WO2017208830A1 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

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WO2017208830A1
WO2017208830A1 PCT/JP2017/018599 JP2017018599W WO2017208830A1 WO 2017208830 A1 WO2017208830 A1 WO 2017208830A1 JP 2017018599 W JP2017018599 W JP 2017018599W WO 2017208830 A1 WO2017208830 A1 WO 2017208830A1
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WO
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valve
pressure
chamber
port
supply passage
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/018599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田口 幸彦
Original Assignee
サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14Control
    • F04B27/16Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block

Definitions

  • the present invention relates to a variable capacity compressor, and more particularly to a variable capacity compressor in which a discharge capacity is controlled by regulating a crank chamber.
  • a variable capacity compressor described in Patent Document 1 includes a supply passage for supplying refrigerant in a discharge pressure region to a crank chamber, and a passage cross-sectional area of the supply passage. 1 control valve, a discharge passage for discharging the refrigerant in the crank chamber to the suction pressure region, a second control valve for adjusting a passage cross-sectional area of the discharge passage, and between the first control valve and the crank chamber in the supply passage And a check valve that prevents the reverse flow of the refrigerant from the crank chamber toward the first control valve.
  • the first valve device for controlling the supply of the refrigerant to the crank chamber the second valve device for controlling the discharge of the refrigerant from the crank chamber, and the first valve for preventing the reverse flow of the refrigerant from the crank chamber to the first valve device.
  • the structure of the variable capacity compressor must be complicated.
  • the variable capacity compressor is also required to be downsized like many other devices, and it is difficult to lay out the valve devices in the variable capacity compressor. Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable capacity compressor having a simple structure and a simple valve device layout.
  • a variable displacement compressor the discharge capacity of which is controlled by adjusting the pressure in the crank chamber, opens and closes the valve hole disposed in the pressure supply passage that connects the discharge chamber and the crank chamber.
  • a control valve configured to open and close the pressure supply passage, and a switching valve provided closer to the crank chamber than the valve hole of the control valve in the pressure supply passage, the communication portion communicating with the suction chamber And when the control valve closes the pressure supply passage, a pressure supply passage between the valve hole of the control valve and the switching valve, and a pressure supply between the switching valve and the crank chamber
  • the switching valve configured to block communication with the passage, and to connect the pressure supply passage between the switching valve and the crank chamber and the suction chamber via the communication portion.
  • the control valve and the switch And it is configured as a single valve device from the valve.
  • the one valve device functions to control the supply of refrigerant to the crank chamber (the control valve) and to control the discharge of refrigerant from the crank chamber (the switching valve). And a function of preventing the back flow of the refrigerant from the crank chamber toward the control valve (the switching valve). For this reason, the structure of the variable displacement compressor is simplified and the layout of the valve device in the variable displacement compressor is facilitated as compared with the case where the valve devices having the respective functions are individually provided.
  • variable capacity compressor which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the valve apparatus with which the control valve and switching valve of the said variable capacity compressor were integrated. It is the elements on larger scale of FIG. 2, and is a figure which shows the bellows which comprises the said control valve. It is a figure which shows the relationship between the coil energization amount in the said control valve, and setting pressure. It is sectional drawing which shows the small assembly of the said switching valve. It is sectional drawing which shows the assembly of the said small assembly of the said switching valve, and the said bellows. It is a figure for demonstrating a throttle path, (a) shows the state which the throttle path was closed, (b) and (c) show the state where the throttle path was opened.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable capacity compressor 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the variable capacity compressor 100 includes a cylinder block 101 in which a plurality of cylinder bores 101 a are formed, a front housing 102 provided on one end side of the cylinder block 101, and a valve plate 103 on the other end side of the cylinder block 101. Cylinder head 104.
  • a crank chamber 140 is formed by the cylinder block 101 and the front housing 102, and a drive shaft 110 is provided across the crank chamber 140.
  • a swash plate 111 is disposed around an intermediate portion of the drive shaft 110 in the axial direction.
  • the swash plate 111 is connected to a rotor 112 fixed to the drive shaft 110 via a link mechanism 120, and an angle of the swash plate 111 with respect to the axis of the drive shaft 110 (an inclination angle of the swash plate 111) can be changed. .
  • the link mechanism 120 includes a first arm 112 a projecting from the rotor 112, a second arm 111 a projecting from the swash plate 111, and one end side rotating with respect to the first arm 112 a via the first connecting pin 122.
  • a link arm 121 that is movably connected and whose other end is rotatably connected to the second arm 111 a via a second connection pin 123.
  • the through hole 111b of the swash plate 111 through which the drive shaft 110 is inserted is formed in a shape that allows the swash plate 111 to tilt within a range of a maximum inclination angle and a minimum inclination angle.
  • the through hole 111b is formed with a minimum tilt angle restricting portion that comes into contact with the drive shaft 110.
  • the minimum inclination restriction portion of the through hole 111b has an inclination angle of the swash plate 111 of approximately 0 °. It is in contact with the drive shaft 110 and is configured to restrict further tilting of the swash plate 111.
  • the inclination angle of the swash plate 111 reaches the maximum inclination angle, the swash plate 111 comes into contact with the rotor 112 and further tilting is restricted.
  • the drive shaft 110 includes a tilt angle reducing spring 114 that biases the swash plate 111 in a direction that decreases the tilt angle of the swash plate 111, and a tilt angle increasing spring 115 that biases the swash plate 111 in a direction that increases the tilt angle of the swash plate 111. And are attached.
  • the inclination decreasing spring 114 is disposed between the swash plate 111 and the rotor 112, and the inclination increasing spring 115 is attached between the swash plate 111 and a spring support member 116 fixed to the drive shaft 110.
  • the biasing force of the tilt angle increasing spring 115 is set to be larger than the biasing force of the tilt angle decreasing spring 114, and the drive shaft 110 is rotating.
  • the swash plate 111 is positioned at an inclination angle at which the urging force of the inclination angle decreasing spring 114 and the urging force of the inclination angle increasing spring 115 are balanced.
  • One end (the left end in FIG. 1) of the drive shaft 110 extends through the inside of the boss portion 102 a protruding outside the front housing 102 to the outside of the front housing 102.
  • a power transmission device (not shown) is connected to the one end of the drive shaft 110.
  • a shaft seal device 130 is provided between the drive shaft 110 and the boss portion 102a, and the crank chamber 140 is shut off from the external space.
  • the coupling body composed of the drive shaft 110 and the rotor 112 fixed to the drive shaft 110 is supported by bearings 131 and 132 in the radial direction, and supported by the bearing 133 and the thrust plate 134 in the thrust direction.
  • the drive shaft 110 is configured to rotate in synchronization with the rotation of the power transmission device when power from an external drive source is transmitted to the power transmission device.
  • the clearance between the other end of the drive shaft 110, that is, the end on the thrust plate 134 side, and the thrust plate 134 is adjusted to a predetermined clearance by an adjustment screw 135.
  • a piston 136 is disposed in each cylinder bore 101a.
  • the inner space formed in the protruding portion that protrudes into the crank chamber 140 of the piston 136 accommodates the outer peripheral portion of the swash plate 111 and its vicinity, and the swash plate 111 is connected to the piston 136 via a pair of shoes 137. It is configured to work with.
  • the piston 136 reciprocates in the cylinder bore 101a by the rotation of the swash plate 111 accompanying the rotation of the drive shaft 110. That is, the rotational movement of the drive shaft 110 is converted into the reciprocating movement of the piston 136 by a conversion mechanism including the swash plate 111, the link mechanism 120, a pair of shoes 137, and the like.
  • a suction chamber 141 disposed in the center and a discharge chamber 142 surrounding the suction chamber 141 in an annular shape are defined.
  • the suction chamber 141 and the cylinder bore 101a communicate with each other via a communication hole 103a provided in the valve plate 103 and a suction valve (not shown) formed in the suction valve forming plate 150.
  • the discharge chamber 142 and the cylinder bore 101 a communicate with each other via a discharge valve (not shown) formed on the discharge valve forming plate 151 and a communication hole 103 b provided on the valve plate 103.
  • the cylinder heads 104 are sequentially connected and fastened by a plurality of through bolts 105 to form a compressor body.
  • the drive shaft 110 is rotatably supported by the compressor body.
  • a muffler is provided on the upper portion of the cylinder block 101.
  • the muffler is formed by fastening a lid member 106 in which a discharge port 106a is formed and a muffler forming wall 101b formed in the upper part of the cylinder block 101 with a bolt through a seal member (not shown).
  • a muffler space 143 surrounded by the lid member 106 and the muffler forming wall 101 b communicates with the discharge chamber 142 via the communication path 144, and the discharge check valve 200 is disposed in the muffler space 143.
  • the discharge check valve 200 is disposed at a connection portion between the communication path 144 and the muffler space 143.
  • the discharge check valve 200 operates in response to a pressure difference between the communication path 144 (upstream side) and the muffler space 143 (downstream side), and closes the communication path 144 when the pressure difference is smaller than a predetermined value. When the pressure difference is larger than a predetermined value, the communication path 144 is opened.
  • the communication passage 144, the discharge check valve 200, the muffler space 143, and the discharge port 106a constitute a discharge passage of the variable capacity compressor 100.
  • the discharge chamber 142 is connected to the refrigerant circuit (the high pressure side) of the air conditioner system via the discharge passage.
  • the cylinder head 104 is formed with a suction passage including a suction port (not shown) and a communication passage 104a.
  • the suction passage extends linearly from the outside in the radial direction of the cylinder head 104 so as to cross a part of the discharge chamber 142.
  • the suction chamber 141 is connected to the refrigerant circuit (low pressure side) of the air conditioner system via the suction passage.
  • a pressure supply passage 145 (described later) that connects the discharge chamber 142 and the crank chamber 140 is formed, and a control valve 300 is provided in the pressure supply passage 145.
  • the control valve 300 is disposed in the accommodation hole 104b that constitutes a part of the pressure supply passage 145, and is configured to be able to adjust the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure supply passage 145. .
  • control valve 300 opens and closes the pressure supply passage 145 by opening and closing a valve hole 301c (described later) disposed in the pressure supply passage 145, and adjusts the opening of the valve hole 301c.
  • the passage cross-sectional area of the pressure supply passage 145 is configured to be adjustable.
  • the accommodation hole 104 b is formed in the cylinder head 104 so as to extend in the radial direction of the cylinder head 104. The accommodation hole 104b communicates with the suction chamber 141 through the communication path 104c and the communication path 104d.
  • the control valve 300 opens the pressure supply passage 145 according to the pressure of the suction chamber 141 introduced through the communication passage 104c and the electromagnetic force generated by the current flowing through the solenoid based on the external signal (passage cross-sectional area). Thus, the introduction amount (pressure supply amount) of the refrigerant (discharge gas) in the discharge chamber 142 into the crank chamber 140 is controlled.
  • the control valve 300 will be described in detail later.
  • a switching valve 350 is disposed downstream of the control valve 300 (crank chamber 140 side) in the pressure supply passage 145. In the present embodiment, the switching valve 350 is configured integrally with the control valve 300 and is disposed in the accommodation hole 104b.
  • the control valve 300 and the switching valve 350 are configured as one valve device 200, and the valve device 200 is disposed in the accommodation hole 104b.
  • the pressure supply passage 145 includes (a part of) the accommodation hole 104b, the communication passage 104f that communicates the discharge chamber 142 and the accommodation hole 104b, and the communication passage 104g that communicates the accommodation hole 104b and the crank chamber 140. Contains.
  • the communication path 104 f is formed in the cylinder head 104.
  • the communication passage 104g is formed in the cylinder head 104 and the cylinder block 101, and has a cylinder head side passage portion and a cylinder block side passage portion.
  • an area between the switching valve 350 and the crank chamber 140 in the pressure supply passage 145 that is, a passage portion mainly constituted by the communication passage 104g is referred to as “the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the switching valve 350 communicates the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 with the crank chamber 140 and the suction chamber 141 via the switching valve 350 in conjunction with opening and closing of the control valve 300.
  • the first pressure release passage 146a is configured to be switched.
  • the first pressure release passage 146a includes a communication passage 104g, a switching valve 350, and a communication passage 104d.
  • the switching valve 350 has a communication portion (which corresponds to a third port 351a2 described later) that communicates with the suction chamber 141 via the communication passage 104d.
  • the switching valve 350 is an area between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 in the pressure supply passage 145 (hereinafter referred to as “the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350”).
  • the crank chamber 140 is always in communication with the suction chamber 141 by a second pressure relief passage 146b that passes through the communication passage 101c, the space 101d, and the fixed throttle 103c formed in the valve plate 103. That is, the variable capacity compressor 100 is formed by the switching valve 350 when the control valve 300 closes the pressure supply passage as a pressure release passage communicating the crank chamber 140 and the suction chamber 141 (in other words, the switching valve A first pressure relief passage 146a (which is opened and closed by a valve 350) and a second pressure relief passage 146b which is always open.
  • the minimum passage sectional area of the first pressure relief passage 146a is set larger than the passage sectional area of the fixed throttle 103c of the second pressure relief passage 146b.
  • the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 and the suction chamber 141 are configured to communicate with each other through a throttle passage 320 that passes through the control valve 300.
  • the throttle passage 320 will be described in detail later. Since the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 communicates with the suction chamber 141 by a throttle passage 320 passing through the control valve 300, the control valve 300 is closed and pressure supply is performed. When the passage 145 is closed, the pressure in the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 becomes lower than the pressure in the crank chamber 140.
