JP2000120912A - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

可変容量型圧縮機用制御弁

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JP2000120912A
JP2000120912A JP10295492A JP29549298A JP2000120912A JP 2000120912 A JP2000120912 A JP 2000120912A JP 10295492 A JP10295492 A JP 10295492A JP 29549298 A JP29549298 A JP 29549298A JP 2000120912 A JP2000120912 A JP 2000120912A
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義之 久米
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正幸 今井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御弁の弁体に作用する冷媒ガス圧力による
悪影響をなくして、弁開閉精度を向上させる可変容量型
圧縮機用制御弁を提供する。 【解決手段】 中央部に配置したソレノイド励磁部と、
該ソレノイド励磁部の一側に配置した制御弁本体と、他
側に配置した感圧部と、を備えた可変容量型圧縮機用制
御弁であって、前記制御弁本体は、底面に弁孔を有する
弁室と、該弁室内に配置され前記ソレノイド励磁部のプ
ランジャにより開閉作動する棒状体の弁体と、前記弁室
の上方に配置した圧力室とを備え、前記ソレノイド励磁
部のプランジャ室と前記圧力室とを連通し、前記弁体
は、その上部端を前記圧力室に挿入するとともに下部端
をプランジャ室に挿入してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の空調装置
に使用される可変容量型圧縮機用の制御弁に係り、特
に、必要に応じて吐出圧領域からクランク室内における
冷媒ガスの供給を制御する可変容量型圧縮機用制御弁に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来からシリンダ、ピストン、斜板等を
備えた可変容量型圧縮機は、例えば、自動車用の空気調
和装置の冷媒ガスを圧縮して吐出するために用いられて
おり、該可変容量型圧縮機は、吐出圧領域とクランク室
とを連通する冷媒ガス通路を備え、前記クランク室内の
圧力を調整することにより、斜板の傾斜角度を変更し
て、吐出容量を変更するように構成されたものが知られ
ている。クランク室内の圧力調整は、冷媒ガス通路の途
中に設けられた制御弁の開度調整により、前記吐出圧領
域から前記クランク室に高圧の圧縮冷媒ガスを供給する
ことで行われる。
【0003】このような制御弁としては、例えば、図6
及び図7に示すような可変容量型圧縮機用の制御弁10
0′(以下「制御弁」という。)がある(特開平9−2
68973号公報参照)。該制御弁100′は、可変容
量型圧縮機200のリヤハウジング210側に設けられ
るものであって、可変容量型圧縮機200のシリンダブ
ロック220に連接されているフロントハウジング23
0内のクランク室231の圧力調整を行うものである。
【0004】クランク室231内部には、カムプレート
たる斜板240が駆動シャフト250の軸線方向にスラ
イド、かつ斜動可能に支持され、斜板240のガイドピ
ン241が回転支持体251の支持アーム252にスラ
イド自在に支持される。また、斜板240は、該斜板2
40の一対のシュー242を介してシリンダボア221
内に摺動自在に配設されるピストン260に連結されて
いる。
【0005】シリンダボア221内の吸入圧力Psとク
ランク室231内のクランク室圧力Pcとの差に応じ
て、前記斜板240は、矢印方向に回動し、傾斜角度を
変更する。該傾斜角度に基いてピストン260のシリン
ダボア221内における前後動のストローク幅が決定さ
れる。そして、斜板240の矢印方向の回動に伴って、
斜板240の中腹部に当接する遮断体270が収容孔2
22内を前後動する。
【0006】リヤハウジング210には、吸入圧領域を
構成する吸入室211a,211b及び吐出圧領域を構
成する吐出室212a,212bが区画形成され、前記
斜板240の回転に基いてピストン260が前後動する
ことによって、吸入室211a内の冷媒ガスが、吸入ポ
ート213からシリンダボア221内に吸入され、所定
の圧力に圧縮された後、吐出ポート214から吐出室2
12aに吐出される。
【0007】さらに、リヤハウジング210の中心部分
に形成される吸入通路215は、前記収容孔222に連
通するとともに、通孔216を介して前記吸入室211
bに連通する。ここで、斜板240が遮断体270側に
移動すると、該遮断体270は、前記吸入通路215側
に移動し、通孔216を閉鎖する。吸入通路215と制
御弁100′の上部側は、制御弁100′内に吸入圧力
