(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮する可変容量圧縮機（１）において、
内部にシリンダボア（１３）を有し、内部における前記シリンダボア（１３）の前側にクランク室（１５）を有し、前記内部における前記シリンダボア（１３）の後側に前記シリンダボア（１３）内に連通した吸入室（１７）及び吐出室（１９）を有したハウジング（３）と、
前記ハウジング（３）内に回転可能に設けられ、前後方向へ延びた駆動軸（２１）と、
前記シリンダボア（１３）内に往復動可能に設けられた片頭型のピストン（２７）と、
前記クランク室（１５）に配設され、前記駆動軸（２１）の回転運動を前記ピストン（２７）の往復運動に変換する運動変換機構（３１）と、
前記クランク室（１５）と前記吸入室（１７）を連通する抽気通路（５１）と、
前記クランク室（１５）と前記吐出室（１９）を連通する給気通路（５３）と、
前記給気通路（５３）の途中に配設され、供給される電流に応じて設定差圧を可変可能なソレノイド（５７）と、前記吐出室（１９）側の圧力（Ｐｄ）と前記吸入室（１７）側の圧力（Ｐｓ）の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の変動に応じて開閉しかつ前記ソレノイド（５７）に対して電流の供給を停止すると全開状態になるように構成された差圧弁用弁体（５９）とを備え、前記吐出室（１９）側の圧力（Ｐｄ）と前記吸入室（１７）側の圧力（Ｐｓ）の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように前記吐出室（１９）から前記クランク室（１５）に供給されるガスの流量を制御する差圧弁（５５）と、
前記給気通路（５３）における前記クランク室（１５）と前記差圧弁（５５）との間に配設され、前記吐出室（１９）側の圧力（Ｐｄ）が設定圧力を越えると全閉状態になるよう構成された圧力制御弁用弁体（６５）を備えた圧力制御弁（６３）と、具備したことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記圧力制御弁用弁体（６５）に前記クランク室（１５）側と前記吐出室（１９）側を連通する連絡通路（６９）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記運動変換機構（３１）は、
前記駆動軸（２１）に一体的に設けられたラグ板（３３）と、
前記駆動軸（２１）における前記ラグ板（３３）の後側に傾動可能に設けられ、前記ラグ板（３３）に連結してあって、周辺部が前記ピストン（２７）に摺接可能に係合された斜板（４５）と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空調装置に用いられる可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可変容量圧縮機について種々の開発がなされており、可変容量圧縮機の先行技術として特許文献１に示すものがある。                 
即ち、先行技術に係る圧縮機は、冷媒ガス（ガスの一例）を圧縮するものであって、ハウジングを具備しており、このハウジングは、内部に、シリンダボアを有している。また、ハウジングは、内部におけるシリンダボアの前側に、クランク室を有しており、内部におけるシリンダボアの後側に、シリンダボア内に連通した吸入室及び吐出室を有している。
【０００３】
ハウジング内には、前後方向へ延びた駆動軸が回転可能に設けられており、この駆動軸の前端部は、エンジン（外部駆動源の一例）にプーリ、タイミングベルト等を介して連動連結してある。また、シリンダボア内には、片頭型のピストンが往復動可能に設けられており、クランク室には、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換する運動変換機構が配設されている。
【０００４】
ハウジングの内部に、クランク室と吸入室を常時連通する抽気通路、及びクランク室と吐出室を連通する給気通路が形成されている。また、給気通路の途中には、流量制御弁が配設されており、この流量制御弁は、吸入室側の圧力（吸入圧力）に応じて吐出室からクランク室へ供給される冷媒ガスの流量を制御するものである。そして、流量制御弁は、吸入室側の圧力に応じて伸縮するベローズと、このベローズの伸縮によって開閉する流量制御弁用弁体とを備えている。
【０００５】
