(57)【要約】【課題】  高い加工精度を必要とすることなく通常運転時における連通路を経た各圧縮室内から吸入室への気体のリークを防ぐことができ、且つ吐出容量の切り替えに伴う衝突音による違和感を低減することができる容量可変型気体圧縮機を提供する。【解決手段】  圧縮室２２からの吐出容量を切り替えるために、連通路４１の一端であるシリンダ室１７を規定するフロントサイドブロック１５の壁面１５ａに開放する開口４０を開閉する弁装置を備える容量可変型気体圧縮機１０である。前記弁装置は、シリンダ室１７の外方で開口４０を取り巻く弁座５２と、該弁座の開口４０を開閉する弁体４３とを有し、その先端面４３ａあるいはそれに対向する端壁面４８ａにはシール部材５０が設けられ、該シール部材は、先端面４３ａおよび端壁面４８ａの相互の当接により生じる衝突音の抑制機能を有することを特徴とする。【選択図】  図３
2006057545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に配置されるロータと、該ロータの回転に伴って前記シリンダ室の壁面を摺動すべく前記ロータに保持されるベーンと、該ベーンによって前記シリンダ室内をその周方向へ区画して形成され、吸入室からの気体を圧縮して吐出すべく前記ロータの回転に伴う前記ベーンの前記シリンダ室の壁面に沿う摺動によって容積を増減する圧縮室と、前記シリンダ室の壁面に開放する開口を経て前記圧縮室内での圧縮気体の前記吸入室へのリークを許す連通路と、圧縮気体の吐出容量の切り替えのために前記開口を開閉する弁装置とを備える容量可変型気体圧縮機であって、
前記弁装置は、前記シリンダ室の外方で前記開口を取り巻いて前記シリンダに形成される弁座と、該弁座の前記開口を開閉すべく前記弁座に近づく方向へおよび該弁座から離れる方向へ移動可能の弁体と、該弁体の閉鎖位置において該弁体の前記弁座に向き合う先端面および該先端面に対向する前記弁座の対向面の間に介在すべく前記先端面および前記対向面のいずれか一方に設けられたシール部材とを有し、該シール部材は、前記先端面および前記対向面の相互の当接により生じる衝突音の抑制機能を有することを特徴とする容量可変型気体圧縮機。
【請求項２】
前記シール部材は、弾性体、金属またはプラスチックの何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機。
【請求項３】
前記弁体の前記先端面および前記弁座の前記対向面は、それぞれ前記弁体の移動方向に対して直交していることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機。
【請求項４】
前記弁体の前記先端面には、前記弁座の前記開口に嵌入可能であり且つ前記弁体の閉鎖位置で前記シリンダ室の壁面に一致する端面を有する嵌入部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、冷房装置の冷媒ガスの圧縮に用いられる気体圧縮機に関し、特に、圧縮した冷媒ガスの吐出容量を変更することができる容量可変型気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば冷房装置に用いられるベーンロータリー式の気体圧縮機では、シリンダにより規定されるシリンダ室内にロータが配置され、該ロータの回転に伴って該ロータに保持された複数のベーンが前記シリンダ室の壁面を摺動する。前記各ベーンが摺動することにより、前記シリンダ室内で前記各ベーンにより区画されて形成された複数のチャンバは、それぞれ容積が増減する圧縮室として機能する。前記気体圧縮機では、吸入室から吸入された冷媒ガスが前記各圧縮室で圧縮され、この圧縮された冷媒ガスが吐出室に吐出される。前記気体圧縮機は、この冷媒ガスを前記吐出室に形成された吐出ポートを経て前記冷房装置の凝縮器に供給する。前記気体圧縮機では、前記冷房装置がより効率良く空気を冷却するために、例えば、該冷房装置の蒸発器での過冷却を防止すべく、圧縮された冷媒ガスの吐出容量を変更することが望まれている。
【０００３】
このため、前記各圧縮室からそれぞれ前記吐出室へ吐出される圧縮された冷媒ガスの容量を変更すべく切り替えることができる容量可変型気体圧縮機が提案されている。前記容量可変型気体圧縮機には、前記各圧縮室から吐出される圧縮された冷媒ガスの吐出容量の減少を可能とすべく前記シリンダ室の壁面に開放するために、該シリンダ室を規定する前記シリンダに形成された開口を介して前記シリンダ室と前記吸入室とを連通する連通路が設けられている。前記連通路には、吐出容量を切り替えるべく該連通路を断続するために、前記シリンダ室の外方で前記開口を開閉する弁装置が設けられている。前記容量可変型気体圧縮機では、通常の運転時には、前記冷房装置による冷却効果を高めるべく該冷房装置内を循環する圧縮気体を増やすために、前記連通路は前記弁装置により遮断されている。
【０００４】
このような弁装置には、前記開口を取り巻いて前記シリンダに形成される弁座と、該弁座の前記開口を開閉するために該弁座へ近づく方向へおよび該弁座から離れる方向へ移動可能の弁体とを有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。前記弁装置は、前記弁体と前記弁座とが相互に当接することにより該弁座の前記開口を閉鎖する。前記容量可変型気体圧縮機では、例えば、前記弁体の動作を電磁石の磁気による吸引作用を利用して制御することにより、前記連通路が遮断された通常の運転と、該連通路が開放された運転とが切り替えられる。前記連通路が開放されているとき、該連通路を経て前記シリンダ室から前記吸入室への冷媒ガスのリークが生じることにより通常の運転時の吐出容量よりも吐出容量が減少する。通常の吐出容量で運転するときに前記連通路は遮断されるので、通常の運転時に冷媒ガスが該連通路を経て前記各圧縮室内から前記吸入室へとリークすることによる前記各圧縮室における体積効率の低減を防止するために、前記弁装置には高い密閉性が求められる。
