JPS6291672A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変容量圧縮機に関し特に自動車用空調装置
の冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来の技術〕

従来この種のいわゆるワッブルプレートタイプ圧縮機に
おいて、可変容量手段を備えたものは知られていた。（
例えば、米国特許第４，４２８，７１８号）これは、ピ
ストンの背面に信号圧力室を形成しこの信号圧力室内の
圧力を調整することにより、ピストンの往復行程を可変
するものである。信号圧力室内の圧力調整手段としては
圧縮機吸入室の圧力及び圧縮機吐出室の圧力を調合する
ことが用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記圧力調整手段はもっばら吸入室内の圧力を感知する
ことにより、圧縮機に要求される吐出容量を判断してい
た。しかしながら、この従来の手段では圧縮機が用いら
れる冷凍サイクルに異常が生じた時に圧縮機を良好に小
容量とすることはできなかった。

本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、従来の圧
力調整手段を基本的にはそのまま用い、かつ圧縮機が異
常状態で運転される際には、良好に小容量とすることが
できるようにすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的達
成のため、本発明では圧力調整手段のうち圧力室内の流
体温度を感知できる部位に、所定温度以上になると形状
が変化する形状変化手段を設けるという構成を採用する
。すなわち、冷凍サイクルが過少な冷媒循環量で運転さ
れた時など吐出された冷媒温度が異常に高くなることが
知られている。そのため、このような異常時には形状変
化手段がその温度を感知して圧力調整手段を強制的に切
り換えるようにする。それにより、圧力調整手段は圧力
室内の高圧を信号圧力室内に導入し、′ピストンの行程
を強制的に小さくさせる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中、１００は内部に信号圧力室１０１を有するフ
ロントハウジング、１０２は内部に５個所のシリンダ１
０３を有するリアハウジングで、この両ハウジング１０
０，１０２は０リングを介して機密的に連結されている
。１０４はハウジング１００．１０２に軸受１０５，１
０６を介して回転自在に保持されたシャフトで、このシ
ャフト１０４の先端には電磁クラッチ１０７が固定され
ており、この電磁クラッチを介しシャフト１０４は図示
しない自動車走行用エンジンの駆動力を受は回転する。

１０８はシャフト１０４に揺動可能に連結されたワッブ
ルプレートで、コネクタ１０９を介してピストン１１０
と連結している。すなわち、ピストンはワッブルプレー
トの揺動をコネクタ１０９を介して受け、シリンダ１０
３内で往復移動する。１１１はワッブルプレート１０８
の揺動を補助する補助棒で、ワッブルプレート１０８と
は球状の接続部１１２を介して接続している。

２００は信号圧力室１０１内の機密を保つ軸封装置でシ
ャフト１０４とハウジング１００との間に配設されてい
る。なお、ハウジング１００，１０２は取付はブラケッ
ト２０１，２０２を介して自動車走行用エンジンに取付
けられている。

３００はリヤハウジング１０２後方に側板３０１を介し
て配設されたカバーハウジングで内部に吸入室３０２及
び吐出室３０３を有する。吸入室は図示しない吸入側冷
媒通路を介して冷凍サイクルの蒸発器からの低圧冷媒を
導入する。その低圧冷媒は吸入孔３０４を介してピスト
ン１１０とシリンダ１０３により形成される圧力室３０
５へ導入される。なお図示しないが、吸入孔３０４と圧
力室３０５との間には吸入弁が配設されている。

吐出室３０３には圧縮室３０５内で圧縮された高゛圧冷
媒が、吐出孔３０６及び図示しない吐出弁を介して吐出
される。吐出された高圧冷媒は吐出室３０３より図示し
ない吐出側冷媒通路を介して冷凍サイクル゛のコンデン
サへ吐出される。

４００はカバーハウジング３００内に設けられた圧力調
整手段でこの手段４００は以下の構成よりなる。吐出室
３０３から高圧冷媒を導入する高圧室４０１、吸入室３
０２側より低圧冷媒を導入する低圧室４０２及び高圧室
４０１の高圧冷媒と低圧室４０２の低圧冷媒とを混合す
る混合室４０３゜高圧室４０１と混合室４０３とは高圧
側連通路４０４にて連通されており、この連通路は高圧
側制御弁４０５によりその開口面積が制御される。

