JP3410761B2 - 斜板式可変容量圧縮機及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク室、吸入室、
吐出室及びこれら各室に接続するシリンダボアを区画形
成し、シリンダボア内に片頭ピストンを往復直線運動可
能に収容するハウジング内に回転軸を回転可能に支持
し、回転軸に回転支持体を止着すると共に、回転支持体
に斜板を傾動可能に連係し、クランク室内の圧力と吸入
圧との片頭ピストンを介した差により斜板の傾角を制御
する斜板式可変容量圧縮機及びその容量制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５９−１５０９８８号公報及び特
開昭６１−５５３８０号公報に開示される可変容量型揺
動斜板式圧縮機では、外部駆動源と圧縮機の回転軸との
間の動力伝達の連結及び遮断を行なう電磁クラッチを使
用していない。電磁クラッチを無くせば、特に車両搭載
形態ではそのＯＮ−ＯＦＦのショックによる体感フィー
リングの悪さの欠点を解消できると共に、圧縮機全体の
重量減、コスト減が可能となる。

【０００３】前記各公報に開示される可変容量型揺動斜
板式圧縮機ではいずれも、斜板を収容するクランク室内
の圧力を急激に高めて斜板傾角を０°近くにもってゆ
き、吐出容量を零近くに落とすようになっている。この
吐出容量の急激な低下により圧縮機における負荷が急激
に低下する。圧縮機を車両に搭載している場合には、車
両の加速時、登坂時に車両エンジン出力全てを車両の駆
動に振り向けるのが望ましく、このような場合に圧縮機
における負荷の急激な低減が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなクラッチレ
ス圧縮機では外部冷媒回路上の蒸発器におけるフロスト
及び圧縮機内の潤滑が問題になる。外気温が氷点付近で
は蒸発器においてフロスト発生のおそれがあり、このよ
うな環境条件では必要に応じて斜板傾角を０°近くに持
ってゆき、吐出無効化を行なわねばならない。逆に、吐
出無効化状態では冷媒の循環が実質的に無くなるために
圧縮機内の潤滑不良が問題になってくる。そのため、外
気温あるいは蒸発器の出口圧力を検出し、この検出結果
に基づいて吐出無効化状態と圧縮機内の潤滑を確保する
程度の吐出有効化状態とに切り換えを行なう手段が考え
られる。しかし、このようなセンサを用いた外部情報に
基づく制御方式は構成の複雑化をもたらし、コストの観
点からも好ましくない。

【０００５】本発明は、センサを用いて得る外部情報に
頼ることなくフロスト及び圧縮機内の潤滑の問題を解消
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために請求項１に記
載の発明では、吸入圧領域の圧力が低下したときに、吸
入圧領域及びクランク室の少なくとも一方と吐出圧領域
との接続を連通する連通状態及び該接続を遮断する遮断
状態を、一方の状態から他方の状態へ繰り返し切り換
え、吐出有効化状態と吐出無効化状態とを交互にもたら
すようにし、前記吐出有効化状態では外部冷媒回路から
前記圧縮機へ潤滑油を還流するようにした。

【０００７】請求項２に記載の発明では、吐出圧領域と
吸入圧領域とを接続するバイパス通路と、吸入圧及び吐
出圧に感応して前記バイパス通路を開閉制御する制御弁
とを備え、吸入圧が低下した状態であるときには前記バ
イパス通路を開く方向に前記制御弁を動作するようにし
た。

【０００８】請求項３に記載の発明では、前記制御弁
は、吐出圧領域とクランク室とを接続する通路を吸入圧
に感応して開閉する弁体を備えた容量制御機構と、容量
制御機構に対する吐出圧の流入側に介在されるとともに
前記バイパス通路を開閉する弁体を備えたバイパス開閉
機構とを有し、吐出圧領域から前記容量制御機構へ圧力
を通す前記バイパス開閉機構内の通路には容量制御機構
の弁体が最大開度であるときにバイパス開閉機構の弁体
を開状態とする絞り部を設けた。

【０００９】請求項４に記載の発明では、吐出圧領域と
前記クランク室とを圧力供給通路で接続し、前記回転軸
上にて斜板傾角最小となる位置にある斜板支持体で前記
圧力供給通路を閉じ、斜板の傾角増大に伴って前記圧力
供給通路を開くようにした。

【００１０】請求項５に記載の発明では、クランク室に
開口する圧力供給通路の出口を前記斜板支持体のスライ
ド移動によって遮蔽され得る位置に設定し、斜板傾角が
最小傾角以外では前記出口が全開口するようにした。

【００１１】

【作用】吸入圧が予め設定された吸入圧に比して大きく
低下、即ち蒸発器でのフロストが発生しそうな状況にな
ると、吸入圧領域及びクランク室の少なくとも一方と吐
出圧領域とが連通状態となる。この連通により圧縮機が
吐出無効化状態となり、外部冷媒回路上の蒸発器のフロ
ストが回避される。吸入圧が設定吸入圧に近づくと、吸
入圧領域及びクランク室の少なくとも一方と吐出圧領域
とが遮断状態となる。この遮断により圧縮機が吐出有効
化状態となり、冷媒ガス中の潤滑油が圧縮機に還流す
る。この潤滑油還流により圧縮機内の潤滑不良が回避さ
れる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、吐出圧領域と
吸入圧領域との連通及び遮断が制御弁により切り換えら
れる。請求項３に記載の制御弁では、容量制御機構の弁
体が最大開度になると、吐出圧領域からクランク室への
流量が増大し、バイパス制御機構内の絞り部の前後の圧
力差が増大する。この圧力差がバイパス開閉機構の弁体
を開可能にする。

