JP4651569B2

JP4651569B2 - 可変容量圧縮機

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Publication number: JP4651569B2
Application number: JP2006096765A
Authority: JP
Inventors: 幸彦田口
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007270710A

Description

本発明は、可変容量圧縮機に関するものである。

吸入室と吐出室とクランク室とピストンが挿入された複数のシリンダボアとが内部に区画形成されたハウジングと、ハウジング内に配設されハウジングにより回転可能に支持された駆動軸と、傾角可変に駆動軸に係合した斜板を有し駆動軸の回転を往復運動に変換してピストンに伝達する運動変換機構と、クランク室圧力を制御して吐出容量を制御する容量制御弁と、吐出室に連通する弁孔を開閉する弁体と弁体を閉弁方向へ付勢するバネとにより構成され吐出室と外部空調回路に接続する吐出口との間の吐出通路に配設された逆止弁とを備える可変容量圧縮機が特許文献１等に開示されている。
特許文献１の可変容量圧縮機においては、圧縮機の作動停止時に、逆止弁が閉じることにより外部空調回路から圧縮機への冷媒の逆流が防止される。
特開平１０−２０５４４６号公報

特許文献１に開示された可変容量圧縮機には以下の問題がある。
ａ．逆止弁の開弁差圧は通常０．０６〜０．１ＭＰａに設定されているので、逆止弁が開弁した圧縮機の作動時に、逆止弁において０．０６〜０．１ＭＰａの圧力損失が発生し、圧縮機の性能を悪化させる。
ｂ．弁体の上流側の受圧面に加わる圧力である一次圧と弁体の下流側の受圧面に加わる圧力である二次圧との差圧による開弁方向の付勢力とバネの閉弁方向の付勢力との大小関係に応じて弁体が移動するので、ある流量域で弁体の自励振動が発生し、騒音を引き起こす。
ｃ．作動停止していた可変容量圧縮機が作動開始する際に、吐出容量が最小容量から速やかに増加するのが望ましい。然るに、特許文献１に開示された可変容量圧縮機が備える逆止弁は、可変容量圧縮機が作動開始すると直ぐに開弁するので、吐出容量が最小容量から速やかに増加するのを助長する機能を有していない。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、圧縮機の作動時に発生する圧力損失が従来に比べて少なく、圧縮機の作動時に自励振動が発生しない逆止弁を備える可変容量圧縮機を提供することを目的とする。また本発明は、可変容量圧縮機の作動開始時に、最小吐出容量から最大吐出容量へ向けて速やかに吐出容量が増加するの助長する機能を有する逆止弁を備える可変容量圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、吸入室と吐出室とクランク室とピストンが挿入された複数のシリンダボアとが内部に区画形成されたハウジングと、ハウジング内に配設されハウジングにより回転可能に支持された駆動軸と、傾角可変に駆動軸に係合した斜板を有し駆動軸の回転を往復運動に変換してピストンに伝達する運動変換機構と、クランク室圧力を制御して吐出容量を制御する容量制御弁と、吐出室と外部空調回路に接続する吐出口との間の吐出通路に配設された逆止弁とを備える可変容量圧縮機であって、逆止弁は吐出通路を開閉する電磁弁であり、更に、可変容量圧縮機の作動停止信号を受けると電磁弁を閉じ、可変容量圧縮機の作動開始信号を受けると電磁弁を開く制御装置を備え、制御装置は、可変容量圧縮機の作動開始信号を受けた時点から所定時間ｔ _１後に電磁弁を開くことを特徴とする可変容量圧縮機を提供する。
本発明に係る可変容量圧縮機が備える逆止弁は電磁弁なので、開弁差圧を必要とせず、また開弁時の弁体の不安定挙動を電磁力によって強制的に禁止できる。従って、圧縮機の作動時に、逆止弁において発生する圧力損失を微小値に抑制して圧縮機の性能悪化を防止し、また弁体の自励振動ひいては騒音発生を防止することかできる。
可変容量圧縮機の作動開始から所定時間ｔ _１遅らせて逆止弁を開弁させることにより、吐出室圧力ひいてはピストンのガス圧縮反力を急増させ、斜板傾角を急増させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。

