(57)【要約】【課題】  低吐出容量時から大吐出容量時まで圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御でき、且つ大吐出容量時に圧縮機の効率低下を抑制できる、可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。【解決手段】  冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り部と、絞り部の一次側と二次側とを接続する分岐流路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えている。【選択図】        図１
2005163645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り部と、絞り部の一次側と二次側とを接続する分岐流路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項２】
絞り部は、冷媒回路を流れる圧縮機吐出ガスの逆流を防止する逆止弁を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項３】
絞り弁は電磁弁であり、定差圧弁と一体に組み付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項４】
定差圧弁は絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導くことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項５】
絞り弁は、二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項６】
前記受圧部の面積は絞り弁の二次側受圧面の面積と同一であることを特徴とする請求項５に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項７】
絞り弁の全閉時に絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く導入弁を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項８】
導入弁を開弁方向へ付勢するバネを備えることを特徴とする請求項７に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変容量斜板式圧縮機においては、クランク室圧力を調節することにより、吐出容量を制御している。冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機においては、例えば冷媒回路上の所定の２点間の差圧が、外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて決定された目標差圧に近づくように、クランク室圧力が自律的に調節されて、前記２点間の差圧がフィードバック制御され、ひいては吐出容量がフィードバック制御される。
特許文献１は、クランク室圧力を自律的に調節する可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて決定された冷媒回路上の所定の２点間の目標差圧に対応する電磁力により一の方向へ押圧されると共に、冷媒回路上の前記所定の２点間の差圧を受けて前記一の方向とは逆方向へ押圧される弁体を有する開度量可変の弁を介して、吐出ガスをクランク室へ導入することにより、クランク室圧力を自律的に調節して、前記２点間の差圧が前記目標差圧に近づくように、前記２点間の差圧をフィードバック制御し、ひいては吐出容量をフィードバック制御するように構成した制御弁を開示している。
【特許文献１】特開２００１−１０７８５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の制御弁において、冷媒回路上の所定の２点間の差圧を安定してフィードバック制御するためには、前記２点間の差圧を大きくする必要があり、前記２点間に絞りを設ける必要がある。前記２点間に絞りを設けた場合、絞りの度合いを大きくすると、大吐出容量時に絞りによる圧損が大きくなって圧縮機の効率が低下し、絞りの度合いを少なくすると、低吐出容量時に前記２点間の差圧が小さくなって当該差圧の安定したフィードバック制御、ひいては吐出容量の安定したフィードバック制御が困難になるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、低吐出容量時から大吐出容量時まで圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御でき、且つ大吐出容量時に圧縮機の効率低下を抑制できる、可変容量斜板式圧縮機の制御弁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】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り部と、絞り部の一次側と二次側とを接続する分岐流路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。
