JP4195633B2

JP4195633B2 - Variable displacement compressor with displacement control valve

Info

Publication number: JP4195633B2
Application number: JP2003113700A
Authority: JP
Inventors: 幸彦田口
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004003468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量制御弁を有する可変容量圧縮機に関し、一例として自動車用空調装置に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変容量型揺動板式圧縮機の容量制御弁について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５に示されるように、シリンダブロック１０１の嵌装孔１０１ａには、可変オリフィスを構成する圧力応動弁１０４が設置される。圧力応動弁１０４は、４個のポート１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが穿設されたケーシング１０５を有し、ケーシング１０５は、嵌装孔１０１ａ内にはめ込まれる。第１ポート１０５ａはバルブプレート１０２の連通孔１０２ａを介して低圧室１２２に連通し、第２ポート１０５ｂは第１連通路１１１を介して低圧室１２２に連通し、第３ポート１０５ｃは第２連通路１１２を介してクランク室１２１内に連通し、第４ポート１０５ｄは第３連通路１１３を介して高圧室１２３に連通する。
【０００４】
ケーシング１０５内には、内外二重構造のベローズ１０６，１０７が設置される。ベローズ１０６，１０７の各一端はケーシング１０５の一端内面に固定され、各他端は杆状弁体１０８の軸方向略中間部分に突設されたフランジ状部材１０９に固定される。ベローズ１０６，１０７の間に位置するフランジ状部材１０９の部分とケーシング１０５の一端内面との間には、コイルばね１１０が介装される。ベローズ１０６，１０７は、伸長方向にコイルばね１１０によって付勢される。内側ベローズ１０６は、第４ポート１０５ｄと第３通路１１３を介して高圧室１２３に連通する。外側ベローズ１０７内は、第２ポート１０５ｂと第１連通路１１１を介して低圧室１２２に連通する。ケーシング１０５内は、第３ポート１０５ｃと第２連通路１１２を介してクランク室１２１内に連通する。また、ケーシング１０５内は、第１ポート１０５ａとバルブプレート１０２の連通孔１０２ａを介して低圧室１２２に連通する。
【０００５】
杆状弁体１０８の一端側は、フランジ状部材１０９から内側ベローズ１０６の内方まで延出し、その延出端部に頭部１０８ａを有する。頭部１０８ａの端面は、クランク室１２１内の圧力が低いとき、ケーシング１０５の一端内面の第４ポート１０５ｄの開口端と所定間隙Ｌを存して対向する。杆状弁体１０８の他端側は、第１ポート１０５ａ内にスライド自在にはまり、その他端部に第１ポート１０５ａのテーパ面に対応するテーパ状頭部１０８ｂを有する。杆状弁体１０８がスライドすると、テーパ状頭部１０８ｂのテーパ面と第１ポート１０５ａのテーパ面との間の開口面積は変化する。
【０００６】
クランク室１２１内の圧力が低い場合には、ベローズ１０６，１０７は、第３連通路１１３と第４ポート１０５ｄを介して高圧室１２３から内側ベローズ１０６内へ導入される圧力の作用によって伸長する。これに伴って、杆状弁体１０８は低圧室１２２側（図５中左方）に移動した状態に至り、第１ポート１０５ａのテーパ面と杆状弁体１０８のテーパ状頭部１０８ｂのテーパ面との間の開口面積は大きくなる（図５の状態）。
【０００７】
この状態からクランク室１２１内の圧力が上昇すればする程、ベローズ１０６，１０７は第２連通路１１２と第３ポート１０５ｃを介してクランク室１２１からケーシング１０５内に導入される圧力の作用によって、内側ベローズ１０６内に導入される圧力に抗して低圧側１２２の反対側（図５中右方）に移動した状態に至る。したがって、第１ポート１０５ａのテーパ面と杆状弁体１０８のテーパ状頭部１０８ｂのテーパ面との間の開口面積は小さくなる。
【０００８】
【特許文献１】
実公昭６３−３２９３３号公報(第４頁第８欄第３３行− 第５頁第１０欄第１０行、第７図 )
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
実公昭６３−３２９３３号公報は、容量制御弁と可変オリフィスとを備えた圧縮機を開示する。ここでは、容量制御弁によって吐出室とクランク室との連通を制御することによって吐出室からクランク室へ流れるガス量を制御して容量制御を行っている。可変オリフィスは、図５に記載のように、クランク室から吸入室へのガスの逃げ量を調節するためのもので、クランク室圧が高くなると、吐出室圧とクランク室圧との差圧が小さくなるので、オリフィス開口が小さくなるように構成されている。
【００１０】
ところで、この従来例の構成では、圧縮機が停止した状態から起動した場合、滑らかな立ち上がり動作ができない欠点がある。その理由は、以下のとおりである。
【００１１】
