JP2004251159A - 可変容量斜板式圧縮機の制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】低吐出容量時から大吐出容量時まで圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御でき、且つ大吐出容量時に圧縮機の効率低下を抑制できる、可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。
【解決手段】冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量斜板式圧縮機においては、クランク室圧力を調節することにより、吐出容量を制御している。冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機においては、例えば冷媒回路上の所定の２点間の差圧が、外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて決定された目標差圧に近づくように、クランク室圧力が自律的に調節されて、前記２点間の差圧がフィードバック制御され、ひいては吐出容量がフィードバック制御される。
特許文献１は、クランク室圧力を自律的に調節する可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて決定された冷媒回路上の所定の２点間の目標差圧に対応する電磁力により一の方向へ押圧されると共に、冷媒回路上の前記所定の２点間の差圧を受けて前記一の方向とは逆方向へ押圧される弁体を有する開度量可変の弁を介して、吐出ガスをクランク室へ導入することにより、クランク室圧力を自律的に調節して、前記２点間の差圧が前記目標差圧に近づくように、前記２点間の差圧をフィードバック制御し、ひいては吐出容量をフィードバック制御するように構成した制御弁を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０７８５４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の制御弁において、冷媒回路上の所定の２点間の差圧を安定してフィードバック制御するためには、前記２点間の差圧を大きくする必要があり、前記２点間に絞りを設ける必要がある。前記２点間に絞りを設けた場合、絞りの度合いを大きくすると、大吐出容量時に絞りによる圧損が大きくなって圧縮機の効率が低下し、絞りの度合いを少なくすると、低吐出容量時に前記２点間の差圧が小さくなって当該差圧の安定したフィードバック制御、ひいては吐出容量の安定したフィードバック制御が困難になるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、低吐出容量時から大吐出容量時まで圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御でき、且つ大吐出容量時に圧縮機の効率低下を抑制できる、可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が設定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。
本発明に係る制御弁においては、外部情報に基づいて決定された絞り弁の開度と、定差圧弁の設定圧とにより、絞り弁を通過する冷媒の目標流量、ひいては圧縮機の目標吐出容量が決まる。定差圧弁を介して圧縮機吐出ガスがクランク室へ導入されることによりクランク室圧力が自律的に調節され、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が、定差圧弁の設定圧に近づくようにフィードバック制御され、ひいては絞り弁を通過する冷媒の流量が目標流量に近づくようにフィードバック制御され、圧縮機の吐出容量が目標吐出容量に近づくようにフィードバック制御される。
定差圧弁の設定圧を適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧を安定してフィードバック制御でき、ひいては圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、絞り弁は電磁弁であり、定差圧弁と一体に組み付けられている。
電磁弁はデューティー制御により、開度を任意に設定できるので、絞り弁に適している。絞り弁と定差圧弁とを一体に組み付けることにより、制御弁が小型化される。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、定差圧弁は絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く。
