(57)【要約】【課題】  シャフトとシャフトガイド孔間の冷媒漏れを防止し、且つ全長を短くすることのできる圧力制御弁を備えた可変容量圧縮機を提供する。【解決手段】  クランク室圧Ｐｃと吸入室圧Ｐｓとの差を圧力制御弁１００にて制御してピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、圧力制御弁１００は、クランク室５と連通接続される感圧室１０９と、この感圧室１０９内に設けられ、クランク室圧Ｐｃに感応して伸縮自在なＰｃ感圧部１１０と、このＰｃ感圧部１１０の自由端に連結されるシャフト１１１と、このシャフト１１１をスライド自在にガイドするシャフトガイド孔１３１と、給気通路３２と連通する弁孔１０５ｃを開閉する前記シャフト１１１に設けられた弁体１０７とを備え、感圧室１０９の下端部に、シャフトガイド孔１３１とシャフト１１１との間からの冷媒の漏れを防止するシール部材１３３を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室（８）とクランク室（５）を連通する給気通路（３２）と、吸入室（７）とクランク室（５）を連通する抽気通路と、給気通路（３２）を開閉して吐出室（８）からクランク室（５）へ供給される冷媒量を調整してクランク室圧（Ｐｃ）を調整する圧力制御弁（１００）を備え、クランク室圧（Ｐｃ）と吸入室圧（Ｐｓ）との差を圧力制御弁（１００）にて制御してピストンストロークを制御する可変容量圧縮機（１）において、
前記圧力制御弁（１００）は、前記クランク室（５）と連通接続される感圧室（１０９）と、この感圧室（１０９）内に設けられ、クランク室圧（Ｐｃ）に感応して伸縮自在なＰｃ感圧部（１１０）と、このＰｃ感圧部（１１０）の自由端に連結されるシャフト（１１１）と、このシャフト（１１１）をスライド自在にガイドするシャフトガイド孔（１３１）と、前記給気通路（３２）と連通する弁孔（１０５ｃ）を開閉する前記シャフト（１１１）に設けられた弁体（１０７）とを備え、
前記感圧室（１０９）の下端部に、前記シャフトガイド孔（１３１）と前記シャフト（１１１）との間からの冷媒の漏れを防止するシール部材（１３３）を設けた
ことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の可変容量圧縮機（１）であって、
前記感圧室（１０９）の下端部に、前記シール部材（１３３）を押さえるシール押さえ部材（１３４）を設けた
ことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の可変容量圧縮機（１）であって、
前記シール押さえ部材（１３４）に、前記Ｐｃ感圧部（１１０）を付勢するバネ（１１３）の受け座溝（１３５）を形成した
ことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の可変容量圧縮機（１）であって、
前記シール部材（１３３）は、前記シャフト（１１１）に挿通されて該シャフト（１１１）に密着し、当該シャフト（１１１）を摺動ガイドする折返し部（１３３ａ）を有した
ことを特徴とする可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空調装置として使用される可変容量圧縮機に関し、詳細には、給気通路を開閉して吐出室からクランク室へ供給される冷媒量を調整してクランク室圧を調整する圧力制御弁のシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を備えて構成される。圧縮機は、蒸発器から冷媒ガスを吸入して圧縮し、その圧縮ガスを凝縮器に向けて吐出する。蒸発器は、冷凍サイクルを流れる冷媒と車室内空気との熱交換を行う。蒸発器出口の冷媒圧力は、蒸発器での熱負荷の大きさに反映する。
【０００３】
このような冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、クランク室内に軸支した駆動軸の回転運動を斜板によってシリンダボア内に設けたピストンの往復運動に変換することで、吸入室の冷媒ガスをシリンダボア内に吸入し圧縮して、その圧縮したガスを吐出室へ吐出するように構成されている。このような圧縮機の中には、吐出容量を可変することができる可変容量圧縮機がある（例えば、特許文献１など参照）。
【０００４】
