JP3792939B2 - 容量可変圧縮機及び容量制御弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる容量可変圧縮機及び容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結され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、冷媒の容量（吐出量）を変えることのできる容量可変圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変圧縮機においては、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが低圧冷媒管路に通じる吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出し、クランク室内の圧力変化により揺動板の傾斜角度を変化させることによって冷媒の吐出量を変化させるようになっている。
【０００４】
そのような自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる容量可変圧縮機は、冷房能力が必要とされていない状態の時でも、圧縮容量が例えば最大容量の５％程度の最小容量の状態で運転が継続される、いわゆるミニマム運転状態をとるものが一般的である。
【０００５】
しかし単純にそのようにすると、冬期のように負荷の小さいときには、例えミニマム運転状態であっても圧縮された冷媒が蒸発器に流されることにより、蒸発器のフィンが凍りついてしまう問題が発生する。
【０００６】
そこで、低圧冷媒管路と吸入室との間を全閉にする吸入路開閉弁を設け、ミニマム運転時にはそれを閉じて低圧冷媒が圧縮機に吸い込まれないようにしており、従来は、吸入路開閉弁が揺動板によって開閉駆動されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、低圧冷媒管路と吸入室との間を開閉する吸入路開閉弁を揺動板で機械的に駆動して、ミニマム運転時に吸入路開閉弁を閉じるには、クランク室内に配置された揺動板からクランク室外の吸入路開閉弁にまたがる伝達機構を設けたり、クランク室と吸入路開閉弁との間のシールの問題等があって、機構が複雑になってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、ミニマム運転時に低圧冷媒管路と吸入室との間を閉塞するための吸入路開閉弁を、クランク室外のみにおいて簡単に駆動することができる容量可変圧縮機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の容量可変圧縮機は、冷媒を低圧冷媒管路に通じる吸入室から吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出する容量可変圧縮機であって、電磁制御弁によって制御される調圧室内の圧力変化により上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機において、上記低圧冷媒管路と上記吸入室との間を連通／閉塞するための吸入路開閉弁を設け、上記電磁制御弁のソレノイドがオフの時には、上記電磁制御弁によって上記冷媒の吐出量が最小状態に制御されると共に上記吸入路開閉弁が閉じ状態にされるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記調圧室が気密に形成されたクランク室であり、そのクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより上記吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと上記吐出室に吐出するピストンとを有していてもよい。
【００１１】
そして、上記電磁制御弁が、上記調圧室内の圧力を上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の変化に対応して変化させるための弁機構と、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の大きさに対応する上記調圧室内の圧力の大きさをシフトさせるためのソレノイドとを有していてもよい。
【００１２】
また、上記吸入路開閉弁が上記各部の冷媒の圧力差によって動作する差圧作動弁であり、上記吸入路開閉弁に冷媒の圧力を与える連通路が上記容量制御用の電磁制御弁のオン／オフによって切り換わるようにしてもよい。
【００１３】
そして、上記吸入路開閉弁を閉じ方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、閉じ方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、開き方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吐出室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吸入室内の圧力が作用するようにしてもよい。さらに、上記吸入路開閉弁が上記吸入室内の圧力を両端に受け、上記連通路が上記吸入路開閉弁の中間部分に連通していてもよい。
【００１４】
或いは、上記吸入路開閉弁を開き方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、開き方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、閉じ方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吸入室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吐出室内の圧力が作用するようにしてもよい。
【００１５】
そして、上記吸入路開閉弁に、上記吐出室内の圧力に代えて上記調圧室内の圧力が作用するようにしてもよく、また、上記吸入路開閉弁が閉じた状態のときに上記吐出室内と上記低圧冷媒管路内とを連通させるための還流路が設けられていてもよい。また、上記吸入路開閉弁の両端に面する空間どうしを連通させる絞り孔が上記吸入路開閉弁に形成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の容量制御弁は、冷媒を低圧冷媒管路に通じる吸入室から吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出し、電磁制御弁によって制御される調圧室内の圧力変化により上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機に用いられる容量制御弁であって、上記調圧室内の圧力を上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の変化に対応して変化させるための弁機構と、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の大きさに対応する上記調圧室内の圧力の大きさをシフトさせるためのソレノイドとを有するものにおいて、上記ソレノイドがオフのときに上記吸入路開閉弁を閉状態にさせるための管路切り換えを行う吸入路開閉弁駆動管路切り換え部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記調圧室が気密に形成されたクランク室であり、そのクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより上記吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと上記吐出室に吐出するピストンとが上記容量可変圧縮機に設けられていてもよい。
【００１８】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が、上記ソレノイドがオンのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよく、或いは、上記ソレノイドがオフのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよい。
【００１９】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が、上記吸入路開閉弁の駆動部に対して、上記吐出室内との連通に代えて上記調圧室を連通させるようにしてもよい。
【００２０】
また、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が上記ソレノイドによって軸線方向に駆動されるものであり、上記吸入路開閉弁駆動弁部に対して軸線方向に両側から同じ大きさの圧力が作用して相殺されるようにしてもよい。
【００２１】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部に、上記吐出室と上記吸入路開閉弁の駆動部とを連通させる絞り孔が設けられていて、上記ソレノイドがオフのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吸入室内を連通させるようにしてもよい。
【００２２】
或いは、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部に、上記吸入室と上記吸入路開閉弁の駆動部とを連通させる絞り孔が設けられていて、上記ソレノイドがオンのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよい。
【００２３】
なお、上記弁機構には、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力と所定の基準圧力との差圧を検出するための感圧部が設けられていて、上記ソレノイドがオフのときには、上記感圧部が上記クランク室内の圧力制御に影響しない状態になるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図２及び図３は、自動車用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる容量可変圧縮機１０を示しており、図２は最大容量状態、図３は最小容量状態である。
【００２５】
１１は、気密に構成されたクランク室（調圧室）１２内に配置され、駆動プーリ１３によって回転駆動される回転軸であり、回転軸１１に対して傾斜してクランク室１２内に配置された揺動板１４が、回転軸１１の回転にしたがって揺動する。
【００２６】
クランク室１２内の周辺部に配置されたシリンダ１５内には、ピストン１７が往復動自在に配置されており、ロッド１８によってピストン１７と揺動板１４とが連結されている。
【００２７】
したがって、揺動板１４が揺動すると、ピストン１７がシリンダ１５内で往復動して、シリンダ１５の上流側に形成された吸入室３からシリンダ１５内に冷媒が吸入され、その冷媒がシリンダ１５内で圧縮された後、下流側の吐出室４に吐出される。
【００２８】
吸入室３には、その上流側の低圧冷媒管路１から低圧冷媒が送り込まれ、吐出室４からはその下流側の高圧冷媒管路２に高圧冷媒が送り出される。５（５ａ，５ｂ）は、クランク室１２と連通する連通路である。また、Ｐｅは低圧冷媒管路１内の圧力、Ｐｓは吸入室３内の圧力、Ｐｄは吐出室４内の圧力、Ｐｃはクランク室１２内の圧力である。
【００２９】
揺動板１４の傾斜角度はクランク室１２の圧力Ｐｃによって変化し、揺動板１４の傾斜角度によってシリンダ１５からの冷媒の吐出量（即ち、圧縮機１０の容量）が変化する。そして、Ｐｃ＝Ｐｓになると図２に示される最大容量状態になり、Ｐｃが大きくなると、図３に示される最小容量状態になる。
【００３０】
３０は、低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化又は吸入室圧力Ｐｓの変化に対応してクランク室圧力Ｐｃを自動制御して、圧縮機１０の容量を制御する電磁制御の容量制御弁であり、その制御レベルを電磁的に変えることができる。６は、低圧冷媒管路１から容量制御弁３０に通じる連通管である。
【００３１】
