JP6495634B2 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、車両エアコンシステム等に使用される可変容量圧縮機に関し、特に、吐出室側からクランク室への冷媒圧力を制御弁により制御し、クランク室内の斜板の傾角を可変して吐出容量を可変する可変容量圧縮機に関する。

この種の可変容量圧縮機として、例えば特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１、２に記載された可変容量圧縮機は、吐出室の圧縮冷媒をクランク室へ供給する圧力供給通路に介装した電磁式の第１制御弁の開閉動作に連動して開閉する第２制御弁を、クランク室から吸入室側への冷媒圧力を放圧する放圧通路に介装すると共に、クランク室側から第１制御弁側への冷媒の流れを阻止する逆止弁を設けてある。かかる構成の可変容量圧縮機では、第１制御弁への通電を停止し第１制御弁が全開すると、第１制御弁下流の圧力供給通路領域の圧力上昇により第２制御弁が閉弁して放圧通路の開度を小さくする。このとき、クランク室の斜板の傾角は最小となり最小吐出容量運転状態となる。また、圧縮機の起動により第１制御弁に通電して第１制御弁が閉弁すると、第１制御弁下流の圧力供給領域の圧力低下により、第２制御弁が開弁して放圧通路の開度を大きくする。かかる構成により、圧縮機を停止したときには速やかに最小吐出容量運転状態に移行させ、また、クランク室内に液冷媒が存在するような圧縮機を長時間停止した後の起動時には、放圧通路の開度を最大にしてクランク室の冷媒圧力を素早く吸入室側へ放出させることができ、圧縮機の吐出容量が増大するまでの時間を短縮して可変容量圧縮機の運転効率を向上させている。

特開２０１０−１０６６７７号公報 特開２０１１−１８５１３８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された可変容量圧縮機では、第１制御弁を閉弁させたときに逆止弁と第１制御弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を吸入室側へ逃がすため、第１制御弁と逆止弁との間の圧力供給通路領域と吸入室とを連通する圧力逃がし通路が設けられており、この圧力逃がし通路を介して圧力供給通路領域と吸入室とが常時連通している。かかる構成では、圧縮機の最小吐出容量運転時に、吐出室側からクランク室へ供給される圧縮冷媒の一部が、クランク室を経由せずに圧力逃がし通路から直接吸入室へ流入してしまう。このため、最小吐出容量運転時にクランク室の圧力を十分に昇圧させることができず、斜板の傾角が最小にならず最小吐出容量が増大する虞れがある。また、冷媒には潤滑油も含まれているため、最小吐出容量運転時にクランク室へ流入する潤滑油量が減少し、クランク室内の摺動部等の潤滑不足を招く虞れがある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、最少吐出容量運転時に圧力逃がし通路からクランク室を経ずに直接吸入室へ流出する冷媒の漏れを防止することにより、クランク室の冷媒圧力を昇圧して最小吐出容量の増大を防止すると共にクランク室内の摺動部等の潤滑不足を防止できる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。

このため、本発明は、吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路の開度を制御する第１制御弁と、該第１制御弁の下流の前記圧力供給通路に介装され前記クランク室側から前記第１制御弁側への冷媒の流れを阻止する逆止弁と、前記クランク室の冷媒圧力を吸入室側へ放圧する放圧通路の開度を前記第１制御弁に連動して制御し、前記第１制御弁が開弁したときに前記第１制御弁下流の圧力供給通路領域の冷媒圧力を受けて前記放圧通路の開度を小さくし、前記第１制御弁が閉弁したときに前記クランク室側の冷媒圧力を受けて前記放圧通路の開度を大きくする第２制御弁と、前記第１制御弁と前記逆止弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を前記吸入室側へ逃がす圧力逃がし通路と、を備え、前記第１制御弁の開度を制御して前記クランク室の冷媒圧力を制御し、前記クランク室内の斜板の傾角を変化させて吐出容量を可変する可変容量圧縮機であって、前記圧力逃がし通路を開閉可能な開閉手段を設け、前記圧力逃がし通路は、前記第１制御弁と前記逆止弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を、前記第１制御弁の内部を経由して前記吸入室側へ逃がす構成であり、前記開閉手段は、前記第１制御弁と一体に構成されて前記第１制御弁の内部の圧力逃がし通路部を開閉する構成であることを特徴とする。

本発明の可変容量圧縮機によれば、第１制御弁と逆止弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を第１制御弁の内部を経由して吸入室側へ逃がす圧力逃がし通路を、第１制御弁の内部で開閉可能な開閉手段を設けたので、必要なときに圧力逃がし通路を開閉できる。従って、可変容量圧縮機の最小吐出容量運転時に圧力逃がし通路を開閉手段で閉鎖することができ、吐出室から吐出される圧縮冷媒のほとんどをクランク室に供給できる。これにより、最小吐出容量運転時にクランク室内の圧力を十分に昇圧でき、最小吐出容量運転時の圧縮機の負荷が軽減されて圧縮機の運転効率を向上できる。また、クランク室における潤滑油量も十分に確保でき、圧縮機内部の摺動部の潤滑不足を防止できる。

本発明の可変容量圧縮機の一実施形態を示す断面図である。 第１制御弁の全体断面図である。 第１制御弁の設定圧力と電流値の関係を示す制御特性図である。 第１制御弁内部の圧力逃がし通路とその開閉構造を示し、（Ａ）は圧力逃がし通路の開通状態を示す断面図、（Ｂ）は圧力逃がし通路の遮断状態を示す断面図である。 逆止弁を示し、（Ａ）は逆止弁の開弁状態を示す断面図、（Ｂ）は逆止弁の閉弁状態を示す断面図である。 第２制御弁を示し、（Ａ）は第２制御弁の閉弁状態を示す断面図、（Ｂ）は第２制御弁の開弁状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態における可変容量圧縮機の概略構成を示し、車両エアコンシステムに使用されるクラッチレス可変容量圧縮機の例である。
図１において、この可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成され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、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３等を介して設けられたシリンダヘッド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とによって形成されるクランク室１４０内を横断するように駆動軸１１０が設けられている。駆動軸１１０の軸方向の中間部周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２にリンク機構１２０を介して連結し、駆動軸１１０によって傾角が変化可能に支持されている。

