JP4412186B2 - Variable capacity compressor - Google Patents
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Description
この発明は、可変容量圧縮機に係り、特に可変容量運転時における吸入脈動に起因する振動および異音の低減に関する。 The present invention relates to a variable capacity compressor, and more particularly to reduction of vibration and noise caused by suction pulsation during variable capacity operation.
従来、ピストン式圧縮機においては収入時に吸入リード弁が自励振動しないようにストッパが設けられていた。しかし、ピストン式可変容量圧縮機においては吸入ガス量が最大容量時と可変容量時とでは異なるために最大容量時に合せてストッパを設けると、特に小容量時や最小容量状態であるOFF運転からの起動時には吸入リード弁が十分に開かずストッパに当らない状態が発生する。このため、吸入リード弁が自励振動を起こし、吸入脈動となりその振動が圧縮機外に伝播し異音が発生することがあった。 Conventionally, piston type compressors have been provided with a stopper so that the suction reed valve does not vibrate when it generates income. However, in piston type variable displacement compressors, the amount of intake gas differs between the maximum capacity and variable capacity. When starting up, the suction reed valve does not open sufficiently and does not hit the stopper. For this reason, the suction reed valve causes self-excited vibration, which causes suction pulsation, which propagates outside the compressor and generates abnormal noise.
そこで、例えば特許文献1には、吸入通路の開口面積を制御する開度制御弁を配設して低流量時における圧力変動を低減しようとする圧縮機が開示されている。
Therefore, for example,
しかしながら、上記特許文献1では、吸入通路のガスの流れによる差圧とバネ力を利用して開度制御弁を作動させているため、絞りの効果を重視すると最大容量時にも絞り効果がでて性能が低下し、最大容量時の性能を確保すると絞り効果が必要な低容量時に十分絞ることができないという問題があった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、可変容量時における圧力変動の低減を確実に図ることができるとともに最大容量時には流量を十分に確保でき性能を維持できる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and can surely reduce the pressure fluctuation at the time of variable capacity, and can sufficiently secure the flow rate at the maximum capacity and maintain the performance. An object is to provide a variable capacity compressor.
この発明に係る可変容量圧縮機は、容量が可変制御される可変容量圧縮機において、吸入通路上にマフラを備えると共に吸入通路上に容量の値に応じて吸入通路の開度を調整する開度制御弁を備え、開度制御弁は、最大容量運転時に可変容量運転時よりも吸入通路の開度を大きくし、開度制御弁は、吸入圧力を受けて移動自在に配置されると共に吸入通路を開閉する弁体と、クランク室圧力を受けて移動自在に配置された可動体と、可動体と弁体とを互いに引き離す方向に付勢する付勢部材とを有するものである。 The variable capacity compressor according to the present invention is a variable capacity compressor in which the capacity is variably controlled. The variable capacity compressor includes a muffler on the suction passage and adjusts the opening of the suction passage according to the capacity value on the suction passage. A control valve is provided , the opening control valve increases the opening of the suction passage during maximum capacity operation than during variable displacement operation, and the opening control valve is movably disposed in response to suction pressure and the suction passage A valve body that opens and closes, a movable body that is movably disposed in response to the crank chamber pressure, and a biasing member that biases the movable body and the valve body in a direction to separate them from each other .
開度制御弁で容量の値に応じて吸入通路の開度を調整することにより、最大容量時には吸入通路の開度を大きくして性能を確保し、小容量時には吸入通路を絞ってマフラによる吸入脈動低減効果を最大限に引き出すことができる。 By adjusting the opening of the suction passage according to the capacity value with the opening control valve, the opening of the suction passage is increased at the maximum capacity to ensure the performance, and when the capacity is small, the suction passage is throttled to suck in by the muffler The effect of reducing pulsation can be maximized.
好ましくは、容量がクランク室圧力の調整によって可変制御され、開度制御弁は、吸入圧力とクランク室圧力との差圧に基づいて吸入通路の開度を調整する。また、可動体は、最大容量運転時には弁体により吸入通路の開度を最大とし且つ付勢部材による付勢力が作用しない位置まで移動し、可変容量運転時には弁体により吸入通路の開度を絞る位置にまで移動するように構成することができる。可動体の移動をストッパにより規制するようにしてもよい。
Preferably, the capacity is variably controlled by adjusting the crank chamber pressure, and the opening control valve adjusts the opening of the suction passage based on a differential pressure between the suction pressure and the crank chamber pressure. Further, the movable body is the valve body by moving to a position where the urging force is not applied by and the biasing member to maximize the opening of the suction passage at the time of maximum displacement operation, squeeze the opening of the suction passage by the valve body at the time of variable displacement operation It can be configured to move to a position. The movement of the movable body may be restricted by a stopper.
