JP2003176779A - 流量検出装置及び容量可変型圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小流量域での絞り前後の圧力差の明確化と、大
流量域での圧力損失の低減とを高次元で両立することが
可能な容量可変型圧縮機の容量制御装置を提供するこ
と。 【解決手段】冷媒循環回路の吐出圧力領域には絞り５０
が配設されている。制御弁ＣＶは、絞り５０の前後の圧
力差を機械的に検出するとともに、この圧力差の変動に
基づいて、この圧力差の変動を打ち消す側に圧縮機の吐
出容量を内部自律的に制御する。制御弁ＣＶは、その内
部自律制御の基準となる設定差圧を外部からの指令によ
って変更可能である。前記絞り５０はリード状の絞り弁
５０ｂを有してなり、冷媒流量の変化に応じて絞り弁５
０ｂがその弾性変形量を変更することで、冷媒の通過断
面積を変更可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を検出
するために用いられる流量検出装置、及び冷媒の流量を
指標として容量可変型圧縮機の吐出容量を制御するため
の容量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容量可変型圧縮機（以下、圧縮機
とする）の容量制御装置としては、例えば、特開２００
１−１０７８５４号公報に開示されたものが存在する。
この容量制御装置においては、冷媒循環回路の冷媒通路
上に固定絞りが配設されているとともに、圧縮機の吐出
容量変更につながる弁開度調節を行う制御弁が備えられ
ている。

【０００３】前記制御弁には、固定絞りの前後の圧力差
を機械的に検出可能な感圧部材と、電磁アクチュエータ
とが備えられている。感圧部材は、固定絞り前後の圧力
差の変動に基づいて変位することで、この圧力差の変動
を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁
体を動作させる。電磁アクチュエータは、弁体に付与す
る力を外部からの指令に基づいて変更することで、感圧
部材による弁体の位置決め動作の基準となる固定絞り前
後の圧力差（設定差圧）を変更可能である。

【０００４】前記固定絞り前後の圧力差には冷媒流量が
反映されており、冷媒流量が多くなると圧力差は大きく
なり、逆に冷媒流量が少なくなると圧力差は小さくな
る。従って、例えば、電磁アクチュエータによって設定
差圧を高く設定すれば、冷媒循環回路の大冷媒流量を維
持するように、感圧部材によって内部自律的に圧縮機の
吐出容量が制御される。逆に、電磁アクチュエータによ
って設定差圧を低く設定すれば、冷媒循環回路の小冷媒
流量を維持するように、感圧部材によって内部自律的に
圧縮機の吐出容量が制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報の
技術においては、冷媒流量を検出するための絞りとし
て、通過断面積（絞り径）が一定の固定絞りが用いられ
ている。従って、小冷媒流量域における圧縮機の容量制
御性と、大冷媒流量域における冷媒循環回路の圧力損失
の抑制とを高次元で両立することができなかった。

【０００６】つまり、例えば、固定絞りの通過断面積が
大きめに設定されていると、小冷媒流量域にあっては、
固定絞り前後の二点間に差圧が付き難く、冷媒流量の変
動に対してこの圧力差の変動が小さくなってしまう。従
って、小冷媒流量域で設定差圧を変更する場合には、電
磁アクチュエータが弁体に付与する力を微妙に変化させ
なくてはならず、圧縮機の容量制御性が悪化する問題を
生じてしまう。

【０００７】逆に、固定絞りの通過断面積が小さめに設
定されていると、大冷媒流量域にあっては、固定絞りを
介することでの圧力損失が大きくなり過ぎる。従って、
空調装置の性能低下の問題を生じてしまう。

【０００８】本発明の目的は、小流量域での絞り前後の
圧力差の明確化と、大流量域での圧力損失の低減とを高
次元で両立することが可能な流量検出装置及び容量可変
型圧縮機の容量制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明においては、流体の流量変化に応じて
絞り弁がその弾性変形量を変更することで、絞りにおけ
る流体の通過断面積（絞り径）が変更される。例えば、
流量が多くなると絞り弁の変形量が多くなり、絞りにお
ける流体の通過断面積が大きくなる。従って、絞りを介
することでの圧力損失を低減することができる。また、
流量が少なくなると絞り弁の変形量が少なくなり、流体
の通過断面積が小さくなる。従って、絞り前後の圧力差
をより明確化することができる。

【００１０】また、前記絞り弁は、それ自体に弾性を有
するリード状をなしている。従って、例えば、バネ等の
別部材（弾性部材）が必要なスプールタイプの絞り弁を
採用した場合と比較して、絞りを構成する部品点数を削
減して構成の簡素化を図り得る。

【００１１】請求項２の発明においては、冷媒循環回路
の冷媒流量の変化に応じて絞り弁がその弾性変形量を変
更することで、絞りにおける冷媒の通過断面積が変更さ
れる。例えば、冷媒流量が多くなると絞り弁の変形量が
多くなり、絞りにおける冷媒の通過断面積が大きくな
る。従って、絞りを介することでの冷媒循環回路の圧力
損失を低減することができ、空調装置の性能低下を防止
することができる。また、冷媒流量が少なくなると絞り
弁の変形量が少なくなり、絞りにおける冷媒の通過断面
積が小さくなる。従って、絞り前後の圧力差をより明確
化することができ、圧縮機の容量制御性が良好となる。

