(57)【要約】【課題】微小流量時への移行時においても通路断面を徐々に変化させることで急激な吸入特性の変化を回避することが可能な開度調整弁と、これを用いた可変容量型圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に配置され、流路の開口面積を可変制御する開度調整弁において、複数の透孔４３が形成された周壁を有する筒状のケース部材４１と、ケース部材４１に軸方向で摺動可能に収容され、復帰ばね５０により閉弁方向へ付勢された弁体４２と、弁体４２よりも上流側で透孔４３の開口領域を残すように該弁体４２の閉弁方向への移動を規制するストッパー部５５とを具備する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に配置され、前記流路の開口面積を可変制御する開度調整弁において、
複数の透孔が形成された周壁を有する筒状のケース部材と、
前記ケース部材に軸線方向で摺動可能に収容され、復帰ばねにより閉弁方向へ付勢された弁体と、
前記弁体よりも上流側で前記透孔の開口領域を残すように該弁体の閉弁方向への移動を規制するストッパー部とを具備することを特徴とする開度調整弁。
【請求項２】
前記ストッパ部を、前記周壁の隣り合う透孔間に形成された支柱部の内側に配設することを特徴とする請求項１記載の開度調整弁。
【請求項３】
前記復帰ばねと前記弁体とは前記ケース部材に上流側から収容され、前記ストッパー部は上流側から前記ケース部材に装着される蓋部材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の開度調整弁。
【請求項４】
前記蓋部材は、自身に設けられた爪部を前記ケース部材に係止させることで該ケース部材に固定されることを特徴とする請求項３記載の開度調整弁。
【請求項５】
前記爪部と前記ストッパー部とは別々に形成されていることを特徴とする請求項４記載の開度調整弁。
【請求項６】
前記爪部と前記ストッパー部とは一体に形成されていることを特徴とする請求項４記載の開度調整弁。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の開度調整弁を備えたことを特徴とする可変容量型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に設けられ、流路の開度を可変制御する開度調整弁と、この開度調整弁を用いた可変容量型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量型圧縮機において、吸入弁を通過するガス量が減少する低流量域では、吸入弁の自励振動が発生し、この自励振動により引き起こされるガスの圧力脈動がシステムの流入路を伝播して蒸発器に到達し、蒸発器が振動して騒音が発生する不都合がある。
【０００３】
このため、従来においては、圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に、該流路の開口面積を制御する開度制御弁を設け、この開度制御弁により、吸入流量が少ないときに吸入路の開口面積を小さくし、吸入流量が大きいときに吸入路の開口面積を大きくするようにした構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、上述の開度調整弁にあっては、微小流量時に開度調整弁の弁体に微小反復移動が生じ、この微小反復移動よって冷媒ガスの圧力脈動が惹起され、この冷媒ガスの圧力脈動が吸入ポートから外部冷媒回路へ伝播し、この圧力脈動により蒸発器が同様に振動して騒音が発生する不都合が指摘されている。
【０００５】
このため、微小流量時においても冷媒ガスが流れるようにバイパス通路を設けると共に、復帰バネが内臓されたエアダンパのピストンにより弁体を形成することで周期の短い変動外力に弁体が追従しないようにし、微小流量時における弁頭部体の微小反復移動による圧力脈動を抑制するようにした構成が考えられている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−１５３８５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８９１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献２で示される構成においては、微小流量時においても冷媒が流れるようにバイパス通路が設けられ、それによる不具合をエアダンパを形成して解消しようとするものであるが、バイパス通路は、圧力調整弁のケースを切り欠いて形成され、流路を閉塞した後にこの切欠きを介して冷媒を流す構成であるため、流路が徐々に小さくなる過程では開口面積はほぼリニアに変化するものの、微小流量時には冷媒の通路面積が切欠きの断面積のみとなり、通路面積が急激に変化するため、吸入特性が急変し、性能低下を招く不都合がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、微小流量時への移行時においても通路断面を徐々に変化させることで急激な吸入特性の変化を回避することが可能な開度調整弁と、これを用いた可変容量型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】
