JP2008144701A - 可変容量型往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成にて、吐出される冷媒の温度が上限値を超えることが防止される可変容量型の往復動圧縮機を提供する。
【解決手段】可変容量型往復動圧縮機は、クランク室と吸入室90との間を繋ぐ低圧連通路に介挿された容量制御弁95と、容量制御弁95を開閉作動させ、圧縮機から外部に吐出される作動流体の吐出量を圧縮機に要求される要求値に近付ける圧力アクチュエータと、吐出室85内の冷媒の温度に反応して機械的に作動する温度アクチュエータ98と、温度アクチュエータ98によって開閉作動され、吐出室85内の作動流体の温度が上限温度に近付いたとき、クランク室26の圧力を上昇させる過熱防止弁99とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は可変容量型往復動圧縮機に関する。

可変容量型往復動圧縮機は、例えば車両用空調装置の冷凍回路に組み込まれる。具体的には、冷凍回路は、冷媒が循環する循環路を備え、循環路には、圧縮機、放熱器、膨張器及び蒸発器が順次介挿される。圧縮機は、冷媒の吸入、圧縮及び吐出工程からなる一連のプロセスを実行し、そのために圧縮機には、例えば電磁クラッチを介してエンジンから動力が供給される。

冷凍回路では、冷媒の封入量が不足しているとき、エバポレータにかかる熱負荷が大きいとき、あるいはエンジン回転数が高いとき等に、圧縮機が吸入する冷媒の温度の上昇等により、圧縮機で圧縮された冷媒の温度（吐出温度）も上昇する。吐出温度の異常な上昇は、冷凍回路の耐久性を低下させるのみならず、圧縮機の焼付きにつながる虞がある。
従来から、圧縮機の焼付きを防止する種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１のクラッチレス圧縮機は、圧縮機の吐出容量が最小のときに、圧縮機本体の温度と外気温度との差が所定値以上に大きくなると、圧縮機の吐出容量を増大させて冷媒の循環量を増大させる。これにより、冷媒循環量不足時に圧縮機の焼付きが防止されるものと考えられる。
特開平6-323248号公報

ところで、上記特許文献１のように、温度センサによって圧縮機本体の温度及び外気温度を測定した場合、温度センサを設置することのみならず、温度センサからの電気信号を増幅するアンプや、増幅した信号を判定して電磁弁を作動させる制御装置等を設けることが必要になる。このように、特許文献１のクラッチレス圧縮機では、温度センサによる温度の検知から電磁弁の作動まで全て電気的に行われるため、構成が複雑である。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成にて、吐出される冷媒の温度が上限値を超えることが防止される可変容量型の往復動圧縮機を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明によれば、クランク室の圧力に応じて回転軸に対し傾動する斜板と、前記斜板の回転運動に伴い前記斜板の傾動に対応したストローク長にて往復運動し、吸入室からシリンダボアへの作動流体の吸入工程、前記シリンダボア内での前記作動流体の圧縮工程及び前記シリンダボアから吐出室への前記作動流体の吐出工程を実行するピストンと、前記吐出室と前記クランク室との間を繋ぐ高圧連通路と、前記クランク室と前記吸入室との間を繋ぐ低圧連通路と、前記高圧連通路及び低圧連通路のうち一方に介挿された容量制御弁を含み、前記容量制御弁の開閉作動により前記クランク室の圧力を変化させ、前記圧縮機から外部に吐出される前記作動流体の吐出量を前記圧縮機に要求される要求値に近付ける容量制御手段と、前記吐出室内の冷媒の温度に反応して機械的に作動する温度アクチュエータを含み、前記吐出室内の作動流体の温度が上限温度に近付いたとき、前記クランク室の圧力を上昇させる過熱防止手段とを備えることを特徴とする可変容量型往復動圧縮機が提供される（請求項１）。

好ましくは、前記温度アクチュエータは、前記作動流体の温度変化に伴い体積及び形状のうち一方が変化する感熱材を有する（請求項２）。
好ましくは、前記感熱材はワックスである（請求項３）。
好ましくは、前記温度アクチュエータは、前記感熱材の体積変化に伴い伸縮するベローズを有する（請求項４）。

