JP2013160143A - Variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
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を構成するものであって冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁を備えた可変容量圧縮機に関する。 The present invention relates to a variable capacity compressor, and more particularly, to a variable capacity compressor that constitutes a refrigeration cycle of an automotive air conditioner and includes a control valve for a variable capacity compressor that controls the discharge capacity of a refrigerant.
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、エンジンの回転数に応じて冷媒の圧縮容量を変え、冷媒の吐出容量が変わらないように制御することができる可変容量圧縮機が用いられている。 Since the compressor used for compressing the refrigerant in the refrigeration cycle of the air conditioner for automobiles uses the engine as a drive source, the rotational speed control cannot be performed. Therefore, in order to obtain an appropriate cooling capacity without being restricted by the engine speed, the variable compression capacity of the refrigerant can be changed according to the engine speed so that the discharge capacity of the refrigerant does not change. A capacity compressor is used.
このような可変容量圧縮機では、エンジンによって駆動される回転軸に傾斜自在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て圧縮用ピストンのストロークを変えることで冷媒の圧縮容量を変えるようにしている。 In such a variable capacity compressor, a compression piston is connected to a swing plate that is tiltably attached to a rotating shaft driven by an engine, and the stroke of the compression piston is changed by changing the angle of the swing plate. The compression capacity of the refrigerant is changed.
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、そのクランク室内の圧力を変化させ、圧縮用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ることができる。 The angle of the oscillating plate is continuously changed by introducing a part of the compressed refrigerant into the sealed crank chamber, changing the pressure in the crank chamber, and changing the balance of pressure applied to both sides of the compression piston. Can be changed to
クランク室内の圧力は、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間またはクランク室と吸入室との間に可変容量圧縮機用制御弁を設けて、吐出室からクランク室に導入またはクランク室から吸入室に導出する冷媒の流量を変えることにより調整している。 The pressure in the crank chamber is introduced into the crank chamber from the discharge chamber by providing a control valve for the variable displacement compressor between the discharge chamber and the crank chamber of the variable displacement compressor or between the crank chamber and the suction chamber. It is adjusted by changing the flow rate of the refrigerant led out to the suction chamber.
可変容量圧縮機のクランク室と吸入室との間に設けてクランク室から吸入室に導出する冷媒の流量を制御する制御弁は、抜き制御式の可変容量圧縮機用制御弁として知られている(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の可変容量圧縮機によれば、回転軸の軸受が設置されたシリンダブロックの中に回転軸と同軸上に部屋が形成され、その部屋の中に可変容量圧縮機用制御弁が装着されている。この部屋は、回転軸の軸受の側がクランク室に連通されており、その反対側がシリンダヘッドに形成された吸入室に連通されている。可変容量圧縮機用制御弁をその部屋に装着するときは、可変容量圧縮機用制御弁のボディにOリングを周設して可変容量圧縮機用制御弁と部屋の内壁との間の隙間を埋め、冷媒入口側のクランク室と冷媒出口側の吸入室とを隔離するようにしている。また、その可変容量圧縮機用制御弁は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置される弁板を貫通して延出され外周面にねじが螺刻された案内筒部を有していて、その案内筒部にナットを螺合させることで、弁板に固定されている。
A control valve that is provided between the crank chamber and the suction chamber of the variable capacity compressor and controls the flow rate of the refrigerant that is led out from the crank chamber to the suction chamber is known as a control valve for a variable displacement compressor that is controlled to be removed. (For example, refer to Patent Document 1). According to the variable displacement compressor described in
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用制御弁の装着構造では、冷媒入口と冷媒出口との間の外周にOリングを設けてシールしているので、コストが高くなるという問題点があった。また、可変容量圧縮機用制御弁を収納するシリンダブロックには、弁板で覆われる面に溝が形成されて冷媒出口からシリンダヘッドに形成された吸入室まで連通させる通路を形成しているので、シリンダブロックの形状が複雑になっていた。 However, the conventional variable displacement compressor control valve mounting structure has a problem that the cost increases because an O-ring is provided and sealed on the outer periphery between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet. Also, the cylinder block that houses the control valve for the variable capacity compressor has a groove formed in the surface covered with the valve plate, and a passage is formed from the refrigerant outlet to the suction chamber formed in the cylinder head. The shape of the cylinder block was complicated.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コストの可変容量圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a low-cost variable capacity compressor.
