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JP2004211589A - Compressor - Google Patents

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Publication number
JP2004211589A
JP2004211589A JP2002381538A JP2002381538A JP2004211589A JP 2004211589 A JP2004211589 A JP 2004211589A JP 2002381538 A JP2002381538 A JP 2002381538A JP 2002381538 A JP2002381538 A JP 2002381538A JP 2004211589 A JP2004211589 A JP 2004211589A
Authority
JP
Japan
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valve
pressure
compressor
chamber
control valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002381538A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Mameta
康生 豆田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2002381538A priority Critical patent/JP2004211589A/en
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce manufacturing cost by decreasing the number of man-hours for processing. <P>SOLUTION: In this compressor that controls the inclination angle of a swash plate 26 by a difference between pressure within a crank chamber 5 and inhale pressure where a piston 29 is held therebetween, a check valve 150 for preventing back-flow of refrigerant to the compressor is formed integrally on a valve housing 101 of an electromagnetic control valve 100 which is a main component of capacity control means, which is inserted into a valve containing hole 90 formed on a housing 6 of the compressor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク室内の圧力と吸入圧とのピストンを介した差に応じて斜板の傾角を制御する可変容量斜板式であり、且つ外部冷媒回路からの冷媒の戻りを防止する逆止弁を備えた圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用空調システムに用いられる冷房回路には、最近、可変容量斜板式の圧縮機が組み込まれることが多くなってきた。この圧縮機では、吐出容量制御を、クランク室内の圧力を調整して斜板の傾角を調節することで行うようにしており、そのための容量制御手段を、吐出圧領域の圧力をクランク室に導入する圧力導入通路と、クランク室内の圧力を吸入圧領域に導出する絞り付きの圧力導出通路と、圧力導入通路の途中に介在されて該圧力導入通路を開閉制御する制御弁とで構成している。
【0003】
また、この圧縮機では、圧縮機が停止した際に外部冷媒回路から高圧の冷媒ガスが圧縮機内に逆流してくるのを防止するための逆止弁が設けられており、この逆止弁によって圧縮機内での液冷媒の貯留を極力防止するようにしている。これは、逆止弁によって液冷媒の貯留を極力防止するようにした場合、圧縮機内の過度の圧力上昇を防止することができ、始動時の斜板の傾角増大及び容量復帰の迅速化を図ることができて迅速な冷房が可能となるからである。
【0004】
従来の圧縮機では、このような容量制御の機能を果たす制御弁と前述の逆止弁とを全く別々に、圧縮機のハウジングに形成した2つの孔にそれぞれ組み付けているのが現状である(例えば特許文献1、2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−205446号公報
【0006】
【特許文献2】
特公平1−257777号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧縮機では、容量制御のための制御弁と逆止弁とを個別に圧縮機ハウジングに加工した孔に組み付けているので、加工工数が多くなり、製造コストがアップするという問題があった。
【0008】
本発明は、上記事情を考慮し、加工工数を減らして、コスト低減を図れるようにした圧縮機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、複数のシリンダボア及びクランク室を有する第1のハウジングと、各シリンダボアにスライド自在に収容されたピストンと、シリンダボアに吸入弁を介して連通する吸入室及び吐出弁を介して連通する吐出室を有する第2のハウジングと、クランク室内に収容されて各ピストンと連結され且つ該ピストンを挟んでのクランク室内の圧力と吸入圧との差により傾角が制御される斜板と、クランク室内の圧力を調整することで斜板の傾角を制御する容量制御手段と、前記吐出室と外部冷媒回路に接続される吐出ポートとの間に介在され、セット圧以上の前後差圧で開放して吐出室から吐出ポートへの冷媒の流れを許し且つ常時吐出ポートから吐出室への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、を備えた圧縮機において、前記第2のハウジングに1つのバルブ収容孔を形成し、そのバルブ収容孔に前記容量制御手段の主要素である制御弁と前記逆止弁とを組み込んだことを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1において、前記制御弁のバルブハウジングに前記逆止弁を一体に組み込んだことを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2において、前記容量制御手段が、吐出圧領域の圧力をクランク室に導入する圧力導入通路と、クランク室内の圧力を吸入圧領域に導出する絞り付きの圧力導出通路と、前記圧力導入通路の途中に介在されて該圧力導入通路を開閉制御する電磁制御弁とから構成され、且つ、該電磁制御弁のバルブハウジングに前記逆止弁が組み込まれており、電磁制御弁の全開時における逆止弁のセット圧に比べて、電磁制御弁が閉側に制御されるときの逆止弁のセット圧が大きくなるように、逆止弁と電磁制御弁とが組み合わされていることを特徴とする。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか1項において、圧縮機が、外部駆動源をクラッチ機構なしで直接駆動軸に連結することで、外部駆動源の駆動中に常時回転するクラッチレス圧縮機であることを特徴とする。
【0013】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、圧縮機ハウジングに1つのバルブ収容孔を形成し、そのバルブ収容孔に容量制御手段の主要素である制御弁と冷媒の逆流を防止する逆止弁とを組み込んだので、圧縮機ハウジングに対する加工数を削減することができ、製造コストの低減が図れる。
【0014】
請求項2の発明によれば、制御弁のバルブハウジングに逆止弁を一体に組み込んだので、予め制御弁のバルブハウジングに逆止弁を組み付けた状態でそのバルブハウジングを圧縮機のバルブ収容孔にセットするだけで組立を完了することができ、製作が容易であり、一層のコスト低減が図れる。
【0015】
請求項3の発明によれば、容量制御手段を、吐出圧領域の圧力をクランク室に導入する圧力導入通路と、クランク室内の圧力を吸入圧領域に導出する絞り付きの圧力導出通路と、圧力導入通路の途中に介在されて該圧力導入通路を開閉制御する電磁制御弁とで構成すると共に、電磁制御弁のバルブハウジングに逆止弁を組み込み、これら電磁制御弁と逆止弁とを、電磁制御弁の全開時における逆止弁のセット圧に比べて、電磁制御弁が閉側に制御されるときの逆止弁のセット圧が大きくなるように組み合わせたので、電磁制御弁による容量制御開始時の吐出室の圧力を高く維持することができ、クランク室と吐出室の差圧を大きくとれることで、電磁制御弁によるストローク調整の制御応答性が良くなる。つまり、吐出室とクランク室の差圧が大きくとれることで、電磁制御弁を開いてクランク室内の圧力を変更する際の応答性が良くなり、容量制御の迅速化が可能となる。
【0016】
請求項4の発明によれば、圧縮機がクラッチレス圧縮機であるため、エアコンOFF時でも圧縮機は回る。しかし、逆止弁の開弁力(バネのセット圧)を利用して、エアコンOFF時に低容量での冷媒の圧縮機内循環を実現して、外部冷媒回路への冷媒の吐出防止を図れる。即ち、逆止弁がない場合を考えてみると、逆止弁がない場合は、エアコンOFF時に最小傾角で圧縮機が回ることにより、冷媒ガスが圧縮機から外部冷媒回路へ吐出する。通常作動時に比して冷媒の吐出容量が僅かな場合であっても、蒸発器では冷却作用が生じる。ところが、エアコンOFF時はファンが停止しているので、エアコンOFF状態が長くなると蒸発器の冷却が進み、蒸発器にフロストが発生する。フロストの発生は蒸発器における熱交換作用を妨げ、空調装置の再作動時に冷房作用が得られない事態を招く。しかしながら本請求項4の発明によれば、逆止弁により、低容量循環時の外部冷媒回路への冷媒吐出を防止して、蒸発器のフロストの発生を防止することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は実施形態の圧縮機の全体構成を示す断面図、図2〜図5は電磁制御弁を中心にした容量制御系の構成及び動作説明のために示す断面図である。
【0019】
図1を参照して、まず、実施形態の圧縮機の全体構成について説明する。この実施形態の圧縮機は、クラッチレス圧縮機であって且つ斜板式可変容量圧縮機である。図1において、1は斜板式可変容量圧縮機のハウジングである。この斜板式可変容量圧縮機のハウジング1は、複数のシリンダボア3を有するシリンダブロック2と、このシリンダブロック2の前端面に接合され、該シリンダブロック2との間にクランク室5を形成するフロントハウジング4と、シリンダブロック2の後端面にバルブプレート9を介して接合されることで吸入室7及び吐出室8を形成するリアハウジング6とを備えている。これらシリンダブロック2とフロントハウジング4とリアハウジング6は、スルーボルトによって固定されている。ここでは、シリンダブロック2とフロントハウジング4が請求項で言う第1のハウジングに相当し、リアハウジング6が第2のハウジングに相当する。
