JPS62175557A - 空調装置用圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧縮機に関し、特に自動車用空調装置の冷媒圧
縮機として用いて有効である。また、本発明圧縮機は、
冷凍サイクル中に気液分離器を配設し、その気液分離器
で分離されたガス冷媒を圧縮機に吸入するようにした、
いわゆるガスインジェクションタイプの空調装置に用い
る。また、本発明圧縮機は、可変容量機能を備えるもの
である。

〔従来の技術〕

従来より、ガスインジェクションタイプの空調装置にお
いて、可変容量圧縮機を使用することは知られていた。

例えば、特開昭５５−１１２９６３号公報に記載された
空調装置では、ガスインジェクション配管と、吐出冷媒
を吸入孔側に戻すバイパス通路とを備えており、インジ
ェクション配管とバイパス通路のそれぞれに開閉弁を備
えていた。そして、このそれぞれの通路に配設された開
閉弁を開閉駆動することにより、ガスインジェクション
と圧縮機の容量低減とを行なうようにしていた。

しかしながら、この従来のものでは、ガスインジェクシ
ョンと圧縮機の容量低減を行なうそれぞれの開閉弁が、
圧縮機の外方に配設されており、そのためその開閉弁の
配設に大きなスペースを要していた。しかも、開閉弁を
２つ必要とするため、その制御装置が大型化するという
問題があった。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕本発明は、この
ようにガスインジェクション通路と圧縮機の容量低減機
能とを備えた空調装置において、ガスインジェクション
通路の開閉、および圧縮機の容量低減の駆動を、１つの
手段により同時に行なうようにすることを、その技術的
課題とする。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明は上記点に鑑み、圧縮機内に複数のピストンを配
設し、その複数のピストンに対向する吐出弁を解離手段
により吐出孔より解離可能としている。また、複数のピ
ストンのうち一部のピストンとのみ連通する副吸入室を
形成し、この副吸入室とガスインジェクション配管とを
連通ずるようにしている。そして、この副吸入室とガス
インジェクション配管とを結ぶ通路途中には、その通路
の開閉を行なう開閉弁を配設している。そして、この開
閉弁と上述の開閉手段とを１つの開閉手段により連係し
て開閉駆動するようにしている。

（作用〕 上記構成としたため、本発明圧縮機では、ガスインジェ
クション通路を開閉弁が開いた状態では、解離手段は吐
出弁を吐出孔側に押圧するように作用する。したがって
、この状態では、圧縮機は１００％の能力で作動し、同
時にガスインジェクション配管を介して高圧のガス状冷
媒が副吸入室に吸入されるようになる。一方、ガスイン
ジェクション配管が開閉弁によって閉じられた状態では
、解離手段は同時に吐出弁を吐出孔より離脱させる。

したがって、この状態では圧縮機は小容量で作動し、ガ
スインジェクションは行われない。

〔実施例〕

第２図は、本発明圧縮機の用いられる冷凍サイクルを示
す。圧縮機１０１は冷媒を高温高圧の状態に圧縮し、吐
出する。この圧縮機１０１は、自動車走行用エンジンの
駆動力を、電磁クラッチ１２０を受けて回転する。圧縮
機１０１より吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器１０
２に流入し、ここで、外部空気と熱交換し、高圧なまま
凝縮する。凝縮した高圧の冷媒は、次いで第１減圧装置
１０３に流入し、そこで所定量減圧される。第１減圧装
置１０３により減圧され、霧状となった冷媒は、次いで
気液分離器１０４に流入し、ここでガス冷媒と液冷媒と
に分離される。気液分離器１０４の下方に溜まった液冷
媒は、次いで第２減圧装置１０７に流入され、そこでさ
らに減圧され、霧状となる。この第２減圧装置で減圧さ
れた低圧低温の霧状冷媒は、次いで蒸発器１０８に流入
する。蒸発器１０８では、車室内空気と熱交換し、車室
内を冷却するとともに、自身は蒸発する。蒸発して高温
、高圧となった冷媒は、再び圧縮機１０１に吸入される
。なお、１０９はＥＰＲで、コンプレッサへ吸入される
冷媒量を調節し、エバポレータでの蒸発圧力を一定値に
保つ。

また、気液分離器１０４上方に溜められたガス冷媒は、
インジェクション配管１０５を介して圧縮機１０１に戻
される。すなわち、インジェクション配管からは、比較
的高圧のガス冷媒が圧縮機１０１に戻されることになる
。

圧縮機ｌｏｔには、したがってインジェクション配管か
らのガス冷媒を受けるインジェクション吸入孔２６２と
、蒸発器１０８からの冷媒を受ける吸入孔２６５との２
つの吸入孔が形成されている。

