JP2004257328A

JP2004257328A - Variable displacement compressor

Info

Publication number: JP2004257328A
Application number: JP2003049704A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimada; 浩一島田; Hiroyasu Nadamoto; 浩康灘本; Susumu Higano; 進日向野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable displacement compressor capable of reducing load on an external driving source by controlling a driving torque. <P>SOLUTION: The variable displacement compressor changes delivery capacity by controlling difference between a crank chamber pressure and an intake chamber pressure with a pressure control valve. The pressure control valve comprises a passage chamber constituting part of an air supply passage, a valve seat for partitioning the passage chamber to a crank chamber side region and a delivery chamber side region and having a valve hole communicating the both, and a valve element that contacts with or separates from the valve seat to open or close a ventilation passage. The valve element is arranged in the crank chamber side region, and the crank chamber pressure follows the delivery chamber pressure. A Pc pressure sensing part is provided, and is arranged so as to operate to suppress fluctnation of the crank chamber pressure. Further, a solenoid section for varying a pressure control point of the Pc pressure sensing part is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等の冷凍サイクルに介装されて該冷凍サイクル内で気化した冷媒を断熱圧縮する圧縮機であって、クランク室内の圧力を調整して斜板の傾斜角を変更して冷媒の吐出容量を変更可能な可変容量圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、膨脹弁、蒸発器を備えて構成される。圧縮機は、蒸発器から冷媒ガスを吸入して圧縮し、その圧縮ガスを凝縮器に向けて吐出する。蒸発器は冷凍サイクルを流れる冷媒と車室内空気との熱交換を行う。蒸発器出口の冷媒圧力は蒸発器での熱負荷の大きさに反映する。
【０００３】
このような冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、クランク室内に軸支した駆動軸の回転を斜板によって前記シリンダボア内のピストンの往復動に変換することで、吸入室の冷媒ガスをシリンダボアに吸入して圧縮し、吐出室へ吐出するものであるが、この吐出容量を変更できるものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
この可変容量圧縮機は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、吸入室とクランク室とを連通する抽気通路と、給気通路を開閉する圧力制御弁と、を備えて構成され、圧力制御弁の作動によりクランク室の圧力を制御して、斜板の傾斜角度を変化させることで、吐出容量の制御が行われる。
【０００５】
一般に、圧力制御弁による吐出容量の制御は、蒸発器の出口圧力（吸入圧という）を所定の目標値（設定吸入圧）に維持すべく動作するように設計されている。
【０００６】
具的的には、特許文献１図４に示すように、圧力制御弁は、ハウジングと、ハウジング内に設けられ給気通路の一部を構成する通路室と、この通路室のクランク室側領域と吐出室側領域とを区分する共に両者を連通する弁孔が形成された弁座と、弁座に接離して弁孔を開閉する弁体と、この弁体を弾性支持するとともに吸入室圧（吸入圧）に感応して弁体を開閉作動する感圧部と、を備える。そして、感圧部は、吸入圧が設定吸入圧になるように作用する。つまり、感圧部は、冷房負荷が大きくこれに伴って吸入圧が設定吸入圧より高くなった場合には、弁体を閉動してクランク室圧を低めることでピストンストロークを大きくし、一方、冷房負荷が小さく吸入圧が設定吸入圧より低くなった場合には、弁体を開動してクランク室圧を高めることでピストンストロークを小さくするように作用する。
【０００７】
これにより、冷房負荷が大きく吸入圧が高くなった場合には、吐出量が増えて冷房負荷に見合った冷媒流量となり、冷房負荷が大きく吸入圧が低くなった場合には、吐出量が減って冷房負荷に見合った冷媒循環量となる。なお、外部制御手段により感圧部に付勢力を与えて、設定吸入圧を変更できるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２５６７９４７号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、このような可変容量圧縮機では、駆動トルクを小さくして外部駆動源の負担を減らすことが可能な構造が求められている。
【００１０】
しかしながら、前記従来のようなＰｓ指標の可変容量圧縮機では、圧力制御弁の弁体が吐出室側領域に配置されるため、Ｐｄ−Ｐｓ線図（≒Ｐｄ−Ｐｃ線図）が右下傾斜となる（図３中点線参照）。これにともない圧縮比（Ｐｄ−Ｐｓ）と比例関係にある圧縮機の駆動トルクＴｒ（図３中点線参照）は、Ｐｄ−Ｔｒ線図が急勾配な右上傾斜となる。なお、特許文献１図３に示すような感圧部でＰｃ（≒Ｐｓ）を感圧する構造でも同様である。そのため、吐出量が大きいときは特に駆動トルクが大きくなってしまい、外部駆動源の負担を減らすことができる可変容量圧縮機を成立させること困難である。
【００１１】
本発明はこのような従来技術をもとに為されたもので、駆動トルクを制御して、外部駆動源の負担を減らすことができる可変容量圧縮機の提供が目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、吸入室および吐出室およびクランク室を備え、
吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、吸入室とクランク室とを連通する抽気通路と、給気通路を開閉して吐出室からクランク室へ供給される冷媒量を調整してクランク室圧を調整する圧力制御弁と、を備え、
前記圧力制御弁で、前記ピストンを挟んでのクランク室圧と吸入室圧との差を制御することでピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、
前記圧力制御弁は、前記給気通路の一部を構成する通路室と、前記通路室のクランク室側領域と吐出室側領域とを区分すると共に両者を連通する弁孔が形成された弁座と、弁座に接離して通気通路を開閉する弁体と、前記弁体を弾性支持するとともにクランク室圧に感応して前記弁体を開閉作動するＰｃ感圧部と、を備え、
ｉ：前記弁体をクランク室側領域に配置して、吐出室圧にクランク室圧が追従する構造とし、
ｉｉ：前記Ｐｃ感圧部は、クランク室圧が上昇した際に前記弁体に加わる閉弁方向への付勢力を上昇させ且つクランク室圧が下降する際に前記弁体に加わる閉弁方向への付勢力を下降させるものとし、