７０は、低圧冷媒管路１と吸入室３との間に介挿配置した主弁７１によって、低圧冷媒管路１と吸入室３との間を開閉する吸入路開閉弁であり、容量可変圧縮機１０がミニマム運転になるように容量制御弁３０の状態が切り換わると、それに連動して閉じるようになっている。
【００３２】
図４は、本発明の第１の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、まず、容量制御弁３０だけを拡大して示す図５を参照して容量制御弁３０について説明する。
【００３３】
容量制御弁３０は一種の電磁制御弁であり、この実施の形態においては低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化に対応してクランク室圧力Ｐｃを自動制御して圧縮機１０の容量を制御するものであり、最小容量の定常運転（ミニマム運転）状態にすることもできる。図５には、最大容量状態が示されている。
【００３４】
容量制御弁３０の本体筒３１の中間部分には、側孔を通じてクランク室１２に連通する第１と第２のクランク室連通部３２ａ，３２ｂが並んで形成されており、それより突端寄りには、側孔を通じて吐出室２１に連通する吐出室連通部３３が形成されている。
【００３５】
第１のクランク室連通部３２ａと吐出室連通部３３とは、本体筒３１の軸線位置に形成された弁孔３４によって連通しており、その弁孔３４を開閉するための弁３５が吐出室連通部３３内に配置されている。
【００３６】
３６は、弁３５を弁孔３４の開口に向かって付勢するガタつき防止用の弱い圧縮コイルスプリングであり、弁３５は弁孔３４内に緩く挿通された弁駆動ロッド３７の先端によって、コイルスプリング３６の付勢力に抗して吐出室連通部３３内に押し上げられて開状態になる。
【００３７】
その状態になると、弁３５は吐出室連通部３３の反対側の位置に形成された弁座３９に当接する。弁座３９は、吸入路開閉弁７０側と連通する主弁駆動用連通孔７２の入口に形成されていて、弁座３９から弁３５が離れている状態では、吐出室連通部３３と主弁駆動用連通孔７２とが連通し、主弁駆動用連通孔７２内の圧力Ｐｐが吐出室圧力Ｐｄと等圧になる。
【００３８】
本体筒３１の奥側の半部内には、側孔を通じて低圧冷媒管路１と連通する低圧連通部３８が形成されている。低圧連通部３８の一端側は第２のクランク室連通部３２ｂに隣接しており、第２のクランク室連通部３２ｂと低圧連通部３８との間を仕切る隔壁の軸線位置に形成された貫通孔が、弁駆動ロッド３７と一体に設けられた弁棒３７ａによって開閉される。
【００３９】
本体筒３１の低圧連通部３８が開口する端部（第２のクランク室連通部３２ｂと反対側）にはソレノイド４０が連結されている。４１はその電磁コイル、４２は固定鉄芯である。
【００４０】
可動鉄芯４４は、低圧連通部３８からソレノイド４０内にまたがって配置されたスリーブ４３内に隙間をもって緩く嵌挿配置されており、弁駆動ロッド３７の端面が可動鉄芯４４の端面に当接している。
【００４１】
可動鉄芯４４と固定鉄芯４２との間に配置された動作用圧縮コイルスプリング５１は、吐出室連通部３３内のコイルスプリング３６より強いバネ力を有しており、その付勢力が可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７を介して弁３５に伝えられる。
【００４２】
その結果、可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７に対してバネ力以外の他の力が作用していない時は、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって、弁３５が弁孔３４から離れて開いた状態に押し上げられる。
【００４３】
これに対して、電磁コイル４１に通電すると、図５に示されるように、可動鉄芯４４を固定鉄芯４２に引き付ける方向に電磁力が作用し、それによって、弁３５は弁孔３４を閉じる方向に動作する。
【００４４】
固定鉄芯４２の軸線位置に穿設された貫通孔５３内には、一端側が可動鉄芯４４に連結された連結ロッド５４が緩く挿通されていて、その連結ロッド５４の他端側には受圧盤５５が取り付けられている。
【００４５】
その受圧盤５５に面して、固定鉄芯４２の外端部分にダイアフラム５６が取り付けられており、ダイアフラム５６の外表面は大気に開放され、ダイアフラム５６の内側の空間５７は貫通孔５３を介して低圧連通部３８に連通している。したがって、その空間５７は低圧連通部３８の一部であると見ることもできる。低圧連通部３８は、連通管６を介して低圧冷媒管路１に連通している。
【００４６】
そして、ダイアフラム５６の外面側には、ダイアフラム５６を外側から基準圧力で押すための加圧機構６０が取り付けられている。６１は、ダイアフラム５６の外表面に当接する可動ピストンであり、固定部材６２との間に配置された圧縮コイルスプリング６３，６４によって付勢力が加えられている。そのうちの微調整用圧縮コイルスプリング６４の付勢力は、調整ネジ６５によって微調整することができる。
【００４７】
このようにして、ダイアフラム５６の内表面には低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅがかかり、外表面には大気圧と圧縮コイルスプリング６３，６４の付勢力とが基準圧力として加わっており、その差圧をダイアフラム５６を介してその内側に当接する受圧盤５５が受圧している。ただし、ダイアフラム５６の外表面を密封空間にしてその空間圧力を基準圧力に利用してもよい。
【００４８】
その結果、ソレノイド４０の電磁コイル４１に通電された状態においては、受圧盤５５の受圧圧力が連結ロッド５４及び可動鉄芯４４を介して弁駆動ロッド３７に作用して、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの圧力変化に応じて弁３５が開閉制御され、それによってクランク室１２内の圧力Ｐｃが制御されて圧縮機１０の容量が制御される。
【００４９】
そして、電磁コイル４１への通電電流値を変化させることによって、弁３５の開閉状態を変化させる低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの値がシフトするので、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの大きさに対応するクランク室１２内の圧力Ｐｃの大きさ（即ち、吐出量）がシフトする。
【００５０】
このように構成された容量制御弁３０において、電磁コイル４１への通電を止めると、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって、弁３５が弁孔３４から離れて吐出室連通部３３と第１のクランク室連通部３２ａとが連通し、圧縮機１０が最小容量を維持する状態（ミニマム運転状態）になる。それと同時に、弁３５が弁座３９に押し付けられて、主弁駆動用連通孔７２が吐出室連通部３３と連通しない状態になる。
【００５１】
このミニマム運転状態では、低圧冷媒管路１内の冷媒圧力Ｐｅが高まってダイアフラム５６が外方に移動した時でも、受圧盤５５からダイアフラム５６が外方に退避するだけなので、弁３５が開いた状態に何ら影響せず、圧縮機１０は最小容量の定常運転状態を行う。
【００５２】
次に、図４に戻って吸入路開閉弁７０について説明をする。
主弁７１は、低圧冷媒管路１と吸入室３とを連通する管路の途中に配置されており、その管路を開閉するための弁部７１ａと駆動用のピストン部７１ｂとが、細い連結部７１ｃにより一体的に連結されている。弁部７１ａとピストン部７１ｂは同径に形成されていて、中間部分にかかる圧力がキャンセルされるようになっている。
【００５３】
ピストン部７１ｂが嵌挿されたシリンダ室７４には主弁駆動用連通孔７２が連通しており、主弁駆動用連通孔７２内の圧力がピストン部７１ｂの背面にかかるようになっている。したがって、容量制御弁３０の弁３５が主弁駆動用連通孔７２に対して開弁状態のときは、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐは吐出室４の圧力Ｐｄになる（Ｐｐ＝Ｐｄ）。
【００５４】
ただし、シリンダ室７４は細い絞り孔７５を介して吸入室３とも連通しているので、容量制御弁３０の弁３５が閉じ状態になると、シリンダ室７４内は徐々に吸入室３内の圧力Ｐｓと等圧になる（Ｐｐ＝Ｐｓ）。
【００５５】
主弁７１は、シリンダ室７４の加圧力と逆方向から圧縮コイルスプリング７６によって閉じ方向に付勢されており、弁部７１ａには、通孔７７を通じてシリンダ室７４と逆方向から吸入室３内の圧力Ｐｓが常時作用している。
【００５６】
したがって、主弁７１は、〔シリンダ室７４内の圧力Ｐｐからの作用力Ｆｐ〕と〔圧縮コイルスプリング７６の付勢力Ｆｃ＋吸入室３内の圧力Ｐｓからの作用力Ｆｓ〕との差圧によって作動し、Ｆｐ＞Ｆｃ＋Ｆｓのときは開き状態になるが、Ｆｐ＜Ｆｃ＋Ｆｓのときは閉じ状態になって、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される。
【００５７】
ピストン部７１ｂの外周面に形成された円周溝７８は、吐出室４から低圧冷媒管路１へ圧力を戻すために形成されている還流孔７９を通じさせるためのものであり、主弁７１が閉じ状態になったときに還流孔７９を開通させる。
【００５８】
このように構成された実施の形態の容量可変圧縮機においては、容量制御弁３０のソレノイド４０がオン（電磁コイル４１に通電の意…以下同じ）の状態においては、前述のように、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの圧力変化に応じて弁３５が開閉制御され、それによって圧縮機１０の容量が制御される。
【００５９】
その間、可動鉄芯４４は固定鉄芯４２側に吸引されているので、図６に示される最小容量状態になっても、弁３５が弁座３９に当接せず、したがってシリンダ室７４内の圧力Ｐｐは吐出室４の圧力Ｐｄであり、吸入路開閉弁７０は開いた状態を維持する。
【００６０】
容量制御弁３０のソレノイド４０がオフ（電磁コイル４１に通電なしの意…以下同じ）にされてミニマム運転状態になると、可動鉄芯４４が固定鉄芯４２に吸引されなくなることによって、弁３５が弁座３９に当接して吐出室４からシリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２が閉じられる。
【００６１】
その結果、絞り孔７５を介してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが徐々に吸入室３内の圧力Ｐｓになるので、図１に示されるように、主弁７１が圧縮コイルスプリング７６の付勢力によって閉じ状態に移行し、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される。ただし、圧縮機１０を冷却するための最小限の冷媒を通過させる必要があるので、その閉塞状態は意図的に不完全なものにしてある。
【００６２】
また、吸入路開閉弁７０が閉じた状態になると、ピストン部７１ｂに形成された円周溝７８を介して還流孔７９が開通し、吐出室４内の圧力が低圧冷媒管路１側に抜ける状態になる。それによって、低圧冷媒管路１内の圧力が所定圧より下がり過ぎないように維持され、同時に潤滑油の還流も行われる。
【００６３】
また、ソレノイド４０がオフになると、連結ロッド５４と可動鉄芯４４との間に隙間ができてダイアフラム５６の位置変化が可動鉄芯４４側に伝わらなくなり、定常のミニマム運転状態が維持される。これは、以下の各実施の形態においても同様である。
【００６４】
このようにして、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０が最小容量のミニマム運転状態になるのと連動して、吸入路開閉弁７０によって低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉じられて、冬期等の負荷の小さい時に蒸発器（図示せず）のフィンが凍結しない。
【００６５】
以下、図７ないし図９に、本発明の第２ないし第４の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示す。それらの容量制御弁３０及び吸入路開閉弁７０の具体的な構成及び動作は、上述の第１の実施の形態と相違する。
【００６６】