本発明の好ましい態様においては、可変容量圧縮機は外部情報を検出する外部情報検出装置を備え、制御装置は外部情報検出装置の出力信号に応じて所定時間ｔ _１を可変制御する。

例えば、外気温が低い時は、吐出室温度が低いので可変容量圧縮機が作動開始しても吐出室圧力は急増せず、ピストンのガス圧縮反力は急増せず、斜板傾角は急増せず、吐出容量は最小容量から速やかに増加しない。係る場合、可変容量圧縮機の作動開始から逆止弁の開弁までの時間を長くすることにより、速やかに吐出室圧力を増加させ、速やかにピストンの圧縮反力を増加させ、速やかに斜板傾角を増加させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。このように、外部環境に応じて可変容量圧縮機の作動開始から逆止弁の開弁までの時間を可変制御することにより、圧縮機の制御応答性が向上し、信頼性が向上する。

本発明の好ましい態様においては、制御装置は、可変容量圧縮機の作動停止信号を受けた時点から所定時間ｔ２後に電磁弁を閉じる。

吐出容量が減少してから電磁弁を閉じるので、圧縮機のトルク変化がスムーズになり、またクランク室圧力の異常上昇が防止される。

本発明の好ましい態様においては、可変容量圧縮機は外部情報を検出する外部情報検出装置を備え、制御装置は外部情報検出装置の出力信号に応じて所定時間ｔ２を可変制御する。

例えば圧縮機回転数が低い場合には、圧縮機の吐出流量が少ないので、可変容量圧縮機の作動停止後に、吐出室からクランク室へ流入する冷媒ガスの流量は少なく、クランク室圧力は急増せず、斜板傾角は急減しない、係る場合、可変容量圧縮機の作動停止から逆止弁の閉弁までの時間を長くすることにより、クランク室内の冷媒ガス量を速やかに増加させ、クランク室圧力を速やかに増加させ、斜板傾角を速やかに減少させることができる。

本発明の好ましい態様においては、電磁弁よりも上流側の吐出圧領域にリリーフバルブが配設されている。
電磁弁が破損して開弁できなくなっても、リリーフバルブが存在するので、吐出室圧力は異常高圧にならず、圧縮機の安全性が確保される。

本発明の好ましい態様においては、可変容量圧縮機は、電磁弁よりも上流側の吐出圧領域の圧力を検出する圧力検出装置を備え、制御装置は、圧力検出装置の出力が所定値以上になると電磁弁を開く。
吐出室圧力を直接検知して電磁弁を開放するので、外部条件の如何に関わらず電磁弁の開放時期を最適化し、吐出室圧力ひいてはピストンのガス圧縮反力を急増させ、斜板傾角を急増させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。

本発明においては、上記何れかの可変容量圧縮機を備えることを特徴とする、冷房運転と暖房運転を切替制御する冷凍サイクルを有する車輛用空調装置を提供する。
本発明により、暖房運転時を含めて、圧縮機の良好な始動性が確保され、迅速な空調が確保された車輛空調装置が提供される。

本発明により、圧縮機の作動時に発生する圧力損失が従来に比べて少なく、圧縮機の作動時に自励振動が発生しない逆止弁を備える可変容量圧縮機が提供される。また本発明により、可変容量圧縮機の作動開始時に、最小吐出容量から最大吐出容量へ向けて速やかに吐出容量が増加するの助長する機能を有する逆止弁を備える可変容量圧縮機が提供される。