絞り弁の設定開度と定差圧弁の設定差圧とにより、絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの目標流量が決まる。定差圧弁を介して圧縮機吐出ガスがクランク室へ導入されることによりクランク室圧力が自律的に調節され、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が、定差圧弁の設定圧に近づくようにフィードバック制御され、ひいては絞り弁を通過する冷媒の流量が目標流量に近づくようにフィードバック制御される。絞り弁の開度が決まると絞り弁を流れる圧縮機吐出ガスの流量と絞り部を流れる圧縮機吐出ガスの流量の相関が決まるので、前記設定開度の下で絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量に達すると、絞り部を通過する圧縮機吐出ガスの流量は前記相関により一義的に定まる所定流量となり、ひいては圧縮機の吐出容量は前記相関により一義的に定まる所定容量となる。絞り弁の開度と、当該開度の下で絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの流量が定常状態に達した時の圧縮機吐出容量との相関をあらかじめ実験により求めておけば、外部情報に基づいて圧縮機の目標吐出容量を決定し、目標吐出容量と予め実験により求めた前記相関とに基づいて絞り弁の設定開度を決定することにより、圧縮機吐出容量を自動的に目標容量に導くことができる。
定差圧弁の設定圧を適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧を安定してフィードバック制御でき、ひいては圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。絞り部は、分岐流路に圧縮機吐出ガスを流入させるのに十分な差圧を発生させれば良く、絞りの度合いは少なくても良い。従って、大吐出容量時に絞り部の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。
冷媒回路を絞り弁に直結するのは工作が難しいが、冷媒回路から分岐する分岐流路を絞り弁に接続するのは工作が比較的容易である。圧縮機の始動時に液圧縮になる場合がある。この場合、気液混合状態の圧縮機吐出ガスの全量が絞り弁に流入すると、質量の大きな気液混合状態の吐出ガスの動圧を受けて絞り弁が損傷するおそれがある。冷媒回路から分岐する分岐流路を介して少量の吐出ガスを絞り弁に流入させることにより、絞り弁の損傷を防止できる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、絞り部は、冷媒回路を流れる圧縮機吐出ガスの逆流を防止する逆止弁を有する。
逆止弁は、空調装置が停止した時に、冷媒回路内の圧縮機吐出ガスが圧縮機へ逆流するのを防止する。絞り部を利用して逆止弁を配設すれば、両者を別々に配設する場合に比べて部材数が低減する。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、絞り弁は電磁弁であり、定差圧弁と一体に組み付けられている。
電磁弁はデューティー制御により、開度を任意に設定できるので、絞り弁に適している。絞り弁と定差圧弁とを一体に組み付けることにより、制御弁が小型化される。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、定差圧弁は絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く。
二次側に比べて高圧の一次側の吐出ガスをクランク室へ導くことにより、吐出容量制御が迅速化される。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、絞り弁は、二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を有している。
二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を絞り弁に設けることにより、二次側圧力が絞り弁に印加する押圧力が減少する。この結果、絞り弁の開度制御の正確性が向上する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記受圧部の面積は絞り弁の二次側受圧面の面積と同一である。
前記受圧部の面積が絞り弁の二次側受圧面の面積と同一であれば、二次側圧力が絞り弁に印加する絞り弁を閉じようとする押圧力と絞り弁を開こうとする押圧力とがバランスする。この結果、絞り弁の正確な開度制御が可能となる。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、制御弁は、絞り弁の全閉時に絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く導入弁を備える。
