(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出するピストンとを有し、上記クランク室内の圧力と上記吸入室内の圧力との差によって上記揺動体の傾斜角度を変化させて上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機の容量を制御するための容量制御装置であって、
上記吐出室と上記クランク室との間の連通を開閉する高圧側弁部と、上記クランク室と上記吸入室との間の連通を開閉する低圧側弁部と、上記高圧側弁部と上記低圧側弁部とを両弁部の開閉関係が逆になるように同時に開閉駆動する電磁ソレノイドとを設けたものにおいて、
上記高圧側弁部と上記低圧側弁部の少なくとも一方が、棒状に形成された弁体の一方の端部に形成されると共に、その端部とそこから離れた位置の側面とに開口する冷媒通過孔が上記棒状の弁体に形成されていて、上記棒状の弁体の直径とその弁体の端部の弁部の有効径とが等しく形成されていることを特徴とする容量可変圧縮機の容量制御装置。
【請求項２】
上記高圧側弁部と上記低圧側弁部が個々に、棒状に形成された弁体の一方の端部に形成されると共に、その端部とそこから離れた位置の側面とに開口する冷媒通過孔が上記各棒状の弁体に形成されていて、上記各棒状の弁体の直径とその弁体の端部の弁部の有効径とが各々等しく形成され、上記高圧側弁部が形成された棒状の弁体と上記低圧側弁部が形成された棒状の弁体とが上記電磁ソレノイドによって軸線方向に一体的に進退駆動される請求項１記載の容量可変圧縮機の容量制御装置。
【請求項３】
上記高圧側弁部が形成された棒状の弁体の外周面に沿って上記吐出室側から上記クランク室側に冷媒がリークするのを防止するためのシール膜部材が、上記高圧側弁部が形成された棒状の弁体の外周部に設けられている請求項２記載の容量可変圧縮機の容量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる容量可変圧縮機の容量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結されているので回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の容量（吐出量）を変えることのできる容量可変圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変圧縮機においては、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出し、クランク室内の圧力と吸入室内の圧力との差によって揺動板の傾斜角度を変化させることによって冷媒の吐出量が変化するようになっている。
【０００４】
そのような容量可変圧縮機において、必要に応じて揺動板の傾斜角を変えるために、吐出室とクランク室との間の連通を開閉する高圧側弁部と、吸入室とクランク室との間の連通を開閉する低圧側弁部とを、両弁部の開閉関係が逆になるように電磁ソレノイドによって開閉させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような容量可変圧縮機の容量制御装置において、電磁ソレノイドで両弁部を開閉駆動する際には、吐出室内の圧力とクランク室内の圧力との差圧、及びクランク室内と吸入室内の圧力との差圧の、両方の差圧に抗して駆動しなければならない。
【０００６】
しかし、圧縮後の冷媒が吐出される吐出室は、例えば３０気圧程度という高圧になる場合があるので、吐出室に連通する高圧側弁部をその高圧に抗して開くためには、駆動用の電磁ソレノイドの電磁コイルに相当の大電流を通電する必要がある。
【０００７】
その結果、電磁ソレノイドの電磁コイルが著しく発熱をして、例えばシール用のＯリングが劣化して冷媒漏れが発生する等の不具合発生の原因になる場合がある。
【０００８】
そこで本発明は、弁部を小さい力で開閉させることができて、弁駆動用の電磁ソレノイドへの通電電流が小さくて済み、コイルの発熱を抑制することができる容量可変圧縮機の容量制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の容量可変圧縮機の容量制御装置は、気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出するピストンとを有し、上記クランク室内の圧力と上記吸入室内の圧力との差によって上記揺動体の傾斜角度を変化させて上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機の容量を制御するための容量制御装置であって、上記吐出室と上記