【０００８】
上記課題を達成するために、この発明に係る開度調整弁は、圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に配置され、前記流路の開口面積を可変制御するものにおいて、複数の透孔が形成された周壁を有する筒状のケース部材と、前記ケース部材に軸方向で摺動可能に収容され、復帰ばねにより閉弁方向へ付勢された弁体と、前記弁体よりも上流側で前記透孔の開口領域を残すように該弁体の閉弁方向への移動を規制するストッパー部とを具備することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
したがって、微小流量時においては、弁体が復帰ばねにより閉弁方向へ移動し、弁体の上流側と透孔との連通を遮断しようとするが、弁体よりも上流側で透孔の開口領域を残すように弁体の閉弁方向への移動がストッパー部により規制されるので、このストッパ部により、弁体の上流側と透孔との連通が完全に閉塞されることがなくなる。このため、透孔が完全に閉塞されることによる通路断面の急変を防いで弁体の上流側と下流側との間の通路断面を高流量時から微小流量時にかけて徐々に変化させることが可能となり、微小流量時へ移行した時に通路断面が急激に変化することを防ぐことが可能となる。
【００１０】
特に、ストッパ部を、ケース部材の周壁の隣り合う透孔間に形成された支柱部の内側に配設する構成とすることで（請求項２）、ストッパ部が透孔によって形成される通路断面の一部を遮ることがなくなり、弁体の変位に伴い通路断面の連続的な変化を確実にすることが可能となる。また、最大開口時の開口面積を大きくとることができる。
【００１１】
また、復帰ばねと弁体とをケース部材に上流側から収容し、ストッパー部を上流側からケース部材に装着された蓋部材の例えば周縁に形成するとよい（請求項３）。このような構成においては、蓋部材が上流側からケース部材に装着されるので、蓋部材が吸入される流体圧によって外れる恐れがなくなる。
【００１２】
ここで、蓋部材を、自身に設けられた爪部を前記ケース部材に係止させることで該ケース部材に固定するようにしてもよい（請求項４）。このような構成にあっては、爪部とストッパー部とを別々に形成するようにしても、爪部とストッパー部とを一体に形成するようにしてもよい（請求項５，６）。
【００１３】
以上のような開度調整弁は、圧縮機として特に可変容量型圧縮機に用いた場合、即ち、作動流体の流量を微小流量とすることが可能な圧縮機を用いた場合に有用である（請求項７）。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、この発明によれば、圧縮機の吸入ポートと吸入室とを連通する流路に配置されて流路の開口面積を可変制御する開度調整弁を、透孔が周壁に複数形成されたケース部材と、このケース部材に収納されて復帰バネにより閉弁方向へ付勢された弁体とを有して構成し、弁体の閉弁方向への動きを、ストッパ部によって弁体よりも上流側で透孔の開口領域が残るように規制したので、弁体の上流側と透孔との間の通路断面を高流量時から微小流量時にかけて徐々に変化させて通路断面の急激な変化を防ぐことが可能となり、吸入特性の急変を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した可変容量型圧縮機が示されている。この圧縮機は、例えばクラッチレスタイプの斜板型可変容量圧縮機であり、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１のリア側にバルブプレート２を介して組み付けられたリアヘッド３と、シリンダブロック１のフロント側を覆うように組付けられ、シリンダブロック１のフロント側でクランク室４を画成するフロントヘッド５とを有して構成されている。これらフロントヘッド５、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、締結ボルト６により軸方向に締結されている。