次にこの圧縮機１０１の内部構造を第１図に基づいて説
明する。第１図中、２００および２０１は、圧４（′Ｉ
Ｊａハウジングで、内部に複数のシリンダ室２２０を形
成する。このハウジング２００，２０１は相互に連結さ
れている。ハウジング２００の外方には、フロントハウ
ジング２０２が配設されている。またハウジング２０１
の後方には、リアハウジング２０３が配設されている。

シリンダ室２２０内には、ピストン２０７が摺動自在に
配設されている。ピストン２０７はシュー２０７を介し
て斜板２０５の回転揺動運動を受けるようになっている
。斜板２０５はシャフト２０４と一体に回転し、シャフ
ト２０４は上述したように、自動車走行用エンジンの駆
動力を受けて回転する。２０８，２０．９はシャフト２
０４の回転を支持する軸受である。また、２１０および
２１１はセラフトベアリングで、斜板２０５が軸方向に
変位するのを防止する。

ハウジング２００とフロントハウジング２０２との間に
は、側板２１４が配設されている。また、ハウジング２
０１とリアハウジング２０３との間にも、側板２１３が
配設されている。側板２１３および２１４には、シリン
ダ室２２０と対向する位置に吸入孔２６１および吐出孔
２６２が形成されている。２２２は吸入孔を開閉する吸
入弁である。また、２２４は吐出孔を開閉する吐出弁で
ある。吐出弁２２４はリテーナ２２６によりその変位が
制限される。２９４は吐出サービスバルブで、この吐出
サービスバルブ２９４内には吐出通路２９０が形成され
ている。吐出通路２９０はハウジングに形成された吐出
連通通路２９３を介してフロントハウジング２０２に形
成された吐出室２４４およびリアハウジング２０３に形
成された吐出室２４６と連通している。

図示しないが、吸入サービスバルブも同様にハウジング
２００．２０１と連通しており、ハウジング２００．２
０１内に形成された吸入連通通路を介してフロントハウ
ジング２０２の主吸入室２４０、およびリアハウジング
２０３に形成された主吸入室と連通している。

インジェクション配管１０５と連通ずるインジェクショ
ン吸入孔２６２はリアハウジング２０３側に設けられて
いる。このインジェクション吸入孔はリアハウジング２
０３に形成された副吸入室２４２と連通している。すな
わち、リアハウジング２０３には主吸入室と副吸入室２
４２との２種類の吸入室が形成されている。副吸入室２
４２は、複数のシリンダ室２２０のうち、特定の１つの
シリンダ室とのみ連通する。また、他の主吸入室はこの
副吸入室に連通すネジリンダ室２２０以外のシリンダ室
と連通ずる。

吐出弁２２４およびリテーナ２２６は解離手段２３０と
一体に結合している。解離手段２３０は、円筒形状をし
ており、信号圧力室２６０内に摺動自在に配設されてい
る。また、解離手段２３０はスプリング２３３の勢力を
受けて、信号圧力室２６０側に押圧されている。

信号圧力室２６０に供給される信号圧力は、コントロー
ル弁２５４によって高圧と低圧とに切換られる。２８８
はコントロール弁に吐出室２４４からの高圧冷媒を供給
する高圧通路である。また、２８１はコントロール弁側
に主吸入室からの低圧冷媒圧力を導入する低圧通路であ
る。そしてこの高圧通路２８８および低圧通路２８１の
コントロール弁側開目端は弁座２８５および２８７を形
成しており、この弁座２Ｂ５，２８７にコントロール弁
２５４に配設された弁体２５６および２５８が当接可能
となっている。

コントロール弁２５４は、電磁コイル２５０からの磁力
を受けて移動する。また、コントロール弁２５４には連
通孔２５５が貫通しており、コントロール弁２５４前後
に差圧が生しない構造となっている。コントロール弁２
５４はスプリング２５２によって図中上方に押圧されて
おり、しだがってコイル２５０に通電されない状態では
、第１図のように弁体２５８が弁座２８７を閉じるよう
に構成されている。

インジェクション吸入孔には、開閉弁２８６が配設され
ており、この開閉弁２８６によりインジェクション吸入
孔が開閉制御されるようになっている。開閉弁２８６は
ロッド２８４を介して、駆動ピストン２８２と連通して
いる。駆動ピストン２８２は第２信号圧力室２８０内に
摺動自在に配設されている。そして、このピストン２８
２は第２信号圧力室２８０内の圧力に応じて、図中上下
に移動可能となっている。なお、第２信号圧力室２８０
はコントロール弁部分を介して信号圧力室２６０の圧力
と同圧となっている。