好ましくは、前記感熱材はバイメタルである（請求項５）。

本発明の請求項１の可変容量型往復動圧縮機は過熱防止手段を備え、この過熱防止手段の働きによって、圧縮機から吐出される作動流体の温度は上限温度を超えることはない。このため、この圧縮機の焼付きが防止されるのみならず、この圧縮機を適用したシステムの耐久性が向上する。
そして、この可変容量型往復動圧縮機の過熱防止手段は温度アクチュエータを有し、温度アクチュエータは、吐出室内の冷媒の温度に反応して機械的に作動する。このため、温度センサによって電気的に圧縮機等の温度を検知した場合に比べて、過熱防止手段は簡単な構成を有する。

請求項２の可変容量型往復動圧縮機では、温度アクチュエータが感熱材を含み、感熱材は、作動流体の温度変化に伴い体積及び形状のうち一方が変化する。感熱材の体積又は形状は、作動流体の温度変化に伴い確実に変化するため、この圧縮機の過熱防止手段は信頼性に優れる。
請求項３の可変容量型往復動圧縮機では、感熱材がワックスであり、ワックスの体積は作動流体の温度変化に伴い確実に変化する。このため、この圧縮機の過熱防止手段は信頼性に優れる。

請求項４の可変容量型往復動圧縮機では、温度アクチュエータがベローズを含み、ベローズは感熱材の体積変化に伴い伸縮する。ベローズを用いたことで、感熱材が液相や気相であっても、感熱材の漏洩が防止される。感熱材の漏洩を防止しながら、感熱材の相変化による大きな体積変化を利用すれば、温度アクチュエータは安定に動作する。この結果として、この圧縮機の過熱防止手段は信頼性に優れる。

請求項５の可変容量型往復動圧縮機では、感熱材がバイメタルであり、バイメタルの形状は作動流体の温度変化に伴い確実に変化する。このため、この圧縮機の過熱防止手段は信頼性に優れる。

図１は、第１実施形態に係る可変容量型の往復動圧縮機を車両用空調システムの冷凍回路10とともに示し、冷凍回路10は、作動流体としての冷媒が循環する循環路12を備える。循環路12には、冷媒の流動方向でみて、圧縮機、放熱器（凝縮器）14、膨張器（膨張弁）16及び蒸発器18が順次介挿され、圧縮機が作動すると、循環路12を冷媒が循環する。すなわち、圧縮機は、冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行う。

圧縮機は、揺動板式の圧縮機として示され、シリンダブロック20を備える。シリンダブロック20の一端側には、周壁22が一体に形成され、周壁22の開口端にはフロントハウジング24が気密に接合されている。シリンダブロック20の一端面、周壁22及びフロントハウジング24は、クランク室26を区画している。
クランク室26内にはその中央に駆動軸30が配置され、駆動軸30は、フロントハウジング24及びフロントハウジング24の外面に一体に形成された円筒状の軸受支持部31を貫通している。軸受支持部31から突出した駆動軸30の外端には、電磁クラッチ32のドリブン側ユニットを構成するボス34が固定され、電磁クラッチ32のドライブ側を構成する駆動プーリ36は、軸受支持部31に軸受38を介して回転自在に支持されている。従って、電磁クラッチ32がオン作動させられると、エンジン（図示せず）の動力が駆動プーリ36を介して駆動軸30に伝達される。

駆動軸30の内端は、シリンダブロック20の中央を貫通するシャフト孔40内に位置している。駆動軸30は、ラジアルベアリング42,44を介して、フロントハウジング24及びシリンダブロック20により回転自在に支持されている。
また、シリンダブロック20には、シャフト孔40を中心として、例えば７個のシリンダボア50が同心上に形成されている。これらシリンダボア50はシリンダブロック20の周方向に等間隔を存して配置され、各シリンダボア50は、駆動軸30と平行な方向、すなわちシリンダブロック20の軸線方向にシリンダブロック20を貫通している。

