クラッチレス可変容量圧縮機
【課題】急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板の異常復帰を防止することができるクラッチレス可変容量圧縮機の提供。
【解決手段】回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、回転軸１６と一体的に回転する斜板と、斜板を収容するクランク室１５と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、圧縮室３５に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁５８と、吐出圧領域とクランク室１５とを連通する給気路と、給気路の途中に設置され、クランク室１５内の圧力を制御する容量制御弁４０と、吸入圧領域とクランク室１５を連通する抽気路４３と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機である。逆止弁５８と圧縮室３５との間の吐出圧領域に電磁弁５９が備えられ、電磁弁５９は、容量制御弁４０が通電されていない時、閉じられ、通電されている時、開かれる。
【解決手段】回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、回転軸１６と一体的に回転する斜板と、斜板を収容するクランク室１５と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、圧縮室３５に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁５８と、吐出圧領域とクランク室１５とを連通する給気路と、給気路の途中に設置され、クランク室１５内の圧力を制御する容量制御弁４０と、吸入圧領域とクランク室１５を連通する抽気路４３と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機である。逆止弁５８と圧縮室３５との間の吐出圧領域に電磁弁５９が備えられ、電磁弁５９は、容量制御弁４０が通電されていない時、閉じられ、通電されている時、開かれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クラッチレス可変容量圧縮機に関し、特に、圧縮室に連通する吐出圧領域と外部冷媒回路との間に逆止弁を有するクラッチレス可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクラッチレス式可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する。）としては、例えば、特許文献１に開示された可変容量圧縮機が知られている。
この種の圧縮機には、回転軸の回転をピストンの往復運動に変換する斜板が備えられ、この斜板を収容するクランク室が形成されている。
圧縮機は、圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入通路や吸入室等の吸入圧領域と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出室や吐出通路（マフラ）等の吐出圧領域とを有する。
吸入圧領域は外部冷媒回路の低圧側と接続され、吐出圧領域は外部冷媒回路の高圧側と接続されている。
外部冷媒回路と吐出室との間の吐出通路には冷媒の逆流を防止する逆止弁が設けられている。
圧縮機内には吐出室とクランク室を連通する給気路が形成されており、クランク室内の圧力を制御する容量制御弁がこの給気路の途中に設置されているほか、吸入室とクランク室とを連通する抽気路が形成されている。
容量制御弁は、通電時に給気路を閉じ、非通電時には給気路を開く機能を有する。
【０００３】
この圧縮機では、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧の多寡により、逆止弁が開く。
例えば、吐出容量が最大となる最大容量運転時には、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最大になる。
このとき、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が大きくなるため、逆止弁が開き、高圧の冷媒は吐出圧領域から外部冷媒回路へ供給される。
一方、吐出容量が最小となる最小容量運転時には、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最小となる。
従って、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が小さくなり、逆止弁は閉じられる。
逆止弁が閉じられる最小容量運転時には、外部冷媒回路の冷媒が圧縮室へ逆流することが防止され、最小容量運転時に逆止弁の閉弁により、圧縮機内に貯留されている潤滑油の外部冷媒回路への供給が防止される。
【０００４】
この種の圧縮機では、運転停止状態のとき、圧縮機内において冷媒が存在するクランク室、吸入圧領域及び吐出圧領域における圧力と外部冷媒回路における圧力とはほぼ均圧となっている。
この状態における斜板は、最小容量運転時の斜板の状態と同じように、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最小になる。
【０００５】
ところで、特許文献２には、ガイドピンレス方式のヒンジ機構を有する圧縮機が開示されている。
この種の圧縮機では、回転軸と一体回転するロータが設けられているほか、ロータへ向けて突設されたアームが斜板に形成されている。
ロータにはアームの当接と、アームのロータに対する回転軸の軸方向への摺動を可能とする軸方向荷重受圧面が形成されている。
このヒンジ機構では、ロータと斜板との関係だけについてみると、ロータからの斜板の回転軸の軸方向への隔離が可能である。
【特許文献１】特開２００７−１２０４０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された圧縮機では、以下の問題が発生する。
圧縮機の周囲の温度が低く、吸入室や吸入通路に冷媒が液体として貯留される条件下において、圧縮機が運転停止の状態から、斜板は最小容量の状態で回転軸を急激に高速回転（例えば、毎秒１万回転以上）させると、ピストンが液体の冷媒を圧縮する現象（以降「液圧縮」と表記する。）が発生する。
液圧縮が発生すると、液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させ、最小の傾斜角度を維持すべき斜板を異常に復帰させる現象（以降「異常復帰」と表記する）が発生する。
斜板の異常復帰が生じると液圧縮の発生がさらに助長され、液圧縮と異常復帰が交互に繰り返される。
【０００７】
液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させるため、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧を拡大させて逆止弁を開くという現象を招く。
逆止弁が開かれると、吐出圧領域の圧力が外部冷媒回路へ抜けてしまい、斜板の復帰を規制するために必要な冷媒が吐出圧領域から給気路を通じてクランク室へ供給されず、その結果、斜板の異常復帰がさらに助長される。
【０００８】
特に、特許文献２に開示されているガイドピンレス方式のヒンジ機構を有する圧縮機では、斜板の急激な異常復帰は、ピストンの上死点越えや、ピストンの特定部位やピストン近傍のシリンダブロックに対する過度の応力の発生を招くという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板の異常復帰を防止することができるクラッチレス可変容量圧縮機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため、本発明は、回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、該回転軸と一体的に回転する斜板と、前記斜板を収容するクランク室と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、前記圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、前記吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁と、前記吐出圧領域とクランク室とを連通する給気路と、該給気路の途中に設置され、前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁と、前記吸入圧領域とクランク室を連通する抽気路と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機において、前記逆止弁と前記圧縮室との間の前記吐出圧領域に電磁弁が備えられ、前記電磁弁は、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時に対応して前記給気路を開くとき、閉じられ、前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時以外の運転時に対応して給気路を閉じるとき、開かれることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時には容量制御弁が開かれ、給気路を通じてクランク室へ吐出圧領域の冷媒が供給される。