本発明の実施例に係る可変容量圧縮機を説明する。

図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａを備えたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、バルブプレート１０３を介してシリンダブロック１０１の他端に設けられたリアハウジング１０４とを備えている。
シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されるクランク室１０５内を横断して、駆動軸１０６が配設されている。駆動軸１０６は斜板１０７に挿通されている。斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部１０９を介して結合し、駆動軸１０６により傾角可変に支持されている。ロータ１０８と斜板１０７との間に、斜板１０７を最小傾角へ向けて付勢するコイルバネ１１０が配設されている。斜板１０７を挟んでコイルバネ１１０の反対側に、最小傾角状態にある斜板１０７を傾角増大方向へ付勢するコイルバネ１１１が配設されている。

駆動軸１０６の一端はフロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してハウジング外まで延在しており、電磁クラッチを介することなく、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジンに直結している。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間に軸封装置１１２が配設されている。
駆動軸１０６は、ベアリング１１３、１１４、１１５、１１６によりラジアル方向及びスラスト方向に支持されている。

シリンダボア１０１ａ内に、ピストン１１７が配設され、ピストン１１７の一端部の窪み１１７ａ内に収容された一対のシュー１１８が斜板１０７の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸１０６の回転は、ロータ１０８と連結部１０９と斜板１０７とシュー１１８とが形成する運動変換機構を介してピストン１１７の往復動に変換される。

リアハウジング１０４には、吸入室１１９と吐出室１２０とが形成されている。吸入室１１９は、バルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ａと図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１２０は図示しない吐出弁とバルブプレート１０３に形成された連通孔１０３ｂとを介してシリンダボア１０１ａに連通している。
吸入室１１９は吸入ポート１０４ａを介して図示しない外部空調回路の蒸発器に接続している。吐出室１２０は、図１、２に示すように、室１０４ｂ、１０４ｃと吐出ポート１０４ｄとを介して図示しない外部空調回路の凝縮器に接続している。室１０４ｂに連通するリリーフバルブ１２１が配設されている。
フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、リアハウジング１０４は図示しないガスケットを介して隣接し、複数の通しボルトを用いて一体に組付けられており、協働して、吸入室１１９と吐出室１２０とクランク室１０５と複数のシリンダボア１０１ａと室１０４ａ、１０４ｂとが内部に区画形成されたハウジングを形成している。

逆止弁を形成する電磁弁２００が室１０４ｃ内に配設されている。図３に示すように、電磁弁２００は、室１０４ｃよりも上流側に配設された室１０４ｂに連通する弁孔２０１ａと、室１０４ｃを介して吐出ポート１０４ｄに連通する出口孔２０１ｂと、弁孔２０１ａを取り囲む弁座２０１ｃとが形成されたハウジング２０１と、ハウジング２０１の内部空間である弁室２０２内に配設されて弁孔２０１ａを開閉する弁体２０３と、弁体２０３に連結固定され筒部材２０４に摺動可能に挿入された筒状の可動鉄心２０５と、筒部材２０４に挿入固定されて可動鉄心２０５に対峙する固定鉄心２０６と、可動鉄心２０５の中空部２０５ａ内に配設されて弁体２０３を閉弁方向へ付勢するコイルバネ２０７と、ハウジング２０１に固定されたケース２０８内に収容されて筒部材２０４を取り囲む電磁コイル２０９とを有している。可動鉄心の中空部２０５ａは、弁体２０３に形成された連通孔２０３ａを介して弁室２０２と連通している。この結果、弁体２０３の下流側の受圧面に二次圧が作用する。他方、弁体２０３の上流側の受圧面には弁孔２０１ａを介して一次圧が作用する。電磁弁２００は、ノーマルクローズタイプの電磁弁として構成されており、電磁コイル２０９を励磁すると、図３（ａ）に示すように、可動鉄心２０５が固定鉄心２０６に吸着され、弁体２０３が弁座２０１ｃから離れ、弁孔２０１ａが開放されて電磁弁２００は開弁し、電磁コイル２０９を消磁すると、図３（ｂ）に示すように、コイルバネ２０７の付勢力により一体化した弁体２０３と可動鉄心２０５とが固定鉄心２０６から離れ、弁体２０３が弁座２０１ｃに当接し、弁孔２０１ａが閉鎖されて電磁弁２００は閉弁する。

