JPH09280171A - 可変容量圧縮機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造及び制御でもって高回転数領域に
おける負荷を低減することができて、耐久性の向上可能
な可変容量圧縮機及びその制御方法を提供する。 【解決手段】 クランク室１５と吐出室３８との間の給
気通路４８の途中に、その開度を調節するための容量制
御弁４９を設ける。容量制御弁４９には吸入通路３２に
連通された感圧室７１を設け、その感圧室７１には吸入
圧の変動を前記給気通路４８を開閉する弁体６７に伝達
するためのベローズ７３を収容する。ソレノイド６３に
所定の電流を入力して前記弁体６７への付与荷重を変化
させて設定吸入圧を変更する。駆動シャフト１６の回転
数が所定値以上になったときに、前記設定吸入圧を上げ
るべくソレノイド６３への入力電流を変更して、吐出容
量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両空調装
置に使用される可変容量圧縮機及びその制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量圧縮機としては、ハウ
ジングの内部にクランク室が形成されているとともに、
駆動シャフトが回転可能に支持されている。前記ハウジ
ングの一部を構成するシリンダブロックには複数のシリ
ンダボアが形成され、そのシリンダボア内にはピストン
が往復動可能に収容されている。また、前記駆動シャフ
トには、カムプレートが一体回転可能かつ揺動可能に挿
着されている。そして、制御圧室の圧力を変更すること
により、前記カムプレートを収容するクランク室の圧力
とシリンダボア内の圧力との前記ピストンを介した差に
応じてカムプレートの傾角を変更して、吐出容量を制御
するように構成されている。さらに、前記制御圧室と吐
出圧領域あるいは吸入圧領域との間の通路の途中には、
その通路の開度を調節するための容量制御弁を設けられ
ている。その容量制御弁には、吸入圧の変動を弁体に伝
達するための感圧機構と、入力電流に応じて弁体への付
与荷重を変化させて設定吸入圧を変更するためのソレノ
イドとが配設されている。

【０００３】この従来の可変容量圧縮機では、吸入圧の
変動、冷凍回路及び車両の各部の温度、作動情報等に基
づいて、前記通路の開度が制御される。そして、例えば
吐出圧領域から前記カムプレートを収容するクランク室
への高圧の冷媒ガスの供給量が変更される。このため、
クランク室内の圧力と吸入圧との前記ピストンを介した
差に応じてカムプレートの傾角が変更されて、圧縮機の
吐出容量が制御される。

【０００４】ところで、近年、外部駆動源をなす車両エ
ンジンの高性能化に伴って、可変容量圧縮機の使用回転
数領域が高くなる傾向にある。高回転数領域では、当然
のことながら圧縮機の仕事量も大きくなる。このような
高回転数領域において、圧縮機が最大吐出容量で運転さ
れると、圧縮機にとって非常に負荷の大きな状態とな
る。そして、クランク室内の冷媒ガスのもれを防ぐため
のリップシールは、高速回転される駆動シャフトと摺接
される。また、ベアリングには、高速回転状態で圧縮反
力に基づく大きな荷重が作用する。このため、これら摺
動部の潤滑・冷却が不足しがちになって、圧縮機の耐久
性が低下するおそれがあった。

【０００５】特に、クランク室が制御圧室を兼ねる可変
容量圧縮機においては、クランク室が吸入通路の一部を
構成しておらず、吸入圧領域及び吐出圧領域との間の冷
媒ガスの流通が少ない構成となっている。ここで、高速
回転数領域では、ピストンとシリンダブロックとのわず
かな隙間を介してクランク室内に導入される高温高圧の
ブローバイガス量が増大される。これにより、クランク
室内が高温高圧雰囲気となるおそれがあって、摺動部の
潤滑・冷却条件が一層厳しいものとなるという問題があ
った。

【０００６】この問題を解決するために、例えば実開昭
６２−１７１６６７号公報には、次のような可変容量圧
縮機及びその制御方法が開示されている。つまり、冷房
負荷と相関関係にある吸入圧を圧力センサにより検知し
て、制御コンピュータにおいて検出吸入圧から圧縮機の
限界回転数を算出する。また、回転数センサにより検知
された圧縮機の検知回転数が制御コンピュータに入力さ
れて、その検知回転数と前記限界回転数とが比較され
る。ここで、検知回転数が前記限界回転数を上回ると、
容量制御弁をなす電磁弁を開放して、クランク室内の圧
力を増大させて吐出容量を減少させるというものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
記載の可変容量圧縮機及びその制御方法では、圧縮機の
状態を検知するために複数のセンサが必要であるととも
に、そのセンサから得られた情報を他の情報に変換して
比較する必要がある。つまり、センサから得られた検知
吸入圧に関する情報を、その検知吸入圧に対応した限界
回転数の情報に変換する必要がある。この情報変換のた
めに、予め多くのデータを制御コンピュータ内に収蔵し
ておく必要がある。また、冷房負荷に基づくクランク室
内の圧力制御は、制御コンピュータの指令に基づいて、
電磁弁の開閉のみにより行われている。しかも、クラン
ク室の圧力制御を行うために、クランク室と吸入圧領域
とを連通する抽気通路にも電磁弁が設けられており、こ
の電磁弁の開閉も制御コンピュータの指令に基づいてな
される。このように、従来の圧縮機はその構造及び制御
が複雑であって、しかも制御コンピュータの負担が増大
するとともにメモリの消費が大きくなるという問題があ
った。

【０００８】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、簡単な構造及び制御でもって高回転数領域におけ
る負荷を低減することができて、耐久性の向上可能な可
変容量圧縮機及びその制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、制御圧室の圧力を変更
することによりカムプレートを収容するクランク室の圧
力とシリンダボア内の圧力とのピストンを介した差を変
更し、その差に応じてカムプレートの傾角を変更して、
吐出容量を制御するようにした可変容量圧縮機におい
て、前記クランク室が制御圧室を兼ねるとともに、その
クランク室と吐出圧領域との間を連通する給気通路の途
中にはその開度を調節するための容量制御弁を設け、そ
の容量制御弁は、前記給気通路を開閉する弁体と、吸入
圧領域に連通された感圧室と、その感圧室に収容され吸
入圧の変動を前記弁体に伝達するための感圧機構と、入
力電流に応じて前記弁体への付与荷重を変化させて設定
吸入圧を変更するためのソレノイドとを有し、前記駆動
シャフトの回転数が所定値以上になったときに、前記設
定吸入圧を上げるべく前記ソレノイドへの入力電流を変
更して、吐出容量を減少するようにしたものである。

【００１０】請求項２に記載の発明では、制御圧室の圧
力を変更することによりカムプレートを収容するクラン
ク室の圧力とシリンダボア内の圧力とのピストンを介し
た差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾角を変
更して、吐出容量を制御するようにした可変容量圧縮機
において、前記クランク室は吸入通路を介して外部冷媒
回路に接続し、前記クランク室と吸入室との間に導入通
路を形成し、その導入通路の途中にはその開度を調節す
るための調整弁を設け、その調整弁の背面に前記制御圧
室を形成し、その制御圧室と吐出圧領域との間に圧力付
与通路を設け、その圧力付与通路の途中に容量制御弁を
配設し、その容量制御弁は前記圧力付与通路を開閉する
弁体と、容量制御弁より上流の吸入圧領域に連通された
感圧室と、その感圧室に収容され吸入圧の変動を前記弁
体に伝達するための感圧機構と、入力電流に応じて前記
弁体への付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更するた
めのソレノイドとを有し、前記駆動シャフトの回転数が
所定値以上になったときに、前記設定吸入圧を上げるべ
く前記ソレノイドへの入力電流を変更して、吐出容量を
減少するようにしたものである。

【００１１】請求項３に記載の発明では、制御圧室の圧
力を変更することによりカムプレートを収容するクラン
ク室の圧力とシリンダボア内の圧力とのピストンを介し
た差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾角を変
更して、吐出容量を制御するようにした可変容量圧縮機
において、前記クランク室が制御圧室を兼ねるととも
に、前記クランク室と吐出圧領域との間に所定の通過断
面積を有する給気通路を形成し、前記クランク室と吸入
圧領域との間に抽気通路を形成し、その抽気通路の途中
にはその開度を調節するための容量制御弁を設け、その
容量制御弁は、前記抽気通路を開閉する弁体と、吸入圧
領域に連通された感圧室と、その感圧室に収容され吸入
圧の変動を前記弁体に伝達するための感圧機構と、入力
電流に応じて前記弁体への付与荷重を変化させて設定吸
入圧を変更するためのソレノイドとを有し、前記駆動シ
ャフトの回転数が所定値以上になったときに、前記設定
吸入圧を上げるべく前記ソレノイドへの入力電流を変更
して、吐出容量を減少するようにしたものである。

