JP2011185138A - 可変容量型圧縮機における容量制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】制御圧室から吸入圧領域へ冷媒を排出する制御弁の応答性の低下を回避する。
【解決手段】弁収容室５３の大径室５３２には弁座形成リング５４が収容されている。弁座形成リング５４の端面は、小径室５３１と大径室５３２との段差５３３に接合可能である。弁収容室５３には弁体５５が弁座形成リング５４のリング内を貫通するように収容されている。弁体５５は、弁座形成リング５４のリング内を貫通して小径室５３１に延出する第１弁部５６と、大径室５３２内で第１弁部５６に嵌合して固定された第２弁部５７とから構成されている。第１弁部５６は、弁孔６１が開口する底面５９１に接離し、第２弁部５７は、弁座形成リング５４に接離する。第２弁部５７の外周面と大径室５３２の内周面５３４との間には第２弁部５７を一周する環状間隙５８が設けられている。また、弁孔６１、排出室５９，通路６２は冷媒を吸入室へ排出する排出通路を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、吐出圧領域の冷媒を制御圧室に供給すると共に、前記制御圧室の冷媒を吸入圧領域に排出して前記制御圧室内の調圧を行い、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量を制御する可変容量型圧縮機における容量制御機構に関する。

傾角可変に斜板を収容する制御圧室を備えた可変容量型圧縮機においては、制御圧室の圧力が高くなると斜板の傾角が小さくなり、制御圧室の圧力が低くなると斜板の傾角が大きくなる。斜板の傾角が小さくなると、ピストンのストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、斜板の傾角が大きくなると、ピストンのストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。

制御圧室へ供給される冷媒は、圧縮された冷媒であるので、制御圧室から吸入圧領域へ排出される冷媒の排出流量が多くなるほど、可変容量型圧縮機における運転効率が悪くなる。そのため、可変容量型圧縮機における運転効率の観点からすると、制御圧室から吸入圧領域へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積は、できるだけ小さい方がよい。

可変容量型圧縮機を長時間にわたって停止しておくと、冷媒が液状化して制御圧室に溜まる。制御圧室に液状の冷媒が溜まった状態で可変容量型圧縮機を起動したとすると、排出通路の通路断面積を固定した状態で小さくしてある場合には、制御圧室内の液冷媒が吸入圧領域へ速やかに排出されず、制御圧室内の液冷媒の気化によって制御圧室の圧力が過大になってしまう。そのため、可変容量型圧縮機の起動後において吐出容量が大きくなるまでに時間が掛かり過ぎることになる。

このような問題を解消するための可変容量型圧縮機の容量制御機構が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示の容量制御機構は、吐出圧領域からクランク室（制御圧室）へ冷媒を供給する供給通路の通路断面積を変更するための第１制御弁と、制御圧室から吸入圧領域へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積を変更するための第２制御弁とを備えている。第１制御弁は、電磁力を変更して弁開度を変更可能な電磁式制御弁である。第１制御弁に対する通電を行わない状態では、第１制御弁における弁開度が最大となり、斜板の傾角が最小となる。この状態は、吐出容量が最小容量に固定された最小容量運転状態である。第１制御弁に対して通電が行われる状態では、第１制御弁における弁開度が最大よりも小さくなり、斜板の傾角が最小以上となる。この状態は、吐出容量が最小容量に固定されない中間容量運転状態である。

第２制御弁のスプール（排出通路の通路断面積を変更するための弁体）は、スプール収容室を円筒内空間と背圧室とに区画している。背圧室は、第１制御弁より下流の圧力領域に連通されており、円筒内空間は、抽気通路（排出通路）を介して制御圧室に連通されている。スプールは、スプール付勢バネによって背圧室側へ付勢されている。スプールには連通溝が形成されている。連通溝は、排出通路における微小な最小通路断面積を確保するためのものである。可変容量型圧縮機が起動されると、第１制御弁が閉じられ、スプールが排出通路の通路断面積を大きくする方向へ移動される。これにより制御圧室内の液冷媒が速やかに吸入圧領域へ排出され、可変容量型圧縮機の起動後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間が短縮される。

特開２００２−２１７２１号公報

第１制御弁が通電によって開状態にあるときには第２制御弁が閉状態（スプールが弁座に着座している状態）となり、制御圧室から吸入圧領域への冷媒の排出は、連通溝のみを経由して行われる。このときには最小容量以上の容量の制御（中間容量制御）が行われている。

連通溝の通路断面積を小さくすると、第２制御弁が閉状態になっているときの円筒内空間の圧力は、制御圧室内の圧力（制御圧）になる。第１制御弁の開度が絞られている場合は、背圧室の圧力は、円筒内空間の圧力よりも僅かに大きいだけである。

