可変容量圧縮機
【課題】クランク室の冷媒排出性能を向上した可変容量圧縮機を提供する。
【解決手段】容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材２０４と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイド２５０とを有する第１部材２６０と、給気通路１２２を開閉する弁体２０６ａを有する第２部材２０６と、第２部材２０６を弁体２０６ａの閉弁方向へ付勢する付勢手段２０７とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイド２５０の電磁力が小さい場合には、前記差圧をソレノイド２５０の通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイド２５０の電磁力が大きい場合には、クランク室１０５を吸入室１１９に連通させる第２放圧通路が形成される。
【解決手段】容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材２０４と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイド２５０とを有する第１部材２６０と、給気通路１２２を開閉する弁体２０６ａを有する第２部材２０６と、第２部材２０６を弁体２０６ａの閉弁方向へ付勢する付勢手段２０７とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイド２５０の電磁力が小さい場合には、前記差圧をソレノイド２５０の通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイド２５０の電磁力が大きい場合には、クランク室１０５を吸入室１１９に連通させる第２放圧通路が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調装置に使用される可変容量圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、冷媒循環回路の２つの圧力監視点の圧力差が所定値になるように、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機が、特許文献１〜３等に開示されている。絞りの口径は、特許文献４に開示されているように、ブローバイガスを排出するのに十分な１．５〜１．７ｍｍに通常設定されている。
【特許文献１】特開２００１−１０７８５４
【特許文献２】特開２００１−１５３０４４
【特許文献１】特開２００１−１５７３５５
【特許文献４】特公平４−７４５４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記可変容量圧縮機においては、クランク室と吸入室とが常時連通しているので、圧縮機が長時間停止すると冷凍回路側の冷媒が吸入室を介してクランク室へ流入する。車室内温度が高くエンジンルーム内温度が低い場合には、多量の冷媒が吸入室を介してクランク室へ流入し、クランク室に多量の液冷媒が溜まる。圧縮機が起動すると、絞りの開口面積が不足してクランク室内の液冷媒を迅速に吸入室へ排出できず、クランク室圧力が上昇して斜板の傾角が最小値に維持される。この結果、クランク室の液冷媒が十分に吸入室へ排出されるまで長時間に亙って所望の空調が得られないという問題を生ずる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上した可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機であって、容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイドとを有する第１部材と、給気通路を開閉する弁体を有する第２部材と、第２部材を弁体の閉弁方向へ付勢する付勢手段とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が小さい場合には、第２部材の連結部が第１部材の連結部に当接して、前記差圧をソレノイドの通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が大きい場合には、感圧部材が変位すると共に第２部材が弁体の閉弁方向へ移動して、弁体が給気通路を閉じ、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されることを特徴とする可変容量圧縮機を提供する。
本発明に係る可変容量圧縮機においては、弁体が給気通路を閉じると共に第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されるので、吐出室からクランク室への冷媒の供給が停止すると共にクランク室内の冷媒は第１放圧通路と第２放圧通路とを介して吸入室へ排出される。この結果、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上する。ソレノイドの電磁力を感圧部材に作用させたので、給気通路の閉鎖と第２放圧通路の形成とを連動させることができる。第２放圧通路は、圧縮機が最大吐出容量で動作すべき時のみに形成されるので、圧縮機の容量制御動作に支障を来さない。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、第２部材は一端に第１部材の連結部との連結部を他端に弁体を有し、第２部材を一端から他端まで貫通する貫通穴が第２部材に形成され、貫通穴の弁体側端部はクランク室と連通し、貫通穴の連結部側端部は、第２部材の連結部が第１部材の連結部から離間することにより吸入室と連通する。
容量制御弁内部に第２放圧通路が形成されるので、圧縮機本体に新たな放圧通路を形成する必要がなく、圧縮機の構造が簡素化される。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、第２放圧通路の最小流路断面積は、第１放圧通路に配設された絞りの流路断面積よりも大きな値に設定されている。
上記構成により、冷媒排出性能が大幅に向上する。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は第２部材の貫通穴よりも大径に形成されている。
上記構成により、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間した時に、両者間の隙間が微小でも第２部材の貫通孔と同等の流路断面積を確保できる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は、漏斗状凹部と、当該凹部に嵌合する円錐台状凸部とを有している。
漏斗状凹部と円錐台状凸部とが嵌合することにより、第１部材の連結部と第２部材の連結部とが確実に当接する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入室であり、他方は吸入室よりも上流の低圧力領域である。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吐出室であり、他方は吐出よりも下流の高圧力領域である。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入圧領域であり、他方は吐出圧領域である。
上記何れの２圧力監視点間にも、差圧が形成される。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点間に、冷媒循環を制限する縮径部が形成されている。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点間に、差圧により動作する開閉弁が配設されている。
冷媒循環回路の２圧力監視点間に絞り要素が配設されることにより、差圧が顕在化し制御精度が向上する。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点は共に圧縮機内部にある。
冷媒循環回路の２圧力監視点が共に圧縮機内部にあれば、容量制御弁への圧力導入路の形成が容易になる。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、可変容量圧縮機は、ソレノイドが消磁した時に、感圧部材を第２部材の弁体の開弁方向へ付勢して給気通路を強制開放するバネを備える。
