(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板を内蔵したクランク室の圧力の上昇に応じて吐出容量を低減し、クランク室の圧力の低下に応じて吐出容量を増大し、クランク室の圧力がコンプレッサの吸入圧力に実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる容量可変コンプレッサのための容量制御弁において、
コンプレッサの吸入ポートとクランク室とを連通する連通路に設けられて当該連通路を開閉する弁体と、
前記弁体を閉弁方向へ付勢するばねと、
一方の面部にコンプレッサの吸入圧力を及ぼされて前記弁体を開弁方向へ駆動するダイヤフラムとを有するダイヤフラム装置と、
コンプレッサの吐出圧力を導入され、吐出圧力を前記弁体に開弁方向の圧力として及ぼす高圧補正圧力室と、
を有し、
前記弁体はカップ状をなし弁ハウジングに設けられた均圧管の先端外周に開閉弁方向に摺動可能に嵌合し、前記高圧補正圧力室は前記均圧管を吐出圧力の導入通路として前記弁体と前記均圧管との間に形成されていることを特徴とする容量可変コンプレッサ用容量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、容量可変コンプレッサ用容量制御弁に関し、特に車載空調装置などにて使用される斜板式容量可変コンプレッサのための容量制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式容量可変コンプレッサのための容量制御弁として特公平３−５３４７４号公報に示されているものが従来より知られている。
この容量制御弁は、斜板を内蔵したクランク室の圧力の上昇に応じて吐出容量を低減し、クランク室の圧力の低下に応じて吐出容量を増大し、クランク室の圧力がコンプレッサの吸入圧力に実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる斜板式の容量可変コンプレッサにおいて、コンプレッサの吸入ポートとクランク室とを連通する連通路に設けられ、クランク室に対してコンプレッサの吸入圧力を供給することを制御する制御弁であり、基本的にはコンプレッサのクランク室圧力、あるいは吸入圧力に応じて開閉し、その開閉動作点を吐出圧力に応じて偏移させるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の容量制御弁は、一様、所期の目的を達成するが、しかし、弁体の支持構造からして、弁体の開閉動作の確実性に欠け、またアクタューティングロッドによって吐出圧力を弁体に伝達する構造であるから、アクタューティングロッドの端部に吐出圧力を作用させるために、アクタューティングロッドの端部を吐出室内に配置しなければならず、これは容量制御弁のコンプレッサにおける配置位置の自由度を阻害する。
【０００４】
本発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、弁体の開閉動作の確実性に優れ、コンプレッサにおける配置位置の自由度に優れた容量可変コンプレッサ用容量制御弁を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の如き目的を達成するため、本発明による容量可変コンプレッサ用容量制御弁は、斜板を内蔵したクランク室の圧力の上昇に応じて吐出容量を低減し、クランク室の圧力の低下に応じて吐出容量を増大し、クランク室の圧力がコンプレッサの吸入圧力に実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる容量可変コンプレッサのための容量制御弁において、コンプレッサの吸入ポートとクランク室とを連通する連通路に設けられて当該連通路を開閉する弁体と、前記弁体を閉弁方向へ付勢するばねと、一方の面部にコンプレッサの吸入圧力を及ぼされて前記弁体を開弁方向へ駆動するダイヤフラムとを有するダイヤフラム装置と、コンプレッサの吐出圧力を導入され吐出圧力を前記弁体に開弁方向の圧力として及ぼす高圧補正圧力室とを有し、前記弁体はカップ状をなし弁ハウジングに設けられた均圧管の先端外周に開閉弁方向に摺動可能に嵌合し、前記高圧補正圧力室は前記均圧管を吐出圧力の導入通路として前記弁体と前記均圧管との間に形成されていることを特徴としている。