【特許文献１】特開２００１−２８０２８１号公報（第２−５頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来よく知られているように、前記弁座が設けられた前記シリンダと前記弁体とは、耐久性を考慮してそれぞれ金属材料により形成されているので、前記弁体と前記弁座との相互の当接により高い密閉性を得るにはそれぞれに高い加工精度が必要となり、実現するには製造コストが上がってしまう。
【０００６】
また、前記弁装置では、開放状態から閉鎖状態へと切り替えられたとき、すなわち吐出容量が通常の容量から減少した容量へと切り替えられたとき、互いに金属により構成されている前記弁体と前記弁座とが当接することにより衝突音が生じる。この衝突音は、例えば、前記冷房装置の他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等を経て該冷房装置の利用者に達し、この衝突音により利用者は違和感を覚えてしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高い加工精度を必要とすることなく通常運転時における連通路を経た各圧縮室内から吸入室への気体のリークを防ぐことができ、且つ吐出容量の切り替えに伴う衝突音による違和感を低減することができる容量可変型気体圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機は、シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に配置されるロータと、該ロータの回転に伴って前記シリンダ室の壁面を摺動すべく前記ロータに保持されるベーンと、該ベーンによって前記シリンダ室内をその周方向へ区画して形成され、吸入室からの気体を圧縮して吐出すべく前記ロータの回転に伴う前記ベーンの前記シリンダ室の壁面に沿う摺動によって容積を増減する圧縮室と、前記シリンダ室の壁面に開放する開口を経て前記圧縮室内での圧縮気体の前記吸入室へのリークを許す連通路と、圧縮気体の吐出容量の切り替えのために前記開口を開閉する弁装置とを備える容量可変型気体圧縮機であって、前記弁装置は、前記シリンダ室の外方で前記開口を取り巻いて前記シリンダに形成される弁座と、該弁座の前記開口を開閉すべく前記弁座に近づく方向へおよび該弁座から離れる方向へ移動可能の弁体と、該弁体の閉鎖位置において該弁体の前記弁座に向き合う先端面および該先端面に対向する前記弁座の対向面の間に介在すべく前記先端面および前記対向面のいずれか一方に設けられたシール部材とを有し、該シール部材は、前記先端面および前記対向面の相互の当接により生じる衝突音の抑制機能を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の容量可変型気体圧縮機は、請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機において、前記シール部材は、弾性体、銅およびアルミニウム等のような金属またはプラスチックの何れか一つであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の容量可変型気体圧縮機は、請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機において、前記弁体の前記先端面および前記弁座の前記対向面は、それぞれ前記弁体の移動方向に対して直交していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の容量可変型気体圧縮機は、請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機において、前記弁体の前記先端面には、前記弁座の前記開口に嵌入可能であり且つ前記弁体の閉鎖位置で前記シリンダ室の壁面に一致する端面を有する嵌入部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１ないし請求項３に記載の容量可変型気体圧縮機では、前記弁体の前記先端面と前記弁座の前記対向面との間に前記シール部材を介在させて前記弁体が前記開口を閉鎖しているので、前記弁体と前記弁座とが互いに直接当接することに比較して、互いの当接個所の高い加工精度を必要とすることなく高い封止効果を得ることができる。また、吐出容量の切り替えに伴う前記弁体と前記弁座との衝突による衝突音は、前記シール部材により抑制される。
【００１３】