ソレノイドを消磁した時に給気通路を強制開放できるので、可変容量圧縮機はクラッチレス圧縮機として好適なものになる。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、ソレノイドが消磁して、バネにより給気通路が強制開放された時に、第２部材が規制部材に当接して移動を規制される。
弁体が不必要に移動するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る可変容量圧縮機においては、弁体が給気通路を閉じると共に第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されるので、吐出室からクランク室への冷媒の供給が停止すると共にクランク室内の冷媒は第１放圧通路と第２放圧通路とを介して吸入室へ排出される。この結果、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上する。ソレノイドの電磁力を感圧部材に作用させたので、給気通路の閉鎖と第２放圧通路の形成とを連動させることができる。第２放圧通路は、圧縮機が最大吐出容量で動作すべき時のみに形成されるので、圧縮機の容量制御動作に支障を来さない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例に係る可変容量圧縮機を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に示すように、可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、バルブプレート１０３を介してシリンダブロック１０１の他端に設けられたリアハウジング１０４とを備えている。シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されるクランク室１０５内を横断して、駆動軸１０６が配設されている。駆動軸１０６は斜板１０７に挿通されている。斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８に連結部１０９を介して結合し、駆動軸１０６により傾角可変に支持されている。ロータ１０８と斜板１０７との間に、斜板１０７を最小傾角へ向けて付勢するコイルバネ１１０が配設されている。
駆動軸１０６の一端はフロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してハウジング外まで延在しており、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジンに作動係合している。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間に軸封装置１１１が配設されている。
フロントハウジング１０２に圧入固定されたラジアルベアリング１１２が駆動軸１０６の一端部を回転可能に支持している。シリンダブロック１０１に圧入固定されたラジアルベアリング１１３が駆動軸１０６の他端部を回転可能に支持している。駆動軸１０６は、ロータ１０８とフロントハウジング１０２との間に配設されたスラストベアリング１１４と、駆動軸１０６の他端に隣接して配設された支持部材１１５とにより挟持されている。駆動軸１０６の他端と支持部材１１５との間の軸方向隙間は、調整部材１１６により所定値に管理されている。
シリンダボア１０１ａ内に、ピストン１１７が配設され、ピストン１１７の一端部の窪み１１７ａ内に収容された一対のシュー１１８が斜板１０７の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸１０６の回転は、斜板１０７とシュー１１８とを介してピストン１１７の往復動に変換される。
リアハウジング１０４には、吸入室１１９と吐出室１２０とが形成されている。吸入室１１９はバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ａと図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１２０は図示しない吐出弁とバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ｂとを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吸入室１１９は吸入ポート１０４ａを介して空調装置の蒸発器に接続し、吐出室１２０は吐出ポート１０４ｂを介して空調装置の凝縮器に接続している。吸入室１１９と吸入ポート１０４ａとの間には縮径部１０４ｃが形成されている。
フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は図示しないガスケットを介して隣接し、通しボルト１２１を用いて一体に組付けられている。
リアハウジング１０４に容量制御弁２００が取り付けられている。容量制御弁２００は吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の開度を調整し、クランク室１０５への吐出ガスの導入量を制御する。
クランク室１０５内の冷媒は、ラジアルベアリング１１３のシェル開口と駆動軸１０６との間の隙間、支持部材１１５の隙間、調整部材１１６の隙間、シリンダブロック１０１に形成された空間１２３、固定オリフィス１２４が形成する第１放圧通路を介して吸入室１１９へ流入する。
【００１７】
図２に示すように、容量制御弁２００は、ボデー２０１内部に形成された第１圧力室２０２と第２圧力室２０３を備えている。第１圧力室２０２は連通孔２０１ｂと連通路２１０とを介して吸入室１１９と連通し、第２圧力室２０３は連通孔２０１ｃと連通路２１０’とを介して吸入ポート１０４ａと連通している。
容量制御弁２００は、第２圧力室２０３の圧力Ｐ２と第１圧力室２０２の圧力Ｐ１との差圧が印加する付勢力に応じて変位するベローズ２０４と、前記付勢力に対向する方向の電磁力をベローズ２０４に印加するソレノイド２５０とを有する第１部材２６０を備えている。
容量制御弁２００は、ボデー２０１に摺動可能に支持され、吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２２に配設された弁孔２０５を開閉する弁体２０６ａを有する第２部材２０６を備えている。弁体２０６ａはバネ２０７により閉弁方向へ付勢されている。
ベローズ２０４は、連結部２０４ａとベローズ本体２０４ｂと固定部材２０４ｃとを有している。連結部２０４ａとベローズ本体２０４ｂとは第１圧力室２０２内に配設されている。ベローズ本体２０４ｂの内部空間は第２圧力室２０３に連通している。従ってベローズ本体２０４ｂは第１圧力室２０２の圧力Ｐ１を外圧として受圧し、第２圧力室２０３の圧力Ｐ２を内圧として受圧する。連結部２０４ａは円錐台形状の当接部を有している。
ソレノイド２５０は、一端がベローズ２０４の連結部２０４ａに圧入固定され、他端が可動鉄心２５１に圧入固定されたソレノイドロッド２５２と、所定隙間を隔てて可動鉄心２５１に対峙する固定鉄心２５３と、可動鉄心２５１と固定鉄心２５３の間に配設され連結部２０４ａ、ソレノイドロッド２５２、可動鉄心２５１の結合体を弁体２０６ａの開弁方向へ付勢するバネ２５４と、可動鉄心２５１と固定鉄心２５３とを収容し、ソレノイドケース２５５に固定された筒状部材２５６と、筒状部材２５６を取り囲むように配設されソレノイドケース２５５に収容された電磁コイル２５７とを有している。バネ２５４の付勢力はバネ２０７の付勢力よりも大きな値に設定されている。
第２部材２０６は、第１部材２６０の連結部２０４ａに当接可能な連結部２０６ｂを一端に有し、弁体２０６ａを他端に有している。連結部２０６ｂは漏斗形状の当接部を有している。弁体２０６ａが配設された弁室２０９は、連通穴２０８ａを介してクランク室１０５と連通し、弁孔２０５と連通孔２０１ａとを介して吐出室１２０と連通している。従って、連通孔２０８ａ、弁室２０９、弁孔２０５、連通孔２０１ａは、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の一部を形成している。