可変容量圧縮機は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、吸入室とクランク室とを連通する抽気通路と、給気通路を開閉する圧力制御弁とを備えて構成され、圧力制御弁の作動によりクランク室の圧力を制御して、斜板の傾斜角度を変化させることで、吐出容量の制御が行われる。
【０００５】
図５には、圧力制御弁の一例を示す。圧力制御弁５００は、バルブケース５０１と、このバルブケース５０１の後部に設けられたソレノイドケース５０２とを有している。
【０００６】
バルブケース５０１には、クランク室と連通接続される感圧室５０３と、この感圧室５０３内に設けられ、クランク室圧Ｐｃに感応して伸縮自在なべローズからなるＰｃ感圧部５０４と、このＰｃ感圧部５０４の自由端に連結されるシャフト５０５と、このシャフト５０５をスライド自在にガイドするシャフトガイド孔５０６と、給気通路と連通する弁孔５０７を開閉する前記シャフト５０５に設けられた弁体５０８とが設けられている。
【０００７】
ソレノイドケース５０２には、ソレノイドコイル５０９と、このソレノイドコイル５０９の励磁・消磁によりソレノイドケース５０２の軸方向に沿ってスライドするプランジャ５１０とを備えている。
【０００８】
この圧力制御弁５００は、クランク室圧Ｐｃの圧力に感応して伸縮動作するＰｃ感圧部５０４によりシャフト５０５をスライドさせ、そのシャフト５０５に設けられた弁体５０８を弁孔５０７に対して接離させることによって、給気通路を開閉して吐出室からクランク室へと供給される冷媒量を調整してクランク室圧Ｐｃを調整している。
【特許文献１】特許第２５６７９４７号公報（第２頁及び第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図５に示した圧力制御弁５００においては、感圧室５０３に導入される冷媒の漏れを防止するために、シャフト５０５と、このシャフト５０５をスライド自在にガイドするシャフトガイド孔５０６とのクリアランス管理にてシールしている。
【００１０】
しかしながら、シャフト５０５とシャフトガイド孔５０６とのクラアランス管理でシールすると、これらの寸法精度管理を厳しくする必要があると共に、接触部を長くする必要がある。
【００１１】
シャフト５０５とシャフトガイド孔５０６の寸法精度管理を厳しくすると、コストアップになる。また、これらシャフト５０５とシャフトガイド孔５０６の接触面積を長くすると、加工精度が必要な部分も長くなる他、バルブケース５０１の長さを長くしなくてはならず、結果として圧力制御弁５００が大型化する。
【００１２】
そこで、本発明は、シャフトの摺動性への影響を少なくすると共に、シャフトとシャフトガイド孔間の冷媒漏れを防止し、且つ全長を短くすることのできる圧力制御弁を備え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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、吐出室とクランク室を連通する給気通路と、吸入室とクランク室を連通する抽気通路と、給気通路を開閉して吐出室からクランク室へ供給される冷媒量を調整してクランク室圧を調整する圧力制御弁を備え、クランク室圧と吸入室圧との差を圧力制御弁にて制御してピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、前記圧力制御弁は、前記クランク室と連通接続される感圧室と、この感圧室内に設けられ、クランク室圧に感応して伸縮自在なＰｃ感圧部と、このＰｃ感圧部の自由端に連結されるシャフトと、このシャフトをスライド自在にガイドするシャフトガイド孔と、前記給気通路と連通する弁孔を開閉する前記シャフトに設けられた弁体とを備え、前記感圧室の下端部に、前記シャフトガイド孔と前記シャフトとの間からの冷媒の漏れを防止するシール部材を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の可変容量圧縮機であって、前記感圧室の下端部に、前記シール部材を押さえるシール押さえ部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の可変容量圧縮機であって、前記シール押さえ部材に、前記Ｐｃ感圧部を付勢するバネの受け座溝を形成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の可変容量圧縮機であって、前記シール部材は、前記シャフトに挿通されて該シャフトに密着し、当該シャフトを摺動ガイドする折返し部を有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、感圧室の下端部に、シャフトガイド孔とシャフトとの間からの冷媒の漏れを防止するシール部材を設けたので、感圧室に導入された冷媒の漏洩を防止することができ、Ｐｃ感圧部の正確な伸縮動作を確保できる。