(57)【要約】【課題】可変容量圧縮機用制御弁の装着部分の構造を簡素化して低コストの可変容量圧縮機にする。【解決手段】可変容量圧縮機用制御弁２３を、シリンダヘッド１９の部屋２５に収容し、シリンダブロック１５の側からナット２８で弁板２６に固定するようにし、冷媒入口３２がクランク室に連通する部屋２４に開口するようにした。弁板２６がクランク室と吸入室とを隔てる隔壁の機能を有することで、シール部材が不要になる。また、可変容量圧縮機用制御弁２３の要部がシリンダヘッド１９の部屋２５に位置しているので、シリンダブロック１５には、シリンダヘッド１９の吸入室２０へ連通させるための複雑な形状の溝を形成する必要がない。これにより、可変容量圧縮機１のコストを低減することができる。【選択図】図２
2013160143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室および吸入室に通じる部分に装着されて前記クランク室の圧力を制御する可変容量圧縮機用制御弁を有する可変容量圧縮機において、
シリンダブロックに形成されて前記クランク室に連通する第１の部屋と、
前記第１の部屋に対応する位置のシリンダヘッドに形成されて前記吸入室に連通する第２の部屋と、
前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに挟持されて前記第１の部屋と前記第２の部屋とを隔離する弁板と、
冷媒入口が前記第１の部屋に位置し、冷媒出口が前記第２の部屋に位置するように前記弁板に取り付けられた前記可変容量圧縮機用制御弁と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記可変容量圧縮機用制御弁は、前記クランク室から前記吸入室へ流れる冷媒の流量を制御する弁部および前記吸入室の吸入圧力を検出する感圧部材が前記第２の部屋の中に設置されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記第１の部屋は、前記可変容量圧縮機のシャフトの軸受の設置位置に隣接して前記シャフトの軸線上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記可変容量圧縮機用制御弁は、一端側に前記冷媒入口を有し、他端側に弁座および弁体が配置された筒状のボディを有する弁部と、前記弁部の他端側の前記ボディに結合されて前記吸入室の吸入圧力に応じて前記弁部の開度を制御するとともに前記冷媒出口を有するパワーエレメントとを備え、
前記ボディを前記弁板に設けられた開口部に貫通配置し、前記パワーエレメントのハウジングと前記ボディに螺合されたナットとで前記弁板を挟み、前記ナットによる締め付けで前記可変容量圧縮機用制御弁を前記弁板へ取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成するものであって冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁を備えた可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、エンジンの回転数に応じて冷媒の圧縮容量を変え、冷媒の吐出容量が変わらないように制御することができる可変容量圧縮機が用いられている。
【０００３】
このような可変容量圧縮機では、エンジンによって駆動される回転軸に傾斜自在に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えて圧縮用ピストンのストロークを変えることで冷媒の圧縮容量を変えるようにしている。
【０００４】
揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、そのクランク室内の圧力を変化させ、圧縮用ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えることができる。
【０００５】
クランク室内の圧力は、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間またはクランク室と吸入室との間に可変容量圧縮機用制御弁を設けて、吐出室からクランク室に導入またはクランク室から吸入室に導出する冷媒の流量を変えることにより調整している。
【０００６】
可変容量圧縮機のクランク室と吸入室との間に設けてクランク室から吸入室に導出する冷媒の流量を制御する制御弁は、抜き制御式の可変容量圧縮機用制御弁として知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の可変容量圧縮機によれば、回転軸の軸受が設置されたシリンダブロックの中に回転軸と同軸上に部屋が形成され、その部屋の中に可変容量圧縮機用制御弁が装着されている。この部屋は、回転軸の軸受の側がクランク室に連通されており、その反対側がシリンダヘッドに形成された吸入室に連通されている。可変容量圧縮機用制御弁をその部屋に装着するときは、可変容量圧縮機用制御弁のボディにＯリングを周設して可変容量圧縮機用制御弁と部屋の内壁との間の隙間を埋め、冷媒入口側のクランク室と冷媒出口側の吸入室とを隔離するようにしている。また、その可変容量圧縮機用制御弁は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置される弁板を貫通して延出され外周面にねじが螺刻された案内筒部を有していて、その案内筒部にナットを螺合させることで、弁板に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０８８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用制御弁の装着構造では、冷媒入口と冷媒出口との間の外周にＯリングを設けてシールしているので、コストが高くなるという問題点があった。また、可変容量圧縮機用制御弁を収納するシリンダブロックには、弁板で覆われる面に溝が形成されて冷媒出口からシリンダヘッドに形成された吸入室まで連通させる通路を形成しているので、シリンダブロックの形状が複雑になっていた。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コストの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】
