JP2014163271A - Capacity control device and variable displacement swash plate compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容量制御装置と容量可変型斜板式圧縮機とに関する。 The present invention relates to a capacity control device and a variable capacity swash plate compressor.
従来、特許文献1に開示された容量可変型斜板式圧縮機(以下、単に圧縮機という。)が知られている。この圧縮機は、圧縮機本体と容量制御装置とを有している。
Conventionally, a variable capacity swash plate compressor (hereinafter simply referred to as a compressor) disclosed in
圧縮機本体は本体ハウジングを備えている。本体ハウジングには、吸入室、吐出室及びクランク室が形成されているとともに、複数個のシリンダボアが形成されている。クランク室内には駆動軸が回転可能に支持されている。また、クランク室内では斜板が駆動軸に一体回転可能に支持されている。斜板は傾斜角が変更可能である。各シリンダボア内にはピストンが往復動可能に収容されて圧縮室を形成している。各ピストンは、一対のシューを介して斜板に連結され、斜板の傾斜角に応じたストロークで圧縮室による吐出容量が変化するようになっている。 The compressor body includes a body housing. In the main body housing, a suction chamber, a discharge chamber, and a crank chamber are formed, and a plurality of cylinder bores are formed. A drive shaft is rotatably supported in the crank chamber. In the crank chamber, a swash plate is supported on the drive shaft so as to be integrally rotatable. The inclination angle of the swash plate can be changed. A piston is accommodated in each cylinder bore so as to be able to reciprocate to form a compression chamber. Each piston is connected to a swash plate via a pair of shoes, and the discharge capacity of the compression chamber changes with a stroke corresponding to the inclination angle of the swash plate.
容量制御装置は、本体ハウジングに固定される弁ハウジングを備えている。弁ハウジングには、クランク室と連通する制御室と、吐出室と連通する高圧通路と、吸入室と連通する低圧通路とが形成されている。制御室内には、吸入室の圧力である吸入圧力によって伸縮するベローズが収納されている。また、弁ハウジングには、制御室と高圧通路との間に給気弁が設けられているとともに、制御室と低圧通路との間に第1、2抽気弁が設けられている。さらに、弁ハウジングには、励磁又は消磁可能な制御コイルが設けられている。 The capacity control device includes a valve housing fixed to the main body housing. The valve housing is formed with a control chamber communicating with the crank chamber, a high pressure passage communicating with the discharge chamber, and a low pressure passage communicating with the suction chamber. A bellows that is expanded and contracted by a suction pressure that is a pressure of the suction chamber is accommodated in the control chamber. The valve housing is provided with an air supply valve between the control chamber and the high pressure passage, and with first and second bleed valves between the control chamber and the low pressure passage. Furthermore, the control coil which can be excited or demagnetized is provided in the valve housing.
この容量制御装置では、制御コイルが励磁されれば、給気弁が閉じるとともに、第2抽気弁が開く。他方、制御コイルが消磁されれば、給気弁が開くとともに、第2抽気弁が閉じる。また、吸入圧力が閾値を超えて高くなれば、ベローズが収縮し、第1抽気弁が開く。他方、吸入圧力が閾値を下回れば、ベローズが伸長し、第1抽気弁が閉じる。 In this capacity control device, when the control coil is excited, the supply valve is closed and the second extraction valve is opened. On the other hand, when the control coil is demagnetized, the supply valve is opened and the second extraction valve is closed. If the suction pressure increases beyond the threshold, the bellows contracts and the first bleed valve opens. On the other hand, if the suction pressure falls below the threshold value, the bellows expands and the first extraction valve closes.
この圧縮機を起動する場合、給気弁が閉じて吐出室から高圧通路、制御室を経てクランク室に高圧の冷媒ガスが移動しないように、制御コイルは励磁され得る。ここで、圧縮機の運転停止状態が長く続いていた場合、クランク室内に液体状の冷媒である液冷媒が溜まっている場合がある。この場合、クランク室内の液冷媒が容量制御装置の制御室に流入し、ベローズが収縮している。この際、ベローズの収縮によって第1抽気弁が開いており、かつ制御コイルが励磁されていることにより第2抽気弁も開いていることから、クランク室内の液冷媒が制御室、低圧通路を経て吸入室へ排出される。 When the compressor is started, the control coil can be excited so that the supply valve is closed and the high-pressure refrigerant gas does not move from the discharge chamber to the crank chamber via the high-pressure passage and the control chamber. Here, when the operation stop state of the compressor has continued for a long time, liquid refrigerant that is liquid refrigerant may be accumulated in the crank chamber. In this case, the liquid refrigerant in the crank chamber flows into the control chamber of the capacity control device, and the bellows contracts. At this time, since the first bleed valve is opened due to the contraction of the bellows, and the second bleed valve is also opened due to the excitation of the control coil, the liquid refrigerant in the crank chamber passes through the control chamber and the low pressure passage. It is discharged into the suction chamber.
このため、この圧縮機では、クランク圧力が早期に低減し、斜板の傾斜角が最小値から拡大方向へ早期に移行する。つまり、この圧縮機では、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合であっても、復帰動作が液冷媒の存在によって妨げられることがなく、早期に復帰することが可能である。 For this reason, in this compressor, the crank pressure is reduced early, and the inclination angle of the swash plate is quickly shifted from the minimum value to the expansion direction. That is, in this compressor, even when the liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup, the return operation is not hindered by the presence of the liquid refrigerant and can be returned early.
そして、この圧縮機は、容量制御装置の制御コイルが励磁された状態で継続して運転されている間、クランク圧力が低下することによりベローズが伸長し、第1、2抽気弁が閉じる。これにより、ベローズは、低圧通路内における吸入室の圧力である吸入圧力を検知可能になる。 Then, while the compressor is continuously operated with the control coil of the capacity control device being excited, the bellows is extended by the decrease in the crank pressure, and the first and second bleed valves are closed. Thereby, the bellows can detect the suction pressure which is the pressure of the suction chamber in the low pressure passage.
このため、熱負荷の低下によって吸入圧力が低下すれば、給気弁が開き、吐出室から高圧通路、制御室を経てクランク室に高圧の冷媒ガスが移動する。このため、この圧縮機では、クランク圧力が上昇し、斜板の傾斜角が小さくなる。このため、圧縮機は吐出容量が小さくなる。他方、熱負荷の上昇によって吸入圧力が上昇すれば、給気弁が閉じ、吐出室内の高圧の冷媒ガスはクランク室内に移動し難くなる。このため、この圧縮機では、クランク圧力が低下し、斜板の傾斜角が大きくなる。このため、圧縮機は吐出容量が大きくなる。こうして、この圧縮機では、熱負荷に応じた吐出容量で運転が継続されることとなる。 For this reason, if the suction pressure decreases due to a decrease in the heat load, the air supply valve opens, and the high-pressure refrigerant gas moves from the discharge chamber to the crank chamber through the high-pressure passage and the control chamber. For this reason, in this compressor, the crank pressure increases and the inclination angle of the swash plate decreases. For this reason, the compressor has a small discharge capacity. On the other hand, if the suction pressure increases due to an increase in heat load, the air supply valve is closed, and the high-pressure refrigerant gas in the discharge chamber is difficult to move into the crank chamber. For this reason, in this compressor, the crank pressure decreases and the inclination angle of the swash plate increases. For this reason, the compressor has a large discharge capacity. Thus, in this compressor, the operation is continued with the discharge capacity corresponding to the heat load.
また、容量制御装置の制御コイルが消磁されることにより、給気弁が開くとともに、第2抽気弁が閉じる。これにより、吐出室内の高圧の冷媒ガスがクランク室内に短時間で移動する。このため、この圧縮機では、クランク圧力が急速に上昇し、斜板の傾斜角が迅速に最小になる。このため、圧縮機は吐出容量が最小になる。こうして、この圧縮機では、車両の加速時等の際、車両に対する負荷を迅速に低減できる。 Further, when the control coil of the capacity control device is demagnetized, the supply valve is opened and the second extraction valve is closed. Thereby, the high-pressure refrigerant gas in the discharge chamber moves into the crank chamber in a short time. For this reason, in this compressor, the crank pressure rises rapidly, and the inclination angle of the swash plate is quickly minimized. This minimizes the discharge capacity of the compressor. Thus, with this compressor, the load on the vehicle can be quickly reduced when the vehicle is accelerated.
しかし、容量可変型斜板式圧縮機においては、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合における復帰動作にさらなる早期化が望まれている。 However, in a variable displacement swash plate compressor, it is desired to further speed up the return operation when liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合における復帰動作をさらに早期化することが可能な容量可変型斜板式圧縮機と、この容量可変型斜板式圧縮機を実現可能な容量制御装置とを提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is a variable displacement swash plate compressor capable of further speeding up the return operation when liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup. It is an object to be solved to provide a capacity control device capable of realizing the variable capacity swash plate compressor.