【００１２】請求項３の発明は請求項２において、容量
制御装置の好適な態様を限定するものである。すなわ
ち、差圧検出手段は、絞り前後の圧力差を機械的に検出
可能な感圧部材を備えている。圧縮機制御手段は、容量
可変型圧縮機の吐出容量変更につながる弁開度調節を行
う弁体を備えている。設定差圧変更手段は、弁体に付与
する力を外部からの指令に基づいて変更可能な電磁アク
チュエータを備えている。

【００１３】そして、絞り前後の圧力差の変動に基づい
て感圧部材が変位することで、この圧力差の変動を打ち
消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるよう
に弁体が動作される。また、電磁アクチュエータが弁体
に付与する力を変更することで、感圧部材による弁体の
位置決め動作の基準となる設定差圧を変更可能である。

【００１４】請求項４の発明は請求項２又は３におい
て、絞りは取付部を以って冷媒通路に取り付けられてい
る。絞り弁は、取付部の内周縁から内側に向かって延出
されており、絞りは全体として平板状をなしている。平
板状をなす絞りはスペース効率に優れ、容量制御装置の
小型化に貢献される。

【００１５】請求項５の発明は請求項２〜４のいずれか
において、絞りは絞り弁を複数有している。従って、冷
媒流量の変化による絞り弁の変形量が一つ一つは少なく
ても、複数の絞り弁のトータルで冷媒の通過断面積を大
きく変化させることができる。よって、絞り弁の変形を
許容するスペースが少なくて済み、スペース効率に優れ
る絞りとなる。

【００１６】請求項６の発明は請求項５において、複数
の絞り弁は一体に構成されている。従って、絞りの冷媒
通路に対する組み付け時において、その取り扱いが容易
となる。

【００１７】請求項７の発明は請求項５において、複数
の絞り弁はそれぞれ別体に構成されている。従って、例
えば、絞りの外径寸法が制限される場合において、複数
の絞り弁を接続する部位等の細幅化を避けることがで
き、絞りの製作が容易となる。

【００１８】請求項８の発明は請求項２〜７のいずれか
において、冷媒循環回路における冷媒の逆流は、逆止弁
によって阻止される。絞りは、冷媒通路に取り付けられ
た逆止弁と、同じく冷媒通路に設けられた係止部との間
で狭持固定されている。つまり、絞りは、逆止弁の一部
を利用して冷媒通路内で保持されている。従って、逆止
弁を利用することなく絞りを冷媒通路内で保持させる場
合と比較して、部品点数を低減できて構成の簡素化を図
り得る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置に
用いられる容量可変型斜板式圧縮機の容量制御装置にお
いて具体化した一実施形態について説明する。

【００２０】（容量可変型斜板式圧縮機）図１に示すよ
うに、容量可変型斜板式圧縮機（以下圧縮機とする）の
ハウジング１１内にはクランク室１２が区画されてい
る。クランク室１２内には駆動軸１３が回転可能に配設
されている。駆動軸１３は、動力伝達機構ＰＴを介して
車両の走行駆動源であるエンジンＥに作動連結され、エ
ンジンＥからの動力供給を受けて回転される。

【００２１】前記動力伝達機構ＰＴは、外部からの電気
制御によって動力の伝達／遮断を選択可能なクラッチ機
構（例えば電磁クラッチ）であってもよく、又は、その
ようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレ
ス機構（例えばベルト／プーリの組合せ）であってもよ
い。なお、本実施形態では、クラッチレスタイプの動力
伝達機構ＰＴが採用されている。

【００２２】前記クランク室１２において駆動軸１３に
は、ラグプレート１４が一体回転可能に固定されてい
る。クランク室１２内には斜板１５が収容されている。
斜板１５は、駆動軸１３にスライド移動可能でかつ傾動
可能に支持されている。ヒンジ機構１６は、ラグプレー
ト１４と斜板１５との間に介在されている。従って、斜
板１５は、ヒンジ機構１６を介することで、ラグプレー
ト１４及び駆動軸１３と同期回転可能であるとともに、
駆動軸１３に対して傾動可能となっている。

【００２３】前記ハウジング１１内には複数（図面には
一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが形成されてお
り、各シリンダボア１１ａ内には片頭型のピストン１７
が往復動可能に収容されている。各ピストン１７は、シ
ュー１８を介して斜板１５の外周部に係留されている。
従って、駆動軸１３の回転運動が、斜板１５及びシュー
１８を介してピストン１７の往復運動に変換される。

【００２４】前記シリンダボア１１ａ内の後方（図面右
方）側には、ピストン１７と、ハウジング１１に装着さ
れた弁・ポート形成体１９とで囲まれて圧縮室２０が区
画されている。ハウジング１１の後方側の内部には、吸
入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成されてい
る。

【００２５】そして、吸入室２１の冷媒（例えばＲ１３
４ａ）ガスは、各ピストン１７の上死点位置から下死点
側への移動により、弁・ポート形成体１９に形成された
吸入ポート２３及び吸入弁２４を介して圧縮室２０に吸
入される。圧縮室２０に吸入された冷媒ガスは、ピスト
ン１７の下死点位置から上死点側への移動により所定の
圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体１９に形成され
た吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出室２２に
吐出される。

