(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入圧領域または吐出圧領域と制御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を変更するようにした可変容量圧縮機に設けられ、制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とにわたって延びるロッドガイド孔と、該ロッドガイド孔に摺動自在に挿通され弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドとを備えた容量制御弁において、前記ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙を、ロッド長手方向における一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方を大きく形成したことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項２】
弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドが弁体の両側にそれぞれ設けられ、少なくとも一方のロッドに対し、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、ロッド長手方向における一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方が大きく形成されている、請求項１の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項３】
高圧側よりも低圧側の方が大きい、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、ロッド長手方向に複数段形成されている、請求項１または２の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項４】
吸入圧領域または吐出圧領域と制御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を変更するようにした可変容量圧縮機に設けられ、制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とにわたって延びるロッドガイド孔と、該ロッドガイド孔に摺動自在に挿通され弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドとを備えた容量制御弁において、前記ロッドの外周面または／および前記ロッドガイド孔の内周面に、ロッド長手方向における一部または全域にわたって延びるらせん溝を設けたことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項５】
らせん溝が複数条並設されている、請求項４の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項６】
前記駆動部がソレノイド部を備え、該ソレノイド部は、励磁／消磁によりプランジャー室に収容されたプランジャーを作動させ、前記ロッドがプランジャーと前記弁体とを作動的に連結するソレノイドロッドからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項７】
前記駆動部が感圧機構を備え、該感圧機構は、吸入圧領域または制御圧領域に検圧通路を介して接続された感圧室と、該感圧室に配設された感圧手段とを備え、前記ロッドが該感圧手段と前記弁体とを作動的に連結する感圧ロッドからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【請求項８】
前記駆動部がソレノイド部と感圧機構とを備え、該ソレノイド部は、励磁／消磁によりプランジャー室に収容されたプランジャーを作動させ、前記感圧機構は、吸入圧領域または制御圧領域に検圧通路を介して接続された感圧室と、該感圧室に配設された感圧手段とを備え、前記ロッドが、プランジャーと前記弁体とを作動的に連結するソレノイドロッドと、前記感圧手段と前記弁体とを作動的に連結する感圧ロッドとの２つのロッドからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量圧縮機の容量制御弁。
【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の容量制御弁に関し、とくに、円滑な作動を維持できるようにした容量制御弁の機構に関する。
【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、駆動軸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】
駆動軸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。駆動軸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。駆動軸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、駆動軸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、ベアリングを示している。
【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（オリフィス）を介して、駆動軸５６の一端に形成された気室８４を介してクランク室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（以下、吸入圧領域の圧力と言うこともある。）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（以下、ソレノイドロッドとも言う。）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。即ち、この弁機構５の一端は、弁室６内に収容されている。
【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、その電磁力をソレノイドロッド５ｂ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においては、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】