ｉｉｉ：さらに、前記Ｐｃ感圧部の圧力制御点を可変とする外部制御手段を設けたこと特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の可変容量圧縮機において、
ｉｖ：さらに吸入室圧が上昇した際に前記弁体に加わる閉弁方向の付勢力を下降させ且つ吸入室圧が下降した際に前記弁体に加わる閉弁方向への付勢力を上昇させるＰｓ感圧部を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ｉ構造により、Ｐｄ−Ｔｒ線はなだらかになり、吐出圧Ｐｄが変動しても駆動トルクＴｒの変動が全体的に小さい構造となる。しかも、ｉ＋ｉｉ構造により、クランク室圧Ｐｃに対する駆動トルクＴｒを推定でき、ｉｉ＋ｉｉｉ構造によりクランク室圧Ｐｃを直接制御できる。そのため、Ｐｃ直接制御により、冷媒吐出量の制御および駆動トルクの制御が可能な可変容量圧縮機が成立する。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、Ｐｓ感圧部が駆動トルクの変動を抑える方向に弁体を作動する。そのため、外乱により圧縮機への吸入量が急激に上昇して吐出量もともに上昇した際に圧縮機の駆動トルクがそのまま上昇し続けてしまうことを、防止できる。例えば、蒸発器の上流の膨脹弁が開弁した際には圧縮機の吸入量が急激に増大しそのまま吐出量が増大して、駆動トルクが上昇し続けてしまうことが想定されるが、この請求項２の発明ではＰｓ感圧部が弁体を開弁させることでＰｃを上昇させて吐出量を抑え、駆動トルク上昇を抑えることができる。これにより、請求項１の発明の効果に加え、さらに安定したトルク制御が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる可変容量圧縮機を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
第１実施形態：図１、２は本発明の第１実施形態にかかる圧縮機のである。この実施形態の圧縮機は、ウォッブルプレート式の斜板式可変容量圧縮機であり、車両のエンジンルームに配置されエンジンの駆動軸の回転力を利用して駆動し、車両用空調装置の冷却サイクルに介装されて冷凍サイクルで気化した冷媒ガスを断熱圧縮するものである。
【００１８】
まず図１を参照して圧縮機の全体構造を説明する。
【００１９】
圧縮機は、円周方向に複数の等間隔に配置されたシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック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を介して接合され吸入室７および吐出室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とは、複数のスルーボルトＢによって締結固定される。
【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。
【００２１】
バルブプレート９のシリンダブロック２側には、吸入孔を１１開閉する図示せぬ弁機構が設けられ、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を開閉する図示せぬ弁機構が設けられている。バルブプレート９とリアハウジング６との間にはガスケットが介在し、吸入室７と吐出室８の密閉性を保持している。また、バルブプレート９の周縁にはリアハウジング６とシリンダブロック２との接合面においてＯリングが介在し、圧縮機外への冷媒漏れを防止している。
【００２２】
シリンダブロック２およびフロントハウジング４の中心の支持孔１９、２０には軸受１７、１８を介して駆動軸Ｓが軸支され、この駆動軸Ｓがクランク室５内で回転自在となっている。この駆動軸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、この突出端には電磁クラッチ５４を介してプーリ５５が回転自在に配置されている。このプーリは図示せぬベルトを介して外部駆動源としの車両エンジンと連結され、クラッチＯＮ状態で、車両エンジンの回転を駆動軸Ｓに伝える。
【００２３】
クランク室５内には、前記駆動軸Ｓに固設したドライブプレート２１と、駆動軸Ｓに摺動自在に嵌装したスリーブ２２と、該スリーブ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３６を介して装着したウォッブルプレート（斜板）２６と、が設けられている。ウォッブルプレート２６は、クランク室５内に固定された規制プレート３５に摺動自在に連結されることで、回転が防止され且つ軸線方向への揺動が許容されている。つまり、駆動軸Ｓを回転によりジャーナル２４が回転すると、ウォッブルプレート２６はジャーナル２４の回転揺動に伴って、非回転で且つ軸線方向に揺動するようになっている。ウォッブルプレート２６の傾斜角は、スリーブ２２がシリンダブロック２側に近接移動するとウォッブルプレート２６の傾斜角が減少し、一方、スリーブ２２がシリンダブロック２から離れる方向に移動するとウォッブルプレート２６の傾斜角が増大する。ここで、スリーブ２２がシリンダブロック２側に近接した際には、一方の復帰バネ５２が縮んでいるのでこの復帰バネ５２の弾性復元力によりスリーブ２２が中立位置に向けて復帰しやすくなっており、一方、スリーブ２２がシリンダブロック２から離間している際には、他方の復帰バネ５１が縮んでいるのでこの復帰バネ５１の弾性復元力によりスリーブ２２が中立位置にむけて復帰しやすくなっている。なお、ドライブプレート２１とジャーナル２４とは、そのヒンジアーム２１ｈ、２４ｈを弧状の長孔２７とピン２８とを介して連結されており、これによりウォッブルプレート２６の最大傾斜角度と最小傾斜角度とが規制されている。
【００２４】
そして、各シリンダボア３に収容されたピストン２９は、ピストンロッド３０を介してウォッブルプレート２６に連結されていて、ウォッブルプレート２６の揺動によって往復運動するようになっている。
【００２５】
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→バルブプレート９の吸入孔１１→シリンダボア３へと吸入した冷媒を圧縮し、シリンダボア３→バルブプレート９の吐出孔１２→吐出室８へと吐出するものである。
【００２６】
吐出容量を可変とするために、クランク室５と吸入室７とを常時連通する図示せぬ抽気通路と、クランク室５と吐出室８とを連通する給気通路３２と、該給気通路３２を開閉する圧力制御弁１００と、からなる圧力制御機構が設けられている。圧力制御弁１００の開度調整によりクランク室５内の圧力Ｐｃが変わると、該クランク室５と吸入室７との圧力バランス（ピストン２９の前後の圧力バランス）よりウォッブルプレート２６の傾角が変化して、つまりピストンストロークが変化して、圧縮機の吐出容量が変わる。
【００２７】
次に容量制御用の圧力制御弁１００の構成を図２を参照して詳しく説明する。
【００２８】
この圧力制御弁１００は、リアハウジング６に組み付けられる。圧力制御弁のハウジングは、バルブケース１０１およびこのバルブケースの後部に設けたソレノイドケース１２１からなる。
【００２９】
バルブケース１０１は、給気通路３２の一部を構成する通路室１０５と、通路室１０５のクランク室側領域１０５ａと吐出室側領域１０５ｂとを区分する共に両者を連通する弁孔１０５ｃが形成された弁座１０６と、を備え、通路室１０５の吐出室側領域１０５ｂには弁座１０６に接離して弁孔１０５ｃを開閉する弁体１０７が配置されている。
【００３０】
また、このバルブケース１０１は、通路１０８を通じてクランク室５と連通接続される感圧室１０９を備え、この感圧室１０９内のクランク室圧Ｐｃに感応して伸縮自在な「Ｐｃ感圧部」としてのベローズ１１０が配置されている。なお、この実施形態ではベローズ１１０内は真空を封入して一定圧としているが、例えば大気または任意の気体を封入して一定圧としてもよい。
【００３１】
前記弁体１０７は、バルブケース１０１の軸方向中心部にスライド自在に配置されたロッド１１１の中間部に形成されて、ロッド１１１の一端（図２中上端）がベローズ１１０の自由端（図２中下端）に連結されている。そのため、弁体１０７に、ロッド１１１を介してベローズ１１０の伸縮に伴う付勢力が加わる。また、この弁体１０７には、開弁方向Ｙ（図２中下方）に向けて第１スプリング１１２の付勢力ｆ１が付加されているとともに、閉弁方向Ｘ（図２中上方）に第２スプリング１１３の付勢力ｆ２が付加されている。
【００３２】
