JP2001342946A - 容量可変型圧縮機用制御弁 - Google Patents

容量可変型圧縮機用制御弁

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健久 横田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出圧力の高圧化に拘わらず、電磁コイルを
大型化する必要がなく、デューティー制御での耐久性に
富み、併せて圧力バランスを取る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。 【解決手段】 電磁コイル装置２４により開閉駆動され
る弁体１７の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク
室圧力Ｐｃを制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行
い、電磁コイル装置２４の内部にプランジャ３３を有す
るプランジャ室３４を有し、プランジャ室３４に容量可
変型圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される容量可変型圧縮
機用制御弁において、両端に容量可変型圧縮機Ｐｓの吸
入圧力を及ぼされ、中間部にて他の圧力を軸力方向に受
けないよう構成された、弁体１７と一体の弁棒１８を有
し、この弁棒１８の軸線方向移動量を規制する上部スト
ッパ３７及び下部ストッパ２０を両端に設ける。

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、特公平７−８４８６５号公報、特開平５−
９９１３６号公報、特開平９−１６６０８６号公報に示
されているように、電磁コイル装置により開閉駆動され
る弁体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧
力を制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式
の容量可変型圧縮機用制御弁が従来より知られており、
これら従来の容量可変型圧縮機用制御弁では、弁部がボ
ール弁、ニードル弁、スプール弁により構成されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した弁部がボール
弁、ニードル弁により構成された従来の容量可変型圧縮
機用制御弁では、閉弁時に弁体が弁座（シート）に対し
て角度を持って接触することから、特に、弁体が繰り返
し着座するデューティー制御を行うと、弁座が変形し圧
力バランスが崩れて作動電圧が上昇してしまいやすいと
いう不具合があり、耐久性に劣っていた。
【０００４】また、スプール弁により構成された従来の
容量可変型圧縮機用制御弁では、ボール弁やニードル弁
のように閉弁時に弁体が弁座（シート）に対して角度を
持って接触することがないので、弁座の変形により圧力
バランスが崩れることはないものの、弁体の弁座に対す
る密着度が相対的に低くなることから、弁漏れが多くな
ってしまうという不具合があった。
【０００５】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、吐出圧力の高圧化に拘わらず、
電磁コイルを大型化する必要がなく、併せて圧力バラン
スを取ることができ、耐高圧性を有するストッパ構造を
組み込む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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、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、電磁コイル装置により開閉駆動される弁体の開
度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を制御し
て容量可変型圧縮機の容量制御を行い、前記電磁コイル
装置の内部にプランジャを有するプランジャ室を有し、
前記プランジャ室に吸入圧力が導入される容量可変型圧
縮機用制御弁において、前記弁体と一体の弁棒を有し、
前記弁棒は、両端に容量可変型圧縮機の吸入圧力を及ぼ
され、中間部にて他の圧力を軸力方向に受けないよう構
成され、前記弁棒の両端には、当該弁棒の軸線方向移動
量を規制するストッパが設けられているものである。
【０００７】また、上述の目的を達成するために、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、電
