JP5050801B2

JP5050801B2 - 可変容量圧縮機における脈動低減装置

Info

Publication number: JP5050801B2
Application number: JP2007299641A
Authority: JP
Inventors: 志郎林; 末広深澤; 都淺越; 太郎尾関; 惣吉日比野; 秀樹水谷
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: ATE478260T1; DE602008002162D1; JP2008223757A

Description

本願発明は可変容量圧縮機において発生する脈動の低減装置に関する。

可変容量圧縮機では、起動時及び可変容量運転時のような低流量運転時において、吸入弁の自励振動に起因する吸入脈動が発生し、その振動が圧縮機外に伝播して大きな振動や異音を発生し易いという問題がある。このため、従来から、吸入弁より上流側の吸入通路において冷媒ガスの流通面積を制御することにより低流量運転時における圧力変動を低減し、吸入脈動を低減する方法が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、可変容量圧縮機の吸入ポート１７にガス通路１８の開孔面積を制御する開度制御弁２２を設け、ガス通路１８の開孔面積を吸入流量が少ないときは小さく、吸入流量が多いときは大きくして吸入弁の低流量時の自励振動によって生ずる吸入圧力の脈動を低減する構成が開示されている。

具体的には、ガス通路１８と吸入ポート１７との間に弁室２１が設けられ、弁室２１に開度制御弁２２が配置される。開度制御弁２２はスプリング２３によって吸入ポート１７側へ付勢され、吸入室１６と吸入ポート１７との圧力差により上下に移動する。また、開度制御弁２２は最も下降した時ガス通路１８の開孔面積を最大にし、最も上昇した時ガス通路１８の開孔面積を最小にするよう設定されている。弁室２１は連通孔２４を介して吸入室１６に連通され、開度制御弁２２に形成した弁孔２５によって吸入ポート１７に連通される。

低流量運転時では、吸入室１６と吸入ポート１７との圧力差が小さいため、開度制御弁２２が上昇し、ガス通路１８の開孔面積を小さくする。この時、冷媒ガスの一部は弁孔２５から弁室２１に入り、さらに連通孔２４を通って吸入室１６に流入する。低流量運転時に発生する冷媒ガスの圧力脈動は吸入室１６から連通孔２４に伝播し、さらに弁室２１を通って弁孔２５から吸入ポート１７へと伝播し、この過程で圧力脈動が弱められ、整流されるので騒音発生の原因にならない。即ち、吸入室１６の容積効果と弁孔２５の絞り効果とにより、冷凍回路の低圧側への圧力変動の伝播が抑制される。

特許文献２の図４、図５には、以下に説明する可変容量圧縮機における脈動低減装置が開示されている。
即ち、吸入ポート２０と吸入室１５とを連通する吸入通路２１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の上流側に吸入通路２１の開度を調整する開度制御弁Ｖの弁室２３が形成されている。開度制御弁Ｖの弁室２３には有底円筒状の弁体２９及び可動体３０が移動自在に収容され、弁体２９と可動体３０との間にバネ３１が配置されている。また、弁室２３の内壁部には弁体２５の移動を規制するストッパ２３ｂ及び可動体３０の移動を規制するストッパ３２が配設されている。弁体２９の前面には吸入通路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の後面には連通路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。

ＯＦＦ容量運転からの起動時や可変容量運転時には、クランク室５の圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓより高くなるので、弁体２９、可動体３０及びバネ３１が弁室２３内を前進し、吸入口２４を閉じる方向に作用する。可動体３０がストッパ３２に当接した状態で、弁体２９はバネ３１の付勢力を受けて吸入口２４を若干開いた状態にまで絞るため、マフラ２２の効果が生じ、圧力変動を抑制することができる。なお、弁体２９と可動体３０との間の空間を密閉状態とすることによりダンパー効果が得られ、吸入脈動により弁体２９自体が振動することによる異音の発生を防止することができる。
特開２０００−１３６７７６号公報特開２００６−２０７４８４号公報