絞り弁の二次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導くと、空調装置が停止して絞り弁が閉じた時に、クランク室への吐出ガスの導入が不可能になり、吐出容量の低減が不可能になる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、制御弁は、絞り弁の二次側に配設された遮断弁を備えている。
遮断弁を配設することにより、空調装置が停止して絞り弁が閉じた時に、回路上の高圧ガスが定差圧弁へ作用するのが防止され、絞り弁一次側の圧縮機吐出ガスのクランク室への導入が確保され、吐出容量が確実に低減する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、絞り弁の一次側に吐出ガス流入室が形成され、吐出ガス流入室内の圧縮機吐出ガスが定差圧弁を介してクランク室へ導かれ、吐出ガス流入室の入口は吐出ガス流入室の壁面に対して接線方向へ差し向けられている。
吐出ガス流入室の入口が吐出ガス流入室の壁面に対して接線方向へ差し向けられていると、吐出ガス流入室へ流入した圧縮機吐出ガスが吐出ガス流入室内で旋回運動し、遠心力により圧縮機吐出ガスに含まれる潤滑油が圧縮機吐出ガスから分離される。分離された潤滑油が圧縮機吐出ガスと共に定差圧弁を介してクランク室へ導かれることにより、クランク室に潤滑油が確実に供給される。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、吐出ガス流入室の入口が周方向に互いに間隔を隔てて複数形成されている。
吐出ガス流入室の入口を周方向に互いに間隔を隔てて複数形成すると、吐出ガス流入室内で確実に圧縮機吐出ガスが旋回運動し、潤滑油が圧縮機吐出ガスから確実に分離される。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、絞り弁は、二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を有している。
二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を絞り弁に設けることにより、二次側圧力が絞り弁に印加する押圧力が減少する。この結果、絞り弁の開度制御の正確性が向上する。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記受圧部の面積は絞り弁の二次側受圧面の面積と同一である。
前記受圧部の面積が絞り弁の二次側受圧面の面積と同一であれば、二次側圧力が絞り弁に印加する絞り弁を閉じようとする押圧力と絞り弁を開こうとする押圧力とがバランスする。この結果、絞り弁の正確な開度制御が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御弁を説明する。
図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１と、凝縮器２と膨張弁３と蒸発機械４とにより、車載の空調装置Ａが構成されている。空調装置Ａは、外気導入時と内気循環時とで空気通路を切り替えるダンパー５と、送風機６と、空調操作パネル７とを有している。
空調操作パネルには、車両乗員により操作される空調装置ＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａ、温度設定器７ｂ等が搭載されている。蒸発器４の近傍には車室内空気温度を検出する温度センサー４ａが配設されている。図示しない車両には、車速センサー、エンジン回転数センサー、スロットル開度センサー、等の車両走行状態を検知する各種センサーが搭載されている。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａ、温度設定器７ｂ、温度センサー４ａ、車両走行状態を検知する各種センサーは、外部情報検知装置８を構成している。
【００１４】
可変容量斜板式圧縮機１は、クラッチを介することなく図示しない車両エンジンに接続された図示しない主軸と、相対回転不能に且つ傾角可変に主軸に取り付けられた図示しない斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に同期して直線往復運動する図示しないピストンと、ピストンが摺動可能に挿入されるシリンダボア１ａと、吐出弁を介してシリンダボア１ａに連通する吐出室１ｂと、主軸と斜板とを収容するクランク室１ｃと、吸入弁を介してシリンダボア１ａに連通する吸入室１ｄとを備えている。クランク室１ｃと吸入室１ｄとは、オリフィス穴１ｅを介して連通している。
【００１５】
可変容量斜板式圧縮機１の吐出室１ｂと、凝縮器２と、膨張弁３と、蒸発器４と、可変容量斜板式圧縮機１の吸入室１ｄとは、冷媒回路９により順次接続されている。
【００１６】
