JPH02115578A - 容量可変形揺動式圧縮機 - 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） 本発明は容量可変形揺動式圧縮機に関し、特に、クラン
ク室内圧力を調整して、斜板の傾斜角を変化する容量可
変形揺動式圧縮機に関する。

（従来の技術） 主軸に連結され、クランク室に配設された斜板の回転運
動を揺動板の揺動運動に変換して、この揺動運動によっ
てピストンを往復運動させ、さらにクランク室の圧力を
調整して斜板の主軸に対する傾斜角を変化させることで
、ビストンストロークを変化させ、これによって圧縮容
量を変化させるようにした容量可変形揺動式圧縮機は従
来から知られている（例えば、米国特許第３５２２２５
号）。

即ち、この種の圧縮機においては、圧縮機の回転数ある
いは蒸発器側の負荷変動に応じて斜板の傾斜角度を食え
、これにより揺動板の傾斜角度を調整している。斜板の
傾斜角度の調整に当たっては、吸入室圧力を一定になる
ようにし、さらに圧縮機吐出室側圧力を検出し、この吐
出室圧力に応じて制御点をシフトしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、一般に冷房システムでは、圧縮機の吸入側と
蒸発器の出口側とは吸入パイプ等で連結されており、こ
のため吸入パイプ部において流体の圧力崩失が生する。

この圧力Ｉ置火は、流量が多い場合は大きくなり、低流
量時には小さくなる傾向がある。また、吐出室圧力と流
量はある程度対応関係にあるため、一般に吸入室圧力制
御点を第６図に示すような特性とすることにより蒸発器
出口側圧力をほぼ一定とすることができる。

前述した米国特許第３５２２２５号では、吐出室からク
ランク室への連通路とクランク室から吸入室への連通路
の双方を制御し、この連通路を制御する制御弁に第６図
のような特性を組み込んでいるものである。

しかし、上述の手段では、吐出室圧力により吸入室の圧
力制御点が一義的に決定されてしまい、１ｆｒｌｌ　（
ａの自由度がまったく存在しない。従って、例えば車両
空調側の要求に応じて圧縮機の容量を制御するというよ
うなことが出来ず、きめ細かな空調を行うことができな
い、という欠点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は吸入室圧力の制御点を自由に移動することがで
きる容量可変形揺動式圧縮機を提供することにある。

本発明によれば、吸入室乏、吐出室と、クランク室と、
このクランク室内に配設された回転主軸と、この主軸に
対する傾斜角が変化し、かつ、前期主軸の回転によって
揺動するように前記クランク室内に配設された揺動板と
、この揺動板に連結され、この揺動板の揺動によって往
復動し、前期吸入室から吸入された冷媒を圧縮して前記
吐出室に吐出する複数のピストンと、前記クランク室と
吸入室とを連通ずる第１の連通路と、この連通路内に設
けられ、外部制御信号により前記第１の連通路を開閉制
御する第１の制御装置とを備え、この第１の制御装置に
より前記揺動板の傾斜角を変化させ、前記吸入室の圧力
を制御するようにしたｆｉｇ　ｆｆｉ　Ｉ−ＩＪ変形揺
動式圧縮機において、前記クランク室および吸入室とを
連通ずる前記第１の連通路とは独立に設けられた第２の
連通路と、該第２の連通路内に設けられ該連通路を前記
クランク室の圧力または前記クランク室および吸入室と
の圧力差に応じて開閉制御する筒２の制御装置とを設け
たことを特徴とする容量可変形揺動式圧縮機を提供する
ものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図を用いて説
明する。

第１図を参照して、圧縮機ケーシング１にはその中央部
に貫通孔が形成され、この貫通孔には主軸２が挿通され
て、ケーシング１にベアリング１ａおよび１ｂによって
回転可能に支持されている。