特許文献１に開示された脈動低減装置は、低流量時にガス通路１８を開度制御弁２２によって絞ることによる吸入室１６、ガス通路１８及び吸入ポート１７の間で生じるマフラー効果に加えて、弁室２１を連通孔２４及び弁孔２５によってそれぞれ吸入室１６及び吸入ポート１７と連通することによって吸入室１６、連通孔２４、弁室２１、弁孔２５及び吸入ポート１７の間に生じるマフラー効果を利用して脈動の低減を図ったものである。
しかし、マフラー効果の利用だけでは低流量時に発生する脈動を充分に抑制することができない。

特許文献２に開示された脈動低減装置は、吸入ポート２０と吸入室１５とを連通する吸入通路２１にマフラ２２を余分に形成し、低流量時に開度制御弁Ｖの弁体２９によりマフラ２２の吸入口２４を絞ることによりより大きなマフラー効果を狙ったものである。しかし、マフラ２２の追加形成は可変容量圧縮機の大型化を招き、例えば車両等のエンジンルームのように限られたスペースには対応できない問題がある。また、可変容量圧縮機の大型化というマイナス面に比較し、低流量時に発生する脈動の低減効果は充分なものを得ることができない。

本願発明は、脈動低減装置の簡素化を図り、可変容量圧縮機の大型化を招くことなく低流量時における脈動の低減効果を充分発揮できるようにすることを目的とする。

請求項１に記載の本願発明は、ピストンの往復動機構を設置したクランク室、シリンダボア内に冷媒ガスを供給する吸入室及び前記シリンダボア内の圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出室を備え、前記クランク室の圧力制御により前記冷媒ガスの吐出容量を変更するとともに前記冷媒ガスの流通路を形成する配管系に少なくともスプール弁及びダンパ室から構成される制御弁を配置して前記冷媒ガスの流通を制御することにより脈動を抑制する可変容量圧縮機において、前記スプール弁に作用する冷媒ガスを流通孔により前記ダンパ室内に流通させ、前記制御弁は前記吸入室への冷媒ガスの流通路である吸入通路に設置され、前記冷媒ガスの圧力を受けて変位する前記スプール弁と前記スプール弁に対向して配置され前記クランク室の圧力を受けて変位する背圧弁と前記スプール弁及び前記背圧弁の間に形成される前記ダンパ室と前記ダンパ室内に設けた圧縮ばねとから構成されるとともに前記流通孔の断面積及び長さを発生する脈動の中の特定周波数及び前記特定周波数の時の前記ダンパ室の体積を基に設定し、前記特定周波数の脈動発生時に前記ダンパ室にヘルムホルツ共鳴効果を醸成したことを特徴とする。

請求項１記載の本願発明によれば、簡単な構成により冷媒ガスの流通路の絞り効果に加えヘルムホルツ共鳴効果を醸成することができ、両効果により低流量運転時に発生する脈動の充分な低減を図ることができる。

請求項２に記載の本願発明は、前記スプール弁に前記冷媒ガスの流通孔を形成し、前記ダンパ室に前記吸入室と連通する抜き孔を接続し、前記流通孔の断面積及び長さを発生する脈動の中の特定周波数及び前記特定周波数の時の前記ダンパ室、前記吸入室、前記抜き孔及び前記吸入室と前記抜き孔とを連絡する連絡通路を加えた体積を基に設定したことを特徴とするため、スプール弁に冷媒ガスの流通孔を形成すると言う簡単な構成により前記ダンパ室を利用したヘルムホルツ共鳴器を得ることができる。

請求項３に記載の本願発明は、前記ダンパ室に接続する前記抜き孔を前記背圧弁の移動経路に配設し、前記抜き孔の開口量を前記背圧弁の移動位置により全閉状態から全開状態の間で変更可能に構成したことを特徴とするため、特定の低流量時にのみダンパ室を閉鎖空間とすることができ、冷媒ガスの吸入通路を絞るために設置された制御弁のダンパ室を有効に利用してヘルムホルツ共鳴効果を得ることができる。

本願発明は、簡単な構成により低流量時における脈動の低減を図ることができる。

（第１の実施形態）
図１〜図３に基づき、第１の実施形態の構成を説明する。なお、図１に示した可変容量圧縮機は説明の便宜上、左側を前方、右側を後方とする。
図１に示すように、シリンダブロック１１の一方の前端部にフロントハウジング１２が接合され、他方の後端部にリヤハウジング１３が接合されている。シリンダブロック１１及びフロントハウジング１２により区画形成される空間部はクランク室１４を構成する。