ここで、この実施形態のＰｃ感圧部としてのベローズ１１０は、クランク室圧Ｐｃが上昇した際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を上昇させ且つクランク室圧Ｐｃが下降する際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を下降させるように配置されている。
【００３３】
これにより、圧力制御弁１００の自律的な力の釣り合いは以下のようになる。
【００３４】
開弁方向Ｙ（図２中下方向）の力の和はｆ１＋（Ｐｄ−Ｐｃ）Ｂであり、閉弁方向Ｘ（図２中上方向）の力の和はｆ２＋Ｐｃ×Ａ（＋Ｆｉｓｏｌ）であり、下向きの力が上向きの力に勝つときロッド１１１が押し下げられて、開弁してクランク室５に吐出室８の圧力が流入することになる。
【００３５】
但し、上式において、
Ａ：ベローズの有効受圧面積
Ｂ：弁体の有効受圧面積
ｆ１：第１スプリングによる力
ｆ２：第２スプリングによる力
Ｆｉｓｏｌ：ソレノイド部１２０による力
Ｐｄ：吐出室８内の圧力
Ｐｃ：クランク室５の圧力
Ｐｓ：吸入室７の圧力
である。
【００３６】
次に、Ｐｃ感圧部１１０の圧力制御点を変更しうる「外部制御手段」としてのソレノイド部１２０について説明する。ソレノイド部１２０は、バルブケース１０１の下端部に固定されたソレノイドケース１２１と、このソレノイドケース１２１内に配置されたソレノイドコイル１２２と、このソレノイドコイル１２２の励磁・消磁によりソレノイドケース１２１の軸方向に沿ってスライドするプランジャ１２３と、を備えている。プランジャ１２３はソレノイドケースの上端部を貫通する前記ロッド１１１の下端部１１１ｂと連結されており、これにより制御装置１３０によりソレノイド部１２０の通電制御を行うことで、ロッド１１１に外部から付勢力を与えて、Ｐｃ感圧部１１０の圧力制御点を変更できるようになっている。この実施形態では、ソレノイドコイル１２２に通電すると、図２中上方に向けてロッド１１１に付勢力を与えることができる。付勢力の大きさは、ソレノイドコイル１２２に通電する電流値またはデューティー比を制御することで行われる。
【００３７】
「特徴点」
このような構成の圧力制御弁１００の特徴点を整理すると、以下の３点である。
ｉ：弁体１０７を通路室１０５のクランク室側領域１０５ａに配置し、吐出室圧Ｐｄにクランク室圧Ｐｃが追従する構造とした。
ｉｉ：Ｐｃ感圧部１１０は、クランク室圧Ｐｃが上昇した際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘ（図２中上方）への付勢力を上昇させ且つクランク室圧Ｐｃが下降する際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を下降させるものとした。
ｉｉｉ：さらに、Ｐｃ感圧部１１０の圧力制御点を可変とする外部制御手段としてのソレノイド部１２０を設けた。
【００３８】
「作用」
つまり、この第１実施形態の可変容量圧縮機では、以下のような作用効果がある。
【００３９】
ｉ構造により、図３に示すようにＰｄ−Ｔｒ線はなだらかになり、吐出室圧Ｐｄの変動に対して駆動トルクＴｒの変動が小さくてすむ構造となる。ｉ＋ｉｉ構造より、クランク室圧Ｐｃが一定圧に収束する構造となり、且つｉｉ＋ｉｉｉ構造によりクランク室圧Ｐｃを直接制御できる構造となる。そのため、図４に示すようにクランク室圧Ｐｃに対する駆動トルクＴｒを推定できることを利用し、Ｐｃ制御により、冷媒吐出量の制御および駆動トルクＴｒの制御が可能な可変容量圧縮機とすることができる。
【００４０】
実際には、車両の搭載された制御装置１３０により、以下のような制御を行う。
【００４１】
通常運転モード
通常運転モードでは、制御装置１３０は、圧力制御弁１００のソレノイド１０３の通電制御により、冷房負荷に応じた吐出量となるように制御する。つまり、制御装置１３０は、例えば検出手段としての温度センサ（図示せぬ）からの信号により蒸発器の吹出温度Ｔｅｏを監視して、所定の吹出温度Ｔｅｏ１よりも高温となった場合には、通常制御または遅延制御によりデューティー比を高めて、給気通路３２を閉じてクランク室圧Ｐｃを低下させることで、斜板２６の傾斜角を大きくし、吐出容量を増大させる。一方、制御装置１３０は、所定の吹出温度Ｔｅｏ２よりも低温となった場合には、通常制御または遅延制御によりデューティー比を下げて、給気通路３２を開いてクランク室圧Ｐｃを上昇させることで、斜板２６の傾斜角を小さくし、吐出容量を減少させる。これにより、蒸発器が必要とする冷房負荷に相応する冷媒流量を得ることができる。
【００４２】
このとき、ｉ構造＋ｉｉ構造により圧縮機の駆動トルクＴｒが最小限に抑制される。
【００４３】
駆動トルクモード
駆動トルクモードでは、制御装置１３０は、一定のデューティー比のときに一定の駆動トルクＴｒとなる本実施形態の構造を利用して、エンジン側から要求される駆動トルク値Ｔｒとなるように、圧力制御弁１００のソレノイド１０３のデューティー比を制御する。圧縮機の駆動トルクＴｒの変動を小さく抑えることが可能となる。なお、この駆動トルクモードでは、制御装置１３０は例えば登坂走行や急加速走行など車両走行状態を監視しており、駆動トルク最優先と判断すると、最小デューティーとしてクランク室圧Ｐｃを高め、斜板２６を最小傾斜角として圧縮機に加わる駆動トルクＴｒを最小値とする。
【００４４】
冷力優先モード
圧縮機の駆動トルクＴｒを控える必要がないときは、冷力優先モードで圧縮機を運転する。つまり、冷力優先モードでは、ソレノイド１０３の通電制御により、即座に蒸発器の冷房負荷に応じた吐出量となるようにする。
【００４５】
制御装置１３０は、冷房負荷が高いと判断した際には、ソレノイド部１２０のデューティー比を通常運転モードよりも大きなデューティー比として、即座に吐出容量が増大させる。一方、制御装置１３０は、冷房負荷が低いと判断した際にはソレノイド部１２０のデューティー比を通常運転モードよりもさらに小さなデューティー比として、吐出容量を即座に減少させる。これにより、蒸発器が必要とする冷房負荷に相応する冷媒流量を即座に得ることができる。
【００４６】
「効果」
以上のようにこの第１実施形態の可変容量圧縮機にあっては、吐出量の大小に関わらず駆動トルクＴｒの変動が小さく（図３参照）、且つ、Ｐｃ制御により、冷媒吐出量の制御および駆動トルクＴｒの制御が可能な構造が成立する。
【００４７】
なお、ｉ＋ｉｉ構造を満たす構成であれば、第１実施形態の変形例としては、図５に示すような圧力制御弁２００のように、ベローズ１１０内にクランク室圧Ｐｃを導入してＰｃ感圧部を構成したものや、図６の圧力制御弁３００のようにベローズ１１０をロッド１１１に中間位置に介在させる構成としたものなど、であっても良い。
【００４８】
第２実施形態：以下、図７を基に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して構成および作用効果の説明を省略する。
【００４９】
この第２実施形態の可変容量圧縮機の制御弁４００は、さらにＰｓ感圧部を備えること点で、第１実施形態と異なっている。
【００５０】
ｉｖ：Ｐｓ感圧部は、吸入室圧Ｐｓが上昇した際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘの付勢力を下降させ且つ吸入室圧Ｐｓが下降した際に弁体１０７に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を上昇させるものである。実際には、この図７に示す実施形態では、ベローズ４１０内に、通路４０１を通じて吸入圧Ｐｓ（蒸発器の出口圧力または吸入室圧）を導くことで、ベローズ４１０を「Ｐｃ感圧部兼Ｐｓ感圧部」として構成している。
【００５１】
このような第２実施形態の可変容量圧縮機にあっては、「Ｐｃ感圧部兼Ｐｓ感圧部」としてのベローズ４１０が、第１実施形態と同様のＰｃ感圧部としての機能に加え、駆動トルクＴｒの上昇を抑える方向に弁体１０７を作動するＰｓ感圧部としての機能を備える。つまり、外乱により圧縮機への吸入量が急激に上昇してこれに伴って吐出量も上昇した際に、圧縮機の駆動トルクＴｒがそのまま上昇し続けてしまうことを防止できる。例えば、蒸発器の上流の膨脹弁が開弁した際には圧縮機の吸入量が急激に増大しそのまま吐出量が増大して、駆動トルクＴｒが上昇し続けてしまうことが想定されるが、Ｐｃ感圧部兼Ｐｓ感圧部４１０が弁体１０７を開弁することでクランク室圧Ｐｃを上昇させて吐出量を抑え、駆動トルクＴｒの上昇を抑えることができる。
【００５２】
これにより、第１実施形態の発明の作用効果に加え、さらに外乱に対しても安定したトルク制御が可能となる。
【００５３】
