JPH11159449A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、高回転数領域での自身の保護を、制
御コンピュータによる容量制御弁の制御に依存すること
なく簡単な構成で達成し得る可変容量型圧縮機を提供す
ること。 【解決手段】 クランク室１５と吐出室３９は給気通路
４８を介して連通されている。電磁弁よりなる容量制御
弁４９は給気通路４８上に介在されている。容量制御弁
４９は、ソレノイド５２のコイル７２へ供給される電流
が多くなると、斜板２３の傾角が増大される側に弁体５
４への付与荷重を変更する。ＰＴＣサーミスタ９１はコ
イル７２に対して直列に接続されている。ＰＴＣサーミ
スタ９１は、圧縮機の過負荷運転により昇温されるリヤ
ハウジング１３、及び定格以上の電流の供給により昇温
されるコイル７２にそれぞれ熱結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両空調
システム等に適用される可変容量型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機においては、
例えば、次のような構成のものが存在する。クランク室
はハウジングの内部に形成されている。駆動軸はクラン
ク室に配置されており、ハウジングによって回転可能に
架設支持されている。シリンダボアは、ハウジングの一
部を構成するシリンダブロックに設けられている。ピス
トンはシリンダボアに収容されている。カムプレートは
クランク室において駆動軸に挿着されており、駆動軸の
回転によりその軸線方向前後に揺動される。ピストンは
カムプレートに連結されており、従って、駆動軸の回転
によりピストンが往復動されて冷媒ガスの圧縮が行われ
る。

【０００３】前記クランク室は吐出圧領域に給気通路を
介して連通されている。電磁弁よりなる容量制御弁は、
給気通路上に介在されている。冷房負荷等に基づく制御
コンピュータの指令により、駆動回路から容量制御弁の
ソレノイドのコイルへ所定の電流が供給される。

【０００４】例えば、駆動回路からソレノイドのコイル
へ供給される電流が多いと、容量制御弁は、給気通路の
開度を小さくするように弁体への付与荷重を変更する。
従って、クランク室の圧力が吐出冷媒ガスの導入量の減
少により低下され、シリンダボアの圧力とのピストンを
介した差が小さくなる。その結果、カムプレートの傾角
が増大されてピストンのストロークが大きくなり、吐出
容量が多くなる。

【０００５】さて、近年、外部駆動源をなす車両エンジ
ンの高性能化に伴って、可変容量型圧縮機の使用回転数
領域が高くなる傾向にある。高回転数領域では、当然の
ことながら圧縮機の仕事量も大きくなる。このような高
回転数領域において、圧縮機が高吐出容量で運転される
と、圧縮機にとって非常に負荷の大きな状態となってい
た。

【０００６】従来、この問題を解決するために、車両エ
ンジンの高回転数領域では、制御コンピュータによって
圧縮機の保護制御を行うことが提案される。制御コンピ
ュータは、例えば、回転数センサによって駆動軸の回転
数を検知する。制御コンピュータは、検知された回転数
と予め記憶したしきい値とを比較判定する。制御コンピ
ュータは、冷房負荷等に基づいて算出された電流値と予
め記憶したしきい値とを比較判定する。制御コンピュー
タは、検知された回転数及び算出電流値がともにしきい
値を上回ると、算出電流値よりも少ない値で駆動回路に
指令を出す。従って、圧縮機は低中吐出容量となり、過
負荷状態を避けることが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術においては、次のような問題点が存在する。 （１）圧縮機の保護を制御コンピュータの制御によって
行うことは、圧縮機の制御プログラムの複雑化につなが
る。従って、制御コンピュータの負担が増大されるし、
メモリの消費量が多くなるという問題があった。

【０００８】（２）圧縮機が高回転数領域において高吐
出容量で運転されているとしても、何らかの好適条件に
より過負荷状態とならないこともある。しかし、このよ
うな場合でも、制御コンピュータによる保護制御が介入
されて低中吐出容量とされ、冷房要求を満たし続けるこ
とは不可能であった。また、圧縮機が低中回転数領域及
び低中吐出容量の少なくとも一方で運転されているとし
ても、何らかの悪条件により過負荷状態となることもあ
る。しかし、このような場合においては、制御コンピュ
ータによる保護制御が介入されず、負荷を軽減すること
ができなかった。

【０００９】（３）制御コンピュータが故障すると、容
量制御弁のコイルへ供給される電流が、高吐出容量を指
示する値側に振られたままの状態となってしまうことが
ある。しかし、制御コンピュータによる圧縮機の保護
は、制御コンピュータ自身の故障時においては無効とな
る欠点があった。

【００１０】（４）駆動回路において電源電圧の異常や
短絡等が生じると、定格以上の電流が容量制御弁のコイ
ルへ流れ込み、コイルが高温発熱により損傷される等の
過電流事故が発生する危惧がある。しかし、制御コンピ
ュータによる保護制御は駆動軸の回転数や算出電流値に
基づいて行われ、過電流事故に対応することができなか
った。

【００１１】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、例え
ば、高回転数領域での自身の保護を、制御コンピュータ
による容量制御弁の制御に依存することなく簡単な構成
で達成し得る可変容量型圧縮機を提供することにある。