【0020】
バルブプレート9は、シリンダボア3と吸入室7とを連通する吸入孔11と、シリンダボア3と吐出室8とを連通する吐出孔12とを備えている。バルブプレート9のシリンダブロック2側には、吸入孔11を開閉するリード弁(吸入弁)13vを有する金属製の吸入板13が設けられ、一方、バルブプレート9のリアハウジング6側には、吐出孔12を開閉するリード弁(吐出弁)14vを有する金属製の吐出板14と、該吐出板14を保持すると共にそのリード弁14vの開限を規制するリテーナ15とが設けられている。
【0021】
シリンダブロック2及びフロントハウジング4の中心部には、ドライブシャフトSの軸受17、18を有するシャフト支持孔が設けられ、ドライブシャフトSがクランク室5内で回転自在に支持されている。ドライブシャフトSの前端はフロントハウジング4から外部へ突出しており、この突出端にはプーリ50が固定されている。プーリ50は、図示略のベルトを介して車両エンジンと連結され、エンジンの回転をクラッチレスでドライブシャフトSに伝える。
【0022】
クランク室5の内部には、ドライブシャフトSに固設したドライブプレート21と、ドライブシャフトSに摺動自在に嵌装したスリーブ22にピン23により揺動自在に連結したジャーナル24と、該ジャーナル24のボス部25に軸受20を介して固定された斜板26とが備わっている。ドライブプレート21とジャーナル24は、それらのヒンジアーム21h、24hを弧状の長孔27とピン28とを介して連結することで、斜板26の揺動を規制している。また、ドライブプレート21と斜板26との間には傾角減少バネ19が介在されている。傾角減少バネ19は斜板26の傾角を減少する方向へ斜板26を付勢している。
【0023】
各シリンダボア3に収容されたピストン29は、連結ロッド30を介して斜板26に連結され、ドライブシャフトSの回転運動を原動力としてピストン運動する。圧縮機の基本機能は、このピストン29のピストン運動により、吸入室7及び吸入孔11を介してシリンダボア3に吸入した冷媒を圧縮し、シリンダボア3から吐出孔12を介して吐出室8に吐出するというものである。
【0024】
この吐出容量を可変とするための容量制御手段として、本実施形態では、クランク室5と吸入室7とを連通する圧力導出通路31と、クランク室5と吐出室8とを連通する圧力導入通路32と、圧力導入通路32を開閉制御する電磁制御弁100とが設けられている。電磁制御弁100は、圧力導入通路32を流れる冷媒量を制御することで、クランク室5の圧力を調節し、ピストンストロークを変化させて、吐出容量を変化させるものである。
【0025】
圧力導出通路31は、クランク室5から吸入室7にフィードバックされる冷媒(ブローバイガス)の流量を制限する。つまり、圧力導出経路31の途中に設けられた冷媒量を制限するための固定絞り部35が流量を制限する。固定絞り部35を設けたのは、圧力導出通路31を流れる冷媒量(クランク室5から吸入室7へフィードバックされる冷媒流量)を厳密に管理できると、クランク室5と吸入室7及び突出室8との圧力バランスを良好な状態に維持することが可能となり、圧縮機の吐出容量を制御し易くなるからである。なお、実際には、圧力導出通路31は、シリンダブロック2およびバルブプレート9およびリアハウジング6に亘って設けたスルーボルト用のスルーボルト貫通孔と、リアハウジングにおいてこのスルーボルト貫通孔と吸入室7とを連通する透孔と、などにより形成される。途中には通路面積を絞った固定絞り部が設けられる。
【0026】
圧力導入通路32は、互いに順次連通する、リアハウジング6及びバルブプレート9に形成した通路32aと、ドライブシャフトSの端部を取り囲むように形成した空間32bと、その空間32bに一端が開口して他端がドライブシャフトSの内部を軸方向に延びるシャフト内縦孔32cと、該縦孔32cからドライブシャフトSの半径方向に延びてドライブシャフトSの外周面に開口することでクランク室5内の空間に臨むシャフト内横孔32dなどから構成されている。図では矢印に符号を付してその通路を示す。
【0027】
ドライブシャフトSの内部に、圧力導入通路32を構成するシャフト内縦孔32cとシャフト内横孔32dを設けたのは、レイアウト上の有利さがある他に、最終的に冷媒がクランク室5内に導入されるときに、ドライブシャフトSの回転による遠心力によって周囲に万遍なく潤滑油の含まれた冷媒を振りまくことができるからである。
【0028】
次に容量制御用の電磁制御弁100の構成を図1及び図2〜図5を参照して詳しく説明する。
【0029】
この電磁制御弁100には、主要弁としての容量制御弁130と、圧縮機への冷媒の逆流を防止する逆止弁150とが一緒に組み込まれている。逆止弁150は、吐出室8と、外部冷媒回路200に接続される吐出ポート110との間に介在されるもので、セット圧以上の前後差圧で開放して吐出室8から吐出ポート110への冷媒の流れを許し、且つ、常時吐出ポート110から吐出室8への冷媒の逆流を阻止する機能を果たす。
【0030】
この逆止弁150を一体に備えた電磁制御弁100は、リアハウジング6に形成されたバルブ収容孔90にバルブハウジング101を挿入して該バルブハウジング101の後部に設けたソレノイドケース102をスナップリング99で固定することにより、リアハウジング6に組み付けられている。ここでは、バルブ収容孔90に電磁制御弁100のバルブハウジング101をOリング91〜94を介して挿入することで、電磁制御弁100の各種ポート(後述)と、リアハウジング6に形成した通路や室との連通が確保されている。
【0031】
電磁制御弁100は、バルブ収容孔90に対する挿入方向の後部にノレノイドケース102を備え、ソレノイドケース102の内部に図示略の制御装置によって通電制御されるソレノイド103を備え、ソレノイドケース102及びバルブハウジング101の中心部に、後端にアーマチュア104を有するロッド105を軸方向スライド自在に備えている。
【0032】
ロッド105は、図示の下端位置に向けて第1バネ106により付勢されており、ソレノイド103に通電することで第1バネ106に抗して図示の上方位置へ変位する。ここでは、ソレノイド103に対する非通電時に、ロッド105が第1バネ106の力で下方変位させられることで容量制御弁130が開き、通電時に、ロッド105がソレノイド103の磁力で上方変位させられることで容量制御弁130が閉じる設定となっている。
【0033】
バルブハウジング101の内部には、ソレノイド103側から順に第1室121、第2室122、第3室123が区画形成されている。第1室121と第2室122の間の仕切壁125には、容量制御弁130の弁孔131が設けられている。容量制御弁130は、この弁孔131と、その周囲の弁座132と、ロッド105に一体に設けられて第1室121内に収容された弁体133とからなり、ロッド105の変位に応じて弁体133が弁座132に接触離間することで、弁孔131を開閉して、第1室121と第2室122を連通したり遮断したりするようになっている。
【0034】
この第1室121には第1ポート141が連通しており、第1ポート141には吐出室8が連通している。また、第2室122には第2ポート142が連通しており、第2ポート142には圧力導入通路32のリアハウジング6側の開口端が連通している。従って、容量制御弁130を開閉制御することで、吐出室8と圧力導入通路32の連通・遮断を制御できるようになっている。
【0035】
第2室122と第3室123は仕切壁126で仕切られており、その仕切壁126に、ロッド105の挿通するスライド孔127が設けられている。ロッド105は、前述したように長手方向の基端部にアーマチュア104、中間部に容量制御弁130の弁体133を有するもので、更にその先端側に弁孔131の内周との間に十分な隙間を確保する細径の円柱部105a、その先端側にスライド孔127に極力隙間なくスライドするスライド円柱部105b、その先端側にバネ受部105c、その更に先端側に先端円柱部105dを有している。
【0036】
ロッド105の先端に設けたバネ受部105c及び先端円柱部105dは、スライド孔127より先方にある第3室123内に収容されている。第3室123は先端面が開口しており、その先端開口部には、逆止弁150の弁孔151及び弁座152を有するキャップ155が固着されている。弁孔151は、第4ポート144として吐出室8に連通している。
【0037】
また、第3室123の内部には、弁座152に接触離間することで弁孔151を開閉する逆止弁150の弁体153が収容されている。この弁体153の下端とロッド105の先端円柱部105dの上面は、初期状態において所定の間隔(ロッド105の最大変位量より大きな間隔)を開けて対向しており、この弁体153とロッド105の先端のバネ受部105cとの間には、逆止弁150のセット圧(開弁力)を規定する第2バネ154が介装されている。
【0038】
この第2バネ154は弁体153を閉方向に付勢しており、この第2バネ154及び弁体153、弁孔151、弁座152により逆止弁150が構成されている。第3室123は、逆止弁150の下流側の空間であり、この第3室123に形成された第3ポート143は、リアハウジング6に形成された吐出ポート110に連通している。
【0039】
ここでは、前述のように逆止弁150の弁体153に対するセット圧を規定する第2バネ154を、ロッド105の先端のバネ受部105cと弁体153との間に介装し、弁体153とロッド105との間に所定の間隔を開けているので、容量制御弁130の全開時(ロッド105が下端位置にある時)における逆止弁150のセット圧に比べて、容量制御弁130が閉側に制御される時(ロッド105が下端位置から上方へ変位した時)の逆止弁150のセット圧が、第2バネ154が圧縮される分だけ大きくなる構成となっている。
【0040】
以上の構成の電磁制御弁100を備えた圧縮機に外部冷媒回路300を接続する場合は、吐出ポート110と、吸入室7に連通する図示しない吸入ポートとに外部冷媒回路300の両端を接続し、同回路上に吐出ポート110側から順に凝縮器301、膨張弁302、蒸発器303を配置する。そうすることで冷却サイクルが出来上がる。
【0041】
この圧縮機の場合、前述したように、圧縮機のリアハウジング6に1つのバルブ収容孔90を形成し、そのバルブ収容孔90に、容量制御弁130と逆止弁150を一体に組み立てた電磁制御弁100を挿入配置したので、リアハウジング6の孔加工数を削減することができ、製造コストの低減が図れる。特に、別機能を果たす2つの弁(容量制御弁130と逆止弁150)を同じバルブハウジング101の中に組み込んだので、予め電磁制御弁100を外部で組み立てそれをバルブ収容孔90にセットするだけで組立を完了することができ、製作が容易であり、コストの低減が図れる。
【0042】
次に図2〜図5を主に用いて動作を説明する。
【0043】
この圧縮機の場合、クラッチレスであるから、車両エンジン駆動中はドライブシャフトSが常時回転する。図示略の圧縮機の制御装置は、エアコンスイッチON(エアコンON)で電磁制御弁100のソレノイド103に通電し(この状態を単に「電磁制御弁ON」とも言う)、エアコンスイッチOFF(エアコンOFF)でソレノイド103への通電を停止する(この状態を単に「電磁制御弁OFF」とも言う)。また、同制御装置は、冷房要求のある状態(エアコンON)での冷房負荷に応じたソレノイド103の通電制御を、電流値制御やデューティ制御などの形で行う。
