JPS62218669A - 可変容量型揺動板式圧縮機 - 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、車両用空気調和装置の冷媒ガスの圧縮等に用
いられる可変容量型揺動板式圧縮機の制御方法に関する
。

（従来技術とその問題点） 従来、可変容量型揺動板式圧縮機として、吸入室とクラ
ンク室との連通路を開閉する電磁弁を設け、該電磁弁の
開度制御により前記吸入室と前記クランク室との連通度
を調節して、該クランク室内圧力を変化させることによ
り揺動板の傾斜角度を調整し、ピストンストロークを変
化させて吐出容量を可変し得る如く構成したものが知ら
れている。しかしながら、かかる構成の圧縮機において
は温度設定器の出力のみで電磁弁を制御すると、圧縮機
の特性として熱負荷によって吸入圧力が変化すること及
びエバポレータと圧縮機吸入口との間の圧力損失のため
、冷媒の実質的な蒸発圧力が変動し、エバポレータが凍
結したり、逆に必要とされる冷房能力が得られないとい
う問題点があった。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、熱負荷の
変化に対応して電磁弁の開度を補正することにより所望
の冷房能力を得られるようにした可変容量型揺動板式圧
縮機の制御方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、吸入室とクランク
室との連通路を開閉し且つ前記吸入室内の圧力を受ける
受圧面を有する弁体と、該弁体の開度を制御する電磁ア
クチュエータを備える電磁弁とされる圧力調整弁の制御
により前記吸入室と前記クランク室との連通度を調節し
て、該クランク室内圧力を変化させることにより揺動板
の傾斜角度を調整し、ピストンストロークを変化させて
吐出容量を可変し得る如く構成した可変容量型揺動板式
圧縮機において、熱負荷の変化を検知し、その変化に応
じて前記電磁アクチュエータに供給される電流を制御す
ることにより、前記弁体の開度を補正するようにしたこ
とを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は可変容量型揺動板式圧縮機の全体構
成を示している。

図において、１はハウジングで、該ハウジング１は円筒
状のケース２と、該ケース２の一端面（図中左端面）に
バルブプレート３を介して気密に取り付けられたシリン
ダヘッド４と、前記ケース２の他端面（図中右端面）に
気密に取り付けられたヘッド部材５とによって構成され
ている。

前記シリンダヘッド４は、偏平な略円筒状をなし、一端
面が閉塞され、その内部には、中心部に後述する圧力調
整弁６０が配設され、該圧力調整弁６０の外周に吸入室
４１が形成され、更に該吸入室４１の外周に吐出室４６
が形成されている。

前記吸入室４１及び吐出室４６は、同心の略環状をなし
、前記バルブプレート３の一端面にシール部材を介して
前記シリンダヘッド４の他端面が気密に当接することに
より画成されている。

前記吸入室４１は図示しない吸入口を介して空気調和装
置の冷媒サイクルのエバポレータ（図示せず）の出口に
接続され、前記吐出室４６は図示しない吐出口を介して
前記冷媒サイクルのコンデンサ（図示せず）の入口に接
続されている。

前記バルブプレート３の他端側に位置するケース２の内
部には、冷媒圧縮のためのピストン機構２０が配設され
ている。前記ピストン機構２０は、シリンダブロック２
１と、ピストン２２とによって構成されている。

前記シリンダブロック２１は、前記ケース２の内部に一
体形成され、中心軸線上に沿って後述するピストン駆動
機構５０の駆動軸嵌装用の中心孔２１ａが設けられてい
る。前記シリンダブロック２１には、軸線が中心軸線と
平行にして周方向に所定間隔を存して複数のシリンダ２
３が配設されている。

前記ピストン２２は、各シリンダ２３内に夫々摺動自在
に嵌装されている。又、前記ピストン２２にはピストン
ロッド２４が穿設され、該ピストンロッド２４には先端
にボールジヨイント２４ａが設けらｉでいる。

尚、前記バルブプレート３には、前記吸入室４１と前記
各シリンダ２３内とを連通ずる複数の吸入ボート４２が
穿設され、又、前記吐出室４６と各シリンダ２３内とを
連通ずる複数の吐出ボート４４が穿設されている。前記
吐出室４６の吐出ボート４４の開口端には吐出弁４５及
び吐出弁止め４５ａが設けられている（第２図参照）。