リンク機構１２０は、ロータ１１２から突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１から突設された第２アーム１１１ａと、一端が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに対して回動可能に連結され、他端が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに対して回動可能に連結されたリンクアーム１２１と、を備える。

斜板１１１の貫通孔１１１ｂは、斜板１１１が最大傾角（θmax）と最小傾角（θmin）の範囲で傾動可能な形状に形成され、貫通孔１１１ｂには、駆動軸１１０と当接する最小傾角規制部が形成されている。斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板１１１の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ｂの最小傾角規制部は、斜板１１１を略０°まで傾角可能に形成されている。また、斜板１１１の最大傾角は、斜板１１１がロータ１１２に当接することにより規制される。

ロータ１１２と斜板１１１の間の駆動軸１１０周囲には、斜板１１１を最小傾角に向けて付勢する圧縮コイルバネからなる傾角減少バネ１１４が装着されている。また、斜板１１１と駆動軸１１０に設けたバネ支持部材１１６との間の駆動軸１１０周囲には、斜板１１１の傾角を最大傾角より小さい所定の傾角まで増大する方向に付勢する圧縮コイルバネからなる傾角増大バネ１１５が装着されている。最小傾角における傾角増大バネ１１５の付勢力は、傾角減少バネ１１４の付勢力より大きく設定されているので、駆動軸１１０が回転していないとき、斜板１１１は、傾角減少バネ１１４の付勢力と傾角増大バネ１１５の付勢力との合力が零となる所定の傾角に位置決めされる。

駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａ内を貫通してフロントハウジング１０２外側まで延設し、図示しない動力伝達装置に連結される。駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には、軸封装置１３０が挿入され、クランク室１４０と外部空間とを遮断している。

駆動軸１１０とロータ１１２の連結体は、ラジアル方向に軸受１３１、１３２で支持され、スラスト方向に軸受１３３、スラストプレート１３４で支持され、外部駆動源（車両のエンジン）からの動力が動力伝達装置に伝達され、駆動軸１１０は動力伝達装置と同期して回転する。駆動軸１１０とスラストプレート１３４との隙間は、調整ネジ１３５によって所定の隙間に調整される。

シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が配置され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は、一対のシュー１３７を介してピストン１３６と連動する。従って、斜板１１１の回転によりピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。

シリンダヘッド１０４には、中央部の吸入室１４１と、この吸入室１１４を環状に取り囲む吐出室１４２とが区画形成されている。吸入室１４１は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａ及び吸入弁形成板１５０（図５に示す）に形成された吸入弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通し、吐出室１４２は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂ及び吐出弁形成板１５１（図５に示す）に形成された吐出弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通する。

フロントハウジング１０２、センターガスケット（図示せず）、シリンダブロック１０１、シリンダガスケット１５２（図５に示す）、吸入弁形成板１５０、バルブプレート１０３、吐出弁形成板１５１、ヘッドガスケット１５３（図５に示す）、シリンダヘッド１０４が、順次接続され、複数の通しボルト１０５によって締結されて圧縮機ハウジングが形成されている。

シリンダブロック１０１の上部には、冷媒の圧力脈動による騒音・振動を低減するマフラ１６０が設けられている。マフラ１６０は、シリンダブロック１０１の上部に区画形成された形成壁１０１ｂにシール部材（図示せず）を介して蓋部材１０６をボルト（図示せず）により締結して形成される。

シリンダヘッド１０４とシリンダブロック１０１に跨って形成され吐出室１４２に連通する連通路１４４とマフラ空間１４３との接続部には、吐出側冷媒回路から吐出室１４２への冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁２００が配置されている。逆止弁２００は、上流側の連通路１４４と下流側のマフラ空間１４３との圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合に連通路１４４を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合に連通路１４４を開通する。吐出室１４２は、連通路１４４、逆止弁２００、マフラ空間１４３及び吐出ポート１０６ａで構成される吐出通路を介して車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続される。

シリンダヘッド１０４には、吸入ポート（図示せず）と連通路１０４ａで構成される吸入通路が、シリンダヘッド１０４外側から吸入室１４１に向かって吐出室１４２の一部を横切るように直線状に形成され、吸入室１４１は前記吸入通路を介して車両エアコンシステムの吸入側冷媒回路と接続される。

また、シリンダヘッド１０４には、第１制御弁３００がシリンダヘッド１０４の径方向から形成された収容孔１０４ｂに収容されて設けられている。第１制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５に介装され、連通路１０４ｃを介して導入される吸入室１４１の圧力と外部信号に基づいて発生する電磁力に応答して、圧力供給通路１４５の開度を制御し、吐出室１４２からクランク室１４０への圧縮された冷媒ガスの供給量を制御する。第１制御弁３００下流の圧力供給通路１４５には、クランク室１４０側から第１制御弁３００側へ冷媒が逆流するのを阻止する逆止弁２５０が配設されている。前記逆止弁２５０は、その上流側と下流側の圧力供給通路１４５の圧力差に応答して動作し、上流側圧力供給通路１４５の圧力が下流側の圧力供給通路１４５の圧力より高ければ開弁して圧力供給通路１４５を開通させてクランク室１４０に冷媒が導入される。一方、上流側圧力供給通路１４５の圧力が下流側の圧力供給通路１４５の圧力より低ければ閉弁して圧力供給通路１４５を遮断してクランク室１４０側から第１制御弁３００側への冷媒の逆流を阻止する。尚、第１制御弁３００及び逆止弁２５０の詳細については後述する。