【0044】
以下の説明においては、便宜上、各部の圧力として次の符号を用いる。
【0045】
Pd1:主として吐出室8内の圧力
Pd :逆止弁150通過後の圧力(圧縮機の吐出ポート圧)
Pc :クランク室5の圧力
Pd2:Pd1そのものか、Pd1を絞りで減圧した圧力
(ただし、Pd1>Pd2>Pc)
Ps :吸入圧
まず、電磁制御弁100がOFF(エアコンOFF)のときについて述べる。
このときは、図2に示すように、第1バネ104の力でロッド105が下方位置に変位させられるので、弁体133が弁座132から離れ、容量制御弁130が全開となる。
【0046】
斜板26は圧縮機内の圧力バランスを維持するために最小傾角が「0°」よりも僅かに大きい値に設定されているので、ドライブシャフトSが回転している限り吐出室8には圧力Pd1が発生し、電磁制御弁OFFで容量制御弁130が「開」であることにより、この吐出室8の圧力Pd1を基準にして生成された圧力(吐出圧領域の圧力)Pd2が、圧力導入通路32を通してクランク室5に導入される。
【0047】
つまり、斜板26が最小傾角のときでも、シリンダボア2からは冷媒ガスが吐出室8に吐出され、その冷媒ガスが容量制御弁130及び圧力導入通路32を介してクランク室5に流入する。また、クランク室5内の冷媒ガスは、圧力導出通路31を通って吸入室7へ流入し、吸入室7内の冷媒ガスは再びシリンダボア2内へ吸入されて吐出室8へ吐出される。このとき、クランク室5の圧力Pcと吸入圧Psとの差圧により、斜板26はデストローク位置に保持される。
【0048】
ここで、符号の説明のところで述べたように、クランク室5に実際に導入される圧力Pd2は、吐出室8の圧力Pd1そのものであってもよい(Pd1=Pd2)が、Pd1>Pd2(但し、Pd2>Pc)であってもよい。以下では、簡略化のために「Pd1=Pd2」として説明する。
【0049】
デストローク状態における最小吐出容量作動の場合、吐出室8の圧力Pd1と吐出ポート110の圧力Pdの差(Pd1−Pd)=ΔPdは小であり、その差圧(Pd1−Pd)に第2バネ154の力が勝るような設定になっている(予めそのように第2バネ154のセット圧が設定されている)ことにより、逆止弁150は閉状態を維持する。また、容量制御弁130が開で、吐出室8の圧力Pd1(=Pd2)がクランク室5に供給され続けることによって、クランク室5の圧力Pcが大となって、斜板26の傾角が実質ゼロに維持され、容量最小のままの運転が継続される。また、逆止弁150が閉であることにより、冷媒は外部冷媒回路300に流出せず、圧縮機の中を最小容量で循環することになる。
【0050】
即ち、斜板26が最小傾角にあるとき、冷媒は吐出室8、圧力導入通路32、クランク室5、圧力導出通路31、吸入室7、シリンダボア2を順番に経由するルートで循環する。また、冷媒ガスが圧縮機内を循環することによって、冷媒ガスと共に流動する潤滑油が圧縮機内の各部を潤滑する。
【0051】
従って、この場合は、冷媒が外部冷媒回路300へ出て行かないので、蒸発器303でのフロストの発生の心配もない。
【0052】
次に、電磁制御弁100がON(エアコンON)のときについて述べる。
【0053】
エアコンOFFの状態からエアコンONの状態に切り替わると、電磁制御弁100がOFF→ONになることで、ロッド105が図3に示すように、ソレノイド103の磁力によって上方位置に変位させられ、それにより弁体133が弁座132に密着し、容量制御弁130が「閉」となる。
【0054】
容量制御弁130が「閉」になると、吐出室8からクランク室5への冷媒ガスの供給が遮断されるので、クランク室5内の冷媒ガスが圧力導出通路31を介して吸入室7に流出するばかりとなり、クランク室5内の圧力Pcは吸入室7内の低圧(吸入圧)Psに近づく。そのため、斜板26は傾角を増していき、それに伴って吐出容量が増大していく。
このエアコンONの初期の段階では、ロッド105の押し上げによって、逆止弁150の第2バネ154がエアコンOFFのときよりも圧縮されるので、逆止弁150のセット圧が大きくなり(つまり開弁力が大きくなり)、吐出圧Pd1が高く維持されることになる。
【0055】
やがて、斜板26の傾角増大により吐出容量が増加していくと、逆止弁150の前後の差圧(Pd1−Pd)が大きくなり、その差圧が第2バネ154のセット圧を超えると、図4に示すように、逆止弁150の弁体153が押し下げられて、逆止弁150が開き、吐出室8の冷媒ガスが吐出ポート110に流れ、吐出ポート110から外部冷媒回路300に流れ出て行く。
【0056】
なお、図4は、第2バネ154が最大に圧縮して、逆止弁150の弁体153がロッド105の先端に当たっている状態を示している。
【0057】
その後、冷房負荷に応じて容量制御弁130の実質開度が調節されることにより、クランク室5内の圧力が調節され、圧縮機の吐出容量が制御される。
【0058】
例えば、冷房負荷が高いときは、吐出室8からクランク室5へ供給される吐出冷媒ガス量が少なくなるので、クランク室5内の圧力Pcが低下し、この圧力低下により斜板26の傾角が大きくなって、吐出容量が増大する。また、冷房負荷が低いときは、吐出室8からクランク室5へ供給される吐出冷媒ガス量が多くなるので、クランク室5内の圧力Pcが上昇し、この圧力上昇により斜板26の傾角が小さくなって、吐出容量が減少する。
上記のように、エアコンOFF→ONの切り替えに応じて逆止弁150のセット圧(開弁圧)が変更されることにより、電磁制御弁100の通電時には、高いセット圧(開弁圧)で逆止弁150が作動することになる。これにより、逆止弁150が開弁する時点での吐出室8の圧力が高く維持されることになり、クランク室5と吐出室8の差圧が大きくとれ、結果的に電磁制御弁100によるストローク調整の制御応答性が良くなる。つまり、吐出室8とクランク室5の差圧が大きいほど、電磁制御弁100を開いてクランク室5の圧力を変更する際(容量制御を行う際)のレスポンスがよくなり、可変容量コンプレッサとしての性能が向上する。
【0059】
図6は、逆止弁150の前後差圧ΔPd=Pd1−Pdと吐出流量Qの関係を示している。前述した電磁制御弁ON時の逆止弁150のセット圧の変更(点線で示す曲線)により、セット圧が変更されない従来の場合(実線)と比べて、吐出室8の圧力Pd1が高く維持される。
【0060】
また、逆に言うと、電磁制御弁ON時に比べてOFF時の逆止弁150のセット圧を低くすることができるので、通電OFFで最小吐出容量で圧縮機が回っているときの吐出室の逃がし圧を低く設定することができ、通電OFF時における圧力上昇時の安全性を高めることができる。
【0061】
また、電磁制御弁100をONして圧縮機の容量制御を行っている状態で、吐出圧Pd1が異常に上昇した場合、例えば、ピストンストロークが大き過ぎて吐出室8の圧力Pd1が異常に高くなってしまった場合には、図5に示すように、逆止弁150の第2バネ154が最大に圧縮して、弁体154がロッド105の先端に当たり、ロッド105を押し下げて、容量制御弁130を開弁する。それにより、吐出室8からクランク室5へ冷媒が流れ、クランク室5の圧力Pcが高まることで、ピストンストロークが小さくなる。つまり、異常状態から通常状態へ回復するような安全機能が自動的に働く。
【0062】
実際にロッド105が押し下げられるときの力は次のようになる。
【0063】
ロッド105の上側部分に作用する下向きの合力(容量制御弁130を開弁する方向の力)は、
(Pd1×E)+Pd(C−E)−Pc(C−B)
であり、下側部分に作用する上向きの合力(容量制御弁130を閉弁する方向の力)は、
(Pd2×A)−Pc(A−B)−f1+Fisol
であり、下向きの力が上向きの力に勝つときロッド105が押し下げられて、容量制御弁130が開きクランク室5に吐出室8の圧力が流入することになる。
【0064】
但し、上式において、
A:容量制御弁130の弁孔131の面積
B:ロッド105の細径の円柱部105aの断面積
C:ロッド105のスライド部105bの断面積
E:ロッド105の先端円柱部105dの断面積
f1:第1バネ104による力
Fisol:ソレノイド103による力
である。
【0065】
次に車両エンジンが停止した場合について説明する。
【0066】
車両エンジンが停止すると、圧縮機も停止し、斜板26の回転が止まる。また電磁制御弁100もOFFとなり、斜板26の傾角は最小となる。圧縮機の運転停止状態が続くと、圧縮機内の圧力が均一化するが、斜板26の傾角は傾角減少バネ19のバネ力によって最小傾角に保持される。従って、次に車両エンジンの起動によって圧縮機の運転が開始されるとき、斜板26は負荷トルクの最も少ない最小傾角状態から回転を開始し、圧縮機の起動時のショックも殆どない。
【0067】
また、外部冷媒回路300上の熱交換器である凝縮器301や蒸発器303に比べて、圧縮機は温まり難く冷め易いという特性があり、この特性のために圧縮機の運転停止中に外部冷媒回路300中の冷媒が圧縮機内へ流入し、圧縮機内で液化し、圧縮機内に液冷媒が溜まりやすいが、逆止弁150が外部冷媒回路300から冷媒の逆流を阻止するので、圧縮機内の液冷媒の溜まりによる圧縮機内の摩耗や焼き付き等の悪影響を回避することができる。また、逆止弁150によって冷媒の逆流を防止しているので、エアコンONしたときの容量復帰を早めることもできる。
【0068】
また、クラッチレス圧縮機の場合、車両の加速要求時に圧縮機の回転数が上がるため、エンジン負荷が増大することになるが、そのときに電磁制御弁100への通電をOFFにして容量制御弁130を開き斜板26を最小容量位置に制御することで、エンジン負荷を減らすことができ、燃費向上及び加速性のアップを図ることができる。
【0069】
なお、上述の実施形態では制御弁が電磁制御弁で構成されているが、本発明にあっては制御弁は例えばベローズなどを利用した機械式制御弁を用いてもよい。また、上述の実施形態では圧縮機がクラッチレス圧縮機で構成されているが、本発明にあってはクラッチ付きの圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図2】同圧縮機の容量制御系の電磁制御弁100を中心とした構成図で、電磁制御弁100がOFFの時の状態を示す断面図である。
【図3】同電磁制御弁100がONで、逆止弁150が閉じている時の状態を示す断面図である。
【図4】同電磁制御弁100がONで、逆止弁150が開き、逆止弁150の弁体153が電磁制御弁100のロッド105の先端に当接した時の状態を示す断面図である。
【図5】同電磁制御弁100がONされている状態で、吐出圧の過度の上昇により、逆止弁150の弁体153が電磁制御弁100のロッド105を押し下げて、強制的に電磁制御弁100の主弁である容量制御弁130を開いている時の状態を示す断面図である。
【図6】実施形態の圧縮機の特性を示すための図である。
【符号の説明】
2 シリンダブロック(第1のハウジング)
3 シリンダボア
4 フロントハウジング(第1のハウジング)
5 クランク室
6 リアハウジング(第2のハウジング)
7 吸入室
8 吐出室
13v 吸入弁
14v 吐出弁
26 斜板
29 ピストン
31 圧力導出通路(容量制御手段)
32 圧力導入通路(容量制御手段)
35 固定絞り部
90 バルブ収容孔
100 電磁制御弁(容量制御手段)
110 吐出ポート
150 逆止弁
