JP2000009045A - 容量可変型圧縮機の制御弁、容量可変型圧縮機及び設定吸入圧の可変設定方法 - Google Patents

容量可変型圧縮機の制御弁、容量可変型圧縮機及び設定吸入圧の可変設定方法

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JP2000009045A
JP2000009045A JP11005357A JP535799A JP2000009045A JP 2000009045 A JP2000009045 A JP 2000009045A JP 11005357 A JP11005357 A JP 11005357A JP 535799 A JP535799 A JP 535799A JP 2000009045 A JP2000009045 A JP 2000009045A
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control valve
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Masaki Ota
太田  雅樹
Kenta Nishimura
健太 西村
Hiroshi Ataya
拓 安谷屋
Hirotaka Kurakake
浩隆 倉掛
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】容量可変型圧縮機の制御弁における設定吸入圧
を変更可能とする。 【解決手段】内部制御方式の容量制御弁60の感圧室6
3内には、ベローズ66と、そのベローズを伸張方向に
付勢する設定バネ68とが設けられている。感圧室63
は、固定絞り69を介して圧縮機の吸入室38(吸入圧
Psの領域)と連通されるとともに、吐出ガス提供経路
52を介して圧縮機の吐出室39(吐出圧Pdの領域)
と連通可能となっている。前記経路52の途中には、固
定絞り71と電磁弁73とが設けられている。コントロ
ーラ58は、車輌の走行状態に関する情報に基づいて電
磁弁73を開閉制御する。電磁弁73の開閉に応じて、
制御弁60の設定吸入圧が、設定バネ68によって決ま
る初期値とその初期値以外の値との間で設定変更され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸入圧領域から吸
入したガスを高圧化して吐出圧領域に吐出する圧縮機に
おいて、そのクランク室の内圧を調節することで前記圧
縮機の吐出容量を可変制御する容量可変型圧縮機の制御
弁、同制御弁によって吐出容量が可変される容量可変型
圧縮機、及び、そのような制御弁における設定圧の可変
設定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に容量可変型斜板式圧縮機では、斜
板が納められたクランク室の内圧を特殊な制御弁を利用
して制御することにより、斜板の傾角を調節し各ピスト
ンのストロークを変化させて吐出容量を変化させてい
る。この容量制御に用いられる制御弁は、内部制御弁と
外部制御弁とに分類される。
【0003】内部制御弁は、圧縮機の入口領域のガス圧
(吸入圧)を感知し、この吸入圧と予め定められた設定
圧との大小関係に基づいて自律的に弁開度を調節するタ
イプに代表される。これに対し、外部制御弁とは、圧縮
機の外部に設けられたセンサ類からの各種情報(例えば
外気温)に基づいて必要吐出能力を演算し、その演算結
果に基づいて、制御弁内の感圧機構と作動連結された電
磁駆動機構を外部から電気的に駆動制御し、これにより
設定圧を変更できるものをいう。多くの場合、感圧機構
は感圧部材としてのベローズ等を備え、電磁駆動機構は
そのベローズと同一軸線上に配置されたソレノイド及び
その関連部品を備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の内部制御弁では
設定圧を随時可変設定することができないため、使用状
況に応じて臨機応変に圧縮機の吐出能力を他律的に変更
することができない。
【0005】他方、外部制御弁によれば、他律的な設定
圧の可変設定は実現されるが、この可変設定を可能とす
るために、感圧機構と直列に電磁駆動機構を配設し、ベ
ローズと同一軸線上にソレノイドを配置する等の必要が
ある。しかし、ソレノイド及びその関連部品から構成さ
れる電磁駆動機構は、制御弁の構造の複雑化・大型化、
さらには、圧縮機の構造の複雑化・大型化をもたらし製
造コストを上昇させる。又、電磁駆動機構に対して給電
制御を行うコントロール用アンプの電気的負荷も大きく
なる。電気容量の大きなアンプを必要とすることは、外
部制御弁を備えた容量可変型斜板式圧縮機を車両用空調
システムに適用する際の不利な要因となる。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、従来の内部制御弁に簡易な工夫
を施すことで内部制御弁における設定圧を他律的に可変
設定することができる容量可変型圧縮機の制御弁、同制
御弁を備えた容量可変型圧縮機、及び、設定圧の可変設
定方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、吸入圧領域から吸入したガスを高圧化して吐出圧領
域に吐出する圧縮機のクランク室の内圧を調節すること
で前記圧縮機の吐出容量を可変制御する容量可変型圧縮
機の制御弁であって、検知圧領域と連通するとともに、
前記吐出圧領域の高圧ガスを導入可能な感圧室と、前記
吐出圧領域又は吸入圧領域と前記クランク室とを結ぶ連
通経路に設けられた弁室と、前記連通経路の開度を調節
すべく前記弁室内に設けられた弁体と、前記弁体に作動
連結されながら前記感圧室内に設けられるとともに、設
定圧の初期値を決定する付勢作用を有する感圧機構と、
前記吐出圧領域の高圧ガスの前記感圧室への導入を制御
すること、又は、前記吐出圧領域から前記感圧室に導入
されたガスの感圧室からの放出を制御することにより、
設定圧を前記初期値とその初期値以外の値との間で変化
させる設定圧可変手段とを備え、前記検知圧領域の圧力
と相関性を有する感圧室内圧と、前記設定圧可変手段に
より設定された設定圧との大小関係に基づいて前記感圧
機構が自律的に作動することで前記弁体が前記連通経路
の開度を調節する容量可変型圧縮機の制御弁である(図
2,4,6,8,10,12,13,15,16,1
7,18参照)。
【0008】この構成によれば、感圧室が吐出圧領域の
高圧ガスを導入可能に構成され、且つ、設定圧可変手段
が、吐出圧領域の高圧ガスの感圧室への導入を制御する
こと、又は、吐出圧領域から感圧室に導入されたガスの
該感圧室からの放出を制御することで、設定圧を感圧機
構の付勢作用によって決定される初期値とその初期値以
外の値との間で変化させる、即ち、設定圧を可変設定す
る。
【0009】「吐出圧領域の高圧ガスの感圧室への導入
を制御する」とは、例えば、高圧ガスの感圧室への導入
及び遮断を選択的に実行することをいう。このような導
入制御により、感圧室には、少なくとも高圧ガスが導入
された状態(状態A)と、高圧ガスの導入が遮断された
状態(状態B)とが現出される。感圧室への高圧ガスの
導入が遮断される状態Bでは、制御弁動作の基準となる
設定圧は、主として感圧機構の付勢作用によって決定さ
れる初期値に設定される。他方、感圧室に高圧ガスが導
入される状態Aでは、設定圧は前記初期値以外の値に設
定変更される。これは、例えば検知圧領域の圧力が実際
には前記初期値よりも相当低い場合であっても、感圧室
への高圧ガスの導入によって、感圧室内圧が前記初期値
に容易に達し得る状況が作り出されるためである。この
状況を検知圧領域の側から見るならば、設定圧が前記初
期値よりも下がったのと同じ状況が生じているのであ
る。それ故、結果として、吐出圧領域の高圧ガスの感圧
室への導入を制御することにより、設定圧を可変設定す
ることが可能となる。
【0010】「吐出圧領域から感圧室に導入されたガス
の感圧室からの放出を制御する」とは、吐出圧領域から
感圧室に高圧ガスを常に導入しておくことを前提とし
て、例えば、感圧室内のガスの放出及び遮断を選択的に
実行することをいう。このような放出制御により、感圧
室には、少なくとも、放出遮断により高圧ガスの導入が
維持される状態(状態C)と、高圧ガスが導入される一
方でその導入ガスの放出も行われるという状態(状態
D)とが現出される。放出遮断により高圧ガスの導入が
維持される状態Cは、前記状態Aと等価であるため、状
態Cでの設定圧は前記初期値以外の値に設定される。他
方、感圧室に高圧ガスが導入される一方でその導入ガス
の放出も行われるという状態Dは、感圧室に高圧ガスを
導入する価値を大幅に減殺した状態と見ることもでき、
その意味で状態Dは前記状態Bに極めて近似した状態と
みなし得る。それ故、状態Dでの設定圧は、前記初期値
又はそれに近い値に設定される。結果として、吐出圧領
域から感圧室に導入されたガスの感圧室からの放出を制
御することによっても、設定圧を可変設定することが可
能となる。
【0011】なお、「設定圧」とは、検知圧領域を吸入
圧領域とした場合には吸入圧の設定値を意味し、検知圧
領域をクランク室とした場合にはクランク圧の設定値を
意味する。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記設定圧可変
手段は、吐出圧領域の高圧ガスの感圧室への導入を制御
するために、吐出圧領域と感圧室とを結ぶ通路の途中に
設けられてその通路の開度を調節する開閉弁手段を備え
てなることを特徴とするものである(図2,4,17,
18参照)。
【0013】この構成によれば、開閉弁手段による前記
通路の開度調節に基づき、吐出圧領域の高圧ガスの感圧
室への導入が制御される。なお、開閉弁手段は、通路の
開度を調節するものであり、全開/全閉の二位置間での
開弁制御のみを行う弁手段に限定されるものではない。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記検知圧領域
は吸入圧領域であり、前記設定圧可変手段は、吐出圧領
域から感圧室に導入されたガスの感圧室からの放出を制
御するために、吐出圧領域と感圧室とを結ぶ通路の途中
に設けられた絞りと、感圧室と吸入圧領域とを結ぶ通路
の途中に設けられてその通路の開度を調節する開閉弁手
段とを備えてなることを特徴とするものである(図6,
8,10,12,13,15,16参照)。
【0015】この構成によれば、前記絞りは、感圧室内
圧が吐出圧領域の吐出圧に完全に同化されるのを防ぎつ
つ、吐出圧領域から感圧室への高圧ガスの導入を許容す
る。そして、この前提のもと、開閉弁手段による感圧室
と吸入圧領域とを結ぶ通路の開度調節に基づき、感圧室
から吸入圧領域へのガス放出が制御される。なお、開閉
弁手段は、前記通路の開度を調節するものであり、全開
/全閉の二位置間での開弁制御のみを行う弁手段に限定
されるものではない。
【0016】請求項4に記載の発明は、請求項2又は請
求項3に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前
記開閉弁手段は、電磁弁と、車両の走行状態に関する情
報に基づいて前記電磁弁の開度を制御するコントローラ
とから構成されることを特徴とする(図2,4,6,
8,10,12,13,15,16,17,18参
照)。
【0017】この構成によれば、車両の走行状態に関す
る情報に基づいて電磁弁の開度が制御される。それ故、
車両のエンジンの負荷状況に応じて設定圧を適宜変化さ
せることにより、エンジン負荷が過大とならないように
圧縮機の吐出容量を制御することが可能となる。この構
成は、車両エンジンを駆動源とする容量可変型圧縮機に
おいて特に有益性が認められる。
【0018】請求項5に記載の発明は、請求項2に記載
の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記開閉弁手段
は、エンジンの吸気系配管に接続されると共に該エンジ
ンによる吸気吸引力を利用して、吐出圧領域と感圧室と
を結ぶ通路の開度を調節する開閉弁機構によって構成さ
れることを特徴とする(図14参照)。
【0019】この構成によれば、エンジンの回転数が上
