可変容量型圧縮機
【課題】可変オリフィスを備えたオイル戻し通路を有しながら、エアコンの運転がＯＦＦ時における斜板の最小傾斜角を相対的に小さな値に設定することができ、流量調整機構の開弁度もエアコンの運転をＯＮした際にすぐに最大となることができると共に、流量調整機構の構造も簡易である可変容量型圧縮機を提供する。
【解決手段】可変容量型圧縮機１は、オイル戻し通路４５の経路上に、オイル戻し通路４５を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置５９と、絞り通路６０を有すると共にこの絞り通路６０のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変部６１を有する第２の弁装置６２と、これらの第１の弁装置５９、第２の弁装置６２を収納すると共にオイル分離のための分離部３９側と連通するための流入口５２及びクランク室８側と連通するための流出口５４を開口させた収納室５７とから成る流量調整機構５０が設けられたものとする。
【解決手段】可変容量型圧縮機１は、オイル戻し通路４５の経路上に、オイル戻し通路４５を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置５９と、絞り通路６０を有すると共にこの絞り通路６０のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変部６１を有する第２の弁装置６２と、これらの第１の弁装置５９、第２の弁装置６２を収納すると共にオイル分離のための分離部３９側と連通するための流入口５２及びクランク室８側と連通するための流出口５４を開口させた収納室５７とから成る流量調整機構５０が設けられたものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機の作動流体経路内を流動する作動流体中に混在するオイルを分離することが可能な構造を有する可変容量型の圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機としては、吐出室の作動流体と潤滑油とを分離する潤滑油分離装置とこの潤滑油分離装置で分離された潤滑油をクランク室に戻すオイル戻し通路とを有すると共に、吐出室とクランク室との差圧に応じて開閉される可変オリフィス状の流量制御弁が前記オイル戻し通路に配設された構成の往復動型流体機械について、例えば特許文献１に示されるように既に公知になっている。
【０００３】
そして、潤滑油分離装置で分離されたオイルは差圧の力によりクランク室に戻るので、流量制御弁の開弁度が固定された場合には全ての運転条件下で適正なオイルの戻りを実現することが困難であったところ、この特許文献１に示される往復動型流体機械では、可変オリフィス状の流量制御弁について、高圧側と低圧側との差圧の値が小さいときには大きく、高圧側と低圧側との差圧の値が大きいときには小さくなるように開弁度を設定して、例えばオイルが戻り難い条件下では弁の開度が相対的に大きくなることを可能することによりオイル戻り量の適正化を図っている。
【０００４】
また、例えば特許文献２に示されるようなクラッチレス可変容量型圧縮機の場合、エアコンの運転がＯＦＦのときには電磁制御弁への供給電流をなくすことで電磁制御弁の開弁度が全開となり、クランク室内の圧力が相対的に高くなることで、かかる圧縮機の斜板の傾斜角が最小の状態となる。これに対し、エアコンの運転を再びＯＮにすると、電磁制御弁に電流が供給されて、電磁制御弁の開弁度が小さくなり、相対的にクランク室内の圧力が低下して、かかる圧縮機の斜板の傾斜角が大きくなり、復帰状態となる。
【０００５】
そして、上記特許文献２に示されるようなクラッチレス可変容量型圧縮機では、圧縮機は常時回転しているので、エアコンの運転がＯＦＦの状態での消費動力を低減するために、斜板の最小傾斜角が復帰可能な限界位置までの範囲で小さくなるように設定されている。
【０００６】
更にまた、吐出通路中にオイル分離機構を備える圧縮機において、そのオイル分離機構は、分離筒と油分離室とから構成されると共に給油通路中に弁室とスプールとバネとによって構成された弁手段を有し、この弁室をスプールで第１感圧室と第２感圧室とに仕切り、これらの第１感圧室と第２感圧室とから受けるそれぞれの圧力差が増大した際に、スプールが弁室内を摺動して給油通路の開度が拡大し全開後に縮小することにより、吸入室への潤滑油の供給量が制御され、運転の停止時にはバネにより給油通路が遮断される構造のものが、例えば特許文献３に示されるように公知になっている。
【０００７】
すなわち、この特許文献３に示される圧縮機は、弁手段を可変オリフィス状とするにあたり、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴とが連通する開口面積がスプールの移動量に応じて変化することを利用した構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９２１５４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４９０１号公報
【特許文献３】特開２００８−１３３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示されるような往復動型流体機械では、エアコンの運転をＯＮにして圧縮機の斜板の傾斜角が相対的に大きくなる復帰状態とする際には、流量制御弁の開弁度が全開であるため流量制御弁を通じて高圧側からクランク室に流動する高圧ガスの量が相対的に多くなり、圧縮機の斜板の傾斜角について復帰状態に戻すためには長時間を要することが知られているので、それを避けるために、固定オリフィス状の流量制御弁を用いる場合よりも斜板の最小傾斜角を相対的に大きく設定せざるを得ないという不具合を有していた。これに伴い、特許文献１に示される可変オリフィス状の流量制御弁では、エアコンの運転のＯＦＦ時における消費動力が相対的に大きくなり、エアコンの運転がＯＦＦ時以外の圧縮機の省動力効果を減殺するという不都合も生じていた。
【００１０】
また、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、高圧側と低圧側との差圧が次第に大きくなると、スプールがバネを押す方向に移動し、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との開口面積も次第に大きくなり、更に差圧が大きくなると、上記開口面積は、最大となった後に次第に小さくなり、バネが最も縮小した状態で最小となるので、開口面積がすぐに最大にならないという不具合を有していた。
【００１１】
また、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との相対的な位置関係で開口面積が決定されるので、スプール及びその開口部の配置を位置決め手段により高精度に定める必要があり、弁手段の構造が複雑になると共に、位置決め手段を通じて高圧側の冷媒とオイルとが低圧側に漏れるおそれもあった。
【００１２】
更に、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、本願出願人の調査結果によると、特許文献３に示される圧縮機のスプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との開口面積は、開口形状を円形状に置き換えた場合の直径寸法（以下、等価直径と称する。）が０．１５ｍｍから０．３５ｍｍの範囲で可変するのが好適であると考えられるところ、開口の形状を円形状に置き換えた場合にこのような小さな等価直径の寸法に設定するには、各横穴の大きさも相対的に小さくする必要があった。そして、横穴の大きさを相対的に小さくする場合にはスプールの移動量も小さくする必要があるところ、このスプールの移動量を決定するのはバネであるが、特許文献３の図２及び図３に示されるバネのサイズと横穴の大きさとの関係では、上記の適宜な開口面積の可変を引き出すバネ力を得るための設計が困難であり、特許文献３に示される圧縮機に係る発明の実施可能性に疑問があった。
【００１３】
そこで、本発明は、エアコンの運転がＯＦＦ時以外における高圧側とクランク室とを結ぶオイル戻し通路上に配置された流量調整機構の機能を維持しつつ、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁を閉じて圧縮機の斜板の傾斜角の復帰性を向上し、圧縮機の斜板の最小傾斜角を相対的に小さな値に設定することができ、且つ流量調整機構の開弁度もエアコンの運転をＯＮした際にすぐに最大となることができ、しかも、流量調整機構の構造も簡易である可変容量型圧縮機、特にクラッチレス可変容量型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】
【００１４】
この発明に係る可変容量型圧縮機は、ハウジングと、このハウジング内部に形成されたクランク室と、前記ハウジングに回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、このピストンの往復動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室及び吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することにより吐出容量を制御する可変容量型圧縮機において、前記吐出室を含む吐出領域を設け、作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を前記吐出領域に設けると共にこのオイル分離機構によって分離されたオイルを前記クランク室に戻すオイル戻し通路を有し、前記オイル戻し通路上には、このオイル戻し通路を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置と、絞り通路を有すると共にこの絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変絞り手段を有する第２の弁装置と、これらの第１及び第２の弁装置を収納すると共に前記オイル分離機構側と連通するための流入口及び前記クランク室側と連通するための流出口を開口させた収納室とから成る流量調整機構が設けられていることを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
これにより、第２の弁装置において、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなるよう設定することにより、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ると共に、第１の弁装置において、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁体が収納室の流入口を閉塞するように設定することにより、高圧ガスが流量調整機構を介してクランク室に流動することを回避して、斜板についてその傾斜角を増大させる復帰性を向上し、エアコンの運転がＯＦＦ時における斜板の最小傾斜角を相対的に小さくすることが可能である。
【００１６】
前記第１の弁装置の開閉手段は、前記流入口側に向けて弾性機構により付勢された弁体と、前記流入口のうち前記収納室内側の開口の周縁に形成されて前記弁体が密接する弁座とから構成されている（請求項２）。
【００１７】
これにより、エアコンの運転をＯＦＦにした場合には、高圧側と低圧側との差圧がなくなるかとても小さくなるので、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座に密着して流入口を閉塞した状態となる。一方、エアコンの運転がＯＦＦ時以外の場合には、高圧側と低圧側との差圧が相対的に大きくなるので、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方よりも差圧により生ずる押圧力の方が大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座から離れ流入口が開放された状態となる。
【００１８】
