JPH05240160A

JPH05240160A - 可変容量斜板式圧縮機

Info

Publication number: JPH05240160A
Application number: JP4045750A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Takao; 邦彦高尾; Isao Hayase; 功早瀬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ピストンストロークあるいは斜板傾転角に対
応して変位する部材の変位を直接に検出可能とする。【構成】ピストン３１を駆動するピストンサポート２
１と、ピストンサポート２１を揺動させる斜板１２を揺
動角を変えて支持するサポートスリーブ２５と、斜板１
２を主軸１３に対する傾転角を変えて支持する斜板スリ
ーブ１５とを備え、ピストンのストロークあるいは斜板
の傾転角に対応して変位する部材の変位量を検出し、さ
らにストローク検出手段により検出した信号をもとに圧
縮機あるいは圧縮機を駆動する駆動源を制御する。【効果】簡単な構造で精度及び信頼性のよいピストン
ストロークが計測でき、しかも容量制御性に優れてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空気調和装置
の冷媒ガスの圧縮等に用いられる可変容量斜板式圧縮機
に係り、特にピストンのストロークを検出するのに好敵
な可変容量斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変容量斜板式圧縮機におけるピ
ストンストロークの検出手段は、例えば実開平2-24081
号公報に記載されているように、コントロールピストン
の変位をリンク機構を介して差動トランス式ストローク
センサで検出している構造が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変容量斜板式
圧縮機にあっては、主軸とともに回転するスリーブの変
位を、制御プレートやアンギュラボール軸受を介して非
回転部材であるコントロールピストンの変位に変換し、
さらにこの変位をリンク機構を用いて検出し、その変位
を検出する差動トランス式ストロークセンサを圧縮機の
外郭部に設けていることから、ピストンストロークの検
出方法及び構成が複雑になり、圧縮機の外径寸法が大き
くなっている。また、連動部材の支軸の位置によっては
制御ピストンの軸方向変位に対して位置検出器で検出す
る連動部材の他端の変位が小さくなり、検出精度が低下
する等の問題点を有している。

【０００４】本発明の目的は、従来技術のもつ問題点を
解消するためになされたものであり、ピストンストロー
クの検出精度を向上させるとともに、簡単でコンパクト
な構成でしかも信頼性の良いピストンストロークを検出
でき、圧縮機の容量制御性を向上し、消費動力を小さく
することができる可変容量斜板式圧縮機を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る可変容量斜板式圧縮機は、ピストン
と、ピストンを駆動するピストンサポートと、主軸によ
り回転されかつ主軸に対する傾転角を変えてピストンサ
ポートを揺動させる斜板と、斜板を支持し摺動可能な斜
板スリーブと、斜板スリーブを介してピストンサポート
と連結するサポートスリーブとを備え、斜板の傾転角を
変えて容量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、
ピストンのストロークまたは斜板の傾転角に対応して変
位する部材の変位量を検出する手段を設けた構成とす
る。

【０００６】そして変位する部材は、サポートスリーブ
で形成され、検出する手段は、サポートスリーブの変位
量を検出するものである構成でもよい。

【０００７】また変位する部材は、斜板スリーブで形成
され、検出する手段は、斜板スリーブの変位量を検出す
るものである構成でもよい。

【０００８】さらに変位する部材は、ピストンサポート
で形成され、検出する手段は、ピストンサポートの変位
量を検出するものである構成でもよい。

【０００９】そしてピストンと、ピストンを駆動するピ
ストンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対す
る傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板
と、斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリ
ーブを介してピストンサポートと連結するサポートスリ
ーブとを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可
変容量斜板式圧縮機において、サポートスリーブに検出
ロッドを設け、検出ロッドの変位量を検出する手段を設
けた構成でもよい。

【００１０】またピストンと、ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対する
傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板と、
斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリーブ
を介してピストンサポートと連結するサポートスリーブ
とを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可変容
量斜板式圧縮機において、サポートスリーブと連動させ
て設けた検出ロッドを外部に取り出し、検出ロッドの変
位量を検出する手段を外部に設けた構成でもよい。

【００１１】さらにピストンと、ピストンを駆動するピ
ストンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対す
る傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板
と、斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリ
ーブを介してピストンサポートと連結するサポートスリ
ーブとを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可
変容量斜板式圧縮機において、斜板スリーブと連動させ
て設けた検出ロッドを主軸を介して外部に取り出し、検
出ロッドの変位量を検出する手段を外部に設けた構成で
もよい。

【００１２】そしてピストンと、ピストンを駆動するピ
ストンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対す
る傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板
と、斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリ
ーブを介してピストンサポートと連結するサポートスリ
ーブとを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可
変容量斜板式圧縮機において、サポートスリーブに検出
ロッドを設け、検出ロッドの変位量を検出する手段は、
ピストンサポートの回転を防止しサポートスリーブに挿
着されたスライドピンに設けた変位計である構成でもよ
い。

【００１３】またピストンと、ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対する
傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板と、
斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリーブ
を介してピストンサポートと連結するサポートスリーブ
とを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可変容
量斜板式圧縮機において、サポートスリーブに検出ロッ
ドを設け、検出ロッドの変位量を検出する手段は、ピス
トンサポートの回転を防止しサポートスリーブに挿着さ
れたスライドピンに設けた変位計である構成でもよい。

【００１４】さらにピストンと、ピストンを駆動するピ
ストンサポートと、主軸により回転されかつ主軸に対す
る傾転角を変えてピストンサポートを揺動させる斜板
と、斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、斜板スリ
ーブを介してピストンサポートと連結するサポートスリ
ーブとを備え、斜板の傾転角を変えて容量制御を行う可
変容量斜板式圧縮機において、サポートスリーブに被検
出体を設け、被検出体の変位量を検出する変位計を被検
出体に対向させて配設した構成でもよい。

