(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室と、吸入室と、クランク室とを備えた圧縮機に設けられ、前記吐出室に連絡した弁室と、前記吸入室及び前記クランク室のいずれか一方の圧力変動を感知して、伸縮動作を行う感圧手段と、前記弁室内に配置され、前記伸縮動作に応答して開閉し、前記吐出室から前記クランク室へ至る第１の通路の開度を調整する弁体とを備え、前記クランク室の圧力を調整することによって、ピストンストロークを制御する可変容量圧縮機の容量制御弁機構において、前記弁室に隣接して区画形成された圧力室と、前記圧力室と前記クランク室とを連絡する第２の通路と、前記圧力室と前記弁室とを区画するとともに前記弁体を挿通可能に支持する弁ガイド部とを備え、前記弁体は、円筒形状を備え、前記一端よりも、前記他端の方が大きな断面積を有するように形成され、前記圧力室に前記弁体の一端を臨ませるとともに、前記弁体の一端の受圧面積と前記弁体の他端のシール断面積とを互いに異なるように設定したことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車空調装置等に用いられる可変容量圧縮機の容量制御弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車空調装置には、可変容量圧縮機が用いられている。図３は、従来技術による可変容量圧縮機の概略構成の一例を示す断面図である（特公平４−７４５４９号公報、参照）。図３に示す可変容量圧縮機５０は、同心円状に配置された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の一端側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の他端に、弁板装置５４を内部に介在して設けられたリアハウジング５３とによって、外郭が形成されている。弁板装置５４は、シリンダブロック５１の他端に当接して、設けられている。
【０００３】
リアハウジング５３内には、弁板装置５４と、内壁５５及び外壁５６と、底壁１１８とによって、吐出室５７及び吸入室５８とが区画形成されている。
【０００４】
フロントハウジング５２の一端とシリンダブロック５１の一端の間には、クランク室６１が規定され、フロントハウジング５２内を貫通して駆動軸６２が配置され、その周囲に、斜板機構６０が配置されている。斜板機構６０は、駆動軸６２に沿った方向に、外周部で大きく内側が次第に小さくなるように揺動運動を行う揺動板６３と、揺動板６３に当接する駆動板６４と、駆動板６４を駆動するロータ６５とを備えている。ロータ６５と、駆動板６４とは、ガイドピン６６等の駆動伝達部材によって連動するように構成されている。なお、符号６７ａ，６７ｂはスラストベアリングを夫々示している。
【０００５】
シリンダブロック５１のシリンダボア５１ａ内には、ピストン６８がシリンダボア５１内をシリンダボアの中心軸方向に沿って摺動移動可能に配置され、両端に球部を備えたピストンロッド６９によって、ピストン６８と、揺動板６３の一端周辺とが連結されている。リアハウジング５３の他端の底壁１１８内には、容量制御弁機構１００が配置されている。
【０００６】
図４は従来技術による容量制御弁機構１００の概要を示す図である。尚、図４においては、図３に示すものとは、上下関係が逆に示されている。図４を参照すると、容量制御弁機構１００は、ケーシング本体１０１と、ケーシング本体１０１の一端に設けられたキャップ状の蓋部材１０２とを備えている。ケーシング本体１０１の他端には、軸方向内側にくぼんで、弁室部１０３が設けられ、一端側には、くぼんで蓋部材１０２との間に感圧手段を収容する感圧空間１０４を形成している。感圧空間１０４と弁室部１０３との間には、貫通孔１０５が設けられ、長さ方向に互いに連絡し、一方、この貫通孔１０５に直交する方向にケーシング本体１０１を貫通して、もう一つの貫通孔１０６が設けられ、ケーシング収容部１０１の周囲の空間１０９に連絡している。