圧縮機が停止状態では、クランク室、吐出室、吸入室共に同じ圧力の状態にある。ということは、クランク室と吐出室の圧力に差がないから、オリフィス開口は最小となっている。この状態で、起動スイッチが入ると、圧縮機の主軸の回転が開始されるとともに、同時に電磁ソレノイドが通電され、容量制御弁は、電磁ソレノイドの働きにより、クランク室と吐出室との間の弁を閉じる。圧縮機の主軸の回転と共に、ピストンが最大容量で動作するためには、ピストン背圧が低いことを要し、したがって、クランク室のガス圧が外部へ逃げることが必要である。
【００１２】
しかしながら、上記の従来技術では、オリフィス開口は最小の状態にあるから、クランク室のガスが排出される量は小さいため、ピストンの背圧はなかなか低下しない。このため、起動時は、圧縮機は最大容量で動作することができず、吐出容量が小さく抑えられる。この状態で、徐々に吐出室圧が高くなっていき、これに従ってオリフィス開口が徐々に開いていき、やがて最大開度になり、漸くクランク室圧が十分に低下して、最大吐出容量で動作することになる。
【００１３】
本発明は、この問題を解決することを目的とする。
【００１４】
本発明によれば、容量制御弁と可変オリフィス開口とを連動させているから、上記目的が達成されるばかりでなく、定常の容量制御動作においても、吸入圧が低下して容量制御弁が開いたとき、その開き角度と連動して、可変オリフィス開口も小さくなるので、クランク室圧がその分早めに上昇することになる。したがって、斜板の傾斜角の応答速度を向上させることができる。即ち、応答速度の高い容量制御を実現できる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１６】
１．圧縮機の吐出容量を可変制御するための吐出室とクランク室とを連通する第１の通路に弁部を設け、当該弁部の開度を弁閉状態と最大弁開度にわたって制御することによって前記クランク室の圧力を調整する容量制御弁と、前記クランク室と吸入室とを連通する第２の通路に設けたオリフィスの開度を所定の最小オリフィス開度と最大オリフィス開度との間で制御することによって、前記クランク室から前記吸入室へ流れるガス量を制御する可変オリフィス機構とを有する可変容量圧縮機において、前記弁部が弁開状態の時に前記オリフィスが前記最大オリフィス開度になり、前記弁部が最大弁開度にある時に前記オリフィスは前記最小オリフィス開度となるように、前記容量制御弁と前記可変オリフィス機構とを連動させ、前記容量制御弁の弁部と前記可変オリフィス機構の可動部とが一体形成される容量制御弁を有する可変容量圧縮機。
【００１７】
２．前記容量制御弁の弁部は弁ケーシングに設けられた弁室に配置され、前記弁室は前記クランク室と連通し、前記可変オリフィス機構の可動部は前記弁ケーシングに設けられた隔壁の孔を挿通し、前記隔壁を挟んで前記弁室と対向する圧力室は前記吸入室と連通し、前記可動部と前記隔壁の孔との隙間は前記第２の通路のオリフィスを形成し、前記可動部の移動に応じて前記オリフィスを通過する冷媒の流量が変化する前記１記載の容量制御弁を有する可変容量圧縮機。
【００１８】
３．前記可動部にはロッドが延設され、前記ロッドに前記容量制御弁の弁部を閉じる方向に電磁力を作用させるソレノイド部を備える前記１記載の容量制御弁を有する可変容量圧縮機。
【００１９】
４．前記ソレノイド部が消磁されているとき、前記容量制御弁の弁部を開くばねを備える前記３記載の容量制御弁を有する可変容量圧縮機。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例の形態例の容量制御弁を有する可変容量圧縮機について図１〜図３を参照して説明する。
【００２３】
図１は、この圧縮機の断面図である。可変容量圧縮機５０は、前後方向の一軸を中心とした円周上に併設された複数のシリンダボア５１ａを備えたシリンダブロック５１と、シリンダブロック５１の一端に設けられたフロントハウジング５２と、シリンダブロック５１に弁板装置５４を介して設けられたリアハウジング５３とを備えている。シリンダブロック５１と、フロントハウジング５２とによって規定されるクランク室５５内を横断して、駆動軸５６が設けられ、その中心部の周囲には、斜板５７が配置されている。
【００２４】
斜板５７は、駆動軸５６に固着されたロータ５８と連結部（カム機構）５９を介して結合している。
【００２５】
駆動軸５６の一端は、フロントハウジング５２の外側に突出したボス部５２ａ内を貫通して、外側まで延在しており、ボス部５２ａの周囲にベアリング６０を介して電磁クラッチ７０が設けられている。
【００２６】
電磁クラッチ７０は、ボス部５２ａの周囲に設けられたロータ７１と、ロータ７１内に収容された電磁石装置７２と、ロータ７１の外側一端面に設けられたクラッチ板７３とを備えている。駆動軸５６の一端は、ボルト等の固定部材７４を介してクラッチ板７３と連結している。
【００２７】
駆動軸５６とボス部５２ａとの間には、シール部材５２ｂが挿入され、可変容量圧縮機５０の内部と外部とを遮断している。また、駆動軸５６の他端は、シリンダブロック５１内にあり、支持部材７８によって支持されている。なお、符号７５，７６，及び７７は、ベアリングである。
【００２８】
シリンダボ５１ａ内には、ピストン６２が配置され、ピストン６２の内側の一端のくぼみ６２ａ内には、斜板５７の外周部の周囲が収容され、シュー６３を介して、ピストン６２と斜板５７とが互いに連動するように構成されている。
【００２９】
リアハウジング５３には、吸入室６５及び吐出室６４が区画形成され、吸入室６５は、シリンダボア５１ａとは、弁板装置５４に設けられた図示しない吸入弁を介して連絡し、吐出室６４は、シリンダボア５１ａとは、弁板装置５４に設けられた吐出弁を介して連絡している。リアハウジング５３の後壁の窪み内に容量制御弁２０が設けられている。