前記第２の弁装置の絞り手段は、一方が前記流入口側に開口すると共に他方が流出口側に開口した貫通孔と、この貫通孔の内面との間に所定の隙間を有しつつ軸方向に沿って移動可能に前記貫通孔に挿入されると共に前記入口側に向けて弾性機構により付勢された可変部とにより構成されて、前記可変部のうち前記貫通孔の軸方向に沿った面と前記貫通孔の内面との間に絞り通路が形成されると共に、前記可変部の前記貫通孔への挿入量を変えることで前記絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを可変するものとなっている（請求項３）。
【００１９】
これにより、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときには、弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流入口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときには、差圧により生ずる押圧力の方が弾性機構の付勢力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流出口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなることから、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ることができる。
【００２０】
そして、前記第１の弁装置の弁体と前記第２の弁装置の可変部とは、前記第２の弁装置の可変部よりも前記第１の弁装置の弁体の方がオイルの流動方向の上流側に位置すると共に一体的に動くように形成されている（請求項４）。
【００２１】
これにより、第１の弁装置の弁体を付勢するための弾性機構と第２の弁装置の可変部を付勢するための弾性機構とについても共通化することができ、オイル戻り通路も第１の弁装置用のものと第２の弁装置用のものとを形成する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、これらの発明によれば、第２の弁装置において、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなるよう設定することにより、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図るという効果を維持することができる。そして、第１の弁装置において、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁体が収納室の流入口を閉塞するように設定することにより、斜板についてその傾斜角を増大させる復帰性を向上し、エアコンの運転がＯＦＦ時における斜板の最小傾斜角を相対的に小さくすることが可能であるので、エアコンのＯＦＦ時でも圧縮機の省動力の要請に応えることができる。
【００２３】
特に請求項２に記載の発明によれば、エアコンの運転をＯＦＦにした場合には、高圧側と低圧側との差圧がなくなるかとても小さくなることから、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座に密着して流入口を閉塞した状態となるので、吐出室を含む吐出領域からクランク室にエアコンの運転がＯＦＦ時にも関わらず高圧ガスが流量調整機構を介してクランク室に流入するのを回避することができる。その一方で、エアコンの運転がＯＦＦ以外の場合には、高圧側と低圧側との差圧が大きくなることから、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方よりも差圧により生ずる押圧力の方が大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座から離れ流入口が開放された状態となるので、流量調整機構のオリフィス弁としての機能を確保することができる。
【００２４】
特に請求項３に記載の発明によれば、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときには、弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流入口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法を相対的に短くすることができ、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときには、差圧により生ずる押圧力の方が弾性機構の付勢力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流出口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法を相対的に長くすることができることから、エアコンの運転がＯＮ等、ＯＦＦ以外の時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ることができる。
【００２５】
特に請求項４に記載の発明によれば、第１の弁装置の弁体を付勢するための弾性機構と第２の弁装置の可変部を付勢するための弾性機構とについても共通化することができ、オイル戻り通路も第１の弁装置用のものと第２の弁装置用のものとを形成する必要がなくなるので、圧縮機の構造の簡略化、ひいては製造コストの相対的な削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、この発明に係る流量調整機構が用いられる可変容量型圧縮機の構成の一例を示した断面図である。
【図２】図２は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧が相対的に大きいことにより流量調整機構の第１の弁装置が開いた状態を示す説明図である。
【図３】図３は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にエアコンの運転がＯＦＦでクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなるかとても小さくなっているため流量調整機構の第１の弁装置が閉じた状態を示す説明図である。
【図４】図４は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧の値が異常値を示したのでリリーフ弁が働いた状態を示す説明図である。
【図５】図５は、同上の流量調整機構の特にエアコンの運転がＯＦＦの状態からＯＮになって起動した状態にかけての流量調整機構全体としての開弁度の変化を示した特性線図である。
【図６】図６は、図２から図４に示される流量調整機構とは異なる実施形態に係る流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧が相対的に大きいことにより流量調整機構の第１の弁装置が開いた状態を示す説明図である。
【図７】図７は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にエアコンの運転がＯＦＦでクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなるかとても小さくなっているため流量調整機構の第１の弁装置が閉じた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１において、この発明に係る可変容量型圧縮機１の一例が示されており、この可変容量型圧縮機１は、作動流体たる冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルの一部を構成するクラッチレス式のもので、略筒状のシリンダハウジング２と、このシリンダハウジング２内に固着されたシリンダブロック３と、シリンダハウジング２のフロント側（図１中、左側）に位置するフロントヘッド４と、シリンダハウジング２のリア側（図１中、右側）にバルブプレート６を介して組み付けられたリアヘッド５とを有し、これらのシリンダハウジング２、フロントヘッド４、及びリアヘッド５は後述するシリンダボア１７の軸方向に沿って締結ボルト５８ａ、５８ｂを適宜挿通させて相互に接合し固定することにより、ハウジング７を構成している。
【００２９】
また、可変容量型圧縮機１は、フロントヘッド４と、シリンダハウジング２と、シリンダブロック３とによりハウジング７内にクランク室８が画成されている。このクランク室８には、長手方向の一方側端がフロントヘッド４から突出してプーリ等の図示しない動力伝達部材が固定されて、外部からの動力で回転する駆動軸９が収納されている。そして、駆動軸９の前述した一方側端は、フロントヘッド４の中央部を外側に突出するボス部４ａを挿通するように設けられている。
【００３０】
更に、駆動軸９の前記一方側端は、フロントヘッド４のボス部４ａとの間に設けられたメカクニカルシール等の軸封装置１０を介してフロントヘッド４との間が気密性良く封じられていると共に、外周面に外装されたスラストフランジ１１、フロントヘッド４のうちボス部４ａの基端よりも内側の内面に設けられたラジアル軸受１２、及びフロントヘッド４の内面に設けられたスラスト軸受１３を介してハウジング７に回動自在に支持されている。そして、駆動軸９のボス部４ａとは反対側となる他方側端は、シリンダブロック３の支持凹部１４に収納されたラジアル軸受１５を介してハウジング７に回動自在に支持されている。
【００３１】
更にまた、シリンダブロック３には、駆動軸９を支持する前記支持凹部１４を中心とする円周上に等間隔に配されたシリンダボア１７が形成されていると共にこのシリンダボア１７内には片頭ピストン１８がシリンダボア１７の軸方向に沿って往復動可能に挿入されている。片頭ピストン１８は、この実施例ではピストンリング２２を具備したものとなっている。
【００３２】
斜板１９は、所定の厚みを有する略円柱状に形成されているもので、クランク室８に収納されて、駆動軸９にピン２４とスリーブ４４とを介して揺動自在に保持されると共に駆動軸９に固着されたロッド２０を介して駆動軸９から回転力が伝達されるようになっている。更に、斜板１９の周縁部分には、一対のシュー２１、２１を介してクランク室８に突出した片頭ピストン１８の尾部１８ａが係留されていると共にロッド２０は斜板１９の径方向に沿って延びて外方に開口した縦孔３１内に介在部材８７を介して摺動可能に装着されている。
【００３３】
そして、駆動軸９には環状のスリーブ４４が外装されており、このスリーブ４４は一方側がスラストフランジ１１に当接し、他方が当該スリーブ４４の突起に当接したバネ等の弾性機構４７により斜板１９の傾斜角を相対的に小さくするように駆動軸９の軸方向に沿って斜板１９側に付勢されている。
【００３４】
これにより、駆動軸９が回転すると、これに同期して斜板１９が一体に回転し、この回転運動がシュー２１、２１を介して片頭ピストン１８の往復運動に変換され、片頭ピストン１８の往復動によりシリンダボア１７内において片頭ピストン１８とバルブプレート６との間に形成される圧縮室２３の容積が変更されるようになっている。
【００３５】
リアヘッド５は、シリンダブロック３とバルブプレート６を介して接合することにより、吸入室２５とこの吸入室２５の周囲に連続的に形成された吐出室２６とが画成されている。吐出室２６は、リアヘッド５の外面に開口した吐出口１６と連通している。また、バルブプレート６には、吸入室２５と圧縮室２３とを吸入弁２８を介して連通する吸入孔２７と、吐出室２６と圧縮室２３とを吐出弁３０を介して連通する吐出孔２９とが形成されている。そして、リアヘッド５には、吐出室２６とクランク室８とを連通する給気通路（図示せず。）に圧力制御弁（図示せず。）が装着されている。
【００３６】
これにより、駆動軸９が回転すると、その回転力はロッド２０を介して斜板１９に伝達されて斜板１９が回転し、上記したように片頭ピストン１８がシリンダボア１７内を往復動するので、片頭ピストン１８の下降行程においては吸入室２５内の作動流体が吸入孔２７を介して圧縮室２３に吸入され、片頭ピストン１８の上昇行程においては圧縮室２３内の作動流体が圧縮されて吐出孔２９を介して吐出室２６へ吐出されることとなる。
