トルクの変動が緩慢になり、負荷トルクの
変動による衝撃が緩和される。

【００６１】外部駆動源をなす車両エンジンが停止すれ
ば、圧縮機の運転も停止、つまり斜板２２の回転も停止
し、容量制御弁４９のソレノイド６３への通電も停止さ
れる。このため、ソレノイド６３が消磁されて、給気通
路４８が開放され、斜板２２の傾角は最小となる。

【００６２】さて、斜板２２が最大傾角位置に移動され
ると、図１に示すように、遮断体２８は収容孔２７内で
最前方位置に移動される。この状態においても、シリン
ダブロック１１の収容孔２７の前端周縁２７ｃが、ラジ
アルベアリング３０の中心より前方に位置するようにな
っている。

【００６３】ところで、ピストン３５の圧縮動作に伴っ
て、駆動シャフト１６に作用するラジアル方向荷重ＦＲ
は、ラジアルベアリング３０及び遮断体２８を介して、
シリンダブロック１１の収容孔２７の内周面で支持され
る。

【００６４】ここで、図４に示すように、斜板２２の最
大傾角状態において、振動等により遮断体２８が駆動シ
ャフト１６の軸線方向に対して傾きを生じた場合を仮定
する。この状態では、前記ラジアル方向荷重ＦＲは、駆
動シャフト１６とラジアルベアリング３０の端縁との接
点において、互いに反対方向を指向する２つの力Ｆ１
１、Ｆ１２に分解される。この２つの力Ｆ１１、Ｆ１２
に対抗するように、シリンダブロック１１と遮断体２８
の大径部２８ａの端縁との接点において２つの力Ｆ１
３、Ｆ１４が生じる。ここで、ラジアルベアリング３０
の中心Ｏ１の周りのモーメントＭ１について考えると、
次の（１）式のようになる。

【００６５】Ｍ１＝Ｆ１１・Ｌ１１＋Ｆ１２・Ｌ１１＋Ｆ１３・Ｌ１３＋Ｆ１４・Ｌ１４・・・（１）ここで、距離Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ１４及び力Ｆ１１〜Ｆ
１４は、すべて正であるため、Ｍ１＞０となる。

【００６６】従って、遮断体２８はこの傾いたままの状
態を保持せず、Ｏ１点回りに回転して、やがて、図５に
示すように、収容孔２７の内周面に当接する。そして、
遮断体２８は、駆動シャフト１６の軸線方向に沿った状
態に姿勢変更される。

【００６７】次に、遮断体２８が収容孔２７の内周面に
当接した場合について考える。まず、前記ラジアル方向
荷重ＦＲは、駆動シャフト１６とラジアルベアリング３
０の端縁との接点において、同方向を指向する２つの力
Ｆ２１、Ｆ２２に分解される。この２つの力Ｆ２１、Ｆ
２２に対抗するように、シリンダブロック１１の前端周
縁２７ｃと遮断体２８との接点Ｏ２において力Ｆ２３
が、そして、シリンダブロック１１と遮断体２８の大径
部２８ａの端縁との接点において力Ｆ２４が生じる。こ
こで、この状態における力の釣り合いについて考える
と、以下のようになる。

【００６８】Ｆ２１＋Ｆ２２＝ＦＲ・・・（２）Ｆ２３＋Ｆ２４＝Ｆ２１＋Ｆ２２（＝ＦＲ）・・・（３）また、Ｏ２点の周りのモーメントＭ２について考える
と、次の（４）式のようになる。

【００６９】Ｍ２＝Ｆ２１（Ｌ２３−Ｌ２１）＋Ｆ２２（Ｌ２３＋Ｌ２１）＋Ｆ２４（Ｌ２３＋Ｌ２４）・・・（４）ここで、（２）、（３）式より、Ｆ２１＝Ｆ２２＝ＦＲ／２・・・（５）また、Ｆ２３＝ＦＲ・Ｌ２４／（Ｌ２３＋Ｌ２４）・・・（６）Ｆ２４＝ＦＲ・Ｌ２３／（Ｌ２３＋Ｌ２４）・・・（７）となる。これら（５）〜（７）式により、前記（４）式
は次のように変形される。