Psを導く検圧通路217によって連通され、また、吐
出室212bとクランク室231は、制御弁100′の
給気通路218,219を介して連通され、該給気通路
218,219は、制御弁100′の弁体106′によ
って開閉される。
【0008】吐出室212bの吐出圧力Pdは、給気通
路218を介して弁室ポート113′に、クランク室内
圧力Pcは、弁孔ポート114′を通って給気通路21
9に導かれ、吸入圧力Psは、検圧通路217を介して
吸入圧導入ポート115′に導かれる。空調装置の作動
スイッチ280がオンの場合、例えば、室内センサ28
1の検出温度が室温設定器282の設定温度以上である
ときには、制御コンピュータ283は制御弁100′の
ソレノイド101′の励磁を指令し、駆動回路284を
介して所定の電流がソレノイド101′に供給され、該
ソレノイド101′の吸引力及びばね103′の付勢力
によって、可動鉄心102′が固定鉄心104′側に引
き寄せられる。
【0009】可動鉄心102′の移動に伴い、ソレノイ
ドロッド105′に取り付けられている弁体106′
は、強制開放ばね107′の付勢力に抗しつつ弁孔10
8′の開度を減少する側に移動する。この移動に伴い、
弁体106′と一体の感圧ロッド109′も上昇し、感
圧ロッド受け部110′を介して、接離自在に連結され
ているベローズ111′が押し付けられる。
【0010】該ベローズ111′は、検圧通路217を
介して感圧部112′内に導入される吸入圧力Psの変
動に応じて変位するものであり、前記感圧ロッド10
9′に対して負荷を与える。すなわち、制御弁100′
は、前記ソレノイド101′による吸引力、前記ベロー
ズ111′の付勢力及び前記強制開放ばね107′の付
勢力等とのバランスによって、弁体106′による弁孔
108′の弁開度を決定する。
【0011】室内センサ281の検出温度と室温設定器
282の設定温度との差が上述のように大きい(冷房負
荷が大きい)ときには、電流値の増加によって可動鉄心
102′が固定鉄心104′により吸引され、弁体10
6′の弁孔108′の開度を減少させる力が増し、制御
弁100′は、より低い吸入圧力Psを保持するように
作動し、この圧力にて前記弁体106′の開閉が行われ
る。
【0012】弁開度が小さくなると、吐出室212bか
ら給気通路218,219を介してクランク室231に
流れる冷媒ガス量が少なくなり、同時にクランク室23
1のガスは吸入室211a,211bに流出するので、
クランク室内圧力Pcが低くなる。そして、冷房負荷が
大きいときには、前記シリンダボア221内の吸入圧力
Psが高く、該吸入圧力Psと前記クランク室内圧力P
cとに差を生じ、前記斜板240の傾斜角度が大きくな
ることで、前記遮断体270が前記吸入通路215側か
ら離れて通路216を開く。
【0013】さらに、前記制御弁100′は、冷凍サイ
クルにおける凝縮器の熱交換容量が著しく低下した場合
(例えば、真夏の渋滞時等)に、圧縮機の最大吐出容量
運転が行われるときには、吐出圧力Pdが非常に高くな
るとともに、クランク室内圧力Pcが吸入圧力Psに近
い値となり、これら吐出圧力Pdとクランク室内圧力P
cとの圧力差によって弁体106′が弁座に強く押しつ
けられ、給気通路の開放が困難になること等を防ぐた
め、弁体106′の上下端にソレノイドロッド105′
と感圧ロッド109′とを備え、ソレノイドロッド10
5′の径を弁孔108′の径と等しくし、弁体106′
が弁孔108′を閉じたときに弁体106′の可動方向
両側の受圧面積がほぼ等しくなるようにして、クランク
室内圧力Pcが、給気通路219及びポート114′を
介して弁孔108′に導入され、かつ、この圧力Pcが
小室118′、連通孔119′及び連通溝120′等を
介してソレノイド室117′内に導かれ、該ソレノイド
室117′の圧力と前記弁孔108′の圧力とが同じに
なるようにするとともに、感圧ロッド109′自体の断
面積を小さくすることによって感圧ロッド小径部11
0′の影響を可及的に少なくし、感圧ロッド109′の
断面積を弁孔108′の開口面積よりも小さくすること
によって、ソレノイドロッド105′、弁体106′及
び感圧ロッド109′に作用する圧力の影響の低減を図
り、弁体106′の可動方向両側に生ずる圧力が等しく
なるようにしている。また、前記ソレノイドロッド10
5′、弁体106′及び感圧ロッド109′を一体に形
成し、上述のキャンセル機構を構成している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の制御弁100′では、図6及び図7に示したよう
に、制御弁本体の中央に弁室116′を設け、その上側
に感圧部を、弁室の下側にソレノイド室117′を設け
ており、キャンセル機構として、弁室116′の上下端
に設けられた弁孔108′及びソレノイド室117′に
中圧のクランク室内圧力Pcが導かれる一方で、弁室ポ
ート113′に、給気通路218を介して高圧の吐出圧
力Pdが導かれている。弁体106′の可動方向上側で
クランク室内圧力Pcを受ける受圧面積については、弁
孔108′とソレノイドロッド105′の各々の受圧面