【００３７】
そして、圧力制御弁によりクランク室８内の圧力（以下、クランク室圧。）を減少させると、クランク室圧と片頭ピストン１８の圧縮室２３の圧力（以下、圧縮室圧。）との差圧により生ずる片頭ピストン１８のストロークを増大させる方向のモーメントが大きくなり、斜板１９が弾性機構４７のバネ力に抗してフロントヘッド４側に移動し、斜板１９がピン２４を中心に揺動して斜板１９の駆動軸９の径方向に沿った面に対する傾斜角が大きくなり、片頭ピストン１８のストローク量が大きくなって、吐出容量が増大する。これに対し、圧力制御弁によりクランク室８内の圧力（以下、クランク室圧。）を増大させると、クランク室圧と圧縮室圧との差圧により生ずる片頭ピストン１８のストロークを減少させる方向のモーメントが大きくなり、斜板１９が弾性機構４７のバネ力により斜板１９がリアヘッド５側に移動して、斜板１９がピン２４を中心に揺動して斜板１９の駆動軸９の径方向に沿った面に対する傾斜角が小さくなり、片頭ピストン１８のストローク量が小さくなって、吐出容量が減少する。
【００３８】
上記した可変容量型圧縮機１において、この実施形態では、駆動軸９に、この駆動軸９をその径方向に沿って貫通する導入孔３２が形成されていると共に、この導入孔３２のうち駆動軸９の径方向に沿った側の略中心部位から駆動軸９の軸方向に沿って延びる第１の排出孔３３が形成されている。この第１の排出孔３３は、内径寸法が略同じまま駆動軸９の軸方向に沿って延出する均等径部３４ａと駆動軸９の軸方向のうちリアヘッド５側に向かうに従い暫時拡径する拡径部３４ｂとから成ると共に、この拡径部３４ｂはリアヘッド５側から駆動軸９の軸方向に沿って突出した突出部３５がシリンダブロック３に形成されることによりその中央が窪んだ画室となっている。
【００３９】
そして、一方が突出部３５の突出方向に延びて、この突出部３５の略中央において第１の排出孔３３の拡径部３４ｂに開口すると共に他方が吸入室２５に開口することにより、第１の排出孔３３と吸入室２５とを連通する第２の排出孔３６が形成されている。これにより、これらの導入孔３２、第１の排出孔３３、及び第２の排出孔３６によって抽気通路が構成されると共に第１のオイル分離機構（抽気ＯＳ）が構成されるものとなっている。この第１のオイル分離機構（抽気ＯＳ）においては、駆動軸９の回転により生ずる遠心力によって導入孔３２から流入した作動流体からのオイルの分離（第１の抽気ＯＳ）が実行され、更に、第１の排出孔３３から第２の排出孔３６に作動流体が流入する段階でも作動流体からのオイルの分離（第２の抽気ＯＳ）が実行される。しかも、導入孔３２が駆動軸９の径方向に沿って貫通することにより形成されているので、作動流体の流速が低下し、上記第１の抽気ＯＳの実行としてのオイル分離性を向上させている。
【００４０】
また、リアヘッド５は、吐出室２６から片頭ピストン１８の往復動の方向と同方向に延びる第１の吐出通路３７と、この第１の吐出通路３７と直交するように延出するもので、吐出口１６と連通すると共に第１の吐出通路３７とは相対的に吐出口１６近傍にて連通している第２の吐出通路３８とが形成されている。そして、この第２の吐出通路３８内には、第１の吐出通路３７に接続する部位と対峙する位置に分離部３９が装着、固定されている。この分離部３９は、第２の吐出通路３８の延出する方向に沿って延出する小径部４０と、この小径部４０のうちその延出方向のうち吐出孔側端から吐出口１６側に向かうに従い第２の吐出通路３８の内面に当接するように拡径した拡径部４１とから構成されている。これにより、これらの第１の吐出通路３７、第２の吐出通路３８及び分離部３９によって第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）が構成されたものとなっている。
【００４１】
更に、この実施形態では、リアヘッド５は、第２の吐出通路３８の分離部３９よりも下方にフィルタ４２が配されていると共に、このフィルタ４２よりも下方に第１の集塵ポット４３が形成されている。そして、この第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）で分離されたオイルは、第２の吐出通路３８とそのフィルタ４２よりも下方側にて連通すると共にクランク室８とも連通するオイル戻し通路４５を経てクランク室８内に戻されるようになっており、このオイル戻し通路４５の途中には第２の集塵ポット４６が形成されている。
【００４２】
このような第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）の構成とすることにより、第１の吐出通路３７から第２の吐出通路３８に吐出された作動流体は、分離部３９の小径部４０の外周を下方に向けて螺旋状に旋回した後、小径部４０の下方開口から小径部４０の内部を上昇して吐出口１６から吐出される。作動流体にこのような小径部４０の外周を高速で旋回しつつ下降した後、上昇するという流れを経るようにすることにより、作動流体内に含まれるオイルを確実に分離させることができる。更に、オイル戻し通路４５を介して分離されたオイルをクランク室８に戻すことができる。尚、第２のオイル分離機構と吐出口１６との間には、図示しない逆止弁が配置され、エアコンの運転がＯＦＦの時に圧縮機から作動流体が排出されないようになっている。
【実施例１】
【００４３】
ところで、可変容量型圧縮機１は、オイル戻し通路４５の経路上に流量調整機構５０が配置されている。流量調整機構５０は、この実施形態では図１に示されるようにリアヘッド５のうちバルブプレート６との境界部分近傍に配置されているもので、図２から図４に示されるようにバルブプレート６側に開口した窪み５１を形成して、この窪み５１内にカートリッジ的に収納されている。
【００４４】
そして、流量調整機構５０は、図２から図４に示されるように、オイル戻し通路４５の上流側と接続する流入口５２を有する上流側構成部材５３と、オイル戻し通路４５の下流側と接続する流出口５４を有する下流側構成部材５５と、これらの上流側構成部材５３側及び下流側構成部材５５側に開口した筒状構成部材５６とを有して構成され、これらの構成部材５３、５５、５６を組み付けることにより内部に収納室５７が画成されるものとなっている。下流側部材５５には、一方側端が流出口５４と連通し、他方側端が下記する逃がし通路と連通する通路９０が形成されている。
【００４５】
収納室５７には、オイル戻し通路４５を開閉する第１の弁装置５９と、絞り通路６０を有すると共にこの絞り通路６０のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更する可変部６１を有する第２の弁装置６２とが収納されている。
【００４６】
第１の弁装置５９は、弁体６５と、弁座６６と、バネ受け部材６７と、バネ６８とで構成されている。弁体６５は、上流側構成部材５３の流入口５２の内径寸法よりも大きな外径寸法の外形状を有する閉塞部６３及びこの閉塞部６３よりも流入口５２の径方向に沿った寸法の大きな外形状であるバネ受け部６４から成っている。弁座６６は、上流側構成部材５３の流入口５２のうち収納室５７内側の開口周縁部位を弁体６５の閉塞部６３が密着可能なように平坦にすることで形成されている。バネ受け部材６７は、弁体６５よりも収納室のうち下流側に位置したもので、弁体６５のバネ受け部６４と比較した場合に流入口５２の径方向に沿った寸法がバネ受け部６４と同じかより大きな外形状をなし、収納室５７において基本的に固定された状態にある。バネ６８は、一方側がバネ受け部材６７に当接し、他方側が弁体６５のバネ受け部６４に当接したもので、バネ力により弁体６５を上流側構成部材５３側に押圧している一方で、そのバネ力はクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなったかそれに近い状態のときに、弁体６５の閉塞部６３が流入口５２の周縁の弁座６６に密着することができる大きさとなっている。そして、この実施例ではバネ受け部材６７は流入口５２側に延出した延出部６９を有し、バネ６８はこの延出部６９に外装されたかたちとなっている。
【００４７】
第２の弁装置６２は、バネ受け部材６７の延出部６９の延出方向の頂部から流出口５４側まで延びると共にその両側が開口した通路７０と、弁体６５のバネ受け部６４の閉塞部側とは反対側から延出し、その延出方向の軸線が通路７０の軸線と一致している可変部６１とを有し、通路７０内に可変部６１が挿入される深度を可変することにより絞り通路６０の長さが可変するようになっている。通路７０の内径寸法と流入口５２の開口径とは略同じである。そして、可変部６１が通路７０内に挿入される深度は、バネ６８のバネ力を利用して調節されるもので、弁体６５がバネ６８のバネ力に抗してバネ受け部材６７に近接している場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が深くなって、絞り通路６０の長さも図２において寸法値Ｌ１として示されるように大きくなる。反対に、弁体６５がバネ６８のバネ力により最もバネ受け部材６７から離れている場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が浅くなって、絞り通路６０の長さも図３において寸法値Ｌ２として示されるように小さくなる。
【００４８】
また、流量調整機構５０は、この実施形態では、収納室５７内に例えば皿バネ等と称されるバネ７２を備えている。このバネ７２は、バネ受け部材６７と下流側構成部材５５の流出口５４を有する面との間に介在しているもので、通常時では図２及び図３に示されるように、バネ受け部材６７と下流側構成部材５５の流出口５４を有する面との間に所定の空間を有したかたちでバネ受け部材６７を支持している。そして、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とによってリリーフ弁が構成されている。すなわち、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とは、バネ７２により通常時では図２及び図３に示されるように密着しているが、クランク室圧と収納室圧との差圧が異常に大きくなると、バネ受け部材６７がバネ７２のバネ力に抗して流出口５４側に変位して、図４に示されるように、筒状構成部材５６とバネ受け部材６７の外面との間に、下流側構成部材５５に形成された通路９０及び流出口５４と連通した、高圧ガスの逃がし通路が一時的に形成される。尚、バネ受け部材６７が流出口５４側に変位した場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が最も深くなって、絞り通路６０の長さも図４において寸法値Ｌ３として示されるように大きくなる。
【００４９】
そして、エアコンの運転がＯＦＦの状態では、クランク室圧と収納室の流入口５２の圧力との差圧が０ＭＰａ若しくはこれに近い値となるところ、第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３は、流入口５２の弁座６６に密着して流入口５２を閉塞し、吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することが回避される。
【００５０】
更に、エアコンの運転の起動時には、第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３は、わずかに発生する差圧により流入口５２側から押圧されはじめ、流入口５２の弁座６６から離れつつあるが、第２の弁装置６２の可変部６１の通路７０内に挿入される割合は相対的に小さく、これに伴い絞り通路６０の長さも相対的に短いので、流量調整機構５０の全体として見た場合には開弁度がエアコンの運転の起動時に最大となる。
【００５１】
