(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に制御圧室及び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、ハウジングの一部を構成するシリンダブロックには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、前記クランク室内において駆動シャフトにはカムプレートを一体回転可能かつ傾動可能に支持し、容量制御弁の開度調整に基づく制御圧室の圧力を変更し、その制御圧室の圧力の変更に基づいて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、
前記ハウジング内にはメインプレート及びロータリプレートの２層構造よりなるバルブプレートを配設し、そのバルブプレートのロータリプレートをメインプレートに対して相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを開閉するための回動手段を設け、
前記回動手段は、最小容量の運転時にバルブプレートのロータリプレートを相対回動させるように作動するスプールであって、
前記容量制御弁を吐出領域と制御圧室とを連通する給気通路の途中に配設し、その容量制御弁の開放により最小吐出容量での運転が行われるとき、その給気通路における容量制御弁の下流の圧力をスプールの背面側に導いてスプールを作動させることにより、バルブプレートのロータリプレートを相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを閉じるようにした可変容量圧縮機。
【請求項２】
ハウジングの内部に制御圧室及び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、ハウジングの一部を構成するシリンダブロックには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、前記クランク室内において駆動シャフトにはカムプレートを一体回転可能かつ傾動可能に支持し、容量制御弁の開度調整に基づく制御圧室の圧力を変更し、その制御圧室の圧力の変更に基づいて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、
前記ハウジング内にはメインプレート及びロータリプレートの２層構造よりなるバルブプレートを配設し、そのバルブプレートのロータリプレートをメインプレートに対して相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを開閉するための回動手段を設け、
前記回動手段は、最小容量の運転時にバルブプレートのロータリプレートを相対回動させるように作動するスプールであって、
前記制御圧室と吐出領域とを連通するとともにその途中に絞り部を有する給気通路を設け、前記容量制御弁を制御圧室と吸入領域とを連通する抽気通路の途中に配設し、その容量制御弁の閉止により最小吐出容量の運転が行われるとき、その抽気通路における容量制御弁の上流の圧力をスプールの背面側に導いてスプールを作動させることにより、バルブプレートのロータリプレートを相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを閉じるようにした可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記回動手段によりロータリプレートをメインプレートに対して相対回動させて、吸入ポートを開閉するようにした請求項１または２に記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両空調装置に使用される可変容量圧縮機に係り、特に最小容量の運転時に冷房不能運転を行うようにした可変容量圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の可変容量圧縮機としては、例えば特開平３−３７３７８号公報に記載のものが知られている。この従来構成においては、外部冷媒回路から吸入領域へ冷媒ガスを導入する吸入通路に電磁開閉弁が配設され、吐出容量の変更に応じて、この電磁開閉弁が開閉されるようになっている。そして、カムプレートが最小傾角状態に移行されて、最小容量の運転が行われるとき、電磁開閉弁により吸入通路が閉じられて、外部冷媒回路から吸入領域への冷媒ガスの導入が遮断される。これにより、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流動が停止されて、冷房不能な運転が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の可変容量圧縮機においては、開口径の大きな吸入通路を電磁開閉弁によって直接開閉するようになっている。このため、その電磁開閉弁の開閉弁体やソレノイドに大型のものを装備する必要があって、圧縮機全体の構造が複雑で大型かつ大重量になるという問題があった。また、ソレノイドの励磁に際して消費電力が大きく、バッテリやオルタネータ等の他の補機の負担が大きくなるという問題があった。
【０００４】