【００３０】
以上までの構成は、容量制御弁２０を除いて、従来の技術と同様の構造である。
【００３１】
可変容量圧縮機の圧縮容量を制御するために使用される本発明の２つの実施の形態例における容量制御弁について説明する。
【００３２】
まず、第１実施の形態例の容量制御弁について図２と図３を参照して説明する。
【００３３】
容量制御弁２０は、弁ケーシング２１と、弁ケーシング２１の下部室２１ａ内に配設され、内部が真空でコイルばね２２ａを収納するベローズ２２と、ベローズ２２の伸縮量を調整し、弁ケーシング２１の下部に固定される調整部材２３と、ベローズ２２の上部に下端が当接して弁ケーシング２１に摺動可能に支持される第１ロッド部２４ａと、第１ロッド部２４ａの上端に一体形成され、ベローズ２２の伸縮に応じて可変容量圧縮機５０のクランク室５５と吐出室６４とを連通する連通路６６，６８を開閉する弁部２４ｂと、弁部２４ｂの上部に形成される段差部（円錐台部）２４ｃが挿通され、弁ケーシング２１に固定される隔壁２５と、段差部２４ｃの上端に一体形成され、隔壁２５から突出する第２ロッド部２４ｄと、第２ロッド部２４ｄが挿通し、弁ケーシング２１に固定される固定鉄心２６と、第２ロッド部２４ｄの上部に固定されるプランジャ２７と、固定鉄心２６とプランジャ２７との間に配置され、プランジャ２７を開弁方向に押圧するコイルばね２８と、固定鉄心２６とプランジャ２７とコイルばね２８とを収容する非磁性体製の筒状部材２９と、筒状部材２９の外周部に配置される電磁コイル３０と、電磁コイル３０が収容され、弁ケーシング２１にはまるハウジング３１と、電磁コイル３０の一端を閉塞し、磁路の一部を形成する閉塞部材３２とから構成される。なお、電磁コイル３０と閉塞部材３２は、樹脂材料により一体成形されている。
【００３４】
弁ケーシング２１には、弁部２４ｂが配置される弁室２１ｂが形成される。弁室２１ｂには、クランク室５５の圧力が作用し、ベローズ２２には、吸入室６５の圧力が作用する。隔壁２５を挟んで弁室２１ｂと対向する圧力室２１ｃは、下部室２１ａと連通路２１ｄを介して連通しているため、圧力室２１ｃには、吸入室６５の圧力が作用する。段差部２４ｃと、段差部２４ｃが挿入抜出される隔壁２５の孔２５ａとは、可変オリフィス機構を構成し、段差部２４ｃは、可変オリフィス機構の可動部として機能する。段差部２４ｃは隔壁２５の孔２５ａとは接触せず、また、第２ロッド部２４ｄは固定鉄心２６の孔２６ａとは接触しない。第１ロッド部２４ａは弁ケーシング２１に摺動可能に支持され、プランジャ２７は筒状部材２９に摺動可能に支持されている。弁部２４ｂと第１ロッド部２４ａに作用する吐出圧力は、図２において上下方向にほぼ同等の面積に作用するため、相殺され、この結果、吐出圧力は、弁部２４ｂの軸方向にはほとんど作用しない。したがって、弁部２４ｂは、電磁コイル３０の電磁力とベローズ２２に作用する吸入室６５の圧力に応じて開閉制御される。
【００３５】
容量制御弁２０の動作について説明する。電磁コイル３０に所定電流を流すと、プランジャ２７と固定鉄心２６との対向面に電磁力が発生するので、プランジャ２７を固定鉄心２６側に吸引する力（閉弁方向の力）が作用する。この電磁力が所定値を越えると、弁部２４ｂが連通路６６，６８を全閉するので、クランク室５５と吐出室６４との連通が遮断される。これにより、吐出室６４の冷媒がクランク室５５に導入されないので、クランク室５５から可変オリフィス機構を介して吸入室６５に向かう冷媒の流れが発生する。このとき、段差部２４ｃの大径部が隔壁２５の孔２５ａから外れるため、図３（ａ）に示されるように、段差部２４ｃと隔壁２５の孔２５ａとの隙間は大きくなる。したがって、ピストン６２が冷媒を圧縮する際に発生するブローバイガスを吸入室６５に流すのに必要十分な口径を可変オリフィス機構が有するため、クランク室５５の圧力が速やかに低下して吸入室６５の圧力と同等となる。よって、可変容量圧縮機５０は最大容量に維持され、吸入室６５の圧力が徐々に低下する。
【００３６】
吸入圧力が所定値まで低下すると、ベローズ２２が伸長するから、弁部２４ｂが連通路６６，６８を開弁する。したがって、吐出室６４の冷媒がクランク室５５に導入されるから、クランク室５５と吸入室６５との圧力差が増加するので、吐出容量が減少する。これにより、吸入室６５の圧力が上昇すると、ベローズ２２が収縮するから、弁部２４ｂの開度が減少する。したがって、クランク室５５の圧力が速やかに低下するから、クランク室５５と吸入室６５との圧力差が減少するので、吐出容量が増加する。このようにして、電磁コイル３０により固定鉄心２６とプランジャ２７との対向面に発生する電磁力が一定の場合では、吸入室６５の圧力が所定値になるように、弁部２４ｂが連通路６６，６８を開弁する程度が調整されるので、吐出容量が制御される。
【００３７】
弁部２４ｂが連通路６６，６８を開弁する程度が大きい領域、つまり吸入圧が低い領域では、段差部２４ｃの大径部が隔壁２５の孔２５ａに挿入されるから、図３（ｂ）に示されるように、段差部２４ｃと隔壁２５の孔２５ａとの隙間は小さくなる。したがって、吸入室６５への冷媒の逃げ量は少なく押さえられる。このため、クランク室５５へ導入される吐出ガスの量は、弁部２４ｂの開度と協働して、過剰とならず、適正な量に維持される。
【００３８】