昇(又は下降)することによる吸気系配管の吸引力の増
大(又は減少)に応じて、開閉弁機構により、吐出圧領
域と感圧室とを結ぶ通路の開度が調節される。従って、
エンジンの負荷状況の変化と開閉弁手段の動作(ひいて
は設定圧の可変設定)とを直接的に結び付けることが可
能となる。
【0020】請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求
項5のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁
において、前記吸入圧領域と前記感圧室とを結ぶ通路の
途中には固定絞りが設けられていることを特徴とする
(図2,4,6,8,10,12,13,15,16,
17,18参照)。
【0021】この構成によれば、前記固定絞りが存在す
ることで、感圧室内のガスが瞬時に吸入圧領域に漏出す
ることが防止される。このため、吐出圧領域の高圧ガス
を感圧室に導入することによる感圧室内圧の合目的的制
御が可能となる。
【0022】請求項7に記載の発明は、請求項3に記載
の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記吸入圧領域
と前記感圧室とを結ぶ通路の途中には、吸入圧と感圧室
内圧との差圧を一定に保ちながら前記通路における可変
絞りとして機能する差圧弁機構が設けられていることを
特徴とする(図10,12,13,15,16参照)。
【0023】この構成によれば、差圧弁機構により、開
閉弁手段の操作に応じて可変される設定吸入圧の各特性
線が互いに平行となり(図11参照)、吐出圧のほぼ全
範囲にわたって設定吸入圧の可変幅が一定化する。
【0024】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の発明において、前記開閉弁手段は電磁開閉弁からな
り、該電磁開閉弁が前記差圧弁機構として機能すること
を特徴とする(図12,13,15,16参照)。
【0025】この構成によれば、感圧室に導入された高
圧ガスの感圧室からの放出が電磁開閉弁にて制御される
とともに、この電磁開閉弁によって感圧室に吸入圧領域
が連通されるので、感圧室に吸入圧領域を連通する通路
と、感圧室から吸入圧領域にガスを放出する通路とが統
合される。
【0026】請求項9に記載の発明は、請求項8に記載
の発明において、前記電磁開閉弁は、前記通路を開閉可
能な弁体と、該弁体が前記差圧によって受ける付勢力に
抗して前記通路を閉じるように該弁体を付勢する付勢バ
ネと、該付勢バネの付勢力に抗して前記通路を開くよう
に前記弁体を変位させる励磁コイルとを備え、前記弁体
の口径と前記付勢バネのバネ定数とが、吸入圧領域の吸
入圧と感圧室の内圧との差圧を一定に保ちながら可変絞
りとして機能するように設定されていることを特徴とす
る(図12,13,15,16参照)。
【0027】この構成によれば、吸入圧領域に連通する
通路を開閉する電磁開閉弁の弁体と設定バネとにより、
吸入圧との差圧が一定となるように感圧室の内圧が調整
される。従って、既成の電磁開閉弁の弁体の口径と設定
バネのバネ定数を再設定するだけで実現される。
【0028】請求項10に記載の発明は、請求項7〜請
求項9のいずれか一項に記載の発明において、前記連通
経路は、前記吐出圧領域と前記クランク室とを結ぶよう
に設けられ、前記弁室と前記感圧室との間には、吐出圧
領域から弁室に導入される高圧ガスを感圧室に導入する
ためのガス導入通路が備えられていることを特徴とする
(図12,15参照)。
【0029】この構成によれば、吐出圧領域から弁室に
導入された高圧ガスが、弁室と感圧室との間に設けたガ
ス導入通路によって感圧室に導入される。従って、吐出
圧領域から感圧室に高圧ガスを導入するための通路と、
吐出圧領域から弁室に高圧ガスを導入するための通路と
が統合される。
【0030】請求項11に記載の発明は、請求項7〜請
求項9のいずれか一項に記載の発明において、前記連通
経路は、前記吸入圧領域と前記クランク室とを結ぶよう
に設けられ、前記弁室と前記感圧室との間には、前記連
通経路を介して感圧室を吸入圧領域に連通する通路が設
けられていることを特徴とする(図13,16参照)。
【0031】この構成によれば、吸入圧領域を弁室に連
通する連通経路に連通する通路によって、感圧室が吸入
圧領域に連通する。従って、弁室と吸入圧領域とを連通
する通路と、感圧室と吸入圧領域とを連通する通路とが
統合される。
【0032】請求項12に記載の発明は、請求項1〜請
求項9のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御
弁において、前記感圧機構は、前記感圧室内に設けられ
たベローズと、そのベローズ内に設けられて該ベローズ
を伸張させる方向に付勢作用する設定バネとを備えてな
ることを特徴とするものである(図2,4,6,8,1
0,12,13,15,16,17,18参照)。
【0033】この構成によれば、ベローズの伸張・収縮
に呼応して弁体が変位し、前記連通経路の開度が調節さ
れる。又、ベローズを伸張させる方向に付勢作用する設
定バネは、感圧機構の付勢作用の大部分を支配し、設定
圧の初期値をほぼ決定する機械要素としての役目を担
う。
【0034】請求項13に記載の発明は、請求項12に
記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記連通経
路は吐出圧領域とクランク室との間に設けられ、前記弁
室内にある弁体を挟んでの吐出圧とクランク室内圧との
差圧に基づく弁体の付勢方向が、前記設定バネの付勢作
用方向と一致するように、前記弁室と前記吐出圧領域及
びクランク室との連通関係が構築されていることを特徴
とする(図4,8,15参照)。
【0035】弁体を挟んでの吐出圧とクランク室内圧と
の差圧に基づく弁体の付勢方向が前記設定バネの付勢作
用方向と一致する場合の方が、弁体を挟んでの吐出圧と
クランク室内圧との差圧に基づく弁体の付勢方向が前記
設定バネの付勢作用方向と反対である場合よりも、設定
圧可変手段による設定圧の可変幅(即ち、設定圧の初期
値とその初期値以外の値との差)を大きくすることがで
きる。それ故、設定圧の変更(又は切替)によって圧縮
機吐出容量の大幅な変化を期待する場合には、請求項1
3の構成は極めて有益といえる。
【0036】請求項14に記載の発明は、請求項1〜請
求項13のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制
御弁を備えたことを特徴とする容量可変型圧縮機であ
る。この構成によれば、容量可変型圧縮機に備えた制御
弁が請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の作用
をなす(図2,4,6,8,10,12,13,15,
16,17,18参照)。
【0037】請求項15に記載の発明は、圧縮機の吸入
圧領域に連通した感圧室内にその感圧室の内圧変化を緩
和すべく自律的に変位する感圧機構を設けた容量可変型
圧縮機用の制御弁において、圧縮機の吐出圧領域から前
記感圧室へのガス導入を制御することで、当該制御弁に
おける設定吸入圧を可変設定可能としたことを特徴とす
る制御弁における設定吸入圧の可変設定方法である(図
2,4,15,17,18参照)。
【0038】請求項16に記載の発明は、圧縮機の吸入
圧領域に連通した感圧室内にその感圧室の内圧変化を緩
和すべく自律的に変位する感圧機構を設けた容量可変型
圧縮機用の制御弁において、圧縮機の吐出圧領域から前
記感圧室へガスを常に導入しておくと共に、その導入し
たガスの感圧室からの放出を制御することで、当該制御
弁における設定吸入圧を可変設定可能としたことを特徴
とする制御弁における設定吸入圧の可変設定方法である
(図6,8,10,15,16参照)。
【0039】請求項15及び請求項16に記載の発明
は、本発明の容量制御弁における設定吸入圧の可変設定
の原理を「方法」の形式で表現したものである。
【0040】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を車両用空調シス
テムに用いられる容量可変型斜板式圧縮機に具体化した
第1〜第7実施形態について説明する。
【0041】(第1実施形態)第1実施形態に従う容量
可変型圧縮機としての容量可変型斜板式圧縮機(クラッ
チレスタイプ、以下単に圧縮機という)10の基本構成
を図1に基づいて説明する。図1に示す斜板式圧縮機1
0は、シリンダブロック11と、そのシリンダブロック
11の前端に接合固定されたフロントハウジング12
と、シリンダブロック11の後端に弁形成体13を介し
て接合固定されたリヤハウジング14とを備えている。
シリンダブロック11とフロントハウジング12とに囲
まれた領域には、クランク室15が区画されている。駆
動軸16は、クランク室15内においてシリンダブロッ
ク11とフロントハウジング12とに回転可能に架設支
持されている。
【0042】フロントハウジング12の前端外周部に
は、アンギュラベアリング17を介してプーリ18が回
転可能に支持されている。プーリ18は、フロントハウ
ジング12から突出した駆動軸16の端部に連結されて
いる。プーリ18の外周にはベルト19が巻き掛けられ
ており、このベルト19を介して当該圧縮機10は外部
駆動源としての車両エンジン20に、電磁クラッチ等の
クラッチ機構を介することなく作動連結されている。
【0043】駆動軸16の前端外周部とフロントハウジ
ング12の内周壁との間にはリップシール21が介在さ
れ、クランク室15の前方を封止している。クランク室
15において駆動軸16上には、回転支持体22が固着
されている。
【0044】クランク室15内にはカムプレートとして
の斜板23が収容されている。斜板23の中央部には挿
通孔が貫設され、この挿通孔内に駆動軸16が挿入され
ている。又、斜板23は、ヒンジ機構(24,25)を
介して回転支持体22に作動連結されている。このヒン
ジ機構(24,25)及び斜板23の中央挿通孔内での
駆動軸16との接触により、斜板23は、駆動軸16に
対して傾動可能かつ駆動軸16の軸線方向へのスライド
可能に支持される。斜板23は、駆動軸16を挟んで前
記ヒンジ機構と反対側にカウンタウェイト23aを有し
ている。
【0045】前記ヒンジ機構は、回転支持体22のリヤ
面に突設された一対の支持アーム24(一つのみ図示)
と、斜板23のフロント面に突設された一対のガイドピ
ン25(一つのみ図示)とで構成される。各支持アーム
24はその先端部に形成されたガイド孔24aを有し、
各ガイドピン25はその先端部に形成された球状部25
aを有している。これら球状部25aは、それぞれ対応
する支持アーム24のガイド孔24aに挿入されてい
る。支持アーム24とガイドピン25との連係により、
斜板23は駆動軸16に対して傾動可能でかつ該駆動軸
16と一体回転可能となっている。
【0046】斜板23の傾動は、ガイド孔24aと球状
部25aとの間のスライドガイド関係および駆動軸16
のスライド支持関係により制御される。即ち、斜板23
がシリンダブロック11に接近するにつれて、斜板23
の傾角は減少傾向となる。回転支持体22と斜板23と
の間において駆動軸16に巻装された第1コイルバネ
(傾角減少バネ)26は、斜板23をシリンダブロック
11の方に付勢して斜板23の傾角減少を助長する。他
方、回転支持体22のリヤ面に形成された規制突部22
aは、図1に示すように斜板23の一部(カウンタウエ
イト23b)と当接して斜板23の最大傾角を規制す
る。
【0047】シリンダブロック11の中心部には収容孔
27が貫設されている。又、リヤハウジング14の中心
部には吸入通路28が形成されている。吸入通路28は
収容孔27に連通している。吸入通路28の収容孔27
側開口の周囲には、位置決め面29が形成されている。
【0048】収容孔27内には、筒状をなす遮断体30
がスライド可能に収容されている。遮断体30と収容孔
27の段差部との間には第2コイルバネ(吸入通路開放
バネ)31が介装され、遮断体30を斜板23側へ付勢
している。駆動軸16の後端部は遮断体30の内部に進