積が圧力影響を受けない様に調整しているが、吸入圧力
Psとクランク室内圧力Pcが常に同じ圧力状態ではな
いため、そのキャンセル割合は一定しないこととなり、
完全にキャンセルされているとはいえない。
【0015】また、クランク室内の圧力は、圧縮機の運
転による圧力変動差が大きいので、この圧力変動が生じ
ると弁体106′に作用する力も変動し、弁体106′
の開閉精度に悪影響を与えるとの問題が生じる。本発明
は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、制御弁の弁体に作用する冷媒
ガス圧力による悪影響をなくして、弁開閉精度を向上さ
せる可変容量型圧縮機用制御弁を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、中央部に配
置したソレノイド励磁部と、該ソレノイド励磁部の一側
に配置した制御弁本体と、他側に配置した感圧部と、を
備えた可変容量型圧縮機用制御弁において、前記制御弁
本体は、底面に弁孔を有する弁室と、該弁室内に配置さ
れ前記ソレノイド励磁部のプランジャにより開閉作動す
る棒状体の弁体と、前記弁室の上方に配置した圧力室と
を備え、前記ソレノイド励磁部のプランジャ室と前記圧
力室とを連通し、前記弁体は、その上部端を前記圧力室
に挿入するとともに下部端をプランジャ室に挿入したこ
とを特徴としている。
【0017】また、前記制御弁本体は、前記弁室に連通
する吐出冷媒ポートと、前記弁孔に連通するクランク室
冷媒ポートと、前記プランジャ室に連通する吸入冷媒ポ
ートとを備えたことを特徴としている。さらに、前記圧
力室は、前記弁室の上部に配置したストッパ内に形成
し、前記弁体は、上部、拡大弁体部、細径部、及び下部
からなる棒状体で、前記拡大弁体部を前記弁室内に、前
記細径部を前記弁孔内に配置し、前記上部を前記ストッ
パに嵌合支持し、前記下部を前記制御弁本体に嵌合支持
したことを特徴としている。
【0018】さらにまた、前記弁体の上部、下部及び前
記弁孔は、その断面積を等しくしたことを特徴とし、前
記圧力室内には、前記弁体を前記弁室側に付勢する閉弁
ばねが配置され、前記圧力室と前記プランジャ室とは、
前記制御弁本体に穿設したキャンセル孔を介して連通し
ていることを特徴としている。前記の如く構成された本
発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、プランジャ室
内の吸入圧力Psの冷媒ガスが、キャンセル孔を介して
圧力室に導かれるので、弁体は、その上下部の両側から
前記吸入圧力Psを受けることになり、かつ、前記弁体
の上下部が同じ断面積とされていることから、前記弁体
が前記吐出圧力Pdの影響を受けなくなり、弁体上下に
おいて常にバランスを保つことができ、弁の開閉精度を
向上させることができる。また、本発明に係る制御弁の
キャンセル機構は、ストッパ、空隙部及びキャンセル孔
等からなり、制御弁本体内に配置されているので、従来
に比して構成が容易になり、部品点数の削減及び製造コ
ストの低減を図ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明に係る可
変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態について説明す
る。 図1及び図2は、本実施形態の制御弁100を備
えた可変容量型圧縮機1を示しており、図1は、該可変
容量型圧縮機1の吐出通路が開いた状態を示す縦断面
図、図2は、吐出通路が閉じた状態を示す縦断面図であ
る。可変容量型圧縮機1のシリンダブロック2の一端面
には、バルブプレート2aを介してリヤハウジング3
が、他端面には、フロントハウジング4がそれぞれ固定
される。シリンダブロック2には、シャフト(回転軸)
5を中心に周方向の所定間隔おきに複数のシリンダボア
6が配設される。該シリンダボア6内には、それぞれピ
ストン7が摺動可能に収容される。
【0020】フロントハウジング4内には、クランク室
8が形成され、該クランク室8内には、斜板10が収納
される。該斜板10の摺動面10aには、コネクティン
グロッド11の球体状の一端部11aを相対転動可能に
支持するシュー50がリテーナ53で保持される。リテ
ーナ53は、ラジアル軸受55を介して斜板10のボス
部10bに装着され、斜板10に対して相対回転可能で
ある。ラジアル軸受55は、ねじ45で固定されたスト
ッパ54によってボス部10bに抜け止めされている。
コネクティングロッド11の他端部11bはピストン7
に固定されている。
【0021】シュー50は、コネクティングロッド11
の一端部11aの先端面を相対転動可能に支持するシュ
ー本体51と、コネクティングロッド11の一端部11
aの後端面を相対転動可能に支持するワッシャ52とで
構成されている。リヤハウジング3には、吐出室12と
吸入室13とが形成される。該吸入室13は、吐出室1
2を包囲するように配置されている。前記リヤハウジン
グ3には、エバポレータ(図示省略)の出口に通じる吸
入口(図示省略)が設けられている。 図1は、吐出通
