(57)【要約】給気通路（４７）及び／又は抽気通路（４８）の開度を調節してクランク室（１４）の圧力を調整する圧力制御弁（２）を備え、この圧力調節弁（２）により吸入室（４１）の圧力を設定吸入圧にするようクランク室（１４）の圧力を調節して吐出容量を可変させる可変容量圧縮機（４）において、冷凍サイクルと吸入室（４１）とを接続する吸入通路（４４）上に、この吸入通路の開度を絞ることが可能な吸入絞り弁（３）を設ける。吸入絞り弁（３）は、内部を通過する作動流体の流量が所定値以下である場合に自身の開度を全開とし、内部を通過する作動流体の流量が所定値を超えると、自身の開度を絞る。
2017170467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置の冷凍サイクルに用いられ、この冷凍サイクルから吸入された作動流体を収容する吸入室と、この吸入室から吸入された作動流体を圧縮する圧縮室と、この圧縮室から吐出された作動流体を収容する吐出室と、シャフトが貫通されると共にこのシャフトの回転に伴って回転する斜板を収容するクランク室と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路と、前記給気通路及び／又は前記抽気通路の開度を調節して前記クランク室の圧力を調整する圧力制御弁とを備え、この圧力調節弁により前記吸入室の圧力を設定吸入圧にするよう前記クランク室の圧力を調節して吐出容量を可変させる可変容量圧縮機において、  前記冷凍サイクルと前記吸入室とを接続する吸入通路上に、この吸入通路の開度を絞ることが可能な吸入絞り弁を設け、  前記吸入絞り弁は、内部を通過する作動流体の流量が所定値以下である場合に自身の開度を全開とし、内部を通過する作動流体の流量が前記所定値を超えると、自身の開度を絞るものであることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記吸入絞り弁は、内部に作動流体を流すケーシングと、このケーシング内に移動可能に収容され、ケーシング内部を通過する作動流体の流体力により作動流体の流れの順方向に付勢される弁体と、前記ケーシングの作動流体の流入口側において、このケーシングと一体又は別体に設けられ、前記弁体が下流側から着座する弁座部と、前記弁体を前記弁座部に向けて付勢するバネ部材と、を少なくとも備え、  前記ケーシングには、前記弁体の下流側において開口する開口部が形成され、  前記弁座部は、前記弁体が前記バネ部材の付勢力により着座している状態において、作動流体の流れを許容する流路が形成されており、  作動流体の流量が所定値以下である場合に、前記弁体は前記弁座部への着座状態が維持されて前記開口部を全開状態とし、  作動流体の流量が所定値を超えると、前記弁体は前記弁座から離れて前記開口部の開度を絞るものであることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記開口部の開度は、前記弁体の前記弁座部からの変位量の増加に伴って小さくなり、且つ、前記弁体の変位量に対して上に凸となる開度特性を有していることを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記圧力制御弁は、前記給気通路の開度を開閉可能な弁体と、前記吸入室の圧力が導かれ、前記吸入室の圧力の変動を前記弁体に伝達する感圧機構と、を少なくとも備え、前記吸入室の圧力が設定吸入圧を下回ると、前記弁体が前記給気通路の開度を開き始めることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
【請求項５】
前記圧力制御弁は、前記抽気通路の開度を開閉可能な弁体と、前記吸入室の圧力が導かれ、前記吸入室の圧力の変動を前記弁体に伝達する感圧機構と、を少なくとも備え、前記吸入室の圧力が設定吸入圧を下回ると、前記弁体が前記抽気通路の開度を閉じ始めることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、クランク室の圧力に基づいて吐出容量を変更可能な可変容量圧縮機に関し、特に、高負荷大容量時の圧縮機の信頼性を高めた可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】  可変容量圧縮機として、圧力制御弁によりクランク室の圧力を変更することでピストンに摺動可能に連結した斜板の傾斜角を変更し、これによりピストンストロークを変更させて吐出容量を制御するようにした構成は周知である。【０００３】  例えば、特許文献１（特開平９−２８０１７１）には、吐出室とクランク室とを連通する給気通路の途中に、その開度を調節するための容量制御弁（圧力制御弁）を設け、この容量制御弁の開度を調節することでクランク室圧を制御するようにした斜板式可変容量圧縮機が開示されている（特許文献１）。【０００４】  ここで用いられる容量制御弁は、給気通路を開閉する弁体と、吸入圧領域に連通された感圧室と、その感圧室に収容されて吸入圧の変動を弁体に伝達する感圧機構と、入力電流に応じて前記弁体への付与荷重を変化させて設定吸入圧を変更するソレノイドとを備えている。圧縮機の駆動シャフトの回転数の上昇に伴って圧縮機が吐出する冷媒ガスの流量が増大すると、冷凍サイクルを循環する冷媒の流量が増加して吸入圧領域の圧力が低下し、感圧機構によって弁体が給気通路を開放する方向へ移動され、これにより、吐出室からクランク室への冷媒ガスの供給量が増大し、斜板の傾角が減少されてピストンストロークが減少することで吸入圧の低下が阻止される。【０００５】  つまり、この種の容量制御弁（圧力制御弁）を備えた可変容量圧縮機においては、吸入圧力が設定吸入圧を維持するように圧縮機の吐出容量が自律的に制御されるので、エンジン回転の上昇によりプーリを介して連結した圧縮機の回転数が上昇したとしても、吸入圧を設定吸入圧に保つように吐出容量が低減されることとなる。