JPH11294328A - 制御弁及び可変容量型圧縮機 - Google Patents
制御弁及び可変容量型圧縮機Info
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- JPH11294328A JPH11294328A JP10106717A JP10671798A JPH11294328A JP H11294328 A JPH11294328 A JP H11294328A JP 10106717 A JP10106717 A JP 10106717A JP 10671798 A JP10671798 A JP 10671798A JP H11294328 A JPH11294328 A JP H11294328A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回転数が上昇した場合であっても、速やかに冷
房能力を調整して、過剰冷房を確実に防止する。 【解決手段】可変容量型圧縮機１は、クランク室１４内
の圧力上昇に基づいて斜板要素の傾角が縮小し、ピスト
ン１６のストロークの縮小により吐出容量が縮小する。
クランク室１４と吐出室２６とを連通する制御通路（給
気通路２９）に配設された制御弁３０は、吸入圧力を検
知して伸縮する感圧部３２と、感圧部３２の伸縮動作に
基づき制御通路の開度を制御可能とされた弁体３３とを
具備する。弁体３３には、制御通路の開度を拡大する方
向に吐出圧力が作用する。これにより、吐出圧力が高く
なるに従い吸入圧力が高くなるような制御特性とされ
る。
房能力を調整して、過剰冷房を確実に防止する。 【解決手段】可変容量型圧縮機１は、クランク室１４内
の圧力上昇に基づいて斜板要素の傾角が縮小し、ピスト
ン１６のストロークの縮小により吐出容量が縮小する。
クランク室１４と吐出室２６とを連通する制御通路（給
気通路２９）に配設された制御弁３０は、吸入圧力を検
知して伸縮する感圧部３２と、感圧部３２の伸縮動作に
基づき制御通路の開度を制御可能とされた弁体３３とを
具備する。弁体３３には、制御通路の開度を拡大する方
向に吐出圧力が作用する。これにより、吐出圧力が高く
なるに従い吸入圧力が高くなるような制御特性とされ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可変容量型圧縮機及
びこの圧縮機に用いられる制御弁に関する。本発明に係
る制御弁及び可変容量型圧縮機は、車両空調用等の冷房
装置に好適に利用することができる。
びこの圧縮機に用いられる制御弁に関する。本発明に係
る制御弁及び可変容量型圧縮機は、車両空調用等の冷房
装置に好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両空調用に供される可変容量型
圧縮機として、駆動源により変動しうる回転数で駆動さ
れる駆動軸と、シリンダブロックに形成されたボア内を
往復動し、吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出室に
吐出するピストンと、クランク室内で該駆動軸と共に回
転し、かつ該クランク室内の圧力上昇に基づいて該ピス
トンのストロークを縮小させる傾角変位可能な斜板要素
と、該クランク室と該吐出室とを連通する制御通路と、
該制御通路に配設され、該制御通路の開度を開閉制御す
る制御弁とを備えたものが知られている。
圧縮機として、駆動源により変動しうる回転数で駆動さ
れる駆動軸と、シリンダブロックに形成されたボア内を
往復動し、吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出室に
吐出するピストンと、クランク室内で該駆動軸と共に回
転し、かつ該クランク室内の圧力上昇に基づいて該ピス
トンのストロークを縮小させる傾角変位可能な斜板要素
と、該クランク室と該吐出室とを連通する制御通路と、
該制御通路に配設され、該制御通路の開度を開閉制御す
る制御弁とを備えたものが知られている。
【０００３】このような圧縮機で、冷媒としてフロン系
冷媒を用いた場合、言い換えれば吐出圧力及び吸入圧力
ともに用いる冷媒の臨界圧力未満の圧力で作動するよう
な冷房装置（以下、適宜「亜臨界サイクルの冷房装置」
という。）で上記可変容量型圧縮機を用いた場合は、図
１４に模式的に示すような制御弁の制御により、吐出容
量を可変とすることができる。
冷媒を用いた場合、言い換えれば吐出圧力及び吸入圧力
ともに用いる冷媒の臨界圧力未満の圧力で作動するよう
な冷房装置（以下、適宜「亜臨界サイクルの冷房装置」
という。）で上記可変容量型圧縮機を用いた場合は、図
１４に模式的に示すような制御弁の制御により、吐出容
量を可変とすることができる。
【０００４】図１４に示す制御弁は、クランク室と吐出
室とを連通する制御通路内に配設されるもので、吸入圧
力（Ｐｓ）を検知して伸縮する感圧部８０と、感圧部８
０の伸縮動作に基づき上記制御通路の開度を制御可能と
された弁体８１とを備えている。この制御弁では、感圧
部８０には、制御通路の開度を縮小する方向に吸入圧力
（Ｐｓ）が作用するとともに、制御通路の開度を拡大す
る方向に付勢するばね力により所定の設定値（Ｆ）の力
が作用し、一方弁体８１には、制御通路の開度を縮小す
る方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされ
ている。
室とを連通する制御通路内に配設されるもので、吸入圧
力（Ｐｓ）を検知して伸縮する感圧部８０と、感圧部８
０の伸縮動作に基づき上記制御通路の開度を制御可能と
された弁体８１とを備えている。この制御弁では、感圧
部８０には、制御通路の開度を縮小する方向に吸入圧力
（Ｐｓ）が作用するとともに、制御通路の開度を拡大す
る方向に付勢するばね力により所定の設定値（Ｆ）の力
が作用し、一方弁体８１には、制御通路の開度を縮小す
る方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされ
ている。
【０００５】かかる構造の制御弁では、吸入圧力（Ｐ
ｓ）が所定の設定圧力よりも小さくなったときに、弁体
８１が制御通路を開放して、該制御通路を介して吐出室
からクランク室へ吐出圧力（Ｐｄ）が供給される。これ
によりクランク室圧力（Ｐｃ）が上昇すれば斜板要素の
背圧が上昇するため、斜板要素の傾角が縮小され、その
結果ピストンのストロークも縮小され、ひいては吐出容
量が縮小される。
ｓ）が所定の設定圧力よりも小さくなったときに、弁体
８１が制御通路を開放して、該制御通路を介して吐出室
からクランク室へ吐出圧力（Ｐｄ）が供給される。これ
によりクランク室圧力（Ｐｃ）が上昇すれば斜板要素の
背圧が上昇するため、斜板要素の傾角が縮小され、その
結果ピストンのストロークも縮小され、ひいては吐出容
量が縮小される。
【０００６】ところで、上記構造の従来の制御弁では、
吐出圧力（Ｐｄ）が制御通路の開度を縮小する方向に弁
体８１に作用することから、上記ばねの設定値（Ｆ）が
一定ならば、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、吸入
圧力（Ｐｓ）の設定圧力が低下するという特性がある。
すなわち、吸入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力（Ｐｄ）との関
係に注目すれば、図１５に示すように、吐出圧力（Ｐ
ｄ）が高くなるに従い、吸入圧力（Ｐｓ）が低くなると
いう関係がある。そして、吸入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力
（Ｐｄ）との関係で、吸入圧力（Ｐｓ）が図１５の直線
よりも下の領域に入った場合（すなわち、図１５の直線
に基づき吐出圧力（Ｐｄ）に応じて決定される吸入圧力
（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の吸入圧力（Ｐｓ）が低
くなった場合）には、上記制御弁において弁体８１が制
御通路を開放し、クランク室圧力（Ｐｃ）の上昇に伴い
吐出容量が縮小される。
吐出圧力（Ｐｄ）が制御通路の開度を縮小する方向に弁
体８１に作用することから、上記ばねの設定値（Ｆ）が
一定ならば、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、吸入
圧力（Ｐｓ）の設定圧力が低下するという特性がある。
すなわち、吸入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力（Ｐｄ）との関
係に注目すれば、図１５に示すように、吐出圧力（Ｐ
ｄ）が高くなるに従い、吸入圧力（Ｐｓ）が低くなると
いう関係がある。そして、吸入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力
（Ｐｄ）との関係で、吸入圧力（Ｐｓ）が図１５の直線
よりも下の領域に入った場合（すなわち、図１５の直線
に基づき吐出圧力（Ｐｄ）に応じて決定される吸入圧力
（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の吸入圧力（Ｐｓ）が低
くなった場合）には、上記制御弁において弁体８１が制
御通路を開放し、クランク室圧力（Ｐｃ）の上昇に伴い
吐出容量が縮小される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かかる制御特性をもつ
場合、回転数の上昇等により冷媒循環量が増大して冷房
能力が過大となったときに、圧縮機の吐出容量を縮小さ
せて冷房能力を縮小させるという調整を速やかに行うこ
とが困難となる場合がある。上記問題は、特に、冷房装
置を構成する閉回路の高圧側圧力（吐出圧力）が冷媒の
超臨界圧力となるように作動する冷房装置（以下、適宜
「超臨界サイクルの冷房装置」という。）において顕著
となる。すなわち、超臨界サイクルの冷房装置では、回
転数上昇時に、高圧側圧力（吐出圧力）が速やかに上昇
する一方、低圧側蒸発圧力（吸入圧力）の低下が遅れる
という特性がある。このため、吐出圧力（Ｐｄ）が高く
なるに従い吸入圧力（Ｐｓ）が低くなるような上記制御
特性を制御弁がもつと、回転数上昇時に吐出圧力（Ｐ
ｄ）の上昇により吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力が低下し
てしまい、圧縮機の吐出容量の制御が遅れてしまうとい
う問題がある。
場合、回転数の上昇等により冷媒循環量が増大して冷房
能力が過大となったときに、圧縮機の吐出容量を縮小さ
せて冷房能力を縮小させるという調整を速やかに行うこ
とが困難となる場合がある。上記問題は、特に、冷房装
置を構成する閉回路の高圧側圧力（吐出圧力）が冷媒の
超臨界圧力となるように作動する冷房装置（以下、適宜
「超臨界サイクルの冷房装置」という。）において顕著
となる。すなわち、超臨界サイクルの冷房装置では、回
転数上昇時に、高圧側圧力（吐出圧力）が速やかに上昇
する一方、低圧側蒸発圧力（吸入圧力）の低下が遅れる
という特性がある。このため、吐出圧力（Ｐｄ）が高く
なるに従い吸入圧力（Ｐｓ）が低くなるような上記制御
特性を制御弁がもつと、回転数上昇時に吐出圧力（Ｐ
ｄ）の上昇により吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力が低下し
てしまい、圧縮機の吐出容量の制御が遅れてしまうとい
う問題がある。
【０００８】特表平６−５１０１１１号公報には、圧縮
機、放熱用熱交換器（ガスクーラ）、絞り手段、吸熱用
熱交換器（蒸発器）及び気液分離器（アキュムレータ）
が直列接続されて閉回路を形成してなる超臨界サイクル
の冷房装置が開示されている。この冷房装置は、高圧側
の放熱用熱交換器たるガスクーラの出口温度等を検出
し、これに基づいて該ガスクーラの下流に配置された絞
り手段を制御することにより、冷房装置におけるエネル
ギー消費を最小とすべく、高圧側圧力を調整するもので
ある。
機、放熱用熱交換器（ガスクーラ）、絞り手段、吸熱用