第２部材２０６には、一端から他端まで貫通する貫通穴２０６ｃが形成されている。弁室２０９と連結部２０６ｂの内部空間２１１とが貫通孔２０６ｃを介して連通している。従って、第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂから離間すると、連結部２０６ｂと連結部２０４ａとの間の隙間２１２、連結部２０６ｂの内部空間２１１、貫通孔２０６ｃを介して第１圧力室２０２と弁室２０９とが連通し、クランク室１０５と吸入室１１９とを連通させる第２の放圧通路が形成される。第２の放圧通路の最小流路断面積は、第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４の流路断面積よりも大きな値に設定されている。第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂに当接して両者が連結すると、第１圧力室２０２と弁室２０９との間の連通が遮断され、第２の放圧通路が遮断される。隙間２１２の流路断面積を十分大きくとるために、第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材１０６の連結部２０６ｂの当接部径は十分大きな値に設定されており、少なくとも貫通孔２０６ｃの径よりも大きな値に設定されている。
【００１８】
容量制御弁２００を用いた可変容量圧縮機１００の制御動作について説明する。
冷媒循環量が増加すると、縮径部１０４ｃで圧力損失が生じ、吸入ポート１０４ａの圧力と吸入室１１９の圧力との差圧△Ｐｓが増加する。冷媒循環量が減少すると差圧△Ｐｓが減少する。
連結部２０４ａと連結部２０６ｂとが当接して連結された状態での容量制御弁２００の動作特性を図３の式（１）に示す。ソレノイドの制御電流Ｉを変化させることにより差圧△Ｐｓを可変制御できる。ベローズ２０４の有効面積Ｓｂに対して弁孔面積Ｓｖを十分小さく設定しているので、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が制御特性に与える影響は小さい。
ソレノイドの制御電流Ｉを所定値に維持すると、以下に説明するように、差圧△Ｐｓが所定値に自律制御される。
差圧△Ｐｓが式（１）で規定された所定値より小さいと、第１部材２６０のベローズ２０４が収縮して連結部２０４ａが図２中下方へ移動し、同時にバネ２０７の付勢力を受けた第２部材２０６が図２中下方へ移動し、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弁体２０６ａが弁座２０１ｄに当接して弁孔２０５を閉じ、第２部材２０６の下方への移動が規制される。第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂから離間して、両者間に隙間２１２が形成される。この結果、クランク室１０５と吸入室１１９との間に、連通路１２２のクランク室１０５と連通孔２０８ａとの間で延在する部分、連通孔２０８ａ、弁室２０９、貫通孔２０６ｃ、内部空間２１１、隙間２１２、第１圧力室２０２、連通孔２０１ｂ、連通路２１０を経由する第２の放圧通路が形成される。
弁孔２０５が閉鎖されたので、吐出室１２０の冷媒はクランク室１０５に導入されず、ピストン１１７が吸入冷媒を圧縮する際に発生するブローバイガスは第１の放圧通路と第２の放圧通路とを通って、クランク室１０５から吸入室１１９へ排出される。第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４は、ブローバイガスを吸入室１１９へ排出するのに必要な流路断面積を有しており、第２の放圧通路は固定オリフィス１２４よりも大きな最小流路断面積を有しているので、クランク室１０５内のガスは速やかに吸入室１１９へ排出される。この結果、クランク室圧力が迅速に低下して吸入室圧力と同等になり、斜板１０７の傾角が増加して圧縮機の吐出容量は最大になる。
圧縮機が最大吐出容量で運転され、差圧△Ｐｓが式（１）で規定された所定値を越えて増加すると、ベローズ２０４が伸長して図２中上方へ移動し、図２（ｃ）に示すように、連結部２０４ａが連結部２０６ｂに当接し、第２の放圧通路が遮断される。連結部２０４ａの円錐台状の当接部が、連結部２０６ｂの漏斗状の当接部に嵌合することにより、第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材２０６の連結部２０６ｂとが確実に当接する。
ベローズ２０４は第２部材２０６を上方へ押し上げ、弁体２０６ａが弁座２０１ｄから離れて弁孔２０５を開く。吐出室１２０とクランク室１０５とが連通路１２２を介して連通し、吐出室１２０の冷媒がクランク室１０５に導入される。クランク室１０５と吸入室１１９との間の連通路は第１の放圧通路のみなので、クランク室１０５から吸入室１１９へ流れる冷媒量は固定オリフィス１２４により制限される。この結果、クランク室圧力が上昇し、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が増加して、斜板１０７の傾角が減少し、圧縮機の吐出容量が減少する。
吐出容量が減少すると、△Ｐｓが減少し、ベローズ２０４が収縮して弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じる方向へ移動し、クランク室１０５に導入される吐出室１２０の冷媒量が減少してクランク室圧Ｐｃが低下し、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が減少して、斜板１０７の傾角が増加し、圧縮機の吐出容量が増加し、差圧△Ｐｓが増加する。
ベローズ２０４の伸縮が繰り返されて吐出容量が自律的に増減制御され、差圧△Ｐｓが所定値に維持される。
【００１９】
車両を長時間放置した場合、つまり圧縮機が長時間停止した場合には、空調装置側の冷媒が吸入室１１９を介してクランク室１０５に流入する。特に、車室内側の温度が高く、圧縮機が設置されているエンジンルーム側の温度が低い場合には、多量の冷媒が吸入室１１９を介してクランク室１０５に流入し、クランク室１０５に多量の液冷媒が溜まる。このような状態で圧縮機を起動すると、従来の圧縮機ではクランク室１０５内の液冷媒量に対して固定オリフィス１２４の流路断面積が不足して、固定オリフィス１２４前後で圧力差が生じ、クランク室圧が上昇して斜板１０７の傾角が最小容量域に維持されてしまう。この結果、クランク室１０５内の液冷媒が十分に抜けるまで長時間に亙って所望の空調が得られないという問題が発生するが、可変容量圧縮機１００では第１放圧通路に加えて第２放圧通路が形成されるので液冷媒の放出が迅速に行なわれ、迅速に所望の空調を得ることができる。
容量制御弁２００では、ソレノイド２５０の電磁力をベローズ２０４に作用させたので、弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じる動作と連動して第２の放圧通路を形成できる利点がある。つまり、弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じて圧縮機が最大容量で動作すべき時にだけ第２放圧通路が形成され、圧縮機の容量制御動作に支障を来さないという利点がある。また、第２の放圧通路を容量制御弁２００の内部に形成したので、圧縮機本体に新たな放圧通路を形成する必要がなく、圧縮機の構造が簡素化されるという利点がある。
【００２０】
第２の放圧通路の最小流路断面積が、第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４の流路断面積よりも大きな値に設定されているので、冷媒排出性能が従来に比べて大幅に向上している。
第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材１０６の連結部２０６ｂの当接部径は貫通孔２０６ｃの径よりも大きな値に設定されているので、連結部２０４ａが連結部２０６ｂから離間した時に、両者間の隙間が微小でも貫通孔２０６ｃと同等の流路断面積を確保できる。
吸入ポート１０４ａと吸入室１１９との間に縮径部１０４ｃを配設したことにより差圧△Ｐｓが顕在化されるので、差圧制御の精度が向上する。
