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JP3088536B2 - 可変容量型揺動式圧縮機 - Google Patents

可変容量型揺動式圧縮機

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Publication number
JP3088536B2
JP3088536B2 JP03345311A JP34531191A JP3088536B2 JP 3088536 B2 JP3088536 B2 JP 3088536B2 JP 03345311 A JP03345311 A JP 03345311A JP 34531191 A JP34531191 A JP 34531191A JP 3088536 B2 JP3088536 B2 JP 3088536B2
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JP
Japan
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valve
chamber
pressure control
crank chamber
pressure
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Inventor
幸彦 田口
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サンデン株式会社
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Publication date
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Priority to EP92311441A priority patent/EP0550201B1/en
Priority to DE69209035T priority patent/DE69209035T2/de
Priority to AU30147/92A priority patent/AU662778B2/en
Priority to US07/996,773 priority patent/US5286172A/en
Priority to CA002086271A priority patent/CA2086271C/en
Priority to KR1019920025496A priority patent/KR970004807B1/ko
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空調装置等に
使用される可変容量型揺動式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の圧縮機としては、例えば、
クランク室を有するケーシングと、吐出室および吸入室
が形成され、前記ケーシングの一開口端を閉蓋するシリ
ンダヘッドと、前記ケーシング内に回転可能に備えられ
た回転主軸と、前記クランク室内にあって前記回転主軸
に傾斜自在に備えられ、前記回転主軸の回転により回転
する傾斜板と、該斜板の回転に応じて揺動する揺動板
と、前記主軸の径方向外側で前記ケーシング内に形成さ
れた複数のシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に配
置され、前記揺動板に連結されたピストンと、前記クラ
ンク室と前記吸入室とを連通する連通路と、前記クラン
ク室と前記吸入室内との圧力差に応答して前記連通路を
開閉する差圧弁と、前記連通路を開閉制御する電磁アク
チュエータを含む圧力制御弁とを有し、前記クランク室
内の圧力を前記圧力制御弁により制御して前記揺動板の
傾斜角を変化させ、吐出容量を制御する可変容量型揺動
式圧縮機が知られている。
【０００３】この他、実開昭６２−７２４７３号公報、
実開昭６２−７６２８９号公報、実開昭６３−１３４１
８１号公報、特開昭６３−２８５２７６号公報等に記載
されたものが知られている。
【０００４】これら従来の圧縮機は、いずれもクランク
室内の圧力が必要以上に高くなることを防止するため
に、クランク室内の圧力が吸入室内の圧力に対して所定
の圧力差以上になった場合、差圧弁が開弁しクランク室
内のガスを吸入室に逃がす構造を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
例ではクランク室内の圧力を制御する圧力制御弁と、ク
ランク室内と吸入室内の圧力差に応答して動作する差圧
弁との２つの弁が必要なめ、比較的複雑な構成となると
いう問題点がある。
【０００６】本発明の課題は、簡素な構成で、クランク
室内の過剰圧力の防止と、吐出容量の制御とを行うこと
