JP2001193640A - 容量可変型圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的弱いばね力によって全閉状態（完全な
アンロード状態）にすることができ、これに応じてソレ
ノイド手段を小型化できる容量可変型圧縮機用制御弁を
提供すること。 【解決手段】 容量可変型圧縮機の吸入ポートとクラン
ク室とを連通する通路の開度をボール弁体２７の弁軸方
向の移動により調整して容量可変型圧縮機の容量制御を
行う容量可変型圧縮機用制御弁において、ボール弁体２
７の一方の側に当該ボール弁体２７と離接可能に配置さ
れ、容量可変型圧縮機の吸入圧力に感応し、吸入圧力の
低下に応じて伸長してボール弁体２７を閉弁方向に移動
させるベローズ２８と、ボール弁体２７の他方の側に配
置され、励磁されることによりボール弁体２７を開弁方
向に駆動するソレノイド装置３６と、ボール弁体２７を
閉弁方向に駆動する閉弁ばね４５とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、容量可変型圧縮
機用制御弁に関し、特に、車載空調装置などにて使用さ
れる斜板式容量可変型圧縮機のための容量制御弁に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】斜板式容量可変型圧縮機のための容量制
御弁として、特開昭６３−１６１７７号公報に示されて
いるように、容量可変型圧縮機の吸入ポートとクランク
室とを連通する通路の開度を弁体の弁軸方向の移動によ
り調整して容量可変型圧縮機の容量制御を行う容量可変
型圧縮機用制御弁であって、容量可変型圧縮機の吸入圧
力に感応し、吸入圧力の低下に応じて伸長して弁体を閉
弁方向に移動させるベローズのような感圧手段と、前記
感圧手段に可変荷重を与えるソレノイド手段とを有し、
ソレノイド手段の発生荷重に応じて感圧手段の設定圧を
可変設定する設定圧可変式の容量制御弁が従来より知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】夏場の高負荷時等、圧
縮機の吸入圧力が高い時に、エンジン負荷低減等のため
に、圧縮機を完全なアンロード状態にしたい場合には、
容量制御弁を全閉状態にする必要があり、上述のような
従来の容量制御弁では、感圧手段（ベローズ）と弁体と
が一体構造になっていて、常に感圧手段の影響を受ける
ため、容量制御弁を全閉状態にするためには、ベローズ
内部のばねのばね力をかなり強くしなければならず、弁
体を開弁方向に駆動するソレノイド手段が感圧手段と同
じ側にあるため、ソレノイド手段がベローズ内部のばね
のばね力に対抗して弁体を開弁駆動するためには、相当
大きい吸引力を発生する大型のソレノイド手段が必要に
なるという問題点がある。

【０００４】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、比較的弱いばね力によって全閉状
態（完全なアンロード状態）にすることができ、これに
応じてソレノイド手段を小型化でき、また高圧補正も行
うことができる容量可変型圧縮機用制御弁を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、請求項１記載の発明による容量可変型圧縮機用
制御弁は、容量可変型圧縮機の吸入ポートとクランク室
とを連通する通路の開度を弁体の弁軸方向の移動により
調整して容量可変型圧縮機の容量制御を行う容量可変型
圧縮機用制御弁において、前記弁体の一方の側に当該弁
体と離接可能に配置され、容量可変型圧縮機の吸入圧力
に感応し、吸入圧力の低下に応じて伸長して前記弁体を
閉弁方向に移動させる感圧手段と、前記弁体の他方の側
に配置され、励磁されることにより前記弁体を開弁方向
に駆動するソレノイド手段と、前記弁体を閉弁方向に駆
動する付勢手段とを有しているものである。

【０００６】請求項２記載の発明による容量可変型圧縮
機用制御弁は、容量可変型圧縮機の吐出圧力が前記弁体
に開弁方向に作用するよう構成されているものである。

【０００７】請求項３記載の発明による容量可変型圧縮
機用制御弁は、前記弁体がボール弁体と当該ボール弁体
の前記他方の側に固定接続されたロッドとにより構成さ
れ、前記ロッドによって前記ソレノイド手段のプランジ
ャと連結され、前記感圧手段はベローズにより構成さ
れ、前記ボール弁体が前記一方の側にて前記ベローズの
一方の端面に離接可能に対向しているものである。

