(57)【要約】      （修正有）【課題】吐出圧補償式吸気遮断弁（ＳＳＶ）を備えている可変容量形コンプレッサ。【解決手段】ＳＳＶは、低冷媒流量時に吸気弁の発生するノイズがコンプレッサから出て空調装置のエバポレータまで伝播するのを、吸気弁との流体連通を可変的に絞ることによって防止している。ＳＳＶは、吐出圧が低冷媒流量の標識である閾値より小さい場合は、吐出圧に対応して可変絞りを強め、吐出圧が閾値より大きい場合は、絞りを弱めるように作られている。【選択図】図１
2009299683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量形コンプレッサにおいて、
コンプレッサが低排気量で作動している時にはノイズを発生する恐れのある吸気弁と、
前記ノイズが前記コンプレッサから出て伝播するのを防止するために、前記吸気弁との流体連通の可変絞りを提供するための吸気遮断弁（ＳＳＶ）であって、前記可変絞りは、調整圧力の影響を受けるようになっている、吸気遮断弁（ＳＳＶ）と、
吐出圧との流体連通を制御することによって前記調整圧力を確定する調整弁であって、前記調整弁は、前記ＳＳＶと協働して、前記コンプレッサが低排気量で作動していることを前記吐出圧が示している時は、前記ノイズが前記コンプレッサから出て伝搬するのを防止するために前記可変絞りを強め、前記コンプレッサが高排気量で作動していることを前記吐出圧が示している時は、高排気量時のコンプレッサの効率を改善するために前記可変絞りを弱める、調整弁と、を備えているコンプレッサ。
【請求項２】
前記調整弁は、更に、内部吸気圧と流体連通しており、それによって、前記吐出圧から前記内部吸気圧を引いた圧力差が第１閾値より小さい場合は、前記吐出圧は、前記コンプレッサが低排気量で作動していることを示しており、前記吐出圧から前記内部吸気圧を引いた圧力差が前記第１閾値より大きい場合は、前記吐出圧は、前記コンプレッサが高排気量で作動していることを示している、請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
前記吸気弁は、外部吸気圧の冷媒が入っている外部吸気領域から受け入れられた前記内部吸気圧の冷媒が入っている内部吸気領域に配置されており、
前記ＳＳＶによって提供されている前記可変絞りは、前記内部吸気領域と前記外部吸気領域の間の流体連通を可変的に絞っている、請求項２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記ＳＳＶは、更に、
前記内部吸気領域と前記外部吸気領域を分離し、前記内部吸気領域と前記外部吸気領域の間の流体連通用の開口部を画定しているハウジングと、
前記ハウジングの中でシール状態を保ちながら滑動するピストンであって、前記ピストンは、前記開口部を可変的に遮って前記可変絞りを変えるための、前記開口部に対するピストン位置を有している、ピストンと、
少なくとも部分的には前記ピストンと前記ハウジングによって画定される調整領域であって、前記調整領域には、調整圧力の冷媒が入っており、前記調整圧力は、前記調整弁の影響を受け、前記ピストン位置は、前記開口部を遮る向きに前記調整圧力によって付勢され、前記可変絞りを強くしている、調整領域と、を備えている、請求項３に記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記調整弁は、
前記内部吸気領域と前記調整領域の間に絞り流体連通を提供するための絞りオリフィスと、
前記調整領域と前記吐出圧の冷媒が入っている吐出領域との間に流体連通を提供するための出口オリフィスを有している弁本体と、
前記弁本体内に配置されている弁部材であって、前記弁部材は、前記出口オリフィスを可変的に遮って、前記調整領域と前記吐出領域の間の流体連通を可変的に絞ることによって、前記調整圧力に影響を及ぼすための、前記出口オリフィスに対する弁部材位置を有している、弁部材と、