ができる可変容量型揺動式圧縮機を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、クラン
ク室を有するケーシングと、吐出室および吸入室が形成
され、前記ケーシングの一開口端を閉蓋するシリンダヘ
ッドと、前記ケーシング内に回転可能に備えられた回転
主軸と、前記クランク室内にあって前記回転主軸に傾斜
自在に備えられ、前記回転主軸の回転により回転する斜
板と、該斜板の回転に応じて揺動板と、前記主軸の径方
向外側で前記ケーシング内に形成された複数のシリンダ
と、該シリンダ内に往復動可能に配置され、前記揺動板
に連結されたピストンと、前記クランク室と前記吸入室
とを連通する連通路と、前記連通路を開閉制御する電磁
アクチュエータを含む圧力制御弁とを備え、前記クラン
ク室内の圧力を前記圧力制御弁により制御して前記揺動
板の傾斜角を変化させ、吐出容量を変化させる可変容量
型揺動式圧縮機において、前記圧力制御弁の弁体は、前
記電磁アクチュエータの発生する電磁力に基づいて動作
し、かつ、前記クランク室と前記吸入室との圧力差に基
づいて動作するものであり、さらに、前記クランク室と
前記吸入室との圧力差が所定値以上になった場合には、
前記電磁アクチュエータの動作とは無関係に、前記クラ
ンク室と前記吸入室とを連通する前記連通路を開放する
ことを特徴とする可変容量型揺動式圧縮機が得られる。
【０００８】即ち、クランク室内の圧力を制御する圧力
制御弁に差圧弁としての機能を付加したもので、圧力制
御弁の弁体は、電磁アクチュエータの発生する電磁力に
応答して動作し、かつ前記電磁アクチュエータの発生す
る電磁力とは無関係にクランク室と吸入室との圧力差に
応答して動作することを特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による一実施
例を説明する。
【００１０】図１（ａ）および（ｂ）は、本実施例によ
る可変容量型揺動式圧縮機の断面図および矢視Ａ断面図
である。図１（ａ）および（ｂ）を参照すると、ケーシ
ング１には、その中央部に貫通孔が形成され、この貫通
孔には主軸（回転主軸）２が挿通されて、ケーシング１
にベアリング１ａ及び１ｂによって回転可能に支持され
ている。ケーシング１により形成されるクランク室４に
は、ロータ５が配置され、主軸２に取り付けられてい
る。このロータ５にはヒンジ機構５１を介して斜板６が
取り付けられ、この斜板６の内壁面は主軸２に当接して
摺動可能となっている。そして、斜板６はヒンジ機構５
１によって主軸２に対する傾斜角が変化するようになっ
ている。この斜板６にはベアリング６１を介して揺動板
７が配置されており、この揺動板７には球連結によって
複数のピストンロッド８が連結されている。ケーシング
１には、主軸２を取り囲むようにして、複数のシリンダ
９が所定の感覚をおいて形成されてる。ピストンロッド
８は、シリンダ９内に配置されたピストン１０に球連結
されている。クランク室４内において、ケーシング１に
は主軸２と平行にガイド棒１１が固定されており、この
ガイド棒１１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の一端部はガイド棒１１に対して主
軸方向に揺動可能となっている。
【００１１】ケーシング１の右端面には、弁板１２を介
してシリンダヘッド１３が配設され、ケーシング１の右
側開口端が閉塞される。シリンダヘッド１３には吸入室
１４及び吐出室１５が形成されている。吸入室１４は吸
入ポート１４ａに連結されている。吐出室１５は吐出ポ
ート（図示せず）に連結されている。弁板１２には吸入
孔１２ａ及び吐出孔１２ｂが形成され、吸入室１４及び
吐出室１５はそれぞれ吸入孔１２ａ及び吐出孔１２ｂを
介してシリンダ９に連通している。
【００１２】また、弁板１２の中央部には、吸入弁、吐
出弁（いずれも図示せず）及びバルブリテーナ１６がボ
ルト１７、ナット１８によって共締めされ固定されてい
る。
【００１３】また、吐出室１５とクランク室４は、弁板
１２に形成された連通孔１２ｃとケーシング１に形成さ
れた連通路１９内部に配置されたオリフィス２０を介し
て常時連通している。つまり吐出ガスが常時クランク室
４に導入されるようになっており、クランク室４内の圧
力の上昇要素としてこれを利用している。
【００１４】また、クランク室４内のガスは主軸２内の
貫通孔２ａ及び主軸２とベアリング１ｂとの隙間を通
り、室２１、連通路１２ｄ、連通路２２を経て圧力制御
弁２３の入口側の室２４に至る。また、吸入室１４は連
通路２５を経て圧力制御弁２３の出口側の室２６と連通
している。したがって、クランク室４内のガスは、圧力
制御弁２３を介し吸入室１４に流れることが可能になっ
ている。
【００１５】図２は、圧力制御弁２３の構造を示す断面
図である。図２を参照すると、圧力制御弁２３は、ケー
