JPH0756258B2

JPH0756258B2 - 可変容量圧縮機

Info

Publication number: JPH0756258B2
Application number: JP60222561A
Authority: JP
Inventors: 克則河合; 弘幸出口; 久雄小林; 修一杉園
Original assignee: 株式会社豊田自動織機製作所
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPS6282284A; US4730987A; DE3633644A1

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）本発明は主として車両空調装置に使用される、例えば、
斜板式圧縮機あるいはワッブル圧縮機等のピストン型可
変容量圧縮機に関するものである。

（従来の技術）従来、両頭ピストン型の斜板式圧縮機として第９図に示
すようなものがあった。これは、リヤハウジング６の吐
出室18内にスプール71を往復動可能に支持し、同スプー
ル71に吐出弁72、及びリテーナ73を支持している。そし
て、容量を減少したいときには吐出フランジ74と連通す
る第１電磁弁75を閉じ、かつ斜板室８と連通する第２電
磁弁76を開いてスプール71の圧力作用室77に低圧の吸入
圧力を作用させるとともに、ばね78により常には前記吐
出弁72をリテーナ73とともに圧縮が無効となる不作動位
置に浮上保持してリヤ側での圧縮動作を無効にせしめ、
フロント側で圧縮されたガスのリヤ側への逆流は、リヤ
側の吐出通路79に設けた逆止弁80により防いでいた。
又、容量を増大したいときには、第１電磁弁75を開放
し、かつ第２電磁弁76を閉じて前記スプール71の圧力作
用室77へ高圧の吐出圧を作用させて、吐出弁72を弁板４
と接触する正規の作動位置に保持し、リヤ側での圧縮動
作を有効にするようにしたものがあった。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、前記従来の可変容量圧縮機は、逆止弁80が必
要で構造が複雑になり、コストが高く、逆止弁を組み込
むので吐出フランジ74が大きくなり、圧縮機が大型化す
るという問題があった。又、100％容量から50％容量へ
減少する際、リヤ側の吐出通路79内の高温、高圧の吐出
ガスが吸入側へ一時的に戻り、圧縮効率が低下するとと
もに、50％運転時にリヤ側のシリンダボア11、つまり圧
縮室へ吸入されるガスは吸入孔30、吐出孔32の二つから
吸われるが、排出されるガスは吐出孔32のみを通るた
め、ガス抜けが悪く、従って高速運転時の動力損失を招
くという問題があった。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解消するため、ハウジング内に吸
入室と吐出室とを備え、複数のシリンダボア内にピスト
ンを往復動可能に収納し、吸入室から複数の吸入孔、及
び複数の吸入弁を介して圧縮室内に冷媒ガスを吸入し、
圧縮したガスを複数の吐出孔、及び複数の吐出弁を介し
て吐出室へ吐出するように構成したピストン式の圧縮機
において、前記吸入室には吸入弁に向かって往復動され
る可動支持部材を設け、同可動支持部材には一部の前記
吸入弁を正規の作動位置とピストン側に浮上保持される
不作動位置とに切換えるための弁押動部材を設け、前記
可動支持部材もしくは弁押動部材には前記ピストンが上
死点に移動されたとき、吸入弁の正規位置への変位を許
容する弁変位許容手段を設け、さらに冷房負荷の変動に
応じて容量切換信号を出力する制御器からの信号に基づ
いて前記可動支持部材を往復動させる駆動機構を設ける
という手段を採っている。

（作用）本発明は前記手段を採ったことにより、次のように作用
する。

車室内の冷房負荷が大きい場合には、制御器から容量ア
ップ信号が出力されて駆動機構が動作され、可動支持部
材が弁押動部材とともに吸入弁から離間する方向へ移動
され、このため吸入弁は正規の作動位置に保持され大容
量運転が行われ、そしてこの発明ではシリンダボア内の
デッドスペースすなわちスキ間容積を小さくできるので
圧縮効率が良好である。