【０００６】
【作用】
上述の如き構成によれば、開弁により連通路が連通状態になってコンプレッサの吸入圧力がクランク室に導入され、コンプレッサの吸入圧力とコンプレッサの吐出圧力とを開弁方向に及ぼされることによって吐出圧力の低下により開弁に必要な吸入圧力が高くなり、システム負荷特性に相関するコンプレッサ吐出圧力に応じた高圧影響特性（吐出圧力影響特性）が設定される。
【０００７】
弁体は、均圧管より支持され、当該均圧管に案内されて開閉移動し、横ぶれなどを生じることがない。
吐出圧力を導入される高圧補正圧力室が弁体と均圧管との間に形成され、この高圧補正圧力室には均圧管を導入通路として吐出圧力が導入されるから、均圧管に対する吐出圧力の供給通路構成により、コンプレッサの吐出室と高圧補正圧力室との相対的な位置関係が拘束されることがない。
【０００８】
また高圧補正圧力室における吐出圧力の受圧面積の設定により任意の高圧影響特性が得られ、この受圧面積は均圧管の管径により決まる。
【０００９】
【実施例】
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細に説明する。
図１は本発明による容量制御弁を組み込まれた容量可変コンプレッサを、図２は本発明による容量制御弁を各々示している。
【００１０】
斜板式容量可変コンプレッサ１は、コンプレッサハウジング２により画定されたクランク室３と、各々一方のストロークエンド部にてクランク室３に連通している複数個のシリンダ室４とを有している。シリンダ室４の各々にはピストン５が軸線方向に摺動自在に嵌合しており、各ピストン５のクランク室３側にはピスントロッド６の一端が連結されている。
【００１１】
コンプレッサハウジング１は駆動軸７を回転可能に支持しており、駆動軸７は、プーリ８に掛け渡された図示されていない駆動ベルトにより図示されていないエンジンと駆動連結され、エンジンによって回転駆動される。
駆動軸７はクランク室４内においてウオブル板（斜板）９を公知の連繋機構により取り付け角度変更可能にトルク伝達関係にて連結されており、ウオブル板９のシリンダ室４側の板面にはピスントロッド６が軸力伝達可能に係合している。
【００１２】
ウオブル板９が傾斜状態にて駆動軸７により回転駆動されることにより、各シリンダ室４のピストン５がウオブル板９の傾斜角に応じたストロークをもって往復動し、その傾斜角がクランク室圧力Ｐｃと各シリンダ室４の吸入圧力（コンプレッサ吸入圧力）Ｐｓとの差圧に応じて自動調整される。
【００１３】
この場合、コンプレッサ１は、クランク室圧力Ｐｃの上昇に応じてウオブル板８の傾斜角が減少してピストン５のストロークが低減することにより吐出容量を低減し、クランク室圧力Ｐｃの低下に応じてウオブル板８の傾斜角が増大してピストン５のストロークが増大することにより吐出容量を増大し、クランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓに実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる。
【００１４】
クランク室圧力Ｐｃは吐出圧力Ｐｄのシリンダ室４とピストン５との間より漏れ量、あるいは吐出圧力Ｐｄの導入通路１０に設けられた設置オリフィス１１の絞り量により決まる。
各シリンダ室４には各々一方向弁による吸入弁１２、吐出弁１３を有する吸入口１４と吐出口１５とが形成されており、各シリンダ室４の吸入口１４は吸入通路１６によって吸入接続ポート１７に連通し、吐出口１５は吐出通路１８によって吐出接続ポート１９に連通しており、吸入接続ポート１７と吐出接続ポート１１９とに蒸発器２０、膨張弁２１、凝縮器２３などを含む冷凍サイクル用循環管路が接続されている。