本発明の容量可変型斜板式圧縮機は、吸入室、吐出室、クランク室及びシリンダボアが形成された本体ハウジングと、前記クランク室内に回転可能に支持された駆動軸と、前記クランク室内で前記駆動軸に一体回転可能に支持されているとともに傾斜角が変更可能に支持された斜板と、前記シリンダボア内に往復動可能に収容されて圧縮室を形成するピストンとを備え、
前記ピストンには、吸入行程時に前記クランク室の圧力であるクランク圧力と、前記吸入室の圧力である吸入圧力との差圧が作用し、
前記吐出室と前記クランク室とが給気通路によって連通し、
前記クランク室と前記吸入室とが抽気通路によって連通し、
前記吐出室と前記吸入室とが復帰通路によって連通し、
前記給気通路及び前記抽気通路の少なくとも一方には、通路開度を調節して前記クランク圧力を変更する調圧弁が設けられ、
前記復帰通路には、前記復帰通路を開閉し、前記吸入圧力が閾値を超えた時に開弁する復帰弁と、前記復帰弁の開弁時に前記復帰通路を流れる冷媒の圧力を減圧する絞りとが設けられていることを特徴とする(請求項1)。
The variable displacement swash plate compressor of the present invention includes a main body housing in which a suction chamber, a discharge chamber, a crank chamber and a cylinder bore are formed, a drive shaft rotatably supported in the crank chamber, and the drive in the crank chamber A swash plate that is supported by the shaft so as to be integrally rotatable and is capable of changing the inclination angle; and a piston that is reciprocally accommodated in the cylinder bore to form a compression chamber;
A differential pressure between a crank pressure that is a pressure of the crank chamber and a suction pressure that is a pressure of the suction chamber acts on the piston during a suction stroke,
The discharge chamber and the crank chamber communicate with each other through an air supply passage;
The crank chamber and the suction chamber communicate with each other through an extraction passage;
The discharge chamber and the suction chamber communicate with each other through a return passage;
At least one of the supply passage and the extraction passage is provided with a pressure regulating valve that changes the crank pressure by adjusting a passage opening degree,
The return passage includes a return valve that opens and closes the return passage and opens when the suction pressure exceeds a threshold value, and a throttle that reduces the pressure of the refrigerant flowing through the return passage when the return valve is opened. It is provided (Claim 1).
発明者らは、容量可変型斜板式圧縮機(以下、単に圧縮機という。)において、斜板の傾斜角が最小値から拡大方向に移行し難い原因、つまり斜板が復帰し難い原因は、第1に復帰方向へのモーメントが小さいことにあり、第2にフリクションが大きいことにあると考えている。第1の原因には、従来、(1)斜板を復帰方向とは逆に付勢するばねの付勢力が大きいことと、(2)ピストン及び一対のシューの慣性力が小さいことと、(3)斜板の復帰方向への慣性乗積が小さいことの他、(4)各ピストンには、吐出行程時にクランク室の圧力であるクランク圧力と、吐出室の圧力である吐出圧力との差圧が作用することから、このクランク圧力と吐出圧力との差圧が小さいこととが影響すると考えられていた。(4)の差圧に関しては、復帰前の吐出圧力が低ければ、クランク圧力を低くせざるを得ない。上記特許文献1の容量制御装置を含む従来の容量制御装置は、このように復帰時にクランク圧力を迅速に低くすることに着目したものである。
The inventors of the present invention, in a variable capacity swash plate compressor (hereinafter simply referred to as a compressor), the reason why the inclination angle of the swash plate does not easily shift from the minimum value to the enlargement direction, that is, the reason why the swash plate is difficult to return, The first is that the moment in the return direction is small, and the second is that the friction is large. Conventionally, (1) the biasing force of the spring that biases the swash plate opposite to the return direction is large, (2) the inertial force of the piston and the pair of shoes is small, 3) In addition to the small inertial product in the return direction of the swash plate, (4) the difference between the crank pressure, which is the crank chamber pressure during the discharge stroke, and the discharge pressure, which is the pressure in the discharge chamber, for each piston. Since the pressure acts, it was considered that the difference between the crank pressure and the discharge pressure is small. Regarding the differential pressure of (4), if the discharge pressure before return is low, the crank pressure must be lowered. The conventional capacity control device including the capacity control device of
しかし、吸入行程時の各ピストンには、クランク圧力と、吸入室の圧力である吸入圧力との差圧が作用する。このため、上記第1の原因には、(5)各ピストンに吸入行程で作用するクランク圧力と吸入圧力との差圧が大きいことも影響しているはずである。(5)の差圧に関しては、クランク圧力を低くすることの他、復帰時に各ピストンに作用する吸入圧力を高くする手段も成立し得る。本発明の圧縮機及び容量制御装置は、このように斜板の復帰時に各ピストンに作用する吸入圧力を高くすることに着目したものである。 However, a differential pressure between the crank pressure and the suction pressure, which is the pressure in the suction chamber, acts on each piston during the suction stroke. For this reason, the first cause should be influenced by (5) a large differential pressure between the crank pressure acting on each piston during the suction stroke and the suction pressure. Regarding the differential pressure of (5), in addition to lowering the crank pressure, means for increasing the suction pressure acting on each piston at the time of return can be established. Thus, the compressor and the capacity control device of the present invention pay attention to increasing the suction pressure acting on each piston when the swash plate is restored.
本発明に係る圧縮機では、吐出室と吸入室とが復帰通路によって連通し、復帰通路に復帰弁と、復帰弁の開弁時に復帰通路を流れる冷媒の圧力を減圧する絞りとが設けられている。復帰弁は、吸入圧力が閾値を超えた時に開弁し、吐出室内の高圧の吐出圧力の冷媒ガスを絞りを介して吸入室に供給する。このため、復帰時に各ピストンに作用する吸入圧力が従来と比較して高くなり、各ピストンに吸入行程で作用するクランク圧力と吸入圧力との差圧が小さくなる。このため、斜板の傾斜角が最小値から拡大方向へ早期に移行する。その結果、この圧縮機では、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合であっても、復帰動作が液冷媒の存在によって妨げられることがなく、早期に復帰することが可能である。 In the compressor according to the present invention, the discharge chamber and the suction chamber communicate with each other through the return passage, the return passage is provided with the return valve, and the throttle for reducing the pressure of the refrigerant flowing through the return passage when the return valve is opened. Yes. The return valve opens when the suction pressure exceeds a threshold value, and supplies the refrigerant gas having a high discharge pressure in the discharge chamber to the suction chamber through the throttle. For this reason, the suction pressure acting on each piston at the time of return is higher than in the prior art, and the differential pressure between the crank pressure acting on each piston in the suction stroke and the suction pressure is reduced. For this reason, the inclination angle of the swash plate quickly shifts from the minimum value to the enlargement direction. As a result, in this compressor, even if the liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup, the return operation is not hindered by the presence of the liquid refrigerant and can be returned early.
したがって、この圧縮機は、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合における復帰動作をさらに早期化することが可能である。 Therefore, this compressor can further speed up the return operation when the liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup.
吸入圧力が閾値より下回れば、絞りの存在によって復帰弁が閉弁し、吐出室内の高圧の吐出圧力の冷媒ガスが吸入室に供給されなくなる。そして、本発明の圧縮機では、吐出室とクランク室とが給気通路によって連通し、クランク室と吸入室とが抽気通路によって連通している。給気通路及び抽気通路の少なくとも一方には、通路開度を調節する調圧弁が設けられている。このため、この圧縮機は、調圧弁が通路開度を調節することによりクランク圧力を調整し、斜板の傾斜角を変更して吐出容量を調整することが可能である。 If the suction pressure falls below the threshold value, the return valve closes due to the presence of the throttle, and refrigerant gas at a high discharge pressure in the discharge chamber is not supplied to the suction chamber. In the compressor of the present invention, the discharge chamber and the crank chamber communicate with each other through the air supply passage, and the crank chamber and the suction chamber communicate with each other through the extraction passage. At least one of the air supply passage and the extraction passage is provided with a pressure regulating valve that adjusts the passage opening degree. For this reason, the compressor can adjust the crank pressure by adjusting the opening of the passage by the pressure regulating valve, and can adjust the discharge capacity by changing the inclination angle of the swash plate.
吸入圧力が閾値を超えるか、閾値を下回るかは、例えば、吸入圧力を検知して信号を送信する検知手段や、吸入圧力を検知して変位する感圧手段に基づくことが可能である。 Whether the suction pressure exceeds the threshold value or falls below the threshold value can be based on, for example, a detection unit that detects the suction pressure and transmits a signal, or a pressure-sensitive unit that detects and displaces the suction pressure.