圧縮機ケーシング１により形成されるクランク室４には
、ロータ５が配置され、主軸２に取りイ・ｊけられてい
る。このロータ５にはヒンジ機構５１を介して斜板６が
取り付けられ、この斜板６の内壁面は主軸２に当接して
摺動可能となっている。そして、斜板６はヒンジ機構５
１によって主軸２に対する傾斜角が変化するようになっ
ている。この斜板６にはベアリング６１を介して揺動板
７が配置されており、この揺動板には球連接によって複
数のピストンロッド８が連結されている。圧縮機ケーシ
ング１には、主軸２を取り囲むようにして、複数のシリ
ンダー９が所定の間隔を置いて形成されている。ピスト
ンロッド８はシリンダー９内に配置されたピストン１０
に球連結されている。クランク室４内において、圧縮機
ケーシング１には主軸２と平行にガイド棒１１が固定さ
れており、このガイド棒１１は揺動板７の一端部により
挟持され、これによって揺動板７の一端部はガイド棒１
１に対して主軸方向に揺動１１能となっている。

圧縮機ケーシング１の右端面には弁板１２を介してシリ
ンダーヘッド１３が配設され、圧縮機ケーシング１の右
側開口端が閉塞される。シリンダーヘッド１３には吸入
室１４および吐出室１５が形成されている。吸入室１４
は吸入ポート（図示せず）に連結されている。吐出室１
５は吐出ボート（図示せず）に連結されている。弁板１
２には吸入口１２ａおよび吐出口１２ｂが形成され、吸
入室１４および吐出室１５はそれぞれ吸入口１２ａおよ
び吐出口１２ｂを介してシリンダー９に連通している。

なお弁板１２には、吐出弁、吸入弁（いずれも図示せず
）およびバルブリテーナ１６がボルト１７およびナツト
１８によって固定されている。

また吐出室１５とクランク室４は弁板１２に形成された
連通口１２Ｃとケーシング１に形成された絞り２８を有
する連通路２９によって常時連通している。つまり吐出
ガスが常時クランク室４に導入されるようになっており
、クランク室圧力の上昇要素としてこれを利用している
。

また主軸２の一端近傍（図中右側）はベアリング１ｂと
主軸２とのすき間を介してクランク室４と連通ずる室１
９があり、室１９は連通路２０および連通路２１を介し
て、シリンダヘッド１３に設けられた室２２に連通して
いる。シリンダヘット１３には第１の制御装置である電
磁流量制御弁２３が配設されており、室２２は電磁流量
制御弁２３の人口側と連通している。また電磁流量制御
弁２３の出口側は連通路２４を介して吸入室１４と連通
しており、したがって、クランク室４と吸入室１４は電
磁流量制御弁２３を介して連通口■能となっている。

またシリンダヘット１３にはさらにクランク室４と吸入
室１４との差圧に応して作動する差圧弁２５が配設され
、差圧弁２５の人口側は連通路２６を介して室２２と連
通している。また差圧弁２５の出口側は連通路２７を介
して吸入室１４と連通可能となっておりしたがって、ク
ランク室４と吸入室１４は差圧弁２５を介して連通可能
となりている。

尚、電磁流量制御弁２３は通電時閉となるタイプである
。第２図に示すように電磁コイル２３ａに通電すること
によりプランジャ２３ｂがバネ２３Ｃに抗して固定鉄心
２３ｄに吸引され、図中上方こ移動するため、プランジ
ャ２３ｄに設けられ、ボール２３ｅを押圧しているロッ
ド２３ｆも上方に移動する。またボール２３ｅはバネ２
３ｇにより図中上方に押圧されており、したがってロッ
ド２３ｆの移動によりボール２３ｅは弁座２３ｈに当接
し電磁流量制御弁２３の入口側と出口側が遮断される。

尚バネ２３Ｃはバネ２３ｇよりも付勢力が大きいため、
電磁流量制御弁２３の通電を解除することによりプラン
ジャ２３ｂが図中下方に移動してロッド２３ｆがバネ２
３ｇに抗してボール２３　ｅを押圧し、ボール２３ｅは
弁座２３ｈからはなれ電磁流量制御弁２３の入口側と出
口側が連通ずる。

したがって、例えば電磁流量制御弁２３への通電時間と
非通電時間の割合を所定の周波数で制御するようにすれ
ば電磁流量制御弁２３の実質的な弁開度を全開から全開
の間で任意に制御でき、クランク室４から吸入室１４へ
のガス逃がし量を調整し、クランク室圧力を制御できる
。