入している。駆動軸16の後端部と遮断体30の内周面
との間にはラジアルベアリング32が介在されている。
このラジアルベアリング32は、サークリップ33によ
って遮断体30からの抜けが阻止されており、遮断体3
0とともに駆動軸16の軸線方向へ移動可能である。従
って、駆動軸16の後端部は、遮断体30及びラジアル
ベアリング32を介して収容孔27内に回転可能に支持
されている。遮断体30の後端には遮断面34が形成さ
れ、この遮断面34は遮断体30の移動に応じて位置決
め面29に接離する。遮断面34が位置決め面29に当
接すると、両者29,34間のシール作用で吸入通路2
8と収容孔27の内空間との連通が遮断される。
【0049】斜板23と遮断体30との間には、スラス
トベアリング35が駆動軸16上を摺動可能に設けられ
ている。そして、前記両バネ26,31の付勢作用によ
り、斜板23、スラストベアリング35及び遮断体30
が常に相互接触している。このため、斜板23が傾角減
少方向に傾動するに伴い、遮断体30が吸入通路開放バ
ネ31の付勢力に抗して位置決め面29側に移動され、
ついには遮断体30の遮断面34が位置決め面29に当
接される。遮断面34が位置決め面29に当接される
と、斜板23のそれ以上の傾動が規制され、この状態で
斜板23は最小傾角となる。但し、その最小傾角は0°
よりも僅かに大きな角度である。
【0050】シリンダブロック11には、駆動軸16を
取り囲むように複数のシリンダボア11a(一つのみ図
示)が形成されており、各シリンダボア11aには片頭
型のピストン36が往復動可能に収容されている。各ピ
ストン36の前端部(ピストンの圧縮端面と反対側の端
部)は、一対のシュー37を介して斜板23の外周部に
係留され、各ピストン36と斜板23とはシュー37を
介して作動連結されている。このため、斜板23の回転
運動がシュー37を介してピストン36の往復直線運動
に変換される。
【0051】斜板23の傾角変化に応じてピストン36
のストロークが変わり、吐出容量が調節されるが、前記
ヒンジ機構(24,25)を採用したことで斜板23の
傾角変化にもかかわらず、各シリンダボア11aでのピ
ストン36の上死点位置はほぼ一定となる。各ピストン
36が上死点位置にあるときのボア内トップクリアラン
スは、ゼロ付近に維持される。
【0052】リヤハウジング14内には、略環状の吸入
室38と、その吸入室38を取り囲む略環状の吐出室3
9が区画形成されている。吸入室38は、弁形成体13
に形成された通口45を介して収容孔27に連通してい
る。遮断体30の遮断面34が位置決め面29に当接さ
れると、吸入室38は吸入通路28との連通を遮断され
る。なお、吸入通路28、収容孔27、通口45及び吸
入室38は、圧縮機10における吸入圧領域を構成す
る。又、吐出室39は、圧縮機10における吐出圧領域
を構成する。
【0053】更に弁形成体13には、各シリンダボア1
1aに対応して、吸入ポート40、同吸入ポート40を
開閉する吸入弁41、吐出ポート42および同吐出ポー
ト42を開閉する吐出弁43が形成されている。外部冷
媒回路54(後述)から吸入通路28および通口45を
介して吸入室38に提供される冷媒ガスは、ピストン3
6の吸入動作に伴い、吸入ポート40及び吸入弁41を
介してシリンダボア11aへ吸入される。シリンダボア
11aに吸入された冷媒ガスは、ピストン36の圧縮動
作に伴い吐出ポート42及び吐出弁43を介して吐出室
39へ吐出される。ピストン36を介して回転支持体2
2に作用する冷媒ガス圧縮時の圧縮反力は、回転支持体
22及びそのフロント側に設けられたスラストベアリン
グ44を介してフロントハウジング12の内壁に受け止
められる。
【0054】駆動軸16の軸心には通路46が形成され
ている。この通路46は、駆動軸16の前端部でリップ
シール21の近傍に開口した入口と、駆動軸16の後端
部で遮断体30内に開口した出口とを有している。遮断
体30の周壁には、絞りとして機能する放圧通口47が
貫設され、この放圧通口47を介して収容孔27内にお
いて遮断体30の内外が連通している。収容孔27、放
圧通口47及び通路46は、この圧縮機10における抽
気通路を構成する。
【0055】図1に示すように、シリンダブロック11
及びリヤハウジング14には、吐出室39とクランク室
15とを接続する一連の給気通路48,49が形成さ
れ、その給気通路の途中には容量制御弁60が設けられ
ている。又、リヤハウジング14には、前記給気通路4
8,49と干渉することなく感圧通路51が設けられ、
更に吐出ガス提供経路52が設定されている。感圧通路
51は、吸入圧領域を構成する吸入室38を容量制御弁
60の一部に接続する通路である。吐出ガス提供経路5
2は、吐出圧領域を構成する吐出室39内の高圧冷媒ガ
スを容量制御弁60の一部に選択的に提供するために設
定された経路である。
【0056】又、この斜板式圧縮機10のリヤハウジン
グ14には、吐出室39に吐出された高圧冷媒ガスを外
部に排出するための吐出フランジ53が設けられてい
る。この吐出フランジ53は、外部冷媒回路54を介し
て吸入通路28に接続されている。外部冷媒回路54に
は、凝縮器55、膨張弁56及び蒸発器57が設けら
れ、この外部冷媒回路54は斜板式圧縮機10とともに
車両用空調システムの冷凍回路を構成する。
【0057】次に、容量制御弁60とその周辺通路又は
経路の詳細を説明する。図2に示すように、容量制御弁
60はバルブハウジング61を備え、そのバルブハウジ
ング61内には、弁室62と感圧室63とが区画形成さ
れている。弁室62と感圧室63との間には通路状のロ
ッドガイド64が形成され、このロッドガイド64内に
は感圧ロッド65が上下摺動可能に配設されている。
【0058】バルブハウジング61の下半部に区画され
た感圧室63内には、感圧部材としてのベローズ66が
設けられている。ベローズ66の基端部は、感圧室63
の底壁を構成する第1封止板67に固着されている。ベ
ローズ66内は真空状態(又は超減圧状態)とされ、そ
の内部には設定バネ68が配設されている。この設定バ
ネ68の付勢力により、ベローズ66の先端部が感圧ロ
ッド65の下端部に当接している。なお、感圧ロッド6
5、ベローズ66及び設定バネ68は、制御弁における
感圧機構を構成する。
【0059】感圧室63を区画するハウジング壁には、
固定絞り69とガス導入ポート70とが形成されてい
る。固定絞り69は、感圧通路51を介して吸入圧領域
としての吸入室38と連通し、感圧室63内(ベローズ
66の周囲)に吸入圧Psの冷媒ガスを作用可能として
いる。故に、検知圧領域として吸入室38が感圧室63
に連通され、吸入圧が制御対象となっている。他方、ガ
ス導入ポート70は、吐出ガス提供経路52を介して吐
出圧領域としての吐出室39と接続されている。この吐
出ガス提供経路52は、リヤハウジング14の壁部に嵌
め込まれた固定絞りとしての絞り部材71と、その絞り
部材71とガス導入ポート70とを接続する通路72
と、その通路72の途中に設けられた開閉弁手段として
の電磁弁73とから構成される。
【0060】電磁弁73は、通電制御手段としてのコン
トローラ58によって通電制御される。電磁弁73への
非通電時には電磁弁73は開放(Open)され、吐出
室39内の高圧冷媒ガスが吐出ガス提供経路52を介し
て感圧室63内に提供される。他方、電磁弁73への通
電時には電磁弁73は閉塞(Close)され、吐出室
39から感圧室63への高圧冷媒ガスの提供が遮断され
る。通常時、電磁弁73への通電は停止されており、電
磁弁73は開放状態に維持されている。コントローラ5
8は、車両用空調システムの制御装置の一部、又は、電
磁弁73の通電制御プログラムを割り込み処理ルーチン
として予め組み込んだ車両エンジン20の電子制御装置
(ECU)である。コントローラ58は図示しない各種
センサや選択スイッチからの入力情報に基づいて電磁弁
73の通電制御を行う。なお、固定絞り71、通路7
2、電磁弁73及びコントローラ58により、吐出圧領
域の高圧ガスの感圧室63への導入を制御する設定圧可
変手段が構成される。
【0061】バルブハウジング61の上半部に区画され
た弁室62の内壁部中央には、環状の段差部として形成
された弁座74が提供されている。この弁座74によ
り、弁室62内は上下二つの領域に分けられる。
【0062】弁室62の下側領域には、感圧ロッド65
の上端部が存在する。弁室62の上側領域には、球状の
弁体75と付勢バネ76とが設けられている。弁体75
は、それが弁座74に着座したときに弁座74の中央孔
を完全に閉塞する程度の直径を有している。付勢バネ7
6の基端部(上端部)は、弁室62の天井壁を構成する
第2封止板77に掛止され、付勢バネ76の先端部(下
端部)は、弁体75に掛止されている。この付勢バネ7
6により、弁体75は弁座74の中央孔を閉塞する方向
に付勢されている。
【0063】弁室62を構成するハウジング壁には、弁
室62の上側領域に開口する第1連通口78と、弁室6
2の下側領域に開口する第2連通口79とが形成されて
いる。第1連通口78は、給気通路48を介して吐出圧
領域としての吐出室39と連通している。第2連通口7
9は、給気通路49を介してクランク室15と連通して
いる。従って、弁体75が弁座74に着座するとき、弁
室62を介しての第1及び第2連通口78,79の相互
連通は遮断され、その結果、給気通路48,49を介し
ての吐出室39からクランク室15への高圧冷媒ガスの
供給は停止される。他方、ベローズ66が伸張し、少な
くとも付勢バネ76の付勢力に抗して感圧ロッド65が
上動した場合、弁室62を介しての第1及び第2連通口
78,79の相互連通が確保され、給気通路48,49
を介しての吐出室39からクランク室15への高圧冷媒
ガスの供給が確保される。なお、給気通路48、第1連
通口78、弁室62、第2連通口79及び給気通路49
は、吐出圧領域である吐出室39とクランク室15とを
結ぶ連通経路を構成する。
【0064】次に、容量制御弁60の作用等の詳細につ
いて説明する。容量制御弁60の感圧室63の内圧Pk
は、主に設定バネ68を内蔵したベローズ66の伸張量
によって決定される。換言すれば、感圧室63の内圧P
kが外部圧力の影響を受けるとき、ベローズ66は感圧
室63の内圧Pkの変化を緩和すべく上下に変位する。
感圧室63は固定絞り69及び感圧通路51を介して吸
入室38と連通しており、吸入室38内の冷媒ガスの圧
力である吸入圧Psが感圧室63に作用する。このた
め、吸入圧Psの経時変動が感圧室63の内圧Pkの変
化に与える影響を緩和しようとしてベローズ66が経時
的に上下変位することを利用して、ベローズ66の変位
を感圧ロッド65を介して弁体75に伝達し、弁室62
における弁開度を調節し、ひいては斜板23の傾角を制
御している。これは内部制御弁の基本原理そのものであ
り、この点では、本実施形態の容量制御弁60も従来の
内部制御弁と何ら変わるところはない。
【0065】しかしながら、従来の内部制御弁は、給気
通路の一部を構成する弁室62における弁開度調節のし
きい値となる設定吸入圧Psetを、主にベローズ66
内の設定バネ68の付勢力のみによって決定しており、
圧縮機10の運転時に設定吸入圧Psetを外部からの
制御で他律的に可変設定することはできなかった。これ
に対し、本実施形態の容量制御弁60では、圧縮機10
の運転中に吐出圧領域の高圧冷媒ガスを選択的に感圧室
63に導入可能とすることで、設定吸入圧Psetを実
質上、可変設定可能としている。
【0066】設定吸入圧Psetの可変設定の原理は次
の通りである。即ち、電磁弁73を閉じた状態では、感
圧室63の内圧Pkは吸入圧Psを直接的に反映してお
り、容量制御弁60の動作は従来の内部制御弁と何ら変
わるところがない。この場合の設定吸入圧Pset(設
定吸入圧Pset1とする)は、主にベローズ66内の
設定バネ68の付勢力によって決定される。本実施形態
では、設定吸入圧Pset1が設定吸入圧Psetの初
期値である。
【0067】他方、電磁弁73を開いた状態では、吐出
室39内の高圧冷媒ガスが感圧室63内に導入される。
かかる高圧冷媒ガスの導入によって、吸入室38におけ