又、前記吸入ボートにも図示しない吸入弁が設けられて
いる。

こうして、前記ピストン機構２０は、吸入室４１内の低
圧冷媒を吸入ボート４２及び吸入弁を介してシリンダ２
３内へ吸入し、ビスｌ〜ン２２により圧縮して、高温高
圧冷媒とし、吐出ボート４４及び吐出弁４５を介して吐
出室４６内に吐出するようにされている。

前記ピストン機構２０を駆動するために、駆動機構５０
がハウジング１内の他端側のクランク室２６内に配設さ
れている。前記駆動機構５０は、ハウジング１の略中心
軸線上に沿って配設された駆動軸２５と、前記駆動軸２
５の他端に嵌着された腕部材５２と、前記駆動軸２５の
軸線方向略中間部外周に配設されたスライダ５４と、該
スライダ５４の外周に配設された揺動板５５とによって
構成されている。

前記駆動軸２５は、一端がシリンダブロック２１の中心
孔２１ａにボールベアリング２７を介して回転自在に支
承され、軸方向中間位置より他端側の部分がヘッド部材
５の内周面に前記腕部材５２及び大径ボールベアリング
５７を順次介して回転自在に支承されている。前記駆動
軸２５の他端は。

ヘッド部材５の中心孔５ａ内を貫通して外方に延出され
、該延出端部には車載エンジンの出力軸側プーリと駆動
ベルト（図示せず）によって連結される図示しないマグ
ネットクラッチが装着される。

尚、前記腕部材５２のボス部５２ａと前記ヘッド部材５
の中心孔５ａとの間には、メカニカルシール５８が介装
され、又駆動軸２５と腕部材５２との間には０−リング
が介装され、クランク室２６内が気密に保持されている
。

一方、前記スライダ５４は、スリーブ状をなし、前記駆
動軸２５上を軸線方向に摺動可能に且つ周方向に回転不
可能に嵌装され、従って、駆動軸２５と共に回転するよ
うになっている。又、駆動軸２５内には内部スライダ５
４ａが嵌装され、該内部スライダ５４ａは前記駆動軸２
５内に嵌装されたコイルスプリング３３によってシリン
ダブロック２１側に押圧されている。前記内部スライダ
５４ａを直径方向に貫通されたクロスピン５４ｂの両端
は前記駆動軸２５の互いに対向するスロット２５ａ、２
５ａを貫通し、前記スライダ５４に連結されている。従
って、前記揺動板５５はコイルスプリング３３により内
部スライダ５４ａと一体に傾斜角度減少側に付勢されて
いる。更に、前記揺動板５５は、円板状をなし、前記ス
ライダ５４の軸線方向略中間部外周に次のように配設さ
れている。即ち、前記揺動板５５は、中心孔が前記スラ
イダ５４に遊嵌され、該スライダ５４に両側部がトラニ
オンピン５９を介して回転自在に連結されている。こう
して、前記揺動板５５は、前記トラニオンピン５９を軸
として、垂直面に対する角度が所定範囲内で変位するよ
うになっている。

又、前記揺動板５５と前記腕部材５２とは下記のように
連結されている。前記揺動板５５の腕部材５２側端面の
所定位置には第２図に示すように径方向に向けて平行案
内部５５ａが突設されており、該平行案内部５５ａに突
設されたピン５５ｂと腕部材５２の先端部側面に突設さ
れたピン５２ｂとの間にはコイルスプリング３６が張設
されている。又、腕部材５２の先端のカム面５２ｃは揺
動板５５の端面に係合されている。

更に、揺動板５５の一端面には、各ピストン２２のピス
トンロッド２４のボールジヨイント２４ａが夫々連結さ
れている。こうして、駆動機構５ｏは。

揺動板５５の回転によってピストン機構２０のピストン
２２を摺動させるようになっている。又、揺動板５５は
クランク室２６内の圧力及びコイルスプリング３３の付
勢力とシリンダ２３内の圧力（ピストン２２の反力）と
の差に応じて垂直面に対する傾斜角が変化し、この傾斜
角の変化によりピストン２２のストロークが増減される
ようになっている。

前記クランク室２６内の圧力を調整して揺動板５５の傾
斜角度を制御するために、圧力調整弁６０がシリンダヘ
ッド４内の中心部に設けられている。

該圧力調整弁６０は、円筒状のケース６１をシリンダヘ
ッド４及びシリンダブロック２１の軸心に形成された孔
４ａ、２１ｂに嵌設されている。この場合、前端孔２１
ｄと螺合して固定している。