磁コイル装置により開閉駆動される弁体の開度に応じて
容量可変型圧縮機のクランク室圧力を制御して容量可変
型圧縮機の容量制御を行い、前記電磁コイル装置の内部
にプランジャを有するプランジャ室を有し、前記プラン
ジャ室に吸入圧力が導入される容量可変型圧縮機用制御
弁において、前記弁体と一体の弁棒を有し、前記弁棒
は、両端に容量可変型圧縮機の吸入圧力を及ぼされ、前
記弁棒の中間部には、他の圧力を軸力方向に受けないよ
う両側に圧力を導くための貫通孔を有し弁棒の軸線方向
移動量を規制するストッパフランジが設けられているも
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、プランジャ室に可変型圧縮機の吸入圧
力が導入され、しかも、弁棒の両端に容量可変型圧縮機
の吸入圧力を及ぼされ、中間部にて他の圧力を軸力方向
に受けないよう構成され、弁棒の両端に当該弁棒の軸線
方向移動量を規制するストッパが設けられ、ストッパが
圧力バランスを崩すことがない。
【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、プランジャ室に可変型圧縮機の吸入圧
力が導入され、しかも、弁棒の両端に容量可変型圧縮機
の吸入圧力を及ぼされ、中間部に他の圧力を軸力方向に
受けないよう両側に圧力を導くための貫通孔を有して弁
棒の軸線方向移動量を規制するストッパフランジが設け
られ、ストッパフランジが圧力バランスを崩すことがな
い。
【００１０】
【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。
【００１１】図１〜図３は実施の形態の容量可変型圧縮
機用制御弁を示している。
【００１２】容量可変型圧縮機用制御弁１０は円柱状の
弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１はね
じ又はかしめにて結合された上部ハウジング１１Ａと下
部ハウジング１１Ｂとにより構成されており、この弁ハ
ウジング１１には、弁ハウジング１１の中間部を径方向
に横切って延在する吸入ポート側通路１２、クランク室
側通路１３、吐出ポート側通路１４と、吸入ポート側通
路１２とクランク室側通路１３とを連通接続する吸入圧
弁ポート１５と、クランク室側通路１３と吐出ポート側
通路１４とを連通接続する吐出圧弁ポート１６とが形成
されている。
【００１３】弁ハウジング１１には吸入圧弁ポート１５
と吐出圧弁ポート１６とを互いに相反する関係で開閉す
る弁体１７を一体に有する弁棒１８が上下動可能に設け
られている。この実施の形態では、弁体１７の上昇移動
によって吸入圧弁ポート１５の開度が減少して吐出圧弁
ポート１６の開度が増大し、これとは反対に弁体１７の
降下移動によって吸入圧弁ポート１５の開度が増大して
吐出圧弁ポート１６の開度が減少する。
【００１４】弁ハウジング１１の下端部には調整ねじ部
材１９がねじ係合しており、調整ねじ部材１９と弁棒１
８の下端に形成されている下部ストッパ２０との間に弁
ばね２１が設けられており、弁ばね２１は弁棒１８を上
方へ付勢している。調整ねじ部材１９と下部ストッパ２
０との間には弁ばね２１を収容するばね室２２が画定さ
れており、弁ハウジング１１には圧力バランスのために
ばね室２２に圧縮機の吸入圧力Ｐｓを導入する吸入圧力
導入ポート２３が形成されている。
【００１５】弁ハウジング１１の上端部には電磁コイル
装置２４が取り付けられている。電磁コイル装置２４
は、弁ハウジング１１に固定された吸引子２５と、吸引
子２５に固定された下蓋２６と、吸引子２５に固定され
たプランジャチューブ２７と、下蓋２６に固定された外
函２７Ａと、外函２７Ａの内側に固定されたコイルボビ
ン２８、巻線部２９、磁気ガイド部材３０と、プランジ
ャチューブ２７を蓋するプラグ部材３１と、プランジャ
チューブ２７内（プランジャ室３２）に上下動可能に設
けられたプランジャ３３と、プラグ部材３１とプランジ
ャ３３との間に設けられたプランジャばね３４とにより
構成されている。
【００１６】吸引子２５には中心孔３５が貫通形成され
ており、中心孔３５にはプランジャ３３と弁棒１８とを
連繋する連結棒３６が上下動可能に嵌合している。
【００１７】吸入ポート側通路１２は弁棒１８の上端に
形成されている上部ストッパ３７と上部ストッパ３７を
受け入れる弁ハウジング１１の嵌合孔３８との間の間
隙、連結棒３６と吸引子２５の中心孔３５との間の間隙
を経てプランジャ室３２に連通しており、プランジャ３
３には均圧孔（貫通孔）３９が形成されている。
【００１８】下部ストッパ２０は、調整ねじ部材１９の