可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量を制御する制御弁１０が配設されている。制御弁１０は、吐出室１ｂ近傍の冷媒回路９上に配設された絞り弁１１と、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室１ｃへ導く定差圧弁１２と、前述の外部情報検知装置８と、外部情報検知装置８から入力された外部情報に基づいて絞り弁１１の開度を決定する制御装置１３と、絞り弁１１の駆動回路１４とを備えている。
【００１７】
絞り弁１１と定差圧弁１２の構成を詳述する。
図２に示すように、絞り弁１１は、コイル１１ａと、固定鉄心１１ｂと、可動鉄心１１ｃと、可動鉄心１１ｃに固定されたロッド１１ｄと、ロッド１１ｄの端部に固定された弁体１１ｅと、弁座１１ｆとを備えている。コイル１１ａは図示しない導線を介して駆動回路１４に接続されている。
弁体１１ｅの一次側に、ロッド１１ｄと同心に延在する円環状の吐出ガス流入室１１ｇが形成されている。吐出ガス流入室１１ｇの外周壁に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の吐出ガス入口１１ｇ′が形成されている。吐出ガス入口１１ｇ′は吐出ガス流入室１１ｇの中心軸線に対して直交方向に且つ前記外周壁の内周面に対して接線方向に差し向けられている。吐出ガス入口１１ｇ′は冷媒回路９を介して可変容量斜板式圧縮機１の吐出室１ｂに接続されている。
吐出ガス流入室１１ｇは弁体１１ｅの一次側に且つ弁体１１ｅに接して形成された室１１ｈに連通している。弁体１１ｅの二次側に且つ弁体１１ｅに接して室１１ｉが形成されている。室１１ｉは室１１ｈに連通している。
室１１ｉから延びるガス流路１１ｊが、室１１ｈの背後に形成された室１１ｋに連通している。室１１ｋに接する第１受圧面１１ｍ′を有する可動板１１ｍがロッド１１ｄに固定されている。第１受圧面１１ｍ′の面積は、弁体１１ｅの二次側の受圧面１１ｅ′の面積と同一値に設定されている。第１受圧面１１ｍ′とは反対側の可動板１１ｍの第２受圧面１１ｍ″に当接して弁体１１ｅを弁座１１ｆに接近する方向へ付勢するバネ１１ｎが配設されている。第２受圧面１１ｍ″は、バネ１１ｎを収容する空間を介して室１１ｈに接している。第２受圧面１１ｍ″の面積は、弁体１１ｅの一次側の受圧面１１ｅ″の面積と同一値に設定されている。この結果、可動板１１ｍの第１受圧面１１ｍ′に印加された絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′による弁体１１ｅを弁座１１ｆから引き離す付勢力と、弁体１１ｅの二次側の受圧面１１ｅ′に印加された絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′による弁体１１ｅを弁座１１ｆに接近させる付勢力とは釣り合う。また、可動板１１ｍの第２受圧面１１ｍ′に印加された絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″による弁体１１ｅを弁座１１ｆへ接近させる付勢力と、弁体１１ｅの一次側の受圧面１１ｅ″に印加された絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″による弁体１１ｅを弁座１１ｆから引き離す付勢力とは釣り合う。
【００１８】
絞り弁１１の二次側に且つ室１１ｉに隣接して、室１１ｐが形成されている。室１１ｐは室１１ｉに連通している。室１１ｐの外周壁に吐出ガス出口１１ｐ′が形成されている。吐出ガス出口１１ｐ′は冷媒回路９を介して、空調装置Ａの凝縮器２に接続されている。
室１１ｐ内に遮断弁１５が配設されている。遮断弁１５は、弁体１５ａと、弁座１５ｂと、弁体１５ａを弁座１５ｂへ向けて付勢するバネ１５ｃとを備えている。
【００１９】
定差圧弁１２は、ロッド１２ａと、ロッド１２ａの一端近傍に固定された弁体１２ｂと、ロッド１２ａの他端に固定された可動板１２ｃと、弁座１２ｄと、可動板１２ｃに当接して弁体１２ｂを弁座１２ｄへ向けて付勢するバネ１２ｅとを備えている。
弁体１２ｂの一次側に且つ弁体１２ｂに接して室１２ｆが形成されており、弁体１２ｂの二次側に且つ弁体１２ｂに接して室１２ｇが形成されている。室１２ｆはガス流路１２ｈを介して絞り弁の吐出ガス流入室１１ｇに連通している。室１２ｇの外周壁に吐出ガス出口１２ｇ′が形成されている。吐出ガス出口１２ｇ′は、流路１２ｉを介して可変容量斜板式圧縮機１のクランク室１ｃに接続している。
可動板１２ｃとバネ１２ｅとを収容する室１２ｊが形成されている。室１２ｊのバネ１２ｅを収容する第１部分１２ｊ′は、ガス流路１２ｋを介して絞り弁１１の室１１ｉに連通しており、可動板１２ｃを隔てて第１部分１２ｊ′に対峙する第２部分１２ｊ″は、ガス流路１２ｍを介して室１２ｆに連通している。
室１２ｊの第１部分１２ｊ′には室１１ｉとガス流路１２ｋとを介して絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′が導入され、室１２ｊの第２部分１２ｊ″には吐出ガス流入室１１ｇとガス流路１２ｈと室１２ｆとガス流路１２ｍとを介して絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″が導入される。