各シリンダボア50内にはピストン52が摺動自在に嵌合しており、各ピストン52には連接棒54が球継手を介して連結されている。連接棒54はクランク室26内に突出し、連接棒54の端部は、球継手を介して環状の揺動板56の外周部に連結されている。
ピストン52を往復運動させるべく、換言すれば、揺動板56を揺動させるべく、駆動軸30には、ロータ60が相対回転不能に同軸に固定されている。ロータ60とフロントハウジング24との間にはスラストベアリングが配置され、ロータ60には、ヒンジ62を介して環状の斜板64が傾動可能に連結されている。

斜板64は環状をなし、駆動軸30によって貫通されている。斜板64の内周縁には駆動軸30を囲む円筒状の斜板ボス65が一体に形成され、斜板ボス65の先端とシリンダブロック20との間にはリターンスプリング66が配置されている。リターンスプリング66は、斜板ボス65をロータ60に向けて付勢している。
また、斜板ボス65の内側には、スリーブ67が配置され、スリーブ67は、駆動軸30に摺動自在に嵌合している。スリーブ67は、斜板ボス65にピン結合しており、斜板ボス65の傾動を案内する。

斜板64及び斜板ボス65は、スラストベアリング69及びラジアルベアリング70を介して、揺動板56を相対回転可能に支持している。なお、斜板ボス65には、バランスリング71も嵌合され、バランスリング71は揺動板56の抜け止めを構成している。
なお、揺動板56には、揺動板56の自転を阻止する自転阻止機構が設けられている。自転阻止機構は、揺動板56に固定されたスライダ72と、フロントハウジング24とシリンダブロック20との間に挟持されたガイドレール74とから構成される。駆動軸30の回転に伴い、スライダ72は、駆動軸30の回りの回転が防止されながら、ガイドレール74内を往復動する。

シリンダブロック20の他端側には、ガスケット（図示せず）及びバルブプレート80を介して、シリンダヘッド82が複数個の連結ボルト83によって接合されている。
シリンダヘッド82には吐出ポート84が形成されている。吐出ポート84は、循環路12を通じて放熱器14に連通するとともに、シリンダヘッド82内に区画された吐出室85に連通している。吐出室85は、バルブプレート80に形成された吐出孔86を通じてシリンダボア50に連通し、吐出孔86は吐出弁によって開閉される。吐出弁は、リード弁体87と弁押さえ88とから構成される。

また、シリンダヘッド82には吸入ポート89が形成されている。吸入ポート89は、循環路12を通じて蒸発器18に連通するとともに、シリンダヘッド82内に区画された吸入室90に連通する。吸入室90は、バルブプレート80に形成された吸入孔91を通じてシリンダボア50に連通し、吸入孔91は、吸入弁（図示せず）によって開閉される。
上述した圧縮機では、クランク室26の圧力に応じて吐出ポート84から吐出される冷媒の量（吐出量）が変化する。すなわちクランク室26の圧力に応じて、斜板64及び揺動板56の駆動軸30に対する傾斜角度が変化し、ピストン52のストローク長が変化する。

クランク室26の圧力を調整して圧縮機の吐出容量を変化させるために、吐出室85とクランク室26との間は、連通路（高圧連通路）を通じて連通し、高圧連通路の一部は、シリンダブロック20を貫通して形成された貫通孔92からなる。
一方、クランク室26と吸入室90との間は、低圧連通路を通じて連通している。低圧連通路は、シリンダブロック20のシャフト孔40、シリンダブロック20の他端面に形成された連通溝93及びバルブプレート80に形成されたガス抜き孔94により構成される。