なお、吸入通路に連通する開口を開度制御弁の弁室の内壁面に形成し、弁室内に移動自在に配置された弁体の位置により吸入通路の開度を決定する開口の有効面積を調整することができる。あるいは、吸入通路に連通する開口を弁体に形成し、開度制御弁の弁室内に移動自在に配置された弁体の位置により吸入通路の開度を決定する開口の有効面積を調整してもよい。
また、吸入通路と吸入室とを常時連通させることができる。
An opening communicating with the suction passage is formed on the inner wall surface of the valve chamber of the opening control valve, and an effective area of the opening for determining the opening of the suction passage is determined by the position of the valve body movably disposed in the valve chamber. Can be adjusted. Alternatively, an opening communicating with the suction passage is formed in the valve body, and the effective area of the opening that determines the opening degree of the suction passage is adjusted by the position of the valve body movably disposed in the valve chamber of the opening degree control valve. Also good.
Further, the suction passage and the suction chamber can be always communicated with each other.
この発明によれば、吸入通路上にマフラを備えると共に吸入通路上に容量の値に応じて吸入通路の開度を調整する開度制御弁を備えたので、最大容量時には開度を十分にとれて性能が低下することなく、脈動低減が必要な小容量時には吸入通路の開度を十分に絞ってマフラにより吸入脈動の低減を図ることができる。 According to the present invention, since the muffler is provided on the suction passage and the opening control valve for adjusting the opening degree of the suction passage according to the capacity value is provided on the suction passage, the opening degree can be sufficiently obtained at the maximum capacity. Therefore, the suction pulsation can be reduced by the muffler by sufficiently narrowing the opening of the suction passage when the capacity is small and the pulsation needs to be reduced.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に実施の形態1に係る可変容量圧縮機の構造を示す。シリンダブロック1の前端部にフロントハウジング2が連結され、後端部に弁形成体3を介してリヤハウジング4が連結されている。シリンダブロック1とフロントハウジング2とによりクランク室5が区画形成されており、このクランク室5を貫通するようにシリンダブロック1及びフロントハウジング2に駆動シャフト6が回転可能に支持されている。駆動シャフト6の前端部はフロントハウジング2から外部に突出しており、車両のエンジンやモータ等の図示しない回転駆動源に連結される。フロントハウジング2内において駆動シャフト6に回転支持体7が固着されると共に回転支持体7に係合するように斜板8が取り付けられている。斜板8は、その中心部に形成された貫通孔に駆動シャフト6が貫通した状態で、斜板8に突出形成されたガイドピン9が回転支持体7に形成されたガイド孔10にスライド可能に嵌入されており、ガイドピン9とガイド孔10との連係により駆動シャフト6と一体的に回転すると共に駆動シャフト6の軸方向にスライド可能に且つ傾動可能に支持されている。また、回転支持体7はフロントハウジング2の前端内壁部に配設されたスラストベアリング11により回転可能に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the structure of the variable capacity compressor according to the first embodiment. A
シリンダブロック1には駆動シャフト6の周りに複数のシリンダボア12が配列形成され、各シリンダボア12にピストン13がスライド可能に収容されている。各ピストン13はシュー14を介して斜板8の外周部に係合しており、斜板8が駆動シャフト6と共に回転すると、各ピストン13はシュー14を介してシリンダボア12内を駆動シャフト6の軸方向に往復運動する。
In the
リヤハウジング4の中央部には弁形成体3に面して吸入室15が区画形成され、吸入室15の外周部には吸入室15を取り囲むように吐出室16が区画形成されている。
また、シリンダブロック1とリヤハウジング4には、クランク室5と吐出室16とを常時連通する連通路17が形成されており、この連通路17の途中に電磁弁からなる容量制御弁18が配設されている。さらに、シリンダブロック1には、クランク室5と吸入室15とを連通する抽気通路19が形成されている。
A
The
