(57)【要約】大きなソレノイド力を必要としない電磁制御弁を使用することができる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。吐出室（１０）から凝縮器へ向かう冷媒流路（１３）に電磁比例式流量制御弁（１２）を設け、吐出室（１０）からクランク室（１）へ通じる冷媒流路に定差圧弁（１４）を設け、クランク室（１）から吸入室（９）へ通じる冷媒流路に固定オリフィス（１５）を設け、電磁比例式流量制御弁（１２）の前後に発生する差圧（Ｐｄ，Ｐｄ’）を定差圧弁（１４）が感知してクランク室（１）に導入する圧力を制御する構成にした。これにより、定差圧弁（１４）は電磁比例式流量制御弁（１２）によって設定された開度の絞りを通過する冷媒の前後差圧が一定になるようクランク室（１）の圧力（Ｐｃ）を制御するため、吐出される冷媒の流量（Ｑｄ）がエンジン回転数変動などに因らず一定になる。差圧は小さなソレノイド力で制御できるため、小型化が可能である。
2002101237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて前記回転軸の回転駆動により揺動運動をする揺動体と、前記揺動体に連結されて前記揺動体の揺動運動で前記軸線の方向に往復動することにより冷媒の吸入室からシリンダ内への吸入、圧縮およびシリンダから吐出室への吐出を行うピストンとを有する可変容量圧縮機において、
前記吸入室へ通じる吸入側冷媒流路または前記吐出室へ通じる吐出側冷媒流路内に配置されて外部条件の変化に応じて開度を設定できる可変オリフィスと、
前記吐出室から前記クランク室へ通じる第１の冷媒流路および前記クランク室から前記吸入室へ通じる第２の冷媒流路の任意の位置に配置されて前記可変オリフィスの前後に発生する差圧を感知して前記差圧が所定値になるよう開度調整を行う定差圧弁と、
前記第１の冷媒流路および前記第２の冷媒流路の任意の位置に配置された固定オリフィスと、
を備え、前記吸入室へ流入する冷媒の流量または前記吐出室から吐出される冷媒の流量を略一定になるようにしたことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記可変オリフィスを前記吸入側冷媒流路内に配置し、前記定差圧弁を前記第１の冷媒流路内に配置し、前記固定オリフィスを前記第２の冷媒流路内に配置したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記可変オリフィスを前記吐出側冷媒流路内に配置し、前記定差圧弁を前記第１の冷媒流路内に配置し、前記固定オリフィスを前記第２の冷媒流路内に配置したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記可変オリフィスは、前記所定値を電流値によって外部から設定できるソレノイドを備えた電磁比例式流量制御弁であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変容量圧縮機。
【請求項５】
前記電磁比例式流量制御弁は、外部から設定できるソレノイドの電流値をゼロに設定することで冷媒の流量がほぼゼロとなる最少運転に移行することを特徴とする請求の範囲第４項記載の可変容量圧縮機。
【請求項６】
クラッチレスの自動車用空調装置に適用したことを特徴とする請求の範囲第５項記載の可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は可変容量圧縮機に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルの中で冷媒ガスを圧縮するのに使用される可変容量圧縮機に関する。
背景技術
自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の圧縮容量を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。
このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによってピストンのストロークを変えることで冷媒の吐出量を変えるようにしている。
揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、その導入する冷媒の圧力を変化させ、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。
冷媒の吐出口とクランク室との間またはクランク室と吸入口との間には、電磁制御弁が設けられている。この電磁制御弁は、それらの前後差圧を所定値に保つように連通または閉塞させる制御をしており、差圧の所定値を電流値によって外部から設定することができるようになっている。これにより、エンジンの回転数が上昇したときには、クランク室に導入される圧力が増加して圧縮できる容量を小さくし、回転数が低下したときには、クランク室に導入される圧力が減少して圧縮できる容量を大きくするようにして可変容量圧縮機から吐出される冷媒の圧力を一定に保つようにしている。
