JPS6282284A

JPS6282284A - 可変容量圧縮機

Info

Publication number: JPS6282284A
Application number: JP60222561A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Kawai; 河合　克則; Hiroyuki Deguchi; 出口　弘幸; Hisao Kobayashi; 久雄小林; Shuichi Sugisono; 杉園　修一
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-15
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: US4730987A; DE3633644A1; JPH0756258B2

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】発明の目的（産業上の利用分野）本発明は主として車両空調装置に使用される、例えば、
斜板式圧縮機あるいはワッブル圧縮機等のピストン型可
変容量圧縮機に関するものである。

（従来の技術）従来、両頭ピストン型の斜板式圧縮機として第９図に示
すようなものがあった。これは、リヤハウジング６の吐
出室１８内にスプール７１を往復動可能に支持し、同ス
プール７１に吐出弁７２、及びリテーナ７３を支持して
いる。そして、容量を減少したいときには吐出フランジ
７４と連通ずる第１電磁弁７５を閉じ、かつ斜板室８と
連通ずる第２電磁弁７６を開いてスプール７１の圧力作
用室７７に低圧の吸入圧力を作用させるとともに、ばね
７８により常には前記吐出弁７２をリテーナ７３ととも
に圧縮が無効となる不作動位置に浮上保持してリヤ側で
の圧縮動作を無効にせしめ、フロント側で圧縮されたガ
スのリヤ側への逆流は、リヤ側の吐出通路７９に設けた
逆上弁８０により防いでいた。又、容量を増大したいと
きには、第１電磁弁７５を開放し、かつ第２電磁弁７６
を閉じて前記スプール７１の圧力作用室７７へ高圧の吐
出圧を作用させて、吐出弁７２を弁板４と接触する正規
の作動位置に保持し、リヤ側での圧縮動作を有効にする
ようにしたものがあった。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、前記従来の可変容量圧縮機は、逆止弁８０が
必要で構造が複雑になり、コストが高く、逆止弁を組み
込むので吐出フランジ７４が大きくなり、圧縮機が大型
化するという問題があった。

又、１．００％容量から５０％容量へ減少する際、リヤ
側の吐出通路７９内の高温、高圧の吐出ガスが吸入側へ
一時的に戻り、圧縮効率が低下するとともに、５０％運
転時にリヤ側のシリンダボア１１、つまり圧縮室へ吸入
されるガスは吸入孔３０、吐出孔３２の二つから吸われ
るが、排出されるガスは吐出孔３２のみを通るため、ガ
ス抜けが悪く、従って高速運転時の動力損失を招くとい
う問題があった。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解消するため、ハウジング内に吸
入室と吐出室を備え、複数のシリンダボア内にピストン
を往復動可能に収納し、吸入室から複数の吸入孔、及び
複数の吸入弁を介して圧縮室内に冷媒ガスを吸入し、圧
縮したガスを複数の吐出孔、及び複数の吐出弁を介して
吐出室へ吐出するように構成したピストン式の圧縮機に
おいて、前記吸入室には吸入弁に向かって往復動される
可動支持部材を設け、同可動支持部材には一部の前記吸
入弁を正規の作動位置とピストン側に浮上保持される不
作動位置とに切換えるための弁押動部材を設け、前記可
動支持部材もしくは弁押動部材には前記ピストンが上死
点に移動されたとき、吸入弁の正規位置への変位を許容
する弁変位許容手段を設け、さらに冷房負荷の変動に応
じて容量切換信号を出力する制御器からの信号に基づい
て前記可動支持部材を往復動させる駆動機構を設けると
いう手段を採っている。

（作用）本発明は前記手段を採ったことにより、次のように作用
する。

車室内の冷房負荷が大きい場合には、制御器から容量ア
ンプ信号が出力されて駆動機構が動作され、可動支持部
材が弁押動部材とともに吸入弁から離間する方向へ移動
され、このため吸入弁は正規の作動位置に保持され大容
量運転が行われる。

又、車室内の冷房負荷が小さい場合には、制御器から容
量ダウン信号が出力されて駆動機構が動作され、可動支
持部材が弁押動部材とともに吸入弁側へ移動され、吸入
弁が圧縮無効位置に浮上保持され、小容量運転が行われ
る。この小容量運転中はピストンが上死点に移動するご
とに浮上位置にある吸入弁が弁板に向かって押動される
が、これは弁変位許容手段により許容される。