【００１２】

【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の発明では、制御圧室と吸入圧領域又は吐出
圧領域とを連通する制御通路上に、制御通路の開度を弁
体により調節する電磁弁よりなる容量制御弁が介在さ
れ、容量制御弁のソレノイドはコイルへ供給される電流
が多くなるとカムプレートの傾角が増大される側に弁体
への付与荷重を変更する構成であって、温度上昇によっ
て通電を抑制する感温スイッチを前記コイルに対して直
列に接続し、異常時に正規以上の温度上昇を示す圧縮機
又はその駆動系を構成する昇温部材に対して前記感温ス
イッチを熱結合した可変容量型圧縮機である。

【００１３】請求項２の発明では、前記感温スイッチは
ＰＴＣサーミスタである。請求項３の発明では、前記昇
温部材はハウジングである。請求項４の発明では、前記
昇温部材は容量制御弁のコイルである。

【００１４】請求項５の発明では、前記感温スイッチは
コイルを被包するケースに収容されている。請求項６の
発明では、前記容量制御弁はハウジングに装着されてい
る。

【００１５】請求項７の発明では、前記ケースは、少な
くとも感温スイッチ付近がハウジングに収容されてい
る。請求項８の発明では、前記ハウジングの内部におい
て、ケースが収容される収容空間と吐出圧領域とは、両
者を隔絶する隔壁を介して隣接されている。

【００１６】請求項９の発明では、前記容量制御弁は、
吸入圧領域に連通された感圧室と、感圧室に収容され吸
入圧の変動を弁体に伝達するための感圧機構とを備え、
ソレノイドは、コイルへ供給される電流の変化により弁
体への付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更する構成
である。

【００１７】（作用）上記構成の請求項１及び９の発明
においては、圧縮機の状況が、コイルへ供給される電流
が多いことを要因として良好ではなくなると、その状況
が昇温部材の温度で以って示される。すなわち、圧縮機
又はその駆動系は、正常な状態と比べて異常時には正規
以上に温度が上昇する。従って、これらを構成する昇温
部材に熱結合された感温スイッチも温度上昇することに
なり、その結果、コイルへ供給される電流が制限されて
少なくなり、圧縮機の良好ではない状況が回避される。

【００１８】請求項２の発明においては、感温スイッチ
としてＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サ
ーミスタを使用することで、そのＰＴＣ特性から抵抗値
が急激に上昇される。

【００１９】請求項３の発明においては、例えば、高回
転数領域において高吐出容量で運転される圧縮機は、非
常に負荷の大きな状態となっている。この状態が継続さ
れると、圧縮機自身の過負荷の状況が、例えば、吐出冷
媒ガスの高温化等に起因したハウジングの昇温によって
示される。従って、ハウジングに熱結合されたＰＴＣサ
ーミスタ等の感温スイッチは高温化され、その特性から
抵抗値が急激に上昇される。その結果、コイルへ供給さ
れる電流が制限されて少なくなり、容量制御弁はカムプ
レートの傾角が減少される側、つまり、吐出容量が減少
されるように弁体への付与荷重を変更する。

【００２０】請求項４の発明においては、例えば、定格
以上の電流が容量制御弁のコイルへ流れ込むとコイルの
温度が上昇される。従って、コイルに熱結合された感温
スイッチは高温化され、その特性から抵抗値が急激に上
昇される。その結果、コイルへ供給される電流が制限さ
れて少なくなり、コイルの過電流事故が防止される。

【００２１】請求項５の発明においては、感温スイッチ
をケースに収容する簡単な構成で、感温スイッチとコイ
ルとの熱結合が達成されている。請求項６の発明におい
ては、請求項５の発明に加え、容量制御弁をハウジング
に装着する簡単な構成で、感温スイッチとハウジングと
の熱結合が達成されている。

【００２２】請求項７の発明においては、感温スイッチ
とハウジングとの熱結合が良好となる。請求項８の発明
においては、ケースを収容する収容空間が、圧縮機の過
負荷の状況が速やかに反映される吐出圧領域に隣接され
ている。従って、感温スイッチは、圧縮機の過負荷状態
に対して迅速に高温化される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をクラッチレスタイ
プの可変容量型圧縮機において具体化した一実施形態に
ついて説明する。

【００２４】図１に示すように、フロントハウジング１
１は、センタハウジングとしてのシリンダブロック１２
の前端に接合されている。リヤハウジング１３は、シリ
ンダブロック１２の後端にバルブプレート１４を介して
接合固定されている。制御圧室としてのクランク室１５
は、フロントハウジング１１とシリンダブロック１２と
により囲まれて区画形成されている。駆動軸１６は、ク
ランク室１５を通るようにフロントハウジング１１とシ
リンダブロック１２との間に回転可能に架設支持されて
いる。プーリ１７は、フロントハウジング１１にアンギ
ュラベアリング１８を介して支持されている。プーリ１
７は、駆動軸１６のハウジング１１〜１３からの突出端
部に連結されており、その外周部に巻き掛けられたベル
ト１９を介して外部駆動源としての車両エンジン２０
に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介することなく直
結されている。

【００２５】リップシール等よりなる軸封装置２１は、
駆動軸１６の前端側外周面とフロントハウジング１１と
の間に介在されている。軸封装置２１は駆動軸１６を封
止する。