このとき、電磁弁は容量制御弁の開状態に対応して閉じられる。
電磁弁が閉じられることにより、吐出圧領域における冷媒の吐出圧領域の通過が電磁弁により遮断される。
従って、圧縮室と電磁弁との間の吐出圧領域の冷媒は、逆止弁へ達することなく、給気路を通じてクランク室へ導入される。
吐出圧領域の冷媒がクランク室へ導入されることにより、クランク室内の圧力が最小容量運転に適した圧力に保たれ、斜板の復帰が防止される。
【００１２】
吸入圧領域に冷媒が液体として貯留され、圧縮機が運転停止の状態にある条件下において、最小容量運転により回転軸を急激に高速回転させた結果、液圧縮が発生しても、閉弁状態の電磁弁により冷媒の逆止弁への供給は遮られるから、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が大きくなることはない。
このため、液圧縮による発生圧が逆止弁を開くことはなく、斜板の異常復帰が防止される。
【００１３】
また、本発明では、上記のクラッチレス可変容量圧縮機において、前記斜板と一体的に回転する回転体が備えられ、前記斜板は前記回転体へ向けて突出されたアームを有し、前記回転体は前記アーム部と当接するガイド部を備え、前記斜板は前記回転軸の軸方向へ離隔可能に該回転軸に支持されてもよい。
【００１４】
この場合、圧縮室と電磁弁との間の吐出圧領域の冷媒がクランク室へ供給されることにより斜板の復帰を妨げるから、斜板が回転体に対して回転軸の軸方向へ離隔可能であっても、斜板が異常復帰により最大容量運転時の傾斜角度以上に傾斜することはない。
【００１５】
さらに、本発明では、上記のクラッチレス可変容量圧縮機において、前記容量制御弁は外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉されてもよい。
【００１６】
この場合、容量制御弁が外部信号に基づく通電の有無により給気路の開閉を行ない、電磁弁は容量制御弁の通電の有無に対応して吐出圧領域を開閉させることができる。
【００１７】
また、本発明では、前記容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて開閉されてもよい。
【００１８】
この場合、容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて給気路の開閉を行ない、電磁弁は容量制御による給気路の開閉に対応して吐出圧領域を開閉させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板の異常復帰を防止することができるクラッチレス可変容量圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るクラッチレス可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する）を図面に基づいて説明する。
この実施形態に係る圧縮機は車室の空調を行う車両用空調装置が備える圧縮機である。
図１は第１の実施形態に係る圧縮機の概要を示す断面図であり、図２は第１の実施形態に係る圧縮機の概念図である。
なお、図１において、左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。
【００２１】
図１に示す圧縮機は、円周方向に複数のシリンダボア１１ｂが互いに等間隔を保って形成されたシリンダブロック１１と、そのシリンダブロック１１の前部側に接合されてクランク室１５を形成するフロントハウジング１２と、弁形成機構２８を介してシリンダブロック１１の後部側に接合されるリヤハウジング１３とを有する。
フロントハウジング１２、シリンダブロック１１及びリヤハウジング１３は、フロントハウジング１２からリヤハウジング１３まで通される通しボルト１４の前後方向の締め付けにより、一体的に固定される。
【００２２】
シリンダブロック１１の中心には貫通孔１１ａが形成されており、この貫通孔１１ａと軸心を同じとする貫通孔１２ａがフロントハウジング１２の中心に形成されている。
クランク室１５を貫通するように回転軸１６が両貫通孔１１ａ、１２ａに挿通され、回転軸１６はラジアル軸受１７、１８を介して回転自在となっている。
回転軸１６の前端はフロントハウジング１２から突出しており、図示しない動力伝達機構を介して外部駆動源に連結されている。
動力伝達機構は図示しないベルト及びプーリを含み、外部駆動源が駆動される場合、外部駆動源からの動力は回転軸１６へ常に伝達される。
【００２３】
クランク室１５内には、回転軸１６に固定された回転体としてのラグプレート１９と、回転軸１６及びラグプレート１９を一体回転し、回転軸１６の軸方向に傾斜可能な斜板２０とが設けられている。
斜板２０とラグプレート１９との間にはヒンジ機構２１が介在している。
ヒンジ機構２１は、ガイドピンレス方式のヒンジ機構であり、ラグプレート１９側へ突出するように斜板２０に形成された斜板側アーム２０ａと、斜板２０側へ突出するようにラグプレート１９に形成されたラグ側アーム１９ａと、から構成されている。
【００２４】
斜板側アーム２０ａとラグ側アーム１９ａは互いに当接してラグプレート１９の回転力が斜板２０に伝達される関係を有する。
具体的には、ラグプレート１９の幅方向に一対のラグ側アーム１９ａが備えられ、ラグ側アーム１９ａの間に一対の斜板側アーム２０ａが位置するように斜板２０に形成され、斜板側アーム２０ａはラグ側アーム１９ａを介して回転力が伝達される。
なお、図１においては、一方の斜板側アーム２０ａとラグ側アーム１９ａのみが図示されており、他方は図示されない。
【００２５】
ラグ側アーム１９ａの基部には、斜板側アーム２０ａの突出端部と当接するガイド部１９ｂが形成されている。
ガイド部１９ｂは、斜板２０の回転軸１６の軸方向への傾動を許容する傾斜面を有し、ガイド部１９ｂに対する斜板側アーム２０ａの当接位置は、回転軸１６の軸方向への斜板２０の傾動に応じて変わる。
ラグプレート１９と斜板２０との関係では、斜板２０がラグプレート１９から回転軸１６の軸方向へ離隔可能に回転軸１６に支持されていると言える。
【００２６】
このヒンジ機構２１を介して、斜板２０がラグプレート１９および回転軸１６に対して、同期回転可能及び傾動可能に連結されている。
斜板２０の前部にはストッパ部２０ｂが突設されている。
図１に示すように、このストッパ部２０ｂがラグプレート１９に当接することにより、斜板２０の最大傾斜位置が規制される。
なお、図１において、実線で示されている斜板２２は、斜板２２の最大傾斜位置を示している。
ラグプレート１９と斜板２０との間における回転軸１６には、コイルスプリング２２と、コイルスプリング２２の押圧により後方へ付勢される摺動自在の筒状体２３が配設されている。
斜板２０は、コイルスプリング２２の付勢力を受けた筒状体２３により後方、すなわち、斜板２０の傾斜角度が減少する方向へ向けて押圧される。
なお、斜板２０の傾斜角度とは、ここでは回転軸１６と直交する面と斜板２０の面により成す角度を意味している。
【００２７】
斜板２０の後方における回転軸１６には、止め輪２４が取り付けられている。
この止め輪２４の前方においてコイルスプリング２５が回転軸１６に巻装されている。
このコイルスプリング２５の前部に斜板２０が当接することにより、斜板２０の最小傾斜位置が規制されるようになっている。
なお、図１において、二点鎖線で示されている斜板２２は、斜板２２の最小傾斜位置を示している。
【００２８】
シリンダブロック１１の各シリンダボア１１ｂには、片頭型のピストン２６が夫々往復移動可能に収容されている。
これらのピストン２６の首部はクランク室１５を臨み、この首部に設けたシュー２７を介して斜板２０の外周に係留されている。
回転軸１６の回転に伴って斜板２０が回転運動されるとき、シュー２７を介して各ピストン２６が各シリンダボア１１ｂ内を往復移動する。
【００２９】
一方、図１に示されるように、リヤハウジング１３の前部側とシリンダブロック１１の後部側との間には弁形成機構２８が介在されている。
弁形成機構２８は、弁板２９と、吸入弁形成板３０、吐出弁形成板３１及びリテーナ形成板３２と、を有する。
弁板２９、吸入弁形成板３０、吐出弁形成板３１及びリテーナ形成板３２は、吸入室３３と連通する吸入ポート３４と、吐出室３６と連通する吐出ポート３７を有している。
【００３０】
弁形成機構２８はシリンダボア１１ｂにおいてピストン２６とともに圧縮室３５を形成する。
吸入弁形成板３０は、圧縮室３５及び吸入室３３との間に介在されるリード式の吸入弁を形成する。