  • the switching valve 350 blocks communication between the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 and the pressure supply passage 145 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the reverse flow of the refrigerant from the crank chamber 140 side toward the control valve 300 is prevented.
  • the switching valve 350 switches the pressure supply passage 145 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 to a first pressure release passage 146 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the pressure release passage communicating the crank chamber 140 and the suction chamber 141 is constituted by the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b, so that the passage sectional area of the pressure release passage is maximized.
  • the refrigerant in the crank chamber 140 immediately flows out (discharges) to the suction chamber 141 via the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b, and the pressure in the crank chamber 140 becomes equal to the pressure in the suction chamber 141. It becomes equivalent. Then, the inclination angle of the swash plate 111 is maximized, and the stroke of the piston 136 (that is, the discharge capacity of the variable displacement compressor 100) is maximized.
  • the control valve 300 is opened and the pressure supply passage 145 is opened, the pressure in the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 increases.
  • the switching valve 350 When the pressure in the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 becomes higher than the pressure in the crank chamber 140, the switching valve 350 is switched between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350. And the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 are communicated with each other. That is, the switching valve 350 switches the first pressure release passage 146 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 to the pressure supply passage 145 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140. As a result, the pressure release passage is configured by only the second pressure release passage 146b, and the passage sectional area of the pressure release passage is minimized.
  • the variable capacity compressor 100 is a compressor whose discharge capacity is controlled by pressure regulation in the crank chamber 140.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the valve device 200 in which the control valve 300 and the switching valve 350 are integrated. As described above, the valve device 200 is disposed in the accommodation hole 104 b formed in the cylinder head 104. Hereinafter, the control valve 300 and the switching valve 350 will be described in this order.
  • Control valve 300 As shown in FIG.
  • the control valve 300 includes a valve unit and a drive unit (solenoid) that opens and closes the valve unit.
  • the valve unit of the control valve 300 has a cylindrical valve housing 301. Inside the valve housing 301, a first pressure sensing chamber 302, a valve chamber 303, and a second pressure sensing chamber 307 are formed side by side in the axial direction from one end (lower end) side.
  • the first pressure sensing chamber 302 is configured to communicate with the crank chamber 140 via the switching valve 350.
  • the second pressure sensing chamber 307 communicates with the suction chamber 141 through a communication hole 301 a formed in the valve housing 301, a receiving hole 104 b, and a communication path 104 c formed in the cylinder head 104.
  • the valve chamber 303 communicates with the discharge chamber 142 via a communication hole 301 b formed in the valve housing 301, a receiving hole 104 b, and a communication path 104 f formed in the cylinder head 104.
  • the first pressure sensing chamber 302 and the valve chamber 303 are configured to communicate with each other via a valve hole 301c.
  • a support hole 301 d is formed between the valve chamber 303 and the second pressure sensing chamber 307.
  • a bellows 305 is disposed as a pressure sensing displacement member (pressure sensing means).
  • the bellows 305 is evacuated and contains a biasing member.
  • the bellows 305 is configured to be displaced (specifically, contracted and expanded) in the axial direction of the valve housing 301 in response to the pressure in the first pressure sensing chamber 302, that is, the pressure in the crank chamber 140. .
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 and shows the configuration of the bellows 305.
  • the bellows 305 includes a bellows-shaped bellows body 305a, a first end member 305b provided at one end of the bellows body 305a, and a first end provided at the other end of the bellows body 305a.
  • the first end member 305b and the second end member 305c are fixed to the bellows body 305a, for example, by welding.
  • the first end member 305b includes a closing portion 305b1 that closes the one end side of the bellows body 305a, and a stopper 305b2 that protrudes from the closing portion 305b1 toward the inside of the bellows body 305a.
  • the second end member 305c includes a closing portion 305c1 that closes the other end of the bellows body 305a, and a stopper 305c2 that protrudes from the closing portion 305c1 toward the inside of the bellows body 305a.
  • the amount of contraction in the axial direction of the bellows 305 is regulated by the stopper 305b2 of the first end member 305b and the stopper 305c2 of the second end member 305c coming into contact with each other.
  • the second end member 305c has a cylindrical portion 305c3 that protrudes from the closing portion 305c1 to the side opposite to the stopper 305c2.
  • the cylindrical portion 305c3 serves as a component of the switching valve 350, forms the first valve chamber 351c of the switching valve 350, and configures the first valve seat 305c31 and the first port 352c32.
  • a cylindrical valve body 304 is accommodated in the valve chamber 303.
  • the valve body 304 is configured such that its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the support hole 301d and is slidable in the support hole 301d, and is movable in the axial direction of the valve housing 301.
  • One end (lower end) of the valve body 304 is formed to open and close the valve hole 301 c, and the other end (upper end) of the valve body 304 protrudes into the second pressure sensing chamber 307.
  • a rod-like connecting portion 306 is formed to project.
  • the end portion (tip end) of the connecting portion 306 is disposed so as to be able to contact the bellows 305, and the connecting portion 306 has a function of transmitting the displacement of the bellows 305 to the valve body 304.
  • the drive unit has a cylindrical solenoid housing 312.
  • the solenoid housing 312 is coaxially connected to the other end (upper end) of the valve housing 301.
  • the solenoid housing 312 accommodates a molded coil 314 in which the electromagnetic coil is covered with resin.
  • a cylindrical fixed core 310 concentric with the mold coil 314 is accommodated inside the mold coil 314.
  • the fixed core 310 extends from the valve housing 301 to the vicinity of the center of the molded coil 314.
  • the end of the solenoid housing 321 opposite to the valve housing 301 is closed by a bottomed cylindrical sleeve 313 provided so as to surround the fixed core 310.
  • the fixed core 310 has an insertion hole 310 a in the center, and one end (lower end) of the insertion hole 310 a opens into the second pressure-sensitive chamber 307.
  • a cylindrical movable core 308 is accommodated between the fixed core 310 and the closed end (bottom) of the sleeve 313.
  • a solenoid rod 309 is inserted through the insertion hole 310a.
  • One end (lower end) of the solenoid rod 309 is press-fitted and fixed to the other end (upper end) of the valve body 304, and the other end (upper end) of the solenoid rod 309 is fitted (press-fit) into a through hole formed in the movable core 308. ) That is, the valve body 304, the movable core 308, and the solenoid rod 309 are integrated.
  • a forced release spring 311 is provided between the fixed core 310 and the movable core 308 to urge the movable core 308 in the direction away from the fixed core 310 (the valve opening direction).
  • the movable core 308, the fixed core 310, and the solenoid housing 312 are formed of a magnetic material and constitute a magnetic circuit.
  • the sleeve 313 is made of a nonmagnetic material such as a stainless steel material.
  • the mold coil 314 is connected to a control device (not shown) provided outside the variable capacity compressor 100 via a signal line or the like. The mold coil 314 generates an electromagnetic force F (I) when a control current I is supplied from the control device.
  • the valve body 304 of the control valve 300 includes a biasing force f generated by the forced release spring 311, a force generated by the pressure in the valve chamber 303 (discharge pressure Pd), and a first pressure sensing pressure.
  • a force due to the pressure in the chamber 302 (crank chamber pressure Pc), a force due to the pressure in the second pressure sensing chamber 307 (suction pressure Ps), and a biasing force F due to a spring built in the bellows 305 act.
  • the balance of the forces acting on the valve body 304 is expressed by the following formula (1), and the following formula (2) is obtained by modifying the following formula (1).
  • “+” indicates the valve closing direction of the valve element 304
  • “ ⁇ ” indicates the valve opening direction of the valve element 304.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the coil energization amount (current I) and the set pressure. Since the electromagnetic force of the mold coil 314 acts on the valve body 304 via the solenoid rod 309 in the valve closing direction, the force in the direction to reduce the opening of the pressure supply passage 145 when the energization amount to the mold coil 314 increases.
  • the control device controls energization to the mold coil 314 by pulse width modulation (PWM control) at a predetermined frequency in the range of, for example, 400 Hz to 500 Hz, and pulses so that the current value flowing through the mold coil 314 becomes a desired value. Change the width (duty ratio).
  • PWM control pulse width modulation
  • the control device adjusts the amount of current supplied to the mold coil 314 based on the air conditioning setting (set temperature, etc.) in the air conditioner system and the external environment. To do.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a subassembly 350A of the switching valve 350, and FIG.
  • the switching valve 350 includes a cylindrical valve housing 351, a valve body 352 housed in the valve housing 351, a cylindrical portion 305c3 of a bellows 305 press-fitted to one end of the valve housing 351, a valve The valve seat forming portion 353 is press-fitted to the other end of the housing 351 (see FIG. 6).
  • the valve body 352 includes a first valve portion 352a disposed on the one end side of the valve housing 351, a second valve portion 352b disposed on the other end side of the valve housing 351, a first valve portion 352a, and a second valve portion 352.
  • the valve housing 351 includes a peripheral wall 351a and a partition wall 351b disposed at an intermediate position in the axial direction within the peripheral wall 351a.
  • a fitting hole 351a1 into which the cylindrical portion 305c3 is press-fitted is formed on one end side of the peripheral wall 351a, and a through hole (insertion hole) 351b1 penetrating in the axial direction is formed in the partition wall 351b.
  • the interior of the valve housing 351 is partitioned into a first valve chamber 351c and a second valve chamber 351d by a partition wall 351b. More specifically, the first valve chamber 351c is formed by the end surface of the cylindrical portion 305c3, the peripheral wall 351a, and the partition wall 351b, and the second valve chamber 351d is formed by the valve seat forming portion 353, the peripheral wall 351a, and the partition wall 351b. Has been.
  • the 1st valve part 352a of the valve body 352 is arrange
  • the 2nd valve part 352b of the valve body 352 is arrange
  • a shaft portion 352c of the valve body 352 is inserted into the shaft 351b1.
  • the end surface of the cylindrical portion 305c3 constitutes a first valve seat 305c31 in which the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a of the valve body 352 contacts and separates, and the internal space of the cylindrical portion 305c3 opens to the inside of the first valve seat 305c31.
  • the first port 352c32 is configured.
  • the first valve chamber 351c has a first port 352c32 and a first valve seat 305c31.
  • the first port 352c32 is connected to the first pressure sensing chamber 302, that is, the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 through a communication hole 305c33 formed in the peripheral wall of the cylindrical portion 305c3. It communicates (see FIG. 2).
  • the first port 305c32 is opened and closed by the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a being separated from and contacting the first valve seat 305c31.
  • a second valve seat 353a with which one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from and in contact with each other, and a second port 353b is formed inside the second valve seat 353a. That is, the second valve chamber 351d has a second port 353b and a second valve seat 353a.
  • the second port 353b communicates with a pressure supply passage 145a between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the second port 353b is opened and closed by the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b being separated from and contacting the second valve seat 353a.
  • a third port 351a2 that connects the second valve chamber 351d and the suction chamber 141 is formed in the peripheral wall 351a of the valve housing 351. That is, the second valve chamber 351d has a third port 351a2 in addition to the second port 353b and the second valve seat 353a.
  • the valve body 352 is disposed in the first valve chamber 351c and separated from and in contact with the first valve seat 305c31, and the valve body 352 is disposed in the second valve chamber 351d and separated from the second valve seat 353a.
  • the second valve portion 352b that contacts, and a shaft portion 352c that connects the first valve portion 352a and the second valve portion 352b and is inserted into an insertion hole 351b1 formed in the partition wall 351b.
  • the first valve portion 352a and the shaft portion 352c of the valve body 352 are integrally formed.
  • the second valve portion 352b of the valve body 352 is formed separately from the first valve portion 352a and the shaft portion 352c, and is press-fitted and fixed to the shaft portion 352c.
  • the valve body 352 is formed by press-fitting the shaft portion 352c into a through hole formed in the second valve portion 352b, and one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is formed in the second valve seat 353a.
  • the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is in contact with one end surface (the surface on the first valve chamber 351c side) 351b2 of the partition wall 351b with respect to the through hole of the second valve portion 352b.
  • the press-fitting position in the axial direction of the shaft portion 352c is adjusted.
  • a specific method of assembling the small assembly 350A of the switching valve 350 will be described.
  • the integrally formed product of the first valve portion 352a and the shaft portion 352c is inserted into the insertion hole 351b1 formed in the partition wall 351b so that the one end side (first valve) of the valve housing 351 is formed. Inserted into the valve housing 351 from the chamber 351c) side.
  • the shaft portion 352c inserted into the insertion hole 351b1
  • the tip of the shaft portion 352c is aligned with the through hole of the second valve portion 352b
  • the shaft portion 352c is aligned with the through hole of the second valve portion 352b.
  • Temporarily press fit is then, the valve seat forming portion 353 is press-fitted and fixed to the other end of the valve housing 351.
  • the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is in contact with the one end surface 351b2 of the partition wall 351b.
  • the one end surface 352a1 of the first valve part 352a is pressed until it abuts, and the axial press-fitting position of the shaft part 352c with respect to the through hole of the second valve part 352b is adjusted.
  • the cylindrical portion of the bellows 305 is inserted into the opening on the first valve chamber 351c side of the small assembly 350A assembled as described above, that is, the fitting hole 351a1 formed on the one end side of the peripheral wall 351a of the valve housing 351.
  • the switching valve 350 is completed by press-fitting 305c3.
  • the press-fitting of the cylindrical portion 305c3 into the small assembly 350A may be performed before the second end member 305c is integrated with the bellows body 305a, or the second end portion. It may be performed after the member 305c is integrated with the bellows body 305a.
  • the bellows 305 is assembled after the cylindrical portion 305c3 is press-fitted and fixed to the small assembly 350A to form an assembly 350B of the bellows 305 and the switching valve 350.