しかし、それらはいずれも、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０がミニマム運転状態になり、それと連動して吸入路開閉弁７０によって低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉じられる点では第１の実施の形態と全く同じである。したがって、以下の各実施の形態の説明は、第１の実施の形態との相違点だけを簡略に行う。
【００６７】
図７は、本発明の第２の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させて、主弁駆動用連通孔７２の入口の弁座３９を第１の実施の形態の弁孔３４の位置に配置してある。
【００６８】
その結果、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐは第１の実施の形態の場合とは逆に、容量制御弁３０のソレノイド４０がオンの状態ではＰｐ＝Ｐｓになり、ソレノイド４０がオフのミニマム運転状態ではＰｐ＝Ｐｄになって、主弁７１の移動方向も逆になる。
【００６９】
そこで、主弁７１の形状もそれに合わせて、圧縮コイルスプリング７６が圧縮されたときに低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞されるように、シリンダ室７４内に嵌挿される部分を長く形成してある。
【００７０】
図８は、本発明の第３の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させた点は第２の実施の形態と同じであるが、主弁駆動用連通孔７２の入口の弁座３９が第２の実施の形態とは逆向き（第１の実施の形態と同方向）に配置してある。
【００７１】
また、低圧冷媒管路１と吸入室３との間には弁座８０を形成して、上流の低圧冷媒管路１側から弁座８０に向かって主弁７１が当接するように配置され、主弁７１の後端に連結された受圧盤８１がシリンダ室７４内に配置されて（主弁７１と受圧盤８１とで、一つの弁体を構成していると考えることができる）、圧縮コイルスプリング７６が、受圧盤８１に当接してシリンダ室７４内に配置されている。
【００７２】
そして、シリンダ室７４内が主弁７１の軸線位置に形成された通孔８２を介して常に吸入室３内の圧力Ｐｓになり、その圧力を受ける受圧盤８１の反対面と通じる位置に主弁駆動用連通孔７２の一端が開口配置されている。
【００７３】
その結果、受圧盤８１の内側の空間内の圧力Ｐｐは容量制御弁３０のソレノイド４０がオンの状態ではＰｐ＝Ｐｄになって、受圧盤８１をシリンダ室７４内に押し下げて、主弁７１が弁座８０から離れた開弁状態になる。
【００７４】
ソレノイド４０がオフのミニマム運転状態では、受圧盤８１の内側の空間内の圧力Ｐｐが、受圧盤８１に形成された絞り孔８１ａを介してＰｐ＝Ｐｓになり、その結果圧縮コイルスプリング７６によって主弁７１が弁座８０に押し付けられて、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される状態になる。
【００７５】
図９は、本発明の第４の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させた点は第２及び第３の実施の形態と同じであるが、その他の部分の構成を極力簡略化したものである。
【００７６】
構成の簡略化のために、この実施の形態では吸入路開閉弁７０の開閉駆動に吐出室４内の圧力Ｐｄを利用することを止め、ミニマム運転状態のときには、シリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられ、それによって第２の実施の形態と同様の構成の主弁７１を動作させるようになっている。
【００７７】
したがって、容量制御弁３０には上記各実施の形態に設けられているような弁３５は設けられておらず、可動鉄芯４４に直結された弁棒３７ａに主弁駆動用連通孔７２の入口を開閉する機能を与えて、ミニマム運転状態のときに主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられるようにしている。
【００７８】
図１０ないし図１２は、本発明の第５の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、上述の第４の実施の形態をさらに改良した構造である。
【００７９】
図１３ないし図１５はその容量制御弁３０だけを拡大して示しており、図１０と図１３は最大容量状態、図１１と図１４は中間容量状態、図１２と図１５は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００８０】
この実施の形態の容量可変圧縮機においては、クランク室１２に通じる連通路５と吐出室４との間を絞り孔７で直接連通させてあり、この点は第２、第３及び第４の実施の形態と同じである。
【００８１】
そして、連通孔４５によって連通している一対の円周溝４６が可動鉄芯４４の外周面に間隔をあけて形成されていて、可動鉄芯４４そのものが、主弁駆動用連通孔７２と連通路５との間の連通／閉塞を切り換える切換弁になっている。
【００８２】
そして、ミニマム運転状態のときには、第４の実施の形態と同様に、吸入路開閉弁７０の開閉駆動に吐出室４内の圧力Ｐｄを利用せずに、シリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられ、それによって主弁７１が動作する。
【００８３】
さらにこの実施の形態においては、可動鉄芯４４を軸線方向に貫通する背圧キャンセル連通孔４７が可動鉄芯４４に設けられている。これによって、可動鉄芯４４の両端に常に同じ圧力が作用するだけでなく、ダイアフラム５６の内面に常に低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅが作用するので、配管系全体での背圧キャンセルが行われ、常に正確に動作する。
【００８４】
図１６ないし図１８は、本発明の第６の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、第１の実施の形態を改良した構造である。図１６は最大容量状態、図１７は中間容量状態、図１８は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００８５】
この実施の形態の吸入路開閉弁７０では、第１の実施の形態とは逆に（第２の実施の形態と同様に）、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが高いときに吸入路開閉弁７０の主弁７１が低圧冷媒管路１を閉塞する状態になり、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが下がると主弁７１が低圧冷媒管路１を開通させる位置に退避する。
【００８６】
主弁７１には、シリンダ室７４内と吸入室３側とを連通させる絞り孔７５が形成されている。したがって、シリンダ室７４内が高圧になっていても、高圧部と連通していない状態になれば、シリンダ室７４内の圧力が徐々に下がって吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。第１の実施の形態等に設けられている還流孔７９は不要になるので設けられていない。
【００８７】
ソレノイド４０によって駆動される容量制御弁３０の弁３５は球状に形成されていて、弁駆動ロッド３７の先端によって吐出室４と主弁駆動用連通孔７２との間を開閉するように動作し、弁駆動ロッド３７の中間部分に突設された弁部３７ｂは、クランク室１２に連通する連通路５と吐出室４との間を開閉する。
【００８８】
ダイアフラム５６の内面には、連通管６を介して低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅが加わっている。また、クランク室１２に通じる連通路５と吸入室３との間が絞り孔８を介して直接連通している。
【００８９】
ソレノイド４０の電磁コイル４１に駆動電流が流されたオン状態では、容量制御弁３０の弁３５が閉じてシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓ（Ｐｐ＝Ｐｓ）になっているので、吸入路開閉弁７０が開いている。
【００９０】
そして、ダイアフラム５６に加わる低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化に対応して、図１６に示される最大容量状態から図１７に示される中間容量状態の範囲での容量変化制御が行われ、その制御レベルを電磁コイル４１への通電電流値により任意にシフトさせることができる。
【００９１】
なお、図１６に示される最大容量状態においては、容量制御弁３０の弁部３７ｂが閉状態にあることにより、クランク室１２に連通する連通路５内の圧力Ｐｃが絞り孔８を介して吸入圧Ｐｓになり（Ｐｃ＝Ｐｓ）、図１７に示される中間容量状態においては、弁部３７ｂが開いてクランク室１２に連通する連通路５内の圧力Ｐｃが上昇している。
【００９２】
ソレノイド４０がオフにされると、図１８に示されるように弁部３７ｂが大きく開くことによって、クランク室１２に連通する連通路５が吐出室４と連通してクランク室１２内の圧力Ｐｃが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｃ＝Ｐｄ）、容量可変圧縮機１０が最小容量状態になる。
【００９３】
そして弁３５が開状態になることによってシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになる（Ｐｐ＝Ｐｄ）ので、吸入路開閉弁７０が閉状態になってミニマム運転状態になる。
【００９４】
図１９は、本発明の第７の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、ダイアフラム５６の内面に連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わるようにした点だけが第６の実施の形態と相違し、それよって構造が簡素化されている。機能的には第６の実施の形態と殆ど変わらない。
【００９５】
なお、ダイアフラム５６は外縁部が固定鉄芯４２と加圧機構枠６９との間に挟まれて外側からレーザ溶接等によって固着されている。したがってダイアフラム５６は金属製である。この構成は他の各実施の形態に適用してもよい。
【００９６】
図２０と図２１は、本発明の第８の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、図２０は中間の容量制御状態、図２１は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００９７】
この実施の形態の吸入路開閉弁７０では、第２、第６及び第７の実施の形態と同様に、主弁７１が圧縮コイルスプリング７６によって閉じ方向に付勢されていて、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが高いとき、図２０に示されるように主弁７１が低圧冷媒管路１を開通させる位置に退避し、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが低いとき、図２１に示されるように主弁７１が低圧冷媒管路１を閉塞する。
【００９８】
また第７の実施の形態と同様に、ダイアフラム５６の内面には、連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わっており、ダイアフラム５６は外縁部が固定鉄芯４２と加圧機構枠６９との間に挟まれて外側からレーザ溶接等によって固着されている。
【００９９】
容量制御弁３０の本体筒１３１に形成された絞り孔１３２は、主弁駆動用連通孔７２に常時連通するように形成された中央側孔１３３と吐出室４への連通部との間を細い断面積で連通させており、弁棒３７ａが中央側孔１３３と吸入室３との間を開閉するように構成されている。
【０１００】
このような構成により、図２０に示されるように、ソレノイド４０がオンで可動鉄芯４４に対して固定鉄芯４２方向への吸引力が作用している時は、中央側孔１３３と吸入室３との間が弁棒３７ａで閉じられているので、絞り孔１３２を介して吐出室４と連通する中央側孔１３３内が吐出圧Ｐｄになっている。その結果、主弁駆動用連通孔７２を経由してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｐ＝Ｐｄ）、吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。