【００２６】回転支持体２２は、クランク室１５におい
て駆動軸１６に止着されている。カムプレートとしての
斜板２３は、クランク室１５において駆動軸１６に挿着
されている。ヒンジ機構２４は、回転支持体２２と斜板
２３との間に介在されている。斜板２３はヒンジ機構２
４の介在により、駆動軸１６の軸線Ｌ方向へ傾動可能で
かつ駆動軸１６と一体的に回転可能となっている。斜板
２３の半径中心部がシリンダブロック１２側に移動され
ると、斜板２３の傾角が減少される。

【００２７】収容孔２７はシリンダブロック１２の中心
部に貫設されている。遮断体２８は収容孔２７にスライ
ド可能に収容されている。吸入通路開放バネ２９は、収
容孔２７の端面と遮断体２８との間に介在され、遮断体
２８を斜板２３側へ付勢している。

【００２８】前記駆動軸１６は、その後端部を以て遮断
体２８の内部に挿入されている。ラジアルベアリング３
０は、駆動軸１６の後端部と遮断体２８の内周面との間
に介在されている。ラジアルベリング３０は、遮断体２
８とともに駆動軸１６に対して軸線Ｌ方向へスライド移
動可能である。

【００２９】吸入圧領域を構成する吸入通路３２は、リ
ヤハウジング１３及びバルブプレート１４の中心部に形
成されている。吸入通路３２は収容孔２７に連通されて
おり、そのバルブプレート１４の前面に表れる開口周囲
には、位置決め面３３が形成されている。遮断面３４は
遮断体２８の先端面に形成され、遮断体２８の移動によ
り位置決め面３３に接離される。遮断面３４が位置決め
面３３に当接されることにより、両者間３３，３４のシ
ール作用で吸入通路３２と収容孔２７の内空間との連通
が遮断される。

【００３０】スラストベアリング３５は斜板２３と遮断
体２８との間に介在され、駆動軸１６上にスライド移動
可能に支持されている。スラストベアリング３５は、吸
入通路開放バネ２９に付勢されて、常には斜板２３と遮
断体２８との間で挟持されている。

【００３１】そして、斜板２３が遮断体２８側へ傾動す
るのに伴い、斜板２３の傾動がスラストベアリング３５
を介して遮断体２８に伝達される。従って、遮断体２８
が吸入通路開放バネ２９の付勢力に抗して位置決め面３
３側に移動され、遮断体２８は遮断面３４を以て位置決
め面３３に当接される。遮断面３４が位置決め面３３に
当接された状態にて、斜板２３のそれ以上の傾動が規制
され、この規制された状態にて斜板２３は、０°よりも
僅かに大きな最小傾角となる。斜板２３の回転は、スラ
ストベアリング３５の存在によって、遮断体２８への伝
達を阻止される。

【００３２】シリンダボア１２ａはシリンダブロック１
２に貫設形成され、片頭型のピストン３６はシリンダボ
ア１２ａに収容されている。ピストン３６はシュー３７
を介して斜板２３に係留されており、斜板２３の回転運
動がピストン３６の前後往復運動に変換される。

【００３３】吸入圧領域を構成する吸入室３８及び吐出
圧領域を構成する吐出室３９は、前記リヤハウジング１
３の内部にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート４
０、吸入ポート４０を開閉する吸入弁４１、吐出ポート
４２、吐出ポート４２を開閉する吐出弁４３は、それぞ
れバルブプレート１４に形成されている。そして、吸入
室３８の冷媒ガスは、ピストン３６の復動動作により吸
入ポート４０及び吸入弁４１を介してシリンダボア１２
ａに吸入される。シリンダボア１２ａに流入された冷媒
ガスは、ピストン３６の往動動作により吐出ポート４２
及び吐出弁４３を介して吐出室３９に吐出される。

【００３４】前記吸入室３８は通口４５を介して収容孔
２７に連通されている。そして、遮断体２８がその遮断
面３４を以て位置決め面３３に当接されると、通口４５
は吸入通路３２から遮断される。

【００３５】通路４６は駆動軸１６の内部に形成され、
クランク室１５と遮断体２８の内空間とを連通する。放
圧通口４７は遮断体２８に貫設され、遮断体２８の内空
間と収容孔２７の内空間とを連通する。

【００３６】制御通路としての給気通路４８は、吐出室
３９とクランク室１５とを連通する。電磁弁及び感圧弁
が合体されてなる容量制御弁４９は、給気通路４８上に
介在されている。検圧通路５０は、吸入通路３２と容量
制御弁４９との間に形成されている。

【００３７】前記容量制御弁４９は、バルブハウジング
５１とソレノイド５２とが中央付近において接合されて
いる。弁収容孔１３ａは、リヤハウジング１３の外壁面
から吸入通路３２にかけて穿設され、その内空間が収容
空間６１をなす。収容空間６１は吐出室３９に対して、
両者３９，６１を隔絶するリヤハウジング１３の一部で
ある隔壁１３ｂを介して隣接されている。容量制御弁４
９は、ほぼ全体が収容空間６１に収まるようにしてリヤ
ハウジング１３に固定されている。ソレノイド５２はそ
の外殻をなすケース７１を有し、ケース７１によってソ
レノイド５２の収容空間６１から外部への露出部分が被
包されている。

【００３８】弁室５３は、バルブハウジング５１とソレ
ノイド５２との間に区画形成されている。弁体５４は弁
室５３に収容されている。弁孔５５は、弁室５３におい
てバルブハウジング５１の軸線に上に形成され、弁体５
４と対向するように開口されている。強制開放バネ５６
は、弁体５４と弁室５３の内壁との間に介在され、弁孔
５５を開放する方向に弁体５４を付勢している。弁室５
３は給気通路４８を介して吐出室３９に連通されてい
る。