従って、エンジンの駆動により駆動軸を回転させることにより、運動変換機構によって駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換することができ、換言すれば、ピストンを駆動軸の回転に連動して往復動させることができる。これにより、吸入室から吸入した冷媒ガスをシリンダボア内において圧縮し、圧縮された冷媒ガスをシリンダボア内から吐出室へ吐出することができる。
【０００６】
また、可変容量圧縮機の運転中において、冷房負荷が大きい場合（換言すれば、吸入室側の圧力が高い場合）には、ベローズの短縮により流量制御弁用弁体の開度が小さくなって、吐出室から給気通路を経由してクランク室へ給気される冷媒ガスの流量が減少して、前記クランク室内の圧力を低下させる。これにより、ピストンの前面側の圧力とピストンの後面側の圧力の差圧が小さくなって、ピストンのストロークを大きくして、冷媒ガスの吐出容量を大きくすることができる。
【０００７】
一方、冷房負荷が小さい場合（換言すれば、吸入室側の圧力が低い場合）には、ベローズの伸長により流量制御弁用弁体の開度が大きくなって、吐出室から給気通路を経由してクランク室へ給気される冷媒ガスの流量が増大して、クランク室内の圧力を上昇させる。これにより、ピストンの前面側の圧力とピストンの後面側の圧力の差圧が大くなって、ピストンのストロークを小さくして、冷媒ガスの吐出容量を小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００６−１７０８７（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、可変容量圧縮機の駆動トルクを推定する等の理由から、吸入室側の圧力に応じて吐出室からクランク室へ供給される冷媒ガスの流量を制御する流量制御弁に代えて、例えば特開２００５−４８７１４号公報に示すよように、吐出室側の圧力と吸入室側の圧力の差圧が設定差圧になるように吐出室からクランク室に供給されるガスの流量を制御する差圧弁を用いる場合がある。
【０００９】
一方、可変容量圧縮機に差圧弁を用いた場合には、ピストンをディストローク状態に切り替えるときに（換言すれば、車内エアコンをオフの状態に切り替えるときに）、差圧弁における差圧弁用弁体が全開状態になって、クランク室内の圧力が急激に上昇する。そのため、可変容量圧縮の運転中にピストンをディストローク状態に切り替える頻度が増えると、クランク室及びクランク室周辺に位置する部品（例えば、運動変換機構の一部を構成するラグ板、斜板、及びシール部品等）が劣化し易く、可変容量圧縮機の耐久性を十分に高めることができないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、ガスを圧縮する可変容量圧縮機において、内部にシリンダボアを有し、内部における前記シリンダボアの前側にクランク室を有し、前記内部における前記シリンダボアの後側に前記シリンダボア内に連通した吸入室及び吐出室を有したハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に設けられ、前後方向へ延びた駆動軸と、前記シリンダボア内に往復動可能に設けられた片頭型のピストンと、前記クランク室に配設され、前記駆動軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、前記クランク室と前記吸入室を連通する抽気通路と、前記クランク室と前記吐出室を連通する給気通路と、前記給気通路の途中に配設され、供給される電流に応じて設定差圧を可変可能なソレノイドと、前記吐出室側の圧力と前記吸入室側の圧力の差圧の変動に応じて開閉しかつ前記ソレノイドに対して電流の供給を停止すると全開状態になるように構成された差圧弁用弁体とを備え、前記吐出室側の圧力と前記吸入室側の圧力の差圧が設定差圧になるように前記吐出室から前記クランク室に供給されるガスの流量を制御する差圧弁と、前記給気通路における前記クランク室と前記差圧弁との間に配設され、前記吐出室側の圧力が設定圧力を越えると全閉状態になるよう構成された圧力制御弁用弁体を備えた圧力制御弁と、具備したことを要旨とする。
【００１２】
なお、本願の特許請求の範囲及び明細書中において「設けられ」とは、別部材を介して間接的に設けられたこと、及び形成されたことを含む意である。
【００１３】
第１の特徴によると、前記駆動軸を回転させることにより、前記運動変換機構によって前記駆動軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換することができ、換言すれば、前記ピストンを前記駆動軸の回転に連動して往復動させることができる。これにより、前記吸入室から吸入したガスを前記シリンダボア内において圧縮して、圧縮されたガスを前記シリンダボア内から前記吐出室へ吐出することができる。
