JP4493480B2 - 可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁に関するものである。

一方の端壁に弁軸挿通孔が形成され、周壁に入口孔が形成され、他方の端壁に弁孔が形成された筒状の弁室と、弁軸挿通孔に摺動可能に挿通された弁軸を有し弁室内で往復移動し弁孔を開閉する弁体と、弁体駆動手段とを備え、入口孔は吐出室に連通し、弁孔はクランク室に連通する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁が特許文献１に開示されている。
特開平９−２６８９７３

文献１の容量制御弁には、入口孔から弁室に流入するガスに微量に含まれる圧縮機内部の微小異物や磨耗粉や外部冷凍回路側の微小異物等が弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間に侵入し、弁軸のスムーズな往復動が阻害され、容量制御機能が阻害される可能性があるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、一方の端壁に弁軸挿通孔が形成され、周壁に入口孔が形成され、他方の端壁に弁孔が形成された筒状の弁室と、弁軸挿通孔に摺動可能に挿通された弁軸を有し弁室内で往復移動し弁孔を開閉する弁体と、弁体駆動手段とを備え、入口孔は吐出室に連通し、弁孔はクランク室に連通する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物の侵入が抑制された容量制御弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、一方の端壁に弁軸挿通孔が形成され、周壁に入口孔が形成され、他方の端壁に弁孔が形成された筒状の弁室と、弁軸挿通孔に摺動可能に挿通された弁軸を有し弁室内で往復移動し弁孔を開閉する弁体と、弁体駆動手段とを備え、入口孔は吐出室に連通し、弁孔はクランク室に連通する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、弁室は弁軸挿通孔と同心で且つ弁軸挿通孔より大径の円筒形状に形成され、前記入口孔が弁室の中心軸線に対して直交方向に差し向けられ、且つ弁室の中心軸線から径方向にオフセットして、入口孔の中心軸線を弁室内に延長した仮想線が弁軸と交わらないように配設されていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁を提供する。

本発明に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁においては、弁室が弁軸挿通孔と同心で且つ弁軸挿通孔より大径の円筒形状に形成され、弁室入口孔が弁室の中心軸線に対して直交方向に差し向けられ且つ弁室の中心軸線から径方向にオフセットして、入口孔の中心軸線を弁室内に延長した仮想線が弁軸と交わらないように配設されているので、入口孔から弁室へ流入したガスは弁室内で旋回運動し、遠心力を受けた異物は弁室周壁方向へ移動する。弁軸挿通孔は弁室端壁の中心部に形成されるので、弁軸挿通孔近傍に異物が存在する可能性が低下する。この結果、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物の侵入が抑制される。
弁室が円筒形状を有することにより、弁室内での旋回流の発生が促進され、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明の好ましい態様においては、弁室の周壁に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の入口孔が形成されている。
弁室の周壁に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の入口孔が形成されることにより、弁室内での旋回流の形成が促進され、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明の好ましい態様においては、入口孔は弁室の周壁に対して接線方向へ差し向けられている。
入口孔が弁室の周壁に対して接線方向へ差し向けられることにより、弁室内での旋回流の発生が促進され、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明の好ましい態様においては、弁室は前記他方の端壁へ向けて凸の円錐台形状を有する。
弁室が前記他方の端壁へ向けて凸の円錐台形状を有することにより、弁孔開放時の入口孔から弁孔へのガスの流れがスムーズになる。この結果、異物の排出性能が向上する。

本発明の好ましい態様においては、弁軸挿通孔を取り囲む筒体が前記一方の端壁から前記他方の端壁へ向けて延在しており、筒体の先端は入口孔よりも前記他方の端壁側に位置している。
弁軸挿通孔を取り囲む筒体が前記一方の端壁から前記他方の端壁へ向けて延在し、筒体の先端が入口孔よりも前記他方の端壁側に位置することにより、入口孔から弁室へ流入したガスは、筒体と弁室周壁との間の円環状隙間を流れることになる。この結果、旋回流の形成が促進され、且つ旋回流が弁軸挿通孔に直接触れる可能性が低下し、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁においては、弁室が弁軸挿通孔と同心で且つ弁軸挿通孔より大径の円筒形状に形成され、弁室入口孔が弁室の中心軸線に対して直交方向に差し向けられ且つ弁室の中心軸線から径方向にオフセットして、入口孔の中心軸線を弁室内に延長した仮想線が弁軸と交わらないように配設されているので、入口孔から弁室へ流入したガスは弁室内で旋回運動し、遠心力を受けた異物は弁室周壁方向へ移動する。弁軸挿通孔は弁室端壁の中心部に形成されるので、弁軸挿通孔近傍に異物が存在する可能性が低下する。この結果、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物の侵入が抑制される。
弁室が円筒形状を有することにより、弁室内での旋回流の発生が促進され、弁軸挿通孔周壁と弁軸との間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の吐出容量制御弁を説明する。