シャフト孔40内には、容量制御弁95が配置されている。容量制御弁95は、低圧連通路の一部を構成する内部流路（弁路）を有し、弁路は弁体によって開閉される。弁体の開閉作動は、容量制御弁95に付設された圧力アクチュエータによって実行され、圧力アクチュエータは、バルブプレート80を貫通するプッシュロッド96を有する。
圧力アクチュエータは、吐出量が圧縮機に要求される要求値に近付くように容量制御弁95の弁路を開閉する。要求値は、蒸発器18に対する熱負荷の指標となる吸入室90の冷媒の圧力（吸入圧）に応じて増減する。具体的には、圧力アクチュエータは、プッシュロッド96を通じて検知される吐出室85の冷媒の圧力（吐出圧）、クランク室26の冷媒の圧力及び吸入圧に基づいて作動し、吸入圧が目標値よりも低いと弁路を閉じる。弁路が閉じられると、クランク室26の圧力が上昇して揺動板56の傾斜角度が小さくなり、ピストン52のストローク長が短くなる。この結果として、吐出量が減少し、吸入圧が上昇する。

なお、吸入圧の目標値は、冷凍回路10の仕様に応じて設定される値であり、温度アクチュエータの構成によって適宜変更可能である。
その上、上述した圧縮機は、吐出室85内の冷媒の温度（吐出温度）が上限値に近付いたときに、クランク室26の圧力を上昇させて吐出量を減少させる過熱防止手段を備える。過熱防止手段は、図１中ではブロック97で簡略に示されているけれども、図２及び図３に詳細に示したように温度アクチュエータ98を有する。温度アクチュエータ98は、吐出温度に反応して機械的に作動する。

また、過熱防止手段は、連通溝93に介挿された過熱防止弁99を有し、温度アクチュエータ98によって駆動された過熱防止弁99が連通溝93を開閉する。
より詳しくは、温度アクチュエータ98は、バルブプレート80に固定されるアクチュエータハウジング100を有する。アクチュエータハウジング100は金属製であるのが好ましい。アクチュエータハウジング100内にはバイメタル102が収容され、バイメタル102はアクチュエータハウジング100の端壁近傍に位置している。バイメタル102は、バルブプレート80と略平行に配置され、バイメタル102の両端は、アクチュエータハウジング100内にて拘束されている。バイメタル102の中央には、バルブプレート80側からプッシュロッド104の根元が当接し、プッシュロッド104は、バルブプレート80に形成された貫通孔を通じて連通溝93内に突出している。

なお、バイメタル102は、線膨張係数の異なる２種類の金属板を張り合わせて形成されている。アクチュエータハウジング100を介してバイメタル102に伝達される吐出温度が上昇すると、図３に示したように、バイメタル102は、その中央部がバルブプレート80に向かって膨出するように湾曲する。
一方、連通溝93内には過熱防止弁99が配置され、過熱防止弁99の弁ケーシング106は、冷媒の流動方向でみて、連通溝93内を上流と下流とに区画する。弁ケーシング106の外周面には、弁ケーシング106の上流側に開口した入口108と、弁ケーシング106の下流側に開口した出口110とが形成され、入口108と出口110との間は、弁ケーシング106内の弁室を通じて連通可能である。

ただし、弁室内には、円筒形状の弁体112が摺動自在に配置され、弁体112の外周面は入口108及び出口110を開閉可能である。弁体112は、前述した温度アクチュエータ98のプッシュロッド104の先端に嵌合され、プッシュロッド104の先端の往復動に伴い、弁ケーシング106の入口108及び出口110を開閉する。
なお、弁体112と弁ケーシング106の端壁との間には、リターンスプリング114が配置されている。バイメタル102が湾曲した状態から平坦になったとき、弁体112は、リターンスプリング114によってバルブプレート80に向けて押し返され、閉位置から開位置に位置付けられる。

以下、上述した圧縮機の動作について説明する。
電磁クラッチ32がオン作動させられると、エンジンからの動力が駆動軸30に伝達され、駆動軸30が回転する。駆動軸30の回転に伴い、ロータ60、ヒンジ62、斜板64及び斜板ボス65も回転し、斜板64及び斜板ボス65に相対回転可能に支持された揺動板56が揺動する。揺動板56の揺動は、玉継手及び連接棒54を介してピストン52の往復運動に変換され、ピストン52の往復運動により、吸入室90からシリンダボア50への冷媒の吸入工程、シリンダボア50内での冷媒の圧縮工程及びシリンダボア50から吐出室85への冷媒の吐出工程が実行される。すなわち、ピストン52の往復運動により、蒸発器18で気化した冷媒が循環路12及び吸入ポート89を通じて圧縮機に吸入され、圧縮機の吐出ポート84から吐出された冷媒が循環路12を通じて放熱器14に供給される。