【００１４】
また、前記可変容量圧縮機の運転中において、前記ソレノイドによって設定差圧を低くすると、前記吐出室から前記給気通路を経由して前記クランク室へ給気されるガスの流量が減少して、前記クランク室内の圧力を低下させる。これにより、前記ピストンの前面側の圧力と前記ピストンの後面側の圧力の差圧が小さくなって、前記ピストンのストロークを大きくして、ガスの吐出容量を大きくすることができる。
【００１５】
一方、前記ソレノイドによって設定差圧を高くすると、前記吐出室から前記給気通路を経由して前記クランク室へ給気されるガスの流量が増大して、前記クランク室内の圧力を上昇させる。これにより、前記ピストンの前面側の圧力と前記ピストンの後面側の圧力の差圧が大きくなって、前記ピストンのストロークを小さくして、ガスの吐出容量を小さくすることができる。
【００１６】
更に、前記ソレノイドに対して電流の供給を停止すると、前記差圧弁用弁体が全開状態になって、前記クランク室内の圧力を前記吐出室側の圧力に近づけて、前記ピストンをディストローク状態に切り替えることができる。ここで、前記ピストンをディストローク状態に切り替えるときに、前記吐出室側の圧力が設定圧力以上になると、前記圧力制御弁用弁体が全閉状態になって、前記クランク室内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【００１７】
本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記圧力制御弁用弁体に前記クランク室側と前記吐出室側を連通する連絡通路が形成されていることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第３の特徴（請求項３に記載の発明の特徴）は、第１又は第２の特徴に加えて、前記運動変換機構は、前記駆動軸に一体的に設けられたラグ板と、前記駆動軸における前記ラグ板の後側に傾動可能に設けられ、前記ラグ板に連結してあって、周辺部が前記ピストンに摺接可能に係合された斜板と、を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上の如き、本発明によれば、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記可変容量圧縮機に前記差圧弁を用いた場合でも、前記ピストンをディストローク状態に切り替えるときに、前記クランク室内の急激な圧力上昇を抑えることができるため、前記可変容量圧縮の運転中に前記ピストンをディストローク状態に切り替える頻度が増えても、前記クランク室及び前記クランク室周辺に位置する部品が劣化し難く、前記可変容量圧縮機の耐久性を十分に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２１】
ここで、図１は、本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機の断面図、図２（ａ）は、圧力制御弁の通常状態を示す模式的な図、図２（ｂ）は、圧力制御弁の全閉状態を示す模式的な図、図３（ａ）は、別態様の圧力制御弁の通常状態を示す模式的な図、図３（ｂ）は、別態様の圧力制御弁の全閉状態を示す模式的な図である。なお、図中、「Ｆ」は、前方向、「Ｒ」は、後方向を指している。
【００２２】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機１は、車両用空調装置に用いられるものであって、ハウジング３を具備している。また、ハウジング３は、シリンダブロック５と、このシリンダブロック５の前側に設けられたフロントハウジング７と、シリンダブロック５の後側にバルブプレート９を介して設けられたリアハウジング１１とを備えている。
【００２３】
シリンダブロック５には、複数のシリンダボア１３が周方向に沿って形成されており、換言すれば、ハウジング３は、内部に、複数のシリンダボア１３を有している。また、フロントハウジング７は、内部に、クランク室１５を有しており、換言すれば、ハウジング３は、内部におけるシリンダボア１３の前側に、クランク室１５を有している。更に、リアハウジング１１は、内部に、複数のシリンダボア１３に連通した吸入室１７及び吐出室１９を有しており、換言すれば、ハウジング３は、内部におけるシリンダボア１３の後側に、吸入室１７及び吐出室１９を有している。なお、吸入室１７は、吐出室１９を囲むように配置してあって、吸入室１７及び吐出室１９は、外部冷媒回路（図示省略）に接続されている。