【００２６】（圧縮機の容量可変構造）図１に示すよう
に、前記ハウジング１１内には抽気通路２７及び給気通
路２８が設けられている。抽気通路２７はクランク室１
２と吸入室２１とを連通する。給気通路２８は吐出室２
２とクランク室１２とを連通する。ハウジング１１にお
いて給気通路２８の途中には、差圧検出手段及び圧縮機
制御手段並びに設定差圧変更手段としての制御弁ＣＶが
配設されている。

【００２７】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室１２への高圧
な吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室
１２からのガス導出量とのバランスが制御され、クラン
ク室１２の内圧が決定される。クランク室１２の内圧変
更に応じて、ピストン１７を介してのクランク室１２の
内圧と圧縮室２０の内圧との差が変更され、斜板１５の
傾斜角度が変更される結果、ピストン１７のストローク
すなわち圧縮機の吐出容量が調節される。

【００２８】例えば、クランク室１２の内圧が低下され
ると斜板１５の傾斜角度が増大し、圧縮機の吐出容量が
増大される。図１において二点鎖線は、斜板１５のそれ
以上の傾動がラグプレート１４によって当接規制され
た、最大傾斜角度状態を示している。逆に、クランク室
１２の内圧が上昇されると斜板１５の傾斜角度が減少
し、圧縮機の吐出容量が減少される。図１において実線
は、斜板１５のそれ以上の傾動が、駆動軸１３に設けら
れた最小傾斜角度規定手段２９によって規制された、最
小傾斜角度状態を示している。斜板１５の最小傾斜角度
は、ゼロではない角度に設定されている。

【００２９】（冷媒循環回路）図１に示すように、車両
用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述し
た圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成されている。外
部冷媒回路３０は、凝縮器３１、膨張弁３２及び蒸発器
３３を備えている。圧縮機のハウジング１１には、吐出
室２２と外部冷媒回路３０の凝縮器３１側の配管とを接
続する吐出通路３４が形成されている。吐出通路３４に
おいて吐出室２２側は小径とされて取付孔３４ａをなす
とともに、吐出通路３４において凝縮器３１側は大径と
されて収容室３４ｂをなしている。

【００３０】図２に示すように、前記吐出通路３４の収
容室３４ｂ内には逆止弁３５が配設されている。この逆
止弁３５は、弁孔３６ａ及び弁座３６ｂ並びに連通孔３
６ｃを有する円筒状のケース３６と、ケース３６に収容
され弁座３６ｂに対し接離可能な弁体３７と、ケース３
６内に収容され弁体３７を弁閉方向に付勢する付勢バネ
３８とを備えている。ケース３６は図面左端側である取
付部３６ｄを以って吐出通路３４の取付孔３４ａに圧入
固定されている。

【００３１】前記逆止弁３５の弁孔３６ａ、ケース３６
の内空間及び連通孔３６ｃは吐出通路３４の一部を構成
する。弁体３７は、弁孔３６ａに面したシール面３７ａ
に作用する吐出室２２側の圧力と背面に作用する凝縮器
３１側の圧力との差に基づく荷重と、付勢バネ３８の付
勢力とのバランスによって弁座３６ｂに対して位置決め
される。例えば、吐出圧力が十分に高い場合には、弁体
３７が弁孔３６ａを開放して外部冷媒回路３０を経由す
る冷媒循環が許容される。逆に、圧縮機の吐出容量が最
小となって吐出圧力が低い場合には、弁体３７が弁孔３
６ａを閉塞して外部冷媒回路３０を経由する冷媒循環が
遮断される。

【００３２】なお、前記逆止弁３５の主たる役目は、外
部冷媒回路３０の凝縮器３１側から吐出室２２への冷媒
の逆流を防止することにある。しかし、本実施形態にお
いては、動力伝達機構ＰＴにクラッチレスタイプのもの
を用いるために、前述した役目（圧縮機の吐出容量に応
じて冷媒循環回路を開閉する）も逆止弁３５に兼ねさせ
ている。

【００３３】前記吐出室２２内には第１圧力監視点Ｐ１
が設定されている。第２圧力監視点Ｐ２は、第１圧力監
視点Ｐ１から凝縮器３１側（下流側）へ所定距離だけ離
れた吐出通路３４の途中において、逆止弁３５（弁体３
７による開閉位置）よりも上流側に設定されている。つ
まり、第１圧力監視点Ｐ１及び第２圧力監視点Ｐ２は、
共に冷媒循環回路の吐出圧力領域に設定されている。

【００３４】前記吐出通路３４において第１圧力監視点
Ｐ１と第２圧力監視点Ｐ２との間には絞り５０が配設さ
れている。従って、第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨと
第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬとの絞り５０を介した
差（二点間差圧ΔＰｄ＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）には、冷媒循
環回路の吐出冷媒流量Ｑが反映されている。第１圧力監
視点Ｐ１と制御弁ＣＶとは第１検圧通路３９を介して連
通されている。第２圧力監視点Ｐ２と制御弁ＣＶとは第
２検圧通路４０を介して連通されている。

【００３５】（制御弁）図２に示すように、前記制御弁
ＣＶは、給気通路２８の開度を調節する圧縮機制御手段
としての弁体４１と、弁体４１の図面上側に作動連結さ
れた差圧検出手段としての感圧機構４２と、弁体４１の
図面下側に作動連結された設定差圧変更手段としての電
磁アクチュエータ４３とをバルブハウジング４４内に備
えてなる。バルブハウジング４４内には給気通路２８の
一部を構成する弁孔４４ａが形成されており、バルブハ
ウジング４４内において弁孔４４ａの開口周囲は弁座４
４ｂをなしている。弁体４１は、下動して弁座４４ｂか
ら離間することで弁孔４４ａの開度を増大し、逆に上動
して弁座４４ｂに近接することで弁孔４４ａの開度を減
少させる。