  • the cylindrical portion 305c3 is assembled after the bellows 305 is assembled. Is press-fitted and fixed to the small assembly 350A to form an assembly 350B of the bellows 305 and the switching valve 350.
  • the one end side of the valve housing 351 of the switching valve 350 is press-fitted and fixed to the one end (lower end) of the valve housing 301 of the control valve 300, whereby the valve housing 301 of the control valve 300 and the valve housing 351 of the switching valve 350 are fixed.
  • the first valve portion 352a of the valve body 352 has one end portion (valve seat side portion) 352a3 on the first valve seat 305c31 side, the other end portion (partition wall side portion) 352a4 on the partition wall 351b side, and one end portion 352a3. It is comprised by the intermediate part (intermediate site
  • the outer diameter of the intermediate portion 352a5 is larger than the outer diameter of the valve seat side portion 352a3 and the outer diameter of the partition wall side portion 352a4, and the outer peripheral surface of the intermediate portion 352a5 has a predetermined gap on the inner peripheral surface of the first valve chamber 351c.
  • the second valve portion 352b of the valve body 352 is formed in a bottomed cylindrical shape, the through-hole into which the shaft portion 352c is press-fitted is formed in the bottom wall, and an annular opening end surface is formed in the second valve seat 353a.
  • the one end surface 352b1 which contacts and separates is comprised.
  • the valve body 352 has an internal passage 352d.
  • the internal passage 352d includes a first passage 352d1 extending in the axial direction through the first valve portion 352a and the shaft portion 352c, and a second passage 352d2 connected to the first passage 352d1.
  • One end of the first passage 352d1 opens at the distal end surface of the shaft portion 352c press-fitted into the second valve portion 352b, and the other end of the first passage 352d1 is closed.
  • the second passage 352d2 is formed in the valve seat side portion 352a3 of the first valve portion 352a and communicates the first passage 352d1 and the first valve chamber 351c.
  • the second port 353b and the third port 351a2 are provided.
  • the first port 305c32 and the second port 353b communicate with each other via the internal passage 352d.
  • one end surface 352a1 of the first valve portion 352a abuts on the first valve seat 305c31 and the first port 305c32 is closed, the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from the second valve seat 353a.
  • the 2 port 353b and the third port 351a2 communicate with each other.
  • the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is the one end surface of the partition wall 351b (the surface on the first valve chamber 351c side).
  • the internal passage 352d further includes a third passage 352d3 that communicates the first passage 352d1 and the first valve chamber 351c.
  • the third passage 352d3 is formed in the partition wall side portion 352a4 of the first valve portion 352a, and communicates the first passage 352d1 and the first valve chamber 351c. Therefore, when the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is in contact with the one end surface 351b2 of the partition wall 351b, the outer peripheral surface of the intermediate portion 352a5 of the first valve portion 352a and the inner peripheral surface of the first valve chamber 351c.
  • a refrigerant flow is formed between the clearance and the outer peripheral surface of the partition wall side portion 352a4 of the first valve portion 352a and the inner peripheral surface of the first valve chamber 351c. For this reason, even if the foreign material etc. are contained in the refrigerant
  • the switching valve 350 closes the pressure supply passage 145 by closing the first port 305c32 with the end face 352a1 of the first valve portion 352a coming into contact with the first valve seat 305c31 by the movement of the valve body 352.
  • one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from the second valve seat 353a, and the second port 353b and the third port 351a2 communicate with each other.
  • the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 (second port 353b) and the crank chamber 140 communicates with the suction chamber 141 via the third port 351a2, and the pressure supply passage 145a is connected to the switching valve 350.
  • the first pressure release passage 146a between the (second port 353b) and the crank chamber 140 is switched.
  • the switching valve 350 opens the pressure supply passage 145 by opening the first port 305c32 by separating the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a from the first valve seat 305c31 by the movement of the valve body 352.
  • one end surface 352b1 of the second valve portion 352b abuts on the second valve seat 353a to block communication between the second port 353b and the third port 351a2, and the first port 305c32 and the second port 353b Communicates via the internal passage 352d of the valve body 352.
  • FIG. 7A shows a state where the throttle passage 320 is closed
  • FIGS. 7B and 7C show a state where the throttle passage 320 is opened.
  • 7A corresponds to FIG. 8 in “Operation of the variable capacity compressor 100” described later
  • FIG. 7B corresponds to FIG. 9,
  • FIG. 7C corresponds to FIG. Corresponding.
  • the throttle passage 320 communicates the suction chamber 141 with the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 via the inside of the control valve 300.
  • the throttle passage 320 is configured to supply the pressure between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 when the valve body 304 of the control valve 300 closes the valve hole 301c (when the pressure supply passage 145 is closed).
  • the refrigerant in the passage has a function of escaping to the suction chamber 141 side.
  • the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 is a region constituted by the first pressure sensing chamber 302, the communication hole 305c33, and the first port 305c32. As shown in FIG.
  • the throttle passage 320 is formed in the communication hole 304 a that forms the inner space of the valve body 304 and the connection portion 306 of the control valve 300, and the first pressure sensing chamber.
  • a cylindrical recess 304b formed on the other end (upper end) side, a communication hole 309b formed in a portion of the solenoid rod 309 located in the recess 304b and communicating between the communication hole 309a and the recess 304b, a second A pressure sensing chamber 307, a communication hole 301a formed in the outer peripheral surface of the valve housing 301, and a communication passage 104c (see FIG.
  • the surface of the valve body 304 on the other end side that is, an annular surface around the recess 304 b, hereinafter referred to as “the other end surface of the valve body 304”
  • 304 c is fixed core 310.
  • the throttle passage 320 is closed.
  • the other end surface (the annular surface) 304 c of the valve body 304 is separated from the end surface of the fixed core 310, the throttle passage 320 is opened, and the first pressure sensing chamber 302 and the suction chamber 141 are connected via the throttle passage 320.
  • FIG. 7B shows a case where the valve body 304 of the control valve 300 opens the valve hole 301c and the variable displacement compressor 100 is in the discharge capacity control state.
  • the first pressure sensing chamber 302 is in communication with the suction chamber 141 via the throttle passage 320 in the discharge capacity control state, the refrigerant (discharge gas) in the discharge chamber 142 to be supplied to the crank chamber 140. A part of the refrigerant flows directly into the suction chamber 141 via the throttle passage 320, and the efficiency of the variable capacity compressor 100 is deteriorated.
  • the communication hole 309b is formed so as to serve as a throttle portion.
  • the passage cross-sectional area of the communication hole 309b (throttle portion) is set as small as possible in consideration of the refrigerant discharge (outflow) property from the first pressure sensing chamber 302.
  • the throttle portion is not limited to the communication hole 309b, and may be provided at any one of the communication hole 306a, the communication hole 304a, and the communication hole 309a.
  • the pressure supply passage 145 is opened to the maximum.
  • the other end surface 304c of the valve body 304 abuts on the end surface of the fixed core 310, and the throttle passage 320 is closed.
  • the one end of the valve body 304 moves in a direction to close the valve hole 301c, and FIG. ), (C)
  • the other end surface 304c of the valve body 304 is separated from the end surface of the fixed core 310, and the throttle passage 320 is opened.
  • valve means for opening and closing the throttle passage 320.
  • the restriction passage 320 is closed only when the mold coil 314 is demagnetized and the variable capacity compressor 100 is in an inoperative state (OFF), and the mold coil 314 is excited and the variable capacity compressor 100 is operated.
  • the state (ON) the first pressure sensitive chamber 302 and the suction chamber 141 communicate with each other in an open state (open state).
  • One end surface of the valve body 352 receives the pressure (pressure of the first pressure sensing chamber 302) Pc ′ on the first port 305c32a side.
  • the other end surface of the valve body 352 receives the pressure on the second port 353b side (pressure of the pressure supply passage 145a), that is, the pressure Pc of the crank chamber 140.
  • the second valve chamber 351d communicates with the suction chamber 141 via the third port 351a2, the pressure Ps of the suction chamber 141 acts on the valve body 352.
  • S1 is the pressure receiving area of the pressure Pc ′ when the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a contacts the first valve seat 305c31, and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b contacts the second valve seat 353a.
  • the pressure receiving area of the pressure Pc at the time of contact is S2, and the area defined by the diameter of the contact portion when the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a contacts the one end surface 351b2 of the partition wall 351b is S3.
  • the pressure Pc of the crank chamber 140 is the pressure Ps of the suction chamber 141.
  • one end surface 352a1 of the first valve portion 352a Is the condition for separating the first valve seat 305c31 from the following equation (3).
  • f is a frictional force
  • F1 is a force due to dynamic pressure acting on the one end surface 352b1 side of the second valve portion 352b when the refrigerant flow from the second port 353b side collides. Therefore, the control valve 300 opens the valve hole 301c (that is, opens the pressure supply passage 145) to supply the refrigerant (discharge gas) in the discharge chamber 142 to the first pressure sensing chamber 302, and the first port 305c32a side.
  • the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a can be separated from the first valve seat 305c31, and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b can be brought into contact with the second valve seat 353a.
  • a condition for maintaining a state in which the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is in contact with the second valve seat 353a and the other end surface 352a2 of the first valve portion 352a is in contact with the one end surface 351b2 of the partition wall 351b. Becomes the following formula (4).
  • valve body 352 is held in a state in which the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b abuts (presses) the second valve seat 353a.
  • the condition for separating the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b from the second valve seat 353a may be that the left side of the expression (4 ′) is negative.
  • the refrigerant in the first pressure sensing chamber 302 flows out (is discharged) to the suction chamber 141 via the throttle passage 320, so that Pc ′ ⁇ Pc.
  • the left side of the expression (4 ′) becomes negative, the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from the second valve seat 353a, and the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a is the first valve seat. It abuts on 305c31.
  • the refrigerant in the first pressure sensing chamber 302 flows into the suction chamber 141 via the throttle passage 320 and Pc ′ ⁇ Pc.
  • the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is made to be the second valve by the force due to the static pressure difference (Pc ⁇ Pc ′) and the force F3 due to the dynamic pressure generated by the refrigerant flowing back through the internal passage 352d (first passage 352d1).
  • the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a is in contact with the first valve seat 305c31, being separated from the seat 353a.
  • the switching valve 350 has the pressure Pc ′ on the first port 305c32 side that acts on the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a.
  • the valve body 352 is moved using the ascending position so that the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a is separated from the first valve seat 305c31 and the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is in contact with the second valve seat 353a. Let Thereby, the communication between the second port 353b and the third port 351a2 is blocked, and the first port 305c32a and the second port 353b communicate with each other via the internal passage 352d.
  • the first pressure release passage 146a between the switching valve 350 (second port 353b) and the crank chamber 140 becomes the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 (second port 353b) and the crank chamber 140.
  • the switching valve 350 reduces the pressure Pc ′ on the first port 305c32 side that acts on the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a.
  • the valve body 352 is moved by utilizing it so that the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is separated from the second valve seat 353a and the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a is brought into contact with the first valve seat 305c31.
  • the first port 305c32 is closed and the second port 353b and the third port 351a2 communicate with each other.
  • the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 (second port 353b) and the crank chamber 140 becomes the first pressure release passage 146a between the switching valve 350 (second port 353b) and the crank chamber 140. Can be switched.
  • FIG. 8 shows a state where the variable capacity compressor 100 is stopped, such as when the engine of the vehicle is stopped. In this state, the power supply to the mold coil 314 of the control valve 300 is turned off. In this case, in the control valve 300, the one end face of the valve body 304 is separated from the periphery of the valve hole 301c by the urging force of the forced release spring 311, and the opening degree of the valve hole 301c is maximized. That is, the control valve 300 opens the pressure supply passage 145 to the maximum (the cross-sectional area of the passage is maximized).
  • the other end surface 304c of the valve body 304 abuts on the end surface of the fixed core 310, and the throttle passage 320 is closed.
  • the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b abuts on the second valve seat 353a, and the communication between the second port 353b and the third port 351a2 is blocked, and the first port 305c32 and the second port 352c32
  • the port 353b communicates with the internal passage 352d.
  • crank chamber 140 and the suction chamber 141 communicate with each other only through the second pressure relief passage 146b, and the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure relief passage connecting the crank chamber 140 and the suction chamber 141 is It is the minimum.
  • the discharge check valve 200 closes the discharge passage and the throttle passage 320 is closed. All of the compressed and discharged refrigerant (refrigerant in the discharge chamber 142) is supplied to the crank chamber 140 via the pressure supply passage 145 (see the arrow in FIG. 8).
  • variable capacity compressor 100 is in a non-operating state.
  • the compressed and discharged refrigerant contains oil and has an internal circulation path constituted by a discharge chamber 142, a pressure supply passage 145, a crank chamber 140, a second pressure release passage 146b, a suction chamber 141, and a cylinder bore 101a. It circulates and lubricates the inside of the variable capacity compressor 100.
  • the air conditioner system when the air conditioner system is activated, a current flows through the mold coil 314 of the control valve 300, the valve body 304 closes the valve hole 301c, and at the same time, the other end surface 304c of the valve body 304 is separated from the end surface of the fixed core 310.
  • the throttle passage 320 opens. In this case, the compressed and discharged refrigerant is not supplied to the first pressure sensing chamber 302 of the control valve 300, and the refrigerant in the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 is not Then, it flows into the suction chamber 141 through the throttle passage 320.
  • the pressure in the pressure supply passage between the valve hole 301 c of the control valve 300 and the switching valve 350 becomes equal to that of the suction chamber 141.