図１に示すように、リアハウジング１０４に吐出容量制御弁３００が取り付けられている。吐出容量制御弁３００は、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の開度を調整し、クランク室１０５への吐出冷媒ガスの導入量を制御する。クランク室１０５内の冷媒ガスは、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との間の隙間と、シリンダブロック１０１に形成された空間１２３と、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス孔１０３ｃとを介して吸入室１１９へ流入する。
吐出容量制御弁３００により、クランク室１０５の内圧を可変制御して、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。吐出容量制御弁３００は、外部信号に基づいて内蔵するソレノイドへの通電量を調整し、連通路１２４を介して吐出容量制御弁３００の感圧室に導入される吸入室１１９の内圧が所定値になるように、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を可変制御し、また内蔵するソレノイドへの通電をＯＦＦすることにより連通路１２２を強制開放して、可変容量斜板式圧縮機１００の吐出容量を最小に制御する。吐出容量制御弁３００は、外部環境に応じて、吸入室圧力を最適制御することができる。

吐出容量制御弁３００の構成を詳述する。
図４に示すように、吐出容量制御弁３００は、バルブハウジング３０１に形成された感圧室３０２内に配設され、連通孔３０１ａと連通路１２４とを介して吸入室圧力を受圧し、内部を真空にしてばねを配設した感圧手段として機能するベローズ３０３と、一端部がバルブハウジング３０１に形成された弁室３１２内に配設されクランク室圧力を受圧すると共に吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２に配設された弁孔３０５ａを開閉し、他端部がバルブハウジング３０１の支持孔３０１ｂに摺動可能に支持され、他端がベローズ３０３に連結する弁体３０４と、弁孔３０５ａと弁座３０５ｂとが形成され、バルブハウジング３０１の収容孔３０１ｃに圧入固定された弁座形成体３０５と、弁体３０４に一体形成され、一端に可動鉄心３０６を圧入固定したソレノイドロッド３０４ａと、ソレノイドロッド３０４ａを内挿し、所定隙間を隔てて可動鉄心３０６に対向配置された固定鉄心３０７と、固定鉄心３０７と可動鉄心３０６の間に配設され、可動鉄心３０６を開弁方向に付勢するばね３０８と、固定鉄心３０７と可動鉄心３０６とを内挿してソレノイドケース３０９に固定された筒状部材３１０と、筒状部材３１０を取り囲み、ソレノイドケース３０９に収容された電磁コイル３１１とから構成されている。

バルブハウジング３０１に弁孔３０５ａと直交方向に形成された連通孔３０１ｄは収容孔３０１ｃと交差すると共に吐出室１２０に連通している。従って、弁孔３０５ａと連通孔３０１ｄとは収容孔３０１ｃを介して連通している。ベローズ３０３に連結する弁体３０４の他端は収容孔３０１ｃから遮断され、ひいては吐出室１２０から遮断されている。弁室３１２は連通孔３０１ｅを介してクランク室１０５と連通している。連通孔３０１ｄ、収容孔３０１ｃ、弁孔３０５ａ、弁室３１２、連通孔３０１ｅは、吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２の一部を形成している。