【００３６】前記感圧機構４２は、バルブハウジング４
４内の上部に形成された感圧室４２ａと、感圧室４２ａ
内に収容された感圧部材としてのベローズ４２ｂとから
なっている。感圧室４２ａにおいてベローズ４２ｂの内
空間には、第１検圧通路３９を介して第１圧力監視点Ｐ
１の圧力ＰｄＨが導かれている。感圧室４２ａにおいて
ベローズ４２ｂの外空間には、第２検圧通路４０を介し
て第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが導かれている。

【００３７】前記電磁アクチュエータ４３には、固定鉄
心４３ａ、可動鉄心４３ｂ及びコイル４３ｃが備えられ
ており、可動鉄心４３ｂには弁体４１が作動連結されて
いる。コイル４３ｃには、冷房負荷等に応じた、制御コ
ンピュータたるエアコンＥＣＵ７１の指令に基づき、駆
動回路７２から電力が供給される。駆動回路７２からコ
イル４３ｃへの電力供給量に応じた大きさの上向き電磁
力（電磁吸引力）が、固定鉄心４３ａと可動鉄心４３ｂ
との間に発生し、この電磁力は可動鉄心４３ｂを介して
弁体４１に伝達される。コイル４３ｃへの通電制御は印
加電圧を調整することでなされ、この印加電圧の調整に
はＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採用されている。

【００３８】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして弁体４１の配置位置つまり弁開
度が決まる。

【００３９】先ず、コイル４３ｃへの通電がない場合
（デューティ比Ｄｔ＝０％）は、ベローズ４２ｂ自身が
有するバネ性に基づく下向き付勢力により、弁体４１が
最下動位置に配置されて弁孔４４ａの開度が全開とな
る。このため、クランク室１２の内圧は、その時おかれ
た状況下において取り得る最大値となり、このクランク
室１２の内圧と圧縮室２０の内圧とのピストン１７を介
した差は大きくて、斜板１５は傾斜角度を最小として圧
縮機の吐出容量は最小となっている。

【００４０】前記圧縮機の吐出容量が最小では吐出圧力
が低くなり、逆止弁３５が閉じられる。従って、外部冷
媒回路３０を経由した冷媒循環が停止される。このた
め、圧縮機による冷媒ガスの圧縮が継続されたとしても
空調（冷房）が行われることはなく、圧縮機は空調機能
的にオフされた状態となっている。

【００４１】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル４
３ｃに対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄ
ｔ（ｍｉｎ）（＞０％）以上の通電がなされると、可動
鉄心４３ｂが弁体４１に作用させる上向きの電磁力と、
ベローズ４２ｂが弁体４１に作用させる二点間差圧ΔＰ
ｄに基づく下向き押圧力及びベローズ４２ｂのバネ性に
基づく下向き付勢力とが対抗する。そして、これら上下
付勢力がバランスする位置に弁体４１が位置決めされ
る。

【００４２】例えば、エンジンＥの回転速度が減少して
冷媒循環回路の冷媒流量Ｑが減少すると、ベローズ４２
ｂが弁体４１に作用させる二点間差圧ΔＰｄに基づく力
が減少する。従って、弁体４１が上動して弁孔４４ａの
開度が減少し、クランク室１２の内圧が低下傾向とな
る。このため、斜板１５が傾斜角度増大方向に傾動し、
圧縮機の吐出容量は増大される。圧縮機の吐出容量が増
大すれば冷媒循環回路における冷媒流量Ｑも増大し、二
点間差圧ΔＰｄは増加する。

【００４３】逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷
媒循環回路の冷媒流量Ｑが増大すると、ベローズ４２ｂ
が弁体４１に作用させる二点間差圧ΔＰｄに基づく力が
増大する。従って、弁体４１が下動して弁孔４４ａの開
度が増加し、クランク室１２の内圧が増大傾向となる。
このため、斜板１５が傾斜角度減少方向に傾動し、圧縮
機の吐出容量は減少される。圧縮機の吐出容量が減少す
れば冷媒循環回路における冷媒流量Ｑも減少し、二点間
差圧ΔＰｄは減少する。

【００４４】また、例えば、コイル４３ｃへの通電デュ
ーティ比Ｄｔを大きくして弁体４１に作用する電磁力を
大きくすると、弁体４１が上動して弁孔４４ａの開度が
減少し、圧縮機の吐出容量が増大される。従って、冷媒
循環回路における冷媒流量Ｑが増大し、二点間差圧ΔＰ
ｄも増大する。

【００４５】逆に、コイル４３ｃへの通電デューティ比
Ｄｔを小さくして弁体４１に作用する電磁力を小さくす
ると、弁体４１が下動して弁孔４４ａの開度が増加し、
圧縮機の吐出容量が減少する。従って、冷媒循環回路に
おける冷媒流量Ｑが減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少す
る。