る吸入圧Psが実際には設定バネ68によって決まる設
定吸入圧Pset1よりも低いにもかかわらず、感圧室
63の内圧Pkがその設定吸入圧Pset1に容易に達
し得る状況を作り出すことができる。この状況を吸入室
38(吸入圧Ps)の側から見るならば、設定吸入圧P
setが、設定バネ68によって決まる設定吸入圧Ps
et1よりも低い別の設定吸入圧Pset2に下がった
ように見える。即ち、定性的には、吐出室39の高圧冷
媒ガスを感圧室63内に導入することで、容量制御弁6
0における弁開度調節のしきい値(即ち設定吸入圧Ps
et)を引き下げたのと同じ状況が現出されるのであ
る。
【0068】図3のグラフは、図2の容量制御弁60を
用いた場合の吐出室39における吐出圧Pdと、設定吸
入圧Psetとの相関関係の概略を示す。このグラフに
おいて、ほぼ水平な一点鎖線は、電磁弁73が閉じた状
態でのPd−Pset1特性線であり、右下がりの曲線
(実線)は、電磁弁73が開いた状態でのPd−Pse
t2特性線である。又、破線は、蒸発器57がフロスト
を生じない吸入圧Psの下限値を示す。本実施形態で
は、電磁弁73が開いた状態を常態とし、この常態にお
いて圧縮機10の吐出容量が大きくなるようにしてい
る。このため、電磁弁73の開状態において圧縮機10
が最大吐出圧で運転しているときに、設定吸入圧Pse
t2がフロスト限界の近くとなるように該設定吸入圧P
set2が設定されている。反面、電磁弁73の閉状態
において、設定吸入圧Pset1がフロスト限界よりも
離れるように、設定バネ68の付勢力が設定されてい
る。
【0069】設定吸入圧Psetが前記Pset1又は
Pset2のいずれに設定されていたとしても、容量制
御弁60は基本的に次のように作動する。車室内温度が
高く、吸入圧Psが設定吸入圧Pset以上となると、
ベローズ66が萎縮するとともに弁体75が付勢バネ7
6によって押し下げられ、吐出室39とクランク室15
とをつなぐ給気通路(48→62→49)が弁体75に
よって閉塞される。すると、吐出室39からクランク室
15への高圧冷媒ガスの供給が中断される。その一方
で、クランク室15内の冷媒ガスが抽気通路を介して吸
入圧領域に徐々に逃がされる。このため、クランク室内
圧Pcは下降傾向となる。クランク室内圧Pcの低下は
ピストン36の背圧の低下を意味し、その結果、斜板2
3の傾角が増大し、ピストンストロークが大きくなって
圧縮機10からの吐出容量が増大する。
【0070】他方、車室内温度が低くなり、吸入圧Ps
が設定吸入圧Pset未満になると、ベローズ66が伸
張して弁体75が感圧ロッド65によって持ち上げら
れ、吐出室39とクランク室15とをつなぐ給気通路
(48→62→49)が開放される。すると、吐出室3
9からクランク室15に高圧冷媒ガスが供給される一
方、抽気通路には放圧通口(固定絞り)47が設けられ
てガス放出が制限されているため、クランク室内圧Pc
は上昇傾向を示す。クランク室内圧Pcの上昇はピスト
ン36の背圧の上昇を意味し、その結果、斜板23の傾
角が減少し(即ち斜板23は直立状態に近づき)、ピス
トンストロークが小さくなって圧縮機10からの吐出容
量が減少する。
【0071】なお、斜板23が最小傾角(0°よりも僅
かに大きい)となると、遮断体30の遮断面34が位置
決め面29に当接し、外部冷媒回路54及び吸入通路2
8から吸入室38への冷媒ガスの流入が阻止される。斜
板23の最小傾角状態においても、シリンダボア11a
から吐出室39への圧縮冷媒ガスの吐出は維持されてい
る。この吐出冷媒ガスは、給気通路48,49、クラン
ク室15、通路46及び放圧通口47を通って吸入室3
8へ流入し、この流入冷媒ガスはシリンダボア11aに
吸入後圧縮されて再び吐出室39へ吐出される。即ち、
遮断体30によって吸入通路28が完全に閉塞される最
小傾角状態にあっても、圧縮機10内部には冷媒ガスの
循環経路が形成され、且つ循環経路内には冷媒ガスの循
環を引き起こす圧力差が生じている。それ故、冷媒ガス
が常に前記循環経路を循環するに伴い、冷媒ガスととも
に潤滑油ミストが圧縮機10内の各部に運ばれるので、
圧縮機10の内部潤滑について何らの支障も生じない。
【0072】本実施形態によれば、設定吸入圧Pset
の切替えは、電磁弁73の開閉制御と連動しており、こ
の開閉制御はコントローラ58による電磁弁73への通
電制御に基づいている。
【0073】コントローラ58は、車両の速度又は加速
度に関する情報や車両のオートマチックトランスミッシ
ョン(AT)の走行モード(変速制御モード)に関する
情報等の車両の走行状態に関する情報を電気的に入力
し、これらの情報に基づいて電磁弁73の開閉状況を最
適制御する。具体的には、車両がほぼ一定速度で定常走
行状態にある場合やATが通常走行モードを選択されて
いる場合には、コントローラ58は電磁弁73に対する
通電を停止して電磁弁73を開状態に維持する。そし
て、設定吸入圧Psetを相対的に低い特性値の設定吸
入圧Pset2に設定し、冷房負荷が小さい(吸入圧P
sが低めの)場合でも、圧縮機10が大吐出容量での運
転に入り易い状況を作り出す。他方、車両が加速走行状
態に入った場合やATがエコノミー走行モードに選択さ
れた場合には、コントローラ58は電磁弁73に対する
通電を行って電磁弁73を閉状態に切り替える。そし
て、設定吸入圧Psetを相対的に高い特性値の設定吸
入圧Pset1に設定変更し、冷房負荷が大きい(吸入
圧Psが高めの)場合でも、圧縮機10が大吐出容量で
の運転に入り難い状況を作り出す。
【0074】第1実施形態によれば、以下のような効果
を得ることができる。 (1) コントローラ58は、車両が定常走行状態にあ
るときのようにエンジン負荷が比較的小さい場合には、
電磁弁73を開状態として設定吸入圧Psetを低い方
の設定圧Pset2に設定して圧縮機10が本来の吐出
性能を十分に発揮できる状況を作り出す。他方、車両が
加速走行状態に入ったときのようにエンジン20の動力
を車両のパワートレーンにより多く回す必要が生じた場
合には、電磁弁73を閉状態として設定吸入圧Pset
を高い方の設定圧Pset1に設定変更して圧縮機10
の吐出性能が小さくなる状況、即ち、圧縮機10がエン
ジン20にとって重荷とならない状況を作り出す。この
ように本実施形態によれば、車両及びそのエンジン20
の運転状況に応じて臨機応変に設定吸入圧Psetを設
定変更することにより、圧縮機10の吐出能力を他律的
に可変調節することができる。
【0075】(2) 伝統的な内部制御弁の基本構成に
対して、制御弁60の感圧室63に吐出圧Pdに近い高
圧冷媒ガスを選択的に導入可能とする吐出ガス提供経路
52を付加するという簡素な工夫で、設定吸入圧Pse
tを二段階に切り替え可能な容量制御弁60を構成する
ことができる。この点で、設定吸入圧Psetを可変化
するために大型の電磁駆動機構を必要とした従来の外部
制御弁に比して、コスト面や圧縮機10への実装面で極
めて有利である。
【0076】(3) 吐出ガス提供経路52には電磁弁
73が必要となるが、この電磁弁73は比較的小径の通
路72における単なる開閉弁手段として存在すれば十分
であるので、極めて小型で低消費電力のもので足りる。
又、制御弁60の感圧室63と吸入室38とをつなぐ感
圧通路51の一部(端部)に固定絞り69を設けたこと
で、電磁弁73が開状態のときの感圧室63からの流出
ガス量が非常に少なくなる。このことも電磁弁73の小
型化に大きく貢献している。
【0077】(4) 図3のグラフにおける設定吸入圧
Psetの各特性線の傾きは、感圧室63の上流側に位
置する固定絞り71の絞り部内径D1と、感圧室63の
下流側に位置する固定絞り69の絞り部内径D2との比
(D1/D2)を変更することで適宜変更することがで
きる。経験的知見によれば、下流側の絞り部内径D2を
大きくする程、即ち感圧室63からのガス漏洩の程度が
大きくなる程、Pd−Pset特性線の傾きは大きくな
る傾向にある。
【0078】(5) 設定吸入圧Psetを変えること
ができない従来の内部制御弁を備えた可変容量型斜板式
圧縮機10を用いた空調システムでは、蒸発器57の出
口と圧縮機10の入口との間の配管長に応じた圧力損失
を考慮して、蒸発器57の出口における冷媒ガスの圧力
が一定となるように内部制御弁の設定吸入圧Psetを
その都度(車両毎に)変えざるを得なかった。しかしな
がら、本実施形態によれば、吐出ガス提供経路52を介
して感圧室63に選択的に導入する高圧冷媒ガスの量
(又は圧力)次第で、少なくとも第2の設定吸入圧Ps
et2のレベルを自由に調節することができる。このた
め、空調システムの構築が従来よりも容易となる。
【0079】(第2実施形態)第2実施形態に従う容量
可変型斜板式圧縮機10の容量制御弁について図4及び
図5を参照して説明する。図4に示す容量制御弁の構成
は図2の容量制御弁60と基本的には同じであるので、
図2と同じ部材には同じ参照番号を付して重複説明を避
ける。図4の容量制御弁と図2の容量制御弁60とで
は、弁室62における冷媒ガスの流通方向が異なる点の
みが相違する。この点を中心に説明する。
【0080】図4に示すように、弁室62の上側領域に
開口形成された第1連通孔78は、下流側の給気通路4
9を介してクランク室15に連通する。又、弁室62の
下側領域に開口形成された第2連通孔79は、上流側の
給気通路48を介して吐出圧領域である吐出室39に連
通する。その結果、弁体75が弁座74に着座しない限
り、弁室62における冷媒ガスの流れは第2連通孔79
から第1連通孔78へ向かう方向(即ち下から上に向か
う方向)に生ずる。この点、図2の容量制御弁60の弁
室62では、冷媒ガスの流れが上から下に向かう方向と
なっていたのと大きく相違する。
【0081】弁室62における冷媒ガスの流通方向を逆
転させたこと、即ち、弁体75を挟んでの吐出圧Pdと
クランク室内圧Pcとの差圧に基づく弁体75の付勢方
向を設定バネ68の付勢作用方向と一致させたことで、
図4の制御弁の設定吸入圧Psetの可変特性は図5の
グラフのようになる。即ち図5では、電磁弁73を閉状
態としたときの設定吸入圧Pset1の特性線は右上が
りの曲線となる。これは、吐出圧Pdのガスが弁室62
の下側領域に常時進入しそれが弁体75を弁座74から
離間する方向に作用することで、弁体75の上下に作用
する吐出圧Pdと内圧Pcの差圧分に相当する付勢力
(この付勢力は吐出圧Pdの単調増加関数となる)が生
じ、この付勢力が見掛け上、設定バネ68の付勢力に上
乗せされるためと考えられる。
【0082】図5において設定吸入圧Pset1の特性
線が右上がりとなった結果、電磁弁73を開閉制御する
ことによる設定吸入圧の初期値Pset1(電磁弁73
の閉塞時)と第2の設定吸入圧Pset2(電磁弁73
の開放時)とのギャップが、図3の場合よりも大きくな
る。換言すれば、図4の容量制御弁60によれば、電磁
弁73を開閉することによる設定吸入圧Psetの可変
幅を、図2の容量制御弁60での可変幅よりも大きくす
ることができる。このことは、設定吸入圧Psetの可
変設定の自由度を増大させ、意味のある設定吸入圧Ps
etの可変調節を容易なものとする。
【0083】なお、図4の容量制御弁を組み込んだ容量
可変型斜板式圧縮機10においても、第1実施形態で述
べた前記(1)〜(5)の各段落に記載の効果を奏す
る。 (第3実施形態)第3実施形態に従う容量可変型斜板式
圧縮機10の容量制御弁について図6及び図7を参照し
て説明する。図6に示す容量制御弁の主たる構成は図2
の容量制御弁60と基本的には同じであるので、図2と
同じ部材には同じ参照番号を付して重複説明を避ける。
しかしながら、図6の容量制御弁と図2の容量制御弁6
0とでは、感圧室63に繋がる周辺通路又は経路の構成
が大きく相違する。以下、この点を中心に説明する。
【0084】図6に示すように、感圧室63を区画する
ハウジング壁には、三つのポート81,82,83が形
成されている。第1ポート81は通路84を介して圧縮
機10の吐出室39(吐出圧領域)と接続され、その通
路84の途中には固定絞り85が設けられている。第2
ポート82は通路86を介して圧縮機10の吸入室38
(吸入圧領域)と接続され、その通路86の途中には固
