JPH0587047A - 冷凍サイクルの圧縮容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電磁駆動の定圧弁を用いる必要がなくて、簡単
な構造で低コストで容量制御を行うことができる冷凍サ
イクルの圧縮容量制御装置を提供する。 【構成】回転軸３に対して斜めに角度可変に気密室２内
に設けられて回転軸３の回転運動によって駆動されて揺
動運動をする揺動体６と、その揺動体６の揺動運動によ
って駆動されることによってシリンダ８内で往復運動を
してシリンダ８内の冷媒を圧縮するピストン９と、気密
室２内の圧力とシリンダ８に吸入される冷媒の圧力との
差圧を所定の差圧に保つように電磁駆動される電磁駆動
差圧調整弁１００と、電磁駆動差圧調整弁１００を駆動
する電磁力を変化させて差圧を制御する差圧制御手段６
３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用空調装置
（以下「カーエアコン」という）などの冷凍サイクル中
で冷媒を圧縮するために用いられる冷凍サイクルの圧縮
容量制御装置に関する。

【０００２】カーエアコンの圧縮機はエンジンにベルト
で直結されているので、回転数制御を行うことができな
い。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適
切な冷房能力を得るために、冷媒の容量（吐出量）を変
えることができる可変容量圧縮機が用いられている。

【０００３】そのような可変容量圧縮機としては、エン
ジンによって回転駆動される軸に取り付けた揺動板に圧
縮用ピストンを連結して、揺動板の角度を変えることに
よってピストンのストロークを変え、それによって冷媒
の容量を変えるようにしている。

【０００４】

【従来の技術】そのような冷凍サイクルの圧縮容量制御
装置において揺動板の角度を変えるために、従来は、圧
縮機に吸入される冷媒の圧力を所定圧力に制御するよう
に、電磁力によって駆動される電磁定圧弁を設け、圧縮
機に吸入される冷媒の圧力を変えることによって揺動板
の角度を変えて冷媒の容量を制御していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのような電
磁駆動の定圧弁は、ほぼ不変な物理量である大気圧を基
準としてそれと比較する必要があるため、ベローズやダ
イアフラムなどを用いて気密でしかも動作のなめらかな
構成にする必要があり、コストの高いものになる欠点が
あった。

【０００６】そこでこの発明は、電磁駆動の定圧弁を用
いる必要がなくて、簡単な構造で低コストで容量制御を
行うことができる冷凍サイクルの圧縮容量制御装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の冷凍サイクルの圧縮容量制御装置は、回転
軸に対して斜めに角度可変に気密室内に設けられ、上記
回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺
動体と、蒸発器から送り出される冷媒を吸入する吸入口
と凝縮器へ冷媒を送り出す排出口とが設けられたシリン
ダと、上記揺動体の揺動運動によって駆動されることに
よって上記シリンダ内で往復運動をして上記シリンダ内
の冷媒を圧縮するピストンと、上記気密室内の圧力と上
記シリンダに吸入される冷媒の圧力との差圧を所定の差
圧に保つために上記気密室と上記シリンダの吸入口との
間を連通及び閉塞するように電磁駆動される電磁駆動差
圧調整弁と、上記電磁駆動差圧調整弁を駆動する電磁力
を変化させて上記差圧を制御する差圧制御手段とを設け
たことを特徴とする。

【０００８】

【作用】気温センサから出力される検出信号に応答して
電磁駆動差圧調整弁の電磁力が変化し、それによって、
揺動体が収容された気密室内の圧力とシリンダに吸入さ
れる冷媒の圧力との差圧が制御される。すると、それに
よってピストンのストロークが変化するので、冷媒を吸
入するシリンダの容量（吐出量）が変化して冷房能力が
変化する。

【０００９】したがって、単に圧縮機の気密室内の圧力
とシリンダ内に吸入される冷媒の圧力との差圧を、例え
ば０〜２Kg／cm² Ｇ程度の範囲で可変することによっ
て、蒸発器の出口空気温度（即ち、カーエアコンの吹き
出し空気温度）を設定値に制御することができる。