請求項４に記載の容量可変型気体圧縮機では、前記連通路の一端である前記開口を前記シリンダ室の外方で閉鎖する前記弁体が閉鎖位置にあるとき、該弁体の前記嵌入部の前記端面が前記シリンダ室の前記壁面に一致しているので、前記各ベーンの摺動により前記各圧縮室に区画される前記シリンダ室の外方、すなわち前記各ベーンの摺動領域の外方に前記連通路による空間が形成されることはない。前記空間が形成されないことから、前記各ベーンにより前記各圧縮室に閉じ込められた気体が前記空間に逃げ込むことはなく、圧縮された気体が前記シリンダ室の外方の前記空間に逃げ込むことによる前記各圧縮室における体積効率の低下は防止される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る容量可変型気体圧縮機によれば、前記連通路を遮断する前記弁装置の前記弁体が閉鎖位置にあるとき、該弁体の前記先端面と前記弁座の前記対向面との間に前記シール部材を介在させることにより前記弁座の前記開口を封止している。前記シール部材を介在させることにより、前記弁体と前記弁座とが互いに直接当接することに比較して、互いの当接個所の高い加工精度を必要とすることなく高い封止効果を得ることができ、通常運転時における前記連通路を経た前記各圧縮室内から前記吸入室への気体のリークを防ぐことができる。また、前記弁体と前記弁座との衝突による衝突音は前記シール部材により抑制されるので、吐出容量の切り替えに伴って生じる衝突音による違和感は低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を図１ないし図４に示した実施例に沿って詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、車両用空調装置に用いられる容量可変型気体圧縮機１０の断面図を示す。
【００１７】
容量可変型気体圧縮機１０は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう前記車両用空調装置に組み込まれ、この車両用空調装置の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（図示せず。）と共に冷却媒体の循環経路を構成する。容量可変型気体圧縮機１０は、前記蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体すなわち冷媒ガスを圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを前記凝縮器に供給する。容量可変型気体圧縮機１０で圧縮された冷媒ガスは、前記凝縮器で液化され、高圧の液状の冷却媒体として前記膨張弁に送り出される。高圧の液状の冷却媒体は、前記膨張弁で低圧の液状の冷却媒体にされ、前記蒸発器に送り出される。低圧の液状の冷却媒体は、前記蒸発器で気化されることにより、該蒸発器の周囲の空気から熱を吸収し、その周囲の空気を冷却する。
【００１８】
容量可変型気体圧縮機１０は、ハウジング１１と、該ハウジングの内方に収容された圧縮機構１２と、駆動源（図示せず。）からの駆動力を圧縮機構１２に伝えるべくハウジング１１に取り付けられた伝達機構１３とを備える。
【００１９】
ハウジング１１は、図示した例では、一端開放の筒状体から成るハウジング本体１１ａと、該ハウジング本体の開放部１１ｃを覆うように取り付けられたフロントハウジング部材１１ｂとを有する。
【００２０】
圧縮機構１２は、横断面が楕円形状の内周壁面１４ａを持つ筒状を呈する両端開放のシリンダ本体１４と、その一方の開放端１４ｂを覆うフロントサイドブロック１５と、シリンダ本体１４の他方の開放端１４ｃを覆うリアサイドブロック１６とを有する。シリンダ本体１４および両サイドブロック１５、１６によりシリンダ室１７（図２参照。）が形成される。
【００２１】
シリンダ室１７内には、両サイドブロック１５、１６の内壁面１５ａ、１６ａに摺動可能に当接し、シリンダ本体１４の軸線に一致する回転軸線を有するロータ１８が回転可能に配置されている。ロータ１８は、シリンダ本体１４の内周壁面１４ａの短軸に関して対称に位置する二つの空間にシリンダ室１７を区画する（図２参照。）。ロータ１８は、該ロータの回転軸線と一致する回転軸１９を有し、該回転軸は、両サイドブロック１５、１６に形成された軸受部１５ｂ、軸受部１６ｂに支持されている。
【００２２】
図２は、図１に示されたＩ−Ｉ線に沿って得られた断面図を示す。
【００２３】
図２に示すように、ロータ１８には、その周方向に互いに等しい間隔を置いて五つのスリット状のベーン溝２０が形成され、該各ベーン溝には、両サイドブロック１５、１６の内壁面１５ａ、１６ａに当接し、各ベーン溝２０に嵌合する形状のベーン２１がそれぞれ進退可能に保持されている。各ベーン溝２０は、フロントサイドブロック１５に形成された油貯め用の一対の凹所１５ｃおよびリアサイドブロック１６に形成された一対の凹所１６ｃ（図１参照。）から油が供給されるように両凹所１５ｃ、１６ｃに連通可能である。
【００２４】
五つのベーン２１は、それぞれが各ベーン溝２０に供給される油の圧力とロータ１８の回転により各ベーン２１に作用する遠心力とを受け、シリンダ本体１４の内周壁面１４ａに向けて付勢されて該内周壁面に当接することにより、シリンダ室１７をロータ１８の外周でその周方向に沿って等間隔に配列される五つのチャンバ（２２）に区画する。五つのチャンバ（２２）は、各ベーン２１への付勢下でロータ１８が回転して各ベーン２１の先端がシリンダ本体１４の内周壁面１４ａを摺動することにより、それぞれが容積を増減する圧縮室２２として機能する。各圧縮室２２は、その一つ一つが前述したシリンダ室１７内で対を為す前記空間のそれぞれで容積を増減する。
【００２５】
圧縮機構１２は、図１に示すように、フロントハウジング部材１１ｂに取り付けられた伝達機構１３から駆動力を受ける。伝達機構１３は、従来よく知られているように、プーリ２３に巡らされたベルト（図示せず。）を介して与えられた駆動力を回転軸１９に伝えることにより、ロータ１８を回転させる。