また、弁部２４ｂが隔壁２５に接触しないようにして、最小オリフィス開度を保証し、段差部２４ｃと隔壁２５の孔２５ａとの隙間が、可変のオリフィス開度を提供する。更に、第１ロッド部２４ａ、弁部２４ｂ、段差部２４ｃ、第２ロッド部２４ｄ及びプランジャ２７の結合系（１本の部材が構成される。）は、弁ケーシング２１と筒状部材２９との２箇所のみで摺動を支持される。したがって、摺動抵抗が小さいから、弁部２４ｂはスムーズに移動する。よって、弁部２４ｂによる連通路６６，６８の開閉は、電磁コイル３０により固定鉄心２６とプランジャ２７との対向面に発生する電磁力、又は吸入室６５の圧力の変化に正確に追従して高い精度で行われる。
【００３９】
本発明においては、ベローズの代わりにダイヤフラム等を使用することもできる。
【００４０】
なお、本発明においては、クランク室５５と吸入室６５とを連通する連通路６６，６７を圧力逃がし通路、クランク室６５と吐出室６４とを連通する連通路６６，６８を吐出圧力供給通路と、それぞれいう。
【００４１】
次に、第２実施の形態例における容量制御弁について図４を参照して説明する。第２実施の形態例については、第１実施の形態例と同様な点の説明を省略し、相違する点の説明のみを行う。
【００４２】
第２実施の形態例の容量制御弁４０は、第１実施の形態例の容量制御弁２０と対比して、クランク室５５に連通する連通路６６と吸入室６５に連通する連通路６７とが逆に変更された点で相違する。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果が奏される。
【００４４】
１．最大容量時において、圧力逃がし通路の開度を確実に最大開度に設定することができるため、クランク室内の冷媒を速やかに吸入室に逃がすことができる。したがって、可変容量圧縮機の起動の際の立ち上がり特性が改善される。
【００４５】
２．容量制御弁が可変オリフィス機構を内蔵するので、可変容量圧縮機の構造が簡素化される。
【００４６】
３．容量制御弁の弁部の移動に伴う摺動抵抗が低減するので、可変容量圧縮機の吐出容量がスムーズに制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態例の容量制御弁を有する可変容量圧縮機の断面図である。
【図２】同容量制御弁の断面図である。
【図３】同容量制御弁における可変オリフィス機構の断面図であり、（ａ）は弁部が全閉したときの状態、（ｂ）は弁部が全開したときの状態を、それぞれ示す。
【図４】本発明の第２実施の形態例における容量制御弁の断面図である。
【図５】従来の可変容量圧縮機に使用される容量制御弁の断面図である。
【符号の説明】
２０容量制御弁
２１弁ケーシング
２１ａ下部室
２１ｂ弁室
２１ｃ圧力室
２１ｄ連通路
２２ベローズ
２２ａコイルばね
２３調整部材
２４ａ第１ロッド部
２４ｂ弁部
２４ｃ段差部（円錐台部）
２４ｄ第２ロッド部
２５隔壁
２５ａ孔
２６固定鉄心
２６ａ孔
２７プランジャ
２８コイルばね
２９筒状部材
３０電磁コイル
３１ハウジング
３２閉塞部材
４０容量制御弁
５０可変容量圧縮機
５５クランク室
６２ピストン
６４吐出室
６５吸入室
６６連通路
６７連通路
６８連通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable capacity compressor having a capacity control valve, and is used, for example, in an automobile air conditioner.
[0002]
[Prior art]
A conventional displacement control valve of a variable displacement rocking plate compressor will be described (for example, see Patent Document 1).
[0003]
As shown in FIG. 5, a pressure responsive valve 104 constituting a variable orifice is installed in the fitting hole 101 a of the cylinder block 101. The pressure responsive valve 104 has a casing 105 in which four ports 105a, 105b, 105c, and 105d are formed. The casing 105 is fitted into the fitting hole 101a. The first port 105a communicates with the low pressure chamber 122 through the communication hole 102a of the valve plate 102, the second port 105b communicates with the low pressure chamber 122 through the first communication passage 111, and the third port 105c communicates with the second communication chamber. The fourth port 105 d communicates with the high-pressure chamber 123 via the third communication passage 113.