なお、ｉ＋ｉｉ＋ｉｉｉ＋ｉｖを満たす構造であれば、図８、９に示すような形態であってもよい。つまり、図７に示す圧力制御弁４００では、ベローズ４１０外にクランク室圧Ｐｃを導入しベローズ外４１０内に吸入圧Ｐｓを導入して、ベローズ４１０をＰｃ感圧部兼Ｐｓ感圧部として構成しているが、例えば、図８の圧力制御弁５００にようにＰｃ感圧部としてのベローズ１１０とは別途Ｐｓ感圧部としてのピストン５１０を設けてもよいし、図９の圧力制御弁６００のように、Ｐｃ感圧部としてのベローズ１１０とは別途、Ｐｓ感圧部としてのベローズ６１０を設けた構造であってもよい。また、勿論、第１実施形態と同様に、弁体の位置および開閉方向に応じて、Ｐｃ感圧部、Ｐｓ感圧部の位置および変位方向を変更してもよい。
【００５４】
以上、本発明の要点を整理すると、
ｉ：弁体を通路室のクランク室側領域に配置して、吐出室圧Ｐｄにクランク室圧Ｐｃが追従する構造とし、
ｉｉ：Ｐｃ感圧部は、クランク室圧Ｐｃが上昇した際に弁体に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を上昇させ且つクランク室圧Ｐｃが下降する際に弁体に加わる閉弁方向Ｘへの付勢力を下降させるものとし、
ｉｉｉ：Ｐｃ感圧部の圧力制御点を可変とする外部制御手段を設けたこと特徴とするものである。
【００５５】
そのため、ｉ構造により、Ｐｄ−トルク線はなだらかになり、Ｐｄが変動しても駆動トルクＴｒが全体的に小さい構造となる。しかも、ｉ＋ｉｉ構造により、Ｐｃに対する駆動トルクＴｒを推定でき、ｉｉ＋ｉｉｉ構造によりＰｃを直接制御できる。そのため、Ｐｃ直接制御により、冷媒吐出量の制御および駆動トルクＴｒの制御が可能な可変容量圧縮機が成立する。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、可変容量圧縮機として、斜板が非回転で揺動するウォッブルプレート式の斜板式可変容量圧縮機を例としているが、本発明では無論、斜板が駆動軸と一体的に回転するスワッシュ式の斜板式可変容量圧縮機であってもよい。また、上述の実施形態ではクラッチ付き圧縮機で構成されているが、本発明にあってはクラッチレス圧縮機であってもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、感圧部として主にベローズを用いているが、本発明にあっては感圧部として例えばダイアフラムなどその他の形態をとっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の可変容量圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】同可変容量圧縮機の圧力制御弁を示す断面図であり、ソレノイド部がＯＦＦの時の状態を示す断面図である。
【図３】同可変容量圧縮機の圧力制御弁を用いた際の、Ｐｄ−Ｐｓ線図、Ｐｄ−Ｐｃ線図、Ｐｄ−ｔｒ線図を示すグラフである。
【図４】同可変容量圧縮機の圧力制御弁を用いた際の、Ｐｃ−Ｔｒ線図を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の圧力制御弁の変形例の一例を示すものである。
【図６】第１実施形態の圧力制御弁の変形例の一例を示すものである。
【図７】本発明の第２実施形態の可変容量圧縮機の圧力制御弁を示す断面図である。
【図８】第２実施形態の圧力制御弁の変形例の一例を示すものである。
【図９】第２実施形態の圧力制御弁の変形例の一例を示すものである。
【符号の説明】
５…クランク室
７…吸入室
８…吐出室
２６…ウォッブルプレート（斜板）
２９…ピストン
３２…給気通路
１００…圧力制御弁
１０５…通路室
１０５ａ…クランク室側領域
１０５ｂ…吐出室側領域
１０５ｃ…弁孔
１０６…弁座
１０７…弁体
１１０…ベローズ（ＰＣ感圧部）
１２０…ソレノイド部（外部制御手段）
２００…圧力制御弁
３００…圧力制御弁
４００…圧力制御弁
４１０…ベローズ（Ｐｓ感圧部）
５００…圧力制御弁
５１０…ピストン（Ｐｓ感圧部）
６００…圧力制御弁
６１０…ベローズ（Ｐｓ感圧部）
Ｐｃ…クランク室圧
Ｐｄ…吐出室圧
Ｐｓ…吸入室圧（吸入圧）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor that is interposed in a refrigeration cycle such as a vehicle air conditioner and adiabatically compresses refrigerant vaporized in the refrigeration cycle, and adjusts a pressure in a crank chamber to change a tilt angle of a swash plate. The present invention relates to a variable displacement compressor capable of changing the displacement of refrigerant.
[0002]
[Prior art]
Generally, a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. The compressor sucks refrigerant gas from the evaporator and compresses the same, and discharges the compressed gas toward the condenser. The evaporator exchanges heat between the refrigerant flowing through the refrigeration cycle and the vehicle interior air. The refrigerant pressure at the evaporator outlet reflects the magnitude of the heat load on the evaporator.
[0003]
The compressor used in such a refrigeration cycle draws refrigerant gas in the suction chamber into the cylinder bore by converting the rotation of a drive shaft supported in the crank chamber into reciprocating motion of a piston in the cylinder bore by a swash plate. And discharges it to the discharge chamber, but there is a device that can change this discharge capacity (for example, Patent Document 1).
[0004]
The variable displacement compressor includes an air supply passage communicating the discharge chamber with the crank chamber, a bleed passage communicating the suction chamber with the crank chamber, and a pressure control valve opening and closing the air supply passage. By controlling the pressure of the crank chamber by operating the pressure control valve to change the inclination angle of the swash plate, the discharge capacity is controlled.
[0005]
Generally, the control of the discharge capacity by the pressure control valve is designed to operate so as to maintain the outlet pressure of the evaporator (referred to as suction pressure) at a predetermined target value (set suction pressure).