弁体３０４に作用する力は図５の式（１）で与えられる。吐出容量制御弁３００においては、図６に示すように、電磁コイル３１１への通電量が増加すると吸入室圧力が低下する制御特性が得られる。
閉弁時に、弁体３０４のテーパした弁座当接面３０４ｂは弁孔３０５ａの開口端部周縁の直角の角部に線接触するので、弁体３０４の吐出室圧力受圧面積は弁孔３０５ａの断面積に略等しくなる。
弁孔３０５ａは弁座形成体３０５をバルブハウジング３０１に圧入した際に僅かに変形するため、弁座形成体３０５をバルブハウジング３０１に圧入固定した後、弁孔３０５ａを仕上げ加工して孔径を所定値に仕上げている。支持孔３０１ｂも弁孔３０５ａの仕上げ加工と同時に同一工具で同一径に仕上げ加工されている。従って、弁孔３０５ａと支持孔３０１ｂの断面積は同一値に仕上げられている。バルブハウジング３０１の支持孔３０１ｂに摺動可能に支持された弁体３０４の他端部である感圧ロッド３０４ｃの径は支持孔３０１ｂの径よりも僅かに（例えば１０〜数１０ミクロン）小さく設定されているので、式（１）のＳｖとＳｒとは実質的に同一値であり、図５の式（１）は図５の式（２）となる。
図５の式（２）から分かるように、吐出容量制御弁３００は、実質的に吐出室圧力の影響を受けない吸入室圧力制御特性を有している。

図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１００は、電磁弁２００と吐出容量制御弁３００の作動を制御する制御装置４００を備えている。

可変容量斜板式圧縮機１００の作動を、図７を参照しつつ説明する。
冷房不要時には可変容量斜板式圧縮機１００の制御装置４００には作動停止信号が入力されており、吐出容量制御弁３００の電磁コイル３１１は消磁され、容量制御弁３００は強制開放状態となり、可変容量斜板式圧縮機１００は最小吐出容量の状態になっている。電磁弁２００の電磁コイル２０９も消磁され、電磁弁２００は閉じている。車輛エンジンが作動している状態において、吸入室１１９からシリンダボア１０１ａへ吸引され、最小吐出容量で圧縮された冷媒は、シリンダ１０１ａから吐出室１２０に吐出するが、電磁弁２００が閉じているので外部空調回路へは流れず、開放状態になっている吐出容量制御弁３００を介してクランク室１０５へ流入し、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との隙間を抜け、空間１２３と固定オリフィス１０３ｃとを通って吸入室１１９へ戻る。可変容量斜板式圧縮機１００から外部空調回路への冷媒の流れが遮断されているので、外部空調回路から吸入室１１９への冷媒の流入もない。従って、冷媒は可変容量斜板式圧縮機１００内で循環している。
可変容量斜板式圧縮機１００の作動停止時に逆止弁である電磁弁２００が閉じることにより、外部空調回路から可変容量斜板式圧縮機１００への冷媒の逆流が防止されている。従って、長時間に亙って可変容量斜板式圧縮機１００が作動停止状態にあっても、外部空調回路から可変容量斜板式圧縮機１００へ冷媒が逆流し、クランク室１０５内に液冷媒となって滞留する事態の発生が防止される。

