JP2002349432A - 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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俊樹 沖井
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正幸 今井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト設計を行える電磁制御付きの可変
容量型圧縮機用制御弁を提供する。 【解決手段】 入口ポート12と出口ポート13との間
に弁ポート15が形成され、弁ポート15の開度増減に
より流量制御を行う弁体16と、弁体16を開閉駆動す
る感圧ベローズ30およびソレノイド励磁手段26とを
有する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁であっ
て、ソレノイド励磁手段26は、ソレノイド組立体43
と、固定吸引子24と、ソレノイド組立体43の励磁に
より固定吸引子24に吸着するプランジャ27とを具備
し、プランジャ27は、その先端側にて弁体16と連繋
するとともに、その内部に感圧ベローズ30を収容する
収容部28が形成されており、感圧ベローズ30は、プ
ランジャ27内で、かつ弁体16側、つまり、プランジ
ャ27が受ける磁路にほとんど影響しない部分に配置さ
れてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載空調装置等で
使用される可変容量型圧縮機の容量制御を行う可変容量
型圧縮機用制御弁に関し、特に、感圧ベローズとソレノ
イド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量型圧縮
機用制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車載空調装置等で使用される可変容量型
圧縮機としては、クランク室圧力に応じて斜板の傾斜角
が可変設定されることにより吐出容量を変更する斜板式
の可変容量型圧縮機がよく知られており、斜板式可変容
量型圧縮機のクランク室圧力が制御されるものである。
可変容量型圧縮機用制御弁は、斜板式可変容量型圧縮機
のクランク室に吐出圧力を導入してクランク室圧力を制
御する流量制御弁である。
【0003】可変容量型圧縮機用制御弁には、特開平9
−268974号公報に示されているように、入口ポー
トと出口ポートとの間に弁ポートを形成した弁ハウジン
グと、前記弁ハウジング内に設けられて前記弁ポートの
開度増減により流量制御を行う弁体と、前記弁体を開閉
駆動する感圧ベローズおよびソレノイド励磁手段とを有
する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁が知られ
ている。
【0004】電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁
は、基本的には、感圧ベローズが圧縮機の吸入圧力に感
応して伸縮することにより、弁体を開閉駆動して弁ポー
トの開度を増減してクランク室圧力を吸入圧力に応じて
制御し、冷房負荷が大きい時にはソレノイド励磁手段の
励磁により弁体を閉弁方向に偏倚させて弁ポートの開度
を減少させ、クランク室圧力を吸入圧力に近付けて可変
容量型圧縮機の吐出容量を増大させる制御を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のような電磁制御
付きの可変容量型圧縮機用制御弁は、所期の目的を達成
する制御を行うが、従来の電磁制御付きの可変容量型圧
縮機用制御弁は、感圧ベローズとソレノイド励磁手段と
が弁体の開閉方向に並べて配置されるため、大型化し、
コンパクト設計を行うことが難しいと云う問題点があ
る。車載部品としての可変容量型圧縮機用制御弁のコン
パクト化は重要な要件である。また、このコンパクト化
は、可変容量型圧縮機用制御弁の弁軸方向及びソレノイ
ド励磁手段のコイルの径方向においても必要となるもの
である。
