(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出するピストンとを有し、上記クランク室内の圧力変化により上記揺動体の傾斜角度を変化させて上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機の容量を制御するための容量制御装置であって、
上記クランク室に連通するクランク室連通部と、上記吐出室に連通すると共に弁孔を介して上記クランク室連通部に連通し上記弁孔を開閉するための弁が配置された吐出室連通部と、上記吸入室に連通する吸入室連通部と、上記弁孔に通された弁駆動ロッドを介して上記弁を開方向に付勢する動作用スプリングと、上記弁を閉じ方向に付勢する電磁力を上記弁駆動ロッドに作用させるように上記吸入室連通部に配置されたソレノイドと、所定の基準圧力と上記吸入室連通部の圧力との差圧を上記ソレノイドの可動鉄芯と上記弁駆動ロッドとを介して上記弁に作用させるように配置された感圧部とが設けられ、
上記ソレノイドに通電されていない状態においては、上記動作用スプリングの付勢力によって上記弁が開かれた状態になると共に、上記感圧部における上記差圧が上記弁駆動ロッドに伝達されない状態になる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、
上記クランク室連通部、上記吐出室連通部及び上記吸入室連通部が全て上記ソレノイドから見て上記弁駆動ロッドと同じ側に配置されると共に、上記感圧部が上記ソレノイドから見て上記弁駆動ロッドと反対側に配置され、
上記感圧部には大気との間を仕切るダイアフラムが配置されて、上記ダイアフラムの内面に面して配置された受圧部材と上記ソレノイドの可動鉄芯との間が、上記ソレノイドの固定鉄芯に形成された貫通孔内に緩く挿通された連結ロッドで連結され、
上記ダイアフラムの内側の空間と上記吸入室連通部とが、上記貫通孔内の上記連結ロッドとの間の隙間を介して連通され、
上記感圧部において、上記ダイアフラムが大気側から二つのスプリングで並列に付勢されていて、その一方のスプリングは付勢力微調整用スプリングであり、その付勢力微調整用スプリングの付勢力を外方から調整するための調整ネジが設けられている
ことを特徴とする容量可変圧縮機の容量制御装置。
【請求項２】
上記ソレノイドに通電されていない状態においては、上記受圧部材が上記ダイアフラムから退避する請求項１記載の容量可変圧縮機の容量制御装置。
【請求項３】
上記クランク室連通部が上記吐出室連通部と上記吸入室連通部との間に配置されている請求項１又は２記載の容量可変圧縮機の容量制御装置。
【請求項４】
上記吐出室連通部が上記クランク室連通部と上記吸入室連通部との間に配置されている請求項１又は２記載の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、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するため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）を変えることのできる容量可変圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変圧縮機においては、一般に、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が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出し、クランク室内の圧力変化により揺動板の傾斜角度を変化させることによって冷媒の吐出量を変化させるようになっている。
【０００４】
図８は、そのような圧縮機の容量を可変制御するための従来の容量制御装置であり、９１はクランク室連通部、９２は、弁孔９３を介してクランク室連通部９１に連通して弁孔９３を開閉するための弁９４が配置された吐出室連通部、９５は、クランク室連通部９１に隣接して吐出室連通部９２とは逆側に配置された吸入室連通部である。Ｐｄは吐出室圧力、Ｐｃはクランク室圧力、Ｐｓは吸入室圧力である。
【０００５】
そして、弁孔９３に通された弁駆動ロッド９６を介して弁９４を開かせる方向に付勢するスプリング９７と、弁９４を閉じ方向に付勢する電磁力を弁駆動ロッド９６に作用させるソレノイド９８が設けられると共に、所定の基準圧力と吸入室連通部９５の圧力Ｐｓとの差圧を弁駆動ロッド９６に作用させるための感圧部９９が、吸入室連通部９５内（ソレノイド９８とクランク室連通部９１との間）に配置されている。
【０００６】