クランク室１４を貫通する回転軸１５はシリンダブロック１１及びフロントハウジング１２に回転自在に支持されている。回転軸１５の前端は、突出端としてフロントハウジング１２の外側へ突出されており、この突出端は車両のエンジンやモータ等の駆動源（図示せず）から回転力の伝達を受ける機構（図示せず）と連結されている。

クランク室１４内における回転軸１５には、回転支持体１６が固定されるとともに回転支持体１６に係合される斜板１７が備えられている。斜板１７は、その中心部に形成された貫通孔１８に回転軸１５が貫通した状態にあり、斜板１７に突出して形成されたガイドピン１９が回転支持体１６に形成されたガイド孔２０にスライド可能に嵌入されている。斜板１７は、ガイド孔２０に対するガイドピン１９の嵌入の関係に基づき、回転軸１５と一体的に回転する。これら回転支持体１６、斜板１７、ガイドピン１９及びガイド孔２０は本願発明の往復動機構を構成する。なお、斜板１７は、ガイド孔２０に対するガイドピン１９のスライドにより、回転軸１５の軸方向にスライド可能であるほか傾動可能に回転軸１５に支持されている。また、フロントハウジング１２内の前部内壁にスラストベアリング２１が備えられており、回転支持体１６はスラストベアリング２１によって軸受されている。

シリンダブロック１１には、回転軸１５の周りに形成された複数のシリンダボア２２が配列されており、個々のシリンダボア２２にはピストン２３が摺動可能に収容されている。各ピストン２３の前端はシュー２４を介して斜板１７の外周と係合されており、斜板１７が回転軸１５に連動して回転すると、各ピストン２３はシュー２４を介してシリンダボア２２内を往復移動する。

リヤハウジング１３の中央部には、吸入弁及び吐出弁を含む弁形成体２５に面して吸入室２６が区画形成され、吸入室２６の外周側には吸入室２６を取り囲むように吐出室２７が形成されている。吸入室２６及び吐出室２７は隔壁１３ａによって隔てられている。
シリンダブロック１１とリヤハウジング１３には、クランク室１４と吐出室２７とを連通する連通路２８が形成され、連通路２８の途中には電磁弁からなる容量制御弁２９が配置されている。また、シリンダブロック１１には、クランク室１４と吸入室２６を連通する抽気通路３０が形成されている。

リヤハウジング１３には外部に露出し、外部冷媒回路と接続される吸入ポート３１が形成されており、吸入ポート３１と吸入室２６は吸入通路３２により連通されている。なお、吸入通路３２は本願発明の配管系を構成する流通路に該当する。この吸入通路３２の途中には吸入通路３２の開度を調節する制御弁４０が配置されている。
図２及び図３に詳細を示すように、制御弁４０の母体となる筒状の弁ハウジング４１は樹脂製材料からなり、ハウジング上部４２及びハウジング下部４３を有する。なお、説明の便宜上、ハウジング上部４２側を制御弁４０における上方とし、ハウジング下部４３側を下方とする。

ハウジング上部４２は内外径共にハウジング下部４３よりも大径の筒となるように設定され、ハウジング上部４２の側面には吸入室２６に連通する側の吸入通路３２と接続する開口部４４が形成されている。なお、ハウジング上部４２とハウジング下部４３との内外径についてはハウジング形状等を考慮して任意に設定することができる。また、ハウジング下部４３の上部側面には開口部４４よりも小径の抜き孔４５ａが形成され、吸入室２６に連通する連絡通路５９と接続する。

ハウジング上部４２の内部には倒立状に配置された有底筒状のスプール弁５０が上下に摺動可能に収容され、その底部５１ａが吸入ポート３１側の吸入通路３２に対向している。スプール弁５０の底部５１ａには吸入ポート３１側の吸入通路３２と常時連通する流通孔５２が形成され、また底部５１ａの外縁からは側壁５１ｂが下方に延びている。従って、スプール弁５０が吸入ポート３１における冷媒ガスの最小流量時に弁ハウジング４１の最上位に移動した時、側壁５１ｂは開口部４４を完全に閉鎖する。また、側壁５１ｂは吸入ポートにおける冷媒ガスの最大流量時にスプール弁５０が弁ハウジング４１の最下位に移動した時、開口部４４を完全に開放する。