図１に示すように、可変容量型斜板式圧縮機Ａは、主軸１０と、主軸１０に固定されたローター１１と、傾角可変に主軸１０に支持された斜板１２とを備えている。斜板１２は、斜板１２の傾角変動を許容するリンク機構１３を介してローター１１に連結され、ローター１１ひいては主軸１０に同期して回転する。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１４を介してピストン１５が斜板１２に係留されている。ピストン１５は、シリンダブロック１６に形成されたシリンダボア１６ａに挿入されている。
周方向に互いに間隔を隔てて、複数のピストン１５が配設されている。

主軸１０、ローター１１、斜板１２を収容するクランク室１７を、シリンダブロック１６と協働して形成する皿状のフロントハウジング１８が配設されている。主軸１０は、フロントハウジング１８を貫通して外部へ延びている。主軸１０のフロントハウジング貫通部を密封する軸封部材１９が配設されている。
主軸１０の先端部に固定されたプーリー２０が図示しないベルトを介して、図示しない車両エンジンに連結されている。

吸入室２１と吐出室２２とを形成するシリンダヘッド２３が配設されている。吸入室２１は図示しない吸入ポートを介して、車載空調装置の図示しない蒸発器に接続している。吐出室２２は図示しない吐出ポートを介して、車載空調装置の図示しない凝縮器に接続している。
シリンダブロック１６とシリンダヘッド２３との間にボア１６ａに連通する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板２４が配設されている。弁板２４に吐出弁と吸入弁とが装着されている。
弁板２４に形成されたオリフィス孔２４ａを介して、クランク室１７と吸入室２１とが連通している。

フロントハウジング１８、シリンダブロック１６、弁板２４、シリンダヘッド２３は、主軸１０を中心とする円周に沿って互いに間隔を隔てて配設された複数の通しボルト２５により一体に締結されている

吐出室２２に隣接してシリンダヘッド２３に形成された凹部２６に、可変容量斜板式圧縮機Ａの吐出容量を制御する容量制御弁Ｂが嵌合固定されている。
図２に示すように、容量制御弁Ｂは、感圧室２０１内に配設され、内部が真空にされてバネが配置され、吸入室２１の内圧（以下吸入圧力と呼ぶ）を受圧する感圧部材として機能するベローズ２０２と、ベローズ２０２に一端が当接し弁ケーシング２０３に摺動可能に支持された感圧ロッド２０４と、感圧ロッド２０４と一体形成され、ベローズ２０２の伸縮に応じて弁孔２０３ａを開閉し、吐出室２２から連通路２７、入口孔２０３ｂ、弁室２０５、弁孔２０３ａ、出口孔２０３ｃ、連通路２８を経由してクランク室１７に至る、吐出室２２とクランク室１７との間の連通路を開閉する弁体２０６と、弁体２０６の弁軸２０６ａを摺動可能に支持する固定鉄心２０７と、弁軸２０６ａの一端に一端が当接し、固定鉄心２０７の内部孔２０７ａに中央部が非接触に挿通され、他端にプランジャー２０８が固定されたソレノイドロッド２０９と、プランジャー２０８を閉弁方向に付勢するバネ２１０と、プランジャー２０８外周部を摺動可能に支持し、ソレノイドハウジング２１１に固定された非磁性体のチューブ２１２と、チューブ２１２を取り巻いてソレノイドハウジング２１１に固定された電磁コイル２１３とを備えている。

図２、３（ａ）に示すように、弁室２０５は円筒形状に形成され、一方の端壁を形成する固定鉄心２０７に弁軸２０６ａが摺動可能に挿通される弁軸挿通孔２０７ｂが形成され、周壁に入口孔２０３ｂが形成され、他方の端壁に弁孔２０３ａが形成されている。入口孔２０３ｂは連通路２７を介して吐出室２２に連通し、弁孔２０３ａは出口孔２０３ｃと連通路２８とを介してクランク室１７に連通している。弁軸挿通孔２０７ｂ、弁孔２０３ａは弁室２０５の中心軸線Ｘと同心に延在している。弁体２０６は弁室２０５内で中心軸線Ｘの延在方向に往復移動して弁孔２０３ａを開閉する。
図２、３（ａ）に示すように、入口孔２０３ｂは弁室２０５の中心軸線Ｘに対して直交方向に差し向けられ且つ弁室２０５の中心軸線Ｘから径方向にオフセットして配設されている。