（実施例）以下、本発明を両頭ピストン型の斜板式圧縮機に具体化
した第１の実施例を第１図〜第６図に基づいて説明する
。この圧縮機は片側５気筒つまり１０気筒のものを示し
、図において対接されたシリンダブロック１．２の両端
部は、弁板３．４を介して接合されたフロント、及びリ
ヤの両ハウジング５．６によって閉鎖され、これらは適
数本のボルト７によって組み立てられている。シリンダ
ブロック１．２の接合部分には斜板室８が形成され、そ
こにはシリンダブロック１．２の中心に貫設された軸孔
１ａ、２ａをπ通する駆動軸９に対して傾斜して固着さ
れた斜板１０が収容されている。シリンダブロック１，
２には駆動軸９と平行に、かつ該駆動軸９を中心とする
放射状の位置に圧縮室を形成する５組のシリンダボア１
１が並設され、シリンダボア１１に嵌挿されたピストン
１２はポール１３、及びシュー１４よりなる軸受装置を
介して斜板１０に係留されており、該斜板１０の回転力
によってピストン１２はシリンダボア１１内を往復動可
能である。

フロントハウジング５には中心側に環状の吐出室１５が
形成され、外周側に該吐出室１５を取り囲むようにして
ほぼ環状の吸入室１６が形成されている。又、リヤハウ
ジング６には中心側に円筒状の吸入室１７が形成され、
外周側に該吸入室１７を取り囲むようにして環状の吐出
室１８が形成されている。フロント側の吸入室１６は前
記ボルト７の通し孔を兼用する吸入通路１９によって斜
板室８と連通され、リヤ側の吸入室１７はシリンダブロ
ック２の各ボア挟間、及び弁板４に方通した複数の吸入
通路２０によって斜板室８と連通され、該斜板室８とシ
リンダブロック１，２の合わせ面の近くに取付られた吸
入フランジ２１　（第３図に参照）と連通されている。

又、シリンダブロック１．２におけるボア挟間のうちの
一箇所には弁板３，４との接触面から合わせ面にかけて
第５図に示すように吐出通路２２゜２３が穿設されてお
り、該吐出通路２２．２３はその一端がシリンダブロッ
ク１．２の合わせ面の近くに取り付けられた吐出フラン
ジ２４とそれぞれ連通孔２５，２６を介して連通され、
他端が弁板３，４に貫通された連通孔２７．２８を介し
て吐出室１５．１８と連通されている。ただし、フロン
ト側の吐出室１５は吐出通路２２との連通部が外周側に
適宜膨出されている。

前記弁板３，４には吸入孔２９．３０及び吐出孔３１．
３２が貫設され、これらを介してシリンダボア１１がそ
れぞれ吸入室１６．１７、及び吐出室１５．１８と連通
されており、これら吸入孔２９．３０、及び吐出孔３１
．３２にはそれぞれ吸入弁３３，３４、及び吐出弁３５
．３６が配設されている。リヤ側の各吸入弁３４は第４
図に示すように舌片状に形成され、その基端部には前記
吐出孔３２と対応する貫通穴３４ａが形成されている。

さらに、吐出弁３５．３６は弁理え３７゜３８によって
その変形量が規制されていて、フロント側にあっては弁
板３とフロントハウジング５との間に挟着固定されてい
るが、リヤ側にあっては第３図に示すように弁理え３日
とともにボルト３９により弁板４に締着固定されている
。

次に、前記リヤ側の吸入室１７内に設けられ、前記吸入
弁３４を圧縮動作を有効に行う正規の作動位置と、弁板
４から浮上（離間）された圧縮動作を無効にする不作動
位置とに切り換えて圧縮容量を制御するようにした容量
制御機構について説明する。

前記リヤハウジング６の内側中央部には円筒状の隔壁６
ａが形成され、該隔壁６ａには可動支持部材としてのス
プール４０が前後動可能に嵌合されている。該スプール
４０の先端部には先端を前記各吸入孔３０に進入して吸
入弁３４を押動し得るように直角状に折り曲げ形成した
複数の押動片４１ａを放射状に一体形成してなる弁押動
部材としての弁押動板４１がボルト４２により取着され
ている。この弁押動板４１は弾性材により前後方向の弾
性変形可能に形成され、弁変位許容手段としての機能を
備えている。前記リヤハウジング６には前記弁押動板４
１の前後動のみを許容し、かつ回動を規制する回り止め
ピン４３が植設されている。