熱交換器（蒸発器）及び気液分離器（アキュムレータ）
が直列接続されて閉回路を形成してなる超臨界サイクル
の冷房装置が開示されている。この冷房装置は、高圧側
の放熱用熱交換器たるガスクーラの出口温度等を検出
し、これに基づいて該ガスクーラの下流に配置された絞
り手段を制御することにより、冷房装置におけるエネル
ギー消費を最小とすべく、高圧側圧力を調整するもので
ある。
【０００９】冷房装置におけるエネルギー消費を最小と
するには、圧縮機に外部から加えられる圧縮仕事（Ｗ）
に対する蒸発器における冷凍能力（Ｑ）の比として定義
される成績係数（ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗ）が最大となるような
条件で冷房装置を作動させればよい。なお、上記式から
も明らかなように、冷凍能力（Ｑ）及び圧縮仕事（Ｗ）
の双方の関与により上記ＣＯＰの値が決定され、蒸発器
における冷凍能力（Ｑ）、すなわち蒸発器内を冷媒が通
過する際に生じるエンタルピー変化（蒸発器出口と蒸発
器入口とにおけるエンタルピー差）が大きいほど、また
圧縮機で冷媒を圧縮するために要する圧縮仕事（Ｗ）が
小さいほど、上記ＣＯＰの値が大きくなる。
するには、圧縮機に外部から加えられる圧縮仕事（Ｗ）
に対する蒸発器における冷凍能力（Ｑ）の比として定義
される成績係数（ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗ）が最大となるような
条件で冷房装置を作動させればよい。なお、上記式から
も明らかなように、冷凍能力（Ｑ）及び圧縮仕事（Ｗ）
の双方の関与により上記ＣＯＰの値が決定され、蒸発器
における冷凍能力（Ｑ）、すなわち蒸発器内を冷媒が通
過する際に生じるエンタルピー変化（蒸発器出口と蒸発
器入口とにおけるエンタルピー差）が大きいほど、また
圧縮機で冷媒を圧縮するために要する圧縮仕事（Ｗ）が
小さいほど、上記ＣＯＰの値が大きくなる。
【００１０】ここに、超臨界サイクルの冷房装置におい
ては、高圧側の放熱用熱交換器たるガスクーラの出口に
おける冷媒温度がほぼ一定に保たれるときに、この高圧
側圧力を上昇させることにより上記冷凍能力（Ｑ）を増
大させて上記ＣＯＰの値を増大させることができるとい
う、亜臨界サイクルの冷房装置には見られない特性があ
り、これに伴い絞り手段における作用も亜臨界サイクル
のものとは異なる。
ては、高圧側の放熱用熱交換器たるガスクーラの出口に
おける冷媒温度がほぼ一定に保たれるときに、この高圧
側圧力を上昇させることにより上記冷凍能力（Ｑ）を増
大させて上記ＣＯＰの値を増大させることができるとい
う、亜臨界サイクルの冷房装置には見られない特性があ
り、これに伴い絞り手段における作用も亜臨界サイクル
のものとは異なる。
【００１１】すなわち、二酸化炭素（ＣＯ2 ）を冷媒と
する超臨界サイクルにおける圧力−エンタルピー線図
（Ｐ−Ｈ線図、モリエル線図）を図１６に示すように、
蒸発器における冷凍能力（Ｑ）は、蒸発器入口（Ｄ点）
でのエンタルピー（ＨD ）と蒸発器出口（Ａ点）でのエ
ンタルピー（ＨA ）との差（ΔＨ1 ＝ＨA −ＨD ）が大
きいほど、また蒸発器内を流れる冷媒の質量流量が大き
いほど大きくなる。ここに、蒸発器出口（Ａ点）におけ
る過熱度が高くなり過ぎると、圧縮機に吸入される冷媒
の比体積が大きくなること及び吐出ガス温度の上昇に伴
って圧縮機の体積効率が減少することにより、冷媒循環
量（単位時間当たりに蒸発器に供給される冷媒量、ｋｇ
／ｈ）が減少し、ひいては冷凍能力（Ｑ）が減少する。
このため、過熱度をほぼ一定に保って冷媒循環量の減少
による冷凍能力の低下を避ける観点より、蒸発器出口
（Ａ点）でのエンタルピー（ＨA ）はほぼ一定に保つ必
要がある。一方、蒸発器入口（Ｄ点）でのエンタルピー
（ＨD ）は、絞り手段における膨張過程が等エンタルピ
ー変化であることから、ガスクーラの出口（Ｃ点）での
エンタルピー（ＨC ）に等しい。したがって、蒸発器入
口（Ｄ点）でのエンタルピー（ＨD ）と蒸発器出口（Ａ
点）でのエンタルピー（ＨA ）との差（ΔＨ1 ）、ひい
ては冷凍能力（Ｑ）を大きくするには、ガスクーラの出
口（Ｃ点）でのエンタルピー（ＨC ）を小さくすればよ
い。冷媒の超臨界圧力となる高圧側のガスクーラ内は高
圧蒸気の単相領域であることから、高圧側圧力はガスク
ーラ出口（Ｃ点）での冷媒温度と無関係に調整可能であ
る。そして、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷媒温
度がほぼ一定に保たれるとき（例えば、４０℃。このガ
スクーラ出口の冷媒温度は、ガスクーラで冷媒と熱交換
する外気の温度とほぼ同一となる。）、図１６のＰ−Ｈ
線図中に示される４０℃の等温線から明らかなように、
高圧側圧力が高くなるほどガスクーラの出口（Ｃ点）で
のエンタルピー（ＨC）は小さくなる。よって、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度がほぼ一定に保た
れるとき、高圧側圧力を上昇させることにより、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）でのエンタルピー（ＨC ）を小さく
して、上記冷凍能力（Ｑ（＝ΔＨ1 ））、ひいては上記
ＣＯＰを増大させることができる。
する超臨界サイクルにおける圧力−エンタルピー線図
（Ｐ−Ｈ線図、モリエル線図）を図１６に示すように、
蒸発器における冷凍能力（Ｑ）は、蒸発器入口（Ｄ点）
でのエンタルピー（ＨD ）と蒸発器出口（Ａ点）でのエ
ンタルピー（ＨA ）との差（ΔＨ1 ＝ＨA −ＨD ）が大
きいほど、また蒸発器内を流れる冷媒の質量流量が大き
いほど大きくなる。ここに、蒸発器出口（Ａ点）におけ
る過熱度が高くなり過ぎると、圧縮機に吸入される冷媒
の比体積が大きくなること及び吐出ガス温度の上昇に伴
って圧縮機の体積効率が減少することにより、冷媒循環
量（単位時間当たりに蒸発器に供給される冷媒量、ｋｇ
／ｈ）が減少し、ひいては冷凍能力（Ｑ）が減少する。
このため、過熱度をほぼ一定に保って冷媒循環量の減少
による冷凍能力の低下を避ける観点より、蒸発器出口
（Ａ点）でのエンタルピー（ＨA ）はほぼ一定に保つ必
要がある。一方、蒸発器入口（Ｄ点）でのエンタルピー
（ＨD ）は、絞り手段における膨張過程が等エンタルピ
ー変化であることから、ガスクーラの出口（Ｃ点）での
エンタルピー（ＨC ）に等しい。したがって、蒸発器入
口（Ｄ点）でのエンタルピー（ＨD ）と蒸発器出口（Ａ
点）でのエンタルピー（ＨA ）との差（ΔＨ1 ）、ひい
ては冷凍能力（Ｑ）を大きくするには、ガスクーラの出
口（Ｃ点）でのエンタルピー（ＨC ）を小さくすればよ
い。冷媒の超臨界圧力となる高圧側のガスクーラ内は高
圧蒸気の単相領域であることから、高圧側圧力はガスク
ーラ出口（Ｃ点）での冷媒温度と無関係に調整可能であ
る。そして、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷媒温
度がほぼ一定に保たれるとき（例えば、４０℃。このガ
スクーラ出口の冷媒温度は、ガスクーラで冷媒と熱交換
する外気の温度とほぼ同一となる。）、図１６のＰ−Ｈ
線図中に示される４０℃の等温線から明らかなように、
高圧側圧力が高くなるほどガスクーラの出口（Ｃ点）で
のエンタルピー（ＨC）は小さくなる。よって、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度がほぼ一定に保た
れるとき、高圧側圧力を上昇させることにより、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）でのエンタルピー（ＨC ）を小さく
して、上記冷凍能力（Ｑ（＝ΔＨ1 ））、ひいては上記
ＣＯＰを増大させることができる。
【００１２】一方、ガスクーラの出口（Ｃ点）における
冷媒温度をほぼ一定（例えば、４０℃）として、高圧側
圧力を高くしていくと、それに伴い圧縮機で必要とされ
る圧縮仕事（Ｗ＝ΔＨ2 ＝ＨB −ＨA ）が大きくなる。
なお、ここでは、圧縮機内での圧縮を断熱圧縮とみな
し、圧縮過程は等エントロピー変化となり、圧縮仕事
（Ｗ）は圧縮機入口（Ａ点）でのエンタルピー（ＨA ）
と圧縮機出口（Ｂ点）でのエンタルピー（ＨB ）との差
に等しいとしている。このため、かかる高圧側圧力を高
くし過ぎると、圧縮仕事（Ｗ）の増大により、かえって
上記ＣＯＰが減少する。
冷媒温度をほぼ一定（例えば、４０℃）として、高圧側
圧力を高くしていくと、それに伴い圧縮機で必要とされ
る圧縮仕事（Ｗ＝ΔＨ2 ＝ＨB −ＨA ）が大きくなる。
なお、ここでは、圧縮機内での圧縮を断熱圧縮とみな
し、圧縮過程は等エントロピー変化となり、圧縮仕事
（Ｗ）は圧縮機入口（Ａ点）でのエンタルピー（ＨA ）
と圧縮機出口（Ｂ点）でのエンタルピー（ＨB ）との差
に等しいとしている。このため、かかる高圧側圧力を高
くし過ぎると、圧縮仕事（Ｗ）の増大により、かえって
上記ＣＯＰが減少する。
【００１３】このようなことから、ガスクーラの出口
（Ｃ点）における冷媒温度がある温度にあるときに、冷
凍能力（Ｑ）と圧縮仕事（Ｗ）との関係で決定される上
記ＣＯＰの値が最大となるような最適な高圧側圧力が存
在する。そして、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷
媒温度毎に存在する最適な高圧側圧力の軌跡を辿れば、
図１６に示すような最適制御線を決定することができ
る。
（Ｃ点）における冷媒温度がある温度にあるときに、冷
凍能力（Ｑ）と圧縮仕事（Ｗ）との関係で決定される上
記ＣＯＰの値が最大となるような最適な高圧側圧力が存
在する。そして、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷
媒温度毎に存在する最適な高圧側圧力の軌跡を辿れば、
図１６に示すような最適制御線を決定することができ
る。
【００１４】そこで、前記特表平６−５１０１１１号公
報に開示された超臨界サイクルの冷房装置では、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度及び冷媒圧力を検
出し、上記最適制御線に基づいてこの検出温度での最適
な高圧側圧力を決定する。そして、実際の高圧側圧力に
応じて絞り手段を制御することにより、実際の高圧側圧
力がこのようにして決定された最適圧力となるように調
整し、もって上記ＣＯＰの最大化、ひいては冷房装置に
おけるエネルギー消費の最小化を達成する。
報に開示された超臨界サイクルの冷房装置では、ガスク
ーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度及び冷媒圧力を検
出し、上記最適制御線に基づいてこの検出温度での最適
な高圧側圧力を決定する。そして、実際の高圧側圧力に
応じて絞り手段を制御することにより、実際の高圧側圧
力がこのようにして決定された最適圧力となるように調
整し、もって上記ＣＯＰの最大化、ひいては冷房装置に
おけるエネルギー消費の最小化を達成する。
【００１５】ところで、車両用冷房装置においては、エ
ンジンの回転が圧縮機の駆動源とされていることから、
エンジン回転数が上昇したとき、それに応じて圧縮機の
動力が増大して蒸発器での冷媒循環量（ｋｇ／ｈ）が増
大し、その結果冷凍能力（Ｑ）が過大となることがあ
る。このような回転数上昇時の過剰冷房を防ぐには、絞
り手段の開度を縮小して上記冷媒循環量を減少させる必
要がある。しかし、単に絞り手段の開度を縮小するのみ
では、蒸発器において冷媒圧力が低下することに伴って
その圧力に対応する飽和温度まで冷媒温度が低下してし
まうので、過剰冷房を効果的に防ぐことができない。そ
こで、エンジン回転数が上昇したときは、絞り手段の開
度を縮小させるとともに、それに応じて圧縮機の吐出容
量を縮小させることが行われている。すなわち、吸入圧
力（蒸発器出口での冷媒圧力）や蒸発器出口での冷媒温
度を検知することにより吐出容量が可変となる可変容量