エアコンの起動後、エアコンの運転がＯＮの状態には、クランク室圧と収納室圧との差圧が大きくなり第２の弁装置６２の可変部６１の通路７０内に挿入される割合が暫時大きくなってゆき、絞り通路６０の長さも長くなってくるので、流量調整機構５０の全体としての開弁度の割合も小さくなってゆく。そして、クランク室圧と収納室圧との差圧が所定の圧力（例えば８．５ＭＰａ）に到達すると、第２の弁装置６２は、可変部６１がそれ以上深く挿入されるのを規制する手段として、弁体６５の流出口５４側が延出部６９の流入口５２側と当接する構成となっており、これにより、絞り通路６０の長さを一定に保つことができる。ここで、流量調整機構５０の全体としての開弁度とは、単に第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３が流入口５２の弁座６６に遠近するにあたっての閉塞部６３の開度のみならず、第２の弁装置６２の可変部６１が通路７０に挿入される割合が変わり、これに伴い絞り通路６０の長さが可変することで変わってくる、絞り通路６０内での流路抵抗も加味したものとして示している。さらに、後述するように可変部６１にテーパを付ける等によって、絞り通路６０の所定隙間を可変部６１の挿入深度に応じて変化さる場合にはこの隙間の変化も加味したものとして示される。
【００５２】
一方、更に、クランク室圧と収納室圧との差圧が上昇し異常な数値を示す場合には、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とで構成されたリリーフ弁が機能して、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６との間の逃がし通路及び通路９０から高圧ガスがクランク室８側に抜けるので、クランク室圧と吐出室２６に開口する収納室圧との差圧を小さくする上に、クランク室圧を上昇させ、斜板１９の傾斜角を小さくする。
【００５３】
この流量調整機構５０全体としての開弁度及びリリーフ弁が働いた場合を特性線にして表したのが図５の特性線図である。この特選線図を説明すると、第１の弁装置５９が開くまでの差圧を示すＡ点は、１ＭＰａ未満であることが望ましい。この第１の弁装置５９が開くと、すみやかに第１の弁装置５９は、Ｂ点として示される最大開弁度まで開く。その後、所定差圧のＣ点まで徐々に開弁度が低下し、最後は一定となる。更に、所定差圧のＤ点まで達するとリリーフ弁が作動する。
【００５４】
以上によれば、エアコンの運転がＯＦＦ時では流量調整機構５０の開弁度が０であるため吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することがないので、エアコンの運転がＯＦＦ時の斜板１９の傾斜角を、固定オリフィスを用いる場合よりも小さくすることができ、エアコンの運転のＯＦＦ時における省動力を図ることができる。
【００５５】
また、エアコンの運転の復帰時に流量調整機構５０の全体としての開弁度が最大となることが好ましいところ、この流量調整機構５０の構造を採ることにより図５の特性線図に示されるようにエアコンの運転の復帰時に流量調整機構５０の全体としての開弁度を最大にすることを実現している。図５で示される特性線のうちＢ点からＣ点まで至る線部分は、図５で（１）として示されるように直線的であっても、同じく図５で（２）として示されるように曲線的であっても良いものであり、例えば可変部６１に対しわずかにテーパを付けることにより、所望の特性を得るために絞り通路６０の所定隙間を可変部６１の挿入深度に応じて変化させても良い。
【００５６】
尚、流量調整機構５０は、リアヘッド５のうちバルブプレート６との境界部位に設けるとして説明したが、必ずしもこれに限定されず、オイル戻し通路４５の経路上であれば良いもので、例えば、図示しないが、オイル戻し通路４５のうち第２の集塵ポット４６が分岐する部位よりも上方に設けても良いし、シリンダブロック３内あるいはシリンダブロック３とリアヘッド５とに跨がるように設けても良い。
【実施例２】
【００５７】
図６及び図７において、流量調整機構５０の別の構成が示されている。以下、この流量調整機構５０について説明する。但し、先述した流量調整機構５０と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
この流量調整機構５０は、図１に示される流量調整機構５０と対比するに、オイル戻し通路４５の経路上に配置されている点では共通するが、図１に示される流量調整機構５０とは異なって、リアヘッド５とシリンダブロック３とに跨がって配置されているものである。
【００５９】
すなわち、流量調整機構５０は、図６及び図７に示されるように、リアヘッド５に対しバルブプレート６側に開口した窪み５１を形成し、バルブプレート６に貫通孔６ａを形成し、更に、シリンダブロック３に対しバルブプレート６側に開口した窪み７１を形成することで、リアヘッド５、バルブプレート６及びシリンダブロック３を窪み５１、貫通孔６ａ、窪み７１の位置合わせをしつつ適宜組み合わせることにより、可変容量型圧縮機内部に直接的に収納室５７を画成して、この収納室５７に流入口５２を開閉する第１の弁装置５９と、長さが可変する絞り通路６０を有する第２の弁装置６２とを収納した構成となっている。
【００６０】
収納室５７は、オイル戻し通路４５の上流側と下流側とに相対的に小さな画室７４、７６を有すると共に画室７４と画室７６との間にこれらの画室７４、７６と連通する、相対的に大きな画室７５を有している。画室７４は集塵用のフィルタ７７が収納されていると共に、画室７５の上流側には画室７５への流入口５２を有するブロック体７８が画室７５の画室７４側面と接するように配置されている。このブロック体７８は、外周面にＯリング７９が配されて、ブロック体７８と画室７５の内面との間が気密性良くシールされている。
【００６１】
第１の弁装置５９は、ブロック体７８に形成された流入口５２の内径寸法よりも大きな閉塞部８１及びバネ受け部８２から成る弁体８０と、ブロック体７８の流入口５２のうち収納室５７側の開口周縁部位に形成されて閉塞部８１が密着可能な弁座６６と、画室７５のうち画室７６との境界側にてオイル戻し通路４５の軸方向と交差する方向に延びる壁面による成るバネ受け部８４と、バネ６８とで構成されている。バネ６８は、一方側が弁体８０のバネ受け部８２に当接し、他方側がバネ受け部８４に当接したもので、バネ力により弁体８０をブロック体７８側に押圧している一方で、そのバネ力がクランク室圧と収納室の流入口５２の圧力との差圧がなくなったかそれに近い状態のときに弁体８０の閉塞部８１が弁座８３に密着することができる大きさに設定されている。この実施形態では、弁体８０の外周面と画室７５の内面との間に隙間が形成されていると共に弁体８０の外周面には切り欠き８５が形成されており、オイルの流れの円滑化を図っている。弁体８０の外周面と画室７５の内面との間の隙間は、絞り通路６０の隙間よりも小さくなるように設定されている。
【００６２】
第２の弁装置６２は、画室７６と、弁体８０のうち閉塞部８１側とは反対側から画室７６に向けて延出した可変部８６とで構成されて、画室７６内に可変部８６が挿入される深度を可変することにより絞り通路６０の長さが可変するようになっている。そして、可変部８６が画室７６内に挿入される深度も、バネ６８のバネ力を利用して調節されると共に、弁体８０の閉塞部８１の流入口５２からの距離と連動するものとなっている。
【００６３】
すなわち、弁体８０がバネ６８のバネ力に抗してバネ受け部８４に近接している場合には、画室７６内に可変部８６が挿入される深度が相対的に深くなって、絞り通路６０の長さも図６において寸法値Ｌ４として示されるように大きくなる。反対に、弁体８０がバネ６８のバネ力により最もバネ受け部８４から離れている場合には、画室７６内に可変部８６が挿入される深度が相対的に浅くなって、絞り通路６０の長さも図７において寸法値Ｌ５として示されるように小さくなる。
【００６４】
そして、図６及び図７に示される画室７６の内径寸法Ｌ６と流入口５２の内径寸法Ｌ７とは同じになっている。
【００６５】
以上のような流量調整機構５０の構成とすることにより、エアコンの運転がＯＦＦの状態では、クランク室圧と収納室や流入口５２の圧力との差圧が０ＭＰａ若しくはこれに近い値となるところ、第１の弁装置５９の弁体８０の閉塞部８１は、流入口５２の弁座６６に密着して流入口５２を閉塞し、吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することが回避される。
【００６６】
そして、エアコンの運転の起動時には、第１の弁装置５９の弁体８０の閉塞部８１は、わずかに発生する差圧により流入口５２側から押圧されはじめ、流入口５２の弁座６６から離れつつあるが、第２の弁装置６２の可変部８６の画室７６内に挿入される割合は相対的に小さく、これに伴い絞り通路６０の長さも相対的に短いので、流量調整機構５０の全体としての開弁度がエアコンの運転の起動時に最大となる。
【００６７】
エアコンの起動後、エアコンの運転がＯＮの状態には、クランク室圧と収納室圧との差圧が大きくなり、第２の弁装置６２の可変部８６の画室７６内に挿入される割合が暫時大きくなってゆき、絞り通路６０の長さも長くなってくるので、流量調整機構５０の全体としての開弁度の割合も小さくなってゆく。そして、クランク室圧と収納室圧との差圧が所定の圧力（例えば８．５ＭＰａ）に到達すると、第２の弁装置６２は、可変部８６がそれ以上深く挿入されるのを規制する構成となっており、これにより、絞り通路６０の長さを一定に保つことができる。
【００６８】
このため、この実施形態でも、流量調整機構５０の全体としての開弁度は、図５の特性線図で示される実線の特性線として表れるので、先の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
そして、この可変容量型圧縮機１は、図１に示されるように、吐出室２６、第１の吐出通路３７及び第２の吐出通路３８、並びに吸入室２５の周壁に断熱材８５を配したものとなっている。これにより、可変容量型圧縮機１の高圧側を流動する高圧・高温の作動流体と可変容量型圧縮機１の低圧側を流動する低圧・低温の作動流体との熱伝導を遮断することが可能となり、図示しない吸入口を含む吸入領域での作動流体の過熱を防止することが可能となっている。
【符号の説明】
【００７０】
１ 可変容量型圧縮機
７ ハウジング
８ クランク室
９ 駆動軸
１７ シリンダボア
１８ 片頭ピストン
１９ 斜板
２３ 圧縮室
２５ 吸入室
２６ 吐出室
３９ 分離部
４５ オイル戻し通路
５０ 流量調整機構
５２ 流入口
５４ 流出口
５７ 収納室
５９ 第１の弁装置
６０ 絞り通路
６１ 可変部
６２ 第２の弁装置
６５ 弁体
６６ 弁座
６８ バネ
７０ 通路
７６ 画室
８０ 弁体
８６ 可変部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機の作動流体経路内を流動する作動流体中に混在するオイルを分離することが可能な構造を有する可変容量型の圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機としては、吐出室の作動流体と潤滑油とを分離する潤滑油分離装置とこの潤滑油分離装置で分離された潤滑油をクランク室に戻すオイル戻し通路とを有すると共に、吐出室とクランク室との差圧に応じて開閉される可変オリフィス状の流量制御弁が前記オイル戻し通路に配設された構成の往復動型流体機械について、例えば特許文献１に示されるように既に公知になっている。
【０００３】
そして、潤滑油分離装置で分離されたオイルは差圧の力によりクランク室に戻るので、流量制御弁の開弁度が固定された場合には全ての運転条件下で適正なオイルの戻りを実現することが困難であったところ、この特許文献１に示される往復動型流体機械では、可変オリフィス状の流量制御弁について、高圧側と低圧側との差圧の値が小さいときには大きく、高圧側と低圧側との差圧の値が大きいときには小さくなるように開弁度を設定して、例えばオイルが戻り難い条件下では弁の開度が相対的に大きくなることを可能することによりオイル戻り量の適正化を図っている。
【０００４】
また、例えば特許文献２に示されるようなクラッチレス可変容量型圧縮機の場合、エアコンの運転がＯＦＦのときには電磁制御弁への供給電流をなくすことで電磁制御弁の開弁度が全開となり、クランク室内の圧力が相対的に高くなることで、かかる圧縮機の斜板の傾斜角が最小の状態となる。これに対し、エアコンの運転を再びＯＮにすると、電磁制御弁に電流が供給されて、電磁制御弁の開弁度が小さくなり、相対的にクランク室内の圧力が低下して、かかる圧縮機の斜板の傾斜角が大きくなり、復帰状態となる。
【０００５】