【００４６】つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル４３ｃ
への通電デューティ比Ｄｔによって決定された二点間差
圧ΔＰｄの制御目標（設定差圧）を維持するように、こ
の二点間差圧ΔＰｄの変動に応じて感圧機構４２が内部
自律的に弁体４１を位置決めする構成となっている。ま
た、この設定差圧は、コイル４３ｃへの通電デューティ
比Ｄｔを調節することで外部から変更可能となってい
る。

【００４７】（絞り）図２及び図４に示すように、前記
絞り５０は、円環状の取付部５０ａと、取付部５０ａの
内周縁から半径方向内側に向かって延出されたリード状
の絞り弁５０ｂとからなっている。絞り５０は全体とし
て平板状をなし、プレス加工等によって取付部５０ａ及
び絞り弁５０ｂが一体形成されている。吐出通路３４の
取付孔３４ａ内には、吐出室２２側が小径とされて段差
部が形成されており、この段差部において機外側（逆止
弁３５側）に向かう壁面が係止部５１をなしている。そ
して、絞り５０は、係止部５１と逆止弁３５の取付部３
６ｄとの対向端面間で、取付部５０ａを以って狭持固定
されている。

【００４８】前記絞り５０には、絞り弁５０ｂが複数枚
（本実施形態においては３枚）備えられている。各絞り
弁５０ｂは、取付部５０ａに接続される方形状の部位の
先端に三角形状の部位を備えてなる。複数の絞り弁５０
ｂは、取付部５０ａの円環中心に先端たる三角形の頂点
を向けて、この中心周りに等角度間隔で配置されてい
る。取付部５０ａの周方向に隣接する絞り弁５０ｂの先
端間、及び各絞り弁５０ｂの先端により囲まれた取付部
５０ａの中心には、それぞれ隙間５０ｃが形成されてい
る。この三叉状の隙間５０ｃが、吐出通路３４において
絞り５０の前後を常時連通する絞り孔５０ｃをなしてい
る。

【００４９】前記絞り弁５０ｂは、吐出通路３４内にお
いて吐出室２２から逆止弁３５側に向かう冷媒の流れに
曝されており、この冷媒流のエネルギーを受けること
で、取付部５０ａとの接続部分を支点として逆止弁３５
側に弾性変形される。絞り弁５０ｂの弾性変形量は、冷
媒流のエネルギー量つまり冷媒流量Ｑに応じて変化され
る。絞り弁５０ｂの変形量に応じて、絞り孔５０ｃの通
過断面積つまり絞り５０による冷媒の絞り度合いが変更
されることとなる。

【００５０】例えば、図２に示すように、冷媒流量Ｑが
増大すると絞り弁５０ｂの変形量が増大し、絞り孔５０
ｃの通過断面積が増大する。従って、大冷媒流量域にお
いては、絞り５０による冷媒の絞り度合いが減少し、第
１圧力監視点Ｐ１と第２圧力監視点Ｐ２との圧力比が小
さくなる。逆に、冷媒流量Ｑが減少すると絞り弁５０ｂ
の変形量が減少し、絞り孔５０ｃの通過断面積が減少す
る。従って、小冷媒流量域においては、絞り５０による
冷媒の絞り度合いが増大し、第１圧力監視点Ｐ１と第２
圧力監視点Ｐ２との圧力比が大きくなる。

【００５１】さて、図３のグラフにおいて実線は、本実
施形態の絞り５０による「二点間差圧−冷媒流量」特性
を示す。同グラフにおいて二点鎖線は、従来公報の固定
絞りによる「二点間差圧−冷媒流量」特性を比較例とし
て示す。この比較例の固定絞りの通過断面積は、本実施
形態の絞り５０の通過断面積がその可変領域の中間であ
る場合と同じに設定されているものとする。

【００５２】図３のグラフにおいて特性線を比較すれば
明らかなように、本実施形態の絞り５０によれば、大冷
媒流量域においては、二点間差圧ΔＰｄの変動に対する
冷媒流量Ｑの変動が比較例よりも大きくなっている。従
って、絞り５０を介することでの冷媒循環回路の圧力損
失を低減でき、空調装置の性能低下を抑制することがで
きる。また、低冷媒流領域においては、二点間差圧ΔＰ
ｄの変動に対する冷媒流量Ｑの変動が比較例よりも小さ
くなっている。従って、小冷媒流量域で設定差圧を変更
する場合においても、電磁アクチュエータ４３が弁体４
１に付与する力を微妙に変化させる必要がなく、エアコ
ンＥＣＵ７１による圧縮機の容量制御性が良好となる。

【００５３】上記構成の本実施形態においては次のよう
な効果を奏する。 （１）上述したように、二点間差圧ΔＰｄの検出のため
に、冷媒流量Ｑに応じて冷媒の通過断面積を変更可能な
可変型の絞り５０を用いている。従って、小冷媒流量域
での良好な容量制御性と、大冷媒流量域での冷媒循環回
路の圧力損失の低減とを高次元で両立することが可能と
なる。

【００５４】（２）絞り５０が備える絞り弁５０ｂとし
て、それ自体に弾性を有するリード状のものが用いられ
ている。従って、例えば、バネ等の別部材（弾性部材）
が必要なスプールタイプの絞り弁を採用した場合と比較
して、絞り５０を構成する部品点数を削減して構成の簡
素化を図り得る。