型圧縮機を採用し、エンジン回転数が上昇したときは圧
縮機の吐出容量を縮小させるようにすれば、吐出容量の
縮小に基づく冷媒循環量の減少とともに、吐出容量の縮
小に基づく吸入圧力の上昇（すなわち蒸発器における冷
媒圧力の上昇）による蒸発器における冷媒温度の上昇を
期待することができ、したがって回転数上昇時の過剰冷
房を効果的に防ぐことが可能となる。
ンジンの回転が圧縮機の駆動源とされていることから、
エンジン回転数が上昇したとき、それに応じて圧縮機の
動力が増大して蒸発器での冷媒循環量（ｋｇ／ｈ）が増
大し、その結果冷凍能力（Ｑ）が過大となることがあ
る。このような回転数上昇時の過剰冷房を防ぐには、絞
り手段の開度を縮小して上記冷媒循環量を減少させる必
要がある。しかし、単に絞り手段の開度を縮小するのみ
では、蒸発器において冷媒圧力が低下することに伴って
その圧力に対応する飽和温度まで冷媒温度が低下してし
まうので、過剰冷房を効果的に防ぐことができない。そ
こで、エンジン回転数が上昇したときは、絞り手段の開
度を縮小させるとともに、それに応じて圧縮機の吐出容
量を縮小させることが行われている。すなわち、吸入圧
力（蒸発器出口での冷媒圧力）や蒸発器出口での冷媒温
度を検知することにより吐出容量が可変となる可変容量
型圧縮機を採用し、エンジン回転数が上昇したときは圧
縮機の吐出容量を縮小させるようにすれば、吐出容量の
縮小に基づく冷媒循環量の減少とともに、吐出容量の縮
小に基づく吸入圧力の上昇（すなわち蒸発器における冷
媒圧力の上昇）による蒸発器における冷媒温度の上昇を
期待することができ、したがって回転数上昇時の過剰冷
房を効果的に防ぐことが可能となる。
【００１６】しかしながら、前述したような超臨界サイ
クルの冷房装置において、前述の制御特性をもつ制御弁
でもって圧縮機の吐出容量を可変にしようとすると、超
臨界サイクルでは、上述したように絞り手段の作用に起
因して、エンジン回転数上昇時に圧縮機の容量制御を速
やかに行うことが困難になる等の問題がある。すなわ
ち、超臨界サイクルの冷房装置においては、前述したよ
うに、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度及び
冷媒圧力を検出し、ガスクーラ出口（Ｃ点）における実
際の冷媒圧力が上記検出温度での最適圧力となるよう
に、絞り手段の開度を調整して、ＣＯＰの最大化、ひい
ては冷房装置におけるエネルギー消費の最小化を達成す
る。
クルの冷房装置において、前述の制御特性をもつ制御弁
でもって圧縮機の吐出容量を可変にしようとすると、超
臨界サイクルでは、上述したように絞り手段の作用に起
因して、エンジン回転数上昇時に圧縮機の容量制御を速
やかに行うことが困難になる等の問題がある。すなわ
ち、超臨界サイクルの冷房装置においては、前述したよ
うに、ガスクーラの出口（Ｃ点）における冷媒温度及び
冷媒圧力を検出し、ガスクーラ出口（Ｃ点）における実
際の冷媒圧力が上記検出温度での最適圧力となるよう
に、絞り手段の開度を調整して、ＣＯＰの最大化、ひい
ては冷房装置におけるエネルギー消費の最小化を達成す
る。
【００１７】このような絞り手段の作用を伴う超臨界サ
イクルの冷房装置において、エンジン回転数、ひいては
圧縮機の駆動軸の回転数が上昇した場合、ガスクーラに
供給される冷媒の質量流量も増大するため、ガスクーラ
内での冷媒圧力（高圧側圧力、吐出圧力）が高くなる。
一方、絞り手段は前述の通りガスクーラの出口圧力が一
定となるように開度調整されるため、ガスクーラの出口
圧力の上昇を抑制すべく絞り手段の開度が拡大される。
このため、絞り手段の絞り方向への動作が遅れ、その結
果冷房能力の調整が遅れるという問題がある。また、絞
り手段の絞り方向への動作が遅れれば、吐出圧力は速や
かに上昇する一方で、吸入圧力の低下が遅れることにな
るので、吸入圧力等を検知することによる圧縮機の容量
制御が遅れることにもなり、これによっても冷房能力の
調整が遅れる。
イクルの冷房装置において、エンジン回転数、ひいては
圧縮機の駆動軸の回転数が上昇した場合、ガスクーラに
供給される冷媒の質量流量も増大するため、ガスクーラ
内での冷媒圧力（高圧側圧力、吐出圧力）が高くなる。
一方、絞り手段は前述の通りガスクーラの出口圧力が一
定となるように開度調整されるため、ガスクーラの出口
圧力の上昇を抑制すべく絞り手段の開度が拡大される。
このため、絞り手段の絞り方向への動作が遅れ、その結
果冷房能力の調整が遅れるという問題がある。また、絞
り手段の絞り方向への動作が遅れれば、吐出圧力は速や
かに上昇する一方で、吸入圧力の低下が遅れることにな
るので、吸入圧力等を検知することによる圧縮機の容量
制御が遅れることにもなり、これによっても冷房能力の
調整が遅れる。
【００１８】以上詳述したように、超臨界サイクルの冷
房装置では、回転数上昇時に、高圧側圧力（吐出圧力）
が速やかに上昇する一方で、低圧側蒸発圧力（吸入圧
力）の低下が遅れるという特性がある。このため、前述
の制御特性をもつ制御弁では回転数上昇等による高圧上
昇により吸入圧力の設定圧力が低下してしまい、過剰冷
房を防止しにくいという問題が起こりやすい。
房装置では、回転数上昇時に、高圧側圧力（吐出圧力）
が速やかに上昇する一方で、低圧側蒸発圧力（吸入圧
力）の低下が遅れるという特性がある。このため、前述
の制御特性をもつ制御弁では回転数上昇等による高圧上
昇により吸入圧力の設定圧力が低下してしまい、過剰冷
房を防止しにくいという問題が起こりやすい。
【００１９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、回転数が上昇した場合であっても、速やかに冷房
能力を調整することができ、したがって回転数上昇によ
る過剰冷房を確実に防止することのできる制御弁及び可
変容量型圧縮機を提供することを解決すべき技術課題と
するものである。
あり、回転数が上昇した場合であっても、速やかに冷房
能力を調整することができ、したがって回転数上昇によ
る過剰冷房を確実に防止することのできる制御弁及び可
変容量型圧縮機を提供することを解決すべき技術課題と
するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１記載の制
御弁は、駆動源により駆動される駆動軸と、シリンダブ
ロックに形成されたボア内を往復動し、吸入室から吸入
した冷媒を圧縮して吐出室に吐出するピストンと、クラ
ンク室内の圧力調整に基づいて該ピストンのストローク
を変更させる傾角変位可能な斜板要素と、該クランク室
と該吐出室及び該吸入室のうちの少なくとも一方とを連
通する制御通路とを備えた可変容量型圧縮機に用いられ
る制御弁であって、吸入圧力及びクランク室圧力のうち
の少なくとも一方を検知する感圧部と、該感圧部の検知
動作に基づき上記制御通路の開度を制御可能とされた弁
体とを具備し、吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高
くなるような制御特性を有することを特徴とするもので
ある。
御弁は、駆動源により駆動される駆動軸と、シリンダブ
ロックに形成されたボア内を往復動し、吸入室から吸入
した冷媒を圧縮して吐出室に吐出するピストンと、クラ
ンク室内の圧力調整に基づいて該ピストンのストローク
を変更させる傾角変位可能な斜板要素と、該クランク室
と該吐出室及び該吸入室のうちの少なくとも一方とを連
通する制御通路とを備えた可変容量型圧縮機に用いられ
る制御弁であって、吸入圧力及びクランク室圧力のうち
の少なくとも一方を検知する感圧部と、該感圧部の検知
動作に基づき上記制御通路の開度を制御可能とされた弁
体とを具備し、吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高
くなるような制御特性を有することを特徴とするもので
ある。
【００２１】この制御弁においては、高圧側圧力として
の吐出圧力をｘ軸とし、低圧側蒸発圧力としての吸入圧
力をｙ軸としたｘ−ｙ座標において、予め決定された所
定傾きの右上がりの制御特性を持たせている。これは、
吸入圧力を設定圧力として圧縮機の吐出容量を可変制御
する場合、具体的には吸入圧力が設定圧力よりも低くな
ったときにクランク室圧力を上昇させて吐出容量を減少
させるように可変制御する場合において、吐出圧力が高
くなるに従い、該設定圧力が高くなるような制御特性を
もたせたことを意味する。
の吐出圧力をｘ軸とし、低圧側蒸発圧力としての吸入圧
力をｙ軸としたｘ−ｙ座標において、予め決定された所
定傾きの右上がりの制御特性を持たせている。これは、
吸入圧力を設定圧力として圧縮機の吐出容量を可変制御
する場合、具体的には吸入圧力が設定圧力よりも低くな
ったときにクランク室圧力を上昇させて吐出容量を減少
させるように可変制御する場合において、吐出圧力が高
くなるに従い、該設定圧力が高くなるような制御特性を
もたせたことを意味する。
【００２２】このため、エンジンの回転数、ひいては圧
縮機の駆動軸の回転数が上昇した場合、前述したように
吐出圧力が速やかに高くなる一方で、低圧側蒸発圧力の
低下が遅れたとしても、上記制御特性により吐出圧力が
高くなるに従って吸入圧力の設定圧力が高くなっていれ
ば、吸入圧力は速やかに上記設定圧力よりも低くなる。
このため、圧縮機の吐出容量を速やかに減少させて冷房
能力を速やかに減少させることができ、したがって回転
数上昇時の過剰冷房を確実に防止することが可能とな
る。 （２）請求項２記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記弁体は、クランク室と吐出室とを連通す
る制御通路に配置され、前記弁体に対して、前記制御通
路の開度を拡大する方向に前記吐出圧力が作用すること
を特徴とするものである。
縮機の駆動軸の回転数が上昇した場合、前述したように
吐出圧力が速やかに高くなる一方で、低圧側蒸発圧力の
低下が遅れたとしても、上記制御特性により吐出圧力が
高くなるに従って吸入圧力の設定圧力が高くなっていれ
ば、吸入圧力は速やかに上記設定圧力よりも低くなる。
このため、圧縮機の吐出容量を速やかに減少させて冷房
能力を速やかに減少させることができ、したがって回転
数上昇時の過剰冷房を確実に防止することが可能とな
る。 （２）請求項２記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記弁体は、クランク室と吐出室とを連通す
る制御通路に配置され、前記弁体に対して、前記制御通
路の開度を拡大する方向に前記吐出圧力が作用すること
を特徴とするものである。
【００２３】この制御弁では、弁体に作用する吐出圧力
は、制御通路の開度を拡大する方向に作用するため、吐
出圧力が高くなるに従い、高くなった吐出圧力の作用に
基づき、制御通路の開度を拡大する方向に弁体がより変
位し易くなる。制御通路を介して吐出圧力がクランク室
内に供給されることによりクランク室圧力（Ｐｃ）が上
昇すれば、斜板要素の背圧が上昇し、斜板要素の傾角が
縮小して、ピストンストローク、ひいては吐出容量が縮
小する。このため、吐出圧力が高くなるに従い、制御通
路の開度を拡大する方向に弁体がより変位し易くなれ
ば、より速やかに圧縮機の吐出容量が縮小され、この吐
出容量の縮小に基づいて吸入圧力が増加される。 （３）請求項３記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記感圧部の設定値が電磁ソレノイドにより
可変とされていることを特徴とするものである。
は、制御通路の開度を拡大する方向に作用するため、吐
出圧力が高くなるに従い、高くなった吐出圧力の作用に
基づき、制御通路の開度を拡大する方向に弁体がより変
位し易くなる。制御通路を介して吐出圧力がクランク室
内に供給されることによりクランク室圧力（Ｐｃ）が上
昇すれば、斜板要素の背圧が上昇し、斜板要素の傾角が
縮小して、ピストンストローク、ひいては吐出容量が縮
小する。このため、吐出圧力が高くなるに従い、制御通
路の開度を拡大する方向に弁体がより変位し易くなれ