【０００６】  例えば、斜板の傾斜角がピストンストロークに換算してフルストロークの８０％となる傾斜角（８０％ストローク）であり、圧縮機回転数が２０００ｒ／ｍｉｎで運転している状態から、急加速により圧縮機回転数が８０００ｒ/ｍｉｎまで加速したとすると、吸入圧力が一定に保たれるように自律制御されるため、斜板の傾斜角は約２０％ストロークとなる。【０００７】  この場合、ピストンの側面が受ける負荷は、ストローク量が減ったことにより軽減されるが、ピストンと斜板の間に設けられ、斜板に対して高速で摺動するシューが受ける負荷は、ピストンの上面に作用する圧力（圧縮反力に基づく荷重）がさほど低下しないにも拘らず周速が４倍になるので、シューと斜板との間のＰＶ値は非常に高くなり、焼き付きや異常摩耗を誘発する限界ＰＶ値に近づき、斜板とシューとの摺動面の信頼性を損なう恐れがある。特に冷凍サイクルの熱負荷が高い時にはピストンストロークが大きくなるので、圧縮機の振動が大きくなるという不都合も生じる。【０００８】  このような懸念に対して、前述した先行技術文献においては、圧縮機の駆動シャフトの回転数が所定値以上になった場合に、容量制御弁のソレノイドの入力電流を変更して設定吸入圧を上昇させ、吐出容量を減少させることが提案されている。【０００９】  このような制御方法によれば、圧縮機の回転数が所定値以上になると、吐出容量が減らされるので、ピストンの上面に作用する圧力が低くなり、高速運転時の斜板とシューとの摺動面の信頼性を確保すること���可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−２８０１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  しかしながら、特許文献１の制御方法においては、圧縮機の回転数が所定値以上になったときにソレノイドの入力電流を変更するものであるため、回転数を検出するためのセンサや、ソレノイドへの入力電流を変更するための制御回路が必要となり、圧縮機単体では対応できないという不都合がある。またソレノイドを有さないいわゆる内部制御弁には適用することができない。【００１２】  また、圧縮機の回転数のみによって吐出容量の低減を判断しているため、圧縮機の回転数が高い状態であるが冷凍サイクルの熱負荷が低い場合など、摺動箇所の信頼性を損ねる懸念が低い場合であっても吐出容量を低減させてしまう不都合がある。【００１３】  本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、格別なセンサが無くても高負荷・高回転時に限って圧縮器の吐出量を制限することで、摺動箇所の信頼性を確保することができると共に、高負荷・高回転時での圧縮機の振動を低減することが可能な可変容量圧縮機を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  上記課題を達成するために、本発明に係る可変容量圧縮機は、空調装置の冷凍サイクルに用いられ、この冷凍サイクルから吸入された作動流体を収容する吸入室と、この吸入室から吸入された作動流体を圧縮する圧縮室と、この圧縮室から吐出された作動流体を収容する吐出室と、シャフトが貫通されると共にこのシャフトの回転に伴って回転する斜板を収容するクランク室と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路と、前記給気通路及び／又は前記抽気通路の開度を調節して前記クランク室の圧力を調整する圧力制御弁とを備え、この圧力調節弁により前記吸入室の圧力を設定吸入圧にするよう前記クランク室の圧力を調節して吐出容量を可変させる構成において、前記冷凍サイクルと前記吸入室とを接続する吸入通路上に、この吸入通路の開度を絞ることが可能な吸入絞り弁を設け、前記吸入絞り弁は、内部を通過する作動流体の流量が所定値以下である場合に自身の開度を全開とし、内部を通過する作動流体の流量が前記所定値を超えると、自身の開度を絞るものであることを特徴としている。  尚、ここで、流量とは、質量流量であり、単位時間あたりに吸入絞り弁を通過する作動流体の質量（ｋｇ／ｈ）のことである。【００１５】  したがって、冷凍サイクルと吸入室を連通する吸入通路上に吸入通路の開度を絞ることが可能な吸入絞り弁を設け、内部を通過する作動流体の流量が所定値以下の時は吸入絞り弁の開度が全開となって吸入通路の開度を最大とし、内部を通過する作動流体の流量が所定値を超えると、吸入絞り弁の開度が絞られて吸入通路の開度が絞れられるので、圧縮機の信頼性が損なわれたり、振動が大きくなったりする恐れがない低〜中流量運転時は、吸入通路が絞られることなく従来の可変容量圧縮機と同様に制御される。一方、圧縮機の信頼性が損なわれたり、振動が大きくなったりする恐れがある大流量運転領域には、吸入通路が絞られ始め、吐出量の増加（流量の増加）が制限される。このため、高負荷、高回転時においても圧縮機の流量は所定値を大きく上回ることがなくなり、圧縮機の信頼性が確保される。【００１６】  上記吸入絞り弁としては、内部に作動流体を流すケーシングと、このケーシング内に移動可能に収容され、ケーシング内部を通過する作動流体の流体力により作動流体の流れの順方向に付勢される弁体と、前記ケーシングの作動流体の流入口側において、このケーシングと一体又は別体に設けられ、前記弁体が下流側から着座する弁座部と、前記弁体を前記弁座部に向けて付勢するバネ部材と、を少なくとも備え、前記ケーシングには、前記弁体の下流側において開口する開口部が形成され、前記弁座部は、前記弁体が前記バネ部材の付勢力により着座している状態において、作動流体の流れを許容する流路が形成されており、作動流体の流量が所定値以下である場合に、前記弁体は前記弁座部への着座状態が維持されて前記開口部を全開状態とし、作動流体の流量が所定値を超えると、前記弁体は前記弁座から離れて前記開口部の開度を絞るようにしてもよい。