クランク室１４０内の冷媒は、シリンダブロック１０１に形成された連通路１０１ｃ、空間部１０１ｄ、バルブプレート１０３に形成された固定絞り１０３ｃを経由する第１放圧通路１４６ａと、空間部１０１ｄから固定絞り１０３ｃより大きい流路断面積を有し第２制御弁３５０が介装された第２放圧通路１４６ｂとで構成される放圧通路１４６を介して吸入室１４１へ流れる。前記第２制御弁３５０は、第１制御弁３００に連動して第２放圧通路１４６ｂの開度を制御し、第１制御弁３００が開弁した時は第１制御弁３００下流の圧力供給通路１４５の領域の冷媒圧力を受けて第２放圧通路１４６ｂの開度を小さくし、第１制御弁３００が閉弁したときにクランク室１４５側の冷媒圧力を受けて第２放圧通路１４６ｂの開度を大きく。従って、第２制御弁３５０の開閉に応じて、第１放圧通路１４６ａと第２放圧通路１４６ｂで構成される放圧通路１４６の流路断面積が変化することになる。尚、第２制御弁３５０の詳細については後述する。

可変容量圧縮機１００内部には潤滑油が封入されており、駆動軸１１０の回転に伴う潤滑油の撹拌や、冷媒ガスの移動に伴う潤滑油の移動によって、可変容量圧縮機１００内部が潤滑される。

次に、第１制御弁３００の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。
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とから構成されている。
弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング３０１を有し、内部に第１圧力室としての第１感圧室３０２、第１感圧室３０２と区画された弁室３０３及び弁室３０２と区画された第２圧力室としての第２感圧室３０７が軸方向に順番に並んで形成されている。第１感圧室３０２は、弁ハウジング３０１の外周面に形成された連通孔３０１ａ及び圧力供給通路１４５を介してクランク室１４０と連通している。第２感圧室３０７は、弁ハウジング３０１の外周面に形成された連通孔３０１ｅ及び連通路１０４ｃ（図１に示す）を介して吸入室１４１と連通している。弁室３０３は、弁ハウジング３０１の外周面に形成された連通孔３０１ｂを介して吐出室１４２と連通している。第１感圧室３０２と弁室３０３とは、弁ハウジング３０１内部に形成した弁孔３０１ｃを介して連通可能となっている。

第１感圧室３０２内には、内部を真空にしてバネを内蔵し弁ハウジング３０１の軸方向に変位可能なベローズ３０５が配設されている。このベローズ３０５は第１感圧室３０２内、即ち、圧力供給通路１４５を介して第１感圧室３０２と連通するクランク室１４０内の圧力を感知する感圧機能を有する。また、弁ハウジング３０１内には、円柱状の弁体３０４が収容されている。弁体３０４は、弁室３０３と第２感圧室３０７との間に形成された支持孔３０１ｄに摺動可能に支持されて弁ハウジング３０１の軸線方向に移動し、一端が弁孔３０１ｃを開閉して圧力供給通路１４５を開閉する第１弁部となり、他端は第２感圧室３０７内に配設されて後述する圧力逃がし通路３２０を開閉する第２弁部となる。弁体３０４の一端側には、小径の連結部３０６が一体に形成されている。連結部３０６は、端部がベローズ３０５に当接可能に配置されており、ベローズ３０５の変位を弁体３０４に伝達する機能を有する。ここで、前記連結部３０６が、第１弁部から第１圧力室内に延設される延設部材に相当している。

駆動ユニットは、弁ハウジング３０１の他端に同軸的に連結された円筒状のソレノイドハウジング３１２を有している。ソレノイドハウジング３１２内には、電磁コイルを樹脂で覆ったモールドコイル３１４が収容されている。また、ソレノイドハウジング３１２内には、弁ハウジング３０１からモールドコイル３１４の中央まで延びる円筒状の固定コア３１０が収容されている。固定コア３１０は、中央に挿通孔３１０ａを有し、この挿通孔３１０ａには、ソレノイドロッド３０９が挿通されている。ソレノイドロッド３０９は、一端側が弁体３０４に同軸的に圧入固定され、他端側が、可動コア３０８に形成された貫通孔に嵌合され、ソレノイドロッド３０９と可動コア３０８とは一体化されている。

また、固定コア３１０と可動コア３０８との間には、可動コア３０８及びソレノイドロッド３０９を介して弁体３０４を開弁方向（図の上方向）に付勢する強制解放バネ３１１が備えられている。可動コア３０８及び固定コア３０９の外周囲と可動コア３０８の上方は、非磁性材料のステンレス系材料で形成された筒状のスリーブ３１３によって覆われている。

可動コア３０８、固定コア３１０及びソレノイドハウジング３１２は、磁性材料で形成されて磁気回路を構成し、モールドコイル３１４には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置（図示せず）が接続されている。従って、制御装置から制御電流Ｉが供給されると、モールドコイル３１４は電磁力Ｆ（Ｉ）を発生し、電磁力Ｆ（Ｉ）により可動コア３０８が固定コア３１０に向けて吸引され、弁体３０４が閉弁方向（図の下方向）に移動する。