300 外部冷媒回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is of a variable capacity swash plate type that controls the inclination angle of a swash plate according to a difference between a pressure in a crank chamber and a suction pressure through a piston, and a check valve that prevents return of refrigerant from an external refrigerant circuit. The present invention relates to a compressor including:
[0002]
[Prior art]
Recently, a variable capacity swash plate type compressor has often been incorporated in a cooling circuit used in a vehicle air conditioning system. In this compressor, the discharge capacity is controlled by adjusting the pressure in the crank chamber to adjust the inclination angle of the swash plate, and a capacity control means for that is introduced by introducing the pressure in the discharge pressure area into the crank chamber. A pressure introducing passage, a pressure introducing passage with a throttle for introducing the pressure in the crank chamber to the suction pressure region, and a control valve interposed in the pressure introducing passage to control the opening and closing of the pressure introducing passage. .
[0003]
In this compressor, a check valve is provided to prevent high-pressure refrigerant gas from flowing back into the compressor from the external refrigerant circuit when the compressor is stopped. The storage of the liquid refrigerant in the compressor is prevented as much as possible. This is because, when the storage of the liquid refrigerant is prevented as much as possible by the check valve, an excessive increase in the pressure in the compressor can be prevented, and the inclination angle of the swash plate at the time of start-up and the capacity return are speeded up. This is because rapid cooling is possible.
[0004]
At present, in a conventional compressor, a control valve for performing such a capacity control function and the above-described check valve are completely and separately assembled into two holes formed in a housing of the compressor. For example, see Patent Documents 1 and 2.)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-205446
[0006]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 1-257777
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional compressor, since the control valve and the check valve for controlling the capacity are individually assembled in the holes machined in the compressor housing, there is a problem that the number of machining steps increases and the manufacturing cost increases. .
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a compressor capable of reducing the number of processing steps and reducing costs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a first housing having a plurality of cylinder bores and a crank chamber, a piston slidably accommodated in each cylinder bore, and a suction chamber and a discharge valve communicating with the cylinder bore through a suction valve are provided. A second housing having a discharge chamber communicating therewith, a swash plate housed in the crank chamber, connected to each piston, and having a tilt angle controlled by a difference between a pressure in the crank chamber and a suction pressure across the piston; A capacity control unit that controls the inclination angle of the swash plate by adjusting the pressure in the crank chamber, and is interposed between the discharge chamber and a discharge port connected to an external refrigerant circuit, and is opened with a differential pressure equal to or higher than a set pressure. A check valve for permitting the flow of the refrigerant from the discharge chamber to the discharge port and constantly preventing the reverse flow of the refrigerant from the discharge port to the discharge chamber. Form one valve accommodating bore in managing, characterized in that incorporates a control valve which is the main element of the capacity control means to the valve accommodating hole and said check valve.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the check valve is integrated with a valve housing of the control valve.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the displacement control means includes a pressure introduction passage for introducing the pressure in the discharge pressure region to the crank chamber, and a pressure derivation with a throttle for leading the pressure in the crank chamber to the suction pressure region. A passage, and an electromagnetic control valve interposed in the pressure introduction passage for controlling opening and closing of the pressure introduction passage, and wherein the check valve is incorporated in a valve housing of the electromagnetic control valve, The check valve and the electromagnetic control valve are combined so that the set pressure of the check valve when the electromagnetic control valve is controlled to close is larger than the set pressure of the check valve when the control valve is fully open. It is characterized by having been done.