【００１７】  このような構成においては、弁座部に、弁体がバネ部材の付勢力により着座している状態においても作動��体の流れを許容する流路が形成されているので、作動流体の流量が所定値以下の時、例えば作動流体（冷媒）が低〜中流量である通常運転時においては、弁体の弁座部への着座状態が維持されているにも拘らず作動流体は弁体の下流側へ流れ、また弁体の下流側の開口部は全開状態となっているので、吸入通路は、吸入絞り弁によって絞られることなく開度が最大に維持される。【００１８】  これに対して、作動流体の流量が所定の値を超えると、弁体が弁座から離れ、弁体がケーシングの開口部を絞るので、例えば作動流体（冷媒）が大流量となる高負荷高回転運転時には、吸入絞り弁により作動流体の流れが制限される。このため、所定の吐出量を超えて圧縮機が運転されることが制限され、圧縮機の信頼性を確保することが可能となる。【００１９】  ここで、開口部の開度は、前記弁体の前記弁座部からの変位量の増加に伴って小さくなり、且つ、前記弁体の変位量に対して上に凸となる開度特性を有していることが好ましい。【００２０】  このような構成においては、弁体の弁座部からの変位量が大きくなると、開口部の開度が急速に小さくなるので、作動流体の流量が多くなるほど、僅かな弁体の変位に対して、開口部の開度が大きく変化することとなり、所定の流量を超えた後の流量制限機能が鋭敏となる。【００２１】  なお、圧力制御弁は、前記給気通路の開度を開閉可能な弁体と、前記吸入室の圧力が導かれ、前記吸入室の圧力の変動を前記弁体に伝達する感圧機構と、を少なくとも備え、前記吸入室の圧力が所定の設定値を下回ると、前記弁体が前記給気通路の開度を開き始めるようにしても、また、前記抽気通路の開度を開閉可能な弁体と、前記吸入室の圧力が導かれ、前記吸入室の圧力の変動を前記弁体に伝達する感圧機構と、を少なくとも備え、前記吸入室の圧力が所定の設定値を下回ると、前記弁体が前記抽気通路の開度を閉じ始めるようにしてもよい。【００２２】  大流量時に吸入絞り弁によってこの吸入通路の開度が絞られると、吸入絞り弁の前後で圧力差が生じ、吸入室の圧力は、冷凍サイクルの低圧ラインの圧力よりもさらに低下することとなる。一方、圧力制御弁は、吸入室の圧力に感応する感圧機構により弁体の開度を調整するものであるため、冷凍サイクルの低圧ラインの圧力の大きさに拘わらず、吸入室の圧力が設定吸入圧になるようクランク室の圧力を上昇させ、これにより吐出容量を減少させる。このため、作動流体の流量が多くなって所定値に達すると、吸入絞り弁の絞り機能により低下した吸入室の圧力が設定吸入圧を下回らないよう吐出容量が調整され、これにより高負荷高回転時であっても流量が所定値を超えることが制限される。
【発明の効果】
【００２３】  以上述べたように、本発明によれば、冷凍サイクルと前記吸入室とを接続する吸入通路上に、内部を通過する作動流体の流量が前記所定値を超えると、自身の開度を絞る吸入絞り弁を設けたので、作動流体（冷媒）が低〜中流量である通常運転時は、吸入通路を絞ることなく作動流体を流すことができ、作動流体が大流量となる高負荷時や高回転時においては圧縮機の吐出量が所定値より大きく上回ることがなくなる。【００２４】  このため、格別なセンサを設けなくても、高負荷・高回転時に圧縮器の吐出量を制限して、摺動箇所の信頼性を確保することが可能になると共に、高負荷・高回転時での圧縮機の振動を低減することが可能となる。したがって、ソレノイドを有しない圧力制御弁を用いる場合であっても圧縮機の運転状況に応じた吐出量の制限を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る可変容量圧縮機が用いられる冷凍サイクルの構成例を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る可変容量圧縮機を示す断面図である。
【図３】図３は、圧力制御弁の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、吸入絞り弁を示す図であり、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】図５（ａ）は、吸入絞り弁の弁体の変位に対する開口部の開口面積の変化を示す特性線図であり、図５（ｂ）は、吸入絞り弁を流れる流量に対する流れ抵抗の変化を示す特性線図である。
【図６】図６は、吸入絞り弁の作動状態を示す断面図であり、（ａ）は、低〜中流量時の状態を示す図であり、（ｂ）は、大流量時の状態を示す図である。
【図７】図７は、圧縮機の回転数（Comp speed）に対するピストンストロークと圧縮機の吸入側の圧力：Ｐｓ（蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssと吸入室の圧力Ｐsc）の変化を示す特性線図であり、図７（ａ）は、従来の圧縮機の作動特性を示す線図であり、図７（ｂ）は、本発明の作動特性を示す線図である。
【図８】図８は、蒸発器の熱負荷に対する冷凍サイクルの流量と圧縮機の吸入側の圧力：Ｐｓ（蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssと吸入室の圧力Ｐsc）の変化を示す特性線図であり、図８（ａ）は、従来の圧縮機の作動特性を示す線図であり、図８（ｂ）は、本発明の作動特性を示す線図である。