【０１０１】
この状態においては、吸入圧Ｐｓと大気圧との差圧によるダイアフラム５６の変位によって弁棒３７ａが微動し、弁３５が弁駆動ロッド３７により押し開かれると、クランク室１２に通じる連通路５が吐出室４と連通してクランク室１２内の圧力Ｐｃが上昇し、弁３５が弁孔３４に押し付けられて閉じると、絞り孔８を介して吸入室３と通じるクランク室１２内の圧力Ｐｃが下降し、それによって吐出量（容量）の自動制御が行われる。
【０１０２】
そして、ソレノイド４０の電磁コイル４１への通電電流値の大きさに対応して容量制御弁３０の弁３５の開閉タイミングがシフトするので、吸入圧Ｐｓの大きさに対応する吐出量の大きさを任意にシフトさせることができる。
【０１０３】
ソレノイド４０をオフにすると、図２１に示されるように、弁３５が弁駆動ロッド３７によって大きく押し開かれ、クランク室１２に通じる連通路５と吐出室４とが完全に連通して、Ｐｃ＝Ｐｄのミニマム運転状態になる。
【０１０４】
それと同時に、弁棒３７ａの移動によって中央側孔１３３と吸入室３とが連通するので、主弁駆動用連通孔７２を介して吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓになり（Ｐｐ＝Ｐｓ）、吸入路開閉弁７０が閉じて低圧冷媒管路１が閉塞された状態になる。
【０１０５】
ただし、その状態において、吐出室４と吸入室３との間が絞り孔８によって通じているので、第１の実施の形態等に設けられている還流孔７９は不要である。このように、第８の実施の形態の装置は構造を非常に簡素化することができる。
【０１０６】
図２２と図２３は、本発明の第９の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、図２２は中間の容量制御状態、図２３は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【０１０７】
この実施の形態の構成は、弁３５の前後に通じる配管を上述の第８の実施の形態と逆に（第１の実施の形態の容量制御弁３０と同様に）したものであり、弁３５部分の構造は第１の実施の形態と同じである。
【０１０８】
したがって、吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内が、主弁駆動用連通孔７２から絞り孔７５を介して吸入室３と常時連通しており、容量制御弁３０の弁３５（前後両面が円錐形状の弁になっている）によって吸入室３とシリンダ室７４との間が開閉される。
【０１０９】
中央側孔１３３はクランク室１２との連通路５に常時連通している。そして、容量制御弁３０の本体筒１３１に形成された絞り孔８が、中央側孔１３３と吸入室３との間を連通させる状態に形成されている。ダイアフラム５６の内面には、連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わっている。
【０１１０】
その結果、図２２に示されるように、ソレノイド４０がオンで可動鉄芯４４に対して固定鉄芯４２方向への吸引力が作用している時は、容量制御弁３０の弁３５が弁座３９から離れているので、主弁駆動用連通孔７２を経由してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｐ＝Ｐｄ）、吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。
【０１１１】
この状態においては、吸入圧Ｐｓと大気圧との差圧によるダイアフラム５６の変位によって弁３５が微動し、弁３５が弁孔３４から離れると連通路５が吐出室４と通じてクランク室１２内の圧力Ｐｃが上昇し、弁３５と弁孔３４との間が閉じると絞り孔８を通じてクランク室１２内の圧力Ｐｃが下降し、それによって吐出量（容量）の自動制御が行われる。
【０１１２】
そして、ソレノイド４０への通電電流値の大きさに対応して弁３５の開閉タイミングがシフトし、吸入圧Ｐｓの大きさに対応する吐出量の大きさを任意にシフトさせることができる。
【０１１３】
ソレノイド４０をオフにすると、図２３に示されるように、弁３５が弁孔３４から大きく離れて、連通路５と吐出室４とが完全に連通し、Ｐｃ＝Ｐｄのミニマム運転状態になる。
【０１１４】
それと同時に、弁３５によって弁座３９が塞がれるので、主弁駆動用連通孔７２と絞り孔７５を介して吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓになり（Ｐｐ＝Ｐｓ）、吸入路開閉弁７０が閉じて低圧冷媒管路１が閉塞された状態になる。
【０１１５】
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、要は、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０がミニマム運転状態になり、それと連動して吸入路開閉弁７０が低圧冷媒管路１と吸入室３との間を閉じる状態にされるものであればよい。
【０１１６】
また、本発明は上記各実施の形態に記載されている揺動板式の容量可変圧縮機だけでなく、いわゆるロータリー式やスクロール式等の各種の容量可変圧縮機にそのまま適用することができる。
【０１１７】
図２４は、図２０及び図２１に示される第８の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を、ロータリー式の容量可変圧縮機１１０の制御に用いた例のミニマム運転状態を示している。
【０１１８】
図２４に示される容量可変圧縮機１１０は公知のものであり、円形のハウジング１１１内に、それより小さな円形のローター１１２が偏心軸１１３を中心に配置されていて、図示されていないエンジン等によって回転駆動される。
【０１１９】
ローター１１２の外面には、図示されていないスプリング等によって外方に向けて付勢された四個のシール片１１４がハウジング１１１の内周面に常に接触するように９０°間隔で取り付けられている。
【０１２０】
ハウジング１１１の内周面に対してローター１１２の外周面が最も接近する位置では両者はほぼ接していて、その近傍に吐出口１１９が形成されており、圧縮された冷媒が吐出口１１９から吐出される。
【０１２１】
ローター１１２と並んで、吸入口制御板１１５がハウジング１１１に内接して回転可能に配置されている。吸入口制御板１１５に形成された吸入口１１５ａは吸入室３に通じており、低圧冷媒が吸入口１１５ａを通って容量可変圧縮機１１０内へ送り込まれる。
【０１２２】
また、吸入口制御板１１５には、吸入口制御板１１５の向きを変える（それによって、吸入口１１５ａが変位する）ための駆動ピン１１７が突設されていて、容量可変機構１３０によって駆動される。軸孔１１６は偏心軸１１３と干渉が生じないように変円形状に形成されている。
【０１２３】
容量可変機構１３０は、吸入口制御板１１５の向きを制御するために駆動ピン１１７の位置を制御するものである、シリンダ１３１中に軸線方向に進退自在にピストン１３２が配置されている。そして、ピストン１３２の周面部に形成された溝１３２ａに駆動ピン１１７が係合していて、ピストン１３２の移動によって駆動ピン１１７が変位する。
【０１２４】
シリンダ１３１の一方の側は吸入室３に接続されていて、内部の圧力は吸入圧Ｐｓになっている。そして、その圧力空間内に調圧スプリング１３３が配置されていてピストン１３２を押す方向に付勢している。シリンダ１３１の他端側が連通路５に連通する調圧室１３１ａになっていて、その内部の圧力（Ｐｃ）が容量制御弁３０によって制御される。
【０１２５】
このように構成されたロータリー式の容量可変圧縮機１１０においては、調圧室１３１ａ内の圧力（Ｐｃ）に対応して吸入口制御板１１５の向きが変化することにより吐出量（容量）が変化し、本発明の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０とによって前述の揺動板式の容量可変圧縮機と全く同様の制御が行われる。
【０１２６】
そして、前述の各実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を、ロータリー式とスクロール式のいずれの容量可変圧縮機にも用いることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明によれば、低圧冷媒管路と吸入室との間を連通／閉塞するための吸入路開閉弁を設け、容量制御用の電磁制御弁のソレノイドがオフの時には、電磁制御弁によって冷媒の吐出量が最小状態に制御される共に吸入路開閉弁が閉じ状態にされるようにしたことにより、ミニマム運転時に低圧冷媒管路と吸入室との間を閉塞するための吸入路開閉弁を、クランク室の内外にまたがる機構等を設けることなく簡単が構成によって駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２】本発明の容量可変圧縮機の第１の実施の形態の最大容量状態の全体構成を示す略示図である。
【図３】本発明の容量可変圧縮機の第１の実施の形態の最小容量状態の全体構成を示す略示図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最大容量状態のときの容量制御弁の拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最小容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁の断面図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁の断面図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁の断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態の中間の容量制御状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態の中間の容量制御状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２３】本発明の第９の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２４】本発明の容量可変圧縮機の第１０の実施の形態の最小容量状態の全体構成を示す略示図である。
【符号の説明】
１ 低圧冷媒管路
３ 吸入室
７ 絞り孔
８ 絞り孔
１０ 容量可変圧縮機
１２ クランク室（調圧室）
１４ 揺動板
１５ シリンダ
１７ ピストン
３０ 容量制御弁
３５ 弁
４０ ソレノイド
４２ 固定鉄芯
４４ 可動鉄芯
４５ 連通孔
４７ 背圧キャンセル連通孔
７０ 吸入路開閉弁
７１ 主弁
７２ 主弁駆動用連通孔
７４ シリンダ室
７５ 絞り孔
１３２ 絞り孔
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる容量可変圧縮機及び容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結され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、冷媒の容量（吐出量）を変えることのできる容量可変圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変圧縮機においては、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが低圧冷媒管路に通じる吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出し、クランク室内の圧力変化により揺動板の傾斜角度を変化させることによって冷媒の吐出量を変化させるようになっている。
【０００４】
そのような自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる容量可変圧縮機は、冷房能力が必要とされていない状態の時でも、圧縮容量が例えば最大容量の５％程度の最小容量の状態で運転が継続される、いわゆるミニマム運転状態をとるものが一般的である。
【０００５】
しかし単純にそのようにすると、冬期のように負荷の小さいときには、例えミニマム運転状態であっても圧縮された冷媒が蒸発器に流されることにより、蒸発器のフィンが凍りついてしまう問題が発生する。