【００１０】
本発明では上記の課題を解決するために、クランク室および吸入室に通じる部分に装着されて前記クランク室の圧力を制御する可変容量圧縮機用制御弁を有する可変容量圧縮機において、シリンダブロックに形成されて前記クランク室に連通する第１の部屋と、前記第１の部屋に対応する位置のシリンダヘッドに形成されて前記吸入室に連通する第２の部屋と、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに挟持されて前記第１の部屋と前記第２の部屋とを隔離する弁板と、冷媒入口が前記第１の部屋に位置し、冷媒出口が前記第２の部屋に位置するように前記弁板に取り付けられた前記可変容量圧縮機用制御弁と、を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機が提供される。
【００１１】
このような可変容量圧縮機によれば、弁板が可変容量圧縮機用制御弁の固定と、クランク室と吸入室との間をシールする隔壁として機能するので、可変容量圧縮機用制御弁の装着構造をシンプルな構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成の可変容量圧縮機は、弁板が可変容量圧縮機用制御弁の冷媒入口と冷媒出口との間をシールする隔壁として使用されるため、シール部材が不要であり、低コストの可変容量圧縮機を提供できるという利点がある。
【００１３】
また、シリンダブロックは、可変容量圧縮機用制御弁を収納する部屋を形成するだけでよいので、シリンダブロックの形状をシンプルな構成にすることができ、低コストの可変容量圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム構成図である。
【図２】可変容量圧縮機用制御弁の装着構造の要部を示す可変容量圧縮機の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム構成図である。
自動車用空調装置の冷凍サイクルは、可変容量圧縮機１と、コンデンサ２と、レシーバ３と、膨張弁４と、エバポレータ５とを備えている。可変容量圧縮機１は、冷媒を圧縮して高温・高圧の冷媒にして吐出する。コンデンサ２は、高温・高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮する。レシーバ３は、凝縮された冷媒を貯え、気液分離した液冷媒を送り出す。膨張弁４は、液冷媒を膨張させて低温・低圧の蒸気冷媒にする。エバポレータ５は、蒸気冷媒を車室内の空気と熱交換し、蒸発された冷媒を可変容量圧縮機１に戻す。エバポレータ５は、車室内の空気が通過するときに、その空気から熱を奪って冷たい空気にする。冷たくされた空気は、除湿されて車室内に送り込まれる。
【００１６】
可変容量圧縮機１は、エンジンの出力軸からベルトを介してプーリ１１に駆動力が伝達され、クランク室１２を横切って配置された回転軸であるシャフト１３を駆動する。このシャフト１３には、斜板１４が傾斜角可変に設けられている。シリンダブロック１５には、シャフト１３の軸線の回りに複数のシリンダ１６が形成され、そのシリンダ１６には、斜板１４の回転運動を往復運動に変換するピストン１７が配置されている。シリンダ１６は、それぞれリードバルブ１８によってシリンダヘッド１９に形成された吸入室２０および吐出室２１に接続されている。吐出室２１は、コンデンサ２に接続され、吸入室２０は、エバポレータ５に接続されている。
【００１７】
可変容量圧縮機１は、また、吐出室２１とクランク室１２との間にオリフィス２２が配置され、クランク室１２と吸入室２０との間には、可変容量圧縮機用制御弁２３が配置されている。オリフィス２２は、吐出室２１の吐出圧力Ｐｄを減圧してクランク室１２に送り込む。可変容量圧縮機用制御弁２３は、クランク室１２から抜いて吸入室２０へ送り出す冷媒の流量を制御するものであって、吸入室２０の吸入圧力Ｐｓが所定の値になるようにクランク室１２のクランク室圧力Ｐｃを制御する。オリフィス２２は、可変容量圧縮機１のシリンダブロック１５内に絞り部を形成するかキャピラリチューブを設置することによって設けられている。可変容量圧縮機用制御弁２３は、その冷媒入口の側がシリンダブロック１５に形成された部屋２４に装着され、冷媒出口の側がシリンダヘッド１９に形成された部屋２５に装着される。
【００１８】
図２は可変容量圧縮機用制御弁の装着構造の要部を示す可変容量圧縮機の部分断面図である。
可変容量圧縮機１において、シリンダブロック１５およびシリンダヘッド１９は、弁板２６を挟持した状態で組み立てられている。シリンダブロック１５は、たとえば、シャフト１３の軸受の設置位置に隣接してシャフト１３の軸線上に形成された部屋２４を有し、この部屋２４は、クランク室１２に連通されている。シリンダヘッド１９は、シリンダブロック１５の部屋２４に対応する位置に部屋２５を有し、この部屋２５は、可変容量圧縮機１に冷媒を導入する入口とすべてのシリンダ１６に対応してそれぞれに設けられた吸入室２０とに連通されている。シリンダブロック１５の部屋２４は、また、シリンダヘッド１９の部屋２５と弁板２６に穿設された開口部２７を介して連通している。