又、車室内の冷房負荷が小さい場合には、制御器から容
量ダウン信号が出力されて駆動機構が動作され、可動支
持部材が弁押動部材とともに吸入弁側へ移動され、吸入
弁が圧縮無効位置に浮上保持され、小容量運転が行われ
る。この小容量運転中はピストンが上死点に移動するご
とに浮上位置にある吸入弁が弁板に向かって押動される
が、これは弁変位許容手段により許容される。

（実施例）以下、本発明を両頭ピストン型の斜板式圧縮機に具体化
した第１の実施例を第１図〜第６図に基づいて説明す
る。この圧縮機は片側５気筒つまり10気筒のものを示
し、図において対接されたシリンダブロック1,2の両端
部は、弁板3,4を介して接合されたフロント、及びリヤ
の両ハウジング5,6によって閉鎖され、これらは適数本
のボルト７によって組み立てられている。シリンダブロ
ック1,2の接合部分には斜板室８が形成され、そこには
シリンダブロック1,2の中心に貫設された軸孔1a,2aを貫
通する駆動軸９に対して傾斜して固着された斜板10が収
容されている。シリンダブロック1,2には駆動軸９と平
行に，かつ該駆動軸９を中心とする放射状の位置に圧縮
室を形成する５組のシリンダボア11が並設され、シリン
ダボア11に嵌挿されたピストン12はボール13、及びシュ
ー14よりなる軸受装置を介して斜板10に係留されてお
り、該斜板10の回転力によってピストン12はシリンダボ
ア11内を往復動可能である。

フロントハウジング５には中心側に環状の吐出室15が形
成され、外周側に該吐出室15を取り囲むようにしてほぼ
環状の吸入室16が形成されている。又、リヤハウジング
６には中心側に円筒状の吸入室17が形成され、外周側に
該吸入室17を取り囲むようにして環状の吐出室18が形成
されている。フロント側の吸入室16は前記ボルト７の通
し孔を兼用する吸入通路19によって斜板室８と連通さ
れ、リヤ側の吸入室17はシリンダブロック２の各ボア挟
間、及び弁板４に貫通した複数の吸入通路20によって斜
板室８と連通され、該斜板室８とシリンダブロック1,2
の合わせ面の近くに取付られた吸入フランジ21（第３図
に参照）と連通されている。

又、シリンダブロック1,2におけるボア挟間のうちの一
箇所には弁板3,4との接触面から合わせ面にかけて第５
図に示すように吐出通路22,23が穿設されており、該吐
出通路22,23はその一端がシリンダブロック1,2の合わせ
面の近くに取り付けられた吐出フランジ24とそれぞれ連
通孔25,26を介して連通され、他端が弁板3,4に貫通され
た連通孔27,28を介して吐出室15,18と連通されている。
ただし、フロント側の吐出室15は吐出通路22との連通部
が外周側に適宜膨出されている。

前記弁板3,4には吸入孔29,30及び吐出孔31,32が貫設さ
れ、これらを介してシリンダボア11がそれぞれ吸入室1
6,17、及び吐出室15,18と連通されており、これら吸入
孔29,30、及び吐出孔31,32にはそれぞれ吸入弁33,34、
及び吐出弁35,36が配設されている。リヤ側の各吸入弁3
4は第４図に示すように舌片状に形成され、その基端部
には前記吐出孔32と対応する貫通穴34aが形成されてい
る。さらに、吐出弁35,36は弁押え37,38によってその変
形量が規制されていて、フロント側にあっては弁板３と
フロントハウジング５との間に挾着固定されているが、
リヤ側にあっては第３図に示すように弁押え38とともに
ボルト39により弁板４に締着固定されている。

次に、前記リヤ側の吸入室17内に設けられ、前記吸入弁
34を圧縮動作を有効に行う正規の作動位置と、弁板４か
ら浮上（離間）された圧縮動作を無効にする不作動位置
とに切り換えて圧縮容量を制御するようにした容量制御
機構について説明する。