前記圧力差が前記第１閾値より小さい場合は、前記出口オリフィスが遮られない様に、そして、前記圧力差が前記第１閾値より大きい場合は、前記出口オリフィス遮られる様に、前記調整弁を付勢するための調整ばねと、を備えている、請求項４に記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記絞りオリフィス、前記出口オリフィス、及び前記ばねは、比例した大きさになっていて、前記圧力差が前記第１閾値より小さい場合は、前記調整圧力は前記吐出圧に向けて付勢され、前記圧力差が前記第１閾値より大きい場合は、前記調整圧力は前記内部吸気圧に向けて付勢される様になっている、請求項５に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記調整弁の前記吐出領域との流体連通は、入口オリフィスを通っており、前記調整弁は、更に、前記圧力差が前記第１閾値より小さい第２閾値より小さい場合は、前記吐出領域と前記調整領域の間の流体連通を遮断する様に作られており、前記圧力差が前記第２閾値を下回っていることは、前記コンプレッサが冷媒を吐出するために運転されてはいないことを示している、請求項６に記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記ＳＳＶは、更に、
前記ピストン及び前記ハウジングと協働して、前記可変絞りを強める方向に前記ピストンを押す、ピストンばねを備えている、請求項４に記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記ＳＳＶは、更に、前記内部吸気領域と前記外部吸気領域の間に絞り流体連通を提供して、前記可変絞りを最大限に制限する、ブリード経路を備えている、請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
可変容量形コンプレッサにおいて、
コンプレッサが低排気量で作動している時には、内部吸気領域でノイズを発生する恐れのある吸気弁と、
前記ノイズが前記コンプレッサから出て伝播するのを防止するために、前記吸気弁との流体連通の可変絞りを提供するための吸気遮断弁（ＳＳＶ）であって、前記ＳＳＶは、長手方向軸を画定しているハウジングを含んでおり、前記ハウジングは、内部吸気領域からの内部吸気圧の冷媒に曝される外面と、外部吸気領域からの外部吸気圧の冷媒に曝される第１端部分と吐出領域からの吐出圧の冷媒に曝される第２端部分とを有している内面と、を備えており、前記第１端部分は、前記外部吸気領域と前記内部吸気領域の間に流体連通を提供するための前記内面と前記外面の間の前記ハウジングを貫く開口部を有しており、前記ＳＳＶは、更に、前記第１端部分に配置されている、前記第１端部分と係合し、前記開口部を覆って、前記内部吸気領域と前記外部吸気領域の間の前記流体連通に可変絞りを提供するために、前記長手方向軸に沿って前記内面の前記第１端部分に対しシール状態を保ちながら滑動することによって、前記開口部を可変的に遮るように作られているピストンを備えており、前記可変絞りは、前記吸気弁の発生する前記ノイズが、吐出流量が低い時に、前記外部吸気領域の中へ、そして前記コンプレッサから出て伝播するのを十分に防止することができる、吸気遮断弁（ＳＳＶ）と、
前記第２端部分に配置されており、前記ピストン及び前記ハウジングと協働して両者の間にある調整領域を画定している調整弁であって、前記調整弁は、前記調整領域の冷媒の圧力を調整圧力に調整するように作られている、調整弁と、
前記外部吸気領域からの冷媒に曝され、第１面面積を画定している第１面と、前記第１面と軸方向に向かい合い、前記調整領域からの冷媒に曝され、第２面面積を画定している第２面とを備えているピストンであって、前記ＳＳＶに前記可変絞りを弱めるように促す前記第１面面積に働く前記外部吸気圧によって作り出される開く力には、前記ＳＳＶに前記可変絞りを強めるように促す前記第２面面積に働く前記調整圧力によって作り出される閉じる力が反対向きに働いている、前記ピストンと、
前記吐出圧と流体連通している調整弁であって、前記調整弁は、前記ＳＳＶと協働して、前記コンプレッサが低排気量で作動していることを前記吐出圧が示している時は、前記ノイズが前記コンプレッサから出て伝播するのを防止するために、前記可変絞りを強め、前記コンプレッサが低排気量で作動していないことを前記吐出圧が示している時は、高排気量時のコンプレッサ効率を改善するために、前記可変絞りを弱める、調整弁と、を備えている可変容量形コンプレッサ。
【請求項１１】
前記調整弁と協働して前記調整圧力を制御するために、前記内部吸気領域と前記調整領域の間に絞り流体連通を提供している絞りオリフィスと、
弁本体と、弁部材と、前記吐出領域から前記調整領域へ冷媒を送るのを制御するために配置されている調整ばねとを備えている前記調整弁と、を更に備えており、
