JP2019065740A - Variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御圧室の圧力を調整することで吐出容量を可変させる可変容量型圧縮機に関し、特に、吐出室と制御圧室とを連通する給気通路、及び、制御圧室と吸入室とを連通する抽気通路を有し、給気通路上に設けられた制御弁により該給気通路の開度を調節して制御圧室の圧力を調節する可変容量型圧縮機に関する。 The present invention relates to a variable displacement compressor in which the discharge displacement is varied by adjusting the pressure of the control pressure chamber, and in particular, an air supply passage communicating the discharge chamber with the control pressure chamber, and the control pressure chamber and the suction chamber. And a variable displacement compressor that adjusts the pressure of the control pressure chamber by adjusting the degree of opening of the air supply passage by a control valve provided on the air supply passage.
可変容量型圧縮機は、制御圧室の圧力を調整することによって斜板の傾斜角度を変えてピストンのストローク量を調整し、これにより吐出容量を可変させる機構が採用されている。このような圧縮機としては、吐出室と制御圧室とを給気通路を介して連通すると共に制御圧室と吸入室とを抽気通路を介して連通し、給気通路上にこの給気通路の開度を調節する制御弁を設け、抽気通路はオリフィス通路を介して常時連通し、給気通路上の制御弁により給気通路の開度を調整して制御圧室に流入する冷媒量を調節することで制御圧室の圧力を制御する構成が知られている。 The variable displacement compressor changes the inclination angle of the swash plate by adjusting the pressure of the control pressure chamber to adjust the stroke amount of the piston, thereby varying the discharge displacement. As such a compressor, the discharge chamber communicates with the control pressure chamber via the air supply passage, and the control pressure chamber communicates with the suction chamber via the bleed passage, and the air supply passage is connected to the air supply passage. The bleed passage is always in communication via the orifice passage, and the control valve on the air supply passage adjusts the opening of the air supply passage to control the amount of refrigerant flowing into the control pressure chamber. It is known to control the pressure of the control pressure chamber by adjusting.
このような構成においては、制御弁によって給気通路を閉鎖すると、吐出室から制御圧室への高圧ガスの導入がなくなると共に、制御圧室は抽気通路を介して吸入室と常時連通しているので、制御圧室の圧力は、吸入室の圧力とほぼ同じ値まで低下し、圧縮機は最大容量で運転されることになる。また、制御弁によって給気通路を開くと、吐出室から制御圧室へ高圧ガスが導入され、抽気通路を介して冷媒ガスは制御圧室から吸入室へ流出されるものの、制御圧室の圧力は高められるので、圧縮機の吐出容量は制御弁による給気通路の開度調節によって制御される。 In such a configuration, when the control valve closes the supply passage, high pressure gas is not introduced from the discharge chamber to the control pressure chamber, and the control pressure chamber is always in communication with the suction chamber via the bleed passage. Because the pressure in the control pressure chamber drops to approximately the same value as the pressure in the suction chamber, the compressor will be operated at maximum capacity. When the control valve opens the air supply passage, high pressure gas is introduced from the discharge chamber to the control pressure chamber, and refrigerant gas flows out from the control pressure chamber to the suction chamber via the bleed passage, but the pressure of the control pressure chamber Because the pressure is increased, the discharge displacement of the compressor is controlled by adjusting the opening degree of the air supply passage by the control valve.
この際、オリフィス通路の通路断面積が大きいと、抽気通路を介して制御圧室から吸入室へ流出される冷媒ガス量も多くなるので、吐出室から制御圧室へ導入される冷媒ガス量を多くする必要があり、また、オリフィス通路の通路断面積が小さいと、制御圧室にブローバイガス(圧縮室で圧縮された冷媒ガスがピストンとシリンダボアとのクリアランスを介して制御圧室に流入するガス)がこもり、制御弁によって給気通路を閉じても、ピストンをフルストロークにできなくなる不都合がある。 At this time, if the passage cross sectional area of the orifice passage is large, the amount of refrigerant gas flowing out from the control pressure chamber to the suction chamber through the bleed passage also increases, so the amount of refrigerant gas introduced from the discharge chamber to the control pressure chamber If the passage cross sectional area of the orifice passage is small, the blowby gas (the refrigerant gas compressed in the compression chamber flows into the control pressure chamber via the clearance between the piston and the cylinder bore) in the control pressure chamber. Even if the air supply passage is closed by the control valve, the piston can not be fully stroked.
ところで、圧縮機が稼働されずに長時間停止していると、冷凍サイクル内の圧力が平衡してくるとともに、冷凍サイクル中の最も温度の低い部位で冷凍サイクル中の冷媒が液化することとなる。圧縮機は、冷凍サイクルを構成する要素の中で最も熱容量が大きく、外気温度の変化に追随して温まりにくいため、圧縮機内にて冷凍サイクル中の冷媒が液化する事象が発生する。そして圧縮機内で冷媒が液化すると、制御圧室にも液冷媒が溜まることとなる。 By the way, if the compressor is stopped for a long time without being operated, the pressure in the refrigeration cycle will be balanced, and the refrigerant in the refrigeration cycle will be liquefied at the lowest temperature part in the refrigeration cycle . The compressor has the largest heat capacity among the elements constituting the refrigeration cycle, and hardly follows the change in the outside air temperature, so an event occurs in which the refrigerant in the refrigeration cycle is liquefied in the compressor. Then, when the refrigerant is liquefied in the compressor, the liquid refrigerant is also accumulated in the control pressure chamber.
圧力が平衡した状態から圧縮機を起動させた場合、圧縮機の稼働により吸入室の圧力が低下し、これに伴い制御圧室の冷媒が抽気通路を介して吸入室に排出されるようになる。しかしながら、制御圧室内に液冷媒が溜まっていると、制御圧室内は気相冷媒と液相冷媒が共存する平衡状態となるため、制御圧室の冷媒が抽気通路を介して吸入室に排出されても、制御圧室の圧力は飽和圧力のまま維持されることとなる。このため、全ての液冷媒が気化して抽気通路から排出されるまでは制御圧室の圧力が下がらず、吐出容量制御が行えない(吐出容量が増加しない)という不都合が知られている。 When the compressor is started from the pressure equalized state, the pressure in the suction chamber decreases due to the operation of the compressor, and the refrigerant in the control pressure chamber is discharged to the suction chamber through the bleed passage accordingly. . However, when the liquid refrigerant is accumulated in the control pressure chamber, the refrigerant in the control pressure chamber is discharged to the suction chamber through the bleed passage because the control pressure chamber is in an equilibrium state where the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant coexist. Even in this case, the pressure in the control pressure chamber is maintained at the saturated pressure. For this reason, it is known that the pressure of the control pressure chamber does not decrease until all the liquid refrigerant is vaporized and discharged from the bleed passage, and the discharge displacement control can not be performed (the discharge displacement does not increase).