本発明では上記の課題を解決するために、クランク室および吸入室に通じる部分に装着されて前記クランク室の圧力を制御する可変容量圧縮機用制御弁を有する可変容量圧縮機において、シリンダブロックに形成されて前記クランク室に連通する第1の部屋と、前記第1の部屋に対応する位置のシリンダヘッドに形成されて前記吸入室に連通する第2の部屋と、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに挟持されて前記第1の部屋と前記第2の部屋とを隔離する弁板と、冷媒入口が前記第1の部屋に位置し、冷媒出口が前記第2の部屋に位置するように前記弁板に取り付けられた前記可変容量圧縮機用制御弁と、を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problems, in a variable capacity compressor having a control valve for a variable capacity compressor that is attached to a portion communicating with a crank chamber and a suction chamber and controls the pressure of the crank chamber, A first chamber formed and communicating with the crank chamber; a second chamber formed in a cylinder head at a position corresponding to the first chamber and communicating with the suction chamber; the cylinder block and the cylinder head A valve plate that is sandwiched between the first chamber and the second chamber, a refrigerant inlet is located in the first chamber, and a refrigerant outlet is located in the second chamber. There is provided a variable capacity compressor comprising the control valve for a variable capacity compressor attached to a valve plate.
このような可変容量圧縮機によれば、弁板が可変容量圧縮機用制御弁の固定と、クランク室と吸入室との間をシールする隔壁として機能するので、可変容量圧縮機用制御弁の装着構造をシンプルな構成にすることができる。 According to such a variable capacity compressor, the valve plate functions as a partition for fixing the control valve for the variable capacity compressor and sealing between the crank chamber and the suction chamber. The mounting structure can be made simple.
上記構成の可変容量圧縮機は、弁板が可変容量圧縮機用制御弁の冷媒入口と冷媒出口との間をシールする隔壁として使用されるため、シール部材が不要であり、低コストの可変容量圧縮機を提供できるという利点がある。 In the variable capacity compressor having the above configuration, the valve plate is used as a partition wall that seals between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet of the control valve for the variable capacity compressor. There is an advantage that a compressor can be provided.
また、シリンダブロックは、可変容量圧縮機用制御弁を収納する部屋を形成するだけでよいので、シリンダブロックの形状をシンプルな構成にすることができ、低コストの可変容量圧縮機を提供することができる。 In addition, since the cylinder block only needs to form a chamber for accommodating the control valve for the variable displacement compressor, the shape of the cylinder block can be simplified, and a low-cost variable displacement compressor is provided. Can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は自動車用空調装置の冷凍サイクルを示すシステム構成図である。
自動車用空調装置の冷凍サイクルは、可変容量圧縮機1と、コンデンサ2と、レシーバ3と、膨張弁4と、エバポレータ5とを備えている。可変容量圧縮機1は、冷媒を圧縮して高温・高圧の冷媒にして吐出する。コンデンサ2は、高温・高圧の冷媒を外気と熱交換して凝縮する。レシーバ3は、凝縮された冷媒を貯え、気液分離した液冷媒を送り出す。膨張弁4は、液冷媒を膨張させて低温・低圧の蒸気冷媒にする。エバポレータ5は、蒸気冷媒を車室内の空気と熱交換し、蒸発された冷媒を可変容量圧縮機1に戻す。エバポレータ5は、車室内の空気が通過するときに、その空気から熱を奪って冷たい空気にする。冷たくされた空気は、除湿されて車室内に送り込まれる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a refrigeration cycle of an automotive air conditioner.