混合室４０３と低圧室４０２とは低圧側連通路４０６に
より連通されており、この連通路には低圧側制御弁４０
７が配置されこれにより、連通路４０６の開口面積が制
御される。なお、高圧側及び低圧側制御弁４０５，４０
７は接続棒４０８により連結されており、再制御弁４０
５．４０７は連結棒４０９を介してベローズ４１０・の
伸縮が伝えられる。

ベローズ４１０は低圧室４０２内に配置され、その内部
は所定圧力となっているため、低圧室４０２の圧力に応
じて伸縮する。すなわち、低圧室４０２内の圧力が低い
時は、ベローズ４１０は伸び、逆に低圧室内の圧力が高
くなればベローズ４】０は縮む。

４１１及び４１２はスプリングで、上記ベローズ４１０
及び制御弁４０５，４０７の移動を補助するものである
。スプリング４１２は高圧側連通路４０４内に配設され
、高圧側制御弁４０５を通路開方向に付勢するものであ
る。スプリング４１１はベローズ４１０内に配設され、
ベローズ４１５その伸び方向に付勢するものである。

スプリング４１２は形状記憶合金にて形成されており、
所定温度例えば１５０℃以上になると急激に伸びるよう
設定されている。すなわち、高圧室４０１内の温度が所
定温度以上になったときにはこのスプリング４１２の付
勢力が急激に増大し高圧側制御弁４０５を大きな力で通
路開方向に押すこととなる。

次に、上記構成圧縮機の作動を述べる。電磁クラッチ１
０７を介してシャフト１０４が回転し、このシャフト１
０４の回転はワッブルプレート１６８の揺動を引き起こ
す。ワッブルプレート１０８の揺動はコネクタ１０９を
介しピストン１１０に伝えられ、それによりピストン１
１０はシリンダ１０３内を往復運動する。この往復運動
に伴い圧縮室３０５の容積が変動し、容積膨張時には吸
入室３０２より冷媒を吸入する。容積減少時には圧縮室
３０５内部で冷媒を圧縮し、高圧となった冷媒を吐出３
０３へ吐出する。

吐出３０３内の高圧冷媒および吸入室３０２内の低圧冷
媒はそれぞれ高圧室４０１及び低圧室４０２に導入され
る。この両冷媒はそれぞれ高圧側連通路４０４及び低圧
側連通路４０６を介して混合室４０３に流入し、そこで
所定の圧力信号が調合される。この圧力信号は通路５０
０を介して信号圧力室に伝達され、これにより信号圧力
室内の圧力が制御される。

信号圧力室内の圧力が高いときにはピストン１１０前後
の差圧が相対的に小さなものとなる。そのため、ピスト
ン１１０の往復運動幅は小さくなる。その結果、圧縮機
全体の吐出容量は減少する。

信号圧力室内の圧力が低い時には、ピストン１１０前後
の差圧が逆に相対的に大きなものとなる。

そのため、ピストン１１０の往復運動幅は大きくなり、
圧縮機全体の吐出容量も増大する。

低圧室４１０内の圧力が低いときにはベローズ１１０が
伸び、それにより低圧側制御弁４０７が低圧側連通路４
０６の開口面積を減少させるとともに、高圧側制御弁４
０５は高圧側連通路４０４の開口面積を増大させる。そ
の結果、混合室４０３内に導入される冷媒は吐出室３０
３からの高圧冷媒が増え、従って信号圧力は高いものと
なる。

この高い信号圧力により信号圧力室内の圧力は高まり、
その結果圧縮機の容量は小さくなる。即ち、冷房負荷が
小さくなっている状Ｂ（低圧側冷媒圧力が低い状態）で
は圧縮機の吐出容量は自動的に小さくなる。

逆に、冷房負荷が高い状態（低圧側冷媒圧力が高い状態
）ではベローズ４１０は縮む。そのため、低圧側制御弁
４０７は低圧側連通路４０６の開口面積を増し、高圧側
制御弁４０５は高圧側連通路４０４の開口面積を減少さ
せる。その結果、混合室内の圧力は低くなり、同じく信
号圧力室１０１内の圧力も低くなる。それにより、圧縮
機の吐出容量は増す。

冷凍サイクル全体の冷媒量が減少したときなどには吐出
側冷媒温度が異常に高くなる。この場合には、その高温
が高圧室４０１に面しているスプリング４１２に伝えら
れ、スプリング４１２の設定荷重が急激に増大する。従
って、この状態では高圧側制御弁４０５が強制的に図中
上方に押しあげられ、高圧側連通路４０４の開口面積を
増す。