吐出弁形成板３１は、吐出ポート３７及び吐出室３６との間に介在されるリード式の吐出弁を形成する。
リテーナ形成板３２は吐出弁の最大開度を規定するリテーナを形成する。
【００３１】
このリヤハウジング１３内の中心側には、吸入室３３が形成されている。
吸入室３３は弁板２９に設けられる吸入ポート３４により、シリンダボア１１ｂ内の圧縮室３５と連通されている。
リヤハウジング１３の外周側には、吐出室３６が形成されており、この吐出室３６と吸入室３３は隔壁１３ａにより隔絶されている。
【００３２】
吸入室３３の冷媒は、ピストン２６の上死点位置から下死点位置への移動により、吸入ポート３４及び吸入弁を介して圧縮室３５内に吸入される。
圧縮室３５内に吸入された冷媒は、ピストン２６の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３７及び吐出弁を介して吐出室３６へ吐出される。
斜板２０の傾斜角度は、斜板２０の遠心力に起因する回転運動のモーメント、ピストン２６の往復慣性力によるモーメント、冷媒の圧力によるモーメント等の各モーメントとの相互バランスに基づき決定される。
冷媒の圧力によるモーメントとは圧縮室３５内の圧力と、ピストン２６の背面に作用するクランク室１５内の圧力との相関に基づいて発生するモーメントであり、クランク室１５の圧力変動に応じて傾斜角度の増大方向又は減少方向に作用する。
【００３３】
この圧縮機は、リヤハウジング１３に備えられる容量制御弁４０を用いてクランク室１５内の圧力を調節し、冷媒の圧力によるモーメントを適宜変更することで、斜板２０の傾斜角度を最小傾斜角度から最大傾斜角度の間の任意の角度に設定することを可能としている。
容量制御弁４０と吐出室３６とを連絡する通路４１と、容量制御弁４０とクランク室１５とを連絡する通路４２とにより給気路が構成される。
他方、クランク室１５と吸入室３３とを連絡する抽気路４３が設けられている。
【００３４】
容量制御弁４０は、図１に示すように、主に、略筒状であって複数の室を持つバルブハウジング４４と、バルブハウジング４４に接続されるソレノイドと、弁体を有しソレノイドにより付勢される軸部材４５と、を有する。
バルブハウジング４４の端部に接続されているソレノイドは、固定鉄芯４６と、固定鉄芯４６に対向する可動鉄芯４７と、固定鉄芯４６と可動鉄芯４７の回りを覆うように設けた電磁コイル４８を有している。
固定鉄芯４６は電磁コイル４８へ対する通電による励磁により可動鉄芯４７を引き付ける。
【００３５】
ところで、容量制御弁４０に対する電流供給制御は図１及び図２に示す制御部５０が行う。
具体的には、空調装置を作動させるスイッチ５１の操作により行なうが、スイッチ５１のオンにより容量制御弁４０への通電制御を行い、スイッチ５１のオフにより電流の供給を停止する。
制御部５０には室温設定器５２と室温センサ５３が電気的に接続されている。
室温設定器５２は目標室温を予め設定しておくことができる設定器であり、室温センサ５３は室温を検出するセンサである。
制御部５０は、空調装置が運転されている場合に、設定された目標室温と検出室温との温度差により容量制御弁４０に対する通電の制御を行う。
つまり、容量制御弁４０は各センサ５２、５３の外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉される。
【００３６】
次に、外部冷媒回路５４について説明する。
この実施形態では、図１及び図２に示すように、圧縮機と外部冷媒回路５４とにより冷媒が循環する冷凍回路が構成されている。
外部冷媒回路５４は、冷媒から熱を奪う熱交換器５５と、膨張弁５６と、熱を冷媒に移す熱交換器５７を含む。
膨張弁５６は、熱交換器５５の出口側における冷媒温度の変動に対応して冷媒流量を制御する温度感知式自動膨張弁である。
外部冷媒回路５４における熱交換器５５の上流側は高圧側であり、熱交換器５７の下流側は低圧側である。
吸入室３３はリヤハウジング１３に形成された吸入通路３８を介して外部冷媒回路５４の低圧側と接続されており、外部冷媒回路５４からの冷媒は吸入通路３８を通過して吸入室３３へ供給することができる。
この実施形態では、吸入室３３及び吸入通路３８は吸入圧領域に含まれる。
【００３７】
吐出室３６はリヤハウジング１３に形成された吐出通路３９を介して外部冷媒回路５４の高圧側と接続されている。
吐出室３６の冷媒は吐出通路３９を介して外部冷媒回路５４へ供給される。
この実施形態では、吐出室３６及び吐出通路３９は、いずれも吐出圧領域に含まれる。
圧縮機には、吐出通路３９の出口と外部冷媒回路５４との間に逆止弁５８が設けられている。
逆止弁５８は、逆止弁５８の上流側である吐出通路３９と、下流側である外部冷媒回路５４の高圧側との流量差圧の多寡に応じて開閉される弁である。
逆止弁５８は低容量運転時において外部冷媒回路５４から冷媒の逆流を防止するほか、低容量運転時における潤滑油の外部冷媒回路５４への流出を防止する機能を有する。
【００３８】
逆止弁５８と吐出室３６との間に設けた吐出通路３９の途中には、電磁弁５９が備えられている。
電磁弁５９は開閉により吐出通路３９における冷媒の通過を許容したり遮断したりする弁である。
電磁弁５９は容量制御弁４０の開閉に対応して開閉される。
具体的には、通電されていない容量制御弁４０が開弁状態で給気路における冷媒の通過を許容する最小容量運転時には、電磁弁５９は閉じて、吐出通路３９における冷媒の逆止弁５８側への通過を遮断する。
最小容量運転時以外の運転時である最大容量運転時、又は、中間容量運転（最大容量運転と最小容量運転の間の容量における運転）時には、圧縮機の運転時の容量に対応して容量制御弁４０が閉じられる。
この時、電磁弁５９は開かれ、逆止弁５８は、逆止弁５８の上流側である吐出通路３９と、下流側である外部冷媒回路５４の高圧側との流量差圧の多寡に応じて開閉される。
電磁弁５９は公知の電磁弁でよく、外部信号に基づく容量制御弁４０の通電の有無により制御器５０の制御を受け、弁体が開閉される構造の電磁弁であればよい。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る圧縮機の動作について説明する。
回転軸１６の回転運動に伴うピストン２６の往復運動に基づき、吸入室３３の冷媒は弁形成機構２８の吸入ポート３４から吸入弁の開弁によりシリンダボア１１ｂ内へ導かれ、シリンダボア１１ｂ内の冷媒は圧縮され、吐出弁を開弁させて吐出室３６へ吐出される。
吐出室３６へ吐出された高圧の冷媒の大部分は外部冷媒回路５４へ導かれる。
【００４０】
容量制御弁４０の開度が変更されることにより、通路４１、４２を通じた吐出室３６からクランク室１５への冷媒の導入量と、抽気路４３を通じたクランク室１５から吸入室３３への冷媒の導出量とのバランスが制御される。
クランク室１５への冷媒の導入量とクランク室１５からの冷媒の導出量のバランスが制御されることにより、クランク室１５のクランク圧が決定される。
容量制御弁４０の開度を変更してクランク室１５のクランク圧が変わると、ピストン２６を介したクランク室１５内とシリンダボア１１ｂ内の差圧が変更され、斜板２０の傾斜角度が変動する。
斜板２０の傾斜角度が変動することによりピストン２６のストロークが変更され、ピストン２６のストロークの変更に応じて圧縮機の吐出容量が変化する。
【００４１】
例えば、クランク圧が下げられると、斜板２０の傾斜角度が増加してピストン２６のストロークが大きくなる。
ピストン２６のストロークが大きくなることにより圧縮機の吐出容量は増大する。
逆に、クランク圧が上げられると、斜板２０の傾斜角度が減少してピストン２６のストロークは小さくなり、吐出容量は減少する。
【００４２】
ところで、車両用空調装置が備える圧縮機の場合、エンジンの空ぶかし等により圧縮機が停止状態から急激に高速回転の運転状況となることがある。
例えば、圧縮機の周囲の温度が低く、吸入室３３や吸入通路３８に冷媒が液体として貯留され、圧縮機が運転停止の状態から、斜板２０は最小の傾斜角度を維持しつつ、回転軸１６を急激に高速回転（例えば、毎秒１万回転以上）させる場合である。
この場合の圧縮機における回転軸１６の急激な高速回転は液圧縮を発生させる可能性が高い。
このとき、容量制御弁４０は最小容量運転に対応するため通電されず通路４１、４２から構成される給気路を開くように開弁状態にある。
容量制御弁４０が通電されない場合、電磁弁５９は閉弁状態にあり吐出通路３９を遮断する。
【００４３】
回転軸１６を急激に高速回転させることにより液圧縮が発生し、液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させるが、電磁弁５９が吐出通路における冷媒の通過を遮断するから、吐出室３６や吐出通路３９の冷媒は逆止弁５８に達することはない。
さらに、吐出室３６と電磁弁５９との間の吐出通路３９の冷媒が通路４１、４２を通じてクランク室１５へ供給される。
これにより、圧縮機は斜板２０の復帰を妨げるクランク圧を維持することができ、斜板２０が異常復帰することを防止できる。
【００４４】
第１の実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する。