【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかに記載の可変容量圧縮機において、前記入力
電流を一定値に変更するようにしたものである。請求項
５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の
可変容量圧縮機において、前記入力電流を連続的に変更
するようにしたものである。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の可変容量圧縮機において、駆動シャ
フトが外部駆動源に常時作動連結されたものである。請
求項７に記載の発明では、制御圧室の圧力を変更するこ
とによりカムプレートを収容するクランク室の圧力とシ
リンダボア内の圧力とのピストンを介した差を変更し、
その差に応じてカムプレートの傾角を変更して、吐出容
量を制御するようにした可変容量圧縮機の制御方法にお
いて、吸入圧を容量制御弁の感圧室に導入し、前記吸入
圧の変動を感圧機構を介して前記制御圧室と吐出圧領域
及び吸入圧領域のいずれか一方との間の通路を開閉する
弁体に伝達するとともに、入力電流に応じてソレノイド
からの付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更し、前記
駆動シャフトの回転数が所定値以上になったときに、前
記設定吸入圧を上げるべく前記ソレノイドへの入力電流
を変更して、吐出容量を減少させるものである。

【００１４】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の可変容量圧縮機の制御方法において、前記入力電流
を一定値に変更するものである。請求項９に記載の発明
では、請求項７に記載の可変容量圧縮機の制御方法にお
いて、前記入力電流を連続的に変更するものである。

【００１５】従って、請求項１及び７に記載の発明にお
いては、吸入圧の変動が、感圧機構において検出される
とともに弁体に伝達され、給気通路の開度が調節される
ようになっている。ところで、駆動シャフトの回転数が
大きいほど、圧縮機の単位時間当たりの吐出容量が大き
くなる。そして、外部冷媒回路内の冷媒ガス流量が多く
なって、冷房能力が増大する。ここで、外部冷媒回路内
の蒸発器における熱負荷つまり冷房負荷が低下しある一
定値に達した場合では、膨張弁により蒸発器で気化され
圧縮機に供給される冷媒ガス流量が一定に保持される。
一方、回転数の上昇に伴ってシリンダボア内への冷媒ガ
スの吸入量が増大され、吸入圧領域の圧力が低下する。
ここで、この圧縮機の容量制御弁は、感圧室に導入され
る吸入圧が低くなると、感圧機構により弁体が給気通路
を開放する方向に移動される。これにより、吐出圧領域
からクランク室への高圧の冷媒ガスの供給量が増大さ
れ、カムプレートの傾角が減少されて、吐出容量が減少
される。つまり、冷房能力が一定の状態では、感圧機構
の作用により圧縮機の回転数の上昇に従って、その吐出
容量が自動的に減少される。

【００１６】また、駆動シャフトの回転数が所定値以上
になった場合には、設定吸入圧を上げるべく、ソレノイ
ドへの入力電流値が変更される。この入力電流値の変更
によって、ソレノイドによる給気通路の開度が小さくな
る方向の弁体への付与荷重が減少される。そして、より
高い吸入圧にて弁体の開閉が行われ、圧縮機の吐出容量
が減少される。このため、所定の回転数以上、とりわけ
高回転数領域において、圧縮機が最大吐出容量で運転さ
れることがなく、圧縮機の負担が低減される。つまり、
高速回転状態で、摺動部に作用する圧縮反力に基づく荷
重及びクランク室内の圧力が低減される。

【００１７】しかも、全回転数領域において、前記のよ
うに、圧縮機内部の容量制御弁の感圧機構により、回転
数と吸入圧の変動との関係に応じて自動的に吐出容量が
制御される。このため、外部の制御コンピュータが圧縮
機の容量制御のすべてを指令する必要がなく、一部の容
量制御は圧縮機の内部において自動的に行われる。そし
て、圧縮機の容量制御に際して必要となる検出データ及
び記憶データの数を低減できて、簡単な構成及び制御で
高回転数領域における圧縮機の負荷を低減することがで
きる。

【００１８】請求項２に記載の圧縮機においては、吸入
圧の変動が、感圧機構において検出されるとともに弁体
に伝達され、導入通路の開度が調節されるようになって
いる。この圧縮機においても、前記請求項１に記載の発
明と同様に、回転数の上昇に伴ってシリンダボア内への
冷媒ガスの吸入量が増大され、吸入圧領域の圧力が低下
する。ここで、この圧縮機の容量制御弁は、感圧室に導
入される吸入圧が低くなると、感圧機構により弁体が圧
力供給通路を開放する方向に移動される。これにより、
吐出圧領域から制御圧室への高圧の冷媒ガスの供給量が
増大され、制御圧室の圧力が高くなる。この圧力上昇に
伴って、調整弁がクランク室と吸入室との間の導入通路
の開度を減少する方向に移動される。そして、吸入室内
の圧力が低下して、ピストンを介して対向するクランク
室内の圧力との間に差圧が大きくなって、カムプレート
の傾角が減少され、吐出容量が減少される。つまり、冷
房能力が一定の状態では、感圧機構の作用により圧縮機
の回転数の上昇に従って、その吐出容量が自動的に減少
される。

【００１９】請求項３に記載の圧縮機においては、吸入
圧の変動が、感圧機構において検出されるとともに弁体
に伝達され、抽気通路の開度が調節されるようになって
いる。この圧縮機においても、前記請求項１に記載の発
明と同様に、回転数の上昇に伴ってシリンダボア内への
冷媒ガスの吸入量が増大され、吸入圧領域の圧力が低下
する。ここで、この圧縮機の容量制御弁は感圧室に導入
される吸入圧が低くなると、感圧機構により弁体が抽気
通路の開度を減少する方向に移動される。これにより、
クランク室において、吐出圧領域からの高圧の冷媒ガス
に供給量が一定に保持された状態で、吸入圧領域への冷
媒ガスの放出量が増大され、クランク室内の圧力が低下
する。そして、カムプレートの傾角が減少されて、吐出
容量が減少される。つまり、冷房能力が一定の状態で
は、感圧機構の作用により圧縮機の回転数の上昇に従っ
て、その吐出容量が自動的に減少される。

【００２０】また、これら請求項２及び３に記載の圧縮
機においても、前記請求項１に記載の圧縮機と同様に、
所定の回転数以上、とりわけ高回転数領域において、圧
縮機が最大吐出容量で運転されることがなく圧縮機の負
担が低減される。しかも、圧縮機の容量制御に際して必
要となる検出データ及び記憶データの数を低減できて、
簡単な構成及び制御で高回転数領域における圧縮機の負
荷を低減することができる。

【００２１】請求項４及び８に記載の発明によれば、駆
動シャフトの回転数が所定の回転数を超えて上昇した場
合、容量制御弁のソレノイドへの入力電流が、ある一定
値に変更される。このため、設定吸入圧が一定値になる
ように変更されて、圧縮機内で一定の吸入圧となるよう
に感圧機構により給気通路の開度が調整される。そし
て、外部冷媒回路の蒸発器における圧力が一定に保たれ
て、冷房能力が一定に保持される。

【００２２】しかも、ソレノイドへの入力電流値をある
一定値に変更するのみで、高回転領域ににおける圧縮機
の負担を低減することができる。このため、複雑な制御
行うことなく、圧縮機の耐久性を向上することができ
る。

【００２３】請求項５及び９に記載の発明によれば、駆
動シャフトの回転数が所定の回転数を超えて上昇した場
合、容量制御弁のソレノイドへの入力電流が連続的に変
更される。このため、駆動シャフトの回転数が上昇する
に従って、設定吸入圧が連続的に上昇されて、高回転数
になるほど吐出容量を減少させることができる。そし
て、高回転数領域における圧縮機の負担をさらに低減す
ることができて、さらなる耐久性の向上を図ることがで
きる。

【００２４】また、設定吸入圧の変更を緩やかに行うこ
とができる。このため、設定吸入圧の変更前後におい
て、車両エンジンに対する負荷の変動に伴う体感ショッ
クを低減することができる。また、冷房能力の変動によ
る車室内への冷却空気の吹き出し温の変化を低減するこ
とができる。

【００２５】請求項６に記載の発明によれば、駆動シャ
フトが外部駆動源に常時作動連結されたクラッチレス可
変容量圧縮機は元より容量制御弁にソレノイドを備えて
いるため、その容量制御機構として好適である。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明をクラッチレス可
変容量型圧縮機に具体化した第１の実施形態について図
１〜図５に基づいて説明する。