  • the refrigerant flows backward from the second port 353b side toward the first valve chamber 351c via the internal passage 352d.
  • the refrigerant that flows (backflows) through the internal passage 352d generates dynamic pressure that moves the valve body 352 toward the first valve seat 305c31.
  • the valve body 352 of the switching valve 350 has a dynamic pressure generated by the force due to the difference (static pressure difference) between the pressure on the second port 353b side and the pressure on the first port 305c32 side, and the refrigerant flowing backward in the internal passage 352d.
  • the first valve seat 305c31 moves toward the first valve seat 305c31 side, the one end surface 352a1 of the first valve portion 352a contacts the first valve seat 305c31, closes the first port 305c32, and the second port 353b
  • the 3 port 351a2 is connected.
  • the switching valve 350 switches the pressure supply passage 145 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 to the first pressure release passage 146 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140.
  • the crank chamber 140 and the suction chamber 141 communicate with each other through the first pressure release passage 146a and the second pressure release passage 146b, and the opening degree (passage of the pressure release passage that connects the crank chamber 140 and the suction chamber 141 with each other) (Cross-sectional area) is maximized (see FIG. 9). Therefore, the refrigerant in the crank chamber 140 quickly flows out (discharges) into the suction chamber 141, and the pressure in the crank chamber 140 becomes equal to the pressure in the suction chamber 141.
  • the inclination angle of the swash plate 111 is maximized, and the stroke (discharge capacity) of the piston 136 is maximized.
  • the outlet check valve 200 is opened, the refrigerant circulates through the air conditioner system, and the air conditioner system is activated.
  • the liquid refrigerant flows (backflows) in the internal passage 352d.
  • the density of the refrigerant becomes significantly larger than that in the gas state, the dynamic pressure increases, and the valve body 352 can be reliably moved in the direction toward the first valve seat 305c31.
  • the valve body 304 of the control valve 300 opens the valve hole 301c, and the compressed and discharged refrigerant is transferred to the first pressure sensing chamber. 302 is supplied.
  • the pressure on the first port 305c32 side increases, the pressure on the first port 305c32 acting on the valve body 352 exceeds the pressure on the suction chamber 141 acting on the opposite side, and the first One end surface 352a1 of the valve portion 352a is separated from the first valve seat 305c31, and one end surface 352b1 of the second valve portion 352b is in contact with the second valve seat 353a.
  • the switching valve 350 switches the first pressure release passage 146 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 to the pressure supply passage 145 a between the switching valve 350 and the crank chamber 140. Therefore, the crank chamber 140 and the suction chamber 141 communicate with each other only through the second pressure relief passage 146b, and the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure relief passage that communicates between the crank chamber 140 and the suction chamber 141 is minimized. (See FIG. 10). Therefore, the pressure in the crank chamber 140 increases according to the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure supply passage 145 by the control valve 300, the inclination angle of the swash plate 111 decreases, and the stroke (discharge capacity) of the piston 136 decreases. To do.
  • the switching valve 35 includes the pressure supply passage between the valve hole 301c of the control valve 300 and the switching valve 350 when the control valve 300 closes the pressure supply passage 145.
  • the communication with the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 is shut off, and the communication portion (third port) connects the pressure supply passage 145a between the switching valve 350 and the crank chamber 140 and the suction chamber 141. 351a2).
  • the opening degree (passage cross-sectional area) of the pressure release passage is larger than when the pressure supply passage 145 is open.
  • the switching valve 350 has a function of controlling the discharge of the refrigerant from the crank chamber 140 and a function of preventing a reverse flow of the refrigerant from the crank chamber 140 toward the control valve 300. Furthermore, in this embodiment, the switching valve 350 is integrated with the control valve 300 having a function of controlling the supply of the refrigerant to the crank chamber 140 and configured as one valve device 200. For this reason, the structure of the variable capacity compressor 100 is simplified, and the layout of the valve device in the variable capacity compressor 100 is facilitated.
  • the switching valve 350 is connected to the second port in addition to the force due to the difference (static pressure difference) between the pressure on the second port 353b side and the pressure on the first port 305c32 side.
  • the valve body 352 is moved using the force of dynamic pressure caused by the flow of refrigerant (reverse flow) toward the first valve chamber 351c from the 353b side via the internal passage 352d. For this reason, switching from the pressure supply passage 145a to the first pressure release passage 146a is quickly performed.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of the valve device 200B according to the second embodiment.
  • the cylindrical portion 305c3 formed in the second end member 305c of the bellows 305 is press-fitted into the fitting hole 351a1 of the valve housing 351 of the switching valve 350.
  • the present invention is not limited to this, and a slight gap may be formed between the cylindrical portion 305c3 and the fitting hole 351a1.
  • the bellows 305 is connected to the switching valve 350 so that the front end surface of the cylindrical portion 305c3 (periphery of the first valve seat 305c31) comes into contact with the bottom wall 351a3 of the fitting hole 351a1.
  • a biasing member (compression coil spring or the like) 315 that biases toward the side is provided between the first end member 305 b of the bellows 305 and the wall portion of the first pressure sensing chamber 302.
  • the biasing member 315 is attached to the valve housing 301 of the control valve 300, for example.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part showing a configuration of a valve device 200C according to the third embodiment.
  • the first valve seat 305c31 and the first port 305c32 of the switching valve 350 are formed on the second end member 305c of the bellows 305 that is a component of the control valve 300.
  • the switching valve 350 itself may have the first valve seat and the first port.
  • the switching valve 350 is formed with a first valve seat 354 a, a first port 354 b, and a communication hole 354 c that communicates the first port 354 b with the first pressure sensing chamber 302.
  • the valve seat forming portion 354 is configured to be press-fitted into the fitting hole 351a1.
  • the bellows 305 is connected to the switching valve 350 in a state in which the second end member 305c is in contact with a contact portion 354d provided on the opposite side of the valve seat forming portion 354 from the first valve seat 354a.
  • a biasing member that biases the bellows 305 toward the switching valve 350 in order to ensure that the second end member 305c of the bellows 305 contacts the contact portion 354d of the valve seat forming portion 354 of the switching valve 350.
  • (Compression coil spring or the like) 315 is provided.
  • the biasing member 315 is attached to the valve housing 301 of the control valve 300, for example. If it does in this way, connection with the bellows 305 and the switching valve 350 will be easy like the said 2nd Embodiment, and it will become possible to use the conventional bellows as the bellows 305.
  • FIG. since the switching valve 350 constitutes an independent assembly, it is possible to check the operation of the switching valve 350 alone.
  • the cylindrical portion 305c3 may be formed integrally with the peripheral wall 351a of the valve housing 351 of the switching valve 350.
  • the entire second end member 305 c of the bellows 305 may be integrally formed with the peripheral wall 351 a of the valve housing 351 of the switching valve 350.