【００３９】感圧室５８は、バルブハウジング５１の上
部に区画形成されている。感圧室５８は検圧通路５０を
介して吸入通路３２に連通されている。ベローズ６０は
感圧室５８に収容されている。弁体５４とベローズ６０
は、感圧ロッド６２によって作動連結されている。ベロ
ーズ６０及び感圧ロッド６２が感圧機構をなす。

【００４０】ポート６３は、バルブハウジング５１にお
いて弁室５３と感圧室５８との間に形成され、弁孔５５
に連通されている。ポート６３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５３、
弁孔５５及びポート６３は、給気通路４８の一部を構成
している。

【００４１】収容室６５は、ソレノイド５２においてケ
ース７１に囲まれて区画形成されている。固定鉄芯６４
は収容室６５の上方開口部に嵌合され、固定鉄芯６４に
よってソレノイド室６６が区画形成されている。有蓋円
筒状をなす可動鉄芯６７は、ソレノイド室６６に往復動
可能に収容されている。追従バネ６８は、可動鉄芯６７
とソレノイド室６６の底面との間に介装されている。な
お、追従バネ６８は、前記強制開放バネ５６よりも弾性
係数が小さいものが使用されている。ソレノイドロッド
７０は弁体５４と一体形成されている。ソレノイドロッ
ド７０の可動鉄芯６７側端は、強制開放バネ５６及び追
従バネ６８の付勢力によって可動鉄芯６７に当接され
る。可動鉄芯６７と弁体５４とは、ソレノイドロッド７
０を介して作動連結されている。

【００４２】円筒状をなすコイル７２は、ソレノイド５
２のケース７１内において固定鉄芯６４及び可動鉄芯６
７の外側で、両鉄芯６４，６７を跨ぐようにして配置さ
れている。収容室６５内の余剰空間には、樹脂埋め７３
がなされている。コネクタ７４は、樹脂埋め７３の一部
をケース７４外に膨出することで形成されている。

【００４３】駆動回路８０と容量制御弁４９のコイル７
２とは、コイル７２側のコネクタ７４と駆動回路８０側
のコネクタ８３とを介することで着脱可能に接続されて
いる。駆動回路８０は車両バッテリ等の電源を備え、電
源から供給される電力を制御してコイル７２に供給し、
ソレノイド５２の励磁・消磁を行う。なお、駆動回路８
０とコイル７２（容量制御弁４９）との間にコネクタ７
４，８３を介在させることは、圧縮機とその制御系（駆
動回路８０、後述する制御コンピュータ８１やセンサ・
スイッチ類）とを、それぞれ別個に車両に搭載する際の
組み付け性を考慮したものである。

【００４４】そして、図２及び図４に示すように、感温
スイッチとしてのＰＴＣ（PositiveTemperature Coeffi
cient）サーミスタ９１は、コネクタ７４，８３を境と
した容量制御弁４９側の回路上において、コイル７２に
対して直列に接続されている。ＰＴＣサーミスタ９１
は、昇温部材としてのリヤハウジング１３及び容量制御
弁４９のコイル７２のそれぞれに対して熱結合されてい
る。リヤハウジング１３は、高温な吐出冷媒ガスにより
温度が上昇し、コイル７２は自己の発熱によって温度上
昇するものであり、両者は昇温部材を構成する。

【００４５】図５に示すように、ＰＴＣサーミスタ９１
は低温では低抵抗で、キュリー点付近を境とした高温の
領域では、温度上昇とともに急激に抵抗が増大する電気
的特性（ＰＴＣ特性）を有する。ＰＴＣサーミスタ９１
を構成する材料としては、例えば、チタン酸バリウム系
セラミックやチタン酸鉛系セラミック等が挙げられる。
本実施形態のＰＴＣサーミスタ９１は、１５０〜２００
℃付近にキュリー点を有する。

【００４６】前記ＰＴＣサーミスタ９１とコイル７２と
の熱結合は、収容室６５内においてコイル７２付近の余
剰空間にＰＴＣサーミスタ９１を収容することで達成さ
れている。前述したように収容室６５内の余剰空間に
は、空間よりも熱伝達に有利な樹脂埋め７３がなされて
おり、この樹脂埋め７３に埋められたＰＴＣサーミスタ
９１と、樹脂埋め７３に接触されたコイル７２及びケー
ス７１との熱結合は良好な状態となっている。

【００４７】ＰＴＣサーミスタ９１とリヤハウジング１
３との熱結合は、収容空間６１に収容されたケース７１
が、リヤハウジング１３に直接接触して熱結合すること
で達成されている。ＰＴＣサーミスタ９１は、ケース７
１の内部において、コネクタ７４とは容量制御弁４９の
軸線を介した反対側、つまり、圧縮機内部側の位置に配
置されて、吐出室３９に極力近づけられている。従っ
て、ＰＴＣサーミスタ９１はリヤハウジング１３に対し
て、特に、隔壁１３ｂとの熱結合が良好な状態となって
いる。

【００４８】以上構成の圧縮機は、その吸入室３８に冷
媒ガスを導入する通路となる吸入通路３２と、吐出室３
９から冷媒ガスを排出する吐出フランジ７５とが外部冷
媒回路７６により接続されている。凝縮器７７、膨張弁
７８及び蒸発器７９は、外部冷媒回路７６上に介在され
ている。