このような圧力調整弁６０は、第３図に示すようにシリ
ンダブロック２１の細心に形成されている吸入室４１と
クランク室２６との連通口２１ｃを開閉し且つ吸入室４
１内の圧力を受ける受圧面６２ａを有する弁体６２と、
外部信号（日射センサ、ミックスドアセンサ、温度セン
サ等からの状態信号）に基づいて供給される電流値によ
ってソレノイド６３が励磁し、これにより可動鉄芯６４
が該可動鉄芯６４を付勢するコイルスプリング６５と共
に固定鉄芯６６に近づくように作動して後述する伝達ロ
ッド６７を介して弁体６２の開度を＃御する電磁アクチ
ュエータ６８とを備える電磁弁とされている。弁体６２
の開度は、ソレノイド６３に電流が供給されないとき、
すなわち電磁アクチュエータｏｆｆ時にはばね力（コイ
ルスプリング６５、ベローズ７８）と吸入室４１内の圧
力とによって決まる（通常開弁圧が高く開いている。）
。

また、ソレノイド６３に電流が供給されるとき。

すなわち電磁アクチュエータ００時にはソレノイド６３
に供給される電流値によって変わる固定鉄芯６６の吸引
力とばね力変化分と吸入室４１内の圧力によって決まる
。

伝達ロッド６７は上述したように弁体６２と可動鉄芯６
４との間に位置して両者間の相互変位を伝達すると同時
に可動鉄芯６４が固定鉄芯６６に最も吸引されたときの
可動鉄芯６４と固定鉄芯６６との位置関係（隙間Ｘ）を
設定する機能を有している。このような伝達ロッド６７
は固定鉄芯６６側に位置する鉄芯側ロッド６７ａと弁体
６２側に位置する弁側ロッド６７ｂとこれらを結合する
連結ロッド６７ｃとによって構成され、連結ロッド６７
ｃは一端を鉄芯側ロッド６７ａの軸心に形成された孔６
７ｄに圧入し他端を弁側ロッド６７ｂの軸心に形成され
た孔６７ｅに圧入して鉄芯側ロッド６７ａと弁側ロッド
６７ｂとを連結している。鉄芯側ロッド６７ａは固定鉄
芯６６の軸心に形成された孔６６ｂに摺動自在に嵌合さ
れ、弁側ロッド６７ｂはサポート板６９の軸心に形成さ
れた孔６９ａに摺動自在に嵌合される。

なお、前記ケース６１の前端軸心には凹部６１ｂに形成
され、該凹部６１ｂに前記サポート板６９と有底の弁体
収容筒７２が嵌設されている。サポート板６９と伝達ロ
ッド６７を覆うベローズ７８と弁体６２はロー付（ある
いは半田付）等によって一体のサブアッセンブリとされ
ている。

弁体収容筒７２の底壁７２ａはガスケット７３を介して
シリンダブロック２１の連通口形成壁２１ｅに当接され
、該底壁７２ａの細心に形成された孔７２ｂが連通口２
１ｃと接続するようになっている。

弁体６２は弁体収容筒７２内に摺動自在に嵌設されると
共に前記孔７２ｂを開閉する。孔７２ｂから弁体収容筒
７２内に流入する冷媒は該弁体収容筒７２の周壁に形成
された複数の孔７２ｃから図示しない通路を介して吸入
室４１内に流れる。

また、可動鉄芯６４を付勢するコイルスプリング６５は
その取付座７４がねじ軸７５に螺着されていることによ
って取付座７４のセット位置を変更するとばね力が変え
られるようになっている。

図中、７６はケース６１とサポート板６９との間の気密
性を保つＯリングであり、７７はソレノイド６３に電流
を供給するケーブルである。

第５図は前記圧力調整弁６ｏの開度を制御するための電
流制御回路８０を示している。外気温度又はコンデンサ
温度等の熱負荷を検出する温度センサ８１と車室内に設
けられる湿度設定器８２とが直列に接続され、該温度設
定器８２の他端は定電圧源８３に接続されている。そし
て温度センサ８１と温度設定器８２との接続端子間に、
電流制御回路８０の比較器８４の入力側プラス端子が接
続されている。電流制御回路８０は該比較器８４と、２
個のトランジスタ８５．８６とから構成され、該トラン
ジスタ８５．８６のコレクタと定電圧源８３との間に圧
力調整弁６０の電磁アクチュエータ６８が接続されてい
る。

