(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室、吸入室およびクランク室を備え、前記吐出室から前記クランク室に連通可能な吐出圧力供給通路の途上に容量制御弁を配置し、前記クランク室から前記吸入室に連通する圧力逃がし通路の途上に固定オリフィス部を設け、前記容量制御弁を開閉制御してクランク室の圧力を調整し、ピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、前記吐出圧力供給通路の一部と前記圧力逃がし通路の一部とを、クランク室端部に連通する共通の通路に形成したことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記共通の通路の一部が、圧縮機主軸の軸受を経由する通路に構成されている、請求項１の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記共通の通路の一部が、圧縮機主軸の軸端延長部に形成された気室を含む、請求項１または２の可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記固定オリフィス部が前記容量制御弁内部に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等に使用される可変容量圧縮機に関し、とくに、容量制御用に設けられた通路に異物が停滞せず信頼性の高い容量可変制御が可能で、かつ、加工の簡略化も可能な可変容量圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置等の冷凍回路に設けられる可変容量圧縮機として、たとえば特開２０００−１８１７２に開示されているようなものが知られている。図３に示すように、この可変容量圧縮機５０は、複数のシリンダボア５１ａを備えたシリンダブロック５１と、シリンダブロック５１の一端に設けられたフロントハウジング５２と、シリンダブロック５１に弁板装置５４を介して設けられたリアハウジング５３とを備えている。シリンダブロック５１と、フロントハウジング５２とによって形成されるクランク室５５内を横断して、駆動軸としての圧縮機主軸５６が設けられ、その中心部の周囲には、斜板５７が配置されている。斜板５７は、圧縮機主軸５６に固着されたロータ５８と連結部５９を介して結合している。
【０００３】
圧縮機主軸５６の一端は、フロントハウジング５２の外側に突出したボス部５２ａ内を貫通して、外側まで延在しており、ボス部５２ａの周囲にベアリング６０を介して電磁クラッチ７０が設けられている。電磁クラッチ７０は、ボス部５２ａの周囲に設けられたロータ７１と、ロータ内に収容された電磁石装置７２と、ロータの外側一端面に設けられたクラッチ板７３とを備えている。圧縮機主軸５６の一端は、ボルト等の固定部材７４を介してクラッチ板７３と連結している。圧縮機主軸５６とボス部５２ａとの間には、シール部材５２ｂが挿入され、内部と外部とを遮断している。また、圧縮機主軸５６の他端は、シリンダブロック５１内にあり、支持部材７８によって、他端を支持している。なお、符号７５，７６および７７は、軸受を示している。
【０００４】
シリンダボア５１ａ内には、ピストン６２が摺動自在に挿入されており、ピストン６２の内側の一端のくぼみ６２ａ内には、斜板５７の外周部の周囲が収容され、一対のシュー６３を介して、ピストン６２と斜板５７とが互いに連動する構成となっており、斜板５７の回転運動がピストン６２の往復動に変換されるようになっている。
【０００５】
リアハウジング５３には、吸入室６５と吐出室６４が区画されて形成されており、吸入室６５は、シリンダボア５１ａとは、弁板装置５４に設けられた吸入口８１および図示しない吸入弁を介して連通可能となっており、吐出室６４は、シリンダボア５１ａとは、弁板装置５４に設けられた吐出口８２および図示しない吐出弁を介して連通可能となっている。吸入室６５は、開口８３（固定オリフィス）を介して、圧縮機主軸５６の軸端延長部に形成された気室８４を介しクランク室５５と連通している。
【０００６】