定差圧弁１２の設定圧は△Ｐに固定されている。より具体的に説明すると、室１２ｊの第２部分１２ｊ″側から可動板１２ｃに印加される絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と、室１２ｊの第１部分１２ｊ′側から可動板１２ｃに印加される絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′との差圧が所定値△Ｐ未満であれば、弁体１２ｂを弁座１２ｄに押し付けて室１２ｆと室１２ｇとの連通を遮断し、前記差圧が所定値△Ｐを超えると当該差圧に対応する距離だけ弁体１２ｂが弁座１２ｄから離れるのを許容し、前記差圧が所定値△Ｐに等しいと所定距離だけ弁体１２ｂが弁座１２ｄから離れるのを許容するように、バネ１２ｅのバネ定数が設定されている。
絞り弁１１と、定差圧弁１２と、遮断弁１５とは一体に組付けられている。
【００２０】
上記構成を有する本実施例に係る制御弁１０の作動を説明する。
可変容量斜板式圧縮機１の図示しない主軸は、図示しない車両エンジンに駆動されて常時回転している。
空調装置Ａの作動時には、制御装置１３は、外部情報検知装置８から入力される外部情報に基づいて、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量Ｑ、ひいては冷媒回路９を流れる冷媒ガスである可変容量斜板式圧縮機１の吐出ガスの目標流量Ｑを決定し、当該目標流量Ｑと定差圧弁１２の設定圧△Ｐとから絞り弁１１の設定開度Θを決定する。制御装置１３は、駆動回路１４を介して絞り弁１１のコイル１１ａへの供給電力をデューティー制御する。磁化した可動鉄心１１ｃが磁化した固定鉄心１１ｂから電磁力を受け、バネ１１ｎの付勢力に抗して移動し、弁体１１ｅが弁座１１ｆから離れる方向へ移動し、絞り弁１１の開度が設定開度Θになる。
コイル１１ａと固定鉄心１１ｂと可動鉄心１１ｃとロッド１１ｄと弁体１１ｅと弁座１１ｆとにより構成される電磁弁は、デューティー制御により開度を任意に設定できるので、絞り弁１１に適している。
可動板１１ｍの第１受圧面１１ｍ′に印加された絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′による弁体１１ｅを弁座１１ｆから引き離す付勢力と、弁体１１ｅの二次側の受圧面１１ｅ′に印加された絞り弁１１の二次側圧力Ｐ′による弁体１１ｅを弁座１１ｆに接近させる付勢力とは釣り合っており、また、可動板１１ｍの第２受圧面１１ｍ″に印加された絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″による弁体１１ｅを弁座１１ｆへ接近させる付勢力と、弁体１１ｅの一次側の受圧面１１ｅ″に印加された絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″による弁体１１ｅを弁座１１ｆから引き離す付勢力とは釣り合っているので、固定鉄心１１ｂから可動鉄心１１ｃに印加される電磁力とバネ１１ｎの付勢力との大小関係のみによって、絞り弁１１の開度が決定される。従って、コイル１１ａへの供給電力をデューティー制御することにより、絞り弁１１の開度を正確に制御することができる。
【００２１】
吐出室１ｂから冷媒回路９と吐出ガス入口１１ｇ′とを介して吐出ガス流入室１１ｇへ流入し、次いで室１１ｈへ流入した圧縮機吐出ガスは、弁体１１ｅと弁座１１ｆとの間の隙間を通って室１１ｉへ流入し、更に室１１ｐへ流入する。室１１ｐへ流入した圧縮機吐出ガスの動圧を受けた遮断弁１５の弁体１５ａは、バネ１５ｃの付勢力に抗して、弁座１５ｂから離れており、ひいては遮断弁１５は開いている。室１１ｐへ流入した圧縮機吐出ガスは、吐出ガス出口１１ｐ′と冷媒回路９とを介して、凝縮器２へ流れる。
【００２２】
絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が所定値△Ｐ未満であると、弁体１２ｂが弁座１２ｄに押し付けられて定差圧弁１２が閉じ、室１２ｆと室１２ｇとの連通が遮断される。吐出ガス流入室１１ｇ内の圧縮機吐出ガスのクランク室１ｃへの流入が阻止される。クランク室１ｃ内のガスはオリフィス穴１ｅを介して吸入室１ｄへ流出するので、クランク室１ｃの内圧が低下し、図示しない斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が増加し、絞り弁１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量が増加して、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が増加する。
絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が所定値△Ｐを超えると、当該差圧に対応する距離だけ弁体１２ｂが弁座１２ｄから離れ、定差圧弁１２が開く。弁体１２ｂと弁座１２ｄとの距離に対応する流量の圧縮機吐出ガスが、吐出ガス流入室１１ｇからガス流路１２ｈと室１２ｆと室１２ｇと吐出ガス出口１２ｇ′と流路１２ｉとを通ってクランク室１ｃへ流入する。クランク室１ｃへ流入する圧縮機吐出ガス流量がクランク室１ｃから吸入室１ｄへ流出するガス流量を上回り、クランク室１ｃの内圧が上昇する。クランク室１ｃの内圧上昇に伴って図示しない斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が減少し、絞り弁１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量が減少して、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が減少する。
絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が所定値△Ｐに一致すると、所定距離だけ弁体１２ｂが弁座１２ｄから離れて、定差圧部１２が開く。弁体１２ｂと弁座１２ｄとの距離に対応する流量の圧縮機吐出ガスが、吐出ガス流入室１１ｇからガス流路１２ｈと室１２ｆと室１２ｇとガス出口１２ｇ′と流路１２ｉとを通ってクランク室１ｃへ流入する。クランク室１ｃへ流入する圧縮機吐出ガス流量とクランク室１ｃから吸入室１ｄへ流出するガス流量とが均衡する。クランク室１ｃの内圧は増減せず、図示しない斜板の傾角は増減せず、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量は増減せず、絞り弁１１を通過する吐出ガスの流量は増減せず、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧は増減しない。
【００２３】
クランク室１ｃへの圧縮機吐出ガスの導入と導入停止とが自律的に繰り返されてクランク室１ｃの内圧が自律的に調節され、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が、定差圧弁１２の設定圧△Ｐに近づくようにフィードバック制御され、絞り弁１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量Ｑに近づくようにフィードバック制御され、ひいては可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が目標値Ｑに近づくようにフィードバック制御される。フィードバック制御の結果、絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧が定差圧弁１２の設定圧△Ｐになると、当該差圧△Ｐと絞り弁１１の設定開度Θとにより定まる絞り弁１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量が目標流量Ｑになり、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が目標値Ｑになり、冷媒回路９を流れる冷媒の流量が目標流量Ｑになる。図１に太線矢印で示すように、目標流量Ｑの冷媒が、凝縮器２、膨張弁３、蒸発機４を流れることにより、外部情報に対応する適正な空調が実現される。
定差圧弁１２の設定圧△Ｐを適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁１１の一次側圧力Ｐ″と二次側圧力Ｐ′との差圧を安定してフィードバック制御でき、絞り弁１１を通過する圧縮機吐出ガスの流量を安定してフィードバック制御でき、ひいては可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。外部情報検知装置８が検知した外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁１１の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁１１の圧損により可変容量斜板式圧縮機１の効率が低下するおそれは無い。
【００２４】
ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７ａがＯＦＦされて、空調装置Ａが停止すると、制御装置１３は、駆動回路１４を介してコイル１１ａへの電力供給を停止する。
固定鉄心１１ｂから可動鉄心１１ｃへの電磁力の印加が停止し、バネ１１ｎの付勢力を受けて可動鉄心１１ｃは固定鉄管１１ｂから離れる方向へ移動し、弁体１１ｅは弁座１１ｆに接近する方向へ移動して弁座１１ｆに当接する。この結果図３に示すように、絞り弁１１が閉じる。室１１ｈから室１１ｉへの圧縮機吐出ガスの流入が停止し、室１１ｉから室１１ｐへの圧縮機吐出ガスの流入が停止し、室１１ｐから冷媒回路９への圧縮機吐出ガスの流出が停止し、冷媒回路９内の冷媒の流れが停止する。