【００１７】
クランク室４に配される駆動軸７は、フロントヘッド５及びシリンダブロック１にベアリング８，９を介して回転自在に保持されており、この駆動軸７は、図示しない走行用エンジンとベルト及びプーリを介して接続され、走行用エンジンの動力が伝達されて回転するようになっている。
【００１８】
シリンダブロック１には、前記ベアリング９が収容される凹部１１と、この凹部１１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１２とが形成されており、それぞれのシリンダボア１２には、片頭ピストン１３が往復摺動可能に挿入されている。
【００１９】
前記駆動軸７には、クランク室４内において、該駆動軸７と一体に回転するスラストフランジ１４が固定されている。このスラストフランジ１４は、駆動軸７に対して略垂直に形成されたフロントヘッド５の内壁面にスラスト軸受１５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１５には、リンク部材２０を介して斜板２１が連結されている。
【００２０】
斜板２１は、駆動軸７上に設けられたヒンジボール２２を介して傾動可能に保持され、スラストフランジ１４の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２１の周縁部分には、前後に設けられた一対のシュー２３を介して片頭ピストン１３の係合部１３ａが係留されている。
【００２１】
したがって、駆動軸７が回転すると、これに伴って斜板２１が回転し、この斜板２１の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン１３の往復直線運動に変換され、シリンダボア１２内において片頭ピストン１３とバルブプレート２との間に形成された圧縮室２５の容積を変化するようにしている。
【００２２】
前記バルブプレート２には、それぞれのシリンダボア１２に対応して吸入孔３１及び吐出孔３２が形成され、また、リアヘッド３には、圧縮室２５に供給する作動流体を収容する吸入室３３と、圧縮室２５から吐出した作動流体を収容する吐出室３４とが画設されている。この例において、吸入室３３は、リアヘッド３の中央部分に形成され、吐出室３４は吸入室３３の周囲に形成されている。
【００２３】
吸入室３３は、外部冷媒回路の低圧側（蒸発器の出口側）に接続される吸入ポート３５に連通し、吐出室３４は、外部冷媒回路の高圧側（放熱器の入口側）に接続される図示しない吐出ポートに連通している。また、吸入室３３は、図示しない吸入弁によって開閉される前記吸入孔３１を介して圧縮室２５に連通可能となっており、吐出室３４は、図示しない吐出弁によって開閉される前記吐出孔３２を介して圧縮室２５に連通可能となっている。
【００２４】
この圧縮機の吐出容量は、ピストン１３のストロークによって決定され、このストロークは、駆動軸７と垂直な面に対する斜板２１の傾斜角度によって決定される。即ち、ピストン１３の前面にかかる圧力、即ち圧縮室２５の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストン１３の背面にかかる圧力、即ちクランク室４の圧力（クランク室圧）との差圧、及び、ピストンストロークを小さくする方向にヒンジボール２２を付勢するデストロークスプリング２８の付勢力とがバランスするところで斜板２１の傾きが決定され、これによりピストンストロークが決定されて吐出容量が決定されるようになっている。
【００２５】
尚、リアヘッド３には、吐出室３４とクランク室４との連通状態、及び、クランク室４と吸入室３３との連通状態の少なくとも一方を可変制御する図示しない圧力制御弁が装着され、この圧力制御弁によって、クランク室４の圧力を制御し、ピストンストローク、即ち、吐出容量を調節するようにしている。
【００２６】
したがって、駆動軸７が回転すると斜板２１が所定の傾斜を有して回転するので、斜板２１の縁部は駆動軸７の軸方向に所定の幅で揺動することとなる。これにより、斜板２１の縁部に保持されたピストン１３は、駆動軸７の軸方向に所定のストロークで往復動し、シリンダボア１２内に画成された圧縮室２５の容積を変化させ、吸入行程時においては、吸入弁によって開閉される吸入孔３１を介して吸入室３３から圧縮室２５に冷媒を吸引し、圧縮行程時においては、吐出弁によって開閉される吐出孔３２を介して圧縮された冷媒を圧縮室２５から吐出室３４に吐出するようにしている。
【００２７】
このような圧縮機において、吸入ポート３５の下流側、即ち、吸入ポート３５と吸入室３３とを連通する流路３６には、開度調整弁４０が配設されている。