次に上記構成圧縮機の作動を説明する。

電磁クラッチ１２０を介して、自動車走行用エンジンの
回転力を受けると、シャフト２０４はハウジング２００
，２０１内を回転する。この回転とともに、斜板２０５
もハウジング内を揺動回転する。この揺動回転をシュー
２０６を介して受け、ピストン２０７はシリンダ室２２
０内を往復移動することになる。ピストン２０７の往復
移動に伴い、シリンダ室２２０の容積は増減する。シリ
ンダ室２２０の容積が増大する吸入工程では、主吸入室
２４０より冷媒をシリンダ室２２０内に吸入する。すな
わち、空調装置の蒸発器より吸入サービスパルプを介し
て吸入された低温低圧の冷媒が主吸入室２４０よりシリ
ンダ室２２０内に吸入される。また、同時に気液分離器
２Ｑ４よりインジェクション配管およびインジェクショ
ン吸入孔２６２を介して圧縮機１０１に吸入されたガス
冷媒も、副吸入室２４０により特定のシリンダ室２２０
内に吸入される。

ピストン２０７の移動に伴い、シリンダ室２２０の容積
が減少する圧縮工程では、吸入孔２６１は吸入弁２２２
によって閉じられる。シリンダ室２２０内の圧力が所定
圧以上になると、吐出弁２６２．２４１が開き、シリン
ダ室２２０内の圧縮された高圧の冷媒は吐出孔２４４．
２４６へ吐出される。吐出孔２４４．２４６は、フロン
トハウジング２０２、およびリアハウジング２０３の両
ハウジングに形成されているため、それぞれ吐出連通通
路２９３を介して吐出サービスパルプ２９４側に集合さ
れる。その後、吐出サービスパルプより冷凍サイクルの
凝縮器１０２側に吐出される。

第１図図示は上記圧縮機が１００％の能力で作動されて
いる状態を示す。すなわち、解離手段２３０は図中左側
に移動し、吐出弁２６２はその作動をなす。この状態で
は、コイル２５０に非通電であり、したがってコントロ
ール弁２５４はスプリング２５２の付勢力を受けて、図
中上方側に変位している。その結果、弁体２５６は高圧
通路２８８を開き、一方他の弁体２５８は低圧通路２８
１を閉じている。したがって信号圧力室２６０および第
２信号圧力室２８０には、そのいずれにも吐出室２４４
からの高圧冷媒が供給されている。

この高圧冷媒の圧力を受けて、ピストン２８２は図中上
方に変位し、その結果開閉弁２８６はインジェクション
吸入孔２６２を開いている。

＼　　　　　　信号圧力室２６０にも、高圧冷媒が吸入
され、その結果解離手段２３０の背面に加わる圧力の方
がスプリング２３３の設定圧力よりも高（なり、リテー
ナ２２６および吐出弁２２４を吐出孔２６２側に押圧し
ている。この状態では、吐出弁２２４が正常に作動し、
したがってリアハウジング側に位置するシリンダ室２２
０も、良好に圧縮、吐出作用を行なうことになる。

さらにこの状態では、上述したように開閉弁２８６がガ
スインジェクション通路１０５を開いている。したがっ
て、気液分離器より供給される比較的高圧のガス冷媒が
、副吸入室２４２に供給され、次いで特定のシリンダ室
２２０内に供給されることになる。したがって、この状
態では気液分離器１０４内の圧力に基づき、シリンダ室
２２０内にはさらに冷媒がインジェクションされること
になる。したがって、吐出される全冷媒の流量も増大す
ることになる。

サーモスイッチ１１０が蒸発器１０８通過後の冷媒温度
を検出し、その結果、冷房能力が余っている状態を検知
すると、その信号をコイル２５０側に伝達する。すなわ
ち、蒸発器１０８通過後の冷媒配管の温度が所定温度以
下となっていれば、その状態をサーモスイッチ１１０が
検出し、コイル２５０にバッテリ１１１からの電圧を印
加する。

第３図はこのコイル２５０が励磁した状態を示す。コイ
ルの起磁力によりコントロール弁２５４が図中下方に変
位し、その結果弁体２５６が高圧通路２８８を閉じる。

同時に上方側の弁体２５８は低圧通路２８１を開く。そ
の結果、コントロール弁２５４が配設されるコントロー
ル室２６２は吸入室と連通ずることになる。そして、コ
ントロール室２６２内の高圧冷媒は低圧通路２８１を介
して吸入室側に逃がされる。その結果、第２信号圧力２
８１および信号圧力室２６０内の冷媒圧力も、吸入室内
圧力と同等となる。