【００１５】そしてピストンのストロークまたは斜板の
傾転角に対応して変位する部材の変位量を検出する手段
と、その検出信号を増幅する手段と、その増幅した信号
を入力し駆動源の回転速度制御を行う駆動源の制御回路
とを備えた構成でもよい。

【００１６】また斜板の傾転角を変える制御弁と、ピス
トンのストロークまたは斜板の傾転角に対応して変位す
る部材の変位量を検出する手段と、その検出信号を増幅
する手段と、その増幅した信号を入力し制御弁を制御す
る手段とを備えた構成でもよい。

【００１７】さらにピストンのストロークまたは斜板の
傾転角に対応して変位する部材の変位量を検出する手段
は、変位計またはスリップリングである構成でもよい。

【００１８】そして自動車においては、請求項１〜１２
のいずれか１項記載の可変容量斜板式圧縮機を備えた自
動車において、エンジンおよび可変容量斜板式圧縮機の
少なくともいずれか一方の回転速度信号を入力し、いず
れか一方の回転速度が予め決められた回転速度を越える
際に可変容量斜板式圧縮機の容量を減少させる制御手段
を有する構成とする。

【００１９】

【作用】本発明によれば、ピストンのストロークあるい
は斜板の傾転角に対応して変位する部材、例えばピスト
ンサポートを揺動支持するサポートスリーブの変位、主
軸上を摺動し斜板を回転支持する斜板スリーブの変位、
揺動運動するピストンサポート等の変位を直接検出する
ため、ピストンストロークが確実かつ簡単に計測され
る。

【００２０】また、サポートスリーブの変位を検出する
構成においては、圧縮機容量の変化にともないサポート
スリーブは、斜板スリーブ上を主軸方向に摺動するもの
の主軸回りには回転しないため、検出精度と信頼性が向
上される。

【００２１】さらに、ピストンのストローク検出手段に
より検出した信号を基に圧縮機あるいは圧縮機を駆動す
る駆動源が制御されるため、幅広い統合制御が行えると
ともに圧縮機の容量制御性が向上され、しかも消費動力
を小さくするような空調システムを構築できる。

【００２２】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図５を参照し
ながら説明する。図１及び図２は、本実施例の可変容量
斜板式圧縮機の全体構造を示したもので、図１はピスト
ンストロークが最大、つまり斜板傾転角度が最大となっ
ている状態を示しており、図２は斜板傾転角度が最小と
なっている状態を示したものである。図３は図２のＡ−
Ａ線断面図である。図４および図５はサポートスリーブ
組立体を示す断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面
図であり、図５は図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【００２３】ハウジングはフロントハウジング１及びシ
リンダブロック２とからなる。すなわち、円筒状のシリ
ンダブロック２の一端側には、お椀状のフロントハウジ
ング１が設置されて固定されている。これらの断面中央
部には両端に設けたラジアル針状ころ軸受１８、１９を
介して主軸１３が回転自在に支承されており、フロント
ハウジング１内には斜板１２を収納する斜板室１０が形
成されている。シリンダブロック２内には主軸１３を中
心として主軸と平行に複数のシリンダ３３（本実施例で
は６個）が円周方向に配置されている。

【００２４】主軸１３には圧入あるいはピンまたは塑性
結合などによりドライブプレート１４が固定されてい
る。このドライブプレート１４には耳部１４１が形成さ
れ、この耳部１４１に球面座１４２が設けられている。
球面座１４２には、半球シュー１６が摺動可能に取り付
けられている。また、ドライブプレート１４の耳部１４
１と斜板１２の耳部（図示せず）とは互いに側面が接触
するとともに、離脱しないような構造となっている。こ
れにより、主軸１３の回転によりドライブプレート１４
の耳部１４１から斜板耳部に回転力が与えられ、斜板１
２が回転する。

【００２５】主軸１３には、斜板スリーブ１５が主軸１
３に対して軸方向に摺動可能に組み込まれており、斜板
スリーブ１５と斜板１２とは、斜板スリーブピン１７に
よって結合されている。

【００２６】ピストンサポート２１の内側には外輪２２
が挿入されており、その外輪２２の内側にはさらに内輪
２３が配置され、これらの部材はサポートスリーブピン
２４によって連結されている。サポートスリーブピン２
４は、内輪２３及び外輪２２と接する部分はその断面が
円筒形状であるが、ピストンサポート２１との接触部分
は主軸１３の軸方向に平行な二面幅を有しており、ピス
トンサポート２１と外輪２２との間でサポートスリーブ
ピン２４の軸回りの回転を防止している。一方、内輪２
３とサポートスリーブ２５とはサポートスリーブピン２
６によって締結されている。したがって、上記サポート
スリーブピン２４及びサポートスリーブピン２６によっ
て自在継手を構成している。なお変位する部材は、サポ
ートスリーブ、斜板スリーブ又はピストンサポートで形
成される。