この発明は、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。その目的とするところは、外部冷媒回路から吸入領域への冷媒ガスの吸入通路に大型の電磁開閉弁を設けることなく、冷房不能運転を行わせることができて、構造が簡単で軽量化を図ることができるとともに消費電力の少ない可変容量圧縮機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１及び２に記載の発明では、容量制御弁の開度調整に基づく制御圧室の圧力の変更によって、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、前記ハウジング内にはメインプレート及びロータリプレートの２層構造よりなるバルブプレートを配設し、そのバルブプレートのロータリプレートをメインプレートに対して相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを開閉するための回動手段を設け、前記回動手段は、最小容量の運転時にバルブプレートのロータリプレートを相対回動させるように作動するスプールで構成したものである。
とくに、請求項１に記載の発明では、前記容量制御弁を吐出領域と制御圧室とを連通する給気通路の途中に配設し、その容量制御弁の開放により最小吐出容量での運転が行われるとき、その給気通路における容量制御弁の下流の圧力をスプールの背面側に導いてスプールを作動させることにより、バルブプレートのロータリプレートを相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを閉じるようにしたものである。
とくに、請求項２に記載の発明では、前記制御圧室と吐出領域とを連通するとともにその途中に絞り部を有する給気通路を設け、前記容量制御弁を制御圧室と吸入領域とを連通する抽気通路の途中に配設し、その容量制御弁の閉止により最小吐出容量の運転が行われるとき、その抽気通路における容量制御弁の上流の圧力をスプールの背面側に導いてスプールを作動させることにより、バルブプレートのロータリプレートを相対回動させて、吸入ポートまたは吐出ポートを閉じるようにしたものである。
【０００６】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の可変容量圧縮機において、前記回動手段によりロータリプレートをメインプレートに対して相対回動させて、吸入ポートを開閉するようにしたものである。
【００１０】
従って、請求項１及び２に記載の可変容量圧縮機においては、車両エンジン等の外部駆動源により駆動シャフトが回転されると、カムプレートを介してピストンが往復動される。そして、このカムプレートの傾角に応じた吐出容量で冷媒ガスの圧縮が行われる。ここで、前記カムプレートが最小傾角状態に移行されると、ピストンのストロークが最小になって、最小容量で圧縮運転が行われる。ここで、回動手段によりバルブプレートのロータリプレートがメインプレートに対して相対回動されると、吸入ポートまたは吐出ポートが閉じられる。これにより、外部冷媒回路から吸入領域への冷媒ガスの導入、または吐出領域から外部冷媒回路への冷媒ガスの流出が遮断される。そして、外部冷媒回路内における冷媒ガスの流動が停止されて、冷房不能な運転が行われる。また、最小容量の運転時に、スプールの作動により、バルブプレートのロータリプレートが相対回動されて、吸入ポートまたは吐出ポートが閉じられる。
とくに、請求項１に記載の可変容量圧縮機においては、給気通路の途中に配設された容量制御弁の開放に伴って、吐出領域の高圧冷媒ガスが制御圧室に供給されて、制御圧室の圧力が高められる。この制御圧室の圧力の上昇に基づいて、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が変更される。そして、その差が最大となったときに、カムプレートが最小傾角位置に配置され、最小容量での運転が行われる。このとき、給気通路から吐出領域の高圧冷媒ガスがスプールの背面側にも供給されて、そのスプールの背圧が高められる。この背圧の上昇によりスプールが作動されて、バルブプレートのロータリプレートが相対回動され、吸入ポートまたは吐出ポートが閉じられる。
とくに、請求項２に記載の可変容量圧縮機においては、抽気通路の途中に配設された容量制御弁の閉止に伴って、制御圧室から吸入領域への冷媒ガスの抽出が遮断される。この状態において、所定量の高圧冷媒ガスが、絞り部を有する給気通路を介して吐出領域から制御圧室内に供給されており、制御圧室の圧力が高められる。この制御圧室の圧力の上昇に基づいて、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が変更される。そして、その差が最大となったときに、カムプレートが最小傾角位置に配置され、最小吐出容量での運転が行われる。このとき、制御圧室内の圧力がスプールの背面側にも供給されて、その背圧の上昇によりスプールが作動されて、バルブプレートのロータリプレートが相対回動され、吸入ポートまたは吐出ポートが閉じられる。
【００１１】
請求項３に記載の可変容量圧縮機においては、吸入ポートが閉止されるとシリンダボア内の圧力が低下し、ピストンを介するクランク室との圧力差が増大することにより、カムプレートの傾角が減少する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下に、この発明の第１の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、ハウジングの一部を構成するフロントハウジング１１は、同じくハウジングの一部を構成するシリンダブロック１２の前部に接合固定されている。同じくハウジングの一部を構成するリヤハウジング１３は、バルブプレート１４を介してシリンダブロック１２の後部に接合固定されている。