リヤ側の弁板４には前記シリンダブロック２の軸孔２ａ
と吸入室１７を連通する通路４ａが形成され、前記ボル
ト４２が出入りするようになっている。

前記スプール４０と軸孔２ａに嵌入したばね受け４４と
の間にはコイルばね４５が介在され、常には前記弁押動
板４１をスプール４０とともにリヤ側、つまり吸入弁３
４から離間して圧縮動作を有効にする作動位置に保持す
る方向へ付勢している。

前記スプール４０の背面には圧力作用室４６が形成され
、該圧力作用室４６には次に述べる駆動機構、及び制御
器５２により吐出圧もしくは吸入圧力が選択的に印加さ
れるようにしている。

前記リヤハウジング６の中心部には前記圧力作用室に圧
力を導く導圧孔４７が設けられ、咳導圧孔４７には第１
電磁弁４８を含む高圧管４９によって吐出フランジ２４
と連絡されるとともに、第２電磁弁５０を含む低圧管５
１によって吸入フランジ２１と連象各されている。

前記第１電磁弁４８、及び第２電磁弁５０には、冷房負
荷に応じて変動する例えば蒸発器の出口温度を検出する
温度センサ（図示時）に接続された制御器５２が接続さ
れていて、本実施例ではこの制御器５２の温度比較制御
回路（図示時）により予め定められた設定温度（例えば
５℃）と温度センサによる蒸発器の出口温度とを比較判
別し、出口温度が設定温度になったとき、前記制御器５
２の動作回路（図示時）から第１＠磁弁４８を閉じて第
２電磁弁５０を開くための指令信号、つまり容量アップ
信号を両電磁弁４８．５０に向かって出力し、一方前記
出口温度が設定温度（例えば１０℃）となったとき、制
御器５２から第１電磁弁４８を開いて第２電磁弁５０を
閉じるための指令信号、つまり容量ダウン信号を出力す
るようにしている。

次に、前記のように構成した可変容量圧縮機について、
その作用を説明する。

車室内の冷房負荷が大きい状態では、蒸発器の出口温度
が設定温度よりも高（、制御器５２から容量アップ信号
が出力され、このため第１電磁弁４８が閉じられ、第２
電磁弁５０が開かれて圧力作用室４６に吸入圧力が印加
され、スプール４０がコイルばね４５の付勢力により弁
押動板４１とともに吸入弁３４から離間する方向へ押圧
される。

この結果、リヤ例の吸入弁３４は正規の作動位置に保持
され、フロント側、及びリヤ側で圧縮動作が有効に行わ
れ、１００％容量運転となる。

そして、上記のような１００％容量運転が一定時間継続
されることにより、車室内の冷房負荷は徐々に小さくな
り、これにより蒸発器の出口温度も徐々に低下するが、
この出口温度が設定温度以下になると、制御器５２から
８皇ダウン信号が出力され、第１電磁弁４８が開かれ、
第２電磁弁５０が閉じられて、圧力作用室４６に吐出圧
が印加され、この結果スプール４０はコイルばね４５の
付勢力と、吸入室１７の吸入圧力との合力に抗して吸入
弁３４側へ押動され、各押動片４１ａによりリヤ側の各
吸入弁３４が第２図及び第６図に示すように弁板４から
持ち上げられ、不作動位置に保持される。従って、リヤ
側での圧縮動作が無効となり、フロント側のみの５０％
容量の運転状態となる。

第６図に示す５０％容量運転において、ピストン１２が
上死点に移動されたとき、吸入弁３４は一時的に弁板４
に押圧されるが、これは、弁押動板４１の弾性変形によ
り許容される。

一方、圧縮機が５０％容量運転されている状態において
、冷房負荷が太き（なると、制御器５２から容量アップ
信号が出力され第１図に示すように５０％容量運転から
１００％容量運転に切換えられる。