ストッパ部４０の上面と対向し、弁棒１８の最降下位置
を規定している。また、上部ストッパ３７は吸引子２５
の下底面と対向し、弁棒１８の最上昇位置を規定してい
る。
【００１９】次に上述の構成よりなる容量可変型圧縮機
用制御弁１０の動作を説明する。電磁コイル装置２４の
デューティ比制御或いは電流値制御により、電磁コイル
装置２４の発生荷重と弁ばね２１のばね荷重との平衡関
係により弁体１７を含む弁棒１８の上下動し、それに応
じて吸入圧弁ポート１５の開度と吐出圧弁ポート１６の
開度とが互い相反する関係で増減する。これにより、吸
入ポート側通路１２とクランク室側通路１３との流量
と、クランク室側通路１３と吐出ポート側通路１４との
流量が相反する関係で増減し、Ｐｄ−Ｐｃ間流量とＰｃ
−Ｐｓ間流量との比率により圧縮機のクランク室圧力が
制御され、容量可変型圧縮機の容量制御が行われる。
【００２０】なお、電磁コイル装置２４のコイル無通電
時には、図示されているように、吸入圧弁ポート１５が
全閉になって吐出圧弁ポート１６が全開になり、容量可
変型圧縮機はフルアンロード運転状態になる。
【００２１】圧縮機の吸入圧力Ｐｓは、吸入ポート側通
路１２より、上部ストッパ３７と嵌合孔３８との間の間
隙、連結棒３６と中心孔３５との間の間隙を経てプラン
ジャ室３２に入る。これにより、プランジャ室３２に圧
縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００２２】また、弁棒１８の最降下位置は、下部スト
ッパ２０と調整ねじ部材１９のストッパ部４０とにより
規定され、弁棒１８の最上昇位置は、上部ストッパ３７
と吸引子２５とにより規定されるから、弁体１７にスト
ッパ機能を持たせる必要（圧力バランスを犠牲にして弁
体１７のフランジ径をシート径より充分に大きくするこ
と）がなくなり、弁径Ｄ１４をシート径Ｄ１１あるいは
Ｄ１２に略合わせることが可能になり、弁棒１８の上下
両端に同じ吸入圧力Ｐｓを及ぼされることと、Ｄ１１＝
Ｄ１２＝Ｄ１３（＝Ｄ１４）として完全な圧力バランス
構造を取ることができる。
【００２３】これにより、弁体１７への圧力影響をなく
すことができ、吐出圧力Ｐｄが高圧になっても弁開度特
性に影響を与えることがなく、併せて弁駆動力の低減に
より電磁コイル装置２４の小型化が可能になる。
【００２４】また、上述のような上下のストッパ機構が
ない場合には、弁径Ｄ１４を略シート径Ｄ１１あるいは
Ｄ１２にすると、弁体のシート面への食い込みにより耐
久性が低下するが、上下のストッパ機構が設けられてい
ることで、デューティ比制御が行われても、弁体１７が
シート面４１（図３参照）へ食い込むことがなく、高耐
圧性のもとに、これらの部分の耐久性が確保される。
【００２５】図４、図５は、この発明による実施の形態
の容量可変型圧縮機用制御弁１０の変形例を示してい
る。なお、図４、図５において、図１、図２に示されて
いるもの同等あるいは同一の構成要件には、図１に付け
た符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００２６】この変形例では、フランジ両側に圧力を導
くための貫通孔４２を有するストッパフランジ４３が弁
体１７の外周部に設けられている。ストッパフランジ４
３は、弁室４４の下面に当接することにより弁体１７の
最降下位置を規定し、弁室４４の上面に当接することに
より弁体１７の最上昇位置を規定し、何れの面とも線接
触あるいは点接触する。貫通孔４２が設けられているこ
とにより、ストッパフランジ４３の両側に同じ圧力が導
かれるから、ストッパフランジ４３が圧力バランスを崩
すことがない。
【００２７】上述のこと以外は、図１、図２に示されて
いるものと同様に構成されているので、図４、図５に示
されている制御弁１０でも、図１、図２に示されている
ものと同じ、作用、効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、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、弁
棒の両端に容量可変型圧縮機の吸入圧力を及ぼされ、中
間部にて他の圧力を軸力方向に受けないよう構成されて
いるから、弁駆動力の低減により電磁コイル装置の小型
化が可能となり、また、弁棒の両端に当該弁棒の軸線方
向移動量を規制するストッパが設けられ、ストッパが圧
力バランスを崩すことがないから、ＣＯ2 等の冷媒を使
用する超臨界蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置で、吐出圧
