(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内圧の変化に対応して圧縮機の容量を変化させるように作用する調圧室と吸入室との間を開閉するための調圧弁が、一端側にダイアフラムが当接して他端側が弁座に対向する位置関係に配置され、上記ダイアフラムには上記調圧弁を上記弁座に押し付ける閉弁方向に大気圧とソレノイドによる付勢力を作用させると共に、上記吸入室の圧力である吸入圧を開弁方向に作用させて、上記吸入圧の変化に対応して上記調圧弁が開閉するようにした容量可変圧縮機の容量制御装置において、
上記弁座と上記ダイアフラムとの間に大気と遮断されて形成された内側空間を上記調圧室と連通させ、上記内側空間から見て上記弁座の外側に位置する空間を上記吸入室と連通させると共に、上記弁座の位置において上記調圧弁に対し上記吸入圧が作用して上記内側空間内の圧力が作用しない部分の有効受圧面積と、上記内側空間内の圧力が上記ダイアフラムに作用する部分の有効受圧面積を等しく形成したことを特徴とする容量可変圧縮機の容量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調装置の冷凍サイクル等に用いられる容量可変圧縮機の容量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結され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、冷媒の容量（吐出量）を変えることができる容量可変圧縮機が用いられている。
【０００３】
容量可変圧縮機としては、いわゆる斜板式、ロータリー式、スクロール式などがあるが、ここでは、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板を回転させてピストンを往復動させるようにした、いわゆる斜板方式を例にとって説明する。
【０００４】
斜板式の容量可変圧縮機は、内圧が変化すると圧縮機の容量を変化させるように作用するクランク室が容量制御のための調圧室になっており、吸入圧力（Ｐｓ）の変化に対応してクランク室圧力（Ｐｃ）を自動制御して容量を変化させるようになっている。
【０００５】
その容量制御装置は、クランク室（調圧室）と吸入室との間を開閉するように設けられた調圧弁に対して、閉弁方向にダイアフラムを介して大気圧とソレノイドによる付勢力を作用させると共に、開弁方向に吸入圧を作用させて、吸入圧の変化に対応して調圧弁が開閉するようにし、ソレノイドによる付勢力を変化させれば、調圧弁が開閉する圧力レベルが変化してクランク室内の圧力が変化するようになっている。
【０００６】
そして、従来のそのような容量可変圧縮機の容量制御装置は、調圧弁の弁座とダイアフラムとの間の空間を吸入室と連通させ、弁座の外側の空間をクランク室と連通させた構造になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成によって正確に容量制御を行うためには、クランク室圧力（Ｐｃ）が調圧弁に対する開閉力の均衡に影響を及ぼさないようにする必要があるので、クランク室圧力（Ｐｃ）が作用する弁座の有効受圧面積に比較して、ダイアフラムの有効受圧面積を遙に大きくする必要がある。
【０００８】
しかし、そのようにダイアフラムの有効受圧面積を大きくすると、それに付勢力を与えるソレノイドを大型にしなければならないので、装置全体の大型化とコストアップの原因になっていた。
【０００９】
なお、調圧弁の弁座の有効受圧面積を小さくすると、調圧弁が開いたときの冷媒の流路面積が小さくなって、容量制御の応答性（レスポンス）が遅れるので好ましくない。
【００１０】
そこで本発明は、容量制御の応答性を低下させることなく、装置の小型化とコストダウンを達成することができる容量可変圧縮機の容量制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の容量可変圧縮機の容量制御装置は、内圧の変化に対応して圧縮機の容量を変化させるように作用する調圧室と吸入室との間を開閉するための調圧弁が設けられ、上記調圧弁に対して、閉弁方向にダイアフラムを介して大気圧とソレノイドによる付勢力を作用させると共に、開弁方向に吸入圧を作用させて、上記吸入圧の変化に対応して上記調圧弁が開閉するようにした容量可変圧縮機の容量制御装置において、上記調圧弁の弁座と上記ダイアフラムとの間の空間を上記調圧室と連通させ、上記弁座の外側の空間を上記吸入室と連通させると共に、上記弁座の有効受圧面積と上記ダイアフラムの有効受圧面積を等しく形成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２において、１０は斜板式の容量可変圧縮機であり、自動車の空調用冷凍サイクルに用いられているものである。
【００１３】
１１は、気密に構成されたクランク室１２内に配置され、駆動プーリ１３によって回転駆動される回転軸であり、回転軸１１に対して傾斜してクランク室１２内に配置された揺動板１４が、回転軸１１の回転にしたがって揺動する。
【００１４】
クランク室１２内の周辺部に配置されたシリンダ１５内には、ピストン１７が往復動自在に配置されており、ロッド１８によってピストン１７と揺動板１４とが連結されている。
【００１５】
したがって、揺動板１４が揺動すると、ピストン１７がシリンダ１５内で往復動して、吸入室３からシリンダ１５内に低圧（吸入圧力Ｐｓ）の冷媒が吸入され、その冷媒がシリンダ１５内で圧縮されて、高圧（吐出圧力Ｐｄ）になった冷媒が吐出室４に吐出される。
【００１６】
吸入室３には、その上流側の蒸発器（図示せず）側から吸入管路１を経由して冷媒が送り込まれ、吐出室４からはその下流側の凝縮器（図示せず）側へ吐出管路２を経由して高圧冷媒が送り出される。