シング２３１と、ケーシング２３１に形成された弁座部
２３１ａに当接する弁体２３２と、弁体２３２を図２
中、上方に付勢するバネ２３３と、図２中、下方に付勢
するバネ２３４と、弁体２３２に内挿され、ケーシング
２３１に摺動可能に支持されているロッド２３５と、ロ
ッド２３５に固定されバネ２３４の一端を受けるバネ受
け２３６と、吸入室１４内の圧力を受けるダイヤフラム
２３７と、ハウジング２３８内に設置された電磁コイル
２３９と、電磁コイル２３９内に摺動可能に配置され、
先端にロッド２４０を固定し、ダイヤフラム２３７の図
２中、上方向への変位量を規制するストッパ２４１を介
し、ダイヤフラム２３７を電磁コイル２３９の吸引力と
バネ２４２の付勢力とにより閉弁方向に押圧するプラン
ジャ２４３とから成る。
【００１６】尚、ロッド２３５には、ダイヤフラム２３
７の図２中の下方向への変位量を規制するストッパ構造
２３５ａが形成されている。またバネ２４２の付勢力
は、調整ネジ２４４により調整可能となっている。また
ケーシング２３１には、クランク室４と連通する入口孔
２３１ｂ、吸入室１４と連通する出口孔２３１ｃが形成
されており、弁体２３２の動作によりクランク室４と吸
入室１４の連通を開閉制御可能となっている。またダイ
ヤフラム２３７の図２中の上側は大気圧となっている。
【００１７】尚、バネ２３４は、バネ２３３より付勢力
が大きく、したがって弁体２３２は、バネ２３４により
ロッド２３５に形成されたストッパ部２３５ｂに常時当
接している。
【００１８】つまり、弁体２３２は、ロッド２３５及び
バネ受け２３６と一体となって動作するものであり、バ
ネ２３３により常時ダイヤフラム２３７に押し付けられ
ている。したがって弁体２３２は、ダイヤフラム２３７
の変位量に応じて動作するようになっている。
【００１９】つまり、圧力制御弁２３は、吸入室１４内
の圧力を感知し、これを所定値に制御し、さらに電磁力
により吸入室１４内の制御圧力を変化させるものであ
る。図３に、電磁コイル２３９の通電量に対する吸入室
１４の圧力を示す。また、弁体２３２は、ストッパ部２
３５ｂ及び２３６ａの間をロッドに沿って可動な構造と
しているため、弁体２３２が閉じている状態であって
も、クランク室４内と吸入室１４内の圧力差が所定値以
上になった場合は、電磁力及び吸入室１４内の圧力に無
関係に閉弁できる。以後、この機構を差圧弁機構と呼
ぶ。
【００２０】尚、プランジャ２４３の変位に直接応答す
る部材、即ち、ロッド２３５、バネ受け２３６、ストッ
パ２４１、及びロッド２４０の結合系を伝達ロッドと呼
ぶ。
【００２１】ロッド２３５、電磁アルチュエータの電磁
力および吸入圧力に応答して動作するため、弁体２３２
をクランク室４と吸入室１４との室内の圧力差に応答さ
せて動作させるためには、ロッド２３５の動きと独立し
て弁体２３２が動作し得る構造とする必要がある。本実
施例では、ロッドを弁体内に内挿した構成をとる。
【００２２】また、伝達ロッドのストッパ構造２３５ｂ
と付勢手段（例えば、バネ２３４）は、それぞれの要素
によって弁体と伝達ロッドとを一体化させると共に、一
体化した状態での弁体の開閉制御をも可能にする機能を
有する。即ち、弁体をこの付勢手段により閉弁方向に付
勢し、弁体をストッパ構造２３５ｂに突き当てることに
より、弁体と伝達ロッドとは機能上一体化する。この一
体化により、弁体２３２は、伝達ロッドの動きに応答し
て動作することとなる。換言すれば、この機能を実現す
るためには、一体化が必要である。さらに、付勢手段
（バネ２３４）を設けたことにより、弁体と付勢手段と
が差圧弁の機能要素も兼ねることとなり、両者が協働し
て差圧弁としての機能を果たす。即ち、弁体２３２は、
通常、閉方向に付勢されているが、クランク室４と吸入
室１４との圧力差が一定値以上になった場合、かかる付
勢力に抗して弁体が開く。
【００２３】図４は、従来例および本実施例における、
クランク室と吸入室との圧力差を時間経過に即して示し
た図である。ここで、例えば、電磁コイル２３９への通
電量がゼロの場合（図３において、吸入室圧力が１．０
ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに制御されている場合）、あるいは、吸
入室圧力制御点に到達せず最大容量で動作している場合
を考える。
【００２４】ここで、差圧弁機構を持たない圧縮機の場
合、電磁コイル２３９への通電量を瞬時に最大値（図３
において、１．０Ａ）とした場合、吸入室圧力が最大値
（図３において、４．０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）近傍になるま
で弁体２３２は弁座２３１ａに当接し、閉弁したままの
状態である。このため、図４中、破線で示すように、ク
ランク室４内の圧力が異常に上昇し、クランク室と吸入
室との圧力差が大きくなり、クランク室４内に配置され