【００４９】蒸発器温度センサ８２、車室温度センサ８
４、エアコンスイッチ８７、車室温度設定器８８及び前
記駆動回路８０は、制御コンピュータ８１に接続されて
いる。そして、制御コンピュータ８１は、各センサ８
２，８４による検出値、エアコンスイッチ８７のオン・
オフ信号、車室温度設定器８８による設定温度信号等の
入力値に基づいて入力電流値を決定し、駆動回路８０に
指令する。駆動回路８０は指令された入力電流値に基づ
いて、ソレノイド５２の励磁・消磁を行う。ソレノイド
５２は、コイル７２へ供給される電流が多い程、両鉄心
間６４，６７間の吸引力を強くする。

【００５０】次に、上記構成の圧縮機の動作について説
明する。制御コンピュータ８１は、エアコンスイッチ８
７がオン状態の下で、車室温度センサ８４の検出値が車
室温度設定器８８の設定温度以上である場合に、駆動回
路８０に対してソレノイド５２の励磁を指令する。そし
て、駆動回路８０によりソレノイド５２のコイル７２に
対して電流が供給され、図２に示すように、両鉄芯６
４，６７間にはデューティ比に応じた吸引力が生じる。
この吸引力は、強制開放バネ５６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７０を
介して弁体５４に伝達される。一方、ベローズ６０は、
吸入通路３２から検圧通路５０を介して感圧室５８に導
入される吸入圧の変動に応じて変位する。そして、ベロ
ーズ６０はソレノイド７４の励磁状態において吸入圧に
感応し、その変位が感圧ロッド６２を介して弁体５４に
伝達される。容量制御弁４９の弁開度は、ソレノイド５
２からの付勢力、ベローズ６０からの付勢力及び強制開
放バネ５６の付勢力のバランスにより決定される。

【００５１】冷房負荷が大きい場合には、例えば、車室
温度センサ８４によって検出された車室温度と、車室温
度設定器８８の設定温度との差が大きい。制御コンピュ
ータ８１は、車室温度と設定温度とに基づいて設定吸入
圧を変更するように、コイル７２へ供給される電流量を
変更する。制御コンピュータ８１は車室温度と設定温度
との差が大きいほどコイル７２へ供給される電流を多く
する。従って、ソレノイド５２は、固定鉄芯６４と可動
鉄芯６７との間の吸引力が強くなり、弁体５４の弁開度
が小さくなる方向の付勢力が増大する。その結果、より
低い吸入圧にて弁体５４の開閉動作が行われる。

【００５２】弁体５４の弁開度が小さくなれば、吐出室
３９から給気通路４８を経由してクランク室１５へ流入
する冷媒ガスの量が少なくなる。この一方で、クランク
室１５の冷媒ガスは、通路４６及び放圧通口４７を経由
して吸入室３８へ流出している。このため、クランク室
１５の圧力が低下する。また、冷房負荷が大きい状態で
は、シリンダボア１２ａの吸入圧も高く、クランク室１
５の圧力とシリンダボア１２ａの吸入圧との差が小さく
なる。従って、斜板２３の傾角が大きくなり、吐出容量
が増大される。

【００５３】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５４が弁孔５５を完全に閉止
した状態となると、吐出室３９からクランク室１５への
高圧冷媒ガスの供給は行われない。そして、クランク室
１５の圧力は、吸入室３８の圧力と略同一になり、斜板
２３の傾角は回転支持体２２との当接により規定された
最大となる。

【００５４】逆に、冷房負荷が小さい場合には、例え
ば、車室温度と設定温度との差は小さい。制御コンピュ
ータ８１は車室温度が低いほど、コイル７２へ供給する
電流を少なくするように指令する。このため、固定鉄芯
６４と可動鉄芯６７との間の吸引力は弱く、弁体５４の
弁開度が小さくなる方向の付与荷重が減少する。その結
果、より高い吸入圧にて、弁体５４の開閉動作が行われ
る。

【００５５】弁体５４の弁開度が大きくなれば、吐出室
３９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の圧力が上昇する。また、この冷房
負荷が小さい状態では、シリンダボア１２ａの吸入圧が
低く、クランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの吸
入圧との差が大きくなる。従って、斜板２３の傾角が小
さくなり、吐出容量が減少される。

【００５６】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器７９における温度がフロスト発生をもたらす温度に
近づいてゆく。制御コンピュータ８１は、蒸発器温度が
フロスト判定温度以下になるとソレノイド５２の消磁を
指令する。フロスト判定温度は、蒸発器７９においてフ
ロストが発生しそうな状況を反映する。そして、ソレノ
イド５２は、駆動回路８３からコイル７２への電流供給
の停止により消磁され、固定鉄芯６４と可動鉄芯６７と
の吸引力が消失する。このため、図３に示すように、弁
体５４は、強制開放バネ５６の付勢力により、可動鉄芯
６７を介して作用する追従バネ６８の付勢力に抗して下
方に移動される。そして、弁体５４が弁孔５５を最大に
開いた弁開度位置に移行する。このため、吐出室３９の
高圧冷媒ガスが多量に給気通路４８を介してクランク室
１５へ供給され、クランク室１５の圧力が高くなる。ク
ランク室１５の圧力上昇により、斜板２３の傾角が最小
傾角へ移行する。

