JP3088536B2 - 可変容量型揺動式圧縮機 - Google Patents

可変容量型揺動式圧縮機

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JP3088536B2 JP03345311A JP34531191A JP3088536B2 JP 3088536 B2 JP3088536 B2 JP 3088536B2 JP 03345311 A JP03345311 A JP 03345311A JP 34531191 A JP34531191 A JP 34531191A JP 3088536 B2 JP3088536 B2 JP 3088536B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空調装置等に
使用される可変容量型揺動式圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の圧縮機としては、例えば、
クランク室を有するケーシングと、吐出室および吸入室
が形成され、前記ケーシングの一開口端を閉蓋するシリ
ンダヘッドと、前記ケーシング内に回転可能に備えられ
た回転主軸と、前記クランク室内にあって前記回転主軸
に傾斜自在に備えられ、前記回転主軸の回転により回転
する傾斜板と、該斜板の回転に応じて揺動する揺動板
と、前記主軸の径方向外側で前記ケーシング内に形成さ
れた複数のシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に配
置され、前記揺動板に連結されたピストンと、前記クラ
ンク室と前記吸入室とを連通する連通路と、前記クラン
ク室と前記吸入室内との圧力差に応答して前記連通路を
開閉する差圧弁と、前記連通路を開閉制御する電磁アク
チュエータを含む圧力制御弁とを有し、前記クランク室
内の圧力を前記圧力制御弁により制御して前記揺動板の
傾斜角を変化させ、吐出容量を制御する可変容量型揺動
式圧縮機が知られている。
【0003】この他、実開昭62−72473号公報、
実開昭62−76289号公報、実開昭63−1341
81号公報、特開昭63−285276号公報等に記載
されたものが知られている。
【0004】これら従来の圧縮機は、いずれもクランク
室内の圧力が必要以上に高くなることを防止するため
に、クランク室内の圧力が吸入室内の圧力に対して所定
の圧力差以上になった場合、差圧弁が開弁しクランク室
内のガスを吸入室に逃がす構造を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
例ではクランク室内の圧力を制御する圧力制御弁と、ク
ランク室内と吸入室内の圧力差に応答して動作する差圧
弁との2つの弁が必要なめ、比較的複雑な構成となると
いう問題点がある。
【0006】本発明の課題は、簡素な構成で、クランク
室内の過剰圧力の防止と、吐出容量の制御とを行うこと
ができる可変容量型揺動式圧縮機を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、クラン
ク室を有するケーシングと、吐出室および吸入室が形成
され、前記ケーシングの一開口端を閉蓋するシリンダヘ
ッドと、前記ケーシング内に回転可能に備えられた回転
主軸と、前記クランク室内にあって前記回転主軸に傾斜
自在に備えられ、前記回転主軸の回転により回転する斜
板と、該斜板の回転に応じて揺動板と、前記主軸の径方
向外側で前記ケーシング内に形成された複数のシリンダ
と、該シリンダ内に往復動可能に配置され、前記揺動板
に連結されたピストンと、前記クランク室と前記吸入室
とを連通する連通路と、前記連通路を開閉制御する電磁
アクチュエータを含む圧力制御弁とを備え、前記クラン
ク室内の圧力を前記圧力制御弁により制御して前記揺動
板の傾斜角を変化させ、吐出容量を変化させる可変容量
型揺動式圧縮機において、前記圧力制御弁の弁体は、前
記電磁アクチュエータの発生する電磁力に基づいて動作
し、かつ、前記クランク室と前記吸入室との圧力差に基
づいて動作するものであり、さらに、前記クランク室と
前記吸入室との圧力差が所定値以上になった場合には、
前記電磁アクチュエータの動作とは無関係に、前記クラ
ンク室と前記吸入室とを連通する前記連通路を開放す
ことを特徴とする可変容量型揺動式圧縮機が得られる。