[0004]
In the casing 105, bellows 106 and 107 having an inner and outer double structure are installed. One end of each of the bellows 106 and 107 is fixed to the inner surface of one end of the casing 105, and the other end is fixed to a flange-like member 109 protruding from a substantially intermediate portion in the axial direction of the rod-shaped valve body 108. A coil spring 110 is interposed between the flange-like member 109 located between the bellows 106 and 107 and the inner surface of one end of the casing 105. The bellows 106 and 107 are biased by the coil spring 110 in the extending direction. The inner bellows 106 communicates with the high pressure chamber 123 via the fourth port 105 d and the third passage 113. The inside of the outer bellows 107 communicates with the low pressure chamber 122 via the second port 105 b and the first communication path 111. The interior of the casing 105 communicates with the crank chamber 121 via the third port 105 c and the second communication path 112. Further, the inside of the casing 105 communicates with the low pressure chamber 122 through the first port 105 a and the communication hole 102 a of the valve plate 102.
[0005]
One end side of the bowl-shaped valve body 108 extends from the flange-shaped member 109 to the inside of the inner bellows 106, and has a head portion 108a at the extended end portion. When the pressure in the crank chamber 121 is low, the end surface of the head portion 108a faces the open end of the fourth port 105d on one end inner surface of the casing 105 with a predetermined gap L therebetween. The other end of the hook-shaped valve body 108 is slidably inserted into the first port 105a, and has a tapered head 108b corresponding to the tapered surface of the first port 105a at the other end. When the bowl-shaped valve body 108 slides, the opening area between the tapered surface of the tapered head portion 108b and the tapered surface of the first port 105a changes.
[0006]
When the pressure in the crank chamber 121 is low, the bellows 106 and 107 are extended by the action of pressure introduced from the high pressure chamber 123 into the inner bellows 106 via the third communication passage 113 and the fourth port 105d. Along with this, the hook-shaped valve body 108 has moved to the low pressure chamber 122 side (left side in FIG. 5), and the taper surface of the first port 105a and the taper head 108b of the hook-shaped valve body 108 are tapered. The opening area between the surfaces increases (state shown in FIG. 5).
[0007]
As the pressure in the crank chamber 121 increases from this state, the bellows 106 and 107 are caused by the pressure introduced from the crank chamber 121 into the casing 105 via the second communication path 112 and the third port 105c. It reaches a state of moving to the side opposite to the low-pressure side 122 (right side in FIG. 5) against the pressure introduced into the inner bellows 106. Accordingly, the opening area between the tapered surface of the first port 105a and the tapered surface of the tapered head portion 108b of the bowl-shaped valve body 108 is reduced.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-32933 (page 4, column 8, line 33-page 5, column 10, line 10, FIG. 7)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Japanese Utility Model Publication No. 63-32933 discloses a compressor having a capacity control valve and a variable orifice. Here, the volume control is performed by controlling the amount of gas flowing from the discharge chamber to the crank chamber by controlling the communication between the discharge chamber and the crank chamber by the capacity control valve. As shown in FIG. 5, the variable orifice is for adjusting the amount of gas escape from the crank chamber to the suction chamber. When the crank chamber pressure increases, the differential pressure between the discharge chamber pressure and the crank chamber pressure increases. Since it becomes small, it is comprised so that an orifice opening may become small.
[0010]
By the way, in the configuration of this conventional example, there is a drawback that a smooth start-up operation cannot be performed when the compressor is started from a stopped state. The reason is as follows.
[0011]
When the compressor is stopped, the crank chamber, the discharge chamber, and the suction chamber are at the same pressure. This means that the orifice opening is minimized because there is no difference in the pressure between the crank chamber and the discharge chamber. When the start switch is turned on in this state, the rotation of the main shaft of the compressor is started and at the same time the electromagnetic solenoid is energized. The capacity control valve is operated between the crank chamber and the discharge chamber by the action of the electromagnetic solenoid. Close. Along with the rotation of the main shaft of the compressor, in order for the piston to operate at the maximum capacity, the piston back pressure needs to be low, and therefore the gas pressure in the crank chamber needs to escape to the outside.
[0012]
However, in the above-described prior art, since the orifice opening is in the minimum state, the amount of gas discharged from the crank chamber is small, so that the back pressure of the piston does not decrease easily. For this reason, at the time of start-up, the compressor cannot operate at the maximum capacity, and the discharge capacity is kept small. In this state, the discharge chamber pressure gradually increases, the orifice opening gradually opens accordingly, eventually reaches the maximum opening, and the crank chamber pressure gradually decreases sufficiently to operate at the maximum discharge capacity. It will be.
[0013]
The present invention aims to solve this problem.