【００１５】
コンプレッサハウジング１の弁受け入れ孔Ａには容量制御弁３１の弁ハウジング３２が挿入装着されている。
弁ハウジング３２の下端部にはダイヤフラム装置３３のケーシング３４がかしめにより固定装着されている。ダイヤフラム装置３３は、ケーシング３４に取り付けられたカバー３５とによって装着されたダイヤフラム３６と、カバー３５に固定装着されたばね箱３７と、ばね箱３７に螺合したアジャスタブルキャップ３８とダイヤフラム３６に装着された止金３９にボール４０を介して当接するばね受け部材４１との間に設けられた調整ばね４２とを有し、調整ばね４２のばね力と対抗する側、即ちダイヤフラム３６の上面側に弁ハウジング３２と共働して受圧室を兼ねた弁室４３を画定している。
【００１６】
弁室４３は、弁ハウジング３２に形成されたポート４４をもってコンプレッサハウジング１の吸入圧力通路４５を介して吸入口１４と連通し、吸入圧力Ｐｓを導入される。
これによりダイヤフラム３６は、弁室４３の吸入圧力Ｐｓとダイヤフラム３６の有効受圧面積Ａｄとの積Ｐｓ・Ａｄによる押圧力と調整ばね４２のばね力との平衡関係に応じて図にて上下に動作する。
【００１７】
弁ハウジング３２の上端側には均圧管４６が固定装着されている。均圧管４６の先端外周部にはカップ状の弁体４７が軸線方向に摺動可能に嵌合している。弁体４７は、均圧管４６より支持されてこれに案内されて図にて上下動、即ち開閉移動し、図にて下方へ移動することにより弁ハウジング３２に形成されている弁座部４８より離間して弁室４３とポート４９との連通を確立し、これに対し図にて上方へ移動することにより弁座部４８に着座して弁室４３とポート４９との連通を遮断する。
【００１８】
ポート４９はコンプレッサハウジング１に形成された通路５０によってクランク室３と連通している。
弁体４７は、均圧管４６との間に設けられた圧縮コイルばね５１によって図にて下方、即ち開弁方向へ付勢され、ボール５２によってダイヤフラム３６の止金５３と当接し、調整ばね４２のばね力を図にて上向きの閉弁力として及ぼされる。
【００１９】
弁体４７と均圧管４６とは該両者間に高圧補正圧力室５５を画定している。高圧補正圧力室５５は、均圧管４６を圧力導入通路とし、その端部がなすポート５６をもってコンプレッサハウジング１の吐出圧力通路５７を介して吐出口１５と連通し、吐出圧力Ｐｄを導入される。この吐出圧力Ｐｄは高圧補正圧力室５５において均圧管４６の外径により決まる受圧面積Ａｈをもって開弁方向の圧力として弁体４７に作用する。
【００２０】
次に上述の構成よりなる容量制御弁３１の動作を説明する。
高圧補正圧力室５５の内圧が一定であると仮定すると、即ち高圧補正を行わない場合には、吸入圧力Ｐｓが調整ばね４２の設定圧により決まる容量制御弁３１の設定圧以下になると、調整ばね４２のばね力によって弁体４７が、均圧管４６との嵌合関係により横方向の移動を禁止され、横ぶれを生じることなく弁座４８に確実に着座し、閉弁する。これによりクランク室３に対する吸入圧力Ｐｓの供給が停止され、クランク室圧力Ｐｃが上昇し、コンプレッサ１はアンロード運転状態になる。
【００２１】
これに対して吸入圧力Ｐｓが容量制御弁３１の設定圧以上になると、調整ばね４２のばね力に抗してダイヤフラム３６が図にて下方へ変位することにより、それに追随して弁体４７が均圧管４６に案内されて圧縮コイルばね５１のばね力により弁座４８より離間し、開弁する。これによりクランク室３に対して吸入圧力Ｐｓが供給され、クランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと同じ圧力になり、コンプレッサ１はフルロード運転状態になる。
【００２２】
上述のように高圧補正を行わない場合には、コンプレッサ１は、図３にて破線により示されているように、吸入圧力Ｐｓが一定となるコンプレッサ容量制御運転となる。