【００１３】請求項４に記載の発明では、吐出圧領域と
クランク室との連通及び遮断が斜板の傾角に応じて切り
換えられる。請求項５に記載の発明では、吐出圧領域と
クランク室とを接続する圧力供給通路の出口が斜板支持
体によって全開及び全閉のいずれかの状態に切り換えら
れる。この切り換えによりクランク室内の圧力変更が迅
速に行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した第１実施例を図１
〜図８に基づいて説明する。図１に示すように圧縮機全
体のハウジングの一部となるシリンダブロック１の前端
にはフロントハウジング２が接合されている。シリンダ
ブロック１の後端にはリヤハウジング３がバルブプレー
ト４、弁形成プレート５Ａ，５Ｂ及びリテーナ形成プレ
ート６を介して接合固定されている。フロントハウジン
グ２内には深溝玉軸受け部材７が取り付けられている。
深溝玉軸受け部材７には回転支持体８が支持されてお
り、回転支持体８には回転軸９が止着されている。深溝
玉軸受け部材７は回転軸９に作用するスラスト方向の荷
重及びラジアル方向の荷重の両方を回転支持体８を介し
て受け止める。

【００１５】回転軸９の前端はクランク室２ａからフロ
ントハウジング２を介して外部へ突出しており、この突
出端部にはプーリ１０が螺着されている。プーリ１０は
ベルト１１を介して車両エンジンに作動連結されてい
る。回転軸９の前端部とフロントハウジング２との間に
はリップシール１２が介在されている。リップシール１
２はクランク室２ａ内の圧力洩れを防止する。回転軸９
の後端部はラジアルベアリング１３を介してシリンダブ
ロック１に回転可能に支持されている。

【００１６】回転軸９には球面状の斜板支持体１４がス
ライド可能に支持されており、斜板支持体１４には斜板
１５が回転軸９の軸線方向へ傾動可能に支持されてい
る。斜板１５には連結片１６，１７が止着されている。
図２に示すように連結片１６，１７には一対のガイドピ
ン１８，１９が止着されている。回転支持体８には支持
アーム８ａが突設されている。支持アーム８ａには支持
ピン２０が回動可能かつ回転軸９に対して直角を成す方
向へ貫通支持されている。一対のガイドピン１８，１９
は支持ピン２０の両端部にスライド可能に嵌入されてい
る。支持アーム８ａ上の支持ピン２０と一対のガイドピ
ン１８，１９との連係により斜板１５が斜板支持体１４
を中心に回転軸９の軸線方向へ傾動可能かつ回転軸９と
一体的に回転可能である。斜板１５の傾動は、支持ピン
２０とガイドピン１８，１９とのスライドガイド関係、
斜板支持体１４のスライド作用及び斜板支持体１４の支
持作用により案内される。

【００１７】斜板１５の最大傾角は回転支持体８の傾角
規制突部８ｂと斜板１５との当接によって規制される。
回転軸９上には最小傾角規制リング２１が止着されてお
り、斜板１５の最小傾角が最小傾角規制リング２１と斜
板支持体１４との当接によって規制される。斜板支持体
１４が最小傾角規制リング２１に当接しているときの斜
板１５の最小傾角は０°よりも僅かに大きい。この最小
傾角はこの傾角位置からの斜板傾角増大、即ち容量復帰
を行ない得る程度に可及的に小さくしてある。

【００１８】クランク室２ａに接続するようにシリンダ
ブロック１に貫設されたシリンダボア１ａ内には片頭ピ
ストン２２が収容されている。片頭ピストン２２の首部
２２ａには一対のシュー２３が嵌入されている。斜板１
５の周縁部は両シュー２３間に入り込み、斜板１５の両
面には両シュー２３の端面が接する。従って、斜板１５
の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン２２の前
後往復揺動に変換され、片頭ピストン２２がシリンダボ
ア１ａ内を前後動する。

【００１９】図１及び図３に示すようにリヤハウジング
３内には吸入室３ａ及び吐出室３ｂが区画形成されてい
る。バルブプレート４上には吸入ポート４ａ及び吐出ポ
ート４ｂが形成されている。弁形成プレート５Ａ上には
吸入弁５ａが形成されており、弁形成プレート５Ｂ上に
は吐出弁５ｂが形成されている。吸入室３ａ内の冷媒ガ
スは片頭ピストン２２の復動動作により吸入ポート４ａ
から吸入弁５ａを押し退けてシリンダボア１ａ内へ流入
する。シリンダボア１ａ内へ流入した冷媒ガスは片頭ピ
ストン２２の往動動作により吐出ポート４ｂから吐出弁
５ｂを押し退けて吐出室３ｂへ吐出される。吐出弁５ｂ
はリテーナ形成プレート６上のリテーナ６ａに当接して
開度規制される。