【００２７】以上のように構成されたピストンサポート
２１と斜板１２とは、斜板スリーブ１５を介してサポー
トスリーブ２５に連結されている。すなわち、斜板スリ
ーブ１５は、弾性体２７及びバネ支持軸受２８を介して
サポートスリーブ２５に機械的に連結されるとともに、
転がり軸受２９によって両者間を転がり対遇としてい
る。弾性体２７は、斜板１２と斜板スリーブ１５、斜板
１２とピストンサポート２１とに予圧を与えるためのも
のである。斜板１２と斜板スリーブ１５とは、弾性体２
７の弾性力によって、斜板スリーブ１５を図１の右方向
に押しつけられて、斜板スリーブピン１７を介して斜板
１２を右方向に押しつけることになり、その結果、斜板
１２と斜板スリーブ１５とが互いに離脱することなく、
しかも斜板１２は斜板スリーブピン１７を中心として傾
転運動を行う。一方、斜板１２とピストンサポート２１
とは、弾性体２７によってサポートスリーブ２５を左方
向に押す力が発生する。その弾性力はサポートスリーブ
２５→サポートスリーブピン２６→内輪２３→サポート
スリーブピン２４→外輪２２→ピストンサポート２１の
順に作用し、その結果、ピストンサポート２１を左方
向、すなわち斜板１２側に押しつけることとなり、ピス
トンサポート２１が斜板１２から離れることを防止して
いる。また、斜板１２とピストンサポート２１の間には
スラスト軸受３０が設けられており、斜板１２の回転を
容易にしている。

【００２８】サポートスリーブ２５の外周面には軸方向
に∪所部２５１が形成されており、∪所部２５１がシリ
ンダブロック２の軸受ハウジング２０１に固定されたス
ライドピン６０上を軸方向に滑動可能になっている。こ
れにより前記ピストンサポート２１が主軸１３の回りに
回転しないよう軸回りの運動を規制している。ピストン
サポート２１には、ロッド３２３の両端にボール３２
１、３２２を有する複数個のコンロッド３２の一端が、
ボール３２１の中心回りに回転自在に取り付けられ、他
端にはボール３２２の中心回りに回転自在にピストン３
１が取り付けられている。

【００２９】複数個のピストン３１は、シリンダブロッ
ク２に設けられた複数個のシリンダ３３に組み込まれて
いる。ピストン３１には、ピストンリング３４、３５が
装着されている。また、シリンダブロック２には、吸入
弁板５、シリンダヘッド４、吐出弁板６、パッキン７、
リアカバ３とが配置され、ドライブプレート１４、斜板
１２、ピストンサポート２１などを取り囲むように配置
されたフロントハウジング１と一体に、ボルト（図示せ
ず）などでリアカバ３に固定されている。フロントハウ
ジング１とシリンダブロック２との気密はＯリング３８
により、リアカバ３とシリンダブロック２との気密はＯ
リング３９で保たれている。

【００３０】リアカバ３には吸入口（図示せず）と吐出
口（図示せず）が設けられている。この吸入口（図示せ
ず）は吸入通路３０２とつながり、制御弁４００を経て
吸入室８につながっている。この吸入室８及び吐出室９
はそれぞれ吸入弁板５と吐出弁板６を介して各々吸入ポ
ート４０１と吐出ポート４０２に通じている。これらの
吸入ポート４０１と吐出ポート４０２は各々シリンダ３
３に対応してシリンダヘッド４に設けられている。

【００３１】制御弁４００の上流側とフロントハウジン
グ１内の斜板室１０とは、リアカバ３、止めピン７５及
び主軸１３後端部のラジアル針状コロ軸受１８などの隙
間により連通しており、同一圧力となっている。また、
制御弁４００の下流側は吸入室８に通じている。

【００３２】つぎに制御弁４００の構造について説明す
る。

【００３３】ピストン状のメインバルブ４１０は、吸入
通路３０２と吸入室８を結ぶ流路中間に配置され、メイ
ンバルブ４１０、メインバルブばね４１２とともにメイ
ンバルブケース４１１内に挿入されている。メインバル
ブケース４１１はＯリング４１４、４１５及びフタ４３
５によってリアカバ３に気密及び固定されており、メイ
ンバルブ４１０と共に制御弁下流側の流路４１３を形成
している。前記メインバルブばね４１２によりメインバ
ルブ４１０の開度が増加するように付勢されている。メ
インバルブばね４１２の反対側には、ベローズ４２０を
収納するベローズ室４２１が形成されており、ベローズ
室４２１と吸入通路３０２は均圧孔４２２で連通してい
る。ベローズ室４２１を形成しているケース４２３の外
壁とリアカバ３には均圧孔４２４が設けられており、リ
アカバ３に設けられた連通路３０３と通じている。

【００３４】パイロットバルブ４３０は、パイロットバ
ルブばね４３１でベローズ４２０側に付勢されている。
ベローズ４２０には、ベローズばね４２５がベローズ４
２０を縮める方向に付勢するように設置されている。パ
イロットバルブばね４３１を介してヘッドスプリング４
５１を有するプランジャ４５０が設置されており、プラ
ンジャ４５０の回りに電磁コイル４５２が形成されてい
る。

【００３５】パイロットバルブ４３０が設けられている
パイロットバルブ室４３２は、連通孔４３３、４３４及
び３０４によって吐出室９と連通していると共に、パイ
ロットバルブ４３０を介して連通路４４０によってメイ
ンバルブ４１０の頭部と連通している。

【００３６】圧縮機の最小容量の規制は、図２に示すよ
うにサポートスリーブ２５のシリンダヘッド４側端部２
５２をシリンダブロック２の軸受ハウジング２０１の斜
板室１０側端部２０２に接触させることにより行ってい
る。また、最大容量の規制は、ドライブプレート１４に
設けられた傾転規制座（図示せず）と、斜板１２の傾転
規制座（図示せず）とが接触する。このとき、互いに接
触する部材以外には適当な間隙を設けているため各部材
が接触することを回避している。