【０００６】
そこで、低圧冷媒管路と吸入室との間を全閉にする吸入路開閉弁を設け、ミニマム運転時にはそれを閉じて低圧冷媒が圧縮機に吸い込まれないようにしており、従来は、吸入路開閉弁が揺動板によって開閉駆動されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、低圧冷媒管路と吸入室との間を開閉する吸入路開閉弁を揺動板で機械的に駆動して、ミニマム運転時に吸入路開閉弁を閉じるには、クランク室内に配置された揺動板からクランク室外の吸入路開閉弁にまたがる伝達機構を設けたり、クランク室と吸入路開閉弁との間のシールの問題等があって、機構が複雑になってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、ミニマム運転時に低圧冷媒管路と吸入室との間を閉塞するための吸入路開閉弁を、クランク室外のみにおいて簡単に駆動することができる容量可変圧縮機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の容量可変圧縮機は、冷媒を低圧冷媒管路に通じる吸入室から吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出する容量可変圧縮機であって、電磁制御弁によって制御される調圧室内の圧力変化により上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機において、上記低圧冷媒管路と上記吸入室との間を連通／閉塞するための吸入路開閉弁を設け、上記電磁制御弁のソレノイドがオフの時には、上記電磁制御弁によって上記冷媒の吐出量が最小状態に制御されると共に上記吸入路開閉弁が閉じ状態にされるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記調圧室が気密に形成されたクランク室であり、そのクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより上記吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと上記吐出室に吐出するピストンとを有していてもよい。
【００１１】
そして、上記電磁制御弁が、上記調圧室内の圧力を上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の変化に対応して変化させるための弁機構と、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の大きさに対応する上記調圧室内の圧力の大きさをシフトさせるためのソレノイドとを有していてもよい。
【００１２】
また、上記吸入路開閉弁が上記各部の冷媒の圧力差によって動作する差圧作動弁であり、上記吸入路開閉弁に冷媒の圧力を与える連通路が上記容量制御用の電磁制御弁のオン／オフによって切り換わるようにしてもよい。
【００１３】
そして、上記吸入路開閉弁を閉じ方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、閉じ方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、開き方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吐出室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吸入室内の圧力が作用するようにしてもよい。さらに、上記吸入路開閉弁が上記吸入室内の圧力を両端に受け、上記連通路が上記吸入路開閉弁の中間部分に連通していてもよい。
【００１４】
或いは、上記吸入路開閉弁を開き方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、開き方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、閉じ方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吸入室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吐出室内の圧力が作用するようにしてもよい。
【００１５】
そして、上記吸入路開閉弁に、上記吐出室内の圧力に代えて上記調圧室内の圧力が作用するようにしてもよく、また、上記吸入路開閉弁が閉じた状態のときに上記吐出室内と上記低圧冷媒管路内とを連通させるための還流路が設けられていてもよい。また、上記吸入路開閉弁の両端に面する空間どうしを連通させる絞り孔が上記吸入路開閉弁に形成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の容量制御弁は、冷媒を低圧冷媒管路に通じる吸入室から吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出し、電磁制御弁によって制御される調圧室内の圧力変化により上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機に用いられる容量制御弁であって、上記調圧室内の圧力を上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の変化に対応して変化させるための弁機構と、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の大きさに対応する上記調圧室内の圧力の大きさをシフトさせるためのソレノイドとを有するものにおいて、上記ソレノイドがオフのときに上記吸入路開閉弁を閉状態にさせるための管路切り換えを行う吸入路開閉弁駆動管路切り換え部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記調圧室が気密に形成されたクランク室であり、そのクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより上記吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと上記吐出室に吐出するピストンとが上記容量可変圧縮機に設けられていてもよい。
【００１８】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が、上記ソレノイドがオンのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよく、或いは、上記ソレノイドがオフのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよい。
【００１９】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が、上記吸入路開閉弁の駆動部に対して、上記吐出室内との連通に代えて上記調圧室を連通させるようにしてもよい。
【００２０】
また、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部が上記ソレノイドによって軸線方向に駆動されるものであり、上記吸入路開閉弁駆動弁部に対して軸線方向に両側から同じ大きさの圧力が作用して相殺されるようにしてもよい。
【００２１】
そして、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部に、上記吐出室と上記吸入路開閉弁の駆動部とを連通させる絞り孔が設けられていて、上記ソレノイドがオフのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吸入室内を連通させるようにしてもよい。
【００２２】
或いは、上記吸入路開閉弁駆動管路切り換え部に、上記吸入室と上記吸入路開閉弁の駆動部とを連通させる絞り孔が設けられていて、上記ソレノイドがオンのとき上記吸入路開閉弁の駆動部に上記吐出室内を連通させるようにしてもよい。
【００２３】
なお、上記弁機構には、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力と所定の基準圧力との差圧を検出するための感圧部が設けられていて、上記ソレノイドがオフのときには、上記感圧部が上記クランク室内の圧力制御に影響しない状態になるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図２及び図３は、自動車用空調装置の冷凍サイクル中に用いられる容量可変圧縮機１０を示しており、図２は最大容量状態、図３は最小容量状態である。
【００２５】
１１は、気密に構成されたクランク室（調圧室）１２内に配置され、駆動プーリ１３によって回転駆動される回転軸であり、回転軸１１に対して傾斜してクランク室１２内に配置された揺動板１４が、回転軸１１の回転にしたがって揺動する。
【００２６】
クランク室１２内の周辺部に配置されたシリンダ１５内には、ピストン１７が往復動自在に配置されており、ロッド１８によってピストン１７と揺動板１４とが連結されている。
【００２７】
したがって、揺動板１４が揺動すると、ピストン１７がシリンダ１５内で往復動して、シリンダ１５の上流側に形成された吸入室３からシリンダ１５内に冷媒が吸入され、その冷媒がシリンダ１５内で圧縮された後、下流側の吐出室４に吐出される。
【００２８】
吸入室３には、その上流側の低圧冷媒管路１から低圧冷媒が送り込まれ、吐出室４からはその下流側の高圧冷媒管路２に高圧冷媒が送り出される。５（５ａ，５ｂ）は、クランク室１２と連通する連通路である。また、Ｐｅは低圧冷媒管路１内の圧力、Ｐｓは吸入室３内の圧力、Ｐｄは吐出室４内の圧力、Ｐｃはクランク室１２内の圧力である。
【００２９】
揺動板１４の傾斜角度はクランク室１２の圧力Ｐｃによって変化し、揺動板１４の傾斜角度によってシリンダ１５からの冷媒の吐出量（即ち、圧縮機１０の容量）が変化する。そして、Ｐｃ＝Ｐｓになると図２に示される最大容量状態になり、Ｐｃが大きくなると、図３に示される最小容量状態になる。
【００３０】
３０は、低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化又は吸入室圧力Ｐｓの変化に対応してクランク室圧力Ｐｃを自動制御して、圧縮機１０の容量を制御する電磁制御の容量制御弁であり、その制御レベルを電磁的に変えることができる。６は、低圧冷媒管路１から容量制御弁３０に通じる連通管である。
【００３１】
７０は、低圧冷媒管路１と吸入室３との間に介挿配置した主弁７１によって、低圧冷媒管路１と吸入室３との間を開閉する吸入路開閉弁であり、容量可変圧縮機１０がミニマム運転になるように容量制御弁３０の状態が切り換わると、それに連動して閉じるようになっている。
【００３２】
図４は、本発明の第１の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、まず、容量制御弁３０だけを拡大して示す図５を参照して容量制御弁３０について説明する。
【００３３】
容量制御弁３０は一種の電磁制御弁であり、この実施の形態においては低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化に対応してクランク室圧力Ｐｃを自動制御して圧縮機１０の容量を制御するものであり、最小容量の定常運転（ミニマム運転）状態にすることもできる。図５には、最大容量状態が示されている。
【００３４】
容量制御弁３０の本体筒３１の中間部分には、側孔を通じてクランク室１２に連通する第１と第２のクランク室連通部３２ａ，３２ｂが並んで形成されており、それより突端寄りには、側孔を通じて吐出室２１に連通する吐出室連通部３３が形成されている。
【００３５】
第１のクランク室連通部３２ａと吐出室連通部３３とは、本体筒３１の軸線位置に形成された弁孔３４によって連通しており、その弁孔３４を開閉するための弁３５が吐出室連通部３３内に配置されている。
【００３６】
３６は、弁３５を弁孔３４の開口に向かって付勢するガタつき防止用の弱い圧縮コイルスプリングであり、弁３５は弁孔３４内に緩く挿通された弁駆動ロッド３７の先端によって、コイルスプリング３６の付勢力に抗して吐出室連通部３３内に押し上げられて開状態になる。
【００３７】