（１）圧縮機の最小容量運転に対応するために容量制御弁４０へ通電されず給気路が開く状態、すなわち、容量制御弁４０に通電されない状態の場合、電磁弁５９は閉じて吐出通路３９を遮断する。これにより最小容量運転の高速回転時に液圧縮が発生しても、吐出通路３９の冷媒が逆止弁５８へ導入されず、吐出通路３９の冷媒が逆止弁５８を通じて外部冷媒回路５４へ抜けることがないから、給気路を通じて吐出室３６の冷媒がクランク室１５へ供給され、圧縮機は斜板２０の異常復帰を抑制するクランク圧を維持することができる。従って、最小容量運転の高速回転時に液圧縮が発生しても斜板２０の異常復帰を防止することができる。
【００４５】
（２）急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板２０の異常復帰を防止することができるから、斜板２０がラグプレート１９から回転軸１６の軸方向へ離隔することが可能なガイドピンレス方式のヒンジ機構２１を有する圧縮機であっても、ピストン２６の上死点越えや、ピストン２６の特定部位やピストン２６近傍のシリンダブロック１１に対する過度の応力の作用を防止することができる。
【００４６】
（３）圧縮機の最大容量運転時、又は、中間容量運転時では、容量制御弁４０へ通電されるから給気路が閉じる状態にあり、この場合、電磁弁５９は吐出通路３９を開くから、吐出通路３９の冷媒は逆止弁５８へ導入され、逆止弁５８は吐出通路３９と外部冷媒回路５４との流量差圧により開閉される。
【００４７】
（４）容量制御弁４０の通電の有無による給気路の開閉に対応させて電磁弁５９を開閉する制御であることから、制御の仕組みが比較的容易である。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機について図３及び図４に基づいて説明する。
図３は、第２の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図であり、図４は第２の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
この実施形態の圧縮機は、吸入圧の圧力に応じて容量制御弁が給気路を開閉する内部制御式の容量制御弁が用いられている点で第１の実施形態と異なる。
この実施形態では、第１の実施形態と共通又は類似する要素については第１の実施形態の説明を援用し、共通又は類似する要素は共通の符号を使用する。
【００４９】
図３に示すように、リヤハウジング６１には吸入室６２と吐出室６３が形成されている。
吸入室６２と外部冷媒回路５４とを連通する吸入通路６４と、吐出室６３と外部冷媒回路５４とを連通する吐出通路６５がリヤハウジング６１に形成されている。
吐出通路６５と外部冷媒回路５４との間には逆止弁６６が設けられている。
吐出室６３と逆止弁６６との間の吐出通路６５には電磁弁６７が設置されている。
電磁弁６７は、第１の実施形態と同様に制御部７０の制御を受けて吐出通路６５を開閉する弁体を備えている。
【００５０】
リヤハウジング６１には、吐出室６３からクランク室１５へ連通する通路６８、４２が設けられており容量制御弁７５が設けられている。
容量制御弁７５は、主に、略筒状であって複数の室を持つバルブハウジング７６と、球状の弁体７７と、ベローズを備える感圧部材７８と、ベローズの伸縮により往復動する軸体７９と、を有する。
バルブハウジング７６内の一方の端部には弁室８０が形成され、他方の端部には感圧室８１が形成され、弁室８０と感圧室８１との間には中間室８２が形成されている。
弁室８０には付勢部材により付勢された弁体７７が配置され、弁室８０と中間室８２との間に設けられている弁孔を開閉する。
弁室８０は通路６８により吐出室６３と連通し、中間室８２は別の通路４２によりクランク室１５と連通する。
通路４２、６８及び容量制御弁７５により吐出室６３の冷媒をクランク室１５へ供給する給気路が構成されている。
【００５１】
感圧室８１には感圧部材７８が配置されている。
感圧部材７８が有するベローズは感圧室８１の圧力の変動に応じて伸縮する。
感圧室８１と中間室８２を貫通する貫通孔が備えられており、貫通孔に軸体７９が挿通されている。
軸体７９はベローズの伸縮によりバルブハウジング７６内を往復動する。
最大にベローズが伸長したとき、軸体７９は弁室８０と中間室８２が完全に連通するように弁体７７を押圧する。
なお、ベローズが最も縮小するとき、弁体７７は付勢部材の付勢力を受けて弁孔を閉じ、弁室８０と中間室８２とを連通させないようにする。
【００５２】
感圧室８１は、感圧路８３により吸入室６２と連通する。
感圧路８３の途中には感圧路開閉弁８５が設置されている。
感圧路開閉弁８５は、通電の有無により弁体８６が制御される電磁弁である。
感圧路開閉弁８５は、制御部７０の制御により開閉される電磁弁である。
制御部７０は車両の速度又は加速度に関する情報や車両のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）の走行モード（変速制御モード）に関する情報等の車両の走行状態に関する情報を外部信号７１、７２として電気的に入力する。
制御部７０はこれらの外部信号７１、７２に基づいて感圧路開閉弁８５の開閉状況を最適制御する。
【００５３】
この実施形態では、感圧路開閉弁８５の通電の有無に対応させて、吐出通路６５に設けた電磁弁６７を開閉させるようにしている。
具体的には、感圧路開閉弁８５が通電されず感圧路８３を開く状態では、制御部７０は電磁弁６７を閉じ、感圧路開閉弁８５が感圧路８３を閉じる状態では電磁弁６７を開く制御を行う。
感圧路開閉弁８５が感圧路８３を開く状態では、吸入室６２の圧力に応じてベローズが伸長しやすい状態にあり、ベローズが伸長すると容量制御弁７５は給気路を開く。
クランク室１５へ吐出室６３の冷媒が供給され、圧縮機が低容量運転状態となる。
一方、電磁弁６７は、通電されず感圧路開閉弁８５が感圧路８３を開く状態に対応して、吐出通路６５を閉じる。
逆に、感圧路開閉弁８５が通電されて感圧路８３を閉じるとき、電磁弁６７は吐出通路６５を開く。
【００５４】
第２の実施形態に係る圧縮機によれば、感圧路開閉弁８５へ通電されず感圧路８３が開く状態、すなわち、容量制御弁７５により給気路が開かれ易い状態にあり、この場合、電磁弁６７は吐出通路６５を遮断する。
これにより圧縮機の最小容量運転時における高速回転時に液圧縮が発生しても、吐出通路６５の冷媒が逆止弁６６へ導入されることはなく、斜板２０の異常復帰を防止することができる。
【００５５】
圧縮機の最大容量運転時、又は、中間容量運転時では、感圧路開閉弁８５へ通電されるから感圧路８３が閉じる状態にあり、この場合、電磁弁６７は吐出通路６５を開くから、吐出通路６５の冷媒は逆止弁６６へ導入され、逆止弁６６は吐出通路６５と外部冷媒回路５４との流量差圧により開閉される。
【００５６】
感圧路開閉弁８５の通電の有無による給気路の開閉に対応させて電磁弁６７を通電に開閉する制御であることから、電気的制御の仕組みが比較的容易である。
さらに言うと、第２の実施形態では、第１の実施形態の作用効果（２）と同等の作用効果を奏する。
【００５７】
本発明は、上記の第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１ シリンダブロック
１２ フロントハウジング
１３、６４ リヤハウジング
１５ クランク室
１６ 回転軸
１９ ラグプレート（回転体としての）
２０ 斜板
２１ ヒンジ機構
２６ ピストン
３３、９２ 吸入室
３５ 圧縮室
３６、６３ 吐出室
３８、６４ 吸入通路
３９、６５ 吐出通路
４０、７５ 容量制御弁
４３ 抽気路
５０、７０ 制御部
５１ スイッチ
５２ 室温設定器
５３ 室温センサ
５４ 外部冷媒回路
５８、６６ 逆止弁
５９、６７ 電磁弁
８５ 感圧路開閉弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クラッチレス可変容量圧縮機に関し、特に、圧縮室に連通する吐出圧領域と外部冷媒回路との間に逆止弁を有するクラッチレス可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクラッチレス式可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する。）としては、例えば、特許文献１に開示された可変容量圧縮機が知られている。
この種の圧縮機には、回転軸の回転をピストンの往復運動に変換する斜板が備えられ、この斜板を収容するクランク室が形成されている。
圧縮機は、圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入通路や吸入室等の吸入圧領域と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出室や吐出通路（マフラ）等の吐出圧領域とを有する。
吸入圧領域は外部冷媒回路の低圧側と接続され、吐出圧領域は外部冷媒回路の高圧側と接続されている。
外部冷媒回路と吐出室との間の吐出通路には冷媒の逆流を防止する逆止弁が設けられている。