空調装置が停止した時に、絞り弁一次側の圧縮機吐出ガスが導入弁を介して確実にクランク室へ導入され、吐出容量が確実に低減する。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、制御弁は、導入弁を開弁方向へ付勢するバネを備える。
バネを配設することにより、絞り弁が閉じた時に、導入弁を速やかに開弁させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
絞り弁の設定開度と定差圧弁の設定差圧とにより、絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの目標流量が決まる。定差圧弁を介して圧縮機吐出ガスがクランク室へ導入されることによりクランク室圧力が自律的に調節され、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が、定差圧弁の設定圧に近づくようにフィードバック制御され、ひいては絞り弁を通過する冷媒の流量が目標流量に近づくようにフィードバック制御される。絞り弁の開度が決まると絞り弁を流れる圧縮機吐出ガスの流量と絞り部を流れる圧縮機吐出ガスの流量の相関が決まるので、前記設定開度の下で絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量に達すると、絞り部を通過する圧縮機吐出ガスの流量は前記相関により一義的に定まる所定流量となり、ひいては圧縮機の吐出容量は前記相関により一義的に定まる所定容量となる。絞り弁の開度と、当該開度の下で絞り弁を通過する圧縮機吐出ガスの流量が定常状態に達した時の圧縮機吐出容量との相関をあらかじめ実験により求めておけば、外部情報に基づいて圧縮機の目標吐出容量を決定し、目標吐出容量と予め実験により求めた前記相関とに基づいて絞り弁の設定開度を決定することにより、圧縮機吐出容量を自動的に目標容量に導くことができる。
定差圧弁の設定圧を適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧を安定してフィードバック制御でき、ひいては圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。絞り部は、分岐流路に圧縮機吐出ガスを流入させるのに十分な差圧を発生させれば良く、絞りの度合いは少なくても良い。従って、大吐出容量時に絞り部の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。
冷媒回路を絞り弁に直結するのは工作が難しいが、冷媒回路から分岐する分岐流路を絞り弁に接続するのは工作が比較的容易である。圧縮機の始動時に液圧縮になる場合がある。この場合、気液混合状態の圧縮機吐出ガスの全量が絞り弁に流入すると、質量の大きな気液混合状態の吐出ガスの動圧を受けて絞り弁が損傷するおそれがある。冷媒回路から分岐する分岐流路を介して少量の吐出ガスを絞り弁に流入させることにより、絞り弁の損傷を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御弁を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１と、凝縮器２と膨張弁３と蒸発機４とにより、車載の空調装置Ａが構成されている。空調装置Ａは、外気導入時と内気循環時とで空気通路を切り替えるダンパー５と、送風機６と、空調操作パネル７とを有している。
空調操作パネルには、車両乗員により操作される空調装置ＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａ、温度設定器７ｂ等が搭載されている。蒸発器４の近傍には車室内空気温度を検出する温度センサー４ａが配設されている。図示しない車両には、車速センサー、エンジン回転数センサー、スロットル開度センサー、等の車両走行状態を検知する各種センサーが搭載されている。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａ、温度設定器７ｂ、温度センサー４ａ、車両走行状態を検知する各種センサーは、外部情報検知装置８を構成している。
【００１５】
可変容量斜板式圧縮機１は、クラッチを介することなく図示しない車両エンジンに接続された図示しない主軸と、相対回転不能に且つ傾角可変に主軸に取り付けられた図示しない斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に同期して直線往復運動する図示しないピストンと、ピストンが摺動可能に挿入されるシリンダボア１ａと、吐出弁を介してシリンダボア１ａに連通する吐出室１ｂと、主軸と斜板とを収容するクランク室１ｃと、吸入弁を介してシリンダボア１ａに連通する吸入室１ｄとを備えている。クランク室１ｃと吸入室１ｄとは、オリフィス穴１ｅを介して連通している。
【００１６】
可変容量斜板式圧縮機１の吐出室１ｂと、凝縮器２と、膨張弁３と、蒸発機４と、可変容量斜板式圧縮機１の吸入室１ｄとは、冷媒回路９により順次接続されている。
【００１７】