その状態になると、弁３５は吐出室連通部３３の反対側の位置に形成された弁座３９に当接する。弁座３９は、吸入路開閉弁７０側と連通する主弁駆動用連通孔７２の入口に形成されていて、弁座３９から弁３５が離れている状態では、吐出室連通部３３と主弁駆動用連通孔７２とが連通し、主弁駆動用連通孔７２内の圧力Ｐｐが吐出室圧力Ｐｄと等圧になる。
【００３８】
本体筒３１の奥側の半部内には、側孔を通じて低圧冷媒管路１と連通する低圧連通部３８が形成されている。低圧連通部３８の一端側は第２のクランク室連通部３２ｂに隣接しており、第２のクランク室連通部３２ｂと低圧連通部３８との間を仕切る隔壁の軸線位置に形成された貫通孔が、弁駆動ロッド３７と一体に設けられた弁棒３７ａによって開閉される。
【００３９】
本体筒３１の低圧連通部３８が開口する端部（第２のクランク室連通部３２ｂと反対側）にはソレノイド４０が連結されている。４１はその電磁コイル、４２は固定鉄芯である。
【００４０】
可動鉄芯４４は、低圧連通部３８からソレノイド４０内にまたがって配置されたスリーブ４３内に隙間をもって緩く嵌挿配置されており、弁駆動ロッド３７の端面が可動鉄芯４４の端面に当接している。
【００４１】
可動鉄芯４４と固定鉄芯４２との間に配置された動作用圧縮コイルスプリング５１は、吐出室連通部３３内のコイルスプリング３６より強いバネ力を有しており、その付勢力が可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７を介して弁３５に伝えられる。
【００４２】
その結果、可動鉄芯４４と弁駆動ロッド３７に対してバネ力以外の他の力が作用していない時は、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって、弁３５が弁孔３４から離れて開いた状態に押し上げられる。
【００４３】
これに対して、電磁コイル４１に通電すると、図５に示されるように、可動鉄芯４４を固定鉄芯４２に引き付ける方向に電磁力が作用し、それによって、弁３５は弁孔３４を閉じる方向に動作する。
【００４４】
固定鉄芯４２の軸線位置に穿設された貫通孔５３内には、一端側が可動鉄芯４４に連結された連結ロッド５４が緩く挿通されていて、その連結ロッド５４の他端側には受圧盤５５が取り付けられている。
【００４５】
その受圧盤５５に面して、固定鉄芯４２の外端部分にダイアフラム５６が取り付けられており、ダイアフラム５６の外表面は大気に開放され、ダイアフラム５６の内側の空間５７は貫通孔５３を介して低圧連通部３８に連通している。したがって、その空間５７は低圧連通部３８の一部であると見ることもできる。低圧連通部３８は、連通管６を介して低圧冷媒管路１に連通している。
【００４６】
そして、ダイアフラム５６の外面側には、ダイアフラム５６を外側から基準圧力で押すための加圧機構６０が取り付けられている。６１は、ダイアフラム５６の外表面に当接する可動ピストンであり、固定部材６２との間に配置された圧縮コイルスプリング６３，６４によって付勢力が加えられている。そのうちの微調整用圧縮コイルスプリング６４の付勢力は、調整ネジ６５によって微調整することができる。
【００４７】
このようにして、ダイアフラム５６の内表面には低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅがかかり、外表面には大気圧と圧縮コイルスプリング６３，６４の付勢力とが基準圧力として加わっており、その差圧をダイアフラム５６を介してその内側に当接する受圧盤５５が受圧している。ただし、ダイアフラム５６の外表面を密封空間にしてその空間圧力を基準圧力に利用してもよい。
【００４８】
その結果、ソレノイド４０の電磁コイル４１に通電された状態においては、受圧盤５５の受圧圧力が連結ロッド５４及び可動鉄芯４４を介して弁駆動ロッド３７に作用して、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの圧力変化に応じて弁３５が開閉制御され、それによってクランク室１２内の圧力Ｐｃが制御されて圧縮機１０の容量が制御される。
【００４９】
そして、電磁コイル４１への通電電流値を変化させることによって、弁３５の開閉状態を変化させる低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの値がシフトするので、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの大きさに対応するクランク室１２内の圧力Ｐｃの大きさ（即ち、吐出量）がシフトする。
【００５０】
このように構成された容量制御弁３０において、電磁コイル４１への通電を止めると、動作用圧縮コイルスプリング５１の付勢力によって、弁３５が弁孔３４から離れて吐出室連通部３３と第１のクランク室連通部３２ａとが連通し、圧縮機１０が最小容量を維持する状態（ミニマム運転状態）になる。それと同時に、弁３５が弁座３９に押し付けられて、主弁駆動用連通孔７２が吐出室連通部３３と連通しない状態になる。
【００５１】
このミニマム運転状態では、低圧冷媒管路１内の冷媒圧力Ｐｅが高まってダイアフラム５６が外方に移動した時でも、受圧盤５５からダイアフラム５６が外方に退避するだけなので、弁３５が開いた状態に何ら影響せず、圧縮機１０は最小容量の定常運転状態を行う。
【００５２】
次に、図４に戻って吸入路開閉弁７０について説明をする。
主弁７１は、低圧冷媒管路１と吸入室３とを連通する管路の途中に配置されており、その管路を開閉するための弁部７１ａと駆動用のピストン部７１ｂとが、細い連結部７１ｃにより一体的に連結されている。弁部７１ａとピストン部７１ｂは同径に形成されていて、中間部分にかかる圧力がキャンセルされるようになっている。
【００５３】
ピストン部７１ｂが嵌挿されたシリンダ室７４には主弁駆動用連通孔７２が連通しており、主弁駆動用連通孔７２内の圧力がピストン部７１ｂの背面にかかるようになっている。したがって、容量制御弁３０の弁３５が主弁駆動用連通孔７２に対して開弁状態のときは、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐは吐出室４の圧力Ｐｄになる（Ｐｐ＝Ｐｄ）。
【００５４】
ただし、シリンダ室７４は細い絞り孔７５を介して吸入室３とも連通しているので、容量制御弁３０の弁３５が閉じ状態になると、シリンダ室７４内は徐々に吸入室３内の圧力Ｐｓと等圧になる（Ｐｐ＝Ｐｓ）。
【００５５】
主弁７１は、シリンダ室７４の加圧力と逆方向から圧縮コイルスプリング７６によって閉じ方向に付勢されており、弁部７１ａには、通孔７７を通じてシリンダ室７４と逆方向から吸入室３内の圧力Ｐｓが常時作用している。
【００５６】
したがって、主弁７１は、〔シリンダ室７４内の圧力Ｐｐからの作用力Ｆｐ〕と〔圧縮コイルスプリング７６の付勢力Ｆｃ＋吸入室３内の圧力Ｐｓからの作用力Ｆｓ〕との差圧によって作動し、Ｆｐ＞Ｆｃ＋Ｆｓのときは開き状態になるが、Ｆｐ＜Ｆｃ＋Ｆｓのときは閉じ状態になって、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される。
【００５７】
ピストン部７１ｂの外周面に形成された円周溝７８は、吐出室４から低圧冷媒管路１へ圧力を戻すために形成されている還流孔７９を通じさせるためのものであり、主弁７１が閉じ状態になったときに還流孔７９を開通させる。
【００５８】
このように構成された実施の形態の容量可変圧縮機においては、容量制御弁３０のソレノイド４０がオン（電磁コイル４１に通電の意…以下同じ）の状態においては、前述のように、低圧冷媒管路１の冷媒圧力Ｐｅの圧力変化に応じて弁３５が開閉制御され、それによって圧縮機１０の容量が制御される。
【００５９】
その間、可動鉄芯４４は固定鉄芯４２側に吸引されているので、図６に示される最小容量状態になっても、弁３５が弁座３９に当接せず、したがってシリンダ室７４内の圧力Ｐｐは吐出室４の圧力Ｐｄであり、吸入路開閉弁７０は開いた状態を維持する。
【００６０】
容量制御弁３０のソレノイド４０がオフ（電磁コイル４１に通電なしの意…以下同じ）にされてミニマム運転状態になると、可動鉄芯４４が固定鉄芯４２に吸引されなくなることによって、弁３５が弁座３９に当接して吐出室４からシリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２が閉じられる。
【００６１】
その結果、絞り孔７５を介してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが徐々に吸入室３内の圧力Ｐｓになるので、図１に示されるように、主弁７１が圧縮コイルスプリング７６の付勢力によって閉じ状態に移行し、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される。ただし、圧縮機１０を冷却するための最小限の冷媒を通過させる必要があるので、その閉塞状態は意図的に不完全なものにしてある。
【００６２】
また、吸入路開閉弁７０が閉じた状態になると、ピストン部７１ｂに形成された円周溝７８を介して還流孔７９が開通し、吐出室４内の圧力が低圧冷媒管路１側に抜ける状態になる。それによって、低圧冷媒管路１内の圧力が所定圧より下がり過ぎないように維持され、同時に潤滑油の還流も行われる。
【００６３】
また、ソレノイド４０がオフになると、連結ロッド５４と可動鉄芯４４との間に隙間ができてダイアフラム５６の位置変化が可動鉄芯４４側に伝わらなくなり、定常のミニマム運転状態が維持される。これは、以下の各実施の形態においても同様である。
【００６４】
このようにして、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０が最小容量のミニマム運転状態になるのと連動して、吸入路開閉弁７０によって低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉じられて、冬期等の負荷の小さい時に蒸発器（図示せず）のフィンが凍結しない。
【００６５】
以下、図７ないし図９に、本発明の第２ないし第４の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示す。それらの容量制御弁３０及び吸入路開閉弁７０の具体的な構成及び動作は、上述の第１の実施の形態と相違する。
【００６６】
しかし、それらはいずれも、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０がミニマム運転状態になり、それと連動して吸入路開閉弁７０によって低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉じられる点では第１の実施の形態と全く同じである。したがって、以下の各実施の形態の説明は、第１の実施の形態との相違点だけを簡略に行う。
【００６７】
図７は、本発明の第２の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させて、主弁駆動用連通孔７２の入口の弁座３９を第１の実施の形態の弁孔３４の位置に配置してある。
【００６８】
その結果、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐは第１の実施の形態の場合とは逆に、容量制御弁３０のソレノイド４０がオンの状態ではＰｐ＝Ｐｓになり、ソレノイド４０がオフのミニマム運転状態ではＰｐ＝Ｐｄになって、主弁７１の移動方向も逆になる。
【００６９】
そこで、主弁７１の形状もそれに合わせて、圧縮コイルスプリング７６が圧縮されたときに低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞されるように、シリンダ室７４内に嵌挿される部分を長く形成してある。
【００７０】
図８は、本発明の第３の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させた点は第２の実施の形態と同じであるが、主弁駆動用連通孔７２の入口の弁座３９が第２の実施の形態とは逆向き（第１の実施の形態と同方向）に配置してある。
【００７１】
また、低圧冷媒管路１と吸入室３との間には弁座８０を形成して、上流の低圧冷媒管路１側から弁座８０に向かって主弁７１が当接するように配置され、主弁７１の後端に連結された受圧盤８１がシリンダ室７４内に配置されて（主弁７１と受圧盤８１とで、一つの弁体を構成していると考えることができる）、圧縮コイルスプリング７６が、受圧盤８１に当接してシリンダ室７４内に配置されている。