その状態において、第２制御弁を閉状態（背圧室の圧力と円筒内空間の圧力との差圧によってスプールを弁座に着座させる）にするためには、スプール付勢バネのばね力は、小さくする必要がある。

第１制御弁が閉状態から開状態に移行したときには、弁座に着座しているスプールが弁座から離れることになる。しかし、スプール収容室を円筒内空間と背圧室とに区画するため、スプールの周面とスプール収容室の周面との間のクリアランスは小さく設定されている。スプールの周面とスプール収容室の周面との間に異物が入り込んだとすると、スプールが異物によって動きを阻害されるおそれがある。スプール付勢バネのばね力が小さ過ぎたり、あるいはスプール付勢バネがない場合には、スプールが円滑に（速やかに）移動することができない。つまり、第２制御弁の応答性が異物によって阻害され、起動時の制御圧室内の液冷媒を速やかに排出することができない。

本発明は、可変容量型圧縮機に用いる第２制御弁の応答性能の低下を回避することを目的とする。

本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御され、前記供給通路の通路断面積を調整する第１制御弁が設けられている可変容量型圧縮機における容量制御機構を対象とし、請求項１の発明では、前記排出通路の一部であって、前記制御圧室に開口すると共に弁収容室に接続する弁孔と、前記弁孔の通路断面積を調整する第１弁部と、前記排出通路の一部となる排出室と前記供給通路に連通する背圧室とに前記弁収容室内を区画し、且つ前記排出室と前記背圧室との間を連通する流通路を前記弁収容室の内周面との間に残す第２弁部と、前記第２弁部の前記排出室側の端面に接離する弁座形成部とを有する第２制御弁を備え、前記弁座形成部は、前記弁収容室を形成するケーシングとは別体である。

排出室内の圧力に対する第２弁部の有効受圧面積と、弁孔内の圧力に対する第１弁部における有効受圧面積との比は、第２制御弁の応答性能に影響を与える。弁座形成部を別体とした構成は、排出室内の圧力に対する第２弁部の有効受圧面積と、弁孔内の圧力に対する第１弁部における有効受圧面積との適切な比の設定に有効である。

第１制御弁が開弁状態から弁閉状態に移行すると、第２制御弁が弁閉状態から開状態へ移行開始する。この際、背圧室の残留圧力が流通路を介して排出室側へ放出されるため、第２制御弁の応答性が良い。流通路を大きくする（第２弁部の外周面と弁収容室の内周面との間のクリアランスを大きくする）ことができるため、第２弁部の外周面と弁収容室の内周面との間に異物が入り込んでも、第２制御弁が異物によって動きを阻害されるおそれはない。そのため、第２弁部の外周面と弁収容室の内周面との間に異物が入り込んでも、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量を速やかに大きくすることができる。

好適な例では、前記第１弁部と前記第２弁部とは、別体であって連結されている。
このような別体構成は、前記した一対の有効受圧面積との適切な比の設定を図りつつ第２制御弁の製造を容易にする。

好適な例では、前記第２制御弁の弁閉状態のときには、前記排出室と前記背圧室とを連通する絞り通路が前記第２弁部の前記端面と前記弁座形成部との間に残される。
好適な例では、前記絞り通路は、前記弁座形成部に形成された第１切り欠き溝である。

第１切り欠き溝は、絞り通路として簡便である。
好適な例では、前記第１弁部は、前記弁孔と前記排出室とを連通する第２切り欠き溝を備えている。

制御圧室内の冷媒は、第２切り欠き溝を通って吸入圧領域へ排出される。
好適な例では、前記弁収容室は、前記第１弁部を収容する小径室と、前記第２弁部を収容する大径室とからなり、前記流通路は、前記第２弁部の外周面を１周する環状間隙である。

環状間隙を狭くする必要がないため、第２弁部の外周面と弁収容室の内周面との間に異物が入り込んでも、第２制御弁が異物によって動きを阻害されるおそれはない。
好適な例では、前記第１制御弁と前記制御圧室との間の前記供給通路には逆止弁が介在されている。

逆止弁は、第１制御弁が開状態から閉状態へ移行したときに、第２制御弁が閉状態から開状態への移行の確実性を高める。

本発明は、可変容量型圧縮機に用いる第２制御弁の応答性能を回避することができるという優れた効果を奏する。

第１の実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。 要部拡大側断面図。 部分拡大側断面図。 部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。 別の実施形態を示す部分拡大側断面図。

以下、クラッチレスの可変容量型圧縮機に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が連結されている。シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３がバルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６及びリテーナ形成プレート１７を介して連結されている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、可変容量型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。