高圧補正圧力室５５に吐出圧力Ｐｄが導入される高圧補正においては、吐出圧力Ｐｄに相関するＰｄ・Ａｈによる開弁力が弁体４７に作用するから、基準吐出圧力Ｐｄｓにおけるバランス状態にて基準設定圧力Ｐｓｓを調整ばね４２のばね力の調整により設定しておくと、吐出圧力Ｐｄの低下により開弁に必要な吸入圧力が高くなる。
【００２３】
即ち、吐出圧力ＰｄがＰｄ´にまで低下すると、開弁力はＰｄ・ＡｈよりＡｈ（Ｐｄ−Ｐｄ´）分小さくなり、この開弁力とダイヤフラム３６の有効受圧面積Ａｄとの比率から、開弁圧がＡｈ（Ｐｄ−Ｐｄ´）／Ａｄに応じて上昇する圧力特性が得られる。
【００２４】
このことは下式により示され、受圧面積Ａｈを決定する均圧管４６の外径の選定により目的とする高圧影響特性が得られる。
Ｐｓ´＝Ｐｓｓ−Ａｈ（Ｐｄ−Ｐｄｓ）／Ａｄ
ただし、Ｐｄｓは基準吐出圧力である。
【００２５】
これにより図３に実線により示されているように、吐出圧力Ｐｄに反比例する制御特性が得られる。
このことは、冷媒回路システムにおいては、蒸発負荷と凝縮負荷とは比例関係にあり、蒸発負荷は冷媒循環量に比例し、蒸発器内圧力損失は冷媒循環量に比例すると云うことにおいて、効率よい省エネルギシステムとする容量制御コンプレッサの容量制御に叶うことになる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明による容量制御弁によれば、開弁により連通路が連通状態になってコンプレッサの吸入圧力がクランク室に導入され、コンプレッサの吸入圧力とコンプレッサの吐出圧力とを開弁方向に及ぼされることによって吐出圧力の低下により開弁に必要な吸入圧力が高くなり、システム負荷特性に相関するコンプレッサ吐出圧力に応じた高圧影響特性が設定されるから、コンプレッサの圧力損失を増加することがなく、省エネルギ化に対応してシステム負荷特性に相関する所要の高圧影響特性を設定することができる。
【００２７】
弁体は、均圧管より支持され、当該均圧管に案内されて横ぶれなどを生じることなく開閉移動するから、弁体の開閉動作が確実なものになる。
また高圧補正圧力室が弁体と均圧管との間に形成され、この高圧補正圧力室には均圧管を導入通路として吐出圧力が導入されるから、均圧管に対する吐出圧力の供給通路構成により、コンプレッサの吐出室と高圧補正圧力室との相対的な位置関係が拘束されることがなく、コンプレッサにおける容量制御弁の配置位置の自由度が優れたものになる。
【００２８】
また高圧補正圧力室における吐出圧力の受圧面積の設定により任意の高圧影響特性が得られ、弁体は弁ハウジングに設けられた均圧管の外周に開閉弁方向に摺動可能に嵌合し、弁体と均圧管との間に高圧補正圧力室が形成されていことにより、弁体に対する吐出圧力の受圧面積を均圧管の外径の選定により簡便に適正値に設定でき、高圧影響特性の設定が簡便、かつ確実に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による容量制御弁を組み込まれた容量可変コンプレッサの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による容量可変コンプレッサ用容量制御弁の一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明による容量可変コンプレッサ用容量制御弁の吐出圧力−吸入圧力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  斜板式容量可変コンプレッサ
２  コンプレッサハウジング
３  クランク室
４  シリンダ室
５  ピストン
７  駆動軸
９  ウオブル板
１４  吸入口
１５  吐出口
３１  容量制御弁
３２  弁ハウジング
３３  ダイヤフラム装置
３６  ダイヤフラム
４２  調整ばね
４３  弁室
４６  均圧管
４７  弁体
４８  弁座部
５５  高圧補正圧力室
【図１】
0003603107.tif 000002
【図２】
0003603107.tif 000003
【図３】
0003603107.tif 000004