JP2015132264A - 吸入口流動面積を変更することによりｎｖｈを改善するための空調機用圧縮機の可変吸入機構 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒が圧縮機の吸入ポートに流入する時、冷媒の流量を可変的に制限して、空気調和システムにおける騒音の発生を最小化する。【解決手段】空気調和システムのための可変容量型圧縮機は、吸入スロットルバルブを含み、吸入スロットルバルブは、内部に形成された空間部を備えたハウジングを含む。前記空間部内で往復可能に配置される第１ピストンは、ハウジングに形成された吸入口を通した冷媒の流動を可変的に制限するように構成される。前記吸入口は、ハウジング内に形成される空間部と吸入ポートとの間の流体の連通を提供する。冷媒は、空間部内でピストンが往復する方向に対して平行でない方向に吸入ポートを通して流動する。前記吸入スロットルバルブは、可変容量圧縮に関連するクランクケース圧力が、吸入スロットルバルブに流入する冷媒の外部吸入圧力に比べて増加する時、吸入口での制限を増加させるように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車における空気調和システムのための可変容量型圧縮機に関するものであって、より具体的には、可変容量型圧縮機によって誘発される脈動による振動および騒音の発生を緩和させる可変面積バルブに関するものである。

自動車の空気調和システムで使用するための可変容量型圧縮機は、当分野にいおいて公知である。可変容量型圧縮機は、一般的に、最小角度と最大角度との間で変更される斜板（ｓｗａｓｈ ｐｌａｔｅ）と、シリンダ内に配置される少なくとも１つのピストンとを含む。それぞれのピストンは、斜板と結合して、斜板が少なくとも１つのピストンに対して回転する時、斜板の角度によってピストンがシリンダ内で往復するようにする。それぞれのシリンダは、シリンダ内でピストンによって圧縮される冷媒ガスを収容する。斜板の角度が変更されるに伴い、それぞれのシリンダ内でそれぞれのピストンの変位も同様に変更されるため、圧縮機を通して流動する冷媒の流量も変更される。流量は、斜板が最大角度に位置する時の最大流量と、斜板が最小角度に位置する時の最小流量との間で変化する。

冷媒の流量が小さい時、前述の可変容量型圧縮機は、可変容量型圧縮機内に含まれるリード（ｒｅｅｄ）の開放および閉鎖によって、吸入により誘発される脈動を発生させることがある。吸入圧力脈動は、空気調和システム全体にわたって伝播されることがある。このような圧力脈動が、空気調和システムの特定の構成要素、例えば、蒸発器に到達すると、圧力脈動は車両の客室で聞こえる程度の騒音を引き起こすことがある。

吸入脈動により誘発される騒音発生の問題は、通常、空気調和システム内に収容される配管の一部にマフラまたは消音器を追加することにより解決されてきた。しかし、このようなマフラまたは消音器は、通常、空気調和システムの製造に追加的な費用をもたらす一方で、追加的な空間的制約を伴う。

そこで、冷媒が圧縮機の吸入ポートに流入する時、冷媒の流量を可変的に制限して、空気調和システムにおける騒音の発生を最小化する吸入スロットルバルブを製造することが好ましい。

本発明の一実施形態において、内部に形成された吸入チャンバおよびクランクケースチャンバを含む圧縮機ハウジングを備える可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブが開示される。前記吸入スロットルバルブは、内部に空間部および吸入口が形成されるハウジングを含む。前記吸入スロットルバルブは、前記ハウジングから横方向に延びる吸入ポートを追加的に含み、ハウジングに形成される前記吸入口は、ハウジング内に形成された前記空間部と吸入ポートとの間を流体が流れることができるように連通させる。前記吸入スロットルバルブは、前記空間部内で往復可能に配置される第１ピストンをさらに含み、前記第１ピストンは、ハウジングの前記空間部内にスライドする時、吸入口の可変的な制限を誘発するように構成される。吸入ポートを通して流動する第１流体は、ハウジングの空間部内で第１ピストンが往復する方向に対して平行でない方向に流動する。

本発明の他の実施形態において、内部に形成された吸入チャンバおよびクランクケースチャンバを含む圧縮機ハウジングを備える可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブが開示される。前記吸入スロットルバルブは、内部に空間部および吸入口が形成されるハウジングを含む。前記吸入スロットルバルブは、前記ハウジングから横方向に延びる吸入ポートを含み、前記ハウジングに形成される吸入口は、ハウジングに形成された空間部と吸入ポートとの間を流体が流れることができるように連通させる。隔壁が前記ハウジングの側壁から横方向に延び、前記空間部を第１チャンバと第２チャンバに分割する一方、前記吸入口を第１吸入口と第２吸入口に分割する。第１ピストンが前記空間部の第１チャンバ内で往復可能に配置されるが、前記第１ピストンは、空間部の第１チャンバ内でスライディングする時、第１吸入口の可変的な制限を誘発するように構成される。吸入ポートを通して流動する第１流体は、空間部の第１チャンバ内で第１ピストンが往復する方向に対して平行でない方向に流動する。