可変容量斜板式圧縮機１００を作動させるべく、制御装置４００に作動開始信号が入力されると、図７（ａ）のフローチャートに示すように、先ず所定の制御電流が電磁コイル３１１に流され、容量制御弁３００の電磁コイル３１１が励磁される。実際の吸入室圧力が図６に示す制御電流に相当する目標吸入室圧力より高いと、ベローズ３０３が収縮し、容量制御弁３００の弁体３０４は弁孔３０５ａを閉じる。吐出室１２０とクランク室１０５との間の連通路１２２が閉鎖され、クランク室圧力が低下して吸入室圧力と同等になり、ピストン１１７のガス圧縮反力による斜板１０７の傾角を増加させるモーメントがクランク室圧力による斜板１０７の傾角を減少させるモーメントより大きくなって、斜板１０７の傾角が徐々に増加し、吐出容量が徐々に増加する。
電磁弁２００はまだ閉じており、吐出室１２０内の冷媒ガスは行き場がないので、吐出室圧力は急激に上昇する。吐出室圧力が急上昇すると、ピストン１１７のガス圧縮反力が急増し、斜板１０７の傾角を増加させるモーメントが急増し、ピストンストロークが急増する。
制御装置４００は、可変容量斜板式圧縮機１００の作動開始信号を受けた時点から所定時間ｔ_１後に電磁弁２００の電磁コイル２０９を励磁し、可動鉄心２０５を固定鉄心２０６に吸着させ、弁体２０３を弁座２０１ｃから強制離脱させて弁孔２０１ａを開かせ、室１０４ｂと室１０４ｃとが形成する吐出室１２０と吐出ポート１０４ｄとの間の吐出通路を開放する。十分な流量の冷媒が可変容量斜板式圧縮機１００から流出して外部空調回路に供給され、空調が速やかに開始される。
尚、弁体２０３の上流側の受圧面に印加される一次圧と、弁体２０３の下流側の受圧面に印加されるの二次圧との差圧が所定値以上、すなわち吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる程度の値以上になると、電磁コイル２０９を励磁しなくても、前記差圧が弁体２０３に印加する開弁方向の付勢力が、コイルバネ２０７が弁体２０３に印加する閉弁方向の付勢力よりも大きくなり、弁体２０３が弁座２０１ｃから離れて弁孔２０１ａが開かれ、室１０４ｂと室１０４ｃとが形成する吐出室１２０と吐出ポート１０４ｄとの間の吐出通路は開放される。必要十分な差圧が得られた時に制御信号を待たずに開弁するのを許容することにより、コイルバネ２０７のバネ力を大きくする必要がなくなり、電磁コイル２０９の小型化が図れる。また、制御装置４００に不具合が生じ、或いは電磁コイル２０９に不具合が生じて、電磁力による開弁が不能になっても、電磁弁２００が形成する逆止弁は開弁することができる。
電磁弁２００が破損して開弁できない場合には、リリーフバルブ１２１が作動して電磁弁２００よりも上流側の吐出圧領域から冷媒ガスを圧縮機外へ放出するので、吐出室圧力は異常高圧にならず、可変容量斜板式圧縮機１００の安全性が確保される。

逆止弁を形成するのは電磁弁２００なので、開弁差圧を必要とせず、また開弁時の弁体２０３の不安定挙動を電磁力により強制的に禁止できる。従って、可変容量斜板式圧縮機１００の作動時に、電磁力により可動鉄心２０５ひいては弁体２０３を固定鉄心２０６に吸着固定して電磁弁２００を全開させ、電磁弁２００において発生する圧力損失を微小値に抑制して可変容量斜板式圧縮機１００の性能悪化を防止し、また弁体２０３の自励振動ひいては騒音発生を防止することかできる。
可変容量斜板式圧縮機１００の作動開始から所定時間ｔ_１遅らせて逆止弁である電磁弁２００を開弁させることにより、吐出室圧力ひいてはピストン１１７のガス圧縮反力を急増させ、斜板傾角を急増させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。従って、仮に可変容量斜板式圧縮機１００の作動開始時に、クランク室１０５に液冷媒が滞留していても、吐出室圧力ひいてはピストン１１７のガス圧縮反力の増加を促進させ、斜板傾角の増加を促進させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。
一次圧と二次圧とが印加される弁体２０３とコイルバネ２０７との組み合わせは、一次圧と二次圧との差圧が所定値以上になった時に、室１０４ｂと室１０４ｃとが形成する吐出室１２０と吐出ポート１０４ｄとの間の吐出通路を開く開放機構として好適である。また可動鉄心２０５内にコイルバネ２０７を収容することにより、電磁弁２００を小型化することができる。