すなわち、制御圧室と吸入室をオリフィス通路を介した抽気通路により常時連通する構造を採用する場合、オリフィス通路の通路断面積が大きいと、たくさんの冷媒ガスを吐出室から制御圧室へ導入する必要があり、中間ストローク時の性能を低下させる不都合がある一方で、オリフィス通路の通路断面積が小さいと、制御圧室の冷媒を速やかに吸入室に排出することができず、起動性が悪化するという問題がある。 That is, when adopting a structure in which the control pressure chamber and the suction chamber are always in communication by the bleed passage through the orifice passage, a large amount of refrigerant gas is introduced from the discharge chamber into the control pressure chamber if the passage cross sectional area of the orifice passage is large. While there is a need to reduce the performance at the time of the intermediate stroke, while the passage cross-sectional area of the orifice passage is small, the refrigerant in the control pressure chamber can not be promptly discharged to the suction chamber, and the startability deteriorates. Have the problem of
そこで、従来においては、上述の問題を解決するために、図8で示されるような構成(第1従来技術:特許文献1参照)や図9に示される構成が提案されている(第2従来技術:特許文献1参照)。
図8で示す第1従来技術は、吐出室101と制御圧室102とを接続する給気通路103上にこの給気通路の開度を調節する第1制御弁104を設け、また、制御圧室102と吸入室105とを接続する抽気通路106上に第2制御弁107を設けたものである。この第2制御弁107は、ハウジングに形成されたスプール保持凹部108と、このスプール保持凹部108内に移動可能に収容されたスプール109と、スプール保持凹部108のスプール109の背後に区画形成された背圧室110と、スプール109をバルブプレート111から離間する方向に付勢する付勢スプリング112とを有して構成されている。スプール保持凹部108と吸入室105は隣接しており、スプール保持凹部108の背圧室110から吸入室105への漏れは、スプール保持凹部108の内壁とスプール109とのクリアランスにより小さく抑えられている。また、給気通路103の第1制御弁104の下流側には固定絞り113が設けられており、第1制御弁104と固定絞り113との間の中間領域Kは、背圧室110に分岐通路114を介して接続するようにしている。
Therefore, conventionally, in order to solve the above-mentioned problems, a configuration as shown in FIG. 8 (first prior art: refer to patent document 1) and a configuration shown in FIG. 9 have been proposed (second Technology: See Patent Document 1).
In the first prior art shown in FIG. 8, a
このような構成によれば、吐出室101の圧力Pdと吸入室105の圧力Psとの差が小さい起動時においては、第1制御弁104は給気通路103を全閉状態とし、吐出室101と制御圧室102との連通状態を遮断する。すると、給気通路103の第1制御弁104よりも下流側の中間領域Kの圧力Pce、即ち背圧室110の圧力は制御圧室102の圧力Pcとほぼ等しい状態に維持され、スプール109は、付勢スプリング112のスプリング力によって抽気通路106を全開状態とする。
According to such a configuration, the
その結果、制御圧室102に液冷媒が溜まっていても、制御圧室102の圧力を開度が大きい抽気通路を介して吸入室105に逃がすことで早期に低下させることが可能となり(制御圧室102に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室105に排出されるまでの時間が短くなり)、吐出容量制御が行えるまでの時間が長くなる不都合を回避することが可能となる。したがって、制御圧室102の圧力Pcは、第1制御弁104の全閉によって速やかに低下し、斜板の傾斜角が速やかに増大して吐出容量を増大させることが可能となる。
As a result, even if liquid refrigerant is accumulated in the
その後、制御圧室102に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室105に排出された後に、徐々に吐出室101の圧力Pdと吸入室105の圧力Psとの差が大きくなってくると、第1制御弁104の全閉状態が解除されて給気通路103が開き、中間領域Kの圧力Pce(背圧室110の圧力)が制御圧室102の圧力Pcよりも高くなる。すると、スプール109は、付勢スプリング112に抗して移動してバルブプレート111に最も近接し、抽気通路106はスプール109の先端部に形成された連通溝109aによって大きく絞られた状態となる。したがって、抽気通路106を介して制御圧室102から吸入室105へ導出される冷媒量は大幅に減少され、制御圧室102の圧力Pcは上昇し、斜板の傾斜角が減少して吐出容量は小さくなる。
Thereafter, after all the liquid refrigerant accumulated in the
また、図9で示す第2従来技術は、前記第1従来技術において、第2制御弁の付勢スプリングを割愛すると共に、オリフィスの代わりに逆止弁を設けたものである。すなわち、吐出室201と制御圧室202とを接続する給気通路203上にこの給気通路203の開度を調節する第1制御弁204を設け、また、制御圧室202と吸入室205とを接続する抽気通路206上に第2制御弁207を設けたものであり、この第2制御弁207は、抽気通路203の途中に設けられた弁収容室208に、弁座形成リング209と、この弁座形成リング209のリング内を貫通するように収容された弁体210とを収容して構成されており、弁体210の動きで抽気通路206の開度が調節されるようになっている。また、給気通路203の第1制御弁204の下流側には、閉止スプリング211のスプリング力によって給気通路203を閉じる方向に弁体212が付勢された逆止弁213が設けられており、第1制御弁204と逆止弁213との間の中間領域Kは、第2制御弁207の背圧室214に接続されている。
In the second prior art shown in FIG. 9, the biasing spring of the second control valve is omitted in the first prior art, and a check valve is provided instead of the orifice. That is, the
したがって、このような構成においても、吐出室201の圧力Pdと吸入室205の圧力Psとの差が小さい起動時においては、第1制御弁204が給気通路203を全閉状態とし、吐出室201と制御圧室202との連通状態が遮断される。したがって、第2制御弁207の弁体210は、制御圧室内の圧力と吸入室205に連通する部位の圧力によって、抽気通路206の開度を大きくする方向に移動し(抽気通路を全開状態とし)、また、逆止弁213は、閉止スプリング211のスプリング力によって給気通路203を全閉状態に維持する。
Therefore, even in such a configuration, at the time of start-up where the difference between the pressure Pd in the
その結果、制御圧室202に液冷媒が溜まっていても、制御圧室202の圧力を開度が大きい抽気通路206を介して吸入室205に逃がすことで早期に低下させることが可能となり(制御圧室202に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室205に排出されるまでの時間が短くなり)、吐出容量制御が行えるまでの時間が長くなる不都合を回避することが可能となる。したがって、制御圧室202の圧力Pcは、第1制御弁204の全閉によって速やかに低下し、斜板の傾斜角が速やかに増大して吐出容量を増大させることが可能となる。
As a result, even if liquid refrigerant is accumulated in the
その後、制御圧室202に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室205に排出された後に、徐々に吐出室201の圧力Pdと吸入室205の圧力Psとの差が大きくなってくると、第1制御弁204の全閉状態が解除され、中間領域Kの圧力Pcv(背圧室214の圧力)が制御圧室202の圧力Pcよりも高くなる。すると、逆止弁213の弁体212は、閉止スプリング211に抗して移動して給気通路203を開き、また、第2制御弁207の弁体210は、抽気通路206を絞る方向に移動し、抽気通路206は弁体210の先端部に形成された切り欠き溝210aによって大きく絞られた状態となる。したがって、抽気通路206を介して制御圧室202から吸入室205へ導出される冷媒量は大幅に減少され、制御圧室202の圧力Pcは上昇し、斜板の傾斜角が減少して吐出容量は小さくなる。
Thereafter, after all the liquid refrigerant accumulated in the
しかしながら、上述した従来の構成においては、制御弁と制御圧室との間に、制御圧室に開口する二つの通路をシリンダブロックやリアヘッドに形成する必要があり、また、第1制御弁の下流側から中間領域となる分岐された通路を形成しなければならず、通路を形成するために、ハウジングに十分な領域を確保する必要があった。また、第2の制御弁とは別にオリフィスを形成したり逆止弁を設置したりする必要があり、構造の簡素化を図りにくいものであった。 However, in the above-described conventional configuration, it is necessary to form two passages in the control pressure chamber between the control valve and the control pressure chamber in the cylinder block and the rear head, and also downstream of the first control valve. It was necessary to form a forked passage from the side to the middle region and to ensure a sufficient area in the housing to form the passage. In addition, it is necessary to form an orifice or install a check valve separately from the second control valve, which makes it difficult to simplify the structure.
