WO2018101094A1 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

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田口 幸彦
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サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a variable capacity compressor whose discharge capacity changes according to the pressure of a control pressure chamber such as a crank chamber.
  • a variable capacity compressor described in Patent Document 1 includes a first control valve that controls an opening degree of a pressure supply passage that communicates a discharge chamber and a crank chamber, and the first control valve.
  • a second control valve including a spool having a first valve portion for opening and closing a pressure supply passage between the control valve and the crank chamber, and a second valve portion for opening and closing a pressure release passage communicating with the suction chamber of the crank chamber.
  • the refrigerant is supplied from the chamber to the crank chamber, and the second valve portion minimizes the opening of the pressure release passage.
  • the first valve portion closes the pressure supply passage.
  • the second valve portion is configured to maximize the opening of the pressure release passage.
  • the refrigerant in the pressure supply passage between the first control valve and the second control valve passes through the throttle passage.
  • the pressure in the pressure supply passage between the first control valve and the second control valve decreases to the pressure in the suction chamber, and the spool opens the pressure release passage. It moves in the direction that maximizes the degree.
  • the pressure supply passage between the first control valve and the second control valve also communicates with the internal passage of the spool having a passage sectional area larger than that of the throttle passage. For this reason, when the first control valve closes the pressure supply passage, the pressure supply between the first control valve and the second control valve from the crank chamber side via the internal passage of the spool.
  • an object of the present invention is to provide a variable capacity compressor capable of preventing a delay in releasing pressure in a control pressure chamber such as the crank chamber.
  • a suction chamber into which a refrigerant before compression is guided, a compression unit that sucks and compresses the refrigerant in the suction chamber, and a discharge from which the compressed refrigerant compressed by the compression unit is discharged
  • a variable capacity compressor having a chamber and a control pressure chamber, the discharge capacity of which varies according to the pressure of the control pressure chamber.
  • the variable capacity compressor is provided in a pressure supply passage for supplying the refrigerant in the discharge chamber to the control pressure chamber, the control valve for adjusting the opening of the pressure supply passage, and the control in the pressure supply passage.
  • a switching valve provided on a side closer to the control pressure chamber than the valve, the first valve hole communicating with the pressure supply passage between the control valve and the switching valve, and between the control valve and the control pressure chamber
  • the switching valve that switches between a first state in which the second valve hole communicating with the pressure supply passage is communicated with and a second state in which the second valve hole communicates with the pressure relief hole communicating with the suction chamber; ,
  • the switching valve has an internal passage for communicating the first valve hole and the second valve hole, and the pressure in the pressure supply passage between the control valve and the switching valve is the pressure of the control pressure chamber.
  • the communication between the second valve hole and the pressure release hole is blocked when the pressure is higher than When the pressure of the main valve body that operates to communicate the second valve hole and the pressure release hole, and the pressure supply passage between the control valve and the switching valve is higher than the pressure of the control pressure chamber
  • the internal passage of the main valve body is opened when the pressure of the pressure supply passage between the control valve and the switching valve is lower than the pressure of the control pressure chamber while the internal passage of the main valve body is opened.
  • the sub valve body is formed to be lighter than the main valve body, and when the control valve closes the pressure supply passage and the pressure in the pressure supply passage between the control valve and the switching valve decreases, It operates before the main valve body to close the internal passage of the main valve body.
  • the sub-valve body is more than the main valve body.
  • the first operation is to close the internal passage of the main valve body. For this reason, it is suppressed that the refrigerant from the control pressure chamber side flows into the pressure supply passage between the control valve and the switching valve, and the pressure between the control valve and the switching valve is lower than that in the prior art.
  • the pressure in the supply passage quickly decreases to the pressure in the suction chamber. As a result, a delay in the movement of the main valve body in the direction in which the second valve hole and the pressure release hole are communicated with each other and a delay in the pressure release in the control chamber due to this are prevented.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the control valve, where (a) shows a state where a throttle passage provided in the control valve is opened, and (b) shows a state where the throttle passage is closed. It is sectional drawing which shows the switching valve which concerns on 1st Embodiment of the said variable capacity compressor. It is a figure which shows the valve assembly (a main valve body and a division member) of the said switching valve.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable capacity compressor 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the variable displacement compressor 100 includes a cylinder block 101 in which a plurality of cylinder bores 101 a are formed, a front housing 102 provided at one end of the cylinder block 101, and a valve at the other end of the cylinder block 101. And a cylinder head 104 provided via a plate 103.
  • the cylinder block 101, the front housing 102, the valve plate 103, and the cylinder head 104 are fastened by a plurality of through bolts 105 to constitute a compressor housing.
  • a crank chamber 140 is formed by the cylinder block 101 and the front housing 102, and a drive shaft 110 rotatably supported by the compressor housing is provided so as to traverse the crank chamber 140.
  • a center gasket (not shown) is disposed between the front housing 102 and the cylinder block 101, and a cylinder gasket 152 is provided between the cylinder block 101 and the cylinder head 104 in addition to the valve plate 103.
  • a suction valve forming plate 150, a discharge valve forming plate 151, and a head gasket 153 are disposed.
  • a swash plate 111 is disposed around an intermediate portion of the drive shaft 110 in the axial direction.
  • the swash plate 111 is connected to a rotor 112 fixed to the drive shaft 110 via a link mechanism 120 and rotates together with the drive shaft 110.
  • the swash plate 111 is configured such that an angle (tilt angle) with respect to a plane orthogonal to the axis O of the drive shaft 110 can be changed.
  • the link mechanism 120 includes a first arm 112 a projecting from the rotor 112, a second arm 111 a projecting from the swash plate 111, and one end pivotable to the first arm 112 a via the first connecting pin 122.
  • the through hole 111b of the swash plate 111 through which the drive shaft 110 is inserted is formed in a shape that allows the swash plate 111 to tilt within a range of a maximum inclination angle and a minimum inclination angle.
  • the through hole 111b is formed with a minimum tilt angle restricting portion that comes into contact with the drive shaft 110.
  • the minimum inclination restriction portion of the through hole 111b has an inclination angle of the swash plate 111 of approximately 0. When it is, it contacts the drive shaft 110 and is configured to restrict further tilting of the swash plate 111. Further, when the inclination of the swash plate 111 reaches the maximum inclination, the swash plate 111 is brought into contact with the rotor 112 and further tilting is restricted.
  • the drive shaft 110 includes a tilt angle reducing spring 114 that biases the swash plate 111 in a direction that decreases the tilt angle of the swash plate 111, and a tilt angle increasing spring 115 that biases the swash plate 111 in a direction that increases the tilt angle of the swash plate 111. And are attached.
  • the tilt angle decreasing spring 114 is mounted between the swash plate 111 and the rotor 112
  • the tilt angle increasing spring 115 is mounted between the swash plate 111 and the spring support member 116 fixed to the drive shaft 110.
  • the biasing force of the tilt angle increasing spring 115 is set to be larger than the biasing force of the tilt angle decreasing spring 114, and the drive shaft 110 is When not rotating, the swash plate 111 is positioned at an inclination angle at which the urging force of the inclination angle decreasing spring 114 and the urging force of the inclination angle increasing spring 115 are balanced.
  • One end (the left end in FIG. 1) of the drive shaft 110 extends through the boss portion 102 a of the front housing 102 to the outside of the front housing 102.
  • a power transmission device (not shown) is connected to the one end of the drive shaft 110.
  • a shaft seal device 130 is provided between the drive shaft 110 and the boss portion 102a, and the inside of the crank chamber 140 is blocked from the external space.
  • the coupling body of the drive shaft 110 and the rotor 112 is supported by bearings 131 and 132 in the radial direction, and supported by the bearing 133 and the thrust plate 134 in the thrust direction.
  • the drive shaft 110 (and the rotor 112) is configured to rotate in synchronization with the rotation of the power transmission device when power from an external drive source is transmitted to the power transmission device.
  • the clearance between the other end of the drive shaft 110, that is, the end on the thrust plate 134 side, and the thrust plate 134 is adjusted to a predetermined clearance by an adjustment screw 135.
  • a piston 136 is disposed in each cylinder bore 101a.
  • the inner space formed in the protruding portion that protrudes into the crank chamber 140 of the piston 136 accommodates the outer peripheral portion of the swash plate 111 and its vicinity, and the swash plate 111 is connected to the piston 136 via a pair of shoes 137. It is configured to work with.
  • the piston 136 reciprocates in the cylinder bore 101a by the rotation of the swash plate 111 accompanying the rotation of the drive shaft 110. That is, the rotational movement of the drive shaft 110 is converted into the reciprocating movement of the piston 136 by a conversion mechanism including the swash plate 111, the link mechanism 120, a pair of shoes 137, and the like.
  • the cylinder head 104 is formed with a suction chamber 141 disposed substantially at the center and a discharge chamber 142 that surrounds the suction chamber 141 in an annular shape.
  • the suction chamber 141 communicates with the cylinder bore 101a via a communication hole 103a provided in the valve plate 103 and a suction valve (not shown) formed on the suction valve forming plate (not shown).
  • the discharge chamber 142 communicates with the cylinder bore 101a through a discharge valve (not shown) formed in the discharge valve forming plate (not shown) and a communication hole 103b provided in the valve plate 103.
  • a muffler is provided on the upper portion of the cylinder block 101.
  • the muffler is formed by fastening a lid member 106 in which a discharge port 106a is formed and a muffler forming wall 101b formed in the upper part of the cylinder block 101 with a bolt through a seal member (not shown).
  • a muffler space 143 surrounded by the lid member 106 and the muffler forming wall 101 b communicates with the discharge chamber 142 via the communication path 144, and the discharge check valve 200 is disposed in the muffler space 143.
  • the discharge check valve 200 is disposed at a connection portion between the communication path 144 and the muffler space 143.
  • the discharge check valve 200 operates in response to a pressure difference between the communication path 144 (upstream side) and the muffler space 143 (downstream side), and closes the communication path 144 when the pressure difference is smaller than a predetermined value. When the pressure difference is larger than a predetermined value, the communication path 144 is opened.
  • the communication passage 144, the discharge check valve 200, the muffler space 143, and the discharge port 106a constitute a discharge passage of the variable capacity compressor 100.
  • the discharge chamber 142 is connected to the refrigerant circuit (the high pressure side) of the air conditioner system via the discharge passage.
  • the cylinder head 104 is formed with a suction passage including a suction port (not shown) and a communication passage 104a.
  • the suction passage extends linearly from the outside in the radial direction of the cylinder head 104 so as to cross a part of the discharge chamber 142.
  • the suction chamber 141 is connected to the refrigerant circuit (low pressure side) of the air conditioner system via the suction passage.
  • the refrigerant on the low pressure side of the refrigerant circuit of the air conditioner system (that is, the refrigerant before compression) is guided to the suction chamber 141 through the suction passage.
  • the refrigerant in the suction chamber 141 is sucked into the cylinder bore 101a by the reciprocating motion of the piston 136, compressed, and discharged into the discharge chamber 142.
  • the cylinder bore 101a and the piston 136 constitute a compression unit that compresses the refrigerant in the suction chamber 141. Then, the refrigerant (compressed refrigerant) discharged into the discharge chamber 142 is guided to the high-pressure side of the refrigerant circuit of the air conditioner system through the discharge passage.
  • the variable capacity compressor 100 has a pressure supply passage 145 for connecting the discharge chamber 142 and the crank chamber 140 to supply the refrigerant (discharge refrigerant) in the discharge chamber 142 to the crank chamber 140.
  • the pressure supply passage 145 includes a part of the first storage chamber 104b formed in the cylinder head 104, a communication passage 104c communicating the discharge chamber 142 and the first storage chamber 104b, and a cylinder head side recess. 104d and the cylinder block side recess 101c, a second storage chamber 107, a communication passage 104e communicating the first storage chamber 104b and the second storage chamber 107, a second storage chamber 107 and a crank chamber 140.
  • the communication path 101d communicates.
  • the cylinder head side recess 104d is formed on the mating surface of the cylinder head 104 with the cylinder block 101, and the cylinder block side recess 101c is opposed to the cylinder head side recess 104d. And formed on the mating surface.
  • the first storage chamber 104b communicates with the suction chamber 141 through the communication passage 104f
  • the second storage chamber 107 (here, the cylinder head side recess 104d) communicates with the suction chamber 141 through the communication passage 104g.
  • Communicating with A control valve 300 and a switching valve 350 are provided in the pressure supply passage 145.
  • the switching valve 350 is disposed downstream of the control valve 300 in the pressure supply passage 145 (on the crank chamber 140 side).
  • control valve 300 is disposed in the first storage chamber 104 b and the switching valve 350 is disposed in the second storage chamber 107.
  • control valve 300 is provided with O-rings 300a to 300c, and the O-rings 300a to 300c allow the first accommodating chamber 104b to communicate with the suction chamber 141 through the communication passage 104f.
  • One area, a second area communicating with the discharge chamber 142 via the communication path 104c, and a third area communicating with the second storage chamber 107 via the communication path 104e are defined.
  • the second region and the third region of the first storage chamber 104b constitute a part of the pressure supply passage 145.
  • a region between the control valve 300 and the switching valve 350 in the pressure supply passage 145 is referred to as a “pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350”, and pressure supply A region between the switching valve 350 and the crank chamber 140 in the passage 145 is referred to as “a pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140”.
  • the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 is mainly configured by the third region of the first storage chamber 104 b and the communication passage 104 e, and between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the pressure supply passage 145b is mainly composed of the communication passage 101d.
  • the control valve 300 responds to the pressure of the suction chamber 141 introduced through the communication passage 104f and the electromagnetic force generated by the current flowing through the solenoid in response to an external signal, and the opening degree of the pressure supply passage 145 (passage cut-off). Area) is adjusted, and the supply amount (pressure supply amount) of the refrigerant (discharge refrigerant) in the discharge chamber 142 to the crank chamber 140 is controlled.
  • the pressure of the crank chamber 140 can be changed (that is, increased or decreased) by adjusting the opening of the pressure supply passage 145 by the control valve 300, and thereby the inclination angle of the swash plate 111, that is, the stroke of the piston 136 can be increased.
  • the discharge capacity of the variable capacity compressor 100 can be changed by decreasing or increasing the capacity.
  • variable displacement compressor 100 is configured such that the discharge capacity is changed by changing the state of the compression section (specifically, the stroke of the piston 136) according to the pressure of the crank chamber 140.
  • the crank chamber 140 changes the discharge capacity by changing the state of the compression unit according to the internal pressure. Therefore, in the present embodiment, the crank chamber 140 corresponds to the “control pressure chamber” of the present invention. More specifically, by changing the pressure in the crank chamber 140, the pressure difference between the front and rear of each piston 136, in other words, the pressure difference between the compression chamber in the cylinder bore 101a sandwiching the piston 136 and the crank chamber 140 is used. The inclination angle of the plate 111 can be changed.
  • the switching valve 350 includes a first state in which the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 are communicated, and the switching valve 350 and the crank chamber.
  • the pressure supply passage 145b between 140 and the suction chamber 141 are configured to be switched to the second state. Specifically, as shown in FIG.
  • the switching valve 350 includes a first valve hole 104 e 1 communicating with the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350, the switching valve 350, and the crank chamber 140.
  • the first state is established by communicating with the second valve hole 151a communicating with the pressure supply passage 145b therebetween.
  • the communication between the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 and the communication passage 104g is blocked, the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350, and the switching valve 350.
  • the pressure supply passage 145b between the crank chamber 140 and the crank chamber 140, the discharge refrigerant in the discharge chamber 142 can be supplied to the crank chamber 140.
  • the switching valve 350 enters the second state by connecting the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 communicating with the suction chamber 140.
  • the communication between the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the pressure supply passage 145 b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 is blocked, and the switching valve 350 and the crank chamber 140 are disconnected.
  • the pressure supply passage 145b and the communication passage 104g communicate with each other, and the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 communicates the crank chamber 140 and the suction chamber 141 with each other.
  • Functions as a pressure release passage hereinafter referred to as “first pressure release passage 146a”).