空調装置Ａが停止すると、膨張弁３も閉じるので、室１１ｉと膨張弁３間のガス流路は閉鎖空間となる。従って室１２ｊの第１部分１２ｊ′には最早吐出ガスは流入しない。可変容量斜板式圧縮機１は稼動しているので、室１２ｊの第２部分１２ｊ″には圧縮機吐出ガスが流入し続ける。この結果、室１２ｊの第２部分１２ｊ″側から可動板１２ｃに印加されるガス圧と、室１２ｊの第１部分１２′側から可動板１２ｃに印加されるガス圧との差圧が、定差圧弁１２の設定圧△Ｐを大きく超え、定差圧弁１２が全開する。この結果、絞り弁１１へ流入した圧縮機吐出ガスは、流路１２ｉを介してクランク室１ｃへ流入し、クランク室１ｃの内圧が上昇して斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量は減少して最小値になる。この結果、車両エンジンが生み出すエネルギーの浪費が抑制される。空調装置Ａが停止し、絞り弁１１が閉じた時に、定差圧弁１２が開いている場合でも、圧縮機吐出ガスは、流路１２ｉを介してクランク室１ｃへ流入するとともに、室１２ｊの第２部分１２ｊ″にも流入し続け、定差圧弁１２は全開する。
絞り弁１１から定差圧弁１２を通ってクランク室１ｃへ流入した吐出ガスは、オリフィス穴１ｅを介して吸入室１ｄへ流入し、図１に太線二重矢印で示すように、吸入室１ｄから稼動を続ける可変容量斜板式圧縮機１のシリンダボア１ａへ吸い込まれ、シリンダボア１ａから吐出室１ｂへ吐出し、絞り弁１１へ還流する。
【００２５】
絞り弁１１が閉じると、室１１ｉから室１１ｐへ流入する吐出ガスから弁体１５ａへの動圧の印加が停止し、バネ１５ｃの付勢力を受けて弁体１５ａは弁座１５ｂに接近する方向へ移動して弁座１５ｂに当接する。この結果遮断弁１５が閉じる。
絞り弁１１へ流入した圧縮機吐出ガスが吸入室１ｄを経て絞り弁１１へ還流するとにより、吐出ガス流入室１１ｇ内のガス圧は速やかに吸入圧近傍まで低下する。絞り弁１１が閉じるのに伴って遮断弁１１が閉じないと、吐出ガス流入室１１ｇ内のガス圧の低下に伴って低下する室１２ｊの第２部分１２ｊ″の内圧と、室１１ｉと膨張弁３間のガス流路と共働して閉鎖空間を形成する室１２ｊの第１部分１２ｊ′の内圧との差圧が△Ｐよりも小さくなり、定差圧弁１２が閉じる。この結果、クランク室１ｃへの圧縮機吐出ガスの流入が阻害され、クランク室１１ｃの内圧上昇が阻害され、斜板の傾角減少が阻害され、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量の最小化が阻害されて、車両エンジンが生み出すエネルギーの浪費抑制が阻害されるという不都合を生ずる。他方、絞り弁１１が閉じるのに伴って遮断弁１５が閉じると、室１１ｉと吐出ガス流路１２ｋと室１２ｊの第１部分１２ｊ′とが形成する閉鎖空間の容積は小さいので、室１２ｊの第２部分１２ｊ″の内圧と室１２ｊの第１部分１２ｊ′の内圧との差圧が△Ｐよりも小さくなっても、可動板１２ｃは定差圧弁１２を閉じる位置まで移動できない。可動板１２ｃが定差圧弁１２を閉じる方向へ移動すると、室１２ｊの第１部分１２ｊ′の容積が増加し、室１１ｉと吐出ガス流路１２ｋと室１２ｊの第１部分１２ｊ′とが形成する閉鎖空間の容積が増加する。前記閉鎖空間の容積は小さいので、室１２ｊの第１部分１２ｊ′の容積が僅かに増加しても、前記閉鎖空間の容積増加率は大きく、前記閉鎖空間の内圧は大きく低下する。この結果、室１２ｊの第２部分１２ｊ″の内圧と室１２ｊの第１部分１２ｊ′の内圧との差圧が増大して△Ｐを超え、可動板１２ｃは定差圧弁１２を開く方向へ押し戻される。定差圧弁１２が閉じないので、クランク室１ｃに圧縮機吐出ガスが流入し、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量が最小化され、車両エンジンが生み出すエネルギーの浪費が抑制される。
【００２６】
絞り弁１１と定差圧弁１２と遮断弁１５とが一体に組み付けられることにより、制御弁１０が小型化されている。
絞り弁１１の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室１ｃへ導く必要がある。絞り弁１１の二次側の圧縮機吐出ガスをクランク室１ｃへ導くと、空調装置Ａが停止して絞り弁１１が閉じた時に、クランク室１ｃへの圧縮機吐出ガスの導入が不可能になり、可変容量斜板式圧縮機１の吐出容量の低減が不可能になる。
吐出ガス流入室１１ｇの吐出ガス入口１１ｇ′が吐出ガス流入室１１ｇの内壁面に対して接線方向へ差し向けられているので、吐出ガス流入室１１ｇへ流入した圧縮機吐出ガスが吐出ガス流入室１１ｇ内で旋回運動し、遠心力により圧縮機吐出ガスに含まれる潤滑油が圧縮機吐出ガスから分離される。分離された潤滑油が圧縮機吐出ガスと共に定差圧弁１２を介してクランク室１ｃへ導かれることにより、クランク室１ｃに潤滑油が確実に供給される。