冷媒循環回路の２圧力監視点である吸入ポート１０４ａと吸入室１１９とは共に可変容量圧縮機１００の内部にあるので、容量制御弁２００への圧力導入路の形成が容易になる。
バネ２５４の付勢力はバネ２０７の付勢力よりも大きな値に設定されているので、ソレノイド２５０を消磁すると、バネ２５４の付勢力を受けた第１部材２６０が図２中上方へ移動し、第１部材２６０に押されて第２部材２０６が図２中上方へ移動し、弁体２０６ａが弁座２０１ｄから離れて弁孔２０５が強制開放され、吐出室１２０とクランク室１０５とが連通路１２２を介して連通する。連結部２０６ｂがボデー２０１に当接して第２部材２０６の移動が規制され、弁孔２０５の強制開放状態が維持される。従って、容量制御弁２００を備える可変容量圧縮機１００はクラッチレス圧縮機に好適である。
ソレノイド２５０が消磁して、バネ２５４により連通路１２２が強制開放された時に、連結部２０６ｂがボデー２０１に当接して第２部材２０６の移動が規制されるので、弁体２０６ａが不必要に移動するのを防止することができる。
【実施例２】
【００２１】
図４に示すように、吸入ポート１０４ａの圧力に代えて吐出室１２０の圧力を第２圧力室２０３に作用させた点を除いて、容量制御弁３００は、容量制御弁２００と同一構造である。容量制御弁３００は、吐出室圧力と吸入室圧力との差圧△Ｐｄｓを所定値に自律制御する。容量制御弁２００に代えて容量制御弁３００を備える可変容量圧縮機１００を使用した車両空調装置においても、迅速に所望の空調を得ることができる。
【実施例３】
【００２２】
図５に示すように、吸入室１１９の圧力に代えて吐出ポート１０４ｂの圧力を第１圧力室２０２に作用させ、吸入ポート１０４ａの圧力に代えて吐出室１２０の圧力を第２圧力室２０３に作用させた点、第２部材２０６の先端部が第２部材２０６の連結部を形成し、ソレノイドロッド２５２の先端が第１部材２６０の連結部を形成する点とを除いて、容量制御弁４００は、容量制御弁２００と同一構造である。尚、吐出室１２０と吐出ポート１０４ｂの間に逆止弁１２５が配設されている。容量制御弁４００は、吐出室圧力と吐出ポート圧力との差圧△Ｐｄｄを所定値に自律制御する。逆止弁１２５の配設により差圧△Ｐｄｄが顕在化されるので、差圧制御の精度が向上する。
【実施例４】
【００２３】
本発明は、揺動板式可変容量圧縮機やモータで駆動される可変容量圧縮機にも適用可能である。
図２〜４の構造で、感圧部材としてベローズに代えてダイアフラムを使用しても良い。
第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材２０６の連結部２０６ｂとが当接した時に第２の放圧通路が完全に遮断されずに当接部からの若干の冷媒漏洩を許容する構造にしても良い。
第１の放圧通路の絞り要素を流量可変の絞り要素として、圧縮機起動時のクランク室１０５から吸入室１１９への冷媒の排出を促進させても良い。
第１の放圧通路の絞り要素を第２の放圧通路の内部に設けても良い。より具体的には、第１の放圧通路を廃止し、図１の固定オリフィス１２４を図２の連結部２０６ｂに形成し、連結部２０４ａと連結部２０６ｂとが当接した時に最小流路断面積が当該固定オリフィス１２４の流路断面積なる第１の放圧通路を第２の放圧通路内に形成する。第２の放圧通路が第１の放圧通路をも兼ねることにより、圧縮機の構成が簡素になる。
連結部２０４ａ、２０６ｂを形成する材料を異種材料とし、或いは連結部２０４ａ、２０６ｂを高硬度の素材で形成し、或いは連結部２０４ａ、２０６ｂに表面硬化処理を施して、連結部２０４ａ、２０６ｂの繰り返し当接による磨耗を抑制しても良い。
冷媒として現状のＲ１３４ａに代えて、ＣＯ２やＲ１５２ａを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、可変容量圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例に係る可変容量圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。（ａ）は閉弁状態を示し、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は開弁状態を示す。
【図３】図２の容量制御弁の制御特性式を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００ 可変容量圧縮機
１０４ａ 吸入ポート
１０４ｂ 吐出ポート
１０６ 駆動軸
１０７ 斜板
１１７ ピストン
１１９ 吸入室
１２０ 吐出室
１２２ 連通路
２００、３００、４００ 容量制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調装置に使用される可変容量圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、冷媒循環回路の２つの圧力監視点の圧力差が所定値になるように、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機が、特許文献１〜３等に開示されている。絞りの口径は、特許文献４に開示されているように、ブローバイガスを排出するのに十分な１．５〜１．７ｍｍに通常設定されている。
【特許文献１】特開２００１−１０７８５４
【特許文献２】特開２００１−１５３０４４
【特許文献１】特開２００１−１５７３５５
【特許文献４】特公平４−７４５４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記可変容量圧縮機においては、クランク室と吸入室とが常時連通しているので、圧縮機が長時間停止すると冷凍回路側の冷媒が吸入室を介してクランク室へ流入する。車室内温度が高くエンジンルーム内温度が低い場合には、多量の冷媒が吸入室を介してクランク室へ流入し、クランク室に多量の液冷媒が溜まる。圧縮機が起動すると、絞りの開口面積が不足してクランク室内の液冷媒を迅速に吸入室へ排出できず、クランク室圧力が上昇して斜板の傾角が最小値に維持される。この結果、クランク室の液冷媒が十分に吸入室へ排出されるまで長時間に亙って所望の空調が得られないという問題を生ずる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上した可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機であって、容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイドとを有する第１部材と、給気通路を開閉する弁体を有する第２部材と、第２部材を弁体の閉弁方向へ付勢する付勢手段とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が小さい場合には、第２部材の連結部が第１部材の連結部に当接して、前記差圧をソレノイドの通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が大きい場合には、感圧部材が変位すると共に第２部材が弁体の閉弁方向へ移動して、弁体が給気通路を閉じ、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されることを特徴とする可変容量圧縮機を提供する。
本発明に係る可変容量圧縮機においては、弁体が給気通路を閉じると共に第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されるので、吐出室からクランク室への冷媒の供給が停止すると共にクランク室内の冷媒は第１放圧通路と第２放圧通路とを介して吸入室へ排出される。この結果、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上する。ソレノイドの電磁力を感圧部材に作用させたので、給気通路の閉鎖と第２放圧通路の形成とを連動させることができる。第２放圧通路は、圧縮機が最大吐出容量で動作すべき時のみに形成されるので、圧縮機の容量制御動作に支障を来さない。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、第２部材は一端に第１部材の連結部との連結部を他端に弁体を有し、第２部材を一端から他端まで貫通する貫通穴が第２部材に形成され、貫通穴の弁体側端部はクランク室と連通し、貫通穴の連結部側端部は、第２部材の連結部が第１部材の連結部から離間することにより吸入室と連通する。