ば、より速やかに圧縮機の吐出容量が縮小され、この吐
出容量の縮小に基づいて吸入圧力が増加される。 （３）請求項３記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記感圧部の設定値が電磁ソレノイドにより
可変とされていることを特徴とするものである。
【００２４】この制御弁では、この可変容量型圧縮機が
放熱用熱交換器、絞り手段及び吸熱用熱交換器とととも
に直列接続されて閉回路を形成してなる車両用冷房装置
に適用された場合、電磁ソレノイドの作動で感圧部の設
定値を可変とすることにより、吸熱用熱交換器での吹き
出し温度を変更することができる。例えば、吸入圧力を
設定圧力として圧縮機の吐出容量を可変制御する場合に
おいて、電磁ソレノイドの作動により上記感圧部の設定
値を高くすれば、吸入圧力がより高い段階で上記設定圧
力よりも低くなるので、吸入圧力がより高い状態にある
ときに圧縮機の吐出容量が縮小されることとなり、その
結果吸熱用熱交換器での吹き出し温度が高くなる。一
方、電磁ソレノイドの作動により上記感圧部の設定値を
低くすれば、吸入圧力がより低い段階で上記設定圧力よ
りも低くなるので、吸入圧力がより低い状態にならなけ
れば圧縮機の吐出容量が縮小されないこととなり、その
結果吸熱用熱交換器での吹き出し温度が低くなる。した
がって、感圧部の設定値を電磁ソレノイドにより可変と
することにより、極めて細やかな空調制御が可能とな
る。 （４）請求項４記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記可変容量型圧縮機は吐出ガスを冷媒の超
臨界圧力で吐出することを特徴とするものである。
放熱用熱交換器、絞り手段及び吸熱用熱交換器とととも
に直列接続されて閉回路を形成してなる車両用冷房装置
に適用された場合、電磁ソレノイドの作動で感圧部の設
定値を可変とすることにより、吸熱用熱交換器での吹き
出し温度を変更することができる。例えば、吸入圧力を
設定圧力として圧縮機の吐出容量を可変制御する場合に
おいて、電磁ソレノイドの作動により上記感圧部の設定
値を高くすれば、吸入圧力がより高い段階で上記設定圧
力よりも低くなるので、吸入圧力がより高い状態にある
ときに圧縮機の吐出容量が縮小されることとなり、その
結果吸熱用熱交換器での吹き出し温度が高くなる。一
方、電磁ソレノイドの作動により上記感圧部の設定値を
低くすれば、吸入圧力がより低い段階で上記設定圧力よ
りも低くなるので、吸入圧力がより低い状態にならなけ
れば圧縮機の吐出容量が縮小されないこととなり、その
結果吸熱用熱交換器での吹き出し温度が低くなる。した
がって、感圧部の設定値を電磁ソレノイドにより可変と
することにより、極めて細やかな空調制御が可能とな
る。 （４）請求項４記載の制御弁は、請求項１記載の制御弁
において、前記可変容量型圧縮機は吐出ガスを冷媒の超
臨界圧力で吐出することを特徴とするものである。
【００２５】可変容量型圧縮機が吐出ガスを冷媒の超臨
界圧力で吐出する場合とは、この可変容量型圧縮機が超
臨界サイクルの冷房装置に適用される場合である。かか
る場合、前述したように回転数上昇時に吸入圧力の低下
が遅れるため過剰冷房になり易いという問題があるが、
上述のとおり、吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高
くなるような制御特性をもたせることにより、圧縮機の
吐出容量を速やかに減少させて冷房能力を速やかに減少
させることができ、したがって回転数上昇時の過剰冷房
を確実に防止することが可能となる。 （５）請求項５記載の制御弁は、請求項４記載の制御弁
において、前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とす
るものである。 （６）請求項６記載の可変容量型圧縮機は、駆動源によ
り駆動される駆動軸と、シリンダブロックに形成された
ボア内を往復動し、吸入室から吸入した冷媒を圧縮して
吐出室に吐出するピストンと、クランク室内の圧力調整
に基づいて該ピストンのストロークを変更させる傾角変
位可能な斜板要素と、該クランク室と該吐出室及び該吸
入室のうちの少なくとも一方とを連通する制御通路と、
該制御通路に配設され、該制御通路を開閉制御する制御
弁とを備えた可変容量型圧縮機であって、上記制御弁
は、吸入圧力及びクランク室圧力のうちの少なくとも一
方を検知する感圧部と、該感圧部の検知動作に基づき上
記制御通路の開度を制御可能とされた弁体とを具備し、
吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高くなるような制
御特性を有することを特徴とするものである。
界圧力で吐出する場合とは、この可変容量型圧縮機が超
臨界サイクルの冷房装置に適用される場合である。かか
る場合、前述したように回転数上昇時に吸入圧力の低下
が遅れるため過剰冷房になり易いという問題があるが、
上述のとおり、吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高
くなるような制御特性をもたせることにより、圧縮機の
吐出容量を速やかに減少させて冷房能力を速やかに減少
させることができ、したがって回転数上昇時の過剰冷房
を確実に防止することが可能となる。 （５）請求項５記載の制御弁は、請求項４記載の制御弁
において、前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴とす
るものである。 （６）請求項６記載の可変容量型圧縮機は、駆動源によ
り駆動される駆動軸と、シリンダブロックに形成された
ボア内を往復動し、吸入室から吸入した冷媒を圧縮して
吐出室に吐出するピストンと、クランク室内の圧力調整
に基づいて該ピストンのストロークを変更させる傾角変
位可能な斜板要素と、該クランク室と該吐出室及び該吸
入室のうちの少なくとも一方とを連通する制御通路と、
該制御通路に配設され、該制御通路を開閉制御する制御
弁とを備えた可変容量型圧縮機であって、上記制御弁
は、吸入圧力及びクランク室圧力のうちの少なくとも一
方を検知する感圧部と、該感圧部の検知動作に基づき上
記制御通路の開度を制御可能とされた弁体とを具備し、
吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高くなるような制
御特性を有することを特徴とするものである。
【００２６】この可変容量型圧縮機は、請求項１記載の
制御弁を備えたものであるから、回転数上昇時に圧縮機
の吐出容量を速やかに減少させて冷房能力を速やかに減
少させることができ、したがって回転数上昇時の過剰冷
房を確実に防止することが可能となる。 （７）請求項７記載の可変容量型圧縮機は、請求項６記
載の可変容量型圧縮機において、吐出ガスを冷媒の超臨
界圧力で吐出することを特徴とするものである。 （８）請求項８記載の可変容量型圧縮機は、請求項７記
載の可変容量型圧縮機において、前記冷媒は二酸化炭素
であることを特徴とするものである。
制御弁を備えたものであるから、回転数上昇時に圧縮機
の吐出容量を速やかに減少させて冷房能力を速やかに減
少させることができ、したがって回転数上昇時の過剰冷
房を確実に防止することが可能となる。 （７）請求項７記載の可変容量型圧縮機は、請求項６記
載の可変容量型圧縮機において、吐出ガスを冷媒の超臨
界圧力で吐出することを特徴とするものである。 （８）請求項８記載の可変容量型圧縮機は、請求項７記
載の可変容量型圧縮機において、前記冷媒は二酸化炭素
であることを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）この冷房装置は、超臨界サイクルの冷房
装置に係る車両空調用に供するもので、図１に示すよう
に、圧縮機１、放熱用熱交換器としてのガスクーラ２、
絞り手段としての膨張弁３、吸熱用熱交換器としての蒸
発器４及び気液分離器としてのアキュムレータ５が直列
接続された閉回路からなる。すなわち、圧縮機１の吐出
室２６が管路６ａによりガスクーラ２に接続され、この
ガスクーラ２が管路６ｂにより膨張弁３に接続され、こ
の膨張弁３が管路６ｃにより蒸発器４に接続され、この
蒸発器４が管路６ｄによりアキュムレータ５に接続さ
れ、このアキュムレータ５が管路６ｅにより再び圧縮機
１の吸入室２７に接続されて、閉回路としての冷凍回路
を構成している。
態を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）この冷房装置は、超臨界サイクルの冷房
装置に係る車両空調用に供するもので、図１に示すよう
に、圧縮機１、放熱用熱交換器としてのガスクーラ２、
絞り手段としての膨張弁３、吸熱用熱交換器としての蒸
発器４及び気液分離器としてのアキュムレータ５が直列
接続された閉回路からなる。すなわち、圧縮機１の吐出
室２６が管路６ａによりガスクーラ２に接続され、この
ガスクーラ２が管路６ｂにより膨張弁３に接続され、こ
の膨張弁３が管路６ｃにより蒸発器４に接続され、この
蒸発器４が管路６ｄによりアキュムレータ５に接続さ
れ、このアキュムレータ５が管路６ｅにより再び圧縮機
１の吸入室２７に接続されて、閉回路としての冷凍回路
を構成している。
【００２８】この冷房装置は、冷凍回路の高圧側圧力が
該回路を循環する冷媒の超臨界圧力となるように作動す
る。そして、冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ2 ）が用い
られている。なお、冷媒としては、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の他に、エチレン（Ｃ2 Ｈ 4 ）、デイボラン（Ｂ
2 Ｈ6 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）や酸化窒素等を採用する
こともできる。
該回路を循環する冷媒の超臨界圧力となるように作動す
る。そして、冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ2 ）が用い
られている。なお、冷媒としては、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の他に、エチレン（Ｃ2 Ｈ 4 ）、デイボラン（Ｂ
2 Ｈ6 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）や酸化窒素等を採用する
こともできる。
【００２９】また膨張弁３は、前述したように、ガスク
ーラ２の出口における冷媒温度及び冷媒圧力の検知結果
に基づき、この冷媒温度及び冷媒圧力の関係が前記最適
制御線に対応するように、すなわちＣＯＰが最大となる
ように、その開度が制御される。上記圧縮機１は制御弁
３０の制御により吐出流量を可変できる可変容量型圧縮
機であり、クランク室１４内の圧力増加に基づいて吐出
容量が縮小され、高圧側圧力の増加に従い、クランク室
１４内の圧力が増加されるるものである。
ーラ２の出口における冷媒温度及び冷媒圧力の検知結果
に基づき、この冷媒温度及び冷媒圧力の関係が前記最適
制御線に対応するように、すなわちＣＯＰが最大となる
ように、その開度が制御される。上記圧縮機１は制御弁
３０の制御により吐出流量を可変できる可変容量型圧縮
機であり、クランク室１４内の圧力増加に基づいて吐出
容量が縮小され、高圧側圧力の増加に従い、クランク室
１４内の圧力が増加されるるものである。
【００３０】この圧縮機１では、シリンダブロック１０
の前端側にフロントハウジング１１が接合され、シリン
ダブロック１０の後端側に弁板１２等を挟持してリアハ
ウジング１３が接合されている。フロントハウジング１
１とシリンダブロック１０とによって形成されるクラン
ク室１４内には、一端がフロントハウジング１１から延
出されて図示しない電磁クラッチのアーマチュアに固定
される駆動軸１５が収容され、駆動軸１５はフロントハ
ウジング１１及びシリンダブロック１０との間に設けら
れた軸封装置及びラジアル軸受によって回転可能に支持