これにより、クランク室圧Ｐｃに応じたピストンストロークを、本発明の圧力制御弁によって高精度に制御することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、感圧室の下端部に、シール部材を押さえるシール押さえ部材を設けたので、シャフトのスライド動作に伴ってシール部材が動くことを防止でき、確実なシールを実現できる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、シール押さえ部材に、Ｐｃ感圧部を付勢するバネの受け座溝を形成したので、その溝の分だけ圧力制御弁の全長を短くすることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、シャフトを摺動ガイドさせる折返し部をシール部材に形成したので、シャフトとシャフトガイド孔との間の冷媒の漏れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、ウォッブルプレート（斜板）式の斜板式可変容量圧縮機に本発明を適用したものであり、この斜板式可変容量圧縮機は、車両のエンジンルームに配置されエンジンの駆動軸の回転力を利用して駆動し、車両用空調装置の冷却サイクルに介装されて冷凍サイクルで気化した冷媒ガスを断熱圧縮するものである。
【００２２】
「斜板式可変容量圧縮機の構成」
斜板式可変容量圧縮機１は、図１に示すように、円周方向に等間隔として複数形成されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、このシリンダブロック２の前端面に設けられ、該シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の後端面にバルブプレート９を介して設け設けられ、吸入室７及び吐出室８を形成するリアハウジング６とを備えている。
【００２３】
これらシリンダブロック２、フロントハウジング４及びリアハウジング６は、シリンダブロック２に設けられた複数のスルーボルト貫通孔を介して複数のスルーボルトＢによって締結固定されている。
【００２４】
バルブプレート９は、シリンダボア３と吸入室７とを連通する吸入孔１１と、シリンダボア３と吐出室８とを連通する吐出孔１２とを備えている。
【００２５】
バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔１１を開閉する弁機構が設けられている。一方、バルブプレート９のリアハウジング６側には、吐出孔１２を開閉する弁機構（図示は省略する）が設けられている。バルブプレート９とリアハウジング６との間には、ガスケットが介在し、このガスケットによって吸入室７と吐出室８との密閉性を保持している。また、バルブプレート９の周縁には、リアハウジング６とシリンダブロック２との突き合わせ面において、Ｏリングが介在し、圧縮機外への冷媒漏れを防止している。
【００２６】
シリンダブロック２及びフロントハウジング４の中心の支持孔１９、２０には、軸受け１７、１８を介して駆動軸Ｓが軸支され、この駆動軸Ｓがクランク室５内で回転自在となっている。この駆動軸Ｓの前端は、フロントハウジング４から外部へ突出しており、この突出端には電磁クラッチ５４を介してプーリ５５が回転自在に配置されている。このプーリ５５は、ベルト（図示は省略する）を介して外部駆動源としの車両エンジンと連結され、クラッチＯＮ状態で、車両エンジンの回転を駆動軸Ｓに伝える。
【００２７】
クランク室５内には、前記駆動軸Ｓに固定させたドライブプレート２１と、駆動軸Ｓに摺動自在に嵌装したスリーブ２２と、このスリーブ２２にピン２３により揺動自在に連結したジャーナル２４と、このジャーナル２４のボス部２５に軸受け３６を介して装着したウォッブルプレート（斜板）２６とが設けられている。ウォッブルプレート２６は、クランク室５内に固定された規制プレート３５に摺動自在に連結されることで、回転が防止され且つ軸線方向への揺動が許容されている。