給気通路の通路開度を調整する調圧弁は給気弁と言われ、抽気通路の通路開度を調整する調圧弁は抽気弁と言われ得る。また、給気通路及び抽気通路の通路開度を調整する調圧弁は三方弁と言われ得る。 The pressure regulating valve that adjusts the passage opening of the air supply passage is referred to as an air supply valve, and the pressure regulating valve that adjusts the passage opening of the extraction passage can be referred to as an extraction valve. Further, the pressure regulating valve that adjusts the opening degree of the supply passage and the extraction passage can be referred to as a three-way valve.
調圧弁は給気通路に設けられた給気弁であることが好ましい。また、抽気通路には抽気絞りが設けられていることが好ましい(請求項2)。 The pressure regulating valve is preferably an air supply valve provided in the air supply passage. Further, it is preferable that an extraction throttle is provided in the extraction passage.
この場合、給気弁が給気通路の通路開度を大きくすることにより、抽気通路に設けられた抽気弁が通路開度を小さくするよりも、クランク圧力を迅速に高くし、吐出容量を迅速に小さくすることができる。また、抽気絞りが抽気通路の通路開度を確保しているため、クランク圧力が過剰に高くなることはなく、優れた耐久性も発揮する。 In this case, the air supply valve increases the passage opening of the air supply passage so that the crank pressure can be increased quickly and the discharge capacity can be increased more quickly than the extraction valve provided in the extraction passage reduces the passage opening. Can be made smaller. Further, since the extraction throttle secures the opening degree of the extraction passage, the crank pressure is not excessively increased, and excellent durability is exhibited.
本発明の圧縮機は、給気通路と、復帰通路と、給気弁と、復帰弁とを一体に備えた容量制御装置が設けられていることが好ましい(請求項3)。 The compressor of the present invention is preferably provided with a capacity control device that is integrally provided with an air supply passage, a return passage, an air supply valve, and a return valve.
この圧縮機では、圧縮機本体と容量制御装置とが別体とされる。このため、容量制御装置を単体で市販、購入する等、単体で扱うことが可能となる。さらに、圧縮機本体に容量制御装置を取り付けることにより本発明の圧縮機が機能するので、本発明の圧縮機を容易に製造することが可能になる。 In this compressor, the compressor main body and the capacity control device are separated. For this reason, it becomes possible to handle the capacity control device as a single unit such as commercially available or purchased. Furthermore, since the compressor of the present invention functions by attaching a capacity control device to the compressor body, the compressor of the present invention can be easily manufactured.
復帰弁は、容量可変型斜板式圧縮機の起動時に開弁することが好ましい(請求項4)。この場合、例えば、上記検知手段や感圧手段に基づく他、車両の始動、空調装置の入力等による起動時か否かの判断に基づき、本発明の圧縮機が作用効果を奏する。 The return valve is preferably opened when the variable displacement swash plate compressor is started. In this case, for example, the compressor of the present invention has an operational effect based on the determination based on the start-up of the vehicle, the input of the air-conditioner, or the like in addition to the detection means and the pressure-sensitive means.
容量制御装置には、クランク室と連通する感圧通路と、吐出室と連通する高圧通路と、吸入室と連通する低圧通路とが形成され得る。また、容量制御装置は、励磁又は消磁可能な制御コイルと、吸入室の吸入圧力を受圧して開閉され、吸入圧力が閾値を超えて高くなった時に開弁する第1弁体と、第1弁体が接離する第1弁座と、制御コイルの励磁により作動する第2弁体と、第2弁体が接離する第2弁座とが設けられ得る。復帰通路は、高圧通路と低圧通路とにより構成され得る。第1弁体及び第1弁座は、高圧通路と低圧通路との間に配置されて復帰弁を構成し得る。給気通路は、感圧通路と高圧通路とにより構成され得る。そして、第2弁体及び第2弁座は、感圧通路と高圧通路との間に配置されて給気弁を構成し得る(請求項5)。 The capacity control device may be formed with a pressure sensitive passage communicating with the crank chamber, a high pressure passage communicating with the discharge chamber, and a low pressure passage communicating with the suction chamber. The capacity control device includes a control coil that can be excited or demagnetized, a first valve body that is opened and closed by receiving the suction pressure of the suction chamber, and that opens when the suction pressure exceeds a threshold value; A first valve seat that contacts and separates the valve body, a second valve body that operates by excitation of the control coil, and a second valve seat that contacts and separates the second valve body may be provided. The return passage may be constituted by a high pressure passage and a low pressure passage. The first valve body and the first valve seat may be disposed between the high pressure passage and the low pressure passage to constitute a return valve. The air supply passage may be constituted by a pressure sensitive passage and a high pressure passage. The second valve body and the second valve seat may be disposed between the pressure-sensitive passage and the high-pressure passage to constitute an air supply valve.
この場合、熱負荷の低下によって吸入圧力が低下すれば、給気弁が開き、吐出室から高圧通路、制御室を経てクランク室に高圧の冷媒ガスが移動する。このため、この圧縮機では、クランク圧力が上昇し、斜板の傾斜角が小さくなる。このため、圧縮機は吐出容量が小さくなる。他方、熱負荷の上昇によって吸入圧力が上昇すれば、給気弁が閉じ、吐出室内の高圧の冷媒ガスはクランク室内に移動し難くなる。このため、この圧縮機では、クランク圧力が低下し、斜板の傾斜角が大きくなる。このため、圧縮機は吐出容量が大きくなる。こうして、この圧縮機では、熱負荷に応じた吐出容量で運転が継続されることとなる。 In this case, if the suction pressure decreases due to a decrease in the thermal load, the air supply valve opens, and the high-pressure refrigerant gas moves from the discharge chamber to the crank chamber through the high-pressure passage and the control chamber. For this reason, in this compressor, the crank pressure increases and the inclination angle of the swash plate decreases. For this reason, the compressor has a small discharge capacity. On the other hand, if the suction pressure increases due to an increase in heat load, the air supply valve is closed, and the high-pressure refrigerant gas in the discharge chamber is difficult to move into the crank chamber. For this reason, in this compressor, the crank pressure decreases and the inclination angle of the swash plate increases. For this reason, the compressor has a large discharge capacity. Thus, in this compressor, the operation is continued with the discharge capacity corresponding to the heat load.
また、この場合、制御コイルが励磁又は消磁されることにより、給気弁が開く。これにより、吐出室内の高圧の冷媒ガスがクランク室内に短時間で移動する。このため、この圧縮機では、クランク圧力が急速に上昇し、斜板の傾斜角が迅速に最小になる。このため、圧縮機は吐出容量が最小になる。こうして、この圧縮機では、車両の加速時等の際、車両に対する負荷を迅速に低減できる。 In this case, the air supply valve is opened by exciting or demagnetizing the control coil. Thereby, the high-pressure refrigerant gas in the discharge chamber moves into the crank chamber in a short time. For this reason, in this compressor, the crank pressure rises rapidly, and the inclination angle of the swash plate is quickly minimized. This minimizes the discharge capacity of the compressor. Thus, with this compressor, the load on the vehicle can be quickly reduced when the vehicle is accelerated.
容量制御装置は、制御コイルの励磁により作動する第3弁体と、第3弁体が接離する第3弁座とが設けられ得る。第3弁体及び第3弁座は、高圧通路と低圧通路との間に配置され得る。復帰弁は、第1弁体及び第1弁座とにより構成された第1復帰弁と、第3弁体と第3弁座とにより構成された第2復帰弁とからなり得る。そして、制御コイルの励磁により第3弁体は開弁方向に付勢され得る(請求項6)。 The capacity control device may be provided with a third valve body that operates by excitation of a control coil, and a third valve seat with which the third valve body contacts and separates. The third valve body and the third valve seat may be disposed between the high pressure passage and the low pressure passage. The return valve may be composed of a first return valve constituted by a first valve body and a first valve seat, and a second return valve constituted by a third valve body and a third valve seat. The third valve body can be urged in the valve opening direction by the excitation of the control coil.
この場合、復帰弁が第1復帰弁の他に第2復帰弁を有することとなり、より確実に本発明の作用効果を生じる。 In this case, the return valve has the second return valve in addition to the first return valve, and the effects of the present invention are more reliably produced.
容量制御装置には、吸入室と連通する検知通路が低圧通路から区画形成され得る。そして、第1弁体は、検知通路内の吸入圧力が閾値を超えて高くなれば開弁し得る(請求項7)。 In the capacity control device, a detection passage communicating with the suction chamber may be defined from the low pressure passage. The first valve body can be opened when the suction pressure in the detection passage becomes higher than a threshold value (Claim 7).
この場合、検知通路によってクランク圧力に吸入圧力が作用する。このため、第1弁体の変位が安定し、本発明の作用効果がより確実に生じる。 In this case, the suction pressure acts on the crank pressure by the detection passage. For this reason, the displacement of the first valve body is stabilized, and the effects of the present invention are more reliably generated.