また、リヤハウジング4には、外部に露出する吸入ポート20が形成されており、吸入ポート20と吸入室15とが吸入通路21により連通されている。この吸入通路21の途中には吸入脈動を低減するためのマフラ22が形成されると共にマフラ22の上流側の吸入通路21上に吸入通路21の開度を可動調整する開度制御弁Vの弁室23が形成されている。弁室23の内壁面に開口された吸入口24を介して弁室23とマフラ22とが連通している。弁室23内には、吸入通路21を開閉するための有底円筒状の弁体25が移動自在に収容されている。また、弁室23の底部23aは連通路26及び17を介してクランク室5に連通されている。
Further, the
図2に示されるように、開度制御弁Vの弁体25には、吸入ポート20を臨む前面に吸入圧力Psが、弁室23の底部23aを臨む後面にクランク室5の圧力Pcがそれぞれ作用しており、弁体25は吸入圧力Psとクランク室5の圧力Pcとの差圧に応じて弁室23内を移動する。
そして、弁室23内における弁体25の位置により吸入口24の一部あるいは全部がマフラ22内に露出し、これにより吸入ポート20と吸入室15とが連通するように構成されている。すなわち、弁室23内の弁体25の位置に基づいて吸入口24の有効面積が調整され、吸入通路の開度が決定される。
As shown in FIG. 2, the
A part or the whole of the
弁室23の内壁部には弁体25の移動を規制するためのストッパ23bが配設されており、弁体25が弁室23内を吸入ポート20に向かって前進してストッパ23bに当接すると、吸入口24の一部のみが開いて吸入ガスの通路が絞られる。一方、弁体25が弁室23内を底部23aに向かって後退すると、図3に示されるように、吸入口24が全開状態となる。
A
次に、この実施の形態1に係る可変容量圧縮機の動作について説明する。駆動シャフト6の回転駆動に伴うピストン13の復動動作すなわちシリンダボア12内を後退する動作により、吸入室15内の冷媒ガスが弁形成体3の吸入ポート27から吸入リード部を押しのけてシリンダボア12内へ流入し、続くピストン13の往動動作すなわちシリンダボア12内を前進する動作により、弁形成体3の吐出ポート28から吐出リード部を押しのけて吐出室16へ吐出される。
Next, the operation of the variable capacity compressor according to the first embodiment will be described. The reciprocating operation of the
容量制御弁18の開度が変わることにより、連通路17を介した吐出室16からクランク室5へのガス導入量と抽気通路19を介したクランク室5から吸入室15へのガス導出量とのバランスが制御されてクランク室5の圧力Pcが決定される。容量制御弁18の開度を変えてクランク室5の圧力Pcが変更されると、ピストン13を介したクランク室5内とシリンダボア12内との差圧が変更され、斜板8の傾斜角度が変化する。その結果、ピストン13のストロークすなわち圧縮機の吐出容量が調整される。
By changing the opening of the
例えば、クランク室5の圧力Pcが下げられると、斜板8の傾斜角度が増加してピストン13のストロークが増大し、吐出容量が大きくなる。逆に、クランク室5の圧力Pcが上げられると、斜板8の傾斜角度が減少してピストン13のストロークが縮小し、吐出容量が小さくなる。
For example, when the pressure Pc in the
ここで、最大容量運転時には、容量制御弁18の開度設定によりクランク室5の圧力Pcが低下されて吸入圧力Psとほぼ等しくなる。クランク室圧力Pcが吸入圧力Psとほぼ等しくなったことにより、クランク室圧力Pcが吸入圧力Psに抗して吸入通路21を絞る方向へ開度制御弁Vの弁体25を付勢する力がなくなる。このため、吸入通路21を通って吸入ポート20から吸入室15へ流れ込む吸入ガス流によって開度制御弁Vの弁体25が弁室23内を底部23aに向かって後退する。これにより、図3に示されるように、吸入口24が全開して最大容量の吐出が可能となる。このとき、開度制御弁Vの弁体25にはスプリング等による付勢力は作用していないため、弁体25の後退に際してほとんどエネルギーの損失はなく、最大容量運転時の性能が確保される。
Here, at the time of maximum capacity operation, the pressure Pc of the
一方、可変容量運転時には、容量制御弁18の開度設定によりクランク室5の圧力Pcが上昇されて吸入圧力Psより高くなる。このため、開度制御弁Vの弁体25が弁室23内を吸入ポート20に向かって前進し、図2に示されるように、弁体25がストッパ23bに当接したところで弁体25の前進が規制される。これにより、吸入口24の一部のみが開いた状態となって吸入ガスの通路が絞られる。吸入ガスは、この絞られた通路を通ってマフラ22内に入るため、マフラ22の効果が最大限に引き出され、吸入脈動が十分に低減されることとなる。
On the other hand, during variable displacement operation, the pressure Pc in the
実施の形態2
図4に実施の形態2に係る可変容量圧縮機の開度制御弁の構造を示す。開度制御弁Vの弁室23内に有底円筒状の弁体29が移動自在に収容されると共に弁体29の後部側に有底円筒状の可動体30が移動自在に収容され、弁体29と可動体30との間にこれら両者を互いに引き離す方向に付勢する付勢部材としてのバネ31が配置されている。また、弁体29と可動体30との間の弁室23の内壁部には可動体30の移動を規制するためのストッパ32が配設されている。弁体29の前面に吸入通路21を介して吸入口24を開く方向へ吸入圧力Psが、可動体30の後面に連通路26を介して吸入口24を閉じる方向へクランク室5の圧力Pcがそれぞれ作用している。なお、その他の部分の構造は実施の形態1と同様である。