前記吐出圧は、前記吐出圧マイナス前記内部吸気圧が前記第１閾値より小さい場合は、前記コンプレッサが低排気量で作動していることを示しており、前記調整弁は、前記吐出領域から前記調整領域へ冷媒を送り、前記調整圧力を前記吐出圧に向けて付勢して、前記可変絞りを強める様に作られており、
前記吐出圧は、前記吐出圧マイナス前記内部吸気圧が第１閾値より大きい場合は、前記コンプレッサが低排気量より大きい排気量で作動していることを示しており、前記調整弁は、前記吐出領域からの冷媒を遮り、前記調整圧力を前記内部吸気圧に向けて付勢して、前記可変絞りを弱める様に作られている、請求項１０に記載のコンプレッサ。
【請求項１２】
前記ピストンとハウジングは、ブリード圧力の冷媒が入っているブリードキャビティを画定するように作られており、前記ピストンは、更に、前記ブリードキャビティからの冷媒に曝されている第３面面積を画定している第３面を備えており、前記第３面面積に働いている前記ブリード圧力は、前記閉じる力を補うように向けられている、請求項１１に記載のコンプレッサ。
【請求項１３】
前記ハウジングは、更に、前記内部吸気領域と前記ブリードキャビティの間に絞り流体連通を提供するハウジングブリードオリフィスを備えている、請求項１２に記載のコンプレッサ。
【請求項１４】
前記ピストンは、更に、前記外部吸気領域と前記ブリードキャビティの間に絞り流体連通を提供するピストンブリードオリフィスを備えている、請求項１３に記載のコンプレッサ。
【請求項１５】
前記吸気遮断弁は、更に、前記ピストンを前記可変絞りを強める向きに付勢するように配置されているばねを備えている、請求項１２に記載のコンプレッサ。
【請求項１６】
前記第２面面積は、前記開く力に対して前記閉じる力を小さくするために前記第１面面積より小さくなっている、請求項１２に記載のコンプレッサ。
【請求項１７】
低冷媒流量時に吸気弁の発生するノイズがコンプレッサから出て伝播するのを防止するための可変絞りを提供することができる吸気遮断弁Ｆ（ＳＳＶ）を有している可変容量形コンプレッサを制御する方法において、
吐出圧の冷媒と流体連通しており、前記吐出圧が表示する流量の表示に応じて前記可変絞りに影響を及ぼす様に作られている調整弁を提供する段階と、
低流量を表示する前記吐出圧に応じて前記可変絞りを強めて、前記ノイズが前記コンプレッサから出て伝搬するのを防止する段階と、
低流量を表示していない前記吐出圧に応じて前記可変絞りを弱めて、前記コンプレッサの効率を上昇させる段階と、から成る方法。
【請求項１８】
前記調整弁は、前記内部吸気領域とも流体連通しており、前記吐出圧マイナス前記内部吸気圧が第１閾値より小さい場合は、低流量であると表示され、前記吐出圧マイナス前記内部吸気圧が第１閾値より小さくない場合は、低流量であると表示されない、請求項１７に記載の用法。
【請求項１９】
前記可変絞りは、前記調整弁によって制御される調整圧力の影響を受けており、前記可変絞りを強める段階は、前記調整圧力を前記吐出圧に向けて付勢する段階を含んでおり、前記可変絞りを弱める段階は、前記調整圧力を前記内部吸気圧に向けて付勢する段階を含んでいる、請求項１８に記載の用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサの発生するノイズがエバポレータに達するのを妨げる吸気遮断弁（ＳＳＶ）を有する可変容量形コンプレッサ、及びＳＳＶを有しているコンプレッサを制御する方法に関する。より厳密には、ＳＳＶは、吐出圧が閾値より低い場合は、吐出圧の上昇に応じて絞りを強め、吐出圧が閾値より高い場合は、絞りを弱める可変絞りを提供する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願は、２００８年６月１７日出願の米国仮特許出願第６１／１３２，２８７号の恩典を請求する。
自動車は、自動車の客室内の空気の温度を下げるための空調装置を有している。空調装置は、コンプレッサを用いて冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒の温度を下げ、次いで、冷媒を膨張させ（圧縮から解放し）て冷媒の温度を下げることによって機能している。その後、膨張した冷媒は、客室内の空気の温度を下げるために使用されているエバポレータを通って流れる。可変容量形コンプレッサは、コンプレッサの排気量を調節してコンプレッサの冷媒吐出流量を変えて、或る作動状態の間、コンプレッサによるエネルギー消費を低減する。冷媒流量が低い状態の下では、コンプレッサの吸気弁をばたつかせて、空調装置のエバポレータの中へと伝搬する圧力の脈動を発生させる。この様な圧力の脈動は、車両客室内で聞こえる場合がある。