本発明の容量制御装置は、吸入室、吐出室、クランク室及びシリンダボアが形成された本体ハウジングと、前記クランク室内に回転可能に支持された駆動軸と、前記クランク室内で前記駆動軸に一体回転可能に支持されているとともに傾斜角が変更可能に支持された斜板と、前記シリンダボア内に往復動可能に収容されて圧縮室を形成するピストンとを備え、
前記ピストンには、吸入行程時に前記クランク室の圧力であるクランク圧力と、前記吸入室の圧力である吸入圧力との差圧が作用し、
前記吐出室と前記クランク室とが給気通路によって連通し、前記クランク室と前記吸入室とが抽気通路によって連通し、前記吐出室と前記吸入室とが復帰通路によって連通し、
前記クランク室の圧力を変更することにより吐出容量を制御する容量可変型圧縮機に用いられる容量制御装置であって、
前記給気通路と、
前記抽気通路と、
前記復帰通路と、
前記給気通路の通路開度を調節する給気弁と、
前記抽気通路を絞る抽気絞りと、
前記復帰通路の通路開度を調節する復帰弁と、
前記復帰弁の開弁時に前記復帰通路を流れる冷媒の圧力を減圧する絞りとが設けられていることを特徴とする(請求項8)。
The capacity control device of the present invention includes a main body housing in which a suction chamber, a discharge chamber, a crank chamber, and a cylinder bore are formed, a drive shaft that is rotatably supported in the crank chamber, and an integral rotation on the drive shaft in the crank chamber. A swash plate that is supported in such a manner that the tilt angle can be changed, and a piston that is accommodated in the cylinder bore so as to reciprocate and forms a compression chamber,
A differential pressure between a crank pressure that is a pressure of the crank chamber and a suction pressure that is a pressure of the suction chamber acts on the piston during a suction stroke,
The discharge chamber and the crank chamber communicate with each other through an air supply passage, the crank chamber and the suction chamber communicate with each other through an extraction passage, and the discharge chamber and the suction chamber communicate with each other through a return passage,
A capacity control device used in a variable capacity compressor that controls the discharge capacity by changing the pressure in the crank chamber,
The air supply passage;
The extraction passage;
The return path;
An air supply valve for adjusting a passage opening of the air supply passage;
An extraction throttle for restricting the extraction passage;
A return valve for adjusting the opening of the return passage;
A throttle for reducing the pressure of the refrigerant flowing through the return passage when the return valve is opened is provided (Claim 8).
本発明の容量制御装置が圧縮機本体に組付けられることにより、圧縮機が本発明の作用効果を奏する。 When the capacity control device of the present invention is assembled to the compressor body, the compressor exhibits the effects of the present invention.
本発明の圧縮機は、起動時にクランク室内に液冷媒が溜まっていた場合における復帰動作をさらに早期化することが可能である。また、本発明の容量制御装置はこの圧縮機を実現することが可能である。 The compressor according to the present invention can further speed up the return operation when liquid refrigerant is accumulated in the crank chamber at the time of startup. Further, the capacity control apparatus of the present invention can realize this compressor.
以下、本発明を具体化した実施例1、2を図面に従って説明する。 Embodiments 1 and 2 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
実施例1の容量可変型斜板式圧縮機(以下、圧縮機という。)は、図1に示すように、圧縮機本体10と容量制御装置50とからなる。
Example 1
A variable capacity swash plate compressor (hereinafter referred to as a compressor) according to the first embodiment includes a
圧縮機本体10では、シリンダブロック1に複数個のシリンダボア1aが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック1は、前方に位置するフロントハウジング3と後方に位置するリヤハウジング5とに挟持され、この状態で複数本のボルト7によって締結されている。シリンダブロック1とフロントハウジング3とによって内部にクランク室9が形成されている。リヤハウジング5には吸入室5aと吐出室5bとが形成されている。
In the
フロントハウジング3には軸孔3aが形成され、シリンダブロック1には軸孔1bが形成されている。軸孔3a、1bには軸封装置9a及びラジアル軸受9b、9cを介して駆動軸11が回転可能に支承されている。駆動軸11には図示しないプーリ又は電磁クラッチが設けられており、プーリ又は電磁クラッチのプーリには車両のエンジン又はモータによって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。
A
クランク室9内では、駆動軸11にラグプレート13が圧入されており、ラグプレート13とフロントハウジング3との間にはスラスト軸受15が設けられている。また、駆動軸11には斜板17が挿通されている。ラグプレート13と斜板17とは、傾斜角を変動可能に斜板17を支持するリンク機構19によって接続されている。
In the
各シリンダボア1a内にはピストン21が往復動可能に収納されている。シリンダブロック1とリヤハウジング5との間には弁ユニット23が設けられている。この圧縮機の弁ユニット23は吸入弁板25と弁板27と吐出弁板29とリテーナ板31とからなる。弁板27には、吸入ポート23a及び吐出ポート23bが貫設されている。シリンダブロック1、フロントハウジング3、リヤハウジング5及び弁ユニット23が本発明の本体ハウジングの一例である。
A
吸入弁板25には、弾性変形によって吸入ポート23aを開閉可能な吸入リード部25aが形成されているとともに、吐出ポート23bと連通する吐出ポート25bが形成されている。また、吐出弁板29には、弾性変形によって吐出ポート23b、25bを開閉可能な吐出リード部29aが形成されている。
The
斜板17と各ピストン21との間には前後で対をなすシュー33a、33bが設けられており、各対のシュー33a、33bによって斜板17の揺動運動が各ピストン21の往復動に変換されるようになっている。シリンダボア1a、ピストン21及び弁ユニット23によって各圧縮室24が形成されている。
Between the
リヤハウジング5には制御弁室5cが形成され、クランク室9と制御弁室5cとは第1通路40aによって接続されている。制御弁室5cと吸入室5aとは第2通路40bによって接続され、制御弁室5cと吐出室5bとは第3通路40cによって接続されている。制御弁室5cには、容量制御装置50が設けられている。また、クランク室9と吸入室5aとは抽気通路40dによって連通している。抽気通路40dには、図2にも示すように、抽気絞り40eが形成されている。第1通路40a及び第3通路40cはクランク室9と吐出室5bとを連通する給気通路40fに相当する。また、第3通路40c及び第2通路40bは吐出室5bと吸入室5aとを連通する復帰通路40gに相当する。
A
図4に示すように、容量制御装置50では、第1ハウジング51の先端に凹部51aが形成されている。凹部51aは、先端側に感圧体としてのベローズ54の蓋部材54aが固定されることにより、内部が感圧室53とされている。ベローズ54は、蓋部材54aと、この蓋部材54aと対向する座部材54bと、蓋部材54aと座部材54bとの間に貼設された蛇腹54cとを有している。蛇腹54c内は真空とされている。座部材54bは、蛇腹54c内で蓋部材54aに向かって突出するストッパ部54dを有している。また、蓋部材54aには、蛇腹54c内でストッパ部54dに向かって突出するストッパ部材54eが固定されている。蛇腹54c内において、ストッパ部材54eと座部材54bとの間には、ストッパ部材54eと座部材54bとが離れる方向に付勢力をもつばね54fが設けられている。
As shown in FIG. 4, in the
第1ハウジング51には外部と感圧室53とを連通可能な感圧孔51bが形成されている。また、第1ハウジング51には異物を除去する円筒状のフィルタ52が被せられている。このため、感圧室53内には、第1通路40a、感圧孔51bを経てクランク室9の圧力であるクランク圧力Pcが導入される。感圧孔51bが感圧通路に相当する。
The