この可変容量圧縮機５０のリアハウジング５３の後壁の窪み内に容量制御弁１０の機構が設けられている。容量制御弁１０は、図４に示すように、リアハウジング５３内の一端にくぼんで形成された制御機構の収容部５３ａに設けられている。容量制御弁１０は、弁ケーシング本体１ａとこの一端に設けられたキャップ状の蓋部材１ｂとを備えた弁ケーシング１を備えている。この弁ケーシング１内の一端の感圧空間には、感圧手段としてのべローズ２が配設されている。べローズ２は、べローズ本体２ｂと、べローズ本体２ｂの両端から内部に突出して先端が離間して設けられた軸部材２ｄと、軸部材２ｄの周囲で、ベローズ本体２ｂ内部に配置された内部ばね２ａと、べローズ本体２ｂの軸部材２ｄの一端に連続して設けられた支持部材２ｃとを備え、ベローズ本体２ｂの内部が実質的に真空にされている。また、支持部材２ｃの周囲には、ベローズ本体２ｂを軸部材２ｄを介して図中下方に押圧するように、ばね３が配置されている。このべローズ２は、吸入室６５の圧力を受圧する感圧手段として機能する。
【０００７】
ケーシング本体１ａには、容量制御弁の軸方向に貫通して、ロッドガイド孔１ｃが設けられている。このロッドガイド孔１ｃには、べローズ２の支持部材２ｃの上端に、一端が当接して弁ケーシング本体１ａに挿通されて支持された感圧ロッド４を備えている。この感圧ロッド４の他端には、弁機構５の一端に大径部として形成された弁体５ａが当接している。感圧手段としてのべローズ２と感圧ロッド４は作動的に連結されているので、この弁体５ａは、べローズ２の伸縮に応じて吐出室６４とクランク室５５との連通路６６，１ｇ、１ｄ，１ｅ，６８を開閉する。この弁機構５の周囲には、ケーシング本体１ａの上端に接触して設けられ、弁体５ａの弁軸５ｂを摺動自在に支持する、ロッドガイド孔７ａを備えた固定鉄心７が配置され、ケーシング本体１ａと固定鉄心７の一端部とによって弁室６が形成されている。
【０００８】
弁室６は、吐出室６４と、連通路６８、空間１４および連通路１ｅを介して連通している。また、固定鉄心７の他端部には、プランジャー９が設けられ、このプランジャー９を固定鉄心７を含めて覆うように、チューブ８が設けられている。固定鉄心７とチューブ８とによってプランジヤー室１１が区画形成されている。このプランジャー室１１と、吸入室６５とを連通路６７，孔部１ｆ，感圧空間１５を介して連通するように、連通路１３が設けられている。チューブ８の外周部には、プランジャー９と固定鉄心７との間隙に電磁力を作用させ、その電磁力を弁軸５ｂ（ソレノイドロッド）を介して弁体５ａに作用させる磁界印加手段としてのソレノイド１２からなる電磁コイルが配設されている。
【０００９】
このような構成の容量制御弁機構１０を用いて、吐出圧領域と制御圧領域（つまり、クランク室圧領域）とを接続する制御通路の開度を調節することにより吐出容量が変更される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変容量圧縮機５０においては、吐出室６４からクランク室５５に至る吐出圧力供給通路は、連通路６８、１ｅ、１ｇ、６６で構成され、クランク室５５から吸入室６５に至る圧力逃がし通路は、圧縮機主軸５６と軸受７７の隙間、気室８４、固定オリフィス部８３で構成されている。これら吐出圧力供給通路および圧力逃がし通路においては、吐出室６４からの供給ガスの流れは、吐出室６４→容量制御弁１０→クランク室５５→気室８４→固定オリフィス部８３→吸入室６５と、常に一方向の流れとなる。このような一方向流れしか生じない通路構成では、たとえばガスの流速が低い低流速領域になると、通路途上、たとえば軸受７７部分や軸支持部材７８部分あるいはそれらの近傍において、流れが停滞しやすくなり、それに伴ってガス中の異物も停滞しやすくなる。異物が停滞すると、とくに軸受７７部分や圧縮機主軸５６に摩耗等を発生させるおそれが生じ、圧縮機の信頼性を損なうおそれが生じる。
【００１１】
また上記のような可変容量圧縮機５０には、吐出室６４からクランク室５５に至る吐出圧力供給通路と、クランク室５５から吸入室６５に至る圧力逃がし通路との２本の連通路が必要であるため、シリンダブロック５１の加工が複雑になるという問題もある。
【００１２】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、容量制御用に設けられた通路に異物が停滞せず信頼性の高い容量可変制御が可能で、かつ、加工、とくにシリンダブロックの加工の簡略化が可能な可変容量圧縮機の構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る可変容量圧縮機は、吐出室、吸入室およびクランク室を備え、前記吐出室から前記クランク室に連通可能な吐出圧力供給通路の途上に容量制御弁を配置し、前記クランク室から前記吸入室に連通する圧力逃がし通路の途上に固定オリフィス部を設け、前記容量制御弁を開閉制御してクランク室の圧力を調整し、ピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、前記吐出圧力供給通路の一部と前記圧力逃がし通路の一部とを、クランク室端部に連通する共通の通路に形成したことを特徴とするものからなる。