【０００７】
弁室内１０３には、弁体１０７が設けられ、弁体１０７は貫通孔１０５の一端に向かって螺旋ばね１０８によって、図４では下方に付勢されている。
【０００８】
また、感圧空間１０４内には、感圧部材１１０が設けられている。感圧部材１１０は、支持部材１１１と、調節ネジ部１１３と、これらの間に設けられたベローズ部１１２と、ベローズ部１１２の内部に設けられた内部押圧ばね１１２ａとを備えている。貫通孔１０５には、伝達ロッド１１４が設けられ、支持部材１１１と、弁体１０７とを連絡している。調節ねじ部１１３は、ベローズ部１１２の長さ方向（図では上下方向の）変位位置を調整する。
【０００９】
このような構成の従来の容量制御弁機構１００においては、感圧空間１０４と、吸入室５８とは、連絡孔１１５を介して連絡している。また、弁室部１０３は、吐出室５７に連絡する連絡孔１１６とこれに続く連絡室１１７を介して、連絡している。さらに、貫通孔１０６は、空間部１０９および連通路７１を介してクランク室６１に連絡している。
【００１０】
感圧空間１０４内に収容されたベローズ部１１２は、吸入室５８の圧力を感知し、吸入室５８の圧力に応答して、弁体１０７が上下に移動し、吐出室５７から、クランク室６１に至る第１の通路の開度を調節する、いわゆる、内部制御タイプの圧力制御弁である。
【００１１】
このような容量調節弁機構において、ボール弁からなる弁体１０７を閉弁方向に押圧する力をＦｖ、及びベローズ部１１２及び伝達ロッド１１４に作用しボール弁１０７を開弁方向に押圧する力Ｆｂの関係は、それぞれ次の数１式及び数２式とによって示される。
【００１２】
【数１】
0004051134.tif 000002
【００１３】
【数２】
0004051134.tif 000003
Ｆｖ＜Ｆｂの時、弁体１０７は開弁することになるが、上記数１式及び上記数２式から、次の数３式が成り立つ。
【００１４】
【数３】
0004051134.tif 000004
ここで、Ｐｃ＝Ｐｓ＋αとおいて、上記数３式に代入して整理すると、次の数４式が成り立つ。
【００１５】
【数４】
0004051134.tif 000005
【００１６】
上記数４式が容量制御弁機構の吸入室内の圧力制御特性となり、図５に示すように、吐出室内の圧力（以下、単に吐出室圧力と呼ぶ）によって、吸入室内の圧力（以下、単に吸入室圧力と呼ぶ）が変化する特性となっている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、容量制御弁機構の吸入室圧力制御特性は、車両に圧縮機を装着した状態において、最適な特性が得られるように、設定されているが、車両より、最適特性が異なるために、数種類の吸入室の圧力制御特性を持った容量制御弁機構が必要になる。
【００１８】
例えば、図６に示すように、調整ねじによって、ベローズ部１１２の内部のばね１１２ａ（図４参照）の変位量ｆｂ1 ，ｆｂ2 ，ｆｂ3 となるように調整すれば、特性を上下に移動し変化させることができる。また、吐出室５７の圧力に対する吸入室５８の圧力の変化量を変えて特性を最適化する方法もある。この場合は、従来の構造では、ボール弁からなる弁体１０７のシール面積またはベローズ部１１２の有効面積を変化させる必要がある。
【００１９】
しかし、ベローズ部１１２の有効面積の変更は、容量制御弁機構１００の大幅な設計変更を伴うために、設計上好ましくなく、また、ボール弁からなる弁体１０７のシール面積変化させると、クランク室６１への吐出ガス導入量が変化してしまい、クランク室６１圧力の立ち上がり特性が変化して、吸入室５８の圧力制御が不安定になるという問題がある。
【００２０】
そこで、本発明の技術的課題は、弁体のシール断面積及びベローズ部側の設計条件を変えずに吐出圧力に対する吸入圧力の変化量を変えて吸入圧力制御特性を変更できる可変容量圧縮機の容量制御機構を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、弁体のシール面積及びべローズ部側の設計条件を変えずに吐出室圧力に対する吸入室圧力の変化量を変えて吸入室圧力制御特性を変更できるように構成したものである。