【００３７】ガスを圧縮する際に主軸１３に作用するス
ラスト力（軸方向の力）は、前記ドライブプレート１４
を経てフロントハウジング１との間に設置したスラスト
軸受４２で支持される。該スラスト軸受４２のフロント
ハウジング１側のスラストレースは球面形状を有してい
る。主軸１３に作用するラジアル力（半径方向の力）
は、フロントハウジング１及びシリンダブロック２の軸
受ハウジング２０１に設けられた２個のラジアル針状コ
ロ軸受１９及び１８で支持される。

【００３８】以上の構成とすることにより、エンジン
（図示せず）により圧縮機の主軸１３が駆動されると、
ドライブプレート１４、斜板１２が回転し、主軸１３の
回転軸に対しピストンサポート２１が揺動運動を行う。
これによりピストン３１がシリンダ３３内を往復運動す
ることによって、冷凍サイクル（図示せず）から帰還し
た冷媒は、吸入口（図示せず）内に流入し、制御弁４０
０で適正な圧力に制御（減圧）され、制御弁４００上流
の圧力すなわち、斜板室１０における圧力との間に適正
な制御差圧をもって、リアカバ３内に形成された吸入室
８に導入される。そして、シリンダヘッド４の吸入ポー
ト４０１、吸入弁板５を経て、シリンダ３３内に流入
し、吸入行程を終了する。ピストン３１により圧縮され
た冷媒は、シリンダヘッド４の吐出ポート４０２、吐出
弁板６を経て、リアカバ３内に形成される吐出室９に排
出され、吐出口（図示せず）から冷凍サイクル（図示せ
ず）に送り出される。

【００３９】つぎに、容量制御のメカニズムについて説
明する。蒸発器（図示せず）の熱負荷が減少すると、圧
縮機の吸入圧力、すなわち吸入通路３０２内の圧力が低
下するためベローズ４２０が伸長する。その結果、パイ
ロットバルブ４３０が開いて、パイロットバルブ室４３
２内の吐出圧力が連通路４４０を介してメインバルブ４
１０の頭部に作用し、メインバルブ４１０を押し下げ
る。よって、制御弁下流側流路４１３が絞られるため、
吸入室８内の圧力、すなわち吸入ポート４０１直前の圧
力が低下することになる。その結果、ピストン３１の左
右の圧力差が増大するため、吸入室側に斜板が引かれて
斜板の傾転角が減少し、ピストンストロークが減少す
る。

【００４０】一方、蒸発器（図示せず）の熱負荷が増加
した場合には、上記動作とは逆になる。つまり、熱負荷
が増大して吸入圧力が上昇し、ベローズ４２０が収縮し
てパイロットバルブ４３０が閉じる。その結果、メイン
バルブ４１０の頭部圧力が低下するため、制御弁下流側
流路４１３が開くので、ピストン３１の左右の圧力差が
減少し、斜板傾転角が増大してピストン３１のストロー
クが大きくなる。

【００４１】つぎに、外部制御による容量制御について
説明する。電磁コイル４５２の印加電流を外部信号（例
えば、温度、圧力など）によって変化させて、圧縮機の
吸入圧力をコントロールするものである。例えば、クー
ルダウン時などの冷力が必要なときには、電磁コイル４
５２の印加電流を下げると、プランジャ４５０の吸引力
が小さくなり、ヘッドスプリング４５１の押しつけ力が
大きくなるためにパイロットバルブ４３０が閉まる。そ
の結果、メインバルブ４１０が全開となるため、圧縮機
は最大ストローク、すなわち最大容量で運転されること
になる。

【００４２】このように、圧縮機の容量制御は制御弁４
００により吸入室８と斜板室１０との間の差圧、すなわ
ちピストン３１の両側間の差圧を調節して、各ピストン
３１からコンロッド３２を介してピストンサポート２１
に作用する力の合力の作用位置と大きさを変化させ、斜
板１２の傾転モーメントを制御することにより行われ
る。

【００４３】次に、ピストンストロークの検出手段につ
いて説明する。前記のように、サポートスリーブ２５の
外周面には軸方向に∪所部２５１が形成されており、該
∪所部２５１がシリンダブロック２の軸受ハウジング２
０１に固定されたスライドピン６０上を軸方向に滑動可
能になっている。これによりサポートスリーブ２５にサ
ポートスリーブピン２４、２６により結合されたピスト
ンサポート２１が主軸１３の回りに回転しないよう軸回
りの運動が規制されている。シリンダブロック２の軸受
ハウジング２０１に固定されたスライドピン６０は、主
軸１３に対し軸対称に２箇所設けられており、そのうち
の一本は変位検出器（変位計）６００を兼ねている。す
なわち、変位検出器６００は、差動変圧器であり、円筒
状のハウジング６０１と、コイル６０２と、コア６０３
およびリード６０４からなっている。コア６０３には、
Ｌ字状の検出ロッド６０５が連結されており、さらに検
出ロッド６０５の斜板１２側端はサポートスリーブ２５
に固定されている。したがって、コア６０３はサポート
スリーブ２５の変位に対応してコイル６０２内を変位す
ることになる。