【００２４】
バルブプレート９には、複数のシリンダボア１３と吸入室１７を連通する複数の吸入穴（図示省略）が形成されており、各吸入穴の前側には、吸入室１７からシリンダボア１３への一方向の流れのみを許容する吸入リード弁（図示省略）がそれぞれ設けられている。また、バルブプレート９には、複数のシリンダボア１３と吐出室１９を連通する複数の吐出穴（図示省略）が形成されており、各吐出穴の後側には、シリンダボア１３から吐出室１９への一方向の流れのみを許容する吐出リード弁（図示省略）がそれぞれ設けられている。
【００２５】
ハウジング３内には、前後方向へ延びた駆動軸２１が複数の軸受２３を介して回転可能に設けられている。また、駆動軸２１の前端部には、図示は省略するが、エンジン（外部駆動源の一例）にプーリ、タイミングベルト等を介して連動連結してある。また、フロントハウジング７と駆動軸２１の前端部との間には、冷媒ガスの漏れを防ぐリップシール２５が設けられている。なお、ハウジング３の適宜位置には、リップシール２５の他に、ガスケット等のシール部材（図示省略）が設けられている。
【００２６】
各シリンダボア１３内には、片頭型のピストン２７が往復動可能にそれぞれ設けられており、各ピストン２７は、頭部に、一対のシュー２９をそれぞれ有している。そして、クランク室１５には、駆動軸２１の回転運動を複数のピストン２７の往復運動に変換する運動変換機構３１が配設されており、この運動変換機構３１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２７】
即ち、駆動軸２１には、ラグ板３３が一体的に設けられており、このラグ板３３は、後方向へ突出したラグ板突出片３５を備えている。また、駆動軸２１におけるラグ板３３の後側には、ジャーナル３７がスリーブ（図示省略）を介して前後方向へ移動可能かつ傾動可能に設けられており、このジャーナル３７は、前方向へ突出しジャーナル突出片３９を備えてあって、このジャーナル突出片３９は、ラグ板突出片３５に連結リンク４１及び複数の連結ピン４３を介して連結してある。
【００２８】
ジャーナル３７には、斜板４５が一体的に設けられており、換言すれば、駆動軸２１には、斜板４５がスリーブ及びジャーナル３７を介して前後方向へ移動可能かつ傾動可能に設けられている。また、斜板４５は、ジャーナル３７を介してラグ板３３に連結してあって、斜板４５の周辺部は、複数のピストン２７における一対のシュー２９に摺接可能に係合されている。
【００２９】
なお、駆動軸２１におけるジャーナル３７の前側には、ジャーナル３７（換言すれば、斜板４５）を後方向へ付勢可能なフロントスプリング４７が設けられてあって、駆動軸２１におけるジャーナル３７の後側には、斜板４５を前方向へ付勢可能なリアスプリング４９が設けられている。
【００３０】
シリンダブロック５からバルブプレート９に亘って（シリンダブロック５及びバルブプレート９には）、クランク室１５と吸入室１７を常時連通する抽気通路５１が連続して形成されている。また、シリンダブロック５からリアハウジング１１に亘って（シリンダブロック５、バルブプレート９、及びリアハウジング１１には）、クランク室１５と吐出室１９を連通する給気通路５３が連続して形成されている。
【００３１】
給気通路５３の途中には、差圧弁５５が配設されており、この差圧弁５５は、吐出室側の圧力Ｐｄと吸入室側の圧力Ｐｓの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように吐出室１９からクランク室１５に供給される冷媒ガスの流量を制御するものである。また、差圧弁５５は、特開２００５−４８７１４号公報に示すように、供給される電流に応じて設定差圧を可変可能なソレノイド５７と、吐出室側の圧力Ｐｄと吸入室側の圧力Ｐｓの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の変動に応じて開閉しかつソレノイド５７に対して電流の供給を停止すると全開状態になるように構成された差圧弁用弁体５９とを備えている。なお、差圧弁５５の具体的な構成は公知であるため、その説明は省略する。
【００３２】
図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、給気通路５３におけるクランク室１５と差圧弁５５との間には、断面が縮径した絞り部６１が形成されており、この絞り部６１には、圧力制御弁６３が配設されている。そして、圧力制御弁６３は、開閉可能な圧力制御弁用弁体６５と、この圧力制御弁用弁体６５を開く方向へ付勢するスプリング６７とを備えてあって、圧力制御弁用弁体６５は、吐出室１９側の圧力Ｐｄが設定圧力を越えるとスプリング６７の付勢力に抗して閉じる方向へ移動して全閉状態になるよう構成されている。