路39が開いた状態を示し、図2は該吐出通路39が閉
じた状態を示している。前記吐出室12と吐出口1aと
を連通する吐出通路39の途中には、スプール弁(吐出
制御弁)31が設けられており、吐出通路39は、リヤ
ハウジング3に形成された通路39aと、バルブプレー
ト2aに形成された通路39bとで構成され、該通路3
9bは、シリンダブロック2に形成された吐出口1aに
通じている。
【0022】有底筒状のスプール弁31内には、ばね
(付勢部材)32が収容され、前記リヤハウジング3に
キャップ59で固定されたストッパ56には、ばね32
の一端が当接し、該ばね32の他端は、スプール弁31
の底面に当接している。該スプール弁31の内部空間3
3は、通路34を介してクランク室8に連通している。
前記スプール弁31の一方(上側)には、ばね32の付
勢力とクランク室8の圧力が閉弁方向(弁開度が小さく
なる方向)に作用する。一方、前記スプール弁31の開
弁時には吐出口1aと吐出室12は、吐出通路39を介
して連通しているため(図1参照)、このときのスプー
ル弁31の他方(下側)には、吐出口1aの圧力及び吐
出室12の圧力が開弁方向(弁開度が大きくなる方向)
に作用する。但し、クランク室8と吐出口1aの圧力差
が所定値以下になったときには、スプール弁31が閉弁
方向に移動して吐出通路39を遮断し、スプール弁31
の下側には、吐出室12の圧力だけが開弁方向に作用す
る。すなわち、スプール弁31の下側には、吐出口1a
の圧力が作用しなくなる。
【0023】吐出室12とクランク室8とは、第二の通
路57を介して連通する。該通路57の途中には、詳細
を後述する本実施形態の制御弁100が設けられてい
る。第二の通路57は、熱負荷が大きいときには、制御
弁100のソレノイド131Aの通電により弁体132
が着座することによって遮断され、熱負荷が小さいとき
には、ソレノイド131Aへの通電停止により弁体13
2が弁座125aから離れることによって解放される。
前記制御弁100の作動はコンピュータ(図示省略)に
よって制御される。
【0024】前記吸入室13とクランク室8とは、第一
の通路58を介して連通する。該通路58は、バルブプ
レート2aに形成されたオリフィス(第二のオリフィ
ス)58aと、シリンダブロック2に形成された通路5
8bと、シャフト5に固定されたリング(環状体)9に
形成された孔58cとで構成される。吸入室13とクラ
ンク室8とは第三の通路60を介して連通している。該
通路60は、フロントハウジング4に形成された通路6
0aと、フロント側軸受収容空間60bと、シャフト5
に形成された通路60cと、シリンダブロック2に形成
されたリヤ側軸受収容空間60dと、シリンダブロック
2の通路58bと、バルブプレート2aのオリフィス5
8aとで構成される。よって、前記シリンダブロック2
の通路58bと前記バルブプレート2aのオリフィス5
8aは、第一の通路58の一部を構成するとともに、第
三の通路60の一部をも構成する。
【0025】前記通路60cのリヤ側端部の内周面に
は、雌ねじ61が形成され、該雌ねじ61には、スクリ
ュー62がねじ込まれている。該スクリュー62には、
オリフィス(第一のオリフィス)62aが形成され、該
オリフィス62aの通路面積は、前記第一の通路58の
一部を構成するバルブプレート2aにおける第二のオリ
フィス58aの通路面積よりも小さい。従って、斜板1
0のボス部10bがリング9の孔58cをほぼ塞ぎ、第
一の通路58の通路断面積が大幅に減少した場合にの
み、第三の通路60を通じてクランク室8の冷媒が吸入
室13に導かれる。前記バルブプレート2aには、圧縮
室82と吐出室12とを連通させる吐出ポート16と、
圧縮室82と吸入室13とを連通させる吸入ポート15
とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられてい
る。吐出ポート16は、吐出弁17により開閉され、該
吐出弁17は、バルブプレート2aのリヤハウジング側
端面に弁押さえ18とともにボルト19、ナット20に
より固定される。一方、吸入ポート15は吸入弁21に
より開閉され、該吸入弁21は、バルブプレート2aと
シリンダブロック2との間に配設される。
【0026】シャフト5のリヤ側端部は、シリンダブロ
ック2のリヤ側軸受収納空間60dに収納されたラジア
ル軸受(リヤ側軸受)24及びスラスト軸受(リヤ側軸
受)25によって回転可能に支持され、シャフト5のフ
ロント側端部は、フロントハウジング4のフロント側軸
受収容空間60bに収容されたラジアル軸受(フロント
側軸受)26によって回転可能に支持される。フロント
側の軸受収納空間60bには、ラジアル軸受26の他に
シャフトシール46が収容されている。シリンダブロッ
ク2の中央部には、雌ねじ1bが設けられ、この雌ねじ
1bには、アジャストナット83が螺合する。該アジャ
ストナット83を締め込むことによって、スラスト軸受
25を介してシャフト5にプレロードを与える。また、
シャフト5のフロント側端部にはプーリ(図示省略)が
固定される。
【0027】シャフト5には、該シャフト5の回転を斜