圧縮機内には吐出室とクランク室を連通する給気路が形成されており、クランク室内の圧力を制御する容量制御弁がこの給気路の途中に設置されているほか、吸入室とクランク室とを連通する抽気路が形成されている。
容量制御弁は、通電時に給気路を閉じ、非通電時には給気路を開く機能を有する。
【０００３】
この圧縮機では、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧の多寡により、逆止弁が開く。
例えば、吐出容量が最大となる最大容量運転時には、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最大になる。
このとき、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が大きくなるため、逆止弁が開き、高圧の冷媒は吐出圧領域から外部冷媒回路へ供給される。
一方、吐出容量が最小となる最小容量運転時には、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最小となる。
従って、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が小さくなり、逆止弁は閉じられる。
逆止弁が閉じられる最小容量運転時には、外部冷媒回路の冷媒が圧縮室へ逆流することが防止され、最小容量運転時に逆止弁の閉弁により、圧縮機内に貯留されている潤滑油の外部冷媒回路への供給が防止される。
【０００４】
この種の圧縮機では、運転停止状態のとき、圧縮機内において冷媒が存在するクランク室、吸入圧領域及び吐出圧領域における圧力と外部冷媒回路における圧力とはほぼ均圧となっている。
この状態における斜板は、最小容量運転時の斜板の状態と同じように、回転軸の軸方向に対する直角方向と斜板の傾斜面との傾斜角度が最小になる。
【０００５】
ところで、特許文献２には、ガイドピンレス方式のヒンジ機構を有する圧縮機が開示されている。
この種の圧縮機では、回転軸と一体回転するロータが設けられているほか、ロータへ向けて突設されたアームが斜板に形成されている。
ロータにはアームの当接と、アームのロータに対する回転軸の軸方向への摺動を可能とする軸方向荷重受圧面が形成されている。
このヒンジ機構では、ロータと斜板との関係だけについてみると、ロータからの斜板の回転軸の軸方向への隔離が可能である。
【特許文献１】特開２００７−１２０４０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された圧縮機では、以下の問題が発生する。
圧縮機の周囲の温度が低く、吸入室や吸入通路に冷媒が液体として貯留される条件下において、圧縮機が運転停止の状態から、斜板は最小容量の状態で回転軸を急激に高速回転（例えば、毎秒１万回転以上）させると、ピストンが液体の冷媒を圧縮する現象（以降「液圧縮」と表記する。）が発生する。
液圧縮が発生すると、液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させ、最小の傾斜角度を維持すべき斜板を異常に復帰させる現象（以降「異常復帰」と表記する）が発生する。
斜板の異常復帰が生じると液圧縮の発生がさらに助長され、液圧縮と異常復帰が交互に繰り返される。
【０００７】
液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させるため、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧を拡大させて逆止弁を開くという現象を招く。
逆止弁が開かれると、吐出圧領域の圧力が外部冷媒回路へ抜けてしまい、斜板の復帰を規制するために必要な冷媒が吐出圧領域から給気路を通じてクランク室へ供給されず、その結果、斜板の異常復帰がさらに助長される。
【０００８】
特に、特許文献２に開示されているガイドピンレス方式のヒンジ機構を有する圧縮機では、斜板の急激な異常復帰は、ピストンの上死点越えや、ピストンの特定部位やピストン近傍のシリンダブロックに対する過度の応力の発生を招くという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板の異常復帰を防止することができるクラッチレス可変容量圧縮機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため、本発明は、回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、該回転軸と一体的に回転する斜板と、前記斜板を収容するクランク室と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、前記圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、前記吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁と、前記吐出圧領域とクランク室とを連通する給気路と、該給気路の途中に設置され、前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁と、前記吸入圧領域とクランク室を連通する抽気路と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機において、前記逆止弁と前記圧縮室との間の前記吐出圧領域に電磁弁が備えられ、前記電磁弁は、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時に対応して前記給気路を開くとき、閉じられ、前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時以外の運転時に対応して給気路を閉じるとき、開かれることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時には容量制御弁が開かれ、給気路を通じてクランク室へ吐出圧領域の冷媒が供給される。
このとき、電磁弁は容量制御弁の開状態に対応して閉じられる。
電磁弁が閉じられることにより、吐出圧領域における冷媒の吐出圧領域の通過が電磁弁により遮断される。
従って、圧縮室と電磁弁との間の吐出圧領域の冷媒は、逆止弁へ達することなく、給気路を通じてクランク室へ導入される。
吐出圧領域の冷媒がクランク室へ導入されることにより、クランク室内の圧力が最小容量運転に適した圧力に保たれ、斜板の復帰が防止される。
【００１２】
吸入圧領域に冷媒が液体として貯留され、圧縮機が運転停止の状態にある条件下において、最小容量運転により回転軸を急激に高速回転させた結果、液圧縮が発生しても、閉弁状態の電磁弁により冷媒の逆止弁への供給は遮られるから、逆止弁の上流側の領域と下流側の領域との流量差圧が大きくなることはない。
このため、液圧縮による発生圧が逆止弁を開くことはなく、斜板の異常復帰が防止される。
【００１３】
また、本発明では、上記のクラッチレス可変容量圧縮機において、前記斜板と一体的に回転する回転体が備えられ、前記斜板は前記回転体へ向けて突出されたアームを有し、前記回転体は前記アーム部と当接するガイド部を備え、前記斜板は前記回転軸の軸方向へ離隔可能に該回転軸に支持されてもよい。
【００１４】
この場合、圧縮室と電磁弁との間の吐出圧領域の冷媒がクランク室へ供給されることにより斜板の復帰を妨げるから、斜板が回転体に対して回転軸の軸方向へ離隔可能であっても、斜板が異常復帰により最大容量運転時の傾斜角度以上に傾斜することはない。
【００１５】
さらに、本発明では、上記のクラッチレス可変容量圧縮機において、前記容量制御弁は外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉されてもよい。
【００１６】
この場合、容量制御弁が外部信号に基づく通電の有無により給気路の開閉を行ない、電磁弁は容量制御弁の通電の有無に対応して吐出圧領域を開閉させることができる。
【００１７】
また、本発明では、前記容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて開閉されてもよい。
【００１８】
この場合、容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて給気路の開閉を行ない、電磁弁は容量制御による給気路の開閉に対応して吐出圧領域を開閉させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板の異常復帰を防止することができるクラッチレス可変容量圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るクラッチレス可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する）を図面に基づいて説明する。
この実施形態に係る圧縮機は車室の空調を行う車両用空調装置が備える圧縮機である。
図１は第１の実施形態に係る圧縮機の概要を示す断面図であり、図２は第１の実施形態に係る圧縮機の概念図である。