【００２８】
つまり、駆動軸Ｓの回転によりジャーナル２４が回転すると、ウォッブルプレート２６は、ジャーナル２４の回転揺動に伴って非回転で且つ軸線方向に揺動するようになっている。ウォッブルプレート２６の傾斜角は、スリーブ２２がシリンダブロック２側に近接移動すると、ウォッブルプレート２６の傾斜角が減少する。一方、スリーブ２２がシリンダブロック２から離れる方向に移動すると、ウォッブルプレート２６の傾斜角が増大する。
【００２９】
スリーブ３４がシリンダブロック２側に近接した際には、一方の復帰バネ５２が縮んでいるので、この復帰バネ５２の弾性復元力によりスリーブ２２が中立位置に向けて復帰し易くなっている。一方、スリーブ２２がシリンダブロック２から離間している際には、他方の復帰バネ５１が縮んでいるので、この復帰バネ５１の弾性復元力によりスリーブ２２が中立位置に向けて復帰し易くなっている。
【００３０】
なお、ドライブプレート２１とジャーナル２４とは、そのヒンジアーム２１ｈ、２４ｈを弧状の長孔２７とピン２８とを介して連結されており、これによりウォッブルプレート２６の最小傾斜角度が規制されている。尚、最大傾斜角はジャーナル２４、スリーブ２２の面があたる事で規制される。
【００３１】
そして、各シリンダボア３に収容されたピストン２９は、ピストンロッド３０を介してウォッブルプレート２６に連結されていて、ウォッブルプレート２６の揺動によって往復運動するようになっている。
【００３２】
圧縮機の基本機能は、ピストン２９のピストン運動により、吸入室７からバルブプレート９の吸入孔を介してシリンダボア３内へと吸入した冷媒ガスを圧縮し、シリンダボア３からバルブプレート９の吐出孔１２を介して吐出室８へとその圧縮した冷媒ガスを吐出する。
【００３３】
また、この斜板式可変容量圧縮機１には、吐出容量を可変とするために、クランク室５と吸入室７とを常時連通する図示を省略する抽気通路と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路３２と、この給気通路３２を開閉する圧力制御弁１００とからなる圧力制御機構が設けられている。
【００３４】
圧力制御弁１００の開度調整によりクランク室５内の圧力Ｐｃ（クランク室圧Ｐｃ）が変わると、クランク室５と吐出室８との圧力バランス（ピストン２９の前後の圧力バランス）よりウォッブルプレート２６の傾角が変化（ピストンストロークに変化）して圧縮機の吐出容量が変わる。
【００３５】
「圧力制御弁の構成」
次に、圧力制御弁１００の構成を図２を参照して説明する。この圧力制御弁１００は、リアハウジング６に組み付けられる。圧力制御弁１００のハウジングは、バルブケース１０１と、このバルブケース１０１の後部に設けたソレノイドケース１２１からなる。
【００３６】
バルブケース１０１には、給気通路３２の一部を構成する通路室１０５と、この通路室１０５のクランク室側領域１０５ａと吐出室側領域１０５ｂとを区分すると共に両者を連通する弁孔１０５ｃが形成された弁座１０６が形成されている。通路室１０５の吐出室側領域１０５ｂには、弁座１０６に接離して弁孔１０５ｃを開閉する弁体１０７が配置されている。
【００３７】
また、バルブケース１０１には、通路１０８を通じてクランク室５と連通接続される感圧室１０９が形成されている。この感圧室１０９には、クランク室圧Ｐｃに感応して伸縮自在なベローズからなるＰｃ感圧部１１０が設けられている。なお、この実施の形態では、Ｐｃ感圧部１１０内は真空を封入して一定圧としているが、例えば大気又は任意の気体を封入して一定圧としてもよい。
【００３８】
前記弁体１０７は、バルブケース１０１の軸方向中心部にスライド自在に配置されたシャフト１１１の一端（図２中上端）がＰｃ感圧部１１０の自由端（図２中下端）に連結されている。そのため、弁体１０７には、シャフト１１１を介してＰｃ感圧部１１０の伸縮に伴う付勢力が加わる。また、この弁体１０７には、開弁方向Ｙ（図２中下方）に向けて第１スプリング１１２の付勢力ｆ１が付加されていると共に、閉弁方向Ｘ（図２中上方）に第２スプリング１１３の付勢力ｆ２が付加されている。
【００３９】
シャフト１１１は、バルブケース１０１に形成されたシャフトガイド孔１３１と、ソレノイドケース１２１に形成されたシャフトスライド孔１３２にガイドされて図２中上下方向にスライド自在とされている。
【００４０】