容量制御弁内部に第２放圧通路が形成されるので、圧縮機本体に新たな放圧通路を形成する必要がなく、圧縮機の構造が簡素化される。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、第２放圧通路の最小流路断面積は、第１放圧通路に配設された絞りの流路断面積よりも大きな値に設定されている。
上記構成により、冷媒排出性能が大幅に向上する。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は第２部材の貫通穴よりも大径に形成されている。
上記構成により、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間した時に、両者間の隙間が微小でも第２部材の貫通孔と同等の流路断面積を確保できる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は、漏斗状凹部と、当該凹部に嵌合する円錐台状凸部とを有している。
漏斗状凹部と円錐台状凸部とが嵌合することにより、第１部材の連結部と第２部材の連結部とが確実に当接する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入室であり、他方は吸入室よりも上流の低圧力領域である。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吐出室であり、他方は吐出よりも下流の高圧力領域である。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入圧領域であり、他方は吐出圧領域である。
上記何れの２圧力監視点間にも、差圧が形成される。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点間に、冷媒循環を制限する縮径部が形成されている。
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点間に、差圧により動作する開閉弁が配設されている。
冷媒循環回路の２圧力監視点間に絞り要素が配設されることにより、差圧が顕在化し制御精度が向上する。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、冷媒循環回路の２圧力監視点は共に圧縮機内部にある。
冷媒循環回路の２圧力監視点が共に圧縮機内部にあれば、容量制御弁への圧力導入路の形成が容易になる。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、可変容量圧縮機は、ソレノイドが消磁した時に、感圧部材を第２部材の弁体の開弁方向へ付勢して給気通路を強制開放するバネを備える。
ソレノイドを消磁した時に給気通路を強制開放できるので、可変容量圧縮機はクラッチレス圧縮機として好適なものになる。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、ソレノイドが消磁して、バネにより給気通路が強制開放された時に、第２部材が規制部材に当接して移動を規制される。
弁体が不必要に移動するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る可変容量圧縮機においては、弁体が給気通路を閉じると共に第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されるので、吐出室からクランク室への冷媒の供給が停止すると共にクランク室内の冷媒は第１放圧通路と第２放圧通路とを介して吸入室へ排出される。この結果、クランク室の冷媒排出性能が従来に比べて向上する。ソレノイドの電磁力を感圧部材に作用させたので、給気通路の閉鎖と第２放圧通路の形成とを連動させることができる。第２放圧通路は、圧縮機が最大吐出容量で動作すべき時のみに形成されるので、圧縮機の容量制御動作に支障を来さない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例に係る可変容量圧縮機を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に示すように、可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、バルブプレート１０３を介してシリンダブロック１０１の他端に設けられたリアハウジング１０４とを備えている。シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されるクランク室１０５内を横断して、駆動軸１０６が配設されている。駆動軸１０６は斜板１０７に挿通されている。斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８に連結部１０９を介して結合し、駆動軸１０６により傾角可変に支持されている。ロータ１０８と斜板１０７との間に、斜板１０７を最小傾角へ向けて付勢するコイルバネ１１０が配設されている。
駆動軸１０６の一端はフロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してハウジング外まで延在しており、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジンに作動係合している。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間に軸封装置１１１が配設されている。
フロントハウジング１０２に圧入固定されたラジアルベアリング１１２が駆動軸１０６の一端部を回転可能に支持している。シリンダブロック１０１に圧入固定されたラジアルベアリング１１３が駆動軸１０６の他端部を回転可能に支持している。駆動軸１０６は、ロータ１０８とフロントハウジング１０２との間に配設されたスラストベアリング１１４と、駆動軸１０６の他端に隣接して配設された支持部材１１５とにより挟持されている。駆動軸１０６の他端と支持部材１１５との間の軸方向隙間は、調整部材１１６により所定値に管理されている。
シリンダボア１０１ａ内に、ピストン１１７が配設され、ピストン１１７の一端部の窪み１１７ａ内に収容された一対のシュー１１８が斜板１０７の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸１０６の回転は、斜板１０７とシュー１１８とを介してピストン１１７の往復動に変換される。
リアハウジング１０４には、吸入室１１９と吐出室１２０とが形成されている。吸入室１１９はバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ａと図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１２０は図示しない吐出弁とバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ｂとを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吸入室１１９は吸入ポート１０４ａを介して空調装置の蒸発器に接続し、吐出室１２０は吐出ポート１０４ｂを介して空調装置の凝縮器に接続している。吸入室１１９と吸入ポート１０４ａとの間には縮径部１０４ｃが形成されている。
フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は図示しないガスケットを介して隣接し、通しボルト１２１を用いて一体に組付けられている。
リアハウジング１０４に容量制御弁２００が取り付けられている。容量制御弁２００は吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の開度を調整し、クランク室１０５への吐出ガスの導入量を制御する。
クランク室１０５内の冷媒は、ラジアルベアリング１１３のシェル開口と駆動軸１０６との間の隙間、支持部材１１５の隙間、調整部材１１６の隙間、シリンダブロック１０１に形成された空間１２３、固定オリフィス１２４が形成する第１放圧通路を介して吸入室１１９へ流入する。