【００４４】前記構成とすることによって、ピストンス
トローク、すなわち圧縮機容量が最大容量から減少して
いく過程（図１から図２）おいて、斜板１２は図１にお
いて反時計方向に回転し、それにともなって斜板スリー
ブ１５が主軸１３上を右方向に摺動する。この斜板スリ
ーブ１５の移動にともないサポートスリーブ２５が上記
スライドピン６０および変位検出器６００のハウジング
６０１上を右方向に移動する。このときサポートスリー
ブ２５は、斜板スリーブ１５とはころがり軸受２９によ
り支持されているため主軸１３の軸回りには回転せず、
軸方向のみの運動を行う。したがって、サポートスリー
ブ２５に固定されている検出ロッド６０５およびコア６
０３がコイル６０２内を右方向に移動する。すなわち、
ピストンのストロークの変位に応じて変位検出器６００
のコア６０３がコイル６０２内を主軸方向のみに変位
し、このコア６０３の変位量を検出することにある。な
お、差動変圧器の作動原理についての説明は省略する。

【００４５】本実施例によれば、ピストンストロークあ
るいは斜板の傾転角に対応して変位するサポートスリー
ブの変位量を直接検出することによって、検出手段の構
成を簡単にでき、しかも確実にピストンストロークを検
出できる。さらに、検出精度や信頼性を向上することが
できるといった効果がある。

【００４６】図６は本発明の他の実施例を示す、サポー
トスリーブ組立体を示す拡大断面図である。本実施例も
前記同様にサポートスリーブの変位量を検出する手段で
ある。図５に示した実施例と比較して、同一部品には同
一番号を付記したので構造の説明は省略する。

【００４７】サポートスリーブ２５のシリンダヘッド４
側外周端部２５２に被検出体６１０を設置し、被検出体
６１０に対応した位置のシリンダブロック２の軸受ハウ
ジング２０１に変位計６１１を配設する構成である。変
位計６１１にはたとえば渦電流式や静電容量式の変位計
が好敵である。

【００４８】前記構成とすることによって、ピストンス
トロークの変化に対応してサポートスリーブ２５が変位
し、被検出体６１０と変位計６１１との相対位置が変化
するため、あらかじめ最大ピストンストロークあるいは
最小ピストンストローク位置での変位計６１１の電気出
力を決めておけば、サポートスリーブ２５の変位量、す
なわち任意のピストンストロークを一義的に検出するこ
とができる。

【００４９】本実施例によれば前記の実施例と同様の効
果を発揮できるとともに、さらに検出手段を簡単にする
ことができる。

【００５０】つぎに、本発明の他の実施例を示す。図７
及び図８は、本実施例の可変容量斜板式圧縮機の全体構
造を示したもので、図７は圧縮機容量が最大容量状態を
示しており、図８は最小容量状態を示したものである。
ここで、図１および図２に示した実施例と比較して、同
一部品には同一番号を付記したのでその部分の構造の説
明は省略する。

【００５１】サポートスリーブ２５には、軸方向に検出
ロッド６２０が設けられており、検出ロッド６２０は、
シリンダブロック２、吸入弁板５、シリンダヘッド４、
吐出弁板６、パッキン７およびリアカバ３に形成された
それぞれの貫通穴を通して、圧縮機の外部に取り出され
ている。検出ロッド６２０の設置場所は、軸受ハウジン
グ２０２内で主軸１３に近いところである。シリンダブ
ロック２、吸入弁板５、シリンダヘッド４、吐出弁板６
およびパッキン７に設置されたそれぞれの貫通穴と検出
ロッド６２０との間には適当な隙間を有しており、検出
ロッド６２０がスムーズな動きができるようになってい
る。リアカバ３の中央部には止めピン７５を収納する室
８０が形成されており、室８０は主軸１３後端部のラジ
アル針状コロ軸受１８などの隙間によって、斜板室１０
と連通しているため、斜板室圧力、すなわち吸入圧力と
なっている。したがって、検出ロッド６２０と前記の各
部材とはガスの気密保持を行う必要はない。

【００５２】リアカバ３の室８０とは反対側に∪部６２
１が形成されており、∪部６２１に変位検出器６００が
設置されている。変位検出器６００は、差動変圧器であ
り、円筒状のハウジング６０１と、検出ロッド６２０
と、コイル６０２およびリード６０４とから構成されて
おり、ハウジング６０１が∪部６２１に固定されてい
る。検出ロッド６２０とリアカバ３とのガス気密は∪部
６２１に設けた軸封装置６２２によって行う。室８０の
圧力が低圧であることや検出ロッド６２０が回転運動を
しないで往復運動のみであり、その往復運動も容量が変
化するときだけであることなどからそのガス気密は比較
的容易に実施できる。

【００５３】前記構成とすることにより、圧縮機容量の
変化にともないサポートスリーブ２５が軸方向に移動
し、検出ロッド６２０が変位検出器６００のコイル６０
２内を軸方向に変位するため、その変位量を一義的に計
測することができる。

【００５４】本実施例によれば、変位検出器をリアカバ
３の外側に設置することができるので、変位検出器６０
０のメンテナンスなどをリアカバ３を開放せずに行うこ
とができるとともに、検出手段を非常にコンパクトに構
成することができるといった効果がある。

【００５５】つぎに、本発明の他の実施例を示す。図９
および図１０は、本実施例の可変容量斜板式圧縮機の全
体構造を示したもので、図９は圧縮機容量が最大容量状
態を示しており、図１０は最小容量状態を示したもので
ある。ここで、図１および図２に示した実施例と比較し
て、同一部品には同一番号を付記したのでその部分の構
造や作用についての説明は省略する。