【図９】図９は、吸入絞り弁の他の構成例を示す断面図であり、（ａ）は、低〜中流量時の状態を示す図であり、（ｂ）は、大流量時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、本発明に係る実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００２７】  図１において、車両に搭載される冷凍サイクル１の構成例が示されている。この冷凍サイクル１は、吐出容量を可変するための圧力制御弁２及び冷媒を内部に導く吸入通路の通路面積を可変させる吸入絞り弁３を備えた可変容量型圧縮機（以下、圧縮機という）４、冷媒を冷却する凝縮器５、冷媒を減圧する膨張装置６、空調通路７に配置されて作動流体を蒸発気化する蒸発器８を有して構成されている。この冷凍サイクル１では、圧縮機４の吐出側を凝縮器５を介して膨張装置６に接続し、圧縮機４の吐出側から膨張装置６の流入側に至る経路によって高圧ラインが構成されている。また、膨張装置６の流出側は蒸発器８に接続され、この蒸発器８の流出側は圧縮機４の吸入側に接続されており、膨張装置６の流出側から圧縮機４の吸入側に至る経路によって低圧ラインが構成されている。
【００２８】  したがって、この冷凍サイクル１においては、圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の冷媒として凝縮器５に入り、ここで冷却されて膨張装置６へ送られる。そして、この膨張装置６において減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸発器８においてここを通過する空気と熱交換してガス状となり、しかる後に圧縮機４へ戻される。
【００２９】  図２において、上述した圧縮機４の具体的構成例が示されている。この圧縮機は、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１のリア側にバルブプレート１２を介して組み付けられたリアハウジング１３と、シリンダブロック１１のフロント側に組付けられ、シリンダブロック１１と共にクランク室１４を画成するフロントハウジング１５とを有して構成されている。これらフロントハウジング１５、シリンダブロック１１、バルブプレート１２、及び、リアハウジング１３は、締結ボルト１６により軸方向に締結されて圧縮機４のハウジングを構成している。
【００３０】  フロントハウジング１５とシリンダブロック１１とによって画成されるクランク室１４には、一端がフロントハウジング１５から突出するシャフト１７が収容されている。このシャフト１７のフロントハウジング１５から突出した部分には、軸方向に取り付けられた中継部材１８を介してクラッチ板１９が固定されている。フロントハウジング１５のボス部１５ａには回転自在に外嵌された駆動プーリ２０がクラッチ板１９に対峙して設けられ、クラッチ板１９は、駆動プーリ２０に埋設された励磁電磁コイル２１への通電により駆動プーリ２０に吸着され、駆動プーリ２０に与えられる回転動力がシャフト１７に伝達されるようになっている。
【００３１】  また、このシャフト１７の一端側は、フロントハウジング１５との間に設けられたシール部材２２を介してフロントハウジング１５との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受２３にて回転自在に支持されており、シャフト１７の他端側は、シリンダブロック１１の略中央に形成された収容孔２４に収容されるスラスト軸受２５及びこれに隣接してリア側に設けられたラジアル軸受２６にて回転自在に支持されている。
【００３２】  シリンダブロック１１には、前記収容孔２４と、この収容孔２４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア２７とが形成されており、それぞれのシリンダボア２７には、片頭ピストン３０が往復摺動可能に挿入されている。
【００３３】  前記シャフト１７には、クランク室１４内において、該シャフト１７と一体に回転するスラストフランジ３１が固定されている。このスラストフランジ３１は、シャフト１７に対して略垂直に形成されたフロントハウジング１５の内壁面にスラスト軸受３２を介して回転自在に支持されている。そして、このスラストフランジ３１には、リンク部材３３を介して斜板３４が連結されている。
【００３４】  斜板３４は、シャフト１７上に設けられたヒンジボール３５を介して傾動可能に保持されているもので、スラストフランジ３１の回転に同期して一体に回転するようになっている。これらスラストフランジ３１と斜板３４とによってシャフト１７の回転に同期して回転する動力伝達機構が構成されている。そして、斜板３４の周縁部分には、前後に設けられた一対のシュー３６を介して片頭ピストン３０の係留部３０ａが係留されている。
【００３５】  したがって、シャフト１７が回転すると、これに伴って斜板３４が回転し、この斜板３４の回転運動がシュー３６を介して片頭ピストン３０の往復直線運動に変換され、シリンダボア２７内においてピストン３０とバルブプレート１２とにより画成された圧縮室３７の容積が変更されるようになっている。
【００３６】  バルブプレート１２には、それぞれのシリンダボア２７に対応して吸入孔３８と吐出孔３９とが形成され、また、リアハウジング１３には、圧縮室３７に供給する作動流体を収容する吸入室４１と、圧縮室３７から吐出した作動流体を収容する吐出室４２とが画設されている。吸入室４１は、蒸発器８の出口側に通じる吸入口４３に吸入通路４４を介して連通すると共にバルブプレート１２の吸入孔３８を介して圧縮室３７に連通可能となっている。また、吐出室４２は、凝縮器５の入口側に通じる図示しない吐出口に連通すると共にバルブプレート１２の吐出孔３９を介して圧縮室３７に連通可能となっている。ここで、吸入孔３８は、バルブプレート１２のフロント側端面に設けられた吸入弁４５によって開閉され、吐出孔３９は、バルブプレート１２のリア側端面に設けられた吐出弁４６によって開閉されるようになっている。