[0006]
More specifically, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, a pressure control valve includes a housing, a passage chamber provided in the housing and forming a part of an air supply passage, and a crank chamber side region of the passage chamber. A valve seat that separates the discharge chamber side region from the discharge chamber side and has a valve hole communicating therewith; a valve body that opens and closes the valve hole by coming into contact with and separating from the valve seat; (A suction pressure) for opening and closing the valve element in response to (suction pressure). Then, the pressure sensing portion acts so that the suction pressure becomes the set suction pressure. In other words, when the cooling load is large and the suction pressure becomes higher than the set suction pressure, the pressure sensing section increases the piston stroke by closing the valve body and lowering the crank chamber pressure. On the other hand, when the cooling load is small and the suction pressure becomes lower than the set suction pressure, the piston stroke is reduced by opening the valve body and increasing the crank chamber pressure.
[0007]
With this, when the cooling load is large and the suction pressure is high, the discharge amount increases and the refrigerant flow rate matches the cooling load, and when the cooling load is large and the suction pressure is low, the discharge amount decreases. The amount of circulating refrigerant is appropriate for the cooling load. In addition, the set suction pressure can be changed by applying an urging force to the pressure sensing unit by the external control means.
[0008]
[Patent Document 1]
Patent No. 2567947 specification [0009]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, such a variable displacement compressor has been required to have a structure capable of reducing a driving torque and reducing a load on an external drive source.
[0010]
However, in the conventional Ps index variable displacement compressor, the Pd-Ps diagram (≒ Pd-Pc diagram) is inclined to the lower right because the valve body of the pressure control valve is disposed in the discharge chamber side region. (See the dotted line in FIG. 3). Accordingly, the drive torque Tr (see the dotted line in FIG. 3) of the compressor, which is proportional to the compression ratio (Pd-Ps), has a steep upper right slope in the Pd-Tr diagram. Note that the same applies to a structure in which Pc (ｓPs) is pressure-sensitive by a pressure-sensitive portion as shown in FIG. Therefore, especially when the discharge amount is large, the driving torque becomes large, and it is difficult to establish a variable displacement compressor that can reduce the load on the external drive source.
[0011]
The present invention has been made based on such a conventional technique, and an object of the present invention is to provide a variable displacement compressor capable of controlling a driving torque to reduce a load on an external drive source.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a suction chamber, a discharge chamber, and a crank chamber,
An air supply passage communicating the discharge chamber and the crank chamber, a bleed passage communicating the suction chamber and the crank chamber, and an air supply passage opened and closed to adjust the amount of refrigerant supplied from the discharge chamber to the crank chamber. A pressure control valve for adjusting the room pressure,
A variable displacement compressor that controls a piston stroke by controlling a difference between a crank chamber pressure and a suction chamber pressure across the piston with the pressure control valve.
The pressure control valve is a valve seat that divides a passage chamber that forms a part of the air supply passage from a crank chamber side region and a discharge chamber side region of the passage chamber and that has a valve hole that communicates the two. A valve body that opens and closes a ventilation passage by contacting and separating from a valve seat, and a Pc pressure sensing unit that elastically supports the valve body and opens and closes the valve body in response to crank chamber pressure,
i: a structure in which the valve element is disposed in the crank chamber side region so that the crank chamber pressure follows the discharge chamber pressure;
ii: The Pc pressure-sensitive portion increases the urging force in the valve closing direction applied to the valve body when the crank chamber pressure increases, and in the valve closing direction applied to the valve body when the crank chamber pressure decreases. The urging force of
iii: Further, external control means for changing the pressure control point of the Pc pressure sensing section is provided.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the variable displacement compressor according to the first aspect,
iv: Ps for lowering the urging force in the valve closing direction applied to the valve element when the suction chamber pressure further increases, and increasing the urging force in the valve closing direction applied to the valve element when the suction chamber pressure decreases. It is characterized by having a pressure-sensitive part.
[0014]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the Pd-Tr line becomes gentle due to the i-structure, and the drive torque Tr fluctuates entirely even if the discharge pressure Pd fluctuates. Moreover, the drive torque Tr with respect to the crankcase pressure Pc can be estimated by the i + ii structure, and the crankcase pressure Pc can be directly controlled by the ii + iii structure. Therefore, a variable displacement compressor capable of controlling the refrigerant discharge amount and controlling the driving torque by the Pc direct control is realized.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, the Ps pressure sensing section operates the valve body in a direction to suppress the fluctuation of the driving torque. Therefore, it is possible to prevent the drive torque of the compressor from continuing to rise as it is when the suction amount to the compressor rises rapidly due to the disturbance and the discharge amount also rises. For example, when the expansion valve upstream of the evaporator is opened, it is assumed that the suction amount of the compressor rapidly increases, the discharge amount increases as it is, and the driving torque continues to increase. According to the second aspect of the present invention, the Ps pressure sensing unit opens the valve body to increase Pc, thereby suppressing the discharge amount, and suppressing an increase in driving torque. As a result, in addition to the effects of the first aspect, more stable torque control is possible.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a variable displacement compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
First Embodiment FIGS. 1 and 2 show a compressor according to a first embodiment of the present invention. The compressor of this embodiment is a wobble plate type swash plate type variable displacement compressor, which is disposed in an engine room of a vehicle and is driven by using the rotational force of a drive shaft of an engine, and is used for a cooling cycle of a vehicle air conditioner. And adiabatically compresses the refrigerant gas vaporized in the refrigeration cycle.
[0018]
First, the overall structure of the compressor will be described with reference to FIG.
[0019]
The compressor includes a cylinder block 2 having a plurality of cylinder bores 3 arranged at equal intervals in a circumferential direction, and a front side joined to a front end surface of the cylinder block 2 to form a crank chamber 5 between the cylinder block 2 and the front side. A housing 4 and a rear housing 6 joined to the rear end surface of the cylinder block 2 via a valve plate 9 to form a suction chamber 7 and a discharge chamber 8 are provided. The cylinder block 2, the front housing 4, and the rear housing 6 are fastened and fixed by a plurality of through bolts B.
[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.
[0021]
On the cylinder block 2 side of the valve plate 9, a valve mechanism (not shown) for opening and closing the suction hole 11 is provided, while on the rear housing 6 side of the valve plate 9, a valve mechanism (not shown) for opening and closing the discharge hole 12. Is provided. A gasket is interposed between the valve plate 9 and the rear housing 6 to maintain the airtightness between the suction chamber 7 and the discharge chamber 8. Further, an O-ring is interposed on the peripheral edge of the valve plate 9 at the joint surface between the rear housing 6 and the cylinder block 2 to prevent the refrigerant from leaking out of the compressor.
[0022]
A drive shaft S is supported by bearings 17 and 18 in support holes 19 and 20 at the center of the cylinder block 2 and the front housing 4, and the drive shaft S is rotatable in the crank chamber 5. The front end of the drive shaft S protrudes outside from the front housing 4, and a pulley 55 is rotatably disposed at the protruding end via an electromagnetic clutch 54. The pulley is connected to a vehicle engine as an external drive source via a belt (not shown), and transmits the rotation of the vehicle engine to the drive shaft S in a clutch ON state.