板10に伝達するスラストフランジ40が固定され、該
スラストフランジ40は、スラスト軸受33を介してフ
ロントハウジング4の内壁面に支持されている。スラス
トフランジ40と斜板10とは、ヒンジ機構41を介し
て連結され、斜板10は、シャフト5と直角な仮想面に
対して傾斜可能である。斜板10は、シャフト5に摺動
かつ傾斜可能に装着されている。
【0028】ヒンジ機構41は、斜板10のフロント面
10cに設けられたブラケット10eと、該ブラケット
10eに設けられた直線状ガイド溝10fと、スラスト
フランジ40の斜板側側面40aに螺合されたロッド4
3とで、構成されている。ガイド溝10fの長手軸は、
斜板10のフロント面10cに対して所定角度傾いてい
る。ロッド43の球状部43aは、前記ガイド溝10f
に相対摺動可能に嵌合している。
【0029】次に、本実施形態の可変容量型圧縮機用制
御弁(以下「制御弁」という。)100について詳細に
説明する。図3は、制御弁100を可変容量型圧縮機1
に組み込んだ状態を示す縦断面図、図4は、図3の制御
弁の詳細を示す縦断面図、図5は、図4の制御弁を90
°回転させた縦断面図である。図3に示す制御弁100
は、図1及び図2の可変容量型圧縮機1のリヤハウジン
グ3側に設けられ、該リヤハウジング3の空間84,8
5内に、Oリング121a,121b,131bを介し
て気密性を保った状態で配設される。
【0030】図4に示すように、制御弁100は、制御
弁本体120と、ソレノイド励磁部130と、感圧部1
45とで形成されており、前記ソレノイド励磁部130
は、中央部に配置され、該ソレノイド励磁部130の両
側には、前記制御弁本体120と前記感圧部145とが
配置されている。前記ソレノイド励磁部130は、その
外周にソレノイドハウジング131を備え、該ソレノイ
ドハウジング131の内部には、ソレノイド131A
と、該ソレノイド131Aの励磁によって上下方向に移
動するプランジャ133と、吸引子141とを備え、前
記プランジャ133を配置したプランジャ室130a
は、前記制御弁本体120に備えられた吸入冷媒ポート
129と連通している。前記感圧部145は、ソレノイ
ドハウジング131の下側に配置され、その内部に感圧
室145aを備え、該感圧室145aは、ステム138
等を介して前記プランジャ133を作動するベローズ1
46とばね159とを配設している。
【0031】前記制御弁本体120は、弁室123を備
え、該弁室123内には前記プランジャ133によって
開閉作動する弁体132が配置されており、弁室123
には、高圧の吐出圧力Pdの冷媒ガスが、通路81、吐
出冷媒ポート126を介して導かれている。弁室123
の底面には、クランク室冷媒ポート128に連通する弁
孔125が穿設されているとともに、弁室123の上部
の空間はストッパ124により閉鎖されている。該スト
ッパ124は、その中心部に、弁孔125と対向して該
弁孔125と等しい断面積の有底縦孔の圧力室151が
穿設されており、該有底縦孔の圧力室151は、ばね収
納室151aとしても形成され、その底部には弁体13
2を弁室123の底面側に付勢する閉弁ばね127が配
置されている。
【0032】前記弁体132は、上部132a、拡大弁
体部132b、細径部132c及び下部132dからな
る棒状体で、上部132aと下部132dとが前記弁孔
125と等しい断面積とされており、前記上部132a
が圧力室151を有するストッパ124に嵌合支持さ
れ、前記拡大弁体部132bが弁室123内に配置さ
れ、前記細径部132cが前記弁孔内においてクランク
室(クランク室圧力Pc)に連通するクランク室冷媒ポ
ート128と対向し、前記下部132dは制御弁本体1
20に嵌合支持し、その端部が吸入圧力Psの冷媒ガス
が導かれるプランジャ室130aに挿入されて前記プラ
ンジャ133に接触している。該プランジャ133が上
下動することで、前記弁体132が上下動し、該弁体1
32の拡大弁体部132bが、弁孔125の上面の弁座
125aとの間の間隙を調整する。
【0033】図5に示すように、前記ストッパ124に
は、前記圧力室151に連通する横孔153が設けら
れ、該横孔153は、ストッパ124と制御弁本体12
0とによって形成される空隙部139と前記圧力室15
1とを連通している。他方、制御弁本体120には、前
記空隙部139と吸入圧力Psの冷媒ガスが流入するプ
ランジャ室130aとを連通するキャンセル孔155が
穿設されている。従って、前記プランジャ室130a内
の吸入圧力Psの冷媒ガスは、前記キャンセル孔155
を介して前記圧力室151に導かれることになり、前記
弁体132は、その上下部132a,132dの両側か
ら前記吸入圧力Psを受けることになり、かつ、前記弁
体132の上下部132a,132dが同じ断面積とさ
れていることから、前記上下部132a,132dの両
側から受ける吸入圧力Psはバランスして相殺され、前
記弁体132が実質的に前記吐出圧力Pdの影響を受け
ないこととなる。また、前記弁体132は、クランク室
内圧力Pcを有するクランク室8に連通するクランク室