前記リヤハウジング６に内側中央部には円筒状の隔壁6a
が形成され、該隔壁6aには可動支持部材としてのスプー
ル40が前後動可能に嵌合されている。該スプール40の先
端部には先端を前記各吸入孔30に進入して吸入弁34を押
動し得るように直角状に折り曲げ形成した複数の押動片
41aを放射状に一体形成してなる弁押動部材としての弁
押動板41がボルト42により取着されている。この弁押動
板41は弾性材により前後方向の弾性変形可能に形成さ
れ、弁変位許容手段としての機能を備えている。前記リ
ヤハウジング６には前記弁押動板41の前後動のみを許容
し、かつ回動を規制する回り止めピン43が植設されてい
る。

リヤ側の弁板４には前記シリンダブロック２の軸孔2aと
吸入室17を連通する通路4aが形成され、前記ボルト42が
出入りするようになっている。

前記スプール40と軸孔2aに嵌入したばね受け44との間に
はコイルばね45が介在され、常には前記弁押動板41をス
プール40とともにリヤ側、つまり吸入弁34から離間して
圧縮動作を有効にする作動位置に保持する方向へ付勢し
ている。

前記スプール40の背面には圧力作用室46が形成され、該
圧力作用室46には次に述べる駆動機構、及び制御器52に
より吐出圧もしくは吸入圧力が選択的に印加されるよう
にしている。

前記リヤハウジング６の中心部には前記圧力作用室に圧
力を導く導圧孔47が設けられ、該導圧孔47には第１電磁
弁48を含む高圧管49によって吐出フランジ24と連絡され
るとともに、第２電磁弁50を含む低圧管51によって吸入
フランジ21と連絡されている。

前記第１電磁弁48、及び第２電磁弁50には、冷房負荷に
応じて変動する例えば蒸発器の出口温度を検出する温度
センサ（図示略）に接続された制御器52が接続されてい
て、本実施例ではこの制御器52の温度比較制御回路（図
示略）により予め定められた設定温度（例えば５℃）と
温度センサによる蒸発器の出口温度とを比較判別し、出
口温度が設定温度になったとき、前記制御器52の動作回
路（図示略）から第１電磁弁48を閉じて第２電磁弁50を
開くための指令信号、つまり容量アップ信号を両電磁弁
48,50に向かって出力し、一方前記出口温度が設定温度
（例えば10℃）となったとき、制御器52から第１電磁弁
48を開いて第２電磁弁50を閉じるための指令信号、つま
り容量ダウン信号を出力するようにしている。

次に、前記のように構成した可変容量圧縮機について、
その作用を説明する。

車室内の冷房負荷が大きい状態では、蒸発器の出口温度
が設定温度よりも高く、制御器52から容量アップ信号が
出力され、このため第１電磁弁48が閉じられ、第２電磁
弁50が開かれて圧力作用室46に吸入圧力が印加され、ス
プール40がコイルばね45の付勢力により弁押動板41とと
もに吸入弁34から離間する方向へ押圧される。この結
果、リヤ側の吸入弁34は正規の作動位置に保持され、フ
ロント側、及びリヤ側で圧縮動作が有効に行われ、100
％容量運転となる。

そして、上記のような100％容量運転が一定時間継続さ
れることにより、車室内の冷房負荷は徐々に小さくな
り、これにより蒸発器の出口温度も徐々に低下するが、
この出口温度が設定温度以下になると、制御器52から容
量ダウン信号が出力され、第１電磁弁48が開かれ、第２
電磁弁50が閉じられて、圧力作用室46に吐出圧が印加さ
れ、この結果スプール40はコイルばね45の付勢力と、吸
入室17の吸入圧力との合力に抗して吸入弁34側へ押動さ
れ、各押動片41aによりリヤ側の各吸入弁34が第２図及
び第６図に示すように弁板４から持ち上げられ、不作動
位置に保持される。従って、リヤ側での圧縮動作が無効
となり、フロント側のみの50％容量の運転状態となる。

第６図に示す50％容量運転において、ピストン12が上死
点に移動されたとき、吸入弁34は一時的に弁板４に押圧
されるが、これは、弁押動板41の弾性変形により許容さ
れる。