この開度調整弁４０は、図２乃至図５に示されるように、有底円筒状のケース部材４１を有し、このケース部材４１に弁体４２が軸線方向で摺動可能に収容されている。
【００２８】
ケース部材４１は、周壁に複数の透孔（例えば４つの透孔）４３が等間隔に形成され、隣り合う透孔間にケース部材４１の上流端開口部４１ｂと底部４１ａとを連結する所定幅の支柱部４４が形成されている。ケース部材４１の底部４１ａには、中央に所定の径の通孔４５が形成され、その周囲に環状溝４６が形成されて後述する復帰ばねを受けるバネ受けとしている。また、上流端開口部４１ｂには、透孔４３が形成された周壁よりも内径を大きくした蓋体載置部４７が形成され、透孔４３は、略矩形状に形成されており、その上流縁中程に上流端開口部４１ｂへ向かって切り欠かれた係合代４９が形成されている。
【００２９】
弁体４２は、ケース部材４１との間に所定のクリアランスが確保されるように、ケース部材４１の内径にほぼ等しい径に形成された有底円筒状に形成され、下流側（図中、下方）が開口するように収容されている。そして、下流側より復帰ばね５０の一端部を収容可能とし、この復帰ばね５０をケース部材４１の環状溝４６との間に弾装し、この復帰ばね５０により、上流端開口部４１ｂを閉塞する閉弁方向（上流側）へ常時付勢されている。
【００３０】
そして、ケース部材４１の上流端開口部４１ｂには、蓋部材５１が係合されている。この蓋部材５１は、リング状に形成されているもので、リング部５２の側方には、蓋体載置部に保持されるように径方向外方に向かって突出された係止突部５３が周方向に等間隔に複数形成されている。
【００３１】
また、リング部５２の下端には、下流側（図中、下方）に向かって延設された爪部５４が透孔の数に合わせて等間隔に形成されている。この例において爪部５４は、隣り合う係止突部５３の間からケース部材４１の軸線方向に（図中の下方に向かって）延設され、９０度の間隔で４箇所に形成され、先端部に外方へ突出する返し５４ａが形成され、この返し５４ａを前記透孔４３の上流端縁に形成された係合代４９に収容することによって係合可能としている。したがって、爪部５４は、透孔４３の上流端縁よりも下流側へ突出しないように係合代４９に係合されている。
【００３２】
さらに、隣り合う爪部５４間には、下流側に延びて弁体４２よりも上流側で透孔の開口領域を残すように該弁体４２の閉弁方向への移動を規制するストッパー部５５が形成されている。このストッパ部５５は、ケース部材４１の支柱部４４の位置に合わせて形成されており、支柱部４４の幅に等しいか、それより小さい幅に形成されており、この例では、係止突部５３の下方に配置されており、支柱部４４の内側に透孔４３に臨むことなく形成されている。このストッパ部５５の先端は、爪部５４の先端よりも下流側で、且つ、透孔４３の上流端縁よりも下流側に位置している（ストッパ部５５の下流側への延出量は、爪部５４の下流側への延出量よりも大きくなっており、透孔４３の上流側端縁よりも下方に突出している）。
【００３３】
以上の構成において、高流量時には、吸入ポート３５から流入する冷媒量も多くなるので、弁体４２が復帰ばね５０のばね力の抗して下流側へ変位し、図３に示されるように、ケース部材４１の底部４１ａに当接し、弁体４２の上流側に形成される透孔４３の開口領域が最大となる。したがって、吸入ポート３５から流入した冷媒は、透孔４３からカバー部材４１の周囲へ抜けて吸入室３３に導かれることとなる。
【００３４】
そして、冷媒流量が低下してくると、弁体４２は、上流側から受ける冷媒の圧力と下流側から受ける復帰ばね５０のばね力とが釣り合った位置まで変位し、吸入する冷媒流量に応じて弁体４２よりも上流側に形成される透孔４３の開口領域の大きさが変化することとなる。
【００３５】
これに対して、微小流量時においては、復帰ばね５０のばね力が弁体４２を上流側から押す冷媒の力に打ち勝ち、弁体４２を移動可能な最も上流側へ変位させる。この際、蓋部材５１に形成されたストッパ部５５の先端は透孔４３の上流端縁よりも下流側へ突出しているので、弁体４２は、ストッパ部５５に当接して上流側へのそれ以上の変位が阻止され、弁体４２の上流側には、この弁体４２によって閉塞されない透孔４３の開口領域が残される。このため、吸入ポート３５から流入した冷媒は、この弁体４２よりも上流側の透孔４３の開口領域からカバー部材５１の周囲へ抜けて吸入室３３に導かれることとなる。
【００３６】