クランク室との間の連通を開閉する高圧側弁部と、上記クランク室と上記吸入室との間の連通を開閉する低圧側弁部と、上記高圧側弁部と上記低圧側弁部とを両弁部の開閉関係が逆になるように同時に開閉駆動する電磁ソレノイドとを設けたものにおいて、上記吐出室内の圧力と上記クランク室内の圧力との差圧が上記高圧側弁部を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積とを等しく形成すると共に、上記クランク室内の圧力と上記吸入室内の圧力との差圧が上記低圧側弁部を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積とを等しく形成したことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記高圧側弁部と上記低圧側弁部の少なくとも一方が、棒状に形成された弁体の一方の端部に形成されて、その端部とそこから離れた位置の側面とに開口する冷媒通過孔が上記棒状弁体に形成されていて、上記棒状弁体の直径と弁部の有効径とが等しく形成されていてもよい。
【００１１】
また、冷媒が上記棒状部材の外周面に沿って上記吐出室側から上記クランク室側にリークするのを防止するためのシール膜部材が、上記棒状部材の外周部に設けられていてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は、自動車用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる容量可変圧縮機１０と、その容量制御装置３０を示しており、図１は最大容量状態、図２は最小容量状態である。
【００１３】
１１は、気密に構成されたクランク室１２内に配置され、駆動プーリ１３によって回転駆動される回転軸であり、回転軸１１に対して傾斜してクランク室１２内に配置された揺動板１４が、回転軸１１の回転にしたがって揺動する。
【００１４】
クランク室１２内の周辺部に配置されたシリンダ１５内には、ピストン１７が往復動自在に配置されており、ロッド１８によってピストン１７と揺動板１４とが連結されている。
【００１５】
したがって、揺動板１４が揺動すると、ピストン１７がシリンダ１５内で往復動して、シリンダ１５の上流側に形成された吸入室２０からシリンダ１５内に冷媒を吸入し、その冷媒をシリンダ１５内で圧縮した後、下流側の吐出室２１に吐出する。
【００１６】
容量制御装置３０を囲むブロック３１は、容量可変圧縮機１０と同じブロックで形成されており、そこに形成された同軸多段状の孔内に、本体筒３２が嵌め込まれている。３３は、その嵌合部及びその他の嵌合部をシールするためのＯリングである。
【００１７】
本体筒３２の軸線位置に形成された貫通孔内には、棒状の高圧側弁体３４とそれよりやや太く形成された棒状の低圧側弁体３５とが、軸方向に進退自在に同軸線上に真っ直ぐに配置されている。
【００１８】
なお、高圧側弁体３４には、その外周面に沿って冷媒が吐出室２１側からクランク室１２側にリークするのを防止するための可撓性のあるダイアフラム３６（シール膜部材）が外周部に取り付けられている。したがって、吐出室２１からクランク室１２に流れる冷媒は、必ず後述の高圧側弁部４４を通ることになる。
【００１９】
ダイアフラム３６を取り付けるために、高圧側弁体３４は二つの部品３４ａ，３４ｂに分けて形成されているが、一部品で形成してもよい。また、高圧側弁体３４と低圧側弁体３５とを一部品で形成してもよい。
【００２０】
高圧側弁体３４には、吐出室２１に通じる側の端部から有底の冷媒通過孔３８が軸線位置に穿設されている。冷媒通過孔３８は一端が高圧側弁体３４の端部に開口しており、他端は、高圧側弁体３４の外周面と本体筒３２側の孔との嵌合部分より先の位置で高圧側弁体３４の側面に開口していて、クランク室１２に通じる加圧用流路３８に通じている。
【００２１】
その冷媒通過孔３８が開口する高圧側弁体３４の端部に対向して、弁座３９が本体筒３２に固定的に取り付けられており、高圧側弁体３４の端部が、高圧（Ｐｄ）の吐出室２１に通じる高圧連通路４０とクランク室１２に通じる加圧用流路４１との間の連通路を開閉する高圧側弁部４４になっている。
【００２２】
この高圧側弁部４４が開くと、吐出室２１とクランク室１２内とが通じてクランク室１２内の圧力（Ｐｃ）が高められる。４５は、高圧側弁部４４が開く方向に高圧側弁体３４を付勢する圧縮コイルバネである。高圧側弁部４４への入口部分には、ゴミ等を除去するためのフィルタ４６が被せられている。
【００２３】