一方、圧縮機が50％容量運転されている状態において、
冷房負荷が大きくなると、制御器52から容量アップ信号
が出力され第１図に示すように50％容量運転から100％
容量運転に切換えられる。

次に第２の実施例を第７図について説明すると、前記ス
プール40には吸入室17と圧力作用室46を連通する連通路
40aが形成されている。又、リヤハウジング６の背面に
は駆動機構としての電磁ソレノイド57が装着されてい
る。この電磁ソレノイド57はケース58、該ケース58内に
収納したコイル59、及び可動鉄芯60により構成されてい
て、該可動鉄芯60の先端部を前記導圧孔47を通して前記
スプール40の背面に止着している。

この第２実施例においては、制御器52からの容量アップ
信号により電磁ソレノイド57がOFFされると、コイルば
ね45によりスプール40、可動鉄芯60が弁押動板41ととも
に、吸入弁34から離間する方向へ移動され、100％容量
運転となる。反対に、制御器52からの容量ダウン信号に
より電磁ソレノイド57がONされると、コイルばね45の付
勢力に抗してスプール40が可動鉄芯60により弁押動板41
とともに吸入弁34側へ押圧され、50％容量運転となる。

なお、この第２実施例は第１実施例と比較して電磁ソレ
ノイド57が１個で済むため、構造が簡素化できる。

次に、第３の実施例を第８図について説明すると、リヤ
ハウジング６の背面には取付板63が固着され、該取付板
63には制御器52により作動されるモータ64が取着されて
いる。又、前記取付板63にはネジ棒65が回動可能に貫通
支持され、該ネジ棒65の外端部には前記モータ64の出力
軸に止着したウォーム66に噛み合うウォームホイール67
が嵌着され、内端部には前記スプール40の基端部に形成
したネジ部40bに噛み合うネジ68が止着されている。な
お、前記圧力作用室46は隔壁6aに形成した連通路6bによ
り、吸入室17と連通されている。さらに、この第３実施
例ではばね受け44、及びコイルばね45を省略し、前記モ
ータ64の正逆回転によりウォーム66が回転されると、ウ
ォームホイール67、及びネジ棒65を介してネジ68が回動
され、この結果スプール40が前後方向に往復動され、50
％容量と、100％容量との切換が行われる。

この第３実施例はバネ受け44、及びコイルばね45が不要
となるため、第１実施例と比較して構造を簡素化でき
る。

又、この第３実施例において、弁押動板41の各押動片41
aの長さを５個でそれぞれ異なるように設定することに
より、スプール40の位置に応じて、圧縮容量が50％60
％70％80％90％というように、段階的又は連続的
に調節できるようにすること。

なお、本発明は次のように具体化することもできる。

（１）第１及び第２実施例において弁押動板41の各押動
片41aの長さを５個でそれぞれ異なるように設定し、容
量が急激に変化しないようにして、容量切換時のショッ
クを小さくするようにすること。

（２）５つの吸入弁34のうち例えば４つの吸入弁34のみ
に対応して押動片41aを設けること。このように押動片4
1aの個数を増減することにより、容量設定の異なる可変
容量圧縮機が押動板41の変更のみで容易に製作できる。