同時に、低圧側制御弁４０７は低圧側連通路４０６の開
口面積を減少させる。その結果、吸入側冷媒圧力の大小
にかかわらず、混合室４０３内には高圧冷媒が導入され
る。それにより、信号圧力室１０１内の圧力が高まり圧
縮機の吐出容量は減少する。

なお、上述の例では形状変化手段としてスプリング４１
２を用いたが、スプリング４１２以外の部材においても
、もちろん本発明の作用は達成される。

第２図は、形状変化手段として接続棒４０８を用いた例
である。接続棒４０８の途中に所定温度（例えば１５０
℃）で急激に長さが膨張する形状記憶合金製のジヨイン
ト６００を配設したものである。高圧側冷媒温度が所定
値温度以上になったときにはその温度が接続棒４０８の
ジヨイントに伝えられる。それにより、ジヨイント６０
０は伸び高圧側制御弁４０５を強制的に高圧側連通路４
０４より引き離す。その結果、高圧冷媒が混合室４０３
に導入され、高い圧力が信号圧力として信号圧力室に伝
達される。

第３図は、形状変化手段を高圧側制御弁４０５に用いた
例である。高圧側制御弁４０５は所定温度（例えば１５
０℃）以下の場合には第４図に示すように密着した渦巻
状をしているが、所定温度を超えると第５図図示の如く
粗な渦巻状となる。

従って所定温度以上では高圧側制御弁は高圧側連通路４
０４を閉じることができず高圧冷媒は自動的に混合室４
０３に導入される。その結果、信号圧力室１０１内の圧
力が高くなる。

第６図は、形状変化手段により高圧側連通路４０４の位
置を変化させるようにしたものである。

すなわち、高圧側連通路４０４　（特に高圧側制御弁４
０５との対向部）はカバーハウジング３００内に摺動可
能に配設されており、その上下端はスプリング７００．
．７０１により保持されている。

一方のスプリング７００は所定温度（例えば１５０℃）
以上になると形状が急激に変化する形状記憶合金により
構成されており、所定温度を境にその設定力が急激に上
昇する。

所定温度以下の場合は高圧側連通路４０４は第１図図示
と同じ位置に配設されている。ところが、所定温度以上
ではスプリング７００の設定力が急激に高まり、高圧側
連通路４０４は図中下方に強制的に押し下げられる。そ
の結果、高圧側連通路４０４の開口面積は広げられ混合
室４０３内には高圧冷媒が導入される。それにより、信
号圧力室１０１内の圧力も高くなる。なお、スプリング
７００を通常のバイアススプリングとし、スプリング７
０１を形状記憶合金製のスプリングとしても同様の作用
は達成される。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明圧縮機では吸入側の圧力に応じ
て自身の吐出容量が可変できるとともに、高圧側の温度
が異常上昇したときには、強制的に小容量とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
、第３図及び第６図はそれぞれ本発明圧縮機の他の実施
例の要部を示す断面図、第４図及び第５図は第３図図示
高圧側制御弁の作動を示す正面図である。 １００、　１０２．　３００−・・ハウジング、１ｏ１
・・・信号圧力室、１０４・・・シャフト、１０８・・
・ワッブルプレート、１０９・・・コネクタ、１１０・
・・ピストン、４００・・・圧力調整手段、４０５，４
０８゜４１２．７００・・・それぞれ形状変化手段をな
す高圧側制御弁、接続棒、スプリング、５０ｏ・・・通
路。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第２図　　　　　　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のシリンダ及びこのシリンダ背面に信号圧力室を有
   するハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に配設
   されたシャフトと、前記信号圧力室内に配設され前記シ
   ャフトに揺動可能に取付けられたワッブルプレートと、
   前記シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと、前
   記信号圧力室内に配設され前記ワッブルプレートと前記
   ピストンとを連結するコネクタと、前記シリンダと前記
   ピストンにより形成される圧縮室に流体を導く吸入室と
   、前記圧縮室より流体が吐出される吐出室と、前記吸入
   室及び圧力室からの流体圧力を信号圧力として導入し、
   出力信号圧力を調整する圧力調整手段と前記圧力調整手
   段により出力される圧力を前記ハウジングの信号圧力室
   に導く通路とを備え、前記圧力調整手段の前記吐出室側
   流体温度を検知する部位に所定温度以上になると、形状
   が変化する形状変化手段を配設し、前記流体が所定温度
   以上になったとき前記圧縮室側の流体を強制的に前記圧
   力調整手段に導くよう構成した可変容量圧縮機。