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、給気通路の開度を制御する制御弁とは別に圧縮機の起動性能を高めるための機構を追加するにあたり、制御弁の下流側に制御圧室に通じる2つの通路を設ける必要がなく、制御圧室に開口する通路を1つに集約させることで、通路を形成するためのハウジング領域を小さくすると共に構造の簡素化を図ることが可能な可変容量型圧縮機を提供することを主たる課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in addition to a control valve for controlling the opening degree of the air supply passage, a mechanism for enhancing the starting performance of the compressor is added to the downstream side of the control valve. It is not necessary to provide two passages leading to the control pressure chamber, and by consolidating the passages opening to the control pressure chamber into one, the housing area for forming the passages can be reduced and the structure can be simplified. The main object is to provide a possible variable displacement compressor.
上記課題を達成するために、本発明に係る可変容量型圧縮機は、作動流体を圧縮する圧縮室と、この圧縮室で圧縮される作動流体を収容する吸入室と、前記圧縮室で圧縮され吐出された作動流体を収容する吐出室と、駆動軸が貫通されると共にこの駆動軸の回転に伴って回転する斜板を収容する制御圧室と、前記吐出室と前記制御圧室とを連通する給気通路と、この給気通路の開度を調節する制御弁とを備え、前記制御圧室の圧力を調節することによって前記斜板の揺動角を変化させ吐出容量を可変する可変容量型圧縮機において、
前記給気通路の前記制御弁より下流側から分岐して前記吸入室に連通する分岐通路を設け、前記給気通路上に前記制御弁の下流側から前記制御圧室への作動流体の流通を許容すると共に前記制御弁の下流側の圧力と前記制御圧室の圧力との差圧に応じて動くカートリッジ弁を設け、
前記給気通路の前記カートリッジ弁より下流側の部分を経由させて前記制御圧室と前記分岐通路とを連通可能にすると共に、この前記制御圧室と前記分岐通路とを連通させる開度を前記カートリッジ弁の位置によって調節可能としたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a variable displacement compressor according to the present invention includes a compression chamber for compressing a working fluid, a suction chamber for containing a working fluid to be compressed by the compression chamber, and a compression chamber. The discharge chamber for containing the discharged working fluid, the control pressure chamber for receiving the swash plate through which the drive shaft penetrates and rotating with the rotation of the drive shaft, the discharge chamber and the control pressure chamber are communicated. And a control valve for adjusting the opening degree of the air supply passage, and by adjusting the pressure of the control pressure chamber to change the swing angle of the swash plate to change the discharge capacity. Type compressor,
A branch passage branched from the downstream side of the control valve of the air supply passage and communicating with the suction chamber is provided, and the hydraulic fluid from the downstream side of the control valve to the control pressure chamber is communicated on the air supply passage. There is provided a cartridge valve which permits and operates in accordance with the pressure difference between the pressure downstream of the control valve and the pressure in the control pressure chamber.
The control pressure chamber can be communicated with the branch passage via a portion of the air supply passage downstream of the cartridge valve and the control pressure chamber can be communicated with the branch passage at an opening degree. It is characterized in that it can be adjusted by the position of the cartridge valve.
したがって、給気通路上に制御弁の下流側の圧力と制御圧室の圧力との差圧に応じて動くカートリッジ弁を設け、給気通路のカートリッジ弁より下流側の部分を経由させて制御圧室と分岐通路とを連通させる開度がカートリッジ弁の位置によって調整可能となるので、制御弁の下流側の圧力が制御圧室の圧力より小さい場合に、その差圧によって制御圧室と分岐通路とを連通する部分の開度が大きくなるようにカートリッジ弁を動かすことで、制御圧室の圧力を吸入室に速やかに排出することが可能となる。
また、制御弁の下流側の圧力が制御圧室の圧力より大きい場合に、その差圧によって制御圧室と分岐通路とを連通する部分の開度が小さくなるようにカートリッジ弁を動かすことで、カートリッジ弁を介して上流側から下流側へ作動流体を流して制御圧室へ導入するという給気通路の本来の機能を得ることが可能となる。
このように、上述の構成によれば、圧縮機の起動性能を確保するために、制御弁の下流側に制御圧室に通じる2つの通路を形成する必要がなくなり、制御圧室に開口する通路を1つに集約させることが可能となる。
Therefore, a cartridge valve that moves in accordance with the pressure difference between the pressure on the downstream side of the control valve and the pressure in the control pressure chamber is provided on the air supply passage, and the control pressure is transmitted via the downstream side of the cartridge valve on the air supply passage. Since the degree of opening of the communication between the chamber and the branch passage can be adjusted by the position of the cartridge valve, when the pressure on the downstream side of the control valve is smaller than the pressure of the control pressure chamber, the pressure difference between the control pressure chamber and the branch passage The pressure of the control pressure chamber can be quickly discharged to the suction chamber by moving the cartridge valve so as to increase the opening degree of the portion communicating with the pressure chamber.
Further, when the pressure on the downstream side of the control valve is larger than the pressure of the control pressure chamber, the differential pressure causes the cartridge valve to move so that the opening degree of the portion connecting the control pressure chamber and the branch passage becomes smaller, It is possible to obtain the original function of the air supply passage in which the working fluid flows from the upstream side to the downstream side through the cartridge valve and is introduced into the control pressure chamber.
As described above, according to the above-described configuration, it is not necessary to form two passages leading to the control pressure chamber on the downstream side of the control valve in order to secure the starting performance of the compressor, and the passage opened to the control pressure chamber Can be integrated into one.
なお、「制御弁の下流側の圧力と制御圧室の圧力との差圧に応じて動くカートリッジ弁」とは、カートリッジ弁に作用する制御弁の下流側の圧力と制御圧室の圧力が変化することによりカートリッジ弁が動き得ることを意味しており、これら以外の圧力がカートリッジ弁に作用することを除外するものではない。 Note that “the cartridge valve that moves according to the differential pressure between the pressure on the downstream side of the control valve and the pressure in the control pressure chamber” means that the pressure on the downstream side of the control valve acting on the cartridge valve and the pressure in the control pressure chamber change By doing this, it means that the cartridge valve can move, and it is not excluded that the pressure other than these acts on the cartridge valve.
ここで、前記制御弁の下流側の圧力が前記制御圧室の圧力よりも小さい場合には、前記カートリッジ弁が前記制御圧室と前記分岐通路と連通する開度を最大にすることが望ましい。このような構成においては、圧縮機が長時間停止して、冷凍サイクル内の圧力が平衡している状態から圧縮機を起動すると、制御圧室に溜まっている液冷媒の気化により制御圧室の圧力は制御弁の下流側の圧力より高くなるので、制御圧室と分岐通路とを連通する開度が最大となり、速やかに制御圧室の圧力を吸入室に排出することが可能となる。 Here, when the pressure on the downstream side of the control valve is smaller than the pressure of the control pressure chamber, it is desirable that the opening degree at which the cartridge valve communicates with the control pressure chamber and the branch passage is maximized. In such a configuration, when the compressor is stopped for a long time and the pressure in the refrigeration cycle is equalized, when the compressor is started, the control pressure chamber is controlled by vaporization of the liquid refrigerant accumulated in the control pressure chamber. Since the pressure is higher than the pressure on the downstream side of the control valve, the degree of opening communicating the control pressure chamber with the branch passage is maximized, and the pressure of the control pressure chamber can be promptly discharged to the suction chamber.
