JP2019019743A - 可変容量圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可変容量圧縮機100は、供給通路145の開度を制御する第1制御弁300、逆止弁350、排出通路146の開度を制御する第2制御弁400、及び、背圧逃がし通路147を備える。第2制御弁400は、中間供給通路145b1に連通する背圧室410、弁孔103d及び排出孔431aが開口されると共に排出通路146の一部を構成する弁室420、背圧室410と弁室420とを区画する区画部材430、及び、区画部材430に形成される貫通孔432aを貫通して延びるスプール440を有する。スプール440は、背圧室410内に配置される受圧部441と弁室420内に配置される弁部442と軸部443とを有し、弁部442及び軸部443からなるスプール弁440aを区画部材430に摺接させて区画部材430に対し開閉方向に摺動可能に支持される。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る可変容量圧縮機の断面図であり、車両用のエアコンシステム(エア・コンディショニング・システム)に適用される可変容量型クラッチレス圧縮機を例示する。なお、図1は、この可変容量型クラッチレス圧縮機が車両に搭載されたときの状態(つまり、圧縮機設置状態)を示しており、図において、上側が重力方向上側であり、下側が重力方向下側である。
図2は、第1制御弁300の断面図と共に、冷媒が流通する通路の系統図を示した概念図であり、図3は逆止弁350及び第2制御弁400を含む可変容量圧縮機100の要部断面図である。供給通路145は、吐出室142内の冷媒をクランク室140に供給するための通路である。ここで、供給通路145における吐出室142と第1制御弁300との間の通路を上流側供給通路145aと言い、供給通路145における第1制御弁300とクランク室140との間の通路を下流側供給通路145bと言う。供給通路145は、後述するように第1制御弁300を経由し第1制御弁300によって開閉される。また、逆止弁350は下流側供給通路145bに設けられている。
排出通路146は、クランク室140内の冷媒を吸入室141に排出するための通路である。本実施形態では、排出通路146は、図1〜図3に示すように、吸入室141側において二つの通路に分岐しており、その一方の通路(後述する第1排出通路146a)が第2制御弁400を経由し第2制御弁400によって開閉される。本実施形態において、排出通路146は、シリンダブロック101のフロントハウジング102側の端面を貫通してシリンダヘッド104側に延びる連通路101c、及び、連通路101cが接続されると共にシリンダブロック101のシリンダヘッド104側の端面に開口する空間部101dを有する。
背圧逃がし通路147は、図2及び図3に示すように、下流側供給通路145bにおける第1制御弁300と逆止弁350との間の中間供給通路145b1と吸入室141とを連通すると共に絞り部147aを有する絞り通路としての通路である。
本実施形態では、絞り部147aは、吐出弁形成板151に貫通形成された溝部からなり、この溝部が接続部104eに開口すると共にヘッドガスケット153の連通孔に開口している。本実施形態では、背圧逃がし通路147は、吐出弁形成板151に形成された絞り部147a及びヘッドガスケット153の連通孔を経由して、接続部104e(つまり、中間供給通路145b1)と吸入室141との間を常時連通している。
第1制御弁300は、供給通路145の開口面積(開度)を調整(制御)し、これによって、吐出室142からクランク室140への冷媒の供給量を制御するように構成されている。第1制御弁300は、具体的には、図1及び図2に示すように、シリンダヘッド104に形成された収容穴104c内に収容される。本実施形態において、第1制御弁300にはOリング300a〜300cが装着されており、これらOリング300a〜300cによって収容穴104c内には、連通路104fを介して吸入室141に連通する第1領域S1と、連通路104bを介して吐出室142に連通する第2領域S2と、連通路104d、接続部104e、連通路101e及び逆止弁350を介してクランク室140に連通する第3領域S3とが区画形成される。そして、収容穴104cの第2領域S2及び第3領域S3が供給通路145の一部を構成している。第1制御弁300は、連通路104fを介して導入された吸入室141の圧力と外部信号に応じてソレノイドに流れる電流により発生する電磁力とに応答して供給通路145の開度を制御(調整)し、クランク室140への冷媒の供給量を制御する。