このような構成により、吸入室の圧力Ｐｓの変化に対応して動作する感圧部９９の変位によって弁９４の開閉が制御され、それによって圧縮機の容量が制御される。そして、ソレノイド９８への通電電流値を変化させることによって、弁９４の開閉状態を変化させる吸入室の圧力Ｐｓの値がシフトする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような容量可変圧縮機の容量制御装置において、圧縮機の容量を最小にさせるには、ソレノイド９８をオフにして弁９４の開度を最大にすればよい。
【０００８】
しかし、そのような状態においても、感圧部９９の力が弁駆動ロッド９６に作用するので、吸入室の圧力Ｐｓの変化に対応して弁９４の開閉状態が変化することには変わりがない。
【０００９】
したがって、この容量制御装置だけでは圧縮機を最小容量の定常運転状態にすることができないので、従来は圧縮機の駆動部分にクラッチ等を別設する必要があり、そのための装置コストがかかっていた。
【００１０】
そこで本発明は、クラッチ等を用いることなく圧縮機を最小容量の定常運転状態にすることができ、しかも装置を小型に構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、気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮したあと吐出室に吐出するピストンとを有し、上記クランク室内の圧力変化により上記揺動体の傾斜角度を変化させて上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機の容量を制御するための容量制御装置において、上記クランク室に連通するクランク室連通部と、上記吐出室に連通すると共に弁孔を介して上記クランク室連通部に連通し上記弁孔を開閉するための弁が配置された吐出室連通部と、上記吸入室に連通する吸入室連通部と、上記弁孔に通された弁駆動ロッドを介して上記弁を開方向に付勢する動作用スプリングと、上記弁を閉じ方向に付勢する電磁力を上記弁駆動ロッドに作用させるように上記吸入室連通部に配置されたソレノイドと、所定の基準圧力と上記吸入室連通部の圧力との差圧を上記ソレノイドの可動鉄芯と上記弁駆動ロッドとを介して上記弁に作用させるように上記吸入室連通部の外端側に配置された感圧部とを設け、上記ソレノイドに通電されていない状態においては、上記動作用スプリングの付勢力によって上記弁が開かれた状態になると共に、上記感圧部における上記差圧が上記弁駆動ロッドに伝達されない状態になることを特徴とする。
【００１２】
なお、上記感圧部に、上記吸入室連通部と大気との間を仕切るダイアフラムが配置されていて、上記ダイアフラムが大気側からスプリングで付勢されていてもよい。
【００１３】
そして、上記ダイアフラムの内面に面する受圧部材が上記ソレノイドの可動鉄芯と連結されていて、上記ソレノイドに通電されていない状態においては上記受圧部材が上記ダイアフラムから退避するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記クランク室連通部が上記吐出室連通部と上記吸入室連通部との間に配置されていてもよく、上記吐出室連通部が上記クランク室連通部と上記吸入室連通部との間に配置されていてもよい。
【００１５】
【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及び図３は、自動車用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる容量可変圧縮機１０と、その容量制御装置３０を示しており、図２は最小容量状態、図３は最大容量状態である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、シリンダ１５の上流側に形成された吸入室２０からシリンダ１５内に冷媒を吸入し、その冷媒をシリンダ１５内で圧縮した後、下流側の吐出室２１に吐出する。Ｐｄは吐出室２１の圧力、Ｐｃはクランク室１２の圧力、Ｐｓは吸入室２０の圧力である。
【００１９】
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。図２に示される最小容量状態はＰｃ＝Ｐｄのときであり、図３に示される最大容量状態はＰｃ＝Ｐｓのときである。
【００２０】
容量制御装置３０は、吸入室圧力Ｐｓの変化に対応してクランク室圧力Ｐｃを自動制御して圧縮機１０の容量を制御するものであり、最小容量の定常運転状態にすることもできる。
【００２１】
図４及び図５は容量制御装置３０を示しており、図４は最小容量状態、図５は最大容量状態である。
容量制御装置３０の本体筒３１は、圧縮機１０を囲むブロックに形成された同軸多段状の孔（図示せず）内に嵌め込まれている。
【００２２】