第１制御弁３００の弁体３０４の開閉方向に作用する力は、モールドコイル３１４による電磁力Ｆ（Ｉ）の他に、強制解放バネ３１１による付勢力ｆ、第１感圧室３０２の圧力（クランク圧力Ｐｃ）による力、第２感圧室３０７の圧力（吸入圧力Ｐｓ）による力及びベローズ３０５に内蔵するバネによる付勢力Ｆである。これらの関係は、ベローズ３０５の弁体開弁方向の有効受圧面積Ｓｂ、弁体３０４が弁孔３０１ｃを介して第１感圧室３０２側から受けるクランク室１４０側の圧力受圧面積Ｓｖ、弁体３０４に第２感圧室３０７を介して作用する吸入室１４１側の圧力受圧面積Ｓｒを、Ｓｂ＝Ｓｖ＝Ｓｒとしてあるので、下記の式（１）で示される。尚、式（１）において、＋は弁体３０４の閉弁方向、−は開弁方向を示す。
Ｐｓ＝−（１／Ｓｂ）・Ｆ（Ｉ）＋（Ｆ＋ｆ）／Ｓｂ ・・・（１）
ここで、Ｐｓは吸入室１４１の圧力、Ｆ（Ｉ）は電磁力、ｆは強制解放バネ３１１の付勢力、Ｆはベローズ３０５の付勢力である。

ベローズ３０５、連結部３０６及び弁体３０４の連結体は、吸入室１４１の圧力が設定圧力より上昇すると吐出容量を増大すべく弁体３０４を閉弁方向に制御し、圧力供給通路１４５の開度を小さくしてクランク室１４０の圧力を低下させ、吸入室１４１の圧力が設定圧力を下回ると吐出容量を減少すべく弁体３０４を開弁方向に制御し、圧力供給通路１４５の開度を大きくしてクランク室１４０の圧力を上昇させ、吸入室１４１の圧力が設定圧力に近づくように圧力供給通路１４５の開度を自律制御する。

弁体３０４には、ソレノイドロッド３０９を介して電磁力が閉弁方向に作用するので、第１制御弁３００は、図３に示すようにモールドコイル３１４への通電量が増加すると圧力供給通路１４５の開度を小さくする方向の力が増大して設定圧力が低下するように動作する。尚、第１制御弁３００は、例えば４００Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲の所定の周波数でパルス幅変調（ＰＷＭ制御）により駆動されて、モールドコイル３１４を流れる電流値が所望の値となるようにパルス幅（デューティ比）が変更される。

更に、第１制御弁３００には、図４に示すように、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域と吸入室１４１とを連通し、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域の冷媒圧力を吸入室１４１側へ逃がすための圧力逃がし通路３２０が形成されている。圧力逃がし通路３２０は、連結部３０６の外周面に形成し第１感圧室３０２に開口する連通孔３０６ａ、一体形成された弁体３０４と連結部３０６の内部に連通孔３０６ａと連通する内部空間を形成する連通孔３０４ａ、弁体３０４に形成した圧入孔にソレノイドロッド３０９の弁体圧入部の外周面に形成され連通孔３０４ａと連通する螺旋溝３０９ａ、この螺旋溝３０９ａと連通する弁体３０４の他端側端面、第２感圧室３０７、連通孔３０１ｅ及び連通路１０４ｃ（図１に示す）で構成されている。ここで、連結部３０６の外周面に形成した連通孔３０６ａが延設部材に形成した開口部に相当する。

また、弁体３０４のソレノイドロッド３０９側の端面３０４ｃは内側が凹部となっており、螺旋溝３０９ａは前記凹部に開口している。従って、弁体３０４の端面３０４ｃが固定コア３１０の端面に当接すると圧力逃がし通路３２０は閉じられ、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域である第１感圧室３０２は吸入室１４１と遮断される。一方、弁体３０４の端面３０４ｃが固定コア３１０の端面から離間すると圧力逃がし通路３２０が開通し、第１感圧室３０２は圧力逃がし通路３２０を介して吸入室１４１と連通する。ここで、圧力逃がし通路３２０の螺旋溝３０９ａは、圧力逃がし通路３２０の開通時に絞りの役割を果たすように形成されている。尚、螺旋溝３０９ａに代えて、直線的な溝としても良く、また、ソレノイドロッド３０９側ではなく、弁体３０４側に形成したソレノイドロッド３０９端部を圧入するための圧入孔の内周壁に溝を設けるようにしても良い。また、ソレノイドロッド３０９の弁体圧入部の内部に設けた孔により他端側端面に連通しても構成できる。螺旋溝にすることによって製作が容易となる。

第１制御弁３００は、モールドコイル３１４を消磁したときに、強制解放バネ３１１の付勢力によって弁体３０４の端面３０４ｂが弁孔３０１ｃ周囲から離間して弁開度が最大となり、このとき、図４（Ｂ）に示すように弁体３０４の端面３０４ｃが固定コア３１０の端面に当接して圧力逃がし通路３２０は閉じられる。また、モールドコイル３１４に強制解放バネ３１１の付勢力を上回る電磁力が作用するような電流値を流せば、第１制御弁３００の弁体３０４が閉弁方向に移動し、図４（Ａ）に示すように弁体３０４の端面３０４ｃが固定コア３１０の端面から離間して圧力逃がし通路３２０が開通される。従って、第１制御弁３００の弁体３０４の端面３０４ｃと固定コア３１０とで、圧力逃がし通路３２０を開閉可能な開閉手段が構成され、圧力逃がし通路３２０は、第１制御弁３００が消磁されている可変容量圧縮機１００の非作動状態（ＯＦＦ）のときのみ閉じられ、第１制御弁３００が励磁されている可変容量圧縮機１００の作動状態（ＯＮ）のときは開通状態となり、螺旋溝３０９ａにより絞り通路の役割を果たす。ここで、弁体３０４の端面３０４ｃが弁体３０４の第２弁部に相当し、弁体３０４の端面３０４ｃが接離する固定コア３１０の端面が、モールドコイル３１４の消磁時に、第２弁部（弁体３０４の端面３０４ｃ）が当接して弁体３０４の移動を規制して弁体３０４の第１弁部（弁体３０４の端面３０４ｂ）の最大開度を規制する規制部に相当する。