【００１０】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は自
動車の冷房装置などに用いられる冷凍サイクルを示して
おり、圧縮機５１で高圧に圧縮された冷媒は凝縮器５２
で熱を放出して液化され、液状状態になった冷媒（冷媒
液）は受液器５３に一時的に貯留される。そして、受液
器５３から出た冷媒液は膨張弁５４で断熱膨張して蒸発
器５５に入り、そこで熱を吸収して気化され、圧縮機５
１へ戻される。

【００１１】圧縮機５１は、揺動板の回転によりシリン
ダ内でピストンを往復運動させて冷媒の圧縮を行い、揺
動板の角度を変えることにより容量を変化させることが
できる可変容量タイプの圧縮機である。

【００１２】そして、この圧縮機５１には、揺動板を収
容したクランク室（気密室）内の圧力Ｐｃとシリンダに
吸入される冷媒の圧力Ｐｓとの差圧ΔＰを所定の差圧に
するための差圧調整弁１００が取り付けられている。こ
の差圧調整弁１００は電磁駆動タイプであり、駆動コイ
ルへの通電電流値を変えることにより、差圧ΔＰを任意
に変えることができる。１０１は、電磁コイルに対する
通電電流を増減するための駆動回路である。

【００１３】６１は、蒸発器５５で冷やされた外気の流
れの出口の温度、即ち、カーエアコンの吹き出し口の気
温を検出するための気温センサであり、その検出信号は
増幅器６２で増幅された後、比較器６３で設定値と比較
される。この設定値は、車室内に設けられた温度調整ス
イッチによって任意に変えることができる。

【００１４】そして、比較器６３からの出力信号が駆動
回路１０１に送られて、比較器６３における比較結果に
もとづいて差圧調整弁１００の電磁コイルへの通電電流
が制御される。即ち、検出気温が設定気温より高いとき
には通電電流が大きくされて、差圧ΔＰが大きくされ、
検出気温が設定気温より低いときには通電電流が小さく
されて、差圧ΔＰが小さくされる。

【００１５】図１は、圧縮機５１と差圧調整弁１００を
示している。圧縮機ハウジング１内には、気密に形成さ
れたクランク室２内に延在し、回転可能に支持された主
軸３が設けられており、その主軸３にはロータ４が取り
付けられている。

【００１６】このロータ４にはヒンジ機構５を介して斜
板６が取り付けられ、斜板６の中心部には主軸３が貫通
している。この斜板６の貫通内面は主軸３に当接し、主
軸３に摺動可能となっている。そして、斜板６はヒンジ
機構５により主軸３に対する傾斜角が変化できるように
なっている。

【００１７】斜板６には、ベアリング２０を介して揺動
板７が配置されており、この揺動板７には、球連接によ
ってピストンロッド２１が連結されている。ピストンロ
ッド２１は、シリンダ８内に配設されたピストン９に連
結されている。なお、揺動板７の周辺には複数のピスト
ン９が取り付けられている。

【００１８】クランク室２内には、主軸３と平行に固定
されたガイド枠２３が配置されており、このガイド枠２
３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の一端部がガイド枠２３に対して主軸方向に摺動
可能となっている。

【００１９】ハウジング１には、吸入室１０および吐出
室１１が設けられており、それぞれの室とシリンダ８と
の間は弁板１５によって隔てられている。そしてその弁
板１５には、吸入弁（図示せず）を備えた吸入口１０ｂ
と吐出弁１１ｃを備えた吐出口１１ｂとがそれぞれ穿設
されている。また、吸入室１０と吐出室１１に対してそ
れぞれ吸入ポート１０ａと吐出ポート１１ａとが形成さ
れている。

【００２０】ヒンジ機構５は、ロータ４の端部（耳部）
に設けられた長孔２４と、斜板６の一端面に形成された
突起部２６に取り付けられたピン２５とにより構成され
ているが、ロータ４の端部（耳部）にピン２５を設け、
斜板６の一端面に形成された突起部２６に長孔２４を設
ける構成でもよい。

【００２１】ピン２５は、長孔２４内で滑動可能に配置
されている。なお、突起部２６は互いに平行に一対設け
られており、ピン２５はこの一対の突起部２６間に取り
付けられている。