されている。なお、駆動軸１５の他端と弁板１２等との
間には図示しないスラスト軸受及び板ばねが介在されて
いる。また、シリンダブロック１０には駆動軸１５を取
り囲む位置に複数個のボア１０ａが穿設されており、各
ボア１０ａにはピストン１６がそれぞれ収容されてい
る。
の前端側にフロントハウジング１１が接合され、シリン
ダブロック１０の後端側に弁板１２等を挟持してリアハ
ウジング１３が接合されている。フロントハウジング１
１とシリンダブロック１０とによって形成されるクラン
ク室１４内には、一端がフロントハウジング１１から延
出されて図示しない電磁クラッチのアーマチュアに固定
される駆動軸１５が収容され、駆動軸１５はフロントハ
ウジング１１及びシリンダブロック１０との間に設けら
れた軸封装置及びラジアル軸受によって回転可能に支持
されている。なお、駆動軸１５の他端と弁板１２等との
間には図示しないスラスト軸受及び板ばねが介在されて
いる。また、シリンダブロック１０には駆動軸１５を取
り囲む位置に複数個のボア１０ａが穿設されており、各
ボア１０ａにはピストン１６がそれぞれ収容されてい
る。
【００３１】クランク室１４内において、駆動軸１５に
はロータ１８がフロントハウジング１１との間にスラス
ト軸受を介して駆動軸１５と同期回転可能に固着され、
ロータ１８の後方にはヒンジ機構１９により回転斜板２
０がロータ１８と同期回転可能に係留されている。ま
た、クランク室１４内における駆動軸１５の周面にはス
リーブ２１が摺動可能に設けられており、スリーブ２１
に突設された枢軸２１ａに回転斜板２０が揺動可能に係
留されている。この回転斜板２０にはスラスト軸受２２
等を介して揺動斜板２３が係留されており、揺動斜板２
３にはフロントハウジング１１の回り止め溝１１ａ内を
軸方向にのみ摺動可能な図示しない回り止めピンが固着
されている。揺動斜板２３と各ピストン１６との間には
ロッド２４が係留されており、これにより各ピストン１
６は各ボア１０ａ内を揺動斜板２３の傾角に応じて往復
動可能になされている。
はロータ１８がフロントハウジング１１との間にスラス
ト軸受を介して駆動軸１５と同期回転可能に固着され、
ロータ１８の後方にはヒンジ機構１９により回転斜板２
０がロータ１８と同期回転可能に係留されている。ま
た、クランク室１４内における駆動軸１５の周面にはス
リーブ２１が摺動可能に設けられており、スリーブ２１
に突設された枢軸２１ａに回転斜板２０が揺動可能に係
留されている。この回転斜板２０にはスラスト軸受２２
等を介して揺動斜板２３が係留されており、揺動斜板２
３にはフロントハウジング１１の回り止め溝１１ａ内を
軸方向にのみ摺動可能な図示しない回り止めピンが固着
されている。揺動斜板２３と各ピストン１６との間には
ロッド２４が係留されており、これにより各ピストン１
６は各ボア１０ａ内を揺動斜板２３の傾角に応じて往復
動可能になされている。
【００３２】スリーブ２１とシリンダブロック１０側の
駆動軸１５に固定されたサークリップとの間には押圧ば
ね２５が装備されている。そして、この押圧ばね２５に
より回転斜板２０はロータ１８と当接可能になされ、こ
れにより揺動斜板２３は起動時等には最大傾角に維持さ
れている。また、押圧ばね２５が最も縮小された状態で
揺動斜板２３は最小傾角に維持可能になされている。
駆動軸１５に固定されたサークリップとの間には押圧ば
ね２５が装備されている。そして、この押圧ばね２５に
より回転斜板２０はロータ１８と当接可能になされ、こ
れにより揺動斜板２３は起動時等には最大傾角に維持さ
れている。また、押圧ばね２５が最も縮小された状態で
揺動斜板２３は最小傾角に維持可能になされている。
【００３３】また、リアハウジング１３内では、中央側
に吐出室２６が形成され、この吐出室２６の外側に吸入
室２７が形成されている。各ピストン１６の端面が各ボ
ア１０ａとの間で形成する各圧縮室と吐出室２６とは、
弁板１２に形成された各吐出ポートにより連通されてお
り、各吐出ポートは吐出室２６側においてリテーナ２６
ａによって開度が規制される吐出弁によって開閉可能に
なされている。また、各圧縮室と吸入室２７とは、弁板
１２に形成された各吸入ポートにより連通されており、
各吸入ポートは各圧縮室側において吸入弁によって開閉
可能になされている。
に吐出室２６が形成され、この吐出室２６の外側に吸入
室２７が形成されている。各ピストン１６の端面が各ボ
ア１０ａとの間で形成する各圧縮室と吐出室２６とは、
弁板１２に形成された各吐出ポートにより連通されてお
り、各吐出ポートは吐出室２６側においてリテーナ２６
ａによって開度が規制される吐出弁によって開閉可能に
なされている。また、各圧縮室と吸入室２７とは、弁板
１２に形成された各吸入ポートにより連通されており、
各吸入ポートは各圧縮室側において吸入弁によって開閉
可能になされている。
【００３４】さらに、リアハウジング１３、弁板１２及
びシリンダブロック１０等には、クランク室１４と吸入
室２７とを連通する抽気通路２８が形成されているとと
もに、吐出室２６とクランク室１４とを連通する制御通
路としての給気通路２９が形成されており、リアハウジ
ング１３内には給気通路２９の途中に制御弁３０が装備
されている。
びシリンダブロック１０等には、クランク室１４と吸入
室２７とを連通する抽気通路２８が形成されているとと
もに、吐出室２６とクランク室１４とを連通する制御通
路としての給気通路２９が形成されており、リアハウジ
ング１３内には給気通路２９の途中に制御弁３０が装備
されている。
【００３５】この制御弁３０は、図２にもその構造を模
式的に示すように、吸入室２７と連通する検知通路３１
により吸入圧力（Ｐｓ）を検知して伸縮する感圧部３２
と、感圧部３２の伸縮動作に基づき上記制御通路として
の給気通路２９の開度を制御可能とされたボール状弁体
３３とを備えている。そして、感圧部３２には、給気通
路２９の開度を縮小する方向に吸入圧力（Ｐｓ）が作用
するとともに、給気通路２９の開度を拡大する方向に付
勢するばね３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が作
用し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大す
る方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされ
ている。なお、感圧部３２としてはダイヤフラムやベロ
ーズ等を使用すればよい。
式的に示すように、吸入室２７と連通する検知通路３１
により吸入圧力（Ｐｓ）を検知して伸縮する感圧部３２
と、感圧部３２の伸縮動作に基づき上記制御通路として
の給気通路２９の開度を制御可能とされたボール状弁体
３３とを備えている。そして、感圧部３２には、給気通
路２９の開度を縮小する方向に吸入圧力（Ｐｓ）が作用
するとともに、給気通路２９の開度を拡大する方向に付
勢するばね３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が作
用し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大す
る方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされ
ている。なお、感圧部３２としてはダイヤフラムやベロ
ーズ等を使用すればよい。
【００３６】かかる構造の制御弁３０では、吸入圧力
（Ｐｓ）が所定の設定圧力よりも小さくなったときに、
弁体３３が給気通路２９を開放して、該給気通路２９を
介して吐出室２６からクランク室１４へ吐出圧力（Ｐ
ｄ）が供給される。これによりクランク室１４の圧力
（Ｐｃ）が上昇すれば、斜板要素としての回転斜板２０
及び揺動斜板２３の背圧が上昇するため、斜板要素の傾
角が縮小され、その結果ピストン１６のストロークも縮
小され、ひいては吐出容量が縮小される。
（Ｐｓ）が所定の設定圧力よりも小さくなったときに、
弁体３３が給気通路２９を開放して、該給気通路２９を
介して吐出室２６からクランク室１４へ吐出圧力（Ｐ
ｄ）が供給される。これによりクランク室１４の圧力
（Ｐｃ）が上昇すれば、斜板要素としての回転斜板２０
及び揺動斜板２３の背圧が上昇するため、斜板要素の傾
角が縮小され、その結果ピストン１６のストロークも縮
小され、ひいては吐出容量が縮小される。
【００３７】このように給気通路２９の開度を拡大する
方向に吐出圧力（Ｐｄ）が弁体３３に作用するため、吐
出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、高くなった吐出圧力
（Ｐｄ）の作用に基づき、給気通路２９の開度を拡大す
る方向に弁体３３がより変位し易くなり、より速やかに
圧縮機１の吐出容量が縮小され、この吐出容量の縮小に
基づいて吸入圧力（Ｐｓ）が増加される。
方向に吐出圧力（Ｐｄ）が弁体３３に作用するため、吐
出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、高くなった吐出圧力
（Ｐｄ）の作用に基づき、給気通路２９の開度を拡大す
る方向に弁体３３がより変位し易くなり、より速やかに
圧縮機１の吐出容量が縮小され、この吐出容量の縮小に
基づいて吸入圧力（Ｐｓ）が増加される。
【００３８】このため、吸入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力
（Ｐｄ）との関係に注目し、Ｐｓ：給気通路２９の開度
を縮小する方向に感圧部３２に作用する吸入圧力、Ｐ
ｄ：給気通路２９の開度を拡大する方向に弁体３３に作
用する吐出圧力、Ａｓ：吸入圧力が作用する感圧部３２
の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用する弁体３３の面積、
Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３２の設定値（感圧部３
２が給気通路２９の開度を拡大させる方向に作用すると
きのＦの符号を正とする）としたとき、上記構造の制御
弁３０によれば、 Ｐｓ＝Ｆ／Ａｓ＋（Ａｄ／Ａｓ）Ｐｄ …（１） 概略、上記（１）式の関係となる。
（Ｐｄ）との関係に注目し、Ｐｓ：給気通路２９の開度
を縮小する方向に感圧部３２に作用する吸入圧力、Ｐ
ｄ：給気通路２９の開度を拡大する方向に弁体３３に作
用する吐出圧力、Ａｓ：吸入圧力が作用する感圧部３２
の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用する弁体３３の面積、
Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３２の設定値（感圧部３
２が給気通路２９の開度を拡大させる方向に作用すると
きのＦの符号を正とする）としたとき、上記構造の制御
弁３０によれば、 Ｐｓ＝Ｆ／Ａｓ＋（Ａｄ／Ａｓ）Ｐｄ …（１） 概略、上記（１）式の関係となる。
【００３９】そして、上記（１）式は、図３に示すよう
に、吐出圧力（Ｐｄ）をｘ軸とし、吸入圧力（Ｐｓ）を
ｙ軸としたｘ−ｙ座標において、右上がりの直線：ｙ＝
ａｘ＋ｂ，ａ＞０で示される制御特性となる。すなわ
ち、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、吸入圧力（Ｐ
ｓ）も高くなる。以上のように構成された冷房装置で
は、駆動源としての図示しないエンジンの回転が電磁ク
ラッチにより圧縮機１の駆動軸１５に伝達される。圧縮
機１では、かかる駆動軸１５の回転によりロータ１８と
同期して回転斜板２０が所定の傾角の下で回転され、揺
動斜板２３には回転斜板２０の揺動運動のみが伝達され
る。このため、揺動斜板２３の揺動運動によりピストン
１６がロッド２４を介してシリンダ１０ａ内を往復動す
る。これにより圧縮室内において吸入室２７内の冷媒を
圧縮した後、吐出室２６に吐出する。吐出室２６に吐出
された冷媒は、管路６ａによりガスクーラ２に吐出され
る。
に、吐出圧力（Ｐｄ）をｘ軸とし、吸入圧力（Ｐｓ）を
ｙ軸としたｘ−ｙ座標において、右上がりの直線：ｙ＝