作動中の可変容量斜板式圧縮機１００の制御装置４００に作動停止信号が入力されると、図７（ｂ）のフローチャートに示すように、先ず容量制御弁３００の電磁コイル３１１が消磁され、容量制御弁３００が強制開放される。大量の吐出ガスが吐出室１２０からクランク室１０５に導入され、クランク室圧力が急上昇し、クランク室圧力による斜板１０７の傾角を減少させるモーメントがピストン１１７のガス圧縮反力による斜板１０７の傾角を増加させるモーメントより大きくなって、斜板１０７の傾角が減少し、吐出容量が減少する。
制御装置４００は、可変容量圧縮機１００の作動停止信号を受けた時点から所定時間ｔ_２後に電磁弁２００の電磁コイル２０９を消磁し、コイルバネ２０７の付勢力により、弁体２０３を弁座２０１ｃに当接させて、室１０４ｂと室１０４ｃとが形成する吐出室１２０と吐出ポート１０４ｄとの間の吐出通路を閉鎖する。外部空調回路への冷媒の流れが遮断され、吸入室１１９への冷媒の流入が停止し、クランク室１０５に導入される冷媒は、吐出室１２０内のガスのみになるので、クランク室圧力の上昇が徐々に停止し、クランク室圧力は最小吐出容量に応じた値に維持される。
吐出容量が減少してから逆止弁である電磁弁２００を閉じるので、可変容量斜板式圧縮機１００のトルク変化がスムーズになり、また吐出室１２０内の高圧冷媒ガスをクランク室１０５に導入しつつ、前記冷媒ガスの一部を外部空調回路へ流出させることによりクランク室圧力の異常上昇が防止される。

上記実施例において、外部情報を検出する外部情報検出装置を配設し、外部情報検出装置の出力信号に応じて制御装置４００が所定時間ｔ_１を可変制御するように構成しても良い。
例えば、外気温が低い時は吐出室１２０の温度が低いので可変容量斜板式圧縮機１００が作動開始しても吐出室圧力は急増せず、或いは圧縮機回転数が低い場合には圧縮機の吐出流量が少ないので吐出室圧力は急増せず、その結果ピストン１１７のガス圧縮反力は急増せず、斜板傾角は急増せず、吐出容量は最小容量から速やかに増加しない。係る場合、可変容量斜板式圧縮機１００の作動開始から逆止弁である電磁弁２００の開弁までの時間ｔ_１を長くすることにより、速やかに吐出室圧力を増加させ、速やかにピストン１１７のガス圧縮反力を増加させ、速やかに斜板傾角を増加させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。このように、外部環境に応じて可変容量圧縮機の作動開始から逆止弁の開弁までの時間を可変制御することにより、圧縮機の制御応答性が向上し、信頼性が向上する。

上記実施例において、外部情報を検出する外部情報検出装置を配設し、外部情報検出装置の出力信号に応じて制御装置４００が所定時間ｔ_２を可変制御するように構成しても良い。
例えば圧縮機回転数が低い場合には、圧縮機の吐出流量が少ないので、可変容量斜板式圧縮機１００の作動停止後に、吐出室１２０からクランク室１０５へ流入する冷媒ガスの流量は少なく、クランク室圧力は急増せず、斜板傾角は急減しない、係る場合、可変容量斜板式圧縮機１００の作動停止から逆止弁である電磁弁２００１の閉弁までの時間ｔ_２を長くすることにより、クランク室１０５内の冷媒ガス量を速やかに増加させ、クランク室圧力を速やかに増加させ、斜板傾角を速やかに減少させることができる。

上記実施例において、可変容量圧縮機の作動開始信号を受けた時点から所定時間ｔ_１後に電磁弁２００の電磁コイル２０９を励磁するのに代えて、図８に示すように、電磁弁２００よりも上流側の吐出圧領域である室１０４ｂの圧力を検出する圧力センサ１２５を配設し、或いは吐出室圧力を検出する圧力センサを配設して、圧力センサ１２５或いは吐出室圧力を検出する圧力センサの出力が所定値以上になると、制御装置４００が電磁弁２００を開くように構成しても良い。
電磁弁２００よりも上流側の吐出圧領域の圧力を直接検知して電磁弁２００を開放するので、外部条件の如何に関わらず電磁弁２００の開放時期を最適化し、吐出室圧力ひいてはピストン１１７のガス圧縮反力を急増させ、斜板傾角を急増させて、吐出容量を最小容量から速やかに増加させることができる。