このように、信号圧力室２６０内の圧力が下がると、解
離手段２３０およびリテーナ２２６、吐出弁２２４は、
スプリング２３３の付勢力を受けて、図中右方向に変位
する。したがって、吐出弁２２４は吐出孔２６２より離
脱する。吐出弁２２４が吐出孔２６２より離脱した結果
、吐出孔２６２は常時開口することになる。したがって
、この状態ではシリンダ室２２０の圧縮作用は行われな
い。換言すれば、このように解離手段２３０が開いた状
態では、リアハウジング２０３側のシリンダ室２２０は
、−切圧縮吐出作用を行わないことになる。したがって
、圧縮機１０１としてみた時には、フロントハウジング
２０２例のシリンダ室の２２０のみが圧縮吐出作用を行
うことになり、圧縮機１０１の能力は半減する。

またこの状態では、第２信号圧力室２８０内の圧力もコ
ントロール室２６２と同様、低圧となるため、ピストン
２８２がその前後差圧に応じて図中下方へ変位し、開閉
弁２８６がインジェクション吸入孔２６２を閉じる。す
なわち、このように圧縮機１０１の能力が半減した状態
では、インジェクション通路１０５も閉じられ、圧縮機
にガスインジェクションが行われることはない。

なお、この状態では、フロントハウジング２０２側のシ
リンダ室２２０のみが圧縮吐出作用を行うことになるが
、フロントハウジング２０２側のシリンダ室２２０から
吐出された冷媒が、リアハウジング２０３側に戻される
ことはない。すなわち、この状態では、逆止弁２９２が
リアハウジング２０３側の吐出連通通路２９３を閉じる
からである。

第４図は、本発明圧縮機の他の実施例を示す。

上述の例では、コントロール室２６２内の圧力を第２圧
力室２８０へ伝達し、その第２信号圧力室２８０内の圧
力に応じて、開閉弁２８６を開閉するようにしていた。

しかしながら、第４図に示すように、コントロール弁２
５４の変位をロフト３０２を介して直接開閉弁２８６に
伝達するようにしてもよい。

すなわち、コイル２５０が励磁して、コントロール弁２
５４が図中下方に変位した状態では、その変位をロフト
３０２を介して開閉弁２８６が受け、開閉弁２８６がイ
ンジェクション吸入孔２６２を閉じるようにする。なお
、口・７ド３０２のコトロール弁２５４側には、シール
部材３００が配設されている。したがって、コイル２５
０に通電されず、コントロール弁２５４が図中上方へ変
位した状態では、シール部材３００がロフト３０２を収
納する通路３０４を閉じることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図図示圧縮機の用いられる空Ａｌｌ装置を示す説
明図、第３図は第１図図示圧縮機の他の状態を示す断面
図、第４図は本発明圧縮機の他の実施例を示す断面図で
ある。 １０１・・・圧縮機、１０２・・・凝縮器、１０３・・
・第１減圧手段、１０４・・・気液分離器、１０５・・
・インジェクション配管、１０７・・・第２減圧装置、
１０８・・・蒸発器、２０４・・・シャフト、２０７・
・・ピストン、２３０・・・解離手段、２４０・・・主
吸入室、２４２・・・副吸入室、２４４・・・吐出室、
２６２・・・インジェクション吸入孔、２８６・・・開
閉弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　冷媒の凝縮を行なう凝縮器と、この凝縮器で凝縮され
   た冷媒を減圧する第１減圧装置と、この第１減圧装置に
   て減圧された冷媒を受け、冷媒を気冷媒と液冷媒とに分
   離する気液分離器と、この気液分離器より液冷媒を導入
   し、さらに減圧する第２減圧装置と、この第２減圧装置
   で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記気液分離
   器のうち、気冷媒を導出するインジェクション配管と共
   に用いられる圧縮機であって、 複数のシリンダ室と、このシリンダ室と吸人孔を介して
   連通する吸入室と、前記シリンダ室と吐出孔を介して連
   通する吐出孔を有するハウジングと、前記シリンダ室内
   に摺動自在に配設された複数のピストンと、このピスト
   ンを前記シリンダ室内にて往復駆動する駆動手段と、前
   記吸入孔に配設された吸入弁と、前記吐出弁を前記吐出
   孔より解離する方向に駆動する解離手段と、前記吸入室
   のうち特定のピストンと対向する副吸入室と前記インジ
   ェクション配管とを連通するインジェクション吸入孔と
   、前記吸入室のうち、前記副吸入室以外の主吸入室と、
   前記蒸発器とを連通する主吸入孔と、前記インジェクシ
   ョン吸入孔を開閉する開閉弁とを備え、この開閉弁と前
   記解離手段とを連動して駆動するよう構成した空調装置
   用圧縮機。