力が高圧になっても、電磁コイル装置を大型化する必要
がなくなり、小型化設計が可能になり、併せてデューテ
ィー制御での充分な耐久性を得ることができる。
【００２９】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、弁棒の両端に容量可変型圧縮機の吸入
圧力を及ぼされ、中間部に他の圧力を軸力方向に受けな
いよう両側に圧力を導くための貫通孔を有して弁棒の軸
線方向移動量を規制するストッパフランジが設けられ、
ストッパフランジが圧力バランスを崩すことがないか
ら、ＣＯ2 等の冷媒を使用する超臨界蒸気圧縮式の冷凍
サイクル装置で、吐出圧力が高圧になっても、電磁コイ
ル装置を大型化する必要がなくなり、小型化設計が可能
になり、併せてデューティー制御での充分な耐久性を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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
施の形態の要部を示す拡大断面図である。
【図３】図２のＢ部分の拡大断面図である。
【図４】この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実
施の形態の変形例を示す断面図である。
【図５】この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実
施の形態の変形例の要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 容量可変型圧縮機用制御弁 １１ 弁ハウジング １２ 吸入ポート側通路 １３ クランク室側通路 １４ 吐出ポート側通路 １５ 吸入圧弁ポート １６ 吐出圧弁ポート １７ 弁体 １８ 弁棒 ２０ 下部ストッパ ２１ 弁ばね ２３ 吸入圧力導入ポート ２４ 電磁コイル装置 ２５ 吸引子 ２７ プランジャチューブ ２９ 巻線部 ３２ プランジャ室 ３３ プランジャ ３７ 上部ストッパ ４０ ストッパ部 ４２ 貫通孔 ４３ ストッパフランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小宮 靖雄 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 AA12 AA27 BA14 BA31 CA02 CA03 CA13 DA25 EA13 EA20 EA26 EA33 EA42 3H076 AA06 BB28 BB32 BB38 BB43 CC84

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁コイル装置により開閉駆動される弁
    体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を
    制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行い、前記電磁
    コイル装置の内部にプランジャを有するプランジャ室を
    有し、前記プランジャ室に吸入圧力が導入される容量可
    変型圧縮機用制御弁において、 前記弁体と一体の弁棒を有し、前記弁棒は、両端に容量
    可変型圧縮機の吸入圧力を及ぼされ、中間部にて他の圧
    力を軸力方向に受けないよう構成され、前記弁棒の両端
    には、当該弁棒の軸線方向移動量を規制するストッパが
    設けられ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】 電磁コイル装置により開閉駆動される弁
    体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を
    制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行い、前記電磁
    コイル装置の内部にプランジャを有するプランジャ室を
    有し、前記プランジャ室に吸入圧力が導入される容量可
    変型圧縮機用制御弁において、 前記弁体と一体の弁棒を有し、前記弁棒は、両端に容量
    可変型圧縮機の吸入圧力を及ぼされ、前記弁棒の中間部
    には、他の圧力を軸力方向に受けないよう両側に圧力を
    導くための貫通孔を有し弁棒の軸線方向移動量を規制す
    るストッパフランジが設けられていることを特徴とする
    容量可変型圧縮機用制御弁。
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