制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８がラジアルベアリング１９，２０を介して回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１８は、図示しない外部駆動源Ｅ（例えば車両エンジン）から回転駆動力を得る。

回転軸１８には回転支持体２１が止着されている。又、回転軸１８には斜板２２が回転支持体２１に対向するように支持されている。斜板２２は、回転軸１８の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。

回転支持体２１に形成されたガイド孔２１１には斜板２２に設けられたガイドピン２３がスライド可能に嵌入されている。斜板２２は、ガイド孔２１１とガイドピン２３との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。斜板２２の傾動は、ガイド孔２１１とガイドピン２３とのスライドガイド関係、及び回転軸１８のスライド支持作用により案内される。

斜板２２の径中心部が回転支持体２１側へ移動すると、斜板２２の傾角が増大する。斜板２２の最大傾角は、回転支持体２１と斜板２２との当接によって規制される。図１に実線で示す斜板２２は、最小傾角状態にあり、鎖線で示す斜板２２は、最大傾角状態にある。斜板２２の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくしてある。

シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン２４が収容されている。斜板２２の回転運動は、シュー２５を介してピストン２４の前後往復運動に変換され、ピストン２４がシリンダボア１１１内を往復動する。

リヤハウジング１３内には吸入圧領域である吸入室１３１及び吐出圧領域である吐出室１３２が区画形成されている。バルブプレート１４、弁形成プレート１６及びリテーナ形成プレート１７には吸入ポート２６が形成されており、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５には吐出ポート２７が形成されている。弁形成プレート１５には吸入弁１５１が形成されており、弁形成プレート１６には吐出弁１６１が形成されている。シリンダボア１１１、弁形成プレート１５、ピストン２４により圧縮室１１２がシリンダブロック１１内に区画形成されている。

吸入室１３１内の冷媒は、ピストン２４の復動動作〔図１において右側から左側への移動〕により吸入ポート２６から吸入弁１５１を押し退けて圧縮室１１２内へ流入する。圧縮室１１２内へ流入した冷媒は、ピストン２４の往動動作〔図１において左側から右側への移動〕により吐出ポート２７から吐出弁１６１を押し退けて吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１は、リテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。

制御圧室１２１内の圧力が下がると、斜板２２の傾角が増大して吐出容量が増え、制御圧室１２１内の圧力が上がると、斜板２２の傾角が減少して吐出容量が減る。
吸入室１３１と吐出室１３２とは、外部冷媒回路２８で接続されている。外部冷媒回路２８上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器２９、膨張弁３０、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３１が介在されている。膨張弁３０は、熱交換器３１の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式自動膨張弁である。吐出室１３２から外部冷媒回路２８に至る途中には循環阻止手段３２が設けられている。循環阻止手段３２が開いているときには、吐出室１３２内の冷媒は、外部冷媒回路２８へ流出して吸入室１３１へ還流する。

リヤハウジング１３には電磁式の第１制御弁３３が組み付けられている。
図３に示すように、第１制御弁３３のソレノイド３９を構成する固定鉄芯４０は、コイル４１への電流供給による励磁に基づいて可動鉄芯４２を引き付ける。可動鉄芯４２には弁体３７が止着されており、ソレノイド３９の電磁力は、付勢バネ４３のバネ力に抗して、弁孔３８を閉じる位置に向けて弁体３７を付勢する。ソレノイド３９は、制御コンピュータＣの電流供給制御（本実施形態ではデューティ比制御）を受ける。

第１制御弁３３内の感圧手段３６を構成するベロ─ズ３６１には吸入室１３１内の圧力（吸入圧）が通路４４及び感圧室３６２を介して作用している。ベロ─ズ３６１には弁体３７が接続されており、ベロ─ズ３６１内の圧力及び感圧手段３６を構成する感圧ばね３６３のばね力は、弁孔３８を閉じる位置から開く位置に向けて弁体３７を付勢する。弁孔３８に連なる弁収容室５０は、通路５１を介して吐出室１３２に連通している。

図２に示すように、弁形成プレート１５に対向するシリンダブロック１１の端面には弁収容室５３が凹設されている。弁収容室５３は、小径室５３１と、小径室５３１より大径の大径室５３２とに分けられており、大径室５３２には弁座形成リング５４が収容されている。弁座形成部としての弁座形成リング５４の外周径は、大径室５３２の内周径より僅かに小さく、弁座形成リング５４の端面は、小径室５３１と大径室５３２との段差５３３に接合可能である。