【００５５】（３）絞り５０は、全体として平板状をな
している。平板状をなす絞り５０はスペース効率に優
れ、圧縮機の小型化に貢献される。 （４）絞り５０は、絞り弁５０ｂを複数有している。従
って、冷媒流量Ｑの変化による絞り弁５０ｂの変形量が
一つ一つは少なくても、複数の絞り弁５０ｂのトータル
で冷媒の通過断面積を大きく変化させることができる。
よって、絞り弁５０ｂの変形を許容するスペースが少な
くて済み、さらにスペース効率に優れる絞り５０とな
る。

【００５６】（５）複数の絞り弁５０ｂは一体に構成さ
れている。従って、絞り５０の吐出通路３４に対する組
み付け時において、その取り扱いが容易となる。 （６）絞り５０は、ハウジング１１に取り付けられた逆
止弁３５とハウジング１１の係止部５１との間で狭持固
定されている。つまり、絞り５０は、逆止弁３５の一部
を利用して吐出通路３４（ハウジング１１）内で保持さ
れている。従って、例えば、逆止弁３５を利用すること
なく絞り５０を吐出通路３４内で保持させる場合と比較
して、部品点数を低減できて構成の簡素化を図り得る。

【００５７】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ・絞り５０において複数枚の絞り弁５０ｂをそれぞれ別
体に構成すること。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）
の態様において絞り５０は、二枚の絞り構成体５０Ａ，
５０Ｂからなっている。各絞り構成体５０Ａ，５０Ｂ
は、取付部５０ａと一枚の絞り弁５０ｂとからなってい
る。

【００５８】このように構成すれば、絞り５０の外径寸
法（大径化）が制限される場合において、複数枚の絞り
弁５０ｂを一体化するための例えば二点鎖線で示す細幅
な言い換えれば加工が難しい部位Ｈを設定する必要がな
くなり、絞り５０の製作が容易となる。なお、絞り５０
の外径寸法が制限される場合とは、例えば、Ｒ１３４ａ
冷媒を用いた場合と比較して冷媒通路（吐出通路３４）
が小径に設定されることとなる二酸化炭素冷媒を用いた
場合である。

【００５９】さて、絞り５０を、複数枚の絞り構成体５
０Ａ，５０Ｂにより構成した場合、吐出通路３４内にお
ける各絞り構成体５０Ａ，５０Ｂの位置決めを確実とす
る必要がある。従って、図５の態様においては、係止部
５１に凹部５１ｃを形成し、この凹部５１ｃ内に各絞り
構成体５０Ａ，５０Ｂの取付部５０ａを嵌め込むことで
位置決めを行っている。

【００６０】なお、各絞り構成体５０Ａ，５０Ｂの位置
決め手法としては前述した以外にも、例えば、図６に示
すように、各絞り構成体５０Ａ，５０Ｂにおいて取付部
５０ａの外周縁部に屈曲部５０ｄを形成するとともに係
止部５１に溝５１ｄを形成し、この屈曲部５０ｄと溝５
１ｄとを凹凸係合させる手法を採用してもよい。つま
り、各絞り構成体５０Ａ，５０Ｂの吐出通路３４内での
位置決め手法としては、図５に示すように、取付部５０
ａのほぼ全体を係止部５１（凹部５１ｃ）に凹凸係合さ
せる以外にも、取付部５０ａの一部を係止部５１に凹凸
係合させることも採用可能である。

【００６１】・絞り５０を図７に示すような態様とする
こと。この絞り５０には絞り弁５０ｂが複数枚（本実施
形態においては６枚）備えられている。各絞り弁５０ｂ
は三角形状をなしている。複数の絞り弁５０ｂは、取付
部５０ａの円環中心に三角形の頂点を向けて、この中心
周りに等角度間隔で配置されている。

【００６２】・例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示
すように、絞り５０の絞り弁５０ｂを一枚のみとするこ
と。図８の態様において絞り弁５０ｂは、取付部５０ａ
との接続部分付近が細幅とされており、弾性変形し易く
なっている。絞り弁５０ｂを一枚のみとすることで絞り
５０の形状が簡単となり、その製作が容易となる。

【００６３】また、図８の態様においては、係止部５１
の中心部に弁孔５１ａが設定されているとともに、係止
部５１において弁孔５１ａの開口縁部に弁座５１ｂが設
定されている。従って、圧縮機が停止されている場合に
は、絞り弁５０ｂが弁座５１ｂに着座して吐出通路３４
が遮断される。圧縮機が起動すれば、絞り弁５０ｂが冷
媒の流動によって弁座５１ｂから離座して吐出通路３４
が開放される。そして、冷媒流量Ｑに応じて絞り弁５０
ｂの変形量が変化することで、絞り弁５０ｂと弁座５１
ｂとの間における通過断面積が変更されることとなる。

【００６４】なお、図８の態様の場合、圧縮機が最小吐
出容量状態においては絞り弁５０ｂが弁座５１ｂから離
座しないようにその弾性係数を設定することで、絞り５
０に逆止弁３５の役目を兼ねさせることもできる。この
場合、逆止弁３５を削除して圧縮機の構成の簡素化を図
り得る。

【００６５】・図９に示すように、前述した図８の態様
を変更し、絞り弁５０ｂにおいて取付部５０ａとの接続
部分付近を細幅としないこと。このようにすれば、絞り
弁５０ｂの形状が簡単となり、絞り５０の製作がさらに
容易となる。