[0012]
The invention according to claim 4 is the compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor is constantly rotated while the external drive source is being driven by directly connecting the external drive source to the drive shaft without a clutch mechanism. It is a clutchless compressor.
[0013]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, one valve housing hole is formed in the compressor housing, and the control valve which is the main element of the capacity control means and the check valve for preventing the backflow of the refrigerant are incorporated in the valve housing hole. Therefore, the number of processes for the compressor housing can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, since the check valve is integrally incorporated in the valve housing of the control valve, the valve housing is previously installed in the valve housing of the control valve and the valve housing is inserted into the valve housing hole of the compressor. , The assembly can be completed, the production is easy, and the cost can be further reduced.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the displacement control means includes: a pressure introduction passage for introducing the pressure in the discharge pressure region to the crank chamber; a pressure derived passage with a throttle for leading the pressure in the crank chamber to the suction pressure region; An electromagnetic control valve interposed in the middle of the introduction passage to control the opening and closing of the pressure introduction passage, and a check valve is incorporated in a valve housing of the electromagnetic control valve. Since the set pressure of the check valve when the electromagnetic control valve is controlled to close is larger than the set pressure of the check valve when the control valve is fully open, the capacity control by the electromagnetic control valve is started. The pressure in the discharge chamber at the time can be kept high, and the differential pressure between the crank chamber and the discharge chamber can be increased, so that the control response of the stroke adjustment by the electromagnetic control valve is improved. That is, since the pressure difference between the discharge chamber and the crank chamber can be increased, the responsiveness when the electromagnetic control valve is opened to change the pressure in the crank chamber is improved, and the displacement control can be speeded up.
[0016]
According to the invention of claim 4, since the compressor is a clutchless compressor, the compressor rotates even when the air conditioner is off. However, by using the opening force of the check valve (set pressure of the spring), the refrigerant can be circulated in the compressor with a low capacity when the air conditioner is turned off, and the discharge of the refrigerant to the external refrigerant circuit can be prevented. That is, when there is no check valve, when there is no check valve, the compressor rotates at the minimum inclination when the air conditioner is turned off, and the refrigerant gas is discharged from the compressor to the external refrigerant circuit. Even when the discharge capacity of the refrigerant is small compared to the normal operation, the evaporator produces a cooling action. However, since the fan is stopped when the air conditioner is off, if the air conditioner is off for a long time, cooling of the evaporator proceeds, and frost occurs in the evaporator. The occurrence of frost hinders the heat exchange action in the evaporator, and causes a situation in which a cooling action cannot be obtained when the air conditioner is restarted. However, according to the fourth aspect of the present invention, the check valve can prevent the refrigerant from being discharged to the external refrigerant circuit during low-volume circulation, thereby preventing the occurrence of frost in the evaporator.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the compressor of the embodiment, and FIGS. 2 to 5 are cross-sectional views showing the configuration and operation of a capacity control system centering on an electromagnetic control valve.
[0019]
First, an overall configuration of a compressor according to an embodiment will be described with reference to FIG. The compressor of this embodiment is a clutchless compressor and a swash plate type variable displacement compressor. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a housing of a swash plate type variable displacement compressor. A housing 1 of the swash plate type variable displacement compressor has a cylinder block 2 having a plurality of cylinder bores 3 and a front housing joined to a front end surface of the cylinder block 2 to form a crank chamber 5 with the cylinder block 2. And a rear housing 6 joined to the rear end face of the cylinder block 2 via a valve plate 9 to form a suction chamber 7 and a discharge chamber 8. The cylinder block 2, the front housing 4 and the rear housing 6 are fixed by through bolts. Here, the cylinder block 2 and the front housing 4 correspond to a first housing in claims, and the rear housing 6 corresponds to a second housing.
[0020]
The valve plate 9 includes a suction hole 11 that connects the cylinder bore 3 and the suction chamber 7, and a discharge hole 12 that connects the cylinder bore 3 and the discharge chamber 8. On the cylinder block 2 side of the valve plate 9, a metal suction plate 13 having a reed valve (suction valve) 13 v for opening and closing the suction hole 11 is provided, while on the rear housing 6 side of the valve plate 9, a discharge is provided. A metal discharge plate 14 having a reed valve (discharge valve) 14v for opening and closing the hole 12 and a retainer 15 for holding the discharge plate 14 and restricting the opening limit of the reed valve 14v are provided.
[0021]
A shaft support hole having bearings 17 and 18 for the drive shaft S is provided at the center of the cylinder block 2 and the front housing 4, and the drive shaft S is rotatably supported in the crank chamber 5. The front end of the drive shaft S protrudes outside from the front housing 4, and a pulley 50 is fixed to the protruding end. The pulley 50 is connected to the vehicle engine via a belt (not shown), and transmits the rotation of the engine to the drive shaft S without a clutch.
[0022]
Inside the crank chamber 5, a drive plate 21 fixed to the drive shaft S, a journal 24 swingably connected by a pin 23 to a sleeve 22 slidably fitted to the drive shaft S, and a journal 24. And a swash plate 26 fixed to the boss portion 25 via a bearing 20. The drive plate 21 and the journal 24 regulate the swing of the swash plate 26 by connecting their hinge arms 21h and 24h via an arc-shaped long hole 27 and a pin 28. Further, an inclination-reducing spring 19 is interposed between the drive plate 21 and the swash plate 26. The inclination reducing spring 19 biases the swash plate 26 in a direction to decrease the inclination of the swash plate 26.
[0023]
The piston 29 accommodated in each cylinder bore 3 is connected to the swash plate 26 via a connecting rod 30 and performs a piston motion using the rotational motion of the drive shaft S as a driving force. The basic function of the compressor is to compress the refrigerant sucked into the cylinder bore 3 through the suction chamber 7 and the suction hole 11 by the piston motion of the piston 29 and discharge the refrigerant from the cylinder bore 3 to the discharge chamber 8 through the discharge hole 12. That is.
[0024]
In this embodiment, as a capacity control means for making the discharge capacity variable, in the present embodiment, a pressure lead-out passage 31 communicating the crank chamber 5 with the suction chamber 7 and a pressure introduction passage communicating the crank chamber 5 with the discharge chamber 8. 32 and an electromagnetic control valve 100 that controls opening and closing of the pressure introduction passage 32. The electromagnetic control valve 100 controls the amount of refrigerant flowing through the pressure introduction passage 32, thereby adjusting the pressure in the crank chamber 5, changing the piston stroke, and changing the discharge capacity.
[0025]
The pressure outlet passage 31 limits the flow rate of the refrigerant (blow-by gas) fed back from the crank chamber 5 to the suction chamber 7. That is, the fixed throttle portion 35 provided in the pressure derivation path 31 for limiting the amount of refrigerant restricts the flow rate. The reason why the fixed throttle portion 35 is provided is that when the amount of the refrigerant flowing through the pressure lead-out passage 31 (the flow rate of the refrigerant fed back from the crank chamber 5 to the suction chamber 7) can be strictly controlled, the crank chamber 5, the suction chamber 7, and the protrusion chamber This is because it is possible to maintain the pressure balance with the compressor 8 in a favorable state, and it becomes easy to control the discharge capacity of the compressor. Actually, the pressure lead-out passage 31 is provided with a through-bolt through-hole for a through-bolt provided over the cylinder block 2, the valve plate 9 and the rear housing 6, and a through-hole through-hole in the rear housing and the suction chamber 7. And a through-hole communicating the above. A fixed throttle portion with a reduced passage area is provided on the way.
[0026]
The pressure introduction passage 32 has a passage 32 a formed in the rear housing 6 and the valve plate 9, a space 32 b formed so as to surround an end of the drive shaft S, and an end opened in the space 32 b. The other end of the shaft inside the drive shaft S extends in the axial direction of the shaft 32, and extends in the radial direction of the drive shaft S from the vertical hole 32 c and opens on the outer peripheral surface of the drive shaft S, thereby opening the inside of the crank chamber 5. It is composed of a shaft inner side hole 32d facing the space. In the figure, reference numerals are attached to arrows to indicate the passages.