ところで、自動車用空調装置の冷凍サイクルに使用されている冷媒としては、代替フロンＨＦＣ−１３４ａが一般的に用いられるが、近年、冷媒の臨界温度を越えた超臨界域で冷凍作用を行わせる、たとえば二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルが開発されている。
しかしながら、圧縮機の吐出圧力に応じてクランク室へ導入する圧力を制御する電磁制御弁において、二酸化炭素を冷媒とするような冷凍サイクルでは、冷媒を超臨界域まで昇圧させるため、冷媒の吐出口とクランク室との間または吐出口と吸入口との間の差圧が非常に高くなり、差圧を制御するためのソレノイド力も大きくなって、大型のソレノイドが必要になり、その結果、電磁制御弁の大型化を招き、コストアップに繋がるという問題点があった。
発明の開示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、一般的なＨＦＣ−１３４ａを冷媒とする冷凍サイクルはもちろん、超臨界で作動するような高圧の冷媒を用いた冷凍サイクルにおいても大きなソレノイド力を必要としない電磁制御弁を使用することができる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、気密に形成されたクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて前記回転軸の回転駆動により揺動運動をする揺動体と、前記揺動体に連結されて前記揺動体の揺動運動で前記軸線の方向に往復動することにより冷媒の吸入室からシリンダ内への吸入、圧縮およびシリンダから吐出室への吐出を行うピストンとを有する可変容量圧縮機において、前記吸入室へ通じる吸入側冷媒流路または前記吐出室へ通じる吐出側冷媒流路内に配置されて外部条件の変化に応じて開度を設定できる可変オリフィスと、前記吐出室から前記クランク室へ通じる第１の冷媒流路および前記クランク室から前記吸入室へ通じる第２の冷媒流路の任意の位置に配置されて前記可変オリフィスの前後に発生する差圧を感知して前記差圧が所定値になるよう開度調整を行う定差圧弁と、前記第１の冷媒流路および前記第２の冷媒流路の任意の位置に配置された固定オリフィスと、を備え、前記吸入室へ流入する冷媒の流量または前記吐出室から吐出される冷媒の流量を略一定になるようにしたことを特徴とする可変容量圧縮機が提供される。
このような可変容量圧縮機によれば、定差圧弁は、可変オリフィスの前後に発生する差圧を感知して、その差圧が一定になるようクランク室の圧力を制御する。これにより、ある流路面積に設定された可変オリフィスの前後差圧が一定であるため、吸入側および吐出側を流れる冷媒流量は一定に制御されることになる。また、冷媒流量は差圧を制御することで決定できるが、その差圧は小さなソレノイド力で制御することができ、ソレノイド部の小型化が可能である。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図、図２は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図、図３は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の電磁比例式流量制御弁の詳細を示す断面図である。
本発明による可変容量圧縮機は、気密に形成されたクランク室１を有し、中には回転自在に支持された回転軸２を有している。この回転軸２の一端は、図示しない軸封装置を介してクランク室１の外まで延びていて、クラッチおよびベルトを介してエンジンの出力軸から駆動力が伝達されるプーリ３が固定されている。回転軸２には、揺動板４が傾斜角可変に設けられている。回転軸２の軸線の回りには、複数（図示の例では１つ）のシリンダ５が配置されている。各シリンダ５には、揺動板４の回転運動を往復運動に変換するピストン６が配置されている。各シリンダ５は、それぞれ吸入用リリーフ弁７および吐出用リリーフ弁８を介して吸入室９および吐出室１０に接続されている。
なお、可変容量圧縮機は、複数のシリンダ５を備えているが、各シリンダ５に隣接して形成される吸入室９および吐出室１０は、互いに連通して１つの部屋になっており、それぞれ吸入側の冷媒流路１１と吐出側の冷媒流路１３とに接続されている。
吸入室９は、蒸発器に連通する冷媒流路１１に接続され、吐出室１０は、電磁比例式流量制御弁１２を介して凝縮器またはガスクーラに連通する冷媒流路１３に接続される。電磁比例式流量制御弁１２は、吐出室１０から冷媒流路１３へ連通する流路面積を外部信号によって比例的に変化させることができる可変オリフィスを構成している。
吐出室１０は、また、定差圧弁１４を介してクランク室１に接続され、クランク室１は固定オリフィス１５を介して吸入室９に接続されている。定差圧弁１４は、また、吐出室１０の吐出圧力Ｐｄおよび電磁比例式流量制御弁１２を通ってきた冷媒流路１３の圧力Ｐｄ’とを導入し、電磁比例式流量制御弁１２の前後に発生する差圧が一定になるように、吐出室１０からクランク室１、さらにはクランク室１から固定オリフィス１５を介して吸入室９へ流れる冷媒を制御する弁である。なお、Ｐｓは吸入圧力、Ｐｃはクランク室圧力、Ｑｄは吐出流量を表わしている。