本発明のさらに他の実施形態において、内部に形成された吸入チャンバおよびクランクケースチャンバを含む圧縮機ハウジングを備える可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブが開示される。前記吸入スロットルバルブは、内部に空間部および吸入口が形成されたハウジングを含む。前記吸入スロットルバルブは、前記ハウジングから横方向に延びる吸入ポートを含み、前記吸入口は、前記空間部と吸入ポートとの間を流体が流れることができるように連通させる。第１ピストンが前記空間部内で往復可能に配置されるが、第１ピストンは、第１端部および第２端部を有し、前記第１端部はクランクケースチャンバと流体が流れるように連通し、前記第２端部は吸入ポートと流体が流れるように連通する。第１ばねが、ハウジングに形成される吸入口から遠くなる方向に第１ピストンに力を加える。前記クランクケースチャンバから流入する第１流体の圧力によって第１ピストンの第１端部に印加される力が、第１ばねの押す力および吸入ポートを通して流動する第２流体の圧力によって第１ピストンの第２端部に印加される力を超える場合、前記第１ピストンは、吸入口に向かって移動して吸入口の可変的な制限を誘発する。前記吸入ポートは、前記空間部内で第１ピストンが往復する方向に対して平行に配置されない。

本発明を適用することにより、可変容量型圧縮機で使用するための吸入スロットルバルブは、圧縮機の内部への冷媒の流動を可変的に抑制されるようにして騒音の発生を大きく最小化することができる。

本発明の以上の目的および利点のみならず、他の目的および利点は、添付図面に照らして、本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明をみると、当業者が容易かつ明確に把握することができる。

本発明の一実施形態にかかる可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブが完全に開放された位置にある状態を示す側断面図である。 図１の吸入スロットルバルブがそれを通過する流動を遮断する位置にある状態を示す側断面図である。 本発明の他の実施形態にかかる可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブが完全に開放された位置にある状態を示す側断面図である。 図３の吸入スロットルバルブが遮断位置にある状態を示す側断面図である。

以下の詳細な説明および添付図面は、本発明の多様な実施形態を説明および図示する。前記説明および図面は、当業者が本発明を実施および利用可能にする役割を果たし、いかなる方式でも本発明の範囲を限定しようとする意図ではない。開示された方法に関連し、提示される段階は本来例示的なものであり、これによって、これら段階の順序は必須または重要なものではない。

図１は、吸入スロットルバルブ１０の一実施形態を示すものである。前記吸入スロットルバルブ１０は、自動車の空気調和システムで使用するための冷却サイクルの構成要素をなす可変容量型圧縮機で使用される。吸入スロットルバルブ１０は、通常、可変容量型圧縮機の入口に位置するが、ハウジング内に形成される吸入チャンバに近づいて配置される。前記可変容量型圧縮機はさらに、圧縮機のハウジング内に形成されるクランクケースチャンバを含むことができる。前記可変容量型圧縮機は、Ｐｉｔｌａらによって開示されたような可変容量型圧縮機（米国特許第７，０１４，４２８号参照）であってよいし、前記米国特許は引用することによりその全体内容が本明細書に組み込まれる。

前記吸入スロットルバルブ１０は、ハウジング１２を含む。前記ハウジング１２は、第１端部壁３０と、第２端部壁３２と、少なくとも１つの側壁１６とを備える中空構造である。側壁１６は、第１端部壁３０と第２端部壁３２との間に介在する。これら壁１６、３０、３２の内面が共にハウジング１２内の空間部５０を形成する。図示のように、前記空間部５０は、その形状の面で実質的に円筒状であるが、空間部５０は、本発明の範囲を逸脱しない範囲で任意の幾何学的形状を有することができることを理解するであろう。前記空間部５０が円筒の場合、前記側壁１６は、ハウジング１２の内周の周囲に延びる１つの実質的に連続した表面を含む。他の幾何学的形状が使用されると、側壁１６は、第１端部壁３０と第２端部壁３２とを連結する複数の側壁からなってよい。吸入スロットルバルブ１０の縦方向軸線は、第１端部壁３０からハウジング１２の第２端部壁３２までつながる方向に延びる。

吸入ポート４０は、ハウジング１２から側方向に延びるが、この側方向は、吸入スロットルバルブ１０の縦方向軸線と同軸でなく、平行でない。前記吸入ポート４０は、吸入スロットルバルブ１０の縦方向軸線に対して実質的に垂直に配置されるものと図１に示されているが、同軸または平行に配置された吸入ポート４０および吸入スロットルバルブ１０を含まない任意の配置が使用可能である。前記吸入ポート４０は、通常、冷却サイクルを通して流動する冷媒のための可変容量型圧縮機内への流入口としての役割を果たす。前記吸入ポート４０は、中空状であり、内部に冷媒を収容するための流動チャネル４４を形成する内側面４２を含む。前記吸入ポート４０の流動チャネル４４は吸入口２６につながる。前記吸入口２６は、ハウジング１２の側壁１６に形成される穴である。前記吸入口２６は、吸入スロットルバルブ１０のハウジング１２内に形成される空間部５０と、吸入ポート４０内に形成される流動チャネル４４との間を流体が流れるように連通させる。図示の吸入ポート４０は、その形状の面で実質的に円筒状であるが、本発明の範囲を逸脱しない範囲で任意の幾何学的形状が使用可能である。