【００１７】
揺動板１４の傾斜角度はクランク室１２の圧力（Ｐｃ）によって変化し、揺動板１４の傾斜角度によってシリンダ１５からの冷媒の吐出量（即ち、圧縮機１０の容量）が変化する。
【００１８】
２０は、吸入圧力（Ｐｓ）の変化に対応してクランク室圧力（Ｐｃ）を自動制御するための電磁ソレノイド制御の容量制御弁であり、容量制御弁２０だけを拡大図示してある図１に基づいて説明をする。
【００１９】
２１は電磁コイル、２２は固定鉄芯であり、可動鉄芯２３の端面は無孔状に形成されたダイアフラム２４の外面に当接している。その結果、ダイアフラム２４の外面側には、電磁コイル２１への通電電流値に対応した大きさの付勢力が大気圧にプラスされて加わる。
【００２０】
ダイアフラム２４の内側には、円柱状に形成されて軸線方向に進退自在に配置された調圧弁２５が、端面をダイアフラム２４に当接させた状態に配置されており、その調圧弁２５の他端側が弁座２６に対向する弁部２５ａになっている。
【００２１】
そのようにダイアフラム２４を間に挟んで直列に配置された可動鉄芯２３と調圧弁２５に加えて、さらにロッド２９が軸線方向に進退自在に直列に当接配置されており、それらの両端に調圧スプリング２７，２８が配置されている。
【００２２】
調圧弁２５が配置されたダイアフラム２４と弁座２６との間の内側空間３０は大気に対して遮蔽された空間であり、クランク室１２と連通するクランク室連通路５が、内側空間３０の側面に形成されたクランク室接続ポート３１に接続されている。
【００２３】
また、弁座２６の外側の吸入室接続ポート３２は、大気に対して遮蔽されていて、吸入室３（及び吸入管路１）と連通する吸入室連通路６が接続されている。なお、図２に示されるように、クランク室連通路５と吐出管路２との間は、細いリーク路７を介して連通している。
【００２４】
そして、弁座２６の有効受圧面積（即ち、弁部２５ａの有効受圧面積）Ｓ１とダイアフラム２４の有効受圧面積Ｓ２とが等面積に形成されている（Ｓ１＝Ｓ２）。
【００２５】
したがって、調圧弁２５を軸線方向に動かそうとする力のうち、内側空間３０内の圧力（Ｐｃ）は、相反する方向に同じ大きさで作用して打ち消し合い、調圧弁２５の開閉動作に影響を及ぼさない。
【００２６】
したがって、調圧弁２５には、ダイアフラム２４を介して大気圧とソレノイドの付勢力とが閉じ方向に作用し、弁座２６側から吸入圧（Ｐｓ）が開き方向に作用する。
【００２７】
その結果、ソレノイドの電磁コイル２１への通電電流値を一定にした状態では、吸入圧（Ｐｓ）の変動に伴って調圧弁２５が開閉され、クランク室１２内の圧力（Ｐｃ）が吸入圧（Ｐｓ）の変動に追従して変化して、容量可変圧縮機１０がそれに対応する容量変化をする。
【００２８】
なお、調圧弁２５が弁座２６に当接して閉じていると、絞り流路７を介して吐出圧力（Ｐｄ）の冷媒が少しずつクランク室１２内に送り込まれてクランク室圧力（Ｐｃ）が上昇し、それによって吸入圧（Ｐｓ）が上昇すると調圧弁２５が開いてクランク室圧力（Ｐｃ）が速やかに降下する動作がくり返される。
【００２９】
このようにして、クランク室圧力（Ｐｃ）が、吸入圧（Ｐｓ）に対応する圧力になって容量可変圧縮機１０の容量制御が行われ、その制御レベルを電磁コイル２１への通電電流値によって任意に変えることができる。
【００３０】
なお、電磁コイル２１への通電電流値の制御は、エンジン、車室内外の温度、蒸発器センサーその他各種条件を検知する複数のセンサーからの検知信号が、ＣＰＵ等を内蔵する制御部８に入力され、その演算結果に基づく制御信号が制御部８から電磁コイル２１に送られて行われる。なお、電磁コイル２１の駆動回路は図示が省略されている。
【００３１】
このように構成された容量可変圧縮機の容量制御装置においては、ダイアフラム２４の受圧面積を大きくする必要がない（従来に比べて非常に小さくすることができる）ので小型でコストのかからないソレノイドを用いて制御することができ、しかも調圧弁２５の弁座２６を小さくする必要がないので、調圧弁２５が開いた時に十分な冷媒流量が得られ応答性の低下がない。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばロータリー式やスクロール式の容量可変圧縮機の容量制御装置に適用してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、弁座とダイアフラムとの間の空間を、圧縮機の容量を変化させるように作用する調圧室に連通させると共に、弁座の外側の空間を吸入室に連通させ、調圧弁の両側における弁座とダイアフラムの有効受圧面積を等しく形成したことにより、調圧弁の開閉動作に調圧室の圧力が影響しないので、ダイアフラムの受圧面積を大きくする必要がなくて小さくてコストのかからないソレノイドで制御することができ、しかも調圧弁が開いたときの流量を小さくする必要がないので容量制御を良好な応答性で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の容量制御装置の拡大正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の容量可変圧縮機とその容量制御装置の構成図である。
【符号の説明】
１  吸入管路
２  吐出管路
３  吸入室
４  吐出室
５  クランク室連通路
６  吸入室連通路
７  絞り流路
１０  容量可変圧縮機
１２  クランク室（調圧室）
２０  容量制御弁
２１  電磁コイル
２３  可動鉄芯
２４  ダイアフラム
２５  調圧弁
２５ａ  弁部
２６  弁座
３０  内側空間
３１  クランク室接続ポート
３２  吸入室接続ポート
【図１】
0003886290.tif 000002
【図２】
0003886290.tif 000003