冷媒ポート128付近が細径部132cとされているの
で、前記弁体132の弁体部132bが弁座125aに
着座した状態では、クランク室内の圧力Pcを受けて
も、その上下方向の力がバランスして、弁体132に無
用の力が作用しない。
【0034】そして、プランジャ室130aに導かれた
低温の吸入圧力Psは、後述する感圧部145内に導か
れるとともに、前記リヤハウジング3とソレノイドハウ
ジング131間の吸入圧力導入空間85にも導かれる
(図3)。該吸入圧力導入空間85は、ソレノイドハウ
ジング131の側部に設けられる突部131aのOリン
グ131bを介して密閉されており、前記吸入室13側
からの低温の冷媒ガスによってソレノイドハウジング1
31の側面全体の冷却を図っている。
【0035】ソレノイドハウジング131内部には、図
4に示すように、前記弁体132を連結固定するプラン
ジャ133が配設され、該プランジャ133は、前記制
御弁本体120の端部にOリング134aを介して密接
状態に接するパイプ136に摺動自在に支持されてい
る。プランジャ133の後端部に形成される収容孔13
7には、ステム138の上端部138aが挿通固定され
るとともに、前記ステム138の下端部138bは、吸
引子141の前端部収容孔142側から後端部収容孔1
43側に突き出す状態で、吸引子141に対し摺動自在
に支持されている。前記プランジャ133と前記吸引子
141の前端部収容孔142との間には、プランジャ1
33を吸引子141側から離す方向に付勢する開弁ばね
144が設けられている。
【0036】また、ステム138の下端部138bに
は、感圧室145a内に配設されるベローズ146内部
の一対のストッパ147,148のうち、ストッパ14
7側が接離自在に装着され、該ストッパ147のフラン
ジ149と前記吸引子141側の後端部収容孔143と
の間には、ストッパ147を吸引子141側から離す方
向に付勢するばね150が設けられている。感圧室14
5a内の吸入圧力Psが高くなり、ベローズ146の収
縮により一対のストッパ147,148同士が当接する
ことにより、ベローズ146の変位位置が規制され、こ
の最大変位量は、前記ステム138の下端部138bと
ベローズ146のストッパ147との最大嵌合量よりも
小さくなるように設定される。なお、前記ソレノイド1
31Aには、制御コンピュータ(図示省略)によって制
御される励磁電流を供給できるコード158が接続され
ている(図3)。
【0037】次に、本実施形態の可変容量型圧縮機1と
制御弁100との作動について説明する。車載エンジン
の回転動力は、ベルト(図示省略)を介してプーリ(図
示省略)から前記シャフト5に常時伝達され、シャフト
5の回転力は、スラストフランジ40、ヒンジ機構41
を経て斜板10に伝達され、該斜板10を回転させる。
【0038】斜板10の回転によりシュー50が斜板1
0の摺動面10a上を相対回転し、ピストン7の直線往
復運動に変換され、その結果シリンダボア6内の圧縮室
82の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの
吸入、圧縮及び吐出が順次行われ、斜板10の傾斜角度
に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。まず、熱負荷が
大きくなる場合には、吐出室12からクランク室8に冷
媒ガスの流入が阻止され、クランク室8の圧力は低く、
圧縮行程中のピストン7のリヤ面に生じる力は小さくな
り、ピストン7のリヤ面に生じる力の総和が、ピストン
7のフロント面(トップ面)に生じる力の総和を下回る
ことによって、斜板10の傾斜角度が大きくなる。
【0039】ここで、吐出室12の圧力が高くなって、
吐出室12とクランク室8との圧力差が所定値以上にな
り、スプール弁31の下側に作用する吐出室12の冷媒
ガスの圧力が、スプール弁31の上側に作用するクラン
ク室8の冷媒ガスの圧力とばね32の付勢力の合力に打
ち勝つ場合には、スプール弁31が開弁方向に移動して
吐出通路39が開き(図1)、吐出室12の冷媒ガス
が、吐出口1aからコンデンサ88に流出する。なお、
斜板10の傾斜角度が最小から最大になるときには、斜
板10のボス部10bがリング9の孔58cから離れ、
第一の通路58が全開になり、クランク室8の冷媒ガス
が第一の通路58を介して吸入室に流れるため、クラン
ク室8の圧力低下が起こる。また、第一の通路58の通
路面積が最大になると、第三の通路60から吸入室13
には冷媒ガスがほとんど流れない。
【0040】このように、熱負荷が大きくなり、制御弁
100のソレノイド131Aが励磁される場合には、プ
ランジャ133が、吸引子141側に引き込まれ、プラ
ンジャ133に連結されている弁体132が弁孔125
を閉じる方向に移動し、クランク室8の流入は阻止され
る。一方、低温の冷媒ガスは、吸入室13に連通する通
路80側から制御弁本体120の吸入冷媒ポート129
及びプランジャ室130aを介して感圧部145に導か
れ、感圧部145のベローズ146は、吸入室13の吸
入圧力Psである前記冷媒ガスの圧力に基いて変位し、