そして、上記特許文献２に示されるようなクラッチレス可変容量型圧縮機では、圧縮機は常時回転しているので、エアコンの運転がＯＦＦの状態での消費動力を低減するために、斜板の最小傾斜角が復帰可能な限界位置までの範囲で小さくなるように設定されている。
【０００６】
更にまた、吐出通路中にオイル分離機構を備える圧縮機において、そのオイル分離機構は、分離筒と油分離室とから構成されると共に給油通路中に弁室とスプールとバネとによって構成された弁手段を有し、この弁室をスプールで第１感圧室と第２感圧室とに仕切り、これらの第１感圧室と第２感圧室とから受けるそれぞれの圧力差が増大した際に、スプールが弁室内を摺動して給油通路の開度が拡大し全開後に縮小することにより、吸入室への潤滑油の供給量が制御され、運転の停止時にはバネにより給油通路が遮断される構造のものが、例えば特許文献３に示されるように公知になっている。
【０００７】
すなわち、この特許文献３に示される圧縮機は、弁手段を可変オリフィス状とするにあたり、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴とが連通する開口面積がスプールの移動量に応じて変化することを利用した構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９２１５４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４９０１号公報
【特許文献３】特開２００８−１３３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示されるような往復動型流体機械では、エアコンの運転をＯＮにして圧縮機の斜板の傾斜角が相対的に大きくなる復帰状態とする際には、流量制御弁の開弁度が全開であるため流量制御弁を通じて高圧側からクランク室に流動する高圧ガスの量が相対的に多くなり、圧縮機の斜板の傾斜角について復帰状態に戻すためには長時間を要することが知られているので、それを避けるために、固定オリフィス状の流量制御弁を用いる場合よりも斜板の最小傾斜角を相対的に大きく設定せざるを得ないという不具合を有していた。これに伴い、特許文献１に示される可変オリフィス状の流量制御弁では、エアコンの運転のＯＦＦ時における消費動力が相対的に大きくなり、エアコンの運転がＯＦＦ時以外の圧縮機の省動力効果を減殺するという不都合も生じていた。
【００１０】
また、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、高圧側と低圧側との差圧が次第に大きくなると、スプールがバネを押す方向に移動し、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との開口面積も次第に大きくなり、更に差圧が大きくなると、上記開口面積は、最大となった後に次第に小さくなり、バネが最も縮小した状態で最小となるので、開口面積がすぐに最大にならないという不具合を有していた。
【００１１】
また、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、スプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との相対的な位置関係で開口面積が決定されるので、スプール及びその開口部の配置を位置決め手段により高精度に定める必要があり、弁手段の構造が複雑になると共に、位置決め手段を通じて高圧側の冷媒とオイルとが低圧側に漏れるおそれもあった。
【００１２】
更に、特許文献３に示される圧縮機の可変オリフィス状の弁手段の構造では、本願出願人の調査結果によると、特許文献３に示される圧縮機のスプールに開いた横穴とハウジングの壁面に開いた横穴との開口面積は、開口形状を円形状に置き換えた場合の直径寸法（以下、等価直径と称する。）が０．１５ｍｍから０．３５ｍｍの範囲で可変するのが好適であると考えられるところ、開口の形状を円形状に置き換えた場合にこのような小さな等価直径の寸法に設定するには、各横穴の大きさも相対的に小さくする必要があった。そして、横穴の大きさを相対的に小さくする場合にはスプールの移動量も小さくする必要があるところ、このスプールの移動量を決定するのはバネであるが、特許文献３の図２及び図３に示されるバネのサイズと横穴の大きさとの関係では、上記の適宜な開口面積の可変を引き出すバネ力を得るための設計が困難であり、特許文献３に示される圧縮機に係る発明の実施可能性に疑問があった。
【００１３】
そこで、本発明は、エアコンの運転がＯＦＦ時以外における高圧側とクランク室とを結ぶオイル戻し通路上に配置された流量調整機構の機能を維持しつつ、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁を閉じて圧縮機の斜板の傾斜角の復帰性を向上し、圧縮機の斜板の最小傾斜角を相対的に小さな値に設定することができ、且つ流量調整機構の開弁度もエアコンの運転をＯＮした際にすぐに最大となることができ、しかも、流量調整機構の構造も簡易である可変容量型圧縮機、特にクラッチレス可変容量型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】
【００１４】
この発明に係る可変容量型圧縮機は、ハウジングと、このハウジング内部に形成されたクランク室と、前記ハウジングに回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、このピストンの往復動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室及び吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することにより吐出容量を制御する可変容量型圧縮機において、前記吐出室を含む吐出領域を設け、作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を前記吐出領域に設けると共にこのオイル分離機構によって分離されたオイルを前記クランク室に戻すオイル戻し通路を有し、前記オイル戻し通路上には、このオイル戻し通路を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置と、絞り通路を有すると共にこの絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変絞り手段を有する第２の弁装置と、これらの第１及び第２の弁装置を収納すると共に前記オイル分離機構側と連通するための流入口及び前記クランク室側と連通するための流出口を開口させた収納室とから成る流量調整機構が設けられていることを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
これにより、第２の弁装置において、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなるよう設定することにより、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ると共に、第１の弁装置において、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁体が収納室の流入口を閉塞するように設定することにより、高圧ガスが流量調整機構を介してクランク室に流動することを回避して、斜板についてその傾斜角を増大させる復帰性を向上し、エアコンの運転がＯＦＦ時における斜板の最小傾斜角を相対的に小さくすることが可能である。
【００１６】
前記第１の弁装置の開閉手段は、前記流入口側に向けて弾性機構により付勢された弁体と、前記流入口のうち前記収納室内側の開口の周縁に形成されて前記弁体が密接する弁座とから構成されている（請求項２）。
【００１７】
これにより、エアコンの運転をＯＦＦにした場合には、高圧側と低圧側との差圧がなくなるかとても小さくなるので、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座に密着して流入口を閉塞した状態となる。一方、エアコンの運転がＯＦＦ時以外の場合には、高圧側と低圧側との差圧が相対的に大きくなるので、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方よりも差圧により生ずる押圧力の方が大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座から離れ流入口が開放された状態となる。
【００１８】
前記第２の弁装置の絞り手段は、一方が前記流入口側に開口すると共に他方が流出口側に開口した貫通孔と、この貫通孔の内面との間に所定の隙間を有しつつ軸方向に沿って移動可能に前記貫通孔に挿入されると共に前記入口側に向けて弾性機構により付勢された可変部とにより構成されて、前記可変部のうち前記貫通孔の軸方向に沿った面と前記貫通孔の内面との間に絞り通路が形成されると共に、前記可変部の前記貫通孔への挿入量を変えることで前記絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを可変するものとなっている（請求項３）。
【００１９】
これにより、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときには、弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流入口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときには、差圧により生ずる押圧力の方が弾性機構の付勢力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流出口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなることから、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ることができる。
【００２０】
そして、前記第１の弁装置の弁体と前記第２の弁装置の可変部とは、前記第２の弁装置の可変部よりも前記第１の弁装置の弁体の方がオイルの流動方向の上流側に位置すると共に一体的に動くように形成されている（請求項４）。
【００２１】
これにより、第１の弁装置の弁体を付勢するための弾性機構と第２の弁装置の可変部を付勢するための弾性機構とについても共通化することができ、オイル戻り通路も第１の弁装置用のものと第２の弁装置用のものとを形成する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、これらの発明によれば、第２の弁装置において、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に短くなり、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときに絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法が相対的に長くなるよう設定することにより、エアコンの運転時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図るという効果を維持することができる。そして、第１の弁装置において、エアコンの運転がＯＦＦ時には弁体が収納室の流入口を閉塞するように設定することにより、斜板についてその傾斜角を増大させる復帰性を向上し、エアコンの運転がＯＦＦ時における斜板の最小傾斜角を相対的に小さくすることが可能であるので、エアコンのＯＦＦ時でも圧縮機の省動力の要請に応えることができる。
【００２３】
特に請求項２に記載の発明によれば、エアコンの運転をＯＦＦにした場合には、高圧側と低圧側との差圧がなくなるかとても小さくなることから、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座に密着して流入口を閉塞した状態となるので、吐出室を含む吐出領域からクランク室にエアコンの運転がＯＦＦ時にも関わらず高圧ガスが流量調整機構を介してクランク室に流入するのを回避することができる。その一方で、エアコンの運転がＯＦＦ以外の場合には、高圧側と低圧側との差圧が大きくなることから、第１の弁装置の弁体に対し弾性機構による付勢力の方よりも差圧により生ずる押圧力の方が大きくなるため第１の弁装置の弁体が流入口の開口周縁に形成された弁座から離れ流入口が開放された状態となるので、流量調整機構のオリフィス弁としての機能を確保することができる。