そこで、温度設定が例えば最大冷房位置にある時、中間
熱負荷にて吸入圧力が例えば１．ＩＩＩｋｇ／ｃｄ−Ｇ
になるように設定しておけば、エバポレータ出口の蒸発
圧力は２．０ｋｇ／ｃｊ−Ｇ、蒸発温度約Ｏ℃にて運転
される（圧縮機とエバポレータ間の圧力損失を０．２ｋ
ｇ／ａＪ−Ｇとする。） この状態において熱負荷が低下すると、吐出圧力、温度
が共に低くなり、温度センサ８１の抵抗が大きくなるた
め、比較器８４への入力電圧が高くなって電流制御回路
８ｏにより電磁アクチュエータ６８に流れる電流が多く
なる。その結果、弁体６２の開度が小さくなるためクラ
ンク室２６内の圧力が高くなり、揺動板５５の傾斜角度
が小さくなって吐出容量が減少する。したがって吸入圧
力は例えば２　、１　ｋｇ／ｃｄ−Ｇに上昇し、この時
冷媒流量も減少するので圧縮機の吸入口とエバポレータ
との間の圧力損失をＯ、ｌ　ｋｇ／ｃｕｔ−Ｇとすれば
、蒸発圧力は２．０ｋｇ／ａ＃−Ｇ、温度０℃となって
運転される。

一方、熱負荷が増加して温度が上昇すると温度センサ８
１の抵抗が小さくなって比較器８４への入力電圧が低く
なるため、電磁アクチュエータ６８に流れる。電流が減
少し弁体６２の開度が大きくなる。その結果、クランク
室２６内の圧力が低くなって圧縮機が大容量化するため
、吸入圧力は例えば１　、７　ｋｇ／ａ＃−Ｇに低下し
、この時冷媒流量は増加するので上記圧力損失を０　、
３　ｋｇ／ａＪ−Ｇとすれば、蒸発圧力は２　、０　ｋ
ｇ／ａｉｆ−Ｇ、温度Ｏ℃となる。

以上のように、同−設定条件においては熱負荷の変化に
かかわらず蒸発圧力が常に一定になるように電磁弁の開
度が補正されるので、所望の冷房状態を保つことができ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、吸入室とクランク室との
連通路を開閉し且つ前記吸入室内の圧力を受ける受圧面
を有する弁体と、該弁体の開度を制御する電磁アクチュ
エータを備える電磁弁とされる圧力調整弁の制御により
前記吸入室と前記クランク室との連通度を調節して、該
クランク室内圧力を変化させることにより揺動板の傾斜
角度を調整し、ピストンストロークを変化させて吐出容
量を可変し得る如く構成した可変容量型揺動板式圧縮機
において、熱負荷の変化を検知し、その変化に応じて前
記電磁アクチュエータに供給される電流を制御すること
により、前記弁体の開度を補正するようにしたので、常
に所望の冷房状態を保つことができ、また制御回路も簡
易なものでよいためコストも安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の一実施例の一部切欠平面
図、第２図は同縦断側面図、第３図は同電磁弁の拡大縦
断面図、第４図は同電磁弁の要部拡大縦断面図、第５図
は電流制御回路を示す図である。 ２１ｃ・・・吸入室とクランク室との連通口、２２・・
・ピストン、２６・・・クランク室、４１・・・吸入室
。 ５５・・・揺動板、６２・・・弁体、６２ａ・・・受圧
面、６８・・・電磁アクチュエータ、８０・・・電流制
御回路、８１・・・温度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸入室とクランク室との連通路を開閉し且つ前記吸
   入室内の圧力を受ける受圧面を有する弁体と、該弁体の
   開度を制御する電磁アクチュエータを備える電磁弁とさ
   れる圧力調整弁の制御により前記吸入室と前記クランク
   室との連通度を調節して、該クランク室内圧力を変化さ
   せることにより揺動板の傾斜角度を調整し、ピストンス
   トロークを変化させて吐出容量を可変し得る如く構成し
   た可変容量型揺動板式圧縮機において、熱負荷の変化を
   検知し、その変化に応じて前記電磁アクチュエータに供
   給される電流を制御することにより、前記弁体の開度を
   補正するようにしたことを特徴とする可変容量型揺動板
   式圧縮機の制御方法。