【００５６】主軸１３上を滑動する斜板スリーブ１５に
は、Ｌ字型の検出ロッド１５１が固定されており、検出
ロッド１５１の変位量より若干大きい軸方向幅で切欠き
部１３８が、下記する連通路１３１に開口するように主
軸１３に設けられている。該検出ロッド１５１は、主軸
１３の中心部に検出ロッド１５１の外径よりも若干大き
な径で穿孔された連通路１３１内を通して、斜板スリー
ブ１５の変位量よりも長くなるように、圧縮機外部へ取
り出されている。検出ロッド１５１の先端部は、主軸１
３の先端部にねじ止めされたねじ部材１３９と軸封手段
１５２とによってガスの気密を保持している。本実施例
では検出ロッド１５１を一体型で図示しているがこの限
りにあらず、たとえば、組立性を考慮すれば、斜板スリ
ーブ１５に固定する部分と主軸１３の連通路１３１内を
通す部分とを別部材とする構成でもよい。なお、した検
出ロッド１５１の変位量を検出する具体的な手段につい
ては後で説明する。

【００５７】前記構成とすることによって、ピストン３
１のストロークが最大、すなわち最大容量状態から容量
が減少していく場合（図９から図１０に変化する過程に
おいて）、斜板傾転角の減少に伴って、斜板スリーブ１
５が図９において右方向に移動する。したがって、斜板
スリーブ１５に固定された検出ロッド１５１も同様に右
方向に変位し、最終的には図１０に示したような状態に
なる。すなわち、ピストンストロークあるいは斜板傾転
角に対応して変位する斜板スリーブ１５の変位量を検出
するものである。

【００５８】本実施例によれば、ピストンストロークあ
るいは斜板傾転角に対応して変位する斜板スリーブの変
位量を検出することによって、検出手段を簡単に構成す
ることや確実にピストンストロークを検出することがで
き、しかも変位量を圧縮機の外部で計測できるのでメン
テナンスなどをフロントハウジング１を開放せずに行え
ることができるといった効果がある。

【００５９】図１１および図１２は、斜板スリーブ１５
に固定した検出ロッド１５１の変位量を検出する具体的
な手段について開示した部分断面図である。図９あるい
は図１０と比べて、フロントハウジング１の左側端部に
は、エンジン等の回転動力を該圧縮機に伝達する電磁ク
ラッチ１３６が取り付けられている以外は同一である。

【００６０】まず図１１に示す検出手段は、主軸１３の
先端部に固定されたねじ部材１３９には、差動変圧形変
位計１５０が斜板スリーブ１５に固定された検出ロッド
１５１を囲むように取り付けられている。差動変圧形変
位計１５０は、有底円筒状のハウジング１５６と、検出
ロッド１５１およびコイル１５３から成っており、ハウ
ジング１５６の一端はねじ部を有する。また、変位計１
５０あるいはねじ部材１３９にはスリップリング１５４
が、変位計１５０と電気的に結線されている。スリップ
リング１５４は、回転子（図示せず）と固定子（図示せ
ず）から構成されており、変位計１５０との結線は上記
回転子との間で行われる。したがって、外部への変位計
の電気信号１５５はスリップリング１５４の固定子から
取り出すことになる。よって、主軸１３とともに回転す
る部材は、検出ロッド１５１、軸封手段１５２、コイル
１５３、ハウジング１５６、ねじ部材１３９およびスリ
ップリング１５４の回転子（図示せず）である。

【００６１】前記構成とすることによって、ピストンあ
るいは斜板傾転角に対応して変位する検出ロッド１５１
の変位量を圧縮機外部に電気信号として取り出すことが
できる。なお、図１１では変位計１５０を圧縮機外部に
取り付けている実施例を示しているが、本発明はこの限
りではなく、たとえば変位計１５０を主軸１３内に取り
付けるなどの方法もある。

【００６２】図１２は変位計１５０を圧縮機以外に取り
付けた場合を示す。つまり、圧縮機以外の部材１００、
たとえば圧縮機をエンジンなどに取り付けるためのブラ
ケットなどに変位検出器１５０のハウジング１５６を固
定して、斜板スリーブ１５１に固定された検出ロッド１
５１の移動量を測定する構成である。よって、主軸１３
とともに回転する部材は、検出ロッド１５１、軸封手段
１５２およびねじ部材１３９であり、静止したハウジン
グ１５６から電気信号１５５を得るものである。

【００６３】本実施例では、変位計を固定して使用でき
るため使用する変位計の種類が拡大することや計測手段
が簡単になる。

【００６４】図１３は本発明の他の実施例を示す。フロ
ントハウジング１の外周壁には複数個の変位計１０１、
１０２、１０３が気密保持されて固定されている。該変
位計１０１、１０２及び１０３は、ピストンサポート２
１の外周端部に設けられた被検出体２１０の変位を検出
するように、しかも斜板１２傾斜角に対応して配置され
ている。一方、主軸１３の先端部に固定された電磁クラ
ッチ１３６のアーマチャ板１３７には突起部１０８が設
けられており、突起部１０８に対応して回転検出器１０
９が設置されている。

【００６５】つぎに、本実施例の動作について説明す
る。回転検出器１０９からは主軸１３が１回転する毎に
１パルス、すなわち１パルス／１回転の回転パルスを検
出または出力する。圧縮機が最大容量、すなわち最大斜
板傾転角で運転されている場合（図１３はその状態を示
している）、ピストンサポート２１は最大振れ幅で揺動
するため、被検出体２１０も斜板室１０内を最大幅で往
復運動する。被検出体２１０は、主軸１３が一回転する
毎に斜板室１０内を一往復する。変位計１０１は、被検
出体２１０が図中軸方向に対して最も左端に位置したと
きに、検出体２１０と当接するように配置されている。
同様に、変位計１０２は、圧縮機が最大容量と最小容量
の中間容量で運転されているとき、被検出体２１０と対
応する位置に、変位計１０３は最小容量の位置にそれぞ
れ設置されている。