隔壁８０は、側壁１６から外側に向かって横方向に延び、前記空間部５０を第１チャンバ５１と第２チャンバ５２に分割する。図１に示されるように、前記隔壁８０は、実質的に空間部５０にまたがっていながら、前記吸入スロットルバルブ１０の縦方向軸線に対して実質的に垂直に配置される。前記隔壁８０は、ハウジング１２の第１端部壁３０に対向する関係にある第１表面８１と、ハウジング１２の第２端部壁３２に対向する関係にある第２表面８２とを含む。前記ハウジング１２内において、隔壁８０の位置は、吸入口２６を効果的に第１吸入口２７と第２吸入口２８に分割する。第１吸入口２７は、吸入ポート４０の流動チャネル４４と空間部５０の第１チャンバ５１との間を流体が流れるように連通させる。第２吸入口２８は、吸入口ポート４０の流動チャネル４４と空間部５０の第２チャンバ５２との間を流体が流れるように連通させる。前記隔壁８０は、第１吸入口２７および第２吸入口２８の断面流動面積の変更によって、吸入ポート４０の流動チャネル４４から第１チャンバ５１および第２チャンバ５２に流入する冷媒の分布に影響を与えることを理解するであろう。

前記隔壁８０は、ハウジング１２の側壁１６から内側に向かって延びる肩部（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）上に配置されるか、または前記肩部に結合されてよい。前記空間部５０が実質的に円筒状の時、前記肩部は、ハウジングの側壁に形成された吸入口２６を除いた、ハウジング１２の側壁１６の周りの少なくとも一部の周囲に延びることができる。代案として、ハウジング１２の側壁１６および隔壁８０は、一体に形成されるか、または溶接のような任意の公知の方法により互いに結合されてよい。

前記隔壁８０は、隔壁を貫通して形成される少なくとも１つの穴５５をさらに含み、空間部５０の第１チャンバ５１と空間部の第２チャンバ５２との間を流体が流れるように連通させる。前記穴５５は、隔壁８０の中央領域に形成されるか、または隔壁の周りのエッジに近づいて形成されてよい。

第１ピストン９０は、空間部５０の第１チャンバ５１内で往復可能に配置される。第１ピストン９０は、空間部５０の断面にまたがっていて、第１ピストン９０の外周面９１に沿って前記ハウジング１２の側壁１６の少なくとも一部と接触する。図示のような第１ピストン９０は、閉鎖された第１端部９２および開放された第２端部９３を備える中空構造であって、第１ピストン９０がキャップ（ｃａｐ）に似た形状を有するようにする。第１ピストン９０の開放された第２端部９３は、隔壁８０の第１表面８１に対向する載置面９４を含む。前記空間部５０が実質的に円筒状の時、第１ピストン９０は、実質的に円筒状であり、ピストンの載置面９４は、環状リングである。

前記第１ピストン９０の第１端部９２は、その表面から突出する突出部９５を含むことができる。第１ピストン９０の前記突出部９５が、図１に示されるように、第１端部壁３０に接する時、前記突出部９５は、ピストン９０の第１端部９２の残りが第１端部壁３０から離隔するようにし、これによって、第１ピストン９０の第１端部９２とハウジング１２の第１端部壁３０との間で、突出部９５の周囲に形成される開放された空間９６を生成する。圧力入口７２は、第１端部壁３０に近いハウジング１２の側壁１６に形成される。圧力入口７２はさらに、必要に応じて、ハウジングの第１端部壁３０に形成されてよい。

圧力入口７２は、吸入スロットルバルブ１０に対して外側に位置する圧縮冷媒の供給源（図示せず）と開放空間９６との間を流体が流れるように連通させる。前記圧縮冷媒の供給源は、可変容量型圧縮機のハウジング内に形成されるクランクケースチャンバ（図示せず）を含むことができる。前記クランクケースチャンバは、クランクケース圧力（Ｐｃ）を有する冷媒を供給する。

第１ばね８５は、隔壁８０と第１ピストン９０との間に配置される。第１ばね８５の第１端部８６は、ピストンの第１端部９２近傍で第１ピストン９０の内側面と接触し、第１ばね８５の第２端部８７は、隔壁８０の第１表面８１上に載置する。第１ばね８５は、ハウジング１２の第１端部壁３０に向かう方向に、そしてハウジング１２内に形成される吸入口２６から遠くなる方向に第１ピストン９０に力を加えるように構成される。

前記空間部５０の第１チャンバ５１は、ハウジング１２の側壁１６に形成される少なくとも１つの第１流出口３７を含む。空間部５０の第２チャンバ５２は、側壁１６に形成される少なくとも１つの第２流出口３８を含む。前記少なくとも１つの第１流出口３７は、吸入スロットルバルブ１０に対して外側に可変容量型圧縮機のハウジング内に形成される吸入チャンバと空間部５０の第１チャンバ５１との間を流体が流れるように連通させる。前記少なくとも１つの第２流出口３８は、吸入チャンバと空間部５０の第２チャンバ５２との間を流体が流れるように連通させる。前記少なくとも１つの第１流出口３７のそれぞれは、ハウジング１２の側壁１６に形成され、第１ピストン９０が隔壁８０の第１表面８１上に載置される時、第１ピストン９０の外周面９１が前記少なくとも１つの第１流出口３７のそれぞれを遮断するようにする。これによって、前記少なくとも１つの第１流出口３７のそれぞれは、ハウジング１２の側壁１６に沿って軸方向に互いに整列できる。

吸入スロットルバルブ１０および可変容量型圧縮機の作動は、吸入チャンバで確認される内部吸入圧力（Ｐｉｎｓ）と、クランクケースチャンバで確認されるクランクケース圧力（Ｐｃ）との間の圧力差に左右される。停止されていた可変容量型圧縮機が作動を始めた初期には、圧縮機の多様な構成要素の間に非常に小さい圧力差が存在して、ＰｉｎｓおよびＰｃは実質的に等しい値を有する。圧縮機を通した冷媒の最大流量または最大流量に近接する流量を誘発するように、圧縮機が最大容量または最大容量に近接する容量で作動する時、ＰｉｎｓおよびＰｃはさらに近似的に等しい。圧縮機が持続的に最大容量または最大容量に近接する容量で作動する時、第１ピストン９０は、第１端部壁３０に向かう方向に維持される。