弁収容室５３には弁体５５が弁座形成リング５４のリング内を貫通するように収容されている。弁体５５は、弁座形成リング５４のリング内を貫通して小径室５３１に延出する第１弁部５６と、大径室５３２内で第１弁部５６に嵌合して固定された第２弁部５７とから構成されている。

第１弁部５６は、第２弁部５７に嵌入される小径部５６１と、小径室５３１内に配置された大径部５６２とからなる。大径部５６２の外径は、弁座形成リング５４の内径よりも大きく、弁座形成リング５４の内径は、小径部５６１の外径よりも大きい。

第２弁部５７の外周面は、大径周面５７１と、大径周面５７１より小径の小径周面５７２とからなる。第２弁部５７の大径周面５７１の周径は、大径室５３２の内周径よりも小さく、第２弁部５７の外周面と大径室５３２の内周面５３４との間には第２弁部５７を一周する環状間隙５８が設けられている。第２弁部５７は、弁収容室５３を排出室５９と背圧室６０とに区画しており、排出室５９と背圧室６０とは、連通路としての環状間隙５８を介して連通している。

弁体５５が弁収容室５３内で傾いて弁収容室５３の内周面に接するときには、第１弁部５６の突条５６３の先端外周縁と、第２弁部５７の大径周面５７１の背圧室６０側の外周縁とが弁収容室５３の内周面に接する。つまり、第２弁部５７の小径周面５７２の排出室５９側の外周縁が弁収容室５３の内周面に接することはない。

図３に示すように、排出室５９は、排出室５９の底面５９１（弁収容室５３の底面）に開口する弁孔６１を介して制御圧室１２１に連通している。又、排出室５９は、排出室５９の周面に開口する通路６２を介して吸入室１３１に連通している。弁孔６１、排出室５９及び通路６２は、制御圧室１２１内の冷媒を吸入室１３１（吸入圧領域）へ排出する排出通路を構成する。

背圧室６０は、バルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６、リテーナ形成プレート１７及びリヤハウジング１３を通る通路５２を介して第１制御弁３３の弁孔３８に連通している。

図２に示すように、第２弁部５７に対向する弁座形成リング５４の対向端面には環状の突条５４１が突設されており、突条５４１には第１切り欠き溝５４２が形成されている。第２弁部５７の排出室５９側の端面５７３は、突条５４１の先端面に接離可能である。第２弁部５７の排出室５９側の端面５７３が突条５４１の先端面に接した状態では、第１切り欠き溝５４２が絞り通路となる。

第１弁部５６の大径部５６２の先端面には環状の突条５６３が突設されており、突条５６３には第２切り欠き溝５６４が形成されている。突条５６３の先端面は、排出室５９の底面５９１に接離可能である。突条５６３の先端面が排出室５９の底面５９１に接した状態では、第２切り欠き溝５６４が絞り通路となる。

弁孔６１内の圧力に対する第１弁部５６の有効受圧面積Ｓ１（弁閉状態における受圧面積）は、環状の突条５６３の環内における断面積（弁座形成リング５４の中心軸線Ｌに対して垂直な仮想平面上での面積）である。排出室５９内の圧力に対する第２弁部５７の有効受圧面積Ｓ２（弁閉状態における受圧面積）は、弁座形成リング５４のリング内における断面積（弁座形成リング５４の中心軸線Ｌに対して垂直な仮想平面上での面積）である。排出室５９内の圧力に対する第２弁部５７の有効受圧面積Ｓ２は、弁孔６１内の圧力に対する第１弁部５６の有効受圧面積Ｓ１の１〜１．２倍に設定されている。つまり、Ｓ２／Ｓ１＝αは、１〜１．２の範囲で設定されている。

通路５２内の圧力（従って背圧室６０内の圧力）に対する第２弁部５７の有効受圧面積は、排出室５９内の圧力に対する第２弁部５７の有効受圧面積Ｓ２と同じである。又、有効受圧面積Ｓ２は、弁収容室５３の小径室５３１の断面積Ｓ４（弁座形成リング５４の中心軸線Ｌに対して垂直な仮想平面上の面積）よりも小さい。

弁形成プレート１５に対向する第２弁部５７の端面には環状の突条５７４が突設されており、突条５７４には第３切り欠き溝５７５が形成されている。突条５７４の先端面は、弁形成プレート１５に接離可能である。突条５７４の先端面が弁形成プレート１５に接した状態では、環状間隙５８と通路５２とが第３切り欠き溝５７５を介して連通する。