FIG. 4 shows the structure of the opening control valve of the variable capacity compressor according to the second embodiment. A bottomed
最大容量運転時には、クランク室5の圧力Pcが吸入圧力Psとほぼ等しくなるので、吸入ガス流によって弁体29が弁室23内を底部23aに向かって押圧され、可動体30は弁体29により吸入通路の開度を最大とし且つバネ31による付勢力が弱くなるかまたは実質的に作用しない位置まで後退する。これにより、図5に示されるように、吸入口24が全開する。このとき、弁体29により吸入口24を絞る効果を実質的に無くすことができ、圧縮機の効率が求められる最大容量運転時の性能が確保される。
During the maximum capacity operation, the pressure Pc in the
一方、可変容量運転時には、クランク室5の圧力Pcが上昇されて吸入圧力Psより高くなるので、可動体30が弁室23内を前進することによりバネ31の弁体29に作用する吸入圧Psと吸入ガス流に抗して吸入通路を閉じるように作用する状態になる。これにより、吸入通路は徐々に絞られる。図4に示されるように、可動体30がストッパ32に当接したところで可動体30の前進が規制され、バネ31により弁体29に作用する付勢力は最大に作用し、吸入ガスの流量に抗した絞り効果が増大する。その結果、マフラ22の効果が最大限に引き出され、圧力変動が十分に抑制される。
On the other hand, during variable displacement operation, the pressure Pc in the
同様に吸入通路を絞る効果を求められるOFF容量運転からの起動時においても、クランク室5の圧力Pcにより図4に示されるように、可動体30がストッパ32に当接するまで前進し、バネ31により弁体29に作用する付勢力が強い状態となる。このため、容量が大きくなろうとする容量復帰起動時には、吸入ガスの流量に抗して大きな絞り効果を奏し、マフラ22の効果が最大限に引き出されて圧力変動が十分に抑制され、異音の発生等が防止される。
Similarly, even at the time of start-up from the OFF capacity operation that requires the effect of restricting the suction passage, the
なお、この実施の形態2においては弁体29と可動体30との間の空間をほぼ密閉状態とすることによりダンパー効果を持たせ、吸入脈動により弁体29自体が振動して異音を発生することを防止していると共に絞りの効果が確保されている。
In the second embodiment, the space between the
また、図5に示されるように、最大容量運転時に弁体29がストッパ32に当接するまで後退し、吸入口24が全開して吸入通路の開度が最大となったが、最大容量運転時に可動体30が弁室23の底部23aに至った状態でもバネ31の付勢力によって弁体29がストッパ32から離れた状態にあるように構成することもできる。このようにすれば、最大容量運転時においても吸入ガス流量の変動に対して絞り機能を発揮することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, during the maximum capacity operation, the
実施の形態3
実施の形態1においては、弁室23の内壁面に吸入口24を開口させ、弁室23内を円筒状の弁体25が移動することにより吸入口24を開閉したが、これに限るものではなく、図6に示されるように、弁室23内を移動する弁体33に吸入口34を開口形成し、この弁体33を移動させることにより吸入口34を開閉する構造とすることもできる。
In the first embodiment, the
最大容量運転時には、クランク室5の圧力Pcが低下されて吸入圧力Psとほぼ等しくなるので、クランク室圧力Pcが吸入圧力Psに抗して吸入通路21を絞る方向へ開度制御弁Vの弁体33を付勢する力がなくなり、吸入通路21を通って吸入ポート20から吸入室15へ流れ込む吸入ガス流によって開度制御弁Vの弁体33が弁室23内を底部23aに向かって後退する。これにより、図7に示されるように、吸入口34が全開して最大容量の吐出が可能となる。このとき、開度制御弁Vの弁体33にはスプリング等による付勢力は作用していないため、弁体33の後退に際してほとんどエネルギーの損失はなく、最大容量運転時の性能が確保される。
During the maximum capacity operation, the pressure Pc of the
一方、可変容量運転時には、クランク室5の圧力Pcが上昇されて吸入圧力Psより高くなるので、開度制御弁Vの弁体33が弁室23内を吸入ポート20に向かって前進し、図6に示されるように、弁体33がストッパ23bに当接したところで弁体33の前進が規制される。これにより、吸入口34の一部のみが開いた状態となって吸入ガスの通路が絞られ、マフラ22の効果が最大限に引き出されて吸入脈動が十分に低減される。
On the other hand, during variable displacement operation, the pressure Pc in the
なお、このように吸入口34が開口形成された弁体33を移動させることにより吸入通路21の開度を調整する構造の開度制御弁Vにおいても、実施の形態2と同様に、弁体33にバネを介し可動体を連結してダンパー効果を持たせることができる。これにより、吸入脈動によって弁体33自体が振動し異音を発生することを防止すると共に絞りの効果を確保することが可能となる。
In addition, in the opening degree control valve V having a structure in which the opening degree of the