作動過程において、冷媒は、外部吸入圧力（Ｐｅｘｓ）を有し、前記吸入ポート４０内に流動する。吸入ポート４０に流入する冷媒は、空気調和システムの一部として、可変容量型圧縮機の上流に配置される蒸発器（図示せず）に由来し、これは、Ｐｅｘｓが蒸発器を抜け出る冷媒の圧力と実質的に等しいことを意味する。前記冷媒は、前記空間部５０の第１チャンバ５１内で、第１ピストン９０が往復する方向に対して平行でない方向に、吸入ポート４０に形成された流動チャネル４４を通して流動する。冷媒は、吸入口２６を通して吸入スロットルバルブ１０に流入して、空間部５０の第１チャンバ５１および第２チャンバ５２内の圧力がさらにＰｅｘｓと実質的に等しくなるようにする。冷媒は、吸入スロットルバルブ１０を抜け出て、第１流出口３７および第２流出口３８を通して吸入チャンバに流入する。冷媒は、吸入スロットルバルブ１０を通過した後に、若干の圧力降下があり得るので、吸入チャンバ内における冷媒のＰｉｎｓは、Ｐｅｘｓよりやや小さくなってよい。ＰｉｎｓとＰｅｘｓとの間の圧力差は、通常２ｐｓｉ未満であるので、可変容量型圧縮機の最大容量作動中に、吸入スロットルバルブ１０の作動に関連し、ＰｉｎｓとＰｅｘｓとの間の差は実質的に無視してよい。

前記空間部５０の第１チャンバ５１内の冷媒は、Ｐｅｘｓで、第１端部壁３０に向かう方向に、そして隔壁８０から遠くなる方向に第１ピストン９０に力を印加する。上述のように、前記第１ピストン９０が第１端部壁３０に接する間にも、第１ばね８５は、第１端部壁３０に向かう方向に第１ピストン９０に力を加える。これによって、第１ピストン９０は、第１ばね８５およびＰｅｘｓでの冷媒の組み合わされた力によって、第１端部壁３０に向かう方向に、そして隔壁８０から遠くなる方向に力を受けるようになる。開放された空間９６内に位置する冷媒の圧力は、第１ピストン９０の第１端部９２に力を加え、これによって、ハウジング１２の第１端部壁３０から遠くなる方向に、そして隔壁８０に向かう方向に第１ピストン９０に力を加える。前記第１ピストン９０の第１端部９２に印加される力が、第１ピストン９０の第２端部９３に印加される第１ばね８５およびＰｅｘｓの圧力を有する冷媒の合力を超える時、前記第１ピストン９０は、隔壁８０に向かう方向に移動する。これによって、第１ピストン９０は、Ｐｃの値がＰｅｘｓの値を超える時まで、第１端部壁３０と接触した状態で常に維持されることとなる。

これによって、第１ピストン９０は、第１ピストン９０がＰｅｘｓとＰｃと間の圧力差によって、ハウジング１２の空間部５０内でスライディングする時、吸入口２６の可変的な制限を誘発するように構成される。より具体的には、第１ピストン９０は、第１吸入口２７の可変的な制限を誘発して、吸入スロットルバルブ１０を通して流動する冷媒が、空間部５０の第１チャンバ５１および第２チャンバ５２に同一でないように分配されるようにする。なお、第１ピストン９０はさらに、ハウジング１２の側壁１６に形成される第１流出口３７のうちの少なくとも１つの可変的な制限を誘発するように構成される。

図１は、完全開放位置における吸入スロットルバルブ１０を示すものであり、この時、吸入スロットルバルブは、最大容量の冷媒が可変容量型圧縮機の作動中に吸入スロットルバルブ１０に流入し、吸入スロットルバルブから流出するように許容する。完全開放位置における吸入スロットルバルブ１０の作動は、Ｐｃによって誘発されて第１ピストン９０の第１端部９２に作用する力が、第１ピストン９０に作用する第１ばね８５およびＰｅｘｓの合力を超えないことを示す。

完全開放位置にある時、第１ピストン９０上に形成された突出部９５は、ハウジング１２の第１端部壁３０と接する。第１ばね８５は、第１端部壁３０に向かう方向に第１ピストン９０に持続的に力を加えて、吸入スロットルバルブ１０が開放された状態を維持するようにする。前記吸入口２６は、完全に開放され、第１ピストン９０によって遮断されないが、これは、第１吸入口２７および第２吸入口２８の両方を通した流動を許容する。前記少なくとも１つの第１流出口３７のそれぞれはさらに完全に開放され、第１ピストン９０によって制限されないが、これは、前記少なくとも１つの第１流出口３７のそれぞれを通して最大体積の流体が流動することを可能にする。前記少なくとも１つの第２流出口３８のそれぞれはさらに持続的に開放されるが、これは、ハウジング１２の側壁１６に形成される第１流出口３７および第２流出口３８のすべてを通して流体が流動できるように許容されることを意味する。