次に、逆止弁２５０の詳細を図５に基づいて説明する。
第１制御弁３００下流の圧力供給通路１４５に介装される逆止弁２５０は、シリンダブロック１０１のバルブプレート１０３側の端面に形成された小径部１０１ｅ１と大径部１０１ｅ２を有する収容孔１０１ｅに摺動支持された弁体２５１と、収容孔１０１ｅの一端を閉塞する前述した吸入弁形成板１５０とで構成される。弁体２５１は、小径部２５１ａ１と大径部２５１ａ２とからなり小径部２５１ａ１側が端面２５１ｂにより閉塞された円筒体からなり、小径部２５１ａ１の側壁に連通孔２５１ｃが形成されている。尚、弁体２５１は、例えば樹脂材料で形成されるが、金属材料等他の材料で形成しても良い。

弁体２５１の小径部２５１ａ１と収容孔１０１ｅの大径部１０１ｅ２との間の空間は、環状の通路を成し、連通孔２５１ｃを介して弁体２５１に形成された内部通路２５２と連通している。弁体２５１は、端面２５１ｂが吸入弁形成板１５０に当接することにより、一方の移動が規制され、弁体２５１の大径部２５１ａ２側の端部が収容孔の端面１０１ｅ３に当接することにより、他方の移動が規制される。

収容孔１０１ｅの大径部１０１ｅ２側は、吸入弁形成板１５０に形成した弁孔１５０ａを介してシリンダヘッド１０４側の圧力供給通路１４５と連通している。また、収容孔１０１ｅの小径部１０１ｅ１側は、シリンダブロック１０１側の圧力供給通路１４５を介してクランク室１４０と連通している。

従って、弁体２５１には、上流のシリンダヘッド１０４側の圧力供給通路１４５の圧力Ｐｍと下流側のクランク室１４０の圧力Ｐｃが作用し、弁体２５１は、上流側圧力Ｐｍと下流側圧力Ｐｃの圧力差（Ｐｍ−Ｐｃ）に応答して移動する。

逆止弁２５０の動作について説明する。
第１制御弁３００が開弁している状態では、吐出室１４２からの圧縮冷媒が第１制御弁３００下流の圧力供給通路１４５を経由して逆止弁２５０に至り、弁体２５１に作用する圧力Ｐｍを上昇させるので、Ｐｍ−Ｐｃ＞０となり、弁体２５１が図５（Ａ）に示すように図中左側に移動して開弁状態となる。これによって、吐出室１４２の圧縮冷媒は、逆止弁２５０の内部通路２５２を通りクランク室１４０に供給される。第１制御弁３００が開弁している状態から閉弁状態になった時は、吐出室１４２の圧縮冷媒が第１制御弁３００下流の圧力供給通路１４５に供給されない。このとき、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域は、第１制御弁３００内の圧力逃がし通路３２０を介して吸入室１４１と連通し、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５の領域の冷媒ガスは圧力逃がし通路３２０を経由して吸入室１４１に流れる。これにより、上流側圧力Ｐｍが低下してＰｍ−Ｐｃ＜０となり、弁体２５１が図５（Ｂ）に示すように図中右側に移動して弁体２５１の端面２５１ｂが吸入弁形成板１５０に当接し弁孔１５０ａを閉塞して閉弁状態となる。これにより、圧力供給通路１４５が遮断され、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５の領域の圧力は、圧力逃がし通路３２０で連通している吸入室１４１と同等の圧力となる。つまり、逆止弁２５０は、第１制御弁３００の開閉動作に連動して圧力供給通路１４５を開閉するように構成されている。

尚、逆止弁２５０は、弁体２５１をバルブプレート１０３に向けて付勢する圧縮コイルバネ等の付勢手段を付加するような構成としても良い。また、吸入弁形成板１５０に代えて、例えばバルブプレート１０３を弁体２５１の端面２５１ｂが当接する弁座として利用してもよい。

次に、第２制御弁３５０の詳細を図６に基づいて説明する。
第２制御弁３５０は、シリンダヘッド１０４の開放端面１０４ｄ側に形成され、小径の第１収容室１０４ａと大径の第２収容室１０４ｅとで構成された収容室１０４と、小径の第１収容室１０４ｅ１と大径の第２収容室１０４ｅ２に区画する区画部材３５１と、収容室１０４ｅの開放端面側を閉塞し弁孔１５１ａが形成された吐出弁形成板１５１と、収容室１０４ｅ内に移動可能に配設されたスプール３５２と、を備えている。

尚、収容室１０４ｅを閉塞する部材は、吐出弁形成板１５１に代えて、シリンダブロック１０１とシリンダヘッド１０４との間の他の圧縮機構成部材としも良いし、新たに専用の部材を付加しても良い。吸入弁形成板１５０、吐出弁形成板１５１及びバルブプレート１０３のいずれか一つを閉塞部材とすれば、新たに専用の閉塞部材を付加する必要がなく、また、平面度の精度も良いので弁座の役割を有する閉塞部材として好適である。