【００２４】
特に請求項３に記載の発明によれば、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が小さいときには、弾性機構による付勢力の方が差圧により生ずる押圧力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流入口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法を相対的に短くすることができ、吐出領域等の高圧側とクランク室等の低圧側との差圧が大きいときには、差圧により生ずる押圧力の方が弾性機構の付勢力よりも大きいため第２の弁装置の可変部は流出口側に移動するので、絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った寸法を相対的に長くすることができることから、エアコンの運転がＯＮ等、ＯＦＦ以外の時におけるオイルのクランク室への戻り量の適正化を図ることができる。
【００２５】
特に請求項４に記載の発明によれば、第１の弁装置の弁体を付勢するための弾性機構と第２の弁装置の可変部を付勢するための弾性機構とについても共通化することができ、オイル戻り通路も第１の弁装置用のものと第２の弁装置用のものとを形成する必要がなくなるので、圧縮機の構造の簡略化、ひいては製造コストの相対的な削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、この発明に係る流量調整機構が用いられる可変容量型圧縮機の構成の一例を示した断面図である。
【図２】図２は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧が相対的に大きいことにより流量調整機構の第１の弁装置が開いた状態を示す説明図である。
【図３】図３は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にエアコンの運転がＯＦＦでクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなるかとても小さくなっているため流量調整機構の第１の弁装置が閉じた状態を示す説明図である。
【図４】図４は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧の値が異常値を示したのでリリーフ弁が働いた状態を示す説明図である。
【図５】図５は、同上の流量調整機構の特にエアコンの運転がＯＦＦの状態からＯＮになって起動した状態にかけての流量調整機構全体としての開弁度の変化を示した特性線図である。
【図６】図６は、図２から図４に示される流量調整機構とは異なる実施形態に係る流量調整機構の構成を示すと共にクランク室圧と収納室圧との差圧が相対的に大きいことにより流量調整機構の第１の弁装置が開いた状態を示す説明図である。
【図７】図７は、同上の流量調整機構の構成を示すと共にエアコンの運転がＯＦＦでクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなるかとても小さくなっているため流量調整機構の第１の弁装置が閉じた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１において、この発明に係る可変容量型圧縮機１の一例が示されており、この可変容量型圧縮機１は、作動流体たる冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルの一部を構成するクラッチレス式のもので、略筒状のシリンダハウジング２と、このシリンダハウジング２内に固着されたシリンダブロック３と、シリンダハウジング２のフロント側（図１中、左側）に位置するフロントヘッド４と、シリンダハウジング２のリア側（図１中、右側）にバルブプレート６を介して組み付けられたリアヘッド５とを有し、これらのシリンダハウジング２、フロントヘッド４、及びリアヘッド５は後述するシリンダボア１７の軸方向に沿って締結ボルト５８ａ、５８ｂを適宜挿通させて相互に接合し固定することにより、ハウジング７を構成している。
【００２９】
また、可変容量型圧縮機１は、フロントヘッド４と、シリンダハウジング２と、シリンダブロック３とによりハウジング７内にクランク室８が画成されている。このクランク室８には、長手方向の一方側端がフロントヘッド４から突出してプーリ等の図示しない動力伝達部材が固定されて、外部からの動力で回転する駆動軸９が収納されている。そして、駆動軸９の前述した一方側端は、フロントヘッド４の中央部を外側に突出するボス部４ａを挿通するように設けられている。
【００３０】
更に、駆動軸９の前記一方側端は、フロントヘッド４のボス部４ａとの間に設けられたメカクニカルシール等の軸封装置１０を介してフロントヘッド４との間が気密性良く封じられていると共に、外周面に外装されたスラストフランジ１１、フロントヘッド４のうちボス部４ａの基端よりも内側の内面に設けられたラジアル軸受１２、及びフロントヘッド４の内面に設けられたスラスト軸受１３を介してハウジング７に回動自在に支持されている。そして、駆動軸９のボス部４ａとは反対側となる他方側端は、シリンダブロック３の支持凹部１４に収納されたラジアル軸受１５を介してハウジング７に回動自在に支持されている。
【００３１】
更にまた、シリンダブロック３には、駆動軸９を支持する前記支持凹部１４を中心とする円周上に等間隔に配されたシリンダボア１７が形成されていると共にこのシリンダボア１７内には片頭ピストン１８がシリンダボア１７の軸方向に沿って往復動可能に挿入されている。片頭ピストン１８は、この実施例ではピストンリング２２を具備したものとなっている。
【００３２】
斜板１９は、所定の厚みを有する略円柱状に形成されているもので、クランク室８に収納されて、駆動軸９にピン２４とスリーブ４４とを介して揺動自在に保持されると共に駆動軸９に固着されたロッド２０を介して駆動軸９から回転力が伝達されるようになっている。更に、斜板１９の周縁部分には、一対のシュー２１、２１を介してクランク室８に突出した片頭ピストン１８の尾部１８ａが係留されていると共にロッド２０は斜板１９の径方向に沿って延びて外方に開口した縦孔３１内に介在部材８７を介して摺動可能に装着されている。
【００３３】
そして、駆動軸９には環状のスリーブ４４が外装されており、このスリーブ４４は一方側がスラストフランジ１１に当接し、他方が当該スリーブ４４の突起に当接したバネ等の弾性機構４７により斜板１９の傾斜角を相対的に小さくするように駆動軸９の軸方向に沿って斜板１９側に付勢されている。
【００３４】
これにより、駆動軸９が回転すると、これに同期して斜板１９が一体に回転し、この回転運動がシュー２１、２１を介して片頭ピストン１８の往復運動に変換され、片頭ピストン１８の往復動によりシリンダボア１７内において片頭ピストン１８とバルブプレート６との間に形成される圧縮室２３の容積が変更されるようになっている。
【００３５】
リアヘッド５は、シリンダブロック３とバルブプレート６を介して接合することにより、吸入室２５とこの吸入室２５の周囲に連続的に形成された吐出室２６とが画成されている。吐出室２６は、リアヘッド５の外面に開口した吐出口１６と連通している。また、バルブプレート６には、吸入室２５と圧縮室２３とを吸入弁２８を介して連通する吸入孔２７と、吐出室２６と圧縮室２３とを吐出弁３０を介して連通する吐出孔２９とが形成されている。そして、リアヘッド５には、吐出室２６とクランク室８とを連通する給気通路（図示せず。）に圧力制御弁（図示せず。）が装着されている。
【００３６】
これにより、駆動軸９が回転すると、その回転力はロッド２０を介して斜板１９に伝達されて斜板１９が回転し、上記したように片頭ピストン１８がシリンダボア１７内を往復動するので、片頭ピストン１８の下降行程においては吸入室２５内の作動流体が吸入孔２７を介して圧縮室２３に吸入され、片頭ピストン１８の上昇行程においては圧縮室２３内の作動流体が圧縮されて吐出孔２９を介して吐出室２６へ吐出されることとなる。
【００３７】
そして、圧力制御弁によりクランク室８内の圧力（以下、クランク室圧。）を減少させると、クランク室圧と片頭ピストン１８の圧縮室２３の圧力（以下、圧縮室圧。）との差圧により生ずる片頭ピストン１８のストロークを増大させる方向のモーメントが大きくなり、斜板１９が弾性機構４７のバネ力に抗してフロントヘッド４側に移動し、斜板１９がピン２４を中心に揺動して斜板１９の駆動軸９の径方向に沿った面に対する傾斜角が大きくなり、片頭ピストン１８のストローク量が大きくなって、吐出容量が増大する。これに対し、圧力制御弁によりクランク室８内の圧力（以下、クランク室圧。）を増大させると、クランク室圧と圧縮室圧との差圧により生ずる片頭ピストン１８のストロークを減少させる方向のモーメントが大きくなり、斜板１９が弾性機構４７のバネ力により斜板１９がリアヘッド５側に移動して、斜板１９がピン２４を中心に揺動して斜板１９の駆動軸９の径方向に沿った面に対する傾斜角が小さくなり、片頭ピストン１８のストローク量が小さくなって、吐出容量が減少する。
【００３８】
上記した可変容量型圧縮機１において、この実施形態では、駆動軸９に、この駆動軸９をその径方向に沿って貫通する導入孔３２が形成されていると共に、この導入孔３２のうち駆動軸９の径方向に沿った側の略中心部位から駆動軸９の軸方向に沿って延びる第１の排出孔３３が形成されている。この第１の排出孔３３は、内径寸法が略同じまま駆動軸９の軸方向に沿って延出する均等径部３４ａと駆動軸９の軸方向のうちリアヘッド５側に向かうに従い暫時拡径する拡径部３４ｂとから成ると共に、この拡径部３４ｂはリアヘッド５側から駆動軸９の軸方向に沿って突出した突出部３５がシリンダブロック３に形成されることによりその中央が窪んだ画室となっている。
【００３９】
そして、一方が突出部３５の突出方向に延びて、この突出部３５の略中央において第１の排出孔３３の拡径部３４ｂに開口すると共に他方が吸入室２５に開口することにより、第１の排出孔３３と吸入室２５とを連通する第２の排出孔３６が形成されている。これにより、これらの導入孔３２、第１の排出孔３３、及び第２の排出孔３６によって抽気通路が構成されると共に第１のオイル分離機構（抽気ＯＳ）が構成されるものとなっている。この第１のオイル分離機構（抽気ＯＳ）においては、駆動軸９の回転により生ずる遠心力によって導入孔３２から流入した作動流体からのオイルの分離（第１の抽気ＯＳ）が実行され、更に、第１の排出孔３３から第２の排出孔３６に作動流体が流入する段階でも作動流体からのオイルの分離（第２の抽気ＯＳ）が実行される。しかも、導入孔３２が駆動軸９の径方向に沿って貫通することにより形成されているので、作動流体の流速が低下し、上記第１の抽気ＯＳの実行としてのオイル分離性を向上させている。
【００４０】
また、リアヘッド５は、吐出室２６から片頭ピストン１８の往復動の方向と同方向に延びる第１の吐出通路３７と、この第１の吐出通路３７と直交するように延出するもので、吐出口１６と連通すると共に第１の吐出通路３７とは相対的に吐出口１６近傍にて連通している第２の吐出通路３８とが形成されている。そして、この第２の吐出通路３８内には、第１の吐出通路３７に接続する部位と対峙する位置に分離部３９が装着、固定されている。この分離部３９は、第２の吐出通路３８の延出する方向に沿って延出する小径部４０と、この小径部４０のうちその延出方向のうち吐出孔側端から吐出口１６側に向かうに従い第２の吐出通路３８の内面に当接するように拡径した拡径部４１とから構成されている。これにより、これらの第１の吐出通路３７、第２の吐出通路３８及び分離部３９によって第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）が構成されたものとなっている。
【００４１】