上記のような容量制御弁機構１０においては、摺動自在に挿通されたロッド４、５ｂとそのガイド孔１ｃ、７ａとの間の間隙は、ガス漏れを抑えることができるよう、小さなクリアランスに設計される。しかし、加工誤差や組み付け誤差により、ロッド４、５ｂとロッドガイド孔１ｃ、７ａとの軸心がずれることがある。とくに、図５に示すように、軸心に角度ずれがある場合には、ロッドガイド孔１ｃ、７ａの入口と出口との間で、ロッド４、５ｂとロッドガイド孔１ｃ、７ａの隙間方向が１８０度ずれる。換言すれば、入口側で最大隙間を有していた方向は、出口側では最小の隙間を持つ方向となる。他方、ロッドガイド孔１ｃ、７ａは区画壁に設けられているため区画両端に圧力差を有し、上記クリアランス内に一部のガス等が高圧側から低圧側に流れることになる。このとき、ガス等に含まれていた微細な異物がこのクリアランス内に侵入するが、軸心ずれがある場合、最大隙間方向から入った異物はその異物のサイズによりロッドとロッドガイド孔との隙間から排出されないことがあり、さらに、楔効果によりロッドの動きを阻害するおそれも生じ、制御弁の動作不良を引き起こして容量制御不良につながるおそれがある。
【００１１】
図５を参照してより具体的に説明するに、まず、ソレノイドロッド５ｂに関しては、空間６には吐出圧が作用しており、一方プランジャー室１１には吸入圧室６５と連通しているため吸入圧が作用している。よって、ガスは空間６からソレノイドロッド５ｂとロッドガイド孔７ａ間の隙間を通しプランジャー室１１に向かって流れるが、このとき微細な異物もこの隙間に入っていくおそれがある。図５に示すようにソレノイドロッド５ｂがロッドガイド孔７ａの軸線に対し傾きを持った場合、大きい側の隙間から入った異物は、ガスの流れにより奥へ運ばれていくが、ソレノイドロッド５ｂが傾いている場合、その隙間は徐々に小さくなっており、終には異物がロッド５ｂとガイド孔７ａ間に挟まれてしまい、ソレノイドロッド５ｂの動きを阻害するおそれが生じる。感圧ロッド４側についても、その上下でクランク室圧と吸入圧が作用しており、この圧力差で異物が隙間に入っていくおそれがあり、最終的にある大きさの異物が排出されずに挟まってしまうおそれがあり、感圧ロッド４の動きを阻害するおそれがある。
【００１２】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、ロッドとそのガイド孔との間隙にたとえ異物が侵入したとしても、楔効果を発生させず、さらに、この間隙から侵入した異物を容易に排出できるようにして、安定した作動を維持することが可能な可変容量圧縮機の容量制御弁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の容量制御弁は、吸入圧領域または吐出圧領域と制御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を変更するようにした可変容量圧縮機に設けられ、制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とにわたって延びるロッドガイド孔と、該ロッドガイド孔に摺動自在に挿通され弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドとを備えた容量制御弁において、前記ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙を、ロッド長手方向における一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方を大きく形成したことを特徴とするものからなる。
【００１４】
この容量制御弁においては、弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドが弁体の両側にそれぞれ設けられ、少なくとも一方のロッドに対し、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、ロッド長手方向における一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方が大きく形成されている構成とすることができる。
【００１５】
また、高圧側よりも低圧側の方が大きい、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、ロッド長手方向に複数段形成されている構成としてもよい。とくにロッドが比較的長尺の場合には、この構成が有効である。
【００１６】
また、本発明に係る可変容量圧縮機の容量制御弁は、吸入圧領域または吐出圧領域と制御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を変更するようにした可変容量圧縮機に設けられ、制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とにわたって延びるロッドガイド孔と、該ロッドガイド孔に摺動自在に挿通され弁体と駆動部とを作動的に連結するロッドとを備えた容量制御弁において、前記ロッドの外周面または／および前記ロッドガイド孔の内周面に、ロッド長手方向における一部または全域にわたって延びるらせん溝を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１７】
この構成を採る場合には、らせん溝は一条としてもよく、複数条並設した構成としてもよい。
【００１８】
本発明は、前述したような可変容量圧縮機の容量制御弁におけるソレノイドロッド、感圧ロッドのいずれにも適用できる。すなわち、前記駆動部がソレノイド部を備え、該ソレノイド部は、励磁／消磁によりプランジャー室に収容されたプランジャーを作動させ、前記ロッドがプランジャーと前記弁体とを作動的に連結するソレノイドロッドからなるもの、あるいは、前記駆動部が感圧機構を備え、該感圧機構は、吸入圧領域または制御圧領域に検圧通路を介して接続された感圧室と、該感圧室に配設された感圧手段とを備え、前記ロッドが該感圧手段と前記弁体とを作動的に連結する感圧ロッドからなるものの、いずれにも適用できる。また、本発明は、前記駆動部がソレノイド部と感圧機構とを備え、該ソレノイド部は、励磁／消磁によりプランジャー室に収容されたプランジャーを作動させ、前記感圧機構は、吸入圧領域または制御圧領域に検圧通路を介して接続された感圧室と、該感圧室に配設された感圧手段とを備え、前記ロッドが、プランジャーと前記弁体とを作動的に連結するソレノイドロッドと、前記感圧手段と前記弁体とを作動的に連結する感圧ロッドとの２つのロッドからなるものにも適用できる。
【００１９】
上記のような本発明に係る可変容量圧縮機の容量制御弁においては、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、ロッド長手方向において、その一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方が大きく形成されているので、高圧側から低圧側に向かうガス流れ方向においては、加工誤差や組み付け誤差によりガイド孔とロッドの軸心ずれがある場合にあっても、ロッドとガイド孔との間隙は縮小されないことになり、侵入した異物はこの間隙から容易に排出される。あるいは、たとえ排出されない場合にあっても、異物による前記したような楔効果は発生せず、ロッドの動きが阻害されることがない。したがって、ロッドの円滑な作動が安定して維持される。
【００２０】