  • the switching valve 350 opens the pressure supply passage 145 and closes the first pressure release passage 146a when in the first state, and closes the pressure supply passage 145 when in the second state. Is closed and the first pressure relief passage 146a is opened.
  • the crank chamber 140 is always in communication with the suction chamber 141 through a passage that passes through the communication passage 101e, the space 101f, and the fixed throttle 103c formed in the valve plate 103, and the crank chamber 140 is connected to the crank chamber 140 through the passage. The refrigerant in the chamber 140 flows out to the suction chamber 141.
  • the passage passing through the fixed throttle 103c communicates the crank chamber 140 and the suction chamber 141, and discharges the refrigerant in the crank chamber 140 to the suction chamber 141 (hereinafter referred to as “second pressure release passage 146b”).
  • the variable capacity compressor 100 passes through the switching valve 350 as a pressure release passage that allows the crank chamber 140 and the suction chamber 141 to communicate with each other and allows the refrigerant in the crank chamber 140 to flow out to the suction chamber 141 ( In other words, it has a first pressure relief passage 146a that is opened and closed by the switching valve 350 and a second pressure relief passage 146b that passes through the fixed throttle 103c (in other words, is always open).
  • the minimum passage sectional area of the first pressure relief passage 146a is set larger than the passage sectional area of the fixed throttle 103c of the second pressure relief passage 146b.
  • the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 is configured to communicate with the suction chamber 141 by a throttle passage 320 (described later) that passes through the control valve 300. .
  • the control valve 300 when the control valve 300 is opened and the pressure supply passage 145 is opened, the discharged refrigerant is supplied to the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350, and the control valve 300 and the switching valve 350 are When the control valve 300 is closed and the pressure supply passage 145 is closed, the refrigerant in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 is reduced. The pressure flows out into the suction chamber 141 via 320 and the pressure in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 decreases.
  • the switching valve 350 When the control valve 300 closes the pressure supply passage 145 and the pressure in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 becomes lower than the pressure in the crank chamber 140, the switching valve 350 has the first valve hole. The communication between 104e1 and the second valve hole 151a is blocked and the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 are communicated (from the first state to the second state). That is, the switching valve 350 closes the pressure supply passage 145 and opens the first pressure release passage 146a.
  • the pressure release passage for communicating the crank chamber 140 and the suction chamber 141 and allowing the refrigerant in the crank chamber 140 to flow out to the suction chamber 141 is constituted by the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b.
  • the cross-sectional area of the pressure relief passage is maximized. Further, since the communication between the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a is blocked, the reverse flow of the refrigerant from the crank chamber 140 side to the control valve 300 is prevented. Therefore, the refrigerant in the crank chamber 140 quickly flows out to the suction chamber 141 via the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b, and the pressure in the crank chamber 140 becomes equal to the pressure in the suction chamber 141. Then, the inclination angle of the swash plate 111 is maximized, and the stroke of the piston 136, that is, the discharge capacity of the variable displacement compressor 100 is maximized.
  • the switching valve 350 has the second valve hole.
  • the communication between 151a and the pressure release hole 351a1 is blocked, and the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a are communicated (the second state ⁇ the first state). That is, the switching valve 350 closes the first pressure release passage 146a and opens the pressure supply passage 145.
  • the pressure relief passage is configured by only the second pressure relief passage 146b, and the passage sectional area of the pressure relief passage is minimized.
  • the refrigerant in the crank chamber 140 is restricted from flowing out to the suction chamber 141, and the pressure in the crank chamber 140 is likely to increase. Further, the discharged refrigerant is supplied to the crank chamber 140 via the pressure supply passage 145. Therefore, by adjusting the opening of the pressure supply passage 145 by the control valve 300, the pressure in the crank chamber 140 can be changed, whereby the inclination angle of the swash plate 111, that is, the stroke (discharge capacity) of the piston 136 can be increased. It can be variably controlled.
  • Control valve 300 is a cross-sectional view showing the control valve 300
  • FIG. 3 is a view showing the relationship between the coil energization amount (current I) and the set pressure.
  • the control valve 300 includes a valve unit and a drive unit (solenoid) that opens and closes the valve unit.
  • the valve unit has a cylindrical valve housing 301.
  • a first pressure sensing chamber 302 Inside the valve housing 301, a first pressure sensing chamber 302, a valve chamber 303, and a second pressure sensing chamber 307 are formed side by side in the axial direction from one end (lower end) side.
  • the first pressure sensing chamber 302 is cranked through a communication hole 301a formed in the outer peripheral surface of the valve housing 301, the third region of the first storage chamber 104b, the communication passage 104e, the second storage chamber 107 and the communication passage 101d. It communicates with the chamber 140.
  • the second pressure sensing chamber 307 communicates with the suction chamber 141 via a communication hole 301e formed in the outer peripheral surface of the valve housing 301, the first region of the first storage chamber 104b, and the communication passage 104f.
  • the valve chamber 303 communicates with the discharge chamber 142 via a communication hole 301b formed in the outer peripheral surface of the valve housing 301, the second region of the first storage chamber 104b, and the communication passage 104c.
  • the first pressure sensing chamber 302 and the valve chamber 303 are configured to communicate with each other via a valve hole 301 c that constitutes a part of the pressure supply passage 145.
  • a support hole 301 d is formed between the valve chamber 303 and the second pressure sensing chamber 307.
  • a bellows 305 is disposed in the first pressure sensing chamber 302. The bellows 305 is evacuated and incorporates a spring.
  • the bellows 305 is configured to be displaceable in the axial direction of the valve housing 301, and has a function as pressure sensing means for receiving the pressure in the first pressure sensing chamber 302, that is, the pressure in the crank chamber 140.
  • a cylindrical valve body 304 is accommodated in the valve chamber 303.
  • the valve body 304 is configured such that its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the support hole 301d and is slidable in the support hole 301d, and is movable in the axial direction of the valve housing 301.
  • One end (lower end) of the valve body 304 opens and closes the valve hole 301 c, and the other end (upper end) of the valve body 304 protrudes into the second pressure sensing chamber 307.
  • a rod-like connecting portion 306 is formed to project.
  • the end (tip) of the connecting portion 306 is disposed so as to be able to contact the bellows 305 and has a function of transmitting the displacement of the bellows 305 to the valve body 304.
  • the drive unit has a cylindrical solenoid housing 312.
  • the solenoid housing 312 is coaxially connected to the other end (upper end) of the valve housing 301.
  • the solenoid housing 312 accommodates a molded coil 314 in which the electromagnetic coil is covered with resin.
  • a cylindrical fixed core 310 concentric with the mold coil 314 is accommodated inside the mold coil 314.
  • the fixed core 310 extends from the valve housing 301 to the vicinity of the center of the molded coil 314.
  • the end of the solenoid housing 312 opposite to the valve housing 301 is closed by a bottomed cylindrical sleeve 313 provided so as to surround the fixed core 310.
  • the fixed core 310 has an insertion hole 310 a in the center, and one end (lower end) of the insertion hole 310 a opens into the second pressure-sensitive chamber 307.
  • a cylindrical movable core 308 is accommodated between the fixed core 310 and the closed end (bottom) of the sleeve 313.
  • a solenoid rod 309 is inserted through the insertion hole 310a.
  • One end (lower end) of the solenoid rod 309 is press-fitted and fixed to the other end of the valve body 304, and the other end (upper end) of the solenoid rod 309 is fitted (press-fitted) into a through hole formed in the movable core 308. Yes. That is, the valve body 304, the movable core 308, and the solenoid rod 309 are integrated.
  • a forced release spring 311 is provided between the fixed core 310 and the movable core 308 to urge the movable core 308 in the direction away from the fixed core 310 (the valve opening direction).
  • the movable core 308, the fixed core 310, and the solenoid housing 312 are formed of a magnetic material and constitute a magnetic circuit.
  • the sleeve 313 is made of a non-magnetic stainless steel material.
  • the mold coil 314 is connected to a control device (not shown) provided outside the variable capacity compressor 100 via a signal line or the like.
  • the mold coil 314 generates an electromagnetic force F (I) when a control current I is supplied from the control device.
  • the mold coil 314 generates the electromagnetic force F (I)
  • the movable core 308 is attracted toward the fixed core 310, and the valve body 304 moves in the valve closing direction.
  • the valve body 304 of the control valve 300 includes a biasing force f generated by the forced release spring 311, a force generated by the pressure in the valve chamber 303 (discharge pressure Pd), and a first pressure sensing pressure.
  • the balance of the forces acting on the valve body 304 is expressed by the following formula (1), and the following formula (2) is obtained by modifying the following formula (1).
  • “+” indicates the valve closing direction of the valve element 304
  • “ ⁇ ” indicates the valve opening direction of the valve element 304.
  • the connecting body of the bellows 305, the connecting portion 306, and the valve body 304 increases the discharge capacity when the pressure in the suction chamber 141 becomes higher than the set pressure set by the current flowing through the mold coil 314 (that is, the control current I).
  • the opening of the valve hole 301c, that is, the opening (passage cross-sectional area) of the pressure supply passage 145 is decreased to lower the pressure of the crank chamber 140 and the pressure of the suction chamber 141 falls below the set pressure, the discharge capacity is reduced.
  • the opening of the pressure supply passage 145 (passage cross-sectional area) is increased to increase the pressure in the crank chamber 140. That is, the control valve 300 autonomously controls the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure supply passage 145 so that the pressure in the suction chamber 141 approaches the set pressure. Since the electromagnetic force of the mold coil 314 acts on the valve body 304 via the solenoid rod 309 in the valve closing direction, the force in the direction to reduce the opening of the pressure supply passage 145 when the energization amount to the mold coil 314 increases. Increases, and the set pressure changes in the direction of decreasing as shown in FIG.
  • the control device controls energization to the mold coil 314 by pulse width modulation (PWM control) at a predetermined frequency in the range of, for example, 400 Hz to 500 Hz, and pulses so that the current value flowing through the mold coil 314 becomes a desired value. Change the width (duty ratio).
  • PWM control pulse width modulation
  • the control device adjusts the energization amount to the mold coil 314 based on the air conditioning settings (setting temperature, etc.) and the external environment in the air conditioning system. . Thereby, the discharge capacity is controlled so that the pressure in the suction chamber 141 becomes a set pressure corresponding to the energization amount.
  • the control device turns off the energization to the mold coil 314.
  • the pressure supply passage 145 (valve hole 301c) is opened by the forced release spring 311 and the discharge capacity of the variable capacity compressor 100 is controlled to a minimum state.
  • Restricted passage 320 In the present embodiment, the throttle passage 320 is provided inside the control valve 300, and is configured to communicate the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the suction chamber 141.
  • . 4 is a cross-sectional view of the main part of the control valve 300.
  • FIG. 4A shows a state in which the throttle passage 320 is opened, and FIG.
  • FIG. 4B shows a state in which the throttle passage 320 is closed. ing.
  • the throttle passage 320 is provided to release the refrigerant in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 to the suction chamber 141 side when the control valve 300 is closed and the pressure supply passage 145 is closed. ing.
  • the throttle passage 320 is formed in a communication hole 304 a that forms an internal space of the integrated valve body 304 and the connection portion 306, and the connection portion 306.
  • a communication hole 306a that connects the first pressure sensing chamber 302 and the communication hole 304a, a communication hole 309a that is formed inside the press-fitting portion that is press-fitted into the valve body 304 of the solenoid rod 309, and that is connected to the communication hole 304a;
  • a cylindrical recess 304b formed at the other end (upper end) of the body 304, and a communication hole 309b formed at a portion of the solenoid rod 309 located in the recess 304b to communicate between the communication hole 309a and the recess 304b.
  • the throttle passage 320 is opened, and the throttle passage 320 is opened.
  • the first pressure sensing chamber 302 and the suction chamber 141 communicate with each other.
  • the communication hole 309b formed in the solenoid rod 309 is formed to function as a “throttle portion” when the throttling passage 320 is opened.
  • the opening area of the communication hole 309b is set as small as possible in consideration of the outflow (discharge) property of the refrigerant to the suction chamber 141 in the region of the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350.
  • the throttle portion may be provided in the communication hole 306a, the communication hole 304a, or the communication hole 309a.
  • the control valve 300 when the mold coil 314 is demagnetized, the one end of the valve body 304 is separated from the periphery of the valve hole 301c by the urging force of the forcible release spring 311, and the valve opening degree is maximized. That is, the pressure supply passage 145 is opened to the maximum.
  • the surface 304 c on the other end side of the valve body 304 comes into contact with the lower end surface of the fixed core 310, and the throttle passage 320 is closed.
  • valve means for opening and closing the throttle passage 320 is constituted by the surface 304c on the other end side of the valve body 304 of the control valve 300 and the fixed core 310 (lower end surface thereof).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the switching valve 350 according to the first embodiment. As described above, the switching valve 350 is disposed in the second storage chamber 107 including the cylinder head side recess 104d and the cylinder block side recess 101c.
  • the switching valve 350 includes a partition member 351 fixed in the cylinder head side recess 104d, a main valve body 352 that is accommodated in the cylinder head side recess 104d and moves in the cylinder head side recess 104d, and a cylinder block side. And a secondary valve body 400 that is accommodated in the recess 101c and moves in the cylinder block side recess 101c in the axial direction.
  • the auxiliary valve body 400 is formed to be lighter than the main valve body 352.
  • the main valve body 352 (and the partition member 351) is formed of a metal material such as an aluminum-based metal or a brass-based metal
  • the sub-valve body 400 is formed of a resin material. ing.
  • the cylinder head side recess 104 d is formed as a stepped cylindrical recess parallel to the axis of the drive shaft 110. Specifically, the cylinder head side recess 104d is configured by a large inner diameter portion 104d1 on the mating surface side with the cylinder block 101, and a small inner diameter portion 104d2 having a smaller diameter than the large inner diameter portion 104d1 continuous to the large inner diameter portion 104d1. The other end of the communication passage 104g having one end opened to the suction chamber 141 is opened on the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 104d1.
  • the cylinder block-side recess 101c is formed as a cylindrical recess that is parallel to the axis of the drive shaft 110 and has a smaller diameter than the cylinder head-side recess 104d.
  • One end of a communication passage 101d that constitutes a pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 is opened on the bottom surface 101c1 of the cylinder block-side recess 101c.
  • the partition member 351 has a cylindrical peripheral wall 351a and an end wall 351b that closes one end of the peripheral wall 351a.
  • the partition member 351 is formed in the cylinder head side concave portion 104d mainly by the small inner diameter portion 104d2 by press-fitting and fixing the peripheral wall 351a to the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 104d1 of the cylinder head side concave portion 104d. It is divided into a valve chamber 104d3 and a second valve chamber 104d4 on the discharge valve forming plate 151 side formed inside the peripheral wall 351a. The other end (open end) 351a2 of the peripheral wall 351a is in contact with the discharge valve forming plate 151.
  • An insertion hole 351b1 is formed in the end wall 351b of the partition member 351, and the first valve chamber 104d3 and the second valve chamber 104d4 communicate with each other through the insertion hole 351b1.
  • An annular projecting portion 351b2 that surrounds the insertion hole 351b1 and projects toward the first valve chamber 104d3 is formed on the surface of the partition member 351 opposite to the peripheral wall 351a of the end wall 351b.
  • the bottom surface 104d5 of the cylinder head side recess 104d (the small inner diameter portion 104d2 thereof) constitutes the inner wall of the first valve chamber 104d3.
  • a communication passage 104e constituting a pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 is opened as a first valve hole 104e1 on the bottom surface 104d5 of the cylinder head side recess 104d.
  • the peripheral portion of the first valve hole 104e1 on the bottom surface 104d5 of the cylinder head side recess 104d constitutes a first valve seat 104e2. That is, the first valve chamber 104d3 includes the first valve hole 104e1 communicating with the pressure supply passage 145a (that is, the discharge chamber 142) between the control valve 300 and the switching valve 350, and the first valve chamber 104d2 around the first valve hole 104e2. And a valve seat 104e2.