【００６６】したがって、最大容量時には主軸１３が一
回転するにつき、被検出体２１０と変位検出器１０１、
１０２および１０３とで発生するパルスの数は６個とな
る。中間容量時には、変位計１０１からのパルスがない
ことから、一回転当たり４個のパルス列となる。最小容
量時では、変位計１０３のみパルスが発生するため、主
軸１３の一回転当たりのパルスは２個となる。ここで、
図中に示したユニット１０４、１０５および１０６は、
変位計１０１、１０２および１０３の入出力装置および
増幅器である。したがって、回転検出器１０９によって
得られる主軸１３の一回転当たりのパルス信号を基に、
変位計１０１、１０２および１０３の発生するパルス数
を計測することによって、圧縮機の容量を計測すること
ができる。また、自動的に計測する装置１０７は、回転
検出器１０９と、ユニット１０４、１０５および１０６
から出力されるパルス信号を入力する装置、増幅器、パ
ルス演算器、圧縮機容量を算出する演算装置およびその
結果を出力する装置などから構成されている。

【００６７】なお、本実施例では変位計を３個使用した
場合を示したが、本発明においてはこの限りではなく、
例えば変位計の数を増やすことによってもっときめ細か
く圧縮機の容量状態を計測することができる。

【００６８】以上説明したように本実施例によれば、揺
動する部材、例えばピストンサポートの変位を計測する
ことができるので、圧縮機の容量状態を的確に計測する
ことができる。

【００６９】つぎに、図１４から図１６は、前記の手段
などによって得られた圧縮機のピストンストロークある
いは容量制御状態の信号をもとにした制御手段について
その実施例を示す。

【００７０】図１４は、ピストンストロークあるいは斜
板傾転角などに対応して変位する部材の変位量を検出す
る手段（以下ストロークセンサ５１０と称する）と、ス
トロークセンサ５１０の電気信号を増幅する増幅器５２
０とから構成され、増幅器５２０からの出力信号、すな
わちピストンストローク信号によって、圧縮機の駆動
源、例えばエンジンなどを制御している制御回路５３０
に入力して、圧縮機の熱負荷の変動等によるエンジンな
どの回転速度変動が小さくなるように制御する。

【００７１】図１５は、ストロークセンサ５１０および
増幅器５２０から得られる信号をもとに、圧縮機の制御
弁４００のコントロール信号とする制御手段である。す
なわち、急速冷房が必要なときなど圧縮機を最大容量で
運転したいときなどは、ストロークセンサ５１０の信号
により常に圧縮機を最大容量で運転するように、圧縮機
の制御弁４００の電磁コイルの印加電流を下げる制御信
号とする。また、圧縮機の回転速度が上昇し、必要冷力
が低下した場合などは、制御弁４００の電磁コイルの印
加電流を上げる制御信号とする。また、エンジンおよび
圧縮機の少なくともいずれか一方の回転速度信号を認知
して、一方の回転速度がある予め決められた回転速度以
上になれば制御手段により強制的に圧縮機の容量を減少
させるようにしてもよい。

【００７２】図１６は、圧縮機および圧縮機を駆動する
駆動源を含めた統合制御手段について開示したものであ
る。ストロークセンサ５１０及び増幅器５２０から得ら
れる圧縮機のピストンストロークの信号を圧縮機を駆動
する駆動源、例えばエンジンなどの制御回路５３０に入
力するとともに、圧縮機の制御弁４００へ入力とする構
成である。すなわち、ピストンストローク信号を用いた
駆動源および圧縮機の両方を制御するものである。たと
えば、自動車用エンジンに搭載される場合について述べ
る。圧縮機を駆動しながら登坂しているときには、圧縮
機動力はエンジン側からみるとかなりの負担となる。そ
こで、このようなときには圧縮機の容量を減じることに
よって、エンジンの動力の負荷を軽減してやる。また、
エンジンがアイドル回転速度で運転されているときの圧
縮機駆動に伴うエンジン回転速度のばらつきを解消する
ため、圧縮機の容量をコントロールする。これらの制御
は、いずれもエンジンの動力負荷を冷凍サイクル側の熱
負荷より優先した制御であり、これによって自動車の走
行性を向上させることができる。また、逆に真夏時の急
速冷房が必要なときなどは圧縮機を最大容量で運転し、
しかもエンジンなどの回転速度を高めて冷房能力を増大
させる。なお、図１６においてはストロークセンサの信
号による制御の流れが一方向、すなわち直列になってい
るが、本発明においてはこの限りにあらず、例えばスト
ロークセンサの信号を圧縮機の制御弁４００および圧縮
機を駆動する駆動源の制御回路に並列に入力して制御す
る手段でもよい。

【００７３】以上説明したように、ストロークセンサに
よる信号をもとに圧縮機あるいは圧縮機を駆動する駆動
源を制御することにより、圧縮機の容量制御性を向上で
き、しかも消費動力を極力小さくするような空調システ
ムを構成することができるといった効果がある。

【００７４】以上の実施例の説明はすべて斜板室の圧力
を一定として、制御弁によりシリンダ吸入口の圧力を斜
板室の圧力よりも低下させることにより、斜板傾転角を
変える方式の可変容量斜板式圧縮機について開示した
が、たとえば、特公昭５８−４１９５号公報などに開示
されているごとく、シリンダ入口圧力を一定として、ブ
ローバイガスや吐出ガスなどを利用することにより斜板
室の圧力を高め、斜板傾転角の制御を行う形式の可変容
量斜板式圧縮機についても同様の効果を得ることができ
る。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、ピストンストロークあ
るいは斜板傾転角に対応して変位する部材の変位量を直
接検出することができるため、ピストンストロークを確
実に計測することができ、しかもストロークの検出手段
及び構造を簡単にできて小型化することができる。