更に、この実施形態では、リアヘッド５は、第２の吐出通路３８の分離部３９よりも下方にフィルタ４２が配されていると共に、このフィルタ４２よりも下方に第１の集塵ポット４３が形成されている。そして、この第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）で分離されたオイルは、第２の吐出通路３８とそのフィルタ４２よりも下方側にて連通すると共にクランク室８とも連通するオイル戻し通路４５を経てクランク室８内に戻されるようになっており、このオイル戻し通路４５の途中には第２の集塵ポット４６が形成されている。
【００４２】
このような第２のオイル分離機構（吐出ＯＳ）の構成とすることにより、第１の吐出通路３７から第２の吐出通路３８に吐出された作動流体は、分離部３９の小径部４０の外周を下方に向けて螺旋状に旋回した後、小径部４０の下方開口から小径部４０の内部を上昇して吐出口１６から吐出される。作動流体にこのような小径部４０の外周を高速で旋回しつつ下降した後、上昇するという流れを経るようにすることにより、作動流体内に含まれるオイルを確実に分離させることができる。更に、オイル戻し通路４５を介して分離されたオイルをクランク室８に戻すことができる。尚、第２のオイル分離機構と吐出口１６との間には、図示しない逆止弁が配置され、エアコンの運転がＯＦＦの時に圧縮機から作動流体が排出されないようになっている。
【実施例１】
【００４３】
ところで、可変容量型圧縮機１は、オイル戻し通路４５の経路上に流量調整機構５０が配置されている。流量調整機構５０は、この実施形態では図１に示されるようにリアヘッド５のうちバルブプレート６との境界部分近傍に配置されているもので、図２から図４に示されるようにバルブプレート６側に開口した窪み５１を形成して、この窪み５１内にカートリッジ的に収納されている。
【００４４】
そして、流量調整機構５０は、図２から図４に示されるように、オイル戻し通路４５の上流側と接続する流入口５２を有する上流側構成部材５３と、オイル戻し通路４５の下流側と接続する流出口５４を有する下流側構成部材５５と、これらの上流側構成部材５３側及び下流側構成部材５５側に開口した筒状構成部材５６とを有して構成され、これらの構成部材５３、５５、５６を組み付けることにより内部に収納室５７が画成されるものとなっている。下流側部材５５には、一方側端が流出口５４と連通し、他方側端が下記する逃がし通路と連通する通路９０が形成されている。
【００４５】
収納室５７には、オイル戻し通路４５を開閉する第１の弁装置５９と、絞り通路６０を有すると共にこの絞り通路６０のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更する可変部６１を有する第２の弁装置６２とが収納されている。
【００４６】
第１の弁装置５９は、弁体６５と、弁座６６と、バネ受け部材６７と、バネ６８とで構成されている。弁体６５は、上流側構成部材５３の流入口５２の内径寸法よりも大きな外径寸法の外形状を有する閉塞部６３及びこの閉塞部６３よりも流入口５２の径方向に沿った寸法の大きな外形状であるバネ受け部６４から成っている。弁座６６は、上流側構成部材５３の流入口５２のうち収納室５７内側の開口周縁部位を弁体６５の閉塞部６３が密着可能なように平坦にすることで形成されている。バネ受け部材６７は、弁体６５よりも収納室のうち下流側に位置したもので、弁体６５のバネ受け部６４と比較した場合に流入口５２の径方向に沿った寸法がバネ受け部６４と同じかより大きな外形状をなし、収納室５７において基本的に固定された状態にある。バネ６８は、一方側がバネ受け部材６７に当接し、他方側が弁体６５のバネ受け部６４に当接したもので、バネ力により弁体６５を上流側構成部材５３側に押圧している一方で、そのバネ力はクランク室圧と収納室圧との差圧がなくなったかそれに近い状態のときに、弁体６５の閉塞部６３が流入口５２の周縁の弁座６６に密着することができる大きさとなっている。そして、この実施例ではバネ受け部材６７は流入口５２側に延出した延出部６９を有し、バネ６８はこの延出部６９に外装されたかたちとなっている。
【００４７】
第２の弁装置６２は、バネ受け部材６７の延出部６９の延出方向の頂部から流出口５４側まで延びると共にその両側が開口した通路７０と、弁体６５のバネ受け部６４の閉塞部側とは反対側から延出し、その延出方向の軸線が通路７０の軸線と一致している可変部６１とを有し、通路７０内に可変部６１が挿入される深度を可変することにより絞り通路６０の長さが可変するようになっている。通路７０の内径寸法と流入口５２の開口径とは略同じである。そして、可変部６１が通路７０内に挿入される深度は、バネ６８のバネ力を利用して調節されるもので、弁体６５がバネ６８のバネ力に抗してバネ受け部材６７に近接している場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が深くなって、絞り通路６０の長さも図２において寸法値Ｌ１として示されるように大きくなる。反対に、弁体６５がバネ６８のバネ力により最もバネ受け部材６７から離れている場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が浅くなって、絞り通路６０の長さも図３において寸法値Ｌ２として示されるように小さくなる。
【００４８】
また、流量調整機構５０は、この実施形態では、収納室５７内に例えば皿バネ等と称されるバネ７２を備えている。このバネ７２は、バネ受け部材６７と下流側構成部材５５の流出口５４を有する面との間に介在しているもので、通常時では図２及び図３に示されるように、バネ受け部材６７と下流側構成部材５５の流出口５４を有する面との間に所定の空間を有したかたちでバネ受け部材６７を支持している。そして、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とによってリリーフ弁が構成されている。すなわち、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とは、バネ７２により通常時では図２及び図３に示されるように密着しているが、クランク室圧と収納室圧との差圧が異常に大きくなると、バネ受け部材６７がバネ７２のバネ力に抗して流出口５４側に変位して、図４に示されるように、筒状構成部材５６とバネ受け部材６７の外面との間に、下流側構成部材５５に形成された通路９０及び流出口５４と連通した、高圧ガスの逃がし通路が一時的に形成される。尚、バネ受け部材６７が流出口５４側に変位した場合には、通路７０内に可変部６１が挿入される深度が最も深くなって、絞り通路６０の長さも図４において寸法値Ｌ３として示されるように大きくなる。
【００４９】
そして、エアコンの運転がＯＦＦの状態では、クランク室圧と収納室の流入口５２の圧力との差圧が０ＭＰａ若しくはこれに近い値となるところ、第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３は、流入口５２の弁座６６に密着して流入口５２を閉塞し、吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することが回避される。
【００５０】
更に、エアコンの運転の起動時には、第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３は、わずかに発生する差圧により流入口５２側から押圧されはじめ、流入口５２の弁座６６から離れつつあるが、第２の弁装置６２の可変部６１の通路７０内に挿入される割合は相対的に小さく、これに伴い絞り通路６０の長さも相対的に短いので、流量調整機構５０の全体として見た場合には開弁度がエアコンの運転の起動時に最大となる。
【００５１】
エアコンの起動後、エアコンの運転がＯＮの状態には、クランク室圧と収納室圧との差圧が大きくなり第２の弁装置６２の可変部６１の通路７０内に挿入される割合が暫時大きくなってゆき、絞り通路６０の長さも長くなってくるので、流量調整機構５０の全体としての開弁度の割合も小さくなってゆく。そして、クランク室圧と収納室圧との差圧が所定の圧力（例えば８．５ＭＰａ）に到達すると、第２の弁装置６２は、可変部６１がそれ以上深く挿入されるのを規制する手段として、弁体６５の流出口５４側が延出部６９の流入口５２側と当接する構成となっており、これにより、絞り通路６０の長さを一定に保つことができる。ここで、流量調整機構５０の全体としての開弁度とは、単に第１の弁装置５９の弁体６５の閉塞部６３が流入口５２の弁座６６に遠近するにあたっての閉塞部６３の開度のみならず、第２の弁装置６２の可変部６１が通路７０に挿入される割合が変わり、これに伴い絞り通路６０の長さが可変することで変わってくる、絞り通路６０内での流路抵抗も加味したものとして示している。さらに、後述するように可変部６１にテーパを付ける等によって、絞り通路６０の所定隙間を可変部６１の挿入深度に応じて変化さる場合にはこの隙間の変化も加味したものとして示される。
【００５２】
一方、更に、クランク室圧と収納室圧との差圧が上昇し異常な数値を示す場合には、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６とで構成されたリリーフ弁が機能して、バネ受け部材６７の外面と筒状構成部材５６との間の逃がし通路及び通路９０から高圧ガスがクランク室８側に抜けるので、クランク室圧と吐出室２６に開口する収納室圧との差圧を小さくする上に、クランク室圧を上昇させ、斜板１９の傾斜角を小さくする。
【００５３】
この流量調整機構５０全体としての開弁度及びリリーフ弁が働いた場合を特性線にして表したのが図５の特性線図である。この特選線図を説明すると、第１の弁装置５９が開くまでの差圧を示すＡ点は、１ＭＰａ未満であることが望ましい。この第１の弁装置５９が開くと、すみやかに第１の弁装置５９は、Ｂ点として示される最大開弁度まで開く。その後、所定差圧のＣ点まで徐々に開弁度が低下し、最後は一定となる。更に、所定差圧のＤ点まで達するとリリーフ弁が作動する。
【００５４】
以上によれば、エアコンの運転がＯＦＦ時では流量調整機構５０の開弁度が０であるため吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することがないので、エアコンの運転がＯＦＦ時の斜板１９の傾斜角を、固定オリフィスを用いる場合よりも小さくすることができ、エアコンの運転のＯＦＦ時における省動力を図ることができる。
【００５５】
また、エアコンの運転の復帰時に流量調整機構５０の全体としての開弁度が最大となることが好ましいところ、この流量調整機構５０の構造を採ることにより図５の特性線図に示されるようにエアコンの運転の復帰時に流量調整機構５０の全体としての開弁度を最大にすることを実現している。図５で示される特性線のうちＢ点からＣ点まで至る線部分は、図５で（１）として示されるように直線的であっても、同じく図５で（２）として示されるように曲線的であっても良いものであり、例えば可変部６１に対しわずかにテーパを付けることにより、所望の特性を得るために絞り通路６０の所定隙間を可変部６１の挿入深度に応じて変化させても良い。
【００５６】
尚、流量調整機構５０は、リアヘッド５のうちバルブプレート６との境界部位に設けるとして説明したが、必ずしもこれに限定されず、オイル戻し通路４５の経路上であれば良いもので、例えば、図示しないが、オイル戻し通路４５のうち第２の集塵ポット４６が分岐する部位よりも上方に設けても良いし、シリンダブロック３内あるいはシリンダブロック３とリアヘッド５とに跨がるように設けても良い。
【実施例２】
【００５７】
図６及び図７において、流量調整機構５０の別の構成が示されている。以下、この流量調整機構５０について説明する。但し、先述した流量調整機構５０と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
この流量調整機構５０は、図１に示される流量調整機構５０と対比するに、オイル戻し通路４５の経路上に配置されている点では共通するが、図１に示される流量調整機構５０とは異なって、リアヘッド５とシリンダブロック３とに跨がって配置されているものである。
【００５９】