ている機構部品の異常摩耗等を引き起こし、圧縮機の耐
久性が低下することになる。
【００２５】一方、本実施例においては（即ち、差圧弁
機構を有する場合）、弁体２３２がロッド２３５に沿っ
て開弁するため、図４中、実線で示すように、クランク
室と吸入室の圧力差を許容限度内（図４においては、開
弁設定を２．０ｋｇ／ｃｍ2 としている）に抑制でき
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明の可変容量型揺動式圧縮機によれ
ば、クランク室圧力を制御して吐出容量を可変にし得る
圧力制御弁に、クランク室と吸入室との圧力差に応答し
て動作する差圧弁としての機能を付加し一体化したた
め、差圧弁を独立して設置する場合に対し、弁機構を簡
素化することができる。
【００２７】また、伝達ロッドを弁体内に内装した構成
としたため、弁体の支持を直接伝達ロッド自身で行える
ため、弁体の支持構造を簡素化できる。さらに、弁体が
弁座に当接するような場合、弁体の軸心部に伝達ロッド
が摺動可能に内装されているため、弁体の軸ずれや傾き
が抑制できるため、圧力制御弁の信頼性、耐久性の向上
が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施例による可変容量型
揺動式圧縮機の断面図、（ｂ）は、（ａ）に示す圧力制
御弁を含む矢視断面図である。
【図２】図１に示す圧縮機の圧力制御弁の断面図であ
る。
【図３】図１に示す圧縮機の圧力制御弁の吸入圧力制御
特性を示す図である。
【図４】差圧弁機構の有無によるクランク室圧力と吸入
室圧力の圧力差を示す図である。
【符号の説明】
１ ケーシング ４ クランク室 ５ ロータ ２ 主軸 ６ 斜板 ７ 揺動板 ８ ピストンロッド ９ シリンダ １０ ピストン １１ ガイド棒 １２ 弁板 １３ シリンダヘッド １４ 吸入室 １５ 吐出室 １９ 連通路 ２０ オリフィス ２２ 連通路 ２３ 圧力制御弁 ２３１ ケーシング ２３１ａ 弁座部 ２３１ｂ 入口孔 ２３１ｃ 出口孔 ２３２ 弁体 ２３３ バネ ２３４ バネ ２３５ ロッド ２３５ａ ストッパ構造 ２３５ｂ ストッパ部 ２３６ バネ受け ２３６ａ ストッパ部 ２３７ ダイヤフラム ２３８ ハウジング ２３９ 電磁コイル ２４０ ロッド ２４１ ストッパ ２４２ バネ ２４３ プランジャ ２４４ 調整ネジ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク室を有するケーシングと、吐出
    室および吸入室が形成され、前記ケーシングの一開口端
    を閉蓋するシリンダヘッドと、前記ケーシング内に回転
    可能に備えられた回転主軸と、前記クランク室内にあっ
    て前記回転主軸に傾斜自在に備えられ、前記回転主軸の
    回転により回転する斜板と、該斜板の回転に応じて揺動
    板と、前記主軸の径方向外側で前記ケーシング内に形成
    された複数のシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に
    配置され、前記揺動板に連結されたピストンと、前記ク
    ランク室と前記吸入室とを連通する連通路と、前記連通
    路を開閉制御する電磁アクチュエータを含む圧力制御弁
    とを備え、前記クランク室内の圧力を前記圧力制御弁に
    より制御して前記揺動板の傾斜角を変化させ、吐出容量
    を変化させる可変容量型揺動式圧縮機において、 前記圧力制御弁の弁体は、前記電磁アクチュエータの発
    生する電磁力に基づいて動作し、かつ、前記クランク室
    と前記吸入室との圧力差に基づいて動作するものであ
    り、さらに、前記クランク室と前記吸入室との圧力差が
    所定値以上になった場合には、前記電磁アクチュエータ
    の動作とは無関係に、前記クランク室と前記吸入室とを
    連通する前記連通路を開放することを特徴とする可変容
    量型揺動式圧縮機。
  2. 【請求項２】 前記圧力制御は、前記電磁アクチュエー
    タの発生する電磁力を前記圧力制御弁の前記弁体に作用
    させる伝達ロッドを内挿し、前記圧力制御弁の前記弁体
    は、前記伝達ロッドに摺動可能に支持されている請求項
    １に記載の可変容量型揺動式圧縮機。
  3. 【請求項３】 前記伝達ロッドは、前記圧力制御弁の前
    記弁体の移動量を規制するストッパ構造を有する請求項
    １または２に記載の可変容量型揺動式圧縮機。
  4. 【請求項４】 前記圧力制御弁は、前記弁体に閉弁方向
    に予め定められた付勢力を付勢する付勢手段を有する請
    求項１乃至３のいずれかに記載の可変容量型揺動式圧縮
    機。
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