ａｘ＋ｂ，ａ＞０で示される制御特性となる。すなわ
ち、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、吸入圧力（Ｐ
ｓ）も高くなる。以上のように構成された冷房装置で
は、駆動源としての図示しないエンジンの回転が電磁ク
ラッチにより圧縮機１の駆動軸１５に伝達される。圧縮
機１では、かかる駆動軸１５の回転によりロータ１８と
同期して回転斜板２０が所定の傾角の下で回転され、揺
動斜板２３には回転斜板２０の揺動運動のみが伝達され
る。このため、揺動斜板２３の揺動運動によりピストン
１６がロッド２４を介してシリンダ１０ａ内を往復動す
る。これにより圧縮室内において吸入室２７内の冷媒を
圧縮した後、吐出室２６に吐出する。吐出室２６に吐出
された冷媒は、管路６ａによりガスクーラ２に吐出され
る。
【００４０】高温・高圧の冷媒はガスクーラ２により外
気温度とほぼ同一の温度まで冷却され、冷却された冷媒
は管路６ｂにより膨脹弁３に供給される。膨張弁３に供
給された冷媒は、上記したようにガスクーラ２の出口に
おける冷媒温度及び冷媒圧力に基づく制御の下、減圧さ
れて低温・低圧の霧状（気−液２相の冷媒）にされる。
そして、霧状にされた冷媒は管路６ｃにより蒸発器４に
供給され、蒸発器４により蒸発される。このとき、気化
熱により周囲の空気を冷却するため、車室内が冷房され
る。この後、冷媒は管路６ｄによりアキュムレータ５に
供給され、液状の冷媒がアキュムレータ５に保持される
一方、ガス状の冷媒が管路６ｅにより圧縮機１の吸入室
２７に再び吸入される。
気温度とほぼ同一の温度まで冷却され、冷却された冷媒
は管路６ｂにより膨脹弁３に供給される。膨張弁３に供
給された冷媒は、上記したようにガスクーラ２の出口に
おける冷媒温度及び冷媒圧力に基づく制御の下、減圧さ
れて低温・低圧の霧状（気−液２相の冷媒）にされる。
そして、霧状にされた冷媒は管路６ｃにより蒸発器４に
供給され、蒸発器４により蒸発される。このとき、気化
熱により周囲の空気を冷却するため、車室内が冷房され
る。この後、冷媒は管路６ｄによりアキュムレータ５に
供給され、液状の冷媒がアキュムレータ５に保持される
一方、ガス状の冷媒が管路６ｅにより圧縮機１の吸入室
２７に再び吸入される。
【００４１】この間、圧縮機１は、上記制御特性に基づ
いて制御される。すなわち、吐出圧力（Ｐｄ）に基づい
て決定される吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の
吸入圧力（Ｐｓ）が低くなった場合は、弁体３３が給気
通路２９を開放して、クランク室１４へ給気通路２９を
介して吐出室２６内における吐出圧力（Ｐｄ）を供給
し、クランク室１４内の圧力（Ｐｃ）を高めることによ
り、回転斜板２０及び揺動斜板２３の傾角を縮小して、
吐出容量を縮小する。一方、吐出圧力（Ｐｄ）に基づい
て決定される吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の
吸入圧力（Ｐｓ）が高くなった場合は、弁体３３が給気
通路２９を閉鎖して、圧縮機１の吐出容量を拡大させ
る。
いて制御される。すなわち、吐出圧力（Ｐｄ）に基づい
て決定される吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の
吸入圧力（Ｐｓ）が低くなった場合は、弁体３３が給気
通路２９を開放して、クランク室１４へ給気通路２９を
介して吐出室２６内における吐出圧力（Ｐｄ）を供給
し、クランク室１４内の圧力（Ｐｃ）を高めることによ
り、回転斜板２０及び揺動斜板２３の傾角を縮小して、
吐出容量を縮小する。一方、吐出圧力（Ｐｄ）に基づい
て決定される吸入圧力（Ｐｓ）の設定圧力よりも実際の
吸入圧力（Ｐｓ）が高くなった場合は、弁体３３が給気
通路２９を閉鎖して、圧縮機１の吐出容量を拡大させ
る。
【００４２】そして、エンジン回転数の上昇により圧縮
機１の駆動軸１５の回転数が上昇した場合、吐出圧力
（Ｐｄ）は速やかに上昇する一方で、絞り手段３の絞り
方向への動作遅れ等により吸入圧力（Ｐｓ）の低下が遅
れることになるが、上記したような制御特性でもって冷
房装置が運転されていれば、吸入圧力（Ｐｓ）は速やか
に上記設定圧力よりも低くなるので、圧縮機１の吐出容
量を速やかに縮小させることができ、したがって速やか
に冷房能力を調整して高速回転時の過剰冷房を確実に防
ぐこと可能となる。
機１の駆動軸１５の回転数が上昇した場合、吐出圧力
（Ｐｄ）は速やかに上昇する一方で、絞り手段３の絞り
方向への動作遅れ等により吸入圧力（Ｐｓ）の低下が遅
れることになるが、上記したような制御特性でもって冷
房装置が運転されていれば、吸入圧力（Ｐｓ）は速やか
に上記設定圧力よりも低くなるので、圧縮機１の吐出容
量を速やかに縮小させることができ、したがって速やか
に冷房能力を調整して高速回転時の過剰冷房を確実に防
ぐこと可能となる。
【００４３】（実施形態２）図４に示す本実施形態に係
る制御弁３０は、上記実施形態１において、感圧部３２
の設定値が電磁ソレノイド３５により可変とされている
ものである。なお、この電磁ソレノイド３５は図示しな
い制御手段により制御される。この制御弁３０では、感
圧部３２の右上がりの設定値を基本とし、実施形態１と
同様、高圧上昇時に速やかに圧縮機１の吐出容量を縮小
させることができる。これに加え、この制御弁３０は、
電磁ソレノイド３５により感圧部３２の設定値を図５に
示すように変更し、蒸発器４での吹き出し温度を変更す
ることができる。例えば、図５中の特性線Ａのように上
記感圧部の設定値が高めとなるように電磁ソレノイド３
５を作動させれば、吸入圧力（Ｐｓ）がより高い段階で
上記設定圧力よりも低くなるので、吸入圧力（Ｐｓ）が
より高い状態にあるときに圧縮機１の吐出容量が縮小さ
れることとなり、その結果蒸発器４での吹き出し温度が
高くなる。一方、図５中の特性線Ｂのように上記感圧部
３２の設定値が低めとなるように電磁ソレノイド３５を
作動させれば、吸入圧力（Ｐｓ）がより低い段階で上記
設定圧力よりも低くなるので、吸入圧力（Ｐｓ）がより
低い状態にならなければ圧縮機１の吐出容量が縮小され
ないこととなり、その結果蒸発器４での吹き出し温度が
低くなる。したがって、感圧部３２の設定値を電磁ソレ
ノイド３５により可変とすることにより、極めて細やか
な空調制御が可能となる。
る制御弁３０は、上記実施形態１において、感圧部３２
の設定値が電磁ソレノイド３５により可変とされている
ものである。なお、この電磁ソレノイド３５は図示しな
い制御手段により制御される。この制御弁３０では、感
圧部３２の右上がりの設定値を基本とし、実施形態１と
同様、高圧上昇時に速やかに圧縮機１の吐出容量を縮小
させることができる。これに加え、この制御弁３０は、
電磁ソレノイド３５により感圧部３２の設定値を図５に
示すように変更し、蒸発器４での吹き出し温度を変更す
ることができる。例えば、図５中の特性線Ａのように上
記感圧部の設定値が高めとなるように電磁ソレノイド３
５を作動させれば、吸入圧力（Ｐｓ）がより高い段階で
上記設定圧力よりも低くなるので、吸入圧力（Ｐｓ）が
より高い状態にあるときに圧縮機１の吐出容量が縮小さ
れることとなり、その結果蒸発器４での吹き出し温度が
高くなる。一方、図５中の特性線Ｂのように上記感圧部
３２の設定値が低めとなるように電磁ソレノイド３５を
作動させれば、吸入圧力（Ｐｓ）がより低い段階で上記
設定圧力よりも低くなるので、吸入圧力（Ｐｓ）がより
低い状態にならなければ圧縮機１の吐出容量が縮小され
ないこととなり、その結果蒸発器４での吹き出し温度が
低くなる。したがって、感圧部３２の設定値を電磁ソレ
ノイド３５により可変とすることにより、極めて細やか
な空調制御が可能となる。
【００４４】（実施形態３）図６に示す本実施形態に係
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を縮小する方向に吸入圧力（Ｐｓ）が作用するととも
に、給気通路２９の開度を縮小する方向に付勢するばね
３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が弁体３３を介
して作用し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を
拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造
とされている。
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を縮小する方向に吸入圧力（Ｐｓ）が作用するととも
に、給気通路２９の開度を縮小する方向に付勢するばね
３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が弁体３３を介
して作用し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を
拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造
とされている。
【００４５】かかる構造の制御弁３０も、概略、前記
（１）式の関係となり、また図３に示す制御特性を発揮
する。 （実施形態４）図７に示す本実施形態に係る制御弁３０
は、上記実施形態３において、感圧部３２の設定値が電
磁ソレノイド３５により可変とされているものであり、
上記実施形態２と同様の作用効果を奏する。
（１）式の関係となり、また図３に示す制御特性を発揮
する。 （実施形態４）図７に示す本実施形態に係る制御弁３０
は、上記実施形態３において、感圧部３２の設定値が電
磁ソレノイド３５により可変とされているものであり、
上記実施形態２と同様の作用効果を奏する。
【００４６】（実施形態５）図８に示す本実施形態に係
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を拡大する方向に吸入圧力（Ｐｓ）と所定の設定値
（Ｆ）のばね力とが作用する一方、給気通路２９の開度
を縮小する方向にクランク室圧力（Ｐｃ）が作用する。
また、弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大する方
向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用する。
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を拡大する方向に吸入圧力（Ｐｓ）と所定の設定値
（Ｆ）のばね力とが作用する一方、給気通路２９の開度
を縮小する方向にクランク室圧力（Ｐｃ）が作用する。
また、弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大する方
向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用する。
【００４７】この制御弁３０では、Ｐｓ：給気通路２９
の開度を拡大する方向に感圧部３２に作用する吸入圧
力、Ｐｄ：給気通路２９の開度を拡大する方向に弁体３
３に作用する吐出圧力、Ｐｃ：給気通路２９の開度を縮
小する方向に感圧部３２に作用するクランク室圧力、Ａ
ｓ：吸入圧力及びクランク室圧力が作用する感圧部３２
の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用する弁体３３の面積、
Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３２の設定値（感圧部が
制御通路の開度を拡大させる方向に作用するときのＦの
符号を正とする）としたとき、 Ｐｃ−Ｐｓ＝Ｆ／Ａｓ＋（Ａｄ／Ａｓ）Ｐｄ …（２） 概略、上記（２）式の関係となる。
の開度を拡大する方向に感圧部３２に作用する吸入圧
力、Ｐｄ：給気通路２９の開度を拡大する方向に弁体３
３に作用する吐出圧力、Ｐｃ：給気通路２９の開度を縮
小する方向に感圧部３２に作用するクランク室圧力、Ａ
ｓ：吸入圧力及びクランク室圧力が作用する感圧部３２