電磁比例式流量制御弁１２は、図２に示したように、弁部２１およびソレノイド部２２から構成されている。弁部２１は、吐出室１０の吐出圧力Ｐｄを導入するポート２３と、この弁部２１にて減圧された圧力Ｐｄ’を冷媒流路１３へ導出するポート２４とを有し、これらを連通する流路には、弁座２５が形成され、この弁座２５の上流側にボール形状の弁体２６が弁座２５に対向して配置されている。ポート２３の開口端にはアジャストねじ２７が螺着されており、弁体２６とアジャストねじ２７との間には、弁体２６を閉じる方向に付勢するスプリング２８が配置されている。また、弁体２６は弁孔を介して軸線方向に延びるシャフト２９の一端に当接しており、このシャフト２９の他端は、軸線方向に進退自在に配置されたピストン３０に固定されている。このピストン３０は弁孔とほぼ同じ断面積を有し、弁体２６より下流側の圧力Ｐｄ’が軸線両方向に対して等しくかかるようにして弁体２６の制御に圧力Ｐｄ’が影響しないようにしている。また、弁体２６の上流側空間とピストン３０のソレノイド部側空間との間には、連通路２９ａが設けられており、ピストン３０の背圧側に吐出圧力Ｐｄを導入して、弁体２６にかかる吐出圧力Ｐｄをキャンセルするようにしている。
ソレノイド部２２は、円筒状の中空部を有する電磁コイル３１が設けられ、その円筒状の中空部にはスリーブ３２が設けられている。このスリーブ３２の弁部２１側には、固定鉄芯をなすコア３３が圧入固定され、スリーブ３２の中には、可動鉄芯をなすプランジャ３４が軸線方向に移動可能に遊挿配置されている。コア３３およびプランジャ３４の軸線位置にはシャフト３５が貫通配置され、その一端はガイド３６によってコア３３に支持され、他端はスリーブ３２の図の上端に設けられたキャップ３７にガイド３８を介して支持されている。シャフト３５のほぼ中央部には、Ｅリング３９が嵌着されており、プランジャ３４がコア３３に吸着するよう移動したとき、シャフト３５も一緒に移動するようにしている。これにより、プランジャ３４が図の下方へ移動すると、シャフト３５が図の下端に当接されているピストン３０を押し、弁体２６を開く方向に作用する。その移動量は、電磁コイル３１に供給する電流値に比例する。したがって、この電磁比例式流量制御弁１２を通る冷媒の流路面積は、電磁コイル３１に供給される制御電流の値によって決めることができる。このソレノイド部２２は、弁部２１を通過する吐出流量Ｑｄによって小さな差圧を生じさせるよう制御するためのもので、高圧を直接制御するものではないため、ソレノイド力は小さくて済み、したがって、この部分の構成を小型化することができる。
定差圧弁１４は、図３に示したように、ボディ４０に、吐出室１０の吐出圧力Ｐｄを導入するポート４１と、この定差圧弁１４で制御された圧力Ｐｃをクランク室１へ導入するポート４２と、電磁比例式流量制御弁１２によって減圧された圧力Ｐｄ’を導入するポート４３とを有している。
ポート４１とポート４２とを連通する流路には、弁座４４が形成され、この弁座４４の上流側に弁体４５が弁座４４に対向して配置されている。この弁体４５には、フランジが設けられていて、弁座４４との間に弁体４５を開く方向へ付勢するスプリング４６が配置されている。
弁体４５と同軸上には、軸線方向に進退自在に配置されて両面にポート４１からの吐出圧力Ｐｄとポート４３からの圧力Ｐｄ’とを受ける感圧ピストン４７が設けられており、一体に形成されたシャフト４８によって弁体４５に固定されている。
感圧ピストン４７の図の下方には、スプリング荷重調整用のアジャストねじ４９がボディ４０に螺着され、感圧ピストン４７とアジャストねじ４９との間には、弁体４５を閉じる方向に感圧ピストン４７を付勢するスプリング５０が配置されている。
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンから駆動力が伝達されて回転軸２が回転すると、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転する。すると、揺動板４の外周部に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
このとき、電磁比例式流量制御弁１２は、所定の制御電流の供給を受けて、凝縮器に連通する冷媒流路１３を絞り、所定の大きさのオリフィスを形成し、冷媒流量Ｑｄによって所定の差圧（Ｐｄ−Ｐｄ’）を発生させるようにしている。
また、定差圧弁１４は、感圧ピストン４７が所定の差圧（Ｐｄ＞Ｐｄ’）を受け、それによって発生する図の下向きの力とスプリング４６，５０の荷重とが釣り合う位置に弁体４５が静止し、弁開度が制御されている。したがって、制御電流によって決まる電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を定差圧弁１４が感知し、定差圧弁１４は、その差圧があらかじめ設定された所定値（すなわち、一定流量）になるよう弁開度を調整して、クランク室１に導入される冷媒の流量を制御している。