図２は、完全遮断位置にある時の吸入スロットルバルブ１０を示すものであり、この時、吸入スロットルバルブは、最小体積の冷媒が可変容量型圧縮機の作動中に吸入スロットルバルブ１０に流入し、吸入スロットルバルブから流出するように許容する。完全遮断位置における吸入スロットルバルブ１０の作動は、Ｐｃによって誘発されて第１ピストン９０の第１端部９２に作用する力が、第１ピストン９０に作用する第１ばね８５およびＰｅｘｓの合力を超えることを示す。

前記完全遮断位置において、前記隔壁８０の第１表面８１は、前記第１ピストン９０の載置面９４と接して、第１ピストン９０が前記隔壁８０上に載置される。第１ピストン９０は、吸入スロットルバルブ１０が完全遮断位置にある時、少なくとも１つの第１流出口３７に向かう流路を遮断する。なお、第１ピストン９０はさらに、第１吸入口２７を通した第１チャンバ５１への流路を遮断する。これによって、冷媒は、単に第２吸入口２８を通してのみ空間部５０に流入して、冷媒が吸入ポート４０を抜け出て吸入スロットルバルブ１０に流入する過程で通過する断面積を制限する。冷媒が空間部５０を抜けられる時に通過する断面積はさらに、ハウジング１２の側壁１６に形成される少なくとも１つの第２流出口３８すべての総組合断面積で制限される。

第１ピストン９０はさらに、完全開放位置と完全遮断位置との間の位置に配置されてよい。第１ばね８５のばね定数は、第１ピストン９０が空間部５０の第１チャンバ５１内で隔壁８０とハウジング１２の第１端部壁３０との間を移動するとき、第１ばね８５が第１ピストン９０に可変的な力を伝達するようにすることを理解するであろう。これによって、第１ピストン９０の各面に印加される力が実質的に等しい時、前記第１ピストン９０は、第１端部壁３０と隔壁８０との間の中間位置に配置できる。第１ピストン９０は、中間位置にあるとき、少なくとも１つの第１流出口３７および第１吸入口２７の少なくとも一部を塞ぐことができて、第１チャンバ５１内における第１ピストン９０の位置に応じて、少なくとも１つの第１流出口３７および第１吸入口２７それぞれの断面積が変化するようにする。しかし、可変容量型圧縮機の作動中に、第１ピストン９０は、圧縮機の関連する構成要素内で急激に変化する圧力によって、完全開放位置と完全遮断位置との間で急激に交互する傾向を示すことが観察された。

図３および図４は、本発明にかかる吸入スロットルバルブ１００の変形例を示すものである。前記吸入スロットルバルブ１００は、空間部５０の第２チャンバ５２に形成される第２流出口３８の形態が異なり、第２ピストン１９０が追加された点を除けば、図１の吸入スロットルバルブ１０と同一である。図１および図２に示された構造と類似の構造は同一の図面符号で表し、区分のためにプライム（’）記号を含む。第２ピストン１９０は、空間部５０’の第２チャンバ５２’内で往復可能に配置される。第２ピストン１９０は、第２チャンバ５２’内の空間部５０’の断面にまたがっていて、第２ピストン１９０の外周面１９１の周囲にハウジング１２’の側壁１６’の少なくとも一部と接触する。第２ピストン１９０は、閉鎖された第１端部１９２および開放された第２端部１９３を備える中空構造である。第２ピストン１９０の開放された第２端部１９３は、第２端部壁３２’に対向する載置面１９４を含む。空間部５０’が実質的に円筒状の時、第２ピストン１９０は、円筒状であり、環状の載置面１９４を含む。

前記第２ばね１８５は、ハウジング１２’の第２端部壁３２’と第２ピストン１９０との間に配置される。第２ばね１８５の第２端部１８７がハウジング１２’の第２端部壁３２’に載置される時、前記第２ばね１８５の第１端部１８６は、第２ピストン１９０と接触する。第２ばね１８５は、隔壁８０’に向かう方向に、そして第２端部壁３２’から遠くなる方向に第２ピストン１９０に力を加えるように構成される。

吸入スロットルバルブ１００は、空間部５０’の第２チャンバ５２’内でハウジング１２’の側壁１６’に形成される少なくとも１つの第２流出口１３８をさらに含む。前記少なくとも１つの第２流出口１３８は、吸入チャンバと空間部５０’の第２チャンバ５２’との間を流体が流れるように連通させる。第２流出口１３８は、図１および図２に示された吸入スロットルバルブ１０の第２流出口３８より大きい断面流動面積を有することができる。第２流出口１３８は、ハウジング１２’の第２端部壁３２’と側壁１６’との間の境界に延びる長孔またはスロットとして図３に示されている。

吸入スロットルバルブ１００は、吸入スロットルバルブ１０と類似の方式で作動する。ハウジング１２’の第１端部壁３０’と第１ピストン９０’との間に形成される開放された空間９６’は、圧力がＰｃの冷媒を有するクランクケースチャンバと流体が流れるように連通する。第１ピストン９０’の第１端部９２’に印加される力が、第１ピストン９０’に印加される外部吸入圧力（Ｐｅｘｓ）およびばね８５’の合力を超えない時、吸入スロットルバルブ１００は、完全開放位置にある。第１ピストン９０’の第１端部９２’に印加される力が、第１ピストン９０’に印加される外部吸入圧力（Ｐｅｘｓ）およびばね８５’の合力を超える時、第１ピストン９０’は、隔壁８０’に向かう方向に移動する。