弁収容室５３、弁孔６１、弁体５５及び弁座形成リング５４は、排出通路の通路断面積を調整する第２制御弁３４を構成する。シリンダブロック１１は、第２制御弁３４を収容するためのケーシングとなる。第１弁部５６と第２弁部５７とを嵌合して連結固定する場合には、先に第１弁部５６の小径部５６１が弁座形成リング５４に通される。第１弁部５６と第２弁部５７とを嵌合して連結固定されると、弁座形成リング５４が弁体５５から脱落することはない。この状態で弁体５５及び弁座形成リング５４が弁収容室５３に挿入される。

弁形成プレート１５に対向するシリンダブロック１１の端面には収容孔６３が凹設されており、収容孔６３には逆止弁３５が収容されている。逆止弁３５は、バルブハウジング４５と、バルブハウジング４５内の弁収容室４６に収容された弁体４７と、弁体４７を付勢する閉止バネ４８とを備えている。バルブハウジング４５には弁孔４５１が形成されており、閉止バネ４８は、弁孔４５１を閉じる位置に向けて弁体４７を付勢している。弁孔４５１は、通路４９を介して第２制御弁３４の背圧室６０に連通されている。

図３に示すように、弁収容室４６は、通路６４を介して、制御圧室１２１に連通している。通路５１，５２、背圧室６０、通路４９、弁収容室４６及び通路６４は、吐出室１３２から制御圧室１２１へ冷媒を供給するための供給通路を構成する。

第１制御弁３３のソレノイド３９に対して電流供給制御（デューティ比制御）を行なう制御コンピュータＣは、空調装置作動スイッチ６５のＯＮによってソレノイド３９に電流を供給し、空調装置作動スイッチ６５のＯＦＦによって電流供給を停止する。制御コンピュータＣには室温設定器６６及び室温検出器６７が信号接続されている。空調装置作動スイッチ６５がＯＮ状態にある場合、制御コンピュータＣは、室温設定器６６によって設定された目標室温と、室温検出器６７によって検出された検出室温との温度差に基づいて、ソレノイド３９に対する電流供給を制御する。

第１制御弁３３の弁孔３８における開閉具合、即ち第１制御弁３３における弁開度は、ソレノイド３９で生じる電磁力、付勢バネ４３のばね力、感圧手段３６の付勢力のバランスによって決まる。第１制御弁３３は、電磁力を変えることによって第１制御弁３３における弁開度を連続的に調整可能である。電磁力を増大すると、第１制御弁３３における弁開度は、減少方向に移行する。又、吸入室１３１における吸入圧が増大すると、第１制御弁３３における弁開度が減少し、吸入室１３１における吸入圧が減少すると、第１制御弁３３における弁開度が増大する。第１制御弁３３は、吸入圧を電磁力に応じた設定圧力に制御する。

図３は、空調装置作動スイッチ６５のＯＦＦによって第１制御弁３３のソレノイド３９に対する電流供給が停止されている状態（デューティ比が０）を示し、第１制御弁３３における弁開度は、最大になっている。斜板２２の最小傾角は０°よりも僅かに大きく、斜板２２の傾角が最小傾角の場合にもシリンダボア１１１から吐出室１３２への吐出は行われている。斜板２２の傾角が最小である状態では、循環阻止手段３２が閉じて外部冷媒回路２８における冷媒循環が停止する構成となっている。

シリンダボア１１１から吐出室１３２へ吐出された冷媒は、第１制御弁３３の弁孔３８を経由して第２制御弁３４の背圧室６０へ流入する。第２制御弁３４の弁体５５は、背圧室６０の圧力によって、第１弁部５６の突条５６３が弁収容室５３の底面に接する閉位置に配置される。又、第２弁部５７の排出室５９側の端面５７３は、突条５４１の先端面に接する。弁座形成リング５４は、背圧室６０内の圧力によって、段差５３３に押接される。背圧室６０内の冷媒は、環状間隙５８、第１切り欠き溝５４２、排出室５９及び通路６２を経由して、あるいは通路４９、弁収容室４６、通路６４、制御圧室１２１、弁孔６１、第２切り欠き溝５６４、排出室５９及び通路６２を経由して、吸入室１３１へ還流する。

このときの第２制御弁３４における圧力状態は、式（１）のようになる。
Ｐｃｖ＞（Ｐｃ−Ｐｓ）／α＋Ｐｓ・・・（１）
圧力Ｐｃｖは、背圧室６０内の圧力を表す。圧力Ｐｃは、制御圧室１２１内の圧力を表し、Ｐｓは、吸入室１３１内の圧力を表す。