すなわち、圧縮機の起動初期においては、圧縮機の稼働に伴い吸入室の圧力が制御圧室の圧力よりも低下しはじめると共に、給気通路は制御弁によって閉じられるので、制御圧室への圧力導入はなくなるが、制御圧室内に液冷媒が溜まっていると、制御圧室内は気相冷媒と液相冷媒とが共存する平衡状態となるため、制御圧室の圧力は飽和圧力のまま維持されることとなる。しかしながら、カートリッジ弁は、制御圧室の圧力と制御弁の下流側の圧力との差圧により、制御圧室と分岐通路との連通開度を最大とする状態に維持されるので、制御圧室の気化冷媒は、給気通路のカートリッジ弁より下流側から分岐通路を介して吸入室へ排出される。したがって、制御圧室の冷媒を吸入室に速やかに逃がすことが可能となり、制御圧室に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室に排出されるまでの時間を短縮することが可能となる。 That is, at the start of operation of the compressor, the pressure in the suction chamber starts to fall below the pressure in the control pressure chamber as the compressor operates, and the air supply passage is closed by the control valve. Although there is no introduction, when the liquid refrigerant is accumulated in the control pressure chamber, the control pressure chamber is in an equilibrium state in which the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant coexist, so the pressure of the control pressure chamber is maintained at the saturation pressure. The Rukoto. However, the cartridge valve is maintained in a state in which the degree of communication opening between the control pressure chamber and the branch passage is maximized by the differential pressure between the pressure of the control pressure chamber and the pressure downstream of the control valve. The vaporized refrigerant is discharged from the downstream side of the cartridge valve of the air supply passage to the suction chamber via the branch passage. Therefore, the refrigerant in the control pressure chamber can be quickly released to the suction chamber, and the time until all the liquid refrigerant accumulated in the control pressure chamber is vaporized and discharged to the suction chamber can be shortened. .
また、前記カートリッジ弁は、内部および/又は外部に前記制御弁の下流側から前記制御圧室への作動流体の流通を許容する流路を備えるとよい。
このような構成とすることで、流路を作動流体が流れる際には、流路抵抗が生じるので、この流路抵抗によりカートリッジ弁の前後に圧力差を生じさせて、カートリッジ弁を作動させることが可能となる。
In addition, the cartridge valve may include a flow passage which allows the flow of the working fluid from the downstream side of the control valve to the control pressure chamber internally and / or externally.
With this configuration, when the working fluid flows in the flow path, flow path resistance occurs, so that pressure difference is generated before and after the cartridge valve by the flow path resistance to operate the cartridge valve. Is possible.
さらに、前記流路には、前記カートリッジ弁の上流側から下流側へ流れる作動流体に対して所定の流通抵抗を与える弁を設けるようにしてもよい。
このような構成においては、カートリッジ弁の上流側と下流側との間に圧力差を発生させ易くなり、カートリッジ弁を確実に作動させることが可能となる。
Further, the flow path may be provided with a valve for giving a predetermined flow resistance to the working fluid flowing from the upstream side to the downstream side of the cartridge valve.
In such a configuration, a pressure difference is easily generated between the upstream side and the downstream side of the cartridge valve, and the cartridge valve can be operated reliably.
ここで、前記カートリッジ弁の上流側から下流側へ流れる作動流体に対して所定の流通抵抗を与える弁は、前記カートリッジ弁の上流側から下流側への作動流体を流れのみを許容する逆止弁としてもよい。
このような構成においては、制御弁の下流側の圧力が制御圧室の圧力より低い場合には、逆止弁によってカートリッジ弁の流路を確実に閉状態とすることが可能となるので、制御圧室の圧力を吸入室にのみ排出することが可能となる。また、制御弁の下流側の圧力が制御圧室の圧力より高くなると、制御弁の下流側の圧力と制御圧室の圧力との差によって逆止弁に作用する力が逆止弁の付勢力より上回ると、流路が開放され、カートリッジ弁を介して作動流体が上流側から下流側へ流れる(吐出室から制御圧室へ作動流体が流れる)。
Here, the valve that gives a predetermined flow resistance to the working fluid flowing from the upstream side to the downstream side of the cartridge valve is a check valve that allows only the flow of the working fluid from the upstream side to the downstream side of the cartridge valve. It may be
In such a configuration, when the pressure downstream of the control valve is lower than the pressure in the control pressure chamber, it is possible to reliably close the flow path of the cartridge valve by the check valve. It is possible to discharge the pressure of the pressure chamber only to the suction chamber. Also, when the pressure on the downstream side of the control valve becomes higher than the pressure in the control pressure chamber, the force acting on the check valve due to the difference between the pressure on the downstream side of the control valve and the pressure in the control pressure chamber If it exceeds, the flow path is opened, and the working fluid flows from the upstream side to the downstream side through the cartridge valve (the working fluid flows from the discharge chamber to the control pressure chamber).
なお、前記カートリッジ弁には、前記制御圧室と前記分岐通路とを常時接続する切り欠きを形成するようにしてもよい。
このような構成においては、抽気通路のカートリッジ弁より下流側の部分、カートリッジ弁の切り欠き、及び分岐通路により制御圧室と吸入室とを常時接続する抽気通路を形成することが可能となるので、従来の抽気通路の代わりにすることが可能となり、圧縮機の冷媒循環経路の簡素化を図ることが可能となる。
The cartridge valve may be formed with a notch for constantly connecting the control pressure chamber and the branch passage.
In such a configuration, the portion downstream of the cartridge valve of the bleed passage, the notch of the cartridge valve, and the branch passage make it possible to form a bleed passage that constantly connects the control pressure chamber and the suction chamber. It becomes possible to replace the conventional bleed passage, and to simplify the refrigerant circulation passage of the compressor.
また、上述した構成を実現するカートリッジ弁の例としては、前記給気通路上に設けられると共に前記分岐通路が接続された弁収容空間に摺動可能に配されると共に軸方向に通孔が形成された筒状の弁胴体と、この弁胴体の前記通孔に収容されると共に前記通孔の上流側内面に形成された弁座部に着座させることで前記通孔を閉塞可能とする弁体と、前記弁胴体の下流側に固定されて前記カートリッジ弁より下流側と前記通孔とを連通する内部通路が形成され、前記給気通路の前記弁収容空間より下流側の部分、及び、前記弁収容空間を経由して前記制御圧室と前記分岐通路とを連通させる開度を調節するストッパと、前記通孔において前記弁体と前記ストッパとの間に配されて前記弁体を前記弁座部に向けて付勢するスプリングと、を有して構成されるとよい。 Further, as an example of the cartridge valve for realizing the above-described configuration, the valve valve is disposed slidably on the valve accommodating space provided on the air supply passage and to which the branch passage is connected, and a through hole is formed in the axial direction. And a valve body which can be closed in the through hole by being seated in the through hole of the valve body and being seated on a valve seat portion formed on the upstream inner surface of the through hole. And an internal passage fixed to the downstream side of the valve body and communicating the downstream side of the cartridge valve with the through hole is formed, and a portion of the air supply passage downstream of the valve accommodating space, and A stopper for adjusting the degree of opening for communicating the control pressure chamber with the branch passage via a valve accommodating space, and the through hole disposed between the valve body and the stopper in the through hole And a spring for biasing the seat portion It may be constructed.
以上述べたように、本発明によれば、給気通路の制御弁より下流側から分岐して吸入室に連通する分岐通路を設け、給気通路上に制御弁の下流側から制御圧室への作動流体の流通を許容すると共に制御弁の下流側の圧力と制御圧室の圧力との差圧に応じて動くカートリッジ弁を設け、給気通路のカートリッジ弁より下流側の部分を経由させて制御圧室と分岐通路とを連通させる開度をカートリッジ弁の位置によって調節可能としたので、制御弁の下流側の圧力が制御圧室の圧力より小さい場合に、その差圧によって制御圧室と分岐通路とを連通する開度が大きくなるようにカートリッジ弁を動かすことで、制御圧室の圧力を吸入室に速やかに排出することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a branch passage branched from the downstream side of the control valve of the air supply passage and communicating with the suction chamber is provided, and the control pressure chamber to the control pressure chamber from the downstream side of the control valve And a cartridge valve that moves in accordance with the pressure difference between the pressure on the downstream side of the control valve and the pressure in the control pressure chamber and allows the flow of the working fluid Since the opening degree for communicating the control pressure chamber and the branch passage can be adjusted by the position of the cartridge valve, when the pressure on the downstream side of the control valve is smaller than the pressure of the control pressure chamber, the pressure difference between the control pressure chamber and By moving the cartridge valve so as to increase the opening communicating with the branch passage, it is possible to quickly discharge the pressure of the control pressure chamber to the suction chamber.