すなわち、流量調整機構５０は、図６及び図７に示されるように、リアヘッド５に対しバルブプレート６側に開口した窪み５１を形成し、バルブプレート６に貫通孔６ａを形成し、更に、シリンダブロック３に対しバルブプレート６側に開口した窪み７１を形成することで、リアヘッド５、バルブプレート６及びシリンダブロック３を窪み５１、貫通孔６ａ、窪み７１の位置合わせをしつつ適宜組み合わせることにより、可変容量型圧縮機内部に直接的に収納室５７を画成して、この収納室５７に流入口５２を開閉する第１の弁装置５９と、長さが可変する絞り通路６０を有する第２の弁装置６２とを収納した構成となっている。
【００６０】
収納室５７は、オイル戻し通路４５の上流側と下流側とに相対的に小さな画室７４、７６を有すると共に画室７４と画室７６との間にこれらの画室７４、７６と連通する、相対的に大きな画室７５を有している。画室７４は集塵用のフィルタ７７が収納されていると共に、画室７５の上流側には画室７５への流入口５２を有するブロック体７８が画室７５の画室７４側面と接するように配置されている。このブロック体７８は、外周面にＯリング７９が配されて、ブロック体７８と画室７５の内面との間が気密性良くシールされている。
【００６１】
第１の弁装置５９は、ブロック体７８に形成された流入口５２の内径寸法よりも大きな閉塞部８１及びバネ受け部８２から成る弁体８０と、ブロック体７８の流入口５２のうち収納室５７側の開口周縁部位に形成されて閉塞部８１が密着可能な弁座６６と、画室７５のうち画室７６との境界側にてオイル戻し通路４５の軸方向と交差する方向に延びる壁面による成るバネ受け部８４と、バネ６８とで構成されている。バネ６８は、一方側が弁体８０のバネ受け部８２に当接し、他方側がバネ受け部８４に当接したもので、バネ力により弁体８０をブロック体７８側に押圧している一方で、そのバネ力がクランク室圧と収納室の流入口５２の圧力との差圧がなくなったかそれに近い状態のときに弁体８０の閉塞部８１が弁座８３に密着することができる大きさに設定されている。この実施形態では、弁体８０の外周面と画室７５の内面との間に隙間が形成されていると共に弁体８０の外周面には切り欠き８５が形成されており、オイルの流れの円滑化を図っている。弁体８０の外周面と画室７５の内面との間の隙間は、絞り通路６０の隙間よりも小さくなるように設定されている。
【００６２】
第２の弁装置６２は、画室７６と、弁体８０のうち閉塞部８１側とは反対側から画室７６に向けて延出した可変部８６とで構成されて、画室７６内に可変部８６が挿入される深度を可変することにより絞り通路６０の長さが可変するようになっている。そして、可変部８６が画室７６内に挿入される深度も、バネ６８のバネ力を利用して調節されると共に、弁体８０の閉塞部８１の流入口５２からの距離と連動するものとなっている。
【００６３】
すなわち、弁体８０がバネ６８のバネ力に抗してバネ受け部８４に近接している場合には、画室７６内に可変部８６が挿入される深度が相対的に深くなって、絞り通路６０の長さも図６において寸法値Ｌ４として示されるように大きくなる。反対に、弁体８０がバネ６８のバネ力により最もバネ受け部８４から離れている場合には、画室７６内に可変部８６が挿入される深度が相対的に浅くなって、絞り通路６０の長さも図７において寸法値Ｌ５として示されるように小さくなる。
【００６４】
そして、図６及び図７に示される画室７６の内径寸法Ｌ６と流入口５２の内径寸法Ｌ７とは同じになっている。
【００６５】
以上のような流量調整機構５０の構成とすることにより、エアコンの運転がＯＦＦの状態では、クランク室圧と収納室や流入口５２の圧力との差圧が０ＭＰａ若しくはこれに近い値となるところ、第１の弁装置５９の弁体８０の閉塞部８１は、流入口５２の弁座６６に密着して流入口５２を閉塞し、吐出口１６及びその周辺の吐出領域から作動流体の高圧ガスが戻し通路４５を通ってクランク室８に流入することが回避される。
【００６６】
そして、エアコンの運転の起動時には、第１の弁装置５９の弁体８０の閉塞部８１は、わずかに発生する差圧により流入口５２側から押圧されはじめ、流入口５２の弁座６６から離れつつあるが、第２の弁装置６２の可変部８６の画室７６内に挿入される割合は相対的に小さく、これに伴い絞り通路６０の長さも相対的に短いので、流量調整機構５０の全体としての開弁度がエアコンの運転の起動時に最大となる。
【００６７】
エアコンの起動後、エアコンの運転がＯＮの状態には、クランク室圧と収納室圧との差圧が大きくなり、第２の弁装置６２の可変部８６の画室７６内に挿入される割合が暫時大きくなってゆき、絞り通路６０の長さも長くなってくるので、流量調整機構５０の全体としての開弁度の割合も小さくなってゆく。そして、クランク室圧と収納室圧との差圧が所定の圧力（例えば８．５ＭＰａ）に到達すると、第２の弁装置６２は、可変部８６がそれ以上深く挿入されるのを規制する構成となっており、これにより、絞り通路６０の長さを一定に保つことができる。
【００６８】
このため、この実施形態でも、流量調整機構５０の全体としての開弁度は、図５の特性線図で示される実線の特性線として表れるので、先の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
そして、この可変容量型圧縮機１は、図１に示されるように、吐出室２６、第１の吐出通路３７及び第２の吐出通路３８、並びに吸入室２５の周壁に断熱材８５を配したものとなっている。これにより、可変容量型圧縮機１の高圧側を流動する高圧・高温の作動流体と可変容量型圧縮機１の低圧側を流動する低圧・低温の作動流体との熱伝導を遮断することが可能となり、図示しない吸入口を含む吸入領域での作動流体の過熱を防止することが可能となっている。
【符号の説明】
【００７０】
１ 可変容量型圧縮機
７ ハウジング
８ クランク室
９ 駆動軸
１７ シリンダボア
１８ 片頭ピストン
１９ 斜板
２３ 圧縮室
２５ 吸入室
２６ 吐出室
３９ 分離部
４５ オイル戻し通路
５０ 流量調整機構
５２ 流入口
５４ 流出口
５７ 収納室
５９ 第１の弁装置
６０ 絞り通路
６１ 可変部
６２ 第２の弁装置
６５ 弁体
６６ 弁座
６８ バネ
７０ 通路
７６ 画室
８０ 弁体
８６ 可変部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジング内部に形成されたクランク室と、前記ハウジングに回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、このピストンの往復動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室及び吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することにより吐出容量を制御する容量可変型圧縮機において、
前記吐出室を含む吐出領域を設け、作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を前記吐出領域に設けると共にこのオイル分離機構によって分離されたオイルを前記クランク室に戻すオイル戻し通路を有し、
前記オイル戻し通路上には、このオイル戻し通路を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置と、絞り通路を有すると共にこの絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変絞り手段を有する第２の弁装置と、これらの第１及び第２の弁装置を収納すると共に前記オイル分離機構側と連通するための流入口及び前記クランク室側と連通するための流出口を開口させた収納室とから成る流量調整機構が設けられていることを特徴とする容量型圧縮機。
【請求項２】
前記第１の弁装置の開閉手段は、前記流入口側に向けて弾性機構により付勢された弁体と、前記流入口のうち前記収納室内側の開口の周縁に形成されて前記弁体が密接する弁座とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機。
【請求項３】
前記第２の弁装置の絞り手段は、一方が前記流入口側に開口すると共に他方が流出口側に開口した貫通孔と、この貫通孔の内面との間に所定の隙間を有しつつ軸方向に沿って移動可能に前記貫通孔に挿入されると共に前記入口側に向けて弾性機構により付勢された可変部とにより構成されて、前記可変部のうち前記貫通孔の軸方向に沿った面と前記貫通孔の内面との間に絞り通路が形成されると共に、前記可変部の前記貫通孔への挿入量を変えることで前記絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを可変することを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機。
【請求項４】
前記第１の弁装置の弁体と前記第２の弁装置の可変部とは、前記第２の弁装置の可変部よりも前記第１の弁装置の弁体の方がオイルの流動方向の上流側に位置すると共に一体的に動くように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【請求項１】
ハウジングと、このハウジング内部に形成されたクランク室と、前記ハウジングに回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、このピストンの往復動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室及び吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することにより吐出容量を制御する容量可変型圧縮機において、
前記吐出室を含む吐出領域を設け、作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を前記吐出領域に設けると共にこのオイル分離機構によって分離されたオイルを前記クランク室に戻すオイル戻し通路を有し、
前記オイル戻し通路上には、このオイル戻し通路を開閉する開閉手段を有する第１の弁装置と、絞り通路を有すると共にこの絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを変更することが可能な可変絞り手段を有する第２の弁装置と、これらの第１及び第２の弁装置を収納すると共に前記オイル分離機構側と連通するための流入口及び前記クランク室側と連通するための流出口を開口させた収納室とから成る流量調整機構が設けられていることを特徴とする容量型圧縮機。
【請求項２】
前記第１の弁装置の開閉手段は、前記流入口側に向けて弾性機構により付勢された弁体と、前記流入口のうち前記収納室内側の開口の周縁に形成されて前記弁体が密接する弁座とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機。
【請求項３】
前記第２の弁装置の絞り手段は、一方が前記流入口側に開口すると共に他方が流出口側に開口した貫通孔と、この貫通孔の内面との間に所定の隙間を有しつつ軸方向に沿って移動可能に前記貫通孔に挿入されると共に前記入口側に向けて弾性機構により付勢された可変部とにより構成されて、前記可変部のうち前記貫通孔の軸方向に沿った面と前記貫通孔の内面との間に絞り通路が形成されると共に、前記可変部の前記貫通孔への挿入量を変えることで前記絞り通路のうちオイルの流動方向に沿った長さを可変することを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機。
【請求項４】
前記第１の弁装置の弁体と前記第２の弁装置の可変部とは、前記第２の弁装置の可変部よりも前記第１の弁装置の弁体の方がオイルの流動方向の上流側に位置すると共に一体的に動くように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可変容量型圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２８５８９８（Ｐ２０１０−２８５８９８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８９３６（Ｐ２００９−１３８９３６）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
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