背圧室６０内の冷媒は、通路４９及び逆止弁３５の弁孔４５１を経由して弁体４７を押し退けて弁収容室４６に流入する。弁収容室４６に流入した冷媒は、通路６４を経由して制御圧室１２１へ流入する。つまり、吐出室１３２の冷媒は、供給通路を通って制御圧室１２１へ流入する。制御圧室１２１内の冷媒は、弁孔６１、第２切り欠き溝５６４、排出室５９及び通路６２を通って吸入室１３１へ流出し、吸入室１３１内の冷媒は、シリンダボア１１１内へ吸入されて吐出室１３２へ吐出される。

図３の状態では、斜板２２の傾角は最小傾角になり、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最小となる最小容量運転を行なう。この時、循環阻止手段３２は閉じられるので、冷媒が外部冷媒回路２８を循環することはない。

図４は、空調装置作動スイッチ６５がＯＮであって第１制御弁３３のソレノイド３９に対する電流供給が最大（デューティ比が１）になっている状態を示し、第１制御弁３３における弁開度は、零になっている。可変容量型圧縮機１０が最小容量ではない運転を行なっている状態（つまり、斜板２２の傾角が最小ではない状態）では、循環阻止手段３２が開いて外部冷媒回路２８における冷媒循環が行われる。

第１制御弁３３における弁開度が零の状態（弁孔３８が閉じられている状態）では、吐出室１３２内の冷媒が供給通路を経由して第２制御弁３４の背圧室６０へ送られることはない。従って、第２制御弁３４の弁体５５は、吸入室１３１に連通する排出室５９内の圧力及び弁孔６１内の圧力（制御圧室１２１内の圧力）によって、弁形成プレート１５に接する位置に配置される。逆止弁３５の弁体４７は、閉止バネ４８のバネ力によって弁孔４５１を閉じる位置に配置される。

つまり、図４の状態では、供給通路が閉じられ、吐出室１３２内の冷媒が供給通路を経由して制御圧室１２１へ送られることはない。又、制御圧室１２１内の冷媒は、排出通路から吸入室１３１へ流出する。この状態では、斜板２２の傾角は最大傾角になり、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最大となる最大容量運転を行なう。

このときの第２制御弁３４における圧力状態は、式（２）のようになる。
Ｐｃｖ＜（Ｐｃ−Ｐｓ）／α＋Ｐｓ・・・（２）
空調装置作動スイッチ６５がＯＮであって第１制御弁３３のソレノイド３９に対する電流供給が零でなく、且つ最大でない状態（デューティ比が０より大きく、１より小さい）では、吐出室１３２内の冷媒が第２制御弁３４の背圧室６０へ送られる。従って、制御圧室１２１内の冷媒は、弁孔６１、第２切り欠き溝５６４、排出室５９及び通路６２を経由して吸入室１３１へ流出し、吐出室１３２から背圧室６０へ送られた冷媒は、逆止弁３５を通過して制御圧室１２１へ流入する。この状態では、斜板２２の傾角は、吸入圧がデューティ比に応じた設定圧力となるように、最小傾角以上となり、可変容量型圧縮機１０は、斜板２２の傾角が最小傾角より大きくなる中間容量運転を行なう。

第１制御弁３３が図３に示す開状態から閉状態に移行すると、吐出室１３２から背圧室６０への圧力供給がなくなり、第２制御弁３４の弁体５５が図３に示す閉位置から図４に示す開位置に向けて移動する。つまり、第１制御弁３３が開状態から閉状態に移行すると、第２制御弁３４が弁閉状態から弁開状態へ移行する。第２制御弁３４が弁閉状態のときには、排出室５９と背圧室６０とを連通する絞り通路（第１切り欠き溝５４２）が第２弁部５７の端面５７３と弁座形成リング５４との間に残される。そのため、背圧室６０の圧力が絞り通路（第１切り欠き溝５４２）を介して排出室５９側へ放出される。従って、第２制御弁３４の弁体５５が閉位置から開位置へ迅速に移動する。

第１制御弁３３が図４に示す閉状態から開状態に移行すると、吐出室１３２の圧力が背圧室６０に波及し、第２制御弁３４の弁体５５が図４に示す開位置から図３に示す閉位置に向けて移動する。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）背圧室６０と排出室５９との間の絞り通路を第２弁部５７の外周面と弁収容室５３の内周面５３４との間に設けないため、第２弁部５７の外周面と弁収容室５３の内周面５３４との間のクリアランス（環状間隙５８）を大きくすることができる。つまり、第２弁部５７の外周面（大径周面５７１）と弁収容室５３の大径室５３２の周面との間（環状間隙５８）に異物が入り込んでも、第２制御弁３４が異物によって動きを阻害されるおそれはない。そのため、起動時の制御圧室１２１内の液冷媒が吸入室１３１へ速やかに排出され、可変容量型圧縮機１０に用いる第２制御弁３４の応答性能が低下することはない。