該変位が前記ステム138、前記プランジャ133を介
して前記弁体132に伝達される。すなわち、前記弁体
132の前記弁孔125に対する開度位置は、前記ソレ
ノイド131Aによる吸引力と、前記ベローズ146の
付勢力と、前記閉弁ばね127及び開弁ばね144の付
勢力とによって決定される。
【0041】そして、前記感圧室145a内の圧力(吸
入圧力Ps)が高くなると、前記ベローズ146が収縮
し、これが前記ソレノイド131Aによる前記プランジ
ャ133の吸引方向と一致するため、ベローズ146の
変位に前記弁体132の移動が追従し、前記弁孔125
の開度が減少する。これにより、吐出室12から弁室1
23内に導かれる高圧の冷媒ガスの量は減少(クランク
室圧力Pcが低下)し、斜板10の傾斜角度が増加する
(図1)。また、前記感圧室145a内の圧力が低くな
ると、前記ベローズ146は、ばね159とベローズ1
46自身の復元力により伸長し、弁体132が弁孔12
5の開度を増加する方向に移動して、弁室123内に導
かれる高圧の冷媒ガスの量が増大(クランク室圧力Pc
が増加)し、図1の状態における斜板10の傾斜角度は
減少する。
【0042】これに対し、熱負荷が小さくなる場合に
は、高圧の冷媒ガスが吐出室12からクランク室8に流
出し、該クランク室8の圧力が高くなる。そして、圧縮
行程中のピストン7のリヤ面に生じる力が大きくなり、
ピストン7のリヤ面に生じる力の総和が、ピストン7の
フロント面に生じる力の総和を上回ることによって斜板
10の傾斜角度が小さくなる。
【0043】ここで、前記吐出室12とクランク室8と
の圧力差が所定値以下になり、スプール弁31の上側に
作用するクランク室8の圧力とばね32の付勢力との合
力が、スプール弁31の下側に作用する吐出室12の冷
媒ガスの圧力に打ち勝つ場合には、スプール弁31が閉
弁方向に移動して吐出通路39を遮断し(図2)、吐出
口1aからコンデンサ88への冷媒ガスの流出が阻止さ
れる。なお、斜板10の傾斜角度が最大から最小となる
ときには、斜板10のボス部10bがリング9の孔58
cをほぼ塞ぎ、第一の通路58の通路断面積を大幅に減
少させるが、クランク室8内の冷媒ガスは第三の通路6
0を通じて吸入室13に流れるため、クランク室8内の
過度の圧力上昇は抑制され、圧縮機1内における冷媒ガ
スの循環が可能になる。すなわち、この場合に冷媒ガス
は、吸入室13、圧縮室82、吐出室12、第二の通路
57、クランク室8及び第三の通路60を経て再び吸入
室13に戻る。本実施形態では、吐出制御弁としてのス
プール弁31の一方に、クランク室8の圧力を作用さ
せ、スプール弁31の他方に吐出室12の圧力を作用さ
せる構造を採用し、スプール弁31として閉弁方向に付
勢する比較的小さなばね力を有するばね32を用いてお
り、熱負荷が小さくなって吐出室12の圧力が次第に低
下したときには最小ピストンストローク(極低負荷)に
なり、斜板10が第一の通路58の通路面積を減少させ
るまで、スプール弁31は開いた状態に保たれる。
【0044】このように、熱負荷が小さくなり、前記ソ
レノイド131Aが消磁される場合には、プランジャ1
33に対する吸引が消失され、前記開弁ばね144の付
勢力により、前記プランジャ133が前記吸引子141
側から離れる方向に移動し、弁体132が、制御弁本体
120の弁孔125を開放する方向に移動し、クランク
室8への流入が促進される。ここで、前記感圧部145
内の圧力が上昇すると、前記ベローズ146が収縮し、
弁体132の開度が減少するが、前記ステム138の下
端部138bは、前記ベローズ146のストッパ147
に対して接離自在に装着されているため、前記ベローズ
146の変位が弁体132に対して影響を与えることは
ない。
【0045】以上のように本実施形態の制御弁100
は、中央部に、ソレノイド131Aの励磁によって上下
方向に移動するプランジャ133を備えたソレノイド励
磁部130と、該ソレノイド励磁部130の下側にステ
ム138等を介してプランジャ133と連動するベロー
ズ146を配設した感圧部145と、前記ソレノイドハ
ウジング131の上側にプランジャ133と連動する弁
体132等を配設した弁室123を有する制御弁本体1
20とによって形成されているため、感圧室145aと
ソレノイド131Aとが接近配設され、ソレノイド13
1Aの吸引による作用点とベローズ146による作用点
とが近づき、作動杆を構成する弁体132及びステム1
38の閉弁方向への移動時におけるガタ付きを必要最小
限に抑えることができる。
【0046】ストッパ124は、弁孔125と同じ断面
積の有底縦孔の圧力室151を有し、該圧力室151と
空隙部139とは横孔153によって連通するととも
に、前記空隙部139とプランジャ室130aとはキャ
ンセル孔155によって連通しているため、制御弁本体
120のプランジャ室130aの圧力と圧力室151の
圧力が、ともに吸入圧力Psとなり、弁体132の可動
方向の上下端部における圧力は常に等しくなる。よっ
て、前記従来例の弁体上下をクランク室圧力Pcとする
場合のように、クランク室圧力Pcの増減により、弁体