【００７０】Ｍ２＝ＦＲ（Ｌ２３−Ｌ２１）／２＋ＦＲ（Ｌ２３＋Ｌ２１）／２＋［Ｌ２３／（Ｌ２３＋Ｌ２４）］・ＦＲ（Ｌ２３＋Ｌ２４）＝２ＦＲ・Ｌ２３ここで、距離Ｌ２３及び力ＦＲは、すべて正であるた
め、Ｍ２＞０となる。つまり、遮断体２８には、Ｏ２点
回りにシリンダブロック２７の内周面に押しつけられる
方向のモーメントが作用することになる。言い換える
と、遮断体２８には、駆動シャフト１６の軸線方向に対
して傾きが生じないようにモーメントが作用する。

【００７１】このため、図３に示すように、斜板２２が
最大傾角位置から最小傾角位置に傾動されたとき、遮断
体２８が収容孔２７内で傾きを生じることなく後方に移
動される。そして、その遮断体２８の先端面が、吸入通
路３２の開口端の位置決め面３３に密着状態で当接す
る。これにより、吸入通路３２からの冷媒ガスの吸い込
みが確実に遮断される。

【００７２】以上のように構成されたこの実施形態によ
れば、以下の効果が期待される。（ａ）このクラッチレス可変容量圧縮機では、斜板２
２が最大傾角状態になって、遮断体２８が収容孔２７内
で最前方位置まで移動された状態においても、シリンダ
ブロック１１の収容孔２７の前端周縁２７ｃが、ラジア
ルベアリング３０の中心より前方に位置するように形成
されている。このため、斜板２２が最小傾角位置に傾動
されるとき、遮断体２８が駆動シャフト１６の軸線方向
に対し傾きを生じることなく、吸入通路３２の開口端に
密着状態で当接させることができる。従って、冷房負荷
の存在しない状態において、吸入通路３２を確実に遮断
することができて、外部冷媒回路５２内の冷媒ガスの吸
入を阻止しつつ、最小容量での運転を継続することがで
きる。

【００７３】（ｂ）このクラッチレス可変容量圧縮機
においては、収容孔２７の前端周縁２７ｃを含めて、シ
リンダブロック１１の前端面全体がフラット面となるよ
うに形成されている。このため、遮断体２８に傾きが生
じるのを一層確実に抑制することができ、斜板２２の最
小傾角状態で、遮断体２８を吸入通路３２の開口端に対
して、より密着した状態で当接されることができる。

【００７４】また、シリンダブロック１１の前端面全体
をフラット面としているので、加工を容易に行うことが
できる。（第２の実施形態）次に、この発明の第２の実施形態に
ついて、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に、図
６に基づいて説明する。

【００７５】さて、この実施形態では、シリンダブロッ
ク１１の前端面上に、収容孔２７に連続するように筒状
部８４が突出形成されている。この筒状部８４の先端面
８４ａは、収容孔２７の前端周縁２７ｃをなし、全周に
わたってフラット面となるように形成されている。ま
た、斜板２２が最大傾角位置に配置されて、遮断体２８
が収容孔２７内で最前方位置まで移動された状態におい
ても、この筒状部８４の先端面８４ａが、ラジアルベア
リング３０の中心より前方に位置するようになってい
る。

【００７６】従って、この第２の実施形態においても、
前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用効果を発揮す
ることができる。また、この第２の実施形態において
は、シリンダブロック１１の前端面上に、筒状部８４を
局部的に突出形成しているため、シリンダブロック１１
の軸線方向の長さを短縮して、圧縮機全体をコンパクト
に構成することができる。

【００７７】なお、この発明は以下のように変更して具
体化することもできる。（１）収容孔２７の前端周縁２７ｃ部分を除いて、シ
リンダブロック１１の前端面に凹所等を形成すること。

【００７８】（２）制御圧室をクランク室１５と兼用
することなく、ハウジング内に別に設けた可変容量圧縮
機において、この発明を具体化すること。（３）クランク室１５と吸入圧領域３７との間に連通
路としての抽気通路を形成し、その抽気通路の途中に容
量制御弁４９を配設し、その容量制御弁４９の開度調整
に基づいて制御圧室の圧力を変更するようにした可変容
量圧縮機において、この発明を具体化すること。