【００７２】
そして、シリンダ室７４内が主弁７１の軸線位置に形成された通孔８２を介して常に吸入室３内の圧力Ｐｓになり、その圧力を受ける受圧盤８１の反対面と通じる位置に主弁駆動用連通孔７２の一端が開口配置されている。
【００７３】
その結果、受圧盤８１の内側の空間内の圧力Ｐｐは容量制御弁３０のソレノイド４０がオンの状態ではＰｐ＝Ｐｄになって、受圧盤８１をシリンダ室７４内に押し下げて、主弁７１が弁座８０から離れた開弁状態になる。
【００７４】
ソレノイド４０がオフのミニマム運転状態では、受圧盤８１の内側の空間内の圧力Ｐｐが、受圧盤８１に形成された絞り孔８１ａを介してＰｐ＝Ｐｓになり、その結果圧縮コイルスプリング７６によって主弁７１が弁座８０に押し付けられて、低圧冷媒管路１と吸入室３との間が閉塞される状態になる。
【００７５】
図９は、本発明の第４の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、吐出室４とクランク室１２との間を絞り孔７で直接連通させた点は第２及び第３の実施の形態と同じであるが、その他の部分の構成を極力簡略化したものである。
【００７６】
構成の簡略化のために、この実施の形態では吸入路開閉弁７０の開閉駆動に吐出室４内の圧力Ｐｄを利用することを止め、ミニマム運転状態のときには、シリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられ、それによって第２の実施の形態と同様の構成の主弁７１を動作させるようになっている。
【００７７】
したがって、容量制御弁３０には上記各実施の形態に設けられているような弁３５は設けられておらず、可動鉄芯４４に直結された弁棒３７ａに主弁駆動用連通孔７２の入口を開閉する機能を与えて、ミニマム運転状態のときに主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられるようにしている。
【００７８】
図１０ないし図１２は、本発明の第５の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、上述の第４の実施の形態をさらに改良した構造である。
【００７９】
図１３ないし図１５はその容量制御弁３０だけを拡大して示しており、図１０と図１３は最大容量状態、図１１と図１４は中間容量状態、図１２と図１５は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００８０】
この実施の形態の容量可変圧縮機においては、クランク室１２に通じる連通路５と吐出室４との間を絞り孔７で直接連通させてあり、この点は第２、第３及び第４の実施の形態と同じである。
【００８１】
そして、連通孔４５によって連通している一対の円周溝４６が可動鉄芯４４の外周面に間隔をあけて形成されていて、可動鉄芯４４そのものが、主弁駆動用連通孔７２と連通路５との間の連通／閉塞を切り換える切換弁になっている。
【００８２】
そして、ミニマム運転状態のときには、第４の実施の形態と同様に、吸入路開閉弁７０の開閉駆動に吐出室４内の圧力Ｐｄを利用せずに、シリンダ室７４に通じる主弁駆動用連通孔７２に対してクランク室１２内の圧力Ｐｃが与えられ、それによって主弁７１が動作する。
【００８３】
さらにこの実施の形態においては、可動鉄芯４４を軸線方向に貫通する背圧キャンセル連通孔４７が可動鉄芯４４に設けられている。これによって、可動鉄芯４４の両端に常に同じ圧力が作用するだけでなく、ダイアフラム５６の内面に常に低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅが作用するので、配管系全体での背圧キャンセルが行われ、常に正確に動作する。
【００８４】
図１６ないし図１８は、本発明の第６の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、第１の実施の形態を改良した構造である。図１６は最大容量状態、図１７は中間容量状態、図１８は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００８５】
この実施の形態の吸入路開閉弁７０では、第１の実施の形態とは逆に（第２の実施の形態と同様に）、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが高いときに吸入路開閉弁７０の主弁７１が低圧冷媒管路１を閉塞する状態になり、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが下がると主弁７１が低圧冷媒管路１を開通させる位置に退避する。
【００８６】
主弁７１には、シリンダ室７４内と吸入室３側とを連通させる絞り孔７５が形成されている。したがって、シリンダ室７４内が高圧になっていても、高圧部と連通していない状態になれば、シリンダ室７４内の圧力が徐々に下がって吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。第１の実施の形態等に設けられている還流孔７９は不要になるので設けられていない。
【００８７】
ソレノイド４０によって駆動される容量制御弁３０の弁３５は球状に形成されていて、弁駆動ロッド３７の先端によって吐出室４と主弁駆動用連通孔７２との間を開閉するように動作し、弁駆動ロッド３７の中間部分に突設された弁部３７ｂは、クランク室１２に連通する連通路５と吐出室４との間を開閉する。
【００８８】
ダイアフラム５６の内面には、連通管６を介して低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅが加わっている。また、クランク室１２に通じる連通路５と吸入室３との間が絞り孔８を介して直接連通している。
【００８９】
ソレノイド４０の電磁コイル４１に駆動電流が流されたオン状態では、容量制御弁３０の弁３５が閉じてシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓ（Ｐｐ＝Ｐｓ）になっているので、吸入路開閉弁７０が開いている。
【００９０】
そして、ダイアフラム５６に加わる低圧冷媒管路１内の圧力Ｐｅの変化に対応して、図１６に示される最大容量状態から図１７に示される中間容量状態の範囲での容量変化制御が行われ、その制御レベルを電磁コイル４１への通電電流値により任意にシフトさせることができる。
【００９１】
なお、図１６に示される最大容量状態においては、容量制御弁３０の弁部３７ｂが閉状態にあることにより、クランク室１２に連通する連通路５内の圧力Ｐｃが絞り孔８を介して吸入圧Ｐｓになり（Ｐｃ＝Ｐｓ）、図１７に示される中間容量状態においては、弁部３７ｂが開いてクランク室１２に連通する連通路５内の圧力Ｐｃが上昇している。
【００９２】
ソレノイド４０がオフにされると、図１８に示されるように弁部３７ｂが大きく開くことによって、クランク室１２に連通する連通路５が吐出室４と連通してクランク室１２内の圧力Ｐｃが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｃ＝Ｐｄ）、容量可変圧縮機１０が最小容量状態になる。
【００９３】
そして弁３５が開状態になることによってシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになる（Ｐｐ＝Ｐｄ）ので、吸入路開閉弁７０が閉状態になってミニマム運転状態になる。
【００９４】
図１９は、本発明の第７の実施の形態の容量可変圧縮機のミニマム運転状態における容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、ダイアフラム５６の内面に連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わるようにした点だけが第６の実施の形態と相違し、それよって構造が簡素化されている。機能的には第６の実施の形態と殆ど変わらない。
【００９５】
なお、ダイアフラム５６は外縁部が固定鉄芯４２と加圧機構枠６９との間に挟まれて外側からレーザ溶接等によって固着されている。したがってダイアフラム５６は金属製である。この構成は他の各実施の形態に適用してもよい。
【００９６】
図２０と図２１は、本発明の第８の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、図２０は中間の容量制御状態、図２１は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【００９７】
この実施の形態の吸入路開閉弁７０では、第２、第６及び第７の実施の形態と同様に、主弁７１が圧縮コイルスプリング７６によって閉じ方向に付勢されていて、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが高いとき、図２０に示されるように主弁７１が低圧冷媒管路１を開通させる位置に退避し、シリンダ室７４内の圧力Ｐｐが低いとき、図２１に示されるように主弁７１が低圧冷媒管路１を閉塞する。
【００９８】
また第７の実施の形態と同様に、ダイアフラム５６の内面には、連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わっており、ダイアフラム５６は外縁部が固定鉄芯４２と加圧機構枠６９との間に挟まれて外側からレーザ溶接等によって固着されている。
【００９９】
容量制御弁３０の本体筒１３１に形成された絞り孔１３２は、主弁駆動用連通孔７２に常時連通するように形成された中央側孔１３３と吐出室４への連通部との間を細い断面積で連通させており、弁棒３７ａが中央側孔１３３と吸入室３との間を開閉するように構成されている。
【０１００】
このような構成により、図２０に示されるように、ソレノイド４０がオンで可動鉄芯４４に対して固定鉄芯４２方向への吸引力が作用している時は、中央側孔１３３と吸入室３との間が弁棒３７ａで閉じられているので、絞り孔１３２を介して吐出室４と連通する中央側孔１３３内が吐出圧Ｐｄになっている。その結果、主弁駆動用連通孔７２を経由してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｐ＝Ｐｄ）、吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。
【０１０１】
この状態においては、吸入圧Ｐｓと大気圧との差圧によるダイアフラム５６の変位によって弁棒３７ａが微動し、弁３５が弁駆動ロッド３７により押し開かれると、クランク室１２に通じる連通路５が吐出室４と連通してクランク室１２内の圧力Ｐｃが上昇し、弁３５が弁孔３４に押し付けられて閉じると、絞り孔８を介して吸入室３と通じるクランク室１２内の圧力Ｐｃが下降し、それによって吐出量（容量）の自動制御が行われる。
【０１０２】
そして、ソレノイド４０の電磁コイル４１への通電電流値の大きさに対応して容量制御弁３０の弁３５の開閉タイミングがシフトするので、吸入圧Ｐｓの大きさに対応する吐出量の大きさを任意にシフトさせることができる。
【０１０３】
ソレノイド４０をオフにすると、図２１に示されるように、弁３５が弁駆動ロッド３７によって大きく押し開かれ、クランク室１２に通じる連通路５と吐出室４とが完全に連通して、Ｐｃ＝Ｐｄのミニマム運転状態になる。
【０１０４】
それと同時に、弁棒３７ａの移動によって中央側孔１３３と吸入室３とが連通するので、主弁駆動用連通孔７２を介して吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓになり（Ｐｐ＝Ｐｓ）、吸入路開閉弁７０が閉じて低圧冷媒管路１が閉塞された状態になる。
【０１０５】
ただし、その状態において、吐出室４と吸入室３との間が絞り孔８によって通じているので、第１の実施の形態等に設けられている還流孔７９は不要である。このように、第８の実施の形態の装置は構造を非常に簡素化することができる。
【０１０６】
図２２と図２３は、本発明の第９の実施の形態の容量可変圧縮機の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を示しており、図２２は中間の容量制御状態、図２３は最小容量状態が継続されているミニマム運転状態を示している。
【０１０７】
この実施の形態の構成は、弁３５の前後に通じる配管を上述の第８の実施の形態と逆に（第１の実施の形態の容量制御弁３０と同様に）したものであり、弁３５部分の構造は第１の実施の形態と同じである。