【００１７】
図２に示すように、容量制御弁２００は、ボデー２０１内部に形成された第１圧力室２０２と第２圧力室２０３を備えている。第１圧力室２０２は連通孔２０１ｂと連通路２１０とを介して吸入室１１９と連通し、第２圧力室２０３は連通孔２０１ｃと連通路２１０’とを介して吸入ポート１０４ａと連通している。
容量制御弁２００は、第２圧力室２０３の圧力Ｐ２と第１圧力室２０２の圧力Ｐ１との差圧が印加する付勢力に応じて変位するベローズ２０４と、前記付勢力に対向する方向の電磁力をベローズ２０４に印加するソレノイド２５０とを有する第１部材２６０を備えている。
容量制御弁２００は、ボデー２０１に摺動可能に支持され、吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２２に配設された弁孔２０５を開閉する弁体２０６ａを有する第２部材２０６を備えている。弁体２０６ａはバネ２０７により閉弁方向へ付勢されている。
ベローズ２０４は、連結部２０４ａとベローズ本体２０４ｂと固定部材２０４ｃとを有している。連結部２０４ａとベローズ本体２０４ｂとは第１圧力室２０２内に配設されている。ベローズ本体２０４ｂの内部空間は第２圧力室２０３に連通している。従ってベローズ本体２０４ｂは第１圧力室２０２の圧力Ｐ１を外圧として受圧し、第２圧力室２０３の圧力Ｐ２を内圧として受圧する。連結部２０４ａは円錐台形状の当接部を有している。
ソレノイド２５０は、一端がベローズ２０４の連結部２０４ａに圧入固定され、他端が可動鉄心２５１に圧入固定されたソレノイドロッド２５２と、所定隙間を隔てて可動鉄心２５１に対峙する固定鉄心２５３と、可動鉄心２５１と固定鉄心２５３の間に配設され連結部２０４ａ、ソレノイドロッド２５２、可動鉄心２５１の結合体を弁体２０６ａの開弁方向へ付勢するバネ２５４と、可動鉄心２５１と固定鉄心２５３とを収容し、ソレノイドケース２５５に固定された筒状部材２５６と、筒状部材２５６を取り囲むように配設されソレノイドケース２５５に収容された電磁コイル２５７とを有している。バネ２５４の付勢力はバネ２０７の付勢力よりも大きな値に設定されている。
第２部材２０６は、第１部材２６０の連結部２０４ａに当接可能な連結部２０６ｂを一端に有し、弁体２０６ａを他端に有している。連結部２０６ｂは漏斗形状の当接部を有している。弁体２０６ａが配設された弁室２０９は、連通穴２０８ａを介してクランク室１０５と連通し、弁孔２０５と連通孔２０１ａとを介して吐出室１２０と連通している。従って、連通孔２０８ａ、弁室２０９、弁孔２０５、連通孔２０１ａは、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の一部を形成している。
第２部材２０６には、一端から他端まで貫通する貫通穴２０６ｃが形成されている。弁室２０９と連結部２０６ｂの内部空間２１１とが貫通孔２０６ｃを介して連通している。従って、第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂから離間すると、連結部２０６ｂと連結部２０４ａとの間の隙間２１２、連結部２０６ｂの内部空間２１１、貫通孔２０６ｃを介して第１圧力室２０２と弁室２０９とが連通し、クランク室１０５と吸入室１１９とを連通させる第２の放圧通路が形成される。第２の放圧通路の最小流路断面積は、第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４の流路断面積よりも大きな値に設定されている。第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂに当接して両者が連結すると、第１圧力室２０２と弁室２０９との間の連通が遮断され、第２の放圧通路が遮断される。隙間２１２の流路断面積を十分大きくとるために、第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材１０６の連結部２０６ｂの当接部径は十分大きな値に設定されており、少なくとも貫通孔２０６ｃの径よりも大きな値に設定されている。
【００１８】
容量制御弁２００を用いた可変容量圧縮機１００の制御動作について説明する。
冷媒循環量が増加すると、縮径部１０４ｃで圧力損失が生じ、吸入ポート１０４ａの圧力と吸入室１１９の圧力との差圧△Ｐｓが増加する。冷媒循環量が減少すると差圧△Ｐｓが減少する。
連結部２０４ａと連結部２０６ｂとが当接して連結された状態での容量制御弁２００の動作特性を図３の式（１）に示す。ソレノイドの制御電流Ｉを変化させることにより差圧△Ｐｓを可変制御できる。ベローズ２０４の有効面積Ｓｂに対して弁孔面積Ｓｖを十分小さく設定しているので、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が制御特性に与える影響は小さい。
ソレノイドの制御電流Ｉを所定値に維持すると、以下に説明するように、差圧△Ｐｓが所定値に自律制御される。
差圧△Ｐｓが式（１）で規定された所定値より小さいと、第１部材２６０のベローズ２０４が収縮して連結部２０４ａが図２中下方へ移動し、同時にバネ２０７の付勢力を受けた第２部材２０６が図２中下方へ移動し、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弁体２０６ａが弁座２０１ｄに当接して弁孔２０５を閉じ、第２部材２０６の下方への移動が規制される。第１部材２６０の連結部２０４ａが第２部材２０６の連結部２０６ｂから離間して、両者間に隙間２１２が形成される。この結果、クランク室１０５と吸入室１１９との間に、連通路１２２のクランク室１０５と連通孔２０８ａとの間で延在する部分、連通孔２０８ａ、弁室２０９、貫通孔２０６ｃ、内部空間２１１、隙間２１２、第１圧力室２０２、連通孔２０１ｂ、連通路２１０を経由する第２の放圧通路が形成される。
弁孔２０５が閉鎖されたので、吐出室１２０の冷媒はクランク室１０５に導入されず、ピストン１１７が吸入冷媒を圧縮する際に発生するブローバイガスは第１の放圧通路と第２の放圧通路とを通って、クランク室１０５から吸入室１１９へ排出される。第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４は、ブローバイガスを吸入室１１９へ排出するのに必要な流路断面積を有しており、第２の放圧通路は固定オリフィス１２４よりも大きな最小流路断面積を有しているので、クランク室１０５内のガスは速やかに吸入室１１９へ排出される。この結果、クランク室圧力が迅速に低下して吸入室圧力と同等になり、斜板１０７の傾角が増加して圧縮機の吐出容量は最大になる。
圧縮機が最大吐出容量で運転され、差圧△Ｐｓが式（１）で規定された所定値を越えて増加すると、ベローズ２０４が伸長して図２中上方へ移動し、図２（ｃ）に示すように、連結部２０４ａが連結部２０６ｂに当接し、第２の放圧通路が遮断される。連結部２０４ａの円錐台状の当接部が、連結部２０６ｂの漏斗状の当接部に嵌合することにより、第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材２０６の連結部２０６ｂとが確実に当接する。
ベローズ２０４は第２部材２０６を上方へ押し上げ、弁体２０６ａが弁座２０１ｄから離れて弁孔２０５を開く。吐出室１２０とクランク室１０５とが連通路１２２を介して連通し、吐出室１２０の冷媒がクランク室１０５に導入される。クランク室１０５と吸入室１１９との間の連通路は第１の放圧通路のみなので、クランク室１０５から吸入室１１９へ流れる冷媒量は固定オリフィス１２４により制限される。この結果、クランク室圧力が上昇し、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が増加して、斜板１０７の傾角が減少し、圧縮機の吐出容量が減少する。
吐出容量が減少すると、△Ｐｓが減少し、ベローズ２０４が収縮して弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じる方向へ移動し、クランク室１０５に導入される吐出室１２０の冷媒量が減少してクランク室圧Ｐｃが低下し、クランク室圧力Ｐｃと吸入室圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が減少して、斜板１０７の傾角が増加し、圧縮機の吐出容量が増加し、差圧△Ｐｓが増加する。