なお、上述した実施の形態1及び3においては、OFF容量時に弁体が吸入口を全閉することなく、吸入通路と吸入室とが常時連通しているが、実施の形態2と同様に可変容量運転時及びOFF運転時に吸入口を全閉させる構成とすることもできる。 In the above-described first and third embodiments, the valve body does not fully close the suction port when the capacity is OFF, and the suction passage and the suction chamber are always in communication. It is also possible to adopt a configuration in which the suction port is fully closed during capacity operation and OFF operation.
また、実施の形態1〜3においては、吸入通路21の開度を可動調整する開度制御弁Vをマフラ22の上流側の吸入通路21上に配設したが、マフラ22の下流側の吸入通路21上に配設することもできる。
In the first to third embodiments, the opening degree control valve V that movably adjusts the opening degree of the
1 シリンダブロック、2 フロントハウジング、3 弁形成体、4 リヤハウジング、5 クランク室、6 駆動シャフト、7 回転支持体、8 斜板、12 シリンダボア、13 ピストン、15 吸入室、16 吐出室、17,26 連通路、18 容量制御弁、20 吸入ポート、21 吸入通路、22 マフラ、23 弁室、23a 底部、23b、32 ストッパ、24,34 吸入口、25,29,33 弁体、30 可動体、31 バネ。 1 cylinder block, 2 front housing, 3 valve forming body, 4 rear housing, 5 crank chamber, 6 drive shaft, 7 rotation support, 8 swash plate, 12 cylinder bore, 13 piston, 15 suction chamber, 16 discharge chamber, 17, 26 communication passage, 18 capacity control valve, 20 suction port, 21 suction passage, 22 muffler, 23 valve chamber, 23a bottom, 23b, 32 stopper, 24, 34 suction port, 25, 29, 33 valve body, 30 movable body, 31 Spring.
Claims (8)
吸入通路上にマフラを備えると共に吸入通路上に容量の値に応じて吸入通路の開度を調整する開度制御弁を備え、
該開度制御弁は、最大容量運転時に可変容量運転時よりも吸入通路の開度を大きくし、
前記開度制御弁は、
吸入圧力を受けて移動自在に配置されると共に吸入通路を開閉する弁体と、
クランク室圧力を受けて移動自在に配置された可動体と、
該可動体と前記弁体とを互いに引き離す方向に付勢する付勢部材と
を有することを特徴とする可変容量圧縮機。 In a variable capacity compressor whose capacity is variably controlled,
Provided with a muffler on the suction passage and an opening control valve for adjusting the opening of the suction passage according to the capacity value on the suction passage ,
The opening control valve increases the opening of the suction passage during maximum capacity operation than during variable capacity operation,
The opening control valve is
A valve body that is movably arranged to receive suction pressure and opens and closes the suction passage;
A movable body arranged to be movable under the pressure of the crank chamber;
An urging member that urges the movable body and the valve body in a direction to separate them from each other;
Variable displacement compressor characterized in that it comprises a.
前記開度制御弁は、吸入圧力とクランク室圧力との差圧に基づいて吸入通路の開度を調整する請求項1または2に記載の可変容量圧縮機。 The capacity is variably controlled by adjusting the crank chamber pressure,
The variable displacement compressor according to claim 1 or 2 , wherein the opening degree control valve adjusts an opening degree of the suction passage based on a differential pressure between the suction pressure and the crank chamber pressure.
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