【０１０８】
したがって、吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内が、主弁駆動用連通孔７２から絞り孔７５を介して吸入室３と常時連通しており、容量制御弁３０の弁３５（前後両面が円錐形状の弁になっている）によって吸入室３とシリンダ室７４との間が開閉される。
【０１０９】
中央側孔１３３はクランク室１２との連通路５に常時連通している。そして、容量制御弁３０の本体筒１３１に形成された絞り孔８が、中央側孔１３３と吸入室３との間を連通させる状態に形成されている。ダイアフラム５６の内面には、連通路１０６を介して吸入圧Ｐｓが加わっている。
【０１１０】
その結果、図２２に示されるように、ソレノイド４０がオンで可動鉄芯４４に対して固定鉄芯４２方向への吸引力が作用している時は、容量制御弁３０の弁３５が弁座３９から離れているので、主弁駆動用連通孔７２を経由してシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吐出圧Ｐｄになり（Ｐｐ＝Ｐｄ）、吸入路開閉弁７０が開いた状態になる。
【０１１１】
この状態においては、吸入圧Ｐｓと大気圧との差圧によるダイアフラム５６の変位によって弁３５が微動し、弁３５が弁孔３４から離れると連通路５が吐出室４と通じてクランク室１２内の圧力Ｐｃが上昇し、弁３５と弁孔３４との間が閉じると絞り孔８を通じてクランク室１２内の圧力Ｐｃが下降し、それによって吐出量（容量）の自動制御が行われる。
【０１１２】
そして、ソレノイド４０への通電電流値の大きさに対応して弁３５の開閉タイミングがシフトし、吸入圧Ｐｓの大きさに対応する吐出量の大きさを任意にシフトさせることができる。
【０１１３】
ソレノイド４０をオフにすると、図２３に示されるように、弁３５が弁孔３４から大きく離れて、連通路５と吐出室４とが完全に連通し、Ｐｃ＝Ｐｄのミニマム運転状態になる。
【０１１４】
それと同時に、弁３５によって弁座３９が塞がれるので、主弁駆動用連通孔７２と絞り孔７５を介して吸入路開閉弁７０のシリンダ室７４内の圧力Ｐｐが吸入圧Ｐｓになり（Ｐｐ＝Ｐｓ）、吸入路開閉弁７０が閉じて低圧冷媒管路１が閉塞された状態になる。
【０１１５】
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、要は、容量制御弁３０のソレノイド４０がオフにされると、それによって容量可変圧縮機１０がミニマム運転状態になり、それと連動して吸入路開閉弁７０が低圧冷媒管路１と吸入室３との間を閉じる状態にされるものであればよい。
【０１１６】
また、本発明は上記各実施の形態に記載されている揺動板式の容量可変圧縮機だけでなく、いわゆるロータリー式やスクロール式等の各種の容量可変圧縮機にそのまま適用することができる。
【０１１７】
図２４は、図２０及び図２１に示される第８の実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を、ロータリー式の容量可変圧縮機１１０の制御に用いた例のミニマム運転状態を示している。
【０１１８】
図２４に示される容量可変圧縮機１１０は公知のものであり、円形のハウジング１１１内に、それより小さな円形のローター１１２が偏心軸１１３を中心に配置されていて、図示されていないエンジン等によって回転駆動される。
【０１１９】
ローター１１２の外面には、図示されていないスプリング等によって外方に向けて付勢された四個のシール片１１４がハウジング１１１の内周面に常に接触するように９０°間隔で取り付けられている。
【０１２０】
ハウジング１１１の内周面に対してローター１１２の外周面が最も接近する位置では両者はほぼ接していて、その近傍に吐出口１１９が形成されており、圧縮された冷媒が吐出口１１９から吐出される。
【０１２１】
ローター１１２と並んで、吸入口制御板１１５がハウジング１１１に内接して回転可能に配置されている。吸入口制御板１１５に形成された吸入口１１５ａは吸入室３に通じており、低圧冷媒が吸入口１１５ａを通って容量可変圧縮機１１０内へ送り込まれる。
【０１２２】
また、吸入口制御板１１５には、吸入口制御板１１５の向きを変える（それによって、吸入口１１５ａが変位する）ための駆動ピン１１７が突設されていて、容量可変機構１３０によって駆動される。軸孔１１６は偏心軸１１３と干渉が生じないように変円形状に形成されている。
【０１２３】
容量可変機構１３０は、吸入口制御板１１５の向きを制御するために駆動ピン１１７の位置を制御するものである、シリンダ１３１中に軸線方向に進退自在にピストン１３２が配置されている。そして、ピストン１３２の周面部に形成された溝１３２ａに駆動ピン１１７が係合していて、ピストン１３２の移動によって駆動ピン１１７が変位する。
【０１２４】
シリンダ１３１の一方の側は吸入室３に接続されていて、内部の圧力は吸入圧Ｐｓになっている。そして、その圧力空間内に調圧スプリング１３３が配置されていてピストン１３２を押す方向に付勢している。シリンダ１３１の他端側が連通路５に連通する調圧室１３１ａになっていて、その内部の圧力（Ｐｃ）が容量制御弁３０によって制御される。
【０１２５】
このように構成されたロータリー式の容量可変圧縮機１１０においては、調圧室１３１ａ内の圧力（Ｐｃ）に対応して吸入口制御板１１５の向きが変化することにより吐出量（容量）が変化し、本発明の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０とによって前述の揺動板式の容量可変圧縮機と全く同様の制御が行われる。
【０１２６】
そして、前述の各実施の形態の容量制御弁３０と吸入路開閉弁７０を、ロータリー式とスクロール式のいずれの容量可変圧縮機にも用いることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明によれば、低圧冷媒管路と吸入室との間を連通／閉塞するための吸入路開閉弁を設け、容量制御用の電磁制御弁のソレノイドがオフの時には、電磁制御弁によって冷媒の吐出量が最小状態に制御される共に吸入路開閉弁が閉じ状態にされるようにしたことにより、ミニマム運転時に低圧冷媒管路と吸入室との間を閉塞するための吸入路開閉弁を、クランク室の内外にまたがる機構等を設けることなく簡単が構成によって駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２】本発明の容量可変圧縮機の第１の実施の形態の最大容量状態の全体構成を示す略示図である。
【図３】本発明の容量可変圧縮機の第１の実施の形態の最小容量状態の全体構成を示す略示図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最大容量状態のときの容量制御弁の拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の通常運転時の最小容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁の断面図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁の断面図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁の断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の最大容量状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の中間容量状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態の中間の容量制御状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態の中間の容量制御状態の容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２３】本発明の第９の実施の形態のミニマム運転状態のときの容量制御弁と吸入路開閉弁部分の断面図である。
【図２４】本発明の容量可変圧縮機の第１０の実施の形態の最小容量状態の全体構成を示す略示図である。
【符号の説明】
１ 低圧冷媒管路
３ 吸入室
７ 絞り孔
８ 絞り孔
１０ 容量可変圧縮機
１２ クランク室（調圧室）
１４ 揺動板
１５ シリンダ
１７ ピストン
３０ 容量制御弁
３５ 弁
４０ ソレノイド
４２ 固定鉄芯
４４ 可動鉄芯
４５ 連通孔
４７ 背圧キャンセル連通孔
７０ 吸入路開閉弁
７１ 主弁
７２ 主弁駆動用連通孔
７４ シリンダ室
７５ 絞り孔
１３２ 絞り孔
Claims (9)
- 冷媒を低圧冷媒管路に通じる吸入室から吸入して圧縮したあと高圧冷媒管路に通じる吐出室に吐出する容量可変圧縮機であって、電磁制御弁によって制御される調圧室内の圧力変化により上記冷媒の吐出量を変化させるようにした容量可変圧縮機において、
上記低圧冷媒管路と上記吸入室との間を連通／閉塞するための吸入路開閉弁を設け、上記電磁制御弁のソレノイドがオフの時には、上記電磁制御弁によって上記冷媒の吐出量が最小状態に制御されて上記吸入路開閉弁が閉じ状態にされるようにすると共に、
上記吸入路開閉弁が閉じた状態のときに上記吐出室内と上記低圧冷媒管路内とを連通させるための還流路を設けたことを特徴とする容量可変圧縮機。 - 上記調圧室が気密に形成されたクランク室であり、そのクランク室内で回転軸に対して傾斜角可変に設けられて上記回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をする揺動体と、上記揺動体に連結されて往復動することにより上記吸入室からシリンダ内に冷媒を吸入して圧縮したあと上記吐出室に吐出するピストンとを有する請求項１記載の容量可変圧縮機。
- 上記電磁制御弁が、上記調圧室内の圧力を上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の変化に対応して変化させるための弁機構と、上記低圧冷媒管路内の冷媒圧力又は上記吸入室内の冷媒圧力の大きさに対応する上記調圧室内の圧力の大きさをシフトさせるためのソレノイドとを有している請求項１又は２記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁が上記各部の冷媒の圧力差によって動作する差圧作動弁であり、上記吸入路開閉弁に冷媒の圧力を与える連通路が上記容量制御用の電磁制御弁のオン／オフによって切り換わる請求項１、２又は３記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁を閉じ方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、閉じ方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、開き方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吐出室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吸入室内の圧力が作用する請求項４記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁が上記吸入室内の圧力を両端に受け、上記連通路が上記吸入路開閉弁の中間部分に連通している請求項５記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁を開き方向に付勢する付勢手段が設けられていて、上記吸入路開閉弁に対して、開き方向には上記付勢手段による付勢力と上記吸入室内の圧力とが作用し、閉じ方向には、上記電磁制御弁のソレノイドがオンのとき上記吸入室内の圧力が作用し、上記電磁制御弁のソレノイドがオフのとき上記吐出室内の圧力が作用する請求項４記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁に、上記吐出室内の圧力に代えて上記調圧室内の圧力が作用する請求項５、６又は７記載の容量可変圧縮機。
- 上記吸入路開閉弁の両端に面する空間どうしを連通させる絞り孔が上記吸入路開閉弁に形成されている請求項１ないし８のいずれかの項に記載の容量可変圧縮機。
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