【００２７】図１に示すように、シリンダブロック１１
の前端には、フロントハウジング１２が接合されてい
る。シリンダブロック１１の後端には、リヤハウジング
１３がバルブプレート１４を介して接合固定されてい
る。クランク室１５を形成するフロントハウジング１２
とシリンダブロック１１との間には、駆動シャフト１６
が回転可能に架設支持されている。駆動シャフト１６の
前端は、クランク室１５から外部へ突出しており、この
突出端部にはプーリ１７が止着されている。プーリ１７
は、ベルト１８を介して外部駆動源をなす車両エンジン
（図示略）に常時作動連結されている。プーリ１７は、
アンギュラベアリング１９を介してフロントハウジング
１２に支持されている。フロントハウジング１２は、プ
ーリ１７に作用するアキシャル方向の荷重及びラジアル
方向の荷重の両方をアンギュラベアリング１９を介して
受け止める。

【００２８】駆動シャフト１６の前端部とフロントハウ
ジング１２との間には、リップシール２０が介在されて
いる。リップシール２０はクランク室１５内の圧力洩れ
を防止する。

【００２９】駆動シャフト１６には、回転支持体２１が
止着されているとともに、カムプレートとしての斜板２
２が駆動シャフト１６の軸線方向へスライド可能かつ傾
動可能に支持されている。斜板２２には、先端部が球状
をなす一対のガイドピン２３が止着されている。前記回
転支持体２１には、支持アーム２４が突設されており、
その支持アーム２４には一対のガイド孔２５が形成され
ている。ガイドピン２３は、ガイド孔２５にスライド可
能に嵌入されている。支持アーム２４と一対のガイドピ
ン２３との連係により、斜板２２が駆動シャフト１６の
軸線方向へ傾動可能かつ駆動シャフト１６と一体的に回
転可能となっている。斜板２２の傾動は、ガイド孔２５
とガイドピン２３とのスライドガイド関係、駆動シャフ
ト１６のスライド支持作用により案内される。斜板２２
の半径中心部がシリンダブロック１１側へ移動すると、
斜板２２の傾角が減少する。回転支持体２１と斜板２２
との間には、傾角減少バネ２６が介在されている。傾角
減少バネ２６は、斜板２２の傾角を減少する方向へ斜板
２２を付勢する。また、回転支持体２１の後面には、斜
板２２の最大傾角を規制するための傾角規制突部２１ａ
が形成されている。

【００３０】図１〜図３に示すように、シリンダブロッ
ク１１の中心部には、収容孔２７が駆動シャフト１６の
軸線方向に貫設されている。収容孔２７内には、筒状の
遮断体２８がスライド可能に収容されている。遮断体２
８は、大径部２８ａと小径部２８ｂとからなっている。
その大径部２８ａと小径部２８ｂとの段差と、収容孔２
７の端面との間には、吸入通路開放バネ２９が介在され
ている。吸入通路開放バネ２９は、遮断体２８を斜板２
２側へ付勢している。

【００３１】遮断体２８の筒内には、駆動シャフト１６
の後端部が挿入されている。大径部２８ａの内周面に
は、ラジアルベアリング３０がスライド可能に嵌入支持
されている。ラジアルベアリング３０は、大径部２８ａ
の内周面に取りつけられたサークリップ３１によって遮
断体２８の筒内からの抜けを阻止されている。駆動シャ
フト１６の後端部は、ラジアルベアリング３０及び遮断
体２８を介して収容孔２７の周面で支持される。

【００３２】リヤハウジング１３の中心部には、吸入圧
領域を構成する吸入通路３２が形成されている。吸入通
路３２は、遮断体２８の移動経路となる駆動シャフト１
６の延長線上にある。吸入通路３２は収容孔２７に連通
しており、収容孔２７側の吸入通路３２の開口の周囲に
は位置決め面３３が形成されている。位置決め面３３
は、バルブプレート１４上である。遮断体２８の小径部
２８ｂの先端面は、位置決め面３３に当接可能である。
小径部２８ｂの先端面が位置決め面３３に当接すること
により、遮断体２８が斜板２２から離間する方向への移
動を規制される。

【００３３】斜板２２と遮断体２８との間の駆動シャフ
ト１６上には、スラストベアリング３４が駆動シャフト
１６上をスライド可能に支持されている。スラストベア
リング３４は、吸入通路開放バネ２９の付勢力によって
常に斜板２２と遮断体２８の大径部２８ａの端面との間
に挟み込まれている。

【００３４】斜板２２が遮断体２８側へ移動するに伴
い、斜板２２の傾動がスラストベアリング３４を介して
遮断体２８に伝達される。この傾動伝達により遮断体２
８が、吸入通路開放バネ２９の付勢力に抗して位置決め
面３３側へ移動し、遮断体２８が位置決め面３３に当接
する。斜板２２の回転は、スラストベアリング３４の存
在によって遮断体２８への伝達を阻止される。

【００３５】シリンダブロック１１に貫設されたシリン
ダボア１１ａ内には、片頭ピストン３５が収容されてい
る。斜板２２の回転運動は、一対のシュー３６を介して
片頭ピストン３５の前後往復揺動に変換され、片頭ピス
トン３５がシリンダボア１１ａ内を前後動する。

【００３６】リヤハウジング１３内には、吸入圧領域を
構成する吸入室３７及び吐出圧領域を構成する吐出室３
８が区画形成されている。バルブプレート１４上には、
吸入ポート３９及び吐出ポート４０が形成され、その吸
入ポート３９及び吐出ポート４０にそれぞれ対応するよ
うに吸入弁４１及び吐出弁４２が形成されている。吸入
室３７内の冷媒ガスは、片頭ピストン３５の復動動作に
より吸入ポート３９から吸入弁４１を押し退けてシリン
ダボア１１ａ内へ流入する。シリンダボア１１ａ内へ流
入した冷媒ガスは、片頭ピストン３５の往動動作によ
り、所定の圧力に達するまで圧縮された後、吐出ポート
４０から吐出弁４２を押し退けて吐出室３８へ吐出され
る。吐出弁４２は、リテーナ４３に当接して開度規制さ
れる。

【００３７】回転支持体２１とフロントハウジング１２
との間には、スラストベアリング４４が介在されてい
る。スラストベアリング４４は、シリンダボア１１ａか
ら片頭ピストン３５、シュー３６、斜板２２及びガイド
ピン２３を介して回転支持体２１に作用する圧縮反力を
受け止める。

【００３８】吸入室３７は、通口４５を介して収容孔２
７に連通している。遮断体２８が位置決め面３３に当接
すると、通口４５は吸入通路３２から遮断される。駆動
シャフト１６内には、軸心通路４６が形成されている。
軸心通路４６の入口４６ａはリップシール２０付近でク
ランク室１５に開口しており、軸心通路４６の出口４６
ｂは遮断体２８の筒内に開口している。遮断体２８の周
面には、放圧通口４７が貫設されている。放圧通口４７
は、遮断体２８の筒内と収容孔２７とを連通している。

【００３９】前記吐出室３８とクランク室１５とは、通
路としての給気通路４８で接続されている。給気通路４
８の途中には、その給気通路４８を開閉するための容量
制御弁４９が設けられている。また、前記吸入通路３２
と容量制御弁４９との間には、その制御弁４９内に吸入
圧Ｐｓを導くための検圧通路５０が形成されている。

【００４０】吸入室３７へ冷媒ガスを導入する入口とな
る吸入通路３２と、吐出室３８から冷媒ガスを排出する
吐出フランジ５１とは、外部冷媒回路５２で接続されて
いる。外部冷媒回路５２上には、凝縮器５３、膨張弁５
４及び蒸発器５５が介在されている。膨張弁５４は、蒸
発器５５の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を
制御する温度式自動膨張弁である。蒸発器５５の近傍に
は、温度センサ５６が設置されている。温度センサ５６
は、蒸発器５５における温度を検出し、この検出温度情
報が制御コンピュータ５７に送られる。また、制御コン
ピュータ５７には、車両の車室内の温度を指定するため
の室温設定器５８、室温センサ５９、空調装置作動スイ
ッチ６０及びエンジン回転数センサ６１等が接続されて
いる。制御コンピュータ５７は、例えば室温設定器５８
によって予め指定された室温、温度センサ５６から得ら
れる検出温度、室温センサ５９から得られる検出温度、
空調装置作動スイッチ６０からのオンあるいはオフ信
号、及び、エンジン回転数センサ６１から得られるエン
ジン回転数等の外部信号に基づいて入力電流値を駆動回
路６２に指令する。駆動回路６２は、指令された入力電
流値を後述する容量制御弁４９のソレノイド６３に対し
て出力する。外部信号としては、その他室外温度センサ
からの信号があり、車両の環境に応じて入力電流値は決
定される。