第1ハウジング51には、それぞれ径方向に延びる高圧孔51c及び低圧孔51dが形成されている。高圧孔51cが高圧通路に相当する。高圧孔51cは第3通路40cに連通している。このため、高圧孔51c内には、第3通路40cを経て吐出室5bの圧力である吐出圧力Pdが導入される。低圧孔51dが低圧通路に相当する。低圧孔51dは第2通路40bに連通している。このため、低圧孔51d内には、第2通路40bを経て吸入室5aの圧力である吸入圧力Psが導入される。なお、この吸入圧力Psは吸入室5aの圧力であり、吸入室5aより上流側の蒸発器の出口圧力ではない。
The
第1ハウジング51には、軸方向に延びて先端が感圧室53に連通し、高圧孔51cと交差する第1軸孔51eが形成されている。また、第1ハウジング51には、第1軸孔51eと連通し、軸方向に延びて低圧孔51dと交差する第2軸孔51fが形成されている。感圧室53と第1軸孔51eとの間には、図5に示すように、第1軸孔51eをやや小径とした第2弁座71aが形成されている。また、第1軸孔51eと第2軸孔51fとの間には、第1軸孔51eをやや小径とした第3弁座73aが形成されている。
The
図4に示すように、第1ハウジング51の後端には、固定鉄心55、ガイド56及び第2ハウジング57が固定されている。ガイド56内には軸方向に移動可能に可動鉄心58が設けられ、固定鉄心55と可動鉄心58との間には制御ばね59が設けられている。可動鉄心58及び固定鉄心55にも軸孔58a、55aが形成されており、可動鉄心58の軸孔58aには軸方向に延びる第1ロッド60の後端が圧入されている。第1ロッド60は固定鉄心55の軸孔55aを摺動可能に挿通している。
As shown in FIG. 4, a fixed
ガイド56の周りには制御コイル62が固定されている。また、制御コイル62の後方にはコネクタ63が固定されている。制御コイル62の周りとコネクタ63の一部の周りとにはカバー64が設けられている。コネクタ62内にはそれぞれ先端が制御コイル62に接続された図示しないリード線が設けられている。第1ハウジング51、第2ハウジング57、フィルタ52、カバー64及びコネクタ62が本発明の弁ハウジングの一例である。
A
第1ロッド60の先端には、間隙を隔て、第1ロッド60と同軸の第2ロッド61が設けられている。図5に示すように、第2ロッド61は、後端側に位置して第1ロッド60と同径の第1部61cと、先端側に位置して第1ロッド60よりやや大径の第2部61dと、第1部61cと第2部61dとの間に位置し、第1ロッド60より小径の小径部61bとからなる。第2部61dはベローズ54の座部材54bに固定されている。第2ロッド61が第1弁体に相当する。
A
第1ロッド60の先端には円筒状のスプール65が圧入され、第2ロッド61の第1部61cはスプール65内で摺動できるようになっている。第1ロッド60及びスプール65が一体に移動する第2弁体に相当する。
A
スプール65は、第1軸孔51e内を摺動可能な大径部65aと、後方側で大径部65aと一体をなし、大径部65aよりやや小径の中径部65hと、後方側で中径部65hと一体をなし、中径部65hよりやや小径の小径部65bとを有している。小径部65bは、第1ロッド60の先端面60aと第2ロッド61における第1部61cの後端面61aとの間に位置している。小径部65bは第3弁座73a内を移動可能である。
The
スプール65の大径部65aには、径方向に延び、第1ハウジング51の高圧孔51cと第2ロッド61の小径部61bとを連通又は非連通とする第1孔65cが形成されている。また、中径部65hには、第1孔65cより後方に位置して径方向に延び、小径部61bと連通する第2孔65dが形成されている。さらに、小径部65bには先端面60aと後端面61aとの間に連通する第3孔65eが形成されている。
The
そして、中径部65h及び小径部65bは第1軸孔51e及び第3弁座73aに対して連通路65f、65gを有している。これら連通路65f、65gは第2孔65dを第2軸孔51fに連通させることが可能になっている。連通路65f、65gが冷媒の圧力を減圧する絞りに相当する。
The
この容量制御装置50では、第2弁座71aと第2弁体の一部であるスプール65の大径部65aの先端部71bとにより、給気通路40fの通路開度を調節する調圧弁としての給気弁71が構成されている。
In this
また、スプール65の大径部65aの第1孔65cにおける中径部65h側が第1弁座72aとされている。そして、この第1弁座72aと、第1弁体である第2ロッド61の第2部61dにおける先端部72bとにより、復帰通路40gの通路開度を調節する第1復帰弁72が構成されている。
The
さらに、第1ハウジング51の第3弁座73aと、第2弁体の一部であるスプール65の連通路65f及び連通路65gの境界73bとにより、復帰通路40gの通路開度を調節する第2復帰弁73が構成されている。
Further, the
ここで、図4に示すベローズ54のばね54fの付勢力をFb1、制御ばね59の付勢力をFb2、図6に示すように、感圧室53内におけるベローズ54の受圧面積をSb、第2ロッド61における第2部61dの断面積をS1、第2ロッド61における小径部61bの断面積をS3とする。また、スプール65における大径部65aの外周の半径に基づく面積をS2、第2ロッド61の第1部61cの後端面61aの面積をS4とする。さらに、制御コイル62を励磁した場合に第1ロッド60を付勢する付勢力をFφとする。
Here, the biasing force of the
この場合、第1、2復帰弁72、73が開いた状態で、ベローズ54に作用する荷重は、
Fb1=Pc(Sb−S1)+Pd(S1−S3)−Pd(S4−S3)+PsS4
=Pc(Sb−S1)+Pd(S1−S4)+PsS4
である。
In this case, the load acting on the
Fb1 = Pc (Sb−S1) + Pd (S1−S3) −Pd (S4−S3) + PsS4
= Pc (Sb-S1) + Pd (S1-S4) + PsS4
It is.
S1≒S4又はS1=S4と設定すると、
Fb1=Pc(Sb−S1)+PsS4
が成立する。
If S1≈S4 or S1 = S4,
Fb1 = Pc (Sb−S1) + PsS4
Is established.
つまり、第1、2復帰弁72、73は、吐出圧力Pdに影響を受けず、クランク圧力Pcや吸入圧力Psが低くなると、復帰通路40gの通路開度を小さくし、通常運転状態となる。
That is, the first and
また、第1復帰弁72が閉じた状態で、第1ロッド60及びスプール65に作用する荷重は、
Fb1+Fb2=Pc(Sb−S1)−Pc(S2−S1)+PsS2+Fφ
である。
The load acting on the
Fb1 + Fb2 = Pc (Sb−S1) −Pc (S2−S1) + PsS2 + Fφ
It is.
Sb=S2と設定すると、
Fb1+Fb2−PsS4=Fφ
が成立する。
If Sb = S2 is set,
Fb1 + Fb2-PsS4 = Fφ
Is established.
つまり、第1復帰弁72が閉じた通常運転状態では、容量制御装置50は、制御コイル62に通電する電流値により、吸入圧力Psを制御可能である。
That is, in the normal operation state in which the
また、図示は省略するが、図1に示す圧縮機の吐出室5bには逆止弁を介して凝縮器が接続され、凝縮器は膨張弁に接続され、膨張弁は蒸発器に接続され、蒸発器が圧縮機の吸入室5aに接続されている。これら圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器は、車両に搭載されて車室内の空調を行う空調装置を構成している。
Although not shown, a condenser is connected to the
以上のように構成された圧縮機では、駆動軸11が回転駆動されることにより、ラグプレート13及び斜板17が駆動軸11と同期回転し、斜板17の傾斜角に応じたストロークで各ピストン21が各シリンダボア1a内を往復動する。このため、吸入室5a内の冷媒は、各圧縮室24に吸入されて圧縮され、吐出室5bに吐出される。この間、吐出行程時の各ピストン21には、図3に示すように、クランク圧力Pcと、吐出圧力Pdとの差圧が作用する。また、吸入行程時の各ピストン21には、クランク圧力Pcと、吸入圧力Psとの差圧が作用する。
In the compressor configured as described above, when the
容量制御装置50は、図7〜9に示すように、吸入圧力Ps及びクランク圧力Pcに応じて給気弁71、第1、2復帰弁72、73を調節することにより、圧縮機本体10を制御する。
As shown in FIGS. 7 to 9, the
すなわち、圧縮機の運転停止状態が長く続き、クランク室9内に液冷媒が溜まっていた場合、図7に示すように、感圧室53内には、クランク室9内の液冷媒による高圧のクランク圧力Pcが導かれている。また、第2ロッド61の後端面61aに吸入圧力Psが作用している。このため、ベローズ54は、ストッパ部54dがストッパ部材54eに当接するまで縮小する。このため、第2ロッド61が先方に移動する。
That is, when the compressor has been shut down for a long time and liquid refrigerant has accumulated in the
一方、図4に示す制御コイル62は励磁され、可動鉄心58が固定鉄心55に近づいている。このため、図7に示すように、第1ロッド60及びスプール65が先端側に移動している。このため、スプール65の先端部71bが先端側に移動して第2弁座71aに着座し、給気弁71が閉じる。このため、第1通路40aと第3通路40cとが連通しなくなり、給気通路40fが閉じられる。
On the other hand, the
また、ベローズ54の縮小に伴う第2ロッド61の移動と、第1ロッド60及びスプール65の先端側への移動に伴い、第2ロッド61の先端部72bが第1弁座72aから離座する。このため、スプール65の大径部65aの第1孔65cと、第2ロッド61の小径部61bとが連通し、第1復帰弁72が復帰通路40gの入口を開く。また、第1ロッド60及びスプール65の先端側への移動に伴い、スプール65の境界73bが第3弁座73aから離座する。このため、第2孔65dと、第2軸孔51fとが連通し、第2復帰弁73が復帰通路40gの出口を開く。
Further, with the movement of the
このため、第3通路40c、高圧孔51c、第1孔65c、小径部61b、第2孔65d、第1軸孔51e、連通路65f、65g、第2軸孔51f、低圧孔51d及び第2通路40bを経て吐出圧力Pdの冷媒が絞りとなる連通路65f、65gを介することで、吐出圧力Pdより低い圧力状態で吸入室5aに導入され、吸入室5a内の吸入圧力Psが従来と比べて高くなる。
Therefore, the
このため、各ピストン21に吸入行程時に作用する差圧Pc−Psが小さくなる。このため、斜板17の傾斜角が最小値から拡大方向へ早期に移行する。その結果、この圧縮機では、起動時にクランク室9内に液冷媒が溜まっていた場合であっても、復帰動作が液冷媒の存在によって妨げられることがなく、早期に復帰することが可能である。