収容室１０４の第２収容室１０４ｅ２の周壁には、第２収容室１０４ｅ２と吸入室１４１とを連通する連通路１０４ｇが形成されている。また、収容室１０４ｅの第１収容室１０４ｅ１は、連通路１０４ｆを介して第１制御弁３００下流の収容孔１０４ｂと連通している。従って、第１収容室１０４ｅ１は、第２制御弁３５０の背圧室を成している。また、収容室１０４ｅの第２収容室１０４ｅ２は、吐出弁形成板１５１の弁孔１５１ａ、バルブプレート１０３及び吸入弁形成板１５０に形成された各連通孔、空間１０１ｄ、連通路１０１ｃを介してクランク室１４０と連通し、また、連通路１０４ｇを介して吸入室１４１に連通している。従って、連通路１０１ｃ、空間１０１ｄ、吸入弁形成板１５０及びバルブプレート１０３の各連通孔、弁孔１５１ａ、第２収容室１０４ｅ２及び連通路１０４ｇが、クランク室１４０と吸入室１４１とを連通する第２放圧通路１４６ｂを構成する。

区画部材３５１は、側壁と閉塞側端部３５１ｂとからなる一端が閉塞された円筒状部材からなり、その開放側端面３５１ａが吐出弁形成板１５１に当接するように第２収容室１０４ｅ２に位置決めされて圧入嵌合され、第２収容室１０４ｅ２を弁室３５１ｃとなる内側の円筒空間と外側の円環状の空間とに区画し、その閉塞側端部３５１ｂにより第１収容室１０４ｅ１と弁室３５１ｃとを区画する。区画部材３５１の閉塞側端部３５１ｂの中央部には貫通孔３５１ｂ１が形成されている。区画部材３５１の側壁には、弁室３５１ｃと外側の第２収容室１０４ｅ２内の円環状の空間とを連通する連通孔３５１ａ１が形成されている。

スプール３５２は、一端面３５２ａ１が第１収容室１０４ｅ１の端壁１０４ｅ３に接離可能に第１収容室１０４ｅ１に収容された受圧部３５２ａと、弁室３５１ｃに収容されて一端面３５２ｂ１が吐出弁形成板１５１に接離して弁孔１５１ａを開閉する弁部３５２ｂと、受圧部３５２ａと弁部３５２ｂとを連結する軸部３５２ｃと、を有している。そして、弁部３５２ｂと一体に形成された軸部３５２ｃを、区画部材３５１の貫通孔３５１ｂ１に挿通させた状態で受圧部３５２ａを軸部３５２ｃに圧入することによりスプール３５２が形成される。尚、弁部３５２ｂの一端面３５２ｂ１が吐出弁形成板１５１に当接したとき、同時に受圧部３５２ａの他端面３５２ａ２が区画部材３５１の閉塞側端部３５１ｂの外部面に当接するように、弁部３５２ｂに対する受圧部３５２ａの圧入位置が調整されている。

第２制御弁３５０のスプール３５２は、一端面（受圧部３５２ａ側端面）に第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５の圧力、いわゆる背圧Ｐｍを受け、他端面（弁部３５２ｂ側端面）にクランク室１４０の圧力Ｐｃを受け、その圧力差（Ｐｍ−Ｐｃ）に応答して移動する。従って、スプール３５２は、Ｐｍ−Ｐｃ＞０となると図６（Ａ）に示すように弁部３５２ｂの一端面３５２ｂ１が吐出弁形成板１５１に当接し、弁孔１５１ａを閉じることにより第２放圧通路１４６ｂを閉鎖する。一方、Ｐｍ−Ｐｃ＜０となると、図６（Ｂ）に示すように受圧部３５２ａの一端面３５２ａ１が端壁１０４ｅ３に当接し、弁孔１５１ａを開放することにより第２放圧通路１４６ｂを最大に開放する。尚、背圧Ｐｍを受けるスプール３５２の受圧面積Ｓ１及びクランク室１４０の圧力Ｐｃを受けるスプール３５２の受圧面積Ｓ２は、例えばＳ１＝Ｓ２に設定されるが、スプール３５２の動作を調整するためＳ１＞Ｓ２又はＳ１＜Ｓ２としても良い。

第２制御弁３５０の動作について説明する。
第２制御弁３５０は、第１制御弁３００の開閉に連動して開閉し、第１制御弁３００が閉弁した時は、圧力逃がし通路３２０が開通して背圧Ｐｍの低下によりクランク室１４０側の冷媒圧力を受けて開弁して第２放圧通路１４６ｂを開通させる。これにより、放圧通路１４６が第１放圧通路１４６ａと第２放圧通路１４６ｂとで構成され、放圧通路１４６の流路断面積が増大する。また、第１制御弁３００が消磁して全開状態の時は、圧力逃がし通路３２０が閉鎖され背圧Ｐｍの昇圧により第１制御弁３００下流の冷媒圧力を受けて閉弁して第２放圧通路１４６ｂを閉鎖する。これにより、放圧通路１４６が第１放圧通路１４６ａのみで構成され、放圧通路１４６の流路断面積が減少する。

また、第２制御弁３５０は、第１収容室１０４ｅ１の内周面に摺動支持される受圧部３５２ａの最外周面３５２ａ３と第１収容室１０４ｅ１の内周面との間には微小な隙間が形成されている。このため、受圧部３５２ａの一端面３５２ａ１が端壁１０４ｅ３から僅かに離間した状態（第２制御弁３５０が開弁状態）では、連通路１０４ｆから第１収容室１０４ｅ１に流入した冷媒ガスは、受圧部３５２ａの最外周面３５２ａ３と第１収容室１０４ｅ１の内周面との間の隙間及び軸部３５２ｃの外周面と貫通孔３５１ｂ１の内周面との間の隙間を経由して弁室３５１ｃに流入するようになっている。しかし、弁部３５２ｂが吐出弁形成板１５１に当接したとき（第２制御弁３５０が閉弁状態）は、受圧部３５２ａの他端面３５２ａ２が区画部材３５１の閉塞側端部３５１ｂの外部面に当接するように構成されているので、軸部３５２ｃの外周面と貫通孔３５１ｂ１の内周面との間の隙間を経由する第１収容室１０４ｅ１から弁室３５１ｃへの冷媒の流れは遮断される。つまり、弁部３５２ｂが吐出弁形成板１５１に当接した第２制御弁３５０の閉弁状態の時は、第１収容室１０４ｅ１には定常的な冷媒の流れは発生しない。