ピストン52のストローク長は、クランク室26内の圧力に応じて可変であり、それ故、圧縮機から吐出される冷媒の量（吐出量）も可変である。
冷媒の吐出量は、冷凍回路10が圧縮機に要求する要求値に近付くように制御され、要求値は、吸入室90内の冷媒の圧力（吸入圧）に対応して増減する。すなわち、吸入圧は、蒸発器18に加わる熱負荷の指標であり、吸入圧が高くなると要求値は増大し、吸入圧が低くなると要求値は減少する。

吐出量を要求値に近付ける容量制御手段として、図４に示したように、圧力アクチュエータは吸入室90の圧力に基づいて容量制御弁95を開閉作動させる。これにより、低圧連通路を通じてクランク室26から吸入室90に排出される冷媒の流量が変化し、クランク室26の圧力が増減する。具体的には、吸入圧が低下すると、圧力アクチュエータは容量制御弁95を閉作動させてクランク室26の圧力を上昇させ、吐出量を減少させる。一方、吸入圧が上昇すると、圧力アクチュエータは容量制御弁95を開作動させてクランク室26の圧力を低下させ、吐出量を増大させる。

このように圧縮機は、通常、冷凍回路10から要求される吐出量にて冷媒を吐出する。この一方、蒸発器18に加わる熱負荷の増大や、エンジン回転数の上昇、冷媒の封入量の不足等の理由により、圧縮機の吐出室85内の冷媒の温度（吐出温度）が上昇し、上限値に近付いたときには、容量制御手段とは別の過熱防止手段の機能により、吐出温度が低下させられる。

具体的には、過熱防止手段は、低圧連通路に介挿された過熱防止弁99及び温度アクチュエータ98により構成される。吐出温度が上限値に近付くと、温度アクチュエータ98のバイメタル102は、その中央部分がバルブプレート80に向けて突出するように湾曲し、これによりプッシュロッド104を押す。バイメタル102によってプッシュロッド104が押されると、プッシュロッド104の先端に取り付けられた弁体112が閉位置に移動し、過熱防止弁99の弁ケーシング106に形成された入口108及び出口110を閉塞する。この状態では、低圧連通路の連通溝93が過熱防止弁99によって閉塞され、たとえ容量制御弁95が開状態であっても、クランク室26の圧力が上昇する。この結果として、吐出量が減少し、吐出温度も低下する。

この後、吐出温度が低下すると、バイメタル102はその中央部分が平坦になるように変形し、プッシュロッド104は、リターンスプリング114の付勢力により押し戻される。これに伴い、弁体112が開位置に移動して弁ケーシング106の入口108及び出口110が開かれ、低圧連通路の連通溝93が開通する。
なお、吐出温度の上限温度は、圧縮機の焼付きや冷凍回路10に用いられた部品の耐久性を考慮して設定され、例えば、110℃以上160℃以下の範囲に設定される。

このように上述した圧縮機では、過熱防止手段の働きによって、圧縮機から吐出される冷媒の温度が上限温度を超えることはない。このため、この圧縮機の焼付きが防止されるのみならず、この圧縮機を適用した冷凍回路10の耐久性が向上する。特に、冷媒がCF₃I等の熱的に不安定な成分を含む場合、冷媒の劣化が防止される。
そして、上述した圧縮機の過熱防止手段は温度アクチュエータ98を有し、温度アクチュエータ98は、吐出室85内の冷媒の温度に反応して機械的に作動する。このため、温度センサによって電気的に圧縮機等の温度を検知した場合に比べて、過熱防止手段は簡単な構成を有する。