逆止弁350は、供給通路145における下流側供給通路145b(換言すると、第1制御弁300より下流の供給通路145)に設けられている。逆止弁350は、クランク室140から第1制御弁300に向かう冷媒の逆流を阻止すると共に、第1制御弁300からクランク室140に向かう冷媒の流れを許容するように作動する弁である。逆止弁350は、具体的には、シリンダブロック101の連通路101eにおけるバルブプレート103側の開口端部に形成され、連通路101eの一部を構成する収容穴101g内に収容されている。
第2制御弁400は、排出通路146(本実施形態では第1排出通路146a)に設けられ、この排出通路146の開度を制御し、これによって、クランク室140から吸入室141への冷媒の排出量を制御するように構成されている。第2制御弁400は、具体的には、シリンダヘッド104に形成されると共に吸入室141に開口する収容穴104g内に収容され、排出通路146のうちの第1排出通路146aを開閉するためのスプール440を含んで構成される。第2制御弁400は、下流側供給通路145bにおける第1制御弁300と逆止弁350との間の中間供給通路145b1の圧力(詳しくは、後述する背圧室410内の圧力)と、クランク室140の圧力(詳しくは、上流側排出通路146c内の圧力)に応じてスプール440を移動させて排出通路146の開度を制御(調整)し、クランク室140から吸入室141への冷媒の排出量を制御する。
図2に戻って、第1制御弁300は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニット(ソレノイド)とから構成され、シリンダヘッド104に形成された収容穴104c内に収容されている。
次に、逆止弁350について図7を参照して説明する。図7は、可変容量圧縮機100の逆止弁350を含む部分拡大断面図である。図7(A)は、逆止弁350が第1制御弁300からクランク室140に向かう冷媒の流れを許容する方向に作動した状態を示し、図7(B)は、逆止弁350がクランク室140から第1制御弁300に向かう冷媒の逆流を阻止する方向に作動した状態を示している。
第2制御弁400について、図1〜図3、図8及び図9を参照して説明する。図8は第2制御弁400の断面図であり、図9は第2制御弁400における後述する弁部442の弁座側端面442aが後述する弁座103fから最大に離れた状態を示す断面図である。
第2制御弁400は、背圧室410内の圧力(以下において、背圧という)と上流側排出通路146c内の圧力(つまり、クランク室圧力Pc)とに応じてスプール440を移動させて弁部442を弁座103fに接離させることにより、排出通路146の開度を制御するように構成されている。前述したように、背圧室410は、中間供給通路145b1に連通路104kを介して連通しているため、背圧室410内の圧力(背圧)は、中間供給通路145b1の圧力Pmと同等である。また、上流側排出通路146c内の圧力は、クランク室圧力Pcと同等である。したがって、第2制御弁400は、背圧(中間供給通路145b1の圧力)Pmとクランク室圧力Pcとに応じてスプール440を作動させている。
次に、背圧室410と中間供給通路145b1との間を連通する連通路104kについて詳述する。
ここで、可変容量圧縮機100の動作について説明する。
可変容量圧縮機100が運転されている状態で第1制御弁300のモールドコイル314への通電を遮断すると、第1制御弁300が最大に開かれる。これによって背圧Pmが昇圧するので、逆止弁350が供給通路145を閉じている場合は(最大吐出容量時)、逆止弁350が供給通路145を開き、同時に第2制御弁400が第1排出通路146aを閉じる。このため、排出通路146は第2排出通路146bのみとなり、クランク室140の圧力が昇圧して斜板111の傾角が減少し、吐出容量が最小の状態に維持される。
なお、本実施形態では、スプール重心位置Gは区画部材430の貫通孔432a内に位置しているものとしたが、必ずしもこれに限定されない。
図11は、本発明の第2実施形態に係る可変容量圧縮機の要部拡大断面図であり、図11(A)は、第2制御弁400が第1排出通路146aを閉じた状態を示し、図11(B)は、第2制御弁400が第1排出通路146aを開いた状態を示している。第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
最後に、本発明に係る可変容量圧縮機の参考例の可変容量圧縮機について説明する。