[0027]
The provision of the vertical shaft hole 32c and the horizontal shaft hole 32d that constitute the pressure introduction passage 32 inside the drive shaft S is advantageous not only in terms of layout, but also in that the refrigerant finally enters the crank chamber 5 in the crank chamber 5. This is because the refrigerant containing the lubricating oil can be evenly distributed around the periphery by the centrifugal force generated by the rotation of the drive shaft S when the refrigerant is introduced into the drive shaft S.
[0028]
Next, the configuration of the electromagnetic control valve 100 for capacity control will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 to 5.
[0029]
The electromagnetic control valve 100 incorporates a capacity control valve 130 as a main valve and a check valve 150 for preventing the refrigerant from flowing back to the compressor. The check valve 150 is interposed between the discharge chamber 8 and the discharge port 110 connected to the external refrigerant circuit 200. The check valve 150 opens at a differential pressure equal to or higher than the set pressure and opens from the discharge chamber 8 to the discharge port 110. The function of allowing the flow of the refrigerant to the discharge chamber 110 and preventing the backflow of the refrigerant from the discharge port 110 to the discharge chamber 8 at all times.
[0030]
The electromagnetic control valve 100 integrally provided with the check valve 150 inserts the valve housing 101 into the valve housing hole 90 formed in the rear housing 6 and snaps the solenoid case 102 provided at the rear part of the valve housing 101 into a snap ring. By fixing at 99, it is assembled to the rear housing 6. Here, by inserting the valve housing 101 of the electromagnetic control valve 100 into the valve housing hole 90 via the O-rings 91 to 94, various ports (described later) of the electromagnetic control valve 100 and the passages formed in the rear housing 6 are formed. Communication with the room is secured.
[0031]
The electromagnetic control valve 100 includes a solenoid case 102 at a rear portion in the insertion direction with respect to the valve housing hole 90, includes a solenoid 103 that is energized and controlled by a control device (not shown) inside the solenoid case 102, and includes a solenoid case 102 and a valve housing. A rod 105 having an armature 104 at a rear end is provided at the center of the center 101 so as to be slidable in the axial direction.
[0032]
The rod 105 is urged by a first spring 106 toward a lower end position shown in the figure, and is displaced to an upper position shown in the figure against the first spring 106 by energizing the solenoid 103. Here, when the solenoid 103 is not energized, the displacement control rod 130 is opened by the rod 105 being displaced downward by the force of the first spring 106, and the rod 105 is displaced upward by the magnetic force of the solenoid 103 when energized. The capacity control valve 130 is set to close.
[0033]
Inside the valve housing 101, a first chamber 121, a second chamber 122, and a third chamber 123 are formed in order from the solenoid 103 side. A valve hole 131 of the capacity control valve 130 is provided in a partition wall 125 between the first chamber 121 and the second chamber 122. The capacity control valve 130 includes the valve hole 131, a valve seat 132 around the valve hole 131, and a valve body 133 provided integrally with the rod 105 and housed in the first chamber 121. When the valve body 133 comes into contact with and separates from the valve seat 132, the valve hole 131 is opened and closed, and the first chamber 121 and the second chamber 122 are communicated or blocked.
[0034]
A first port 141 communicates with the first chamber 121, and the discharge chamber 8 communicates with the first port 141. A second port 142 communicates with the second chamber 122, and an opening end of the pressure introducing passage 32 on the rear housing 6 side communicates with the second port 142. Therefore, by controlling the opening / closing of the capacity control valve 130, the communication / cutoff between the discharge chamber 8 and the pressure introduction passage 32 can be controlled.
[0035]
The second chamber 122 and the third chamber 123 are partitioned by a partition wall 126, and the partition wall 126 is provided with a slide hole 127 through which the rod 105 passes. As described above, the rod 105 has the armature 104 at the base end in the longitudinal direction, and the valve body 133 of the capacity control valve 130 at the middle, and further has a sufficient distance between the rod 105 and the inner periphery of the valve hole 131 at the tip. A small-diameter cylindrical portion 105a that secures a large gap, a sliding cylindrical portion 105b that slides into the slide hole 127 as little as possible at the distal end, a spring receiving portion 105c at the distal end, and a distal cylindrical portion 105d at the further distal end. are doing.
[0036]
The spring receiving portion 105c and the distal end cylindrical portion 105d provided at the distal end of the rod 105 are housed in the third chamber 123 located ahead of the slide hole 127. The third chamber 123 has a front end surface opened, and a cap 155 having a valve hole 151 and a valve seat 152 of the check valve 150 is fixed to the front end opening. The valve hole 151 communicates with the discharge chamber 8 as a fourth port 144.
[0037]
The valve body 153 of the check valve 150 that opens and closes the valve hole 151 by coming into contact with and separating from the valve seat 152 is housed inside the third chamber 123. The lower end of the valve body 153 and the upper surface of the cylindrical end portion 105d of the rod 105 are opposed to each other with a predetermined interval (interval larger than the maximum displacement of the rod 105) in the initial state. A second spring 154 that regulates the set pressure (valve opening force) of the check valve 150 is interposed between the second spring 154 and the spring receiving portion 105c at the distal end of the second spring 154.
[0038]
The second spring 154 urges the valve body 153 in the closing direction, and the second spring 154, the valve body 153, the valve hole 151, and the valve seat 152 constitute a check valve 150. The third chamber 123 is a space on the downstream side of the check valve 150, and the third port 143 formed in the third chamber 123 communicates with the discharge port 110 formed in the rear housing 6.
[0039]
Here, the second spring 154 that regulates the set pressure of the check valve 150 with respect to the valve body 153 is interposed between the spring receiving portion 105c at the tip of the rod 105 and the valve body 153 as described above, and the valve body 153 is provided. Since a predetermined distance is provided between the valve 153 and the rod 105, the set pressure of the check valve 150 when the capacity control valve 130 is fully opened (when the rod 105 is at the lower end position) is smaller than the set pressure of the check valve 150. Is controlled to the closed side (when the rod 105 is displaced upward from the lower end position), the set pressure of the check valve 150 is increased by the amount by which the second spring 154 is compressed.
[0040]
When the external refrigerant circuit 300 is connected to the compressor having the electromagnetic control valve 100 having the above configuration, both ends of the external refrigerant circuit 300 are connected to the discharge port 110 and a suction port (not shown) communicating with the suction chamber 7. On the same circuit, a condenser 301, an expansion valve 302, and an evaporator 303 are arranged in this order from the discharge port 110 side. This will complete the cooling cycle.
[0041]
In the case of this compressor, as described above, one valve accommodating hole 90 is formed in the rear housing 6 of the compressor, and the capacity control valve 130 and the check valve 150 are integrally assembled in the valve accommodating hole 90. Since the control valve 100 is inserted and arranged, the number of holes formed in the rear housing 6 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. In particular, since two valves (capacity control valve 130 and check valve 150) that perform different functions are incorporated in the same valve housing 101, the electromagnetic control valve 100 is assembled outside in advance and set in the valve housing hole 90. Only the assembly can be completed, the production is easy, and the cost can be reduced.
[0042]
Next, the operation will be described mainly with reference to FIGS.
[0043]
In the case of this compressor, since the clutch is not used, the drive shaft S constantly rotates while the vehicle engine is driven. The compressor control device (not shown) energizes the solenoid 103 of the electromagnetic control valve 100 when the air conditioner switch is turned on (air conditioner is turned on) (this state is also simply referred to as “electromagnetic control valve ON”), and the air conditioner switch is turned off (air conditioner is turned off) To stop the energization of the solenoid 103 (this state is also simply referred to as "electromagnetic control valve OFF"). In addition, the control device controls the energization of the solenoid 103 according to the cooling load in a state where a cooling request is made (the air conditioner is ON) in the form of a current value control, a duty control, or the like.
[0044]
In the following description, for convenience, the following symbols are used as the pressure of each part.
[0045]
Pd1: pressure mainly in the discharge chamber 8
Pd: Pressure after passing through check valve 150 (compressor discharge port pressure)
Pc: pressure in crankcase 5
Pd2: Pd1 itself or a pressure obtained by reducing Pd1 with a throttle
(However, Pd1>Pd2> Pc)
Ps: suction pressure
First, the case where the electromagnetic control valve 100 is OFF (the air conditioner is OFF) will be described.