このため、圧縮機が長時間停止して、制御圧室に液冷媒が溜まっている状態から圧縮機が起動する場合でも、カートリッジ弁は、制御圧室と分岐通路との連通開度が大きく維持されるので、制御圧室の気化冷媒は、給気通路のカートリッジ弁より下流側から分岐通路を介して吸入室へ排出される。
したがって、制御圧室に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室に排出されるまでの時間を短縮することが可能となり、圧縮機の起動性能を高めることが可能となる。
Therefore, even when the compressor is stopped for a long time and the compressor is started from the state where liquid refrigerant is accumulated in the control pressure chamber, the cartridge valve maintains a large degree of communication opening between the control pressure chamber and the branch passage. Thus, the vaporized refrigerant in the control pressure chamber is discharged from the downstream side of the cartridge valve in the air supply passage to the suction chamber via the branch passage.
Therefore, it is possible to shorten the time until all the liquid refrigerant accumulated in the control pressure chamber is vaporized and discharged to the suction chamber, and it is possible to improve the starting performance of the compressor.
また、制御圧室の圧力が低下して圧縮機の吐出容量が大きくなると、吐出室の圧力が上昇し、制御弁による給気通路の閉状態が解除され、給気通路の開度が大きくなるので、カートリッジ弁を介して上流側から下流側へ流れる作動流体が制御圧室へ導入される。 In addition, when the pressure of the control pressure chamber decreases and the displacement of the compressor increases, the pressure of the discharge chamber increases, the closed state of the air supply passage by the control valve is released, and the opening degree of the air supply passage increases. Therefore, the working fluid flowing from the upstream side to the downstream side through the cartridge valve is introduced into the control pressure chamber.
よって、圧縮機の起動性能を高めるために制御弁の下流側に制御圧室に通じる2つの通路を形成する必要がなくなり、制御圧室に開口する通路を1つに集約させることで、通路を形成するためのハウジング領域を小さくできると共に構造の簡素化を図ることが可能となる。 Therefore, it is not necessary to form two passages leading to the control pressure chamber on the downstream side of the control valve in order to enhance the starting performance of the compressor, and by consolidating the passages opening to the control pressure chamber into one, It is possible to make the housing area to be formed smaller and to simplify the structure.
以下、この発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
図1〜図3において、エンジン等の動力源によってベルト駆動されるクラッチレスタイプの可変容量型圧縮機が示されている。この可変容量型圧縮機は、シリンダブロック1と、このシリンダブロック1のリア側(図中、右側)にバルブプレート2を介して組み付けられたリアヘッド3と、シリンダブロック1のフロント側(図中、左側)を閉塞するように組み付けられて制御圧室4を画成するフロントヘッド5とを有して構成されているもので、これらフロントヘッド5、シリンダブロック1、バルブプレート2、及び、リアヘッド3は、締結ボルト6により軸方向に締結され、圧縮機のハウジングを構成している。
1 to 3 show a clutchless type variable displacement compressor which is belt-driven by a power source such as an engine. This variable displacement compressor includes a
フロントヘッド5とシリンダブロック1とによって画設される制御圧室(クランク室ともいう)4には、一端がフロントヘッド5から突出する駆動軸7が貫通している。この駆動軸7のフロントヘッド5から突出した部分には、図示しない中継部材を介してフロントヘッド5のボス部5aに回転自在に外嵌される駆動プーリが連結され、車両のエンジンから駆動ベルトを介して回転動力が伝達されるようになっている。また、この駆動軸7の一端側は、フロントヘッド5との間に設けられたシール部材8を介してフロントヘッド5との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受9にて回転自在に支持されており、駆動軸7の他端側は、シリンダブロック1の略中央に形成された収容孔10に収容されたラジアル軸受11にて回転自在に支持されている。
In a control pressure chamber (also referred to as a crank chamber) 4 defined by the
シリンダブロック1には、図4にも示されるように、前記ラジアル軸受11が収容される前記収容孔10と、この収容孔10を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア15とが形成されており、それぞれのシリンダボア15には、片頭ピストン16が往復摺動可能に挿入されている。
In the
前記駆動軸7には、制御圧室4において、該駆動軸7と一体に回転するスラストフランジ17が固装されている。このスラストフランジ17は、フロントヘッド5の内面に対してスラスト軸受18を介して回転自在に支持されており、このスラストフランジ17には、リンク部材19を介して斜板20が連結されている。
In the
斜板20は、駆動軸7上に摺動自在に設けられたヒンジボール21を中心に傾動可能に設けられているもので、リンク部材19を介してスラストフランジ17の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板20には、その周縁部分に一対のシュー22を介して片頭ピストン16の係合部16aが係留されている。
The
したがって、駆動軸7が回転すると、これに伴って斜板20が回転し、この斜板20の回転運動がシュー22を介して片頭ピストン16の往復直線運動に変換され、シリンダボア15内において片頭ピストン16とバルブプレート2との間に形成された圧縮室23の容積が変更されるようになっている。
Therefore, when the drive shaft 7 is rotated, the
前記バルブプレート2には、それぞれのシリンダボア15に対応して吸入孔31と吐出孔32とが形成され、また、リアヘッド3には、圧縮室23で圧縮される作動流体を収容する吸入室33と、圧縮室23で圧縮吐出された作動流体を収容する吐出室34とが画設されている。吸入室33は、リアヘッド3の中央部分に形成されており、蒸発器の出口側に通じる図示しない吸入口に連通すると共に図示しない吸入弁によって開閉される前記吸入孔31を介して圧縮室23に連通可能となっている。また、吐出室34は、吸入室33の周囲に形成されており、図示しない吐出弁によって開閉される前記吐出孔32を介して圧縮室23に連通可能になっている。また、吐出室34は、バルブプレート2及びシリンダブロック1に形成された通路2a,1aを介してシリンダブロック1の周囲に形成された吐出空間35に連通している。この吐出空間35は、シリンダブロック1とこれに取り付けられたカバー36とによって画成され、カバー36には、凝縮器の入口側に通じる吐出口37が形成されると共に、凝縮器から吐出空間35への冷媒の逆流を防ぐ吐出逆止弁38が設けられている。
The
この圧縮機の吐出容量は、ピストン16のストロークによって決定され、このストロークは、駆動軸7と垂直な面に対する斜板20の傾斜角度によって決定される。斜板20の傾斜角度は、それぞれのピストン16に作用する圧縮室23の圧力(シリンダボア内の圧力)と制御圧室4の圧力との差圧に由来するモーメント、斜板20やピストン16の慣性力に由来するモーメント、及び、ヒンジボール21を付勢するデストローキングスプリング24及びストローキングスプリング25の付勢力に由来するモーメントの総和がゼロとなる角度にてバランスする。これによりピストンストロークが決定されて吐出容量が決定されるようになっている。
The displacement of the compressor is determined by the stroke of the