【０００３】
可変容量形コンプレッサの中には、吸気弁からエバポレータまで連通していることから発生する、吸気リード弁ノイズとも呼ばれることのある、吸気フラッタノイズを抑制又は防止するために、吸気遮断弁（ＳＳＶ）を有しているものもある。しかしながら、低流量状態において適切な絞りを提供するＳＳＶは、高流量時には望ましくない流量絞りと圧力損失を有している。高流量時には、冷媒流量の絞りを最小限に抑えてコンプレッサの効率を最大にするのが好都合である。必要とされているのは、冷媒流量が低い時には、コンプレッサの外側にノイズが伝搬するのを防止するために、適切な絞りを有し、且つ冷媒流量が高い時には、コンプレッサ効率を上げることができる様に、弱い絞りを有しているＳＳＶである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／１３２，２８７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本主題の発明は、低冷媒流量状態の間にノイズを発生する恐れのある吸気弁と、ノイズがコンプレッサから出てエバポレータまで伝搬するのを防止できるだけの可変絞りを提供するように作られている吸気遮断弁（ＳＳＶ）とを有している可変容量形空調コンプレッサを提供する。コンプレッサは、更に、吐出圧の冷媒が入っている吐出領域と流体連通している調整弁を有しており、調整弁は、ＳＳＶと協働して、吐出圧が低冷媒流量を示している場合は可変絞りを強め、吐出圧が低冷媒流量を示していない場合は可変絞りを弱める。
【０００６】
調整弁は、調整領域の冷媒の圧力を調整圧力に制御又は調整するために、吐出領域と内部吸気領域の間の流体連通状態を可変的に絞って、調整圧力がＳＳＶの可変絞りに影響を及ぼすようにする。吐出圧は、通常、作動している空調装置の冷媒の最高圧力である。低流量の間に吐出領域から送られる冷媒を使用することによって、ＳＳＶの絞りは、ノイズの伝播を防止できるだけの絞りを容易に提供することができる。しかしながら、高冷媒流量時には、吐出圧の影響は、望ましくない絞りを引き起こすことになる。本主題の発明は、吐出圧又は吐出圧マイナス内部吸気圧が閾値を超えている場合は、調整領域と吐出領域の間の流体連通を遮断することによってこの問題を克服する。調整弁が吐出圧との流体連通を遮断すると、調整圧力は内部吸気圧と実質的に等しくなり、ＳＳＶの絞りは弱くなる。
【０００７】
調整弁は、弁本体、弁部材、及び調整ばねを有しており、吐出圧が第１閾値より低い場合は、調整圧力を上げるために冷媒を吐出領域から調整領域に送って、低冷媒流量時にはＳＳＶの絞りを強くし、吐出圧が第１閾値より高い場合は、調整圧力を下げるために冷媒が吐出領域から出るのを妨げて、高冷媒流量時にはＳＳＶの絞りを弱めることができるように作られている。
【０００８】
本主題の発明は、更に、低冷媒流量時に吸気弁の発生するノイズがコンプレッサの外へ伝搬するのを防ぎ、高冷媒流量時にＳＳＶの絞りを弱める方法を提供する。本方法は、低流量を示している吐出圧に応じて可変絞りを強めて、ノイズがコンプレッサの外へ伝播するのを防止する段階と、低流量を示していない吐出圧に応じて可変絞りを弱めて、コンプレッサの効率が高流量時に高くなるようにする段階を含んでいる。
【０００９】
更に、本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態についての以下の詳細な説明を読めば明白となるであろうが、実施形態は、一例を示しているに過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】吸気遮断弁（ＳＳＶ）を有している可変容量形コンプレッサの断面図である。
【図２】図１のＳＳＶの断面図である。
【図３】図１のＳＳＶの断面図である。
【図４】図１のＳＳＶの断面図である。
【図５】図２−４のＳＳＶの作動を図解しているグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を、添付図面を参照しながら、詳しく説明する。