定絞り87が設けられている。なお、通路86及び固定
絞り87は、図2における感圧通路51及び固定絞り6
9にそれぞれ相当する。第3ポート83は通路88を介
して前記吸入室38と接続され、その通路88の途中に
は、コントローラ58によって通電制御される開閉弁手
段としての電磁弁73が設けられている。なお、通路8
4及び絞り85、並びに、コントローラ58、電磁弁7
3及び通路88は、吐出室38から感圧室63に導入さ
れた高圧冷媒ガスの感圧室63からの放出を制御する設
定圧可変手段を構成する。
【0085】第3実施形態では、電磁弁73が閉じた状
態を常とする。図6において電磁弁73が閉じた状態
は、図2の容量制御弁60において電磁弁73が開いた
状態と等価である。それ故、電磁弁73が閉状態のと
き、設定吸入圧Psetは相対的に低い特性値をとる設
定吸入圧Pset2となる(図7参照)。なお、設定吸
入圧Pset2はフロスト限界に極力近づくように設定
されている。
【0086】図6において電磁弁73が開かれると、設
定吸入圧Psetは、前記設定吸入圧Pset2よりも
高い特性値をとる設定吸入圧Pset1となる(図7参
照)。電磁弁73が開弁した状態は、固定絞り87の絞
り径が急激に広がって固定絞り87が絞りとしての意義
を失った状態と考えることができる。換言すれば、この
状態は、高圧冷媒ガスが一定の割合で感圧室63に提供
されるものの感圧室63からのガス流出量が比較的多い
ために、吐出室39から固定絞り85を介して高圧冷媒
ガスを感圧室63内に導入する意義を極度に減殺した状
態ということができる。この状況は、設定吸入圧Pse
tの設定に際してベローズ66内の設定バネ68の付勢
力の影響が支配的となるところの、図2の制御弁60で
電磁弁73が閉じた状況に極めて近い。このように、図
6において電磁弁73が開いた状況は、図2の容量制御
弁60で電磁弁73が閉じた状況と極めて近似するが故
に、電磁弁73の開放時の設定吸入圧Psetは、相対
的に高い特性値をとる設定吸入圧Pset1となる。
【0087】この第3実施形態において、感圧室63と
吸入室38との間に設けられた電磁弁73は、前記第1
実施形態(図2参照)において吐出室39と感圧室63
との間に設けられた電磁弁73よりも小型のもので十分
に用をなす。なぜなら、第1実施形態の電磁弁73は吐
出圧Pdに近い高圧の冷媒ガスに抗して通路72の開閉
を行う必要上それ相応の仕事能力を要するのに対し、第
3実施形態の電磁弁73はせいぜい吸入圧Ps程度の低
圧の冷媒ガスが流れるに過ぎない通路88に設けられて
おり、さほど大きな仕事能力は必要としないためであ
る。
【0088】なお、図6の容量制御弁を組み込んだ容量
可変型斜板式圧縮機10においても、第1実施形態で述
べた前記(1)〜(5)の各段落に記載したのと同様の
効果を奏する。
【0089】(第4実施形態)第4実施形態に従う容量
可変型斜板式圧縮機10の容量制御弁について図8及び
図9を参照して説明する。図8に示す容量制御弁の構成
は前記第3実施形態の容量制御弁(図6参照)と基本的
には同じであるので、図2及び図6と同じ部材には同じ
参照番号を付して重複説明を避ける。図8の容量制御弁
と図6の容量制御弁とでは、弁室62における冷媒ガス
の流通方向が異なる点のみが相違する。この点を中心に
説明する。
【0090】図8に示すように、弁室62の上側領域に
開口形成された第1連通孔78は、下流側の給気通路4
9を介してクランク室15に連通する。又、弁室62の
下側領域に開口形成された第2連通孔79は、上流側の
給気通路48を介して吐出圧領域である吐出室39に連
通する。その結果、弁体75が弁座74に着座しない限
り、弁室62における冷媒ガスの流れは第2連通孔79
から第1連通孔78へ向かう方向(即ち下から上に向か
う方向)に生ずる。この点、図6の容量制御弁の弁室6
2では、冷媒ガスの流れが上から下に向かう方向となっ
ていたのと大きく相違する。
【0091】弁室62における冷媒ガスの流通方向を逆
転させたこと、即ち、弁体75を挟んでの吐出圧Pdと
クランク室内圧Pcとの差圧に基づく弁体75の付勢方
向を設定バネ68の付勢作用方向と一致させたことで、
図8の制御弁の設定吸入圧Psetの可変特性は図9の
グラフのようになる。即ち、図9では、電磁弁73を開
放状態としたときの設定吸入圧Pset1の特性線はや
や右上がりの曲線となる。これは、吐出圧Pdの冷媒ガ
スが弁室62の下側領域に常時進入しそれが弁体75を
弁座74から離間する方向に作用することで、弁体75
の上下に作用する吐出圧Pdと内圧Pcの差圧分に相当
する付勢力(この付勢力は吐出圧Pdの単調増加関数と
なる)が生じ、この付勢力が見掛け上、設定バネ68の
付勢力に上乗せされるためと考えられる。
【0092】図9において設定吸入圧Pset1の特性
線が右上がりとなった結果、電磁弁73を開閉制御する
ことによる設定吸入圧Psetの初期値Pset1(電
磁弁73の開放時)と第2の設定吸入圧Pset2(電
磁弁73の閉塞時)とのギャップが、図7の場合よりも
大きくなる。換言すれば、図8の容量制御弁によれば、
電磁弁73を開閉することによる設定吸入圧Psetの
可変幅を、図6の容量制御弁での可変幅よりも大きくす
ることができる。このことは、設定吸入圧Psetの可
変設定の自由度を増大させ、意味のある設定吸入圧Ps
etの可変調節を容易なものとする。
【0093】なお、図8の容量制御弁を組み込んだ容量
可変型斜板式圧縮機10においても、第1実施形態で述
べた前記(1)〜(5)の各段落に記載したのと同様の
効果を奏する。
【0094】(第5実施形態)第5実施形態に従う容量
可変型斜板式圧縮機10の容量制御弁について図10及
び図11を参照して説明する。図10に示す容量制御弁
の主たる構成は前記第3実施形態の容量制御弁(図6参
照)と基本的には同じであるので、図2及び図6と同じ
部材には同じ参照番号を付して重複説明を避ける。但
し、図10の容量制御弁と図6の容量制御弁とでは、感
圧室63を区画するハウジング壁に形成された第2ポー
ト82につながる通路86の途中に、図6の固定絞り8
7に代えて、図10に示すような差圧弁機構90を設け
た点が相違する。以下、この点を中心に説明する。
【0095】図10に示すように、吸入室38(吸入圧
領域)と感圧室63の第2ポート82とをつなぐ通路8
6の途中には、差圧弁機構90が設けられている。この
差圧弁機構90はバルブハウジング61の一部(張り出
し部61a)を利用して構築されている。張り出し部6
1a内には弁室91が形成され、その弁室91内には球
状の弁体92と、付勢バネ93とが収められている。弁
体92は、第2ポート82の弁室91側開口に着座して
その第2ポート82を完全に閉塞できる程度の直径を有
している。付勢バネ93の一端は弁室91の後部側壁を
構成する封止板94に掛止され、付勢バネ93の他端は
弁体92の背面に掛止されている。この付勢バネ93に
より、弁体92は第2ポート82を閉塞する方向に付勢
されている。なお、前記封止板94の中央には孔95が
形成されている。第2ポート82、弁室91及び孔95
は、通路86の一部を構成する。
【0096】このような差圧弁機構90によれば、弁室
91は吸入室38と常時連通するため、その内圧は吸入
圧Psとなる。他方、第2ポート82を介して弁体92
の第2ポート側には感圧室63の内圧Pkが作用する。
又、その感圧室63には固定絞り85を介して吐出室3
9から高圧冷媒ガスが常時提供されている。このため、
弁室91内において弁体92は、吸入圧Psに基づく付
勢力と付勢バネ93の付勢力との和である閉弁方向の付
勢力と、感圧室63の内圧Pkに基づく開弁方向の付勢
力とが均衡する位置に配置される。そして、この差圧弁
機構90は、吸入圧Psと感圧室63の内圧Pkとの差
圧(Pb−Ps)が常に一定となるように弁開度を自律
的に調節する可変絞りとして機能する。
【0097】この第5実施形態でも前記第3実施形態と
同様、通路86と並列な通路88に設けられた電磁弁7
3が閉じた状態を常とする。図10において電磁弁73
が閉じた状態は、図6の容量制御弁において電磁弁73
が閉じた状態と等価である。それ故、図11に示すよう
に、電磁弁73が閉状態のとき、設定吸入圧Psetは
相対的に低い特性値をとる設定吸入圧Pset2とな
る。なお、設定吸入圧Pset2はフロスト限界に極力
近づくように設定されている。
【0098】図10において電磁弁73が開かれると、
設定吸入圧Psetは、前記設定吸入圧Pset2より
も高い特性値をとる設定吸入圧Pset1となる(図1
1参照)。この電磁弁73が開弁した状態は、差圧弁機
構90が絞りとしての意義を大幅に減殺された状態とみ
ることができる。この状況は、図6において電磁弁73
が開いた状況に酷似する。それ故、電磁弁73の開放時
の設定吸入圧Psetは、第3実施形態の場合と同様
に、相対的に高い特性値をとる設定吸入圧Pset1と
なる。
【0099】又、図11のグラフから分かるように、電
磁弁73の開放状態における設定吸入圧Pset1の特
性線と、電磁弁73の閉塞状態における設定吸入圧Ps
et2の特性線とはほぼ平行となる。即ち、吐出圧Pd
のほぼ全範囲に渡り、二つの設定吸入圧Pset1,P
et2の可変幅はほぼ一定している。この点、吐出圧P
dが小さくなるほど可変幅が小さくなる傾向にあった第
1〜第4実施形態の場合(図3,5,7,9参照)と相
違する。従って、吐出圧Pdが比較的低いときでも設定
吸入圧Psetの可変設定の必要性が大きい場合に、こ
の第5実施形態のような差圧弁機構90を設けることは
有益である。
【0100】なお、図10の容量制御弁を組み込んだ容
量可変型斜板式圧縮機10においても、第1実施形態で
述べた前記(1)〜(5)の各段落に記載したのと同様
の各効果の他、以下に記載の効果を奏する。
【0101】(6) 感圧室63と吸入室38とを連通
する通路86上に設けた差圧弁機構90が、感圧室63
の内圧Pkと吸入圧Psとの差圧を一定に保つようにし
た。従って、圧縮機10の吐出容量の大小に関係なく、
設定吸入圧Psetが電磁開閉弁73の開閉によってほ
ぼ同じだけ変化する。その結果、圧縮機10の吐出容量
が小さいときであっても、設定吸入圧Psetを明確に
切り換えることができる。このため、例えば、エンジン
20の回転数が低く吐出容量を抑えたいアイドリング時
や車両の急停止時にエンジン20に負担がかからないよ
うにして、エンジンストップを防止することができる。
【0102】(第6実施形態)第6実施形態に従う容量
可変型斜板式圧縮機10について図12に基づいて説明
する。尚、本実施形態は、前記第5実施形態において、
通路84を廃止したことと、電磁弁73と差圧弁機構9
0とを一体化して通路86及び通路88を通路96に統
合したことが基本的に異なっている。従って、その他の
同一の構成については、その符号を同じにして説明を省
略する。
【0103】図12に示すように、容量制御弁60の感
圧室63には、第5実施形態と異なり、吐出室39に連
通する通路84は接続されていない。代りに、通路8
6,88に代えて設けた通路96のみが接続されてい
る。
【0104】容量制御弁60には、弁体72及び感圧ロ
ッド65を貫通して、吐出室39が連通されている弁室
62の上側領域を感圧室63に連通するガス導入通路と
しての連通孔97が設けられている。
【0105】リヤハウジング14の後端には、感圧室6
3から通路96を介しての吸入室38への冷媒ガスの放
出量を制御するための開閉弁手段及び差圧弁機構として
の電磁開閉弁73が設けられている。
【0106】電磁開閉弁73は、通路96上に設けられ
た弁座96aを開閉可能な弁体(プランジャ)73a
と、吸入圧Psと内圧Pkとの差圧によって受ける付勢
力に抗して弁座96aを閉じるように弁体73aを付勢
する付勢バネ(圧縮コイルバネ)73bと、通電時に付
勢バネ73bの付勢力に抗して弁座96aから離間する
ように弁体73aを変位させる励磁コイル73c等を備
えている。従って、電磁開閉弁73は、非通電時には通
路96を閉塞し、通電時には通路96を開放する。
【0107】又、電磁開閉弁73は、弁体73aの口径
と付勢バネ73bのバネ定数とが、吸入圧Psと内圧P