For this reason, the differential pressure Pc−Ps acting on each
また、図4に示す制御コイル62が励磁された状態において、クランク室9内の液冷媒が一定量よりも少なくなれば、クランク圧力Pcが低くなるとともに、吸入圧力Psが設定圧力よりも低下して、ばね54fの付勢力により、図8に示すように、ベローズ54が伸長する。このため、第2ロッド61が後方に移動し、第2ロッド61の先端部72bが第1弁座72aに着座する。このため、スプール65の大径部65aの第1孔65cと、第2ロッド61の小径部61bとが非連通となり、第1復帰弁72が閉じ、復帰通路40gの入口が閉じられる。なお、第1ハウジング51の第3弁座73aと、スプール65の連通路65f、65gとは連通しており、第2復帰弁73は復帰通路40gの出口を開けたままとしている。
Further, in the state where the
この際、図4に示す制御コイル62が励磁されているから、図6に示す第1ロッド60及びスプール65の受圧面積S2に吸入圧力Psが作用し、第1ロッド60及びスプール65が吸入圧力Psに応じて変位する。このため、熱負荷の大小により、吸入圧力Psが変化すれば、スプール65の先端部71bと第2弁座71aとの通路開度が変位し、給気弁71が給気通路40fの通路開度を調整する。なお、第2ロッド61の先端部72bが第1弁座72aに着座し、第1復帰弁72が閉じた図8に示す状態では、クランク圧力Pcはベローズ54及びスプール65に作用しているが、SbとS2とを等しく設定しているため、ベローズ54及びスプール65への作用は打ち消されている。
At this time, since the
このため、給気弁71が給気通路40fを開くと、高圧の吐出圧力Pdがクランク室9に適宜導入される。クランク圧力Pcが高くなれば、各ピストン21に吸入行程時に作用する差圧Pc−Psが大きく、各ピストン21に吐出行程時に作用する差圧Pd−Pcが小さくなる。このため、斜板17の傾斜角が小さくなり、各ピストン21のストロークが短くなり、駆動軸11の1回転当たりの吐出容量が小さくなる。
For this reason, when the
また、給気弁71が給気通路40fを閉じると、高圧の吐出圧力Pdがクランク室9に適宜導入されない。クランク圧力Pcが低くなれば、各ピストン21に吸入行程時に作用する差圧Pc−Psが小さく、各ピストン21に吐出行程時に作用する差圧Pd−Pcが大きくなる。このため、斜板17の傾斜角が大きくなり、各ピストン21のストロークが長くなり、駆動軸11の1回転当たりの吐出容量が大きくなる。
Further, when the
なお、クランク圧力Pcは、図1に示すシリンダボア1aとピストン21との隙間からクランク室9内に漏れる高圧のブローバイガスによっても高くなる。また、クランク圧力Pcは、抽気絞り40eが設けられた抽気通路40dを経て吸入室5aに導かれ、過剰に高くなることはない。
The crank pressure Pc is also increased by the high-pressure blow-by gas that leaks into the
一方、図4に示す制御コイル62が消磁されれば、ベローズ54の伸縮にかかわらず、ばね59の付勢力により、可動鉄心58が固定鉄心55から離れ、第1ロッド60及びスプール65が後方に短時間で移動する。このため、図9に示すように、スプール65の先端部71bが第2弁座71aよりも後方側に迅速に移動し、給気弁71が給気通路40fの通路開度を迅速に大きくする。このため、吐出室5bとクランク室9とが迅速に連通する。これにより、吐出室5b内の高圧の冷媒ガスがクランク室9内に短時間で移動する。
On the other hand, if the
また、感圧室53に高圧の吐出圧力Pdが導入されるため、ベローズ54は、ストッパ部54dがストッパ部材54eに当接するまで縮小する。このため、第2ロッド61が先方に移動する。
Further, since the high discharge pressure Pd is introduced into the pressure
一方、第1ロッド60及びスプール65が後方に移動しているため、スプール65の境界73bが第2弁座73aに着座し、第2孔65dと第2軸孔51fとは非連通となっており、復帰通路40gの出口は閉じられる。
On the other hand, since the
このため、この圧縮機では、クランク圧力Pcが急速に上昇し、斜板17の傾斜角が迅速に最小になる。このため、圧縮機は吐出容量が最小になる。こうして、この圧縮機では、車両の加速時等の際、車両に対する負荷を迅速に低減できる。
For this reason, in this compressor, the crank pressure Pc rises rapidly, and the inclination angle of the
したがって、この圧縮機は、起動時にクランク室9内に液冷媒が溜まっていた場合における復帰動作をさらに早期化することが可能である。
Therefore, this compressor can further speed up the return operation when liquid refrigerant is accumulated in the
また、この圧縮機では、給気弁71が給気通路40cの通路開度を調節することによりクランク圧力Pcを調整し、斜板17の傾斜角を変更して吐出容量を調整することが可能である。このため、熱負荷に応じた吐出容量で運転が継続されることとなる。この際、給気弁71が給気通路40cの通路開度を大きくすることにより、クランク圧力Pcを迅速に高くし、吐出容量を迅速に小さくすることができる。また、抽気絞り40eが抽気通路40dの通路開度を確保してるため、クランク圧力Pcが過剰に高くなることはなく、優れた耐久性も発揮する。
Further, in this compressor, the
また、この圧縮機は、圧縮機本体10と容量制御装置50とからなるため、容量制御装置50を単体で購入することが可能となっている。さらに、圧縮機本体10に容量制御装置50を取り付けることにより圧縮機が機能するので、圧縮機を容易に製造することが可能になっている。
Moreover, since this compressor consists of the compressor
(実施例2)
実施例2の圧縮機は、図10に示す容量制御装置80を採用している。この容量制御装置80では、第1ハウジング81にそれぞれ径方向に延びる高圧孔81a、低圧孔81b及び検圧孔81cが形成されている。高圧孔81aが高圧通路に相当する。高圧孔81aは第3通路40cに連通している。このため、高圧孔81a内には、第3通路40cを経て吐出室5bの圧力である吐出圧力Pdが導入される。低圧孔81bが低圧通路に相当する。低圧孔81bは第2通路40bに連通している。このため、低圧孔81b内には、第2通路40bを経て吸入室5aの圧力である吸入圧力Psが導入される。また、検圧孔81cが検知通路に相当する。検圧孔81cは、第2通路40bとは別に制御弁室5cと吸入室5aとを接続する第3通路40hに連通している。このため、検圧孔81c内にも、第3通路40hを経て吸入室5aの圧力である吸入圧力Ps’が導入される。
(Example 2)
The compressor of the second embodiment employs a
第1ハウジング81には、軸方向に延びて先端が感圧室53に連通し、高圧孔81aと交差する第1軸孔81dが形成されている。また、第1ハウジング81には、第1軸孔81dと連通し、軸方向に延びて低圧孔81bと交差する第2軸孔81eが形成されている。感圧室53と第1軸孔81dとの間には、図11に示すように、第1軸孔81dをやや小径とした第2弁座91aが形成されている。また、第1軸孔81dと第2軸孔81eとの間には、第1軸孔81dをやや小径とした第3弁座93aが形成されている。さらに、第1ハウジング81には、第2軸孔81eと連通し、軸方向に延びて検圧孔81cと交差する第3軸孔81fが形成されている。
The
図10に示すように、第1ロッド60の先端には、間隙を隔て、第1ロッド60と同軸の第2ロッド83が設けられている。図11に示すように、第2ロッド83は、後端側に位置して第1ロッド60と同径の第1部83cと、先端側に位置して第1ロッド60よりやや大径の第2部83dと、第1部83cと第2部83dとの間に位置し、第1ロッド60より小径の小径部83bとからなる。第2部83dはベローズ54の座部材54bに固定されている。第2ロッド83が第1弁体に相当する。
As shown in FIG. 10, a
第1ロッド60の先端には円筒状のスプール82が圧入され、第2ロッド83の第1部83cはスプール82内で摺動できるようになっている。第1ロッド60及びスプール82が一体に移動する第2弁体に相当する。
A
スプール82は、第1軸孔81d内を摺動可能な大径部82aと、後方側で大径部82aと一体をなし、大径部82aよりやや小径の第1中径部82hと、後方側で第1中径部82hと一体をなし、第1中径部82hよりやや小径の小径部82iと、後方側で小径部82iと一体をなし、小径部82iよりやや大径の第2中径部82bとを有している。小径部82iは、第1ロッド60の先端面60aと第2ロッド83における第1部83cの後端面83aとの間に位置している。小径部82iは第3弁座93a内を移動可能である。
The
スプール82の大径部82aには、径方向に延び、第1ハウジング51の高圧孔81aと第2ロッド83の小径部83bとを連通又は非連通とする第1孔82cが形成されている。また、大径部82aには、第1孔82cより後方に位置して径方向に延び、小径部83bと連通する第2孔82dが形成されている。さらに、スプール82の第2中径部82bには、第1ロッド60の先端面60aと第2ロッド83の後端面83aとの間に連通する第3孔82eが形成されている。
A
そして、第1中径部82h及び小径部82iは第1軸孔81d及び第3弁座93aに対して連通路82f、82gを有している。これら連通路82f、82gは第2孔82dを第2軸孔81fに連通させることが可能になっている。連通路82f、82gが冷媒の圧力を減圧する絞りに相当する。
The first
この容量制御装置80では、第2弁座91aと第2弁体の一部であるスプール82の大径部82aの先端部91bとにより、給気通路40fの通路開度を調節する調圧弁としての給気弁91が構成されている。
In the
また、スプール82の大径部82aの第1孔82cにおける中径部82h側が第1弁座92aとされている。そして、この第1弁座92aと、第1弁体である第2ロッド83の第2部83dにおける先端部92bとにより、復帰通路40gの通路開度を調節する第1復帰弁92が構成されている。
Further, the
さらに、第1ハウジング51の第3弁座93aと、第2弁体の一部であるスプール82の連通路82f及び連通路82gの境界93bとにより、復帰通路40gの通路開度を調節する第2復帰弁93が構成されている。
Further, the
実施例2の他の構成は実施例1と同一である。このため、同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure and detailed description is abbreviate | omitted.