低圧側弁体３５には、吸入室２０に通じる側の端部から冷媒通過孔５１が軸線位置に穿設されている。冷媒通過孔５１は一端が低圧側弁体３５の端部に開口しており、他端は、低圧側弁体３５の外周面と本体筒３２側の孔との嵌合部分より先の位置で低圧側弁体３５の側面に開口していて、クランク室１２に通じる減圧用流路５２に通じている。
【００２４】
その冷媒通過孔５１が開口する低圧側弁体３５の端部に対向して、後述する電磁ソレノイド６０の可動鉄心６１の端面に形成された弁座が位置しており、低圧側弁体３５の端部が、低圧（Ｐｓ）の吸入室２０に通じる低圧連通路５３とクランク室１２に通じる減圧用流路５２との間の連通路を開閉する低圧側弁部５５になっている。
【００２５】
この低圧側弁部５５が開くと、吸入室２０とクランク室１２内とが通じてクランク室１２内の圧力（Ｐｃ）が低下する。５７は、低圧側弁部５５が開く方向に低圧側弁体３５を付勢する圧縮コイルバネ、５８は、低圧側弁体３５の軸線方向の動きを一定範囲に規制するためのストッパである。
【００２６】
電磁ソレノイド６０は、高圧側弁体３４と低圧側弁体３５とを軸線方向に駆動するための電磁ソレノイドであり、６２はその電磁コイルである。可動鉄心６１は高圧側弁体３４及び低圧側弁体３５と同軸線上に配置されていて、その端面に圧縮コイルバネ５７の一端が当接している。
【００２７】
高圧側弁部４４と低圧側弁部５５は、前述のように軸線方向に一体的に進退する高圧側弁体３４と低圧側弁体３５の端部に形成されている。したがって、高圧側弁部４４が閉じると低圧側弁部５５が開き、高圧側弁部４４が開くと低圧側弁部５５が閉じる。
【００２８】
このように構成された装置において、図２に示されるように、高圧側弁部４４の有効径をＡ、高圧側弁体３４と本体筒３２との嵌合部の径をＢとすると、Ａ＝Ｂに設定されている。したがって、吐出室２１内の圧力（Ｐｄ）とクランク室１２内の圧力（Ｐｃ）との差圧が高圧側弁部４４を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積が等しいので、ＰｄとＰｃとの差圧はキャンセルされて高圧側弁部４４の開閉力に作用しない。
【００２９】
また、低圧側弁部５５の有効径をＣ、低圧側弁体３５と本体筒３２との嵌合部の径をＤとすると、Ｃ＝Ｄに設定されている。したがって、クランク室１２内の圧力（Ｐｃ）と吸入室２０内の圧力（Ｐｓ）との差圧が低圧側弁部５５を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積が等しいので、ＰｃとＰｄとの差圧はキャンセルされて低圧側弁部５５の開閉力に作用しない。
【００３０】
その結果、高圧側弁体３４と低圧側弁体３５とを電磁ソレノイド６０で開閉駆動する際には、電磁ソレノイド６０には二つの圧縮コイルバネ４５，５７の付勢力が作用するだけで、冷媒の圧力は全く作用しない。
【００３１】
したがって、両弁部４４，５５の開閉に大きな力は必要とせず、電磁コイル６２に大電流を流すことなく両弁部４４，５５を開閉させることができ、電磁コイル６２があまり発熱しない。
【００３２】
そして、電磁コイル６２への通電量を加減することによって、高圧側弁部４４と低圧側弁部５５が両方とも開いた中間状態で高圧側弁体３４と低圧側弁体３５を停止させて、揺動板１４をそれに応じた傾斜角にセットし、容量可変圧縮機１０の容量（吐出量）を任意に制御することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出室内の圧力とクランク室内の圧力との差圧が高圧側弁部を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積とを等しくし、且つクランク室内の圧力と吸入室内の圧力との差圧が低圧側弁部を開く方向に作用する有効受圧面積と閉じる方向に作用する有効受圧面積とを等しくしたことにより、両弁部の開閉に対して作用する冷媒の圧力が各々キャンセルされてほぼゼロになるので、弁駆動用の電磁ソレノイドへの通電電流が小さくて済み、電磁コイルの発熱を大幅に抑制して、発熱に起因する不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の最大容量状態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の最小容量状態の断面図である。
【符号の説明】
１０  容量可変圧縮機
１２  クランク室
１４  揺動板
１５  シリンダ
１７  ピストン
２０  吸入室
２１  吐出室
３０  容量制御装置
３４  高圧側弁体
３５  低圧側弁体
４４  高圧側弁部
５５  低圧側弁部
６０  電磁ソレノイド
６２  電磁コイル
【図１】
0003678824.tif 000002
【図２】
0003678824.tif 000003