したがって、電磁流量制御弁２３を制御することにより
斜板６の傾斜角、つまりビストンストロークを制御する
ものである。

すなわち電磁流量制御弁２３の弁開度を小さくればクラ
ンク室から吸入室］４への冷媒ガス逃がし皿が少なくな
り、クランク室圧力すなわちピストン１０の背圧が上昇
するため、斜板６の傾斜角が小さくなりピストンスドロ
ックが短くなる方向に作動する。

逆に電磁流量制御弁２３の弁開度を大きくすればクラン
ク室４から吸入室１４への冷媒ガス逃がし量が多くなり
、クランク室圧力すなわち、ピストン１０の背圧が低下
するため、斜板６の傾斜角が大きくなり、ビストンスト
ロークが長くなる方向に動作する。

また第２の制御装置である差圧弁２５は第３図に示すよ
うにシリンダヘッド１３に形成された弁座２５ａと、こ
の弁座２５ａに当接しているボール２５ｂと、ボール２
５ｂを押圧しているバネ２５Ｃとバネ２５ｃの他端を支
持し、０リング２５ｆを有したメクラ栓２５ｄと、バネ
２５ｃが配設され、吸入室１４に連通ずる連通路２７に
連通している室２５ｅとから成っている。

したがって、差圧弁２５の入口側はクランク室圧力、出
口側（室２５ｅ）は吸入室圧力になっており、クランク
室圧力と吸入室圧力の差圧が所定値を越した場合、クラ
ンク室圧力と吸入室圧力の差圧による力がバネ２５ｃの
付勢力より大きくなり、ボール２５ｂが図中上ｈ゛に移
動し、クランク室４内の冷媒ガスはボール２５ｂと室２
５ｅの外周とのすき間を通って連通路２７を介して吸入
室１４に至るものである。尚クランク室圧力と吸入室圧
力の差圧が所定値以下になった場合はバネ２５ｃの付勢
力が前述の差圧による力より上回るのでボール２５ｂは
弁座２５ａに当接し、差圧弁２５の人口側と出口側は遮
断される 尚差圧弁２５の開弁設定値は、前述の電磁流量制御弁２
３を制御することにより得られる通常の容量制御状態で
のクランク室圧力と吸入室圧力の差圧よりも若干高めと
設定されており、この差圧が必要以上に大きくなるのを
防ぎ、圧縮機の耐久性を確保している（つまり通常の容
量制御状態では差圧弁２５は全開となっている）。例え
ば本発明の圧縮機を最小ビストンストロークにする場合
、電磁流量制御弁２３を全開にしてクランク室４と吸入
室１４を遮断し、クランク室圧力を増大させるわけであ
るが、この場合クランク室４と吐出室１５は絞り２８を
介して連通しているため、クランク室圧力と吸入室圧力
の差圧か必要以上に大きくなろうとするが、この差圧が
差圧弁２５の開弁設定値に達すると、差圧弁２５が開き
、クランク室４の冷媒ガスが吸入室１４に逃るため、差
圧が差圧弁２５の開弁設定値以上になるのを防ぐように
なっている。

尚第１図の実施例においては、第２の制御装置として、
クランク室と吸入室の差圧に応じて動作する差圧弁２５
を用いたが、これを第４図に示すようなりランク室圧力
に応じて動作する圧力制御弁３０としてもよい。

第５図は第４図に示すクランク室圧力に応答する圧力制
御弁３０の概略断面を示すもので、ケーシング３０ａと
ケーシング３０ａに形成された弁座３０ｂにその一端が
当接するプランジャ３０ｃと、プランジャ３０ｃの他端
が当接するダイヤフラム３０ｄと、プランジャ３０ｃを
摺動可能なように保持し、ケーシング３０ａを吸入圧力
室３０ｅとクランク圧力室３０ｆに仕切るプランジャ保
持部材３０ｇとプランジャ３０ｃをダイヤフラム３０ｄ
方向に付勢するバネ３０ｈとダイヤフラム３０ｄをバネ
受け３０ｉを介してプランジャ３０Ｃ側に付勢するバネ
」と、バネｊの圧縮量を決めているバネケーシング３０
にとからなっている。