感圧室１０９の下端部には、図３及び図４に示すように、シャフトガイド孔１３１とシャフト１１１との間からの冷媒の漏れを防止するシール部材１３３が設けられている。シール部材１３３は、シャフト１１１に挿通されて該シャフト１１１に密着すると共に当該シャフト１１１を摺動ガイドする折返し部１３３ａと、後述するシール押さえ部材１３４によって押さえられる水平部１３３ｂとからなり、シャフト１１１との摺動性に優れた樹脂シール材（例えばテフロン（登録商標））により一体的に形成されている。水平部１３３ｂは、略円盤形状とされ、折返し部１３３ａは、筒形状とされている。
【００４１】
この筒形状とされた折返し部１３３ａにシャフト１１１が密着して摺動ガイドされることで、感圧室１０９からシャフトガイド孔１３１を通して冷媒が漏れ出るのを防止できる。また、このシール部材１３３は、摺動性に優れるテフロンから形成されるため、Ｏリングとは異なりシャフト１１１のシール部材１３３に対する接触抵抗が小さく、当該シャフト１１１をスムーズに摺動させることができる。
【００４２】
シール押さえ部材１３４は、感圧室１０９の下端部に配置され、前記シール部材１３３の水平部１３３ｂを上から押さえ付けることにより当該シール部材１３３を固定している。このシール押さえ部材１３４には、前記したＰｃ感圧部１１０を付勢するバネ１１３の受け座溝１３５が形成されている。このシール押さえ部材１３４にバネ１１３の受け座溝１３５を形成することで、その受け座溝１３５の分だけ圧力制御弁の全長を短くすることができる。
【００４３】
ソレノイドケース１２１には、Ｐｃ感圧部１１０の圧力制御点を変更し得るソレノイド部１２０が設けられている。ソレノイド部１２０は、ソレノイドコイル１２２と、このソレノイドコイル１２２の励磁・消磁によりソレノイドケース１２１の軸方向に沿ってスライドするプランジャ１２３とを備えている。
【００４４】
プランジャ１２３は、ソレノイドケース１２１の上端部を貫通するシャフト１１１の下端部１１１ｂと連結されており、制御装置１３０からソレノイド部１２０へ通電制御することで、シャフト１１１に外部から付勢力を与えてＰｃ感圧部１１０の圧力制御点を変更可能としている。
【００４５】
以上のように構成された斜板式可変容量圧縮機１の圧力制御弁１００では、感圧室１０９の下端部に、シール部材１３３を設けたことによって感圧室１０９に導入される冷媒の漏洩を防止することができ、Ｐｃ感圧部１１０の正確な伸縮動作を確保することができる。その結果、クランク室圧Ｐｃに応じたピストンストロークを、本実施の形態の圧力制御弁１００によって高精度に制御することが可能となる。
【００４６】
また、本実施の形態では、シール部材１３３を押さえるシール押さえ部材１３４を感圧室１０９の下端部に設けたので、このシール押さえ部材１３４によってシール部材１３３を固定することができ、確実なシールを実現できる。さらに、このシール押さえ部材１３４にＰｃ感圧部１１０を付勢するバネ１１３の受け座溝１３５を形成したので、その受け座溝１３５の分、圧力制御弁１００の全長を短くすることができる。
【００４７】
なお、上述の実施の形態では、可変容量圧縮機として斜板が非回転で揺動するウォッブルプレート式の斜板式可変容量圧縮機を例としているが、本発明では、斜板が駆動軸と一体的に回転するスワッシュ式の斜板式可変容量圧縮機であってもよい。また、上述の実施の形態では、クラッチ付き圧縮機で構成されているが、本発明にあっては、クラッチレス圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態の斜板式可変容量圧縮機の断面図である。
【図２】本実施の形態の斜板式可変容量圧縮機における圧力制御弁の拡大断面図である。
【図３】圧力制御弁の要部拡大断面図である。
【図４】シール部材が設けられた部分の要部拡大断面図である。
【図５】従来の圧力制御弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…斜板式可変容量圧縮機
５…クランク室
７…吸入室
８…吐出室
１００…圧力制御弁
１０９…感圧室
１１０…Ｐｃ感圧部
１１１…シャフト
１１３…バネ
１３１…シャフトガイド孔
１３３…シール部材
１３３ａ…折返し部
１３４…シール押さえ部材
１３５…受け座溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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