【００１７】
前記リヤハウジング１３内には、吸入領域を構成する吸入室１３ａ及び吐出領域を構成する吐出室１３ｂが区画形成されている。バルブプレート１４には、吸入弁１４ａ及び吐出弁１４ｂが設けられている。前記フロントハウジング１１とシリンダブロック１２とにより形成された閉空間は、制御圧室を兼ねるクランク室１５となっている。そのクランク室１５内を貫通するように、フロントハウジング１１及びシリンダブロック１２には、駆動シャフト１６が一対のラジアルベアリング１７を介して回転可能に架設支持されている。この駆動シャフト１６の基端は、フロントハウジング１１から外部に突出されており、図示しない車両エンジン等の外部駆動源に常時作動連結されている。つまり、この圧縮機は、いわゆるクラッチレスタイプの可変容量圧縮機となっている。
【００１８】
回転支持体１８は、前記駆動シャフト１６に止着されている。また、カムプレートとしての斜板１９は、クランク室１５内において駆動シャフト１６にその軸線方向へスライド移動可能かつ傾動可能に支持されている。この斜板１９は、ヒンジ機構２０を介して回転支持体１８に連結されている。そして、斜板１９は、そのヒンジ機構２０により、軸線方向へのスライド移動及び傾動が案内されるとともに、駆動シャフト１６と一体回転される。
【００１９】
なお、前記斜板１９の最大傾角は、その斜板１９に設けられたストッパ１９ａと、回転支持体１８との当接によって規定される。また、斜板１９の最小傾角は、駆動シャフト１６に装着されたサークリップ１６ｂと、斜板１９との当接によって規定される。
【００２０】
複数のシリンダボア１２ａは、前記シリンダブロック１２に形成されている。片頭型のピストン２１は、そのヘッド部２１ａにおいて各シリンダボア１２ａ内に往復動可能に収容され、その首部２１ｂが一対のシュー２２を介して斜板１９の外周部に係留されている。そして、ピストン２１の圧縮動作に伴う圧縮反力は、シュー２２、斜板１９、ヒンジ機構２０、回転支持体１８及びスラストベアリング２３を介してフロントハウジング１１で受承されるようになっている。
【００２１】
給気通路２４は、前記吐出室１３ｂとクランク室１５とを接続するように形成されている。電磁開閉弁よりなる容量制御弁２５は、給気通路２４の途中に配設され、制御弁体２６と、その制御弁体２６を制御弁孔２７に対して開閉するためのソレノイド２８とを備えている。そして、この容量制御弁２５のソレノイド２８が励磁されたときには、図１に示すように、制御弁体２６が制御弁孔２７を閉止する位置に配置される。また、容量制御弁２５のソレノイド２８が消磁されたときには、図３に示すように、制御弁体２６が制御弁孔２７を開放する位置に配置される。
【００２２】
この容量制御弁２５の開閉制御により、給気通路２４を介して吐出室１３ｂからクランク室１５に導かれる冷媒ガスの供給が調整される。そして、ピストン２１の前後に作用するクランク室１５内の圧力と、シリンダボア１２ａ内の圧力との差が調整される。この差に応じて斜板１９の傾角が変更されて、ピストン２１のストロークが変えられ、吐出容量が調整されるようになっている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、抽気通路２９は、前記クランク室１５と後述する吸入ポート３５とを接続するように形成されている。この抽気通路２９は、駆動シャフト１６の中心に形成された軸心通路１６ａ、シリンダブロック１２の後端側中央に形成された収容凹所１２ｂの内部、バルブプレート１４の中心に形成された放圧孔１４ｃ、及びバルブプレート１４に形成された複数の放圧溝１４ｄよりなっている。軸心通路１６ａは、その前端が前側のラジアルベアリング１７の近傍においてクランク室１５に開口されている。そして、この抽気通路２９を通して、クランク室１５の圧力が各吸入ポート３５内へ抽出されるようになっている。
【００２４】
次に、前記バルブプレート１４の構成について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、バルブプレート１４は、円板状のメインプレート３１と、そのメインプレート３１の後面中央の収容凹部３１ａ内に相対回動可能に配設された円板状のロータリプレート３２と、メインプレート３１の両面に重合配置された弁形成プレート３３，３４とから構成されている。すなわち、バルブプレート１４は、メインプレート３１とロータリプレート３２との２層構造の両面に、弁形成プレート３３，３４を重合配置した構成となっている。
【００２５】
複数の吸入ポート３５は前記各シリンダボア１２ａに対応して、メインプレート３１の収容凹部３１ａの内底部及び後方側の弁形成プレート３４に形成されている。そして、前方側の弁形成プレート３３には、前記吸入ポート３５と対応するように、前記吸入弁１４ａが開閉可能に形成されている。
【００２６】
複数の開閉孔３６は前記各吸入ポート３５に対応してロータリプレート３２に形成されている。そして、ロータリプレート３２が、図１及び図２に示す開放位置に回動されたときには、これらの開閉孔３６が吸入ポート３５と合致して、各吸入ポート３５が開放される。また、ロータリプレート３２が、図３及び図４に示す閉止位置に回動されたときには、これらの開閉孔３６が吸入ポート３５と位置ずれして、各吸入ポート３５が閉止される。