図３は、完全開放位置にある時の吸入スロットルバルブ１００を示すものである。第１ピストン９０’の突出部９５’は、ハウジング１２’の第１端部壁３０’に接する。前記ピストン９０’は、ハウジング１２’の側壁１６’に形成された少なくとも１つの第１流出口３７’を遮断せず、少なくとも１つの第１流出口３７’を通して吸入スロットルバルブ１００から最大冷媒流動が出られるようにする。また、吸入口２６’も遮断されない状態であるので、第１吸入口２７’および第２吸入口２８’の両方ともを通した最大流動を許容する。

冷媒が吸入口２６’を通して流動する時、冷媒の少なくとも一部は、少なくとも１つの第２流出口１３８を通して吸入スロットルバルブ１００を抜け出るために、空間部５０’の第２チャンバ５２’を通して流動することとなる。第２チャンバ５２’を通して流動する冷媒の少なくとも一部は、第２ピストン１９０の第１端部１９２に力を印加して、ハウジング１２’の第２端部壁３２’に向かう方向に第２ピストン１９０に力を加える。第２ばね１８５は、隔壁８０’に向かう方向に第２ピストン１９０に力を加えるように構成され、第２ピストン１９０が少なくとも１つの第２流出口１３８を可変的に遮断するようにする。これによって、第２ばね１８５は、第２ピストン１９０の第１端部１９２に対する冷媒流動の力が、第２ばね１８５によって第２ピストン１９０に印加される力を克服するようにするばね定数を有するように選択できるので、予め決定された流量の冷媒が空間部５０’の第２チャンバ５２’を通して流動して第２ピストン１９０の第１端部１９２に提供される時、第２ピストン１９０が第２端部壁３２’上に載置されるようにする。

図３は、前記第２ピストン１９０が、前記空間部５０’の第２チャンバ５２’内で少なくとも１つの第２流出口１３８が最小限に遮断されるようにする位置に配置された状態を示すものである。第２ピストン１９０の載置面１９４は、ハウジング１２’の第２端部壁３２’に接する。少なくとも１つの第２流出口１３８の一部が第２ピストン１９０によって覆われているのに対し、少なくとも１つの第２流出口１３８の他の部分は第２ピストン１９０によって遮断されず、少なくとも１つの第２流出口１３８のうちの、第２ピストン１９０によって遮断されない部分を通して冷媒が流動するように許容する。少なくとも１つの第２流出口１３８は、少なくとも１つの第２流出口１３８の単に一部だけが遮断されなかったにもかかわらず、第２ピストン１９０が第２端部壁３２’上に載置される時、冷媒が少なくとも１つの第２流出口を通して流動することを許容するために露出する最大断面積を有する。

図４は、最大遮断位置における吸入スロットルバルブ１００を示すものであり、これは、開放された空間９６’で現れる圧力が、第１ばね８５’および外部吸入圧力（Ｐｅｘｓ）の合力を超える力が第１ピストン９０’に加えられることを示す。完全遮断位置において、前記第１ピストン９０’は、隔壁８０’の第１表面８１’上に載置される。第１ピストン９０’の外周面９１’は、少なくとも１つの第１流出口３７’への通路を遮断する。なお、第１ピストン９０’はさらに、第１吸入口２７’への通路を遮断する。これによって、冷媒は、第２吸入口２８’を通して空間部５０’に流入し、少なくとも１つの第２流出口１３８を通して空間部５０’を抜け出る。

完全遮断位置で作動する吸入スロットルバルブ１００は、通常、完全開放位置で作動する吸入スロットルバルブ１００においてより小さい体積流量で冷媒が流動するようにする。かかるより小さい体積流量の冷媒は、冷媒が第２ピストン１９０の第１端部１９２により小さい力を印加するようにすることができ、これによって、第２ピストン１９０が第２端部壁３２’に載置される位置に第２ピストン１９０が移動しないようにする。これによって、第２ピストン１９０の位置は、第２端部壁３２’に載置される第２ピストンの位置と、第２ばね１８５が実質的に圧縮されないように第２チャンバ５２’内で第２ピストンが配置される位置との間で変化することができる。第２ピストン１９０の位置は、これによって吸入スロットルバルブ１００を通過する冷媒の瞬間的な体積流量に左右される。図４は、実質的に圧縮されない第２ばね１８５を示すものであり、これは、第２ピストン１９０がハウジング１２’の第２端部壁３２’に向かうように強制することができない比較的小さい体積流量の冷媒が、吸入スロットルバルブ１００を通して流動することを意味する。第２ばねが圧縮されない状態で、第２ピストン１９０は、空間部５０’の第２チャンバ５２’内に形成される少なくとも１つの第２流出口１３８の最大部分を遮断して、ハウジング１２’内に形成される少なくとも１つの第２流出口１３８すべての合算された断面積を大きく低減する。

図４に示されるように、第２ピストン１９０が第２端部壁３２’に載置されない時、少なくとも１つの第２流出口１３８それぞれの一部はさらに、第２ピストン１９０の載置面１９４越しに露出して、内部吸入圧力（Ｐｉｎｓ）を有する吸入チャンバと第２ピストン１９０の第２端部１９３とが流体が流れるように連通する。これによって、第２ピストン１９０の第１端部１９２はＰｅｘｓの圧力を受け、第２ピストン１９０の第２端部１９３はＰｉｎｓの圧力を受ける。しかし、先に説明したように、ＰｅｘｓとＰｉｎｓとの間の圧力差は、通常２ｐｓｉ未満である。これによって、ＰｅｘｓとＰｉｎｓとの間の圧力差の効果は、冷媒の流動が第２ピストン１９０の第１端部１９２に加える力と比較すれば無視するに値する。