この容量制御装置80では、図12〜14に示すように、吸入圧力Ps’に応じて給気弁91、第1、2復帰弁92、93を調節することにより、圧縮機本体10を制御する。
In this
すなわち、圧縮機の運転停止状態が長く続き、クランク室9内に液冷媒が溜まっていた場合、図12に示すように、感圧室53内には、クランク室9内の液冷媒による高圧のクランク圧力Pcが導かれている。また、第2ロッド83の後端面83aに吸入圧力Ps’が作用している。このため、ベローズ54は、ストッパ部54dがストッパ部材54eに当接するまで縮小する。このため、第2ロッド83が先方に移動する。
That is, when the compressor has been stopped for a long time and liquid refrigerant has accumulated in the
一方、図10に示す制御コイル62は励磁され、可動鉄心58が固定鉄心55に近づいている。このため、図12に示すように、第1ロッド60及びスプール82が先端側に移動している。このため、スプール82の大径部82aの先端部91bが先端側に移動して第2弁座71aに着座し、給気弁91が閉じる。このため、第1通路40aと第3通路40cとが連通しなくなり、給気通路40fが閉じられる。
On the other hand, the
また、スプール82の大径部82aの第1孔82cと、第2ロッド83の小径部83bとが連通し、第1復帰弁92が復帰通路40gの入口を開く。また、第1ハウジング51の第3弁座93aと、スプール82の連通路82f、82gとが連通し、第2復帰弁93が復帰通路40gの出口を開く。
Further, the
このため、第3通路40c、高圧孔81a、第1孔82c、小径部83b、第2孔82d、第1軸孔81d、連通路82f、82g、第2軸孔81e、低圧孔81b及び第2通路40bを経て高圧の吐出圧力Pdが吸入室5aに導入され、吸入室5a内の吸入圧力Psが従来と比べて高くなる。
Therefore, the
この際、実施例2の容量制御装置80では、低圧孔81b及び第2通路40bによって作用する吸入圧力Psではなく、検圧孔81c及び第3通路40hによって作用する吸入圧力Ps’が第2ロッド83の後端面83aに作用する。
At this time, in the
実施例1の容量制御装置50では、この低圧孔81b及び第2通路40bによって作用する吸入圧力Psが第2ロッド61の後端面61aに作用し、吸入圧力Psによって第1復帰弁72を開閉する。第1復帰弁72の開弁により復帰通路40gが開くと、第2ロッド61の後端面61aに作用する吸入圧力Psが吐出圧力Pdによってやや高くなる。したがって、第1復帰弁72が通路開度を縮小し難くなっている。
In the
これに対し、実施例2の容量制御装置80は、第1復帰弁92の開弁により即座に吐出圧力Pdの影響を受けて圧力が高くなる吸入圧力Psではなく、検圧孔81c及び第3通路40hによって作用し、第1復帰弁92の開弁による吐出圧力Pdの影響を即座に受け難い吸入圧力Ps’によって第1復帰弁92を開閉するため、第1復帰弁92が安定して通路開度を縮小する。
On the other hand, the
このため、この圧縮機では、起動時にクランク室9内に液冷媒が溜まっていた場合であっても、実施例1よりもさらに安定的に、早期に復帰することが可能である。
For this reason, in this compressor, even when the liquid refrigerant is accumulated in the
また、図10に示す制御コイル62が励磁された状態において、クランク室9内の液冷媒が一定量よりも少なくなれば、クランク圧力Pcが低くなるとともに、吸入圧力Psが設定圧力よりも低下して、ばね54fの付勢力により、図13に示すように、ベローズ54が伸長する。このため、第2ロッド83が後方に移動し、第2ロッド83の先端部92bが第1弁座91aに着座する。このため、スプール82の大径部82aの第1孔82cと、第2ロッド83の小径部83bとが非連通となり、第1復帰弁92が閉じ、復帰通路40gの入口を閉じる。なお、第1ハウジング51の第3弁座93aと、スプール82の連通路82f、82gとは連通しており、第2復帰弁93は復帰通路40gの出口を開けたままとしている。
Further, in the state where the
この際、図10に示す制御コイル62が励磁されているから、実施例1と同様、熱負荷の大小により、吸入圧力Ps’が変化すれば、スプール82の先端部91bと第2弁座91aとの通路開度が変位し、給気弁91が給気通路40fの通路開度を調整する。
At this time, since the
このため、給気弁91が給気通路40fを開くと、実施例1と同様、斜板17の傾斜角が適宜小さくなり、駆動軸11の1回転当たりの吐出容量が小さくなる。また、斜板17の傾斜角が適宜大きくなり、駆動軸11の1回転当たりの吐出容量が大きくなる。
For this reason, when the
一方、図10に示す制御コイル62が消磁されれば、実施例1と同様、第1ロッド60及びスプール82が後方に短時間で移動する。このため、図14に示すように、スプール82の先端部91bが第2弁座91aよりも後方側に迅速に移動し、給気弁91が給気通路40fの通路開度を迅速に大きくする。このため、実施例1と同様、吐出室5b内の高圧の冷媒ガスがクランク室9内に短時間で移動する。
On the other hand, if the
このため、この圧縮機では、実施例1と同様、クランク圧力Pcが急速に上昇し、斜板17の傾斜角が迅速に最小になり、圧縮機は吐出容量が最小になる。こうして、この圧縮機では、車両の加速時等の際、車両に対する負荷を迅速に低減できる。
Therefore, in this compressor, as in the first embodiment, the crank pressure Pc rises rapidly, the inclination angle of the
したがって、この圧縮機は、実施例1よりもより優れた効果を奏することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。 Therefore, this compressor can produce an effect superior to that of the first embodiment. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
上記実施例1、2では、容量制御装置50、70が圧縮機の内部圧力であるクランク圧力Pc及び吸入圧力Psに基づいて圧縮機の起動時に第1、2復帰弁72、73が復帰通路40gの通路開度を大きくしていたが、少なくとも吸入圧力Psに基づいて圧縮機の起動時に第1、2復帰弁72、73が復帰通路40gの通路開度を大きくすればよい。また、以下のように変形することも可能である。
In the first and second embodiments, the first and
(変形例1)
車両の始動、空調装置の入力等による起動時か否かの判断に基づき、容量制御装置が復帰通路40gの通路開度を大きくするように構成することも可能である。
(Modification 1)
It is also possible to configure the capacity control device to increase the passage opening of the
(変形例2)
また、クランク圧力Pcを検知する検出信号による判断に基づき、容量制御装置が復帰通路40gの通路開度を大きくすることも可能である。
(Modification 2)
Further, based on the determination by the detection signal for detecting the crank pressure Pc, the capacity control device can increase the passage opening of the
以上において、本発明を実施例1、2等に即して説明したが、本発明は上記実施例1、2等に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and is appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it can be done.
例えば、復帰弁を備えた容量制御装置としては、上記のような容量可変型斜板式圧縮機における給気通路40fの通路開度を制御する容量制御装置50、80の他、抽気通路40dの通路開度を制御する容量制御装置、給気通路40f及び抽気通路40dの通路開度を制御する容量制御装置であってもよい。
For example, as a capacity control device provided with a return valve, in addition to the
本発明は空調システムに利用可能である。 The present invention is applicable to an air conditioning system.