（２）有効受圧面積Ｓ２と有効受圧面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１＝αが小さいほど、第１制御弁３３が開状態から閉状態に移行した際に、閉位置にある弁体５５が開位置に移動するまでの時間が短くなり、第２制御弁３４の応答が速くなる。しかし、有効受圧面積Ｓ２と有効受圧面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１＝αが１よりも小さいと、開位置にある弁体５５を閉位置に移行し難くなる。αが１よりも大きすぎると、第１制御弁３３が開状態から閉状態に移行した後に、閉位置にある弁体５５を開位置に移行するための時間が掛かり、第２制御弁３４の応答が遅れる。

α＝１〜１．２の範囲に設定した構成は、弁体５５を閉位置に確実に移行すると共に、第２制御弁３４の応答遅れを回避する上で好ましい。
（３）第２弁部５７の径を第１弁部５６の径よりも大きくすれば、第２弁部５７の端面５７３の端面に設定する有効受圧面積Ｓ２を第１弁部５６の端面（先端面）に設ける有効受圧面積Ｓ１以上にすることができる。第２弁部５７の径を第１弁部５６の径よりも大きくするという大小関係は、有効受圧面積Ｓ２と有効受圧面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１＝αを１以上にするという適切な比の設定に有効である。

（４）シリンダブロック１１に形成した段差５３３の内径は、第１弁部５６の最大径（大径部５６２の周径）よりも大きい。仮に段差５３３を第２弁部５７の弁座とした場合、この弁座の内径は、第１弁部５６の最大径（大径部５６２の周径）よりも大きくなる。つまり、排出室５９内の圧力に対する第２弁部５７の有効受圧面積Ｓ２は、第１弁部５６の大径部５６２における断面積よりも必ず大きくなる。これは、有効受圧面積Ｓ２と有効受圧面積Ｓ１との比Ｓ２／Ｓ１＝αを１〜１．２以内に設定することを難しくする。

第２弁部５７に対する弁座となる弁座形成リング５４の内径は、第１弁部５６の最大径（大径部５６２の周径）よりも小さくできる。従って、第２弁部５７に対する弁座形成リング５４をシリンダブロック１１（ケーシング）とは別体とした構成は、有効受圧面積Ｓ２，Ｓ１との比αを１〜１．２という適切な比に設定することを可能にする。

（５）吐出圧が高い状態で中間容量運転が行われている場合、第１制御弁３３が開状態から閉状態へ移行したときに、シリンダボア１１１から制御圧室１２１への冷媒洩れによって制御圧室１２１内の制御圧が減圧しないおそれがある。この減圧しない制御圧が供給通路を経由して背圧室６０に波及すると、排出室５９内の圧力（吸入圧相当）と弁孔６１内の圧力（制御圧）とでは背圧室６０内の圧力に打ち勝つことができないおそれがある。排出室５９内の圧力と弁孔６１内の圧力とが背圧室６０内の圧力に打ち勝つことができない場合、第２制御弁３４の弁体５５が閉位置から開位置へ向けて移動できない。

逆止弁３５は、減圧しない制御圧が背圧室６０に波及することを阻止する。そのため、第１制御弁３３が開状態から閉状態へ移行したときには、第２制御弁３４の弁体５５は、閉位置から開位置へ向けて確実に移動する。

（６）弁座形成リング５４に形成された第１切り欠き溝５４２は、背圧室６０と排出室５９とを連通する絞り通路として簡便である。
（７）第１弁部５６に形成された第２切り欠き溝５６４は、第１弁部は、弁孔６１と排出室５９とを連通する絞り通路として簡便である。

（８）弁座形成リング５４は、背圧室６０内の圧力によって段差５３３に押接される。そのため、弁座形成リング５４を弁収容室５３の大径室５３２に圧入して段差５３３に押接するということをする必要がなく、弁収容室５３への弁座形成リング５４及び弁体５５の挿入作業が容易である。

（９）第２弁部５７は、第１弁部５６の大径部５６２と反対側の端部に大径周面５７１を備える。そのため、弁体５５が傾いたときに弁収容室５３の内周面に接する弁体５５の２箇所の距離を長くしつつ傾動を小さくすることが出来る。これは、フロート弁である弁体５５の動きの円滑化に寄与する。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図５に示すように、第２弁部５７の端面５７３に環状の突条５７６を設け、突条５７６に第１切り欠き溝５７７を設けてもよい。突条５７６及び第１切り欠き溝５７７は、突条５４１及び第１切り欠き溝５４２と同じ役割を果たす。