に作用する力が変化して弁体上下のバランスが変わるの
に対して、本実施形態では、弁体132上下において常
にバランスを保つことができる。また、圧縮機1の最大
吐出容量運転が行われる場合にも、吐出圧力Pdによっ
て弁体132が弁座125aに強く押しつけられて、圧
縮機1の第二の通路57への冷媒ガスの供給が困難にな
ることを防ぐことができる。このため、同じ電流値に対
して弁孔125の開度を同じに制御することができる。
【0047】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、棒状体の弁体の
上下両端に冷媒ガスの吸入圧力を作用させてバランスし
た構成としたので、冷媒ガスの圧力変化に基く弁体の作
動の悪影響をなくして弁体の開閉精度を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の制御弁を備えた可変容量
圧縮機の吐出通路が開いた状態を示す縦断面図。
【図2】図1の可変容量圧縮機の吐出通路が閉じた状態
を示す縦断面図。
【図3】図1の可変容量型圧縮機用の制御弁の拡大縦断
面図。
【図4】図3の可変容量型圧縮機用の制御弁の詳細を示
す縦断面図。
【図5】図4の可変容量型圧縮機用の制御弁を90°回
転させた縦断面図。
【図6】従来の制御弁を備えた可変容量型圧縮機を示す
縦断面図。
【図7】図6の可変容量型圧縮機用制御弁の詳細を示す
縦断面図。
【符号の説明】
1 可変容量型圧縮機 8 クランク室 100 可変容量型圧縮機用制御弁 120 制御弁本体 123 弁室 124 ストッパ 125 弁孔 126 吐出冷媒ポート 127 閉弁ばね 128 クランク室冷媒ポート 129 吸入冷媒ポート 130 ソレノイド励磁部 130a プランジャ室 132 弁体 132a 上部 132b 拡大弁体部 132c 細径部 132d 下部 133 プランジャ 145 感圧部 151 圧力室 155 キャンセル孔
フロントページの続き (72)発明者 今井 正幸 東京都世田谷区等々力7丁目17番24号 株 式会社不二工機内 (72)発明者 風早 幸生 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 Fターム(参考) 3H045 AA04 AA10 AA12 AA27 BA19 BA28 CA03 CA24 DA25 EA13 EA16 EA33 EA44 3H076 AA06 BB33 CC12 CC20 CC41 CC84 3H106 DA05 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DC17 DD05 EE48 HH10 KK12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央部に配置したソレノイド励磁部と、
    該ソレノイド励磁部の一側に配置した制御弁本体と、他
    側に配置した感圧部と、を備えた可変容量型圧縮機用制
    御弁において、 前記制御弁本体は、底面に弁孔を有する弁室と、該弁室
    内に配置され前記ソレノイド励磁部のプランジャにより
    開閉作動する棒状体の弁体と、前記弁室の上方に配置し
    た圧力室とを備え、 前記ソレノイド励磁部のプランジャ室と前記圧力室とを
    連通し、前記弁体は、その上部端を前記圧力室に挿入す
    るとともに下部端をプランジャ室に挿入したことを特徴
    とする可変容量型圧縮機用制御弁。
  2. 【請求項2】 前記制御弁本体は、前記弁室に連通する
    吐出冷媒ポートと、前記弁孔に連通するクランク室冷媒
    ポートと、前記プランジャ室に連通する吸入冷媒ポート
    とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の可変容量
    型圧縮機用制御弁。
  3. 【請求項3】 前記圧力室は、前記弁室の上部に配置し
    たストッパ内に形成し、前記弁体は、上部、拡大弁体
    部、細径部、及び下部からなる棒状体で、前記拡大弁体
    部を前記弁室内に、前記細径部を前記弁孔内に配置し、
    前記上部を前記ストッパに嵌合支持し、前記下部を前記
    制御弁本体に嵌合支持したことを特徴とする請求項1又
    は2に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
  4. 【請求項4】 前記弁体の上部、下部及び前記弁孔は、
    その断面積を等しくしたことを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
  5. 【請求項5】 前記圧力室内には、前記弁体を前記弁室
    側に付勢する閉弁ばねが配置され、前記圧力室と前記プ
    ランジャ室とは、前記制御弁本体に穿設したキャンセル
    孔を介して連通していることを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
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