The refrigeration cycle of the automotive air conditioner includes a
可変容量圧縮機1は、エンジンの出力軸からベルトを介してプーリ11に駆動力が伝達され、クランク室12を横切って配置された回転軸であるシャフト13を駆動する。このシャフト13には、斜板14が傾斜角可変に設けられている。シリンダブロック15には、シャフト13の軸線の回りに複数のシリンダ16が形成され、そのシリンダ16には、斜板14の回転運動を往復運動に変換するピストン17が配置されている。シリンダ16は、それぞれリードバルブ18によってシリンダヘッド19に形成された吸入室20および吐出室21に接続されている。吐出室21は、コンデンサ2に接続され、吸入室20は、エバポレータ5に接続されている。
The
可変容量圧縮機1は、また、吐出室21とクランク室12との間にオリフィス22が配置され、クランク室12と吸入室20との間には、可変容量圧縮機用制御弁23が配置されている。オリフィス22は、吐出室21の吐出圧力Pdを減圧してクランク室12に送り込む。可変容量圧縮機用制御弁23は、クランク室12から抜いて吸入室20へ送り出す冷媒の流量を制御するものであって、吸入室20の吸入圧力Psが所定の値になるようにクランク室12のクランク室圧力Pcを制御する。オリフィス22は、可変容量圧縮機1のシリンダブロック15内に絞り部を形成するかキャピラリチューブを設置することによって設けられている。可変容量圧縮機用制御弁23は、その冷媒入口の側がシリンダブロック15に形成された部屋24に装着され、冷媒出口の側がシリンダヘッド19に形成された部屋25に装着される。
In the
図2は可変容量圧縮機用制御弁の装着構造の要部を示す可変容量圧縮機の部分断面図である。
可変容量圧縮機1において、シリンダブロック15およびシリンダヘッド19は、弁板26を挟持した状態で組み立てられている。シリンダブロック15は、たとえば、シャフト13の軸受の設置位置に隣接してシャフト13の軸線上に形成された部屋24を有し、この部屋24は、クランク室12に連通されている。シリンダヘッド19は、シリンダブロック15の部屋24に対応する位置に部屋25を有し、この部屋25は、可変容量圧縮機1に冷媒を導入する入口とすべてのシリンダ16に対応してそれぞれに設けられた吸入室20とに連通されている。シリンダブロック15の部屋24は、また、シリンダヘッド19の部屋25と弁板26に穿設された開口部27を介して連通している。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the variable capacity compressor showing the main part of the mounting structure of the control valve for the variable capacity compressor.
In the
可変容量圧縮機用制御弁23は、弁板26を貫通してシリンダブロック15の部屋24とシリンダヘッド19の部屋25とに配置され、ナット28によって弁板26に固定されている。
The variable displacement
可変容量圧縮機用制御弁23は、クランク室12から吸入室20に流す冷媒の流量を制御する弁部29と、吸入室20の吸入圧力Psを検出して弁部の開度を制御するパワーエレメント30とを備えている。
The
弁部29は、筒状のボディ31を有し、部屋24の中に開口している部分は、クランク室圧力Pcの冷媒を導入する冷媒入口32を構成し、パワーエレメント30の側の端面には、弁座33が形成されている。弁部29は、また、弁座33に近接または離間自在に配置された弁体34を有している。この弁体34は、カップ形状を有し、開口側の端面が弁座33に対向して配置され、弁座33から離れる方向に付勢されている。弁部29は、さらに、ボディ31の冷媒入口32の側の外周にナット28と螺合するねじ山が形成され、弁座33の側の外周にもパワーエレメント30と螺合するねじ山が形成されている。
The
パワーエレメント30は、ハウジング35,36と、感圧部材とするダイヤフラム37とを有し、これらの外周縁部を互いに接合することによって形成されている。ハウジング35およびダイヤフラム37は、真空室を形成し、内部には、ダイヤフラム37を内側から押す付勢手段を収容している。ハウジング36は、中央に筒状連結部が形成されていて、その筒状連結部が弁部29のボディ31に螺合することで弁部29と連結されている。ハウジング36は、また、複数の冷媒出口38が穿設され、弁部29によって流量が制御された冷媒を吸入室20へ送り出す。ダイヤフラム37は、その中央部に弁部29の弁体34が弁座33から離れる方向に付勢されることによって当接されている。これにより、弁体34は、吸入圧力Psによって変化するダイヤフラム37の変位量に応じて弁座33からのリフト量が変化されることになる。
The
可変容量圧縮機用制御弁23は、可変容量圧縮機1を組み立てる前に、部屋24と部屋25とを仕切る弁板26の開口部27にボディ31を通し、そのボディ31にナット28を締結することによって弁板26に固定される。このとき、ハウジング36の段部とナット28とが弁板26に圧接されることで、部屋24と部屋25との間が緊密にシールされることになる。なお、ナット28による締め付けのとき、可変容量圧縮機用制御弁23は、吸入側および吐出側のリードバルブ18をなすリードバルブシートやパッキンなどを一緒に挟んだ状態で弁板26に固定されている。
Before assembling the
この可変容量圧縮機1では、シリンダヘッド19の部屋25に可変容量圧縮機用制御弁23の弁部29およびダイヤフラム37を含む要部を配置するようにして弁板26に可変容量圧縮機用制御弁23を固定するようにした。これにより、弁板26が冷媒入口32の側と冷媒出口38の側とを自然に隔離する隔壁として機能するので、冷媒入口32と冷媒出口38との間をシールするためのOリングが不要になり、可変容量圧縮機1のコストを低減することができるようになる。また、パワーエレメント30が吸入圧力Psの部屋25に収容されているので、シリンダブロック15は、シリンダヘッド19の吸入室20へ連通させるための複雑な形状の溝を形成する必要がないので可変容量圧縮機1のコストをさらに低減することができる。
In the