  • the peripheral wall 351a and the partition wall 351b of the valve housing 351 may be configured as separate members.
  • a groove or a throttle passage is formed on one end surface 352b1 of the second valve portion 352b, and when the one end surface 352b1 of the second valve portion 352b contacts the second valve seat 353a, the second port 353b and the third port
  • the communication with the port 351a2 may be configured not to be completely blocked. Moreover, it is good also as a structure to which slight leak is accept
  • the control valve 300 may be a mechanical control valve without a solenoid, or may be an electromagnetic valve without a pressure sensitive member such as a bellows.
  • the variable capacity compressor is not limited to a swash plate type clutchless compressor, and may be a variable capacity compressor equipped with an electromagnetic clutch or a variable capacity compressor driven by a motor.
  • SYMBOLS 100 Variable capacity compressor, 101 ... Cylinder block, 102 ... Front housing, 104 ... Cylinder head, 104b ... Accommodating hole, 110 ... Drive shaft, 140 ... Crank chamber, 141 ... Suction chamber, 142 ... Discharge chamber, 145 (145a) ) ... pressure supply passage, 146a, 146b ... pressure release passage, 300 ... control valve, 301 ... valve housing (control valve housing), 301c ... valve hole, 304 ... valve body (control valve valve body), 305 ... bellows (feel) Pressure displacement member), 305c3 ... cylindrical portion, 305c31 ... first valve seat, 305c32 ... first port, 350 ...
  • switching valve 351 ... valve housing (switching valve housing), 351a ... peripheral wall, 351a2 ... third port, 351b ... Partition wall, 351b1 ... insertion hole, 351c ... first valve chamber, 351d ... second valve chamber, 352 ... valve body (switching valve body), 3 2a ... first valve portion, 352b ... second valve portion, 352c ... shank, 352d ... internal passage, 353 ... valve seat forming portion, 353a ... second valve seat, 353b ... second port

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Abstract

構造が簡略で弁装置のレイアウトが容易な可変容量圧縮機を提供する。 可変容量圧縮機100は、吐出室142とクランク室140とを連通する圧力供給通路に配置された弁孔を開閉して圧力供給通路を開閉する制御弁300と、圧力供給通路の制御弁300の弁孔ょりクランク室140側に設けられた切替弁350と含み、制御弁300と切替弁350とは一つの弁装置200として構成されている。切替弁350は、吸入室141に連通する連通部を有し、制御弁300が圧力供給通路を閉じたときに、制御弁300の弁孔と切替弁350との間の圧力供給通路と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとの連通を遮断し、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aと吸入室141とを連通部を介して連通させる。

Description

可変容量圧縮機
 本発明は、可変容量圧縮機に関し、特に、クランク室の調圧によって吐出容量が制御される可変容量圧縮機に関する。
 この種の可変容量圧縮機の一例として、特許文献1に記載の可変容量圧縮機は、吐出圧領域の冷媒をクランク室に供給するための供給通路と、供給通路の通路断面積を調整する第1制御弁と、クランク室の冷媒を吸入圧領域に排出するための排出通路と、排出通路の通路断面積を調整する第2制御弁と、供給通路における第1制御弁とクランク室との間に配置されてクランク室から第1制御弁に向かう冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、を備えている。
特開2011−185138号公報
 ところで、クランク室への冷媒の供給を制御する第1弁装置と、クランク室からの冷媒の排出を制御する第2弁装置と、クランク室から第1弁装置に向かう冷媒の逆流を阻止する第3弁装置とを個別に備える可変容量圧縮機では、可変容量圧縮機の構造が複雑にならざるを得ない。また、可変容量圧縮機においても他の多くの機器と同様に小型化が求められており、可変容量圧縮機内に各弁装置をレイアウトすることが難しくなってきている。
 そこで、本発明は、構造が簡略で弁装置のレイアウトが容易な可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
 本発明の一側面によると、クランク室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量圧縮機は、吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路に配置された弁孔を開閉することによって前記圧力供給通路を開閉するように構成された制御弁と、前記圧力供給通路における前記制御弁の前記弁孔よりも前記クランク室側に設けられた切替弁であって、吸入室に連通する連通部を有し、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉じたとき、前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の圧力供給通路と、前記切替弁と前記クランク室との間の圧力供給通路との連通を遮断すると共に、前記切替弁と前記クランク室との間の前記圧力供給通路と、前記吸入室とを前記連通部を介して連通させるように構成された前記切替弁とを含み、前記制御弁と前記切替弁とは一つの弁装置として構成されている。
 前記可変容量圧縮機においては、前記一つの弁装置が、前記クランク室への冷媒の供給を制御する機能(前記制御弁)、前記クランク室からの冷媒の排出を制御する機能(前記切替弁)及び前記クランク室から前記制御弁に向かう冷媒の逆流を阻止する機能(前記切替弁)を有することになる。このため、それぞれの機能を有する弁装置を個別に備える場合に比べて、可変容量圧縮機の構造が簡略になり、かつ、可変容量圧縮機内における弁装置のレイアウトが容易になる。
本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機の断面図である。 前記可変容量圧縮機の制御弁と切替弁とが一体化された弁装置の構成を示す断面図である。 図2の部分拡大図であり、前記制御弁を構成するベローズを示す図である。 前記制御弁におけるコイル通電量と設定圧力との関係を示す図である。 前記切替弁の小組立体を示す断面図である。 前記切替弁の前記小組立体と前記ベローズとの組立体を示す断面図である。 絞り通路を説明するための図であり、(a)は絞り通路が閉じられた状態を示し、(b)及び(c)は絞り通路が開かられた状態を示す。 前記可変容量圧縮機の動作を説明するための図である。 前記可変容量圧縮機の動作を説明するための図である。 前記可変容量圧縮機の動作を説明するための図である。 第2実施形態に係る弁装置の構成を示す要部断面図である。 第3実施形態に係る弁装置の構成を示す要部断面図である。
 以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機を説明する。実施形態に係る可変容量圧縮機は、主に車両用エアコンシステムに適用されるクラッチレス圧縮機として構成されている。
〔第1実施形態〕
「可変容量圧縮機の全体構成」
 図1は、本発明の実施形態に係る可変容量圧縮機100の断面図である。可変容量圧縮機100は、複数のシリンダボア101aが形成されたシリンダブロック101と、シリンダブロック101の一端側に設けられたフロントハウジング102と、シリンダブロック101の他端側にバルブプレート103を介して設けられたシリンダヘッド104と、を含む。シリンダブロック101とフロントハウジング102とによってクランク室140が形成されており、駆動軸110がクランク室140内を横断して設けられている。
 駆動軸110の軸方向の中間部の周囲には、斜板111が配置されている。斜板111は、駆動軸110に固定されたロータ112にリンク機構120を介して連結され、斜板111の駆動軸110の軸線に対する角度(斜板111の傾角)は変更可能に構成されている。
 リンク機構120は、ロータ112から突設された第1アーム112aと、斜板111から突設された第2アーム111aと、一端側が第1連結ピン122を介して第1アーム112aに対して回動自在に連結され、他端側が第2連結ピン123を介して第2アーム111aに対して回動自在に連結されたリンクアーム121と、を含む。
 駆動軸110が挿通される斜板111の貫通孔111bは、斜板111が最大傾角と最小傾角の範囲で傾動可能な形状に形成されている。貫通孔111bには駆動軸110と当接する最小傾角規制部が形成されている。斜板111が駆動軸110(の軸線)に直交するときの斜板111の傾角を0°とした場合、貫通孔111bの前記最小傾角規制部は、斜板111の傾角がほぼ0°となると駆動軸110に当接し、斜板111のそれ以上の傾動を規制するように形成されている。斜板111は、その傾角が最大傾角となるとロータ112に当接してそれ以上の傾動が規制される。
 駆動軸110には、斜板111の傾角を減少させる方向に斜板111を付勢する傾角減少バネ114と、斜板111の傾角を増大させる方向に斜板111を付勢する傾角増大バネ115とが装着されている。傾角減少バネ114は、斜板111とロータ112との間に配置され、傾角増大バネ115は、斜板111と駆動軸110に固定されたバネ支持部材116との間に装着されている。
 ここで、斜板111の傾角が最小傾角であるとき、傾角増大バネ115の付勢力の方が傾角減少バネ114の付勢力よりも大きくなるように設定されており、駆動軸110が回転していないとき、斜板111は、傾角減少バネ114の付勢力と傾角増大バネ115の付勢力とがバランスする傾角に位置決めされる。
 駆動軸110の一端(図1における左端)は、フロントハウジング102の外側に突出するボス部102a内を貫通してフロントハウジング102の外側まで延在している。そして、駆動軸110の前記一端には、図示省略の動力伝達装置が連結されている。駆動軸110とボス部102aとの間には軸封装置130が設けられており、クランク室140内は外部空間から遮断されている。
 駆動軸110と駆動軸110に固定されたロータ112とからなる連結体は、ラジアル方向においては軸受131、132で支持され、スラスト方向においては軸受133、スラストプレート134で支持されている。そして、駆動軸110は、外部駆動源からの動力が前記動力伝達装置に伝達されることにより、前記動力伝達装置の回転と同期して回転するように構成されている。なお、駆動軸110の他端、すなわち、スラストプレート134側の端部と、スラストプレート134との隙間は、調整ネジ135によって所定の隙間に調整されている。
 各シリンダボア101a内には、ピストン136が配置されている。ピストン136のクランク室140内に突出する突出部に形成された内側空間には、斜板111の外周部及びその近傍が収容されており、斜板111は、一対のシュー137を介してピストン136と連動するように構成されている。そして、駆動軸110の回転に伴う斜板111の回転によってピストン136がシリンダボア101a内を往復動する。すなわち、斜板111、リンク機構120及び一対のシュー137などからなる変換機構によって駆動軸110の回転運動がピストン136の往復運動に変換される。
 シリンダヘッド104には、中央部に配置された吸入室141と、吸入室141を環状に取り囲む吐出室142とが区画形成されている。吸入室141とシリンダボア101aとは、バルブプレート103に設けられた連通孔103a及び吸入弁形成板150に形成された吸入弁(図示省略)を介して連通している。吐出室142とシリンダボア101aとは、吐出弁形成板151に形成された吐出弁(図示省略)及びバルブプレート103に設けられた連通孔103bを介して連通している。
 そして、フロントハウジング102、センターガスケット(図示省略)、シリンダブロック101、シリンダガスケット(図示省略)、吸入弁形成板(図示省略)、バルブプレート103、吐出弁形成板(図示省略)、ヘッドガスケット(図示省略)、シリンダヘッド104が順次接続され、複数の通しボルト105によって締結されて圧縮機本体が形成される。また、駆動軸110は、前記圧縮機本体に回転可能に支持されている。
 シリンダブロック101の上部にはマフラが設けられている。マフラは、吐出ポート106aが形成された蓋部材106と、シリンダブロック101の上部に形成されたマフラ形成壁101bとが図示省略のシール部材を介してボルトにより締結されることによって形成されている。
 蓋部材106とマフラ形成壁101bで囲まれたマフラ空間143は、連通路144を介して吐出室142に連通しており、マフラ空間143内には、吐出逆止弁200が配置されている。吐出逆止弁200は、連通路144とマフラ空間143との接続部に配置されている。吐出逆止弁200は、連通路144(上流側)とマフラ空間143(下流側)との圧力差に応答して動作し、前記圧力差が所定値より小さい場合には連通路144を閉じ、前記圧力差が所定値より大きい場合には連通路144を開く。
 連通路144、吐出逆止弁200、マフラ空間143及び吐出ポート106aは、可変容量圧縮機100の吐出通路を構成している。吐出室142は、前記吐出通路を介して前記エアコンシステムの冷媒回路(の高圧側)に接続されている。
 シリンダヘッド104には、吸入ポート(図示省略)及び連通路104aで構成される吸入通路が形成されている。前記吸入通路は、シリンダヘッド104の径方向外側から吐出室142の一部を横切るように直線状に延びている。吸入室141は、前記吸入通路を介して前記エアコンシステムの冷媒回路(の低圧側)に接続されている。
 シリンダブロック101及びシリンダヘッド104には、吐出室142とクランク室140とを連通する圧力供給通路145(後述する)が形成され、圧力供給通路145には制御弁300が設けられている。本実施形態において、制御弁300は、圧力供給通路145の一部を構成する収容孔104bに配設されており、圧力供給通路145の開度(通路断面積)を調整可能に構成されている。具体的には、制御弁300は、圧力供給通路145に配置された弁孔301c(後述する)を開閉することよって圧力供給通路145を開閉すると共に、弁孔301cの開度を調整することによって圧力供給通路145の通路断面積を調整可能に構成されている。収容孔104bは、シリンダヘッド104の径方向に延びるようにシリンダヘッド104に形成されている。収容孔104bは、連通路104c及び連通路104dを介して吸入室141に連通している。
 制御弁300は、連通路104cを介して導入される吸入室141の圧力と、外部信号に基づきソレノイドに流れる電流によって発生する電磁力とに応じて圧力供給通路145の開度(通路断面積)を調整し、これによって、吐出室142内の冷媒(吐出ガス)のクランク室140への導入量(圧力供給量)を制御する。なお、制御弁300については後で詳細に説明する。
 圧力供給通路145における制御弁300よりも下流側(クランク室140側)には切替弁350が配設されている。本実施形態において、切替弁350は、制御弁300と一体に構成されて収容孔104bに配置されている。すなわち、制御弁300と切替弁350とは一つの弁装置200として構成されており、弁装置200が収容孔104bに配置されている。
 本実施形態において、圧力供給通路145は、収容孔104b(の一部)、吐出室142と収容孔104bとを連通する連通路104f、収容孔104bとクランク室140とを連通する連通路104gを含んでいる。連通路104fは、シリンダヘッド104に形成されている。連通路104gは、シリンダヘッド104及びシリンダブロック101に形成され、シリンダヘッド側通路部とシリンダブロック側通路部とを有する。
 なお、以下の説明においては、圧力供給通路145における切替弁350とクランク室140との間の領域、すなわち、主に連通路104gによって構成される通路部分を「切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145a」という。
 切替弁350は、制御弁300の開閉に連動して、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aを、切替弁350を経由してクランク室140と吸入室141とを連通する第1放圧通路146aに切り替えるように構成されている。本実施形態において、第1放圧通路146aは、連通路104g、切替弁350及び連通路104dを含む。