【０００８】請求項１の発明による容量可変型圧縮機用
制御弁によれば、ソレノイド手段が励磁されている場合
には、ソレノイド手段が発生する開弁方向の駆動力と吸
入圧力に感応する感圧手段による閉弁方向の駆動力との
平衡関係によって弁体の開度が決まり、その開度に応じ
てクランク室より吸入ポート側へ流れる流体圧流量が調
整され、容量可変型圧縮機の容量制御が行われれる。ソ
レノイド手段が消磁されると、弁体が付勢手段により感
圧手段より切り離されて閉弁駆動され、感圧手段の感応
動作とは無関係に付勢手段の付勢力によって全閉状態が
得られる。

【０００９】請求項２の発明による容量可変型圧縮機用
制御弁によれば、容量可変型圧縮機の吐出圧力が弁体に
開弁方向に作用し、吐出圧力対応の設定値補正（高圧補
正）が行われる。

【００１０】請求項３の発明による容量可変型圧縮機用
制御弁によれば、ロッドによって弁体がソレノイド手段
のプランジャと連結され、弁体はボール弁体をもってベ
ローズの一方の端面に離接可能に対向する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１２】（実施の形態１）図１は本発明による実施
の形態１の容量可変型圧縮機用制御弁を組み込まれた容
量可変型圧縮機を、図２はこの本発明による容量可変型
圧縮機用制御弁の実施の形態１を示している。

【００１３】斜板式容量可変型圧縮機１は、圧縮機ハウ
ジング２により画定されたクランク室３と、各々一方の
ストロークエンド部にてクランク室３に連通している複
数個のシリンダ室４とを有している。シリンダ室４の各
々にはピストン５が軸線方向に摺動自在に嵌合してお
り、各ピストン５のクランク室３側にはピストンロッド
６の一端が連結されている。

【００１４】圧縮機ハウジング２は駆動軸７を回転可能
に支持しており、駆動軸７は、プーリ８に掛け渡された
図示されていない駆動ベルトにより図示されていないエ
ンジンと駆動連結され、エンジンによって回転駆動され
る。

【００１５】駆動軸７はクランク室４内においてウオブ
ル板（斜板）９を公知の連繋機構（図示省略）により取
付角度変更可能にトルク伝達関係にて連結されており、
ウオブル板９のシリンダ室４側の板面にはピスントロッ
ド６が軸力伝達可能に係合している。

【００１６】ウオブル板９が傾斜状態にて駆動軸７によ
り回転駆動されることにより、各シリンダ室４のピスト
ン５がウオブル板９の傾斜角に応じたストロークをもっ
て往復動し、その傾斜角がクランク室圧力Ｐｃと各シリ
ンダ室４の吸入圧力（圧縮機吸入圧力）Ｐｓとの差圧に
応じて自動調整される。

【００１７】この場合、圧縮機１は、クランク室圧力Ｐ
ｃの上昇に応じてウオブル板９の傾斜角が減少してピス
トン５のストロークが低減することにより吐出容量を低
減し、クランク室圧力Ｐｃの低下に応じてウオブル板９
の傾斜角が増大してピストン５のストロークが増大する
ことにより吐出容量を増大し、クランク室圧力Ｐｃが吸
入圧力Ｐｓに実質的に等しい圧力になることによってフ
ルロード運転状態になる。

【００１８】各シリンダ室４には各々一方向弁による吸
入弁、吐出弁（図示省略）を有する吸入ポート１０と吐
出ポート１１とが形成されており、各シリンダ室４の吸
入ポート１０は吸入通路１２によって吸入接続ポート１
４に連通し、吐出ポート１１は吐出通路１３によって吐
出接続ポート１５に連通しており、吸入接続ポート１４
と吐出接続ポート１５とに、蒸発器、膨張弁、凝縮器
（放熱器）を含む冷凍サイクル装置の冷凍サイクル用循
環管路（図示省略）が接続されている。

【００１９】圧縮機ハウジング２には有底孔構造の制御
弁受入孔１６が形成されており、この制御弁受入孔１６
内にこの発明による容量可変型圧縮機用制御弁２０が挿
入固定されている。