また、上述した圧縮機では、温度アクチュエータ98が、吐出温度を検知する感熱材としてバイメタル102を含み、バイメタル102は、冷媒の温度変化に伴い形状が変化する。バイメタル102の形状は、冷媒の温度変化に伴い確実に変化するため、この圧縮機の過熱防止手段は信頼性に優れる。
なお、上述した圧縮機では、温度アクチュエータ98のアクチュエータハウジング100が金属製であるため、吐出圧に関係なく、アクチュエータハウジング100を通じて冷媒の温度が確実にバイメタル102に伝わる。

本発明は上記した第１実施形態に限定されることはなく、種々変更が可能であり、例えば、圧縮機におけるシリンダボア50の数は７個に限られない。
また、第１実施形態の圧縮機は、揺動板56式の圧縮機であったけれども、本発明の圧縮機は、斜板式の圧縮機等のその他の往復動圧縮機にも適用可能である。なお、斜板式の圧縮機の場合、ピストン52と一体にテール部が形成され、テール部がクランク室26に突出する。各テール部には球面座が形成され、球面座に配置された１組の半球状のシューが、斜板の外周部に摺接する。

更に、過熱防止弁99及び温度アクチュエータ98の構成は特に限定されず、吐出温度が上限値に近付いたときに、クランク室26の圧力を機械的に上昇させることができればよい。
例えば図５は、第２実施形態に係わる温度アクチュエータ120及び過熱防止弁122の概略を示す。
過熱防止弁122は、吐出室85内に配置され、温度アクチュエータ120と一体をなす。すなわち過熱防止弁122は温度アクチュエータ120のアクチュエータハウジング124に囲まれ、過熱防止弁122の弁ケーシング126の入口128及び出口130は、バルブプレート80に形成された入口孔又は出口孔にそれぞれ接続されている。温度アクチュエータ120のプッシュロッド104は、バルブプレート80ではなく、過熱防止弁122の弁ケーシング126の端壁を貫通している。

なお、シリンダブロック20の端面には、連通溝93を上流と下流とに区画する区画壁132が一体に形成され、バルブプレート80に形成された入口孔及び出口孔の開口は、区画壁132の両側に位置している。
更に、上記した第１実施形態では、圧縮機が、内部制御方式の可変容量型であって、クランク室26の圧力を出口側で制御（出口制御）するものであったけれども、外部制御方式や内部制御方式の可変容量型であって、クランク室26の圧力を入口側で制御（入口制御）するものであってもよい。

例えば図６は、第３実施形態として、外部制御方式であって、クランク室26の圧力が入口側で制御（入口制御）される方式の可変容量型往復動圧縮機における容量制御手段及び過熱防止手段の概略構成を外部の制御装置とともに示す。シリンダヘッド82に固定された容量制御弁140は高圧連通路（第１の高圧連通路）に介挿され、低圧連通路にはオリフィス142が設けられる。容量制御弁95はソレノイド144によって開閉駆動され、ソレノイド144は制御装置146からの制御信号によって制御される。

制御装置146は、内部制御方式（出口制御）の場合と同様に、圧縮機の吐出量が圧縮機に要求される要求値に近付くようソレノイド144を制御する。そのために、例えば吸入室90に設けられた温度センサ148からの圧力信号が制御装置146に入力され、吸入室90の圧力に応じて、制御装置は吐出量を増減する。
外部制御方式（入口制御）の場合、過熱防止手段として、容量制御弁140をバイパスして吐出室85とクランク室26との間を繋ぐ第２の高圧連通路が形成され、第２の高圧連通路に過熱防止弁150が介挿される。すなわち、出口制御方式の場合、過熱防止弁99は、低圧連通路に容量制御弁95と直列に介挿されていたが、入口制御方式の場合、過熱防止弁150は、容量制御弁140と並列に設けられる。