At this time, as shown in FIG. 2, since the rod 105 is displaced to the lower position by the force of the first spring 104, the valve body 133 is separated from the valve seat 132, and the displacement control valve 130 is fully opened.
[0046]
Since the swash plate 26 has a minimum inclination angle set to a value slightly larger than “0 °” to maintain the pressure balance in the compressor, the pressure Pd1 is applied to the discharge chamber 8 as long as the drive shaft S is rotating. Occurs and the displacement control valve 130 is "open" when the electromagnetic control valve is turned off, and the pressure Pd2 generated based on the pressure Pd1 of the discharge chamber 8 (the pressure in the discharge pressure region) is reduced by the pressure introduction passage. It is introduced into the crankcase 5 through 32.
[0047]
That is, even when the swash plate 26 is at the minimum inclination angle, the refrigerant gas is discharged from the cylinder bore 2 into the discharge chamber 8, and the refrigerant gas flows into the crank chamber 5 through the capacity control valve 130 and the pressure introduction passage 32. Further, the refrigerant gas in the crank chamber 5 flows into the suction chamber 7 through the pressure outlet passage 31, and the refrigerant gas in the suction chamber 7 is sucked into the cylinder bore 2 again and discharged to the discharge chamber 8. At this time, the swash plate 26 is held at the destroke position by the pressure difference between the pressure Pc of the crank chamber 5 and the suction pressure Ps.
[0048]
Here, as described in the description of the reference numerals, the pressure Pd2 actually introduced into the crank chamber 5 may be the pressure Pd1 of the discharge chamber 8 itself (Pd1 = Pd2), but Pd1> Pd2 (however, , Pd2> Pc). Hereinafter, description will be made assuming that “Pd1 = Pd2” for simplification.
[0049]
In the case of the minimum discharge capacity operation in the destroke state, the difference (Pd1−Pd) = ΔPd between the pressure Pd1 of the discharge chamber 8 and the pressure Pd of the discharge port 110 is small, and the differential pressure (Pd1−Pd) is reduced by the second spring. Since the setting of the force of the second spring 154 is set such that the force of the second spring 154 is greater than that of the second spring 154, the check valve 150 maintains the closed state. When the displacement control valve 130 is opened and the pressure Pd1 (= Pd2) of the discharge chamber 8 is continuously supplied to the crank chamber 5, the pressure Pc of the crank chamber 5 increases, and the inclination angle of the swash plate 26 is substantially reduced. The operation is maintained at zero and the operation with the minimum capacity is continued. When the check valve 150 is closed, the refrigerant does not flow out to the external refrigerant circuit 300 and circulates in the compressor with the minimum capacity.
[0050]
That is, when the swash plate 26 is at the minimum inclination angle, the refrigerant circulates in a route that sequentially passes through the discharge chamber 8, the pressure introduction passage 32, the crank chamber 5, the pressure derivation passage 31, the suction chamber 7, and the cylinder bore 2. Further, when the refrigerant gas circulates through the compressor, the lubricating oil flowing together with the refrigerant gas lubricates each part in the compressor.
[0051]
Therefore, in this case, since the refrigerant does not go out to the external refrigerant circuit 300, there is no fear of occurrence of frost in the evaporator 303.
[0052]
Next, a case where the electromagnetic control valve 100 is ON (the air conditioner is ON) will be described.
[0053]
When the air conditioner switches from the air conditioner OFF state to the air conditioner ON state, the electromagnetic control valve 100 is turned from OFF to ON, so that the rod 105 is displaced to the upper position by the magnetic force of the solenoid 103 as shown in FIG. The valve body 133 comes into close contact with the valve seat 132, and the capacity control valve 130 is closed.
[0054]
When the displacement control valve 130 is closed, the supply of the refrigerant gas from the discharge chamber 8 to the crank chamber 5 is shut off, so that the refrigerant gas in the crank chamber 5 flows out to the suction chamber 7 via the pressure lead-out passage 31. The pressure Pc in the crank chamber 5 approaches the low pressure (suction pressure) Ps in the suction chamber 7. Therefore, the inclination angle of the swash plate 26 increases, and the discharge capacity increases accordingly.
In the initial stage of turning on the air conditioner, the push-up of the rod 105 compresses the second spring 154 of the check valve 150 more than when the air conditioner is turned off, so that the set pressure of the check valve 150 increases (that is, the valve is opened). As a result, the discharge pressure Pd1 is kept high.
[0055]
Eventually, as the displacement increases due to the increase in the inclination angle of the swash plate 26, the differential pressure (Pd1-Pd) before and after the check valve 150 increases, and when the differential pressure exceeds the set pressure of the second spring 154. As shown in FIG. 4, the valve body 153 of the check valve 150 is pushed down, the check valve 150 opens, and the refrigerant gas in the discharge chamber 8 flows to the discharge port 110, and from the discharge port 110 to the external refrigerant circuit 300. Flowing out.
[0056]
FIG. 4 shows a state in which the second spring 154 is compressed to the maximum, and the valve body 153 of the check valve 150 is in contact with the tip of the rod 105.
[0057]
Thereafter, by adjusting the substantial opening of the capacity control valve 130 in accordance with the cooling load, the pressure in the crank chamber 5 is adjusted, and the discharge capacity of the compressor is controlled.
[0058]
For example, when the cooling load is high, the amount of refrigerant gas discharged from the discharge chamber 8 to the crank chamber 5 decreases, so that the pressure Pc in the crank chamber 5 decreases. As a result, the discharge capacity increases. When the cooling load is low, the amount of refrigerant gas discharged from the discharge chamber 8 to the crank chamber 5 increases, so that the pressure Pc in the crank chamber 5 increases. It becomes smaller and the discharge capacity decreases.
As described above, the set pressure (valve opening pressure) of the check valve 150 is changed according to the switching of the air conditioner from OFF to ON, so that when the electromagnetic control valve 100 is energized, the set pressure (valve opening pressure) is high. The check valve 150 will operate. As a result, the pressure in the discharge chamber 8 at the time when the check valve 150 is opened is maintained high, and the pressure difference between the crank chamber 5 and the discharge chamber 8 can be increased. The control response of the stroke adjustment is improved. That is, as the differential pressure between the discharge chamber 8 and the crank chamber 5 is larger, the response when the electromagnetic control valve 100 is opened to change the pressure in the crank chamber 5 (when performing capacity control) is improved, and the variable capacity compressor as a variable capacity compressor is improved. Performance is improved.
[0059]
FIG. 6 shows the relationship between the differential pressure ΔPd = Pd1−Pd of the check valve 150 and the discharge flow rate Q. Due to the change of the set pressure of the check valve 150 when the electromagnetic control valve is ON (the curve shown by the dotted line), the pressure Pd1 of the discharge chamber 8 is maintained higher than in the conventional case where the set pressure is not changed (solid line). You.
[0060]
Conversely, since the set pressure of the check valve 150 at the time of OFF can be made lower than that at the time of the electromagnetic control valve being ON, the discharge chamber when the compressor is running with the minimum discharge capacity when the power supply is OFF. The relief pressure can be set low, and the safety when the pressure rises when power is turned off can be improved.
[0061]
If the discharge pressure Pd1 rises abnormally while the compressor is being controlled by turning on the electromagnetic control valve 100, for example, if the piston stroke is too large, the pressure Pd1 of the discharge chamber 8 becomes abnormally high. In the case where the displacement has occurred, as shown in FIG. 5, the second spring 154 of the check valve 150 is compressed to the maximum, the valve body 154 hits the tip of the rod 105, and pushes down the rod 105. 130 is opened. Thereby, the refrigerant flows from the discharge chamber 8 to the crank chamber 5, and the pressure Pc of the crank chamber 5 increases, thereby reducing the piston stroke. That is, a safety function for recovering from the abnormal state to the normal state automatically operates.
[0062]
The force when the rod 105 is actually pushed down is as follows.
[0063]
The downward resultant force acting on the upper portion of the rod 105 (the force in the direction of opening the capacity control valve 130) is
(Pd1 × E) + Pd (CE) −Pc (CB)
The upward resultant force acting on the lower portion (the force in the direction of closing the capacity control valve 130) is
(Pd2 × A) -Pc (AB) -f1 + Fisol
When the downward force exceeds the upward force, the rod 105 is pushed down, the capacity control valve 130 is opened, and the pressure of the discharge chamber 8 flows into the crank chamber 5.