【００２６】
ロータ１８の回転時に、冷媒ガスを蒸発器（図示せず。）から各圧縮室２２に取り入れるために、フロントハウジング部材１１ｂには前記蒸発器に接続する吸入ポート２４が設けられ、フロントハウジング部材１１ｂとフロントサイドブロック１５との間には、吸入ポート２４に連通し、ロータ１８の回転軸１９の周りを取り巻くような環状の吸入室２５が設けられている。フロントサイドブロック１５には、吸入室２５と圧縮室２２とを連通するための二つの吸入孔２６が設けられ、両該吸入孔は、シリンダ室１７内で対を為す前記空間に対応すべく対を為している（図２参照。）。
【００２７】
ロータ１８の回転に伴って各圧縮室２２に取り入れられた冷媒ガスは、該各圧縮室により圧縮され高圧となる。この圧縮された冷媒ガスを各圧縮室２２から吐出するために、シリンダ本体１４の内周壁面１４ａの短軸上に位置する該内周壁面の短軸部の近傍には、図２に示すように、一対の薄肉部１４ｄが形成され、該各薄肉部にはそれぞれ吐出孔２７が形成されている。各吐出孔２７には、シリンダ本体１４の内方から外方への冷媒ガスの通過を制御する吐出弁２８がそれぞれ設けられ、該吐出弁は、冷媒ガスの圧力により吐出孔２７を開閉するために撓み変形する薄い板状の吐出弁体２８ａと、該吐出弁体が冷媒ガスの圧力により必要以上に撓むことを防ぐ弁サポート２８ｂとを有する。各吐出孔２７は、図１に示すように、ハウジング１１内で圧縮機構１２の奥側、すなわち圧縮機構１２から見てフロントハウジング部材１１ｂと反対側に形成された吐出室２９に吐出弁２８を経て連通可能である。
【００２８】
各圧縮室２２で圧縮され各吐出孔２７から吐出された高圧の冷媒ガスは、リアサイドブロック１６に取り付けられ油分離部３０ａが設けられたサイクロンブロック３０を通過することにより、冷媒ガスに含まれる油が分離されて吐出室２９に貯留される。この貯留された冷媒ガスは、吐出ポート３１を経て凝縮器（図示せず。）に供給される。
【００２９】
冷媒ガスから分離された油は、吐出室２９の下方に溜められ、従来良く知られているように、相対運動を為す圧縮機構１２の各部材間、例えば、ロータ１８の回転軸１９と、該回転軸を支持する軸受部１５ｂ、１６ｂとの間に、それらの相対運動による摺動を円滑にするために、吐出室２９に作用する圧力によって供給可能である。この油の一部は回転軸１９に沿って伝達機構１３に向かうが、回転軸１９には、該回転軸を取り巻くように、油が伝達機構１３に達することを防止するためのシール機構３２が設けられている。
【００３０】
また、圧縮機構１２の各部材間に供給された油の一部は、ロータ１８の回転軸１９と該回転軸を支持する軸受部１５ｂ、１６ｂとの間を経て、両サイドブロック１５、１６にそれぞれ形成された両凹所１５ｃ、１６ｃに供給される。両サイドブロック１５、１６に形成された両凹所１５ｃ、１６ｃは、前述したように、各ベーン溝２０に油を供給する。
【００３１】
さらに、フロントサイドブロック１５には、各圧縮室２２で圧縮される冷媒ガスの容量を変更するために、その一端がフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに形成された円形状を呈する開口４０に接続し、他端が吸入室２５に接続する連通路４１が設けられている（図３参照。）。
【００３２】
容量可変型気体圧縮機１０では、従来よく知られているように、その構成要素である各部材、例えば、両サイドブロック１５、１６およびシリンダ本体１４等は耐久性を考慮して金属材料で形成されている。本実施例では、開口４０および該開口に接続する連通路４１が設けられているフロントサイドブロック１５は、鋳鉄で形成されている。
【００３３】
連通路４１は、シリンダ室１７内で対を為す前記空間のそれぞれに対応し、シリンダ本体１４の内周壁面１４ａにより規定される楕円形状の直径方向で対向するように形成されている。なお、本実施例では、両連通路４１の一端となる開口４０は、フロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに形成されているが、両連通路４１はそれぞれシリンダ室１７と吸入室２５とを連通させるものであればよいためシリンダ室１７を規定するシリンダ、すなわち両サイドブロック１５、１６およびシリンダ本体１４の何れかに設けられていればよく、リアサイドブロック１６の内壁面１６ａまたはシリンダ本体１４の内周壁面１４ａに形成することができる。
【００３４】
両開口４０は、各圧縮室２２に接続可能とするためにロータ１８の外方で各ベーン２１が摺動する領域のフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに設けられている。両連通路４１が遮断されていないとき、各圧縮室２２の冷媒ガスは各連通路４１を経て吸入室２５に流出するので、各圧縮室２２では、摺動するベーン２１が開口４０を通り過ぎた位置から冷媒ガスの圧縮が始まる。また、両連通路４１が遮断されると、各圧縮室２２ではその最大容積の冷媒ガスが圧縮される。このため、後述するように両連通路４１を断続することで、圧縮行程毎に各圧縮室２２で圧縮される冷媒ガスの容量を変更すべく切り替えることができる。
【００３５】
両開口４０は、切り替え時の所望量に応じて各ベーン２１が摺動する領域で種々の位置に設けることができるが、本実施例では、ロータ１８の回転に伴って容積が増減する圧縮室２２の最大容積の３０％の容積となる位置から各圧縮室２２による冷媒ガスの圧縮が始まるように、それぞれフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａにロータ１８の回転軸線に関して対を為すように設けられている。