【００２０】片頭ピストン２２のストロークはクランク
室２ａ内の圧力とシリンダボア１ａ内の吸入圧との片頭
ピストン２２を介した差圧に応じて変わる。即ち、圧縮
容量を左右する斜板１５の傾角が変化する。クランク室
２ａ内の圧力はリヤハウジング３に取り付けられた制御
弁２４により制御される。クランク室２ａと吸入室３ａ
とは絞り通路１ｂを介して連通している。

【００２１】図５〜図７に基づいて制御弁２４の内部構
成を説明する。ソレノイド２５を支持するボビン２６の
中空部にはガイド筒２７が固定されており、ガイド筒２
７内には固定鉄芯２８が収容固定されている。ガイド筒
２７内には可動鉄芯２９が固定鉄芯２８に対して接離可
能に収容されている。固定鉄芯２８と可動鉄芯２９との
間には弁開放強制ばね３０が介在されている。可動鉄芯
２９は弁開放強制ばね３０のばね作用によって固定鉄芯
２８から離間する方向へ付勢されている。

【００２２】ボビン２６には第１バルブハウジング３１
Ａが連結部材３２を介して結合固定されており、第１バ
ルブハウジング３１Ａ内には球状の弁体３３が収容され
ている。第１バルブハウジング３１Ａ及び後述する第２
バルブハウジング３１Ｂには吐出圧導入ポート３１ａ、
吸入圧導入ポート３１ｂ、バイパスポート３１ｃ及び制
御ポート３１ｄが設けられている。吐出圧導入ポート３
１ａは吐出圧導入通路３４を介して吐出室３ｂに連通し
ている。吸入圧導入ポート３１ｂは吸入圧導入通路３５
を介して吸入室３ａに連通しており、バイパスポート３
１ｃはバイパス通路３６を介して吸入室３ａに連通して
いる。制御ポート３１ｄは制御通路３７を介してクラン
ク室２ａに連通している。

【００２３】第１バルブハウジング３１Ａ内のばね受け
３８と弁体３３との間には復帰ばね３９及び弁支持座４
０が介在されており、弁体３３は弁孔３１ｅを閉塞する
方向へ復帰ばね３９のばね作用を受ける。

【００２４】吸入圧導入ポート３１ｂに通じる吸入圧検
出室４３にはベローズ金具４４が可動鉄芯２９に固着し
た状態で収容されている。ベローズ金具４４とばね受け
４５とはベローズ４６によって連結しており、ベローズ
金具４４とばね受け４５との間にはばね４７が介在され
ている。ばね受け４５には伝達ロッド４８が止着されて
おり、その先端が弁体３３に当接している。

【００２５】第１バルブハウジング３１Ａ及びその内部
の部材は容量制御機構を構成し、弁体３３は吸入圧検出
室４３内の吸入圧の変動に応じて弁孔３１ｅを開閉す
る。第１バルブハウジング３１Ａには第２バルブハウジ
ング３１Ｂが結合固定されており、第２バルブハウジン
グ３１Ｂ内にはスプール形状の弁体４１が収容されてい
る。弁体４１はばね４２の作用によって弁孔３１ｆを閉
塞する方向へ付勢されている。弁孔３１ｆが閉塞される
と吐出圧導入ポート３１ａとバイパスポート３１ｃとの
連通が遮断される。

【００２６】弁体４１には絞り孔４１ａが形成されてお
り、吐出圧導入ポート３１ａが弁体３３の収容室に常に
連通している。弁孔３１ｅが閉塞されると吐出圧導入ポ
ート３１ａと制御ポート３１ｄとの連通が遮断される。

【００２７】第２バルブハウジング３１Ｂ、その内部の
弁体４１及びばね４２はバイパス開閉機構を構成する。
即ち、制御弁２４は容量制御機構とバイパス開閉機構と
により構成されている。

【００２８】吸入室３ａ内へ冷媒ガスを導入する導入口
（図示略）と、吐出室３ｂから冷媒ガスを排出する排出
口１ｃとは外部冷媒回路４９で接続されている。外部冷
媒回路４９上には凝縮器５０、膨張弁５１及び蒸発器５
２が介在されている。膨張弁５１は蒸発器５２の出口側
のガス圧の変動に応じて冷媒流量を制御する。

【００２９】ソレノイド２５は空調装置作動スイッチ
（図示略）のＯＮ−ＯＦＦによって励消磁されるように
なっている。図１の状態では空調装置作動スイッチがＯ
Ｎしており、ソレノイド２５は励磁状態にある。ソレノ
イド２５の励磁状態では図５及び図６に示すように可動
鉄芯２９が弁開放強制ばね３０のばね作用に抗して固定
鉄芯２８に吸着している。

【００３０】ソレノイド２５が励磁しているとき、ベロ
ーズ４６が吸入圧導入ポート３１ｂから導入される吸入
圧Ｐｓの変動に応じて変位し、この変位が伝達ロッド４
８を介して弁体３３に伝えられる。吸入圧Ｐｓがばね４
７のばね力によって決定される設定吸入圧Ｐｓ₀ 以下、
かつ設定吸入圧Ｐｓ₀ から大きく掛け離れていない範囲
（仮にＰｓ₀ ≧Ｐｓと表す）において、吸入圧Ｐｓが高
い（冷房負荷が大きい）場合には弁体３３の弁開度が小
さくなる。クランク室２ａ内の圧力が吸入圧Ｐｓより高
い場合にはクランク室２ａ内の冷媒ガスは絞り通路１ｂ
を経由して吸入室３ａへ流出している。従って、弁体３
３の弁開度が小さくなれば吐出室３ｂからクランク室２
ａへの冷媒ガス流入が少なくなり、クランク室２ａ内の
圧力が低下して斜板傾角が大きくなる。即ち、吐出容量
が大きくなる。逆に、吸入圧Ｐｓが低い（冷房負荷が小
さい）場合には弁体３３の弁開度が大きくなる。従っ
て、クランク室２ａ内の圧力が上昇し、斜板傾角が小さ
くなる。即ち、吐出容量が小さくなる。