[0014]
According to the present invention, since the displacement control valve and the variable orifice opening are interlocked, not only the above-described object is achieved, but also in the steady displacement control operation, the suction pressure decreases and the displacement control valve opens. In association with the opening angle, the variable orifice opening also becomes smaller, so that the crank chamber pressure rises earlier by that amount. Therefore, the response speed of the inclination angle of the swash plate can be improved. That is, capacity control with a high response speed can be realized.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
[0016]
1. By providing a valve portion in a first passage communicating the discharge chamber and the crank chamber for variably controlling the discharge capacity of the compressor, and controlling the opening degree of the valve portion over the valve closed state and the maximum valve opening degree. The opening of the orifice provided in the capacity control valve for adjusting the pressure of the crank chamber and the second passage communicating the crank chamber and the suction chamber is set between a predetermined minimum orifice opening and a maximum orifice opening. In a variable capacity compressor having a variable orifice mechanism that controls the amount of gas flowing from the crank chamber to the suction chamber by controlling, the orifice becomes the maximum orifice opening when the valve portion is in a valve open state. the orifice such that the minimum orifice opening when said valve part is in the maximum valve opening, is interlocked with the said displacement control valve variable orifice mechanism, the displacement control valve Variable displacement compressor having a displacement control valve that the valve portion and the movable portion of the variable orifice mechanism is integrally formed.
[0017]
2. The valve portion of the capacity control valve is disposed in a valve chamber provided in a valve casing, the valve chamber communicates with the crank chamber, and the movable portion of the variable orifice mechanism has a partition hole provided in the valve casing. The pressure chamber facing the valve chamber across the partition is in communication with the suction chamber, and the gap between the movable portion and the hole in the partition forms an orifice of the second passage, and the movable portion The variable capacity compressor having the capacity control valve according to 1 above, wherein a flow rate of the refrigerant passing through the orifice changes according to movement of the orifice .
[0018]
3. 2. The variable capacity compressor having a capacity control valve according to claim 1, wherein a rod is extended to the movable part, and a solenoid part is provided to apply an electromagnetic force to the rod in a direction to close the valve part of the capacity control valve.
[0019]
4). 4. The variable capacity compressor having a capacity control valve according to 3 above, comprising a spring that opens the valve part of the capacity control valve when the solenoid part is demagnetized .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A variable capacity compressor having a capacity control valve according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0023]
FIG. 1 is a sectional view of the compressor. The variable capacity compressor 50 includes a cylinder block 51 having a plurality of cylinder bores 51a provided on a circumference centered on one axis in the front-rear direction, a front housing 52 provided at one end of the cylinder block 51, and a cylinder block 51 is provided with a rear housing 53 provided via a valve plate device 54. A drive shaft 56 is provided across the crank chamber 55 defined by the cylinder block 51 and the front housing 52, and a swash plate 57 is disposed around the center thereof.
[0024]
The swash plate 57 is coupled to a rotor 58 fixed to the drive shaft 56 via a connecting portion (cam mechanism) 59.
[0025]
One end of the drive shaft 56 extends to the outside through the boss portion 52a protruding to the outside of the front housing 52, and an electromagnetic clutch 70 is provided around the boss portion 52a via a bearing 60. Yes.
[0026]
The electromagnetic clutch 70 includes a rotor 71 provided around the boss portion 52 a, an electromagnet device 72 accommodated in the rotor 71, and a clutch plate 73 provided on the outer end surface of the rotor 71. One end of the drive shaft 56 is connected to the clutch plate 73 via a fixing member 74 such as a bolt.
[0027]
A seal member 52b is inserted between the drive shaft 56 and the boss portion 52a to block the inside and outside of the variable capacity compressor 50 from each other. The other end of the drive shaft 56 is in the cylinder block 51 and is supported by a support member 78. Reference numerals 75, 76, and 77 are bearings.
[0028]
A piston 62 is disposed in the cylinder bore 51a, and the periphery of the outer periphery of the swash plate 57 is accommodated in a recess 62a at one end inside the piston 62. The piston 62 and the swash plate 57 are Are configured to be linked to each other.
[0029]
A suction chamber 65 and a discharge chamber 64 are defined in the rear housing 53. The suction chamber 65 communicates with the cylinder bore 51a via a suction valve (not shown) provided in the valve plate device 54, and the discharge chamber 64 is The cylinder bore 51a communicates with a discharge valve provided in the valve plate device 54. The capacity control valve 20 is provided in a recess in the rear wall of the rear housing 53.
[0030]
The above configuration is the same as that of the conventional technique except for the capacity control valve 20.
[0031]
The capacity control valve in the two embodiments of the present invention used for controlling the compression capacity of the variable capacity compressor will be described.