【００３６】
図１は、二つの連通路４１の一方を示しているが、他方の連通路４１も同様の構成である。図１に示すように、連通路４１には、その開口４０をシリンダ室１７の外方から開閉する開閉弁機構４２が設けられている。容量可変型気体圧縮機１０は、通常の吐出容量、すなわち圧縮室２２の最大容積で冷媒ガスを圧縮するときには、開閉弁機構４２により連通路４１の開口４０が閉鎖される。
【００３７】
図３は、図１における連通路４１および開閉弁機構４２の近傍を拡大して示す。
【００３８】
図３に示すように、フロントサイドブロック１５には、連通路４１の開口４０を開閉する開閉弁機構４２のための凹部４４が設けられ、該凹部には、開閉弁機構４２の弁体４３が収容されている。凹部４４は、本実施例では、貫通孔４５と弁ケース４６とにより構成されている。貫通孔４５は、一端がフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに設けられた開口４０に接続し、他端がフロントサイドブロック１５の外壁面１５ｂに開放端４５ａで開放する。弁ケース４６は、貫通孔４５の他端となる開放端４５ａを閉塞する。貫通孔４５は、開口４０の中心を通り且つ内壁面１５ａと直交する軸線を有し、開口４０の口径に等しい一様な口径で軸線方向に沿って伸長する円柱形状を呈する開口路４７と、該開口路の口径よりも大きい口径で該開口路の軸線方向に沿って伸長する円柱形状を呈し、フロントサイドブロック１５の外壁面１５ｂの開放端４５ａに接続する増径部４８とからなる。増径部４８は、開口路４７よりも大きな口径であれば軸線方向に一様な口径で伸長する円柱形状を呈していてもよいが、図示の例では、弁ケース４６の取り付けのために開放端４５ａに向けて口径が段階的に増大している。弁ケース４６は、一端が開放し他端が閉鎖する筒形状を呈し、軸線が増径部４８の軸線と一致するように該増径部に取り付けられている。
【００３９】
増径部４８は、その口径と開口路４７の口径との差により該開口路の増径部４８への開放端となる開放口４９から外方へ向けて貫通孔４５の肩部を規定し且つ該貫通孔の軸線に直交する端壁面４８ａと、該端壁面に直交するように該端壁面を取り囲む周壁面４８ｂとを有する。端壁面４８ａには、シール部材５０が設けられている。シール部材５０は、本実施例では、弾性体として耐油性に優れたニトリルゴム（ＮＢＲ）で形成されている。シール部材５０は、端壁面４８ａに対応する円板形状を呈し、端壁面４８ａの開放口４９の口径に等しい口径の開口部５０ａを有する。シール部材５０は、開放口４９と開口部５０ａとの中心が互いに一致するように、接着時における高い密閉性を有する接着剤により端壁面４８ａに取り付けられている。
【００４０】
増径部４８の周壁面４８ｂには、連通路部５１の一端が接続されている。連通路部５１の他端は、吸入室２５に接続されている。この連通路部５１、開口路４７および増径部４８より、フロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに設けられた開口４０を経て、シリンダ室１７から吸入室２５に至る連通路４１が構成されている。
【００４１】
凹部４４には、該凹部を構成する開口路４７、増径部４８および弁ケース４６の相互に等しい軸線と軸線が一致するように円柱形状の弁体４３が収容されている。弁体４３は、開口路４７の開放口４９を開閉するために、軸線方向に沿って、開放口４９へ近づく方向すなわち前方へおよび該開放口から遠ざかる方向すなわち後方へ凹部４４内を移動すべく摺動可能に弁ケース４６に保持されている。弁体４３は、後述するように、容量を切り替える毎に開放口４９を開閉すべく弁ケース４６内を摺動するので、本実施例では、この摺動時の摩擦を考慮して、耐磨耗性に優れた高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ）により形成されている。
【００４２】
弁体４３は、軸線方向に対して直交する先端面４３ａおよび後端面４３ｂと、フロントサイドブロック１５の開口路４７に嵌入可能な円柱形状を呈し且つ軸線が弁体４３の軸線と一致するように先端面４３ａから立ち上がる嵌入部４３ｃとを有する。嵌入部４３ｃは、軸線に直交する端面４３ｄを有する。嵌入部４３ｃは、その軸線方向の長さ寸法がフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａから増径部４８の端壁面４８ａに至る開口路４７の長さ寸法に、端壁面４８ａに取り付けられたシール部材５０の厚さ寸法の考慮分を加えた長さ寸法に形成されている。ここでいうシール部材５０の厚さ寸法の考慮分とは、弁体４３が開放口４９を閉鎖した状態における弾性変形した状態のシール部材５０の厚さを指す。すなわち、弁体４３は、後述するように、圧力空間５３の油の圧力により付勢され、この付勢力によりニトリルゴムで形成されたシール部材５０を押圧し、この押圧力により該シール部材を弾性変形させた状態で開放口４９を閉鎖するので、前述したシール部材５０の厚さ寸法の考慮分は、弁体４３が開放口４９を閉鎖したときの弾性変形した状態のシール部材５０の厚さとなる。
【００４３】