【００６６】・例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）
に示す態様のように、係止部をハウジング１１と別体の
係止部材５６により構成すること。図１０（ａ）及び図
１０（ｂ）の態様においては、吐出通路３４の取付孔３
４ａ内から係止部５１が削除されており、取付孔３４ａ
の吐出室２２側にはハウジング１１と別体の係止部材５
６が圧入固定されている。係止部材５６の中心部には、
吐出室２２を吐出通路３４に接続する透孔５６ａが穿設
されている。

【００６７】前記取付孔３４ａの内周面において吐出室
２２側には、凹部５７が形成されている。係止部材５６
の外周縁部には、取付孔３４ａの凹部５７に嵌まり込む
凸部５６ｂが形成されている。絞り５０と逆止弁３５の
取付部３６ｄとの間には、円環状のスペーサ５５が介在
されている。スペーサ５５は、取付孔３４ａの凹部５７
に嵌まり込む凸部５５ａを有している。凸部５５ａにお
いて係止部材５６側の端面には、絞り保持部５５ｂが凹
設されている。

【００６８】絞り５０は絞り弁５０ｂが一枚のみとされ
ており、絞り５０の全体は略長方形状をなしている。絞
り５０は、取付部５０ａを以ってスペーサ５５の絞り保
持部５５ｂ内に嵌入されて取付孔３４ａ内で位置決めさ
れている。つまり、絞り５０は、取付部５５ａを以っ
て、係止部材５６の係止部たる凸部５６ｂとスペーサ５
５の凸部５５ａとの間で狭持されている。

【００６９】このように、図１０の態様においては、逆
止弁３５（取付部３６ｄ）と係止部（凸部５６ｂ）とに
よる絞り５０の狭持位置を、上記各実施形態よりも外側
にオフセット配置している。従って、絞り５０において
弾性変形する部位を長く確保すること、言い換えれば絞
り５０の剛性を低下させることができる。よって、冷媒
流量Ｑの変化に応じて確実に絞り弁５０ｂを変形させて
冷媒の絞り度合いを変更することができ、小冷媒流量域
での良好な容量制御性と、大冷媒流量域での冷媒循環回
路の圧力損失の低減とをさらに高次元で両立することが
可能となる。

【００７０】・上記実施形態において係止部５１は、ハ
ウジング１１に一体形成されていた。これを変更し、吐
出通路３４内にサークリップや圧入リング等の係止部材
を取り付け、この係止部材をハウジング１１の係止部と
して利用すること。

【００７１】・絞り５０は、圧縮機のハウジング１１内
に配設することに限定されるものではなく、外部冷媒回
路の配管内又は機器内の冷媒通路に配設してもよい。 ・上記実施形態において二点間差圧ΔＰｄは、制御弁Ｃ
Ｖの感圧機構４２によって機械的に検出されていた。こ
れを変更し、二点間差圧ΔＰがセンサによって電気的に
検出されるように構成すること。この場合、エアコンＥ
ＣＵ７１は、センサからの二点間差圧ΔＰｄ情報と、冷
房負荷等に応じて算出した設定差圧とを比較し、センサ
からの二点間差圧ΔＰｄが設定差圧となるように制御弁
ＣＶの電磁アクチュエータ４３をフィードバック制御す
る。従って、制御弁ＣＶとしては、感圧機構４２が削除
された単なる電磁弁態様のものが用いられることとな
る。本態様においては、センサが差圧検出手段をなし、
制御弁ＣＶ及びエアコンＥＣＵ７１が圧縮機制御手段を
なし、エアコンＥＣＵ７１が設定差圧変更手段をなす。

【００７２】・第１圧力監視点Ｐ１を、蒸発器３３と吸
入室２１とを含む両者間の吸入圧力領域に設定するとと
もに、第２圧力監視点Ｐ２を同じ吸入圧力領域において
第１圧力監視点Ｐ１の下流側に設定すること。

【００７３】・制御弁ＣＶとして、給気通路２８ではな
く、抽気通路２７の開度調節によりクランク室１２の内
圧を調節する、所謂抜き側制御弁を採用すること。 ・容量可変型圧縮機としてワッブルタイプのものを採用
すること。

【００７４】・圧縮機の容量制御装置以外の例えば、油
圧回路や水回路の流量を検出する流量検出装置において
具体化すること。 上記実施形態から把握できる技術的思想について記載す
る。

【００７５】（１）前記絞りは、流体の流量が増大する
と絞り弁の変形量が増大して通過断面積を増大させ、逆
に流体の流量が減少すると絞り弁の変形量が減少して通
過断面積を減少させる構成である請求項１に記載の流量
検出装置。

【００７６】（２）前記絞りは、環状の取付部と、取付
部の内周縁から内側に向かって延出された絞り弁とを備
え、全体として平板状をなしている請求項１又は前記
（１）に記載の流量検出装置。

【００７７】（３）前記絞りは絞り弁を複数有してなる
請求項１又は前記（１）或いは（２）に記載の流量検出
装置。 （４）前記複数の絞り弁は一体に構成されている前記
（３）に記載の流量検出装置。

【００７８】（５）前記複数の絞り弁はそれぞれ別体に
構成されている前記（３）に記載の流量検出装置。 （６）前記絞りは、冷媒の逆流を阻止する逆止弁機能を
備えている請求項２〜７のいずれかに記載の容量可変型
圧縮機の容量制御装置。