【0006】さらに、従来の電磁制御付きの可変容量型
圧縮機用制御弁は、ソレノイド励磁手段の電気部品であ
るソレノイド組立体(電磁コイル部)が弁ハウジングに
かしめ結合され、ソレノイド組立体を弁ハウジングに対
して後付けできる構造になっておらず、組立作業性に欠
け、ソレノイド組立体を制御弁の要求特性に応じて容易
に交換したり、保守時にソレノイド組立体を容易に交換
することができない。
【0007】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、コンパク
ト設計を行え、また、ソレノイド組立体を弁ハウジング
に対して後付けでき、ソレノイド組立体の取付け、交換
作業性が優れた構造の電磁制御付きの可変容量型圧縮機
用制御弁を提供することにある。
【0008】
【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、入口ポート
と出口ポートとの間に弁ポートが形成され、該弁ポート
の開度増減により流量制御を行う弁体と、該弁体を開閉
駆動する感圧ベローズおよびソレノイド励磁手段とを有
する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁であっ
て、前記ソレノイド励磁手段は、ソレノイド組立体と、
固定吸引子と、前記ソレノイド組立体の励磁により前記
固定吸引子に吸着するプランジャとを具備し、該プラン
ジャは、その先端側にて前記弁体と連繋するとともに、
その内部に前記感圧ベローズを収容する収容部が形成さ
れており、前記感圧ベローズは、前記プランジャ内で、
かつ前記弁体側の前記プランジャが受ける磁路にほとん
ど影響しない位置に配置されていることを特徴としてい
る。
【0009】上述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、プランジャに形成された収容部
に感圧ベローズが収容され、プランジャ内に感圧ベロー
ズが配置されることでコンパクト化を図ることができ、
しかも、感圧ベローズをプランジャが受ける磁路にほと
んど影響しない部分に配置させることで、可変容量型圧
縮機用制御弁の横方向に対するコンパクト化を図ること
ができる。
【0010】また、本発明に係る可変容量型圧縮機用制
御弁における好ましい具体的な態様は、前記プランジャ
は、前記弁体に向けて延設される延長側面部又は非磁性
の有底円筒部を有し、該延長側面部又は有底円筒部によ
って囲まれる内部に前記感圧ベローズを収容する内筒部
が形成されていることを特徴としている。さらに、本発
明に係る可変容量型圧縮機用制御弁における好ましい具
体的な態様は、前記有底円筒部は、前記プランジャに圧
入固定されていることを特徴としている。
【0011】
【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実施の形態を詳細に説明す
る。図1は本発明による可変容量型圧縮機用制御弁の実
施の形態1を示している。可変容量型圧縮機用制御弁は
全体を符合10により示されている。可変容量型圧縮機
用制御弁10は弁ハウジング11を有している。弁ハウ
ジング11は、入口ポート12と、出口ポート13と、
入口ポート12と出口ポート13との間に形成された弁
室14および弁ポート15とを有している。
【0012】弁室14には弁体16が図1で見て上下方
向(弁軸方向)に移動可能に設けられている。弁体16
は、大径の弁ランド部17を有し、弁ランド部17が弁
ポート15に離接することにより、弁ポート15の開度
を定量的に増減するようになっている。
【0013】弁ハウジング11の一方の端部(上端部)
には弁ガイド部材18がかしめ結合されており、弁ガイ
ド部材18はガイド孔19によって弁体16の弁軸方向
の移動を案内している。ガイド孔19の底部と弁体16
の上端部との間には弁体16を図1で見て下方、即ち閉
弁方向へ付勢する閉弁ばね20が設けられている。
【0014】弁ハウジング11の他方の端部(下端部)
にはOリング21、スペーサ22を介してプランジャチ
ューブ23の一端部に形成された取付けフランジ部23
aがかしめ固定結合されている。これにより、円筒状の