増径部４８の端壁面４８ａには、前述したように、シール部材５０が設けられているので、弁体４３が凹部４４内を前方へ移動すると弁体４３の先端面４３ａはシール部材５０に当接し、この当接した先端面４３ａに押圧されることにより該シール部材は弾性変形する。この当接時に、嵌入部４３ｃは、シール部材５０の開口部５０ａを挿通して開口路４７に嵌入し、且つ嵌入部４３ｃの端面４３ｄは、フロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに一致する。このように、弁体４３の前方への移動により先端面４３ａがシール部材５０に当接し該シール部材を弾性変形させた位置が弁体４３の閉鎖位置となる。このため、貫通孔４５の首部を規定する肉厚部、すなわちフロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに設けられた開口４０を取り巻き且つ内壁面１５ａから増径部４８の端壁面４８ａに至る肉厚部は、開閉弁機構４２の弁体４３を受ける弁座５２となる。増径部４８の端壁面４８ａは、弁体４３の先端面４３ａに対向する弁座５２の対向面となる。
【００４４】
弁ケース４６の内方には、弁体４３を弁座５２へ向けて付勢するために、弁体４３の後端面４３ｂと弁ケース４６の閉鎖した他端部とにより圧力空間５３が規定される。圧力空間５３には、該圧力空間と吐出室２９とを連通すべくリアサイドブロック１６、シリンダ本体１４およびフロントサイドブロック１５を貫通する供給通路５４を経て吐出室２９の油が供給可能である。供給通路５４には、該供給通路におけるフロントサイドブロック１５内での延在個所に、圧力空間５３の油を吸入室２５に放出するための放出通路５５が接続されている。
【００４５】
放出通路５５は、供給通路５４への接続個所からハウジング１１の外方へ向けてフロントサイドブロック１５およびフロントハウジング部材１１ｂ内を伸長する分岐通路部５６を有する。さらに、放出通路５５は、電磁弁５７が取り付けられるべくハウジング１１の外方を通る外方通路部５８を有する。外方通路部５８は、一端を分岐通路部５６に接続すべくフロントハウジング部材１１ｂに取り付けられた第一の接続部分５８ａと、他端を吸入室２５に接続すべくフロントハウジング部材１１ｂに取り付けられた第二の接続部分５８ｂと、両接続部分５８ａ、５８ｂを繋ぐ通路部分５８ｃとを有する。電磁弁５７は、通路部分５８ｃを断続すべく該通路部分に設けられている。電磁弁５７は、該電磁弁のソレノイドコイル（図示せず。）に電圧が印加されると放出通路５５を開放すべく通路部分５８ｃを開放し、電圧が印加されていない通常時は放出通路５５を閉鎖すべく通路部分５８ｃを閉鎖する。この電磁弁５７の動作は、例えば、電磁弁５７に設けられた切替スイッチ（図示せず。）を操作することにより切り替えることができる。
【００４６】
供給通路５４には、流量調整弁体５９ａが開放される方向にバネ５９ｂにより付勢された流量調整弁５９が設けられている。流量調整弁５９は、供給通路５４内に吐出室２９から圧力空間５３あるいは吸入室２５への油または冷媒ガスの流れが生じているとき、この流れにより流量調整弁体５９ａに生じる押圧力とバネ５９ｂによる付勢力とのバランスに応じて、供給通路５４内の流量を調整しあるいは供給通路５４を閉鎖する。
【００４７】
前述したように、一方の連通路４１のみが示された図１および図３に沿って、容量可変型気体圧縮機１０の吐出容量を切り替えるために連通路４１を断続する弁装置、すなわち開閉弁機構４２、供給通路５４、放出通路５５および電磁弁５７の構成を説明してきたが、他方の連通路４１およびその弁装置も同様の構成であり、同様の動作をする。
【００４８】
容量可変型気体圧縮機１０は、通常の吐出容量で運転するとき、すなわち圧縮室２２の最大容積から圧縮した冷媒ガスを吐出するときには、電磁弁５７により放出通路５５が遮断され、この遮断により吐出室２９に等しい圧力の油が圧力空間５３に供給され、この油の圧力下で動作した開閉弁機構４２により連通路４１の開口４０は閉鎖されている。
【００４９】
従来良く知られているように、冷房装置では、例えば、冷却部である蒸発器（図示せず。）がその周辺の空気を冷却しすぎると、その周辺空気に含まれる水蒸気が昇華して霜となり、その霜が前記蒸発器に付着することで冷却効果が低減してしまう。このような冷却効果の低減を抑制するために、容量可変型気体圧縮機１０では、通常の吐出容量での運転からその吐出容量よりも低減した吐出容量での運転に切り替えられる。
【００５０】
容量可変型気体圧縮機１０では、通常の吐出容量での運転時に、吐出容量を低減すべく運転を切り替えるときには電磁弁５７が操作され放出通路５５が開放される。放出通路５５が開放されると、圧力空間５３の油は放出通路５５を経て吸入室２５へと流出し、圧力空間５３は吸入室２５に等しい圧力となる。このため、開閉弁機構４２の弁体４３は、吸入室２５よりも高い各圧縮室２２の圧力により押されることにより、弁体４３の先端面４３ａがシール部材５０に当接し該シール部材を弾性変形させ且つ弁体４３の嵌入部４３ｃがフロントサイドブロック１５の開口路４７に嵌入した閉鎖位置から、シール部材５０と先端面４３ａとが間隔を置き且つ嵌入部４３ｃが開口路４７から抜けた開放位置へと移動する。この弁体４３の開放位置への移動により、連通路４１は開放される。連通路４１が開放されると、前述したように、各圧縮室２２では、その最大容積の３０％の容積から冷媒ガスの圧縮が始まるので、容量可変型気体圧縮機１０の吐出容量は、その最大容量の３０％に切り替えられる。
【００５１】