ここで、エンジン回転数が上昇するなどして、電磁比例式流量制御弁１２の前後に発生する差圧が大きくなった場合、冷媒の吐出圧力Ｐｄが上昇するので、走差圧弁１４の感圧ピストン４７は、図３の下方へ移動し、これに伴って弁体４５は開く方向へ作用する。これにより、吐出室１０からクランク室１へ導入される冷媒が増えるようになり、クランク室１の圧力Ｐｃが上昇して、可変容量圧縮機は、最少運転側に制御されて吐出する冷媒の流量を減らすようにする。これは、電磁比例式流量制御弁１２の前後の差圧がソレノイド部２２によって設定された弁開度に対応する差圧になるまで継続され、この結果、冷媒の吐出流量Ｑｄは、一定に保たれることになる。
逆に、エンジン回転数が低下するなどして電磁比例式流量制御弁１２の前後に発生する差圧が小さくなった場合、冷媒の吐出圧力Ｐｄが低下するので、定差圧弁１４の感圧ピストン４７は、図３の上方へ移動し、これに伴って弁体４５は閉じる方向へ作用する。これにより、クランク室１へ導入される冷媒流量が減少し、クランク室１の圧力Ｐｃが低下し、可変容量圧縮機は、最大運転側に制御されて吐出する冷媒の流量を増やすようにする。これは、電磁比例式流量制御弁１２の前後の差圧がソレノイド部２２によって設定された弁開度に対応する差圧になるまで継続され、冷媒の吐出流量Ｑｄは、一定に保たれることになる。
このように、定差圧弁１４が吐出側の冷媒流路１３に設けられた電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を感知し、その差圧に応じて定差圧弁１４が吐出室１０からクランク室１へ導入する冷媒の流量を制御することにより、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の吐出流量Ｑｄを、電磁比例式流量制御弁１２によって決められた差圧に対応する一定の流量に制御するようにしている。
図４は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図、図５は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図である。なお、図４および図５において、図１および図３に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、電磁比例式流量制御弁１２については、設置される場所および構造は同じであるが、定差圧弁１４ａについては、吐出圧力Ｐｄを導入する方向を弁開方向にし、弁構造を変更している。
定差圧弁１４ａは、図５に示したように、ボディ４０に、吐出室１０の吐出圧力Ｐｄを導入するポート４１と、この定差圧弁１４で制御された圧力Ｐｃをクランク室１へ導入するポート４２と、電磁比例式流量制御弁１２によって減圧された圧力Ｐｄ’を導入するポート４３とを有している。
吐出圧力Ｐｄを導入するポート４１の側に弁座４４が形成され、この弁座４４の下流側に弁座４４に対向して弁体４５ａが配置されており、この弁体４５ａを開く方向へ付勢するスプリング４６が配置されている。
感圧ピストン４７ａは、弁体４５ａと同軸上に軸線方向に進退自在に配置され、弁孔と同じ径を有している。また、感圧ピストン４７ａは、弁体４５ａに固定されており、スプリング５０によって弁体４５ａを閉じる方向に付勢されている。
このような構成の可変容量圧縮機においても、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機と同じであり、定差圧弁１４ａが電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を感知し、その差圧に応じて定差圧弁１４ａが吐出室１０からクランク室１へ導入する冷媒の流量を制御することにより、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の吐出流量Ｑｄを、電磁比例式流量制御弁１２によって決められた差圧に対応する一定の流量に制御するようにしている。
図６は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図、図７は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図である。なお、図６および図７において、図１および図３に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機では、蒸発器から吸入室９に連絡された冷媒流路１１の途中に電磁比例式流量制御弁１２を設け、吐出室１０とクランク室１とを連通させる冷媒流路の途中に吐出容量を制御する定差圧弁１４ｂを設け、クランク室１と吸入室９との間の冷媒流路の途中に固定オリフィス１５を設けている。また、電磁比例式流量制御弁１２の上流側および下流側における圧力Ｐｅ，Ｐｓを定差圧弁１４ｂにそれぞれ導入するための流路も形成されている。