なお、図１において、左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。
【００２１】
図１に示す圧縮機は、円周方向に複数のシリンダボア１１ｂが互いに等間隔を保って形成されたシリンダブロック１１と、そのシリンダブロック１１の前部側に接合されてクランク室１５を形成するフロントハウジング１２と、弁形成機構２８を介してシリンダブロック１１の後部側に接合されるリヤハウジング１３とを有する。
フロントハウジング１２、シリンダブロック１１及びリヤハウジング１３は、フロントハウジング１２からリヤハウジング１３まで通される通しボルト１４の前後方向の締め付けにより、一体的に固定される。
【００２２】
シリンダブロック１１の中心には貫通孔１１ａが形成されており、この貫通孔１１ａと軸心を同じとする貫通孔１２ａがフロントハウジング１２の中心に形成されている。
クランク室１５を貫通するように回転軸１６が両貫通孔１１ａ、１２ａに挿通され、回転軸１６はラジアル軸受１７、１８を介して回転自在となっている。
回転軸１６の前端はフロントハウジング１２から突出しており、図示しない動力伝達機構を介して外部駆動源に連結されている。
動力伝達機構は図示しないベルト及びプーリを含み、外部駆動源が駆動される場合、外部駆動源からの動力は回転軸１６へ常に伝達される。
【００２３】
クランク室１５内には、回転軸１６に固定された回転体としてのラグプレート１９と、回転軸１６及びラグプレート１９を一体回転し、回転軸１６の軸方向に傾斜可能な斜板２０とが設けられている。
斜板２０とラグプレート１９との間にはヒンジ機構２１が介在している。
ヒンジ機構２１は、ガイドピンレス方式のヒンジ機構であり、ラグプレート１９側へ突出するように斜板２０に形成された斜板側アーム２０ａと、斜板２０側へ突出するようにラグプレート１９に形成されたラグ側アーム１９ａと、から構成されている。
【００２４】
斜板側アーム２０ａとラグ側アーム１９ａは互いに当接してラグプレート１９の回転力が斜板２０に伝達される関係を有する。
具体的には、ラグプレート１９の幅方向に一対のラグ側アーム１９ａが備えられ、ラグ側アーム１９ａの間に一対の斜板側アーム２０ａが位置するように斜板２０に形成され、斜板側アーム２０ａはラグ側アーム１９ａを介して回転力が伝達される。
なお、図１においては、一方の斜板側アーム２０ａとラグ側アーム１９ａのみが図示されており、他方は図示されない。
【００２５】
ラグ側アーム１９ａの基部には、斜板側アーム２０ａの突出端部と当接するガイド部１９ｂが形成されている。
ガイド部１９ｂは、斜板２０の回転軸１６の軸方向への傾動を許容する傾斜面を有し、ガイド部１９ｂに対する斜板側アーム２０ａの当接位置は、回転軸１６の軸方向への斜板２０の傾動に応じて変わる。
ラグプレート１９と斜板２０との関係では、斜板２０がラグプレート１９から回転軸１６の軸方向へ離隔可能に回転軸１６に支持されていると言える。
【００２６】
このヒンジ機構２１を介して、斜板２０がラグプレート１９および回転軸１６に対して、同期回転可能及び傾動可能に連結されている。
斜板２０の前部にはストッパ部２０ｂが突設されている。
図１に示すように、このストッパ部２０ｂがラグプレート１９に当接することにより、斜板２０の最大傾斜位置が規制される。
なお、図１において、実線で示されている斜板２２は、斜板２２の最大傾斜位置を示している。
ラグプレート１９と斜板２０との間における回転軸１６には、コイルスプリング２２と、コイルスプリング２２の押圧により後方へ付勢される摺動自在の筒状体２３が配設されている。
斜板２０は、コイルスプリング２２の付勢力を受けた筒状体２３により後方、すなわち、斜板２０の傾斜角度が減少する方向へ向けて押圧される。
なお、斜板２０の傾斜角度とは、ここでは回転軸１６と直交する面と斜板２０の面により成す角度を意味している。
【００２７】
斜板２０の後方における回転軸１６には、止め輪２４が取り付けられている。
この止め輪２４の前方においてコイルスプリング２５が回転軸１６に巻装されている。
このコイルスプリング２５の前部に斜板２０が当接することにより、斜板２０の最小傾斜位置が規制されるようになっている。
なお、図１において、二点鎖線で示されている斜板２２は、斜板２２の最小傾斜位置を示している。
【００２８】
シリンダブロック１１の各シリンダボア１１ｂには、片頭型のピストン２６が夫々往復移動可能に収容されている。
これらのピストン２６の首部はクランク室１５を臨み、この首部に設けたシュー２７を介して斜板２０の外周に係留されている。
回転軸１６の回転に伴って斜板２０が回転運動されるとき、シュー２７を介して各ピストン２６が各シリンダボア１１ｂ内を往復移動する。
【００２９】
一方、図１に示されるように、リヤハウジング１３の前部側とシリンダブロック１１の後部側との間には弁形成機構２８が介在されている。
弁形成機構２８は、弁板２９と、吸入弁形成板３０、吐出弁形成板３１及びリテーナ形成板３２と、を有する。
弁板２９、吸入弁形成板３０、吐出弁形成板３１及びリテーナ形成板３２は、吸入室３３と連通する吸入ポート３４と、吐出室３６と連通する吐出ポート３７を有している。
【００３０】
弁形成機構２８はシリンダボア１１ｂにおいてピストン２６とともに圧縮室３５を形成する。
吸入弁形成板３０は、圧縮室３５及び吸入室３３との間に介在されるリード式の吸入弁を形成する。
吐出弁形成板３１は、吐出ポート３７及び吐出室３６との間に介在されるリード式の吐出弁を形成する。
リテーナ形成板３２は吐出弁の最大開度を規定するリテーナを形成する。
【００３１】
このリヤハウジング１３内の中心側には、吸入室３３が形成されている。
吸入室３３は弁板２９に設けられる吸入ポート３４により、シリンダボア１１ｂ内の圧縮室３５と連通されている。
リヤハウジング１３の外周側には、吐出室３６が形成されており、この吐出室３６と吸入室３３は隔壁１３ａにより隔絶されている。
【００３２】
吸入室３３の冷媒は、ピストン２６の上死点位置から下死点位置への移動により、吸入ポート３４及び吸入弁を介して圧縮室３５内に吸入される。
圧縮室３５内に吸入された冷媒は、ピストン２６の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３７及び吐出弁を介して吐出室３６へ吐出される。
斜板２０の傾斜角度は、斜板２０の遠心力に起因する回転運動のモーメント、ピストン２６の往復慣性力によるモーメント、冷媒の圧力によるモーメント等の各モーメントとの相互バランスに基づき決定される。
冷媒の圧力によるモーメントとは圧縮室３５内の圧力と、ピストン２６の背面に作用するクランク室１５内の圧力との相関に基づいて発生するモーメントであり、クランク室１５の圧力変動に応じて傾斜角度の増大方向又は減少方向に作用する。
【００３３】
この圧縮機は、リヤハウジング１３に備えられる容量制御弁４０を用いてクランク室１５内の圧力を調節し、冷媒の圧力によるモーメントを適宜変更することで、斜板２０の傾斜角度を最小傾斜角度から最大傾斜角度の間の任意の角度に設定することを可能としている。
容量制御弁４０と吐出室３６とを連絡する通路４１と、容量制御弁４０とクランク室１５とを連絡する通路４２とにより給気路が構成される。
他方、クランク室１５と吸入室３３とを連絡する抽気路４３が設けられている。
【００３４】
容量制御弁４０は、図１に示すように、主に、略筒状であって複数の室を持つバルブハウジング４４と、バルブハウジング４４に接続されるソレノイドと、弁体を有しソレノイドにより付勢される軸部材４５と、を有する。
バルブハウジング４４の端部に接続されているソレノイドは、固定鉄芯４６と、固定鉄芯４６に対向する可動鉄芯４７と、固定鉄芯４６と可動鉄芯４７の回りを覆うように設けた電磁コイル４８を有している。
固定鉄芯４６は電磁コイル４８へ対する通電による励磁により可動鉄芯４７を引き付ける。
【００３５】
ところで、容量制御弁４０に対する電流供給制御は図１及び図２に示す制御部５０が行う。
具体的には、空調装置を作動させるスイッチ５１の操作により行なうが、スイッチ５１のオンにより容量制御弁４０への通電制御を行い、スイッチ５１のオフにより電流の供給を停止する。
制御部５０には室温設定器５２と室温センサ５３が電気的に接続されている。
室温設定器５２は目標室温を予め設定しておくことができる設定器であり、室温センサ５３は室温を検出するセンサである。
制御部５０は、空調装置が運転されている場合に、設定された目標室温と検出室温との温度差により容量制御弁４０に対する通電の制御を行う。
つまり、容量制御弁４０は各センサ５２、５３の外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉される。
【００３６】
次に、外部冷媒回路５４について説明する。
この実施形態では、図１及び図２に示すように、圧縮機と外部冷媒回路５４とにより冷媒が循環する冷凍回路が構成されている。
外部冷媒回路５４は、冷媒から熱を奪う熱交換器５５と、膨張弁５６と、熱を冷媒に移す熱交換器５７を含む。