【００１４】
この可変容量圧縮機においては、前記共通の通路の一部が、圧縮機主軸の軸受を経由する通路に構成されていることが好ましい。また、前記共通の通路の一部が、圧縮機主軸の軸端延長部に形成された気室を含む構成とすることができる。さらに、前記固定オリフィス部は、容量制御弁内部に形成することが可能である。
【００１５】
このような本発明に係る可変容量圧縮機においては、容量制御弁の弁体が開く方向に作動されたときだけ、一瞬過渡的に吐出室側からクランク室側への流れが生じ、通常は、クランク室側から吸入室側への流れが生じている。そして、本発明では、吐出室側からクランク室側に連通可能な吐出圧力供給通路の一部と、クランク室側から吸入室側に連通する圧力逃がし通路の一部とが、クランク室端部に連通する共通の通路に形成されているので、この共通の通路部分では、容量制御の動作に伴って双方向の流れが発生することになる。この共通の通路は、圧縮機主軸と軸受間の隙間や、圧縮機主軸の軸端延長部に形成された、軸支持部材が収容された気室等によって形成されるから、これらの部分に双方向の流れが発生することになる。双方向の流れが発生することにより、たとえ低流速領域になっても、ガス中の異物がこれらの通路途上部分に停滞しにくくなり、それによって圧縮機の信頼性が大幅に向上される。
【００１６】
また、クランク室端部に連通する吐出圧力供給通路部分と圧力逃がし通路部分とが共通の通路として形成されるので、シリンダブロックに形成すべき通路の加工部位が減少し、加工が簡略化される。さらに、固定オリフィス部を容量制御弁内部に形成すれば、固定オリフィス部に至る通路をシリンダブロック内に形成しなくてもよいので、シリンダブロックの加工の一層の簡略化が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本発明において、可変容量圧縮機の吐出圧力供給通路部と圧力逃がし通路部以外の基本構成は、たとえば図３、図４に示した構成と実質的に同じであるので、ここでは吐出圧力供給通路部と圧力逃がし通路部を主体に説明する。図１、図２は、本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機を示している。本実施態様では、図３、図４に示した構造に比べ、吐出圧力供給通路１０１と圧力逃がし通路１０２の構造が異なっており、その他の部分の構造は実質的に図３、図４に示した構造と同一であるので、同一部分には図３、図４と同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００１８】
図１、図２に示した可変容量圧縮機１００においては、吐出室６４からクランク室５５へは、両者を連通可能な吐出圧力供給通路１０１が形成されており、この吐出圧力供給通路１０１の途上に容量制御弁１０が配置されている。クランク室５５から吸入室６５へは、両者を連通する圧力逃がし通路１０２が形成されている。
【００１９】
吐出圧力供給通路１０１は、吐出室６４から空間１４に連通する連通路６８、空間１４、連通路１ｅ、弁室６、貫通孔１ｃの上部部分、連通路１ｄ、空間１ｇ、および、空間１ｇから圧縮機主軸５６の軸端延長部に形成された気室８４に連通する連通路１０３と、気室８４から軸支持部材７８設置部分および圧縮機主軸５６と軸受７７の隙間を通してクランク室５５に連通する通路１０４とから形成されている。
【００２０】
圧力逃がし通路１０２は、クランク室５５から圧縮機主軸５６と軸受７７の隙間および軸支持部材７８設置部分を通して気室８４に連通する上記通路１０４と、気室８４から空間１ｇに連通する上記連通路１０３と、空間１ｇから感圧空間１５に連通する固定オリフィス部１０５と、孔部１ｆ、収容部５３ａ内空間、および、そこから吸入室６５へ連通する連通路６７とから形成されている。
【００２１】
したがって、本実施態様では、吐出圧力供給通路１０１における空間１ｇ、連通路１０３、気室８４、通路１０４と、圧力逃がし通路１０２における通路１０４、気室８４、連通路１０３、空間１ｇとは、共用可能な共通の通路として構成されている。また本実施態様では、固定オリフィス部１０５は、容量制御弁１０内に形成されている。
【００２２】