kの差圧が一定となるように感圧室63の内圧Pkを調
整しながら通路96における可変絞りとして機能するよ
うに設定されている。即ち、弁体73aは、吸入圧Ps
に基づく付勢力と付勢バネ73bの付勢力との和である
閉弁側への付勢力と、感圧室63の内圧Pkに基づく開
弁側への付勢力が均衡する弁位置に変位する。このこと
により、電磁開閉弁73は、吸入圧Psと内圧Pkとの
差圧を一定に調整するとともに通路96によって吸入室
38と感圧室63とが連通されるようにする。
【0108】従って、本実施形態では、吐出圧Pdが変
化しても、感圧室63の内圧Pkと吸入圧Psとの差圧
が一定となるように電磁開閉弁73が制御する。従っ
て、感圧室63の内圧Pkが所定の圧力値P0となると
きの吸入設定値Pset1,Pset2は、前記第5実
施形態と同様図11に示すように、吐出圧Pdの大きさ
に関係なく電磁開閉弁73の弁開度が開状態であるか閉
状態であるかによって同じ大きさだけ変化する可変特性
を示す。
【0109】尚、本実施形態では、設定吸入圧Pset
1がフロスト限界よりも離れるように設定バネ68の付
勢力が設定され、設定吸入圧Pset2の下限がフロス
ト限界の近くとなるように吐出室39から感圧室63へ
の高圧冷媒ガスの導入量が設定されている。
【0110】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、第1実施形態における(1)〜(6)に記載の各効
果の他に、以下に記載の各効果を得ることができる。 (7) 感圧室63からの冷媒ガスの放出量を変更する
電磁開閉弁73が吸入圧Psと感圧室63の内圧Pkと
の差圧を一定に保つとともに、通路96における可変絞
りとして機能するようにした。従って、感圧室63に吸
入室38を連通する通路と、吐出室39から導入された
冷媒ガスを吸入室38に放出する通路とが1つの通路9
6に統合される。このため、圧縮機10の本体に形成す
る通路の数が1つ少なくなり、加工工数が少なくなる。
又、圧縮機10側に設けた通路を容量制御弁60に接続
するために圧縮機10側に設ける必要があるシール部の
数が少なくなるので、リヤハウジング14の体積を小さ
くすることができ、圧縮機10の小型化を図ることがで
きる。
【0111】(8) 圧縮器10本体に設けた給気通路
48によって容量制御弁60の弁室62に導入した吐出
圧Pdを、弁室62と感圧室63とを連通するように弁
体72と感圧ロッド65に貫通して設けた連通孔97に
よって感圧室63にも導入するようにした。従って、吐
出室39から感圧室63に吐出圧Pkを導入するための
通路を圧縮機10の本体(リヤハウジング14、シリン
ダブロック11)に設ける必要がないので、容量制御弁
60に接続する通路が、吸入室38から吸入圧Psを導
入するための通路96と、吐出室39から吐出圧Pkを
導入するための給気通路48と、クランク室15に冷媒
ガスを供給するための給気通路49だけですむ。その結
果、圧縮器10の本体に設ける通路が3つだけですむの
で、上記(7)と同じ理由で圧縮機10の大型化を招か
ないようにすることができる。
【0112】(9) 感圧室63に設けたベローズ66
が感圧ロッド65を介して弁室62に設けた弁体72を
移動させるようにし、感圧ロッド65と弁体72とを貫
通するように設けた連通孔97によって吐出圧Pkを弁
室62から感圧室63に導入するようにした。従って、
バルブハウジング61に新たな通路を形成する場合に比
較して、感圧室63と弁室62とを連通する通路を容易
に設けることができる。
【0113】(第7実施形態)第7実施形態に従う容量
可変型斜板式圧縮機10について図13を参照して説明
する。本実施形態は、前記第6実施形態において、吐出
室39からクランク室15への給気通路上に設けた容量
制御弁60を、クランク室15から吸入室38への抽気
通路上に設けた容量制御弁80に変更したことが異な
る。従って、その他の同一の構成については、その符号
を同じにして説明を省略する。
【0114】図13に示すように、リヤハウジング14
に設けた容量制御弁80には、吐出室39に連通する通
路84が接続されている。又、容量制御弁80には、ク
ランク室15に連通する給気通路49と、吸入室38に
連通する通路98とが接続されている。給気通路49、
容量制御弁80及び通路98は抽気通路を構成する。
又、リヤハウジング14には、容量制御弁80から放出
される冷媒ガスの放出量を制御するための電磁開閉弁7
3が設けられている。電磁開閉弁73は、容量制御弁8
0の下部と上部との間を接続するように設けた通路99
上に設けられている。
【0115】容量制御弁80はバルブハウジング100
を備えている。バルブハウジング100内には、弁室1
01と感圧室102とが上下に区画形成されている。弁
室101と感圧室102との間には通路状のロッドガイ
ド103が形成され、このロッドガイド103には感圧
ロッド104が軸線方向に摺動可能に支持されている。
【0116】感圧室102の内側には内部が真空状態
(又は超減圧状態)とされたベローズ105が設けられ
ている。ベローズ105は、内側に設けられた設定バネ
106の付勢力により、その先端側が感圧ロッド104
の下端に当接されている。ベローズ105及び設定バネ
106は、容量制御弁80における感圧機構を構成す
る。
【0117】バルブハウジング100には感圧室102
に連通する連通孔107が設けられ、連通孔107には
通路84が接続されている。連通孔107は、固定絞り
108を備えている。
【0118】バルブハウジング100には弁室101に
上側から連通する連通口109と、弁室101に側方か
ら連通する連通口110とが設けられている。弁室10
1の上部には、連通口109に接続された給気通路49
によってクランク室15が連通され、弁室101の側部
には連通口110に接続された通路98によって吸入室
38が連通されている。又、バルブハウジング100に
は感圧室102に連通する連通口111と、弁室101
に側方から連通する連通口112とが設けられ、両連通
口111,112間に感圧室102と弁室101とを連
通するように通路99が接続されている。従って、感圧
室102は、通路98、通路99を介して吸入室38に
連通される。そして、通路49、連通口109、弁室1
01、連通口110及び通路98が連通経路を構成す
る。
【0119】バルブハウジング100に設けられた弁室
101の内部には、球状の弁体113が収容されてい
る。弁体113は、感圧ロッド103の上端に当接する
状態で設定バネ106によって連通口109を閉塞する
ように上向きに付勢されている。一方、連通口110
は、弁室101に常時連通している。つまり、弁室10
1には、常時吸入室38が連通され、クランク室15が
弁体113によって選択的に連通される。
【0120】電磁開閉弁73は圧力調整手段を構成し、
弁体73aが通路99上に設けられた弁座99aを開閉
可能に設けられている。電磁開閉弁73は、前記第6実
施形態と同様に、吸入圧Psと感圧室102の内圧Pk
との差圧を一定に保ちながら通路99における可変絞り
として機能する。
【0121】次に、容量制御弁80の動作を説明する。
容量制御弁80においては、吐出室39の高圧冷媒ガス
が、連通口107から固定絞り108を介して感圧室1
02に導入されている。ここで通路99から電磁開閉弁
73を介して感圧室102に連通されている吸入室38
の吸入圧Psが上昇し、感圧室102の内圧Pkが所定
の圧力値P0以上になると、設定バネ106の付勢力に
抗してベローズ105が萎縮するように変位する。する
と、ベローズ105に作動連結された弁体113によっ
て弁開度が「開」とされ、弁室101を介してクランク
室15から吸入室38へ冷媒ガスが放出される。
【0122】反対に、吸入室38の吸入圧Psが低下し
て感圧室102の内圧Pkが圧力値P0未満となると、
設定バネ106の付勢力によりベローズ105が伸張す
るように変位する。すると、ベローズ105に作動連結
された弁体113によって弁開度が「閉」とされ、弁室
101を介してのクランク室15から吸入室38への冷
媒ガスの排出が停止される。
【0123】ここで、電磁開閉弁73が開かれたとき
は、通路99が弁体73aによって殆ど絞られない状態
となり、吐出室39から感圧室102に導入される高圧
冷媒ガスの感圧室102からの放出量が大きくなる。そ
の結果、感圧室102の内圧Pkは、吸入圧Psよりや
や高くなる。一方、第6実施形態と異なり、吸入圧Ps
とクランク室15の内圧Pcとの差圧が設定バネ106
の付勢力に殆ど影響しない。従って、電磁開閉弁73が
開かれた状態での設定吸入圧Pset1は、第6実施形
態の設定吸入圧Pset1よりも緩やかに減少する特性
となる。
【0124】他方、電磁開閉弁73が閉じられたとき
は、通路99が弁体73aによって絞られた状態とな
り、感圧室102から吸入室38に放出される冷媒ガス
の放出量が制限される。その結果、感圧室102の内圧
Pkは吸入圧Psより所定の差圧分だけ高くなる。従っ
て、電磁開閉弁73が閉じられた状態での設定吸入圧P
set2は、第6実施形態の設定吸入圧Pset2と同
様に、吐出圧Pdに関係なく設定吸入圧Pset1より
所定の差圧分だけ低くなる。
【0125】ここで、電磁制御弁73により、吸入圧P
sとの差圧が一定となるように感圧室102の内圧Pk
が調整されることから、内圧Pkが所定の圧力値P0と
なるときの吸入圧Psの圧力値は、吐出圧Pdの大きさ
に関係なく電磁開閉弁73の弁開度が開状態であるか閉
状態であるかによって同じ大きさだけ変化する。
【0126】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第6実施形態における(1)〜(7)に記載の
各効果の他、下記の効果を得ることができる。 (10) 弁室101が吸入室38とクランク室15と
を結ぶ抽気通路上に設けられた容量制御弁80におい
て、弁室101と感圧室102との間に設けた通路99
により、抽気通路を介して感圧室102を吸入室38に
連通するようにした。従って、弁室101を吸入室38
に連通する通路と、感圧室102に吸入室38を連通す
る通路とが1つに統合されるので、圧縮機10の本体に
対する通路の加工工数を少なくし、又、圧縮機10の小
型化を図ることができる。
【0127】尚、実施形態は、前記第1〜第7実施形態
に限らず、以下に記載の各別例のように変更してもよ
い。 ○ 前記第1及び第2実施形態では、車両が加速走行状
態に入った場合に、電磁弁73を閉じることで吐出ガス
提供経路52の通路72を閉塞するようにしていた。こ
れと同じ結果をもたらす機構として、図2及び図4にお
ける電磁弁73に代えて、図14に示すような開閉弁手
段としての開閉弁機構120を用いてもよい。即ち、開
閉弁機構120のバルブハウジング内には上流室121
と下流室122とが区画形成されている。上流室121
は、固定絞り71を介して吐出室39につながれるとと
もに、バルブハウジングの区画壁に形成された連通孔1
23を介して下流室122と連通可能となっている。下
流室122内にはその室内を左右に分割するスプール1
24が摺動可能に設けられている。下流室122内のス
プール右側の空間は、感圧室63のポート70と常時連
通するとともに、前記連通孔123を介して上流室12
1と連通可能となっている。スプール124の右端は連
結ロッドを介して、上流室121内に配置された球状の
弁体125と連結されており、スプール124の左右動
に応じて弁体125が連通孔123を開放及び閉塞す
る。下流室122内のスプール左側の空間はエンジンの
吸気系配管126に連通されている。又、その左側空間
内には付勢バネ127が配設され、この付勢バネ127
はスプール124及び弁体125を右方向に付勢する。
【0128】図14の開閉弁機構120によれば、車両
が定常走行状態にあってエンジンの回転数が安定してい
るときには、吸気系配管126内の吸気流による負圧が
下流室122の左側空間に作用するものの、付勢バネ1
27の付勢力が勝って弁体125は連通孔123を閉塞
するには到らない。他方、車両を加速をするためにエン
ジンの回転数が上昇すると、吸気系配管126の吸気流