ベローズ２０４の伸縮が繰り返されて吐出容量が自律的に増減制御され、差圧△Ｐｓが所定値に維持される。
【００１９】
車両を長時間放置した場合、つまり圧縮機が長時間停止した場合には、空調装置側の冷媒が吸入室１１９を介してクランク室１０５に流入する。特に、車室内側の温度が高く、圧縮機が設置されているエンジンルーム側の温度が低い場合には、多量の冷媒が吸入室１１９を介してクランク室１０５に流入し、クランク室１０５に多量の液冷媒が溜まる。このような状態で圧縮機を起動すると、従来の圧縮機ではクランク室１０５内の液冷媒量に対して固定オリフィス１２４の流路断面積が不足して、固定オリフィス１２４前後で圧力差が生じ、クランク室圧が上昇して斜板１０７の傾角が最小容量域に維持されてしまう。この結果、クランク室１０５内の液冷媒が十分に抜けるまで長時間に亙って所望の空調が得られないという問題が発生するが、可変容量圧縮機１００では第１放圧通路に加えて第２放圧通路が形成されるので液冷媒の放出が迅速に行なわれ、迅速に所望の空調を得ることができる。
容量制御弁２００では、ソレノイド２５０の電磁力をベローズ２０４に作用させたので、弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じる動作と連動して第２の放圧通路を形成できる利点がある。つまり、弁体２０６ａが弁孔２０５を閉じて圧縮機が最大容量で動作すべき時にだけ第２放圧通路が形成され、圧縮機の容量制御動作に支障を来さないという利点がある。また、第２の放圧通路を容量制御弁２００の内部に形成したので、圧縮機本体に新たな放圧通路を形成する必要がなく、圧縮機の構造が簡素化されるという利点がある。
【００２０】
第２の放圧通路の最小流路断面積が、第１の放圧通路の最小流路断面積を規定する固定オリフィス１２４の流路断面積よりも大きな値に設定されているので、冷媒排出性能が従来に比べて大幅に向上している。
第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材１０６の連結部２０６ｂの当接部径は貫通孔２０６ｃの径よりも大きな値に設定されているので、連結部２０４ａが連結部２０６ｂから離間した時に、両者間の隙間が微小でも貫通孔２０６ｃと同等の流路断面積を確保できる。
吸入ポート１０４ａと吸入室１１９との間に縮径部１０４ｃを配設したことにより差圧△Ｐｓが顕在化されるので、差圧制御の精度が向上する。
冷媒循環回路の２圧力監視点である吸入ポート１０４ａと吸入室１１９とは共に可変容量圧縮機１００の内部にあるので、容量制御弁２００への圧力導入路の形成が容易になる。
バネ２５４の付勢力はバネ２０７の付勢力よりも大きな値に設定されているので、ソレノイド２５０を消磁すると、バネ２５４の付勢力を受けた第１部材２６０が図２中上方へ移動し、第１部材２６０に押されて第２部材２０６が図２中上方へ移動し、弁体２０６ａが弁座２０１ｄから離れて弁孔２０５が強制開放され、吐出室１２０とクランク室１０５とが連通路１２２を介して連通する。連結部２０６ｂがボデー２０１に当接して第２部材２０６の移動が規制され、弁孔２０５の強制開放状態が維持される。従って、容量制御弁２００を備える可変容量圧縮機１００はクラッチレス圧縮機に好適である。
ソレノイド２５０が消磁して、バネ２５４により連通路１２２が強制開放された時に、連結部２０６ｂがボデー２０１に当接して第２部材２０６の移動が規制されるので、弁体２０６ａが不必要に移動するのを防止することができる。
【実施例２】
【００２１】
図４に示すように、吸入ポート１０４ａの圧力に代えて吐出室１２０の圧力を第２圧力室２０３に作用させた点を除いて、容量制御弁３００は、容量制御弁２００と同一構造である。容量制御弁３００は、吐出室圧力と吸入室圧力との差圧△Ｐｄｓを所定値に自律制御する。容量制御弁２００に代えて容量制御弁３００を備える可変容量圧縮機１００を使用した車両空調装置においても、迅速に所望の空調を得ることができる。
【実施例３】
【００２２】
図５に示すように、吸入室１１９の圧力に代えて吐出ポート１０４ｂの圧力を第１圧力室２０２に作用させ、吸入ポート１０４ａの圧力に代えて吐出室１２０の圧力を第２圧力室２０３に作用させた点、第２部材２０６の先端部が第２部材２０６の連結部を形成し、ソレノイドロッド２５２の先端が第１部材２６０の連結部を形成する点とを除いて、容量制御弁４００は、容量制御弁２００と同一構造である。尚、吐出室１２０と吐出ポート１０４ｂの間に逆止弁１２５が配設されている。容量制御弁４００は、吐出室圧力と吐出ポート圧力との差圧△Ｐｄｄを所定値に自律制御する。逆止弁１２５の配設により差圧△Ｐｄｄが顕在化されるので、差圧制御の精度が向上する。
【実施例４】
【００２３】
本発明は、揺動板式可変容量圧縮機やモータで駆動される可変容量圧縮機にも適用可能である。
図２〜４の構造で、感圧部材としてベローズに代えてダイアフラムを使用しても良い。
第１部材２６０の連結部２０４ａと第２部材２０６の連結部２０６ｂとが当接した時に第２の放圧通路が完全に遮断されずに当接部からの若干の冷媒漏洩を許容する構造にしても良い。
第１の放圧通路の絞り要素を流量可変の絞り要素として、圧縮機起動時のクランク室１０５から吸入室１１９への冷媒の排出を促進させても良い。
第１の放圧通路の絞り要素を第２の放圧通路の内部に設けても良い。より具体的には、第１の放圧通路を廃止し、図１の固定オリフィス１２４を図２の連結部２０６ｂに形成し、連結部２０４ａと連結部２０６ｂとが当接した時に最小流路断面積が当該固定オリフィス１２４の流路断面積なる第１の放圧通路を第２の放圧通路内に形成する。第２の放圧通路が第１の放圧通路をも兼ねることにより、圧縮機の構成が簡素になる。
連結部２０４ａ、２０６ｂを形成する材料を異種材料とし、或いは連結部２０４ａ、２０６ｂを高硬度の素材で形成し、或いは連結部２０４ａ、２０６ｂに表面硬化処理を施して、連結部２０４ａ、２０６ｂの繰り返し当接による磨耗を抑制しても良い。
冷媒として現状のＲ１３４ａに代えて、ＣＯ２やＲ１５２ａを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、可変容量圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例に係る可変容量圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。（ａ）は閉弁状態を示し、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は開弁状態を示す。
【図３】図２の容量制御弁の制御特性式を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る可変容量圧縮機が備える容量制御弁の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００ 可変容量圧縮機
１０４ａ 吸入ポート
１０４ｂ 吐出ポート
１０６ 駆動軸
１０７ 斜板
１１７ ピストン
１１９ 吸入室
１２０ 吐出室
１２２ 連通路
２００、３００、４００ 容量制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機であって、容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイドとを有する第１部材と、給気通路を開閉する弁体を有する第２部材と、第２部材を弁体の閉弁方向へ付勢する付勢手段とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が小さい場合には、第２部材の連結部が第１部材の連結部に当接して、前記差圧をソレノイドの通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が大きい場合には、感圧部材が変位すると共に第２部材が弁体の閉弁方向へ移動して、弁体が給気通路を閉じ、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