【００２７】
図１及び図２に示すように、複数の吐出ポート３７は前記各シリンダボア１２ａに対応して、メインプレート３１及びフロント側の弁形成プレート３３に形成されている。そして、後方側の弁形成プレート３４には、前記吐出ポート３７と対応するように、前記吐出弁１４ｂが開閉可能に形成されている。リテーナ形成プレート３８はリヤ側の弁形成プレート３４に重合配置され、各吐出弁１４ｂと対応する部分にそれらの開放位置を規制するためのリテーナ３８ａが形成されている。
【００２８】
また、前記抽気通路２９の放圧溝１４ｄはロータリプレート３２と対接するように、メインプレート３１の収容凹部３１ａの内底面に放射方向へ延長形成されている。そして、これらの放圧溝１４ｄに沿って流れる冷媒ガス中の潤滑油により、メインプレート３１の収容凹部３１ａとロータリプレート３２との間の摺接面が潤滑されるようになっている。
【００２９】
収容筒３９は前記リヤハウジング１３内に配設され、その一端には給気通路２４に連通する連通孔３９ａが形成されている。回動手段を構成するスプール４０は、収容筒３９内に移動可能に収容されており、その背面側には給気通路２４内の容量制御弁２５の下流の圧力が連通孔３９ａを介して導かれている。そして、その給気通路２４内の圧力が背圧として、スプール４０に作用するようになっている。スプール４０は、連結ピン４１を介してバルブプレート１４のロータリプレート３２の外周縁に連結されている。バネ４２は収容筒３９内に配設され、スプール４０を連通孔３９ａ側に向かって付勢している。
【００３０】
次に、この第１の実施形態の可変容量圧縮機の動作を説明する。
この圧縮機において、車両エンジン等の外部駆動源により駆動シャフト１６が回転されると、回転支持体１８及びヒンジ機構２０を介して斜板１９が一体回転される。この斜板１９の回転運動がシュー２２を介してピストン２１の往復直線運動に変換され、そのピストン２１のヘッド部２１ａがシリンダボア１２ａ内で往復動される。
【００３１】
ここで、冷房負荷が大きい場合には、図示しない外部の制御コンピュータの指令に基づいて、図１及び図２に示すように、ソレノイド２８が励磁されて、容量制御弁２５の制御弁体２６が制御弁孔２７を閉止する閉位置に配置され、給気通路２４が遮断される。
【００３２】
この高冷房負荷状態では、スプール４０の背面には吐出室１３ｂ内の高圧の圧縮冷媒ガスが給気通路２４を介して供給されず、スプール４０には高い背圧が作用しない。このため、そのスプール４０がバネ４２の付勢力によって元位置に移動配置されて、バルブプレート１４のロータリプレート３２は吸入ポート３５の開放位置に配置される。そして、この状態では、メインプレート３１の吸入ポート３５とロータリプレート３２の開閉孔３６との位置が一致されており、吸入室１３ａからシリンダボア１２ａへの冷媒ガスの吸入が可能になっている。
【００３３】
そして、ピストン２１の上死点位置から下死点位置への復動動作により、吸入室１３ａ内の冷媒ガスが、吸入ポート３５を介して吸入弁１４ａを押し退けつつシリンダボア１２ａ内に吸入される。この冷媒ガスのシリンダボア１２ａ内への吸入に伴って、図示しない外部冷媒回路から冷媒ガスが吸入室１３ａ内に導かれる。シリンダボア１２ａ内の冷媒ガスは、ピストン２１の下死点位置から上死点位置への往動動作により、所定の圧力に達するまで圧縮された後、吐出ポート３７を介して吐出弁１４ｂを押し退けつつ吐出室１３ｂへ吐出される。そして、吐出室１３ｂ内の冷媒ガスは、図示しない外部冷媒回路に供給されて、車室内の冷房に供された後、圧縮機内に還流される。
【００３４】
また、この高冷房負荷状態では、吐出室１３ｂ内の高圧の圧縮冷媒ガスが給気通路２４を介してクランク室１５内にも供給されず、クランク室１５の冷媒ガスは抽気通路２９の軸心通路１６ａ、収容凹所１２ｂ内、放圧孔１４ｃ及び放圧溝１４ｄを介して吸入室１３ａに流出する。そして、クランク室１５内の圧力が吸入室１３ａ内の低圧力、すなわち吸入圧力に近付いていく。この状態では、外部冷媒回路から吸入室１３ａに導かれる冷媒ガスの圧力は高く、クランク室１５内の圧力とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介した差が小さくなる。このため、斜板１９が最大傾角状態側に移動保持されて、最大吐出容量の圧縮運転が行われる。
【００３５】
一方、冷房負荷が小さい場合には、図示しない外部の制御コンピュータの指令に基づいて、図３及び図４に示すように、ソレノイド２８が消磁される。そして、容量制御弁２５の制御弁体２６が制御弁孔２７を開放する開位置に配置され、給気通路２４が開かれる。
【００３６】
この低冷房負荷状態では、スプール４０の背面に吐出室１３ｂ内の高圧冷媒ガスが給気通路２４を介して供給されるようになり、スプール４０に高い背圧が作用する。このため、そのスプール４０がバネ４２の付勢力に抗して作動位置側に移動配置される。このスプール４０の移動が、連結ピン４１を介してバルブプレート１４のロータリプレート３２に伝達される。そして、ロータリプレート３２が吸入ポート３５の閉止位置に回動されて、メインプレート３１の吸入ポート３５とロータリプレート３２の開閉孔３６との間に位置ずれを生じる。この位置ずれにより、吸入室１３ａからシリンダボア１２ａ内への冷媒ガスの吸入が遮断される。