  • the discharge valve forming plate 151 constitutes the inner wall of the second valve chamber 104d4.
  • a second valve hole 151 a is opened in the discharge valve forming plate 151.
  • the peripheral portion of the discharge valve forming plate 151 around the second valve hole 151a constitutes a second valve seat 151b.
  • the second valve hole 151a constitutes a pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 via a communication hole penetrating the valve plate 103 and the suction valve forming plate 150 and the cylinder block side recess 101c. It communicates with the communication path 101d.
  • a pressure release hole 351a1 that communicates with the suction chamber 141 through the communication passage 104g is formed in the peripheral wall 351a of the partition member 351 in which the second valve chamber 104d4 is formed. That is, the second valve chamber 104d4 includes the second valve hole 151a communicating with the pressure supply passage 145b (that is, the crank chamber 140) between the switching valve 350 and the crank chamber 140, and the second valve chamber 151d around the second valve seat 151a.
  • a valve seat 151b and a pressure release hole 351a1 communicating with the suction chamber 141 are provided.
  • the main valve body 352 is disposed in the first valve chamber 104d3 and is disposed in the second valve chamber 104d4 and the first valve portion 352a that is in contact with and away from the first valve seat 104e2 around the first valve hole 104e1.
  • the second valve portion 352b that is separated from and in contact with the second valve seat 151b around the two valve holes 151a, and the first valve portion 352a and the second valve portion 352b are connected to each other and inserted into the insertion hole 351b1 formed in the partition member 351.
  • Shaft portion 352c is disposed in the first valve chamber 104d3 and is disposed in the second valve chamber 104d4 and the first valve portion 352a that is in contact with and away from the first valve seat 104e2 around the first valve hole 104e1.
  • the first valve hole 104e1 is opened and closed by the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a coming into contact with the first valve seat 104e2, and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is the second valve.
  • the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 communicate with each other by being separated from or connected to the seat 151b, or the communication between the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 is blocked.
  • the first valve portion 352a and the shaft portion 352c of the main valve body 352 are integrally formed, and the second valve portion 352b of the main valve body 352 includes the first valve portion 352a and the shaft portion 352c.
  • a shaft portion 352c integrally formed with the first valve portion 352a is press-fitted into a through hole formed in the second valve portion 352b, thereby forming the main valve body 352.
  • the main valve body 352 is formed, when the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b comes into contact with the second valve seat 151b, the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is simultaneously the end wall of the partition member 351.
  • the axial press-fitting position of the shaft portion 352c with respect to the through hole of the second valve portion 352b is adjusted so as to contact the annular protrusion 351b2 formed in the 351b.
  • the partition member 351 and the main valve body 352 are integrated to form the valve assembly 350a.
  • an assembly method (assembly procedure) of the valve assembly 350a will be described with reference to FIG.
  • the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is placed on the horizontal plane H.
  • the open end 351a2 of the peripheral wall 351a of the partition member 351 is placed on the horizontal plane H so as to accommodate the second valve portion 352b inside.
  • the integrally formed product of the first valve portion 352a and the shaft portion 352c is inserted into the insertion hole 351b1 formed in the end wall 351b of the partition member 351 from the shaft portion 352c side.
  • the tip of the shaft portion 352c is aligned with the through hole of the second valve portion 352b, and the one-piece formed object until the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a abuts on the annular projecting portion 351b2 of the partition member 351.
  • a valve assembly 350a including the partition member 351 and the main valve body 352 is completed.
  • the valve assembly 350a assembled in this way is mounted in the cylinder head side recess 104d.
  • FIG.5 and FIG.6 the structure of the main valve body 352 is further demonstrated.
  • the first valve portion 352a of the main valve body 352 includes a valve seat side part 352a3 on the first valve seat 104e2 side, a partition member side part 352a4 on the partition member 351 side, a valve seat side part 352a3, and a partition. It is comprised by the intermediate part 352a5 arrange
  • the outer diameter of the intermediate portion 352a5 is larger than the outer diameter of the valve seat side portion 352a3 and the outer diameter of the partition member side portion 352a4, and the main valve body 352 has the first valve chamber 104d3 (cylinder head) at the outer peripheral surface of the intermediate portion 352a5.
  • the inner surface of the small inner diameter portion 104d2) of the side recess 104d is supported with a predetermined gap.
  • the second valve portion 352b of the main valve body 352 is formed in a bottomed cylindrical shape.
  • the bottom wall of the second valve portion 352b is formed with the through hole into which the shaft portion 352c extending from the end surface of the first valve portion 352a (the partition member side portion 352a4) is press-fitted, and the second valve portion 352b has an annular shape.
  • the opening end surface constitutes one end surface 352b1 that is separated from and in contact with the second valve seat 151b.
  • the main valve body 352 has an internal passage 352d for communicating the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a.
  • the internal passage 352d includes a first passage 352d1 extending in the axial direction of the main valve body 352 and a second passage 352d2 connected to the first passage 352d1.
  • One end of the first passage 352d1 opens to an end surface (tip surface) 352c1 of the shaft portion 352c press-fitted into the through hole of the second valve portion 352b, and the other end of the first passage 352d1 is a closed end.
  • the second passage 352d2 is formed in the valve seat side portion 352a3 of the first valve portion 352a and communicates the first passage 352d1 and the first valve chamber 104d3.
  • the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a of the main valve body 352 is separated from the first valve seat 104e2, and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is the second valve.
  • the communication between the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 is blocked, and the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a pass through the internal passage 352d (352d1 + 352d2). Communicate.
  • the internal passage 352d of the main valve body 352 is formed in the partition member side portion 352a4 of the first valve portion 352a and communicates the first passage 352d1 and the first valve chamber 104d3. Further included.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the auxiliary valve body 400.
  • the sub-valve body 400 is disposed on the main valve body 352 side, and includes a small outer diameter portion 400b including a valve portion 400a that contacts and separates from an end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, and a bottom surface 101c1 side of the cylinder block-side recess 101c. And a large outer diameter portion 400c having a larger outer diameter than the small outer diameter portion 400b.
  • the large outer diameter portion 400c is supported with a predetermined gap on the inner peripheral surface of the cylinder block side recess 101c.
  • the small outer diameter portion 400b passes through the communication hole penetrating the valve plate 103 and the suction valve forming plate 150 and protrudes into the second valve hole 151a (see FIG. 5).
  • the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub-valve body 400 comes into contact with and separates from the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, whereby the end portion on the second valve hole 151a side of the internal passage 352d of the main valve body 352, Specifically, the one end (opening end) of the first passage 352d1 opening in the end surface 352c1 of the shaft portion 352c is opened and closed.
  • the subvalve body 400 has an internal passage (subvalve body internal passage) 400d.
  • the sub-valve body internal passage 400d includes a first passage 400d1 extending in the axial direction of the sub-valve body 400 and a second passage 400d2 connected to the first passage 400d1.
  • One end of the first passage 400d1 opens to the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c facing the bottom surface 101c1 of the cylinder block side recess 101c, and the other end of the first passage 400d1 is a closed end.
  • the second passage 400d2 is formed to penetrate the small outer diameter portion 400b in the radial direction, and communicates the first passage 400d1 with the communication hole penetrating the valve plate 103 and the intake valve forming plate 150. ing.
  • the internal passage 400d communicates with the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 and the second valve hole 151a.
  • a communication groove 400c2 extending from the first passage 400d1 to the outer peripheral surface of the large outer diameter portion 400c is formed on the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c. Therefore, even when the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c is in contact with the bottom surface 101c1 of the cylinder block side recess 101c, the gap between the outer peripheral surface of the large outer diameter portion 400c and the inner peripheral surface of the cylinder block side recess 101c. A refrigerant flow may be formed.
  • switching valve 350 With reference to FIGS. 8A and 8B, the operation of the switching valve 350 will be described.
  • One end side of the main valve body 352 receives the pressure Pm of the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350, and the other end side of the main valve body 352 is a pressure supply passage between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the pressure 145b (that is, the pressure in the crank chamber 140) Pc is received. Further, when the first valve portion 352a of the main valve body 352 opens the first valve hole 104e1, the one end side of the sub-valve body 400 sets the pressure Pm of the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350. The other end of the secondary valve body 400 receives the pressure Pc of the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140. Therefore, in a state where the pressure Pm in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 is higher than the pressure Pc in the crank chamber 140, the main valve body 352 has the first end surface 352a1 of the first valve portion 352a as the first end surface 352a1.
  • the sub-valve body 400 has the end surface 400a1 of the valve portion 400a spaced apart from the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, and the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c abuts against the bottom surface 101c1 of the cylinder block side recess 101c. (See FIG. 8 (a)).
  • the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a communicate with each other via the internal passage 352d of the main valve body 352, and the communication between the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 is blocked.
  • the communication passage 104e constituting the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 are the first valve.
  • the hole 104e1, the internal passage 352d of the main valve body 352, the second valve hole 151a, and the internal passage 400d of the sub-valve body 400 communicate with each other. That is, the switching valve 350 opens the pressure supply passage 145 and closes the first pressure release passage 146a.
  • the main valve body 352 has the first end surface 352a1 of the first valve portion 352a as the first end surface 352a1. While contacting (sitting) the valve seat 104e2, the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from the second valve seat 151b.
  • the sub-valve body 400 has an end surface 400a1 of the valve portion 400a abutting against an end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, and the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c is separated from the bottom surface 101c1 of the cylinder block side recess 101c. (See FIG. 8 (b)). In this case, the communication between the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a is blocked, and the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 are connected.
  • the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 is connected to the sub valve body 400 via the internal passage 400d, the second valve chamber 104d4, the pressure release hole 351a1, and the communication passage 104g. It communicates with the suction chamber 141. That is, the switching valve 350 closes the pressure supply passage 145 and opens the first pressure release passage 146a.
  • the control valve 300 opens the pressure supply passage 145, the discharged refrigerant is supplied to the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350. For this reason, the pressure Pm in the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 is higher than the pressure Pc in the crank chamber 140.
  • the control valve 300 closes the pressure supply passage 145, the refrigerant in the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 flows to the suction chamber 141 via the throttle passage 320. For this reason, the pressure Pm in the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 is lower than the pressure Pc in the crank chamber 140. Therefore, when the control valve 300 is open, the switching valve 350 communicates the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140. Thus, the discharge refrigerant can be supplied to the crank chamber 140, and the cross-sectional area of the pressure release passage is minimized.
  • FIG. 9 shows a state where the variable capacity compressor 100 is stopped, such as when the engine of the vehicle is stopped.
  • the throttle passage 320 is closed.
  • the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b of the main valve body 352 abuts on the second valve seat 151b, and the communication between the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 is blocked, and the main valve body
  • One end surface 352a1 of the first valve portion 352a of 352 is separated from the first valve seat 104e2.
  • the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c abuts on the bottom surface 101c1 of the cylinder block-side recess 101c, and the end surface 400a1 of the valve portion 400a is in contact with the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352. (The internal passage 352d of the main valve body 352 is opened). For this reason, the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the pressure supply passage 145 b between the switching valve 350 and the crank chamber 140 communicate with each other.
  • the crank chamber 140 and the suction chamber 141 communicate with each other only through the second pressure release passage 146b, and the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure release passage that connects the crank chamber 140 and the suction chamber 141 is minimum. It has become.
  • the discharge check valve 200 closes the discharge passage, and the throttle passage 320 closes. Therefore, all of the refrigerant (discharge refrigerant) compressed by the compression unit and discharged into the discharge chamber 142 is supplied to the crank chamber 140 via the pressure supply passage 145.
  • variable capacity compressor 100 is in a non-operating state.
  • the discharge refrigerant contains oil and circulates in an internal circulation path constituted by the discharge chamber 142, the pressure supply passage 145, the crank chamber 140, the second pressure release passage 146b, the suction chamber 141, and the cylinder bore 101a. Then, the inside of the variable capacity compressor 100 is lubricated.
  • a current flows through the mold coil 314 of the control valve 300, and the valve body 304 closes the valve hole 301c.
  • the control valve 300 closes the pressure supply passage 145.
  • the throttle passage 320 opens.
  • the discharged refrigerant is not supplied to the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350, and the refrigerant in the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 is To the suction chamber 141.
  • the pressure Pm of the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 decreases.
  • the weight is lighter than that of the main valve body 352, as shown in FIG.
  • the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the subvalve body 400 abuts on the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, and the internal passage 352d (the second valve of the main valve body 352).
  • the end of the hole 151a side) is closed.
  • the sub-valve body 400 is pressed by a small amount of refrigerant flowing into the cylinder block-side recess 101c (reverse flow) from the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350 and the crank chamber 140. To close the internal passage 352d of the main valve body 352.
  • the refrigerant flowing into the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 from the crank chamber 140 side is eliminated, and the refrigerant in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 is reduced. Since the gas flows out to the suction chamber 141 via 320, the pressure in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 is surely and quickly lowered to the pressure of the suction chamber 141. For this reason, the main valve body 352 is increased by an increase in the difference between the pressure Pc in the crank chamber 140 and the pressure Pm in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 (and the associated dynamic pressure of the refrigerant flow).
  • the switching valve 350 closes the pressure supply passage 145 and opens the first pressure release passage 146a.
  • crank chamber 140 and the suction chamber 141 are communicated with each other by the first pressure relief passage 146a and the second pressure relief passage 146b, and the opening degree (passage of the pressure relief passage that connects the crank chamber 140 and the suction chamber 141). (Cross-sectional area) is maximized (see FIG. 11). Therefore, the refrigerant in the crank chamber 140 quickly flows out to the suction chamber 141, and the pressure in the crank chamber 140 becomes equal to the pressure in the suction chamber 141. For this reason, the inclination angle of the swash plate 111 is maximized, and the stroke (discharge capacity) of the piston 136 is maximized. Also.
  • the discharge check valve 200 is opened, the refrigerant circulates through the air conditioner system, and the air conditioner system is activated.
  • the liquid refrigerant is stored in the crank chamber 140, the liquid refrigerant flows through the internal passage of the switching valve 350 (the internal passage 352d of the main valve body 352, the sub-valve body internal passage 400d).
  • the density of the refrigerant becomes significantly larger than that in the gas state, the dynamic pressure increases, and the main valve body 352 and the sub-valve body 400 can be moved reliably.
  • the valve body 304 of the control valve 300 opens the valve hole 301c (that is, the control valve 300 opens the pressure supply passage 145).
  • the discharged refrigerant is supplied to the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350, and the pressure Pm of the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 increases.
  • one end surface 352a1 of the first valve portion 352a of the main valve body 352 is separated from the first valve seat 104e2, and one end surface 352b1 of the second valve portion 352b of the main valve body 352 is in contact with the second valve seat 151b.
  • the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub valve body 400 is separated from the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352, and the end surface 400c1 of the large outer diameter portion 400c of the sub valve body 400 is on the bottom surface 101c1 of the cylinder block side recess 101c.
  • the switching valve 350 closes the first pressure release passage 146a and opens the pressure supply passage.
  • crank chamber 140 and the suction chamber 141 communicate with each other only through the second pressure relief passage 146b, and the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure relief passage that communicates the crank chamber 140 with the suction chamber 141 is minimized. . Further, the discharged refrigerant is supplied to the crank chamber 140 (see FIG. 12). Therefore, the pressure in the crank chamber 140 increases in accordance with the adjustment of the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure supply passage 145 by the control valve 300, the inclination angle of the swash plate 111 decreases, and the stroke of the piston 136 (discharge capacity). (That is, the variable capacity compressor 100 enters the discharge capacity control state).
  • the switching valve 350 is configured such that when the control valve 300 closes the pressure supply passage 145 and the pressure Pm in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 decreases.
  • the sub-valve body 400 formed lighter than the main valve body 352 operates before the main valve body 352 to close the internal passage 352d of the main valve body 352. For this reason, the refrigerant in the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350 flows promptly and reliably to the suction chamber 141 via the throttle passage 320, and the control valve 300 and the switching valve are compared with the prior art.
  • the pressure in the pressure supply passage 145a between the pressure chamber 350 and the pressure in the suction chamber 141 quickly decreases.