の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用する弁体３３の面積、
Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３２の設定値（感圧部が
制御通路の開度を拡大させる方向に作用するときのＦの
符号を正とする）としたとき、 Ｐｃ−Ｐｓ＝Ｆ／Ａｓ＋（Ａｄ／Ａｓ）Ｐｄ …（２） 概略、上記（２）式の関係となる。
【００４８】そして、この制御特性は、吐出圧力（Ｐ
ｄ）をｘ軸とし、吸入圧力（Ｐｓ）とクランク室圧力
（Ｐｃ）との差圧ΔＰ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）をｙ軸としたｘ
−ｙ座標において、右上がり（傾きが正）の直線で表さ
れる。すなわち、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、
吸入圧力（Ｐｓ）とクランク室圧力（Ｐｃ）との差圧Δ
Ｐ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）も大きくなり、クランク室圧力（Ｐ
ｃ）が上昇することを意味する。クランク室圧力（Ｐ
ｃ）が上昇すれば、上述したように吐出容量が縮小す
る。このため、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、上
記差圧ΔＰが大きくなれば、吐出容量が速やかに縮小
し、この吐出容量の縮小に基づいて吸入圧力（Ｐｓ）が
増加される。
ｄ）をｘ軸とし、吸入圧力（Ｐｓ）とクランク室圧力
（Ｐｃ）との差圧ΔＰ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）をｙ軸としたｘ
−ｙ座標において、右上がり（傾きが正）の直線で表さ
れる。すなわち、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、
吸入圧力（Ｐｓ）とクランク室圧力（Ｐｃ）との差圧Δ
Ｐ（＝Ｐｃ−Ｐｓ）も大きくなり、クランク室圧力（Ｐ
ｃ）が上昇することを意味する。クランク室圧力（Ｐ
ｃ）が上昇すれば、上述したように吐出容量が縮小す
る。このため、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに従い、上
記差圧ΔＰが大きくなれば、吐出容量が速やかに縮小
し、この吐出容量の縮小に基づいて吸入圧力（Ｐｓ）が
増加される。
【００４９】（実施形態６）図９に示す本実施形態に係
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を縮小する方向にクランク室圧力（Ｐｃ）が作用する
とともに、給気通路２９の開度を拡大する方向に付勢す
るばね３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が作用
し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大する
方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされて
いる。
る制御弁３０では、感圧部３２には、給気通路２９の開
度を縮小する方向にクランク室圧力（Ｐｃ）が作用する
とともに、給気通路２９の開度を拡大する方向に付勢す
るばね３４の力により所定の設定値（Ｆ）の力が作用
し、一方弁体３３には、給気通路２９の開度を拡大する
方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用するような構造とされて
いる。
【００５０】この制御弁３０は、基本的にクランク室圧
力（Ｐｃ）を設定圧力に維持するように作動する。つま
り、クランク室圧力（Ｐｃ）が設定圧力以上のときは、
弁体３３が給気通路２９を閉じ、別途設けられた抽気通
路２８を介してクランク室１４内のガスを吸入室２７に
放出する。逆に、クランク室圧力（Ｐｃ）が設定圧力ま
で低下すると、それ以上の低下を防ぐべく、弁体３３は
給気通路２９を開放し、吐出室２６からクランク室１４
へ吐出ガスを導入してクランク室１４内を設定圧力に維
持する。
力（Ｐｃ）を設定圧力に維持するように作動する。つま
り、クランク室圧力（Ｐｃ）が設定圧力以上のときは、
弁体３３が給気通路２９を閉じ、別途設けられた抽気通
路２８を介してクランク室１４内のガスを吸入室２７に
放出する。逆に、クランク室圧力（Ｐｃ）が設定圧力ま
で低下すると、それ以上の低下を防ぐべく、弁体３３は
給気通路２９を開放し、吐出室２６からクランク室１４
へ吐出ガスを導入してクランク室１４内を設定圧力に維
持する。
【００５１】ここに、この制御弁３０では、給気通路２
９の開度を拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が弁体３３
に作用するため、図１０に示すように、吐出圧力（Ｐ
ｄ）が高いほどクランク室圧力（Ｐｃ）の設定圧力が高
くなり、右上がりの特性となる。つまり、より高いクラ
ンク室圧力（Ｐｃ）で圧縮機１の吐出容量を可変させる
ことができる。そして、クランク室圧力（Ｐｃ）と吸入
圧力（Ｐｓ）との関係は、クランク室１４と吸入室２７
とを連通する抽気通路２８の絞り効果等に基づく差圧分
だけ異なる略一定の関係がある。すなわち、クランク室
圧力（Ｐｃ）が上昇すれば吸入圧力（Ｐｓ）も同様に上
昇する。よって、吸入圧力（Ｐｓ）も吐出圧力（Ｐｄ）
が高いほど高くなり、右上がりの特性となる。
９の開度を拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が弁体３３
に作用するため、図１０に示すように、吐出圧力（Ｐ
ｄ）が高いほどクランク室圧力（Ｐｃ）の設定圧力が高
くなり、右上がりの特性となる。つまり、より高いクラ
ンク室圧力（Ｐｃ）で圧縮機１の吐出容量を可変させる
ことができる。そして、クランク室圧力（Ｐｃ）と吸入
圧力（Ｐｓ）との関係は、クランク室１４と吸入室２７
とを連通する抽気通路２８の絞り効果等に基づく差圧分
だけ異なる略一定の関係がある。すなわち、クランク室
圧力（Ｐｃ）が上昇すれば吸入圧力（Ｐｓ）も同様に上
昇する。よって、吸入圧力（Ｐｓ）も吐出圧力（Ｐｄ）
が高いほど高くなり、右上がりの特性となる。
【００５２】なお、この制御弁３０では、Ｐｃ：給気通
路２９の開度を縮小する方向に感圧部３２に作用するク
ランク室圧力、Ｐｄ：給気通路２９の開度を拡大する方
向に弁体３３に作用する吐出圧力、Ａｃ：クランク室圧
力が作用する感圧部３２の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用
する弁体３３の面積、Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３
２の設定値（感圧部が制御通路の開度を拡大させる方向
に作用するときのＦの符号を正とする）としたとき、 Ｐｃ＝Ｆ／Ａｃ＋（Ａｄ／Ａｃ）Ｐｄ …（３） 概略、上記（３）式の関係となる。
路２９の開度を縮小する方向に感圧部３２に作用するク
ランク室圧力、Ｐｄ：給気通路２９の開度を拡大する方
向に弁体３３に作用する吐出圧力、Ａｃ：クランク室圧
力が作用する感圧部３２の面積、Ａｄ：吐出圧力が作用
する弁体３３の面積、Ｆ：弁体３３に作用する感圧部３
２の設定値（感圧部が制御通路の開度を拡大させる方向
に作用するときのＦの符号を正とする）としたとき、 Ｐｃ＝Ｆ／Ａｃ＋（Ａｄ／Ａｃ）Ｐｄ …（３） 概略、上記（３）式の関係となる。
【００５３】（実施形態７）図１１に示す本実施形態に
係る制御弁３０は、上記実施形態６において、感圧部３
２の設定値が電磁ソレノイド３５により可変とされてい
るものであり、上記実施形態２と同様、感圧部３２の設
定値を電磁ソレノイド３５により可変とすることによ
り、極めて細やかな空調制御が可能となる。
係る制御弁３０は、上記実施形態６において、感圧部３
２の設定値が電磁ソレノイド３５により可変とされてい
るものであり、上記実施形態２と同様、感圧部３２の設
定値を電磁ソレノイド３５により可変とすることによ
り、極めて細やかな空調制御が可能となる。
【００５４】（実施形態８）図１２に示す本実施形態に
係る制御弁３０は、ダイヤフラム、ベローズ等の伸縮機
能を有する感圧部を廃止し、弁体３３自体に吐出圧力
（Ｐｄ）とクランク室圧力（Ｐｃ）とを対抗して作用さ
せて感圧するものである。この制御弁３０では、弁体３
３には、給気通路２９の開度を縮小する方向にクランク
室圧力（Ｐｃ）が作用する一方、給気通路２９の開度を
拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用する。また、弁
体３３には、給気通路２９の開度を縮小する方向に所定
の設定値（Ｆ）のばね力が作用し、このばね３４による
ばね力の設定値（Ｆ）は電磁ソレノイド３５により可変
とされている。
係る制御弁３０は、ダイヤフラム、ベローズ等の伸縮機
能を有する感圧部を廃止し、弁体３３自体に吐出圧力
（Ｐｄ）とクランク室圧力（Ｐｃ）とを対抗して作用さ
せて感圧するものである。この制御弁３０では、弁体３
３には、給気通路２９の開度を縮小する方向にクランク
室圧力（Ｐｃ）が作用する一方、給気通路２９の開度を
拡大する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作用する。また、弁
体３３には、給気通路２９の開度を縮小する方向に所定
の設定値（Ｆ）のばね力が作用し、このばね３４による
ばね力の設定値（Ｆ）は電磁ソレノイド３５により可変
とされている。
【００５５】この制御弁３０の基本動作は上記実施形態
６、７のものと同様である。（実施形態９）図１３に示
す本実施形態に係る制御弁３０は、ダイヤフラム、ベロ
ーズ等の伸縮機能を有する感圧部とばねとを廃止し、ば
ねの代わりに電磁ソレノイド３５を用いたものである。
６、７のものと同様である。（実施形態９）図１３に示
す本実施形態に係る制御弁３０は、ダイヤフラム、ベロ
ーズ等の伸縮機能を有する感圧部とばねとを廃止し、ば
ねの代わりに電磁ソレノイド３５を用いたものである。
【００５６】この制御弁３０では、弁体３３には、給気
通路２９の開度を縮小する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作
用する一方、給気通路２９の開度を拡大する方向に電磁
ソレノイド３５の電磁力が作用する。そして、吐出圧力
（Ｐｄ）の上昇にあわせて電磁ソレノイド３５の電磁力
を高くすることにより、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに
従いクランク室圧力（Ｐｃ）が高くなる制御特性をもた
せることができ、したがって吐出圧力（Ｐｄ）の上昇に
応じて吸入圧力（Ｐｓ）を上昇させることができる。
通路２９の開度を縮小する方向に吐出圧力（Ｐｄ）が作
用する一方、給気通路２９の開度を拡大する方向に電磁
ソレノイド３５の電磁力が作用する。そして、吐出圧力
（Ｐｄ）の上昇にあわせて電磁ソレノイド３５の電磁力
を高くすることにより、吐出圧力（Ｐｄ）が高くなるに
従いクランク室圧力（Ｐｃ）が高くなる制御特性をもた
せることができ、したがって吐出圧力（Ｐｄ）の上昇に
応じて吸入圧力（Ｐｓ）を上昇させることができる。
【００５７】なお、上述した実施形態では、クランク室
１４と吐出室２６とを連通する給気通路２９を制御通路
として、この給気通路２９に制御弁３０を配設して（制
御通路としての給気通路２９の開度を開閉制御可能に該
給気通路２９に弁体３３を配置して）、クランク室１４
への吐出圧力（Ｐｄ）の供給量によりクランク室１４内
の圧力（Ｐｃ）を調整する例について説明したが、クラ
ンク室１４内の圧力（Ｐｃ）を調整する手段としては、
これに限定されるものではない。例えば、クランク室１
４と吸入室２７とを連通する抽気通路２８を制御通路と
して、この制御通路としての抽気通路２８に制御弁３０
を配設して（制御通路としての抽気通路２８の開度を開