図12は参考例の可変容量圧縮機100’の第1制御弁300の断面図と共に、冷媒が流通する通路の系統図を示した概念図である。図13は可変容量圧縮機100’の要部拡大断面図であり、図14は可変容量圧縮機100’の各動作状態における冷媒の流れを説明するための概念図である。本発明の第1実施形態に係る可変容量圧縮機100と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
[参考例の排出通路]
図12及び図13に示すように、本参考例に係る可変容量圧縮機100’では、第2制御弁400により開閉制御される第1排出通路146aと、クランク室140と吸入室141との間を常時連通する第2排出通路146bとが並列的に延伸している。つまり、第1排出通路146a及び第2排出通路146bが個別にクランク室140と吸入室141との間を延伸している。クランク室140内の冷媒を吸入室141に排出するための排出通路146は、これら並列的に設けられた第1排出通路146a及び第2排出通路146bにより構成されている。そして、第2制御弁400は、第1排出通路146aの途上に設けられ、第1排出通路146aの開度を調整(制御)することにより、排出通路146の開度を調整する。
供給通路145は、第2制御弁400を経由してクランク室140に接続されている。そして、供給通路145の下流側供給通路145bの一部が排出通路146の一部を兼用している。本参考例における上流側供給通路145aは第1実施形態と同じである。そして、本参考例における下流側供給通路145bのうちの第1制御弁300から接続部104eまでの構成についても第1実施形態と同じである。
図12〜図14に示すように、本参考例の可変容量圧縮機100’は、逆止弁350を第1制御弁300や第2制御弁400等とは別に有していない。本参考例では、第2制御弁400が逆止弁350の機能を兼用するように構成されている。
Claims (6)
- 冷媒が導かれる吸入室、前記吸入室内の冷媒を吸入して圧縮する圧縮部、前記圧縮部によって圧縮された冷媒が吐出される吐出室、及び、制御圧室を有し、前記制御圧室の圧力に応じて吐出容量が変化する可変容量圧縮機において、
前記吐出室内の冷媒を前記制御圧室に供給するための供給通路に設けられ、前記供給通路の開度を制御する第1制御弁と、
前記供給通路における前記第1制御弁と前記制御圧室との間の下流側供給通路に設けられ、前記制御圧室から前記第1制御弁に向かう冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、
前記制御圧室内の冷媒を前記吸入室に排出するための排出通路に設けられ、前記排出通路の開度を制御する第2制御弁と、
前記下流側供給通路における前記第1制御弁と前記逆止弁との間の中間供給通路と前記吸入室とを連通すると共に絞り部を有する絞り通路と、
を備え、
前記第2制御弁は、
前記中間供給通路に連通する背圧室と、
前記排出通路における前記第2制御弁と前記制御圧室との間の上流側排出通路の第2制御弁側端部をなす弁孔、及び、前記吸入室に連通する排出孔が開口され、前記排出通路の一部を構成する弁室と、
前記背圧室と前記弁室とを区画する区画部材と、
前記背圧室内に配置される受圧部、前記弁室内に配置され前記弁孔の周囲の弁座に接離する弁部、及び、前記区画部材に形成された貫通孔を貫通して延び前記受圧部と前記弁部とを連結する軸部を有するスプールと、
を有し、前記背圧室内の圧力と前記上流側排出通路内の圧力とに応じて前記スプールを移動させて前記弁部を前記弁座に接離させることにより、前記排出通路の開度を制御するように構成されており、
前記スプールは、前記弁部及び前記軸部からなるスプール弁を前記区画部材に摺接させることにより、前記区画部材に対して開閉方向に摺動可能に支持されている、可変容量圧縮機。 - 前記スプールは、円形断面を有し、重力方向を横切る一方向に延びるように配置され、前記スプール弁の前記軸部の外周面のうちの重力方向下側部位を、前記区画部材の前記貫通孔の孔壁面のうちの重力方向下側部位に摺接させている、請求項1に記載の可変容量圧縮機。
- 前記スプールは、前記一方向のスプール重心位置が前記区画部材の前記貫通孔内に位置するように配置されている、請求項2に記載の可変容量圧縮機。
- 前記区画部材は、前記貫通孔が形成された端壁と、前記端壁から弁座側に延びると共に前記弁座が形成される壁面に当接し、且つ、前記排出孔が形成された周壁と、を有している、請求項1〜3のいずれか一つに記載の可変容量圧縮機。
- 前記受圧部の外周面と前記背圧室の内壁面との間に設けられ、前記区画部材を前記弁座側へ付勢するための付勢部材を更に含む、請求項1〜4のいずれか一つに記載の可変容量圧縮機。
- 前記付勢部材は、圧縮コイルバネからなる、請求項5に記載の可変容量圧縮機。
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