 切替弁350の構成及び動作については後で詳細に説明するが、概要を説明すれば、次のようである。切替弁350は、吸入室141に連通路104dを介して連通する連通部(後述する第3ポート351a2が該当する)を有している。切替弁350は、制御弁300が開いているときには、圧力供給通路145における制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の領域(以下「制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の圧力供給通路」という)と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとを連通している。そして、制御弁300が閉じて圧力供給通路145が閉じられると、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとの連通を遮断し、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aと、吸入室141とを前記連通部を介して連通させる。これにより、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aが、切替弁350とクランク室140との間の第1放圧通路146aに切り替えられる。
 また、クランク室140は、連通路101c、空間101d及びバルブプレート103に形成された固定絞り103cを経由する第2放圧通路146bによって吸入室141に常時連通している。すなわち、可変容量圧縮機100は、クランク室140と吸入室141とを連通する放圧通路として、制御弁300が圧力供給通路を閉じたときに切替弁350によって形成される(換言すれば、切替弁350によって開閉される)第1放圧通路146aと、常時開いている第2放圧通路146bとを有している。ここで、第1放圧通路146aの最小通路断面積は、第2放圧通路146bの固定絞り103cの通路断面積より大きく設定されている。
 さらに、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、吸入室141とは、制御弁300内を経由する絞り通路320によって連通するように構成されている。なお、絞り通路320については後で詳細に説明する。
 制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路は、制御弁300内を経由する絞り通路320によって吸入室141に連通しているため、制御弁300が閉じて圧力供給通路145が閉じられると、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路の圧力がクランク室140の圧力より低くなる。この場合、切替弁350は、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとの連通を遮断し、クランク室140側から制御弁300に向かう冷媒の逆流を阻止する。また、切替弁350は、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aを、切替弁350とクランク室140との間の第1放圧通路146aに切り替える。これにより、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路が第1放圧通路146aと第2放圧通路146bとで構成されるため、前記放圧通路の通路断面積が最大となる。したがって、クランク室140内の冷媒が第1放圧通路146a及び第2放圧通路146bを介して速やかに吸入室141に流出し(排出され)、クランク室140の圧力が吸入室141の圧力と同等となる。すると、斜板111の傾角が最大となって、ピストン136のストローク(すなわち、可変容量圧縮機100の吐出容量)が最大となる。
 一方、制御弁300が開いて圧力供給通路145が開かれると、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路の圧力が上昇する。そして、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路の圧力がクランク室140の圧力よりも高くなると、切替弁350は、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとの連通を連通させる。すなわち、切替弁350は、切替弁350とクランク室140との間の第1放圧通路146aを、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aに切り替える。これにより、前記放圧通路が第2放圧通路146bのみで構成されることとなり、前記放圧通路の通路断面積が最小となる。したがって、吐出室142内の冷媒が圧力供給通路145を介してクランク室140に供給される一方で、クランク室140の冷媒が吸入室141に流出することが制限されてクランク室140の圧力が上昇し易くなる。このため、制御弁300の開度に応じてクランク室140内の圧力が上昇し、斜板111の傾角が最大から減少し、ピストン136のストロークが可変制御され得る(すなわち、可変容量圧縮機100が吐出容量の制御状態になる)。
 このように、可変容量圧縮機100は、クランク室140内の調圧によって吐出容量が制御される圧縮機である。なお、可変容量圧縮機100の内部には潤滑用のオイルが封入されており、駆動軸110の回転に伴うオイルの撹拌や、冷媒ガスの移動に伴うオイルの移動によって、可変容量圧縮機100内部が潤滑される。
「弁装置200(制御弁300及び切替弁350)の構成」
 図2は、制御弁300と切替弁350とが一体化された弁装置200を示す断面図である。上述のように、弁装置200は、シリンダヘッド104に形成された収容孔104bに配設されている。以下、制御弁300、切替弁350の順に説明する。
「制御弁300」
 図2に示されるように、本実施形態において、制御弁300は、弁ユニットと、弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニット(ソレノイド)とを含む。
 制御弁300の弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング301を有している。弁ハウジング301の内部には、その一端(下端)側から第1感圧室302、弁室303及び第2感圧室307が軸方向に順番に並んで形成されている。
 第1感圧室302は、切替弁350を経由してクランク室140に連通するように構成されている。第2感圧室307は、弁ハウジング301に形成された連通孔301a、収容孔104b及びシリンダヘッド104に形成された連通路104cを介して吸入室141に連通している。弁室303は、弁ハウジング301に形成された連通孔301b、収容孔104b及びシリンダヘッド104に形成された連通路104fを介して吐出室142に連通している。第1感圧室302と弁室303とは、弁孔301cを介して連通可能に構成されている。弁室303と第2感圧室307との間には、支持孔301dが形成されている。
 第1感圧室302内には、感圧変位部材(感圧手段)としてのベローズ305が配設されている。ベローズ305は、内部が真空にされると共に付勢部材を内蔵している。ベローズ305は、第1感圧室302内の圧力、すなわち、クランク室140内の圧力を受けて弁ハウジング301の軸方向に変位(具体的には、収縮及び伸長)するように構成されている。
 図3は、図2の部分拡大図であり、ベローズ305の構成を示している。図3に示されるように、ベローズ305は、蛇腹状のベローズ本体305aと、ベローズ本体305aの一端側に設けられた第1端部部材305bと、ベローズ本体305aの他端側に設けられた第2端部部材305cと、第1端部部材305bと第2端部部材305cとを互いに離間する方向に付勢するバネ(付勢部材)305dとを含む。第1端部部材305b及び第2端部部材305cは、ベローズ本体305aに例えば溶接によって固定されている。
 第1端部部材305bは、ベローズ本体305aの前記一端側を閉塞する閉塞部305b1と、閉塞部305b1からベローズ本体305aの内部に向けて突出するストッパー305b2とを有する。第2端部部材305cは、ベローズ本体305aの前記他端側を閉塞する閉塞部305c1と、閉塞部305c1からベローズ本体305aの内部に向けて突出するストッパー305c2とを有する。第1端部部材305bのストッパー305b2と、第2端部部材305cのストッパー305c2とが当接することによって、ベローズ305(ベローズ本体305a)の軸方向の収縮量が規制されている。
 また、第2端部部材305cは、閉塞部305c1からストッパー305c2とは反対側に突出する円筒部305c3を有している。円筒部305c3は、後述するように、切替弁350の構成要素となり、切替弁350の第1弁室351cを形成すると共に、第1弁座305c31及び第1ポート352c32を構成する。
 図2に戻って、弁室303内には、円柱状の弁体304が収容されている。弁体304は、その外周面が支持孔301dの内周面に密接すると共に支持孔301d内を摺動可能に構成され、弁ハウジング301の軸線方向に移動可能である。弁体304の一端(下端)は、弁孔301cを開閉に形成され、弁体304の他端(上端)は、第2感圧室307内に突出している。
 弁体304の前記一端には、棒状の連結部306が突出形成されている。連結部306の端部(先端)はベローズ305に当接可能に配置されており、連結部306は、ベローズ305の変位を弁体304に伝達する機能を有する。
 前記駆動ユニットは、円筒状のソレノイドハウジング312を有する。ソレノイドハウジング312は、弁ハウジング301の他端(上端)に同軸に連結されている。ソレノイドハウジング312内には、電磁コイルを樹脂で覆ったモールドコイル314が収容されている。
 また、ソレノイドハウジング312内には、モールドコイル314の内側に、モールドコイル314と同心の円筒状の固定コア310が収容されている。固定コア310は、弁ハウジング301からモールドコイル314の中央付近まで延びている。弁ハウジング301とは反対側のソレノイドハウジング321の端部は、固定コア310を囲むように設けられた有底筒状のスリーブ313によって閉塞されている。
 固定コア310は、中央に挿通孔310aを有し、挿通孔310aの一端(下端)は、第2感圧室307に開口している。また、固定コア310とスリーブ313の閉塞端(底部)との間には、円筒状の可動コア308が収容されている。
 挿通孔310aには、ソレノイドロッド309が挿通されている。ソレノイドロッド309の一端(下端)は、弁体304の前記他端(上端)に圧入固定され、ソレノイドロッド309の他端(上端)は、可動コア308に形成された貫通孔に嵌合(圧入)されている。すなわち、弁体304、可動コア308及びソレノイドロッド309は一体化されている。また、固定コア310と可動コア308との間には、可動コア308を固定コア310から離れる方向(開弁方向)に付勢する強制解放バネ311が設けられている。
 可動コア308、固定コア310及びソレノイドハウジング312は、磁性材料で形成されて磁気回路を構成する。一方、スリーブ313はステンレス系材料などの非磁性材料で形成されている。
 モールドコイル314は、信号線等を介して、可変容量圧縮機100の外部に設けられた制御装置(図示省略)に接続されている。モールドコイル314は、前記制御装置から制御電流Iが供給されると電磁力F(I)を発生する。モールドコイル314が電磁力F(I)を発生すると、可動コア308が固定コア310に向かって吸引されて、弁体304が閉弁方向に移動する。
 制御弁300の弁体304には、モールドコイル314による電磁力F(I)の他に、強制解放バネ311による付勢力f、弁室303の圧力(吐出圧力Pd)による力、第1感圧室302の圧力(クランク室圧力Pc)による力、第2感圧室307の圧力(吸入圧力Ps)による力及びベローズ305に内蔵するバネによる付勢力Fが作用する。ここで、ベローズ305の有効受圧面積Sb、弁体304により遮蔽する弁孔301cの面積であるシール面積Sv、弁体304の円筒外周面の断面積Srを、Sb=Sv=Srとしてあるので、弁体304に作用する力のつりあいは、下式(1)で示され、下式(1)を変形すると下式(2)となる。なお、式(1)、(2)において、「+」は弁体304の閉弁方向を示し、「−」は弁体304の開弁方向を示す。
 F(I)−f+Ps・Sb−F=0・・・(1)
 Ps=(F+f−F(I))/Sb・・・(2)
 したがって、ベローズ305、連結部306及び弁体304の連結体は、吸入室141の圧力が、モールドコイル314に流れる電流(すなわち、制御電流I)により設定された設定圧力より高くなると、吐出容量を増大させるために、弁孔301cの開度、すなわち、圧力供給通路145の開度(通路断面積)を小さくしてクランク室140の圧力を低下させ、吸入室141の圧力が前記設定圧力を下回ると、吐出容量を減少するために、弁孔301cの開度、すなわち、圧力供給通路145の開度(通路断面積)を大きくしてクランク室140の圧力を上昇させる。つまり、制御弁300は、吸入室141の圧力が前記設定圧力に近づくように圧力供給通路145の開度(通路断面積)を自律制御する。
 図4は、コイル通電量(電流I)と前記設定圧力との関係を示す図である。弁体304には、ソレノイドロッド309を介してモールドコイル314の電磁力が閉弁方向に作用するので、モールドコイル314への通電量が増加すると圧力供給通路145の開度を小さくする方向の力が増大し、図4に示されるように設定圧力が低下する方向に変化する。
前記制御装置は、例えば400Hz~500Hzの範囲の所定の周波数でパルス幅変調(PWM制御)によりモールドコイル314への通電を制御し、モールドコイル314を流れる電流値が所望の値となるようにパルス幅(デューティ比)を変更する。
 前記エアコンシステムの作動時、つまり、可変容量圧縮機100の作動状態では、前記制御装置は、前記エアコンシステムにおける空調設定(設定温度等)や外部環境に基づいてモールドコイル314への通電量を調整する。これにより、吸入室141の圧力が前記通電量に対応する設定圧力になるように吐出容量が制御される。一方、前記エアコンシステムの非作動時、つまり、可変容量圧縮機100の非作動状態では、前記制御装置は、モールドコイル314への通電をOFFする。これにより、圧力供給通路145が強制解放バネ311によって最大に開かれ、可変容量圧縮機100の吐出容量は最小の状態に制御される。
「切替弁350」
 図5、6を参照して切替弁350の構成を説明する。図5は、切替弁350の小組立体(サブアッシー)350Aを示す断面図であり、図6は、切替弁350の小組立体350Aとベローズ305との組立体350Bを示す断面図である。
 本実施形態において、切替弁350は、円筒状の弁ハウジング351と、弁ハウジング351に収容された弁体352と、弁ハウジング351の一端に圧入嵌合されたベローズ305の円筒部305c3と、弁ハウジング351の他端に圧入嵌合された弁座形成部353とで構成されている(図6参照)。弁体352は、弁ハウジング351の前記一端側に配置された第1弁部352aと、弁ハウジング351の前記他端側に配置された第2弁部352bと、第1弁部352aと第2弁部352bとを連結する軸部352cとを有する(図5参照)。円筒部305c3は、上述のように、ベローズ本体305aの前記他端側に設けられた第2端部部材305cに形成されている。なお、切替弁350における円筒部305c3を除いた部分が小組立体350Aを構成している(図5参照)。
 弁ハウジング351は、周壁351aと、周壁351a内の軸方向の中間位置に配置された区画壁351bとを有する。周壁351aの一端側には、円筒部305c3が圧入嵌合される嵌合孔351a1が拡径形成されており、区画壁351bには、前記軸方向に貫通する貫通孔(挿通孔)351b1が形成されている。
 弁ハウジング351の内部は、区画壁351bによって第1弁室351cと第2弁室351dとに区画されている。より具体的には、第1弁室351cは、円筒部305c3の端面、周壁351a及び区画壁351bで形成され、第2弁室351dは、弁座形成部353、周壁351a及び区画壁351bで形成されている。そして、第1弁室351cに弁体352の第1弁部352aが配置され、第2弁室351dに弁体352の第2弁部352bが配置され、区画壁351bの貫通孔(挿通孔)351b1に弁体352の軸部352cが挿通されている。
 円筒部305c3の前記端面は、弁体352の第1弁部352aの一端面352a1が離接する第1弁座305c31を構成し、円筒部305c3の内部空間は、第1弁座305c31の内側に開口する第1ポート352c32を構成している。すなわち、第1弁室351cは、第1ポート352c32及び第1弁座305c31を有している。第1ポート352c32は、円筒部305c3の周壁に形成された連通孔305c33を介して第1感圧室302、すなわち、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路に連通している(図2参照)。第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に離接することによって第1ポート305c32が開閉される。
 弁座形成部353には、第2弁部352bの一端面352b1が離接する第2弁座353aと、第2弁座353aの内側に第2ポート353bが形成されている。すなわち、第2弁室351dは、第2ポート353b及び第2弁座353aを有している。第2ポート353bは、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aに連通している。第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに離接することによって第2ポート353bが開閉される。
 また、弁ハウジング351の周壁351aには、第2弁室351dと吸入室141とを連通する第3ポート351a2が形成されている。すなわち、第2弁室351dは、第2ポート353b及び第2弁座353aに加えて、第3ポート351a2を有している。
 上述のように、弁体352は、第1弁室351cに配置されて第1弁座305c31に離接する第1弁部352aと、第2弁室351dに配置されて第2弁座353aに離接する第2弁部352bと、第1弁部352aと第2弁部352bとを連結すると共に区画壁351bに形成された挿通孔351b1に挿通された軸部352cとを含む。本実施形態において、弁体352の第1弁部352aと軸部352cとは一体形成されている。弁体352の第2弁部352bは、第1弁部352a及び軸部352cとは別体で形成されて、軸部352cに圧入固定されている。
 具体的には、弁体352は、第2弁部352bに形成された貫通孔に軸部352cを圧入することによって形成され、また、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接したとき、同時に第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの一端面(第1弁室351c側の面)351b2に当接するように、第2弁部352bの前記貫通孔に対する軸部352cの軸方向の圧入位置が調整されている。