【００３１】Ｐｓ₀ ＜Ｐｓという冷媒負荷が非常に大き
い場合には弁体３３の弁開度は零となり、吐出室３ｂか
らクランク室２ａへの冷媒ガス流入がなくなる。そのた
め、斜板傾角は最大となる。

【００３２】従って、斜板１５の傾角は、傾角規制突部
８ｂに当接する最大傾角位置と、斜板支持体１４が最小
傾角規制リング２１に当接する最小傾角位置との間に規
制される。即ち、斜板１５のこの傾角範囲内で吐出容量
が制御される。

【００３３】空調装置作動スイッチのＯＦＦによってソ
レノイド２５が消磁すると、図７に示すように可動鉄芯
２９が弁開放強制ばね３０のばね作用によって固定鉄芯
２８から離間し、弁体３３が最大開口する。この最大開
口状態では吐出室３ｂ内の吐出冷媒ガスが吐出圧導入通
路３４、吐出圧導入ポート３１ａ、弁孔３１ｅ、制御ポ
ート３１ｄ及び制御通路３７を経由してクランク室２ａ
へ急激流入し、クランク室２ａ内が急激に昇圧する。従
って、斜板１５は最小傾角へ直ちに移行する。最小傾角
は零ではないため、最小傾角状態においても僅かながら
吐出、即ち圧縮が行われる。この圧縮があるために斜板
１５の傾角復帰が可能となる。

【００３４】弁体４１に閉塞方向へ作用する力はＦ＋
（Ｐｄ’−Ｐｓ）・Ｓ₁ となる。但し、Ｆはばね４２の
ばね力、Ｐｄ’は弁体３３，４１間の領域の圧力、Ｓ₁
はバイパスポート３１ｃの通過断面積である。弁体４１
に開放方向へ作用する力は（Ｐｄ−Ｐｄ’）（Ｓ₂ −Ｓ
₁ ）である。但し、Ｓ₂ は弁体４１を収容する室の断面
積である。弁体４１はこれら両者の力関係で弁孔３１ｆ
を開閉する。即ち、次式（Ａ）が成立する場合には吐出
圧導入通路３４とバイパス通路３６との連通が遮断さ
れ、次式（Ｂ）が成立する場合には吐出圧導入通路３４
とバイパス通路３６とが連通する。 Ｆ＋（Ｐｄ’−Ｐｓ）・Ｓ₁ ＞（Ｐｄ−Ｐｄ’）（Ｓ₂ −Ｓ₁ ）・・（Ａ） Ｆ＋（Ｐｄ’−Ｐｓ）・Ｓ₁ ＜（Ｐｄ−Ｐｄ’）（Ｓ₂ −Ｓ₁ ）・・（Ｂ） 式（Ａ），（Ｂ）は次式（Ｃ），（Ｄ）に書き直せる。 Ｆ＋（Ｐｄ−Ｐｓ）Ｓ₁ ＞（Ｐｄ−Ｐｄ’）Ｓ₂ ・・・（Ｃ） Ｆ＋（Ｐｄ−Ｐｓ）Ｓ₁ ＜（Ｐｄ−Ｐｄ’）Ｓ₂ ・・・（Ｄ） 冷媒ガスが絞り孔４１ａを通過すれば、絞り孔４１ａの
絞り作用によってその前後で圧力差が生じる。この圧力
差とは吐出圧Ｐｄと圧力Ｐｄ’との差のことであり、Ｐ
ｄ＞Ｐｄ’となる。絞り孔４１ａにて冷媒ガスの流れが
なければ前後の圧力差はなく、Ｐｄ＝Ｐｄ’である。例
えば、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとが等しければ、クラン
ク室２ａの圧力Ｐｃも吸入圧Ｐｓに等しくなり、絞り孔
４１ａにおける冷媒ガス流は生じない。

【００３５】弁体３３が最大開度のとき、式（Ｃ）で表
される力関係と式（Ｄ）で表される力関係とは吐出圧Ｐ
ｄと吸入圧Ｐｓとの大小関係の変化に応じて切り換わり
可能となっている。即ち、弁体３３が最大開度のとき、
弁孔３１ｅを通過する冷媒ガス流量が増大し、絞り孔４
１ａ前後の圧力差（Ｐｄ−Ｐｄ'）が大きくなる。この
ような差圧状態のもとに吐出圧Ｐｄが吸入圧Ｐｓよりも
大きい場合には式（Ｄ）が成り立ち、吐出圧Ｐｄが吸入
圧Ｐｓに等しい場合には式（Ｃ）が成り立つように絞り
孔４１ａの絞り作用が設定されている。従って、弁体３
３が最大開度のとき、吐出圧Ｐｄが吸入圧Ｐｓよりも大
きい場合には弁体４１は開状態となり、吐出圧Ｐｄが吸
入圧Ｐｓに等しい場合には弁体４１は閉状態となる。