したがって、上述の構成においては、微小流量時においても、弁体４２よりも上流側で透孔４３の開口領域を残すように弁体４２の閉弁方向への移動がストッパー部５５により規制されるので、このストッパ部５５により、弁体４２の上流側と透孔４３との連通が完全に遮断されることがなくなる。このため、弁体４２の上流側と透孔４３との間の通路断面を高流量時から微小流量時にかけて徐々に変化させることが可能となり、微小流量時へ移行した時に通路断面が急激に変化することを防ぐことが可能となり、吸入特性の急変を回避することが可能となる。
【００３７】
特に、この例においては、ストッパ部５５がケース部材４１の周壁の隣り合う透孔４３間に形成された支柱部４４の内側に配設されているので、ストッパ部５５が透孔４３よりも下流側に突出していても、透孔４３の開口面積を遮ることがなくなり、弁体４２の変位に伴い通路断面の連続的な変化を確保することが可能となる。
【００３８】
また、復帰ばね５０や弁体４２をケース部材４１に上流側から収容し、ケース部材４１の上流側開口端に蓋部材５１を上流側から装着させるようにしているので、蓋部材５１が吸入される流体圧によって外れる恐れはなく、強度的に強固な構造を得ることが可能となる。
【００３９】
図６において、上記開度調整弁の変形例が示されている。上述した構成例では、ストッパ部５５を爪部５４間に配設し、ストッパ部５５を爪部５４と別体に形成するようにしていたが、この例においては、ストッパ部５５と爪部５４とを一体に形成し、ストッパー部５５を爪部５４の先端から下流側へ延設するように形成するようにしている。尚、他の構成は、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
このような構成においては、ストッパー部５５を支柱部４４の内側に配置させることができなくなるが、透孔４３を完全に閉塞する前の段階で弁体をストッパ部５５に当接させて閉方向への移動を規制するようにしているので、ストッパ部５５が小さく形成されている限り、微小流量時へ移行した時に通路断面が急激に変化することを防ぐことが可能となり、吸入特性の急激な変化を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係る可変容量型圧縮機の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、吸入ポートと吸入室とを連通する流路に開度調整弁を配設した部分の拡大図である。
【図３】図３は、高流量時における開度調整弁の状態を示す図であり、図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図３（ｂ）は斜視図である。
【図４】微小流量時における開度調整弁の状態を示す図であり、図４（ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図４（ｂ）は斜視図である。
【図５】図５は、開度調整弁を示す分解図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図５（ｂ）は斜視図である。
【図６】図６は、開度調整弁の他の例を示す図であり、図６（ａ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図５（ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
３３  吸入室
３５  吸入ポート
３６  流路
４０  開度調整弁
４１  ケース部材
４２  弁体
４３  透孔
４４  支柱部
５０  復帰ばね
５１  蓋部材
５４  爪部
５５  ストッパ部
【図１】
2007327446.tif 000003
【図２】
2007327446.tif 000004
【図３】
2007327446.tif 000005
【図４】
2007327446.tif 000006
【図５】
2007327446.tif 000007
【図６】
2007327446.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月6日(2007.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このため、微小流量時においても冷媒ガスが流れるようにバイパス通路を設けると共に、復帰バネが内蔵されたエアダンパのピストンにより弁体を形成することで周期の短い変動外力に弁体が追従しないようにし、微小流量時における弁頭部体の微小反復移動による圧力脈動を抑制するようにした構成が考えられている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−１３６７７６号公報
【特許文献２】特開２００１−２８９１７７号公報