可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量を制御する制御弁１０が配設されている。制御弁１０は、弱いバネで付勢された逆止弁１１ａを有し冷媒回路９の吐出室１ｂ近傍部に配設された絞り部１１と、絞り部１１の一次側と二次側とを接続する分岐流路９ａ上に配設された絞り弁１２と、絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室１ｃへ導く定差圧弁１３と、前述の外部情報検知装置８と、外部情報検知装置８から入力された外部情報に基づいて絞り弁１２の開度を決定する制御装置１４と、絞り弁１２の駆動回路１５とを備えている。
【００１８】
絞り弁１２と定差圧弁１３の構成を詳述する。
図２に示すように、絞り弁１２は、コイル１２ａと、固定鉄心１２ｂと、可動鉄心１２ｃと、可動鉄心１２ｃに固定されたロッド１２ｄと、ロッド１２ｄが摺動可能に挿通された弁体１２ｅと、弁座１２ｆとを備えている。コイル１２ａは図示しない導線を介して駆動回路１５に接続されている。
弁体１２ｅの一次側に円柱状の吐出ガス流入室１２ｇが形成されている。吐出ガス流入室１２ｇの外周壁に、互いに間隔を隔てて複数のガス入口１２ｇ′が形成されている。ガス入口１２ｇ′は分岐流路９ａの上流部を介して絞り部１１の一次側に接続されている。
弁体１２ｅの二次側に円柱状の室１２ｈが形成されている。室１２ｈの外周壁にガス出口１２ｈ′が形成されている。ガス出口１２ｈ′は分岐流路９ａの下流部を介して絞り部１１の二次側に接続されている。
室１２ｈから延びるガス流路１２ｉが、吐出ガス流入室１２ｇの背後に形成された室１２ｊに連通している。室１２ｊに接する第１受圧面１２ｋ′を有する可動板１２ｋが弁体１２ｅに一体形成されている。可動板１２ｋは、吐出ガス流入室１２ｇと室１２ｊとを仕切る仕切壁１２ｍに形成された開口に摺動可能に挿入されている。第１受圧面１２ｋ′の面積は、弁体１２ｅの二次側の受圧面１２ｅ″の面積と同一値に設定されている。第１受圧面１２ｋ′とは反対側の可動板１２ｋの第２受圧面１２ｋ″は、吐出ガス流入室１２ｇに接している。第２受圧面１２ｋ″の面積は、弁体１２ｅの一次側の受圧面１２ｅ′の面積と同一値に設定されている。この結果、可動板１２ｋの第１受圧面１２ｋ′に印加された絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″による弁体１２ｅを弁座１２ｆから引き離す付勢力と、弁体１２ｅの二次側の受圧面１２ｅ″に印加された絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″による弁体１２ｅを弁座１２ｆに接近させる付勢力とは釣り合う。また、可動板１２ｋの第２受圧面１２ｋ″に印加された絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′による弁体１２ｅを弁座１２ｆへ接近させる付勢力と、弁体１２ｅの一次側の受圧面１２ｅ′に印加された絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′による弁体１２ｅを弁座１２ｆから引き離す付勢力とは釣り合う。
弁体１２ｅの二次側の受圧面１２ｅ″に当接して弁体１２ｅを弁座１２ｆに接近する方向へ付勢するバネ１２ｎが室１２ｈ内に配設されている。可動板１２ｋの第１受圧面１２ｋ′に当接可能な鍔部１２ｄ′がロッド１２ｄの室１２ｊ内で延在する部位に形成されている。
【００１９】
絞り弁１２に隣接して導入弁１６が配設されている。導入弁１６は、室１２ｈの底壁を摺動可能に貫通して室１２ｈ外へ延びるロッド１２ｄの先端部が形成する弁体１６ａと、弁体１６ａが摺動可能に嵌入可能な弁座１６ｂと、弁体１６ａを便座１６ｂから離隔する方向へ付勢するバネ１６ｃとを備えている。導入弁１６の一次側に形成された室１６ｄは、ガス流路１６ｅを介して絞り弁１２の吐出ガス流入室１２ｇに連通している。導入弁１６の二次側に形成された室１６ｆは、ガス流路１６ｇを介して、後述する定差圧弁１３のガス出口１３ｇ′に連通している。
【００２０】
定差圧弁１３は、ロッド１３ａと、ロッド１３ａの一端が形成する弁体１３ｂと、ロッド１３ａに固定された可動板１３ｃと、弁座１３ｄと、可動板１３ｃに当接して弁体１３ｂを弁座１３ｄへ向けて付勢するバネ１３ｅとを備えている。
弁体１３ｂの一次側に室１３ｆが形成されており、弁体１３ｂの二次側に室１３ｇが形成されている。室１３ｆはガス流路１３ｈを介して導入弁１６のガス流路１６ｅに連通してい。室１３ｇの外周壁にガス出口１３ｇ′が形成されている。ガス出口１３ｇ′は、流路１３ｉを介して可変容量斜板式圧縮機１のクランク室１ｃに接続している。
可動板１３ｃを間に挟んで室１３ｆの反対側に、バネ１３ｅを収容する室１３ｊが形成されている。室１３ｊは、ガス流路１３ｋを介して絞り弁１２のガス出口１２ｈ′に連通している。
室１３ｆにはガス流路１６ｅとガス流路１３ｈとを介して絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′が導入され、室１３ｊにはガス流路１３ｋとガス出口１２ｈ′とを介して絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″が導入される。