【００３６】図８の曲線Ｅ₁ は吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓ
とによって表された容量制御機構の制御特性を示す。直
線ＬはＰｓ＝Ｐｄを表す。曲線Ｅ₁ はＰｄ＞Ｐｄ₀ の範
囲では次式（Ｅ）で表される。 Ｐｓ＝Ｐ₀ −（Ｐｄ−Ｐｃ）Ｓ₃ ／Ｓ₄ ・・・（Ｅ） 但し、Ｐ₀ はばね受け４５に作用するばね４７のばね力
と大気圧との和、Ｓ₃は弁孔３１ｅの断面積、Ｓ₄ はば
ね受け４５の面積である。

【００３７】吐出圧ＰｄがＰｄ₀ 以上の範囲では吸入圧
Ｐｓは吐出圧Ｐｄの減少に伴って増大する。吐出圧Ｐｄ
がＰｄ₀ 以上の範囲における曲線Ｅ₁ の上側は弁体３３
が閉状態となる領域であり、下側は弁体３３が開状態と
なる領域である。即ち、吐出圧ＰｄがＰｄ₀ 以上の範囲
では吸入圧Ｐｓが曲線Ｅ₁ よりも上側の圧力になると弁
体３３が弁孔３１ｅを閉じ、吸入圧Ｐｓが曲線Ｅ₁ より
も下側の圧力になると弁体３３が弁孔３１ｅを開く。こ
の開閉制御により吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとが曲線Ｅ₁
上を推移するという容量制御が行われる。

【００３８】しかし、バイパス開閉機構がない場合には
Ｐｄ＜Ｐｄ₀ の範囲では吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとは曲
線Ｅ₂ の関係となる。即ち、吐出圧Ｐｄが小さくなって
くると、弁孔３１ｅを通過する冷媒流量が少なくなって
ゆき、吸入圧Ｐｓも低下し始める。そのため、吐出圧Ｐ
ｄ及び吸入圧Ｐｓが共に低下するＰｄ＜Ｐｄ₀ の範囲で
は弁体３３が最大開度をとり、容量制御機構による容量
制御は不能となる。Ｐｄ＜Ｐｄ₀ の範囲の曲線Ｅ₂ は直
線Ｌに接近しているが、斜板１５が最小傾角状態におい
ても僅かながら吐出、即ち圧縮が行われているため、冷
媒ガスは少ないながらも外部冷媒回路４９を循環する。

【００３９】容量制御機構による容量制御が不能になっ
ている場合にも、冷媒ガスは少ないながらも外部冷媒回
路４９を循環しているが、外気温が氷点付近という環境
下の場合では冷媒ガスの循環は蒸発器５２におけるフロ
ストをもたらす。しかし、バイパス開閉機構の弁体４１
は、弁体３３の最大開度状態のもとに開状態となる。弁
体４１が開けば吐出冷媒ガスがバイパス通路３６を経由
して吸入室３ａへ流入する。そのため、第１バルブハウ
ジング３１Ａ内の吐出圧Ｐｄは吸入圧Ｐｓにほぼ等しく
なってゆき、弁体４１は再び閉状態となる。弁体４１が
閉状態になると、第１バルブハウジング３１Ａ内の吐出
圧Ｐｄが再び吸入圧Ｐｓよりも大きくなり、弁体４１が
開状態に移行する。即ち、弁体３３が最大開度状態では
弁体４１が開閉を繰り返す。

【００４０】制御弁２４の動作をまとめれば以下のよう
になる。 ソレノイド２５が励磁状態の場合： （１）Ｐｓ₀ ＜Ｐｓ（冷房負荷が非常に大きい）のと
き：弁体３３，４１はいずれも閉じる。

【００４１】（２）Ｐｓ₀ ≧Ｐｓ（吸入圧Ｐｓが設定吸
入圧Ｐｓ₀ 以下、かつ設定吸入圧Ｐｓ₀ から大きく掛け
離れていない場合）のとき：弁体３３はＰｓに応じた開
度をとり、弁体４１は閉じる。

【００４２】（３）Ｐｓ₀ ≫Ｐｓ（吸入圧Ｐｓが設定吸
入圧Ｐｓ₀ より小さく、かつ設定吸入圧Ｐｓ₀ から大き
く掛け離れている場合）のとき： Ｐｄ≒Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、弁体４１は閉
じる。

【００４３】Ｐｄ＞Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、
弁体４１は開く。 ソレノイド２５が消磁状態の場合： （４）Ｐｓ₀ ＜Ｐｓのとき： Ｐｄ≒Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、弁体４１は閉
じる。

【００４４】Ｐｄ＞Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、
弁体４１は開く。 （５）Ｐｓ₀ ≧Ｐｓのとき： Ｐｄ≒Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、弁体４１は閉
じる。

【００４５】Ｐｄ＞Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、
弁体４１は開く。 （６）Ｐｓ₀ ≫Ｐｓのとき： Ｐｄ≒Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、弁体４１は閉
じる。