【００５７】また、制御コンピュータ８１は、エアコン
スイッチ８７がオフ状態に切換操作されると駆動回路８
３からコイル７２への電流供給を停止し、それに応じて
ソレノイド５２が消磁されて斜板２３が最小傾角に傾動
される。

【００５８】斜板２３の傾角が最小となると、遮断体２
８はその遮断面３４を以て位置決め面３３に当接され、
吸入通路３２が遮断される。この状態では、吸入通路３
２における通過断面積が零となり、外部冷媒回路７６か
ら吸入室３８への冷媒ガスの流入が阻止される。斜板２
３の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくなるように設
定されている。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された開位置とへ斜板２３に連動し
て切り換え配置される。

【００５９】斜板２３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１２ａから吐出
室３９への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボ
ア１２ａから吐出室３９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の冷媒ガスは、通路４６及び放圧通口４７を通っ
て吸入室３８へ流入する。吸入室３８の冷媒ガスは、シ
リンダボア１２ａへ吸入されて、再度吐出室３９へ吐出
される。すなわち、最小傾角状態では、吐出圧領域であ
る吐出室３９、給気通路４８、クランク室１５、通路４
６、放圧通口４７、収容孔２７、吸入圧領域である吸入
室３８、シリンダボア１２ａを経由する循環通路が圧縮
機の内部に形成されている。そして、吐出室３９、クラ
ンク室１５及び吸入室３８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の内部の各摺動部分
を潤滑する。

【００６０】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな作用・効果を奏する。 （１）駆動軸１６は、例えば、車両の高速走行により高
回転数で回転駆動される。高回転数領域での圧縮機の仕
事量は大きく、このような高回転数領域において、低い
設定吸入圧を維持すべく高吐出容量で運転されると、圧
縮機にとって非常に負荷の大きな状態となる。この状態
が継続されると、圧縮機自身の過負荷の状況が、例え
ば、吐出冷媒ガスの高温化となって表れる。このため、
吐出室３９が高温となり、吐出室３９に接するリヤハウ
ジング１３において、特に隔壁１３ｂが高温となり、こ
の隔壁１３ｂに熱結合されたＰＴＣサーミスタ９１が、
例えば、１５０〜２００℃付近の高温となる。従って、
ＰＴＣサーミスタ９１はそのＰＴＣ特性から抵抗値が急
激に上昇され、駆動回路８０からコイル７２へ供給され
る電流が制限されて少なくなる。コイル７２へ供給され
る電流が少なくなると、弁体５４への付与荷重が低減さ
れて設定吸入圧が上昇される。その結果、容量制御弁４
９はより高い吸入圧で開閉され、圧縮機は設定された吸
入圧を維持すべく、吐出容量が減少されて過負荷状態か
ら離脱される。以上のように、保護制御を行わなくとも
良い制御コンピュータ８１の負担は軽減されるし、メモ
リの消費量も抑え得る。

【００６１】（２）前述したように、ＰＴＣサーミスタ
９１は、リヤハウジング１３の温度上昇により、圧縮機
が過負荷状態にあると判断する。つまり、従来のよう
に、駆動軸１６の回転数と算出電流値とに基づいて圧縮
機の過負荷状態を予測するのではなく、圧縮機の過負荷
状態を直接的に検知している。従って、例えば、圧縮機
が高回転数領域において高吐出容量で運転されていると
しても、何らかの好適条件により過負荷状態とならなけ
れば、吐出容量を減少させる電流の制限がなされず、高
い冷房要求を満たし続けることが可能である。また、圧
縮機が低中回転数領域及び低中吐出容量の少なくとも一
方で運転されているとしても、何らかの悪条件により過
負荷状態となった場合、それに対応して吐出容量を減少
させて負荷を軽減することが可能である。

【００６２】（３）制御コンピュータ８１が故障され、
容量制御弁４９のコイル７２へ供給される電流が、設定
吸入圧を低くする側に振られたままの状態となったとす
る。しかし、前述したように、ＰＴＣサーミスタ９１
は、制御コンピュータ８１による制御とは無関係に容量
制御弁４９を制御することができる。従って、制御コン
ピュータ８１の故障時においても、確実に設定吸入圧を
上昇させて吐出容量を減少させ、圧縮機の過負荷状態を
回避可能である。

【００６３】（４）駆動回路８０において電源電圧の異
常や短絡等が生じると、定格以上の電流が容量制御弁４
９のコイル７２へ流れ込み、コイル７２が昇温して損傷
する過電流事故が発生される危惧がある。しかし、ＰＴ
Ｃサーミスタ９１はコイル７２に対して熱結合されてお
り、コイル７２の温度上昇に基づいて、例えば、１５０
〜２００℃付近の高温となると抵抗値が急激に上昇され
る。従って、コイル７２へ流れ込む電流が制限されて少
なくなり、コイル７２の発熱を抑えてその損傷を防止で
きる。このように、従来技術では不可能であった、過電
流事故の防止効果も奏することができる。

【００６４】（５）ＰＴＣサーミスタ９１はコイル７２
を被包するケース７１に収容され、ケース７１はほぼ全
体がリヤハウジング１３の収容空間６１に収容されてい
る。このような構成を採ることで、ＰＴＣサーミスタ９
１とコイル７２及びリヤハウジング１３とを簡単に熱結
合させることができた。