すなわち、制御圧室4の圧力が高くなって、圧縮室23と制御圧室4との差圧が小さくなると、斜板20の傾斜角度を小さくする方向にモーメントが働く。したがって、図1に示されるように、斜板20の傾斜角度が小さくなると、ヒンジボール21がスラストフランジ17から遠ざかる方向に移動し、ピストン16のストローク量が小さくなって吐出容量が小さくなる。
これに対して、制御圧室4の圧力が低くなれば、圧縮室23と制御圧室4との差圧が大きくなるので、斜板20の傾斜角度を大きくする方向にモーメントが働く。したがって、図2又は図3に示されるように、斜板20の傾斜角度が大きくなると、デストローキングスプリング24からの付勢力に抗してヒンジボール21がスラストフランジ側へ移動し、ピストン16のストローク量が大きくなって吐出容量が大きくなる。
That is, when the pressure in the
On the other hand, when the pressure in the
そして、本構成例においては、シリンダブロック1、バルブプレート2、及びリアヘッド3に亘って形成された通路1b,2b,3aによって吐出室34と制御圧室4とを連通する給気通路40が形成されている。また、シリンダブロック1に形成された収容孔10やこれに連通するバルブプレート2に形成されたオリフィス孔2c、駆動軸7に形成された通路7aなどを介して制御圧室4と吸入室33とを連通する抽気通路41が形成されている。
Further, in the present configuration example, the
また、給気通路40上には圧力制御弁42が設けられ、この圧力制御弁42により吐出室34から給気通路40を介して制御圧室4へ流入する冷媒流量を調節し、制御圧室4の圧力を制御するようにしている。
ここで、圧力制御弁42は、リアヘッド3に装着され、吸入圧力が目標値となるよう給気通路40の開度を調節して制御圧室4の圧力を制御すると共に、通電を停止することで給気通路40を全開状態として制御圧室4の圧力を高めて吐出容量を最小にし、また、起動初期においては、通電量を最大(デューティー比を100%)とすることで給気通路40を閉状態とし、制御圧室4への圧力供給を停止するなどの動作を行う。
Further, a
Here, the
したがって、圧縮機が回転駆動している状態で圧力制御弁42への通電が停止しているとき、圧縮室23から吐出室34に吐出された冷媒が、給気通路40(途中に圧力制御弁42あり)、制御圧室4、抽気通路41、吸入室33、吸入孔31、圧縮室23、吐出孔32、をこの順で経由して再び吐出室34に戻って圧縮機内を循環する内部循環経路が形成される。この内部循環経路を循環する冷媒ガスにより、圧縮機内部の摺動部分を潤滑及び冷却するようにしている。
Therefore, when the energization of the
このような圧縮機において、給気通路40の圧力制御弁42より下流側の部分に弁収容空間50が形成され、この弁収容空間50にカートリッジ弁51が摺動可能に収容されている。
In such a compressor, a
この例において弁収容空間50は、シリンダブロック1のバルブプレート2と対峙する端面から駆動軸7と略平行に延設されているもので、この弁収容空間50の上流端(バルブプレートと対峙する開口端)は、給気通路40の一部を構成するバルブプレート2に形成された通孔2bに連通し、弁収容空間50の下流端部は制御圧室4に通じる通路1bと接続されている。また、弁収容空間50の下流端近傍には、シリンダブロック1に形成されてリアヘッド3の吸入室33と連通する凹部1cに接続する連通路1dが接続されている。この連通路1dは、前記凹部1cを介して挿入されたドリルで弁収容空間50にかけて斜めに穿設されているもので、この連通路1d及びシリンダブロック1の凹部1cによって、給気通路40の制御弁42より下流側から分岐して吸入室33に連通する分岐通路43が構成されている。
In this example, the
カートリッジ弁51は、図5及び図6にも示されるように、弁収容空間50に摺動可能に配されると共に、内部に軸方向に通孔52が形成された筒状(例えば円筒状)の弁胴体53と、この弁胴体53に収容される弁体54と、弁胴体53に一体に組み付けられて弁胴体53と共に変位し、分岐通路43の開度を調節するストッパ55と、弁体54とストッパ55との間に弾装されるスプリング56とを有して構成されている。弁胴体53と弁収容空間50の間には僅かなクリアランスが設けられており、若干の冷媒が流通できるようになっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
弁胴体53の通孔52の上流側内面には、通路断面を小さくして弁体54を着座させる弁座部57が形成され、この弁座部57より下流側は、通孔52の内径がほぼ均一に形成されている。
On the upstream inner surface of the through
弁体54は、通孔52に収容されたボール弁からなり、通孔52の弁座部57の内径よりも大きい径に形成されると共に通孔52の下流側の内径よりも小さく形成され、弁座部57に下流側から着座した状態においては通孔52を閉塞するようにしている。
The
ストッパ55は、弁胴体53の下流側において通孔52に螺合、圧入等の手段により固定されているもので、カートリッジ弁51の下流側と弁胴体53の通孔52とを連通する内部通路58が形成された筒状に形成され、弁胴体53と一体をなして弁収容空間50を移動可能としている。この通孔52及び内部通路58により、カートリッジ弁51の上流側から下流側への作動流体の流れを許容する流路が構成されている。
また、ストッパ55は、その先端部に設けられた弁部59を弁収容空間50の下流側終端部に設けられた弁座部60に着座可能としており、このストッパ55により分岐通路43(連通路1c)の開度を調節するようにしている(このストッパ55によって、分岐通路43の開度を、ストッパ55が弁座部60から最も遠ざかる最大開度からストッパ55が弁座部60に着座する最小開度にかけて変化させることができるようになっている)。
ここで、分岐通路43の開度を調整するとは、給気通路40のカートリッジ弁51より下流側の部分を経由させて制御圧室4と分岐通路43とを連通させる開度(制御圧室4と分岐通路43との連通開度)を調節することであり、より具体的には、上述の構成例においては、給気通路40の弁収容空間50より下流側の部分、及び、弁収容空間50を経由して制御圧室4と分岐通路43とを連通させる開度を調節することを意味している。
The
Further, the
Here, adjusting the degree of opening of the
ストッパ55の通孔52に挿入された挿入端部は弁体54と対峙しており、この挿入端部には、内部通路58の内径を大きくしたスプリング受け61が形成され、また挿入端部の外径を弁胴体53の通孔52の内径よりも小さく形成して挿入端部の外周面と弁胴体53の通孔52の内周面との間に間隙62が形成されるようにしている。そして、この間隙62は、ストッパ55の挿入端部の周壁に形成された開口部63(周方向に複数形成)によりストッパ55の内部通路58と連通している。
The insertion end of the
スプリング56は、前記ストッパ55のスプリング受け61に収容され、弁体54との間に弾装されている。このスプリング56により、弁体54は、常時、弁胴体53に形成された弁座部57に着座する方向に付勢されている。したがって、弁体54とスプリング56とによって、カートリッジ弁51の上流側から下流側への作動流体を流れのみを許容する逆止弁65が形成されている。
The
なお、上述した例では、弁胴体53に収容される逆止弁65を構成する弁体54は、ボール弁を用いた例を示したが、これに限定されるものではない。
In the example mentioned above, although the example which used the ball valve was shown as the
以上の構成において、圧縮機が長時間停止している状態(エンジン停止時)においては、吐出室34の圧力Pd、制御圧室4の圧力Pc、及び吸入室33の圧力Psは、ほぼ等しくなっており、制御圧室4には液化した冷媒が停留している。また、圧力制御弁42は、通電が停止していることから全開状態となっているので、給気通路40の圧力制御弁42より下流側の中間領域K(給気通路40の圧力制御弁42とカートリッジ弁51との間の領域)の圧力(制御弁下流圧Pce)も吸入室33の圧力Psとほぼ等しくなっている。この状態においては、図1に示されるように、斜板20は、デストローキングスプリング24及びストローキングスプリング25の付勢力により駆動軸7と垂直な面に対する傾斜角度が最も小さくなるように付勢され、図7の「エンジン停止」にも示されるように、吐出逆止弁38は、閉状態であり、カートリッジ弁51内の逆止弁65は、スプリング56の付勢力により閉状態であり、ストッパ55の弁部59は、特に定まった位置にはなく、自由状態にある。
In the above configuration, when the compressor is stopped for a long time (when the engine is stopped), the pressure Pd in the
この状態から車両のエンジンを始動すると、圧力制御弁42への通電が停止された状態であっても、エンジンの回転動力が駆動ベルトを介してコンプレッサの駆動プーリに伝えられ、コンプレッサの駆動軸7が回転されることにより、ピストン16は最少ストロークでシリンダボア15内を往復運動する。これにより、僅かな量の冷媒が吐出室34に吐出されるが、圧力制御弁42が給気通路40を開状態としているので、吐出室34に吐出された冷媒は、全て前述の内部循環経路を介して圧縮機内を循環し、外部冷凍サイクルに対して冷媒は供給されない。
When the engine of the vehicle is started from this state, the rotational power of the engine is transmitted to the drive pulley of the compressor via the drive belt even if the energization of the
その後、車両の空調装置のスイッチがONとなり、圧力制御弁42への通電が開始され、給気通路40が閉状態(圧力制御弁42が閉状態)になると、内部循環経路を介した吸入室33への冷媒の流入がなくなるので、吸入室33の圧力Psが僅かに低下する。この際、制御圧室4は、給気通路40を介して吐出室34から圧力は供給されなくなるが、制御圧室4に溜まった液冷媒が気化され続けるので、制御圧室4の圧力は低下されずに維持された状態となる。