【００３７】  この圧縮機４の吐出容量は、ピストン３０のストロークによって決定され、このストロークは、ピストン３０の前面にかかる圧力、即ち圧縮室３７の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストン３０の背面にかかる圧力、即ちクランク室１４内の圧力（クランク室圧Ｐｃ）との差圧によって決定される。具体的には、クランク室１４内の圧力を高くすれば、圧縮室３７とクランク室１４との差圧が小さくなるので、斜板３４の傾斜角度（揺動角度）が小さくなり、このため、ピストン３０のストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、逆に、クランク室１４の圧力を低くすれば、圧縮室３７とクランク室１４との差圧が大きくなるので、斜板３４の傾斜角度（揺動角度）が大きくなり、このため、ピストン３０のストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。
【００３８】  クランク室１４の圧力を調節するために、シリンダブロック１１に形成された通路４７ａ、バルブプレート１２に形成された通孔４７ｂ、及びリアハウジング１３に亘って形成された通路４７ｃによって吐出室４２とクランク室１４とを連通する給気通路４７が形成されている。また、シリンダブロック１１に形成された収容孔２４に収容されるラジアル軸受２６の隙間や収容孔２４に続いて形成されたシリンダブロック１１の連通孔４８ａ、この連通孔４８ａに連通されるバルブプレート１２に形成されたオリフィス孔４８ｂを介してクランク室１４と吸入室４１とを連通する抽気通路４８が形成されている。
【００３９】  そして、この例では、給気通路４７上に設けられた圧力制御弁２により、給気通路４７の開度を調節することで、クランク室１４の圧力（クランク室圧Ｐｃ）を制御するようにしている。ここで、圧力制御弁２は、リアハウジング１３に形成された制御弁装着孔２８に装着されているもので、例えば、特開２００６−１５２８０３号公報などに示されるような圧力制御弁を用いるとよい。図３において、その概略構成が示され、圧力制御弁２は、吐出室４２に通じる吐出圧力導入ポート５１と、クランク室１４に通じる圧力供給ポート５２とを連通する弁孔５３を有し、この弁孔５３の開度を調節する弁体５４と、吸入室４１に通じる吸入圧力導入ポート５５とこの吸入圧力導入ポート５５に通じる感圧室５６と、感圧室５６に導かれた流体の圧力に応動し、圧力が減少すると弁孔５３の開度を増加させる方向へ弁体５４を付勢するベローズ等からなる感圧機構５７と、を備えている。また、この例では、ソレノイド５８の励磁により、弁孔５３の開度を変更させる付勢力を調節するソレノイド部５９がさらに設けられている。
【００４０】  したがって、このような圧力制御弁２を用いることで、吸入室４１の圧力が低くなるほど給気通路の開度が大きくなり、吸入室４１の圧力が設定吸入圧になるように給気通路の開度が自律的に制御されるようになっている。すなわち、吸入室の圧力が設定吸入圧を下回ると、感圧機構が伸長して弁体が弁孔を開く方向に移動するので、給気通路の開度が大きくなり、吐出室からクランク室へ高圧の作動流体が供給される。このため、斜板の揺動角（シャフトの軸心に対して垂直となる垂直面に対する斜板の傾斜角）が小さくなるので、吸引量は小さくなって吸入圧の更なる低下が阻止され、吸入圧を設定吸入圧に維持するように自律的に制御する。逆に、吸入室の圧力が設定吸入圧以上になると、感圧機構が縮小して弁体が弁孔の開度（即ち、給気通路の開度）を小さくし、吐出室からクランク室への高圧の作動流体の供給が制限され、斜板の揺動角を大きくして吸入量を大きくし、吸入圧の増加を阻止して吸入圧を設定吸入圧に維持するように自律的に制御する。
【００４１】  このような圧縮機において、リアハウジング１３には、前述した如く、外部サイクルから冷媒を吸入するための吸入口４３と、吸入口４３から吸入された冷媒を吸入室４１に導く吸入通路４４と、冷媒を外部サイクルへ吐出するための吐出口（図示せず）と、吐出室に吐出された冷媒を吐出口に導く吐出通路（図示せず）とが形成されている。  そして、吸入口４３と吸入室４１を接続する吸入通路４４上には、図４にも示されるような吸入絞り弁３が配置されている。
【００４２】  この吸入絞り弁３は、吸入通路４４の内壁に固定されて内部に作動流体を流すケーシング６１と、このケーシング６１とは別体に形成され、ケーシング６１の上流端部（入り口端部）に嵌合される弁座部６２と、ケーシング６１内において前記弁座部６２に着座可能に収容された弁体６３と、弁体６３を弁座部６２に向けて付勢するバネ部材６４とを有して構成されている。
【００４３】  ケーシング６１は、有底円筒状に形成されているもので、開放端を上流側に向けて吸入通路４４の内壁に固定されているが、周壁の底部近傍は、吸入室４１に臨むようにリアハウジング１３の内壁から離れている。そして、このケーシング６１の周壁６１aの底部近傍には、ケーシングの内外を連通させる開口部６５が周方向に３，４箇所形成されている。
【００４４】  開口部６５の形状は特に特定されるものではないが、ケーシング６１の底部に向かって狭まる形状であることが好ましく、この例では、開口部６５の上辺が下辺よりも長く形成された台形状に形成されている。
【００４５】  ケーシング６１の底部には、開口端に向かって内側に突出した柱状部６６が立設されている。この柱状部６６は、後述するバネ部材６４を支持する部位になると共に、弁体６３の最大リフト量を規制するストッパとして機能する。