【００３７】
この吸入ポート３５が閉止され、シリンダボア１２ａ内への冷媒ガスの吸入が遮断された状態では、クランク室１５内の冷媒ガスが抽気通路２９を介して各吸入ポート３５に導かれる。ここで、抽気通路２９が絞り通路の役割を果たしており、シリンダボア１２ａ内に吸入される冷媒ガス量が制限されてシリンダボア１２ａ内の圧力が低下する。このため、クランク室１５内の圧力とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介した差が増大する。
【００３８】
これと同時に、この低冷房負荷状態では、吐出室１３ｂ内の高圧冷媒ガスが給気通路２４を介してクランク室１５内にも供給され、クランク室１５内の圧力が高められる。また、この状態では、外部冷媒回路から吸入室１３ａに導かれる冷媒ガスの圧力は低く、クランク室１５内の圧力とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介した差が大きくなる。そして、これらの組み合わせによって、斜板１９が迅速に最小傾角状態側に移動される。
【００３９】
このように、この圧縮機においては、冷房負荷に応じて容量制御弁２５が開閉される。この一方で、吸入圧力は冷房負荷に応じて変動する。そして、この容量制御弁２５の開閉及び吸入圧力の変動に基づいて、クランク室１５内の圧力と、シリンダボア内の圧力とのピストン２１を介した差が変更される。このため、斜板１９の傾角が変更され、ピストン２１の往復動ストロークが調節されて、圧縮機の吐出容量が調整される。これにより、外部冷媒回路からの冷媒ガスの吸入が停止されて、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流動が停止され、冷凍回路は冷房不能な運転状態となる。
【００４０】
そして、斜板１９が最小傾角位置に配置された状態では、前記のように、バルブプレート１４のロータリプレート３２が、吸入ポート３５の閉止位置に回動されている。これにより、吸入室１３ａからシリンダボア１２内への冷媒ガスの吸入が遮断されている。
【００４１】
ここで、この斜板１９の最小傾角は、０度よりも僅かに大きくなるように設定されている。このため、斜板１９が最小傾角位置に配置された状態においても、ピストン２１は最小のストロークで往復動され続け、シリンダボア１２ａ内から吐出室１３ｂ内への圧縮冷媒ガスの吐出が継続される。この吐出室１３ｂ内に吐出された冷媒ガスは、給気通路２４を通ってクランク室１５内に流入するとともに、クランク室１５内から抽気通路２９の軸心通路１６ａ、収容凹所１２ｂ内、放圧孔１４ｃ及び放圧溝１４ｄを介して各吸入ポート３５に導かれて、再びシリンダボア１２ａ内に吸入される。
【００４２】
すなわち、この斜板１９が最小傾角位置に配置された状態では、冷媒ガスが圧縮機の内部において、給気通路２４、抽気通路２９及び吸入ポート３５よりなる内部循環通路を通して、シリンダボア１２ａと吐出室１３ｂとクランク室１５とに循環される。そして、この冷媒ガスの内部循環に伴って、冷媒ガスに含まれる潤滑油により圧縮機の内部が潤滑される。
【００４３】
さらに、前記のような斜板１９が最小傾角位置に配置された状態で圧縮運転が行われて冷房負荷が増大すると、図１及び図２に示すように、ソレノイド２８が励磁されて容量制御弁２５が閉止され、給気通路２４が再び閉じられる。これにより、吐出室１３ｂ内の圧縮冷媒ガスが給気通路２４を介して収容筒３９内のスプール４０の背面側及びクランク室１５内に供給されなくなる。
【００４４】
この状態では、クランク室１５の冷媒ガスは、もっぱら抽気通路２９を介して吸入ポート３５内に放出される。従って、クランク室１５内の圧力が次第に減少される。そして、クランク室１５とシリンダボア１２ａとのピストン２１を介した差が小さくなって、斜板１９が最小傾角位置から最大傾角位置に移動配置される。
【００４５】
また、この状態では、スプール４０の背面側の圧力も給気通路２４を介して、クランク室１５に放出され、やがて吸入ポート３５内に放出される。このため、スプール４０は、その背圧が低下してバネ４２の付勢力により作動位置から元位置に移動される。そして、バルブプレート１４のロータリプレート３２が、再び吸入ポート３５の開放位置に回動配置される。このため、吸入室１３ａからシリンダボア１２ａへの冷媒ガスの吸入が再び可能な状態となって、外部冷媒回路から圧縮機内への冷媒ガスの吸入が再開される。これにより、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流動が再開され、冷凍回路は冷房運転状態となる。
【００４６】
この第１の実施形態によって期待できる効果について、以下に記載する。
（ａ）  この第１の実施形態の可変容量圧縮機においては、最小容量の運転時に、バルブプレート１４のロータリプレート３２の回動により、吸入ポート３５が閉じられて、シリンダボア１２ａ内への冷媒ガスの吸入が遮断されるようになっている。このため、外部冷媒回路から吸入領域への冷媒ガスの吸入通路に大型の電磁開閉弁を設けることなく、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流通を断続することができて、冷房運転のオン・オフを切り換えることができる。よって、可変容量圧縮機の構造を簡単にすることができるとともに、軽量化を図ることができる。