【００４１】前記容量制御弁４９は、バルブハウジング
６４とソレノイド部６５とが中央付近において接合され
ている。バルブハウジング６４とソレノイド部６５との
間には弁室６６が区画形成され、その弁室６６内に弁体
６７が収容されている。弁室６６には、弁体６７と対向
するように弁孔６８が開口されている。この弁孔６８
は、バルブハウジング６４の軸線方向に延びるように形
成されている。また、弁体６７と弁室６６の内壁面との
間には、強制開放バネ６９が介装され、弁体６７は弁孔
６８を開放する方向に付勢されている。この弁室６６
は、弁室ポート７０、及び前記給気通路４８を介してリ
ヤハウジング１３内の吐出室３８に連通されている。

【００４２】バルブハウジング６４の上部には、感圧室
７１が区画形成されている。この感圧室７１は、吸入圧
導入ポート７２及び前記検圧通路５０を介してリヤハウ
ジング１３の吸入通路３２に連通されている。感圧室７
１の内部には、感圧機構を構成するベローズ７３が収容
されている。バルブハウジング６４の感圧室７１と前記
弁室６６との間には、前記弁孔６８と連続する感圧ロッ
ドガイド７４が形成されている。感圧ロッド７５は、感
圧ロッドガイド７４内に摺動可能に挿通されるいる。こ
の感圧ロッド７５により、前記弁体６７と前記ベローズ
７３とが作動連結されている。また、感圧ロッド７５の
弁体６７側部分は、弁孔６８内の冷媒ガスの通路を確保
するために小径になっている。

【００４３】バルブハウジング６４には、弁室６６と感
圧室７１との間において、前記弁孔６８と直交するよう
に、ポート７６が形成されている。ポート７６は、給気
通路４８を介してクランク室１５に連通されている。つ
まり、弁室ポート７０、弁室６６、弁孔６８及びポート
７６は、前記給気通路４８の一部を構成している。

【００４４】前記ソレノイド部６５の収容室７７の上方
開口部には固定鉄心７８が嵌合され、この固定鉄心７８
によりソレノイド室７９が区画される。ソレノイド室７
９には、略有蓋円筒状をなす可動鉄心８０が往復動可能
に収容されている。可動鉄心８０と収容室７７の底面と
の間には、追従バネ８１が介装されている。なお、この
追従バネ８１は、前記強制開放バネ６９よりも弾性係数
が小さいものとなっている。固定鉄心７８には、ソレノ
イド室７９と前記弁室６６とを連通するソレノイドロッ
ドガイド８２が形成されている。ソレノイドロッド８３
は、前記弁体６７と一体形成されており、ソレノイドロ
ッドガイド８２内に摺動可能に挿通されている。ソレノ
イドロッド８３の可動鉄心８０側端は、前記強制開放バ
ネ６９及び追従バネ８１の付勢力によって可動鉄心８０
に当接される。そして、前記可動鉄心８０と弁体６７と
が、ソレノイドロッド８３を介して作動連結される。

【００４５】前記ソレノイド室７９は、固定鉄心７８の
側面に形成された連通溝８４、バルブハウジング６４に
形成された連通孔８５及び容量制御弁４９の装着状態に
おいてリヤハウジング１３の内壁面との間に形成される
小室８６を介して前記ポート７６に連通されている。つ
まり、ソレノイド室７９内は、ソレノイドロッド８３及
び弁体６７を介して対向する弁孔６８内と同じ圧力環境
下、ここではともにクランク室圧力Ｐｃとなるように構
成されている。

【００４６】前記固定鉄心７８及び可動鉄心８０の外側
には、両鉄心７８、８０を跨ぐように円筒状のソレノイ
ド６３が配置されている。このソレノイド６３には前記
制御コンピュータ５７の指令に基づいて駆動回路６２か
ら所定の電流が供給されるようになっている。

【００４７】次に、前記のように構成されたクラッチレ
ス可変容量圧縮機の作用について説明する。空調装置作
動スイッチ６０がオン状態のもとで、室温センサ５９か
ら得られる検出温度が室温設定器５８の設定温度以上で
ある場合には、制御コンピュータ５７はソレノイド６３
の励磁を指令する。そして、ソレノイド６３に駆動回路
６２を介して所定の電流が供給され、図１及び図２に示
すように、両鉄心７８、８０間に入力電流値に応じた吸
引力が生じる。この吸引力は、強制開放バネ６９の付勢
力に抗して、弁開度が減少する方向の力としてソレノイ
ドロッド８３を介して弁体６７に伝達される。一方、ベ
ローズ７３は、吸入通路３２から検圧通路５０を介して
感圧室７１に導入される吸入圧Ｐｓの変動に応じて変位
する。そして、ソレノイド６３の励磁状態においては、
ベローズ７３は吸入圧Ｐｓに感応し、ベローズ７３の変
位が感圧ロッド７５を介して弁体６７に伝えられる。そ
して、容量制御弁４９は、ソレノイド部６５からの付勢
力、ベローズ７３からの付勢力及び強制開放バネ６９の
付勢力のバランスにより、弁開度が決定される。

【００４８】冷房負荷が大きい場合には、例えば室温セ
ンサ５９によって検出された温度と室温設定器５８の設
定温度との差が大きい。制御コンピュータ５７は、検出
温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧を変更するよう
に入力電流値を制御する。制御コンピュータ５７は、駆
動回路６２に対して、検出温度が高いほど入力電流値を
大きくするように指令する。従って、固定鉄心７８と可
動鉄心８０との間の吸引力が強く、弁体６７の弁開度が
小さくなる方向の付勢力が増大する。そして、より低い
吸入圧Ｐｓにて、弁体６７の開閉が行われる。従って、
容量制御弁４９は、電流値が増大されることにより、よ
り低い吸入圧Ｐｓを保持するように作動する。

【００４９】弁体６７の弁開度が小さくなれば、吐出室
３８から給気通路４８を経由してクランク室１５へ流入
する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室
１５内の冷媒ガスは、軸心通路４６及び放圧通口４７を
経由して吸入室３７へ流出している。このため、クラン
ク室１５内の圧力Ｐｃが低下する。また、冷房負荷が大
きい状態では、シリンダボア１１ａ内の圧力Ｐも高く、
クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダボア１１ａ内の
圧力Ｐとの差が小さくなる。そして、斜板２２の傾角が
大きくなる。

【００５０】給気通路４８における通過断面積が零、つ
まり容量制御弁４９の弁体６７が弁孔６８を完全に閉止
した状態になると、吐出室３８からクランク室１５への
高圧冷媒ガスの供給は行われない。そして、クランク室
１５内の圧力Ｐｃは、吸入室３７内の圧力Ｐｓと略同一
になり、斜板２２の傾角は最大となる。斜板２２の最大
傾角は、回転支持体２１の傾角規制突部２１ａと斜板２
２との当接によって規制され、吐出容量は最大となる。

【００５１】逆に、冷房負荷が小さい場合には、例えば
室温センサ５９によって検出された温度と室温設定器５
８の設定温度との差は小さい。制御コンピュータ５７
は、駆動回路６２に対して、検出温度が低いほど入力電
流値を小さくするように指令する。このため、固定鉄心
７８と可動鉄心８０との間の吸引力が弱く、弁体６７の
弁開度が小さくなる方向の付勢力が減少する。そして、
より高い吸入圧Ｐｓにて、弁体６７の開閉が行われる。
従って、容量制御弁４９は、電流値が減少されることに
より、より高い吸入圧Ｐｓを保持するように作動する。

【００５２】弁体６７の弁開度が大きくなれば、吐出室
３８からクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が多くな
り、クランク室１５内の圧力Ｐｃが上昇する。また、こ
の冷房負荷が小さい状態では、シリンダボア１１ａ内の
圧力Ｐが低く、クランク室１５内の圧力Ｐｃとシリンダ
ボア１１ａ内の圧力Ｐとの差が大きくなる。そして、斜
板２２の傾角が小さくなる。

【００５３】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器５５における温度がフロスト発生をもたらす温度に
近づくように低下してゆく。温度センサ５６からの検出
温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ５７は
駆動回路６２に対してソレノイド６３の消磁を指令す
る。前記設定温度は、蒸発器５５においてフロストを発
生しそうな状況を反映する。そして、ソレノイド６３へ
の電流の供給が停止されて、ソレノイド６３が消磁さ
れ、固定鉄心７８と可動鉄心８０との吸引力が消失す
る。このため、図３に示すように、弁体６７は、強制開
放バネ６９の付勢力により、可動鉄心８０及びソレノイ
ドロッド８３を介して作用する追従バネ８１の付勢力に
抗して下方に移動される。そして、弁体６７が弁孔６８
を最大に開いた弁開度位置に移行する。このため、吐出
室３８内の高圧冷媒ガスが多量に給気通路４８を介して
クランク室１５へ供給され、クランク室１５内の圧力Ｐ
ｃが高くなる。クランク室１５内の圧力上昇により、斜
板２２の傾角が最小傾角へ移行する。