[0064]
However, in the above equation,
A: Area of valve hole 131 of displacement control valve 130
B: Cross-sectional area of small-diameter cylindrical portion 105a of rod 105
C: cross-sectional area of the sliding portion 105b of the rod 105
E: cross-sectional area of the end cylindrical portion 105d of the rod 105
f1: force by the first spring 104
Fisol: Force by solenoid 103
It is.
[0065]
Next, a case where the vehicle engine is stopped will be described.
[0066]
When the vehicle engine stops, the compressor also stops, and the rotation of the swash plate 26 stops. Also, the electromagnetic control valve 100 is turned off, and the inclination angle of the swash plate 26 is minimized. If the operation stoppage of the compressor continues, the pressure in the compressor becomes uniform, but the inclination angle of the swash plate 26 is maintained at the minimum inclination angle by the spring force of the inclination reduction spring 19. Therefore, the next time the compressor is started to operate by starting the vehicle engine, the swash plate 26 starts to rotate from the minimum tilt state where the load torque is the least, and there is almost no shock when the compressor is started.
[0067]
Also, the compressor has a characteristic that it is harder to warm up and cools more easily than the condenser 301 and the evaporator 303 which are heat exchangers on the external refrigerant circuit 300. The refrigerant in the circuit 300 flows into the compressor, liquefies in the compressor, and the liquid refrigerant easily accumulates in the compressor. However, since the check valve 150 prevents the refrigerant from flowing back from the external refrigerant circuit 300, the liquid in the compressor is It is possible to avoid adverse effects such as wear and seizure in the compressor due to accumulation of the refrigerant. In addition, since the check valve 150 prevents the backflow of the refrigerant, the capacity can be quickly restored when the air conditioner is turned on.
[0068]
Further, in the case of the clutchless compressor, the engine load increases because the number of revolutions of the compressor increases when the vehicle is requested to accelerate. At that time, the power supply to the electromagnetic control valve 100 is turned off to turn off the displacement control valve. By opening 130 and controlling the swash plate 26 to the minimum displacement position, the engine load can be reduced, and fuel efficiency can be improved and acceleration can be improved.
[0069]
In the above-described embodiment, the control valve is configured by an electromagnetic control valve. However, in the present invention, the control valve may be a mechanical control valve using, for example, a bellows. In the above-described embodiment, the compressor is a clutchless compressor, but may be a compressor with a clutch in the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram centering on an electromagnetic control valve 100 of a displacement control system of the compressor, and is a cross-sectional view showing a state when the electromagnetic control valve 100 is OFF.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state when the electromagnetic control valve 100 is ON and a check valve 150 is closed.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state when the electromagnetic control valve 100 is turned on, a check valve 150 is opened, and a valve body 153 of the check valve 150 comes into contact with a tip of a rod 105 of the electromagnetic control valve 100. is there.
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the electromagnetic control valve 100 is turned on. When the discharge pressure is excessively increased, the valve body 153 of the check valve 150 pushes down the rod 105 of the electromagnetic control valve 100 to forcibly perform electromagnetic control. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a capacity control valve 130 that is a main valve of the valve 100 is opened.
FIG. 6 is a diagram showing characteristics of the compressor of the embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Cylinder block (first housing)
3 Cylinder bore
4 Front housing (first housing)
5 Crankcase
6. Rear housing (second housing)
7 Inhalation chamber
8 Discharge chamber
13v suction valve
14v discharge valve
26 Swash plate
29 piston
31 Pressure lead-out passage (capacity control means)
32 pressure introduction passage (capacity control means)
35 Fixed throttle
90 Valve accommodation hole
100 Electromagnetic control valve (capacity control means)
110 Discharge port
150 check valve
300 External refrigerant circuit

Claims (4)

複数のシリンダボア(3)及びクランク室(5)を有する第1のハウジング(2、4)と、各シリンダボア(3)にスライド自在に収容されたピストン(29)と、シリンダボア(3)に吸入弁(13v)を介して連通する吸入室(7)及び吐出弁(14v)を介して連通する吐出室(8)を有する第2のハウジング(6)と、クランク室(5)内に収容されて各ピストン(29)と連結され且つ該ピストン(29)を挟んでのクランク室(5)内の圧力と吸入圧との差により傾角が制御される斜板(26)と、クランク室(5)内の圧力を調整することで斜板(26)の傾角を制御する容量制御手段(100、31、32)と、前記吐出室(8)と外部冷媒回路(300)に接続される吐出ポート(110)との間に介在され、セット圧以上の前後差圧で開放して吐出室(8)から吐出ポート(110)への冷媒の流れを許し且つ常時吐出ポート(110)から吐出室(8)への冷媒の逆流を阻止する逆止弁(150)と、を備えた圧縮機において、
前記第2のハウジング(6)に1つのバルブ収容孔(90)を形成し、そのバルブ収容孔(90)に前記容量制御手段の主要素である制御弁(100)と前記逆止弁(150)とを組み込んだことを特徴とする圧縮機。
A first housing (2, 4) having a plurality of cylinder bores (3) and a crank chamber (5), a piston (29) slidably housed in each cylinder bore (3), and a suction valve in the cylinder bore (3) A second housing (6) having a suction chamber (7) communicating through the (13v) and a discharge chamber (8) communicating through the discharge valve (14v); and a second housing (6) housed in the crank chamber (5). A swash plate (26) connected to each piston (29) and having a tilt angle controlled by a difference between a pressure in the crank chamber (5) and a suction pressure across the piston (29); Capacity control means (100, 31, 32) for controlling the tilt angle of the swash plate (26) by adjusting the internal pressure, and a discharge port () connected to the discharge chamber (8) and the external refrigerant circuit (300). 110) and between the set pressure Check valve that opens at the pressure difference between the front and rear to allow the flow of the refrigerant from the discharge chamber (8) to the discharge port (110) and always prevents the backflow of the refrigerant from the discharge port (110) to the discharge chamber (8). (150).
One valve housing hole (90) is formed in the second housing (6), and the control valve (100) and the check valve (150), which are main elements of the capacity control means, are formed in the valve housing hole (90). ).
前記制御弁(100)のバルブハウジング(101)に前記逆止弁(150)を一体に組み込んだことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。The compressor according to claim 1, wherein the check valve (150) is integrated into a valve housing (101) of the control valve (100). 前記容量制御手段が、吐出圧領域の圧力をクランク室(5)に導入する圧力導入通路(32)と、クランク室(5)内の圧力を吸入圧領域に導出する絞り(35)付きの圧力導出通路(31)と、前記圧力導入通路(32)の途中に介在されて該圧力導入通路(32)を開閉制御する電磁制御弁(100)とから構成され、且つ、該電磁制御弁(100)のバルブハウジング(101)に前記逆止弁(150)が組み込まれており、
前記電磁制御弁(100)の全開時における逆止弁(150)のセット圧に比べて、電磁制御弁(100)が閉側に制御されるときの逆止弁(150)のセット圧が大きくなるように、逆止弁(150)と電磁制御弁(100)とが組み合わされていることを特徴とする請求項2記載の圧縮機。
The displacement control means includes a pressure introduction passage (32) for introducing pressure in a discharge pressure region to the crank chamber (5), and a pressure with a throttle (35) for leading pressure in the crank chamber (5) to a suction pressure region. An electromagnetic control valve (100) interposed in the middle of the pressure introducing passage (32) and controlling opening and closing of the pressure introducing passage (32); and the electromagnetic control valve (100). ), The check valve (150) is incorporated in the valve housing (101);
The set pressure of the check valve (150) when the electromagnetic control valve (100) is controlled to close is larger than the set pressure of the check valve (150) when the electromagnetic control valve (100) is fully opened. The compressor according to claim 2, characterized in that the check valve (150) and the electromagnetic control valve (100) are combined so that the check valve (150) and the electromagnetic control valve (100) are combined.
請求項1〜3の何れか1項記載の圧縮機において、
前記圧縮機は、外部駆動源をクラッチ機構なしで直接駆動軸(S)に連結することで、外部駆動源の駆動中に常時回転するクラッチレス圧縮機であることを特徴とする圧縮機。
The compressor according to any one of claims 1 to 3,
The compressor according to claim 1, wherein the compressor is a clutchless compressor that is always rotated during driving of the external drive source by directly connecting the external drive source to the drive shaft (S) without a clutch mechanism.
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KR100852130B1 (en) * 2007-05-16 2008-08-13 학교법인 두원학원 Reciprocating compressor with check valve in discharge chamber
KR101177294B1 (en) 2006-05-01 2012-08-30 한라공조주식회사 Variable capacity type swash plate type compressor

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