プランジャチューブ23は弁体16と同心位置にて弁ハ
ウジング11に固定されている。プランジャチューブ2
3の先端(他端部)にはソレノイド励磁手段26の固定
吸引子24が溶接等により同心状態で固定されている。
固定吸引子24はプランジャチューブ23の外径に等し
い外径の円形横断面部材により構成され、プランジャチ
ューブ23の外周面と固定吸引子24の外周面は同心状
態で面一になっている。
【0015】弁ハウジング11は他方の端部側に、プラ
ンジャチューブ23の円筒部23bと固定吸引子24と
共働して密閉構造のプランジャ収容・感圧室25を画定
している。プランジャ収容・感圧室25にはソレノイド
励磁手段26のプランジャ27が図1で見て上下方向
(弁軸方向)に移動可能に設けられている。プランジャ
27はプランジャチューブ23の円筒部23bに摺動可
能に係合しており、換言すれば、プランジャチューブ2
3の円筒部23bがプランジャ27を軸線方向に摺動可
能に収容している。
【0016】また、図示のように、弁ハウジング11及
び弁ガイド部材18には、弁体16の上端側と下端側と
の圧力を均圧にさせる均圧路55a及び55bが穿設さ
れており、プランジャ収容・感圧室25に流入する吸入
圧力Psの冷媒ガスが、均圧路55a及び55bを介し
て弁ガイド部材18の内部に流入される。
【0017】プランジャ27は、内部に感圧ベローズ3
0を収容する収容部(感圧ベローズ収容内筒部)28が
形成されたカップ形状をなし、先端側(上端側)に固定
されたエンド部材29にて弁体16のステム部16aに
当接している。弁体16は、閉弁ばね20のばね力によ
ってステム部16aの先端をエンド部材29に押し付け
られており、プランジャ27、エンド部材29が降下移
動することに応じて閉弁ばね20のばね力によって閉弁
移動し、プランジャ27、エンド部材29が上昇移動す
ることにより、閉弁ばね20のばね力に抗して開弁方向
に移動する。なお、図示されているように、エンド部材
29が弁ハウジング11の端面11aに当接している状
態が最大開弁状態である。
【0018】感圧ベローズ収容内筒部28内には感圧ベ
ローズ30が配置されている。感圧ベローズ30は、金
属製のベローズ本体31と、ベローズ本体31の両端に
固定されてベローズ本体内部に真空室32を画定するス
トッパ兼用のエンド部材33およびエンド部材34と、
エンド部材34に固定されたストッパ部材35と、エン
ド部材33と34との間に設けられたベローズ内部ばね
36とにより構成され、外部圧力、即ち、感圧ベローズ
収容内筒部28の圧力と真空室32との差圧に応じて弁
体16の弁軸方向に伸縮する。
【0019】感圧ベローズ30の一方のエンド部材33
はプランジャ27のエンド部材29と係合しており、エ
ンド部材33と29との間には圧縮コイルばね37が設
けられている。固定吸引子24にはOリング38を介し
て気密状態でアジャストプラグ39がねじ係合してお
り、アジャストプラグ39には連結ロッド40の一端が
固定連結されている。連結ロッド40は、プランジャ2
7に形成された貫通孔27aを貫通して感圧ベローズ収
容内筒部28内に突出し、この突出端にて感圧ベローズ
30の他方のエンド部材34に係合している。換言すれ
ば、感圧ベローズ30の他方のエンド部材34が連結ロ
ッド40によってアジャストプラグ39と接続されてい
る。
【0020】アジャストプラグ39には六角レンチ孔3
9aが形成され、六角レンチによってアジャストプラグ
39の固定吸引子24に対するねじ係合位置を調節する
ことができる。このアジャストプラグ39の固定吸引子
24に対するねじ係合位置の調節により、感圧ベローズ
30の初期状態を調節できる。
【0021】また、弁ハウジング11にはプランジャ収
容・感圧室25内に作動流体圧を導くための作動流体圧
ポート51が形成されており、エンド部材29には作動
流体圧を感圧ベローズ収容内筒部28内に導くための貫
通孔29aが貫通形成されている。
【0022】プランジャ27に取り付けられた座板41
と固定吸引子24との間には、プランジャ27を固定吸
引子24より引き離す方向に付勢するプランジャばね4