  • the delay of the movement of the main valve body 352 in the direction in which the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 are communicated (the first pressure release passage 146a is opened) and the pressure release of the crank chamber 140 due to this are delayed. Delay is prevented. Further, when the main valve body 352 comes into contact with the second valve seat 151b with one end surface 352b1 of the second valve portion 352b, the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a of the main valve body 352 is an annular protrusion of the partition member 351. It abuts on the portion 351b2.
  • the contact area of the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a and the partition member 351 can be reduced, and an increase in sticking force or the like due to oil acting on the main valve body 352 is suppressed.
  • This also delays the movement of the main valve body 352 in the direction in which the second valve hole 151a communicates with the pressure release hole 351a1 (opens the first pressure release passage 146a), and the pressure release of the crank chamber 140 associated therewith. Delays are prevented.
  • Modification 1 In the above-described embodiment, the throttle passage 320 is provided inside the control valve 300.
  • the present invention is not limited to this, and the throttle passage 320 is provided outside the control valve 300 and is configured to communicate the pressure supply passage 145 a between the control valve 300 and the switching valve 350 and the suction chamber 141. May be.
  • the throttle passage 320 can be formed in the cylinder head 104 so as to allow the first storage chamber 104b and the suction chamber 141 to communicate with each other.
  • the valve assembly 350a (partition member 351 thereof) is press-fitted and fixed to the cylinder head side recess 104d.
  • the present invention is not limited to this, and the valve assembly 350a may be configured to be detachable from the cylinder head side recess 104d. In this case, as shown in FIG.
  • a seal member 160 having elasticity is preferably disposed between the outer peripheral surface of the peripheral wall 351a of the partition member 351 and the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 104d1 of the cylinder head side recess 104d.
  • the urging member 170 is disposed between the bottom surface of the large inner diameter portion 104d1 of the cylinder head side recess 104d and the end wall 351b of the partition member 351.
  • the seal member 160 may be an O-ring, for example.
  • the biasing member 170 biases the valve assembly 350a toward the discharge valve forming plate 151 so that the end surface 351a2 of the peripheral wall 351a of the partition member 351 presses the valve plate 103 via the discharge valve forming plate 151.
  • the biasing member 170 may be a wave washer, a disc spring, and / or a coil spring. In this way, the end surface 351a2 of the peripheral wall 351a of the partition member 351 can be reliably brought into contact with the discharge valve forming plate 151. Further, the valve assembly 350 a is held in the cylinder head side recess 104 d by the elastic force of the seal member 160. For this reason, when the variable capacity compressor 100 is assembled, the valve assembly 350a and the urging member 170 are not dropped from the cylinder head side recess 104d, and the assemblability of the variable capacity compressor 100 is not impaired.
  • valve assembly 350a (the partition member 351 and the main valve body 352) is disposed in the cylinder head side recess 104d, and the sub-valve body 400 is disposed in the cylinder block side recess 101c.
  • both the valve assembly 350a and the sub-valve body 400 may be disposed in the cylinder head side recess 104d ′.
  • the secondary valve body 400 is disposed between the second valve hole 151a and the end surface 352c1 of the shaft portion 352c of the main valve body 352.
  • both the valve assembly 350a and the sub-valve body 400 may be disposed in the cylinder block-side recess 101c ′.
  • the first valve hole 104e1 is formed in the suction valve forming plate 150
  • the second valve hole 151a is formed in the cylinder block side recess 101c ′.
  • one end of the communication passage 101g that connects the cylinder block-side recess 101c ′ and the suction chamber 141 forms a pressure release hole 351a1.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a switching valve 350A according to the second embodiment. Elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different elements will be mainly described.
  • the configuration and operation of the variable capacity compressor 100 when the switching valve 350A according to the second embodiment is used instead of the switching valve 350 according to the first embodiment are basically the same as those described above.
  • the switching valve 350 may be replaced with the switching valve 350A.
  • the sub valve body 400 is accommodated in the concave portion 104d, and the sub-valve body 400 is accommodated in the cylinder block side concave portion 101c.
  • the sub-valve body 400 is disposed in the crank chamber 140 rather than the main valve body 352 (valve assembly 350a).
  • the partition member 351, the main valve body 352A, and the sub-valve body 400A are integrated and accommodated in the cylinder head side recess 104d (large inner diameter portion 104d1, small inner diameter portion 104d2).
  • the auxiliary valve body 400A is disposed in the internal passage 352d of the main valve body 352A.
  • the sub-valve body 400A is formed to be lighter than the main valve body 352A.
  • the main valve body 352A is disposed in the first valve chamber 104d3 and the first valve hole 104e1 is similar to the main valve body 352 of the switching valve 350 according to the first embodiment.
  • a first valve portion 352a that is in contact with and away from the surrounding first valve seat 104e2, a second valve portion 352b that is disposed in the second valve chamber 104d4 and is in contact with and away from the second valve seat 151b around the second valve hole 151a, It includes a shaft portion 352c that connects the first valve portion 352a and the second valve portion 352b and is inserted into an insertion hole 351b1 formed in the partition member 351. Further, when the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a is separated from the first valve seat 104e2 and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b contacts the second valve seat 151b, the other end surface of the first valve portion 352a.
  • the main valve body 352A is formed with a through passage 352d4 penetrating from one end surface 352c1 of the shaft portion 352c to one end surface 352a1 of the first valve portion 352a.
  • the through passage 352d4 has a small inner diameter portion 352d5 on the one end surface 352c1 side of the shaft portion 352c and a large inner diameter on the one end surface 352a1 side of the first valve portion 352a formed with a larger diameter than the small inner diameter portion 352d5.
  • Part 352d6 Part 352d6. Further, an end of the first valve portion 352a of the through passage 352d4 on the one end surface 352a1 side (that is, the end portion of the large inner diameter portion 352d6) is formed in an annular plate shape separately from the main valve body 352A.
  • a mounted member 355 is mounted by press fitting or the like. In the switching valve 350A according to the second embodiment, the through-passage 352d4 and the inner hole 355a of the mounted member 355 form an internal passage 352d for communicating the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a.
  • the sub-valve element 400A includes a valve part forming part 400e that includes a valve part (sub-valve valve part) 400a that is separated from and attached to the mounted member 355 that forms the inner wall of the sub-valve accommodating chamber 356, and at least a part of which forms a valve part.
  • a supported portion 400f that is formed to have a larger outer diameter than the portion 400e and is supported with a predetermined gap on the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 352d6 of the through passage 352d4. Then, the sub-valve body 400A moves in the sub-valve body accommodating chamber 356, and the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub-valve body 400A comes into contact with the mounted member 355, so that one of the internal passages 352d of the main valve body 352A.
  • the inner hole 355a of the mounted member 355 constituting the portion, that is, the end portion on the first valve hole 104e1 side of the inner passage 352d of the main valve body 352A is opened and closed.
  • the movement of the sub-valve body 400A in the direction in which the valve portion 400a is separated from the mounted member 356 is such that the peripheral edge portion of the end surface 400f1 of the supported portion 400f and the vicinity thereof are the small inner diameter portion 325d5 of the through passage 352d4 of the main valve body 352A. And the large inner diameter portion 325d6 are regulated by contacting with the connection end surface 325d7.
  • the sub valve body 400A has an internal passage (sub valve body internal passage) 400d, like the sub valve body 400 of the switching valve 350 according to the first embodiment.
  • the internal passage 400d includes a first passage 400d1 extending in the axial direction of the sub-valve body 400A and a second passage 400d2 connected to the first passage 400d1.
  • first passage 400d1 opens to the end surface 400f1 of the supported portion 400f and communicates with the second valve hole 151a via the small inner diameter portion 352d5 of the through passage 352d4 of the main valve body 352A, and the first passage 400d1.
  • the other end is a closed end.
  • the second passage 400d2 is formed in the valve portion forming portion 400e, and communicates the first passage 400d1 and the sub valve body accommodating chamber 356.
  • the sub valve body accommodating chamber 356 communicates with the first valve hole 104e1 when the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub valve body 400A is separated from the mounted member 355 and the inner hole 355a is opened.
  • the internal passage 400d of the sub valve body 400A is formed when the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub valve body 400A is separated from the mounted member 355 and the inner hole 355a of the mounted member 355 is opened. That is, when the valve portion 400a of the sub-valve body 400A opens the end of the internal passage 352d of the main valve body 352A on the first valve hole 104e1 side, the second valve portion 400A cooperates with the internal passage 352d of the main valve body 352A.
  • the end surface 400a1 of the valve portion 400a of the sub-valve body 400A is separated from the mounted member 355, and the peripheral portion of the end surface 400f1 of the supported portion 400f of the sub-valve body 400A and the vicinity thereof are the through passage 352d4 of the main valve body 352A.
  • the contact end face 325d7 is contacted (see FIG. 16). That is, the sub-valve body 400A opens the internal passage 352d (the end portion on the first valve hole 104e1 side) of the main valve body 352A.
  • first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a communicate with each other via the internal passage 352d of the main valve body 352A and the internal passage 400d of the sub-valve body 400A, and the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1. Communication with is interrupted.
  • the communication passage 104e constituting the pressure supply passage 145a between the control valve 300 and the switching valve 350A, and the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350A and the crank chamber 140
  • the first valve hole 104e1 the internal passage 352d of the main valve body 352A (the inner hole 355a of the mounted member 355, the through-passage 352d4), the internal passage 400d of the sub-valve body 400A, and the second valve hole 151a communicate. That is, the switching valve 350A opens the pressure supply passage 145 and closes the first pressure release passage 146a.
  • the sub-valve body 400A includes a small inner diameter portion of the second valve hole 151a and the through-passage 352d4 of the main valve body 352A from the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350A and the crank chamber 140.
  • 352d5 passes through the first passage 400d1 of the sub-valve body 400A (backflow) and is pushed and moved by a small amount of refrigerant flow that collides with the closed end of the first passage 400d1 to move to the internal passage of the main valve body 352A. 352d is closed.
  • the main valve body 352A operates together with the sub-valve body 400A, as shown in FIG. 17B, the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a of the main valve body 352A comes into contact with the first valve seat 104e2, The first valve hole 104e1 is closed by the sub-valve body 400A that closes the internal passage 352d (the end of the first valve hole 104e1 side) of the main valve body 352A, and the second valve portion 352b of the main valve body 352A is closed.
  • One end surface 352b1 is separated from the second valve seat 151b.
  • the communication between the first valve hole 104e1 and the second valve hole 151a is blocked, and the second valve hole 151a and the pressure release hole 351a1 communicate with each other.
  • the communication passage 101d constituting the pressure supply passage 145b between the switching valve 350A and the crank chamber 140 is connected to the suction chamber via the second valve hole 151a, the second valve chamber 104d4, the pressure release hole 351a1, and the communication passage 104g. 141 communicates. That is, the switching valve 350A closes the pressure supply passage 145 and opens the first pressure release passage 146a.
  • crank chamber 140 and the suction chamber 141 are communicated with each other by the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b, and the opening of the pressure release passage communicating the crank chamber 140 and the suction chamber 141 is established.
  • the degree (cross-sectional area) is maximized. For this reason, the refrigerant in the crank chamber 140 quickly flows out into the suction chamber 141, and the pressure in the crank chamber 140 becomes equal to the pressure in the suction chamber 141.
  • the main valve body 352A and the sub-valve body 400A operate. That is, one end surface 352a1 of the first valve portion 352a of the main valve body 352A is separated from the first valve seat 104e2, and one end surface 352b1 of the second valve portion 352b of the main valve body 352A is in contact with the second valve seat 151b.
  • the sub-valve body 400A is separated from the mounted member 355 and the internal passage 352d of the main valve body 352A is opened (see FIG. 16). That is, the switching valve 350A opens the pressure supply passage 145 and closes the first pressure release passage 146a.
  • control valve 300 can be a mechanical control valve that does not have a solenoid or an electromagnetic valve that does not have a pressure-sensitive member such as a bellows.
  • present invention is not limited to a swash plate type variable capacity compressor, and can be applied to various variable capacity compressors whose discharge capacity changes according to the pressure in the control pressure chamber.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Variable capacity compressor, 101 ... Cylinder block, 101a ... Cylinder bore (compression part), 101c ... Cylinder block side recessed part, 103 ... Valve plate, 104 ... Cylinder head, 104b ... 1st accommodating chamber, 104d ... Cylinder head side recessed part 104d3 ... first valve chamber, 104d4 ... second valve chamber, 104e1 ... first valve hole, 104e2 ... first valve seat, 107 ... second storage chamber, 136 ... piston (compression part), 140 ... crank chamber (control) Pressure chamber), 141 ... suction chamber, 142 ... discharge chamber, 145, 145a, 145b ...