本体筒３１の中間部分には、側孔を通じてクランク室１２に連通するクランク室連通部３２が形成され、本体筒３１の突端側には端部開口を通じて吐出室２１に連通する吐出室連通部３３が形成されている。
【００２３】
クランク室連通部３２と吐出室連通部３３とは、本体筒３１の軸線位置に形成された弁孔３４によって連通しており、その弁孔３４を開閉するための球状の弁３５が吐出室連通部３３内に配置されている。
【００２４】
３６は、弁３５を弁孔３４の開口に向かって付勢するガタつき防止用の弱い圧縮コイルスプリングであり、弁３５は弁孔３４内に緩く挿通された弁駆動ロッド３７の先端によって、コイルスプリング３６の付勢力に抗して吐出室連通部３３内に押し上げられて開状態になる。
【００２５】
本体筒３１の奥側の半部内には、側孔を通じて吸入室２０に連通する吸入室連通部３８が形成されている。吸入室連通部３８の一端側はクランク室連通部３２に隣接しており、クランク室連通部３２と吸入室連通部３８との間を仕切る隔壁の軸線位置に形成された貫通孔内に、弁駆動ロッド３７の中間部分がスライド自在に嵌挿されている。
【００２６】
本体筒３１の吸入室連通部３８が開口する端部（クランク室連通部３２と反対側）にはソレノイド４０が連結されている。４１はその電磁コイル、４２は固定鉄芯である。可動鉄芯４４は、吸入室連通部３８からソレノイド４０内にまたがって配置されたスリーブ４３内に隙間をもって緩く嵌挿配置されており、弁駆動ロッド３７の端面が可動鉄芯４４の端面に当接している。
【００２７】
可動鉄芯４４と固定鉄芯４２との間に配置された動作用圧縮コイルスプリング５１は、吐出室連通部３３内のコイルスプリング３６より強いバネ力を有しており、その付勢力が可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７を介して弁３５に伝えられる。
【００２８】
その結果、可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７に対してバネ力以外の他の力が作用していない時は、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって、弁３５が弁孔３４から離れて開いた状態に押し上げられる。５２は、その最大移動量を規制するためのストッパである。
【００２９】
これに対して、電磁コイル４１に通電すると、可動鉄芯４４を固定鉄芯４２に引き付ける方向に電磁力が作用し、それによって、弁３５を閉じ方向に付勢する付勢力が生じる。
【００３０】
固定鉄芯４２の軸線位置に穿設された貫通孔５３内には、一端側が可動鉄芯４４に連結された連結ロッド５４が緩く挿通されていて、その連結ロッド５４の他端側には受圧盤５５が取り付けられている。なお、連結ロッド５４は可動鉄芯４４に対して固定してもよいし、単に当接させてもよい。
【００３１】
その受圧盤５５に面して、固定鉄芯４２の外端部分にダイアフラム５６が取り付けられており、ダイアフラム５６の外表面は大気に開放され、ダイアフラム５６の内側の空間５７は貫通孔５３を介して吸入室連通部３８に連通している。したがって、その空間５７は吸入室連通部３８の一部であると見ることもできる。
【００３２】
そして、ダイアフラム５６の外面側には、ダイアフラム５６を外側から基準圧力で押すための加圧機構６０が取り付けられている。６１は、ダイアフラム５６の外表面に当接する可動ピストンであり、固定部材６２との間に配置された圧縮コイルスプリング６３，６４によって付勢力が加えられている。そのうちの微調整用圧縮コイルスプリング６４の付勢力は、調整ネジ６５によって微調整することができる。
【００３３】
このようにして、ダイアフラム５６の内表面には吸入室圧力Ｐｓがかかり、外表面には大気圧と圧縮コイルスプリング６３，６４の付勢力とが基準圧力として加わっており、その差圧をダイアフラム５６を介してその内側に当接する受圧盤５５が受圧している。
【００３４】
その結果、ソレノイド４０の電磁コイル４１に通電された状態においては、受圧盤５５の受圧圧力が連結ロッド５４及び可動鉄芯４４を介して弁駆動ロッド３７に作用して、吸入室圧力Ｐｓの圧力変化に応じて弁３５が開閉制御され、それによって圧縮機１０の容量が制御される。そして、電磁コイル４１への通電電流値を変化させることによって、弁３５の開閉状態を変化させる吸入室圧力Ｐｓの値がシフトする。
【００３５】
このように構成された容量制御装置３０において、電磁コイル４１への通電を止めると、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって弁３５が押し開かれた状態になり、圧縮機１０が最小容量の状態になる。
【００３６】
そして、図１に示されるように、吸入室圧力Ｐｓの圧力が高まってダイアフラム５６が外方に移動した時でも、受圧盤５５からダイアフラム５６が外方に退避するだけなので、弁３５が開いた状態に何ら影響せず、圧縮機１０は最小容量の定常運転状態を行う。