【００５４】また、空調装置作動スイッチ６０のオフ信
号に基づいて、制御コンピュータ５７はソレノイド６３
の消磁を指令し、この消磁により斜板２２の傾角が最小
傾角へ移行する。

【００５５】このように、容量制御弁４９の開閉動作
は、ソレノイド部６５のソレノイド６３に対する入力電
流値の大小に応じて変わる。入力電流値が大きくなると
低い吸入圧Ｐｓにて開閉が実行され、入力電流値が小さ
くなると高い吸入圧Ｐｓにて開閉動作が行われる。圧縮
機は、設定された吸入圧Ｐｓを維持すべく、斜板２２の
傾角を変更し、その吐出容量を変更する。つまり、容量
制御弁４９は、入力電流値を変えて吸入圧Ｐｓの設定値
を変更する役割、及び、吸入圧Ｐｓに関係なく最小容量
運転を行う役割を担っている。このような容量制御弁４
９を具備することにより、圧縮機は冷凍回路の冷凍能力
を変更する役割を担っている。

【００５６】斜板２２の傾動に連動する遮断体２８は、
吸入通路３２の通過断面積を徐々に減少してゆく。この
緩慢な通過断面積変化による絞り作用が、吸入通路３２
から吸入室３７への冷媒ガス流入量を徐々に減少させ
る。このため、吸入室３７からシリンダボア１１ａ内へ
吸入される冷媒ガス量も徐々に減少してゆき、吐出容量
が徐々に減少してゆく。従って、吐出圧Ｐｄが徐々に減
少してゆき、圧縮機における負荷トルクが短時間で大き
く変動することはない。その結果、最大吐出容量から最
小吐出容量に到る間のクラッチレス圧縮機における負荷
トルクの変動が緩慢になり、負荷トルクの変動による衝
撃が緩和される。

【００５７】斜板２２の傾角が最小になると、遮断体２
８が位置決め面３３に当接し、吸入通路３２が遮断され
る。この状態では、吸入通路３２における通過断面積が
零となり、外部冷媒回路５２から吸入室３７への冷媒ガ
ス流入が阻止される。この斜板２２の最小傾角は、０°
よりも僅かに大きくなるように設定されている。この最
小傾角状態は、遮断体２８が吸入通路３２と収容孔２７
との連通を遮断する閉位置に配置されたときにもたらさ
れる。遮断体２８は、前記閉位置とこの位置から離間し
た開位置とへ斜板２２に連動して切り換え配置される。

【００５８】斜板２２の最小傾角は０°ではないため、
最小傾角状態においても、シリンダボア１１ａから吐出
室３８への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボ
ア１１ａから吐出室３８へ吐出された冷媒ガスは、給気
通路４８を通ってクランク室１５へ流入する。クランク
室１５内の冷媒ガスは、軸心通路４６及び放圧通口４７
よりなる放圧通路を通って吸入室３７へ流入する。吸入
室３７内の冷媒ガスは、シリンダボア１１ａ内へ吸入さ
れて、再度吐出室３８へ吐出される。即ち、最小傾角状
態では、吐出圧領域である吐出室３８、給気通路４８、
クランク室１５、軸心通路４６、放圧通口４７、収容孔
２７、吸入圧領域である吸入室３７、シリンダボア１１
ａを経由する循環通路が圧縮機内に形成されている。そ
して、吐出室３８、クランク室１５及び吸入室３７の間
では、圧力差が生じている。従って、冷媒ガスが前記循
環通路を循環し、冷媒ガスとともに流動する潤滑油が圧
縮機内の各摺動部を潤滑する。

【００５９】空調装置作動スイッチ６０がオン状態にあ
って、斜板２２が最小傾角位置にある状態において、車
室内の温度が上昇して冷房負荷が増大すると、室温セン
サ５９によって検出された温度が室温設定器５８の設定
温度を越える。制御コンピュータ５７は、この検出温度
変移に基づいて、ソレノイド６３の励磁を指令する。ソ
レノイド６３の励磁により、給気通路４８が閉じられ、
クランク室１５の圧力Ｐｃが軸心通路４６及び放圧通口
４７を介した放圧に基づいて減圧してゆく。この減圧に
より、吸入通路開放バネ２９が図３の縮小状態から伸長
する。そして、遮断体２８が、位置決め面３３から離間
し、斜板２２の傾角が図３の最小傾角状態から増大す
る。遮断体２８の離間に伴い、吸入通路３２における通
過断面積が緩慢に増大してゆき、吸入通路３２から吸入
室３７への冷媒ガス流入量は徐々に増えていく。従っ
て、吸入室３７からシリンダボア１１ａ内へ吸入される
冷媒ガス量も徐々に増大してゆき、吐出容量が徐々に増
大してゆく。そのため、吐出圧Ｐｄが徐々に増大してゆ
き、圧縮機における負荷トルクが短時間で大きく変動す
ることはない。その結果、最小吐出容量から最大吐出容
量に到る間のクラッチレス圧縮機における負荷トルクの
変動が緩慢になり、負荷トルクの変動による衝撃が緩和
される。

【００６０】外部駆動源をなす車両エンジンが停止すれ
ば、圧縮機の運転も停止、つまり斜板２２の回転も停止
し、容量制御弁４９のソレノイド６３への通電も停止さ
れる。このため、ソレノイド６３が消磁されて、給気通
路４８が開放され、斜板２２の傾角は最小となる。圧縮
機の運転停止状態が続けば、圧縮機内の圧力が均一化す
るが、斜板２２の傾角は傾角減少バネ２６の付勢力によ
って小さい傾角に保持される。従って、車両エンジンの
起動によって圧縮機の運転が開始されると、斜板２２
は、負荷トルクの最も少ない最小傾角状態から回転開始
し、圧縮機の起動時のショックもほとんどない。

【００６１】さて、圧縮機の回転数Ｎｃが大きいほど、
圧縮機の単位時間当たりの吐出容量が大きくなる。そし
て、外部冷媒回路５２内に供給される冷媒ガス量が多く
なって、冷房能力が増大する。外部冷媒回路５２内の冷
媒ガスの流量は、蒸発器５５の出口側の冷媒ガス温度の
変動に応じて、膨張弁５４により制御されている。つま
り、冷房負荷が一定であれば、蒸発器５５で気化され圧
縮機に供給される冷媒ガス量も一定となる。この状態
で、圧縮機の回転数Ｎｃが上昇すると、シリンダボア１
１ａ内への冷媒ガスの吸入量が増大され、吸入圧Ｐｓが
低下する。このため、容量制御弁４９の感圧室７１に導
入される吸入圧Ｐｓが低くなって、ベローズ７３が伸長
する。このベローズ７３の変位が、感圧ロッド７５を介
して弁体６７に伝達されて給気通路４８を開度が増大さ
れる。そして、吐出室３８からクランク室１５への高圧
の冷媒ガスの供給量が増大され、斜板２２の傾角が減少
されて、吐出容量が減少される。つまり、圧縮機の回転
数Ｎｃが上昇するほど、シリンダボア１１ａ内への冷媒
ガスの吸入量が増大されて、圧縮機の吐出容量が自動的
に減少される。

【００６２】次に、この実施形態の圧縮機が高回転数領
域で運転される場合の制御について説明する。外部駆動
源をなす車両エンジンの回転数Ｎｅが上昇すると、ベル
ト１８及びプーリ１７を介して車両エンジンの回転が伝
達されて、駆動シャフト１６の回転数、つまり圧縮機の
回転数Ｎｃも上昇する。ここで、制御コンピュータ５７
は、搭載車種ごとに決定され記憶された車両エンジンと
プーリ１７とのプーリ比と、エンジン回転数センサ６１
から入力されるエンジン回転数Ｎｅとから、圧縮機の回
転数Ｎｃを算出する。算出された圧縮機の回転数Ｎｃ
が、所定の値、例えば５０００ｒｐｍを越えて高回転数
領域に移行する際、ソレノイド６３への入力電流値Ｉが
図４に示すＩ１≧Ｉ＞Ｉ２の範囲である場合には、制御
コンピュータ５７は、駆動回路６２に対してソレノイド
６３への入力電流値を一定値Ｉ２に変更するように指令
する。このため、図において斜線で示す領域が、入力電
流値Ｉの使用範囲となる。そして、入力電流値Ｉ２に対
応するように固定鉄心７８と可動鉄心８０との吸引力が
減少されて、弁体６７への付与荷重が低減され設定吸入
圧が上昇される。容量制御弁４９の弁体６７はより高い
吸入圧Ｐｓで開閉され、圧縮機は設定された吸入圧を維
持すべく、斜板２２の傾角を減少し、その吐出容量が減
少される。つまり、高回転数領域では、圧縮機が最大容
量運転状態とならないようになっている。