[0032]
First, the capacity control valve of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0033]
The capacity control valve 20 is disposed in a valve casing 21, a lower chamber 21 a of the valve casing 21, adjusts the amount of expansion and contraction of the bellows 22 that accommodates the coil spring 22 a with a vacuum inside, and the valve casing 21. Are integrally formed on the upper end of the first rod portion 24a, the adjustment member 23 fixed to the lower portion of the first rod portion 24a, the first rod portion 24a supported on the valve casing 21 so that the lower end abuts on the upper portion of the bellows 22. The valve portion 24b that opens and closes the communication passages 66 and 68 that connect the crank chamber 55 and the discharge chamber 64 of the variable capacity compressor 50 according to the expansion and contraction of the bellows 22, and a step portion formed on the upper portion of the valve portion 24b ( truncated cone portion) 24c is inserted, a partition wall 25 which is secured to the valve housing 21, is integrally formed on the upper end of the stepped portion 24c, and a second rod portion 24d which projects from the partition wall 25, the second rod part 4d is inserted, and is disposed between a fixed iron core 26 fixed to the valve casing 21, a plunger 27 fixed to the upper part of the second rod portion 24d, and the fixed iron core 26 and the plunger 27, and the plunger 27 is opened. A coil spring 28 that presses in the direction, a non-magnetic cylindrical member 29 that houses the fixed iron core 26, the plunger 27, and the coil spring 28, and an electromagnetic coil 30 that is disposed on the outer periphery of the cylindrical member 29, The electromagnetic coil 30 is accommodated, and it is comprised from the housing 31 which fits in the valve casing 21, and the obstruction | occlusion member 32 which obstruct | occludes one end of the electromagnetic coil 30 and forms a part of magnetic path. The electromagnetic coil 30 and the closing member 32 are integrally formed of a resin material.
[0034]
The valve casing 21 is formed with a valve chamber 21b in which the valve portion 24b is disposed. The pressure of the crank chamber 55 acts on the valve chamber 21b, and the pressure of the suction chamber 65 acts on the bellows 22. Since the pressure chamber 21c facing the valve chamber 21b across the partition wall 25 communicates with the lower chamber 21a via the communication path 21d, the pressure of the suction chamber 65 acts on the pressure chamber 21c. The step portion 24c and the hole 25a of the partition wall 25 into which the step portion 24c is inserted and extracted constitute a variable orifice mechanism, and the step portion 24c functions as a movable portion of the variable orifice mechanism. The step portion 24 c does not contact the hole 25 a of the partition wall 25, and the second rod portion 24 d does not contact the hole 26 a of the fixed iron core 26. The first rod portion 24 a is slidably supported by the valve casing 21, and the plunger 27 is slidably supported by the cylindrical member 29. The discharge pressure acting on the valve portion 24b and the first rod portion 24a acts on the substantially equal area in the vertical direction in FIG. 2 and is canceled out. As a result, the discharge pressure is almost not in the axial direction of the valve portion 24b. Does not work. Therefore, the valve portion 24 b is controlled to open and close according to the electromagnetic force of the electromagnetic coil 30 and the pressure of the suction chamber 65 acting on the bellows 22.
[0035]
The operation of the capacity control valve 20 will be described. When a predetermined current is passed through the electromagnetic coil 30, an electromagnetic force is generated on the opposing surface of the plunger 27 and the fixed iron core 26, and thus a force (force in the valve closing direction) that attracts the plunger 27 toward the fixed iron core 26 acts. When this electromagnetic force exceeds a predetermined value, the valve portion 24b fully closes the communication passages 66 and 68, so that the communication between the crank chamber 55 and the discharge chamber 64 is blocked. As a result, the refrigerant in the discharge chamber 64 is not introduced into the crank chamber 55, so that a refrigerant flows from the crank chamber 55 toward the suction chamber 65 via the variable orifice mechanism. At this time, since the large diameter portion of the stepped portion 24c is disengaged from the hole 25a of the partition wall 25, the gap between the stepped portion 24c and the hole 25a of the partition wall 25 is increased as shown in FIG. Therefore, since the variable orifice mechanism has a necessary and sufficient diameter for flowing the blow-by gas generated when the piston 62 compresses the refrigerant into the suction chamber 65, the pressure in the crank chamber 55 quickly decreases, and the suction chamber 65 Equivalent to pressure. Therefore, the variable capacity compressor 50 is maintained at the maximum capacity, and the pressure in the suction chamber 65 gradually decreases.
[0036]
When the suction pressure decreases to a predetermined value, the bellows 22 expands, and the valve portion 24b opens the communication passages 66 and 68. Therefore, since the refrigerant in the discharge chamber 64 is introduced into the crank chamber 55, the pressure difference between the crank chamber 55 and the suction chamber 65 increases, and the discharge capacity decreases. Accordingly, when the pressure in the suction chamber 65 increases, the bellows 22 contracts, and the opening degree of the valve portion 24b decreases. Therefore, since the pressure in the crank chamber 55 is quickly reduced, the pressure difference between the crank chamber 55 and the suction chamber 65 is reduced, so that the discharge capacity is increased. In this way, when the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil 30 on the opposed surfaces of the fixed iron core 26 and the plunger 27 is constant, the valve portion 24b is connected to the communication passage 66 so that the pressure in the suction chamber 65 becomes a predetermined value. , 68 is adjusted so that the discharge capacity is controlled.
[0037]
In the region where the valve portion 24b opens the communication passages 66 and 68, that is, the region where the suction pressure is low, the large diameter portion of the step portion 24c is inserted into the hole 25a of the partition wall 25. As shown in FIG. 4, the gap between the stepped portion 24c and the hole 25a of the partition wall 25 is reduced. Therefore, the refrigerant escape amount to the suction chamber 65 is suppressed to a small level. For this reason, the amount of discharge gas introduced into the crank chamber 55 does not become excessive in cooperation with the opening degree of the valve portion 24b, and is maintained at an appropriate amount.