次に第２の実施例を第７図について説明すると、前記ス
プール４０には吸入室１７と圧力作用室４６を連通ずる
連通路４０ａが形成されている。又、リヤハウジング６
の背面には駆動機構としての電磁ソレノイド５７が装着
されている。この電磁ソレノイド５７はケース５８、該
ケース５８内に収納したコイル５９、及び可動鉄芯６０
により構成されていて、該可動鉄芯６０の先端部を前記
導圧孔４７を通して前記スプール４０の背面に止着して
いる。

この第２実施例においては、制御器５２からの容量アン
プ信号により電磁ソレノイド５７がＯＦＦされると、コ
イルばね４５によりスプール４０、可動鉄芯６０が弁押
動板４１とともに、吸入弁３４から離間する方向へ移動
され、１００％容量運転となる。反対に、制御器５２か
らの容量ダウン信号により電磁ソレノイド５７がＯＮさ
れると、コイルばね４５の付勢力に抗してスプール４０
が可動鉄芯６０により弁押動板４１とともに吸入弁３４
側へ押圧され、５０％容量運転となる。

なお、この第２実施例は第１実施例と比較して電磁ソレ
ノイド５７が１個で済むため、構造が簡素化できる。

次に、第３の実施例を第８図について説明すると、リヤ
ハウジング６の背面には取付板６３が固着され、該取付
板６３には制御器５２により作動されるモータ６４が取
着されている。又、前記取付板６３にはネジ棒６５が回
動可能に貫通支持され、該ネジ棒６５の外端部には前記
モータ６４の出力軸に止着したウオーム６６に噛み合う
ウオームホイール６７が嵌着され、内端部には前記スプ
ール４０の基端部に形成したネジ部４０ｂに噛み合うネ
ジ６８が止着されている。なお、前記圧力作用室４６は
隔壁６ａに形成した連通路６ｂにより、吸入室１７と連
通されている。さらに、この第３実施例でばばね受け４
４、及びコイルばね４５を省略し、前記モータ６４の正
逆回転によりウオーム６６が回転されると、ウオームホ
イール６７、及びネジ棒６５を介してネジ６８が回動さ
れ、この結果スプール４０が前後方向に往復動され、５
０％容量と、１００％容量との切換が行われる。

この第３実施例はバネ受け４４、及びコイルばね４５が
不要となるため、第１実施例と比較して構造を簡素化で
きる。

又、この第３実施例において、弁押動板４１の各押動片
４１ａの長さを５個でそれぞれ異なるように設定するこ
とにより、スプール４０の位置に応じて、圧縮容量が５
０％−８１６０％−６７０％＝＞８０％−０９０％とい
うように、段階的又は連続的に調節できるようにするこ
と。

なお、本発明は次のように具体化することもできる。

（１）第１及び第２実施例において弁押動板４１の各押
動片４１ａの長さを５個でそれぞれ異なるように設定し
、容量が急激に変化しないようにして、容量切換時のシ
ョックを小さくするようにすること。