○図６に示すように、第１の実施形態における第１切り欠き溝５４２を無くし、第１弁部５６の先端（突条５６３の先端面）が底面５９１に当接した状態では、第２弁部５７の端面５７３と突条５４１の先端面との間に絞り通路としての間隙６８が残るようにしてもよい。

○図７に示すように、第１の実施形態における第２切り欠き溝５６４を無くし、第２弁部５７の端面５７３が突条５４１の先端面に当接した状態では、突条５６３の先端面と底面５９１との間に絞り通路としての間隙６９が残るようにしてもよい。

○図８に示すように、第１の実施形態における第１切り欠き溝５４２を無くし、排出室５９と背圧室６０とを連通する絞り通路７０を第２弁部５７に設けてもよい。
○弁収容室５３をリヤハウジング１３に設けてもよい。

○逆止弁３５をリヤハウジング１３に設けてもよい。
○弁座形成リング５４を弁収容室５３の大径室５３２に圧入してもよい。
○第１制御弁３３と第２制御弁３４との間の通路５２に逆止弁３５の通路４９を接続してもよい。この場合にも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

○弁座形成リング５４と第２弁部５７との間に開弁用のばねを設けてもよい。
○第１の実施形態における逆止弁３５を無くしてもよい。又、逆止弁３５の代わりに絞りを設けても良い。この場合にも、第１の実施形態における（１）項と同様の効果が得られる。

○吐出圧領域における２地点間の差圧に応じて弁開度を増減する感圧手段を備えた制御弁を第１制御弁として用いてもよい。つまり、吐出圧領域における冷媒流量が増大すると弁開度を増大し、吐出圧領域における冷媒流量が減少すると弁開度を減少する制御弁を第１制御弁として用いてもよい。

○クラッチを介して外部駆動源から駆動力を得る可変容量型圧縮機に本発明を適用してもよい。このような可変容量型圧縮機では、クラッチが接続状態にあるときには、斜板の傾角が最小のときにも外部冷媒回路を冷媒が循環する構成となっており、クラッチを遮断することによって冷媒が外部冷媒回路を循環しないようにすることができる。

前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記排出室内の圧力に対する前記第２弁部の有効受圧面積Ｓ２は、前記弁孔内の圧力に対する前記第１弁部における有効受圧面積Ｓ１の１〜１．２倍である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

（ロ）弁体５５はフロート弁である請求項１乃至請求項７、前記（イ）項のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

１０…可変容量型圧縮機。１１…ケーシングとなるシリンダブロック。１２１…制御圧室。１３１…吸入圧領域である吸入室。１３２…吐出圧領域である吐出室。３３…第１制御弁。３４…第２制御弁。３５…逆止弁。５１，５２，６４…供給通路を構成する通路。５３…弁収容室。５３１…小径室。５３２…大径室。５３４…内周面。５４…弁形成部としての弁座形成リング。５４２…絞り通路としての第１切り欠き溝。５６…第１弁部。５６４…第２切り欠き溝。５７…第２弁部。５７３…端面。５８…流通路としての環状間隙。５９…排出室。６０…背圧室。６１…排出通路を構成する弁孔。６２…排出通路を構成する通路。

Claims (7)

1. 供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御され、前記供給通路の通路断面積を調整する第１制御弁が設けられている可変容量型圧縮機における容量制御機構において、
   前記排出通路の一部であって、前記制御圧室に開口すると共に弁収容室に接続する弁孔と、
   前記弁孔の通路断面積を調整する第１弁部と、
   前記排出通路の一部となる排出室と前記供給通路に連通する背圧室とに前記弁収容室内を区画し、且つ前記排出室と前記背圧室との間を連通する流通路を前記弁収容室の内周面との間に残す第２弁部と、
   前記第２弁部の前記排出室側の端面に接離する弁座形成部とを有する第２制御弁を備え、
   前記弁座形成部は、前記弁収容室を形成するケーシングとは別体である可変容量型圧縮機における容量制御機構。
2. 前記第１弁部と前記第２弁部とは、別体であって連結されている請求項１に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
3. 前記第２制御弁の弁閉状態のときには、前記排出室と前記背圧室とを連通する絞り通路が前記第２弁部の前記端面と前記弁座形成部との間に残される請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
4. 前記絞り通路は、前記弁座形成部に形成された第１切り欠き溝である請求項３に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
5. 前記第１弁部は、前記弁孔と前記排出室とを連通する第２切り欠き溝を備えている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
6. 前記弁収容室は、前記第１弁部を収容する小径室と、前記第２弁部を収容する大径室とからなり、前記流通路は、前記第２弁部の外周面を１周する環状間隙である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
7. 前記第１制御弁と前記制御圧室との間の前記供給通路には逆止弁が介在されている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

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