【００４６】  弁座部６２は、ケーシング６１の上流端部に嵌合する環状の嵌合部６２ａとこの嵌合部６２ａに続いてケーシング６１の内側において内壁と所定の間隔を開けて軸方向に延設された円筒状の弁座壁６２ｂとから構成され、中央に軸方向に貫通する弁座孔６２ｃが形成されている。
【００４７】  弁座壁６２ｂには、その周囲に下流端から軸方向に切削された切り欠き６２ｄが周方向の３〜４箇所に略等間隔に形成され、後述する弁体６３が弁座部６２の下流端（弁座壁６２ｂ）に着座した状態においても、弁座部６２の弁座孔６２ｃおよび切り欠き６２ｄを介して作動流体が弁座部６２の上流側から下流側へ流れるようになっている。
【００４８】  弁体６３は、下流側が開放された有底円筒状のもので、平坦に形成された頂部６３ａと、ケーシング６１の内周面を摺接する筒部６３ｂと、頂部６３ａと筒部６３ｂとを連接するテーパ部６３ｃとを有して構成されている。頂部６３ａは、筒部６３ｂの外径よりも小さく、且つ、ケーシング６１の柱状部６６の外径よりも大きく形成されている。また、この頂部６３ａは、弁座部６２の弁座壁６２ｂの下流端の内形よりも大きく形成され、弁体６３は弁座壁６２ｂの下流端でのみ当接（着座）できる大きさに形成されている。
【００４９】  弁体６３は、頂部６３ａの外面が前記弁座部６２に当接する位置から頂部６３ａの内面が柱状部６６に当接する位置にかけてケーシング６１の軸方向に移動可能であり、頂部６３ａの外面が弁座部６２に当接した状態においては、弁体６３の筒部６３ｂがケーシング６１の開口部６５にオーバラップすることはなく（ケーシング６１の開口部６５が弁体６３の筒部６３ｂで絞られることはなく）、頂部６３ａの内面が柱状部６６に当接した状態においては、弁体６３の筒部６３ｂがケーシング６１の開口部６５に大きくオーバラップする（ケーシング６１の開口部６５が弁体６３の筒部６３ｂで絞られる）ようになっている。
【００５０】  したがって、ケーシング６１の開口部の開口面積は、図５（ａ）に示されるように、弁体６３が弁座部６２に着座している状態から離れるにつれて、急速に開口面積が小さくなるようなっている。
【００５１】  また、弁体６３のテーパ部６３ｃには、弁体６３の上流側と下流側とを連通させる通孔６３ｄが周方向に複数形成されている。
【００５２】  バネ部材６４は、ケーシング６１の柱状部６６の周囲においてケーシング６１の底部６１aと弁体６３の頂部６３aとの間に弾装されたコイル状の圧縮バネによって構成されている。このバネ部材６４の内径は、前記柱状部６６の外径よりも大きく、且つ、前記弁体６３の頂部６３ａの径よりも小さく形成され、したがって、弁体６３の内側において弁体６３の頂部６３ａとケーシング６１の底部６１ａとの間に柱状部６６によって径方向のずれが規制されつつ弾装されている。
【００５３】  このバネ部材は、バネ定数を極力低く設定すると共に、弁体が所定の流量（単位時間あたりに吸入絞り弁を通過する作動流体の質量、例えば１９０ｋｇ／ｈ）以下では動かずに弁体に十分な予荷重を与えることができるように設定されており、図５（ｂ）に示されるように、流量が所定値Ｘに達するまでは弁体の変位を抑えることができ、流量が所定値Ｘを超えた場合に弁体を大きく変位させ、開口部を十分に絞らせることができるようになっている。  すなわち、弁体は、流体が所定値を超えるまでは変位せずに開口部を全開状態とし、流量が所定値を超えた時点で開口部の開度を一気に絞って流れ抵抗を急増させる特性を備えている。
【００５４】  したがって、吸入絞り弁３は、弁座部６２の弁座孔６２ｃおよび切り欠き６２ｄ、弁体６３の通孔６３ｄ、及びケーシング６１の開口部６５を介してケーシング６１の内部に上流側から下流側へ作動流体を流す冷媒流路が形成され、この冷媒流路は、弁体６３による開口部６５の絞りにより絞られ、弁体６３が弁座部６２に着座している場合には、冷媒流路は絞られず（吸入絞り弁３の開度は全開となり）、吸入通路４４の開度は最大となる。また、弁体６３が弁座部６２から離れるにつれて、開口部６５が弁体６３の筒部６３ｂによって絞られるので（ケーシング内部の冷媒流路は絞られるので）、吸入通路４４の開度が絞られるようになっている。
【００５５】  すなわち、吸入絞り弁３を通る作動流体の流量が所定値以下である場合には、図６（ａ）に示されるように、吸入通路４４から吸入された作動流体は、弁座部６２を介してケーシング６１内に流入するが、弁座部６２には、弁体６３がバネ部材６４によって押し付けられて着座しているため、弁座孔６２ｃを通過した作動流体は、弁体６３に衝突した後、径方向外側へ向きを変えて切り欠き６２ｄを介して弁座部６２からケーシング６１の内部に流入する。
【００５６】  この際、作動流体は、弁体６３に衝突することにより弁体６３をバネ部材６４のバネ力に抗して柱状部６６に近接させようとする流体力を有するが、流量が所定値以下のときは、バネ部材６４による付勢力の方が大きいため、弁体６３は動くことなく、弁座部６２に着座した状態を維持する。
【００５７】  このため、弁体６３はケーシング６１の開口部６５を絞ることはなく、ケーシング内に流入した作動流体は、弁体６３の通孔６３ｄを介して弁体６３の上流側から下流側へ流れ、しかる後に、ケーシング６１の開口部６５から吸入絞り弁３の下流側へ流出し、吸入室４１に供給される。
【００５８】  これに対して、吸入絞り弁３を通る作動流体の流量が所定値を超えると、弁体６３に作用する流体力がバネ部材６４の付勢力を上回る。このため、弁体６３は、図６（ｂ）に示されるように、バネ部材６４の付勢力に抗してケーシング６１の内面に沿って底部６１ａに向かって変位し、この弁体６３の変位によって、弁体の筒部６３ｂがケーシング６１の開口部６５を絞り始める。