【００４６】Ｐｄ＞Ｐｓのとき、弁体３３は全開し、
弁体４１は開く。図５は前記（１）の状態に対応し、図
６は前記（３）に対応する。図７は前記（４），
（５），（６）の各に対応する。ソレノイド２５が消磁
状態のとき、Ｐｄ＞Ｐｓの場合には弁体４１が開いてお
り、吐出は無効化される。Ｐｄ≒Ｐｓであれば圧力が均
一化してしまって吐出は当然僅かとなる。

【００４７】吐出圧Ｐｄ及び吸入圧Ｐｓが共に低下して
ゆく容量制御不能領域ではＰｓ₀≫Ｐｓの状態が生じ
る。Ｐｓ₀≫Ｐｓであって、かつ外気温が氷点付近とい
った環境にある場合、吐出冷媒ガスが外部冷媒回路４９
を循環すれば蒸発器５２でフロストが発生する。しか
し、ソレノイド２５が励磁しているとき、制御弁２４は
（３）における圧力関係に基づいて弁体４１を繰り返し
開閉する。ソレノイド２５が消磁しているときには、制
御弁２４は（４），（５），（６）における圧力関係に
基づいて弁体４１を繰り返し開閉する。従って、吐出冷
媒ガスが外部冷媒回路４９を循環しない状態が間欠的に
起き、蒸発器５２におけるフロスト発生が防止される。

【００４８】吐出冷媒ガスが外部冷媒回路４９を循環し
なければ潤滑油が圧縮機内に還流しなくなり、圧縮機内
の潤滑不良が発生する。弁体４１の繰り返し開閉により
吐出冷媒ガスが外部冷媒回路４９を循環する状態が間欠
的に起き、圧縮機内の潤滑不良が回避される。

【００４９】以上のごとく、制御弁２４は吸入圧及び吐
出圧に感応して前記（１）〜（６）のように弁体４１を
開閉している。弁体４１が閉じれば吐出冷媒ガスが外部
冷媒回路４９を還流し、圧縮機内の潤滑が確保される。
弁体４１が開けば吐出冷媒ガスがバイパス通路３６を経
由して吸入室３ｂへ流入し、外部冷媒回路４９への流出
がほとんど無くなる。外部冷媒回路４９への流出が無く
なれば蒸発器５２におけるフロストは生じない。即ち、
弁体４１の閉状態は吐出有効化状態をもたらして潤滑を
確保し、弁体４１の開状態は吐出無効化状態をもたらし
てフロスト発生を防止する。このような吐出有効化状態
と吐出無効化状態とが交互に繰り返され、潤滑不良及び
フロスト発生のいずれもが解消される。

【００５０】次に、本発明の第２実施例を図９〜図１２
に基づいて説明する。図９に示すようにこの実施例と第
１実施例との構成上の相違点は制御弁２４Ａのみであ
る。第１実施例と同じ構成部位は同一番号を付してその
詳細説明は省略する。

【００５１】図１０〜図１２に示すように制御弁２４Ａ
には弁体３３，４１以外に第３の弁体５３が組み込まれ
ている。弁体５３はばね５４により閉塞方向に付勢され
ている。弁体４１と弁体５３との間の通路は制御通路５
５を介して制御ポート３１ｄに連通している。

【００５２】制御弁２４Ａは以下のように動作する。 ソレノイド２５が励磁状態の場合： （７）Ｐｓ＞Ｐｓ_０のとき： 弁体３３，４１，５３はいずれも閉じる。

【００５３】（８）Ｐｓ₀ ≧Ｐｓのとき：弁体３３はＰ
ｓに応じた開度をとり、弁体４１は閉じる。弁体５３
は、Ｐｃ＝Ｐｓのとき閉じ、Ｐｃ＞Ｐｓのとき開く。

【００５４】（９）Ｐｓ₀ ≫Ｐｓのとき：弁体３３は全
開する。弁体４１は、Ｐｄ＝Ｐｃのとき閉じ、Ｐｄ＞Ｐ
ｃのとき開く。弁体５３は、Ｐｃ＝Ｐｓのとき閉じ、Ｐ
ｃ＞Ｐｓのとき開く。 図９において斜板１５が実線で示す最大傾角にある状態
は前記（７）の状態に対応し、斜板１５が鎖線で示す最
小傾角にある状態は前記（９）に対応する。

【００５５】図１２のようにソレノイド２５が消磁状態
の場合には、弁体３３，４１，５３の動作はＰｓ＞Ｐｓ
_０、Ｐｓ_０≧Ｐｓ、Ｐｓ_０≫Ｐｓのいずれの場合も前記
（９）と同じである。

【００５６】弁体５３の存在は吐出圧Ｐｄを吸入圧Ｐｓ
に可及的に近づけることに寄与する。吐出圧Ｐｄが吸入
圧Ｐｓに近ければ近いほど、吐出は実質的に僅かとな
る。

【００５７】図１３〜図１６は第３実施例である。この
実施例に用いられる制御弁２４Ｂは制御弁２４，２４Ａ
とは異なり、制御弁２４Ｂから制御通路３７を介して出
力される圧力Ｐｃは回転軸９内の圧力供給通路５６を介
してクランク室２ａへ供給される。この実施例において
第１実施例と同じ構成部位は同一番号を付してその詳細
説明は省略する。

【００５８】圧力供給通路５６の出口５６ａは回転軸９
の周面に開口している。図１３に示すように斜板１５の
傾角が最小傾角よりも大きい場合には出口５６ａはクラ
ンク室２ａに露出する。図１４に示すように斜板１５の
傾角が最小傾角になると出口５６ａが斜板支持体１４に
より遮蔽される。