【００２０】制御弁２０は、制御弁受入孔１６内に挿入
される円柱状の弁ハウジング２１を有している。

【００２１】弁ハウジング２１には、弁ハウジング２１
の上側中間部を径方向に横切って延在するクランク室側
通路２２と、弁ハウジング２１の下部側に形成されたベ
ローズ収容弁室２３と、ベローズ収容弁室２３に開口す
る吸入圧導入ポート２４と、ベローズ収容弁室２３とク
ランク室側通路２２とを連通接続する弁ポート２５およ
び弁座部２６とが形成されている。

【００２２】ベローズ収容弁室２３にはボール弁体２７
が配置されており、ボール弁体２７は、弁座部２６に選
択的に着座することにより弁ポート２５を開閉し、弁軸
方向（上下方向）の移動量に応じて弁ポート２５の開
度、換言すれば、クランク室側通路２２とベローズ収容
弁室２３との連通度を定量的に調整設定する。

【００２３】ベローズ収容弁室２３には感圧手段である
密閉構造のベローズ２８が配置されている。ベローズ２
８は、弁ハウジング２１のねじ部２１ａにねじ係合して
一方のエンド部材をなす調整ねじ部材２９と、他方の端
面部（上端面部）３０ａを一体に有する蛇腹状のベロー
ズ本体３０と、ベローズ本体３０内の端面部３０ａ側に
設けられたストッパ部材３１と、ベローズ２８を伸長方
向に付勢する圧縮コイルばね（ベローズ内部ばね）３２
とを有し、端面部３０ａにてボール弁体２７の一方の側
に離接可能に対向している。換言すれば、ボール弁体２
７が下底面側にてベローズ２８の一方の端面部３０ａに
離接可能に対向している。

【００２４】ボール弁体２７の他方の側（上側）には弁
軸方向に延在するロッド３３の先端側の小径部３３ａが
溶接等により固定接続されており、ロッド３３は大径部
３３ｂにて弁ハウジング２１に形成されたロッド案内孔
３４に摺動可能に係合している。

【００２５】弁ハウジング２１の上端部（ボール弁体２
７の他方の側）にはソレノイド取付部材３５が固定装着
されており、ソレノイド取付部材３５にソレノイド装置
３６が取り付けられている。ソレノイド装置３６は、ソ
レノイド取付部材３５に固定されたプランジャチューブ
３７および外函３８と、プランジャチューブ３７および
外函３８に固定された磁気ガイド部材３９と、プランジ
ャチューブ３７内に図にて上下方向に移動可能に配置さ
れたプランジャ４０と、ソレノイド取付部材３５に一体
構成された吸引子４１と、磁気ガイド部材３９とプラン
ジャ４０との間に設けられたプランジャばね４２と、プ
ランジャチューブ３７の外側に設けられたコイル部４３
とにより構成されており、プランジャ４０にロッド３３
が固定連結されている。なお、プランジャ４０には圧力
バランス通路４０ａが貫通形成されている。

【００２６】ロッド３３の中間部にはスナップリング４
４が固定されており、スナップリング４４とソレノイド
取付部材３５との間にボール弁体２７を閉弁方向に駆動
する付勢手段である閉弁ばね４５が取り付けられてい
る。

【００２７】上述の構成による容量可変型圧縮機用制御
弁２０は圧縮機ハウジング２に形成された制御弁受入孔
１６内に挿入固定され、クランク室側通路２２は圧縮機
ハウジング２に形成されたクランク室圧力通路１７によ
ってクランク室３に連通し、吸入圧力導入ポート２４は
圧縮機ハウジング２に形成された吸入圧力通路１８によ
って吸入ポート１０に連通している。なお、圧縮機ハウ
ジング２には、クランク室３と吐出ポート１１とを連通
するオリフィス通路２ａが形成されている。

【００２８】次に上述の構成よりなる容量可変型圧縮機
用制御弁２０の動作を説明する。

【００２９】圧縮機１の吸入圧力Ｐｓが、吸入ポート１
０より吸入圧力通路１８を経て吸入圧力導入ポート２４
よりベローズ収納弁室２３内に入り、ベローズ２８に作
用する。これにより、ベローズ２８は、圧縮機１の吸入
圧力Ｐｓとベローズ内圧（真空圧）との差圧に応じて伸
縮する。