膨張弁５６は、熱交換器５５の出口側における冷媒温度の変動に対応して冷媒流量を制御する温度感知式自動膨張弁である。
外部冷媒回路５４における熱交換器５５の上流側は高圧側であり、熱交換器５７の下流側は低圧側である。
吸入室３３はリヤハウジング１３に形成された吸入通路３８を介して外部冷媒回路５４の低圧側と接続されており、外部冷媒回路５４からの冷媒は吸入通路３８を通過して吸入室３３へ供給することができる。
この実施形態では、吸入室３３及び吸入通路３８は吸入圧領域に含まれる。
【００３７】
吐出室３６はリヤハウジング１３に形成された吐出通路３９を介して外部冷媒回路５４の高圧側と接続されている。
吐出室３６の冷媒は吐出通路３９を介して外部冷媒回路５４へ供給される。
この実施形態では、吐出室３６及び吐出通路３９は、いずれも吐出圧領域に含まれる。
圧縮機には、吐出通路３９の出口と外部冷媒回路５４との間に逆止弁５８が設けられている。
逆止弁５８は、逆止弁５８の上流側である吐出通路３９と、下流側である外部冷媒回路５４の高圧側との流量差圧の多寡に応じて開閉される弁である。
逆止弁５８は低容量運転時において外部冷媒回路５４から冷媒の逆流を防止するほか、低容量運転時における潤滑油の外部冷媒回路５４への流出を防止する機能を有する。
【００３８】
逆止弁５８と吐出室３６との間に設けた吐出通路３９の途中には、電磁弁５９が備えられている。
電磁弁５９は開閉により吐出通路３９における冷媒の通過を許容したり遮断したりする弁である。
電磁弁５９は容量制御弁４０の開閉に対応して開閉される。
具体的には、通電されていない容量制御弁４０が開弁状態で給気路における冷媒の通過を許容する最小容量運転時には、電磁弁５９は閉じて、吐出通路３９における冷媒の逆止弁５８側への通過を遮断する。
最小容量運転時以外の運転時である最大容量運転時、又は、中間容量運転（最大容量運転と最小容量運転の間の容量における運転）時には、圧縮機の運転時の容量に対応して容量制御弁４０が閉じられる。
この時、電磁弁５９は開かれ、逆止弁５８は、逆止弁５８の上流側である吐出通路３９と、下流側である外部冷媒回路５４の高圧側との流量差圧の多寡に応じて開閉される。
電磁弁５９は公知の電磁弁でよく、外部信号に基づく容量制御弁４０の通電の有無により制御器５０の制御を受け、弁体が開閉される構造の電磁弁であればよい。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る圧縮機の動作について説明する。
回転軸１６の回転運動に伴うピストン２６の往復運動に基づき、吸入室３３の冷媒は弁形成機構２８の吸入ポート３４から吸入弁の開弁によりシリンダボア１１ｂ内へ導かれ、シリンダボア１１ｂ内の冷媒は圧縮され、吐出弁を開弁させて吐出室３６へ吐出される。
吐出室３６へ吐出された高圧の冷媒の大部分は外部冷媒回路５４へ導かれる。
【００４０】
容量制御弁４０の開度が変更されることにより、通路４１、４２を通じた吐出室３６からクランク室１５への冷媒の導入量と、抽気路４３を通じたクランク室１５から吸入室３３への冷媒の導出量とのバランスが制御される。
クランク室１５への冷媒の導入量とクランク室１５からの冷媒の導出量のバランスが制御されることにより、クランク室１５のクランク圧が決定される。
容量制御弁４０の開度を変更してクランク室１５のクランク圧が変わると、ピストン２６を介したクランク室１５内とシリンダボア１１ｂ内の差圧が変更され、斜板２０の傾斜角度が変動する。
斜板２０の傾斜角度が変動することによりピストン２６のストロークが変更され、ピストン２６のストロークの変更に応じて圧縮機の吐出容量が変化する。
【００４１】
例えば、クランク圧が下げられると、斜板２０の傾斜角度が増加してピストン２６のストロークが大きくなる。
ピストン２６のストロークが大きくなることにより圧縮機の吐出容量は増大する。
逆に、クランク圧が上げられると、斜板２０の傾斜角度が減少してピストン２６のストロークは小さくなり、吐出容量は減少する。
【００４２】
ところで、車両用空調装置が備える圧縮機の場合、エンジンの空ぶかし等により圧縮機が停止状態から急激に高速回転の運転状況となることがある。
例えば、圧縮機の周囲の温度が低く、吸入室３３や吸入通路３８に冷媒が液体として貯留され、圧縮機が運転停止の状態から、斜板２０は最小の傾斜角度を維持しつつ、回転軸１６を急激に高速回転（例えば、毎秒１万回転以上）させる場合である。
この場合の圧縮機における回転軸１６の急激な高速回転は液圧縮を発生させる可能性が高い。
このとき、容量制御弁４０は最小容量運転に対応するため通電されず通路４１、４２から構成される給気路を開くように開弁状態にある。
容量制御弁４０が通電されない場合、電磁弁５９は閉弁状態にあり吐出通路３９を遮断する。
【００４３】
回転軸１６を急激に高速回転させることにより液圧縮が発生し、液圧縮による発生圧は吐出容量を増大させるが、電磁弁５９が吐出通路における冷媒の通過を遮断するから、吐出室３６や吐出通路３９の冷媒は逆止弁５８に達することはない。
さらに、吐出室３６と電磁弁５９との間の吐出通路３９の冷媒が通路４１、４２を通じてクランク室１５へ供給される。
これにより、圧縮機は斜板２０の復帰を妨げるクランク圧を維持することができ、斜板２０が異常復帰することを防止できる。
【００４４】
第１の実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する。
（１）圧縮機の最小容量運転に対応するために容量制御弁４０へ通電されず給気路が開く状態、すなわち、容量制御弁４０に通電されない状態の場合、電磁弁５９は閉じて吐出通路３９を遮断する。これにより最小容量運転の高速回転時に液圧縮が発生しても、吐出通路３９の冷媒が逆止弁５８へ導入されず、吐出通路３９の冷媒が逆止弁５８を通じて外部冷媒回路５４へ抜けることがないから、給気路を通じて吐出室３６の冷媒がクランク室１５へ供給され、圧縮機は斜板２０の異常復帰を抑制するクランク圧を維持することができる。従って、最小容量運転の高速回転時に液圧縮が発生しても斜板２０の異常復帰を防止することができる。
【００４５】
（２）急激な高速回転を伴う最小容量運転において液圧縮が発生しても斜板２０の異常復帰を防止することができるから、斜板２０がラグプレート１９から回転軸１６の軸方向へ離隔することが可能なガイドピンレス方式のヒンジ機構２１を有する圧縮機であっても、ピストン２６の上死点越えや、ピストン２６の特定部位やピストン２６近傍のシリンダブロック１１に対する過度の応力の作用を防止することができる。
【００４６】
（３）圧縮機の最大容量運転時、又は、中間容量運転時では、容量制御弁４０へ通電されるから給気路が閉じる状態にあり、この場合、電磁弁５９は吐出通路３９を開くから、吐出通路３９の冷媒は逆止弁５８へ導入され、逆止弁５８は吐出通路３９と外部冷媒回路５４との流量差圧により開閉される。
【００４７】
（４）容量制御弁４０の通電の有無による給気路の開閉に対応させて電磁弁５９を開閉する制御であることから、制御の仕組みが比較的容易である。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機について図３及び図４に基づいて説明する。
図３は、第２の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図であり、図４は第２の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
この実施形態の圧縮機は、吸入圧の圧力に応じて容量制御弁が給気路を開閉する内部制御式の容量制御弁が用いられている点で第１の実施形態と異なる。
この実施形態では、第１の実施形態と共通又は類似する要素については第１の実施形態の説明を援用し、共通又は類似する要素は共通の符号を使用する。
【００４９】
図３に示すように、リヤハウジング６１には吸入室６２と吐出室６３が形成されている。
吸入室６２と外部冷媒回路５４とを連通する吸入通路６４と、吐出室６３と外部冷媒回路５４とを連通する吐出通路６５がリヤハウジング６１に形成されている。
吐出通路６５と外部冷媒回路５４との間には逆止弁６６が設けられている。
吐出室６３と逆止弁６６との間の吐出通路６５には電磁弁６７が設置されている。
電磁弁６７は、第１の実施形態と同様に制御部７０の制御を受けて吐出通路６５を開閉する弁体を備えている。
【００５０】
リヤハウジング６１には、吐出室６３からクランク室１５へ連通する通路６８、４２が設けられており容量制御弁７５が設けられている。
容量制御弁７５は、主に、略筒状であって複数の室を持つバルブハウジング７６と、球状の弁体７７と、ベローズを備える感圧部材７８と、ベローズの伸縮により往復動する軸体７９と、を有する。
バルブハウジング７６内の一方の端部には弁室８０が形成され、他方の端部には感圧室８１が形成され、弁室８０と感圧室８１との間には中間室８２が形成されている。
弁室８０には付勢部材により付勢された弁体７７が配置され、弁室８０と中間室８２との間に設けられている弁孔を開閉する。
弁室８０は通路６８により吐出室６３と連通し、中間室８２は別の通路４２によりクランク室１５と連通する。