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Abstract

可変容量圧縮機においてクランク室等の制御圧室の放圧の遅れを防止する。圧力供給通路の制御弁の下流側に配置された切替弁(350)は、主弁体(352)及び副弁体(400)を含む。主弁体(352)は前記制御弁と切替弁(350)の間の圧力供給通路(145a)に連通する第1弁孔(104e1)と切替弁(350)とクランク室の間の圧力供給通路(145b)に連通する第2弁孔(151a)とを連通させる内部通路(352d)を有し、圧力供給通路(145a)の圧力Pmが前記クランク室の圧力Pcより低い場合に第2弁孔(151a)と吸入室に連通する放圧孔(351a1)とを連通させる。副弁体(400)は圧力Pmが圧力Pcより低い場合に主弁体(352)の内部通路(352d)を閉鎖する。副弁体(400)は、主弁体(352)よりも軽量であり、圧力Pmが低下したとき主弁体(350)よりも先に動作して主弁体(352)の内部通路(352d)を閉鎖する。

Description

可変容量圧縮機
 本発明は、クランク室などの制御圧室の圧力に応じて吐出容量が変化する可変容量圧縮機に関する。
 この種の可変容量圧縮機の一例として、特許文献1に記載の可変容量圧縮機は、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、前記第1制御弁と前記クランク室との間の圧力供給通路を開閉する第1弁部、前記クランク室の吸入室とを連通する放圧通路を開閉する第2弁部を有するスプールを含む第2制御弁とを備える。前記スプールは、前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路の圧力が前記クランク室の圧力よりも高いときに、前記第1弁部が前記圧力供給通路を開いて前記吐出室から前記クランク室に冷媒を供給し、前記第2弁部が前記放圧通路の開度を最小とする。また、前記スプールは、前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路の圧力が前記クランク室の圧力よりも低いときに、前記第1弁部が前記圧力供給通路を閉鎖して前記クランク室から前記第1制御弁に向かう冷媒の逆流を防止し、前記第2弁部が前記放圧通路の開度を最大とするように構成されている。
特開2016−108961号公報
 上記従来の可変容量圧縮機においては、前記第1制御弁が前記圧力供給通路を閉鎖したとき、前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路内の冷媒が絞り通路を経由して吸入室へと流出し、これによって、前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路の圧力が前記吸入室の圧力まで低下して前記スプールが前記放圧通路の開度を最大とする方向に移動するようになっている。
 しかし、前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路は、前記絞り通路よりも通路断面積が大きい前記スプールの内部通路にも連通している。このため、前記第1制御弁が前記圧力供給通路を閉鎖したときに、前記クランク室側から前記スプールの前記内部通路を経由して前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路に流入する冷媒によって、前記前記第1制御弁と前記第2制御弁の間の圧力供給通路の圧力が速やかに前記吸入室の圧力まで低下しないおそれがあり、その結果、前記スプールの移動、さらに言えば、前記クランク室の放圧が遅れてしまうおそれがある。
 そこで、本発明は、前記クランク室等の制御圧室の放圧の遅れを防止することができる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
 本発明の一側面によると、圧縮前の冷媒が導かれる吸入室と、前記吸入室内の冷媒を吸入して圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された圧縮後の冷媒が吐出される吐出室と、制御圧室とを有し、前記制御圧室の圧力に応じて吐出容量が変化する可変容量圧縮機が提供される。この可変容量圧縮機は、前記吐出室内の冷媒を前記制御圧室に供給するための圧力供給通路に設けられ、前記圧力供給通路の開度を調整する制御弁と、前記圧力供給通路における前記制御弁よりも前記制御圧室側に設けられた切替弁であって、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路に連通する第1弁孔と前記制御弁と前記制御圧室の間の圧力供給通路に連通する第2弁孔とを連通させる第1の状態と、前記第2弁孔と前記吸入室に連通する放圧孔とを連通させる第2の状態とに切り替わる前記切替弁と、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路と前記吸入室とを連通する絞り通路と、を含む。前記切替弁は、前記第1弁孔と前記第2弁孔とを連通させるための内部通路を有し、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも高い場合に前記第2弁孔と前記放圧孔との連通を遮断する一方、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも低い場合に前記第2弁孔と前記放圧孔とを連通させるように動作する主弁体と、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも高い場合に前記主弁体の前記内部通路を開放する一方、前記制御弁と前記切替弁との間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも低い場合に前記主弁体の前記内部通路を閉鎖するように動作する副弁体と、を含む。前記副弁体は、前記主弁体よりも軽量に形成され、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉鎖して前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が低下したとき、前記主弁体よりも先に動作して前記主弁体の前記内部通路を閉鎖する。
 前記可変容量圧縮機においては、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉鎖して前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が低下したとき、前記副弁体が前記主弁体よりも先に動作して前記主弁体の前記内部通路を閉鎖する。このため、前記制御圧室側からの冷媒が前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路に流入することが抑制され、従来技術に比べて、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が速やかに前記吸入室の圧力まで低下する。この結果、前記第2弁孔と前記放圧孔とを連通させる方向への前記主弁体の移動の遅れ及びこれに伴う前記制御室の放圧の遅れが防止される。
本発明の一実施形態に係る可変容量圧縮機の断面図である。 前記可変容量圧縮機の制御弁を示す断面図である。 前記制御弁におけるコイル通電量と設定圧力との関係を示す図である。 前記制御弁の要部断面図であり、(a)は前記制御弁の内部に設けられた絞り通路が開かれた状態を示し、(b)は前記絞り通路が閉じられた状態を示す。 前記可変容量圧縮機の第1実施形態に係る切替弁を示す断面図である。 前記切替弁の弁組立体(主弁体及び区画部材)を示す図である。 前記切替弁の副弁体の構成を示す断面図である。 前記切替弁の動作を説明するための図であり、(a)はクランク室への圧力供給状態を示し、(b)はクランク室の放圧状態を示す。 前記可変容量圧縮機(主に前記制御弁、前記切替弁)の動作を説明するための図である。 前記制御弁が圧力供給通路を閉鎖したときの前記切替弁の動作を説明するための図である。 前記可変容量圧縮機(前記制御弁、前記切替弁)の動作を説明するための図である。 前記可変容量圧縮機(前記制御弁、前記切替弁)の動作を説明するための図である。 前記切替弁の変形例を示す断面図である。 前記切替弁の変形例を示す断面図である。 前記切替弁の変形例を示す断面図である。 前記可変容量圧縮機の第2実施形態に係る切替弁を示す断面図である。 前記制御弁が圧力供給通路を閉鎖したときの前記第2実施形態に係る切替弁の動作を説明するための図である。
 以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。実施形態に係る可変容量圧縮機は主に車両用エアコンシステムに適用されるクラッチレス圧縮機として構成される。
可変容量圧縮機の全体構成
 図1は、本発明の一実施形態に係る可変容量圧縮機100の断面図である。図1に示されるように、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を介して設けられたシリンダヘッド104とを含む。そして、シリンダブロック101、フロントハウジング102、バルブプレート103及びシリンダヘッド104が複数の通しボルト105によって締結されて圧縮機ハウジングを構成している。
 また、シリンダブロック101とフロントハウジング102とによってクランク室140が形成されており、前記圧縮機ハウジングに回転自在に支持された駆動軸110がクランク室140内を横断するように設けられている。なお、フロントハウジング102とシリンダブロック101との間にはセンターガスケット(図示省略)が配置されており、シリンダブロック101とシリンダヘッド104との間には、バルブプレート103の他にも、シリンダガスケット152、吸入弁形成板150、吐出弁形成板151及びヘッドガスケット153が配置されている。
 駆動軸110の軸方向の中間部分の周囲には、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を介して連結されて駆動軸110と共に回転する。斜板111は、駆動軸110の軸線Oに直交する面に対する角度(傾角)が変更可能に構成されている。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に回動可能に連結されたリンクアーム121とを有する。
 駆動軸110が挿通される斜板111の貫通孔111bは、斜板111が最大傾角と最小傾角の範囲で傾動可能な形状に形成されている。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の軸線Oに直交するときの斜板111の傾角を0°(最小傾角)とした場合、貫通孔111bの前記最小傾角規制部は、斜板111の傾角がほぼ0°となると駆動軸110に当接し、斜板111のそれ以上の傾動を規制するように形成されている。また、斜板111は、その傾角が最大傾角となるとロータ112に当接してそれ以上の傾動が規制される。
 駆動軸110には、斜板111の傾角を減少させる方向に斜板111を付勢する傾角減少バネ114と、斜板111の傾角を増大させる方向に斜板111を付勢する傾角増大バネ115とが装着されている。傾角減少バネ114は、斜板111とロータ112との間に装着され、傾角増大バネ115は、斜板111と駆動軸110に固定されたバネ支持部材116との間に装着されている。本実施形態において、斜板111の傾角が前記最小傾角であるとき、傾角増大バネ115の付勢力の方が傾角減少バネ114の付勢力よりも大きくなるように設定されており、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の付勢力とがバランスする傾角に位置決めされる。
 駆動軸110の一端(図1における左端)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の外側まで延在している。そして、駆動軸110の前記一端に図示省略の動力伝達装置が連結されている。また、駆動軸110とボス部102aとの間には軸封装置130が設けられており、クランク室140内は外部空間から遮断されている。
 駆動軸110とロータ112の連結体は、ラジアル方向においては軸受131、132で支持され、スラスト方向においては軸受133、スラストプレート134で支持されている。そして、駆動軸110(及びロータ112)は、外部駆動源からの動力が前記動力伝達装置に伝達されることにより、前記動力伝達装置の回転と同期して回転するように構成されている。なお、駆動軸110の他端、すなわち、スラストプレート134側の端部と、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ている。
 各シリンダボア101a内には、ピストン136が配置されている。ピストン136のクランク室140内に突出する突出部に形成された内側空間には、斜板111の外周部及びその近傍が収容されており、斜板111は、一対のシュー137を介してピストン136と連動するように構成されている。そして、駆動軸110の回転に伴う斜板111の回転によってピストン136がシリンダボア101a内を往復動する。すなわち、斜板111、リンク機構120及び一対のシュー137などからなる変換機構によって駆動軸110の回転運動がピストン136の往復運動に変換される。
 シリンダヘッド104には、ほぼ中央部に配置された吸入室141と、吸入室141を環状に取り囲む吐出室142とが形成されている。吸入室141は、バルブプレート103に設けられた連通孔103a及び前記吸入弁形成板(図示省略)に形成された吸入弁(図示省略)を介してシリンダボア101aに連通している。吐出室142は、前記吐出弁形成板(図示省略)に形成された吐出弁(図示省略)及びバルブプレート103に設けられた連通孔103bを介してシリンダボア101aに連通している。
 シリンダブロック101の上部にはマフラが設けられている。マフラは、吐出ポート106aが形成された蓋部材106と、シリンダブロック101の上部に形成されたマフラ形成壁101bとが図示省略のシール部材を介してボルトにより締結されることによって形成されている。
 蓋部材106とマフラ形成壁101bで囲まれたマフラ空間143は、連通路144を介して吐出室142に連通しており、マフラ空間143内には、吐出逆止弁200が配置されている。吐出逆止弁200は、連通路144とマフラ空間143との接続部に配置されている。吐出逆止弁200は、連通路144(上流側)とマフラ空間143(下流側)との圧力差に応答して動作し、前記圧力差が所定値より小さい場合には連通路144を閉じ、前記圧力差が所定値より大きい場合には連通路144を開くように構成されている。
 連通路144、吐出逆止弁200、マフラ空間143及び吐出ポート106aは、可変容量圧縮機100の吐出通路を構成している。吐出室142は、前記吐出通路を介して前記エアコンシステムの冷媒回路(の高圧側)に接続されている。
 シリンダヘッド104には、吸入ポート(図示省略)及び連通路104aで構成される吸入通路が形成されている。前記吸入通路は、シリンダヘッド104の径方向外側から吐出室142の一部を横切るように直線状に延びている。吸入室141は、前記吸入通路を介して前記エアコンシステムの冷媒回路(の低圧側)に接続されている。
 前記エアコンシステムの前記冷媒回路の低圧側の冷媒(すなわち、圧縮前の冷媒)は、前記吸入通路を介して吸入室141に導かれる。吸入室141内の冷媒は、ピストン136の往復運動によってシリンダボア101a内に吸入され、圧縮されて吐出室142に吐出される。すなわち、本実施形態においては、シリンダボア101a及びピストン136によって吸入室141内の冷媒を圧縮する圧縮部が構成されている。そして、吐出室142に吐出された冷媒(圧縮後の冷媒)は、前記吐出通路を介して前記エアコンシステムの前記冷媒回路の高圧側へと導かれる。
 また、可変容量圧縮機100は、吐出室142とクランク室140とを連通して吐出室142内の冷媒(吐出冷媒)をクランク室140に供給するための圧力供給通路145を有している。本実施形態において、圧力供給通路145は、シリンダヘッド104に形成された第1収容室104bの一部と、吐出室142と第1収容室104bとを連通する連通路104cと、シリンダヘッド側凹部104dとシリンダブロック側凹部101cとで構成される第2収容室107と、第1収容室104bと第2収容室107とを連通する連通路104eと、第2収容室107とクランク室140とを連通する連通路101dとによって構成されている。
 ここで、シリンダヘッド側凹部104dは、シリンダヘッド104のシリンダブロック101との合わせ面に形成され、シリンダブロック側凹部101cは、シリンダヘッド側凹部104dに対向するように、シリンダブロック101のシリンダヘッド104との合わせ面に形成されている。また、第1収容室104bは、連通路104fを介して吸入室141に連通しており、第2収容室107(ここでは、シリンダヘッド側凹部104d)は、連通路104gを介して吸入室141に連通している。
 圧力供給通路145には、制御弁300及び切替弁350が設けられている。切替弁350は、圧力供給通路145における制御弁300よりも下流側(クランク室140側)に配置されている。具体的には、制御弁300は、第1収容室104bに配置され、切替弁350は、第2収容室107に配置されている。本実施形態において、制御弁300にはOリング300a~300cが装着されており、これらOリング300a~300cによって第1収容室104b内には、連通路104fを介して吸入室141に連通する第1領域と、連通路104cを介して吐出室142に連通する第2領域と、連通路104eを介して第2収容室107に連通する第3領域とが区画形成される。そして、第1収容室104bの前記第2領域及び前記第3領域が圧力供給通路145の一部を構成している。
 なお、以下では、説明の便宜のため、圧力供給通路145における制御弁300と切替弁350との間の領域を「制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a」といい、圧力供給通路145における切替弁350とクランク室140との間の領域を「切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145b」という。本実施形態において、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aは、主に第1収容室104bの前記第3領域及び連通路104eで構成され、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bは、主に連通路101dで構成される。
 制御弁300は、連通路104fを介して導入される吸入室141の圧力と、外部信号に応じてソレノイドに流れる電流により発生する電磁力とに応答して圧力供給通路145の開度(通路断面積)を調整し、吐出室142内の冷媒(吐出冷媒)のクランク室140への供給量(圧力供給量)を制御するように構成されている。
 制御弁300によって圧力供給通路145の開度を調整することでクランク室140の圧力を変化(すなわち、上昇又は低下)させることができ、これによって、斜板111の傾角、つまりピストン136のストロークを減少又は増加させて可変容量圧縮機100の吐出容量を変化させることができる。すなわち、可変容量圧縮機100は、クランク室140の圧力に応じて前記圧縮部の状態(具体的には、ピストン136のストローク)が変化して吐出容量が変化するように構成されている。換言すれば、可変容量圧縮機100において、クランク室140は、内部圧力に応じて前記圧縮部の状態を変化させて吐出容量を変化させる。したがって、本実施形態においてはクランク室140が本発明の「制御圧室」に相当する。
 詳細には、クランク室140の圧力を変化させることにより、各ピストン136の前後の圧力差、換言すると、ピストン136を挟むシリンダボア101a内の圧縮室とクランク室140との圧力差を利用して斜板111の傾角を変化させることができ、その結果、ピストン136のストローク量が変化して可変容量圧縮機100の吐出容量が変化する。具体的には、クランク室140の圧力を低下させると、斜板111の傾角が大きくなってピストン136のストローク量が増加し、可変容量圧縮機100の吐出容量が増加するようになっている。
 切替弁350は、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bとを連通させる第1の状態と、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bと吸入室141とを連通させる第2の状態とに切り替わるように構成されている。
 具体的には、図5に示されるように、切替弁350は、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aに連通する第1弁孔104e1と、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bに連通する第2弁孔151aとを連通させることによって前記第1の状態となる。この場合、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bと、連通路104gとの連通が遮断されると共に、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bとが連通し、吐出室142内の前記吐出冷媒がクランク室140に供給され得る。
 また、切替弁350は、第2弁孔151aと吸入室140に連通する放圧孔351a1とを連通させることによって前記第2の状態となる。この場合、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bとの連通が遮断されると共に、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bと、連通路104gとが連通し、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bは、クランク室140と吸入室141とを連通してクランク室140内の冷媒を吸入室141に流出させる放圧通路(以下「第1放圧通路146a」という)として機能する。
 換言すれば、切替弁350は、前記第1の状態にあるとき、圧力供給通路145を開放すると共に第1放圧通路146aを閉鎖しており、前記第2の状態にあるとき圧力供給通路145を閉鎖すると共に第1放圧通路146aを開放している。