次に、本実施形態の可変容量圧縮機１００の動作について説明する。
エアコン作動時、つまり可変容量圧縮機１００が運転されている状態では、空調設定や外部環境に基づいてモールドコイル３１４への通電量が調整され、吸入室１４１の圧力が通電量に対応する設定圧力になるように吐出容量が制御される。このような可変容量圧縮機１００が運転されている状態から、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が全開状態となる。これによって、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域の圧力、即ち、第２制御弁３５０に作用する背圧Ｐｍが昇圧するので、第２制御弁３５０が第２放圧通路１４６ｂを閉鎖する。従って、放圧通路１４６は第１放圧通路１４６ａ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（最小吐出容量運転状態）となる。また、略同時に吐出容量の低下で逆止弁２００が吐出通路を遮断し、最小の吐出容量で吐出された冷媒ガスは外部冷媒回路へは流れず、吐出室１４２、圧力供給通路１４５、クランク室１４０、放圧通路１４６ａ、吸入室１４１、シリンダボア１０１ａで構成される内部循環路を循環する。

そして、第１制御弁３００が全開状態となる最小吐出容量運転状態では、第１制御弁３００の弁体３０４の端面３０４ｃが固定コア３１０に当接し、圧力逃がし通路３２０が閉鎖される。従って、吐出室１４２から吐出された冷媒ガスは、圧力供給通路１４５を介して全てクランク室１４０に供給されて内部循環路を循環し、可変容量圧縮機１００の各部を潤滑する。

この状態から第１制御弁３００のモールドコイル３１４へ通電すると、第１制御弁３００が閉弁して圧力供給通路１４５が閉鎖され、同時に第１制御弁３００の弁体３０４のソレノイドロッド３０９側の端面３０４ｃが固定コア３１０から離間して圧力逃がし通路３２０が開放される。これにより、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域の冷媒ガスは、圧力逃がし通路３２０を介して吸入室１４１に流出し、第１制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５領域の圧力が低下し、逆止弁２５０が圧力供給通路１４５を閉鎖してクランク室１４０から逆止弁２５０下流側でクランク室１４０と連通する圧力供給通路１４５を経由して逆止弁２５０より上流の圧力供給通路１４５に冷媒ガスが逆流することが阻止される。また、第２制御弁３５０に作用する背圧Ｐｍの低下により第２放圧通路１４６ｂが開弁し、放圧通路１４６は、第１放圧通路１４６ａと第２放圧通路１４６ｂの２つで構成される。

第２制御弁３５０内の流路断面積は、固定絞り１０３ｃの流路断面積より大きく設定されているので、クランク室１４０内の冷媒が速やかに吸入室１４１に流出してクランク室１４０の圧力が低下し、吐出容量の最小の状態から速やかに最大吐出容量に増大する。これにより、吐出室１４２の吐出圧力が急激に昇圧して逆止弁２００が開弁し、外部冷媒回路を冷媒が循環してエアコンシステムが作動状態となる。

エアコンシステムが作動して吸入室１４１の圧力が低下し、モールドコイル３１４に供給する電流で設定される設定圧力に到達すると第１制御弁３００が開弁する。これにより、第１制御弁３００下流の圧力が昇圧して逆止弁２５０が圧力供給通路１４５を開放し、第２制御弁３５０に作用する背圧Ｐｍの昇圧で第２制御弁３５０が第２放圧通路１４６ｂを閉鎖する。従って、放圧通路１４６は第１放圧通路１４６ａのみとなる。このため、クランク室１４０の冷媒が吸入室１４１に流れることが制限されてクランク室１４０の圧力が昇圧し易くなり、吸入室１４１の圧力が設定圧力を維持するように、第１制御弁３００の開度が自律的に調整されて吐出容量が可変制御される。

かかる構成の容量可変圧縮機１００によれば、最小吐出容量運転状態に吐出室１４２から吐出される圧縮冷媒のほとんどをクランク室１４０に供給できる。従って、クランク室１４０内の圧力を十分に昇圧でき、最小吐出容量運転時の圧縮機の負荷を軽減でき、運転効率を向上できる。また、クランク室１４０における潤滑油量も十分に確保でき、クランク室１４０内の摺動部等の潤滑不足を防止できる。

尚、本実施形態では、圧力逃がし通路及び圧力逃がし通路の開閉手段は、第１制御弁の内部に一体に構成するようにしたが、圧力逃がし通路及び開閉手段を第１制御弁とは別に設けても良い。

また、本実施形態では、第１制御弁３００は吸入室の圧力が設定圧力になるように圧力供給通路の開度を調整するものであるが、クランク室の圧力や吐出室の圧力が作用するように構成された制御弁であっても良く、また、ベローズ等の感圧部材を有さない電磁制御弁であっても良い。

また、本実施形態では、第２制御弁はスプールの弁部の一端面が吐出弁形成板に当接したときに第２放圧通路を閉鎖する構成であるが、弁部の端面に溝（絞り）を形成して、弁部の一端面が吐出弁形成板に当接した場合でも、第２放圧通路を完全に閉鎖せず、前記溝（絞り）を経由してクランク室からの冷媒が吸入室へ流入する構成としても良い。