[0023]
In the crank chamber 5, a drive plate 21 fixed to the drive shaft S, a sleeve 22 slidably fitted to the drive shaft S, and a journal 24 pivotally connected to the sleeve 22 by a pin 23. And a wobble plate (swash plate) 26 mounted on the boss 25 of the journal 24 via a bearing 36. The wobble plate 26 is slidably connected to a regulating plate 35 fixed in the crank chamber 5, so that rotation is prevented and swinging in the axial direction is allowed. That is, when the journal 24 is rotated by rotating the drive shaft S, the wobble plate 26 is non-rotated and swings in the axial direction with the rotation swing of the journal 24. The inclination angle of the wobble plate 26 decreases as the sleeve 22 moves closer to the cylinder block 2, while the inclination angle of the wobble plate 26 decreases when the sleeve 22 moves away from the cylinder block 2. The tilt angle increases. Here, when the sleeve 22 approaches the cylinder block 2 side, one of the return springs 52 is contracted, so that the elastic restoring force of the return spring 52 makes it easy for the sleeve 22 to return toward the neutral position. On the other hand, when the sleeve 22 is separated from the cylinder block 2, the other return spring 51 is contracted, so that the elastic restoring force of the return spring 51 makes the sleeve 22 easily return to the neutral position. I have. In addition, the drive plate 21 and the journal 24 have their hinge arms 21h and 24h connected via an arc-shaped long hole 27 and a pin 28, whereby the wobble plate 26 has a maximum inclination angle and a minimum inclination angle. Is regulated.
[0024]
The piston 29 housed in each cylinder bore 3 is connected to the wobble plate 26 via the piston rod 30 and reciprocates by the wobble plate 26 swinging.
[0025]
The basic function of the compressor is to compress the refrigerant sucked into the suction chamber 7 → the suction hole 11 of the valve plate 9 → the cylinder bore 3 by the piston movement of the piston 29, and to discharge the cylinder bore 3 → the discharge hole 12 of the valve plate 9 → discharge. It is discharged into the chamber 8.
[0026]
In order to make the discharge capacity variable, an unillustrated bleed passage that constantly connects the crank chamber 5 and the suction chamber 7, an air supply passage 32 that communicates the crank chamber 5 with the discharge chamber 8, and an air supply passage 32 And a pressure control valve 100 that opens and closes the pressure control valve 100. When the pressure Pc in the crank chamber 5 changes due to the opening adjustment of the pressure control valve 100, the inclination angle of the wobble plate 26 changes due to the pressure balance between the crank chamber 5 and the suction chamber 7 (the pressure balance before and after the piston 29). As a result, the piston stroke changes, and the displacement of the compressor changes.
[0027]
Next, the configuration of the pressure control valve 100 for capacity control will be described in detail with reference to FIG.
[0028]
This pressure control valve 100 is assembled to the rear housing 6. The housing of the pressure control valve includes a valve case 101 and a solenoid case 121 provided at the rear of the valve case.
[0029]
The valve case 101 is formed with a passage chamber 105 that constitutes a part of the air supply passage 32, and a valve hole 105c that divides a crank chamber side area 105a and a discharge chamber side area 105b of the passage chamber 105 and communicates the two. A valve body 107 is disposed in the discharge chamber side region 105b of the passage chamber 105 to open and close the valve hole 105c while being in contact with and separating from the valve seat 106.
[0030]
The valve case 101 includes a pressure-sensitive chamber 109 that is connected to the crank chamber 5 through a passage 108, and is capable of expanding and contracting in response to the crank chamber pressure Pc in the pressure-sensitive chamber 109. Bellows 110 is disposed. In this embodiment, the inside of the bellows 110 is filled with a vacuum to have a constant pressure. However, for example, the atmosphere or an arbitrary gas may be filled to have a constant pressure.
[0031]
The valve element 107 is formed at an intermediate portion of a rod 111 slidably disposed at the axial center of the valve case 101, and one end (upper end in FIG. 2) of the rod 111 is a free end of the bellows 110 (FIG. 2). (Middle and lower ends). Therefore, the urging force accompanying the expansion and contraction of the bellows 110 is applied to the valve body 107 via the rod 111. Further, the urging force f1 of the first spring 112 is applied to the valve body 107 in the valve opening direction Y (downward in FIG. 2), and the second force is applied in the valve closing direction X (upward in FIG. 2). The urging force f2 of the spring 113 is applied.
[0032]
Here, the bellows 110 as the Pc pressure sensing part of this embodiment increases the urging force in the valve closing direction X applied to the valve element 107 when the crank chamber pressure Pc increases, and the crank chamber pressure Pc decreases. The urging force applied to the valve body 107 in the valve closing direction X at this time is arranged to be lowered.
[0033]
Thereby, the balance of the autonomous force of the pressure control valve 100 is as follows.
[0034]
The sum of the forces in the valve opening direction Y (downward in FIG. 2) is f1 + (Pd−Pc) B, and the sum of forces in the valve closing direction X (upward in FIG. 2) is f2 + Pc × A (+ Fisol). When the downward force exceeds the upward force, the rod 111 is pushed down, the valve is opened, and the pressure of the discharge chamber 8 flows into the crank chamber 5.
[0035]
However, in the above equation,
A: Effective pressure receiving area of the bellows B: Effective pressure receiving area of the valve element f1: Force f2 by the first spring: Force Fsol by the second spring: Force Pd by the solenoid unit 120: Pressure Pc in the discharge chamber 8: Pressure Pc in the crank chamber 5 Pressure Ps: Pressure of suction chamber 7.
[0036]
Next, the solenoid unit 120 as “external control means” that can change the pressure control point of the Pc pressure sensing unit 110 will be described. The solenoid section 120 is provided with a solenoid case 121 fixed to the lower end of the valve case 101, a solenoid coil 122 disposed in the solenoid case 121, and an axial direction of the solenoid case 121 by exciting and demagnetizing the solenoid coil 122. And a plunger 123 sliding along. The plunger 123 is connected to the lower end 111b of the rod 111 that penetrates the upper end of the solenoid case, whereby the control device 130 controls the energization of the solenoid 120 to apply an external biasing force to the rod 111. Thus, the pressure control point of the Pc pressure sensing unit 110 can be changed. In this embodiment, when the solenoid coil 122 is energized, an urging force can be applied to the rod 111 upward in FIG. The magnitude of the urging force is controlled by controlling the value of the current or the duty ratio that is supplied to the solenoid coil 122.
[0037]
"Feature point"
When the characteristic points of the pressure control valve 100 having such a configuration are arranged, there are the following three points.
i: The valve element 107 is arranged in the crank chamber side area 105a of the passage chamber 105, and the crank chamber pressure Pc follows the discharge chamber pressure Pd.
ii: The Pc pressure sensing section 110 increases the urging force applied to the valve element 107 in the valve closing direction X (upward in FIG. 2) applied to the valve element 107 when the crank chamber pressure Pc increases, and when the crank chamber pressure Pc decreases. The urging force applied to the valve body 107 in the valve closing direction X is reduced.
iii: Further, a solenoid unit 120 as external control means for making the pressure control point of the Pc pressure sensing unit 110 variable is provided.
[0038]
"Action"
That is, the variable displacement compressor according to the first embodiment has the following operational effects.