【００２２】
即ち、本発明によれば、吐出室と、吸入室と、クランク室とを備えた圧縮機に設けられ、前記吐出室に連絡した弁室と、前記吸入室及び前記クランク室のいずれか一方の圧力変動を感知して、伸縮動作を行う感圧手段と、前記弁室内に配置され、前記伸縮動作に応答して開閉し、前記吐出室から前記クランク室へ至る第１の通路の開度を調整する弁体とを備え、前記クランク室の圧力を調整することによって、ピストンストロークを制御する可変容量圧縮機の容量制御弁機構において、前記弁室に隣接して区画形成された圧力室と、前記圧力室と前記クランク室とを連絡する第２の通路と、前記圧力室と前記弁室とを区画するとともに前記弁体を挿通可能に支持する弁ガイド部とを備え、前記弁体は、円筒形状を備え、前記一端よりも、前記他端の方が大きな断面積を有するように形成され、前記圧力室に前記弁体の一端を臨ませるとともに、前記弁体の一端の受圧面積と前記弁体の他端のシール断面積とを互いに異なるように設定したことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁機構が得られる。
【００２３】
ここで、本発明において、弁体の他端のシール断面積とは、弁体の他端で、前記弁体の弁座と当接する部分の受圧面積を呼ぶ。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態による容量制御弁機構を示す断面図である。図１において、従来技術によるものと同様な部分は、同様な符号で示している。図１を参照すると、容量制御弁機構１０は、ケーシング本体１と、蓋部材１０２とを備えている。ケーシング本体１の一端には、弁室２が設けられている。この弁室２は、ケーシング本体１の他端に設けられたくぼみに、貫通孔１０５を介して連絡している。この弁室２は、ケーシング本体１の側面まで、連絡孔３を介して貫通している。この連絡孔３の周囲のケーシング本体１とリアハウジング５３の収容部５３ａとの間に、円筒空胴部４が形成されている。この円筒空胴部４は、リアハウジング５３の収容部５３ａの底壁１１８を貫通する連絡孔５を介して吐出室５７につながっている。クランク室６１とは，連通路７１，空胴部１５，貫通孔１２，１３，弁室２，連絡孔３，円筒空胴部４，連通孔５によって第１の通路が形成されている。
【００２７】
弁室２の内部には、先端が径が太い大径部６ａと、これよりも小さい径の中径部６ｂとを備えた円筒部材からなる弁体６を備えている。また、弁室２の上端の入り口側には、円筒状の弁ガイド８が脱離不能に配置されている。その弁ガイド８と大径部６ａとの間で且つ中径部６ｂの周囲には、コイルばね９が配置され、くぼみ底部の開口１６、即ち、弁座１ａを閉成するように弁体６を付勢している。また、中径部６ｂの一部は、弁ガイド８に摺動可能に挿通されて配置されている。また、ケーシング本体１の上端と収容部５３ａの内壁部との間には、圧力室１１が形成されている。
【００２８】
弁室２の底部の開口１６から孔部分岐して設けられ、一つは貫通孔１０５として、ケーシング本体１の他端のくぼみに連絡し、その他の孔部は斜面下方に延在した貫通孔１２，１３となり、ケーシング本体１の側面に貫通し、ケーシング本体１の側面と収容部５３ａとの間に形成される空胴部１５に連絡している。この空胴部１５は、クランク室６１に連通路７１を介して連絡している。
【００２９】
さらに、一つの貫通孔１２の途中と、ケーシング本体１の上端の圧力室１１とは、ケーシング内部を貫通する連通路１４を介して連絡している。従って、クランク室６１と圧力室１１とは、第２の通路である連通路７１、空胴部１５、貫通孔１２、１３、及び連通路１４を介して常に連絡している。
【００３０】
弁体６は、弁ガイド８に挿通され、その一端は、圧力室１１の圧力を受圧している。このため、弁体６の弁座１ａとの当接面に作用しているクランク室６１の圧力が、連通路１４によって弁体６の上面に作用している。
【００３１】