5a…吸入室
5b…吐出室
9…クランク室
1a…シリンダボア
1、3、5、23…本体ハウジング(1…シリンダブロック、3…フロントハウジング、5…リヤハウジング、23…弁ユニット)
11…駆動軸
17…斜板
24…圧縮室
21…ピストン
Pc…クランク圧力
Ps,Ps’…吸入圧力
40f…給気通路
40d…抽気通路
40g…復帰通路
71…調圧弁(給気弁)
72、73…復帰弁(72…第1復帰弁、73…第2復帰弁)
40e…抽気絞り
10…圧縮機本体
50、80…容量制御装置
51、57、52、64、62…弁ハウジング(51…第1ハウジング、57…第2ハウジング、52…フィルタ、64…カバー、62…コネクタ)
51b、53a…感圧通路(51b…感圧孔、53b…調整孔)
51c…高圧通路(高圧孔)
51d…低圧通路(低圧孔)
62…制御コイル
61…第1弁体(第2ロッド)
60、65…第2弁体(60…第1ロッド、65…スプール)
72a…第1弁座
71a…第2弁座
73a…第3弁座
81c…検知通路(検圧孔)
5a ...
DESCRIPTION OF
72, 73 ... return valve (72 ... first return valve, 73 ... second return valve)
40e ...
51b, 53a ... pressure sensitive passage (51b ... pressure sensitive hole, 53b ... adjusting hole)
51c ... High pressure passage (high pressure hole)
51d ... Low pressure passage (low pressure hole)
62 ...
60, 65 ... second valve body (60 ... first rod, 65 ... spool)
72a ...
Claims (8)
前記ピストンには、吸入行程時に前記クランク室の圧力であるクランク圧力と、前記吸入室の圧力である吸入圧力との差圧が作用し、
前記吐出室と前記クランク室とが給気通路によって連通し、
前記クランク室と前記吸入室とが抽気通路によって連通し、
前記吐出室と前記吸入室とが復帰通路によって連通し、
前記給気通路及び前記抽気通路の少なくとも一方には、通路開度を調節して前記クランク圧力を変更する調圧弁が設けられ、
前記復帰通路には、前記復帰通路を開閉し、前記吸入圧力が閾値を超えた時に開弁する復帰弁と、前記復帰弁の開弁時に前記復帰通路を流れる冷媒の圧力を減圧する絞りとが設けられていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。 A main body housing in which a suction chamber, a discharge chamber, a crank chamber, and a cylinder bore are formed; a drive shaft that is rotatably supported in the crank chamber; and a tilt that is rotatably supported by the drive shaft in the crank chamber A swash plate whose corners are supported so as to be changeable, and a piston which is reciprocally accommodated in the cylinder bore and forms a compression chamber,
A differential pressure between a crank pressure that is a pressure of the crank chamber and a suction pressure that is a pressure of the suction chamber acts on the piston during a suction stroke,
The discharge chamber and the crank chamber communicate with each other through an air supply passage;
The crank chamber and the suction chamber communicate with each other through an extraction passage;
The discharge chamber and the suction chamber communicate with each other through a return passage;
At least one of the supply passage and the extraction passage is provided with a pressure regulating valve that changes the crank pressure by adjusting a passage opening degree,
The return passage includes a return valve that opens and closes the return passage and opens when the suction pressure exceeds a threshold value, and a throttle that reduces the pressure of the refrigerant flowing through the return passage when the return valve is opened. A variable capacity swash plate compressor characterized in that it is provided.
前記抽気通路には抽気絞りが設けられている請求項1記載の容量可変型斜板式圧縮機。 The pressure regulating valve is an air supply valve provided in the air supply passage,
The variable displacement swash plate compressor according to claim 1, wherein an extraction throttle is provided in the extraction passage.
前記吐出室と連通する高圧通路と、
前記吸入室と連通する低圧通路とが形成され、
前記容量制御装置は、励磁又は消磁可能な制御コイルと、
前記吸入室の吸入圧力を受圧して開閉され、前記吸入圧力が前記閾値を超えて高くなった時に開弁する第1弁体と、
前記第1弁体が接離する第1弁座と、
前記制御コイルの励磁により作動する第2弁体と、
前記第2弁体が接離する第2弁座とが設けられ、
前記復帰通路は、前記高圧通路と前記低圧通路とにより構成され、
前記第1弁体及び前記第1弁座は、前記高圧通路と前記低圧通路との間に配置されて前記復帰弁を構成し、
前記給気通路は、前記感圧通路と前記高圧通路とにより構成され、
前記第2弁体及び前記第2弁座は、前記感圧通路と前記高圧通路との間に配置されて前記給気弁を構成している請求項3又は4記載の容量可変型斜板式圧縮機。 In the capacity control device, a pressure sensitive passage communicating with the crank chamber,
A high-pressure passage communicating with the discharge chamber;
A low pressure passage communicating with the suction chamber is formed;
The capacity control device includes a control coil that can be excited or demagnetized, and
A first valve body that opens and closes by receiving the suction pressure of the suction chamber and opens when the suction pressure exceeds the threshold;
A first valve seat to which the first valve body comes in contact with and separates;
A second valve element that operates by excitation of the control coil;
A second valve seat to which the second valve body comes in contact with and separates from, and
The return passage is constituted by the high pressure passage and the low pressure passage,
The first valve body and the first valve seat are arranged between the high pressure passage and the low pressure passage to constitute the return valve,
The air supply passage is constituted by the pressure sensitive passage and the high pressure passage,
5. The variable displacement swash plate compression according to claim 3, wherein the second valve body and the second valve seat are arranged between the pressure-sensitive passage and the high-pressure passage to constitute the air supply valve. Machine.
前記第3弁体が接離する第3弁座とが設けられ、
前記第3弁体及び前記第3弁座は、前記高圧通路と前記低圧通路との間に配置され、
前記復帰弁は、前記第1弁体及び前記第1弁座とにより構成された第1復帰弁と、
前記第3弁体と前記第3弁座とにより構成された第2復帰弁とからなり、
前記制御コイルの励磁により前記第3弁体は開弁方向に付勢される請求項5記載の容量可変型斜板式圧縮機。 The capacity control device includes a third valve element that operates by excitation of the control coil,
A third valve seat that contacts and separates the third valve body;
The third valve body and the third valve seat are disposed between the high pressure passage and the low pressure passage,
The return valve includes a first return valve constituted by the first valve body and the first valve seat;
A second return valve composed of the third valve body and the third valve seat;
6. The variable displacement swash plate compressor according to claim 5, wherein the third valve body is biased in the valve opening direction by excitation of the control coil.
前記第1弁体は、前記検知通路内の前記吸入圧力が閾値を超えて高くなれば開弁する請求項6記載の容量可変型斜板式圧縮機。 In the capacity control device, a detection passage communicating with the suction chamber is partitioned from the low pressure passage,
The variable displacement swash plate compressor according to claim 6, wherein the first valve body is opened when the suction pressure in the detection passage becomes higher than a threshold value.
前記ピストンには、吸入行程時に前記クランク室の圧力であるクランク圧力と、前記吸入室の圧力である吸入圧力との差圧が作用し、
前記吐出室と前記クランク室とが給気通路によって連通し、前記クランク室と前記吸入室とが抽気通路によって連通し、前記吐出室と前記吸入室とが復帰通路によって連通し、
前記クランク室の圧力を変更することにより吐出容量を制御する容量可変型圧縮機に用いられる容量制御装置であって、
前記給気通路と、
前記抽気通路と、
前記復帰通路と、
前記給気通路の通路開度を調節する給気弁と、
前記抽気通路を絞る抽気絞りと、
前記復帰通路の通路開度を調節する復帰弁と、
前記復帰弁の開弁時に前記復帰通路を流れる冷媒の圧力を減圧する絞りとが設けられていることを特徴とする容量制御装置。 A main body housing in which a suction chamber, a discharge chamber, a crank chamber, and a cylinder bore are formed; a drive shaft that is rotatably supported in the crank chamber; and a tilt that is rotatably supported by the drive shaft in the crank chamber A swash plate whose corners are supported so as to be changeable, and a piston which is reciprocally accommodated in the cylinder bore and forms a compression chamber,
A differential pressure between a crank pressure that is a pressure of the crank chamber and a suction pressure that is a pressure of the suction chamber acts on the piston during a suction stroke,
The discharge chamber and the crank chamber communicate with each other through an air supply passage, the crank chamber and the suction chamber communicate with each other through an extraction passage, and the discharge chamber and the suction chamber communicate with each other through a return passage,
A capacity control device used in a variable capacity compressor that controls the discharge capacity by changing the pressure in the crank chamber,
The air supply passage;
The extraction passage;
The return path;
An air supply valve for adjusting a passage opening of the air supply passage;
An extraction throttle for restricting the extraction passage;
A return valve for adjusting the opening of the return passage;
A capacity control device comprising a throttle for reducing the pressure of the refrigerant flowing through the return passage when the return valve is opened.
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