第２ばね１８５はさらに、第２ばね１８５が実質的に圧縮されない時、第２ピストン１９０の第１端部１９２がハウジング１２’の側壁１６’に形成される少なくとも１つの第２流出口１３８の端部越しに配置されるように選択されてよい。この場合において、吸入スロットルバルブ１００を通したＰｅｘｓでの冷媒の流動は、第２ピストン１９０がハウジング１２’の第２端部壁３２’に向かう方向に移動するようにして、少なくとも１つの第２流出口１３８が第２流出口を通した冷媒の流動を許容しないものと、第２流出口を通した最大量の冷媒の流動を許容するものの間で変化できるように許容する。

図３において、前記吸入スロットルバルブ１００は、ハウジング１２’に形成される一対の少なくとも１つの第１流出口３７’を備えると示されている。しかし、吸入スロットルバルブ１００は、少なくとも１つの第１流出口３７’なく作動することができ、代わりに冷媒が単に少なくとも１つの第２流出口１３８を通して吸入スロットルバルブ１００から抜け出るようにする。この場合において、偏向されていない時、第２ピストン１９０の第１端部１９２の位置は、少なくとも１つの第２流出口１３８のより大きい部分が露出することを許容するように選択されてよい。追加的に、第２ばね１８５に対するばね定数は、冷媒の体積流動が小さい区間の間、第２ピストン１９０がハウジング１２’の第２端部壁３２’に向かってより容易に移動することを許容するように選択されてよい。なお、少なくとも１つの第２流出口１３８それぞれの大きさは、少なくとも１つの第１流出口３７’を排除することにより、損失する断面流動面積を補償するために増加できる。

前記吸入スロットルバルブ１０および吸入スロットルバルブ１００それぞれは、可変容量型圧縮機の容量の程度に応じて、吸入スロットルバルブを通して流動する冷媒を可変的に遮断する。圧縮機の容量の程度およびこれによる冷媒の体積流量は、ＰｉｎｓとＰｃの圧力差に大きく左右される。ＰｉｎｓとＰｃとの間の圧力差が小さく、冷媒の流量が結果的に比較的大きい傾向を示す時、それぞれの吸入スロットルバルブ１０、１００が完全開放位置で作動することが有利である。ＰｉｎｓとＰｃとの間の圧力差が大きく、冷媒の流量が結果的に比較的小さい傾向を示す時、それぞれの吸入スロットルバルブ１０、１００が遮断位置で作動して、可変容量型圧縮機の吸入リードバルブ（ｓｕｃｔｉｏｎ ｒｅｅｄ ｖａｌｖｅ）での騒音の発生を防止することが有利である。ＰｉｎｓとＰｃとの間のかかる関係は、圧力入口７２、７２’がＰｃの圧力を有するクランクケースチャンバと流体連通する時、吸入スロットルバルブ１０、１００それぞれがＰｉｎｓとＰｃとの間の圧力差に効果的に、そして迅速に応答することを可能にする。吸入スロットルバルブを通過する冷媒の流動を抑制するそれぞれの吸入スロットルバルブ１０、１００の能力は、可変容量型圧縮機を備える空気調和システムを通して伝播され得る圧力脈動を低減するのに役立つ。

以上の説明から、当業者は本発明の核心的な特徴を容易に確認することができ、本発明の思想および範囲を逸脱しない範囲で本発明が多様な用例および条件に適合するように本発明に多様な変化および変更を行うことができる。

１０ 吸入スロットルバルブ
１２ ハウジング
２６ 吸入口
２７ 第１吸入口
２８ 第２吸入口
３７ 第１流出口
３８ 第２流出口
４０ 吸入ポート
４４ 流動チャネル
５０ 空間部
５１ 第１チャンバ
５２ 第２チャンバ
５５ 穴
７２ 圧力入口
８０ 隔壁
８５ 第１ばね
９０ 第１ピストン

Claims (20)