また、ロッドの外周面または／および前記ロッドガイド孔の内周面に、ロッド長手方向における一部または全域にわたって延びるらせん溝を設ける構成を採用する場合には、ロッドの長手方向に沿って高圧側から低圧側に向けて侵入してきた微細な異物の侵入経路は、その途中のいずれかの部位で必ずらせん溝と交差することになり、ガスの流れに伴って運ばれてきた異物は必ずらせん溝内に落ちる。らせん溝内に落ちた微細な異物は、らせん溝内を流れるガス流によって容易に排出される。あるいは、たとえ排出されない場合にあっても、異物による前記したような楔効果は発生せず、ロッドの動きが阻害されることがない。したがって、ロッドの円滑な作動が安定して維持される。
【００２１】
【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、可変容量圧縮機の容量制御弁部以外の部分の構成は、たとえば図３に示した構成と実質的に同じであるので、ここでは容量制御弁部についてのみ説明する。図１は、本発明の第１実施態様に係る可変容量圧縮機の容量制御弁を示している。本実施態様では、図５に示した構造に比べ、容量制御弁１００のソレノイドロッド１０５ｂおよび感圧ロッド１０４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５に示した構造と同一であるので、同一部分には図５と同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２２】
図１において、固定鉄心７のロッドガイド孔７ａ内に挿通されたソレノイドロッド１０５ｂは、ロッド長手方向において、高圧側（室６側）から低圧側（プランジャー室１１側）に向けて、テーパ状に径が小さくなる部分が複数段形成されている。各段にあっては、ソレノイドロッド１０５ｂの外周面とロッドガイド孔７ａの内周面との間隙が、ロッド長手方向における一部にわたって、高圧側よりも低圧側の方が大きくなるように形成されている。
【００２３】
また、感圧ロッド１０４も、高圧側（クランク室圧領域側）から低圧側（感圧室１５側）に向けて、テーパ状に径が小さくなるように形成されており、感圧ロッド１０４の外周面とロッドガイド孔１ｃの内周面との間隙が、ロッド長手方向において、高圧側よりも低圧側の方が大きくなるように形成されている。なお、これらのロッドの大径側と小径側の径差としては、たとえば数μ〜数十μ程度とすればよい。
【００２４】
このように、高圧側よりも低圧側の間隙を大きくしているため、ロッドがロッドガイド孔に対して軸心ずれを起こした場合にあっても、高圧側から低圧側に向けて間隙が小さくなることは無く、この間に侵入した異物は容易にガスの流れに沿って排出される。また、たとえ排出されない場合にあっても、高圧側から低圧側に向かって移動される際に楔効果が発生することはないから、途中で挟まってロッドの動きを阻害することもない。したがって、ソレノイドロッド１０５ｂおよび感圧ロッド１０４の円滑な作動が常時安定して維持されることになる。
【００２５】
なお、上記間隙形成構造は、感圧ロッド１０４側のように一段構造としてもよく、ソレノイドロッド１０５ｂ側のように多段構造としてもよい。また、上記実施態様では、所望の間隙を形成するためにロッドの径を変化させるようにしたが、ロッドガイド孔側の内径を変化させても実質的に同じ効果が得られ、さらに両方とも変化させるようにすることも可能である。
【００２６】
図２は、本発明の第２実施態様に係る可変容量圧縮機の容量制御弁を示している。本実施態様では、図５に示した構造に比べ、容量制御弁２００のソレノイドロッド２０５ｂおよび感圧ロッド２０４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５に示した構造と同一であるので、同一部分には図５と同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２７】
図２において、固定鉄心７のロッドガイド孔７ａ内に挿通されたソレノイドロッド２０５ｂの外周面には、ロッド長手方向に沿って延びるらせん溝２０５ｃが設けられている。また、感圧ロッド２０４の外周面にも、ロッド長手方向に沿って延びるらせん溝２０４ｃが設けられている。これららせん溝は、ロッドガイド孔の内周面側に設けられてもよく、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面の両側に設けられてもよい。また、複数条のらせん溝が並設されてもよい。
【００２８】
このようならせん溝を設けることにより、高圧側から侵入してきた微細な異物をいずれかの場所でらせん溝内に落とすことができ、らせん溝内のガス流とともに容易に排出することができ、たとえ排出されない場合にあっても、楔効果が生じることを回避でき、ロッドの円滑な作動を常時安定して維持することができる。
【００２９】
【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の容量制御弁によれば、ロッドとロッドガイド孔との間隙に侵入した異物により容量制御弁の作動が阻害されることを確実に防止することができ、常時安定した容量制御弁の作動を維持することができる。したがって、圧縮機内あるいは圧縮機を使用したシステム内に存在する微細な異物や、運転により発生した微細な異物に起因する容量制御弁の作動不良の発生が防止され、所望の容量制御性を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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】本発明の第２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３】本発明を適用可能な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容量制御弁部の縦断面図である。
【図５】図４の容量制御弁部における問題点を示す縦断面図である。
【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、１ｇ、６６、６８  連通路
１ｆ  孔部
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  ソレノイドロッド
６  弁室
７  固定鉄心
７ａ  ロッドガイド孔
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  駆動軸
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  ベアリング
８１  吸入口
８２  吐出口
８３  開口
８４  気室
１００、２００  容量制御弁
１０４、２０４  感圧ロッド
１０５ｂ、２０５ｂ  ソレノイドロッド
２０４ｃ、２０５ｃ  らせん溝
【図１】
0004031945.tif 000002
【図２】
0004031945.tif 000003
【図３】
0004031945.tif 000004
【図４】
0004031945.tif 000005
【図５】
0004031945.tif 000006