【００７９】前記（１）〜（３）のように構成しても、
前述した各実施形態とほぼ同様の効果が得られる。ま
た、この発明をクラッチ付きの可変容量圧縮機において
具体化することも可能である。その場合、例えば空調装
置作動スイッチがオフ状態のときのみクラッチを切り、
空調装置作動スイッチがオン状態のときにはクラッチレ
ス可変容量圧縮機と同様の動作を行うようにすれば、ク
ラッチの断続回数を激減することができ、走行フィーリ
ングを向上できる。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
以下の優れた効果を奏する。請求項１に記載の発明によ
れば、カムプレートが最小傾角状態に傾動されるとき、
遮断体を駆動シャフトの軸線方向に対して傾くことな
く、吸入通路の開口端に密着状態で当接させることがで
きる。従って、冷房負荷の存在しない状態において、吸
入通路を確実に遮断することができ、外部冷媒回路内の
冷媒ガスの吸入を阻止しつつ、最小容量での運転を継続
することができる。

【００８１】請求項２に記載の発明によれば、収容孔の
前端周縁が、全周にわたってフラット面となるように形
成されている。このため、遮断体に傾きが生じるのを一
層確実に抑制することができ、カムプレートの最小傾角
状態で、遮断体を吸入通路の開口端に対して、より密着
した状態で当接させることができる。

【００８２】請求項３に記載の発明によれば、シリンダ
ブロックの前端面上に、収容孔に連続するように筒状部
が突出形成されている。このため、遮断体の傾きの発生
を抑制しつつ、シリンダブロックの軸線方向の長さを短
縮して、圧縮機全体をコンパクトに構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の圧縮機の最大傾角状態を示
す断面図。

【図２】図１の圧縮機のシリンダブロックを示す斜視
図。

【図３】図１の圧縮機の最小傾角状態を示す断面図。

【図４】遮断体に作用するモーメントに関する説明
図。

【図５】同じく遮断体に作用するモーメントに関する
説明図。

【図６】第２の実施形態の圧縮機のシリンダブロック
を示す斜視図。

【符号の説明】

１１…ハウジングの一部を構成するシリンダブロック、
１１ａ…シリンダボア、１２…ハウジングの一部を構成
するフロントハウジング、１３…ハウジングの一部を構
成するリヤハウジング、１５…制御圧室を兼ねるクラン
ク室、１６…駆動シャフト、２２…カムプレートとして
の斜板、２７…収容孔、２７ｃ…前端周縁、２８…遮断
体、３０…ラジアルベアリング、３２…吸入圧領域を構
成する吸入通路、３５…ピストン、３７…吸入圧領域を
構成する吸入室、３８…吐出圧領域を構成する吐出室、
４８…連通路としての給気通路、４９…容量制御弁、５
２…外部冷媒回路、８４…筒状部、８４ａ…前端周縁を
なす先端面。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングの内部に制御圧室及びクラン
ク室を形成するとともに駆動シャフトを回転可能に支持
し、前記ハウジングの一部を構成するシリンダブロック
に複数のシリンダボアを形成するとともに収容孔を設
け、前記シリンダボア内にはピストンを往復動可能に収
容し、前記駆動シャフトにカムプレートを一体回転可能
かつ傾動可能に装着し、前記収容孔には外部冷媒回路か
ら吸入圧領域への吸入通路を開口するとともに、前記カ
ムプレートの傾動に連動して吸入通路を開閉するための
遮断体を移動可能に収容し、その遮断体内には駆動シャ
フトの後端を嵌入支持するためのラジアルベアリングを
配設し、吐出圧領域及び吸入圧領域の少なくとも一方と
前記制御圧室との間の連通路の途中には容量制御弁を設
け、その容量制御弁の開度調整に基づいて前記制御圧室
の圧力を変更することにより、前記カムプレートを収容
するクランク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記
ピストンを介した差を変更し、その差に応じてカムプレ
ートの傾角を変更して吐出容量を制御するように構成し
た可変容量圧縮機において、前記カムプレートが最大傾角位置に傾動されて、遮断体
が収容孔内で最前方位置まで移動された状態において
も、シリンダブロックの収容孔の前端周縁が、ラジアル
ベアリングの中心より前方に位置するように形成した可
変容量圧縮機。
【請求項２】前記収容孔の前端周縁を、全周にわたっ
てフラット面となるように形成した請求項１に記載の可
変容量圧縮機。
【請求項３】前記シリンダブロックの前端面上に、前
記収容孔に連続するように筒状部を突出形成した請求項
１また２に記載の可変容量圧縮機。