 また、本実施形態において、クランク室140は、連通路101e、空間101f及びバルブプレート103に形成された固定絞り103cを経由する通路によって吸入室141に常時連通しており、当該通路を介してクランク室140内の冷媒が吸入室141に流出する。すなわち、固定絞り103cを経由する前記通路は、クランク室140と吸入室141とを連通してクランク室140内の冷媒を吸入室141に流出させる放圧通路(以下「第2放圧通路146b」という)を構成する。
 つまり、本実施形態における可変容量圧縮機100は、クランク室140と吸入室141とを連通してクランク室140内の冷媒を吸入室141に流出させる放圧通路として、切替弁350を経由する(換言すれば、切替弁350によって開閉される)第1放圧通路146aと、固定絞り103cを経由する(換言すれば、常時開放されている)第2放圧通路146bとを有している。ここで、第1放圧通路146aの最小通路断面積は、第2放圧通路146bの固定絞り103cの通路断面積より大きく設定されている。
 さらに、本実施形態において、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aは、制御弁300内を経由する絞り通路320(後述する)によって吸入室141に連通するように構成されている。
 このため、制御弁300が開いて圧力供給通路145が開放されると、前記吐出冷媒が制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aに供給されて制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145a圧力が上昇する一方、制御弁300が閉じて圧力供給通路145が閉鎖されると、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145a内の冷媒が絞り通路320を介して吸入室141に流出して制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aの圧力が低下する。
 そして、制御弁300が圧力供給通路145を閉鎖し、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力がクランク室140の圧力よりも低くなると、切替弁350は、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとの連通を遮断すると共に第2弁孔151aと放圧孔351a1とを連通させる(前記第1の状態→前記第2の状態)。すなわち、切替弁350は、圧力供給通路145を閉鎖すると共に第1放圧通路146aを開放する。これにより、クランク室140と吸入室141とを連通してクランク室140内の冷媒を吸入室141に流出させる前記放圧通路が、第1放圧通路146aと第2放圧通路146bとで構成されて、前記放圧通路の通路断面積が最大となる。また、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとの連通が遮断されるため、クランク室140側から制御弁300に向かう冷媒の逆流が阻止される。したがって、クランク室140内の冷媒が第1放圧通路146a及び第2放圧通路146bを介して速やかに吸入室141に流出し、クランク室140の圧力が吸入室141の圧力と同等となる。すると、斜板111の傾角が最大となって、ピストン136のストローク、すなわち、可変容量圧縮機100の吐出容量が最大となる。
 その後、制御弁300が圧力供給通路145を開放し、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力がクランク室140の圧力よりも高くなると、切替弁350は、第2弁孔151aと放圧孔351a1との連通を遮断すると共に、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとを連通させる(前記第2の状態→前記第1の状態)。すなわち、切替弁350は、第1放圧通路146aを閉鎖すると共に圧力供給通路145を開放する。これにより、前記放圧通路が第2放圧通路146bのみで構成されて、前記放圧通路の通路断面積が最小となる。つまり、クランク室140内の冷媒が吸入室141に流出することが制限されてクランク室140の圧力が上昇し易くなる。また、前記吐出冷媒が圧力供給通路145を介してクランク室140に供給される。したがって、制御弁300によって圧力供給通路145の開度を調整することによって、クランク室140の圧力を変化させることができ、これにより、斜板111の傾角、つまりピストン136のストローク(吐出容量)を可変に制御することができる。
 なお、可変容量圧縮機100の内部には潤滑用のオイルが封入されており、駆動軸110の回転に伴うオイルの撹拌や、冷媒ガスの移動に伴うオイルの移動によって、可変容量圧縮機100内部が潤滑される。
 次に、制御弁300、絞り通路320及び切替弁350のそれぞれについてさらに詳細に説明する。
制御弁300
 図2は、制御弁300を示す断面図であり、図3は、コイル通電量(電流I)と設定圧力との関係を示す図である。図2に示されるように、本実施形態において、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(ソレノイド)とを含む。
 前記弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング301を有している。弁ハウジング301の内部には、その一端(下端)側から第1感圧室302、弁室303及び第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、第1収容室104bの前記第3領域、連通路104e、第2収容室107及び連通路101dを介してクランク室140に連通している。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、第1収容室104bの前記第1領域及び連通路104fを介して吸入室141に連通している。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、第1収容室104bの前記第2領域及び連通路104cを介して吐出室142に連通している。また、第1感圧室302と弁室303とは、圧力供給通路145の一部を構成する弁孔301cを介して連通可能に構成されている。弁室303と第2感圧室307との間には、支持孔301dが形成されている。
 第1感圧室302内には、ベローズ305が配設されている。ベローズ305は、内部が真空にされると共にバネを内蔵している。ベローズ305は、弁ハウジング301の軸方向に変位可能に構成され、第1感圧室302内の圧力、すなわち、クランク室140内の圧力を受ける感圧手段としての機能を有する。
 弁室303内には、円柱状の弁体304が収容されている。弁体304は、その外周面が支持孔301dの内周面に密接すると共に支持孔301d内を摺動可能に構成され、弁ハウジング301の軸線方向に移動可能である。弁体304の一端(下端)は、弁孔301cを開閉し、弁体304の他端(上端)は、第2感圧室307内に突出している。
 弁体304の前記一端には、棒状の連結部306が突出形成されている。連結部306の端部(先端)は、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。
 前記駆動ユニットは、円筒状のソレノイドハウジング312を有する。ソレノイドハウジング312は、弁ハウジング301の他端(上端)に同軸に連結されている。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、モールドコイル314の内側に、モールドコイル314と同心の円筒状の固定コア310が収容されている。固定コア310は、弁ハウジング301からモールドコイル314の中央付近まで延びている。弁ハウジング301とは反対側のソレノイドハウジング312の端部は、固定コア310を囲むように設けられた有底筒状のスリーブ313によって閉塞されている。
 固定コア310は、中央に挿通孔310aを有し、挿通孔310aの一端(下端)は、第2感圧室307に開口している。また、固定コア310とスリーブ313の閉塞端(底部)との間には、円筒状の可動コア308が収容されている。
 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の一端(下端)は、弁体304の前記他端に圧入固定され、ソレノイドロッド309の他端(上端)は、可動コア308に形成された貫通孔に嵌合(圧入)されている。つまり、弁体304、可動コア308及びソレノイドロッド309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を固定コア310から離れる方向(開弁方向)に付勢する強制解放バネ311が設けられている。
 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する。一方、スリーブ313は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
 モールドコイル314は、信号線等を介して、可変容量圧縮機100の外部に設けられた制御装置(図示せず)に接続されている。モールドコイル314は、前記制御装置から制御電流Iが供給されると、電磁力F(I)を発生する。モールドコイル314が電磁力F(I)を発生すると、可動コア308が固定コア310に向かって吸引されて、弁体304が閉弁方向に移動する。
 制御弁300の弁体304には、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、弁室303の圧力(吐出圧力Pd)による力、第1感圧室302の圧力(クランク室圧力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の内蔵するバネによる付勢力Fが作用する。ここで、ベローズ305の有効受圧面積Sb、弁体304により遮蔽する弁孔301cの面積であるシール面積Sv、弁体304の円筒外周面の断面積Srを、Sb=Sv=Srとしてあるので、弁体304に作用する力のつりあいは、下式(1)で示され、下式(1)を変形すると下式(2)となる。なお、式(1)、(2)において、「+」は弁体304の閉弁方向を示し、「−」は弁体304の開弁方向を示す。
 F(I)−f+Ps・Sb−F=0・・・(1)
 Ps=(F+f−F(I))/Sb・・・(2)
 ベローズ305、連結部306及び弁体304の連結体は、吸入室141の圧力がモールドコイル314に流れる電流(すなわち、制御電流I)によって設定された設定圧力より高くなると、吐出容量を増大させるために弁孔301cの開度、すなわち、圧力供給通路145の開度(通路断面積)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、吐出容量を減少するために圧力供給通路145の開度(通路断面積)を大きくしてクランク室140の圧力を上昇させる。つまり、制御弁300は、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(通路断面積)を自律制御する。
 弁体304には、ソレノイドロッド309を介してモールドコイル314の電磁力が閉弁方向に作用するので、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、図3に示されるように設定圧力が低下する方向に変化する。前記制御装置は、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)によりモールドコイル314への通電を制御し、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)を変更する。
 前記エアコンシステムの作動時、つまり可変容量圧縮機100の作動状態では、前記制御装置は、前記エアコンシステムにおける空調設定(設定温度等)や外部環境に基づいてモールドコイル314への通電量を調整する。これにより、吸入室141の圧力が前記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。一方、前記エアコンシステムの非作動時、つまり可変容量圧縮機100の非作動状態では、前記制御装置は、モールドコイル314への通電をOFFする。これにより、圧力供給通路145(弁孔301c)が強制解放バネ311によって開放され、可変容量圧縮機100の吐出容量は最小の状態に制御される。
絞り通路320
 本実施形態において、絞り通路320は、制御弁300の内部に設けられており、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと、吸入室141とを連通するように構成されている。図4は、制御弁300の要部断面図であり、図4(a)は、絞り通路320が開かれた状態を示し、図4(b)は、絞り通路320が閉じられた状態を示している。
 絞り通路320は、制御弁300が閉じて圧力供給通路145が閉鎖されたとき、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a内の冷媒を吸入室141側へと逃がすために設けられている。
 本実施形態において、絞り通路320は、図4(a)に示されるように、一体化された弁体304及び連結部306の内部空間を形成する連通孔304aと、連結部306に形成されて第1感圧室302と連通孔304aとを連通する連通孔306aと、ソレノイドロッド309の弁体304に圧入された圧入部の内部に形成されて連通孔304aに接続する連通孔309aと、弁体304の前記他端(上端)に形成された円柱状の凹部304bと、凹部304b内に位置するソレノイドロッド309の部位に形成されて連通孔309aと凹部304b内とを連通する連通孔309bと、第2感圧室307と、弁ハウジング301の外周面に形成された連通孔301eと、シリンダヘッド104に形成された連通路104f(図1参照)とで構成されている。
 したがって、図4(b)に示されるように、弁体304の前記他端側の面(すなわち、凹部304bの周囲の環状面)304cが固定コア310の下端面に当接すると、絞り通路320は閉じられ、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aに連通している第1感圧室302と、吸入室141との連通が遮断される。
 一方、図4(a)に示されるように、弁体304の前記他端側の面(環状面)304cが固定コア310の下端面から離間すると、絞り通路320が開かれ、絞り通路320を介して第1感圧室302と吸入室141とが連通する。ここで、ソレノイドロッド309に形成された連通孔309bは、絞り通路320が開かれたときに「絞り部」として機能するように形成されている。連通孔309bの開口面積は、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aの領域の冷媒の吸入室141への流出(排出)性を考慮して、できるだけ小さく設定される。なお、前記絞り部は、連通孔306a、連通孔304a又は連通孔309aに設けられてもよい。
 制御弁300は、モールドコイル314が消磁されたとき、強制解放バネ311の付勢力によって弁体304の前記一端が弁孔301c周囲から離間して弁開度が最大となる。すなわち、圧力供給通路145が最大に開かれる。このとき、図4(b)に示されるように、弁体304の前記他端側の面304cが固定コア310の下端面に当接して絞り通路320が閉じられる。一方、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がモールドコイル314に流れると、弁体304の前記一端が弁孔301cを閉じる方向に移動し、図4(a)に示されるように、弁体304の前記他端側の面304cが固定コア310の下端面から離間して絞り通路320が開かれる。
 したがって、本実施形態においては、制御弁300の弁体304の前記他端側の面304cと固定コア310(の下端面)とによって、絞り通路320を開閉する弁手段(弁機構)が構成される。そして、絞り通路320は、モールドコイル314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、モールドコイル314が励磁されている可変容量圧縮機100の作動状態(ON)のときには開かれた状態(開通状態)となって、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aと、吸入室141とを連通する。
切替弁350
 図5は、第1実施形態に係る切替弁350を示す断面図である。上述のように、切替弁350は、シリンダヘッド側凹部104dとシリンダブロック側凹部101cとで構成される第2収容室107に配置されている。切替弁350は、シリンダヘッド側凹部104d内に固定された区画部材351と、シリンダヘッド側凹部104dに収容されてシリンダヘッド側凹部104d内を軸方向に移動する主弁体352と、シリンダブロック側凹部101cに収容されてシリンダブロック側凹部101c内を軸方向に移動する副弁体400と、を含む。本実施形態において、副弁体400は、主弁体352よりも軽量に形成されている。具体的には、本実施形態において、主弁体352(及び区画部材351)は、アルミニウム系金属や黄銅系金属などの金属材料で形成されており、副弁体400は、樹脂材料で形成されている。
 シリンダヘッド側凹部104dは、駆動軸110の軸線に平行な段付き円柱状の凹部として形成されている。具体的には、シリンダヘッド側凹部104dは、シリンダブロック101との合わせ面側の大内径部104d1と、大内径部104d1に連続する大内径部104d1よりも小径の小内径部104d2とで構成されており、大内径部104d1の内周面に、一端が吸入室141に開口する連通路104gの他端が開口している。
 シリンダブロック側凹部101cは、駆動軸110の軸線に平行であり、シリンダヘッド側凹部104dよりも小径の円柱状の凹部として形成されている。シリンダブロック側凹部101cの底面101c1には、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dの一端が開口している。
 区画部材351は、円筒状の周壁351aと、周壁351aの一端を閉塞する端壁351bとを有する。区画部材351は、周壁351aがシリンダヘッド側凹部104dの大内径部104d1の内周面に圧入固定されることによって、シリンダヘッド側凹部104d内を、主に小内径部104d2で形成される第1弁室104d3と、周壁351aの内側に形成される吐出弁形成板151側の第2弁室104d4とに区画している。なお、周壁351aの他端(開口端)351a2は、吐出弁形成板151に当接している。
 区画部材351の端壁351bには、挿通孔351b1が形成されており、挿通孔351b1を介して第1弁室104d3と第2弁室104d4とが連通している。また、区画部材351の端壁351bの周壁351aとは反対側の面には、挿通孔351b1を囲むと共に第1弁室104d3側に突出する環状の突出部351b2が形成されている。
 シリンダヘッド側凹部104d(の小内径部104d2)の底面104d5は、第1弁室104d3の内壁を構成している。シリンダヘッド側凹部104dの底面104d5には、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aを構成する連通路104eの一端が第1弁孔104e1として開口している。また、シリンダヘッド側凹部104dの底面104d5における第1弁孔104e1の周囲部分は、第1弁座104e2を構成している。つまり、第1弁室104d3は、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a(すなわち、吐出室142)に連通する第1弁孔104e1と、第1弁孔104e2の周囲の第1弁座104e2とを有している。
 吐出弁形成板151は、第2弁室104d4の内壁を構成している。吐出弁形成板151には、第2弁孔151aが開口している。また、吐出弁形成板151における第2弁孔151aの周囲部分は、第2弁座151bを構成している。第2弁孔151aは、バルブプレート103及び吸入弁形成板150を貫通する連通孔、及び、シリンダブロック側凹部101cを介して、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dに連通している。また、その内側に第2弁室104d4が形成された区画部材351の周壁351aには、連通路104gを介して吸入室141に連通する放圧孔351a1が形成されている。つまり、第2弁室104d4は、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145b(すなわち、クランク室140)に連通する第2弁孔151aと、第2弁座151aの周囲の第2弁座151bと、吸入室141に連通する放圧孔351a1とを有している。
 主弁体352は、第1弁室104d3内に配置されて第1弁孔104e1の周囲の第1弁座104e2に離接する第1弁部352aと、第2弁室104d4内に配置されて第2弁孔151aの周囲の第2弁座151bに離接する第2弁部352bと、第1弁部352aと第2弁部352bとを連結すると共に区画部材351に形成された挿通孔351b1に挿通される軸部352cとを含む。そして、本実施形態においては、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2に離接することによって第1弁孔104e1が開閉され、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに離接することによって第2弁孔151aと放圧孔351a1とが連通し又は第2弁孔151aと放圧孔351a1との連通が遮断されるように構成されている。
 ここで、本実施形態において、主弁体352の第1弁部352aと軸部352cとは一体に形成され、主弁体352の第2弁部352bは、第1弁部352a及び軸部352cとは別体で形成されて軸部352cに固定されている。具体的には、主弁体352は、第2弁部352bに形成された貫通孔に、第1弁部352aと一体形成された軸部352cが圧入されて主弁体352が形成される。そして、主弁体352が形成される際、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接したとき、同時に第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の端壁351bに形成された環状の突出部351b2に当接するように、第2弁部352bの前記貫通孔に対する軸部352cの軸方向の圧入位置が調整されている。