定差圧弁１３の設定圧は△Ｐに固定されている。より具体的に説明すると、室１３ｆ側から可動板１３ｃに印加される絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と、室１３ｊ側から可動板１３ｃに印加される絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″との差圧が所定値△Ｐ未満であれば、弁体１３ｂを弁座１３ｄに押し付けて室１３ｆが室１３ｇに連通するのを阻止し、前記差圧が所定値△Ｐ以上になると弁体１３ｂが弁座１３ｄから離れて室１３ｆが室１３ｇに連通するのを許容するように、バネ１３ｅのバネ定数が設定されている。
絞り弁１２と、定差圧弁１３と、導入弁１６とは一体に組付けられている。
【００２１】
上記構成を有する本実施例に係る制御弁１０の作動を説明する。
可変容量斜板式圧縮機１の図示しない主軸は、図示しない車両エンジンに駆動されて常時回転している。
空調装置Ａの作動時には、制御装置１４は、外部情報検知装置８から入力される外部情報に基づいて可変容量斜板式圧縮機１の目標吐出容量Ｑを決定し、次いで、後述する圧縮機１の吐出容量と絞り弁１２の開度との相関に基づいて、絞り弁１２の設定開度Θを決定する。制御装置１４は、駆動回路１５を介して絞り弁１２のコイル１２ａへの供給電力をデューティー制御する。コイル１２ａが発生させた電磁力を受けて、可動鉄心１２ｃがバネ１６ｃの付勢力に抗して移動する。ロッド１２ｄの先端部が形成する弁体１６ａが弁座１６ｂに嵌入して導入弁１６が閉じ、次いでロッド１２ｄの鍔１２ｄ′が可動板１２ｋに当接して弁体１２ｅを付勢し、弁体１２ｅがバネ１２ｎの付勢力に抗して弁座１２ｆから離れる方向へ移動し、絞り弁１２の開度が設定開度Θになる。
コイル１２ａと固定鉄心１２ｂと可動鉄心１２ｃとロッド１２ｄと弁体１２ｅと弁座１２ｆとにより構成される電磁弁は、デューティー制御により開度を任意に設定できるので、絞り弁１２に適している。
可動板１２ｋの第１受圧面１２ｋ′に印加された絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″による弁体１２ｅを弁座１２ｆから引き離す付勢力と、弁体１２ｅの二次側の受圧面１２ｅ″に印加された絞り弁１２の二次側圧力Ｐ″による弁体１２ｅを弁座１２ｆに接近させる付勢力とは釣り合っており、また、可動板１２ｋの第２受圧面１２ｋ″に印加された絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′による弁体１２ｅを弁座１２ｆへ接近させる付勢力と、弁体１２ｅの一次側の受圧面１２ｅ′に印加された絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′による弁体１２ｅを弁座１２ｆから引き離す付勢力とは釣り合っているので、可動鉄心１２ｃに印加される電磁力とバネ１６ｃ、１２ｎの付勢力との大小関係のみによって、絞り弁１２の開度が決定される。従って、コイル１２ａへの供給電力をデューティー制御することにより、絞り弁１２の開度を正確に制御することができる。
【００２２】
空調装置Ａの作動時には、絞り部１１の弱いバネで付勢された逆止弁１１ａは流入する圧縮機吐出ガスの動圧を受けて全開しており、吐出室１ｂから冷媒回路９へ流出した圧縮機吐出ガスの大部分は絞り部１１を通って流れる。圧縮機吐出ガスの一部は、絞り部１１の一次側から分岐流路９ａの上流部とガス入口１２ｇ′とを通って絞り弁１２の吐出ガス流入室１２ｇへ流入し、弁体１２ｅと弁座１２ｆとの間の隙間を通って室１２ｈへ流入し、ガス出口１２ｈ′と分岐流路９ａの下流部とを通って、絞り部１１の二次側へ流入する。絞り部１１を通った圧縮機吐出ガスと、絞り部１１の一次側から分岐し絞り弁１２を通って絞り部１１の二次側へ戻った圧縮機吐出ガスとは、冷媒回路９を介して凝縮器２へ流れる。
【００２３】
絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が所定値△Ｐ未満であると、弁体１３ｂが弁座１３ｄに押し付けられて定差圧弁１３が閉じ、室１３ｆと室１３ｇとの連通が遮断される。吐出ガス流入室１２ｇ内の圧縮機吐出ガスのクランク室１ｃへの流入が阻止される。クランク室１ｃ内のガスはオリフィス穴１ｅを介して吸入室１ｄへ流出するので、クランク室１ｃの内圧が低下し、図示しない斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が増加し、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が増加して、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が増加する。
絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が所定値△Ｐ以上になると、弁体１３ｂが弁座１３ｄから離れ、定差圧弁１３が開く。圧縮機吐出ガスが、絞り弁１２の吐出ガス流入室１２ｇからガス流路１６ｅ、１３ｈと室１３ｆと室１３ｇとガス出口１３ｇ′と流路１３ｉとを通ってクランク室１ｃへ流入する。クランク室１ｃへ流入する圧縮機吐出ガス流量がクランク室１ｃから吸入室１ｄへ流出するガス流量を上回り、クランク室１ｃの内圧が上昇する。クランク室１ｃの内圧上昇に伴って図示しない斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が減少し、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が減少して、絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が減少する。
絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が所定値△Ｐ未満になると、定差圧弁１３が閉じる。斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が増加し、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が増加して、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が増加する。
【００２４】
クランク室１ｃへの圧縮機吐出ガスの導入と導入停止とが自律的に繰り返されてクランク室１ｃの内圧が自律的に調節され、絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が、定差圧弁１３の設定圧△Ｐに近づくようにフィードバック制御され、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が、絞り弁１２の設定開度Θと定差圧弁１３の設定圧△Ｐとにより定まる目標流量Ｑ１に近づくように、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量がフィードバック制御される。フィードバック制御の結果、絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧が定差圧弁１３の設定圧△Ｐになると、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量Ｑ１になる。
空調装置Ａの作動時には、弱いバネで付勢された絞り部１１の逆止弁１１ａは全開しているので、絞り弁１２の開度が決まると絞り弁１２を流れる圧縮機吐出ガスの流量と絞り部１１を流れる圧縮機吐出ガスの流量の相関が決まる。従って、設定開度Θの下で絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量Ｑ１に達すると、絞り部１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量は前記相関により一義的に定まる所定流量となり、ひいては圧縮機１の吐出容量は前記相関により一義的に定まる所定容量となる。絞り弁１２の開度と、当該開度の下で絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量が定常状態に達した時の圧縮機吐出容量との相関をあらかじめ実験により求めておけば、外部情報に基づいて圧縮機１の目標吐出容量Ｑを決定し、目標吐出容量Ｑと予め実験により求めた前記相関とに基づいて絞り弁の設定開度Θを決定することにより、圧縮機１の吐出容量を自動的に目標容量Ｑに導くことができる。
目標流量Ｑの冷媒が、図１に太線矢印で示すように、凝縮器２、膨張弁３、蒸発機４を流れることにより、外部情報に対応する適正な空調が実現される。
定差圧弁１３の設定圧△Ｐを適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧を安定してフィードバック制御でき、絞り弁１２を通過する圧縮機吐出ガスの流量を安定してフィードバック制御でき、ひいては可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。
空調装置Ａの作動時には、絞り部１１の逆止弁１１ａは全開している。逆止弁１１ａ全開状態での絞り部１１は、分岐流路９ａに圧縮機吐出ガスを流入させるのに十分な差圧を発生させれば良く、絞りの度合いは少なくても良い。従って、大吐出容量時に絞り部１１の圧損により圧縮機１の効率が低下するおそれは無い。外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁１２の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁１２の圧損により圧縮機１の効率が低下するおそれは無い。
【００２５】
ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａがＯＦＦされて、空調装置Ａが停止すると、制御装置１４は、駆動回路１５を介してコイル１２ａへの電力供給を停止する。
可動鉄心１２ｃへの電磁力の印加が停止し、バネ１２ｎ、１６ｃの付勢力を受けて可動鉄心１２ｃは固定鉄心１２ｂから離れる方向へ移動する。弁体１２ｅは弁座１２ｆに接近する方向へ移動して弁座１１ｆに当接し、絞り弁１２が閉じる。次いで弁体１６ａが弁座１６ｂから離れて導入弁１６が開く。クラッチを介することなく図示しない車両エンジンに接続された可変容量斜板式圧縮機１は稼動しているので、吐出ガス流入室１２ｇには圧縮機吐出ガスが流入し続ける。吐出ガス流入室１２ｇに流入した圧縮機吐出ガスは、ガス流路１６ｅと室１６ｄと室１６ｆとガス流路１６ｇとガス出口１３ｇ′と流路１３ｉとを通ってクランク室１ｃへ流入する。クランク室１ｃの内圧が上昇して斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量は減少して最小値になる。この結果、車両エンジンが生み出すエネルギーの浪費が抑制される。