またケーシング３０ａにはケーシング３０ａ内部とクラ
ン室４および吸入室１４が連通ｉｉ１能なように連通孔
３０１．連通孔３０ｍがあり、プランジャ３０ｃの移動
によりクラン室４と吸入室１４との連通を開閉制御でき
る。また、プランジャ３０ｃ内部には、その一端から他
端まて連通孔３０ｎが設けられており、ダイヤフラム３
０ｄが圧力制御弁３０の人口側圧力、すなわちクランク
室圧力を受圧できるようになっており、クランク室圧力
が所定値以上の場合は、ダイヤフラム３０ｄがクランク
室圧力によって受ける力よりバネ３０ｊの付勢力が大き
く、ダイヤフラム３０ｄに当接しているプランジャ３０
ｃは図中下方に移動して弁座に当接し圧力制御弁３０の
入口側と出口側か遮断される。またクランク室圧力が所
定値以上の場合は、ダイヤフラム３０ｄがクランク室圧
力により受ける力がバネ３０ｊの付勢力より大きくなる
ため、ダイヤフラム３０ｄが図中上方に移動し、これに
応じてプランジャ３０ｃがバネ３０ｈにより図中上方に
移動するため、プランジャ３０ｃが弁座３０ｂからはな
れ、圧力制御弁３０の入口側と出口側が連通し、クラン
ク室４の冷媒ガスを吸入室１４に逃がし、クランク室圧
力の必要以上の上昇を防止するものである。

前述した電磁流量制御弁２３は例えば蒸発器出口圧力、
蒸発器出口温度あるいは、車室内温度等の検知信号に基
づいて制御信号を出力する電子制御装置により制御され
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の圧縮機ではクランク室と吸
入室を連通ずる連通路の開度を外部信号により作動する
第１の制御装置により制御するため、任意の外部制御信
号により自由に容量制御点をシフ）・可能となり、制御
の自由度が拡大し、よりきめ細かな車両空調が可能とな
る。また、本発明の圧縮機では前記クランク室および吸
入室とを連通ずる前記第１の連通路とは独立に設けられ
た第２の連通路内に、該連通路を前記クランク室の圧力
または前記クランク室および吸入室との圧力差に応じて
開閉制御する第２の制御装置とを設けることにより、第
１の制御装置による容量制御の如何にかかわらず前記ク
ランク室の圧力または前記クランク室および吸、入室と
の圧力差を所定の範囲内に維持することができ、圧縮機
を安定した動作状態に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す容量可変形揺動式圧縮
機の概略断面図、第２図は第１図における電磁流量制御
弁の拡大断面図、第３図は第１図における差圧弁の拡大
断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す容量可変形
揺動式圧縮機の概略断面図、第５図は第４図におけるク
ランク室圧力に応答して動作する圧力制御弁の拡大断面
図、第６図は従来の容量可変形揺動式圧縮機における吐
出圧力に対する吸入室圧力制御点の特性を示すグラフで
ある。 ２：主軸、４：クランク、６：斜板、 板、１０：ピストン、１４：吸入室、１室、２０．２１
：第１の連通路、２３二制御弁（第１の制御装置）２６
．２７：通路、２５：差圧弁（第２の制御装置）７：揺
動 ５：吐出 電磁流量 第２の連 第２図 第３図 第５図 第６図 低−一一高 ０１比ｉ嗟圧力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入室と、吐出室と、クランク室と、このクラン
   ク室内に配設された回転主軸と、この主軸に対する傾斜
   角が変化し、かつ、前期主軸の同転によって揺動するよ
   うに前記クランク室内に配設された揺動板と、この揺動
   板に連結され、この揺動板の揺動によって往復動し、前
   期吸入室から吸入された冷媒を圧縮して前記吐出室に吐
   出する複数のピストンと、前記クランク室と吸入室とを
   連通する第１の連通路と、この連通路内に設けられ、外
   部制御信号により前記第１の連通路を開閉制御する第１
   の制御装置とを備え、この第１の制御装置により前記揺
   動板の傾斜角を変化させ、前記吸入室の圧力を制御する
   ようにした容量可変形揺動式圧縮機において、前記クラ
   ンク室および吸入室とを連通する前記第１の連通路とは
   独立に設けられた第２の連通路と、該第２の連通路内に
   設けられ該連通路を前記クランク室の圧力または前記ク
   ランク室および吸入室との圧力差に応じて開閉制御する
   第２の制御装置とを設けたことを特徴とする容量可変形
   揺動式圧縮機。