ベローズ２０２は下端をベローズガイド２１４によって支持され、ベローズガイド２１４は感圧室２０１の下端を形成する圧力設定部材２１５により摺動可能に支持されている。圧力設定部材２１５とベローズガイド２１４の間にはベローズ２０２を開弁方向へ付勢するバネ２１６が配設されている。圧力設定部材２１５の感圧室２０１周壁への圧入量が調整されて、容量制御弁Ｂの制御特性が調整される。

感圧室２０１は、導圧通路２０３ｄにより、固定鉄心２０７の内部孔２０７ａに連通している。従って、固定鉄心の内部孔２０７ａに対峙する弁軸２０６ａの一端、固定鉄心２０７、プランジャー２０８、バネ２１０は吸入圧力を受圧している。
吐出圧力による閉弁方向の付勢力が弁体２０６に作用するのを防止するために、弁軸２０６ａの断面積は弁孔２０３ａの面積より僅かに大きく設定されている。
弁室２０５側から弁軸２０６ａと弁軸挿通孔２０７ｂ周壁との間の隙間を介して固定鉄心の内部孔２０７ａに向けて冷媒の漏れが発生するが、微小流量であり、導圧通路２０３ｄと感圧室２０１とを介して吸入室２１へ排出されるので、固定鉄心の内部孔２０７ａの圧力には影響しない。
電磁コイル２１３で発生する電磁力は、プランジャー２０８とソレノイドロッド２０９とを介して弁軸２０６ａの一端に作用し、弁体２０６を閉弁方向に付勢する。

吐出容量制御弁Ｂにおいては、吸入室２１の内圧（以下吸入圧と呼ぶ）が所定値以下であると、ベローズ２０２が伸長し、電磁コイル２１３が発生する電磁力に抗して弁体２０６を開弁方向へ押し、弁孔２０３ａを開放する。吐出室２２の内圧（以下吐出圧と呼ぶ）がクランク室１７に導入されクランク室の内圧（以下クランク室圧と呼ぶ）が上昇し、斜板１２の傾角が減少し、圧縮機Ａの吐出容量が減少する。この結果、外部冷凍回路内の冷媒ガス循環量が減少し、吸入圧が上昇する。吸入圧が所定値を超えると、ベローズ２０２が縮小し、電磁コイル２１３が発生する電磁力が弁体２０６を閉弁方向へ押し、弁孔２０３ａを閉鎖する。この結果、吐出圧のクランク室１７への導入が停止される。クランク室内の冷媒ガスが、オリフィス孔２４ａを介して吸入室２１へ流出するのに伴ってクランク室圧が低下し、斜板１２の傾角が増加し、圧縮機Ａの吐出容量が増加する。この結果、外部冷凍回路内の冷媒ガス循環量が増加し、吸入圧が下降する。弁孔２０３ａの開閉が繰り返されて、吸入圧が所定値に維持され、車両空調の快適性が維持される。
電磁コイル２１３への通電量により一義的に、ベローズ２０２と感圧ロッド２０４と弁体２０６とにより形成される内部制御弁の作動点が決定される。

容量制御弁Ｂにおいては、入口孔２０３ｂが弁室２０５の中心軸線Ｘに対して直交方向に差し向けられ且つ弁室２０５の中心軸線Ｘから径方向にオフセットして配設されているので、入口孔２０３ｂから弁室２０５へ流入した冷媒ガスは、図３（ａ）に矢印で示すように、弁室２０５内で旋回運動する。冷媒ガスに微量に含まれる圧縮機内部の微小異物や磨耗粉や外部冷凍回路側の微小異物は、遠心力を受けて弁室２０５の周壁方向へ移動する。弁軸挿通孔２０７ｂは弁室端壁の中心部に形成されるので、弁軸挿通孔２０７ｂ近傍に異物が存在する可能性が低下し、弁軸挿通孔２０７ｂ周壁と弁軸２０６ａとの間の隙間への異物の侵入が抑制される。
弁室２０５は円筒形状なので、冷媒ガス旋回流の形成が促進され、弁軸挿通孔２０７ｂ周壁と弁軸２０６ａとの間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