従って、弁体６を閉弁方向に押圧する力Ｆｖ、及びベローズ部１１２及び伝達ロッド１１４に作用し、弁体６を開弁方向に押圧する力Ｆｂは、夫々次に数５式及び数６式のようになる。
【００３２】
【数５】
0004051134.tif 000006
【００３３】
【数６】
0004051134.tif 000007
ここで、Ｆｖ＜Ｆｂの時、弁体６は開弁することになるが、数５式及び数６式から次の数７式が成り立つ。
【００３４】
【数７】
0004051134.tif 000008
ここで、Ｐｃ＝Ｐｓ＋αとおいて、数７式に代入して整理すると、次の数８式が成り立つ。
【００３５】
【数８】
0004051134.tif 000009
上記数８式が本発明の実施の形態による容量制御弁機構の吸入圧力制御特性となる。
【００３６】
したがって、図２に示すように、べローズ有効面積（Ｓｂ）及び弁体シール面積（Ｓｖ）を変えなくても、弁体の圧力室１１側の受圧面積（Ｓｃ）をＳｃ1 ，Ｓｃ2 と変えることによって吐出室圧力に対する吸入室圧力の変化を変えることが可能である。
【００３７】
尚、Ｓｖ＞Ｓｃのときは、吐出室圧力が上昇すると、吸入室圧力が低下する特性となり、Ｓｖ＜Ｓｃのときは、吐出室圧力が上昇すると、吸入室圧力が上昇する特性を示す。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弁体のシール面積及びべローズ側の設計条件を変えずに吐出圧力に対する吸入圧力の変化量を変えて吸入圧力制御特性を変更できる可変容量型圧縮機の容量制御弁機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による容量制御弁機構を示す断面図である。
【図２】図１の容量制御弁機構の吸入圧制御特性を示す図である。
【図３】従来技術による可変容量圧縮機の概略構成の一例を示す断面図である。
【図４】従来技術による容量制御弁機構１００の概要を示す断面図である。
【図５】図４の容量制御弁機構の吸入圧制御特性を示す図である。
【図６】図４の容量制御弁機構の特性を変化させる方法の説明に供せられる図である。
【符号の説明】
１    ケーシング本体
１ａ    弁座
２    弁室
３    連絡孔
４    円筒空胴部
５    連絡孔
６    弁体
６ａ    大径部
６ｂ    中径部
８    弁ガイド
９    コイルばね
１０    容量制御弁機構
１１    圧力室
１２，１３    貫通孔
１４    連通路
１５    空胴部
１６    開口
５０    可変容量圧縮機
５１ａ    シリンダボア
５１    シリンダブロック
５２    フロントハウジング
５３    リアハウジング
５３ａ    収容部
５４    弁板装置
５５    内壁
５６    外壁
５７    吐出室
５８    吸入室
６０    斜板機構
６１    クランク室
６２    駆動軸
６３    揺動板
６４    駆動板
６５    ロータ
６６    ガイドピン
６７ａ，６７ｂ    スラストベアリング
６８    ピストン
６９    ピストンロッド
７１    連通路
１００    容量制御弁機構
１０１    ケーシング本体
１０２    蓋部材
１０３    弁室部
１０４    感圧空間
１０５，１０６    貫通孔
１０７    弁体
１０９    空間
１０８    螺旋ばね
１１０    感圧部材
１１１    支持部材
１１２    ベローズ部
１１２ａ    内部押圧ばね
１１３    調節ネジ部
１１４    伝達ロッド
１１６    連絡孔
１１７    連絡室
１１８    底壁
【図１】
0004051134.tif 000010
【図２】
0004051134.tif 000011
【図３】
0004051134.tif 000012
【図４】
0004051134.tif 000013
【図５】
0004051134.tif 000014
【図６】
0004051134.tif 000015