第２部材は一端に第１部材の連結部との連結部を他端に弁体を有し、第２部材を一端から他端まで貫通する貫通穴が第２部材に形成され、貫通穴の弁体側端部はクランク室と連通し、貫通穴の連結部側端部は、第２部材の連結部が第１部材の連結部から離間することにより吸入室と連通することを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
第２放圧通路の最小流路断面積は、第１放圧通路に配設された絞りの流路断面積よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は第２部材の貫通穴よりも大径に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の可変容量圧縮機。
【請求項５】
第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は、漏斗状凹部と、当該凹部に嵌合する円錐台状凸部とを有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項６】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入室であり、他方は吸入室よりも上流の低圧力領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項７】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吐出室であり、他方は吐出よりも下流の高圧力領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項８】
冷媒循環回路の２圧力監視点間に、冷媒循環を制限する縮径部が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の可変容量圧縮機。
【請求項９】
冷媒循環回路の２圧力監視点間に、差圧により動作する開閉弁が配設されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１０】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入圧領域であり、他方は吐出圧領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１１】
冷媒循環回路の２圧力監視点は共に圧縮機内部にあることを特徴とする１乃至１０の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１２】
ソレノイドが消磁した時に、感圧部材を第２部材の弁体の開弁方向へ付勢して給気通路を強制開放するバネを備えることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１３】
ソレノイドが消磁して、バネにより給気通路が強制開放された時に、第２部材が規制部材に当接して移動を規制されることを特徴とする請求項１２に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１】
ハウジング内に区画形成された吐出室と吸入室とクランク室と複数のシリンダボアと、シリンダボアに配設されたピストンと、クランク室を横断して配設された駆動軸と、傾角可変の斜板を有し駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、吐出室をクランク室に連通させる給気通路と、給気通路に配設された容量制御弁と、クランク室を吸入室に連通させる第１放圧通路と、第１放圧通路に配設された絞りとを備え、容量制御弁の開度を調整してクランク室圧力を変化させ、ピストンのストロークを調整して吸入室からシリンダボアに吸入される冷媒量を制御する可変容量圧縮機であって、容量制御弁は、冷媒循環回路の２圧力監視点間の差圧が印加する付勢力に応じて変位する感圧部材と、前記付勢力に対向する方向の電磁力を感圧部材に印加するソレノイドとを有する第１部材と、給気通路を開閉する弁体を有する第２部材と、第２部材を弁体の閉弁方向へ付勢する付勢手段とを備え、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が小さい場合には、第２部材の連結部が第１部材の連結部に当接して、前記差圧をソレノイドの通電量に応じた所定値に自律制御する弁機構を形成し、前記差圧が印加する付勢力よりソレノイドの電磁力が大きい場合には、感圧部材が変位すると共に第２部材が弁体の閉弁方向へ移動して、弁体が給気通路を閉じ、第１部材の連結部が第２部材の連結部から離間してクランク室を吸入室に連通させる第２放圧通路が形成されることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
第２部材は一端に第１部材の連結部との連結部を他端に弁体を有し、第２部材を一端から他端まで貫通する貫通穴が第２部材に形成され、貫通穴の弁体側端部はクランク室と連通し、貫通穴の連結部側端部は、第２部材の連結部が第１部材の連結部から離間することにより吸入室と連通することを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
第２放圧通路の最小流路断面積は、第１放圧通路に配設された絞りの流路断面積よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は第２部材の貫通穴よりも大径に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の可変容量圧縮機。
【請求項５】
第１部材の連結部と第２部材の連結部との当接部は、漏斗状凹部と、当該凹部に嵌合する円錐台状凸部とを有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項６】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入室であり、他方は吸入室よりも上流の低圧力領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項７】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吐出室であり、他方は吐出よりも下流の高圧力領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項８】
冷媒循環回路の２圧力監視点間に、冷媒循環を制限する縮径部が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の可変容量圧縮機。
【請求項９】
冷媒循環回路の２圧力監視点間に、差圧により動作する開閉弁が配設されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１０】
冷媒循環回路の２圧力監視点の一方は吸入圧領域であり、他方は吐出圧領域であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１１】
冷媒循環回路の２圧力監視点は共に圧縮機内部にあることを特徴とする１乃至１０の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１２】
ソレノイドが消磁した時に、感圧部材を第２部材の弁体の開弁方向へ付勢して給気通路を強制開放するバネを備えることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
【請求項１３】
ソレノイドが消磁して、バネにより給気通路が強制開放された時に、第２部材が規制部材に当接して移動を規制されることを特徴とする請求項１２に記載の可変容量圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３１５１８７（Ｐ２００７−３１５１８７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４２８９８（Ｐ２００６−１４２８９８）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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