空調装置Ａが停止した時に、絞り弁１２の一次側の圧縮機吐出ガスが導入弁１６を介して確実にクランク室１ｃへ導入され、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が確実に低減する。
可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が最小値になり、絞り部１１の逆止弁１１ａに流入する圧縮機吐出ガスの流量が微小になると、逆止弁１１ａに印加される圧縮機吐出ガスの動圧が微小になり、逆止弁１１ａはバネの付勢力を受けて閉じる。絞り弁１２と逆止弁１１ａとが閉じることにより、冷媒回路９から可変容量斜板式圧縮機１へ圧縮機吐出ガスが逆流するのが防止される。
クランク室１ｃへ流入した吐出ガスは、オリフィス穴１ｅを介して吸入室１ｄへ流入し、図１に太線二重矢印で示すように、吸入室１ｄから稼動を続ける可変容量斜板式圧縮機１のシリンダボア１ａへ吸い込まれ、シリンダボア１ａから吐出室１ｂへ吐出し、絞り弁１２へ還流する。
【００２６】
ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａがＯＮされて、空調装置Ａが作動を開始すると、制御装置１４は、外部情報検知装置８から入力される外部情報に基づいて、可変容量斜板式圧縮機１の目標吐出容量Ｑを決定し、絞り弁１２の設定開度Θを決定し、駆動回路１５を介して絞り弁１２のコイル１２ａへの供給電力をデューティー制御し、絞り弁１２を設定開度Θまで開く。導入弁１６は閉じる。
可変容量斜板式圧縮機１は最小吐出容量で運転されており吐出圧は低いので、絞り弁１２の一次側圧力Ｐ′と二次側圧力Ｐ″との差圧は所定値△Ｐ未満となっている。弁体１３ｂが弁座１３ｄに押し付けられて定差圧弁１３は閉じている。導入弁１６と定差圧弁１３とが閉じることにより、吐出ガス流入室１２ｇ内の圧縮機吐出ガスのクランク室１ｃへの流入は阻止されている。クランク室１ｃ内のガスがオリフィス穴１ｅを介して吸入室１ｄへ流出し、クランク室１ｃの内圧が低下し、図示しない斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が増加する。可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量は自律的に目標流量Ｑになる。
【００２７】
絞り弁１２と定差圧弁１３と導入弁１６とが一体に組み付けられることにより、制御弁１０が小型化されている。
二次側に比べて高圧の、絞り弁１２の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室１ｃへ導くことにより、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量制御が迅速化される。
バネ１６ｃを配設することにより、絞り弁１２が閉じた時に、導入弁１６を速やかに開弁させることができる。
【００２８】
可動板１２ｋの第１受圧面１２ｋ′の面積は、弁体１２ｅの二次側の受圧面１２ｅ″の面積と同一でなくても良い。可動板１２ｋの第２受圧面１２ｋ″の面積は、弁体１２ｅの一次側の受圧面１２ｅ′の面積と同一でなくても良い。可動板１２ｋに絞り弁１２の二次側圧力が印加される第１受圧面１２ｋ′と、絞り弁１２の一次側圧力が印加される第２受圧面１２ｋ″とが形成されていれば、絞り弁１２の一次側圧力と二次側圧力とが絞り弁１２に印加する押圧力が低減し、絞り弁１２の開度制御の正確性が向上する。
逆止弁１１ａを取り除いて、絞り部１１を単なる固定絞りとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は可変容量斜板式圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に係る制御弁を備える可変容量斜板式圧縮機のブロック図と、当該圧縮機を備える車載空調装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る制御弁の、空調装置作動時に於ける断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る制御弁の、空調装置停止時に於ける断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  車載空調装置
１  可変容量斜板式圧縮機
２  凝縮器
３  膨張弁
４  蒸発機
８  外部情報検知装置
９  冷媒回路
１０  制御弁
１２  絞り弁
１３  定差圧弁
１４  制御装置
１５  駆動回路
１６  導入弁
【図１】
2005163645.tif 000003
【図２】
2005163645.tif 000004
【図３】
2005163645.tif 000005