ハウジング上部４２の上方には、ハウジング上部４２の内径に対応する筒状キャップ５３が例えば圧入等により装着されている。筒状キャップ５３はその上方開口端に形成したフランジが吸入ポート３１側の吸入通路３２の段差部及びハウジング上部４２の上方開口端に係止されている。また、筒状キャップ５３の下端部はスプール弁５０が最上位に移動した時接触するストッパーを構成している。ハウジング上部４２とハウジング下部４３との接続部の内側に形成された環状突部４５はスプール弁５０が最下位に移動した時接触するストッパーを構成する。

ハウジング下部４３の内部にはスプール弁５０に対向して配置された有底円筒状の背圧弁５５が上下方向に摺動可能に収容されている。背圧弁５５は、その底部５６と、底部５６の外縁から上方へ延びる側壁５７とを有する。また、背圧弁５５とスプール弁５０との間に形成されるダンパ室５８には、圧縮ばね５４が介在されており、スプール弁５０と背圧弁５５を引き離す方向へ付勢している。ハウジング下部４３の下方開口端には内径を拡大した拡径部４６によって段差部４８が形成されている。また、拡径部４６の内周には環状の溝部４７が形成されている。

有底円筒状の弁座６０は中央に通孔６２が穿設された座部６１と、座部６１の外周縁から上方に延びる筒状の周壁６３から構成されている。周壁６３の上下方向の長さは、背圧弁５５の側壁５７の長さよりも短く設定されている。また、周壁６３の外周には突起６４が設けられている。なお、周壁６３が弾性変形可能な材料で構成されていれば、突起６４は周壁６３の全周にわたって形成することも可能である。このように構成された弁座６０はその周壁６３の上端が段差部４８と接触し、突起６４が溝部４７に嵌合された状態で拡径部４６に装着される。
従って、背圧弁５５は最上位に移動した時、弁ハウジング４１の環状突部４５下面に接触して移動を規制される。この状態では、背圧弁５５の側壁５７が抜き孔４５ａを完全に閉鎖している。また、背圧弁５５は最下位に移動した時、弁座６０の座部６１上面に接触して移動を規制される。

弁座６０の周壁６３の内径はハウジング下部４３の内径よりもやや大きく設定されている。このため、背圧弁５５が座部６１に接触する位置にある時、背圧弁５５の側壁５７外周と弁座６０の周壁６３内周との間に間隙Ｇが生じている。この間隙Ｇは、背圧弁５５とハウジング下部４３の摺動面に入り込んだ塵埃等の異物を取り除き、また上記摺動面に入り込み難くする機能を有する。

スプール弁５０及び背圧弁５５を収容するとともに下端に弁座６０を取り付けた弁ハウジング４１がリヤハウジング１３に装着されると、開口部４４は吸入室２６側の吸入通路３２と接続し、抜き孔４５ａは連絡通路５９と接続する。また、通孔６２は連通路２８を介してクランク室１４に連通する分岐路３３と接続する。

なお、拡径部４６のやや上方位置にあたるハウジング下部４３の外周には、環状溝４９が設けられ、環状溝４９内にＯリング６５が装着されている。Ｏリング６５は、冷媒ガスがリヤハウジング１３と弁ハウジング４１の外周との間を通じて吸入室２６側あるいはクランク室１４側へ漏洩することを防止する。

以上の構成により、スプール弁５０と背圧弁５５は圧縮ばね５４によって互いに離反する方向に付勢され、またスプール弁５０は外部冷媒回路から供給される冷媒ガスによる吸入側圧力Ｐｓを受け、背圧弁５５はクランク室１４内の冷媒ガスによるクランク室圧力Ｐｃを受ける。従って、制御弁４０は吸入側圧力Ｐｓとクランク室圧力Ｐｃとの差圧により上下方向に移動するように制御されている。例えば、高流量運転時には、スプール弁５０及び圧縮ばね５４を介して背圧弁５５が下降し、制御弁４０は開口部４４及び抜き孔４５ａを開口する（図３参照）。逆に、低流量運転時には、背圧弁５５及び圧縮ばね５４を介してスプール弁５０が上昇し、制御弁４０は開口部４４の一部を閉鎖して吸入通路３２内の冷媒ガスの流れを大きく絞り込むとともに抜き孔４５ａも徐々に閉鎖してダンパ室５８内の冷媒ガスの移動を制限し、開口部４４における絞り効果を向上している（図２参照）。