【0008】即ち、クランク室内の圧力を制御する圧力
制御弁に差圧弁としての機能を付加したもので、圧力制
御弁の弁体は、電磁アクチュエータの発生する電磁力に
応答して動作し、かつ前記電磁アクチュエータの発生す
る電磁力とは無関係にクランク室と吸入室との圧力差に
応答して動作することを特徴とするものである。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による一実施
例を説明する。
【0010】図1(a)および(b)は、本実施例によ
る可変容量型揺動式圧縮機の断面図および矢視A断面図
である。図1(a)および(b)を参照すると、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(回転主軸)2が挿通されて、ケーシング1
にベアリング1a及び1bによって回転可能に支持され
ている。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に取り付けられてい
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7には球連結によって
複数のピストンロッド8が連結されている。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
9が所定の感覚をおいて形成されてる。ピストンロッド
8は、シリンダ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、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11に対して主
軸方向に揺動可能となっている。
【0011】ケーシング1の右端面には、弁板12を介
してシリンダヘッド13が配設され、ケーシング1の右
側開口端が閉塞される。シリンダヘッド13には吸入室
14及び吐出室15が形成されている。吸入室14は吸
入ポート14aに連結されている。吐出室15は吐出ポ
ート(図示せず)に連結されている。弁板12には吸入
孔12a及び吐出孔12bが形成され、吸入室14及び
吐出室15はそれぞれ吸入孔12a及び吐出孔12bを
介してシリンダ9に連通している。
【0012】また、弁板12の中央部には、吸入弁、吐
出弁(いずれも図示せず)及びバルブリテーナ16がボ
ルト17、ナット18によって共締めされ固定されてい
る。
【0013】また、吐出室15とクランク室4は、弁板
12に形成された連通孔12cとケーシング1に形成さ
れた連通路19内部に配置されたオリフィス20を介し
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4内の圧
力の上昇要素としてこれを利用している。
【0014】また、クランク室4内のガスは主軸2内の
貫通孔2a及び主軸2とベアリング1bとの隙間を通
り、室21、連通路12d、連通路22を経て圧力制御
弁23の入口側の室24に至る。また、吸入室14は連
通路25を経て圧力制御弁23の出口側の室26と連通
している。したがって、クランク室4内のガスは、圧力
制御弁23を介し吸入室14に流れることが可能になっ
ている。
【0015】図2は、圧力制御弁23の構造を示す断面
図である。図2を参照すると、圧力制御弁23は、ケー
シング231と、ケーシング231に形成された弁座部
231aに当接する弁体232と、弁体232を図2
中、上方に付勢するバネ233と、図2中、下方に付勢
するバネ234と、弁体232に内挿され、ケーシング
231に摺動可能に支持されているロッド235と、ロ
ッド235に固定されバネ234の一端を受けるバネ受
け236と、吸入室14内の圧力を受けるダイヤフラム
237と、ハウジング238内に設置された電磁コイル
239と、電磁コイル239内に摺動可能に配置され、
先端にロッド240を固定し、ダイヤフラム237の図
2中、上方向への変位量を規制するストッパ241を介
し、ダイヤフラム237を電磁コイル239の吸引力と
バネ242の付勢力とにより閉弁方向に押圧するプラン
ジャ243とから成る。
【0016】尚、ロッド235には、ダイヤフラム23
7の図2中の下方向への変位量を規制するストッパ構造
235aが形成されている。またバネ242の付勢力
は、調整ネジ244により調整可能となっている。また