図３（ｂ）に示すように、入口孔２０３ｂを、弁室２０５の周壁に対して接線方向へ差し向けても良い。入口孔２０３ｂが弁室２０５の周壁に対して接線方向へ差し向けられることにより、弁室２０５内での冷媒ガス旋回流の発生が促進され、弁軸挿通孔２０７ｂ周壁と弁軸２０６ａとの間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

図３（ａ）に示すように一対の入口孔２０３ｂを形成するのに代えて、図３（ｃ）に示すように、単独の入口孔２０３ｂを形成しても良く、周方向に互いに間隔を隔てて３個以上の入口孔２０３ｂを形成しても良い。
周方向に互いに間隔を隔てて複数の入口孔２０３ｂを形成することにより、弁室２０５内での冷媒ガス旋回流の発生が促進され、弁軸挿通孔２０７ｂ周壁と弁軸２０６ａとの間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

図４に示すように、弁室２０５を、弁孔２０３ａが形成された端壁へ向けて凸の円錐台形状に形成しても良い。弁孔２０３ａ開放時の入口孔２０３ｂから弁孔２０３ａへの冷媒ガスの流れがスムーズになり、異物の排出性能が向上する。

図５、６に示すように、弁室２０５の一方の端壁を形成する固定鉄心２０７の端部から、弁軸挿通孔２０７ｂを取り囲む筒体２０７ｃを、弁孔２０３ａが形成された弁室２０５の他方の端壁へ向けて延在させ、筒体２０７ｃの先端を入口孔２０３ｂよりも前記他方の端壁側に位置させても良い。
弁軸挿通孔２０７ｂを取り囲む筒体２０７ｃが、弁室２０５の一方の端壁を形成する固定鉄心２０７の端部から、弁孔２０３ａが形成された弁室２０５の他方の端壁へ向けて延在し、筒体２０７ｃの先端が入口孔２０３ｂよりも前記他方の端壁側に位置することにより、入口孔２０３ｂから弁室２０５へ流入した冷媒ガスは、筒体２０７ｃと弁室２０５周壁との間の円環状隙間を流れることになる。この結果、旋回流の形成が促進され、且つ旋回流が弁軸挿通孔２０７ｂに直接触れる可能性が低下し、弁軸挿通孔２０７ｂ周壁と弁軸２０６ａとの間の隙間への異物侵入の抑制が促進される。

本発明は、可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁に広く利用可能である。

本発明の実施例に係る容量制御弁を備える可変容量斜板式圧縮機の断面図である。 本発明の実施例に係る容量制御弁の断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。 本発明の他の実施例に係るに係る容量制御弁の部分断面図である。 本発明の他の実施例に係る容量制御弁の部分断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

符号の説明

Ａ 可変容量斜板式圧縮機
Ｂ 容量制御弁
Ｘ 弁室の中心軸線
２１ 吸入室
２２ 吐出室
２０２ ベローズ
２０３ａ 弁孔
２０３ｂ 入口孔
２０３ｃ 出口孔
２０５ 弁室
２０６ 弁体
２０６ａ 弁軸
２０７ｂ 弁軸挿通孔
２１３ 電磁コイル

Claims (5)

1. 一方の端壁に弁軸挿通孔が形成され、周壁に入口孔が形成され、他方の端壁に弁孔が形成された筒状の弁室と、弁軸挿通孔に摺動可能に挿通された弁軸を有し弁室内で往復移動し弁孔を開閉する弁体と、弁体駆動手段とを備え、入口孔は吐出室に連通し、弁孔はクランク室に連通する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、弁室は弁軸挿通孔と同心で且つ弁軸挿通孔より大径の円筒形状に形成され、前記入口孔が弁室の中心軸線に対して直交方向に差し向けられ、且つ弁室の中心軸線から径方向にオフセットして、入口孔の中心軸線を弁室内に延長した仮想線が弁軸と交わらないように配設されていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
2. 弁室の周壁に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の入口孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
3. 入口孔は弁室の周壁に対して接線方向へ差し向けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
4. 弁室は前記他方の端壁へ向けて凸の円錐台形状を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
5. 弁軸挿通孔を取り囲む筒体が前記一方の端壁から前記他方の端壁へ向けて延在しており、筒体の先端は入口孔よりも前記他方の端壁側に位置していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。

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