通路４２、６８及び容量制御弁７５により吐出室６３の冷媒をクランク室１５へ供給する給気路が構成されている。
【００５１】
感圧室８１には感圧部材７８が配置されている。
感圧部材７８が有するベローズは感圧室８１の圧力の変動に応じて伸縮する。
感圧室８１と中間室８２を貫通する貫通孔が備えられており、貫通孔に軸体７９が挿通されている。
軸体７９はベローズの伸縮によりバルブハウジング７６内を往復動する。
最大にベローズが伸長したとき、軸体７９は弁室８０と中間室８２が完全に連通するように弁体７７を押圧する。
なお、ベローズが最も縮小するとき、弁体７７は付勢部材の付勢力を受けて弁孔を閉じ、弁室８０と中間室８２とを連通させないようにする。
【００５２】
感圧室８１は、感圧路８３により吸入室６２と連通する。
感圧路８３の途中には感圧路開閉弁８５が設置されている。
感圧路開閉弁８５は、通電の有無により弁体８６が制御される電磁弁である。
感圧路開閉弁８５は、制御部７０の制御により開閉される電磁弁である。
制御部７０は車両の速度又は加速度に関する情報や車両のオートマチックトランスミッション（ＡＴ）の走行モード（変速制御モード）に関する情報等の車両の走行状態に関する情報を外部信号７１、７２として電気的に入力する。
制御部７０はこれらの外部信号７１、７２に基づいて感圧路開閉弁８５の開閉状況を最適制御する。
【００５３】
この実施形態では、感圧路開閉弁８５の通電の有無に対応させて、吐出通路６５に設けた電磁弁６７を開閉させるようにしている。
具体的には、感圧路開閉弁８５が通電されず感圧路８３を開く状態では、制御部７０は電磁弁６７を閉じ、感圧路開閉弁８５が感圧路８３を閉じる状態では電磁弁６７を開く制御を行う。
感圧路開閉弁８５が感圧路８３を開く状態では、吸入室６２の圧力に応じてベローズが伸長しやすい状態にあり、ベローズが伸長すると容量制御弁７５は給気路を開く。
クランク室１５へ吐出室６３の冷媒が供給され、圧縮機が低容量運転状態となる。
一方、電磁弁６７は、通電されず感圧路開閉弁８５が感圧路８３を開く状態に対応して、吐出通路６５を閉じる。
逆に、感圧路開閉弁８５が通電されて感圧路８３を閉じるとき、電磁弁６７は吐出通路６５を開く。
【００５４】
第２の実施形態に係る圧縮機によれば、感圧路開閉弁８５へ通電されず感圧路８３が開く状態、すなわち、容量制御弁７５により給気路が開かれ易い状態にあり、この場合、電磁弁６７は吐出通路６５を遮断する。
これにより圧縮機の最小容量運転時における高速回転時に液圧縮が発生しても、吐出通路６５の冷媒が逆止弁６６へ導入されることはなく、斜板２０の異常復帰を防止することができる。
【００５５】
圧縮機の最大容量運転時、又は、中間容量運転時では、感圧路開閉弁８５へ通電されるから感圧路８３が閉じる状態にあり、この場合、電磁弁６７は吐出通路６５を開くから、吐出通路６５の冷媒は逆止弁６６へ導入され、逆止弁６６は吐出通路６５と外部冷媒回路５４との流量差圧により開閉される。
【００５６】
感圧路開閉弁８５の通電の有無による給気路の開閉に対応させて電磁弁６７を通電に開閉する制御であることから、電気的制御の仕組みが比較的容易である。
さらに言うと、第２の実施形態では、第１の実施形態の作用効果（２）と同等の作用効果を奏する。
【００５７】
本発明は、上記の第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るクラッチレス式可変容量圧縮機を示す縦断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る可変容量圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１ シリンダブロック
１２ フロントハウジング
１３、６４ リヤハウジング
１５ クランク室
１６ 回転軸
１９ ラグプレート（回転体としての）
２０ 斜板
２１ ヒンジ機構
２６ ピストン
３３、９２ 吸入室
３５ 圧縮室
３６、６３ 吐出室
３８、６４ 吸入通路
３９、６５ 吐出通路
４０、７５ 容量制御弁
４３ 抽気路
５０、７０ 制御部
５１ スイッチ
５２ 室温設定器
５３ 室温センサ
５４ 外部冷媒回路
５８、６６ 逆止弁
５９、６７ 電磁弁
８５ 感圧路開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、該回転軸と一体的に回転する斜板と、前記斜板を収容するクランク室と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、前記圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、前記吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁と、前記吐出圧領域とクランク室とを連通する給気路と、該給気路の途中に設置され、前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁と、前記吸入圧領域とクランク室を連通する抽気路と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機において、
前記逆止弁と前記圧縮室との間の前記吐出圧領域に電磁弁が備えられ、
前記電磁弁は、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時に対応して前記給気路を開くとき、閉じられ、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時以外の運転時に対応して前記給気路を閉じるとき、開かれることを特徴とするクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記斜板と一体的に回転する回転体が備えられ、前記斜板は前記回転体へ向けて突出されたアームを有し、前記回転体は前記アーム部と当接するガイド部を備え、前記斜板は前記回転軸の軸方向へ離隔可能に該回転軸に支持されることを特徴とする請求項１記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記容量制御弁は外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉されることを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて開閉されることを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項１】
回転軸の軸方向へ傾動可能であって、かつ、該回転軸と一体的に回転する斜板と、前記斜板を収容するクランク室と、圧縮室から吐出された冷媒が通過する吐出圧領域と、前記圧縮室に吸入される冷媒が通過する吸入圧領域と、前記吐出圧領域における逆流を防止する逆止弁と、前記吐出圧領域とクランク室とを連通する給気路と、該給気路の途中に設置され、前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁と、前記吸入圧領域とクランク室を連通する抽気路と、を有するクラッチレス可変容量圧縮機において、
前記逆止弁と前記圧縮室との間の前記吐出圧領域に電磁弁が備えられ、
前記電磁弁は、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時に対応して前記給気路を開くとき、閉じられ、前記容量制御弁が前記クラッチレス可変容量圧縮機の最小容量運転時以外の運転時に対応して前記給気路を閉じるとき、開かれることを特徴とするクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記斜板と一体的に回転する回転体が備えられ、前記斜板は前記回転体へ向けて突出されたアームを有し、前記回転体は前記アーム部と当接するガイド部を備え、前記斜板は前記回転軸の軸方向へ離隔可能に該回転軸に支持されることを特徴とする請求項１記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記容量制御弁は外部信号に基づく通電の有無に応じて開閉されることを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記容量制御弁は吸入圧領域の圧力に応じて開閉されることを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチレス可変容量圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１３３２５１（Ｐ２００９−１３３２５１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０９７１０（Ｐ２００７−３０９７１０）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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