本発明の好適な実施形態によれば、図１は、車両の空調装置に使用するのに適した可変容量形コンプレッサ１０を示している。空調装置は、車両の客室の中へと循環する空気を冷却する。コンプレッサによって圧縮された冷媒は、吐出流量で、吐出圧ＰＤの冷媒が入っている吐出領域２６の中へ吐出される。圧縮された冷媒は、その後、コンデンサ１３へ流れて圧縮された冷媒の温度を下げ、次に、拡張オリフィス１４を通って冷媒の圧力を下げ、それによって冷媒の温度を下げ、そしてエバポレータ１５を冷却する。客室へ送られる空気と熱を交換することで暖められた冷媒は、エバポレータ１５を出て、アキュムレータ１６を経由してコンプレッサ１０へ戻り、コンプレッサ１０の吸気領域へと吸い込まれる。吸気遮断弁（ＳＳＶ）１２は、吸気領域を、外部吸気圧ＰＥの冷媒が入っている外部吸気領域２０と、内部吸気圧ＰＩの冷媒が入っている内部吸気領域２８に分離している。冷媒は、アキュムレータ１６から外部吸気領域２０を通り、ＳＳＶ１２を通り、内部吸気領域２８へと流れ、次に、圧縮される直前の冷媒用に一方向弁として働く吸気弁１８を通る。コンプレッサ１０は、可変冷媒吐出流量を提供する可変容量形コンプレッサである。吸気弁１８は、特に流量が取り得る流量の範囲の下端にある時には、吸気弁がフラッタリングすることによって、ノイズを発生する恐れがある。吸気弁１８は、リード弁である場合もあり、ノイズは、リードフラッタノイズ又は吸気リード弁ノイズと呼ばれることもある。
【００１２】
コンプレッサ１０は、可変排気量を調節するために外部信号を必要とする外部制御型でもよいし、コンプレッサ１０は、内部制御式の自己調節空圧型でもよいし、２つの型のハイブリッド混合型であってもよい。吐出圧ＰＤの絶対値、吐出圧ＰＤと幾つかの基準圧力の間の差、及び吐出圧ＰＤと内部吸気圧ＰＩの間の差（ＰＤ−ＰＩ）は、全て、冷却システムの状態の指標である。状態標識としてＰＤ−ＰＩを求めるために基準圧力としてＰＩを使用すると、状態を監視するために必要なハードウェアが単純化する。ＰＤ−ＰＩの取り得る値の範囲の下端は、冷却システムが正に始動したばかりで、空調システムを通して冷媒圧力が実質的に等しい場合か、或いは、涼しい又は穏やかな温度の日に発生することがあるような、システムに低い運転荷重が掛かっているか、の何れかを示している。ＰＤ−ＰＩの取り得る値の範囲の上端は、暑い日に発生することがあるような、運転荷重が比較的高いことを示している。運転荷重が低ければ、冷媒流量要件も、同様に低くなる。
【００１３】
図２に示すように、ＳＳＶ１２は、概ね円筒形の形状をしており、円筒形状の中心を貫く長手方向軸３２を画定しているハウジング３０を有している。ハウジング３０は、内部吸気領域２８の内部吸気圧ＰＩの冷媒に曝されている外面３４と、内面３６とを有している。ハウジング３０は、外部吸気領域２０の吸気圧ＰＥの冷媒に曝されている第１端部分３８と、吐出領域２６からの吐出圧ＰＤの冷媒に曝されている第２端部分４０を有している。Ｏリング３１とＯリング３３は、様々な圧力の冷媒が入っている様々な領域の間の調整されていない冷媒の流れを防止するために、コンプレッサ１０とハウジング３０の間の造形に押し付けられてシールしている。ピストン５０は、長手方向軸３２周りに半径方向に配置されている内部シール領域４３に沿ってシール状態を保ちながら滑動するように作られている。内部シール領域４３は、様々な領域の間の調整されていない冷媒の流れを防止することに役立っている。第１端部分３８は、冷媒に、外部吸気領域２０と内部吸気領域２８の間を流れるための流体連通経路を提供するために、ハウジング３０を貫く少なくとも１つの開口部４４を有している。
【００１４】
ピストン５０は、開口部４４を通って流れる冷媒に対する可変障害を作り出して、外部吸気領域２０と内部吸気領域２８の間の流体連通とノイズ連通に対する絞りを確立するために、第１端部分３８の造形と係合するように作られている。図２は、ＳＳＶ１２が閉じており、ピストン５０が開口部４４の最大の障害となる位置にある状態を示している。図３は、ＳＳＶ１２が部分的に開いており、ピストン５０が中間位置にあって、開口部４４を部分的に遮っている状態を示している。図４は、ＳＳＶ１２開いており、ピストン５０が開口部４４の最小の障害となる位置にある状態を示している。ＳＳＶが閉じているか、又はそれに近い状態にある時は、内部吸気領域２８と外部吸気領域２０の間の流体連通に対する絞りは、吸気弁１８の発生するノイズがエバポレータ１５へ伝播するのを防止するのに十分である。ハウジング３０とピストン５０は、ピストン５０が動いて開口部４４の可変障害を作り出して、ＳＳＶの可変絞りを変えることができるように構成され、配置されている。
【００１５】