1. 吸入チャンバおよびクランクケースチャンバが内部に形成された圧縮機ハウジングを備える可変容量型圧縮機用吸入スロットルバルブであって、
   内部に空間部および吸入口が形成されるハウジングと、
   前記ハウジングから横方向に延び、前記吸入口によって前記ハウジングの空間部と流体が流れるように連通する吸入ポートと、
   前記空間部内で往復可能に配置され、前記ハウジングの空間部内で往復しながら、前記吸入口が可変的に遮断されるように構成される第１ピストンとを含み、
   前記吸入ポートを通して流動する第１流体は、前記ハウジングの空間部内で前記第１ピストンが往復する方向に対して平行でない方向に流動することを特徴とする、吸入スロットルバルブ。
2. 前記第１ピストンは、ハウジングに形成され、吸入チャンバとハウジングの空間部との間を流体が流れるように連通させる流出口が可変的に遮断されるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の吸入スロットルバルブ。
3. 前記空間部を第１チャンバと第２チャンバに分割し、前記吸入口を第１吸入口と第２吸入口に分割する隔壁をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸入スロットルバルブ。
4. 前記第１ピストンは、前記空間部の第１チャンバ内に配置され、前記第１吸入口が可変的に遮断されるようにすることを特徴とする、請求項３に記載の吸入スロットルバルブ。
5. 前記第１ピストンは、ハウジングに形成され、吸入チャンバと空間部の第１チャンバとの間を流体が流れるように連通させる流出口を可変的に遮断されるようにすることを特徴とする、請求項４に記載の吸入スロットルバルブ。
6. 前記隔壁は、内部に形成され、第１チャンバと第２チャンバとの間を流体が流れるように連通させる穴を含むことを特徴とする、請求項３に記載の吸入スロットルバルブ。
7. 前記第１ピストンの第１端部は、ハウジングに形成される圧力入口を通して圧縮された流体の供給源と流体が流れるように連通し、前記第１ピストンの第２端部は、吸入ポートを通して流動する第１流体と連通することを特徴とする、請求項１に記載の吸入スロットルバルブ。
8. 前記圧縮された流体の供給源は、クランクケースチャンバであることを特徴とする、請求項７に記載の吸入スロットルバルブ。
9. 前記ハウジングの空間部内に配置される第１ばねは、ハウジングに形成される吸入口から遠くなる方向に第１ピストンに力を加えることを特徴とする、請求項１に記載の吸入スロットルバルブ。
10. 前記第１ばねは、第１ピストンの第１端部に加えられる第２流体の圧力によって前記第１ピストンの第１端部に印加される力が、第１流体の圧力および第１ばねによって第１ピストンの第２端部に印加される力より優位の時、圧縮されることを特徴とする、請求項９に記載の吸入スロットルバルブ。
11. 前記ハウジングの空間部内に往復可能に配置され、前記ハウジングに形成される流出口を可変的に遮断させるように構成される第２ピストンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸入スロットルバルブ。
12. 前記第２ピストンは、第１流体の流動によって前記第２ピストンの第１端部に印加される力が、ハウジングの空間部内に配置される第２ばねによって第２ピストンの第２端部に印加される力より優位の時、ハウジングに形成された流出口を遮断することを特徴とする、請求項１１に記載の吸入スロットルバルブ。
13. 内部に吸入チャンバおよびクランクケースチャンバが形成される圧縮機ハウジングを備える可変 容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブであって、
    内部に空間部および吸入口を含むハウジングと、
    前記ハウジングから横方向に延びる吸入ポートであって、ハウジングに形成される吸入口がハウジング内に形成された空間部と吸入ポートとの間を流体が流れるように連通させる吸入ポートと、
    前記ハウジングの側壁から横方向に延びる隔壁であって、前記空間部を第１チャンバと第２チャンバに分割し、前記吸入口を第１吸入口と第２吸入口に分割する隔壁と、
    前記空間部の第１チャンバ内で往復可能に配置され、前記空間部の第１チャンバ内で往復する時、前記第１吸入口を可変的に遮断するように構成される第１ピストンとを含み、
    前記吸入ポートを通して流動する第１流体は、空間部の第１チャンバ内で第１ピストンが往復する方向に対して平行でない方向に流動することを特徴とする、吸入スロットルバルブ。
14. 前記ハウジングは、内部に形成される第１流出口および第２流出口をさらに含み、前記第１流出口は、吸入チャンバと空間部の第１チャンバとの間を流体が流れるように連通させ、前記第２流出口は、吸入チャンバと空間部の第２チャンバとの間を流体が流れるように連通させることを特徴とする、請求項１３に記載の吸入スロットルバルブ。
15. 前記第１ピストンは、前記空間部の第１チャンバ内で往復する時、第１流出口を可変的に遮断するように構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の吸入スロットルバルブ。
16. 前記ハウジングは、内部に形成され、圧縮された流体の供給源と前記第１ピストンの第１端部との間を流体が流れるように連通させる圧力入口をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の吸入スロットルバルブ。
17. 前記圧縮された流体の供給源は、クランクケースチャンバであることを特徴とする、請求項１６に記載の吸入スロットルバルブ。
18. 前記第１ばねは、前記第１ピストンに隔壁から遠くなる方向に力を加えることを特徴とする、請求項１３に記載の吸入スロットルバルブ。
19. 前記吸入スロットルバルブは、前記空間部の第２チャンバ内で往復可能に配置される第２ピストンをさらに含み、前記第２ピストンは、ハウジングに形成され、吸入チャンバと空間部の第２チャンバとの間を流体が流れるように連通させる流出口を可変的に遮断するように構成されることを特徴とする、請求項１３に記載の吸入スロットルバルブ。
20. 内部に吸入チャンバおよびクランクケースチャンバが形成された圧縮機ハウジングを備える可変容量型圧縮機のための吸入スロットルバルブであって、
    内部に空間部および吸入口が形成されるハウジングと、
    前記ハウジングから横方向に延び、前記吸入口によって前記空間部と流体が流れるように連通する吸入ポートと、
    前記空間部内で往復可能に配置され、第１端部および第２端部を備え、前記第１端部はクランクケースチャンバと流体が流れるように連通し、前記第２端部は吸入ポートと流体が流れるように連通する第１ピストンと、
    前記ハウジングに形成される吸入口から遠くなる方向に第１ピストンに力を加える第１ばねとを含み、
    前記第１ピストンは、吸入口に向かって移動して、クランクケースチャンバから流入した第１流体の圧力によって第１ピストンの第１端部に印加される力が、第１ばねおよび吸入ポートを通して流動する第２流体の圧力によって第１ピストンの第２端部に印加される力を超える時、前記吸入口を可変的に遮断し、前記吸入ポートは、前記空間部内で第１ピストンが往復する方向に対して平行でない方向に配置されることを特徴とする、吸入スロットルバルブ。

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