【００３０】ソレノイド装置３６のコイル部４３に対す
る通電によってソレノイド装置３６が励磁されると、プ
ランジャ４０が吸引子４１に磁気的に吸引され、その吸
引力に応じてロッド３３を介してボール弁体２７が閉弁
ばね４５のばね力に抗して開弁方向に駆動され、ボール
弁体２７がベローズ２８の上端面部３０ａに当接する。

【００３１】これにより、ソレノイド装置３６が励磁さ
れている場合には、ソレノイド装置３６が発生する開弁
方向の駆動力と吸入圧力Ｐｓに感応するベローズ２８に
よる閉弁方向の駆動力との平衡関係によってボール弁体
２７の開度が決まり、その開度に応じてクランク室３よ
り吸入ポート１０側へ流れる流体圧流量が調整され、ク
ランク室圧力Ｐｃが調整されて圧縮機１の容量制御が行
われれる。

【００３２】ソレノイド装置３６のコイル部４３に対す
る通電が停止されてソレノイド装置３６が消磁される
と、閉弁ばね４５のばね力によってボール弁体２７がロ
ッド３３と共に上方へ移動し、ベローズ２８より切り離
されて弁座部２６に着座する。これにより、ベローズ２
８の感応動作とは無関係に閉弁ばね４５のばね力によっ
て全閉状態が得られる。

【００３３】この場合、比較的弱いばね力（閉弁ばね４
５のばね力）によって全閉状態（完全なアンロード状
態）にすることができ、これに応じてソレノイド装置３
６を小型化することができる。

【００３４】上述の構成による容量可変型圧縮機用制御
弁２０は、高圧影響を受けないタイプのものであり、こ
の容量可変型圧縮機用制御弁２０の使用では、夏場と冬
場の室外温度負荷の相違を補償するために、吐出圧セン
サにより吐出圧力Ｐｄを検出して制御系で高圧補正を行
うことができる。

【００３５】（実施の形態２）図３は本発明による実施
の形態２の容量可変型圧縮機用制御弁を組み込まれた容
量可変型圧縮機を、図４はこの本発明による容量可変型
圧縮機用制御弁の実施の形態２を示している。なお、図
３、図４において、図１、図２に対応する部分は、図
１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明
を省略する。

【００３６】この実施の形態では、制御弁２０の弁ハウ
ジング２１のソレノイド装置３６側に吐出ポート側通路
４６が追加形成されている。吐出ポート側通路４６はロ
ッド３３の外周面とロッド案内孔３４の内周面との間の
間隙や圧力バランス通路４０ａによりプランジャ室４７
に連通しており、圧縮機ハウジング２に形成された吐出
圧力通路１９によって吐出ポート側通路４６に導かれる
圧縮機１の吐出圧力Ｐｄがロッド３３を介してボール弁
体２７を開弁方向に付勢するようにロッド３３に作用す
る構造になっている。

【００３７】これにより、容量可変型圧縮機１の吐出圧
力Ｐｄがボール弁体２７に開弁方向に作用し、吐出圧力
対応の設定値補正（高圧補正）が行われる。この容量可
変型圧縮機用制御弁２０の使用では、夏場と冬場の室外
温度負荷の相違の補償を制御弁２０自体で行うことがで
き、吐出圧センサによる吐出圧力Ｐｄの検出を必要とし
ない。

【００３８】なお、この実施の形態でも、前述の実施の
形態と同様に、ソレノイド装置３６のコイル部４３に対
する通電が停止されてソレノイド装置３６が消磁される
と、閉弁ばね４５のばね力によってボール弁体２７がロ
ッド３３と共に上方へ移動し、ベローズ２８より切り離
されて弁座部２６に着座し、ベローズ２８の感応動作と
は無関係に閉弁ばね４５のばね力によって全閉状態が得
られるから、比較的弱いばね力（閉弁ばね４５のばね
力）によって全閉状態（完全なアンロード状態）にする
ことができ、これに応じてソレノイド装置３６を小型化
することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１記載の発明による容量可変型圧縮機用制御弁によれ
ば、ソレノイド手段が消磁されると、弁体が付勢手段に
より感圧手段より切り離されて閉弁駆動され、感圧手段
の感応動作とは無関係に付勢手段の付勢力によって全閉
状態が得られるから、比較的弱い付勢手段によって全閉
状態（完全なアンロード状態）を得ることができ、これ
に応じてソレノイド手段を小型化することができる。