 ここで、切替弁350の小組立体350Aの具体的な組立方法を説明する。まず、第1弁部352aと軸部352cとの一体形成物を、軸部352cが区画壁351bに形成された挿通孔351b1に挿通するようにして、弁ハウジング351の前記一端側(第1弁室351c)側から弁ハウジング351内に挿入する。
 次いで、軸部352cが挿通孔351b1に挿通した状態で、軸部352cの先端と第2弁部352bの前記貫通孔とを位置合わせし、軸部352cを第2弁部352bの前記貫通孔に仮圧入する。
 次いで、弁座形成部353を弁ハウジング351の前記他端に圧入固定する。
 最後に、第2弁部352bの一端面352b1を弁座形成部353の第2弁座353aに当接させた状態で、第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの一端面351b2に当接するまで第1弁部352aの一端面352a1を押圧して、第2弁部352bの前記貫通孔に対する軸部352cの軸方向の圧入位置を調整する。
 そして、以上のようにして組み立てられた小組立体350Aの第1弁室351c側の開口、すなわち、弁ハウジング351の周壁351aの前記一端側に形成された嵌合孔351a1に、ベローズ305の円筒部305c3が圧入嵌合されることによって切替弁350が完成する。
 ここで、円筒部305c3の小組立体350A(の嵌合孔351a1)への圧入は、第2端部部材305cがベローズ本体305aと一体化される前に行われてもよいし、第2端部部材305cがベローズ本体305aと一体化された後に行われてもよい。前者の場合、円筒部305c3が小組立体350Aに圧入固定された後にベローズ305が組み立てられてベローズ305と切替弁350との組立体350Bとなり、後者の場合、ベローズ305が組み立てられた後に円筒部305c3が小組立体350Aに圧入固定されてベローズ305と切替弁350との組立体350Bとなる。
 その後、切替弁350の弁ハウジング351の前記一端側が、制御弁300の弁ハウジング301の前記一端(下端)に圧入固定されることによって、制御弁300の弁ハウジング301と切替弁350の弁ハウジング351とが連結され、制御弁300と切替弁350とが一体化された弁装置200が完成する(図2参照)。
 図5及び図6を参照して、切替弁350の弁体352の構成についてさらに説明する。
弁体352の第1弁部352aは、第1弁座305c31側の一端部(弁座側部位)352a3と、区画壁351b側の他端部(区画壁側部位)352a4と、一端部352a3と他端部352a4との間に配置された中間部(中間部位)352a5とで構成されている。中間部位352a5の外径は、弁座側部位352a3の外径及び区画壁側部位352a4の外径よりも大きく、中間部位352a5の外周面が第1弁室351cの内周面に所定の隙間を有して支持される。
 弁体352の第2弁部352bは、有底円筒状に形成されており、その底壁に軸部352cが圧入される前記貫通孔が形成され、環状の開口端面が第2弁座353aに離接する一端面352b1を構成している。
 また、弁体352は、内部通路352dを有している。内部通路352dは、第1弁部352a及び軸部352cを軸方向に延びる第1通路352d1と、第1通路352d1に接続する第2通路352d2とを含む。第1通路352d1の一端は、第2弁部352bに圧入された軸部352cの先端面に開口し、第1通路352d1の他端は、閉塞されている。第2通路352d2は、第1弁部352aの弁座側部位352a3に形成されて第1通路352d1と第1弁室351cとを連通している。
 したがって、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31から離間して第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接すると、第2ポート353bと第3ポート351a2と連通が遮断されると共に、第1ポート305c32と第2ポート353bとが内部通路352dを経由して連通する。一方、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接して第1ポート305c32が閉じられると、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間して第2ポート353bと第3ポート351a2とが連通する。
 ここで、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接したとき、第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの前記一端面(第1弁室351c側の面)351b2に当接する。このため、第1弁室351cと第2弁室351dとの挿通孔351b1を介した連通が遮断され、これにより、第1弁室351cから第2弁室351dへの挿通孔351b1を経由する流れが遮断される。
 また、内部通路352dは、第2通路352d2とは別に、第1通路352d1と第1弁室351cとを連通する第3通路352d3をさらに含む。第3通路352d3は、第1弁部352aの区画壁側部位352a4に形成されて、第1通路352d1と第1弁室351cとを連通している。
 したがって、第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの一端面351b2に当接しているとき、第1弁部352aの中間部位352a5の外周面と第1弁室351cの内周面との隙間、及び、第1弁部352aの区画壁側部位352a4の外周面と第1弁室351cの内周面との間に冷媒の流れが形成される。このため、第1ポート305c32から第1弁室351cに流入した冷媒に異物等が含まれている場合であっても、弁体352の移動を阻害する前記異物等の停留が防止される。
 このように、切替弁350は、弁体352の移動により第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接して第1ポート305c32を閉じることによって圧力供給通路145を閉じる。このとき、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間し、第2ポート353bと第3ポート351a2とが連通する。この結果、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の圧力供給通路145aが、第3ポート351a2を介して吸入室141に連通することとなり、圧力供給通路145aが切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の第1放圧通路146aに切り替えられる。
 一方、切替弁350は、弁体352の移動により第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31から離間して第1ポート305c32を開くことによって圧力供給通路145を開く。このとき、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接して第2ポート353bと第3ポート351a2との連通が遮断されると共に、第1ポート305c32と第2ポート353bとが弁体352の内部通路352dを経由して連通する。この結果、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の第1放圧通路146aが、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の圧力供給通路145aに切り替えられる(戻される)。
「絞り通路320」
 図7を参照して絞り通路320について説明する。図7(a)は、絞り通路320が閉じられた状態を示し、図7(b)、(c)は、絞り通路320が開かれた状態を示している。ここで、図7(a)は、後述する「可変容量圧縮機100の動作」における図8に対応し、図7(b)は、図9に対応し、図7(c)は図10に対応するものである。上述のように、絞り通路320は、制御弁300の内部を経由して、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、吸入室141とを連通する。絞り通路320は、制御弁300の弁体304が弁孔301cを閉じたとき(圧力供給通路145が閉じられたとき)、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路内の冷媒を吸入室141側へと逃がす機能を有する。ここで、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路とは、第1感圧室302、連通孔305c33及び第1ポート305c32で構成される領域のことである。
 図7(b)に示されるように、絞り通路320は、制御弁300の弁体304及び連結部306の内部空間を形成する連通孔304aと、連結部306に形成されて第1感圧室302と連通孔304aとを連通する連通孔306aと、弁体304に圧入された、ソレノイドロッド309の圧入部の内部に形成されて連通孔304aに接続する連通孔309aと、弁体304の前記他端(上端)側に形成された円柱状の凹部304bと、ソレノイドロッド309における凹部304b内に位置する部位に形成されて連通孔309aと凹部304b内とを連通する連通孔309bと、第2感圧室307と、弁ハウジング301の外周面に形成された連通孔301aと、シリンダヘッド104に形成された連通路104c(図1参照)とを含む。
 図7(a)に示されるように、弁体304の前記他端側の面(すなわち、凹部304bの周囲の環状面であり、以下「弁体304の他端面」という)304cが固定コア310の端面(下端面)に当接すると、絞り通路320は閉じられ、第1感圧室302と吸入室141との連通が遮断される。一方、弁体304の他端面(前記環状面)304cが固定コア310の前記端面から離間すると、絞り通路320が開かれ、絞り通路320を介して第1感圧室302と吸入室141とが連通する。ここで、弁体304の他端面304cが固定コア310の前記他端から離間する場合は、図7(b)に示される場合と、図7(c)に示される場合とがある。なお、図7(c)は、制御弁300の弁体304が弁孔301cを開き、可変容量圧縮機100が前記吐出容量制御状態にある場合を示している。
 前記吐出容量制御状態にあるとき、第1感圧室302が絞り通路320を介して吸入室141と連通していると、クランク室140に供給されるべき吐出室142内の冷媒(吐出ガス)の一部が絞り通路320を経由して吸入室141に直接流出して可変容量圧縮機100の効率が悪化する。このため、本実施形態においては、連通孔309bが絞り部の役割を果たすように形成されている。連通孔309b(絞り部)の通路断面積は、第1感圧室302から冷媒排出(流出)性を考慮し、できるだけ小さく設定される。なお、前記絞り部は、連通孔309bに限られず、連通孔306a、連通孔304a、連通孔309aのいずれかの部位に設けられてもよい。
 制御弁300は、モールドコイル314が消磁されたとき、強制解放バネ311の付勢力によって弁体304の前記一端が弁孔301c周囲から離間して弁孔301cの開度が最大となる。すなわち、圧力供給通路145が最大に開かれる。このとき、図7(a)に示されるように、弁体304の他端面304cが固定コア310の前記端面に当接して絞り通路320が閉じられる。一方、強制解放バネ311の前記付勢力を上回る電磁力が作用するような電流をモールドコイル314に流すことにより、弁体304の前記一端が弁孔301cを閉じる方向に移動し、図7(b)、(c)に示されるように、弁体304の他端面304cが固定コア310の前記端面から離間して絞り通路320が開かれる。
 したがって、本実施形態においては、制御弁300の弁体304の他端面304cと固定コア310(の前記端面)とによって、絞り通路320を開閉する弁手段(弁機構)が構成される。そして、絞り通路320は、モールドコイル314が消磁されている、可変容量圧縮機100の非作動状態(OFF)のときのみ閉じられ、モールドコイル314が励磁されている、可変容量圧縮機100の作動状態(ON)のときには開かれた状態(開通状態)となって、第1感圧室302と吸入室141とを連通する。
「切替弁350の動作」
 以下、切替弁350の動作について説明する。
 弁体352の一端面(第1弁部352aの一端面352a1)は、第1ポート305c32a側の圧力(第1感圧室302の圧力)Pc′を受ける。弁体352の他端面(第2弁部352bの一端面352b1)は、第2ポート353b側の圧力(圧力供給通路145aの圧力)、つまり、クランク室140の圧力Pcを受ける。また、第2弁室351dは、第3ポート351a2を介して吸入室141に連通しているので、弁体352には吸入室141の圧力Psが作用している。
 ここで、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接したときの圧力Pc′の受圧面積をS1、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接したときの圧力Pcの受圧面積をS2、第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの一端面351b2に当接したときの当接部の径で規定される面積をS3とする。
 第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接した状態では、クランク室140の圧力Pcは吸入室141の圧力Psとなっているので、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31から離間するための条件は、下式(3)となる。
 Pc′・S1>Ps・S1+f+F1・・・(3)
 ここで、fは、摩擦力であり、F1は、第2ポート353b側からの冷媒流が衝突することによって第2弁部352bの一端面352b1側に作用する動圧による力である。
 したがって、制御弁300が弁孔301cを開いて(すなわち、圧力供給通路145を開いて)第1感圧室302に吐出室142内の冷媒(吐出ガス)を供給し、第1ポート305c32a側の圧力Pc′を上昇させることによって、第1弁部352aの一端面352a1を第1弁座305c31から離間させ、第2弁部352bの一端面352b1を第2弁座353aに当接させることができる。
 また、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接し、第1弁部352aの他端面352a2が区画壁351bの一端面351b2に当接している状態を保持するための条件は、下式(4)となる。
 Pc′・S3+F2>Ps・(S3−S2)+Pc・S2・・・(4)
 ここで、F2は、第1ポート305c32側からの冷媒流が衝突することによって第1弁部352aの一端面352a1側に作用する動圧による力である。
 但し、S3=S2としてあるので、(Pc′—Pc)・S2+F2>0・・・(4′)
 圧力供給通路145が開かれていれば、すなわち、圧力供給通路145を冷媒が流れていれば、Pc′>Pcとなるので、静圧差(Pc′—Pc)による力と前記動圧による力F2とによって、弁体352は、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aを当接(押圧)した状態に保持される。
 また、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間するための条件は、式(4′)の左辺を負とすればよい。
 制御弁300が弁孔301cを閉じる(すなわち、圧力供給通路145を閉じる)と、第1感圧室302には吐出室142内の冷媒(吐出ガス)が供給されないので、F2=0となる。また、第1感圧室302内の冷媒は、絞り通路320を経由して吸入室141に流出する(排出される)のでPc′<Pcとなる。この結果、式(4′)の左辺が負となって、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間すると共に、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接する。
 したがって、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接した状態で制御弁300を閉じて圧力供給通路145を閉じたときに、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間するための条件は、下式(5)となる。
 Pc・S2+F3>Pc′・S2+f・・・(5)
 (Pc−Pc′)・S2+F3>f・・・(5′)
 ここで、F3は、内部通路352d(第1通路352d1)を逆流する冷媒が衝突することによって内部通路352dの端面(閉塞端)に作用する動圧による力である。
 第1感圧室302内の冷媒は、絞り通路320を経由して吸入室141に流れてPc′<Pcとなる。そして、静差圧(Pc−Pc′)による力及び内部通路352d(第1通路352d1)を逆流する冷媒によって発生する動圧による力F3によって、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aから離間し、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接する。
 このように、切替弁350は、制御弁300が弁孔301cを開いて圧力供給通路145を開いたとき、第1弁部352aの一端面352a1に作用する第1ポート305c32側の圧力Pc′の上昇を利用して弁体352を移動させて、第1弁部352aの一端面352a1を第1弁座305c31から離間させると共に第2弁部352bの一端面352b1を第2弁座353aに当接させる。これにより、第2ポート353bと第3ポート351a2との間の連通が遮断されると共に、第1ポート305c32aと第2ポート353bとが内部通路352dを介して連通する。この結果、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の第1放圧通路146aが、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の圧力供給通路145aに切り替えられる。
 また、切替弁350は、制御弁300が弁孔301cを閉じて圧力供給通路145を閉じたとき、第1弁部352aの一端面352a1に作用する第1ポート305c32側の圧力Pc′の低下を利用して弁体352を移動させて、第2弁部352bの一端面352b1を第2弁座353aから離間させると共に第1弁部352aの一端面352a1を第1弁座305c31に当接させる。これにより、第1ポート305c32が閉じられると共に、第2ポート353bと第3ポート351a2とが連通する。この結果、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の圧力供給通路145aが、切替弁350(第2ポート353b)とクランク室140との間の第1放圧通路146aに切り替えられる。なお、弁体352の各受圧面積S1、S2、S3は、弁体352の円滑な動作を踏まえて、適宜調整され得る。
「可変容量圧縮機100の動作」