【００４７】
また、吸入ポート３５が閉止された状態では、抽気通路２９の絞り効果によって、シリンダボア１２ａ内の圧力が低下し、ピストン２１を介したクランク室１５との圧力差が増大する。このため、大吐出容量運転から小吐出容量運転への切り替えが迅速なものとなって、例えば車両の加速時における容量制御に有効である。
【００４８】
（ｂ）  この第１の実施形態の可変容量圧縮機においては、最小容量の運転時に、回動手段としてのスプール４０の作動により、バルブプレート１４のロータリプレート３２が回動されて、吸入ポート３５が閉じられるようになっている。このため、回動手段の構成が簡単であるとともに、バルブプレート１４のロータリプレート３２を、吸入ポート３５の開放位置または閉止位置へ確実に回動させることができる。
【００４９】
（ｃ）  この第１の実施形態の可変容量圧縮機では、給気通路２４の途中に配設された容量制御弁２５の開放により、吐出室１３ｂ内の高圧の冷媒ガスがクランク室１５及び収容筒３９内のスプール４０の背面側に供給されるようになっている。このため、クランク室１５の圧力及びスプール４０の背圧を迅速かつ確実に上昇させることができる。従って、冷房負荷の変動に応じて、斜板１９が最小傾角位置へ配置され、迅速かつ確実に最小吐出容量での運転に移行させることができる。また、この最小吐出容量での運転状態に切り換えられたときに、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流動を迅速かつ確実に遮断することができる。
【００５０】
（ｄ）  この第１の実施形態の可変容量圧縮機では、前述のクランク室１５内への吐出圧力の供給と、吸入ポート３５の閉止とを組み合わせることによって、吐出容量が減少されるようになっている。このため、クランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの圧力とのピストン２１を介した差をより迅速に増大させることができる。従って、大吐出容量運転から小吐出容量運転への切り替えをより迅速化することができる。また、最小吐出容量での運転時に、クランク室１５とシリンダボア１２ａとの間に大きな圧力差を設定することができて、最小吐出容量での運転が安定的に維持される。さらに、最小容量運転時に、シリンダボア１２ａ、吐出室１３ｂ、給気通路２４、クランク室１５、抽気通路２９及び吸入ポート３５によりなる内部循環通路が形成される。この内部循環通路内を流通する冷媒ガスにより、圧縮機内の摺動部への潤滑油の供給が確保される。
【００５１】
（ｅ）  この第１の実施形態の可変容量圧縮機では、スプール４０を作動させるのに、小径の給気通路２４を容量制御弁２５で開閉するのみでよい。このため、容量制御弁２５の制御弁体２６及びそれを可動させるためのソレノイド２８を、小型化することができる。従って、ソレノイド２８の消費電力を大きく低減することができて、バッテリ、オルタネータ等の他のエンジン補機の負担を大幅に低減できる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
さて、この第２の実施形態においては、図５及び図６に示すように、クランク室１５と吸入室１３ａとの間に抽気通路４５が形成され、この抽気通路４５の途中に電磁開閉弁よりなる容量制御弁４６が配設されている。この容量制御弁４６は、制御弁体４７と、その制御弁体４７を制御弁孔４８に対して開閉するためのソレノイド４９とを備えている。そして、この容量制御弁４６のソレノイド４９が励磁されたときには、図５に示すように、制御弁体４７が制御弁孔４８を開放する位置に配置される。また、容量制御弁４６のソレノイド４９が消磁されたときには、図６に示すように、制御弁体４７が制御弁孔４８を閉止する位置に配置される。
【００５４】
この容量制御弁４６の開閉制御により、抽気通路４５を介してクランク室１５から吸入室１３ａに導かれる冷媒ガスの抽出が調整される。そして、ピストン２１の前後に作用するクランク室１５内の圧力と、シリンダボア１２ａ内の圧力との差が調整される。この差に応じて斜板１９の傾角が変更されて、ピストン２１のストロークが変えられ、吐出容量が調整されるようになっている。
【００５５】
また、この第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に、バルブプレート１４がメインプレート３１及びロータリプレート３２の２層構造となるように形成されている。さらに、収容筒３９内に収容された回動手段としてのスプール４０の背面側には、抽気通路４５の容量制御弁４６の上流の圧力が連通孔３９ａを介して導かれている。そして、その抽気通路４５内の圧力が背圧として、スプール４０に作用するようになっている。
【００５６】
次に、この第２の実施形態の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５に示すように、容量制御弁４６が励磁されて、容量制御弁４６の制御弁体４７が制御弁孔４８を開放する開位置に配置され、抽気通路４５が開かれる。
【００５７】