電磁弁２００としてパイロット型電磁弁を使用しても良い。

可変容量斜板式圧縮機１００は冷房運転と暖房運転を切替制御する冷凍サイクルを有する空調装置に好適である。暖房運転時には低外気温で可変容量圧縮機の作動を開始するので、吐出容量の増加に時間が掛かる。可変容量斜板式圧縮機１００を使用すれば、短時間で吐出容量を増加させることができる。

本発明は、可変容量斜板式圧縮機のみならず、可変容量揺動板式圧縮機、モータ駆動の可変容量圧縮機、電磁クラッチを介して駆動原に接続された可変容量圧縮機、容量制御弁として機械式の内部制御弁を備えた可変容量圧縮機、クランク室と吸入室との間の連通路に容量制御弁を配設した可変容量圧縮機、冷媒として現状のＲ１３４ａに代えてＣＯ２やＲ１５２ａ等の新冷媒を使用した可変容量圧縮機等にも利用可能である。

本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の断面図である。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える電磁弁の断面図である。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える電磁弁の断面図である。（ａ）は開弁状態を示し、（ｂ）は閉弁状態を示す。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える吐出容量制御弁の断面図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は（ａ）の弁体を除いた部分拡大図であり、（ｃ）は閉弁状態での部分拡大図である。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える吐出容量制御弁の制御特性式を示す図である。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える吐出容量制御弁の制御特性を示す図である。本発明の第１実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御のフローチャートである。本発明の第２実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の部分断面図である。

符号の説明

１００可変容量斜板式圧縮機
１０５クランク室
１０６駆動軸
１０７斜板
１１７ピストン
１１９吸入室
１２０吐出室
２００電磁弁
３００容量制御弁
４００制御装置

Claims

吸入室と吐出室とクランク室とピストンが挿入された複数のシリンダボアとが内部に区画形成されたハウジングと、ハウジング内に配設されハウジングにより回転可能に支持された駆動軸と、傾角可変に駆動軸に係合した斜板を有し駆動軸の回転を往復運動に変換してピストンに伝達する運動変換機構と、クランク室圧力を制御して吐出容量を制御する容量制御弁と、吐出室と外部空調回路に接続する吐出口との間の吐出通路に配設された逆止弁とを備える可変容量圧縮機であって、逆止弁は吐出通路を開閉する電磁弁であり、更に、可変容量圧縮機の作動停止信号を受けると電磁弁を閉じ、可変容量圧縮機の作動開始信号を受けると電磁弁を開く制御装置を備え、制御装置は、可変容量圧縮機の作動開始信号を受けた時点から所定時間ｔ _１後に電磁弁を開くことを特徴とする可変容量圧縮機。
外部情報を検出する外部情報検出装置を備え、制御装置は外部情報検出装置の出力信号に応じて所定時間ｔ _１を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
制御装置は、可変容量圧縮機の作動停止信号を受けた時点から所定時間ｔ _２後に電磁弁を閉じることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
外部情報を検出する外部情報検出装置を備え、制御装置は外部情報検出装置の出力信号に応じて所定時間ｔ _２を可変制御することを特徴とする請求項３に記載の可変容量圧縮機。
電磁弁よりも上流側の吐出圧領域にリリーフバルブが配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量圧縮機。
電磁弁よりも上流側の吐出圧領域の圧力を検出する圧力検出装置を備え、制御装置は、圧力検出装置の出力が所定値以上になると、電磁弁を開くことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。
請求項１乃至６の何れか１項に記載の可変容量圧縮機を備えることを特徴とする、冷房運転と暖房運転を切替制御する冷凍サイクルを有する車輛用空調装置。