【００６３】ここで、設定吸入圧の変更は、ソレノイド
６３への入力電流値を一定値Ｉ２に変更することにより
行っている。この状態では、前述のように、ベローズ７
３の作用により、圧縮機の回転数Ｎｃの上昇に従って吐
出容量が自動的に減少される。そして、図５に示すよう
に、前記のシリンダボア１１ａ内への吸入量の増大と圧
縮機の吐出容量の減少とがバランスした状態となって、
吸入通路３２及び吸入室３７の圧力Ｐｓが設定吸入圧に
ほぼ保たれる。そして、外部冷媒回路５２の蒸発器５５
の圧力が一定に保たれて、圧縮機の回転数Ｎｃに関係な
く最大冷房能力が一定に保たれる。

【００６４】以上のように構成されたこの実施形態によ
れば、以下の効果を奏する。 （ａ） 圧縮機の回転数Ｎｃが５０００ｒｐｍを越える
際に、ソレノイド６３への入力電流値Ｉが所定の値Ｉ２
より大きい場合には、ソレノイド６３への入力電流値が
一定値Ｉ２に変更される。このため、設定吸入圧が上昇
されて、より高い吸入圧Ｐｓにて弁体６７の開閉が行わ
れ、圧縮機の吐出容量が減少される。従って、高回転数
領域において、圧縮機が最大吐出容量運転されることが
なく、圧縮機の負担が低減される。つまり、高速回転状
態で、ベアリング３０、３４及びリップシール２０等の
摺動部に作用する圧縮反力に基づく荷重及びクランク室
１５内の圧力Ｐｃが低減される。そして、高回転数領域
においても、これら摺動部の潤滑・冷却を確保しやすい
ものとなる。従って、ソレノイド６３への入力電流値Ｉ
を一定値Ｉ２に変更するといった簡単な制御をおこなう
のみで、圧縮機の耐久性を向上することができる。

【００６５】（ｂ） 冷房負荷が一定に達した状態で圧
縮機の回転数Ｎｃが上昇すると、吸入圧Ｐｓの変動が、
ベローズ７３で検出されるとともに弁体６７に伝達さ
れ、給気通路４８の開度が調節される。このため、圧縮
機の回転数Ｎｃの上昇に従って、その吐出容量が自動的
に減少される。従って、回転数が上昇するほど、圧縮機
の吐出容量が減少されて、圧縮機の負担が低減される。

【００６６】（ｃ） 全回転数領域において、圧縮機内
部の容量制御弁４９のベローズ７２により、吸入圧Ｐｓ
の変動に応じて自動的に圧縮機の吐出容量が制御され
る。このため、外部の制御コンピュータ５７によって、
各回転数Ｎｃに対応する最適吸入圧をその都度算出する
必要がない。従って、数多くの検出データ及び記憶デー
タを必要とすることがなく、簡単な構成及び制御で高回
転数領域における圧縮機の負荷を低減することができ
る。しかも、制御コンピュータ５７の負担及びメモリの
消費を軽減することができる。

【００６７】（ｄ） 圧縮機の回転数Ｎｃが５０００ｒ
ｍｐを超えて上昇した場合、容量制御弁４９のソレノイ
ド６３への入力電流が、段階的に一定値となるように変
更される。このため、回転数の上昇に伴う吸入容積の増
大とベローズ７３の作用による吐出容量の減少とのバラ
ンスによって、吸入通路３２の圧力がほぼ一定に保持さ
れる。従って、外部冷媒回路５２の蒸発器５５における
圧力が一定に保たれて、冷房能力が一定に保持される。

【００６８】（第２の実施形態）次に、この発明をクラ
ンク室が吸入通路の一部構成するクラッチレス可変容量
型圧縮機に具体化した第２の実施形態について、図６〜
８に基づいて前記第１の実施形態と異なる部分を中心に
説明する。

【００６９】図６に示すように、第２吸入通路９１は、
シリンダブロック１１に形成され、その後端には収容室
２７が連通されるとともに、前端にはクランク室１５が
連通されている。そして、吸入通路３２から収容孔２７
内に供給される冷媒ガスが、この第２吸入通路９１を介
してクランク室１５内に導入される。

【００７０】導入通路９２は、前記クランク室１５と吸
入室３７との間に貫通形成され、この導入通路９２を介
して、冷媒ガスがクランク室１５から吸入室３７内に導
入されるようになっている。また、この導入通路９２
は、駆動シャフト１６の中心に形成された軸心通路４６
と、シリンダブロック１１からバルブプレート１４及び
リヤハウジング１３にかけて形成された調整通路９３と
を備えている。そして、軸心通路４６は、前端の入口４
６ａがリップシール２０付近のクランク室１５内に開口
されるとともに、後端の出口４６ｂが遮断体２８の内部
に開口されている。通孔９４は、遮断体２８の外周に形
成され、この通孔９４を介して遮断体２８の内部が調整
通路９３に連通されている。

【００７１】調整弁室９５は、前記導入通路９２におけ
る調整通路９３の途中に形成され、その前端にはテーパ
状の調整弁孔９６が形成されている。調整弁としてのス
プール弁９７は、調整弁室９５内に移動可能に収容され
ている。そのスプール弁９７の前端には調整弁孔９６に
対向して、その調整弁孔９６の通路断面積を調整するた
めのテーパ状の絞り弁部９８が形成されている。バネ９
９は、スプール弁９７と調整弁室９５の前端との間に介
装され、このバネ９９によりスプール弁９７が調整弁孔
９６から離間する方向に付勢されている。

【００７２】通路としての圧力付与通路１００は、前記
吐出室３８をスプール弁９７の背面側の調整弁室９５内
の制御圧室１０１に連通させるように、リヤハウジング
１３内に形成されている。放圧通路１０２は、スプール
弁９７の背面側の制御圧室１０１をクランク室１５に連
通させるように、リヤハウジング１３、バルブプレート
１４及びシリンダブロック１１に連続して形成されてい
る。容量制御弁４９は、前記圧力付与通路１００の途中
に位置するようにリヤハウジング１３に装着されてい
る。

【００７３】また、この第２の実施形態においては、図
８に示すように、圧縮機の回転数Ｎｃが第１の所定値を
越える高回転数領域でのソレノイド６３への入力電流値
Ｉの制御が、前記第１の実施形態と異なっている。つま
り、回転数Ｎｃが、第１の所定値、例えば５０００ｒｐ
ｍを越える際に、入力電流値ＩがＩ１≧Ｉ＞Ｉ２の範囲
である場合、制御コンピュータ５７は駆動回路６２に対
して入力電流値Ｉを連続的に変更するように指令する。
そして、制御コンピュータ５７は、圧縮機の回転数Ｎｃ
が第２の所定値、例えば６５００ｒｐｍに達した状態で
は、入力電流値が一定値Ｉ２となるように指令する。

【００７４】つぎに、以上のように構成されたクラッチ
レス可変容量圧縮機の動作について説明する。冷房負荷
が大きい場合には、図６に示すように、容量制御弁４９
のソレノイド６３への入力電流が増大され、そのソレノ
イド６３が強く励磁されて、弁体６７が弁孔６８の開度
を減少する方向に付勢される。弁体６８の弁開度が小さ
くなれば、吐出室３８から圧力付与通路１００を経由し
て、スプール弁９７の背面側の制御圧室１０１内に流入
する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、制御圧室１
０１内の冷媒ガスは、放圧通路１０２を経由してクラン
ク室１５に流出している。このため、制御圧室１０１内
の圧力が低下して、スプール弁９７が後方に移動配置さ
れ、絞り弁部９８の絞り度が小さくなって、調整弁孔９
６の通路断面積が大きくなる。そして、クランク室１５
から導入通路９２を介して吸入室３７に流入する冷媒ガ
ス量が前記絞り弁部９８の絞り度に応じて増大し、吸入
室３７の圧力が高められる。このため、ピストン３５を
介して対向するクランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボ
ア１１ａ内のボア内圧力Ｐとの間の差圧が小さくなっ
て、斜板２２が最大傾角側に傾動される。

【００７５】この状態では、外部冷媒回路５２から吸入
通路３２に供給される冷媒ガスは、収容孔２７及び第２
吸入通路９１を介してクランク室１５内に導入された
後、流導入通路９２の軸心通路４６、遮断体２８の内
部、通孔９４及び調整通路９３を介して吸入室３７内に
導入される。