【００５９】図１５及び図１６に示すように制御弁２４
Ｂは第１実施例の制御弁２４から弁体４１を省いた構成
となっている。図１４はソレノイド２５の励磁状態、図
１６はソレノイド２５の消磁状態を表す。斜板傾角が最
小となって出口５６ａが遮蔽されると、クランク室２ａ
内の圧力が低下し、斜板１５が再び傾角増大する。出口
５６ａがクランク室２ａに露出するとクランク室２ａの
圧力が高まり、斜板１５が再び最小傾角へ移行する。実
質的に吐出無効化状態の最小傾角状態と吐出有効化状態
にある傾角状態との間の交互繰り返しにより潤滑不良及
びフロスト発生が共に解消される。

【００６０】図１７及び図１８は第４実施例である。こ
の実施例では回転軸９上に支持されたスプール５７がシ
リンダブロック１の内端面に嵌入しており、回転軸９内
の圧力供給通路５６がスプール５７内の圧力供給通路５
７ａを介してクランク室２ａに接続している。圧力供給
通路５７ａの出口５７ｂはスプール５７の突出端面上に
あり、図１８に示すように斜板１５の傾角が最小傾角に
なると出口５７ｂが斜板支持体１４のスライド移動によ
り遮蔽される。その他の構成は第３実施例と同様であ
る。図１７に示すように斜板１５の傾角が最小傾角より
も大きいときには出口５７ｂがクランク室２ａに全開口
する。図１８に示すように斜板１５が最小傾角にあると
きには斜板支持体１４が出口５７ｂを遮蔽する。即ち、
斜板１５の傾角が最小傾角よりもわずかでも大きくなれ
ば出口５７ｂが全開口し、吐出室３ｂからクランク室２
ａへの吐出冷媒ガスの流量が斜板支持体１４の小さなス
トロークで大きく変化する。従って、図１８の実線で示
す実質的に吐出無効化状態の最小傾角状態と鎖線で示す
吐出有効化状態にある傾角状態との間の交互繰り返しが
第３実施例の場合よりも一層的確に行われ、フロスト発
生及び潤滑不良が共に防止される。

【００６１】図１９は第５実施例である。この実施例で
は第１実施例と同じ制御弁２４が用いられ、回転軸９に
は圧力供給通路５６が設けられている。即ち、第５実施
例は第１実施例と第３実施例とを組み合わせたものであ
り、フロスト防止及び潤滑確保が一層的確に行われる。

【００６２】又、制御弁２４における絞り孔４１ａの代
わりに第１バルブハウジング３１Ａを経由する絞り部を
設けてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明は、斜板傾角が最小傾角付近のときの吸入圧領域の圧
力が低下したときに、吸入圧領域及びクランク室の少な
くとも一方と吐出圧領域との接続を連通する連通状態及
び該接続を遮断する遮断状態を、一方の状態から他方の
状態へ繰り返し切り換え、吐出有効化状態と吐出無効化
状態とを交互にもたらすようにし、前記吐出有効化状態
では外部冷媒回路から前記圧縮機へ潤滑油を還流するよ
うにしたので、蒸発器がフロストしそうになる前に吐出
無効化が行われると共に、吐出冷媒ガスの外部冷媒回路
からの還流が間欠的に行われ、蒸発器におけるフロスト
発生及び圧縮機内の潤滑油不良を共に防止し得る。

【００６４】請求項２に記載の発明は、吐出圧領域と吸
入圧領域とを接続するバイパス通路を吸入圧が低下した
状態であるときには開く方向に動作する制御弁をバイパ
ス通路上に介在したので、蒸発器がフロストしそうにな
る前に吐出無効化が行われると共に、吐出冷媒ガスの外
部冷媒回路からの還流が間欠的に行われ、蒸発器におけ
るフロスト発生及び圧縮機内の潤滑油不良を共に防止し
得る。

【００６５】請求項４に記載の発明は、吐出圧領域と前
記クランク室とを圧力供給通路で接続し、前記回転軸上
にて斜板傾角最小となる位置にある斜板支持体で前記圧
力供給通路を閉じ、斜板の傾角増大に伴って前記圧力供
給通路を開くようにしたので、斜板の傾角が実質的に吐
出無効化状態の最小傾角状態と吐出有効化状態にある傾
角状態との間で交互に繰り返され、蒸発器におけるフロ
スト発生及び圧縮機内の潤滑油不良を共に防止し得る。

【００６６】請求項５に記載の発明は、クランク室に開
口する圧力供給通路の出口を前記斜板支持体のスライド
移動によって遮蔽され得る位置に設定し、斜板傾角が最
小傾角以外では前記出口が全開口するようにしたので、
実質的に吐出無効化状態の最小傾角状態と鎖線で示す吐
出有効化状態にある傾角状態との間の交互繰り返しが請
求項３に記載の発明の場合よりも一層的確に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を具体化した第１実施例の圧縮機全体
の側断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】 斜板傾角が最小状態にある側断面図である。