このように構成された可変容量圧縮機１００においては、弁体５ａが開く方向に動いたときだけ、一瞬過渡的に、吐出室６４側から吐出圧力供給通路１０１を通してクランク室５５側へのガス流れが生じる。弁体５ａが開く方向に動かされない通常時は、クランク室５５側から圧力逃がし通路１０２を通して吸入室６５側へのガス流れが生じる。上記共通の通路部分についてみれば、これらガス流れの方向は、互いに逆方向の流れである。つまり、容量制御弁１０の容量制御動作に伴い、共通の通路部分には双方向のガス流れが生じることになる。このようにガスの流れ方向が双方向とされることにより、この共通の通路部分に異物が停滞しにくくなる。したがって、ガス流速が低い場合にあっても、この部分に異物が停滞することが適切に防止される。とくに、従来構造において停滞しやすいと考えられていた、圧縮機主軸５６と軸受７７の隙間部分、および、軸支持部材７８設置部分での異物の停滞が防止されることにより、これらの部分において軸受や主軸の摩耗や損傷が防止されることになり、圧縮機の信頼性、耐久性が大幅に向上される。
【００２３】
また、吐出圧力供給通路１０１と圧力逃がし通路１０２が、共通の通路部分を有し、その共通の通路部分がとくにシリンダブロック５１内に形成されているので、従来のシリンダブロック５１内に２本の通路をそれぞれ形成していた場合に比べ、シリンダブロック５１の通路加工が大幅に簡略化される。
【００２４】
さらに、図３に示した従来構造では、気室８４から固定オリフィス部８３に連通させるため気室８４の端部を複雑な形状に加工しなければならなかったが、本実施態様では、固定オリフィス部１０５を容量制御弁１０内に形成したので、気室８４の形状はより単純な形状で済み、シリンダブロック５１の加工が一層簡略化されることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る可変容量圧縮機によれば、吐出圧力供給通路の一部と圧力逃がし通路の一部を共通の通路構成とすることにより、異物が停滞しやすい部分のガス流れを双方向流れにすることが可能となり、この部分における異物の停滞を抑制して圧縮機の信頼性、耐久性を大幅に向上することができる。
【００２６】
また、上記のように共通通路部分を設けることにより、とくにシリンダブロックの通路加工を大幅に簡略化できるので、加工の容易化、コストダウンをはかることができる。さらに、固定オリフィス部を容量制御弁内に形成することも可能となり、これによって一層シリンダブロックの加工の容易化、コストダウンをはかることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の縦断面図である。
【図２】図１の可変容量圧縮機の拡大部分縦断面図である。
【図３】従来の可変容量圧縮機の縦断面図である。
【図４】図３の可変容量圧縮機の拡大部分縦断面図である。
【符号の説明】
１  弁ケーシング
１ａ  ケーシング本体
１ｂ  蓋部材
１ｃ  ロッドガイド孔
１ｄ、１ｅ、６６、６８  連通路
１ｆ  孔部
１ｇ  空間
２  ベローズ
２ａ  内部ばね
２ｂ  ベローズ本体
２ｃ  支持部材
２ｄ  軸部材
３  ばね
４  感圧ロッド
５  弁機構
５ａ  弁体
５ｂ  弁軸
６  弁室
７  固定鉄心
８  チューブ
９  プランジャー
１０  容量制御弁
１１  プランジャー室
１２  ソレノイド
１３  連通路
１４  空間
１５  感圧空間
５０  可変容量圧縮機
５１  シリンダブロック
５１ａ  シリンダボア
５２  フロントハウジング
５２ａ  ボス部
５３  リアハウジング
５３ａ  収容部
５５  クランク室
５６  圧縮機主軸
５７  斜板
５８  駆動体
５９  連結部
６０  ベアリング
６１  ばね
６２  ピストン
６２ａ  くぼみ
６３  シュー
６４  吐出室
６５  吸入室
６６  連通路
６７  連通路
７０  電磁クラッチ
７１  ロータ
７２  電磁石装置
７３  クラッチ板
７４  固定部材
７５、７６、７７  軸受
８１  吸入口
８２  吐出口
８３  固定オリフィス部
８４  気室
１００  可変容量圧縮機
１０１  吐出圧力供給通路
１０２  圧力逃がし通路
１０３  連通路
１０４  共通の通路部分
１０５  固定オリフィス部
【図１】
0004118587.tif 000002
【図２】
0004118587.tif 000003
【図３】
0004118587.tif 000004
【図４】
0004118587.tif 000005