に基づくスプール124の吸引力が高まり、弁体125
によって連通孔123が閉塞され、結果として通路72
が閉じられる。このように、図2及び図4における電磁
弁73に代えて開閉弁機構120を用いても、車両の加
速時に設定吸入圧をPset2からPset1へ引き上
げることができる。
【0129】○ 第6実施形態において、図15に示す
ように、容量制御弁60の弁室62の下側領域に吐出室
39を連通し、弁室62の上側領域にクランク室15を
連通する。つまり、弁体72が吐出圧Pdと内圧Pcと
の差圧によって付勢される向きが、設定バネ68が弁体
72を付勢する向きと一致するように弁室62に対する
吐出室39とクランク室15との連通関係を構築する。
そして、弁室62の下側領域と感圧室63とを連通する
ようにロッドガイド64と感圧ロッド65との間に設け
たガス導入通路としてのクリアランス128によって、
吐出室39から弁室62に導入される高圧冷媒ガスを感
圧室63に導入する。この構成によれば、バルブハウジ
ング61に、弁室62と感圧室63とを連通する連通路
を設ける場合に比較して加工工数が少なくてすむ。
【0130】又、この場合に、ガス導入通路を、クリア
ランス128に代えて、感圧ロッド65の外周面及びロ
ッドガイド64の内周面の少なくともいずれか一方に設
けた連通溝としてもよい。
【0131】○ 第7実施形態において、図16に示す
ように、弁室101の上側領域に吸入室38を連通する
とともに弁室101の下側領域にクランク室15を連通
し、吸入圧Psに応じた感圧室102の内圧Pkに基づ
いて、クランク室15から吸入室38に放出される冷媒
ガスの放出量を制御するようにした構成としてもよい。
【0132】○ 第7実施形態において、図17に示す
ように、吸入室38とクランク室15とを連通する抽気
通路上に弁室101を設けた容量制御弁80において、
感圧室102から吸入室38への冷媒ガスの放出を制御
することにより設定吸入圧Psetを変更する代りに、
吐出室39から感圧室102に導入する高圧冷媒ガスの
量を変更することにより設定吸入圧Psetを変更する
ようにした構成としてもよい。
【0133】○ 図18に示す容量制御弁60は、図1
9に示すように、設定吸入圧Psetを3段階に設定変
更可能とするものである。容量制御弁60は、その本体
部分であるバルブハウジング61及びその内部機構の構
成、並びに、感圧室63につながる通路又は経路(5
1,52)において、図2及び図4の容量制御弁60と
何ら変わるところはないが、唯一、弁室62を含む給気
通路の構成が異なっている。即ち、弁室62と吐出室3
9とをつなぐ第1の給気通路48およびクランク室15
と弁室62とをつなぐ第2の給気通路49の各々の途中
には、流方向切替弁130が設けられている。この流方
向切替弁130は、吐出室39及びクランク室15の側
と、弁室62の第1及び第2連通口78,79の側との
相互接続関係を逆転させることで、ガスの流通方向を正
逆両方向に切り替え可能としている。
【0134】通常時、流方向切替弁130は図18に示
す状態にあり、この流方向切替弁130を介して吐出室
39は第1連通口78とつながり、第2連通口79はク
ランク室15とつながっている。この状態を便宜上、流
方向切替弁105が「平行状態」にあると呼ぶ。図18
の状態から、流方向切替弁130が切り替えられると、
この流方向切替弁130を介して吐出室39は第2連通
口79とつながり、第1連通口78はクランク室15と
つながる。この状態を便宜上、流方向切替弁130が
「交差状態」にあると呼ぶ。流方向切替弁130が平行
状態又は交差状態のいずれの状態にあっても、吐出室3
9の高圧ガスが弁室62を経由してクランク室15に供
給される点に変わりはないが、弁室62内でのガス流通
の向きが切替弁130の切り替え操作に応じて逆転す
る。即ち、流方向切替弁130が平行状態にあるとき
は、弁室62内でのガス流通は下向きとなり、流方向切
替弁130が交差状態にあるときは、弁室62内でのガ
ス流通は上向きとなる。流方向切替弁130の状態は、
コントローラ58によって電気的に制御される。
【0135】流方向切替弁130が平行状態にあると
き、図18の制御弁は図2の制御弁60と全く同じとな
る。従って、流方向切替弁130を平行状態に維持した
状態で、電磁弁73を開閉制御することで、図19(又
は図3)に示すように、設定吸入圧をPset1とPs
et2との間で設定変更することができる。他方、流方
向切替弁130が交差状態にあるとき、図18の制御弁
は図4の制御弁と全く同じとなる。従って、流方向切替
弁130を交差状態に維持した状態で、電磁弁73を開
閉制御することで、設定吸入圧PsetをPset3
(=図4の制御弁における設定吸入圧Pset1)とP
set2との間で設定変更することができる。とすれ
ば、電磁弁73を閉状態に維持した状態で、流方向切替
弁130の状態を切り替えることで、設定吸入圧Pse
tをPset1とPset3との間で設定変更すること
ができる。このように、電磁弁73と流方向切替弁13
0とのスイッチングの組み合せをコントローラ58が適
宜制御することにより、設定吸入圧Psetを3段階に
設定変更することが可能となる。
【0136】○ 第6実施形態において、連通孔97の
代りに、弁室62の上側領域と感圧室63とを連通する
ようにバルブハウジング61に設けた連通路をガス導入
通路とし、この連通路によって感圧室63に吐出室39
から高圧冷媒ガスを導入するようにしてもよい。
【0137】○ 前記各実施形態における電磁開閉弁7
3はその開閉により設定吸入圧Psetを2段階に可変
可能としたが、開度を半開状態に制御可能な電磁開閉弁
に代えることにより、3つ以上の設定吸入圧Psetを
選択することができるようにしてもよい。この構成で
は、エンジン20の動力をパワートレーンと圧縮機10
とにより適切に分配することができ、車両の動力性能と
冷房能力をより高いレベルで両立することができる。
【0138】○ 各実施形態において、電磁開閉弁73
を全閉、半開及び全開に切り換えることにより、3つの
設定吸入圧Psetに変更することができるようにした
上で、感圧室63,102の内圧Pkが所定の圧力値P
0となるときの吸入圧Psの圧力値が最も高くなる状
態、即ち、設定吸入圧Psetが設定バネ68,106
の付勢力によって殆ど決定される状態を選択しないよう
にしてもよい。この場合には、2段階に切り換えること
ができる設定吸入圧Psetの一方が設定バネ68,1
06の付勢力のみでは決定されないようにすることがで
きるので、設定吸入圧Psetを決定する自由度を大き
くすることができる。
【0139】○ 各実施形態において、電磁弁として、
電磁開閉弁に代えて電磁比例流量制御弁を使用して開度
を連続的に変更することにより、設定吸入圧Psetを
連続的に変更することができるようにしてもよい。
【0140】○ 各実施形態において、容量制御弁6
0,80は、必ずしも圧縮機10の本体に固定されてい
なくてもよい。 ○ 各実施形態において、電磁開閉弁73は、必ずしも
圧縮機10の本体に固定されていなくてもよい。
【0141】○ 各実施形態において、容量制御弁6
0,80の感圧室63,102を、吸入室38以外の吸
入圧領域である収容孔27あるいは吸入通路28に連通
する構成としてもよい。
【0142】同じく、弁室62,101を収容孔27あ
るいは吸入通路28に連通する構成としてもよい。 ○ 圧縮機は、クランク室の内圧Pcを変更することに
より、ピストンのストロークを変化させて吐出容量を変
えることができるものであればよく、容積形で往復式の
可変容量圧縮機である斜板式(スワッシュ式)圧縮機1
0に限らず、同じ往復式のワッブル形圧縮機に実施して
もよい。
【0143】○ エンジン20に対して電磁クラッチを
介さずに駆動連結される方式の容量可変型圧縮機10に
限らず、電磁クラッチを介して駆動連結され、コントロ
ーラによって必要時にのみエンジン20に駆動連結され
る方式のものであってもよい。
【0144】○ 前記各実施形態では、検知圧領域とし
て吸入圧領域を感圧室に連通した制御弁を対象とした
が、検知圧領域としてのクランク室を感圧室に連通して
クランク室の内圧Pcの設定圧を変化させるようにした
制御弁としてもよい。この場合も同様に、クランク設定
圧が可変設定されることで吸入圧Psもそれに応じて変
化させることができる。
【0145】次に、前記各実施形態及び別例から把握で
きる請求項に記載した発明以外の技術的思想を、その効
果と共に以下に記載する。 (1) 請求項1の容量可変型圧縮機の制御弁におい
て、前記弁室(62)は、吐出圧領域(Pd)とクラン
ク室(15)とを結ぶ連通経路(48,49)の一部を
構成しており、その連通経路の途中には、吐出圧領域か
らクランク室へ向かうガス流の弁室における流方向を切
り替えるための流方向切替弁(130)が設けられてい
ること。この構成によれば、流方向切替弁によって弁室
におけるガス流の流方向を逆転させることで、設定吸入
圧が設定変更される。この流方向切替弁は、いわば第2
の設定圧可変手段として機能する。それ故、請求項1の
設定圧可変手段と、第2の設定圧可変手段たる流方向切
替弁とを併用することで設定吸入圧の多段階設定変更が
容易となる。
【0146】(2) 請求項10に記載の容量可変型圧
縮機の制御弁において、前記感圧機構は、ベローズと、
該ベローズを前記弁室側に伸張させるように付勢する設
定バネとからなり、該ベローズと前記弁体とが、感圧室
と弁室との間に設けられた通路状のロッドガイドに軸線
方向に摺動可能に支持された感圧ロッドによって作動連
結されているものであって、前記ガス導入通路は、前記
感圧室と前記弁室とを連通するように前記弁体と感圧ロ
ッドを貫通して設けた連通孔(97)、又は、感圧ロッ
ドとロッドガイドとの間に設けたクリアランス(12
8)である。
【0147】このような構成によれば、ガス導入通路を
容易に設けることができる。 (3) 請求項10に記載の容量可変型圧縮機の制御弁
において、前記感圧機構は、ベローズと、該ベローズを
前記弁室側に伸張させるように付勢する設定バネとから
なり、該ベローズと前記弁体とが、感圧室と弁室との間
に設けられた通路状のロッドガイドに軸線方向に摺動可
能に支持された感圧ロッドによって作動連結され、吐出
圧とクランク室の内圧との差圧によって前記弁体が付勢
される向きが、前記設定バネが前記ベローズを付勢する
向きと互いに逆となるように、弁室に対する吐出圧領域
とクランク室との連通関係が構築されているものであっ
て、前記ガス導入通路は、前記感圧室と前記弁室とを連
通するように前記弁体と感圧ロッドを貫通して設けた連
通孔(97)とした。このような構成によれば、圧縮機
10の本体に弁室と感圧室とを連通する連通路を設ける
場合に比較して、加工工数が少なくてすむ。
【0148】(4) 請求項10に記載の容量可変型圧
縮機の制御弁において、前記感圧機構は、ベローズと、
該ベローズを前記弁室側に伸張させるように付勢する設
定バネとからなり、該ベローズと前記弁体とが、感圧室
と弁室との間に設けられた通路状のロッドガイドに軸線
方向に摺動可能に支持された感圧ロッドによって作動連
結され、吐出圧とクランク室の内圧との差圧によって前
記弁体が付勢される向きが、前記設定バネが前記ベロー
ズを付勢する向きと一致するように、弁室に対する吐出
圧領域とクランク室との連通関係が構築されているもの
であって、前記ガス導入通路は、前記感圧室と前記弁室
とを連通するように、前記感圧ロッドと前記ロッドガイ
ドとの間に設けたクリアランス(128)、あるいは、
前記感圧ロッドの外周面と前記ロッドガイドの内周面の
少なくとも一方に設けた溝によって形成した。このよう
な構成によれば、圧縮機10の本体に弁室と感圧室とを
連通する連通路を設ける場合に比較して、加工工数が少
なくてすむ。
【0149】(5) 請求項8又は請求項9に記載の容
量可変型圧縮機の制御弁の電磁開閉弁。このような構成
によれば、通路を開閉する電磁開閉弁が、同通路におけ
る可変絞りとしても機能する。
【0150】(6) 請求項14に記載の容量可変型圧
縮機と、凝縮器(55)、膨張弁(56)及び蒸発器