【図５】 励磁状態かつバイパス通路が閉じた状態にあ
る制御弁の側断面図である。

【図６】 励磁状態かつバイパス通路が開いた状態にあ
る制御弁の側断面図である。

【図７】 消磁状態かつバイパス通路が開いた状態にあ
る制御弁の側断面図である。

【図８】 吐出圧と吸入圧とによって容量制御特性を説
明するグラフである。

【図９】 第２実施例の圧縮機全体の側断面図である。

【図１０】 励磁状態かつバイパス通路が閉じた状態に
ある制御弁の側断面図である。

【図１１】 励磁状態かつバイパス通路が開いた状態に
ある制御弁の側断面図である。

【図１２】 消磁状態かつバイパス通路が開いた状態に
ある制御弁の側断面図である。

【図１３】 第３実施例の圧縮機全体の側断面図であ
る。

【図１４】 圧力供給通路が閉じた状態を示す側断面図
である。

【図１５】 励磁状態にある制御弁の側断面図である。

【図１６】 消磁状態にある制御弁の側断面図である。

【図１７】 第４実施例の圧縮機全体の側断面図であ
る。

【図１８】 圧力供給通路が閉じた状態を示す側断面図
である。

【図１９】 第５実施例の圧縮機全体の側断面図であ
る。

【符号の説明】

２ａ…クランク室、３ａ…吸入圧領域となる吸入室、３
ｂ…吐出圧領域となる吐出室、９…回転軸、１４…斜板
支持体、１５…斜板、２２…片頭ピストン、２４，２４
Ａ…制御弁、３３…容量制御機構を構成する弁体、３６
…バイパス通路、４１…バイパス開閉機構を構成する弁
体、４１ａ…絞り孔、５６，５７ａ…圧力供給通路、５
６ａ，５７ｂ…出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園部 正法 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 神崎 繁樹 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 横野 智彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 平３−37378（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18355（ＪＰ，Ａ) 実公 平４−26705（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク室、吸入室、吐出室及びこれら
   各室に接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボ
   ア内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウ
   ジング内に回転軸を回転可能に支持し、回転軸に回転支
   持体を止着すると共に、回転支持体に斜板を傾動可能に
   連係し、クランク室内の圧力と吸入圧との片頭ピストン
   を介した差により斜板の傾角を制御する斜板式可変容量
   圧縮機の容量制御方法において、 吸入圧領域の圧力が低下したときに、吸入圧領域及びク
   ランク室の少なくとも一方と吐出圧領域との接続を連通
   する連通状態及び該接続を遮断する遮断状態を、一方の
   状態から他方の状態へ繰り返し切り換え、吐出有効化状
   態と吐出無効化状態とを交互にもたらすようにし、前記
   吐出有効化状態では外部冷媒回路から前記圧縮機へ潤滑
   油を還流するようにした斜板式可変容量圧縮機の容量制
   御方法。
2. 【請求項２】 クランク室、吸入室、吐出室及びこれら
   各室に接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボ
   ア内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウ
   ジング内に回転軸を回転可能に支持し、回転軸に回転支
   持体を止着すると共に、回転支持体に斜板を傾動可能に
   連係し、クランク室内の圧力と吸入圧との片頭ピストン
   を介した差により斜板の傾角を制御する斜板式可変容量
   圧縮機において、 吐出圧領域と吸入圧領域とを接続するバイパス通路と、 吸入圧及び吐出圧に感応して前記バイパス通路を開閉制
   御する制御弁とを備え、 吸入圧が低下した状態であるときには前記バイパス通路
   を開く方向に前記制御弁を動作するようにした斜板式可
   変容量圧縮機。
3. 【請求項３】 前記制御弁は、吐出圧領域とクランク室
   とを接続する通路を吸入圧に感応して開閉する弁体を備
   えた容量制御機構と、容量制御機構に対する吐出圧の流
   入側に介在されるとともに前記バイパス通路を開閉する
   弁体を備えたバイパス開閉機構とを有し、吐出圧領域か
   ら前記容量制御機構へ圧力を通す前記バイパス開閉機構
   内の通路には容量制御機構の弁体が最大開度であるとき
   にバイパス開閉機構の弁体を開状態とする絞り部を設け
   た請求項２に記載の斜板式可変容量圧縮機。
4. 【請求項４】 クランク室、吸入室、吐出室及びこれら
   各室に接続するシリンダボアを区画形成し、シリンダボ
   ア内に片頭ピストンを往復直線運動可能に収容するハウ
   ジング内に回転軸を回転可能に支持し、回転軸に斜板支
   持体をスライド可能に支持すると共に回転支持体を止着
   し、斜板支持体に斜板を傾動可能に支持すると共に回転
   支持体に斜板を傾動可能に連係し、クランク室内の圧力
   と吸入圧との片頭ピストンを介した差により斜板の傾角
   を制御する斜板式可変容量圧縮機において、 吐出圧領域と前記クランク室とを圧力供給通路で接続
   し、前記回転軸上にて斜板傾角最小となる位置にある斜
   板支持体で前記圧力供給通路を閉じ、斜板の傾角増大に
   伴って前記圧力供給通路を開くようにした斜板式可変容
   量圧縮機。
5. 【請求項５】 前記クランク室に開口する圧力供給通路
   の出口は前記斜板支持体のスライド移動によって遮蔽さ
   れ得る位置に設定されており、斜板傾角が最小傾角以外
   では前記出口が全開口する請求項４に記載の斜板式可変
   容量圧縮機。