Thereafter, when the switch of the air conditioning system of the vehicle is turned on, energization of the
一方、圧力制御弁42とカートリッジ弁51との間の中間領域Kは、その領域K内への吐出室34からの冷媒供給が制御弁により閉鎖されるとともに、その領域内の圧力がカートリッジ弁51の弁胴体53と弁収容孔50の間のクリアランスおよび分岐通路43を介して吸入室33に開放されている。すなわち中間領域Kの圧力(制御弁下流圧Pce)は吸入室33の圧力Psとほぼ等しく、制御圧室4の圧力Pcよりも低い状態である。その結果、図1、図6(a)及び図7の「起動初期(液冷媒寝込み時)」に示されるように、カートリッジ弁51内の逆止弁65は、スプリング56の付勢力によって弁銅体53の通孔52を閉状態とする位置に維持されている。また、制御圧室4の圧力Pcは制御弁下流圧Pceよりも高くなるため、カートリッジ弁51に作用する圧力差によりカートリッジ弁51が図中右方向に動き、ストッパ55の弁部59は、弁座部60から離反した状態(開状態)となる。すなわち、制御弁の下流側の圧力が前記制御圧室の圧力よりも小さい場合には、前記カートリッジ弁が前記分岐通路の開度を最大にする位置に移動する。これにより、制御圧室4の気化冷媒は、給気通路40のカートリッジ弁51より下流側の部分と分岐通路43を通って吸入室33へ流出される。
On the other hand, in the intermediate region K between the
このように、制御圧室4に溜まっている液冷媒が気化している最中においては、オリフィス孔2cを介して流れる従来の抽気通路41に加えて、気化冷媒が分岐通路43を介して吸入室33へ流出され続けるので、制御圧室4の冷媒を抽気通路41と分岐通路43の2系統を介して吸入室33に速やかに逃がすことが可能となり、制御圧室4の圧力を早期に低下させ(制御圧室4に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室33に排出されるまでの時間を短くし、吐出容量制御が行えるまでの時間が長くなる不都合を回避でき)、斜板20の傾斜角を速やかに増大して吐出容量を増大させることが可能となる。
As described above, while the liquid refrigerant accumulated in the
制御圧室4に溜まっていた液冷媒が全て気化して吸入室33に排出されることにより、制御圧室の冷媒は飽和状態から脱し制御圧室の圧力が低下し始める。これにより圧縮機の吐出容量が増加し始め、吐出逆止弁38は開状態となって外部冷凍サイクルに十分な冷媒が供給され、徐々に冷凍サイクルの蒸発器の温度が低下し、吸入室33の圧力Psが低下してくる。このとき、圧力制御弁42は依然として給気通路40を閉状態としており(図2、図7の「最大容量運転時」参照)、給気通路40を経由した制御圧室への冷媒ガスの供給は行われないが、シリンダ内で圧縮された冷媒ガスのうち一部のガスがシリンダボアとピストンの間のクリアランスを介して制御圧室に流入するため(いわゆるブローバイガス)、このブローバイガスを吸入室33に逃がす必要がある。このため、従来の分岐通路を備えない圧縮機の場合は、オリフィス孔2cを介して流れる従来の抽気通路41のみでブローバイガスを吸入室33に十分に逃がせるように、オリフィス孔2cの面積をある程度大きくする必要があったが、本例においては、カートリッジ弁51が開いた分岐通路43を介してブローバイを吸入室33に逃がすことができるので、オリフィス孔2cの面積が相対的に小さく設定されている。
When all the liquid refrigerant accumulated in the
そして蒸発器での冷凍能力が十分な値に達すると、圧力制御弁42の通電量が調節されて給気通路40が開かれ(圧力制御弁42が開かれ)、吐出室34の冷媒が給気通路40を介して制御圧室4に供給される。この際、給気通路40の圧力制御弁42の下流には、カートリッジ弁51が設けられているが、吐出室34から制御弁42を介してカートリッジ弁51まで導かれた冷媒は、カートリッジ弁51の内部に形成された通孔52及び内部通路58による流路を通過して制御圧室4に流入する。冷媒ガスがこの流路を通過する際に生じる流通抵抗は、カートリッジ弁51の上流側と下流側に圧力差を生じさせるため、この圧力差によりカートリッジ弁51が図中左側に付勢され、ストッパ55の弁部59が弁座部60に押し付けられて、分岐通路43の開度が閉鎖される。
When the refrigeration capacity in the evaporator reaches a sufficient value, the amount of energization of the
また、この例においては、この流路内には、弁体54と、この弁体を冷媒の流れに抗する方向に付勢するスプリング56によって逆止弁65が形成されている。図3、図6(b)及び図7の「容量制御運転」に示されるように、弁体54は、スプリング56のスプリング力に抗して通孔52を開放する方向に移動して逆止弁65を開状態とし、また、ストッパ55の弁部59は、分岐通路43を閉鎖する方向に移動し、閉状態となる。カートリッジ弁51内の流路に逆止弁65を設けたこの構成は、給気通路40を通過する冷媒の量に関わらず、スプリング66のセット荷重に応じて、ほぼ一定の圧力差をカートリッジ弁の前後に生じさせるように働く。すなわち、給気通路40を通過する冷媒が少ないときであっても、制御弁下流圧Pce(カートリッジ弁上流圧力)を制御圧室圧力Pc(カートリッジ弁下流側圧力)に対し確実に高めることができ、その結果、カートリッジ弁51のストッパ55を確実に弁座部60に押し付けることができる。逆に給気通路40を通過する冷媒が多いときであっても、逆止弁65の開弁圧相当の圧力差を生じさせるだけで、冷媒ガスをカートリッジ弁51の内部を通過させることができ、その結果、制御圧室への冷媒ガスの供給が損なわれることがない。
Further, in this example, a
したがって、制御圧室4の冷媒は、抽気通路41を介してのみ吸入室33へ排出され、制御圧室4から吸入室33へ導出される冷媒量が大幅に減少された状態で給気通路40を介して高圧ガスが制御圧室4に供給されるので、制御圧室4の圧力Pcは速やかに上昇し、斜板20の傾斜角が速やかに減少して吐出容量は小さくなる。さらに、上述の通り、抽気通路41中のオリフィス孔2cの面積が従来に比して相対的に小さく設定されているので、より少ない高圧ガスの導入で制御圧室4の圧力Pcを高めることができ、容量制御運転中の冷媒の内部循環量を減らすことが可能となる。
Therefore, the refrigerant in the
なお、最大容量運転時又は容量制御運転時からアイドル状態になった場合には、図7の「クラッチレスoff運転」に示されるように、圧縮機の吐出容量を最小にするため、圧力制御弁42を全開として給気通路40を介して吐出室34から制御圧室4に高圧冷媒を供給し、ピストンストロークを最小にする。
In addition, when it becomes idle state from the time of maximum capacity operation or capacity control operation, as shown in “clutchless off operation” of FIG. 7, in order to minimize the discharge displacement of the compressor, the pressure control valve The high pressure refrigerant is supplied from the
このように、給気通路40の圧力制御弁42の下流側の圧力(制御弁下流圧Pce)と制御圧室の圧力(Pc)との差に応じて作動するカートリッジ弁51及びその内部の逆止弁65により、給気通路40の開閉および分岐通路43の開閉を制御して各運転モードに対応することができるので、圧縮機の起動性能を高めるために圧力制御弁42の下流側に制御圧室4に通じる2つの通路を形成する必要がなく、制御圧室4に開口する通路を1つに集約させることができ、通路を形成するために必要となるハウジング領域を小さくできると共に構造の簡素化を図ることが可能となる。
As described above, the
なお、上述の構成においては、カートリッジ弁の上流側から下流側への作動流体の流れを許容する流路を、弁胴体53の通孔52、及び、ストッパ55の内部通路58によって構成し、弁体54の脇を通過させた作動流体をストッパ55の内部の内部通路58を通過させて給気通路40の下流側へ流すようにしたが、弁体54の脇を通過させた冷媒をストッパ55の周壁表面に形成された通路(カートリッジ弁に外部に上流側から下流側への作動流体の流通を許容する流路)を介して給気通路40の下流側へ流すようにしてもよい。
In the above configuration, the flow path that allows the flow of the working fluid from the upstream side to the downstream side of the cartridge valve is configured by the through
また、上述の構成においては、カートリッジ弁51の上流と下流との間に圧力差を生じさせる態様として、カートリッジ弁51の内部に逆止弁65を設けた例を示したが、カートリッジ弁51の上流と下流に所定の圧力差を生じさせる弁又は構成であれば、逆流を防ぐ必要はなく、逆止弁65に限定されるものではない。
Further, in the above-described configuration, an example in which the
また、ストッパ55の弁部59が弁座部60に着座した状態において、カートリッジ弁51より下流側の給気通路40の部分と分岐通路43とを常時連通する切り欠き66(図6において破線で示す)を、ストッパ55の弁部59又は弁座部60(図6においては、弁部59に設けた例を示す)に設けるようにしてもよい。このような構成を採用すれば、従来の抽気通路と同様の機能を持たせることができ、給気通路と抽気通路とを集約させることが可能となる。