（２）５つの吸入弁３４のうち例えば４つの吸入弁３４
のみに対応して押動片４１ａを設けること。

このように押動片４１ａの個数を増減することにより、
容量設定の異なる可変容量圧縮機が押動板４１の変更の
みで容易に製作できる。

（３）前記容量制御機構をリヤ側の他にフロント側に設
けたり、フロント側のみに設けたりすること。

（４）前記隔壁６ａ、及びスプール４０に代えて、区画
壁及び可動支持部材を兼用するベローズ（図示略）を使
用すること。

（５）斜板式圧縮機以外に、例えばワッブル圧縮機のよ
うなピストンを備えた往復動型の圧縮機に具体化するこ
と。

発明の効果以上詳述したように、本発明は逆止弁が不要であるため
、構造が簡素化できるとともに、コストを低廉にでき、
逆止弁が不要のため吐出フランジを小さくして圧縮機を
小型化できる。又、容量の切換時に吐出室側の高温・高
圧の冷媒ガスが吸入室側へ戻るのをなくして、圧縮効率
を高め、さらに、圧縮無効状態において、吸入室と圧縮
室のガスの移動が吸入孔を介して交互に行われるので、
ガス抜けがよくなり、高速運転時の動力損失を軽減でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を斜板式可変容量圧縮機に具体化した第
１実施例の全容量状態の中央部縦断面図、第２図は同じ
く小容量状態の中央部縦断面図、第３図は第１図のＡ−
Ａ線拡大断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線拡大断面図
、第５図は吐出フランジ付近の縦断面図、第６図は要部
の拡大断面図、第７図は本発明の第２実施例を示す全容
量状態の中央部縦断面図、第８図は本発明の第３実施例
を示す全容量状態の中央部縦断面図、第９図は従来の斜
板式可変容量圧縮機を示す小容量状態の中央部縦断面図
である。１．２・・・シリンダブロック、３，４・・・弁板、５
・・・フロントハウジング、６・・・リヤハウジング、
８・・・斜板室、９・・・駆動軸、１０・・・斜板、１
１・・・シリンダボア、１２・・・ピストン、１５．１
８・・・吐出室、１６．１７・・・吸入室、２９．３０
・・・吸入孔、３１゜３２・・・吐出孔、３３．３４・
・・吸入弁、３５．３６・・・吐出弁、４０・・・可動
支持部材としてのスプール、４１・・・弁押動部材とし
ての弁押動板、４１ａ・・・押動片、４５・・・コイル
ばね、４Ｇ・・・圧力作用室、４８・・・駆動機構を構
成する第１電磁弁、４９・・・高圧管、５０・・・駆動
機構を構成する第２電磁弁、５１・・・低圧管、５２・
・・制御器、５７・・・駆動機構としその電磁ソレノイ
ド、５８・・・ケース、５９・・・コイル、６０・・・
可動鉄芯、６３・・・取付板、６４・・・駆動機構とし
てのモータ、６５・・・ネジ棒、６６・・・ウオーム、
６７・・・ウオームホイール、６８・・・ネジ。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ハウジング内に吸入室と吐出室を備え、複数のシリ
ンダボア内にピストンを往復動可能に収納し、吸入室か
ら複数の吸入孔、及び複数の吸入弁を介して圧縮室内に
冷媒ガスを吸入し、圧縮したガスを複数の吐出孔、及び
複数の吐出弁を介して吐出室へ吐出するように構成した
ピストン式の圧縮機において、前記吸入室には吸入弁に
向かって往復動される可動支持部材を設け、同可動支持
部材には一部の前記吸入弁を正規の作動位置とピストン
側に浮上保持される不作動位置とに切換えるための弁押
動部材を設け、前記可動支持部材もしくは弁押動部材に
は前記ピストンが上死点に移動されたとき、吸入弁の正
規位置への変位を許容する弁変位許容手段を設け、さら
に冷房負荷の変動に応じて容量切換信号を出力する制御
器からの信号に基づいて前記可動支持部材を往復動させ
る駆動機構を設けた可変容量圧縮機。
２．吸入室を形成するハウジングに隔壁を設けて、該隔
壁に可動支持部材としてのスプールを前後動可能に嵌合
し、該スプールの先端には弁押動部材としての弁押動板
を取着し、前記弁押動板の押動片はそれ自身弾性材によ
り形成されて弁変位許容手段としての機能を備え、前記
スプールはコイルばねにより常には作動位置に付勢保持
され、さらに前記駆動機構は前記スプールの背面に形成
された圧力作用室に吐出圧と吸入圧力を作用させる高圧
管、及び低圧管と、両管に接続され、制御器からの容量
切換信号により作動され、かつ前記圧力作用室へ吐出圧
、又は吸入圧力を選択的に作用させる第１、及び第２の
電磁弁とにより構成されている特許請求の範囲第１項に
記載の可変容量圧縮機。
３．前記駆動機構は可動支持部材としてのスプールを往
復動させる電磁ソレノイドである特許請求の範囲第１項
に記載の可変容量圧縮機。
４．前記駆動機構はモータと、該モータにより所定位置
において回動可能に支持され、かつ可動支持部材として
のスプールに形成したネジ部に噛み合わされて該可動支
持部材を直線往復動するようにしたネジ棒とにより構成
されている特許請求の範囲第１項に記載の可変容量圧縮
機。
５．前記弁押動板の各押動片は吸入弁を押動する時期が
段階的に異なるように突出長さを変化させている特許請
求の範囲第１項記載の可変容量圧縮機。