本実施形態の構成では、低流量運転時に発生する吸入脈動の中で最も影響が大きい特定の脈動における周波数を選択し、この特定周波数での吸入脈動発生時におけるスプール弁５０及び背圧弁５５の位置関係を実験的に測定する。この測定結果からダンパ室５８の体積を算出し、選択した周波数及び算出した体積を基にヘルムホルツ共鳴器の原理を表す下記数１を満足するように、流通孔５２の断面積及び長さ（吸入通路３２側からダンパ室５８に至る長さ）を設定している。

なお、ｆは共鳴周波数、ｃは音速（３５０ｍ／ｓ２０°Ｃ）、Ｓは流通孔５２の断面積、Ｌは流通孔５２の長さ、Ｖはダンパ室５８の体積である。例えば、特定周波数を４００Ｈｚに設定し、４００Ｈｚにおける吸入脈動発生時のスプール弁５０及び背圧弁５５の位置関係を実験的に測定するとダンパ室５８の体積は、２８００ｍｍ^３であった。特定周波数である４００Ｈｚ及びダンパ室５８の体積である２８００ｍｍ^３を基に上記数１を満足するように流通孔５２の断面積及び長さを設定すると、流通孔５２の断面積が０．７８５ｍｍ^２（Φ１に相当）、流通孔５２の長さが１ｍｍであった。なお、音速ｃは、吸入冷媒の温度を基に１５０ｍ／ｓと設定した。このように設定することにより特定周波数である４００Ｈｚの脈動発生時にダンパ室５８にヘルムホルツ共鳴効果が醸成される。

また、前記特定周波数の吸入脈動が発生する時期に、背圧弁５５の側壁５７が抜き孔４５ａを完全に閉鎖するようにスプール弁５０、圧縮ばね５４及び背圧弁５５の作動位置が設定されている。
従って、可変容量圧縮機の起動時あるいは可変容量運転中等の低流量運転時に特定周波数の吸入脈動が発生する時、流通孔５２及びダンパ室５８はヘルムホルツ共鳴効果を醸成し、共鳴振動を発生するため、特定周波数の吸入脈動を減衰する。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。
回転軸１５の回転運動に伴うピストン２３の往復運動に基づき、吸入室２６の冷媒ガスは弁形成体２５の吸入弁を開いてシリンダボア２２内へ導かれ、シリンダボア２２内で圧縮された冷媒ガスは吐出弁を開いて吐出室２７へ吐出される。吐出室２７の高圧の冷媒ガスは図示しない外部冷媒回路へ導かれる。

容量制御弁２９は、弁の開度が変更されることより、吐出室２７から連通路２８を通してクランク室１４へ導入される冷媒ガスの量と、クランク室１４から抽気通路３０を通して吸入室２６へ導出される冷媒ガスの量とのバランスを制御する。従って、クランク室１４内の冷媒ガス量のバランス制御によりクランク室圧力Ｐｃが決定される。クランク室圧力Ｐｃが変わると、ピストン２３を介してクランク室１４内とシリンダボア２２内との差圧が変更され、斜板１７の傾斜角度が変動する。このため、ピストン２３のストロークが変更され、可変容量圧縮機の吐出容量が変化する。

例えば、容量制御弁２９が閉じた状態から全開状態へ至る過程では、斜板１７の傾斜角度が徐々に小さくなり、吐出容量を減少して可変容量運転となる。その後、斜板１７の傾斜角が最小状態となると、最小容量運転（ＯＦＦ運転）となる。また、制御弁４０は容量制御弁２９の開閉動作に追従して動作する。

即ち、可変容量運転や最小容量運転のような低容量運転では、背圧弁５５が上昇する。背圧弁５５の上昇は、圧縮ばね５４の付勢力及び吸入側圧力Ｐｓとダンパ室５８内の圧力との差圧の減少により、開口部４４を閉じる方向にスプール弁５０を押し上げ、最終的に開口部４４はスプール弁５０により閉じられる。開口部４４の一部が閉じられると、吸入通路３２側の冷媒ガスの流量に応じた絞りが設けられることとなり、この絞り効果により吸入室２６の吸入弁の自励振動による吸入脈動の伝播が防止される。