電磁比例式流量制御弁１２は、第１および第２の実施の形態で使用したものと同じ構造を有している。ただし、第１および第２の実施の形態では、冷媒の流れを弁閉の方向にしてあるのに対し、本実施の形態では、冷媒の流れを弁開の方向にしてある。
定差圧弁１４ｂは、図７に示したように、ボディ４０に、吐出室１０の吐出圧力Ｐｄを導入するポート４１と、この定差圧弁１４ｂで制御された圧力Ｐｃをクランク室１へ導入するポート４２と、蒸発器から導入された圧力Ｐｅを導入するポート５１と、電磁比例式流量制御弁１２を通過して吸入された吸入室９の吸入圧力Ｐｓを導入するポート５２とを有している。
ポート４１とポート４２とを連通する流路には、弁座４４が形成され、この弁座４４の上流側にこの弁座４４に対向して弁体４５が配置されている。この弁体４５には、フランジが設けられていて、弁座４４との間に弁体４５を開く方向へ付勢するスプリング４６が配置されている。
弁体４５と同軸上には、軸線方向に進退自在に配置されて両面にポート５１からの圧力Ｐｅとポート５２からの吸入圧力Ｐｓとを受けるようにした感圧ピストン４７が設けられている。この感圧ピストン４７は、スプリング５０によって弁体４５を閉じる方向に付勢されている。
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸２が回転し、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転すると、揺動板４に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
このとき、電磁比例式流量制御弁１２は、所定の制御電流の供給を受けて、蒸発器から吸入室９に連通する冷媒流路を絞り、所定の大きさのオリフィスを形成して吸入室９に吸入される冷媒流量Ｑｓによって所定の差圧（Ｐｅ−Ｐｓ）を発生させるようにしている。
また、定差圧弁１４ｂは、感圧ピストン４７が所定の差圧（Ｐｅ＞Ｐｓ）を受け、それによって発生する図の下向きの力とスプリング４６，５０の荷重とが釣り合う位置に弁開度が制御されている。したがって、制御電流によって決まる電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を定差圧弁１４ｂが感知し、定差圧弁１４ｂは、その差圧があらかじめ設定された所定値になるよう弁開度を調整して、クランク室１に導入される冷媒の流量を制御している。これにより、吸入室９に吸入される冷媒の流量Ｑｓが一定に制御されることにより、吐出室１０から吐出される冷媒の流量Ｑｄが一定に制御されることになる。
ここで、エンジン回転数が上昇するなどして、可変容量圧縮機の吐出容量が大きく変化することで電磁比例式流量制御弁１２の前後に発生する差圧が大きくなった場合、冷媒の吸入圧力Ｐｓが低下するので、定差圧弁１４ｂの感圧ピストン４７は、図７の下方へ移動し、これに伴って弁体４５は開く方向へ作用する。これにより、吐出室１０からクランク室１へ導入される冷媒が増えるようになり、クランク室１の圧力Ｐｃが上昇して、可変容量圧縮機は、最少運転側に制御され、吸入する冷媒の流量を減らすようにする。これは、電磁比例式流量制御弁１２の前後の差圧がソレノイド部２２によって設定された弁開度に対応する差圧になるまで継続され、この結果、冷媒の吸入流量Ｑｓが一定に保たれるため、冷媒の吐出流量Ｑｄも一定に保たれることになる。
逆に、エンジン回転数が低下するなどして、可変容量圧縮機の吐出容量が小さく変化することで電磁比例式流量制御弁１２の前後に発生する差圧が小さくなった場合、冷媒の吸入圧力Ｐｓが上昇するので、定差圧弁１４ｂの感圧ピストン４７は、図７の上方へ移動し、これに伴って弁体４５は閉じる方向へ作用する。これにより、クランク室１へ導入される冷媒流量が減少し、クランク室１の圧力Ｐｃが低下し、可変容量圧縮機は、最大運転側に制御されて、吸入する冷媒の流量を増やすようにする。これは、電磁比例式流量制御弁１２の前後の差圧がソレノイド部２２によって設定された弁開度に対応する差圧になるまで継続され、この結果、冷媒の吸入流量Ｑｓが一定に保たれるため、冷媒の吐出流量Ｑｄも一定に保たれることになる。
このように、定差圧弁１４ｂが吸入側の冷媒流路１１に設けられた電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を感知し、その差圧に応じて定差圧弁１４ｂが吐出室１０からクランク室１へ導入する冷媒の流量を制御することにより、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の吸入流量Ｑｓを、電磁比例式流量制御弁１２によって決められた差圧に対応する一定の流量に制御し、これによってエンジンの回転数変動に拘らず吐出流量Ｑｄが一定に制御された定流量圧縮機を構成している。