[0039]
Due to the i-structure, the Pd-Tr line becomes gentle as shown in FIG. 3, so that the drive torque Tr fluctuates less than the discharge chamber pressure Pd. The i + ii structure has a structure in which the crank chamber pressure Pc converges to a constant pressure, and the ii + iii structure has a structure in which the crank chamber pressure Pc can be directly controlled. Therefore, by utilizing the fact that the drive torque Tr with respect to the crank chamber pressure Pc can be estimated as shown in FIG. 4, a variable displacement compressor capable of controlling the refrigerant discharge amount and the drive torque Tr by Pc control can be provided. .
[0040]
Actually, the following control is performed by the control device 130 mounted on the vehicle.
[0041]
In the normal operation mode, in the normal operation mode, the controller 130 controls the solenoid 103 of the pressure control valve 100 so as to control the discharge amount in accordance with the cooling load by controlling the energization. In other words, the control device 130 monitors the blowout temperature Teo of the evaporator based on a signal from a temperature sensor (not shown) as a detecting means, and when the blowout temperature Teo1 becomes higher than the predetermined blowout temperature Teo1, the control device 130 normally operates. By increasing the duty ratio by control or delay control, closing the air supply passage 32 and reducing the crank chamber pressure Pc, the inclination angle of the swash plate 26 is increased, and the discharge capacity is increased. On the other hand, when the temperature is lower than the predetermined blowing temperature Teo2, the control device 130 lowers the duty ratio by the normal control or the delay control, opens the air supply passage 32, and increases the crank chamber pressure Pc. In addition, the inclination angle of the swash plate 26 is reduced, and the discharge capacity is reduced. As a result, a refrigerant flow rate corresponding to the cooling load required by the evaporator can be obtained.
[0042]
At this time, the driving torque Tr of the compressor is minimized by the i structure + ii structure.
[0043]
Drive Torque Mode In the drive torque mode, the control device 130 uses the structure of the present embodiment in which a constant drive torque Tr is obtained at a constant duty ratio, so that the drive torque value Tr becomes a drive torque value Tr requested from the engine side. Next, the duty ratio of the solenoid 103 of the pressure control valve 100 is controlled. Fluctuations in the drive torque Tr of the compressor can be kept small. In this drive torque mode, the control device 130 monitors the vehicle running state, for example, uphill running or rapid acceleration running. If it is determined that the driving torque has the highest priority, the crank chamber pressure Pc is increased as the minimum duty, and the swash plate 26 is turned on. Is the minimum inclination angle, and the drive torque Tr applied to the compressor is the minimum value.
[0044]
When it is not necessary to refrain from the driving torque Tr of the compressor in the cooling power priority mode, the compressor is operated in the cooling power priority mode. That is, in the cooling power priority mode, by controlling the energization of the solenoid 103, the discharge amount is immediately adjusted according to the cooling load of the evaporator.
[0045]
When determining that the cooling load is high, control device 130 sets the duty ratio of solenoid portion 120 to a duty ratio larger than that in the normal operation mode, and immediately increases the discharge capacity. On the other hand, when the control device 130 determines that the cooling load is low, the duty ratio of the solenoid unit 120 is set to a smaller duty ratio than in the normal operation mode, and the discharge capacity is immediately reduced. This makes it possible to immediately obtain a refrigerant flow rate corresponding to the cooling load required by the evaporator.
[0046]
"effect"
As described above, in the variable displacement compressor of the first embodiment, the fluctuation of the drive torque Tr is small regardless of the magnitude of the discharge amount (see FIG. 3), and the refrigerant discharge amount is controlled by the Pc control. And a structure capable of controlling the driving torque Tr.
[0047]
If the configuration satisfies the i + ii structure, as a modified example of the first embodiment, as shown in FIG. 5, a pressure control valve 200 as shown in FIG. 6 and a structure in which the bellows 110 is interposed in the rod 111 at an intermediate position as in the pressure control valve 300 in FIG.
[0048]
Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration, the operation, and the effect is omitted.
[0049]
The control valve 400 of the variable displacement compressor according to the second embodiment is different from the first embodiment in further including a Ps pressure sensing unit.
[0050]
iv: The Ps pressure sensing unit reduces the urging force in the valve closing direction X applied to the valve element 107 when the suction chamber pressure Ps increases, and the valve closing direction applied to the valve element 107 when the suction chamber pressure Ps decreases. This is to increase the urging force on X. Actually, in the embodiment shown in FIG. 7, the bellows 410 is guided to the “Pc pressure-sensing portion / Ps It is configured as a "pressure sensing part."
[0051]
In the variable displacement compressor according to the second embodiment, the bellows 410 as the “Pc pressure sensing unit and Ps pressure sensing unit” has the same function as the Pc pressure sensing unit as in the first embodiment. And a function as a Ps pressure-sensitive portion that operates the valve element 107 in a direction to suppress an increase in the driving torque Tr. That is, it is possible to prevent the drive torque Tr of the compressor from continuing to increase as it is when the amount of suction into the compressor suddenly increases due to disturbance and the amount of discharge also increases accordingly. For example, when the expansion valve upstream of the evaporator is opened, it is assumed that the suction amount of the compressor rapidly increases, the discharge amount increases as it is, and the drive torque Tr continues to increase. When the Pc pressure sensing unit / Ps pressure sensing unit 410 opens the valve element 107, the crank chamber pressure Pc is increased, the discharge amount is suppressed, and the drive torque Tr can be suppressed from increasing.
[0052]
Thus, in addition to the operation and effect of the first embodiment, stable torque control can be performed even with respect to disturbance.
[0053]
8 and 9 as long as the structure satisfies i + ii + iii + iv. That is, in the pressure control valve 400 shown in FIG. 7, the crank chamber pressure Pc is introduced outside the bellows 410, and the suction pressure Ps is introduced inside the bellows 410, so that the bellows 410 is configured as a Pc pressure sensing unit and a Ps pressure sensing unit. However, for example, a piston 510 as a Ps pressure sensing unit may be provided separately from the bellows 110 as a Pc pressure sensing unit like the pressure control valve 500 in FIG. 8, or the pressure control valve 600 in FIG. As described above, a structure in which a bellows 610 as a Ps pressure-sensitive part is provided separately from the bellows 110 as a Pc pressure-sensitive part may be used. Further, needless to say, the positions and the displacement directions of the Pc pressure-sensitive portion and the Ps pressure-sensitive portion may be changed according to the position and the opening / closing direction of the valve body, as in the first embodiment.
[0054]
As described above, the points of the present invention are summarized as follows.
i: a structure in which the valve body is disposed in the crank chamber side region of the passage chamber, and the crank chamber pressure Pc follows the discharge chamber pressure Pd;
ii: The Pc pressure sensing section increases the urging force in the valve closing direction X applied to the valve body when the crank chamber pressure Pc increases, and the valve closing direction X applied to the valve body when the crank chamber pressure Pc decreases. The biasing force on the
iii: An external control means for changing the pressure control point of the Pc pressure sensing unit is provided.