また、特定周波数の吸入脈動発生時では、背圧弁５５により抜き孔４５ａが閉鎖された状態となる（図２参照）。流通孔５２は吸入ポート３１側の吸入通路３２と連通状態に有るため、ダンパ室５８は吸入通路３２に伝播した吸入脈動により共鳴し、ヘルムホルツ共鳴効果を醸成する。この結果、特定周波数の吸入脈動が減衰され、外部への吸入脈動の伝播が防止される。特定周波数の吸入脈動の減衰はさらにその前後の周波数の吸入脈動をある程度抑える効果も生じ、前記した絞り効果との相乗により大きな吸入脈動低減効果を得ることができる。

次に、容量制御弁２９が全開状態から閉じる過程では、斜板１７の傾斜角度は徐々に大きくなり、吐出容量が増大して最大容量運転となる。この過程では、スプール弁５０は吸入側圧力Ｐｓにより押し下げられ、圧縮ばね５４を介して背圧弁５５も下降する。従って、抜き孔４５ａの全開口によりダンパ室５８内の冷媒ガスが吸入室２６側へ流入し易くなり、スプール弁５０が迅速に下降して開口部４４が早期に全開口されるため、最大容量時の運転効率を確保することができる。

背圧弁５５は最下位まで下降すると、図３に示すように、弁座６０の座部６１に当接する。仮に、ハウジング下部４３と背圧弁５５との間に塵埃等の異物が入り込んだとしても、これらの塵埃は間隙Ｇの存在によって除去することができる。

第１の実施形態では以下の効果を奏する。
（１）吸入脈動低減のために従来から使用されていた制御弁４０のダンパ室５８を利用し、低容量運転時に発生する吸入脈動のうち特定周波数の脈動を選択し、この特定周波数とその時のダンパ室５８の体積を基に流通孔５２の断面積及び長さを設定して制御弁４０を形成するという簡単な構成で、吸入脈動を大幅に低減することができる。
（２）低流量運転において、ダンパ室５８は特定周波数の吸入脈動発生時に流通孔５２のみが吸入通路３２と連通する密閉空間となり、ダンパ室５８にヘルムホルツ共鳴効果を醸成することができ、これにより特定周波数の吸入脈動を減衰することができる。

（３）特定周波数の吸入脈動の減衰は、その前後の周波数の吸入脈動にも影響し、減衰させることができるため、外部に影響を及ぼす吸入脈動全体の低減に繋げることができる。
（４）開口部４４の一部閉鎖による絞り効果とダンパ室５８のヘルムホルツ共鳴効果との相乗により吸入脈動の低減に大きく寄与することができる。

本願発明は、前記した第１の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
（１）第１の実施形態では、低流量運転時に背圧弁５５が抜き孔４５ａを完全に密閉してダンパ室５８にヘルムホルツ共鳴効果を醸成するように説明したが、抜き孔４５ａを部分開口、あるいは全開口状態にしておいても実施することができる。即ち、抜き孔４５ａが開口状態であっても吸入室２６がほぼ密閉状態にあるため、ダンパ室５８の体積Ｖの算出時に吸入室２６、連絡通路５９及び抜き孔４５ａを加えた体積にして流通孔５２の断面積及び長さを設定すればよい。