直列であるか並列であるかの違いは、入口制御方式の場合、吐出室85からクランク室26に供給される冷媒の量を増大することによって、クランク室26の圧力を上昇させるのに対し、出口制御方式の場合、クランク室26から吸入室90に排出される冷媒の量を減少させることによって、クランク室26の圧力を上昇させることに起因している。
過熱防止弁150及び温度アクチュエータ152としては、図７に示したように、第１実施形態と同じものを用いることができる。ただし、過熱防止弁99の弁ケーシング106は、第２の高圧連通路の一部を構成するシリンダブロック20の連通溝154に配置され、第１の高圧連通路及び第２の高圧連通路は、シリンダブロック20に形成された貫通孔92を共有する。

なお、第２の高圧連通路のために、シリンダブロック20に他の貫通孔を形成してもよいが、第１の高圧連通路及び第２の高圧連通路がシリンダブロック20に形成された貫通孔92を共有することで、構成がより簡単になる。
上記した第１乃至第３実施形態では、過熱防止弁及び温度アクチュエータは、バルブプレート80に固定されていたけれども、図８にブロック160で位置のみを示したように、吐出室162と吸入室164とを区画するシリンダヘッド82の仕切壁166に固定されていてもよい。

図９は、図８のブロック160で示された部分の周辺を詳細に示し、すなわち、第４実施形態に係わる温度アクチュエータ168及び過熱防止弁170を示している。過熱防止弁170は仕切壁166に固定されるブロック状の弁ケーシング172を有する。弁ケーシング172には弁孔174が形成され、弁孔174は弁ケーシング172を貫通している。弁孔174の一端には、シリンダヘッド82に形成された内部流路が連通し、内部流路は、バルブプレート80及びシリンダブロック20に形成された貫通孔92に接続されている。

弁ケーシング172の端面には、螺子176によってリード弁体178の根元が固定され、リード弁体178の中央部は、弁孔174の開口端をリード弁体178の弾性力によって気密に閉塞可能である。リード弁体178の先端部は、弁ケーシング172の端面から突出しており、リード弁体178の先端部には、温度アクチュエータ168のプッシュロッド180が当接している。
温度アクチュエータ168のアクチュエータハウジング182は、過熱防止弁170の弁ケーシング172と並んで仕切壁166に固定され、温度アクチュエータ168のプッシュロッド180の先端は、アクチュエータハウジング182の端壁を貫通して突出している。またプッシュロッド180は、端壁の内側に固定されたベローズ184を貫通しており、ベローズ184は、アクチュエータハウジング182内をベローズ184の内側の空間と外側の空間とに気密に区画している。

アクチュエータハウジング182内のベローズ184の外側の空間には、気液混合状態の物質186が吐出温度を検知する感熱材として収容されており、このような物質186として、冷媒と同じフロン等を用いることができる。
この温度アクチュエータ168によれば、吐出温度が上昇したとき、気液混合状態の物質の液相成分が気化して圧力（体積）が増大し、ベローズ184は収縮する。ベローズ184は、プッシュロッド180の内端とアクチュエータハウジング182の端壁との間に挟まれており、ベローズ184が収縮するとアクチュエータハウジング182の端壁からのプッシュロッド180の突出長が増大する。

プッシュロッド104の突出長の増大により、リード弁体178の先端部が開弁方向に押され、リード弁体178の中央部が弁孔174の開口端から離間する。これにより、吐出室85とクランク室26との間が連通し、クランク室26の圧力が増大する。
なお、図１と図８とを対比すれば明らかなように、吸入室90が吐出室85を囲んでいても、吐出室162が吸入室164を囲んでいてもどちらでもよい。

第４実施形態では、温度アクチュエータ168がベローズ184を含み、ベローズ184は感熱材の体積変化に伴い伸縮する。ベローズ184を用いたことで、感熱材が液相や気相であっても、感熱材の漏洩が防止される。感熱材の漏洩を防止しながら、感熱材の相変化による大きな体積変化を利用することで、温度アクチュエータ168は安定に動作する。この結果として、この過熱防止手段は信頼性に優れる。