【００７６】また、主軸回りに回転しない部材の変位量
を検出することができるため、検出精度を向上でき、か
つ信頼性を向上することができる。

【００７７】さらに、ストロークの検出手段により検出
した信号をもとに圧縮機あるいは圧縮機を駆動する駆動
源を制御できるため、幅広い統合制御が行えるとともに
圧縮機の容量制御性を向上でき、しかも消費動力を減少
させた空調システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の最大容量状態を示す縦断面
図である。

【図２】本発明の一実施例の最小容量状態を示す縦断面
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明のサポートスリーブ組み立て体を示す図
２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】本発明の他の実施例のサポートスリーブ組立体
を示す拡大断面図である。

【図７】本発明の他の実施例の最大容量状態を示す縦断
面図である。

【図８】本発明の他の実施例の最小容量状態を示す縦断
面図である。

【図９】本発明の他の実施例の最大容量状態を示す縦断
面図である。

【図１０】本発明の他の実施例の最小容量状態を示す縦
断面図である。

【図１１】本発明による斜板スリーブに固定した検出ロ
ッドの変位量を検出する手段の部分断面図である。

【図１２】本発明による斜板スリーブに固定した検出ロ
ッドの変位量を検出する手段の部分断面図である。

【図１３】本発明の他の実施例を示すピストンサポート
の変位量を計測するための図である。

【図１４】本発明のピストンストロークあるいは容量制
御状態の信号を基にした制御手段を示す図である。

【図１５】本発明のピストンストロークあるいは容量制
御状態の信号を基にした制御手段を示す図である。

【図１６】本発明のピストンストロークあるいは容量制
御状態の信号を基にした制御手段を示す図である。

【符号の説明】

１２斜板１３主軸１４ドライブプレート１５斜板スリーブ２１ピストンサポート２５サポートスリーブ３１ピストン３３シリンダ６００変位検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記ピス
トンのストロークまたは前記斜板の傾転角に対応して変
位する部材の変位量を検出する手段を設けたことを特徴
とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項２】変位する部材は、サポートスリーブで形
成され、検出する手段は、前記サポートスリーブの変位
量を検出するものであることを特徴とする請求項１記載
の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項３】変位する部材は、斜板スリーブで形成さ
れ、検出する手段は、前記斜板スリーブの変位量を検出
するものであることを特徴とする請求項１記載の可変容
量斜板式圧縮機。
【請求項４】変位する部材は、ピストンサポートで形
成され、検出する手段は、前記ピストンサポートの変位
量を検出するものであることを特徴とする請求項１記載
の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項５】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記サポ
ートスリーブに検出ロッドを設け、該検出ロッドの変位
量を検出する手段を設けたことを特徴とする可変容量斜
板式圧縮機。
【請求項６】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記サポ
ートスリーブと連動させて設けた検出ロッドを外部に取
り出し、該検出ロッドの変位量を検出する手段を前記外
部に設けたことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項７】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記斜板
スリーブと連動させて設けた検出ロッドを前記主軸を介
して外部に取り出し、該検出ロッドの変位量を検出する
手段を前記外部に設けたことを特徴とする可変容量斜板
式圧縮機。
【請求項８】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記サポ
ートスリーブに検出ロッドを設け、該検出ロッドの変位
量を検出する手段は、前記ピストンサポートの回転を防
止し前記サポートスリーブに挿着されたスライドピンに
設けた変位計であることを特徴とする可変容量斜板式圧
縮機。
【請求項９】ピストンと、該ピストンを駆動するピス
トンサポートと、主軸により回転されかつ該主軸に対す
る傾転角を変えて前記ピストンサポートを揺動させる斜
板と、該斜板を支持し摺動可能な斜板スリーブと、該斜
板スリーブを介して前記ピストンサポートと連結するサ
ポートスリーブとを備え、前記斜板の傾転角を変えて容
量制御を行う可変容量斜板式圧縮機において、前記サポ
ートスリーブに被検出体を設け、該被検出体の変位量を
検出する変位計を該被検出体に対向させて配設したこと
を特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項１０】ピストンのストロークまたは斜板の傾
転角に対応して変位する部材の変位量を検出する手段
と、その検出信号を増幅する手段と、その増幅した信号
を入力し駆動源の回転速度制御を行う前記駆動源の制御
回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の可変容
量斜板式圧縮機。
【請求項１１】斜板の傾転角を変える制御弁と、ピス
トンのストロークまたは前記斜板の傾転角に対応して変
位する部材の変位量を検出する手段と、その検出信号を
増幅する手段と、その増幅した信号を入力し前記制御弁
を制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記
載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項１２】ピストンのストロークまたは斜板の傾
転角に対応して変位する部材の変位量を検出する手段
は、変位計またはスリップリングであることを特徴とす
る請求項１〜１１のいずれか１項記載の可変容量斜板式
圧縮機。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項記載の
可変容量斜板式圧縮機を備えた自動車において、エンジ
ンおよび前記可変容量斜板式圧縮機の少なくともいずれ
か一方の回転速度信号を入力し、いずれか一方の回転速
度が予め決められた回転速度を越える際に前記可変容量
斜板式圧縮機の容量を減少させる制御手段を有すること
を特徴とする自動車。