容量可変型気体圧縮機１０の吐出容量を通常の吐出容量に戻すときには、電磁弁５７を操作して放出通路５５を閉鎖する。放出通路５５が閉鎖されると、吐出室２９の油が供給通路５４を経て圧力空間５３に供給され、この油の圧力により開閉弁機構４２の弁体４３は閉鎖位置へと移動する。放出通路５５が閉鎖されたとき、流量調整弁５９が供給通路５４を閉鎖している場合には、流量調整弁５９から漏れ出た油の圧力とバネ５９ｂの付勢力とにより流量調整弁体５９ａが開放位置に移動することで供給通路５４が開放され、上記したように弁体４３は閉鎖位置へと移動する。弁体４３が閉鎖位置へと移動することにより、容量可変型気体圧縮機１０の吐出容量は再び通常の吐出容量に戻る。
【００５２】
容量可変型気体圧縮機１０では、通常の吐出容量で運転しているとき、すなわち開閉弁機構４２が連通路４１の開口４０を閉鎖しているとき、閉鎖位置にある開閉弁機構４２の弁体４３は、その先端面４３ａの押圧力により弾性変形したシール部材５０を介して増径部４８の端壁面４８ａに受け止められている。シール部材５０は、先端面４３ａに押圧されることにより弾性変形しているので、該先端面に当接するシール部材５０のシール面５０ｂの表面形状は先端面４３ａの表面形状に倣う。シール面５０ｂが先端面４３ａに倣うことによりシール面５０ｂと先端面４３ａとの密接度が高くなるため、弁体４３と弁座５２との間がシール部材５０により充填されるので、閉鎖位置にある開閉弁機構４２の弁体４３は、弁体の先端面と弁座とが直接当接する従来の弁体と比較して高い密閉性を有している。このように、シール部材５０が弾性変形することにより、先端面４３ａおよび端壁面４８ａの互いの当接個所における相互の誤差が吸収されるので、高い加工精度を必要とすることなく連通路４１の開口４０を閉鎖する開閉弁機構４２の密閉性を高めることができ、通常の吐出容量で運転しているときに、連通路４１を経た各圧縮室２２から吸入室２５への冷媒ガスのリークが生じることを防ぐことができる。
【００５３】
また、容量可変型気体圧縮機１０では、開閉弁機構４２が連通路４１の開口４０を閉鎖するとき、鋳鉄で形成されたフロントサイドブロック１５に設けられ、弁座５２を構成する増径部４８の端壁面４８ａと、高炭素クロム軸受鋼鋼材で形成された弁体４３との間には、ニトリルゴムで形成されたシール部材５０が介在する。シール部材５０は、その弾性により、弁座５２が弁体４３を受けるときの衝撃を緩め和らげる機能を有するので、弁座５２が弁体４３を受けることにより生じる衝突音は抑制される。
【００５４】
容量可変型気体圧縮機１０では、開閉弁機構４２が連通路４１の開口４０を閉鎖しているとき、閉鎖位置にある開閉弁機構４２の弁体４３に設けられた嵌入部４３ｃの端面４３ｄは、フロントサイドブロック１５の内壁面１５ａに一致する。このため、各ベーン２１の摺動により各圧縮室２２に区画されるシリンダ室１７の外方、すなわち各ベーン２１の摺動領域の外方に連通路４１による空間が形成されることはない。前記空間が形成されないことから、各ベーン２１により各圧縮室２２内に閉じ込められた冷媒ガスが前記空間に逃げ込むことはなく、圧縮された冷媒ガスがシリンダ室１７の外方の前記空間に逃げ込むことによる各圧縮室２２における体積効率の低下を防止することができる。
【００５５】
前記弁装置の一部を構成する開閉弁機構４２の弁体４３は、その嵌入部４３ｃが開口路４７に嵌入すると、該開口路と嵌入部４３ｃとの案内作用により閉鎖位置への移動が安定し、確実に閉鎖位置に案内されることから、弁体４３が適正な姿勢で閉鎖位置へ移動し且つ弁座５２が適正な位置で先端面４３ａを受けることから、閉鎖位置での高い密閉性を繰り返し再現することができる。このため、容量可変型気体圧縮機１０では、その吐出容量を切り替えるために連通路４１の断続を反復しても、通常の吐出容量で運転しているときに、連通路４１を経た各圧縮室２２から吸入室２５への冷媒ガスのリークが生じることを確実に防ぐことができる。
【００５６】
前記弁装置の一部を構成する開閉弁機構４２は、弁体４３、該弁体を保持する弁ケース４６、弁体４３の嵌入部４３ｃおよび該嵌入部が嵌入される開口路４７がそれぞれの軸線を一致させるように構成されているので、弁体４３は、該弁体と弁ケース４６との案内作用により凹部４４内での移動が安定し、開放位置から前方に移動するときに確実に嵌入部４３ｃが開口路４７に嵌入する。さらに、弁体４３と弁ケース４６との案内作用および嵌入部４３ｃと開口路４７との案内作用により、弁体４３は、その先端面４３ａが適正な位置で弁座５２に受け止められるので、閉鎖位置での高い密閉性を繰り返し再現することができる。
【００５７】
前記弁装置の一部を構成する開閉弁機構４２では、弁座５２となる貫通孔４５の肩部を規定する増径部４８の端壁面４８ａを覆うようにシール部材５０を設けているので、従来のように共に金属で形成された弁体と弁座との直接の当接により封止効果を得ることに比較して、高い加工精度を必要とすることなく弁体４３の先端面４３ａの全体をシール面として利用することができる。このように、先端面４３ａにおける嵌入部４３ｃの周縁近傍から先端面４３ａの周縁に至る経路をシール面とすることにより、封止された経路を長くすることができるので、より高い密閉性を得ることができる。
【００５８】
開閉弁機構４２では、弁体４３の嵌入部４３ｃが開口路４７に嵌入しているので、シリンダ室１７の冷媒ガスは、嵌入部４３ｃと開口路４７との間に形成される隙間を通過するときに減圧し、この減圧した冷媒ガスを弁体４３の先端面４３ａとシール部材５０のシール面５０ｂとの当接により封止するので、より確実に冷媒ガスを封止することができる。
【００５９】