【００７６】圧力付与通路１００の通過断面積が零、つ
まり容量制御弁４９の弁体６７が弁孔６８を完全に閉止
した状態になると、吐出室３８から制御圧室１０１への
冷媒ガスの供給は行われない。そして、シリンダボア１
１ａ内のボア内圧力Ｐと、クランク室１５内の圧力Ｐｃ
とがほぼ同一となり、斜板２２が最大傾角状態に保持さ
れて、吐出容量は最大となる。

【００７７】また、この状態では、容量制御弁４９の閉
止により圧力付与通路１００が閉じられている。このた
め、吐出室３８内に吐出された高圧冷媒ガスは、圧力付
与通路１００及び放圧通路１０２を介してクランク室１
５内に供給されることなく、外部冷媒回路５２に供給さ
れる。

【００７８】逆に、冷房負荷が小さい場合には、図７に
示すように、容量制御弁４９のソレノイド６３への入力
電流が減少され、そのソレノイド６３の励磁力が弱くな
って、弁体６７の弁開度が小さくなる方向の付勢力が減
少する。弁体６７の弁開度が大きくなれば、吐出室３８
から圧力付与通路１００を経由して、スプール弁９７の
背面側の制御圧室１０１内に流入する冷媒ガス量が多く
なり、制御圧室１０１内の圧力が上昇する。これによ
り、スプール弁９７が前方に移動配置され、絞り弁部９
８の絞り度が大きくなって、調整弁孔９６の通路断面積
が小さくなる。そして、クランク室１５から導入通路９
２を介して吸入室３７に流入する冷媒ガス量が前記絞り
弁部９８の絞り度に応じて減少し、吸入室３７の圧力が
低下する。このため、ピストン３５を介して対向するク
ランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１１ａ内のボア
内圧力Ｐとの間の差圧が大きくなって、斜板２２が最小
傾角側に傾動される。

【００７９】冷房負荷がない状態になると、容量制御弁
４９のソレノイド６３への電流の供給が停止され、その
ソレノイド６３が消磁される。このため、弁体６７の弁
開度が小さくなる方向の付勢力が消失した状態となっ
て、容量制御弁４９が最大開度にて開放された状態とな
る。

【００８０】この圧力付与通路１００の最大開放時に
は、吐出室３８内の冷媒ガスがスプール弁９７の背面側
の制御圧室１０１に大量に供給され、制御圧室１０１内
の圧力がさらに上昇する。これにより、スプール弁９７
が最前方に移動配置され、絞り弁部９８の絞り度が最大
となって、調整弁孔９６の通路断面積が最小になる。そ
して、クランク室１５の圧力Ｐｃとシリンダボア１１ａ
内のボア内圧力Ｐとの間の差圧がさらに大きくなって、
斜板２２が最小傾角位置に保持されて吐出容量が最小と
なる。この斜板２２の最小傾角状態では、前記第１の実
施形態と同様に吸入通路３２が遮断体２８により遮断さ
れる。このとき、吐出室３８、圧力付与通路１００、制
御圧室１０１、放圧通路１０２、クランク室１５、導入
通路９２、吸入室３７及びシリンダボア１１ａにて循環
通路が形成され、この循環通路を通して冷媒ガスが内部
で循環される。

【００８１】以上のように構成されたこの第２の実施形
態によっても、前記第１の実施形態に記載のほぼ同様の
効果が得られる。さらに、圧縮機の回転数Ｎｃの第１の
所定値と第２の所定値との範囲において、ソレノイド６
３への入力電流値Ｉが連続的に変更されるため、設定吸
入圧の変更を緩やかに行うことができる。このため、設
定吸入圧の変更前後において、車両エンジンに対する圧
縮機の負荷トルクの変動に伴う体感ショックを低減する
ことができる。また、冷房能力の変動による車室内への
冷却空気の吹き出し温の変化を低減することができる。

【００８２】（第３の実施形態）この第３の実施形態に
おいては、図９に示すように、圧縮機の回転数Ｎｃが所
定値を越える高回転数領域でのソレノイド６３への入力
電流値Ｉの制御が前記各実施形態と異なっている。つま
り、回転数Ｎｃが所定値、例えば５０００ｒｐｍを越え
た領域において、制御コンピュータ５７に回転数Ｎｃが
上昇するに従って連続的に減少するように最大入力電流
値のデータが記憶されている。入力電流値Ｉがその時点
の回転数Ｎｃにおける最大入力電流値に達すると、制御
コンピュータ５７は、駆動回路６２に対して入力電流値
Ｉを連続的に減少するように指令する。

【００８３】以上のように構成されたこの第３の実施形
態によれば、圧縮機の回転数Ｎｃが上昇するに従って、
ソレノイド６３への入力電流値Ｉが連続的に減少され
て、設定吸入圧が上昇される。このため、高回転数にな
るほど、より高い吸入圧Ｐｓにて弁体６７が開閉され
て、容量制御弁４９はより高い吸入圧Ｐｓを保持するよ
うに作動する。従って、高回転数になるほど圧縮機の吐
出容量が減少されて、高回転数領域における圧縮機の負
担をさらに低減することができ、さらなる圧縮機の耐久
性の向上を図ることができる。

【００８４】なお、本発明は以下のように変更して具体
化することもできる。 （１） 前記第１の実施形態において、前記クランク室
１５と吐出圧領域を構成する吐出室３８との間に所定の
通過断面積を有する給気通路４８を形成する。前記クラ
ンク室１５と吸入圧領域を構成する吸入室３７との間に
通路としての抽気通路を形成し、その抽気通路の途中に
はその開度を調節するための容量制御弁４９を設ける。
その容量制御弁４９は、ソレノイド６３への入力電流値
が増大するほど、弁体６７が弁孔６８の開度を減少する
方向に付勢されるように構成する。そして、駆動シャフ
ト１６の回転数が所定値以上になったときに、設定吸入
圧を上げるべく前記ソレノイド６３への入力電流を変更
して、吐出容量を減少するようにすること。

【００８５】このように構成しても、前記第１の実施形
態とほぼ同様の効果が得られる。 （２） 前記第１の実施形態において、第２及び第３の
実施形態のソレノイド６３への入力電流値の変更構成を
採用すること。

【００８６】（３） 前記第２の実施形態において、第
１及び第３の実施形態のソレノイド６３への入力電流値
の変更構成を採用すること。 （４） 前記第１及び第２の実施形態において、ソレノ
イド６３への入力電流値をＩ１からＩ２に変更する際
に、階段状に徐々に変更すること。

【００８７】このように構成すれば、設定吸入圧の変更
を徐々に行うことができて、車両エンジンに対する圧縮
機の負荷トルクの変動に伴う体感ショックを低減するこ
とができる。また、冷房能力の変動による車室内への冷
却空気の吹き出し温の変化を低減することができる。

【００８８】（５） 前記第１及び第２の実施形態にお
いて、圧縮機の回転数Ｎｃが上昇するに従って、ソレノ
イド６３への入力電流値を段階的に複数の一定値に変更
すること。

【００８９】このように構成すれば、さらに高回転数領
域における圧縮機の負担を軽減することができる。 （６） 前記各実施形態において、入力電流値の変更を
開始する圧縮機の回転数Ｎｃを、前記各実施形態に記載
以外の回転数、例えば４０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ
等に設定すること。

【００９０】このように構成すれば、搭載車両の常用エ
ンジン回転数にあわせて、最適な圧縮機の回転数Ｎｃま
で最大容量運転を確保しつつ、高回転数領域での圧縮機
の負担を低減することができる。

【００９１】（７） 前記第２の実施形態において、圧
縮機の回転数Ｎｃの第２の所定値を、前記実施形態に記
載以外の回転数、例えば６０００ｒｐｍ、７０００ｒｐ
ｍ等に設定すること。

【００９２】このように構成しても、前記第２の実施形
態と同様の作用効果を得ることができる。 （８） この発明を、クラッチ付の可変容量圧縮機及び
その制御方法において具体化すること。

【００９３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば以
下の優れた効果を奏する。請求項１〜３及び７に記載の
発明によれば、冷房能力が一定の状態では、感圧機構の
作用により圧縮機の回転数の上昇に従って、その吐出容
量が自動的に減少される。また、高速回転状態で摺動部
に作用する圧縮反力に基づく荷重及びクランク室内の圧
力が低減されて、高回転数領域においても、摺動部の潤
滑・冷却を確保しやすいものとなって、圧縮機の耐久性
を向上することができる。さらに、圧縮機の容量制御に
際して必要となる検出データ及び記憶データの数を低減
できて、簡単な構成及び制御で高回転数領域における圧
縮機の負荷を低減することができる。しかも、外部の制
御コンピュータの負担及びメモリの消費も低減できる。