 図8は、車両のエンジンが停止している場合など、可変容量圧縮機100が停止している状態を示している。この状態では、制御弁300のモールドコイル314への通電はOFFされている。この場合、制御弁300においては、強制解放バネ311の付勢力によって弁体304の前記一端面が弁孔301cの周囲から離間し、弁孔301cの開度が最大となる。すなわち、制御弁300は圧力供給通路145を最大に開く(通路断面積を最大とする)。このとき、弁体304の他端面304cが固定コア310の前記端面に当接して絞り通路320は閉じられる。
 また、切替弁350においては、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接して第2ポート353bと第3ポート351a2との連通が遮断され、第1ポート305c32と第2ポート353bとが内部通路352dを経由して連通している状態となっている。このため、クランク室140と吸入室141とは、第2放圧通路146bのみによって連通しており、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)は最小となっている。
 上記の状態で車両のエンジンが始動し、可変容量圧縮機100の駆動軸110が回転すると、吐出逆止弁200が前記吐出通路を閉じており、また、絞り通路320が閉じられているため、圧縮吐出された冷媒(吐出室142内の冷媒)のすべてが圧力供給通路145を経由してクランク室140に供給される(図8中の矢印参照)。このため、クランク室140の圧力が確実に上昇して斜板111の傾角は最小となり、ピストン136のストローク(吐出容量)が最小となる。このとき、可変容量圧縮機100は非作動状態で運転されている状態となっている。なお、前記圧縮吐出された冷媒は、オイルを含んでおり、吐出室142、圧力供給通路145、クランク室140、第2放圧通路146b、吸入室141及びシリンダボア101aで構成される内部循環路を循環し、可変容量圧縮機100の内部を潤滑する。
 次いで、前記エアコンシステムが作動すると、制御弁300のモールドコイル314に電流が流れて弁体304が弁孔301cを閉じ、同時に弁体304の他端面304cが固定コア310の前記端面から離間して絞り通路320が開く。この場合、前記圧縮吐出された冷媒が制御弁300の第1感圧室302に供給されず、また、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路内の冷媒は、絞り通路320を経由して吸入室141に流出する。この結果、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路の圧力が吸入室141と同等になる。このとき、切替弁350においては、第2ポート353b側から内部通路352dを経由して第1弁室351cに向かって冷媒が逆流する。この内部通路352dを流れる(逆流する)冷媒によって弁体352を第1弁座305c31に向けて移動させる動圧が発生する。
 このため、切替弁350の弁体352は、第2ポート353b側の圧力と第1ポート305c32側の圧力との差(静圧差)による力と、内部通路352dを逆流する冷媒によって発生する動圧による力とによって、第1弁座305c31側へと移動し、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接して第1ポート305c32を閉じ、かつ、第2ポート353bと第3ポート351a2とを連通させる。すなわち、切替弁350は、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aを、切替弁350とクランク室140との間の第1放圧通路146aに切り替える。この結果、クランク室140と吸入室141とは、第1放圧通路146a及び第2放圧通路146bによって連通し、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)が最大となる(図9参照)。
 したがって、クランク室140内の冷媒が速やかに吸入室141に流出して(排出されて)、クランク室140の圧力が吸入室141の圧力と同等となる。このため、斜板111の傾角が最大となり、ピストン136のストローク(吐出容量)が最大となる。また、出逆止弁200が開いて前記エアコンシステムを冷媒が循環し、前記エアコンシステムが作動状態となる。ここで、クランク室140に液冷媒が貯留されている場合には、内部通路352dに液冷媒が流れる(逆流する)ことになる。この場合、冷媒の密度がガス状態に比べて著しく大きくなって前記動圧が増大し、弁体352を第1弁座305c31に向かう方向により確実に移動させることが可能になる。
 また、吸入室141の圧力がモールドコイル314に流れる電流によって設定された設定圧力まで低下すると、制御弁300の弁体304が弁孔301cを開き、前記圧縮吐出された冷媒が第1感圧室302に供給される。これにより、切替弁350においては、第1ポート305c32側の圧力が上昇し、弁体352に作用する第1ポート305c32側の圧力がその反対側に作用する吸入室141の圧力を上回り、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31から離間すると共に、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接する。すなわち、切替弁350は、切替弁350とクランク室140との間の第1放圧通路146aを、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aに切り替える。このため、クランク室140と吸入室141とは、第2放圧通路146bのみによって連通し、クランク室140と吸入室141とを連通する前記放圧通路の開度(通路断面積)は最小となる(図10参照)。
 したがって、制御弁300による圧力供給通路145の開度(通路断面積)に応じてクランク室140内の圧力が上昇し、斜板111の傾角が減少してピストン136のストローク(吐出容量)が減少する。すなわち、可変容量圧縮機100が前記吐出容量制御状態となる。
 以上説明したように、本実施形態において、切替弁35は、制御弁300が圧力供給通路145を閉じたとき、制御弁300の弁孔301cと切替弁350との間の前記圧力供給通路と、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aとの連通を遮断すると共に、切替弁350とクランク室140との間の圧力供給通路145aと吸入室141とを連通部(第3ポート351a2)を介して連通させる。これにより、クランク室140側から制御弁300に向かう冷媒の逆流が阻止されると共に、前記放圧通路の開度(通路断面積)が、圧力供給通路145が開いているときに比べて、大きくなる(最大となる)。つまり、切替弁350は、クランク室140からの冷媒の排出を制御する機能と、クランク室140から制御弁300に向かう冷媒の逆流を阻止する機能とを有している。さらに、本実施形態において、切替弁350は、クランク室140への冷媒の供給を制御する機能を有した制御弁300と一体化されて一つの弁装置200として構成されている。このため、可変容量圧縮機100の構造が簡略になり、かつ、可変容量圧縮機100内における弁装置のレイアウトが容易になる。
 また、切替弁350は、制御弁300が圧力供給通路を閉じたとき、第2ポート353b側の圧力と第1ポート305c32側の圧力との差(静圧差)による力に加えて、第2ポート353b側から内部通路352dを経由して第1弁室351cに向かう冷媒の流れ(逆流)による動圧による力を利用して弁体352を移動させている。このため、圧力供給通路145aから第1放圧通路146aへの切り替えが速やかに行われる。特に、クランク室140内に液冷媒が貯留された状態で可変容量圧縮機100が起動されたときに、切替弁350が速やかにかつ確実に動作し、クランク室140内の液冷媒が吸入室141に速やかに排出され得る。
〔第2実施形態〕
 図11は、第2実施形態に係る弁装置200Bの構成を示す要部断面図である。上述の実施形態においては、ベローズ305の第2端部部材305cに形成された円筒部305c3が切替弁350の弁ハウジング351の嵌合孔351a1に圧入嵌合されている。しかし、これに限られるものではなく、円筒部305c3と嵌合孔351a1との間に僅かな隙間が形成されてもよい。この場合、図11に示されるように、円筒部305c3の先端面(第1弁座305c31の周縁)が嵌合孔351a1の底壁351a3に確実に当接するように、ベローズ305を切替弁350に向けて付勢する付勢部材(圧縮コイルバネ等)315が、ベローズ305の第1端部部材305bと第1感圧室302の壁部との間に設けられるのが好ましい。付勢部材315は、例えば制御弁300の弁ハウジング301に取り付けられている。このようにすると、円筒部305c3を嵌合孔351a1に圧入する必要がなく、ベローズ305と円筒部305c3との連結、つまり、小組立体350Aとベローズ305との組立体350Bの形成が容易である。
〔第3実施形態〕
 図12は、第3実施形態に係る弁装置200Cの構成を示す要部断面図である。上述の実施形態では、制御弁300の構成部品であるベローズ305の第2端部部材305cに切替弁350の第1弁座305c31と第1ポート305c32が形成されている。しかし、これに限られるものではなく、切替弁350自体が前記第1弁座及び前記第1ポートを有するようにしてもよい。この場合、図12に示されるように、例えば、切替弁350は、第1弁座354a、第1ポート354b及び第1ポート354bと第1感圧室302とを連通する連通孔354cが形成された筒状の弁座形成部354を含み、弁座形成部354が嵌合孔351a1に圧入嵌合されるように構成される。
 ベローズ305は、第2端部部材305cが弁座形成部354の第1弁座354aとは反対側に設けられた当接部354dに当接した状態で切替弁350と連結される。好ましくは、ベローズ305の第2端部部材305cを切替弁350の弁座形成部354の当接部354dに確実に当接させるため、ベローズ305を切替弁350に向けて付勢する付勢部材(圧縮コイルバネ等)315が設けられる。付勢部材315は、例えば制御弁300の弁ハウジング301に取り付けられている。このようにすると、前記第2実施形態と同様にベローズ305と切替弁350との連結が容易であると共に、ベローズ305として従来のベローズを使用することが可能になる。また、切替弁350が独立した一つの組立体を構成することになるので、切替弁350単体での動作確認等が可能になる。
 以上、本発明の実施形態ついて説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形や変更が可能である。そのうちのいくつかを以下に記載する。
 円筒部305c3は、切替弁350の弁ハウジング351の周壁351aに一体に形成されてもよい。あるいは、ベローズ305の第2端部部材305c全体が切替弁350の弁ハウジング351の周壁351aに一体に形成されてもよい。
 切替弁350において、弁ハウジング351の周壁351aと区画壁351bとが別部材で構成されてもよい。また、第2弁部352bの一端面352b1に溝又は絞り通路などが形成され、第2弁部352bの一端面352b1が第2弁座353aに当接したときに、第2ポート353bと第3ポート351a2との連通が完全に遮断されないように構成されてもよい。また、第1弁部352aの一端面352a1が第1弁座305c31に当接したとき、僅かな漏れが許容される構成としてもよい。さらに、第1弁部352aの他端面352a2が弁ハウジング351の区画壁351bの一端面351b2に当接したとき、第1弁室351cから第2弁室351dへの僅かな流れが許容されるように構成されてもよい。
 制御弁300は、ソレノイドの無い機械式制御弁であってもよいし、ベローズ等の感圧部材を有さない電磁弁であってもよい。
 可変容量圧縮機は、斜板式のクラッチレス圧縮機に限られず、電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機やモータで駆動される可変容量圧縮機としてもよい。
 100…可変容量圧縮機、101…シリンダブロック、102…フロントハウジング、104…シリンダヘッド、104b…収容孔、110…駆動軸、140…クランク室、141…吸入室、142…吐出室、145(145a)…圧力供給通路、146a,146b…放圧通路、300…制御弁、301…弁ハウジング(制御弁ハウジング)、301c…弁孔、304…弁体(制御弁弁体)、305…ベローズ(感圧変位部材)、305c3…円筒部、305c31…第1弁座、305c32…第1ポート、350…切替弁、351…弁ハウジング(切替弁ハウジング)、351a…周壁、351a2…第3ポート、351b…区画壁、351b1…挿通孔、351c…第1弁室、351d…第2弁室、352…弁体(切替弁弁体)、352a…第1弁部、352b…第2弁部、352c…軸部、352d…内部通路、353…弁座形成部、353a…第2弁座、353b…第2ポート

Claims (9)

  1.  クランク室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量圧縮機であって、
     吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路に配置された弁孔を開閉することによって前記圧力供給通路を開閉するように構成された制御弁と、
     前記圧力供給通路における前記制御弁の前記弁孔よりも前記クランク室側に設けられた切替弁であって、吸入室に連通する連通部を有し、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉じたとき、前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の圧力供給通路と、前記切替弁と前記クランク室との間の圧力供給通路との連通を遮断すると共に、前記切替弁と前記クランク室との間の前記圧力供給通路と、前記吸入室とを前記連通部を介して連通させるように構成された前記切替弁と、
     を含み、
     前記制御弁と前記切替弁とは一つの弁装置として構成されている、
     可変容量圧縮機。
  2.  前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の圧力供給通路と、前記吸入室とを前記制御弁の内部を経由して連通する絞り通路を含む、請求項1に記載の可変容量圧縮機。
  3.  前記切替弁は、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉じたときに、前記切替弁と前記クランク室との間の前記圧力供給通路を前記吸入室に連通させることにより、前記制御弁が前記圧力供給通路を開いているときに比べて、前記クランク室と前記吸入室とを連通する放圧通路の通路断面積を増加させる、請求項1又は2に記載の可変容量圧縮機。
  4.  前記切替弁は、
     前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の前記圧力供給通路に連通する第1ポート及び前記第1ポートの周囲に設けられた第1弁座を有する第1弁室と、
     前記切替弁と前記クランク室との間の前記圧力供給通路に連通する第2ポート、前記第2ポートの周囲に設けられた第2弁座及び前記吸入室に連通する第3ポートを有する第2弁室と、
     前記第1弁室に配置されて前記第1弁座に離接する第1弁部、前記第2弁室に配置されて前記第2弁座に離接する第2弁部及び前記第2弁部が前記第2弁座に当接しているときに前記第2ポートと前記第1弁室とを連通させる内部通路を有する弁体と、
     を含み、
     前記制御弁が前記圧力供給通路を閉じたとき、前記第1ポート側の圧力の低下を利用して前記第1弁部を前記第1弁座に当接させて前記第1ポートを閉じると共に前記第2弁部を前記第2弁座から離間させて前記第2ポートと前記第3ポートとを連通させ、これによって、前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の圧力供給通路と、前記切替弁と前記クランク室との間の圧力供給通路との連通を遮断すると共に、前記切替弁と前記クランク室との間の前記圧力供給通路と、前記吸入室とを連通させて、前記クランク室と前記吸入室とを連通する放圧通路の通路断面積を最大とし、
     前記制御弁が前記圧力供給通路を開いたとき、前記第1ポート側の圧力の上昇を利用して前記第1弁部を前記第1弁座から離間させて前記第1ポートを開くと共に前記第2弁座部を前記第2弁座に当接させて前記第2ポートと前記第3ポートとの連通を遮断又は遮断に近い状態とし且つ前記第1ポートと前記第2ポートとを前記内部通路を介して連通させ、これによって、前記制御弁の前記弁孔と前記切替弁との間の圧力供給通路と、前記切替弁と前記クランク室との間の圧力供給通路とを連通させて、前記放圧通路の通路断面積を最小とするように構成されている、
     請求項1~3のいずれか一つに記載の可変容量圧縮機。
  5.  前記切替弁は、前記制御弁が前記圧力供給通路を閉じたとき、前記第1ポート側の圧力の低下及び前記第2ポート側から前記内部通路を経由して前記第1弁室に向かう冷媒の流れによる動圧を利用して前記第1弁部を前記第1弁座に当接させて前記第1ポートを閉じると共に前記第2弁部を前記第2弁座から離間させて前記第2ポートと前記第3ポートとを連通させるように構成されている、請求項4に記載の可変容量圧縮機。
  6.  前記第1弁室と前記第2弁室とは区画壁によって区画され、
     前記弁体は、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結すると共に前記区画壁に形成された挿通孔に挿通される軸部を有し、前記第2弁部が前記第2弁座に当接したとき、前記第1弁部が前記区画壁に当接して前記第1弁室と前記第2弁室との前記挿通孔を介した連通を遮断するように構成されている、
     請求項4又は5に記載の可変容量圧縮機。
  7.  前記切替弁の前記第1弁室の一部は前記制御弁の構成部品によって形成され、
     前記第1ポート及び前記第1弁座が前記制御弁の前記構成部品に形成されている、
     請求項4~6のいずれか一つに記載の可変容量圧縮機。
  8.  前記制御弁は、
     一端が前記弁孔を開閉すると共に、他端に前記吸入室の圧力が作用する制御弁弁体と、
     前記制御弁弁体の前記他端側に配置され、コイルに電流が流れることによって前記弁孔を閉じる方向の付勢力を前記制御弁弁体に作用させる駆動ユニットと、
     連結部を介して前記制御弁弁体の前記一端に連結され、前記コイルに流れる電流により設定される設定圧力よりも前記吸入室の圧力が高くなると前記弁孔の開度を小さくさせ、前記設定圧力よりも前記吸入室の圧力が低くなると前記弁孔の開度を大きくさせるように動作する感圧変位部材と、
     を有し、
     前記制御弁の前記構成部品は、前記感圧変位部材である、
     請求項7に記載の可変容量圧縮機。
  9.  前記制御弁は、前記制御弁弁体及び前記感圧変位部材を収容する制御弁ハウジングを有し、前記切替弁は、前記弁体を収容する切替弁ハウジングを有し、前記制御弁ハウジングと前記切替弁ハウジングとが連結されて前記弁装置を構成している、請求項8に記載の可変容量圧縮機。
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