 また、本実施形態においては、区画部材351と主弁体352とが一体化されて弁組立体350aを構成している。以下、図6を参照して弁組立体350aの組立方法(組立手順)について説明する。
 まず、第2弁部352bの一端面352b1を水平面H上に置く。次に、第2弁部352bを内側に収容するようにして区画部材351の周壁351aの開口端351a2を水平面H上に置く。次に、第1弁部352aと軸部352cとの一体形成物を軸部352c側から区画部材351の端壁351bに形成された挿通孔351b1に挿通する。次に、軸部352cの先端を第2弁部352bの前記貫通孔に位置合わせし、第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の環状の突出部351b2に当接するまで前記一体形成物を押圧して軸部352cを第2弁部352bの前記貫通孔に圧入する。このようにして、区画部材351と主弁体352とからなる弁組立体350aが完成する。そして、本実施形態においては、このようにして組み立てられた弁組立体350aがシリンダヘッド側凹部104dに装着される。
 図5及び図6を参照して、主弁体352の構成についてさらに説明する。 本実施形態において、主弁体352の第1弁部352aは、第1弁座104e2側の弁座側部位352a3と、区画部材351側の区画部材側部位352a4と、弁座側部位352a3と区画部材側部位352a4との間に配置された中間部位352a5とで構成されている。中間部位352a5の外径は、弁座側部位352a3の外径及び区画部材側部位352a4の外径よりも大きく、主弁体352は、中間部位352a5の外周面が第1弁室104d3(シリンダヘッド側凹部104dの小内径部104d2)の内周面に所定の隙間を有して支持されている。
 主弁体352の第2弁部352bは、有底円筒状に形成されている。第2弁部352bの底壁には、第1弁部352a(の区画部材側部位352a4)の端面から延びる軸部352cが圧入される前記貫通孔が形成され、第2弁部352bの環状の開口端面が第2弁座151bに離接する一端面352b1を構成している。
 また、主弁体352は、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとを連通させるための内部通路352dを有している。内部通路352dは、主弁体352の軸方向に延びる第1通路352d1と、第1通路352d1に接続する第2通路352d2とを含む。第1通路352d1の一端は、第2弁部352bの前記貫通孔に圧入された軸部352cの端面(先端面)352c1に開口し、第1通路352d1の他端は、閉塞端となっている。第2通路352d2は、第1弁部352aの弁座側部位352a3に形成されて第1通路352d1と第1弁室104d3とを連通している。
 したがって、本実施形態に係る切替弁350においては、主弁体352の第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間すると共に第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接すると、第2弁孔151aと放圧孔351a1との間の連通が遮断されると共に、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとが内部通路352d(352d1+352d2)を経由して連通する。一方、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2に当接して第1弁孔104e1が閉じられると、内部通路352dを経由した第1弁孔104e1と第2弁孔151aとの連通が遮断され、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bから離間して第2弁孔151aと放圧孔351a1とが連通する。
 ここで、上述のように、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接したとき、第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の環状の突出部351b2に当接する。このため、第1弁室104d3と第2弁室104d4との挿通孔351b1を介した連通が遮断される。すなわち、第1弁室104d3から挿通孔351b1を経由して第2弁室104d4に冷媒が流れることが阻止される。また、第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の環状の突出部351b2に当接するので、第1弁部352aの他端面352a2と区画部材351との当接面積を減らすことができる。このため、主弁体352に作用するオイルによる貼り付き力などの付加的な力の増加が抑制され、第2弁座151bに当接している状態から第1弁座104e2に当接する方向への主弁体352の移動が容易になる。
 また、本実施形態において、主弁体352の内部通路352dは、第1弁部352aの区画部材側部位352a4に形成されて第1通路352d1と第1弁室104d3とを連通する第3通路352d3をさらに含む。このため、第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の環状の突出部351b2に当接しているときにおいても、第1弁部352aの中間部位352a5の外周面と第1弁室104d3の内周面との隙間に冷媒の流れが形成され得る。この冷媒の流れにより、第1弁孔104e1から第1弁室104d3に流入した冷媒に異物等が含まれている場合であっても、当該異物等が第1弁部352aの中間部位352a5の外周面と第1弁室104d3の内周面との前記隙間に停留して主弁体352の移動を阻害することが防止される。
 図7は、副弁体400の構成を示す断面図である。副弁体400は、主弁体352側に配置されて主弁体352の軸部352cの端面352c1に離接する弁部400aを含む小外径部400bと、シリンダブロック側凹部101cの底面101c1側に配置されて小外径部400bよりも外径が大きい大外径部400cとを有する。
 副弁体400は、大外径部400cがシリンダブロック側凹部101cの内周面に所定の隙間を有して支持されている。小外径部400bは、バルブプレート103及び吸入弁形成板150を貫通する前記連通孔を通過して第2弁孔151a内に突出している(図5参照)。そして、副弁体400の弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1に離接することにより、主弁体352の内部通路352dの第2弁孔151a側の端部、具体的には、軸部352cの端面352c1に開口する第1通路352d1の前記一端(開口端)が開閉される。
 また、副弁体400は、内部通路(副弁体内部通路)400dを有している。副弁体内部通路400dは、副弁体400の軸方向に延びる第1通路400d1と、第1通路400d1に接続する第2通路400d2とを含む。第1通路400d1の一端は、シリンダブロック側凹部101cの底面101c1に対向する大外径部400cの端面400c1に開口しており、第1通路400d1の他端は、閉塞端となっている。また、第2通路400d2は、小外径部400bに径方向に貫通して形成されており、第1通路400d1と、バルブプレート103及び吸入弁形成板150を貫通する前記連通孔とを連通している。つまり、内部通路400dは、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dと、第2弁孔151aとを連通している。
 さらに、副弁体400において、大外径部400cの端面400c1には、第1通路400d1から大外径部400cの外周面まで延びる連通溝400c2が形成されている。このため、大外径部400cの端面400c1がシリンダブロック側凹部101cの底面101c1に当接しているときにおいても、大外径部400cの外周面とシリンダブロック側凹部101cの内周面との隙間に冷媒の流れが形成され得る。シリンダブロック側凹部101c内に流入した冷媒に異物等が含まれている場合であっても、当該異物等が大外径部400cの外周面とシリンダブロック側凹部101cの内周面との前記隙間に停留して副弁体400の移動を阻害することが防止される。
切替弁350の動作
 図8(a)、(b)を参照して切替弁350の動作を説明する。主弁体352の一端側は制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmを受け、主弁体352の他端側は切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bの圧力(すなわち、クランク室140の圧力)Pcを受ける。また、副弁体400の一端側は主弁体352の第1弁部352aが第1弁孔104e1を開いているとき、制御弁300と切替弁350と間の圧力供給通路145aの圧力Pmを受け、副弁体400の他端側は切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bの圧力Pcを受ける。
 したがって、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも高い状態では、主弁体352は、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間すると共に第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接(着座)する。また、副弁体400は、弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1から離間すると共に大外径部400cの端面400c1がシリンダブロック側凹部101cの底面101c1に当接する(図8(a)参照)。この場合、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとが主弁体352の内部通路352dを介して連通すると共に、第2弁孔151aと放圧孔351a1との連通が遮断される。すなわち、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aを構成する連通路104eと、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145bを構成する101dとが、第1弁孔104e1、主弁体352の内部通路352d、第2弁孔151a及び副弁体400の内部通路400dを介して連通する。つまり、切替弁350は、圧力供給通路145を開放すると共に第1放圧通路146aを閉鎖する。
 一方、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも低い状態では、主弁体352は、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2に当接(着座)すると共に第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bから離間する。また、副弁体400は、弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1に当接すると共に大外径部400cの端面400c1がシリンダブロック側凹部101cの底面101c1から離間する(図8(b)参照)。この場合、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとの連通が遮断されると共に、第2弁孔151aと放圧孔351a1とが連通する。すなわち、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dは、副弁体400の内部通路400d、第2弁室104d4、放圧孔351a1及び連通路104gを介して吸入室141に連通する。つまり、切替弁350は、圧力供給通路145を閉鎖すると共に第1放圧通路146aを開放する。
 ここで、制御弁300が圧力供給通路145を開放している場合、前記吐出冷媒が制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aに供給される。このため、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも上昇する。一方、制御弁300が圧力供給通路145を閉鎖している場合、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a内の冷媒が絞り通路320を経由して吸入室141へと流れる。このため、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも低下する。
 したがって、切替弁350は、制御弁300が開いているときには、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bとを連通させて前記吐出冷媒のクランク室140への供給を可能とすると共に、前記放圧通路の通路断面積を最小とする。また、切替弁350は、制御弁300が閉じているときには、切替弁350とクランク室140間の圧力供給通路145bを第1放圧通路146aとして機能させて前記放圧通路の通路断面積を最大としてクランク室140内の冷媒がより早く吸入室141に流出することを可能とすると共に、クランク室140から制御弁300へと向かう冷媒の流れを阻止する。
可変容量圧縮機100の動作
 図9は、車両のエンジンが停止している場合など、可変容量圧縮機100が停止している状態を示している。可変容量圧縮機100が停止している状態においては、制御弁300のモールドコイル314への通電はOFFになっており、制御弁300は圧力供給通路145を最大に開く(通路断面積を最大とする)。また、絞り通路320は、閉じられている。切替弁350においては、主弁体352の第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接して第2弁孔151aと放圧孔351a1との連通が遮断され、主弁体352の第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間している。副弁体400は、大外径部400cの端面400c1がシリンダブロック側凹部101cの底面101c1に当接すると共に弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1に離接している(主弁体352の内部通路352dを開放している)。このため、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bとが連通している。また、クランク室140と吸入室141とは、第2放圧通路146bのみによって連通しており、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)は最小となっている。
 図9に示された状態で車両のエンジンが始動し、可変容量圧縮機100の駆動軸110が回転すると、吐出逆止弁200が吐出通路を閉じており、また、絞り通路320が閉じられているため、前記圧縮部で圧縮されて吐出室142に吐出された冷媒(吐出冷媒)のすべてが圧力供給通路145を経由してクランク室140に供給される。したがって、クランク室140の圧力が速やかに上昇して斜板111の傾角は最小となり、ピストン136のストローク(吐出容量)が最小となる。このとき、可変容量圧縮機100は非作動状態で運転されている状態となっている。なお、前記吐出冷媒は、オイルを含んでおり、吐出室142、圧力供給通路145、クランク室140、第2放圧通路146b、吸入室141及びシリンダボア101aで構成される内部循環路を循環して、可変容量圧縮機100の内部を潤滑する。
 次いで、前記エアコンシステムが作動すると、制御弁300のモールドコイル314に電流が流れて弁体304が弁孔301cを閉じる。つまり、制御弁300は、圧力供給通路145を閉鎖する。同時に、絞り通路320が開く。この場合、前記吐出冷媒が制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aに供給されず、また、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a内の冷媒は、絞り通路320を経由して吸入室141に流出する。このため、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmが低下する。
 そして、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも低くなると、図10(a)に示されるように、主弁体352に比べて軽量な副弁体400がまず動作し、副弁体400の弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1に当接して主弁体352の内部通路352d(の第2弁孔151a側の端部)が閉鎖される。具体的には、副弁体400は、切替弁350とクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dからシリンダブロック側凹部101cに流入(逆流)する少量の冷媒流によって押圧されて移動して主弁体352の内部通路352dを閉鎖する。
 これにより、クランク室140側から制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aに流入する冷媒がなくなると共に、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a内の冷媒が絞り通路320を介して吸入室141へと流出するので、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力が吸入室141の圧力まで確実かつ速やかに低下する。このため、クランク室140の圧力Pcと、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmとの差の増大(及びこれに伴う冷媒流の動圧)によって、主弁体352が副弁体400と共に確実に動作する。
 そして、主弁体352が副弁体400と共に動作すると、図10(b)に示されるように、主弁体352の第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2に当接して第1弁孔104e1が閉じられ、主弁体352の第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bから離間して第2弁孔151aと放圧孔351a1とが連通する。すなわち、切替弁350は、圧力供給通路145を閉鎖して第1放圧通路146aを開放する。
 これにより、クランク室140と吸入室141とは、第1放圧通路146a及び第2放圧通路146bによって連通し、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)が最大となる(図11参照)。したがって、クランク室140内の冷媒が速やかに吸入室141へと流出して、クランク室140の圧力が吸入室141の圧力と同等となる。このため、斜板111の傾角が最大となり、ピストン136のストローク(吐出容量)が最大となる。また。吐出逆止弁200が開いて前記エアコンシステムを冷媒が循環し、前記エアコンシステムが作動状態となる。ここで、クランク室140に液冷媒が貯留されている場合は、切替弁350の内部通路(主弁体352の内部通路352d、副弁体内部通路400d)を液冷媒が流れることになる。この場合、冷媒の密度がガス状態に比べて著しく大きくなって前記動圧が増大し、主弁体352及び副弁体400を確実に移動させることが可能になる。
 その後、吸入室141の圧力がモールドコイル314に流れる電流によって設定された設定圧力まで低下すると、制御弁300の弁体304が弁孔301cを開き(すなわち、制御弁300が圧力供給通路145を開放し)、前記吐出冷媒が制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aに供給されて、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmが上昇する。そして、主弁体352に作用する第1弁孔104e1側の圧力がその反対側に作用するクランク室140の圧力Pc(=吸入室141の圧力)を上回ると、主弁体352及び副弁体400が動作する。すなわち、主弁体352の第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間すると共に主弁体352の第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接し、副弁体400の弁部400aの端面400a1が主弁体352の軸部352cの端面352c1から離間すると共に副弁体400の大外径部400cの端面400c1がシリンダブロック側凹部101cの底面101c1に当接する。つまり、切替弁350は、第1放圧通路146aを閉鎖して圧力供給通路を開放する。このため、クランク室140と吸入室141とは、第2放圧通路146bのみによって連通し、クランク室140と吸入室141とを連通する放圧通路の開度(通路断面積)は最小となる。また、前記吐出冷媒がクランク室140に供給される(図12参照)。したがって、制御弁300による圧力供給通路145の開度(通路断面積)の調整に応じてクランク室140内の圧力が上昇し、斜板111の傾角が減少してピストン136のストローク(吐出容量)が減少する(つまり、可変容量圧縮機100が吐出容量制御状態となる)。
 本実施形態に係る可変容量圧縮機100において、切替弁350は、制御弁300が圧力供給通路145を閉鎖して制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aの圧力Pmが低下したとき、主弁体352よりも軽量に形成された副弁体400が主弁体352よりも先に動作して主弁体352の内部通路352dを閉鎖する。このため、制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145a内の冷媒が絞り通路320を介して速やか且つ確実に吸入室141へと流れ、従来技術に比べて、制御弁300と切替弁350との間の圧力供給通路145aの圧力が速やかに吸入室141の圧力まで低下する。この結果、第2弁孔151aと放圧孔351a1とを連通させる(第1放圧通路146aを開放する)方向への主弁体352の移動の遅れ及びこれに伴うクランク室140の放圧の遅れが防止される。