【００９４】請求項４及び８に記載の発明によれば、外
部冷媒回路の蒸発器における圧力が一定に保たれて冷房
能力が一定に保持されるとともに、複雑な制御行うこと
なく圧縮機の耐久性を向上することができる。

【００９５】請求項５及び９に記載の発明によれば、高
回転数領域における圧縮機の負担をさらに低減すること
ができて、さらなる耐久性の向上を図ることができる。
また、車両エンジンに対する負荷トルクの変動に伴う体
感ショック及び車室内への冷却空気の吹き出し温の変化
を低減することができる。

【００９６】請求項６に記載の発明によれば、駆動シャ
フトが外部駆動源に常時作動連結されたクラッチレス可
変容量圧縮機の容量制御機構として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の可変容量圧縮機の全体を示
す断面図。

【図２】 その斜板が最大傾角位置にある状態を示す要
部拡大断面図。

【図３】 その斜板が最小傾角位置にある状態を示す要
部拡大断面図。

【図４】 第１の実施形態のソレノイドへの入力電流値
の使用範囲を示す説明図。

【図５】 圧縮機の回転数と冷房能力との関係を示す説
明図。

【図６】 第２の実施形態の可変容量圧縮機の斜板が最
大傾角位置にある状態を示す断面図。

【図７】 その斜板が最小傾角位置にある状態を示す断
面図。

【図８】 第２の実施形態のソレノイドへの入力電流値
の使用範囲を示す説明図。

【図９】 第３の実施形態のソレノイドへの入力電流値
の使用範囲を示す説明図。

【符号の説明】

１１…ハウジングの一部を構成するシリンダブロック、
１１ａ…シリンダボア、１２…ハウジングの一部を構成
するフロントハウジング、１３…ハウジングの一部を構
成するリヤハウジング、１５…制御圧室を兼ねるクラン
ク室、１６…駆動シャフト、２２…カムプレートとして
の斜板、３２…吸入圧領域を構成する吸入通路、３５…
片頭ピストン、３７…吸入圧領域を構成する吸入室、３
８…吐出圧領域を構成する吐出室、４８…通路としての
給気通路、４９…容量制御弁、５２…外部冷媒回路、６
３…ソレノイド、６７…弁体、７１…感圧室、７３…感
圧機構を構成するベローズ、９１…第２吸入通路、９２
…導入通路、９７…調整弁としてのスプール弁、１００
…通路としての圧力付与通路、１０１…制御圧室、Ｉ…
入力電流値。

フロントページの続き (72)発明者 牧野 善洋 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

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部にクランク室を形成す
   るとともに駆動シャフトを回転可能に支持し、前記ハウ
   ジングの一部を構成するシリンダブロックに複数のシリ
   ンダボアを形成し、そのシリンダボア内にはピストンを
   往復動可能に収容し、前記駆動シャフトにカムプレート
   を一体回転可能かつ揺動可能に挿着し、制御圧室の圧力
   を変更することにより前記カムプレートを収容するクラ
   ンク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記ピストン
   を介した差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾
   角を変更して、吐出容量を制御するようにした可変容量
   圧縮機において、 前記クランク室が制御圧室を兼ねるとともに、そのクラ
   ンク室と吐出圧領域との間を連通する給気通路の途中に
   はその開度を調節するための容量制御弁を設け、その容
   量制御弁は、前記給気通路を開閉する弁体と、吸入圧領
   域に連通された感圧室と、その感圧室に収容され吸入圧
   の変動を前記弁体に伝達するための感圧機構と、入力電
   流に応じて前記弁体への付与荷重を変化させて設定吸入
   圧を変更するためのソレノイドとを有し、前記駆動シャ
   フトの回転数が所定値以上になったときに、前記設定吸
   入圧を上げるべく前記ソレノイドへの入力電流を変更し
   て、吐出容量を減少するようにした可変容量圧縮機。
2. 【請求項２】 ハウジングの内部にクランク室を形成す
   るとともに駆動シャフトを回転可能に支持し、前記ハウ
   ジングの一部を構成するシリンダブロックに複数のシリ
   ンダボアを形成し、そのシリンダボア内にはピストンを
   往復動可能に収容し、前記駆動シャフトにカムプレート
   を一体回転可能かつ揺動可能に挿着し、制御圧室の圧力
   を変更することにより前記カムプレートを収容するクラ
   ンク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記ピストン
   を介した差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾
   角を変更して、吐出容量を制御するようにした可変容量
   圧縮機において、 前記クランク室は吸入通路を介して外部冷媒回路に接続
   し、前記クランク室と吸入室との間に導入通路を形成
   し、その導入通路の途中にはその開度を調節するための
   調整弁を設け、その調整弁の背面に前記制御圧室を形成
   し、その制御圧室と吐出圧領域との間に圧力付与通路を
   設け、その圧力付与通路の途中に容量制御弁を配設し、
   その容量制御弁は前記圧力付与通路を開閉する弁体と、
   容量制御弁より上流の吸入圧領域に連通された感圧室
   と、その感圧室に収容され吸入圧の変動を前記弁体に伝
   達するための感圧機構と、入力電流に応じて前記弁体へ
   の付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更するためのソ
   レノイドとを有し、前記駆動シャフトの回転数が所定値
   以上になったときに、前記設定吸入圧を上げるべく前記
   ソレノイドへの入力電流を変更して、吐出容量を減少す
   るようにした可変容量圧縮機。
3. 【請求項３】 ハウジングの内部にクランク室を形成す
   るとともに駆動シャフトを回転可能に支持し、前記ハウ
   ジングの一部を構成するシリンダブロックに複数のシリ
   ンダボアを形成し、そのシリンダボア内にはピストンを
   往復動可能に収容し、前記駆動シャフトにカムプレート
   を一体回転可能かつ揺動可能に挿着し、制御圧室の圧力
   を変更することにより前記カムプレートを収容するクラ
   ンク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記ピストン
   を介した差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾
   角を変更して、吐出容量を制御するようにした可変容量
   圧縮機において、 前記クランク室が制御圧室を兼ねるとともに、前記クラ
   ンク室と吐出圧領域との間に所定の通過断面積を有する
   給気通路を形成し、前記クランク室と吸入圧領域との間
   に抽気通路を形成し、その抽気通路の途中にはその開度
   を調節するための容量制御弁を設け、その容量制御弁
   は、前記抽気通路を開閉する弁体と、吸入圧領域に連通
   された感圧室と、その感圧室に収容され吸入圧の変動を
   前記弁体に伝達するための感圧機構と、入力電流に応じ
   て前記弁体への付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更
   するためのソレノイドとを有し、前記駆動シャフトの回
   転数が所定値以上になったときに、前記設定吸入圧を上
   げるべく前記ソレノイドへの入力電流を変更して、吐出
   容量を減少するようにした可変容量圧縮機。
4. 【請求項４】 前記入力電流を一定値に変更するように
   した請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
5. 【請求項５】 前記入力電流を連続的に変更するように
   した請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
6. 【請求項６】 前記駆動シャフトが外部駆動源に常時作
   動連結された請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量
   圧縮機。
7. 【請求項７】 ハウジングの内部にクランク室を形成す
   るとともに駆動シャフトを回転可能に支持し、前記ハウ
   ジングの一部を構成するシリンダブロックに複数のシリ
   ンダボアを形成し、そのシリンダボア内にはピストンを
   往復動可能に収容し、前記駆動シャフトにカムプレート
   を一体回転可能かつ揺動可能に挿着し、制御圧室の圧力
   を変更することにより前記カムプレートを収容するクラ
   ンク室の圧力とシリンダボア内の圧力との前記ピストン
   を介した差を変更し、その差に応じてカムプレートの傾
   角を変更して、吐出容量を制御するようにした可変容量
   圧縮機の制御方法において、 吸入圧を容量制御弁の感圧室に導入し、前記吸入圧の変
   動を感圧機構を介して前記制御圧室と吐出圧領域及び吸
   入圧領域のいずれか一方との間の通路を開閉する弁体に
   伝達するとともに、入力電流に応じてソレノイドからの
   付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更し、前記駆動シ
   ャフトの回転数が所定値以上になったときに、前記設定
   吸入圧を上げるべく前記ソレノイドへの入力電流を変更
   して、吐出容量を減少させる可変容量圧縮機の制御方
   法。
8. 【請求項８】 前記入力電流を一定値に変更する請求項
   ７に記載の可変容量圧縮機の制御方法。
9. 【請求項９】 前記入力電流を連続的に変更する請求項
   ７に記載の可変容量圧縮機の制御方法。