（３）前記容量制御機構をリヤ側の他にフロント側に設
けたり、フロント側のみに設けたりすること。

（４）前記隔壁6a、及びスプール40に代えて、区画壁及
び可動支持部材を兼用するベローズ（図示略）を使用す
ること。

（５）斜板式圧縮機以外に、例えばワッブル圧縮機のよ
うなピストンを備えた往復動型の圧縮機に具体化するこ
と。

発明の効果以上詳述したように、本発明は逆止弁が不要であるた
め、構造が簡素化できるとともに、コストを低廉にで
き、逆止弁が不要のため吐出フランジを小さくして圧縮
機を小型化できる。又、容量の切換時に吐出室側の高温
・高圧の冷媒ガスが吸入室側へ戻るのをなくし、かつ、
スキ間容積を小さくして、圧縮効率を高め、さらに、圧
縮無効状態において、吸入室と圧縮室のガスの移動が吸
入孔を介して交互に行われるので、ガス抜けがよくな
り、高速運転時の動力損失を軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を斜板式可変容量圧縮機に具体化した第
１実施例の全容量状態の中央部縦断面図、第２図は同じ
く小容量状態の中央部縦断面図、第３図は第１図のＡ−
Ａ線拡大断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線拡大断面
図、第５図は吐出フランジ付近の縦断面図、第６図は要
部の拡大断面図、第７図は本発明の第２実施例を示す全
容量状態の中央部縦断面図、第８図は本発明の第３実施
例を示す全容量状態の中央部縦断面図、第９図は従来の
斜板式可変容量圧縮機を示す小容量状態の中央部縦断面
図である。 1,2……シリンダブロック、3,4……弁板、５……フロン
トハウジング、６……リヤハウジング、８……斜板室、
９……駆動軸、10……斜板、11……シリンダボア、12…
…ピストン、15,18……吐出室、16,17……吸入室、29,3
0……吸入孔、31,32……吐出孔、33,34……吸入弁、35,
36……吐出弁、40……可動支持部材としてのスプール、
41……弁押動部材としての弁押動板、41a……押動片、4
5……コイルばね、46……圧力作用室、48……駆動機構
を構成する第１電磁弁、49……高圧管、50……駆動機構
を構成する第２電磁弁、51……低圧管、52……制御器、
57……駆動機構としての電磁ソレノイド、58……ケー
ス、59……コイル、60……可動鉄芯、63……取付板、64
……駆動機構としてのモータ、65……ネジ棒、66……ウ
ォーム、67……ウォームホイール、68……ネジ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内に吸入室と吐出室とを備え、
複数のシリンダボア内にピストンを往復動可能に収納
し、吸入室から複数の吸入孔、及び複数の吸入弁を介し
て圧縮室内に冷媒ガスを吸入し、圧縮したガスを複数の
吐出孔、及び複数の吐出弁を介して吐出室へ吐出するよ
うに構成したピストン式の圧縮機において、前記吸入室
には吸入弁に向かって往復動される可動支持部材を設
け、同可動支持部材には一部の前記吸入弁を正規の作動
位置とピストン側に浮上保持される不作動位置とに切換
えるための弁押動部材を設け、前記可動支持部材もしく
は弁押動部材に前記ピストンが上死点に移動されたと
き、吸入弁の正規位置への変位を許容する弁変位許容手
段を設け、さらに冷房負荷の変動に応じて容量切換信号
を出力する制御器からの信号に基づいて前記可動支持部
材を往復動させる駆動機構を設けた可変容量圧縮機。
【請求項２】吸入室を形成するハウジングに隔壁を設け
て、該隔壁に可動支持部材としてのスプールを前後動可
能に嵌合し、該スプールの先端には弁押動部材としての
弁押動板を取着し、前記弁押動板の押動片はそれ自身弾
性材により形成されて弁変位許容手段としての機能を備
え、前記スプールはコイルばねにより常には作動位置に
付勢保持され、さらに前記駆動機構は前記スプールの背
面に形成された圧力作用室に吐出圧と吸入圧力を作用さ
せる高圧管、及び低圧管と、両管に接続され、制御器か
らの容量切換信号により作動され、かつ前記圧力作用室
へ吐出圧、又は吸入圧力を選択的に作用させる第１、及
び第２の電磁弁とにより構成されている特許請求の範囲
第１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】前記駆動機構は可動支持部材としてのスプ
ールを往復動させる電磁ソレノイドである特許請求の範
囲第１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】前記駆動機構はモータと、該モータにより
所定位置において回動可能に支持され、かつ可動支持部
材としてのスプールに形成したネジ部に噛み合わされて
該可動支持部材を直線往復動するようにしたネジ棒とに
より構成されている特許請求の範囲第１項に記載の可変
容量圧縮機。
【請求項５】前記弁押動板の各押動片は吸入弁を押動す
る時期が段階的に異なるように突出長さを変化させてい
る特許請求の範囲第１項記載の可変容量圧縮機。