(57)からなる外部冷媒回路(54)とからなる車両
用冷房装置。このような構成によれば、冷房負荷が小さ
い場合でも大吐出容量での運転に入り易いようにし、
又、冷房負荷が大きい場合でも大吐出容量での運転に入
り難いように選択することができる。
【0151】(7) 上記(6)に記載の車両用冷房装
置と、車両の走行状態に基づいて前記電磁流量制御弁を
制御する制御装置(コントローラ58)とからなる車両
用空調装置。このような構成によれば、エンジンの負荷
が比較的小さいときに冷房能力を大きくし、又、エンジ
ンの負荷が大きいときに冷房能力を小さくすることがで
きる。
【0152】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜請求項
16に記載の発明によれば、吐出圧領域の高圧ガスを感
圧室に導入可能とするとともに、吐出圧領域の高圧ガス
の感圧室への導入を制御し、あるいは吐出圧領域から感
圧室に導入されるガスの感圧室からの放出を制御すると
いう簡易な手段により、容量可変型圧縮機の制御弁にお
ける設定圧を可変設定することができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の容量可変型斜板式圧縮機の断
面図。
【図2】 第1実施形態の容量制御弁とその周辺を示す
断面図。
【図3】 第1実施形態における設定吸入圧の可変特性
を示すグラフ。
【図4】 第2実施形態の容量制御弁とその周辺を示す
断面図。
【図5】 第2実施形態における設定吸入圧の可変特性
を示すグラフ。
【図6】 第3実施形態の容量制御弁とその周辺を示す
断面図。
【図7】 第3実施形態における設定吸入圧の可変特性
を示すグラフ。
【図8】 第4実施形態の容量制御弁とその周辺を示す
断面図。
【図9】 第4実施形態における設定吸入圧の可変特性
を示すグラフ。
【図10】 第5実施形態の容量制御弁とその周辺を示
す断面図。
【図11】 第5実施形態における設定吸入圧の可変特
性を示すグラフ。
【図12】 第6実施形態の容量制御弁を含む圧縮機の
要部模式断面図。
【図13】 第7実施形態の容量制御弁を含む圧縮機の
要部模式断面図。
【図14】 別例の開閉弁手段を示す模式断面図。
【図15】 別例の容量制御弁及び電磁開閉弁を示す圧
縮機の要部模式断面図。
【図16】 別例の容量制御弁及び電磁開閉弁を示す圧
縮機の要部模式断面図。
【図17】 別例の容量制御弁を示す模式断面図。
【図18】 別例の容量制御弁を示す模式断面図。
【図19】 別例の設定吸入圧の可変特性を示すグラ
フ。
【符号の説明】
10…容量可変型斜板式圧縮機(容量可変型圧縮機)、
15…クランク室、20…エンジン、23…斜板、27
…収容孔、28…吸入通路、38…吸入室、39…吐出
室(吐出圧領域)、45…通口(27,28,38及び
45は吸入圧領域(検知圧領域)を構成する)、48,
49…給気通路、51…感圧通路、52…吐出ガス提供
経路、58…コントローラ(通電制御手段)、60…容
量制御弁、62…弁室、63…感圧室、65…感圧ロッ
ド、66…ベローズ、68…設定バネ(65,66及び
68は感圧機構を構成する)、69…固定絞り、71…
絞り部材(固定絞り)、72…通路、73…電磁開閉弁
(開閉弁手段及び差圧弁機構)(58,71,72及び
73は設定圧可変手段を構成する)、73a…弁体、7
3b…付勢バネ、73c…励磁コイル、75…弁体、7
8…第1連通口、79…第2連通口(48,49,6
2,78及び79は連通経路を構成する)、80…容量
制御弁、84…通路、85…固定絞り、86…通路、8
7…固定絞り、88…通路、90…差圧弁機構(圧力調
整手段)、98…通路、99…通路、101…弁室、1
02…感圧室、105…ベローズ、106…設定バネ
(105及び106は感圧機構を構成する)、108…
固定絞り、109…連通口、110…連通口(49,9
6,98,109及び110は連通経路を構成する)、
113…弁体、120…開閉弁機構(開閉弁手段)、1
26…吸気系配管(エンジン)、128…クリアランス
(ガス導入通路)、Pc…内圧(クランク室)、Pd…
吐出圧、Pk…内圧(感圧室)、Ps…吸入圧、Pse
t,Pset1,Pset2,Pset3…設定吸入
圧。
フロントページの続き (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 倉掛 浩隆 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入圧領域から吸入したガスを高圧化し
    て吐出圧領域に吐出する圧縮機のクランク室の内圧を調
    節することで前記圧縮機の吐出容量を可変制御する容量
    可変型圧縮機の制御弁であって、 検知圧領域と連通するとともに、前記吐出圧領域の高圧
    ガスを導入可能な感圧室と、 前記吐出圧領域又は吸入圧領域と前記クランク室とを結
    ぶ連通経路に設けられた弁室と、 前記連通経路の開度を調節すべく前記弁室内に設けられ
    た弁体と、 前記弁体に作動連結されながら前記感圧室内に設けられ
    るとともに、設定圧の初期値を決定する付勢作用を有す
    る感圧機構と、 前記吐出圧領域の高圧ガスの前記感圧室への導入を制御
    すること、又は、前記吐出圧領域から前記感圧室に導入
    されたガスの感圧室からの放出を制御することにより、
    設定圧を前記初期値とその初期値以外の値との間で変化
    させる設定圧可変手段とを備え、 前記検知圧領域の圧力と相関性を有する感圧室内圧と、
    前記設定圧可変手段により設定された設定圧との大小関
    係に基づいて前記感圧機構が自律的に作動することで前
    記弁体が前記連通経路の開度を調節する容量可変型圧縮
    機の制御弁。
  2. 【請求項2】 前記設定圧可変手段は、吐出圧領域の高
    圧ガスの感圧室への導入を制御するために、吐出圧領域
    と感圧室とを結ぶ通路の途中に設けられてその通路の開
    度を調節する開閉弁手段を備えてなることを特徴とする
    請求項1に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  3. 【請求項3】 前記検知圧領域は吸入圧領域であり、前
    記設定圧可変手段は、吐出圧領域から感圧室に導入され
    たガスの感圧室からの放出を制御するために、吐出圧領
    域と感圧室とを結ぶ通路の途中に設けられた絞りと、感
    圧室と吸入圧領域とを結ぶ通路の途中に設けられてその
    通路の開度を調節する開閉弁手段とを備えてなることを
    特徴とする請求項1に記載の容量可変型圧縮機の制御
    弁。
  4. 【請求項4】 前記開閉弁手段は、電磁弁と、車両の走
    行状態に関する情報に基づいて前記電磁弁の開度を制御
    するコントローラとから構成されることを特徴とする請
    求項2又は請求項3に記載の容量可変型圧縮機の制御
    弁。
  5. 【請求項5】 前記開閉弁手段は、エンジンの吸気系配
    管に接続されると共に該エンジンによる吸気吸引力を利
    用して、吐出圧領域と感圧室とを結ぶ通路の開度を調節
    する開閉弁機構によって構成されることを特徴とする請
    求項2に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  6. 【請求項6】 前記吸入圧領域と前記感圧室とを結ぶ通
    路の途中には固定絞りが設けられていることを特徴とす
    る請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の容量可変
    型圧縮機の制御弁。
  7. 【請求項7】 前記吸入圧領域と前記感圧室とを結ぶ通
    路の途中には、吸入圧と感圧室内圧との差圧を一定に保
    ちながら前記通路における可変絞りとして機能する差圧
    弁機構が設けられていることを特徴とする請求項3に記
    載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  8. 【請求項8】 前記開閉弁手段は電磁開閉弁からなり、
    該電磁開閉弁が前記差圧弁機構として機能することを特
    徴とする請求項7に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  9. 【請求項9】 前記電磁開閉弁は、前記通路を開閉可能
    な弁体と、該弁体が前記差圧によって受ける付勢力に抗
    して前記通路を閉じるように該弁体を付勢する付勢バネ
    と、該付勢バネの付勢力に抗して前記通路を開くように
    前記弁体を変位させる励磁コイルとを備え、前記弁体の
    口径と前記付勢バネのバネ定数とが、吸入圧領域の吸入
    圧と感圧室の内圧との差圧を一定に保ちながら可変絞り
    として機能するように設定されていることを特徴とする
    請求項8に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  10. 【請求項10】 前記連通経路は、前記吐出圧領域と前
    記クランク室とを結ぶように設けられ、前記弁室と前記
    感圧室との間には、吐出圧領域から弁室に導入される高
    圧ガスを感圧室に導入するためのガス導入通路が備えら
    れていることを特徴とする請求項7〜請求項9のいずれ
    か一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  11. 【請求項11】 前記連通経路は、前記吸入圧領域と前
    記クランク室とを結ぶように設けられ、前記弁室と前記
    感圧室との間には、前記連通経路を介して感圧室を吸入
    圧領域に連通する通路が設けられていることを特徴とす
    る請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載の容量可変
    型圧縮機の制御弁。
  12. 【請求項12】 前記感圧機構は、前記感圧室内に設け
    られたベローズと、そのベローズ内に設けられて該ベロ
    ーズを伸張させる方向に付勢作用する設定バネとを備え
    てなることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか
    一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
  13. 【請求項13】 前記連通経路は吐出圧領域とクランク
    室との間に設けられ、前記弁室内にある弁体を挟んでの
    吐出圧とクランク室内圧との差圧に基づく弁体の付勢方
    向が、前記設定バネの付勢作用方向と一致するように、
    前記弁室と前記吐出圧領域及びクランク室との連通関係
    が構築されていることを特徴とする請求項12に記載の
    容量可変型圧縮機の制御弁。
  14. 【請求項14】 請求項1〜請求項13のいずれか一項
    に記載の容量可変型圧縮機の制御弁を備えたことを特徴
    とする容量可変型圧縮機。
  15. 【請求項15】 圧縮機の吸入圧領域に連通した感圧室
    内にその感圧室の内圧変化を緩和すべく自律的に変位す
    る感圧機構を設けた容量可変型圧縮機用の制御弁におい
    て、圧縮機の吐出圧領域から前記感圧室へのガス導入を
    制御することで、当該制御弁における設定吸入圧を可変
    設定可能としたことを特徴とする制御弁における設定吸
    入圧の可変設定方法。
  16. 【請求項16】 圧縮機の吸入圧領域に連通した感圧室
    内にその感圧室の内圧変化を緩和すべく自律的に変位す
    る感圧機構を設けた容量可変型圧縮機用の制御弁におい
    て、圧縮機の吐出圧領域から前記感圧室へガスを常に導
    入しておくと共に、その導入したガスの感圧室からの放
    出を制御することで、当該制御弁における設定吸入圧を
    可変設定可能としたことを特徴とする制御弁における設
    定吸入圧の可変設定方法。
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