図２に戻るが、ピストン５０は、ハウジング３０の第１端部分３８に配置されており、接合面５４でハウジング３０に固定的に連結されているリテーナ５２によってハウジング３０内に保持されている。ハウジング３０とリテーナ５２は、スナップ式嵌合造形５５によって接合面５４で連結されているのが望ましく、何故なら、スナップ式嵌合部品の協同体は、経済的で信頼性のある方法だと考えられているからである。或いは、取り付けは、接着、レーザー溶接、超音波溶接、又は摩擦溶接によって行ってもよい。ＳＳＶ１２は、更に、第２端部分４０に配置されている調整弁８２を有している。調整弁８２は、調整弁本体８４と、弁部材８６と、ばね９０と、絞りオリフィス９２を含んでいる。調整弁８２は、調整圧力ＰＲの冷媒が入っている調整圧力キャビティ８８を画定するのに効果的な様式で、ＳＳＶ１２のハウジング３０の中に一体化されている様に示されている。或いは、調整弁は、ＳＳＶから離して配置され、チューブ又は流体連通の他の何らかの手段を用いて調整圧力キャビティ８８に連結されていてもよい。絞りオリフィス９２は、吐出圧ＰＤと比較するための基準として働くための圧力源、及び低圧冷媒の供給源の両方を提供するので、調整圧力ＰＲは、或る範囲の圧力に制御することができる。弁本体８４は、図解する目的で、ハウジング３０と異なる別の要素として示されている。或いは、弁本体８４は、ハウジング３０と一体に形成して、部品点数を削減することもできる。当業者には理解頂ける様に、弁本体と弁部材は、様々な形状又は構成とすることができる。一例として、弁部材８６は、ボールに置き換えることができる。ハウジング３０、リテーナ５２、ピストン５０、弁本体８４、及び弁部材８６は、冷媒に曝すのに適したポリマーでできているのが望ましい。或いは、これらの部品は、金属又はセラミックでできていてもよい。
【００１６】
ピストン５０は、ピストンの一方の端部で第１面面積６０を画定している第１面５６と、第１面５６と軸方向に向かい合っており、第２面面積６４を画定している第２面５８と、第２面面積６４と同心で、半径方向に分離されているが隣接している環状形状を有し、第３面面積６８を画定している第３面６７とを有している。第１面５６の例示的な直径は１５ミリメートルなので、例示的な第１面面積６０は約１７７平方ミリメートルである。第２面５８の例示的な直径は８ミリメートルなので、例示的な第２面面積６４は約５０平方ミリメートルである。各ピストン面面積６０、６４及び６８の絶対寸法と相対的寸法は、様々な圧力が存在する時に、望ましい可変絞りの様なＳＳＶ１２の望ましい作動特性を提供すように選定される。ピストン５０とハウジング３０の配置は、協働して調整圧力ＰＢの冷媒が入っているブリードキャビティ７６を画定している。上記の例示的な面面積の値を基にすれば、例示的な第３面面積６８は、約１２７（１７７−５０）平方ミリメートルである。
【００１７】
第１面５６には、外部吸気圧力ＰＥの冷媒が働き、第２面５８には、調整圧力キャビティ８８内の調整圧力ＰＲの冷媒が働き、第３面には、ブリードキャビティ７６内のブリード圧力ＰＢの冷媒が働く。第１面面積６０に働いている外部吸気圧力ＰＥの冷媒は、開く力６２（ＦＯ）を作り出す。第２面面積６４に働いている調整圧力ＰＲの冷媒と、第３面面積に働いているブリード圧力ＰＢの冷媒は、建設的に組合わさって、開く力６２と反対の閉じる力６６（ＦＣ）を作り出す。開く力６２と閉じる力６６を含んでいる力の平衡は、開口部４４の障害の度合いを決める、ハウジング３０内のピストン５０の位置に影響を及ぼす。
【００１８】
ピストン５０とハウジング３０の構成は、第１面面積６０の値が、第２面面積６４の値と第３面面積６８の値を併せた値とほぼ等しくなる様になっている。代替的なピストン５０とハウジング３０の構成は、第２面５８の直径を第１面５６の直径と等しくなるまで大きくして、第３面６７とブリードキャビティを省くことを含んでいる。代替的なピストン構成は、第１面５６と第２面５８とばね（図示せず）によって連結されている面とを画定する２つの別々の要素を有していることを含んでいる。図２に図解するように、第１面５６と第２面５８は、互いに堅く連結されている。向き合う面がばねで一体に連結されているピストンアッセンブリと比較すると、面５６と５８が堅く連結されていることは、ＳＳＶ１２の部品点数が削減され、弁開口部４４の障害の程度がより直接的にＰＲの影響を受けるようになるので好都合である。別の代替的なピストン５０の構成は、第２面面積６４と第３面面積６８を合わせた値が、第１面面積６０より大きく、又は小さくなる様に、外側シール領域４２を半径方向外側又は内側へ動かすことである。更に、外側着座領域４２は、第１面面積６０をアンダーカットし、これと相対して、圧力ＰＩの冷媒に曝される、第４部分が作り出される（図示せず）様に、内側へ動かすこともできる。様々な面面積の間の関係を変える選択肢を有することは、ＳＳＶ１２の様々な性能特性を調整するのに好都合である。