図８は第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図である。なお、図８において、図６に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第４の実施の形態では、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、定差圧弁１４ｂに吐出圧力Ｐｄを導入するポートと定差圧弁１４ｂからクランク室１へ通じるポートとを入れ換えた構成にしている。すなわち、吐出室１０は、定差圧弁１４ｂの先端部のポート４２に連通され、クランク室１は、定差圧弁１４ｂの側部のポート４１に連通されている。それ以外の構成は、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機と同じである。
また、このような構成の動作も、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機と同じであり、定差圧弁１４ｂが吸入側の冷媒流路１１に設けられた電磁比例式流量制御弁１２の前後差圧を感知し、その差圧に応じて定差圧弁１４ｂが吐出室１０からクランク室１へ導入する冷媒の流量を制御することにより、可変容量圧縮機に吸入される冷媒の吸入流量Ｑｓを、電磁比例式流量制御弁１２によって決められた差圧に対応する一定の流量に制御し、これによってエンジンの回転数や外部の負荷が変わっても吐出流量Ｑｄが変化しない定流量圧縮機を構成している。
なお、上記の実施の形態では、定差圧弁を吐出室からクランク室へ連通する冷媒流路内に設け、固定オリフィスをクランク室から吸入室へ連通する冷媒流路内に設けるように構成したが、これら定差圧弁および固定オリフィスは、吐出室からクランク室を通って吸入室へ連通する冷媒流路内の任意の位置に設置することができ、また、定差圧弁および固定オリフィスの挿入位置を逆にすることもできる。
また、上記の実施の形態の可変容量圧縮機は、エンジンの出力軸にクラッチ、ベルトおよびプーリを介して接続する構成例を前提に説明したが、可変オリフィスを構成する電磁比例式流量制御弁は、外部から設定できるソレノイドの電流値をゼロに設定することで冷媒の流量がほぼゼロとなる最少運転に移行させることができるので、エンジンの出力軸を回転軸に直結してクラッチを介在させないように構成した、いわゆるクラッチレスの自動車用空調装置に適用することができる。
以上説明したように、本発明では、吸入側または吐出側の冷媒流路内に任意の差圧を発生させる電磁比例式流量制御弁を配置し、吐出室からクランク室、さらにはクランク室から吸入室へ通じる冷媒流路の任意の位置に固定オリフィスおよび定差圧弁を配置し、定差圧弁が電磁比例式流量制御弁の前後に発生する差圧を感知し、電磁比例式流量制御弁によって決められた弁開度で一定の差圧が出るよう、すなわち吐出流量が一定になるよう開度調整を行い、外部条件変化に応じた吐出流量の設定を電磁比例式流量制御弁に供給する電流値で制御する構成にした。電磁比例式流量制御弁によって冷媒流路に小さい差圧を発生させる構成にしたので、外部条件変化によって吐出流量の設定値である弁開度を変化させるソレノイド力を小さくすることができ、電磁比例式流量制御弁を小型化することができる。
定流量の可変容量圧縮機にしたことにより、エンジン回転数の変化、外部負荷条件の変化などに影響されることなく、常に一定流量の冷媒を供給できることから、システム全体の運転を安定化させることができる。
また、外部から設定できる電磁比例式流量制御弁の電流値をゼロに設定すれば可変容量圧縮機を最少容量にすることができるので、クラッチレス圧縮機を構成することができ、より安価な自動車用空調装置にすることができる。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図である。
図２は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図である。
図３は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機の電磁比例式流量制御弁の詳細を示す断面図である。
図４は、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図である。
図５は、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図である。
図６は、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図である。
図７は、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機の定差圧弁の詳細を示す断面図である。
図８は、第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す断面図である。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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