また、本実施形態では、第２制御弁が第２放圧通路を閉鎖した時、スプールの受圧部が区画部材に当接して第１収容室１０４ｅ１から弁室３５１ｃへの冷媒の流れが遮断される構成であるが、僅かな冷媒の漏れを許容する構造であっても良い。

また、本実施形態では、第２制御弁をシリンダヘッドに配置する構成としたが、他のハウジング構成部材、例えばシリンダブロックに配設しても良い。また、第２制御弁を専用のハウジングに収容して、圧縮機ハウジングに配設しても良い。

また、本実施形態では、逆止弁２５０をシリンダブロックに配置する構成としたが、シリンダヘッドに配設しても良い。

また、本実施形態では、圧縮機は斜板式のクラッチレス可変容量圧縮機としたが、これに限定されない。電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機、モータで駆動される可変容量圧縮機であっても良い。

１００…可変容量圧縮機、１４０…クランク室、１４１…吸入室、１４２…吐出室、１４５…圧力供給通路、１４６…放圧通路、１４６ａ…第１放圧通路、１４６ｂ…第２放圧通路、２５０…逆止弁、３００…第１制御弁、３０４…弁体、３０４ａ…連通孔、３０６…連結部、３０６ａ…連通孔、３０７…第２感圧室、３０８…可動コア、３０９…ソレノイドロッド、３０９ａ…螺旋溝、３１０…固定コア、３１４…モールドコイル、３２０…圧力逃がし通路、３５０…第２制御弁

Claims (6)

1. 吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路の開度を制御する第１制御弁と、
   該第１制御弁の下流の前記圧力供給通路に介装され前記クランク室側から前記第１制御弁側への冷媒の流れを阻止する逆止弁と、
   前記クランク室の冷媒圧力を吸入室側へ放圧する放圧通路の開度を前記第１制御弁に連動して制御し、前記第１制御弁が開弁したときに前記第１制御弁下流の圧力供給通路領域の冷媒圧力を受けて前記放圧通路の開度を小さくし、前記第１制御弁が閉弁したときに前記クランク室側の冷媒圧力を受けて前記放圧通路の開度を大きくする第２制御弁と、
   前記第１制御弁と前記逆止弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を前記吸入室側へ逃がす圧力逃がし通路と、
   を備え、
   前記第１制御弁の開度を制御して前記クランク室の冷媒圧力を制御し、前記クランク室内の斜板の傾角を変化させて吐出容量を可変する可変容量圧縮機であって、
   前記圧力逃がし通路を開閉可能な開閉手段を設け、
   前記圧力逃がし通路は、前記第１制御弁と前記逆止弁との間の圧力供給通路領域の冷媒圧力を、前記第１制御弁の内部を経由して前記吸入室側へ逃がす構成であり、前記開閉手段は、前記第１制御弁と一体に構成されて前記第１制御弁の内部の圧力逃がし通路部を開閉する構成であることを特徴とする可変容量圧縮機。
2. 前記開閉手段は、前記第１制御弁の開閉動作に連動し、前記第１制御弁が開弁したときに前記圧力逃がし通路部を閉鎖し、前記第１制御弁が閉弁したときに前記圧力逃がし通路部を開通する構成である請求項１に記載の可変容量圧縮機。
3. 前記第１制御弁は、電磁コイルを励磁したときに閉弁して前記圧力供給通路を閉鎖し、前記電磁コイルを消磁したときに開弁して前記圧力供給通路を開通する電磁式の制御弁であり、
   前記開閉手段は、前記第１制御弁の前記電磁コイルを励磁したときに前記圧力逃がし通路部を開通し、前記電磁コイルを消磁したときに前記圧力逃がし通路部を閉鎖する構成である請求項２に可変容量圧縮機。
4. 前記第１制御弁は、一端側に前記圧力供給通路を開閉する第１弁部と他端側に前記圧力逃がし通路を開閉する第２弁部とを有して第１制御弁内に移動可能に支持された弁体と、
   前記電磁コイルを消磁したときに、前記第２弁部が当接して前記弁体の移動を規制して前記第１弁部の最大開度を規制する規制部と、を備え、
   前記開閉手段を、前記弁体の第２弁部と前記規制部とで構成し、前記第２弁部が前記規制部に接離することで、前記圧力逃がし通路部が開閉される構成である請求項３に記載の可変容量圧縮機。
5. 前記第１制御弁は、前記第１弁部が配設されて前記吐出室と連通する弁室と、該弁室と区画され前記クランク室と連通する第１圧力室と、前記弁室と区画され前記第２弁部が配設されて前記吸入室と連通する第２圧力室と、前記第１弁部から前記第１圧力室内に延設され前記第１圧力室に開口する開口部を有する延設部材と、備え、
   前記圧力逃がし通路が、前記第１圧力室、前記延設部材の前記開口部、該開口部と連通する前記延設部材と前記弁体の各内部空間、前記第２弁部を介して前記弁体の内部空間と前記第２圧力室とを連通する連通路及び前記第２圧力室を経由して、前記第１制御弁と前記逆止弁との間の前記圧力供給通路の領域と前記吸入室とを連通する構成である請求項４に記載の可変容量圧縮機。
6. 前記弁体は、前記電磁コイルで発生する電磁力により可動する可動コアに一端が連結したソレノイドロッドの他端が、前記弁体に形成した圧入孔を介して前記第２弁部の端面側から前記弁体の前記内部空間まで圧入されて前記ソレノイドロッドと一体的に移動可能な構成であり、前記ソレノイドロッドの他端の外周面及び前記圧入孔の内周面のどちらか一方に溝部を形成し、前記溝部を前記連通路とする構成である請求項５に記載の可変容量圧縮機。