【００１９】
調整圧力ＰＲの冷媒が入っている調整圧力キャビティ８８は、絞りオリフィス９２を通して内部吸気領域２８と流体連通している。調整圧力キャビティ８８も、調整弁８２を介して、吐出領域２６と可変絞りで流体連通している。図２−４に示す様に、調整弁８２を通る経路は、入口オリフィス９４、間隙９８、及び出口オリフィス９６を含んでいる。圧力差ＰＤ−ＰＩが第１閾値より大きい場合は、図４に図解している様に、弁部材８６は出口オリフィス９６を遮るので、調整圧力キャビティ８８内の調整圧力ＰＲは、内部吸気圧ＰＩと実質的に等しくなる。圧力差ＰＤ−ＰＩが、第１閾値より小さな第２閾値より小さい場合は、図２に図解している様に、ばね９０は弁部材８６を所定の位置まで押し込むので、弁部材８６は、入口オリフィス９４を遮ることになり、調整圧力キャビティ８８内の調整圧力ＰＲは、再び内部吸気圧ＰＩと実質的に等しくなる。コンプレッサが冷媒を吐出するために作動していない時、特に、コンプレッサがクラッチのない可変容量型である時には、調整弁を通る冷媒の流れを遮断するのが好都合である。
【００２０】
図５は、図２−４と同様の調整弁を有しているＳＳＶの、試験中の作動特性を示している。この試験では、内部吸気圧ＰＩを大気圧にするために外側面３４を大気圧に曝し、約７ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．の空気圧を外部吸気圧力ＰＥに加え、次いで、空気の可変圧力源を吐出圧力ＰＤに加える。ＰＤが変化する際の、ＰＩに対する調整圧力ＰＲと、ＰＥからＰＩまでの吸気流量が、測定されている。グラフから、ＰＤ−ＰＩが約３０ｐ．ｓ．ｉ．より小さい場合は、ＳＳＶの絞りは吐出圧ＰＤによる影響を受けないので、流量は比較的絞られていない。ＰＤ−ＰＩが約３０ｐ．ｓ．ｉ．より小さい場合は、弁部材８６は図２に示している位置にあり、従って、第２閾値の例示的な数値は、３０ｐ．ｓ．ｉ．になる。ＰＤ−ＰＩが、約３０ｐ．ｓ．ｉ．より大きく、６０ｐ．ｓ．ｉ．より小さい時は、弁部材８６は、入口オリフィス９４から離れて図３に示している位置と同様の中間位置まで移動する。この状態では、ＰＲ−ＰＩが増すので、ピストン５０は、開口部４４の障害を増すように促され、ＳＳＶの可変絞りを強めて、グラフに示す様に吸気流量を減少させることになる。ＰＤ−ＰＩが約１７０ｐ．ｓ．ｉ．より大きい時は、弁部材８６は、図４に示している位置まで移動し、ＰＲとＰＤの間の流体連通を遮断する。グラフに示している様に、ＰＲ−ＰＩは、ゼロまで落下し、吸気流量は再び比較的絞られていない状態になる。
【００２１】
調整圧力キャビティ８８内の冷媒は、調整圧力ＰＲを有している。ＰＲは、絞りオリフィス９２と調整弁８２を通る可変絞りによって決められる。所与の一組の作動状態では、絞りオリフィス９２の可変絞りが調整弁８２の可変絞りより実質的に大きい場合は、ＰＲは、ＰＤと実質的に等しくなる。反対に、絞りオリフィス９２の絞りが調整弁の絞りの程度より実質的に小さい場合は、ＰＲは、ＰＩと実質的に等しくなる。調整弁の絞りの程度は、ＰＲをＰＤとＰＩの間の任意の値に調整するために制御することができるということになる。ばね９０のばね定数及び予圧と、調整弁８４の様々なオリフィスの大きさは、所与の車両の所与の空調装置に連結されている所与のコンプレッサについて、ＳＳＶ１２の可変絞りが、コンプレッサの発生するノイズが客室で聞こえるのを防止するのに十分となるように、調整される。
【００２２】
図示の実施形態では、ＳＳＶは、ピストン５０を閉じる方向に付勢するように配置されているばね８０を有している。空調装置がオフになっているか又は冷媒を吐出するために作動していない時に、ＳＳＶが閉じられることは、コンプレッサが再始動されるきに弁が閉じていることを保証するためには、好都合なことである。更に、空調装置がオンになっており、ＰＲ−ＰＥ差が低い時には、ＰＲ及びＰＥの小さな摂動が、ピストン５０に可聴ノイズを発生させる原因となり得る。ばね８０は、ピストン５０がノイズを発生する確率を低減するのに役立つ。ばね８０のばね定数は、高冷媒流量時のＳＳＶ絞りを最小限に抑えるために、できるだけ低く、しかし空調装置が作動していない時にＳＳＶ１２が閉じられた位置にあることを保証するために、如何なるピストン対ハウジング摩擦にも打ち勝つだけの大きさに、選定されている。図２−４に示しているＳＳＶ１２では、例示的なばね定数はインチ当り０．５ポンンドで、ばね８０には約０．１ポンドまで予圧が掛けられている。或いは、ばね８０の必要性に関する上記課題が懸念点と考えられない場合は、ばね８０は、ＳＳＶから省くこともできる。