 また、主弁体352が第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接したとき、主弁体352の第1弁部352aの他端面352a2は区画部材351の環状の突出部351b2に当接する。これにより、第1弁部352aの他端面352a2と区画部材351との当接面積を減らすことができ、主弁体352に作用するオイルによる貼り付き力等の増加が抑制される。これによっても、第2弁孔151aと放圧孔351a1とを連通させる(第1放圧通路146aを開放する)方向への主弁体352の移動の遅れ及びこれに伴うクランク室140の放圧の遅れが防止される。
変形例1
 上述の実施形態において、絞り通路320は、制御弁300の内部に設けられている。しかし、これに限られるものではなく、絞り通路320は、制御弁300の外部に設けられて制御弁300と切替弁350の間の圧力供給通路145aと吸入室141とを連通させるように構成されてもよい。例えば、絞り通路320は、第1収容室104bと吸入室141とを連通させるようにシリンダヘッド104に形成され得る。
変形例2
 上述の実施形態において、弁組立体350a(の区画部材351)は、シリンダヘッド側凹部104dに圧入固定されている。しかし、これに限られるものではなく、弁組立体350aがシリンダヘッド側凹部104dに着脱可能に構成されてもよい。この場合、図13に示されるように、好ましくは、区画部材351の周壁351aの外周面とシリンダヘッド側凹部104dの大内径部104d1の内周面との間に弾性を有するシール部材160が配置され、シリンダヘッド側凹部104dの大内径部104d1の底面と区画部材351の端壁351bとの間に付勢部材170が配置される。
 シール部材160は、例えばOリングであり得る。付勢部材170は、区画部材351の周壁351aの端面351a2が吐出弁形成板151を介してバルブプレート103を押圧するように弁組立体350aを吐出弁形成板151に向けて付勢する。付勢部材170は、ウェーブワッシャー、皿バネ及び/又はコイルバネなどであり得る。
 このようにすると、区画部材351の周壁351aの端面351a2を吐出弁形成板151に確実に当接させることができる。また、弁組立体350aがシール部材160の弾性力によってシリンダヘッド側凹部104d内に保持される。このため、可変容量圧縮機100の組立時に、弁組立体350a及び付勢部材170がシリンダヘッド側凹部104dから脱落することがなく、可変容量圧縮機100の組立性が損なわれることがない。
変形例3
 上述の実施形態においては、弁組立体350a(区画部材351及び主弁体352)がシリンダヘッド側凹部104dに配置され、副弁体400が、シリンダブロック側凹部101cに配置されている。しかし、これに限られるものではない。図14に示されるように、弁組立体350a及び副弁体400の両方がシリンダヘッド側凹部104d′に配置されてもよい。この場合においては、例えば、副弁体400が第2弁孔151aと主弁体352の軸部352cの端面352c1との間に配置される。
変形例4
 図15に示されるように、弁組立体350a及び副弁体400の両方がシリンダブロック側凹部101c′に配置されてもよい。この場合においては、例えば、第1弁孔104e1が吸入弁形成板150に形成され、第2弁孔151aがシリンダブロック側凹部101c′内に形成される。また、シリンダブロック側凹部101c′と吸入室141とを連通する連通路101gの一端が放圧孔351a1を構成する。
第2実施形態
 図16は、第2実施形態に係る切替弁350Aを示す断面図である。前記第1実施形態と共通する要素については同一符号を付し、主に異なる要素について説明する。なお、前記第1実施形態に係る切替弁350に代えて第2実施形態に係る切替弁350Aが用いられた場合における可変容量圧縮機100の構成や動作などは、基本的に、上述の説明における切替弁350が切替弁350Aに置き換えられればよい。
 第1実施形態に係る切替弁350では、区画部材351と主弁体352とが一体化された弁組立体350aと、副弁体400とが分離しており、弁組立体350aがシリンダヘッド側凹部104dに収容され、副弁体400がシリンダブロック側凹部101cに収容されている。すなわち、第1実施形態に係る切替弁350において、副弁体400は主弁体352(弁組立体350a)よりもクランク室140に配置されている。一方、第2実施形態に係る切替弁350Aでは、区画部材351、主弁体352A及び副弁体400Aが一体化されて、シリンダヘッド側凹部104d(大内径部104d1、小内径部104d2)に収容されている。具体的には、第2実施形態に係る切替弁350Aにおいて、副弁体400Aは主弁体352Aの内部通路352d内に配置されている。なお、第2実施形態に係る切替弁350Aにおいても、副弁体400Aは、主弁体352Aよりも軽量に形成されている。
 第2実施形態に係る切替弁350Aにおいて、主弁体352Aは、第1実施形態に係る切替弁350の主弁体352と同様、第1弁室104d3内に配置されて第1弁孔104e1の周囲の第1弁座104e2に離接する第1弁部352aと、第2弁室104d4内に配置されて第2弁孔151aの周囲の第2弁座151bに離接する第2弁部352bと、第1弁部352aと第2弁部352bとを連結すると共に区画部材351に形成された挿通孔351b1に挿通される軸部352cとを含む。また、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間して第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接したとき、第1弁部352aの他端面352a2が区画部材351の環状の突出部351b2に当接し、これによって、第1弁室104d3と第2弁室104d4との挿通孔351b1を介した連通が遮断される。
 主弁体352Aには、軸部352cの一端面352c1から第1弁部352aの一端面352a1まで貫通する貫通路352d4が形成されている。本実施形態において、貫通路352d4は、軸部352cの一端面352c1側の小内径部352d5と、小内径部352d5よりも大径に形成された第1弁部352aの一端面352a1側の大内径部352d6とを有する。また、貫通路352d4の第1弁部352aの一端面352a1側の端部(すなわち、大内径部352d6の端部)には、主弁体352Aとは別体で形成された円環板状の被装着部材355が圧入などによって装着されている。そして、第2実施形態に係る切替弁350Aにおいては、貫通路352d4及び被装着部材355の内孔355aが、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとを連通させるための内部通路352dを形成し、その端部に装着部材355が固定された貫通路325d4の大内径部352d6が、副弁体400Aを軸方向に移動可能に収容する副弁体収容室356を形成している。
 副弁体400Aは、副弁体収容室356の内壁を形成する被装着部材355に離接する弁部(副弁体弁部)400aを含む弁部形成部400eと、少なくとも一部が弁部形成部400eよりも外径が大きく形成されて貫通路352d4の大内径部352d6の内周面に所定の隙間を有して支持される被支持部400fとを有する。そして、副弁体400Aが副弁体収容室356内で移動し、副弁体400Aの弁部400aの端面400a1が被装着部材355に離接することにより、主弁体352Aの内部通路352dの一部を構成する被装着部材355の内孔355a、すなわち、主弁体352Aの内部通路352dの第1弁孔104e1側の端部が開閉される。なお、弁部400aが被装着部材356から離れる方向の副弁体400Aの移動は、被支持部400fの端面400f1の周縁部及びその近傍が、主弁体352Aの貫通路352d4の小内径部325d5と大内径部325d6との接続端面325d7に当接することで規制される。
 また、副弁体400Aは、第1実施形態に係る切替弁350の副弁体400と同様、内部通路(副弁体内部通路)400dを有している。内部通路400dは、副弁体400Aの軸方向に延びる第1通路400d1と、第1通路400d1に接続する第2通路400d2とを含む。第1通路400d1の一端は、被支持部400fの端面400f1に開口して主弁体352Aの貫通路352d4の小内径部352d5を介して第2弁孔151aに連通しており、第1通路400d1の他端は、閉塞端となっている。また、第2通路400d2は、弁部形成部400eに形成されて、第1通路400d1と副弁体収容室356とを連通している。そして、副弁体収容室356は、副弁体400Aの弁部400aの端面400a1が被装着部材355から離間して内孔355aが開放されたとき、第1弁孔104e1に連通する。つまり、本実施形態において、副弁体400Aの内部通路400dは、副弁体400Aの弁部400aの端面400a1が被装着部材355から離間して被装着部材355の内孔355aが開放されたとき、すなわち、副弁体400Aの弁部400aが主弁体352Aの内部通路352dの第1弁孔104e1側の端部を開放したときに、主弁体352Aの内部通路352dと協働して第1弁孔104e1と第2弁孔151aとを連通させる。
切替弁350Aの動作
 図16及び図17(a)、(b)を参照して第2実施形態に係る切替弁350Aの動作を説明する。
 制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも高い状態では、主弁体352Aの第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間すると共に、主弁体352Aの第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接する。また、副弁体400Aの弁部400aの端面400a1が被装着部材355から離間すると共に、副弁体400Aの被支持部400fの端面400f1の周縁部及びその近傍が主弁体352Aの貫通路352d4の接続端面325d7に当接する(図16参照)。つまり、副弁体400Aは、主弁体352Aの内部通路352d(の第1弁孔104e1側の端部)を開放している。この場合、第1弁孔104e1と第2弁孔151aとが主弁体352Aの内部通路352d及び副弁体400Aの内部通路400dを介して連通すると共に、第2弁孔151aと放圧孔351a1との連通が遮断される。
 これにより、制御弁300と切替弁350Aとの間の圧力供給通路145aを構成する連通路104eと、切替弁350Aとクランク室140との間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dとが、第1弁孔104e1、主弁体352Aの内部通路352d(被装着部材355の内孔355a、貫通路352d4)、副弁体400Aの内部通路400d及び第2弁孔151aを介して連通する。すなわち、切替弁350Aは、圧力供給通路145を開放すると共に第1放圧通路146aを閉鎖する。
 その後、制御弁300が圧力供給通路145を閉鎖して、制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pcよりも低くなると、図17(a)に示されるように、主弁体352Aに比べて軽量な副弁体400Aがまず動作し、副弁体400Aの弁部400aの端面400a1が被装着部材355に当接して被装着部材355の内孔355a、すなわち、主弁体352Aの内部通路352d(の第1弁孔104e1側の端部)が閉鎖される。具体的には、副弁体400Aは、切替弁350Aとクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dから第2弁孔151a及び主弁体352Aの貫通路352d4の小内径部352d5を通過して副弁体400Aの第1通路400d1に流入(逆流)し、第1通路400d1の前記閉鎖端に衝突する少量の冷媒流によって押圧されて移動して主弁体352Aの内部通路352dを閉鎖する。
 これにより、クランク室140側から制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aに流入する冷媒がなくなると共に、制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145a内の冷媒が絞り通路320を介して吸入室141へと流出するので、制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aの圧力が吸入室141の圧力まで確実かつ速やかに低下する。このため、クランク室140の圧力Pcと、制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aの圧力Pmとの差の増大(及びこれに伴う冷媒流の動圧)によって、主弁体352Aが副弁体400Aと共に確実に動作する。
 そして、主弁体352Aが副弁体400Aと共に動作すると、図17(b)に示されるように、主弁体352Aの第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2に当接し、主弁体352Aの内部通路352d(の第1弁孔104e1側の端部)を閉鎖している副弁体400Aによって第1弁孔104e1が閉じられ、主弁体352Aの第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bから離間する。この場合、1弁孔104e1と第2弁孔151aとの連通が遮断されると共に、第2弁孔151aと放圧孔351a1が連通する。
 これにより、切替弁350Aとクランク室140の間の圧力供給通路145bを構成する連通路101dは、第2弁孔151a、第2弁室104d4、放圧孔351a1及び連通路104gを介して吸入室141に連通する。すなわち、切替弁350Aは、圧力供給通路145を閉鎖すると共に第1放圧通路146aを開放する。したがって、クランク室140と吸入室141とは、第1放圧通路146a及び第2放圧通路146bによって連通することとなって、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)が最大となる。このため、クランク室140内の冷媒が速やかに吸入室141へと流出して、クランク室140の圧力が吸入室141の圧力と同等となる。
 その後、制御弁300が圧力供給通路145を開放して、制御弁300と切替弁350Aの間の圧力供給通路145aの圧力Pmがクランク室140の圧力Pc(=吸入室141の圧力)を上回ると、主弁体352A及び副弁体400Aが動作する。すなわち、主弁体352Aの第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座104e2から離間すると共に主弁体352Aの第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座151bに当接し、副弁体400Aが被装着部材355から離間して主弁体352Aの内部通路352dが開放される(図16参照)。つまり、切替弁350Aは、圧力供給通路145を開放すると共に第1放圧通路146aを閉鎖する。
 以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。
 例えば、制御弁300は、ソレノイドを有しない機械式制御弁としたり、ベローズ等の感圧部材を有さない電磁弁としたりすることができる。また、本発明は、斜板式の可変容量圧縮機に限られず、制御圧室の圧力に応じて吐出容量が変化する様々な可変容量圧縮機に適用可能である。
 100…可変容量圧縮機、101…シリンダブロック、101a…シリンダボア(圧縮部)、101c…シリンダブロック側凹部、103…バルブプレート、104…シリンダヘッド、104b…第1収容室、104d…シリンダヘッド側凹部、104d3…第1弁室、104d4…第2弁室、104e1…第1弁孔、104e2…第1弁座、107…第2収容室、136…ピストン(圧縮部)、140…クランク室(制御圧室)、141…吸入室、142…吐出室、145,145a,145b…圧力供給通路、146a,146b…放圧通路、150…吸入弁形成版、151…吐出弁形成板、151a…第2弁孔、151b…第2弁座、300…制御弁、350,350A…切替弁、350a…弁組立体、351…区画部材、351a1…放圧孔、351b1…挿通孔、351b2…環状の突出部、352,352A…主弁体、352a…第1弁部、352b…第2弁部、352c…軸部、352d…内部通路、400,400A…副弁体、400a…弁部(副弁体弁部)、400d…内部通路(副弁体内部通路)

Claims (8)

  1.  圧縮前の冷媒が導かれる吸入室と、前記吸入室内の冷媒を吸入して圧縮する圧縮部と、前記圧縮部によって圧縮された圧縮後の冷媒が吐出される吐出室と、制御圧室とを有し、前記制御圧室の圧力に応じて吐出容量が変化する可変容量圧縮機であって、
     前記吐出室内の冷媒を前記制御圧室に供給するための圧力供給通路に設けられ、前記圧力供給通路の開度を調整する制御弁と、
     前記圧力供給通路における前記制御弁よりも前記制御圧室側に設けられた切替弁であって、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路に連通する第1弁孔と前記切替弁と前記制御圧室の間の圧力供給通路に連通する第2弁孔とを連通させる第1の状態と、前記第2弁孔と前記吸入室に連通する放圧孔とを連通させる第2の状態とに切り替わる前記切替弁と、
     前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路と前記吸入室とを連通する絞り通路と、
     を含み、
     前記切替弁は、
     前記第1弁孔と前記第2弁孔とを連通させるための内部通路を有し、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも高い場合に前記第2弁孔と前記放圧孔との連通を遮断する一方、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも低い場合に前記第2弁孔と前記放圧孔とを連通させるように動作する主弁体と、
     前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも高い場合に前記主弁体の前記内部通路を開放する一方、前記制御弁と前記切替弁との間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも低い場合に前記主弁体の前記内部通路を閉鎖するように動作する副弁体と、
     を含み、
     前記副弁体は、前記主弁体よりも軽量に形成され、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉鎖して前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が低下したとき、前記主弁体よりも先に動作して前記主弁体の前記内部通路を閉鎖する、
     可変容量圧縮機。
  2.  前記主弁体は金属材料で形成され、前記副弁体は樹脂材料で形成されている、請求項1に記載の可変容量圧縮機。
  3.  前記主弁体は、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも高い場合に前記第1弁孔の周囲の第1弁座から離間すると共に前記第2弁孔の周囲の第2弁座に当接して前記第2弁孔と前記放圧孔との連通を遮断し、前記制御弁と前記切替弁の間の圧力供給通路の圧力が前記制御圧室の圧力よりも低い場合に前記第1弁座に当接すると共に前記第2弁座から離間して前記第2弁孔と前記放圧孔とを連通させるように構成されている、請求項1又は2に記載の可変容量圧縮機。
  4.  前記主弁体は、前記第1弁座に当接することによって前記第1弁孔を閉じる一方、前記第1弁座から離間することによって前記第1弁孔を開くと共に前記内部通路を介して前記第1弁孔と前記第2弁孔とを連通させるように構成されている、
     請求項3に記載の可変容量圧縮機。
  5.  前記副弁体は、前記主弁体よりも前記制御圧室側に配置され、前記主弁体の前記内部通路の前記第2弁孔側の端部を開閉する副弁体弁部と、前記切替弁と前記制御圧室の間の圧力供給通路と前記第2弁孔とを連通させる副弁体内部通路と、を有する、請求項4に記載の可変容量圧縮機。
  6.  前記主弁体は、前記第1弁座に当接しているときと前記第1弁座から離間しているときのいずれにおいても前記内部通路を介して前記第1弁孔と前記第2弁孔とを連通させるように構成されている、
     請求項3に記載の可変容量圧縮機。
  7.  前記副弁体は、前記主弁体の前記内部通路内に配置され、前記主弁体の前記内部通路の前記第1弁孔側の端部を開閉する副弁体弁部と、前記副弁体弁部が前記主弁体の前記内部通路の前記第1弁孔側の端部を開放したときに前記主弁体の前記内部通路と協働して前記第1弁孔と前記第2弁孔とを連通させる副弁体内部通路と、を有する、請求項6に記載の可変容量圧縮機。
  8.  前記切替弁は、前記第1弁孔及び前記第1弁座を有する第1弁室と、前記第2弁孔、前記第2弁座及び前記放圧孔を有する第2弁室とを区画する区画部材であって、前記第1弁室と前記第2弁室とを連通する挿通孔と、前記挿通孔の周囲に形成されて前記第1弁室側に突出する環状の突出部とを有する前記区画部材をさらに含み、
     前記主弁体は、前記第1弁室に配置されて前記第1弁座に離接する第1弁部と、前記第2弁室に配置されて前記第2弁座に離接する第2弁部と、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結すると共に前記区画部材の前記挿通孔に挿通される軸部とを有し、前記第2弁部が前記第2弁座に当接したとき、前記第1弁部の前記第1弁座に離接する部位とは反対側の部位が前記区画部材の前記環状の突出部に当接して前記第1弁室と前記第2弁室との前記挿通孔を介した連通を遮断するように構成されている、
     請求項3~7のいずれか一つに記載の可変容量圧縮機。
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