【００７９】（７）前記絞りは、冷媒流量が増大すると
絞り弁の変形量が増大して通過断面積を増大させ、逆に
冷媒流量が減少すると絞り弁の変形量が減少して通過断
面積を減少させる構成である請求項２〜８のいずれか又
は前記（６）に記載の容量可変型圧縮機の容量制御装
置。

【００８０】（８）前記絞りは、冷媒循環回路の吐出圧
力領域に配設されている請求項２〜８のいずれか又は前
記（６）或いは（７）に記載の容量可変型圧縮機の容量
制御装置。

【００８１】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、流体の流量
検知のために、流量に応じて流体の通過断面積を変更可
能な可変型の絞りを用いている。従って、小流量域での
絞り前後の圧力差の明確化と、大流量域での圧力損失の
低減とを高次元で両立することが可能となる。

【００８２】また、絞りが備える絞り弁は、それ自体に
弾性を有するリード状をなしている。従って、例えば、
バネ等の別部材（弾性部材）が必要なスプールタイプの
絞り弁を採用した場合と比較して、絞りを構成する部品
点数を削減して構成の簡素化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】 制御弁及び逆止弁並びに絞りの断面図。

【図３】 「二点間差圧−冷媒流量」特性を示すグラ
フ。

【図４】 図１の１−１線断面図。

【図５】 別例の絞りを示す図。

【図６】 別の別例の絞りを示す図。

【図７】 別の別例の絞りを示す図。

【図８】 別の別例の絞りを示す図。

【図９】 別の別例の絞りを示す図。

【図１０】 別の別例の絞りを示す図。

【符号の説明】

５０…絞り、５０ｂ…絞り弁、ＣＶ…差圧検出手段及び
圧縮機制御手段並びに設定差圧変更手段としての制御
弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 1/00 ３６１ Ｆ２５Ｂ 41/06 Ｚ 41/06 Ｆ０４Ｂ 27/08 Ｓ (72)発明者 松原 亮 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機内 (72)発明者 橋本 友次 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機内 (72)発明者 吉田 寛之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB06 AC03 CC06 CC11 3H045 AA04 AA10 AA12 AA27 BA19 CA07 DA09 DA15 DA25 DA49 EA14 EA33 EA45 3H076 AA06 BB33 BB38 BB41 CC12 CC16 CC17 CC20 CC41 CC84 CC95 CC98 3H106 DA05 DA22 DB02 DB23 DB32 DC02 DD02 EE48

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の通路上に配設された絞りと、この
   絞り前後の圧力差を検出する差圧検出手段とを備えた流
   量検出装置において、 前記絞りはリード状の絞り弁を有してなり、流体の流量
   変化に応じて絞り弁がその弾性変形量を変更することで
   流体の通過断面積を変更可能であることを特徴とする流
   量検出装置。
2. 【請求項２】 空調装置の冷媒循環回路を構成する容量
   可変型圧縮機の吐出容量を制御するための容量制御装置
   であって、 前記冷媒循環回路の冷媒通路上に配設された絞りと、 前記絞りの前後の圧力差を検出する差圧検出手段と、 前記差圧検出手段によって検出された絞り前後の圧力差
   の変動に基づいて、この圧力差の変動を打ち消す側に容
   量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段
   と、 前記圧縮機制御手段の制御目標たる設定差圧を変更可能
   な設定差圧変更手段とを備え、 前記絞りはリード状の絞り弁を有してなり、冷媒流量の
   変化に応じて絞り弁がその弾性変形量を変更することで
   冷媒の通過断面積を変更可能であることを特徴とする容
   量可変型圧縮機の容量制御装置。
3. 【請求項３】 前記差圧検出手段は、絞り前後の圧力差
   を機械的に検出可能な感圧部材を備え、前記圧縮機制御
   手段は、容量可変型圧縮機の吐出容量変更につながる弁
   開度調節を行う弁体を備え、前記設定差圧変更手段は、
   弁体に付与する力を外部からの指令に基づいて変更可能
   な電磁アクチュエータを備えており、 前記絞り前後の圧力差の変動に基づいて感圧部材が変位
   することで、この圧力差の変動を打ち消す側に容量可変
   型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体が動作され
   るとともに、電磁アクチュエータが弁体に付与する力を
   変更することで、感圧部材による弁体の位置決め動作の
   基準となる設定差圧を変更可能な構成である請求項２に
   記載の容量可変型圧縮機の容量制御装置。
4. 【請求項４】 前記絞りは、環状の取付部と、取付部の
   内周縁から内側に向かって延出された絞り弁とを備え、
   全体として平板状をなしている請求項２又は３に記載の
   容量可変型圧縮機の容量制御装置。
5. 【請求項５】 前記絞りは絞り弁を複数有してなる請求
   項２〜４のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の容量制
   御装置。
6. 【請求項６】 前記複数の絞り弁は一体に構成されてい
   る請求項５に記載の容量可変型圧縮機の容量制御装置。
7. 【請求項７】 前記複数の絞り弁はそれぞれ別体に構成
   されている請求項５に記載の容量可変型圧縮機の容量制
   御装置。
8. 【請求項８】 前記冷媒循環回路の冷媒通路上には冷媒
   の逆流を阻止する逆止弁が配設されているとともに、同
   じく冷媒通路上には係止部が設けられており、前記絞り
   は逆止弁と係止部との間で狭持固定されている請求項２
   〜７のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の容量制御装
   置。