【００２２】そして、揺動板７が揺動すると、揺動板７
に連結されているピストンロッド２１を介してピストン
９が往復運動する。その結果、吸入ポート１０ａから吸
入された冷媒ガスは吸入室１０から吸入口１０ｂを通っ
て、吸入弁をシリンダ８側へ押すようにしてシリンダ８
内へ入って圧縮され、吐出弁１１ｃを吐出室１１側に押
すようにして吐出口１１ｂから吐出室１１に吐出され
る。そして、この高圧圧縮ガスは吐出ポート１１ａから
凝縮器５２に送られる。

【００２３】差圧調整弁１００は、クランク室２と吸入
室１０とを連通する通路２７の途中に設けられている。
即ち、クランク室２と吸入室１０との間に位置する弁座
１０３に対向するボール弁１０４は、電磁コイル１０５
の鉄芯１０６に直結されていて、電磁力によって弁座１
０３方向に付勢されている。

【００２４】したがって、電磁コイル１０５への通電電
流値を変化させなければ、クランク室２内の圧力Ｐｃと
吸入室１０内の圧力Ｐｓとの差圧ΔＰが一定に保持さ
れ、電磁コイル１０５への通電電流値を変えれば、それ
に応じて差圧ΔＰが変わる。

【００２５】そして、差圧ΔＰが変われば、それによっ
てピストン９の背面に加わる力が変わり、斜板６に加わ
るモーメントのつり合いが変わって、斜板６の傾斜角が
変化する。斜板６の傾斜角の変化はピストン９のストロ
ークの変化であり、シリンダ８に取り込まれる流体の容
量が変わって、圧縮機５１の圧縮能力、即ち冷凍サイク
ルの冷房能力が変わる。

【００２６】このように構成された実施例装置によれ
ば、蒸発器５５で冷やされた空気の温度が気温センサ６
１で検出され、その検出温度と設定値（設定温度）との
差にもとづいて差圧調整弁１００の電気コイル１０５へ
の通電電流値が制御され、それによって圧縮機５１の容
量、即ち冷房能力が制御される。

【００２７】このようにして、蒸発器５５の出口空気温
度、即ち、カーエアコンの吹き出し気温を設定温度に保
つことができ、設定温度を変えることによって、吹き出
し気温を所望の温度にすることができる。ただし、差圧
調整弁１００の動作を制御させるための検出装置は、蒸
発器５５で冷やされた空気の温度を検出する気温センサ
６１に限定されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】本発明の冷凍サイクルの圧縮容量制御装
置によれば、容量可変圧縮機の容量を、電流駆動の差圧
調整弁によって制御することができるので、従来の定圧
弁による制御に比べて構造が簡単で、シンプルかつ低コ
ストで構成することができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機と差圧調整弁の断面図である。

【図２】実施例の冷凍サイクルの略示図である。

【符号の説明】

２ クランク室 ３ 主軸 ６ 斜板 ８ シリンダ ９ ピストン ５１ 圧縮機 ５２ 凝縮器 ５５ 蒸発器 ６１ 気温センサ ６３ 比較器 １００ 差圧調整弁 １０５ 電磁コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に対して斜めに角度可変に気密室内
   に設けられ、上記回転軸の回転運動によって駆動されて
   揺動運動をする揺動体と、 蒸発器から送り出される冷媒を吸入する吸入口と凝縮器
   へ冷媒を送り出す排出口とが設けられたシリンダと、 上記揺動体の揺動運動によって駆動されることによって
   上記シリンダ内で往復運動をして上記シリンダ内の冷媒
   を圧縮するピストンと、 上記気密室内の圧力と上記シリンダに吸入される冷媒の
   圧力との差圧を所定の差圧に保つために上記気密室と上
   記シリンダの吸入口との間を連通及び閉塞するように電
   磁駆動される電磁駆動差圧調整弁と、 上記電磁駆動差圧調整弁を駆動する電磁力を変化させて
   上記差圧を制御する差圧制御手段とを設けたことを特徴
   とする冷凍サイクルの圧縮容量制御装置。