吐出ガス流入室１１ｇの吐出ガス入口１１ｇ′は、周方向に互いに間隔を隔てて複数形成されているので、吐出ガス流入室１１ｇ内で確実に圧縮機吐出ガスが旋回運動し、潤滑油が圧縮機吐出ガスから確実に分離される。
可動板１１ｍの第１受圧面１１ｍ′の面積は、弁体１１ｅの二次側の受圧面１１ｅ′の面積と同一でなくても良い。可動板１１ｍの第２受圧面１１ｍ″の面積は、弁体１１ｅの一次側の受圧面１１ｅ″の面積と同一でなくても良い。可動板１１ｍに絞り弁１１の二次側圧力が印加される第１受圧面１１ｍ′と、絞り弁１１の一次側圧力が印加される第２受圧面１１ｍ″とが形成されていれば、絞り弁１１の一次側圧力と二次側圧力とが絞り弁１１に印加する押圧力が低減し、絞り弁１１の開度制御の正確性が向上する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る制御弁においては、外部情報に基づいて決定された絞り弁の開度と、定差圧弁の設定圧とにより、絞り弁を通過する冷媒の目標流量、ひいては圧縮機の目標吐出容量が決まる。定差圧弁を介して圧縮機吐出ガスがクランク室へ導入されることによりクランク室圧力が自律的に調節され、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が、定差圧弁の設定圧に近づくようにフィードバック制御され、ひいては絞り弁を通過する冷媒の流量が目標流量に近づくようにフィードバック制御され、圧縮機の吐出容量が目標吐出容量に近づくようにフィードバック制御される。
定差圧弁の設定圧を適正値に設定しておけば、低吐出容量時から大吐出容量時まで絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧を安定してフィードバック制御でき、ひいては圧縮機の吐出容量を安定してフィードバック制御できる。外部情報が大流量の必要性を示唆する場合には絞り弁の開度は大きく設定されるので、大吐出容量時に絞り弁の圧損により圧縮機の効率が低下するおそれは無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る制御弁を備える可変容量斜板式圧縮機のブロック図と、当該圧縮機を備える車載空調装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る制御弁の、空調装置作動時に於ける断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る制御弁の、空調装置停止時に於ける断面図である。
【符号の説明】
Ａ 車載空調装置
１ 可変容量斜板式圧縮機
２ 凝縮器
３ 膨張弁
４ 蒸発機
８ 外部情報検知装置
９ 冷媒回路
１０ 制御弁
１１ 絞り弁
１２ 定差圧弁
１３ 制御装置
１４ 駆動回路
１５ 遮断弁

Claims (8)

1. 冷暖房用空調装置に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、冷媒回路上に配設された絞り弁と、絞り弁の一次側圧力と二次側圧力との差圧が所定値に達すると開いて圧縮機吐出ガスをクランク室へ導く定差圧弁と、冷房負荷や車両走行状態等を検知する外部情報検知手段と、外部情報に基づいて絞り弁の開度を決定する制御手段とを備えていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
2. 絞り弁は電磁弁であり、定差圧弁と一体に組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
3. 定差圧弁は絞り弁の一次側の圧縮機吐出ガスをクランク室へ導くことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
4. 絞り弁の二次側に配設された遮断弁を備えていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
5. 絞り弁の一次側に吐出ガス流入室が形成され、吐出ガス流入室内の圧縮機吐出ガスが定差圧弁を介してクランク室へ導かれ、吐出ガス流入室の入口は吐出ガス流入室の壁面に対して接線方向へ差し向けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
6. 吐出ガス流入室の入口が周方向に互いに間隔を隔てて複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
7. 絞り弁は、二次側圧力を受け絞り弁を開方向へ押圧する受圧部を有していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
8. 前記受圧部の面積は絞り弁の二次側受圧面の面積と同一であることを特徴とする請求項７に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。

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