【００１９】
可変容量圧縮機用制御弁２３は、弁板２６を貫通してシリンダブロック１５の部屋２４とシリンダヘッド１９の部屋２５とに配置され、ナット２８によって弁板２６に固定されている。
【００２０】
可変容量圧縮機用制御弁２３は、クランク室１２から吸入室２０に流す冷媒の流量を制御する弁部２９と、吸入室２０の吸入圧力Ｐｓを検出して弁部の開度を制御するパワーエレメント３０とを備えている。
【００２１】
弁部２９は、筒状のボディ３１を有し、部屋２４の中に開口している部分は、クランク室圧力Ｐｃの冷媒を導入する冷媒入口３２を構成し、パワーエレメント３０の側の端面には、弁座３３が形成されている。弁部２９は、また、弁座３３に近接または離間自在に配置された弁体３４を有している。この弁体３４は、カップ形状を有し、開口側の端面が弁座３３に対向して配置され、弁座３３から離れる方向に付勢されている。弁部２９は、さらに、ボディ３１の冷媒入口３２の側の外周にナット２８と螺合するねじ山が形成され、弁座３３の側の外周にもパワーエレメント３０と螺合するねじ山が形成されている。
【００２２】
パワーエレメント３０は、ハウジング３５，３６と、感圧部材とするダイヤフラム３７とを有し、これらの外周縁部を互いに接合することによって形成されている。ハウジング３５およびダイヤフラム３７は、真空室を形成し、内部には、ダイヤフラム３７を内側から押す付勢手段を収容している。ハウジング３６は、中央に筒状連結部が形成されていて、その筒状連結部が弁部２９のボディ３１に螺合することで弁部２９と連結されている。ハウジング３６は、また、複数の冷媒出口３８が穿設され、弁部２９によって流量が制御された冷媒を吸入室２０へ送り出す。ダイヤフラム３７は、その中央部に弁部２９の弁体３４が弁座３３から離れる方向に付勢されることによって当接されている。これにより、弁体３４は、吸入圧力Ｐｓによって変化するダイヤフラム３７の変位量に応じて弁座３３からのリフト量が変化されることになる。
【００２３】
可変容量圧縮機用制御弁２３は、可変容量圧縮機１を組み立てる前に、部屋２４と部屋２５とを仕切る弁板２６の開口部２７にボディ３１を通し、そのボディ３１にナット２８を締結することによって弁板２６に固定される。このとき、ハウジング３６の段部とナット２８とが弁板２６に圧接されることで、部屋２４と部屋２５との間が緊密にシールされることになる。なお、ナット２８による締め付けのとき、可変容量圧縮機用制御弁２３は、吸入側および吐出側のリードバルブ１８をなすリードバルブシートやパッキンなどを一緒に挟んだ状態で弁板２６に固定されている。
【００２４】
この可変容量圧縮機１では、シリンダヘッド１９の部屋２５に可変容量圧縮機用制御弁２３の弁部２９およびダイヤフラム３７を含む要部を配置するようにして弁板２６に可変容量圧縮機用制御弁２３を固定するようにした。これにより、弁板２６が冷媒入口３２の側と冷媒出口３８の側とを自然に隔離する隔壁として機能するので、冷媒入口３２と冷媒出口３８との間をシールするためのＯリングが不要になり、可変容量圧縮機１のコストを低減することができるようになる。また、パワーエレメント３０が吸入圧力Ｐｓの部屋２５に収容されているので、シリンダブロック１５は、シリンダヘッド１９の吸入室２０へ連通させるための複雑な形状の溝を形成する必要がないので可変容量圧縮機１のコストをさらに低減することができる。
【００２５】
以上の構成を有する可変容量圧縮機１によれば、可変容量圧縮機用制御弁２３は、パワーエレメント３０が吸入圧力Ｐｓを監視していて、吸入圧力Ｐｓが変動すると、その吸入圧力Ｐｓが一定になるよう弁部２９の開度を制御する。たとえば、エンジンの回転数が上昇して冷媒の吐出容量が増加し、吸入圧力Ｐｓが低くなる方向に変動したとする。このとき、ダイヤフラム３７は、弁部２９の側へ変位し、これに伴って、弁体３４は、弁座３３に近接する方向に移動する。これにより、吐出室２１からクランク室１２へ供給される冷媒よりもクランク室１２から吸入室２０へ抜かれていく冷媒の流量が少なくなるので、クランク室圧力Ｐｃが上昇し、斜板１４がシャフト１３の回転軸に直角な方向に動いていく。すると、可変容量圧縮機１は、ピストン１７のストロークが短くなることで圧縮容量が減り、冷媒の吐出容量は、元に戻るように制御される。逆に、エンジンの回転数が低下して冷媒の吐出容量が減少し、吸入圧力Ｐｓが高くなる方向に変動した場合、可変容量圧縮機用制御弁２３は、クランク室圧力Ｐｃを低下させるようにして、冷媒の吐出容量を元に戻すように制御する。
【符号の説明】
【００２６】
１  可変容量圧縮機
２  コンデンサ
３  レシーバ
４  膨張弁
５  エバポレータ
１１  プーリ
１２  クランク室
１３  シャフト
１４  斜板
１５  シリンダブロック
１６  シリンダ
１７  ピストン
１８  リードバルブ
１９  シリンダヘッド
２０  吸入室
２１  吐出室
２２  オリフィス
２３  可変容量圧縮機用制御弁
２４，２５  部屋
２６  弁板
２７  開口部
２８  ナット
２９  弁部
３０  パワーエレメント
３１  ボディ
３２  冷媒入口
３３  弁座
３４  弁体
３５，３６  ハウジング
３７  ダイヤフラム
３８  冷媒出口
【図１】
2013160143.tif 000003
【図２】
2013160143.tif 000004