【００６５】また、ケース７１に収容されかつそのケー
ス７１が収容空間６１に収容されたＰＴＣサーミスタ９
１は、例えば、圧縮機近傍に位置される車両エンジン２
０等の他の機器の昇温による影響を受け難く、誤動作す
ることはない。

【００６６】さらに、ケース７１に収容されたＰＴＣサ
ーミスタ９１は、車両エンジン２０の冷却水循環系や潤
滑油循環系等が取り廻されているエンジンルームに露出
されていない。従って、エンジンルーム内の水分、油
分、埃等がＰＴＣサーミスタ９１に付着し難く、図５に
示す好適なＰＴＣ特性が変化されてしまうことを防止で
きる。

【００６７】（６）容量制御弁４９（ケース７１）を収
容する収容空間６１と吐出室３９とは、リヤハウジング
１３の内部において両者を隔絶する隔壁１３ｂを介して
隣接されている。従って、圧縮機の過負荷の状況をリヤ
ハウジング１３（隔壁１３ｂ）の昇温に速やかに反映さ
せることができ、圧縮機の過負荷状態に対してＰＴＣサ
ーミスタ９１を迅速に高温化することが可能となった。
その結果、圧縮機の過負荷状態の継続時間を短縮でき、
保護効果が高められる。

【００６８】（７）コネクタ７４，８３が駆動回路８０
とコイル７２（容量制御弁４９）との間に介在されてい
る。また、ＰＴＣサーミスタ９１は、コネクタ７４，８
３を境とした容量制御弁４９側の回路上において、コイ
ル７２に対して直列に接続されている。従って、ＰＴＣ
サーミスタ９１を適用することによっても、コネクタ７
４，８３を境とした駆動回路８０側の構成の変更はな
く、既存の容量制御弁４９の制御系８０，８１をそのま
ま使用することができる。

【００６９】（８）ＰＴＣサーミスタ９１は、キュリー
点付近で急激に抵抗が変化する特性を有しており、例え
ば、１５０℃以下の圧縮機が正常に運転されている状態
では抵抗値が小さく、コイル７２への通電が良好に行わ
れる。よって、圧縮機の容量制御に何ら支障を来すもの
ではない。

【００７０】（９）ＰＴＣサーミスタ９１を使用する場
合には機械的な接点がなく、車両のエンジンルームのよ
うな振動の激しい環境条件においても好適に使用するこ
とができる。

【００７１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば、次のような態様でも実施でき
る。 （１）上記実施形態を変更し、容量制御弁４９をシリン
ダブロック１２に配設するか、或いはＰＴＣサーミスタ
９１を容量制御弁４９（ケース７１）外に取り出して配
置することで、ＰＴＣサーミスタ９１をシリンダブロッ
ク１２に熱結合させること。

【００７２】（２）上記実施形態を変更し、容量制御弁
４９をフロントハウジング１１に配設するか、或いはＰ
ＴＣサーミスタ９１を容量制御弁４９（ケース７１）外
に取り出して配置することで、ＰＴＣサーミスタ９１を
フロントハウジング１１に熱結合させること。

【００７３】（３）ＰＴＣサーミスタ９１を圧縮機の構
成部材（１３，７２）に熱結合させるのではなく、圧縮
機以外の部材で、圧縮機の過負荷状態を温度上昇で以っ
て示す部材に熱結合させること。例えば、吐出冷媒ガス
の高温化により温度が上昇される、外部冷媒回路７６の
吐出フランジ７５付近の配管等が挙げられる。

【００７４】（４）本明細書において圧縮機の良好では
ない状況とは、圧縮機の自身の良好ではない状況（過負
荷状態、コイル７２の過電流事故）だけではなく、圧縮
機が他の機器に何らかの悪影響を与えている状況も意味
する。例えば、圧縮機は、車両エンジン２０側からして
みれば、動力損失を招く負荷機器となっている。従っ
て、ＰＴＣサーミスタ９１を、圧縮機の駆動系である車
両エンジン２０の冷却水循環系や潤滑油循環系に熱結合
し、過負荷状態にある車両エンジン２０がオーバーヒー
ト気味で、冷却水や潤滑油の温度が上昇された時には、
圧縮機の吐出容量を減少させて車両エンジン２０の負荷
を低減させるように構成することも本発明の趣旨を逸脱
するものではない。

【００７５】（５）電磁弁機能のみを備えた容量制御弁
を有する圧縮機において具体化すること。 （６）上記実施形態において、従来技術で述べた制御コ
ンピュータによる保護制御も併せて行うようにするこ
と。

【００７６】（７）上記実施形態においては、クランク
室１５への吐出冷媒ガスの導入量を調節することで容量
制御を行う圧縮機において具体化されていた。しかし、
これに限定されるものではなく、クランク室１５からの
冷媒ガスの排出量を調節することで容量制御を行う可変
容量型圧縮機において具体化しても良い。

【００７７】（８）上記実施形態においては、クランク
室１５への吐出冷媒ガスの導入量を調節することで容量
制御を行う圧縮機において具体化されていた。しかし、
これに限定されるものではなく、クランク室１５への吐
出冷媒ガスの導入量及びクランク室１５からの冷媒ガス
の排出量の両方を調節することで容量制御を行う圧縮機
において具体化しても良い。

【００７８】（９）クラッチ付きの可変容量型圧縮機に
おいて具体化すること。 （１０）上記実施形態において使用されていたＰＴＣサ
ーミスタ９１の代りに、例えば、１５０〜２００℃で接
点をＯＦＦするバイメタルスイッチをコイル７２に直列
に接続しても良い。