[0055]
Therefore, the Pd-torque line becomes gentle due to the i structure, and the driving torque Tr becomes small as a whole even if Pd fluctuates. Moreover, the driving torque Tr for Pc can be estimated by the i + ii structure, and Pc can be directly controlled by the ii + iii structure. Therefore, a variable displacement compressor capable of controlling the refrigerant discharge amount and controlling the drive torque Tr by Pc direct control is established.
[0056]
In the above-described embodiment, a wobble plate type swash plate type variable displacement compressor in which the swash plate swings in a non-rotating manner is taken as an example of the variable displacement compressor. And a swash-type swash plate type variable displacement compressor that rotates integrally with the compressor. Further, in the above embodiment, the compressor is provided with the clutch, but in the present invention, the compressor may be a clutchless compressor.
[0057]
In the above-described embodiment, the bellows is mainly used as the pressure-sensitive portion. However, in the present invention, the pressure-sensitive portion may take another form such as a diaphragm.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a variable displacement compressor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pressure control valve of the variable displacement compressor, showing a state when a solenoid portion is OFF.
FIG. 3 is a graph showing a Pd-Ps diagram, a Pd-Pc diagram, and a Pd-tr diagram when the pressure control valve of the variable displacement compressor is used.
FIG. 4 is a graph showing a Pc-Tr diagram when the pressure control valve of the variable displacement compressor is used.
FIG. 5 shows an example of a modified example of the pressure control valve of the first embodiment.
FIG. 6 shows an example of a modified example of the pressure control valve of the first embodiment.
FIG. 7 is a sectional view showing a pressure control valve of a variable displacement compressor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows an example of a modification of the pressure control valve of the second embodiment.
FIG. 9 shows an example of a modified example of the pressure control valve of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
5 ... Crank chamber 7 ... Suction chamber 8 ... Discharge chamber 26 ... Wobble plate (swash plate)
29: Piston 32 ... Air supply passage 100 ... Pressure control valve 105 ... Passage chamber 105a ... Crank chamber side area 105b ... Discharge chamber side area 105c ... Valve hole 106 ... Valve seat 107 ... Valve element 110 ... Bellows (PC pressure sensitive part)
120 ... solenoid part (external control means)
200 pressure control valve 300 pressure control valve 400 pressure control valve 410 bellows (Ps pressure sensitive part)
500 ... pressure control valve 510 ... piston (Ps pressure sensitive part)
600 pressure control valve 610 bellows (Ps pressure sensitive part)
Pc: crank chamber pressure Pd: discharge chamber pressure Ps: suction chamber pressure (suction pressure)

Claims

吸入室（７）および吐出室（８）およびクランク室（５）を備え、
吐出室（８）とクランク室（５）とを連通する給気通路（３２）と、吸入室（７）とクランク室（５）とを連通する抽気通路と、給気通路（３２）を開閉して吐出室（８）からクランク室（５）へ供給される冷媒量を調整してクランク室圧（Ｐｃ）を調整する圧力制御弁（１００、２００、３００、４００、５００、６００）と、を備え、
前記圧力制御弁（１００、２００、３００、４００、５００、６００）で、前記ピストン（２９）を挟んでのクランク室圧（Ｐｃ）と吸入室圧（Ｐｓ）との差を制御することでピストンストロークを制御する可変容量圧縮機において、
前記圧力制御弁（１００、２００、３００、４００、５００、６００）は、
前記給気通路（３２）の一部を構成する通路室（１０５）と、前記通路室（１０５）のクランク室側領域（１０５ａ）と吐出室側領域（１０５ｂ）とを区分すると共に両者を連通する弁孔（１０５ｃ）が形成された弁座（１０６）と、前記弁座（１０６）に接離して通気通路（３２）を開閉する弁体（１０７）と、前記弁体（１０７）を弾性支持するとともにクランク室圧（Ｐｃ）に感応して前記弁体（１０７）を開閉作動するＰｃ感圧部（１１０、４１０）と、を備え、
前記弁体（１０７）をクランク室側領域（１０５ａ）に配置して、吐出室圧（Ｐｄ）にクランク室圧（Ｐｃ）が追従する構造とし、
前記Ｐｃ感圧部（１１０）は、クランク室圧（Ｐｃ）が上昇した際に前記弁体（１０７）に加わる閉弁方向（Ｘ）への付勢力を上昇させ且つクランク室圧（Ｐｃ）が下降する際に前記弁体（１０７）に加わる閉弁方向（Ｘ）への付勢力を下降させるものとし、
さらに、前記Ｐｃ感圧部（１１０、４１０）の圧力制御点を可変とする外部制御手段（１２０）を設けたこと特徴とする可変容量圧縮機。A suction chamber (7), a discharge chamber (8), and a crank chamber (5);
Opening / closing an air supply passage (32) communicating the discharge chamber (8) and the crank chamber (5), an extraction air passage communicating the suction chamber (7) and the crank chamber (5), and an air supply passage (32) A pressure control valve (100, 200, 300, 400, 500, 600) for adjusting the amount of refrigerant supplied from the discharge chamber (8) to the crank chamber (5) to adjust the crank chamber pressure (Pc); With
The pressure control valve (100, 200, 300, 400, 500, 600) controls the difference between the crank chamber pressure (Pc) and the suction chamber pressure (Ps) across the piston (29). In the variable displacement compressor that controls the stroke,
The pressure control valve (100, 200, 300, 400, 500, 600)
A passage chamber (105) constituting a part of the air supply passage (32) is divided into a crank chamber side area (105a) and a discharge chamber side area (105b) of the passage chamber (105), and both are communicated. A valve seat (106) having a valve hole (105c) formed therein, a valve element (107) that comes into contact with and separates from the valve seat (106) to open and close the ventilation passage (32), and an elasticity of the valve element (107). A Pc pressure sensing section (110, 410) that supports and opens and closes the valve element (107) in response to the crank chamber pressure (Pc);
The valve body (107) is arranged in the crank chamber side region (105a) so that the crank chamber pressure (Pc) follows the discharge chamber pressure (Pd),
The Pc pressure sensing section (110) increases the urging force applied to the valve element (107) in the valve closing direction (X) when the crank chamber pressure (Pc) increases, and the crank chamber pressure (Pc) decreases. When descending, the urging force applied to the valve body (107) in the valve closing direction (X) is decreased,
The variable displacement compressor further includes an external control means (120) for varying a pressure control point of the Pc pressure sensing section (110, 410).

請求項１記載の可変容量圧縮機において、
圧力制御弁（４００、５００、６００）は、
さらに吸入室圧（Ｐｓ）が上昇した際に前記弁体（１０７）に加わる閉弁方向（Ｘ）の付勢力を下降させ且つ吸入室圧（Ｐｓ）が下降した際に前記弁体（１０７）に加わる閉弁方向（Ｘ）への付勢力を上昇させるＰｓ感圧部（４１０、５１０、６１０）を備えることを特徴とする可変容量圧縮機。The variable displacement compressor according to claim 1,
The pressure control valves (400, 500, 600)
Further, when the suction chamber pressure (Ps) increases, the urging force applied to the valve body (107) in the valve closing direction (X) decreases, and when the suction chamber pressure (Ps) decreases, the valve body (107) decreases. A variable displacement compressor comprising: a Ps pressure sensing section (410, 510, 610) for increasing the urging force in the valve closing direction (X) applied to the compressor.