閉制御可能に該抽気通路２８に弁体３３を配置して）、
クランク室１４から吸入室２７への抽気量を調整するこ
とによりクランク室１４内の圧力（Ｐｃ）を調整するこ
とも可能である。この場合、抽気通路２８の開度を制御
する弁体３３に対して、前記開度を小さくする方向に吐
出圧力（Ｐｄ）を作用させればよい。これにより、吐出
圧力（Ｐｄ）が高くなるほど、感圧部３２の設定値が高
くなり、クランク室圧力（Ｐｃ）、さらには吸入圧力
（Ｐｓ）が高くなるように制御される。
１４と吐出室２６とを連通する給気通路２９を制御通路
として、この給気通路２９に制御弁３０を配設して（制
御通路としての給気通路２９の開度を開閉制御可能に該
給気通路２９に弁体３３を配置して）、クランク室１４
への吐出圧力（Ｐｄ）の供給量によりクランク室１４内
の圧力（Ｐｃ）を調整する例について説明したが、クラ
ンク室１４内の圧力（Ｐｃ）を調整する手段としては、
これに限定されるものではない。例えば、クランク室１
４と吸入室２７とを連通する抽気通路２８を制御通路と
して、この制御通路としての抽気通路２８に制御弁３０
を配設して（制御通路としての抽気通路２８の開度を開
閉制御可能に該抽気通路２８に弁体３３を配置して）、
クランク室１４から吸入室２７への抽気量を調整するこ
とによりクランク室１４内の圧力（Ｐｃ）を調整するこ
とも可能である。この場合、抽気通路２８の開度を制御
する弁体３３に対して、前記開度を小さくする方向に吐
出圧力（Ｐｄ）を作用させればよい。これにより、吐出
圧力（Ｐｄ）が高くなるほど、感圧部３２の設定値が高
くなり、クランク室圧力（Ｐｃ）、さらには吸入圧力
（Ｐｓ）が高くなるように制御される。
【００５８】また、上述した実施形態では、いずれも二
酸化炭素を冷媒とする超臨界サイクルの冷房装置本発明
を適用する例について説明したが、フロン系冷媒を用い
る亜臨界サイクルの冷房装置に本発明を適用することも
可能である。この場合、吐出圧力が高くなるに従い、吸
入圧力が高くなるような制御特性とすることにより、回
転数の上昇時、より速やかな圧縮機の吐出容量を縮小さ
せて、冷房能力の縮小を達成することができる。
酸化炭素を冷媒とする超臨界サイクルの冷房装置本発明
を適用する例について説明したが、フロン系冷媒を用い
る亜臨界サイクルの冷房装置に本発明を適用することも
可能である。この場合、吐出圧力が高くなるに従い、吸
入圧力が高くなるような制御特性とすることにより、回
転数の上昇時、より速やかな圧縮機の吐出容量を縮小さ
せて、冷房能力の縮小を達成することができる。
【図１】実施形態１に係る制御弁を備えた可変容量型圧
縮機の縦断面図、及びこの圧縮機を含む車両用冷暖房装
置のブロック図である。
縮機の縦断面図、及びこの圧縮機を含む車両用冷暖房装
置のブロック図である。
【図２】実施形態１に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図３】実施形態１に係る制御弁を備えた可変容量型圧
縮機における制御特性を示す図である。
縮機における制御特性を示す図である。
【図４】実施形態２に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図５】実施形態２に係り、電磁ソレノイドにより感圧
部の設定値を可変させる様子を説明する図である。
部の設定値を可変させる様子を説明する図である。
【図６】実施形態３に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図７】実施形態４に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図８】実施形態５に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図９】実施形態６に係る制御弁の構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図１０】実施形態６に係り、吐出圧力（Ｐｄ）と吸入
圧力（Ｐｓ）及びクランク室圧力（Ｐｃ）との関係を示
す図である。
圧力（Ｐｓ）及びクランク室圧力（Ｐｃ）との関係を示
す図である。
【図１１】実施形態７に係る制御弁の構造を模式的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図１２】実施形態８に係る制御弁の構造を模式的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図１３】実施形態９に係る制御弁の構造を模式的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図１４】従来の制御弁の構造を模式的に示す断面図で
ある。
ある。
【図１５】従来の制御弁における制御特性を示す図であ
る。
る。
【図１６】二酸化炭素（ＣＯ2 ）を冷媒とする超臨界サ
イクルにおける圧力−エンタルピー線図である。
イクルにおける圧力−エンタルピー線図である。
１…可変容量型圧縮機 ２…放熱用熱交換器と
してのガスクーラ ３…絞り手段としての膨張弁 ４…吸熱用熱交換器と
しての蒸発器 ５…気液分離器としてのアキュムレータ １４…クランク室 ２６…吐出室 ２７…吸入室 ２８…抽気通路 ２９…給気通路 ３０…制御弁 ３２…感圧部 ３３…弁体 ３５…電磁ソレノイド
してのガスクーラ ３…絞り手段としての膨張弁 ４…吸熱用熱交換器と
しての蒸発器 ５…気液分離器としてのアキュムレータ １４…クランク室 ２６…吐出室 ２７…吸入室 ２８…抽気通路 ２９…給気通路 ３０…制御弁 ３２…感圧部 ３３…弁体 ３５…電磁ソレノイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 俊郎 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 (8)
- 【請求項１】 駆動源により駆動される駆動軸と、シリ
ンダブロックに形成されたボア内を往復動し、吸入室か
ら吸入した冷媒を圧縮して吐出室に吐出するピストン
と、クランク室内の圧力調整に基づいて該ピストンのス
トロークを変更させる傾角変位可能な斜板要素と、該ク
ランク室と該吐出室及び該吸入室のうちの少なくとも一
方とを連通する制御通路とを備えた可変容量型圧縮機に
用いられる制御弁であって、 吸入圧力及びクランク室圧力のうちの少なくとも一方を
検知する感圧部と、該感圧部の検知動作に基づき上記制
御通路の開度を制御可能とされた弁体とを具備し、 吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高くなるような制
御特性を有することを特徴とする制御弁。 - 【請求項２】 前記弁体は、クランク室と吐出室とを連
通する制御通路に配置され、前記弁体に対して、前記制
御通路の開度を拡大する方向に前記吐出圧力が作用する
ことを特徴とする請求項１記載の制御弁。 - 【請求項３】 前記感圧部の設定値が電磁ソレノイドに
より可変とされていることを特徴とする請求項１記載の
制御弁。 - 【請求項４】 前記可変容量型圧縮機は吐出ガスを冷媒
の超臨界圧力で吐出することを特徴とする請求項１記載
の制御弁。 - 【請求項５】 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴
とする請求項４記載の制御弁。 - 【請求項６】 駆動源により駆動される駆動軸と、シリ
ンダブロックに形成されたボア内を往復動し、吸入室か
ら吸入した冷媒を圧縮して吐出室に吐出するピストン
と、クランク室内の圧力調整に基づいて該ピストンのス
トロークを変更させる傾角変位可能な斜板要素と、該ク
ランク室と該吐出室及び該吸入室のうちの少なくとも一
方とを連通する制御通路と、該制御通路に配設され、該
制御通路を開閉制御する制御弁とを備えた可変容量型圧
縮機であって、 上記制御弁は、吸入圧力及びクランク室圧力のうちの少
なくとも一方を検知する感圧部と、該感圧部の検知動作
に基づき上記制御通路の開度を制御可能とされた弁体と
を具備し、吐出圧力が高くなるに従い吸入圧力が高くな
るような制御特性を有することを特徴とする可変容量型
圧縮機。 - 【請求項７】 吐出ガスを冷媒の超臨界圧力で吐出する
ことを特徴とする請求項６記載の可変容量型圧縮機。 - 【請求項８】 前記冷媒は二酸化炭素であることを特徴
とする請求項７記載の可変容量型圧縮機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10671798A JP3900669B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 制御弁及び可変容量型圧縮機 |
| US09/290,972 US6260369B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-13 | Flow control valve for a variable displacement refrigerant compressor |
| DE69929643T DE69929643T2 (de) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Durchflusskontrollventil für einen verstellbaren Kältemittelkompressor |
| EP99106298A EP0952344B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Flow control valve for a variable displacement refrigerant compressor |
| EP05025382.2A EP1635058B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | Flow control valve for a variable displacement refrigerant compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10671798A JP3900669B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 制御弁及び可変容量型圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294328A true JPH11294328A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3900669B2 JP3900669B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=14440717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10671798A Expired - Lifetime JP3900669B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 制御弁及び可変容量型圧縮機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6260369B1 (ja) |
| EP (2) | EP1635058B1 (ja) |
| JP (1) | JP3900669B2 (ja) |
| DE (1) | DE69929643T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414941B1 (en) | 1998-04-27 | 2002-07-02 | Yazaki Corporation | Ring network supervisory system |
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