Further, in a state where the
さらに上述の例では、カートリッジ弁51をシリンダブロック1に弁収容空間50を設けてそこに収容するようにしたが、上述したカートリッジ弁は、給気通路上のどこに設けてもよく、吸入室33と連通する弁収容空間50を形成できる箇所であれば、リアヘッド3に設けるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described example, the
4 制御圧室
7 駆動軸
20 斜板
23 圧縮室
33 吸入室
34 吐出室
40 給気通路
41 抽気通路
42 圧力制御弁
43 分岐通路
50 弁収容空間
51 カートリッジ弁
53 弁胴体
54 弁体
55 ストッパ
56 スプリング
65 逆止弁
66 切り欠き
4 control pressure chamber 7
Claims (7)
前記制御圧室の圧力を調節することによって前記斜板の揺動角を変化させ吐出容量を可変する可変容量型圧縮機において、
前記給気通路の前記制御弁より下流側から分岐して前記吸入室に連通する分岐通路を設け、
前記給気通路上に前記制御弁の下流側から前記制御圧室への作動流体の流通を許容すると共に前記制御弁の下流側の圧力と前記制御圧室の圧力との差圧に応じて動くカートリッジ弁を設け、
前記給気通路の前記カートリッジ弁より下流側の部分を経由させて前記制御圧室と前記分岐通路とを連通可能にすると共に、この前記制御圧室と前記分岐通路とを連通させる開度を前記カートリッジ弁の位置によって調節可能としたことを特徴とする可変容量型圧縮機。 A drive shaft is penetrated through a compression chamber for compressing the working fluid, a suction chamber for storing the working fluid compressed by the compression chamber, a discharge chamber for storing the working fluid compressed and discharged from the compression chamber, and a drive shaft. A control pressure chamber accommodating a swash plate rotating with the rotation of the drive shaft; an air supply passage communicating the discharge chamber with the control pressure chamber; and a control valve adjusting the opening degree of the air supply passage Equipped with
In the variable displacement compressor, the displacement of the swash plate is changed by adjusting the pressure of the control pressure chamber to change the swing angle of the swash plate.
Providing a branch passage branched from the downstream side of the control valve of the air supply passage and communicating with the suction chamber;
The flow of working fluid from the downstream side of the control valve to the control pressure chamber is permitted on the air supply passage, and the movement is made according to the pressure difference between the pressure on the downstream side of the control valve and the pressure of the control pressure chamber. Provide a cartridge valve,
The control pressure chamber can be communicated with the branch passage via a portion of the air supply passage downstream of the cartridge valve and the control pressure chamber can be communicated with the branch passage at an opening degree. A variable displacement compressor characterized by being adjustable by the position of a cartridge valve.
前記給気通路上に設けられると共に前記分岐通路が接続された弁収容空間に配されており、
前記弁収容空間に摺動可能に配されると共に軸方向に通孔が形成された筒状の弁胴体と、
この弁胴体の前記通孔に収容されると共に前記通孔の上流側内面に形成された弁座部に着座させることで前記通孔を閉塞可能とする弁体と、
前記弁胴体の下流側に固定されて前記カートリッジ弁より下流側と前記通孔とを連通する内部通路が形成され、前記給気通路の前記弁収容空間より下流側の部分、及び、前記弁収容空間を経由して前記制御圧室と前記分岐通路とを連通させる開度を調節するストッパと、
前記通孔において前記弁体と前記ストッパとの間に配されて前記弁体を前記弁座部に向けて付勢するスプリングと、
を有して構成されていることを特徴とする請求項1〜6記載の可変容量型圧縮機。
The cartridge valve is
It is disposed in a valve accommodating space provided on the air supply passage and to which the branch passage is connected,
A cylindrical valve body slidably disposed in the valve accommodation space and having an axial through hole formed therein;
A valve body which can be closed in the through hole by being accommodated in the through hole of the valve body and seated on a valve seat portion formed on the upstream inner surface of the through hole;
An internal passage fixed to the downstream side of the valve body and communicating the downstream side of the cartridge valve and the through hole is formed, and a portion of the air supply passage downstream of the valve accommodating space, and the valve accommodating A stopper for adjusting an opening degree for communicating the control pressure chamber with the branch passage via a space;
A spring disposed between the valve body and the stopper in the through hole to bias the valve body toward the valve seat portion;
The variable displacement compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein the variable displacement compressor is configured to have:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017190125A JP2019065740A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Variable displacement compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017190125A JP2019065740A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Variable displacement compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019065740A true JP2019065740A (en) | 2019-04-25 |
Family
ID=66337755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017190125A Pending JP2019065740A (en) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | Variable displacement compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019065740A (en) |
-
2017
- 2017-09-29 JP JP2017190125A patent/JP2019065740A/en active Pending
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