【００５９】  バネ部材６４は、作動流体が所定の流量を超えた場合に弁体６３を大きく変位させる特性を有しているので、作動流体が所定の流量を超えた場合に、ケーシング６１の開口部６５は一気に絞られ、吸入室４１の圧力が大きく低下することになる。
【００６０】  以上の構成において、蒸発器８の周囲の温度が高い場合（熱負荷が高い場合）に圧縮機４を稼働させた場合についてみると、吸入絞り弁３がない従来の構成においては、図７（ａ）の線図に示されるように、圧縮機４の回転数が小さいうちは、熱負荷に見合う冷媒量を確保できていないため、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssは高く、これに伴い吸入室４１の圧力Ｐscも高い状態にある。このため、給気通路４７は閉じてクランク室圧は低くなっているので、ピストンストロークは最大（１００％）となっている。なお、図７（ａ）において、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssに対して、吸入室４１の圧力Ｐscが低くなっているのは、作動流体が吸入通路を通過する際に生じる僅かな圧力損失を、明瞭化のため誇張して示したものである。
【００６１】  圧縮機４の回転数が大きくなると、冷媒量も多くなってくるので、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssは徐々に低くなり、これに伴って吸入室４１の圧力Ｐscも徐々に低くなってくるが、熱負荷に見合う冷媒量が得られていないうちは、ピストンストロークは、依然として最大（１００％）の状態である。
【００６２】  圧縮機４の回転数がさらに高くなり、吸入室の圧力Ｐscが設定吸入圧力に到達すると、圧力制御弁２により給気通路４７が開かれ、クランク室１４の圧力が上昇しピストンストロークが減少しはじめる。このため、圧縮機の回転数が高くなっても、それに合わせてピストンストロークが小さくなるので、吸入室の圧力Ｐscは設定吸入圧を維持するように一定となる。
【００６３】  上述の説明において、吸入室の圧力吸入圧力Ｐscが設定吸入圧力に到達してピストンストロークが減少し始める回転数をＲとすると、熱負荷が高い時は、同じ冷媒流量でもバランスする低圧圧力が高くなるので、より高いＲに達するまでは、ピストンストロークが減少しないこととなる。よって、吸入絞り弁を有しない従来の構成においては、高負荷時において圧縮機を高回転領域まで稼働しなければ、ピストンストロークを小さくすることができず（吸入圧を設定吸入圧まで低下させることができず）、吐出量が圧縮機が信頼性を維持することが可能な値を上回ったり、圧縮機の振動が大きくなったりするものであった。
【００６４】  これに対して吸入絞り弁３を設けた場合には、図７（ｂ）の線図に示されるように、圧縮機の回転数が小さいうちは、従来と同様に、熱負荷に見合う冷媒量を確保できていないため、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssは高く、これに伴い吸入室の圧力Ｐscも高い状態であり、給気通路は閉じてクランク室圧は低くなっているので、ピストンストロークは最大（１００％）となる。しかしながら、コンプレサの回転数が増加し、吐出量が吸入絞り弁３の弁体６３が変位する流量Ｘに達すると、吸入絞り弁３により吸入通路４４が一気に絞られ、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssに拘わらず、吸入室の圧力Ｐscのみが低下し設定吸入圧に到達する。このため、給気通路４７は開状態となり、クランク室１４が高められてピストンストロークは小さくなり、吐出量の増大が抑えられる。ピストンストロークが減少し始める圧縮機の回転数は、吸入絞り弁がない場合の回転数Ｒより低いＲｘとなる。
【００６５】  この状態においては、熱負荷に見合う冷媒量が確保されているわけではなく、流量が大きくなったときに吸入絞り弁３が動作することによって圧力制御弁２が動作する環境を疑似的に形成することで、快適な空調状態の形成に優先して圧縮機の吐出容量が所定値より大きく上回ることを回避し、圧縮機の振動を抑えるようにしたものである。
【００６６】  また同様に、圧縮機が高回転で稼働している状態において吸入絞り弁の有無について比較してみると、吸入絞り弁がない従来の構成においては、図８（ａ）の線図に示されるように、蒸発器の周囲の温度（熱負荷）が低いうちは、ピストンストロークを減少させても十分に吸入圧力を設定圧力に維持できているが、熱負荷の増大に伴いピストンストロークが大きくなり、ついには高回転で運転しているにも関わらず、ピストンストロークが１００％に達する。その後さらに熱負荷が上昇すると、熱負荷に見合う冷媒量が得られないため、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssは徐々に高くなり、これに伴って吸入室４１の圧力Ｐscも徐々に高くなってくる。
【００６７】  これに対して、吸入絞り弁３を設けた場合には、圧縮機４が高回転で稼働している状態においては、図８（ｂ）の線図に示されるように、蒸発器の周囲の温度（熱負荷）が大きくなるほど、熱負荷に見合う冷媒量を得るためにピストンストロークは大きくなって冷媒流量が多くなるが（蒸発器出口の冷媒圧力が高くなるので、吸入室の圧力Ｐｓを設定吸入圧に保つためにはピストンストロークが大きくなって冷媒流量を多くするが）、流量が吸入絞り弁３の弁体を変位させる量Ｘに達すると、吸入絞り弁３により吸入通路４４が絞られるので、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssの上昇に拘わらず、吸入室の圧力は設定吸入圧を下回った状態が継続されることとなり、制御弁２が給気通路の開状態を維持させ、冷媒流量は、それ以上に多くなることはなくなる。冷媒流量は１００％ストロークの量に達する前に（例えば８０％）頭打ちになってしまうので、熱負荷に見合う流量が得られなくなり、蒸発器下流側の低圧ラインの圧力Ｐssは徐々に高くなるが、吸入通路４４は、吸入絞り弁により絞られているので、吸入室４１の圧力Ｐscは低い状態でほぼ一定に保たれる。