（２）図４及び図５に示した実施形態を採用することが可能である。この実施形態は第１の実施形態における抜き孔４５ａの配設位置を変更したものである。従って、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
抜き孔６６はハウジング上部４２とハウジング下部４３の接続部に形成された環状突部４５の位置に配設され、吸入室２６と連通する連絡通路５９に接続している。可変容量圧縮機の運転中、吸入側圧力Ｐｓによってスプール弁５０が下降する時、ダンパ室５８内の冷媒ガスを吸入室２６側へ逃し、スプール弁５０の移動を迅速に行わせるという抜き孔６６の機能は第１の実施形態と同一である。しかし、本実施形態の抜き孔６６はスプール弁５０及び背圧弁５５の上下動に関係なく、常時開口された状態である点が第１の実施形態の抜き孔４５ａと異なる。
本実施形態では、ダンパ室５８にヘルムホルツ共鳴効果を醸成するために、低容量運転時における特定周波数の吸入脈動発生時のスプール弁５０及び背圧弁５５の位置関係を実験で測定し、この時のダンパ室５８の体積を算出する。この場合に、ダンパ室５８の体積は抜き孔６６、連絡通路５９及び吸入室２６の体積を加算した総合体積としてもよい。このようにして得られた特定周波数及びダンパ室５８の体積を基に前記数１を満足するように流通孔５２の断面積Ｓ及び長さＬを設定することによってヘルムホルツ共鳴効果を得ることができ、第１の実施形態とほぼ同様に低容量運転時の吸入脈動を低減することができる。

（３）本願発明は吐出室２７側において実施することもできる。

（４）上記実施形態において、特定周波数を４００Ｈｚと設定したが４００Ｈｚ以外の特定周波数で設定しても良い。しかし、上記数１を満たさない実機を用いて実験した結果、特定周波数が２００Ｈｚ〜６００Ｈｚの間の範囲で吸入脈動が上昇したため、特定周波数を上記範囲内で設定することが好ましい。また、上記実施形態において、ダンパ室５８の体積、流通孔５２の断面積及び長さ、吸入冷媒の温度を基に設定された音速も同様に、少なくとも上記数１を満足するものであれば、どのような値でも良い。

第１の実施形態における可変容量圧縮機を破断して示す側面図である。第１の実施形態における低容量運転時の制御弁を示す拡大断面図である。第１の実施形態における最大容量運転時の制御弁を示す拡大断面図である。他の実施形態におけるリヤハウジング側を示す断面図である。他の実施形態における低容量運転時の制御弁を示す拡大断面図である。

符号の説明

１１シリンダブロック
１３リヤハウジング
１５回転軸
１７斜板
２３ピストン
２６吸入室
２９容量制御弁
３１吸入ポート
３２吸入通路
３３分岐路
４０制御弁
４２ハウジング上部
４３ハウジング下部
４４開口部
４５ａ、６６抜き孔
５０スプール弁
５２流通孔
５４圧縮ばね
５５背圧弁
５８ダンパ室
Ｇ間隙

Claims

ピストンの往復動機構を設置したクランク室、シリンダボア内に冷媒ガスを供給する吸入室及び前記シリンダボア内の圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出室を備え、前記クランク室の圧力制御により前記冷媒ガスの吐出容量を変更するとともに前記冷媒ガスの流通路を形成する配管系に少なくともスプール弁及びダンパ室から構成される制御弁を配置して前記冷媒ガスの流通を制御することにより脈動を抑制する可変容量圧縮機において、前記スプール弁に作用する冷媒ガスを流通孔により前記ダンパ室内に流通させ、前記制御弁は前記吸入室への冷媒ガスの流通路である吸入通路に設置され、前記冷媒ガスの圧力を受けて変位する前記スプール弁と前記スプール弁に対向して配置され前記クランク室の圧力を受けて変位する背圧弁と前記スプール弁及び前記背圧弁の間に形成される前記ダンパ室と前記ダンパ室内に設けた圧縮ばねとから構成されるとともに前記流通孔の断面積及び長さを発生する脈動の中の特定周波数及び前記特定周波数の時の前記ダンパ室の体積を基に設定し、前記特定周波数の脈動発生時に前記ダンパ室にヘルムホルツ共鳴効果を醸成したことを特徴とする可変容量圧縮機における脈動低減装置。
前記ダンパ室に前記吸入室と連通する抜き孔を接続し、
前記流通孔の断面積及び長さを発生する脈動の中の特定周波数及び前記特定周波数の時の前記ダンパ室、前記吸入室、前記抜き孔及び前記吸入室と前記抜き孔とを連絡する連絡通路を加えた体積を基に設定した
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機における脈動低減装置。
前記ダンパ室に接続する前記抜き孔を前記背圧弁の移動経路に配設し、前記抜き孔の開口量を前記背圧弁の移動位置により全閉状態から全開状態の間で変更可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機における脈動低減装置。