この状態では、スプール４０の背面側の収容筒３９内の冷媒ガスは、抽気通路４５を介して、吸入室１３ａ内に流出しており、スプール４０には高い背圧が作用しない。このため、スプール４０がバネ４２の付勢力により元位置に移動配置されて、バルブプレート１４のロータリプレート３２は、吸入ポート３５の開放位置に配置される。そして、この状態では、メインプレート３１の吸入ポート３５とロータリプレート３２の開閉孔３６との位置が一致されており、吸入室１３ａからシリンダボア１２ａへの冷媒ガスの吸入が可能になっている。すなわち、図示しない外部冷媒回路から吸入室１３ａへの冷媒ガスの吸入が可能な状態となって、冷凍回路は冷房運転状態となる。
【００５８】
また、この高冷房負荷状態では、ピストン２１の往復動に伴い、ピストン２１とシリンダボア１２ａとの間の隙間を介して、制御圧室を兼ねるクランク室１５内にブローバイガスが流入する。ここでは、この隙間が、制御圧室と吐出領域とを連通するとともにその途中に絞り部を有する給気通路を構成している。その一方で、クランク室１５内の冷媒ガスは、抽気通路４５を介して吸入室１３ａに流出する。このため、クランク室１５内の圧力の上昇が抑制され、クランク室１５内の圧力とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介した差が小さくなる。このため、斜板１９が最大傾角状態側に移動保持されて、最大吐出容量の圧縮運転が行われる。
【００５９】
一方、冷房負荷が小さい場合には、図６に示すように、ソレノイド４９が消磁されて、容量制御弁４６の制御弁体４７が制御弁孔４８を閉止する閉位置に配置され、抽気通路４５が閉じられる。
【００６０】
この状態においても、ピストン２１の往復動に伴い、ピストン２１とシリンダボア１２ａとの間の隙間を介してクランク室１５内にブローバイガスが流入している。その一方で、抽気通路４５が遮断されているため、クランク室１５内から吸入室１３ａ内への冷媒ガスの放出が停止される。このため、クランク室１５内の圧力が上昇され、クランク室１５内の圧力とシリンダボア１２ａ内の圧力とのピストン２１を介した差が大きくなる。このため、斜板１９が最小傾角状態側に移動保持されて、最小吐出容量の圧縮運転が行われる。
【００６１】
この低冷房負荷状態では、抽気通路４５が遮断されているため、スプール４０の背面側の収容筒３９内の冷媒ガスは吸入室１３ａ内への抽出が停止される。この一方で、クランク室１５の圧力が高められるため、その高い圧力が抽気通路４５及び連通孔３９ａを介して、スプール４０の背面に作用する。このため、スプール４０がバネ４２の付勢力に抗して、作動位置に移動配置されて、バルブプレート１４のロータリプレート３２は、吸入ポート３５の閉止位置に配置される。そして、前述の第１の実施形態と同様に、図示しない外部冷媒回路から吸入室１３ａへの冷媒ガスの吸入が不能な状態となって、冷凍回路は冷房不能な運転状態となる。
【００６２】
さらに、前記のような斜板１９が最小傾角に配置された状態で圧縮運転が行われて冷房負荷が増大すると、図５に示すように、ソレノイド４９が励磁されて容量制御弁４６が開放され、抽気通路４５が再び開かれる。これにより、スプール４０の背面側の収容筒３９内及びクランク室１５内の冷媒ガスが、抽気通路４５を介して吸入室１３ａに放出される。従って、クランク室１５内の圧力が次第に減少される。そして、クランク室１５とシリンダボア１２ａとのピストン２１を介した差が小さくなって、斜板１９が最小傾角位置から最大傾角位置に移動配置される。スプール４０の背圧も低下して、バネ４２の付勢力により作動位置から元位置に移動される。そして、バルブプレート１４のロータリプレート３２が、再び吸入ポート３５の開放位置に回動配置されて、外部冷媒回路内の冷媒ガスの流動が再開され、冷凍回路は冷房運転状態となる。
【００６３】
この第２の実施形態によって期待できる効果について、以下に記載する。
（ｆ）  この第２の実施形態可変容量圧縮機においても、前述した第１の実施形態の（ａ）項及び（ｂ）項とほぼ同様の効果が発揮される。
【００６４】
（ｇ）  この第２の実施形態の可変容量圧縮機では、抽気通路４５の途中に配設された容量制御弁４６が閉止されて、ブローバイガスの流入によりクランク室１５の圧力が高められる。そして、その高められたクランク室１５の圧力が、抽気通路４５を介して収容筒３９内のスプール４０の背面側に供給されるようになっている。このため、クランク室１５の圧力及びスプール４０の背圧が急激に上昇されるのが抑制される。従って、圧縮機内の各摺動部が、急激な圧力上昇にさらされることがなく、それらの耐久性を向上することができる。
【００６５】
（ｈ）  この第２の実施形態の可変容量圧縮機では、スプール４０を作動させるのに、小径の抽気通路４５を容量制御弁４６で開閉するのみでよい。このため、容量制御弁４６の制御弁体４７及びそれを可動させるためのソレノイド４９を、小型化することができる。従って、ソレノイド４９の消費電力を大きく低減することができて、バッテリ、オルタネータ等の他のエンジン補機の負担を大幅に低減できる。
【００６６】
なお、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
（１）  前記第２の実施形態において、吐出室１３ｂとクランク室１５との間に、所定の絞り量を有する圧力供給通路を設けて連通させること。
【００６７】
このように構成した場合、ブローバイガスに加え、圧力供給通路を介して、吐出室１３ｂから常時所定量の高圧の圧縮冷媒ガスがクランク室１５内に供給される。これにより、容量制御弁４６が閉じられたときに、クランク室１５内の圧力及びスプール４０の背圧の上昇速度を高めることができる。従って、斜板１９の最小傾角位置への移動配置及びロータリプレート３２による吸入ポート３５の閉止をより迅速なものとすることができる。