【００７９】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載すると、前記コイル７２にはそれに電流を供
給する駆動回路８０がコネクタ７４，８３を介して接続
されており、感温スイッチ９１はコネクタ７４，８３を
境としてコイル７２側に配設されている請求項１〜９の
いずれかに記載の可変容量型圧縮機。

【００８０】このようにすれば、既存の容量制御弁４９
の制御系をそのまま使用することができる。

【００８１】

【発明の効果】上記構成の請求項１、３及び９の発明に
よれば、例えば、高回転数領域での圧縮機の保護を、制
御コンピュータによる容量制御弁の制御に頼らなくとも
良く、制御コンピュータの負担を軽減できるし、メモリ
の消費量も抑え得る。

【００８２】また、感温スイッチは、制御コンピュータ
による制御とは無関係に容量制御弁を制御することがで
き、制御コンピュータの故障時においても圧縮機の保護
作用を奏することが可能となった。

【００８３】請求項２の発明によれば、機械的な接点の
ないＰＴＣサーミスタは、例えば、車両のエンジンルー
ムのような振動の激しい環境条件においても好適に使用
することができる。

【００８４】請求項４の発明によれば、コイルの過電流
事故の防止効果も奏することが可能となる。請求項５の
発明によれば、感温スイッチとコイルとの熱結合を簡単
に達成できる。

【００８５】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
に加えて、感温スイッチとハウジングとの熱結合を簡単
に達成できる。請求項７の発明によれば、感温スイッチ
とハウジングとの熱結合が良好となる。請求項８の発明
によれば、圧縮機の過負荷状態に対して感温スイッチを
迅速に高温化することができ、圧縮機の過負荷状態の継
続時間を短縮できて、保護効果が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 クラッチレスタイプの可変容量型圧縮機の縦
断面図。

【図２】 図１の要部拡大図。

【図３】 容量変更動作を説明する図。

【図４】 コイルに対するＰＴＣサーミスタの接続を示
す回路図。

【図５】 ＰＴＣサーミスタの抵抗特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１１…ハウジングを構成するフロントハウジング、１２
…ハウジングの一部を構成するシリンダブロック、１２
ａ…シリンダボア、１３…昇温部材としてのハウジング
を構成するリヤハウジング、１５…制御圧室としてのク
ランク室、１６…駆動軸、２３…カムプレートとしての
斜板、３６…ピストン、３８…吸入圧領域を構成する吸
入室、３９…吐出圧領域を構成する吐出室、４８…制御
通路としての給気通路、４９…容量制御弁、５２…ソレ
ノイド、５４…弁体、７４…昇温部材としてのコイル、
９１…感温スイッチとしてのＰＴＣサーミスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 志郎 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 (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に制御圧室を形成する
   とともに、ハウジングに駆動軸を回転可能に支持させ、
   ハウジングの一部を構成するシリンダブロックにシリン
   ダボアを形成し、そのシリンダボアにはピストンを往復
   動可能に収容し、駆動軸にカムプレートを一体回転可能
   でかつ傾動可能に挿着し、制御圧室の圧力を調節してカ
   ムプレートの傾角を変更することで、吐出容量を制御す
   る構成の可変容量型圧縮機において、 前記制御圧室と吸入圧領域又は吐出圧領域とを連通する
   制御通路上に、制御通路の開度を弁体により調節する電
   磁弁よりなる容量制御弁が介在され、容量制御弁のソレ
   ノイドはコイルへ供給される電流が多くなるとカムプレ
   ートの傾角が増大される側に弁体への付与荷重を変更す
   る構成であって、温度上昇によって通電を抑制する感温
   スイッチを前記コイルに対して直列に接続し、異常時に
   正規以上の温度上昇を示す圧縮機又はその駆動系を構成
   する昇温部材に対して前記感温スイッチを熱結合した可
   変容量型圧縮機。
2. 【請求項２】 前記感温スイッチはＰＴＣサーミスタで
   ある請求項１に記載の可変容量型圧縮機。
3. 【請求項３】 前記昇温部材はハウジングである請求項
   １又は２に記載の可変容量型圧縮機。
4. 【請求項４】 前記昇温部材は容量制御弁のコイルであ
   る請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
5. 【請求項５】 前記感温スイッチはコイルを被包するケ
   ースに収容されている請求項４に記載の可変容量型圧縮
   機。
6. 【請求項６】 前記容量制御弁はハウジングに装着され
   ている請求項５に記載の可変容量型圧縮機。
7. 【請求項７】 前記ケースは、少なくとも感温スイッチ
   付近がハウジングに収容されている請求項６に記載の可
   変容量型圧縮機。
8. 【請求項８】 前記ハウジングの内部において、ケース
   が収容される収容空間と吐出圧領域とは、両者を隔絶す
   る隔壁を介して隣接されている請求項７に記載の可変容
   量型圧縮機。
9. 【請求項９】 前記容量制御弁は、吸入圧領域に連通さ
   れた感圧室と、感圧室に収容され吸入圧の変動を弁体に
   伝達するための感圧機構とを備え、ソレノイドは、コイ
   ルへ供給される電流の変化により弁体への付与荷重を変
   化させて設定吸入圧を変更する構成である請求項１〜８
   のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。