【００２３】
図示の実施形態では、ハウジング３０は、内部吸気領域２８とブリードキャビティ７６の間に流体連通を提供しているハウジングブリードオリフィス７４と、ブリードキャビティ７６と外部吸気領域２０の間に流体連通を提供しているピストンブリードオリフィス７２を含んでいる。ハウジングブリードオリフィス７４とピストンブリードオリフィス７２によって提供される流体連通は、ＰＥ、ＰＩ、又はＰＲに突然変化が生じた場合に、ＳＳＶ１２が過度に遅れて開くのを防止するために、ブリードキャビティ内のブリード圧力ＰＢを調整するのに役立っている。ハウジングブリードオリフィス７４、ピストンブリードオリフィス７２の最適な大きさは、ＳＳＶの所望の応答特性に左右され、ブリードキャビティ７６の容積に影響される。図２−４で示している例示的なＳＳＶ１２では、ハウジングブリードオリフィス７４の大きさは、約２ミリメートルであり、ピストンブリードオリフィス７２の大きさは、約１ミリメートルである。ピストンブリードオリフィス７２と冷媒ブリード経路７０を形成しているハウジングブリードオリフィス７４の寸法決めを含むブリードキャビティ７６についてのより詳細な説明は、２００９年２月１７日出願のCochran他による米国特許出願第１２／３７２，１３１号に記されており、同出願を参考文献としてここに援用する。
【００２４】
図２−４に示している様に、冷媒ブリード経路７０は、外部吸気領域２０と内部吸気領域２８の間に存在している。ブリード経路によって常に冷媒の流れを最小限に抑えることができるようになっているのは、好都合なことである。ブリード経路７０が絞られ過ぎていると、低冷媒流量時のコンプレッサ効率が犠牲になる。ブリード経路７０が大きすぎるか又は絞られていなければ、吸気リード脈動ノイズが、低冷媒流量時にエバポレータまで伝搬する場合がある。或いは、ブリード経路は、ピストン５０がオリフィス４４を完全に遮断するのを防ぐために機械的ピストンストッパ（図示せず）を備えた状態で、又はピストン５０とハウジング３０の間の半径方向のピストン間隙（図示せず）を増した状態で設けることもできる。
【００２５】
而して、ノイズが低流量時にエバポレータまで伝搬するのを防ぎ、そして高冷媒流量時には冷媒の流れに弱い絞りを呈するのに効果的な吸気遮断弁（ＳＳＶ）を有する可変容量形コンプレッサが、提供される。ＳＳＶは、第２面面積に作用する調整圧力ＰＲによって作り出される、閉じる力を有しており、圧力差ＰＤ−ＰＩが第１閾値より小さく低冷媒流量を示している場合は、ＳＳＶ絞りを強め、圧力差が第１閾値より大きく高冷媒流量を示している場合には、絞りを弱める。
【００２６】
以上、本発明を好適な実施形態に関して説明してきたが、これらは、制限を課すことを意図したものではなく、以下の特許請求の範囲において示される範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  可変容量形コンプレッサ
１２  吸気遮断弁（ＳＳＶ）
１４  拡張オリフィス
１５  エバポレータ
１６  アキュムレータ
１８  吸気弁
２０  外部吸気領域
２６  吐出領域
２８  内部吸気領域
３０  ハウジング
３１、３３  Ｏリング
３２  長手方向軸
３６  内面
３８  第１端部分
４０  第２端部分
４２  外側シール領域  
４３  内部シール領域
４４  開口部
５０  ピストン
５２  リテーナ
５４  接合面
５５  造形
５６  第１面
５８  第２面
６０  第１面面積
６２  開く力
６４  第２面面積
６６  閉じる力
６７  第３面
６８  第３面面積
７０  冷媒ブリード経路
７６  ブリードキャビティ
８２  調整弁
８４  調整弁本体
８６  弁部材
８８  調整圧力キャビティ
９０  ばね
９２  絞りオリフィス
９４  入口オリフィス
９６  出口オリフィス
【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】
2009299683.tif 000007
【外国語明細書】
2009299683000001.pdf