【００６８】
（２）  収容筒３９内のバネ４２に代えて、スプール４０の背面とその背面に対向する収容筒３９の内壁面との間に引っ張りバネを介装して、スプール４０を連通孔３９ａ側に向かって付勢すること。
【００６９】
このように構成した場合、収容筒３９及びスプール４０の関連構成を小型化することができる。
（３）  この発明をクラッチ付きの可変容量圧縮機において具体化すること。
【００７０】
このように構成した場合、例えば図示しない空調装置作動スイッチがオフ状態のときのみクラッチを切り、空調装置作動スイッチがオン状態のときにはクラッチレス可変容量圧縮機と同様の動作を行うようにすれば、クラッチの断続回数を激減することができ、走行フィーリングを向上できる。
【００７１】
（４）  前記第１の実施形態において、給気通路２４の容量制御弁２５の下流側に分岐路を設け、収容筒３９内のスプール４０の背面側を給気通路２４の一部を構成させることなく、前記分岐路を介して給気通路２４に接続すること。
【００７２】
（５）  前記第２の実施形態において、抽気通路４５の容量制御弁４６の上流側に分岐路を設け、収容筒３９内のスプール４０の背面側を抽気通路４６の一部を構成させることなく、前記分岐路を介して給気通路４６に接続すること。
【００７３】
これらのように構成した場合、給気通路２４または抽気通路４５の配置上、及び収容筒３９の配置上の自由度が向上される。
（６）  バルブプレート１４のロータリプレート３２上に、メインプレート３１の吐出ポート３７と対応するように開閉孔３６を形成し、最小容量の運転時に、バルブプレート１４のロータリプレート３２の回動により、吐出ポート３７を閉じるように構成すること。
【００７４】
（７）  制御圧室をクランク室１５とは独立して設け、その制御圧室の圧力を変更することにより斜板１９を収容するクランク室１５内の圧力とシリンダボア１１ａ内の圧力とのピストン２１を介した差を変更し、その差に応じて斜板１９の傾角を変更するようにすること。
【００７５】
これらのように構成しても、前記各実施形態とほぼ同様の作用効果を発揮させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１及び２に記載の発明によれば、外部冷媒回路から吸入領域への冷媒ガスの吸入通路に大型の電磁開閉弁を設けることなく、冷房不能運転を行わせることができて、圧縮機の構造が簡単で軽量化を図ることができる。また、回動手段の構成が簡単であるとともに、バルブプレートのロータリプレートを、吸入ポートまたは吐出ポートの開閉位置へ確実に回動させることができる。
とくに、請求項１に記載の発明によれば、容量制御弁による給気通路の開閉動作に連動して、スプールを作動させて、バルブプレートのロータリプレートを、吸入ポートの開放位置または閉止位置へ迅速かつ確実に回動させることができる。また、前記スプールを作動させるのに、小径の給気通路を小型の容量制御弁で開閉するのみでよく、ソレノイドの消費電力を大きく低減することができる。従って、バッテリ、オルタネータ等の他のエンジン補機の負担を大幅に低減できる。
とくに、請求項２に記載の発明によれば、容量制御弁による抽気通路の開閉動作に連動して、スプールを作動させることで、圧縮機内の急激な圧力上昇を回避できて、圧縮機の各摺動部の耐久性を向上することができる。また、前記スプールを作動させるのに、小径の抽気通路を小型の容量制御弁で開閉するのみでよく、ソレノイドの消費電力を大きく低減することができる。従って、バッテリ、オルタネータ等の他のエンジン補機の負担を大幅に低減できる。
【００７７】
請求項３に記載の発明によれば、大吐出容量から小吐出容量への運転切り替えを迅速に行うことができる。
【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を示す断面図。
【図２】  図１の２−２線における断面図。
【図３】  図１の可変容量圧縮機の最小吐出容量状態を示す断面図。
【図４】  図３の４−４線における断面図。
【図５】  第２の実施形態の可変容量圧縮機を示す断面図。
【図６】  図５の可変容量圧縮機の最小吐出容量状態を示す断面図。
【符号の説明】
１１…ハウジングの一部を構成するフロントハウジング、１２…ハウジングの一部を構成するシリンダブロック、１２ａ…シリンダボア、１３…ハウジングの一部を構成するリヤハウジング、１３ａ…吸入領域を構成する吸入室、１３ｂ…吐出領域を構成する吐出室、１４…バルブプレート、１５…制御圧室を兼ねるクランク室、１６…駆動シャフト、１９…カムプレートとしての斜板、２１…ピストン、２４…給気通路、２５、４６…容量制御弁、２９、４５…抽気通路、３１…メインプレート、３２…ロータリプレート、３５…吸入ポート、３７…吐出ポート、４０…回動手段を構成するスプール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003941141.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003941141.tif 000006
【図６】
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