【００３７】
図６は、本発明の第２の実施の形態の容量制御装置３０を示しており、上述の第１の実施の形態の容量制御装置３０に若干の改良を加えたものである。
この実施の形態においては、弁駆動ロッド３７と連結ロッド５４が一本のロッドで形成されており、その両端付近において軸受け７１，７２によって支えられている。したがって、ロッド３７，５４がスライド運動する際の摺動抵抗が小さい。
【００３８】
そして、固定鉄芯４２に設けられた軸受け７１部分において吸入室連通部３８とダイアフラム５６の内側の空間５７との連通状態を確保するために、連結ロッド５４の断面形状が多角形（例えば正方形又は正六角形等）に形成され、円形断面の軸受け７１の内周面との間に隙間が形成されている。
【００３９】
また、弁駆動ロッド３７に対する吐出室圧力Ｐｄとクランク室圧力Ｐｃとの差圧の影響をキャンセルするために、弁駆動ロッド３７の端部に固着された弁３５の背後の空間７３がクランク室連通部３２と連通している。
【００４０】
そのように連通させるために、弁３５の軸線位置には貫通孔７４が形成され、その貫通孔７４に圧入された弁駆動ロッド３７の先端部分が多角形の断面形状に形成されていて、円形断面の貫通孔７４の内周面との間に隙間が作られている。
【００４１】
その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、ソレノイド４０の電磁コイル４１への通電を止めると、吸入室圧力Ｐｓの圧力変動に関係なく弁３５が開きっぱなしになり、圧縮機１０が最小容量の定常運転状態になる。
【００４２】
図７は、本発明の第３の実施の形態の容量制御装置３０を示しており、第１の実施の形態と比較して、クランク室連通部３２と吐出室連通部３３を逆に接続して、吐出室連通部３３をクランク室連通部３２と吸入室連通部３８の間に配置し、弁駆動ロッド３７が挿通されている吐出室連通部３３と吸入室連通部３８との間の貫通孔３９の断面積と、吐出室連通部３３とクランク室連通部３２との間の弁孔３４の断面積を等しくした点だけが相違する。
【００４３】
このように構成することにより、弁駆動ロッド３７に対する吐出室圧力Ｐｄの影響が軸線方向においてキャンセルされ、容量制御装置３０が正確な制御動作を行う。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ソレノイドに通電されていない状態においては、感圧部における所定の基準圧力と吸入室連通部の圧力との差圧が、吐出室連通部とクランク室連通部との間の弁を閉じる方向に作用しないので、クラッチ等を用いることなく圧縮機を最小容量の定常運転状態にすることができ、しかもベローズ等を用いることなく装置を小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の容量制御装置の最小容量の定常運転状態の平面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の圧縮機の最小容量の運転状態の略示図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の圧縮機の最大容量の運転状態の略示図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の容量制御装置の最小容量の運転状態の平面断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の容量制御装置の最大容量の運転状態の平面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の容量制御装置の平面断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の容量制御装置の平面断面図である。
【図８】従来の容量制御装置の平面断面図である。
【符号の説明】
１０  圧縮機
１２  クランク室
１４  揺動板
１５  シリンダ
１７  ピストン
２０  吸入室
２１  吐出室
３０  容量制御装置
３２  クランク室連通部
３３  吐出室連通部
３４  弁孔
３５  弁
３７  弁駆動ロッド
３８  吸入室連通部
４０  ソレノイド
４４  可動鉄芯
５１  動作用圧縮コイルスプリング
５４  連結ロッド
５５  受圧盤
５６  ダイアフラム（感圧部）
６０  加圧機構
６３，６４  基準圧設定用圧縮コイルスプリング
【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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