[0038]
Further, the minimum orifice opening is ensured by preventing the valve portion 24b from contacting the partition wall 25, and the gap between the stepped portion 24c and the hole 25a of the partition wall 25 provides a variable orifice opening. Furthermore, the coupling system (one member is configured) of the first rod part 24 a, the valve part 24 b, the step part 24 c, the second rod part 24 d and the plunger 27 is composed of the valve casing 21 and the tubular member 29. Sliding is supported only in two places. Accordingly, since the sliding resistance is small, the valve portion 24b moves smoothly. Therefore, the opening and closing of the communication passages 66 and 68 by the valve portion 24 b is high by accurately following the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil 30 on the facing surface between the fixed iron core 26 and the plunger 27 or the pressure change in the suction chamber 65. Done with precision.
[0039]
In the present invention, a diaphragm or the like can be used instead of the bellows.
[0040]
In the present invention, the communication passages 66 and 67 that communicate the crank chamber 55 and the suction chamber 65 are pressure relief passages, and the communication passages 66 and 68 that communicate the crank chamber 65 and the discharge chamber 64 are discharge pressure supply passages. Say each.
[0041]
Next, the capacity control valve in the second embodiment will be described with reference to FIG. Regarding the second embodiment, the description of the same points as the first embodiment is omitted, and only the differences are described.
[0042]
The capacity control valve 40 of the second embodiment has a communication path 66 that communicates with the crank chamber 55 and a communication path 67 that communicates with the suction chamber 65 as compared with the capacity control valve 20 of the first embodiment. Conversely, it is different in that it has been changed.
[0043]
【The invention's effect】
As will be apparent from the above description, the present invention provides the following effects.
[0044]
1. Since the opening of the pressure relief passage can be reliably set to the maximum opening at the maximum capacity, the refrigerant in the crank chamber can be quickly released to the suction chamber. Therefore, the start-up characteristic when starting up the variable capacity compressor is improved.
[0045]
2. Since the capacity control valve incorporates the variable orifice mechanism, the structure of the variable capacity compressor is simplified.
[0046]
3. Since the sliding resistance accompanying the movement of the valve portion of the capacity control valve is reduced, the discharge capacity of the variable capacity compressor is smoothly controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a variable capacity compressor having a capacity control valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the same capacity control valve.
3A and 3B are cross-sectional views of a variable orifice mechanism in the same capacity control valve, in which FIG. 3A shows a state when the valve portion is fully closed, and FIG. 3B shows a state when the valve portion is fully opened.
FIG. 4 is a sectional view of a capacity control valve in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a capacity control valve used in a conventional variable capacity compressor.
[Explanation of symbols]
20 Volume control valve 21 Valve casing 21a Lower chamber 21b Valve chamber 21c Pressure chamber 21d Communication path 22 Bellows 22a Coil spring 23 Adjusting member 24a First rod portion 24b Valve portion 24c Stepped portion (cone portion)
24d Second rod portion 25 Partition 25a Hole 26 Fixed iron core 26a Hole 27 Plunger 28 Coil spring 29 Tubular member 30 Electromagnetic coil 31 Housing 32 Closure member 40 Capacity control valve 50 Variable capacity compressor 55 Crank chamber 62 Piston 64 Discharge chamber 65 Suction Chamber 66 Communication path 67 Communication path 68 Communication path

Claims

By providing a valve portion in a first passage communicating the discharge chamber and the crank chamber for variably controlling the discharge capacity of the compressor, and controlling the opening degree of the valve portion over the valve closed state and the maximum valve opening degree. The opening of the orifice provided in the capacity control valve for adjusting the pressure of the crank chamber and the second passage communicating the crank chamber and the suction chamber is set between a predetermined minimum orifice opening and a maximum orifice opening. In a variable capacity compressor having a variable orifice mechanism that controls the amount of gas flowing from the crank chamber to the suction chamber by controlling,
The displacement control valve and the valve are set so that the orifice is at the maximum orifice opening when the valve is in the valve open state, and the orifice is at the minimum orifice opening when the valve is at the maximum valve opening. In conjunction with the variable orifice mechanism ,
A variable displacement compressor having a displacement control valve, wherein a valve portion of the displacement control valve and a movable portion of the variable orifice mechanism are integrally formed .

The valve portion of the capacity control valve is disposed in a valve chamber provided in a valve casing, the valve chamber communicates with the crank chamber, and the movable portion of the variable orifice mechanism has a partition hole provided in the valve casing. The pressure chamber facing the valve chamber across the partition is in communication with the suction chamber, and the gap between the movable portion and the hole in the partition forms an orifice of the second passage, and the movable portion The variable capacity compressor having a capacity control valve according to claim 1, wherein the flow rate of the refrigerant passing through the orifice changes in accordance with the movement of the compressor.

2. A variable control valve having a capacity control valve according to claim 1, wherein a rod is extended to the movable part, and a solenoid part is provided to apply an electromagnetic force to the rod in a direction to close the valve part of the capacity control valve. Capacity compressor.

The variable capacity compressor having a capacity control valve according to claim 3, further comprising a spring that opens the valve part of the capacity control valve when the solenoid part is demagnetized .