【００４０】請求項２記載の発明による容量可変型圧縮
機用制御弁によれば、容量可変型圧縮機の吐出圧力が弁
体に開弁方向に作用し、吐出圧力対応の設定値補正（高
圧補正）が行われるから、夏場と冬場の室外温度負荷の
相違の補償を制御弁自体で行うことができる。

【００４１】請求項３の発明による容量可変型圧縮機用
制御弁によれば、ロッドによって弁体がソレノイド手段
のプランジャと連結され、弁体はボール弁体をもってベ
ローズの一方の端面に離接可能に対向し、ソレノイド手
段が消磁されると、ボール弁体が付勢手段の付勢力によ
ってベローズの一方の端面より離れてベローズの感応動
作とは無関係に全閉状態が得られるから、比較的弱い付
勢手段によって全閉状態（完全なアンロード状態）を得
ることができ、これに応じてソレノイド手段を小型化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による実施の形態１の容量可変型圧縮
機用制御弁を組み込まれた容量可変型圧縮機の一つの実
施の形態を示す断面図である。

【図２】この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実
施の形態１を示す断面図である。

【図３】この発明による実施の形態２の容量可変型圧縮
機用制御弁を組み込まれた容量可変型圧縮機の一つの実
施の形態を示す断面図である。

【図４】この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実
施の形態２を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 斜板式容量可変型圧縮機 ２ 圧縮機ハウジング ３ クランク室 ４ シリンダ室 ５ ピストン ７ 駆動軸 ９ ウオブル板 １０ 吸入ポート １１ 吐出ポート １６ 制御弁受入孔 １７ クランク室圧力通路 １８ 吸入圧力通路 １９ 吐出圧力通路 ２０ 制御弁 ２１ 弁ハウジング ２２ クランク室側通路 ２３ ベローズ収容弁室 ２４ 吸入圧導入ポート ２５ 弁ポート ２７ ボール弁体 ２８ ベローズ ３３ ロッド ３６ ソレノイド装置 ４０ プランジャ ４１ 吸引子 ４３ コイル部 ４５ 閉弁ばね ４６ 吐出ポート側通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 要一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA27 BA19 CA01 CA02 DA25 EA33 3H056 AA01 BB32 BB50 CA13 DD10 EE01 GG11 GG13 3H059 AA08 CD05 CD11 CE07 CF14 DD01 DD07 DD13 FF12 FF15 FF16 3H076 AA06 BB33 BB38 CC20 CC41 CC84 CC85 CC91

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変型圧縮機の吸入ポートとクラン
   ク室とを連通する通路の開度を弁体の弁軸方向の移動に
   より調整して容量可変型圧縮機の容量制御を行う容量可
   変型圧縮機用制御弁において、 前記弁体の一方の側に当該弁体と離接可能に配置され、
   容量可変型圧縮機の吸入圧力に感応し、吸入圧力の低下
   に応じて伸長して前記弁体を閉弁方向に移動させる感圧
   手段と、 前記弁体の他方の側に配置され、励磁されることにより
   前記弁体を開弁方向に駆動するソレノイド手段と、 前記弁体を閉弁方向に駆動する付勢手段と、 を有していることを特徴とする容量可変型圧縮機用制御
   弁。
2. 【請求項２】 容量可変型圧縮機の吐出圧力が前記弁体
   に開弁方向に作用するよう構成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の容量可変型圧縮機用制御弁。
3. 【請求項３】 前記弁体はボール弁体と当該ボール弁体
   の前記他方の側に固定接続されたロッドとにより構成さ
   れ、前記ロッドによって前記ソレノイド手段のプランジ
   ャと連結され、前記感圧手段はベローズにより構成さ
   れ、前記ボール弁体が前記一方の側にて前記ベローズの
   一方の端面に離接可能に対向していることを特徴とする
   請求項１または２に記載の容量可変型圧縮機用制御弁。