【００３３】
また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、圧力制御弁用弁体６５にクランク室１５側と吐出室１９側を連通する連絡通路６９が形成されるようにしても構わない。これにより、圧力制御弁用弁体６５が全閉状態であっても、クランク室１５側と吐出室１９側の連通状態を維持することができる。
【００３４】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３５】
エンジンの駆動により駆動軸２１を回転させることにより、ラグ板３３、ジャーナル３７、及び斜板４５を回転させて、運動変換機構３１によって駆動軸２１の回転運動を複数のピストン２７の往復運動に変換することができ、換言すれば、複数のピストン２７を駆動軸２１の回転に連動して往復動させることができる。これにより、吸入室１７から吸入した冷媒ガスを複数のシリンダボア１３内において圧縮して、圧縮された冷媒ガスを複数のシリンダボア１３内から吐出室１９へ吐出することができる。
【００３６】
また、可変容量圧縮機１の運転中において、ソレノイド５７によって設定差圧を低くすると、吐出室１９から給気通路５３を経由してクランク室１５へ給気される冷媒ガスの流量が減少して、クランク室１５内の圧力を低下させる。これにより、ピストン２７の前面側の圧力とピストン２７の後面側の圧力の差圧が小さくなって、ピストン２７のストロークを大きくして、冷媒ガスの吐出容量を大きくすることができる。
【００３７】
一方、ソレノイド５７によって設定差圧を高くすると、吐出室１９から給気通路５３を経由してクランク室１５へ給気される冷媒ガスの流量が増大して、クランク室１５内の圧力を上昇させる。これにより、ピストン２７の前面側の圧力とピストン２７の後面側の圧力の差圧が大きくなって、ピストン２７のストロークを小さくして、冷媒ガスの吐出容量を小さくすることができる。
【００３８】
更に、ソレノイド５７に対して電流の供給を停止すると、差圧弁用弁体５９が全開状態になって、クランク室１５内の圧力を吐出室１９側の圧力に近づけて、ピストン２７をディストローク状態に切り替えることができる。ここで、ピストン２７をディストローク状態に切り替えるときに、吐出室１９側の圧力Ｐｄが設定圧力以上になると、圧力制御弁用弁体６５が全閉状態になって、クランク室１５内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【００３９】
以上の如き、本発明の実施形態によれば、可変容量圧縮機１に差圧弁５５を用いた場合でも、ピストン２７をディストローク状態に切り替えるときに、クランク室１５内の急激な圧力上昇を抑えることができるため、可変容量圧縮機１の運転中にピストン２７をディストローク状態に切り替える頻度が増えても、クランク室１５及びクランク室１５周辺に位置する部品（例えば、ラグ板３３、斜板４５、リップシール２５等のシール部品等）が劣化し難く、可変容量圧縮機１の耐久性を十分に高めることができる。
【００４０】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、圧力制御弁の通常状態を示す模式的な図、図２（ｂ）は、圧力制御弁の全閉状態を示す模式的な図である。
【図３】図３（ａ）は、別態様の圧力制御弁の通常状態を示す模式的な図、図３（ｂ）は、別態様の圧力制御弁の全閉状態を示す模式的な図である。
【符号の説明】
【００４２】
１        可変容量圧縮機
３        ハウジング
１３        シリンダボア
１５        クランク室
１７        吸入室
１９        吐出室
２１        駆動軸
２７        ピストン
２９        シュー
３１        運動変換機構
３３        ラグ板
４５        斜板
５１        抽気通路
５３        給気通路
５５        差圧弁
５７        ソレノイド
５９        差圧弁用弁体
６１        絞り部
６３        圧力制御弁
６５        圧力制御弁用弁体
６７        スプリング
６９        連絡通路
【図１】
0004929111.tif 000002
【図２】
0004929111.tif 000003
【図３】
0004929111.tif 000004