ケーシング231には、クランク室4と連通する入口孔
231b、吸入室14と連通する出口孔231cが形成
されており、弁体232の動作によりクランク室4と吸
入室14の連通を開閉制御可能となっている。またダイ
ヤフラム237の図2中の上側は大気圧となっている。
【0017】尚、バネ234は、バネ233より付勢力
が大きく、したがって弁体232は、バネ234により
ロッド235に形成されたストッパ部235bに常時当
接している。
【0018】つまり、弁体232は、ロッド235及び
バネ受け236と一体となって動作するものであり、バ
ネ233により常時ダイヤフラム237に押し付けられ
ている。したがって弁体232は、ダイヤフラム237
の変位量に応じて動作するようになっている。
【0019】つまり、圧力制御弁23は、吸入室14内
の圧力を感知し、これを所定値に制御し、さらに電磁力
により吸入室14内の制御圧力を変化させるものであ
る。図3に、電磁コイル239の通電量に対する吸入室
4の圧力を示す。また、弁体232は、ストッパ部2
35b及び236aの間をロッドに沿って可動な構造と
しているため、弁体232が閉じている状態であって
も、クランク室4内と吸入室14内の圧力差が所定値以
上になった場合は、電磁力及び吸入室14内の圧力に無
関係に閉弁できる。以後、この機構を差圧弁機構と呼
ぶ。
【0020】尚、プランジャ243の変位に直接応答す
る部材、即ち、ロッド235、バネ受け236、ストッ
パ241、及びロッド240の結合系を伝達ロッドと呼
ぶ。
【0021】ロッド235、電磁アルチュエータの電磁
力および吸入圧力に応答して動作するため、弁体232
をクランク室4と吸入室14との室内の圧力差に応答さ
せて動作させるためには、ロッド235の動きと独立し
て弁体232が動作し得る構造とする必要がある。本実
施例では、ロッドを弁体内に内挿した構成をとる。
【0022】また、伝達ロッドのストッパ構造235b
と付勢手段(例えば、バネ234)は、それぞれの要素
によって弁体と伝達ロッドとを一体化させると共に、一
体化した状態での弁体の開閉制御をも可能にする機能を
有する。即ち、弁体をこの付勢手段により閉弁方向に付
勢し、弁体をストッパ構造235bに突き当てることに
より、弁体と伝達ロッドとは機能上一体化する。この一
体化により、弁体232は、伝達ロッドの動きに応答し
て動作することとなる。換言すれば、この機能を実現す
るためには、一体化が必要である。さらに、付勢手段
(バネ234)を設けたことにより、弁体と付勢手段と
が差圧弁の機能要素も兼ねることとなり、両者が協働し
て差圧弁としての機能を果たす。即ち、弁体232は、
通常、閉方向に付勢されているが、クランク室4と吸入
室14との圧力差が一定値以上になった場合、かかる付
勢力に抗して弁体が開く。
【0023】図4は、従来例および本実施例における、
クランク室と吸入室との圧力差を時間経過に即して示し
た図である。ここで、例えば、電磁コイル239への通
電量がゼロの場合(図3において、吸入室圧力が1.0
kg/cm2 Gに制御されている場合)、あるいは、吸
入室圧力制御点に到達せず最大容量で動作している場合
を考える。
【0024】ここで、差圧弁機構を持たない圧縮機の場
合、電磁コイル239への通電量を瞬時に最大値(図3
において、1.0A)とした場合、吸入室圧力が最大値
(図3において、4.0kg/cm2 G)近傍になるま
で弁体232は弁座231aに当接し、閉弁したままの
状態である。このため、図4中、破線で示すように、ク
ランク室4内の圧力が異常に上昇し、クランク室と吸入
室との圧力差が大きくなり、クランク室4内に配置され
ている機構部品の異常摩耗等を引き起こし、圧縮機の耐
久性が低下することになる。
【0025】一方、本実施例においては(即ち、差圧弁
機構を有する場合)、弁体232がロッド235に沿っ
て開弁するため、図4中、実線で示すように、クランク
室と吸入室の圧力差を許容限度内(図4においては、開
弁設定を2.0kg/cm2 としている)に抑制でき
る。
【0026】
【発明の効果】本発明の可変容量型揺動式圧縮機によれ
ば、クランク室圧力を制御して吐出容量を可変にし得る
圧力制御弁に、クランク室と吸入室との圧力差に応答し
て動作する差圧弁としての機能を付加し一体化したた
め、差圧弁を独立して設置する場合に対し、弁機構を簡
素化することができる。