以上の構成を有する可変容量圧縮機1によれば、可変容量圧縮機用制御弁23は、パワーエレメント30が吸入圧力Psを監視していて、吸入圧力Psが変動すると、その吸入圧力Psが一定になるよう弁部29の開度を制御する。たとえば、エンジンの回転数が上昇して冷媒の吐出容量が増加し、吸入圧力Psが低くなる方向に変動したとする。このとき、ダイヤフラム37は、弁部29の側へ変位し、これに伴って、弁体34は、弁座33に近接する方向に移動する。これにより、吐出室21からクランク室12へ供給される冷媒よりもクランク室12から吸入室20へ抜かれていく冷媒の流量が少なくなるので、クランク室圧力Pcが上昇し、斜板14がシャフト13の回転軸に直角な方向に動いていく。すると、可変容量圧縮機1は、ピストン17のストロークが短くなることで圧縮容量が減り、冷媒の吐出容量は、元に戻るように制御される。逆に、エンジンの回転数が低下して冷媒の吐出容量が減少し、吸入圧力Psが高くなる方向に変動した場合、可変容量圧縮機用制御弁23は、クランク室圧力Pcを低下させるようにして、冷媒の吐出容量を元に戻すように制御する。
According to the
1 可変容量圧縮機
2 コンデンサ
3 レシーバ
4 膨張弁
5 エバポレータ
11 プーリ
12 クランク室
13 シャフト
14 斜板
15 シリンダブロック
16 シリンダ
17 ピストン
18 リードバルブ
19 シリンダヘッド
20 吸入室
21 吐出室
22 オリフィス
23 可変容量圧縮機用制御弁
24,25 部屋
26 弁板
27 開口部
28 ナット
29 弁部
30 パワーエレメント
31 ボディ
32 冷媒入口
33 弁座
34 弁体
35,36 ハウジング
37 ダイヤフラム
38 冷媒出口
DESCRIPTION OF
Claims (4)
シリンダブロックに形成されて前記クランク室に連通する第1の部屋と、
前記第1の部屋に対応する位置のシリンダヘッドに形成されて前記吸入室に連通する第2の部屋と、
前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに挟持されて前記第1の部屋と前記第2の部屋とを隔離する弁板と、
冷媒入口が前記第1の部屋に位置し、冷媒出口が前記第2の部屋に位置するように前記弁板に取り付けられた前記可変容量圧縮機用制御弁と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機。 In a variable capacity compressor having a control valve for a variable capacity compressor that is attached to a portion communicating with a crank chamber and a suction chamber and controls the pressure of the crank chamber,
A first chamber formed in a cylinder block and communicating with the crank chamber;
A second chamber formed in a cylinder head at a position corresponding to the first chamber and communicating with the suction chamber;
A valve plate that is sandwiched between the cylinder block and the cylinder head to separate the first chamber and the second chamber;
The control valve for the variable displacement compressor attached to the valve plate such that a refrigerant inlet is located in the first chamber and a refrigerant outlet is located in the second chamber;
A variable capacity compressor characterized by comprising:
前記ボディを前記弁板に設けられた開口部に貫通配置し、前記パワーエレメントのハウジングと前記ボディに螺合されたナットとで前記弁板を挟み、前記ナットによる締め付けで前記可変容量圧縮機用制御弁を前記弁板へ取り付けるようにしたことを特徴とする請求項1記載の可変容量圧縮機。 The variable displacement compressor control valve has a valve portion having a cylindrical body having the refrigerant inlet on one end side and a valve seat and a valve body on the other end side, and the other end side of the valve portion A power element coupled to the body and controlling the opening of the valve portion according to the suction pressure of the suction chamber and having the refrigerant outlet,
The body is disposed through an opening provided in the valve plate, the valve plate is sandwiched between a housing of the power element and a nut screwed into the body, and tightened by the nut for the variable capacity compressor. 2. The variable capacity compressor according to claim 1, wherein a control valve is attached to the valve plate.
Priority Applications (1)
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JP2012023011A JP2013160143A (en) | 2012-02-06 | 2012-02-06 | Variable displacement compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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2012
- 2012-02-06 JP JP2012023011A patent/JP2013160143A/en active Pending
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