上述した第４実施形態では、温度変化によって体積が増減する感熱材として気液混合状態の物質186が用いられ、体積の増減をプッシュロッド104の変位に変換する変換手段としてベローズ184が用いられていたが、感熱材の種類や変換手段は特に限定されない。
例えば図10は第５実施形態に係わる温度アクチュエータ190を示しており、温度アクチュエータ190は、アクチュエータハウジング192内が変換手段としてのダイヤフラム194により２つの空間に区画されている。ダイヤフラム194によって区画されたプッシュロッド196とは反対の空間には、感熱材としてのワックス198が充填されている。

この温度アクチュエータ190によれば、ワックスが198が膨張することにより、ダイヤフラム194の中央部が膨出する。ダイヤフラム194の膨出により、プッシュロッド196が押されてプッシュロッド196の突出長が増大し、過熱防止弁が開作動される。
この第５実施形態では、感熱材がワックス198であり、ワックス198の体積は冷媒の温度変化に伴い確実に変化する。このため、この感熱材を用いた過熱防止手段は信頼性に優れる。

最後に、本発明の可変容量型の往復動圧縮機は、車両用空調システム以外の種々のシステムに適用可能であるのは勿論であり、作動流体も冷媒に限定されない。

第１実施形態の可変容量型往復動圧縮機を車両用空調システムの冷凍回路とともに示した図である。 図１の圧縮機に適用された温度アクチュエータ及び過熱防止弁の開作動状態を示す断面図である。 図１の圧縮機に適用された温度アクチュエータ及び過熱防止弁の閉作動状態を示す断面図である。 図１の圧縮機に適用された容量制御手段及び過熱保護手段の概略を示すブロック図である。 第２実施形態に係わる温度アクチュエータ及び過熱防止弁を圧縮機に適用した状態で示す断面図である。 第３実施形態の外部制御方式の可変容量型往復動圧縮機に適用される容量制御手段及び過熱保護手段の概略を示すブロック図である。 図６の過熱保護手段としての温度アクチュエータ及び過熱防止弁を圧縮機に適用した状態で示す断面図である。 第４実施形態の圧縮機のシリンダヘッドの横断面を概略的に示す図である。 図８の一部を拡大して詳細に示す図である。 第５実施形態に係わる温度アクチュエータの断面を示す図である。

符号の説明

85 吐出室
90 吸入室
95 容量制御弁
98 温度アクチュエータ
99 過熱防止弁

Claims (5)

1. クランク室の圧力に応じて回転軸に対し傾動する斜板と、
   前記斜板の回転運動に伴い前記斜板の傾動に対応したストローク長にて往復運動し、吸入室からシリンダボアへの作動流体の吸入工程、前記シリンダボア内での前記作動流体の圧縮工程及び前記シリンダボアから吐出室への前記作動流体の吐出工程を実行するピストンと、
   前記吐出室と前記クランク室との間を繋ぐ高圧連通路と、
   前記クランク室と前記吸入室との間を繋ぐ低圧連通路と、
   前記高圧連通路及び低圧連通路のうち一方に介挿された容量制御弁を含み、前記容量制御弁の開閉作動により前記クランク室の圧力を変化させ、前記圧縮機から外部に吐出される前記作動流体の吐出量を前記圧縮機に要求される要求値に近付ける容量制御手段と、
   前記吐出室内の冷媒の温度に反応して機械的に作動する温度アクチュエータを含み、前記吐出室内の作動流体の温度が上限温度に近付いたとき、前記クランク室の圧力を上昇させる過熱防止手段と
   を備えることを特徴とする可変容量型往復動圧縮機。
2. 前記温度アクチュエータは、前記作動流体の温度変化に伴い体積及び形状のうち一方が変化する感熱材を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量型往復動圧縮機。
3. 前記感熱材はワックスであることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型往復動圧縮機。
4. 前記温度アクチュエータは、前記感熱材の体積変化に伴い伸縮するベローズを有することを特徴とする請求項２に記載の可変容量型往復動圧縮機。
5. 前記感熱材はバイメタルであることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型往復動圧縮機。

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