【0027】また、伝達ロッドを弁体内に内装した構成
としたため、弁体の支持を直接伝達ロッド自身で行える
ため、弁体の支持構造を簡素化できる。さらに、弁体が
弁座に当接するような場合、弁体の軸心部に伝達ロッド
が摺動可能に内装されているため、弁体の軸ずれや傾き
が抑制できるため、圧力制御弁の信頼性、耐久性の向上
が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施例による可変容量型
揺動式圧縮機の断面図、(b)は、(a)に示す圧力制
御弁を含む矢視断面図である。
【図2】図1に示す圧縮機の圧力制御弁の断面図であ
る。
【図3】図1に示す圧縮機の圧力制御弁の吸入圧力制御
特性を示す図である。
【図4】差圧弁機構の有無によるクランク室圧力と吸入
室圧力の圧力差を示す図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 4 クランク室 5 ロータ 2 主軸 6 斜板 7 揺動板 8 ピストンロッド 9 シリンダ 10 ピストン 11 ガイド棒 12 弁板 13 シリンダヘッド 14 吸入室 15 吐出室 19 連通路 20 オリフィス 22 連通路 23 圧力制御弁 231 ケーシング 231a 弁座部 231b 入口孔 231c 出口孔 232 弁体 233 バネ 234 バネ 235 ロッド 235a ストッパ構造 235b ストッパ部 236 バネ受け 236a ストッパ部 237 ダイヤフラム 238 ハウジング 239 電磁コイル 240 ロッド 241 ストッパ 242 バネ 243 プランジャ 244 調整ネジ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランク室を有するケーシングと、吐出
    室および吸入室が形成され、前記ケーシングの一開口端
    を閉蓋するシリンダヘッドと、前記ケーシング内に回転
    可能に備えられた回転主軸と、前記クランク室内にあっ
    て前記回転主軸に傾斜自在に備えられ、前記回転主軸の
    回転により回転する斜板と、該斜板の回転に応じて揺動
    板と、前記主軸の径方向外側で前記ケーシング内に形成
    された複数のシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に
    配置され、前記揺動板に連結されたピストンと、前記ク
    ランク室と前記吸入室とを連通する連通路と、前記連通
    路を開閉制御する電磁アクチュエータを含む圧力制御弁
    とを備え、前記クランク室内の圧力を前記圧力制御弁に
    より制御して前記揺動板の傾斜角を変化させ、吐出容量
    を変化させる可変容量型揺動式圧縮機において、 前記圧力制御弁の弁体は、前記電磁アクチュエータの発
    生する電磁力に基づいて動作し、かつ、前記クランク室
    と前記吸入室との圧力差に基づいて動作するものであ
    り、さらに、前記クランク室と前記吸入室との圧力差が
    所定値以上になった場合には、前記電磁アクチュエータ
    の動作とは無関係に、前記クランク室と前記吸入室とを
    連通する前記連通路を開放することを特徴とする可変容
    量型揺動式圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記圧力制御は、前記電磁アクチュエー
    タの発生する電磁力を前記圧力制御弁の前記弁体に作用
    させる伝達ロッドを内挿し、前記圧力制御弁の前記弁体
    は、前記伝達ロッドに摺動可能に支持されている請求項
    1に記載の可変容量型揺動式圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記伝達ロッドは、前記圧力制御弁の前
    記弁体の移動量を規制するストッパ構造を有する請求項
    または記載の可変容量型揺動式圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記圧力制御弁は、前記弁体に閉弁方向
    に予め定められた付勢力を付勢する付勢手段を有する請
    求項1乃至のいずれかに記載の可変容量型揺動式圧縮
    機。
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