したがって、本発明に係る容量可変型気体圧縮機１０によれば、高い加工精度を必要とすることなく通常運転時における連通路を経た各圧縮室内から吸入室への気体のリークを防ぐことができ、且つ吐出容量の切り替えに伴う衝突音による違和感を低減することができる。
【００６０】
なお、上記した実施例では、シール部材５０は、弁体４３の先端面４３ａに対向する弁座５２の対向面となる増径部４８の端壁面４８ａに取り付けられていたが、弁体４３の閉鎖位置において先端面４３ａと端壁面４８ａとの間に介在していればよいので、開放位置にある弁体４３を表す図４に示すように、シール部材５０に替えてシール部材５０´を弁対４３の先端面４３ａに設けることができる。シール部材５０´は、先端面４３ａに対応した円板形状を呈し、該先端面への取り付け時に嵌入部４３ｃの挿通を許す開口部５０ａ´を有する。シール部材５０´は、シール部材５０と同様に接着剤で取り付けられている。この場合、弁体４３は、その閉鎖位置において、シール部材５０´のシール面５０ｂ´と増径部４８の端壁面４８ａとが当接する。
【００６１】
また、シール部材５０は、接着剤により取り付けられていたが、例えば、ゴム材を端壁面４８ａまたは先端面４３ａに噴射して固着させてもよい。さらに、端壁面４８ａまたは先端面４３ａに溝を設け、この溝にシール部材５０を嵌め込むことにより端壁面４８ａまたは先端面４３ａに取り付けることができる。
【００６２】
上記した実施例では、シール部材５０は、ニトリルゴムを材料として形成されていたが、シール性が高く且つ油または冷媒ガスに溶けない性質を有するものであれば他のゴム材であってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。
【００６３】
また、シール部材５０は、高い密閉性を有し且つ弁座５２が弁体４３を受けるときの衝撃を緩め和らげることができればよいので、油または冷媒ガスに溶けない性質を有するものであれば塑性を示す材料から形成しても良い。このような塑性を示す材料としては、例えば、塑性変形し易く耐油性に優れたプラスチック、真鍮、銅あるいはアルミニウム等が考えられる。
【００６４】
開閉弁機構４２では、その弁体４３の先端面４３ａと増径部４８の端壁面４８ａとは、それぞれ弁体４３の移動方向に対して直交していたが、弁体４３の閉鎖位置においてシール部材５０を介して端壁面４８ａが先端面４３ａを受けていればよく、上記した実施例に限定されるものではない。例えば、先端面４３ａあるいは端壁面４８ａに互いの線接触を可能とするためのテーパが付されていてもよく、先端面４３ａおよび端壁面４８ａが互いに平行で且つそれぞれ弁体４３の移動方向に対して傾斜を有していてもよい。
【００６５】
上記した実施例では、弁体４３には嵌入部４３ｃが設けられていたが、嵌入部４３ｃをなくすことができる。しかしながら、嵌入部４３ｃと開口路４７とは弁体４３の案内作用を有し、且つ嵌入部４３ｃが開口路４７に嵌入していると弁体４３の閉鎖位置における開閉弁機構４２の密閉性が高まることから、上記した実施例のように嵌入部４３ｃを設けることが望ましい。
【００６６】
上記した実施例では、容量可変型気体圧縮機１０の吐出容量を切り替えるために開口４０を開閉する弁装置は、その開閉弁機構４２の弁体４３が圧力空間５３内の圧力を調整することにより動作が制御されていたが、開口４０を開閉することができるものであれば、例えば、開口４０を開閉する弁体の移動を電磁石の吸引作用を利用して制御する電磁弁であってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。
【００６７】
また、上記した例では、内方が楕円形状を呈する筒状のシリンダ本体１４の軸線上に回転軸線を持つようにロータ１８が設けられた同心ロータ式の圧縮機に適用した例を示したが、例えば、内方が円形状を呈する筒状のシリンダの内側に、該シリンダの軸線とは異なる回転軸線を持つようにロータが配置される偏心ロータ式の圧縮機に適用しても良く、上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る可変容量型気体圧縮機１０を示す断面図である。
【図２】図１に示したI―I線に沿って得られた断面図である。
【図３】図１における連通路４１および開閉弁機構４２の近傍を拡大して示した断面図である。
【図４】図３と異なる例を示す図１における連通路４１および開閉弁機構４２の近傍を拡大して示した図３と同様の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  可変容量型気体圧縮機
１４ａ  （シリンダ室の壁面としてのシリンダ本体の）内周壁面
１５ａ  （シリンダ室の壁面としてのフロントサイドブロックの）内壁面
１６ａ  （シリンダ室の壁面としてのリアサイドブロックの）内壁面
１７  シリンダ室
１８  ロータ
２１  ベーン
２２  圧縮室
２５  吸入室
４０  開口
４１  連通路
４２  （弁装置を構成する）開閉弁機構
４３  弁体
４３ａ  先端面
４３ｃ  嵌入部
４３ｄ  端面
４８ａ  （弁座の対向面としての）端壁面
５０、５０´  シール部材
５２  弁座
５４  （弁装置を構成する）供給通路
５５  （弁装置を構成する）放出通路
５７  （弁装置を構成する）電磁弁
【図１】
2006057545.tif 000003
【図２】
2006057545.tif 000004
【図３】
2006057545.tif 000005
【図４】
2006057545.tif 000006