【００６８】  この状態においては、熱負荷に見合う冷媒量が確保されているわけではないが、冷媒流量を抑えることで（ピストンストロークが最大になることを抑えることで）、快適な空調状態の形成に優先して圧縮機の吐出容量が所定値より大きく上回ることをなくし、圧縮機の振動を抑えるようにしている。
【００６９】  したがって、上述の構成においては、吸入通路上に、内部を通過する作動流体の流量が所定値を超えると自身の開度を絞る吸入絞り弁を設けたので、作動流体（冷媒）が低〜中流量である通常運転時においては、吸入通路を絞ることなく作動流体を流すことができる一方、作動流体が大流量となる高負荷時や高回転時においては、圧縮機の吐出量が所定の値を大きく上回ることがなくなる。
【００７０】  このため、格別なセンサを設ける必要がなく、高負荷・高回転時に圧縮器の吐出量を制限して、摺動箇所の信頼性を確保することが可能になり、また、高負荷・高回転時での圧縮機の振動を低減することが可能となる。したがって、上述の例では、ソレノイド５８を有する圧力制御弁２の例を挙げたが、ソレノイドを有しない圧力制御弁を用いる場合であっても圧縮機の運転状況に応じた吐出容量の制限を行うことが可能となる。
【００７１】  以上の例では、弁座部６２がケーシング６１の作動流体の流れの入り口側に別体に設けられている例を示したが、ケーシング６１の作動流体の流れの入り口側に一体に設けるようにしてもよい。  また、上述の例では、弁体６３によってケーシング６１の開口部を直接開閉する例を示したが、弁体６３の動きに連動して開口部を間接的に開閉させるようにしてもよい。
【００７２】  このような吸入絞り弁３の例が図９に示されており、以下、この吸入絞り弁３について説明する。  この例では、ケーシング６１の軸方向の上流端部に内側に突出する円筒状の弁座壁６１ｂによって形成された弁座部６２が一体に形成され、中央に軸方向に貫通する弁座孔６２ｃが形成されている。この例においても、弁座壁６１ｂには、その周囲に下流端から軸方向に切削された切り欠き６２ｄが周方向の３〜４箇所に略等間隔に形成され、弁体６３が弁座部６２の下流端（弁座壁６１ｂ）に着座した状態においても、弁座部６２の弁座孔６２ｃおよび切り欠き６２ｄを介して作動流体が弁座部６２の上流側から下流側へ流れるようになっている。
【００７３】  また、ケーシング６１の底部６１ａである軸方向の下流端部には、その略中央に開口部６５が形成され、この開口部６５の周縁を内側に突出させてバネ受け６８が形成されている。そして、このバネ受け６８にコイル状のバネ部材６４の一端が係合保持され、このバネ部材６４の他端にケーシング６１の軸方向に変位可能な弁体６３が取り付けられている。
【００７４】  したがって、吸入絞り弁３の上流側と下流側とは、弁座部６２に形成された弁座孔６２ｃおよび切り欠き６２ｄと、バネ部材６４のコイルの線間隙間を介して連通可能となっており、バネ部材６４が収縮してコイルの線間隙間が無くなると、ケーシング６１の開口部６５は閉鎖された状態となる。  この例においても、バネ部材６４のセット力は、図５（ｂ）に示されるように、流量が所定値に達するまでは弁体６３の変位を抑えることができ、流量が所定値を超えた場合に弁体６３を大きく変位させ、開口部６５を十分に絞らせることができるようになっている。すなわち、バネ部材６４は、流量が所定値に達するまでは弁体６３を弁座部６２に着座させることができる予荷重を有し、また、弁体６３が弁座部６２から離反するほど、コイルの線間隙間を小さくすることで開口部を絞るようにしている。  このような構成においても、前記実施例と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００７５】  また、上述の例では、弁体６３がバネ部材６４の付勢力によって着座している状態において、作動流体の流れを許容する切り欠き（流路）６２ｄを弁座部６２に形成したが、弁座部６２の流路に替えて、又は加えて、弁体６３の頂部６３ａを貫通する流路を形成して作動流体をケーシング６１の内部に流入させるようにしてもよい。
【００７６】  なお、上述の例では、給気通路に圧力制御弁を設け、吸入室の圧力が設定吸入圧を下回ると、弁体が給気通路の開度を開き始める例について説明したが、圧力制御弁は、抽気通路の開度を開閉可能な弁体と、吸入室の圧力が導かれ、吸入室の圧力の変動を前記弁体に伝達する感圧機構と、を少なくとも備えものとし、吸入室の圧力が設定吸入圧を下回ると、弁体が抽気通路の開度を閉じ始めるものであっても同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００７７】  １  冷凍サイクル  ２  圧力制御弁  ３  吸入絞り弁  ４  圧縮機  １４  クランク室  １７  シャフト  ３４  斜板  ３７  圧縮室  ４１  吸入室  ４２  吐出室  ４７  給気通路  ４８  抽気通路  ５４  弁体  ５７  感圧機構  ６１  ケーシング  ６２  弁座部  ６２ｄ  切り欠き  ６３  弁体  ６４  バネ部材  ６５  開口部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2017170467.tif 000013
2017170467.tif 000014
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