2が取り付けられている。プランジャチューブ23と固
定吸引子24の外側には、ソレノイド励磁手段26の筒
状のソレノイド組立体43が、抜き差し可能に嵌合した
状態で、弁ハウジング11側にスペーサ44を挟んでC
リング45によって固定装着されている。
【0023】ソレノイド組立体43は、カップ形状のソ
レノイドケース46と、ソレノイドケース46の開口端
に固定されたリング状のエンドカバー47と、ソレノイ
ドケース46内に設けられたコイルボビン48と、コイ
ルボビン48に巻装された巻線部49と、配線部50と
により構成され、巻線部49に対する通電により励磁
し、プランジャばね42のばね力に抗してプランジャ2
7を固定吸引子24に吸着あるいは接近させる。
【0024】可変容量型圧縮機用制御弁10は、図1に
示されているように、弁ハウジング11を可変容量型圧
縮機のケース100に形成された弁装着孔101に嵌挿
され、弁ハウジング11の各ポート12、13、51を
気密分離するためのOリング52,53、54が各々装
着されている。可変容量型圧縮機用制御弁10は、ケー
ス100に対する取付けにより、入口ポート12が吐出
圧通路102に連通し、出口ポート13がクランク室通
路103に連通し、作動流体圧ポート51が吸入圧通路
104に連通する。なお、ソレノイド組立体43は、放
熱のために、弁装着孔101外にある。つぎに、上述の
構成による可変容量型圧縮機用制御弁10の動作につい
て説明する。
【0025】吸入圧通路104より作動流体圧ポート5
1に可変容量型圧縮機の吸入圧が与えられ、感圧ベロー
ズ収容内筒部28内の感圧ベローズ30に作用する吸入
圧が上昇すると、感圧ベローズ30が収縮し、これによ
ってエンド部材29、プランジャ27がプランジャばね
42のばね力に抗して固定吸着子24の側に移動し、こ
の移動に伴って弁体16が閉弁ばね20のばね力により
閉弁方向へ移動し、弁ポート15の開度が減少する。こ
れにより、可変容量型圧縮機の吐出流体がクランク室に
導入される流量が低減し、クランク室圧が低下して可変
容量型圧縮機の吐出容量が増大する。
【0026】これに対し、感圧ベローズ収容内筒部28
内の感圧ベローズ30に作用する吸入圧が低下すると、
感圧ベローズ30が伸長し、これによってエンド部材2
9、プランジャ27がプランジャばね42のばね力によ
って固定吸着子24より離れる側に移動し、この移動に
伴って弁体16が押されるようにして閉弁ばね20のば
ね力に抗して開弁方向へ移動し、弁ポート15の開度が
増大する。これにより、可変容量型圧縮機の吐出流体が
クランク室に導入される流量が増大し、クランク室圧が
上昇して可変容量型圧縮機の吐出容量が低減する。
【0027】ソレノイド組立体43の巻線部49に対し
て通電が行われると、巻線部49が励磁し、プランジャ
27、エンド部材29が、プランジャばね42のばね力
に抗して固定吸引子24に吸着あるいは接近する。これ
により、弁体16が閉弁ばね20のばね力により閉弁方
向へ移動し、弁ポート15の開度が減少し、可変容量型
圧縮機の吐出流体がクランク室に導入される流量が低減
し、これに伴いクランク室圧が低下して可変容量型圧縮
機の吐出容量が増大する。
【0028】ソレノイド組立体43の巻線部49に対す
る通電が停止されると、巻線部49が消磁し、プランジ
ャ27、エンド部材29がプランジャばね42のばね力
によっても元の位置に戻り、弁体16の開弁方向へ移動
し、弁ポート15の開度が増大し、可変容量型圧縮機の
吐出流体がクランク室に導入される流量が増大し、これ
に伴いクランク室圧が上昇して可変容量型圧縮機の吐出
容量が低減する。
【0029】上述したように、可変容量型圧縮機用制御
弁10は、プランジャ27に形成された感圧ベローズ収
容内筒部28に感圧ベローズ30を収容しているから、
特に弁軸方向の寸法を小さくしてコンパクト化を図るこ
とができる。また、アジャストプラグ39によって感圧
ベローズ30の初期状態を調節し、可変容量型圧縮機用
制御弁10の制御特性を調節できる。また、筒状のソレ
ノイド組立体43がプランジャチューブ23と固定吸引
子24の外側に抜き差し可能に嵌合した状態で固定装着
されているから、ソレノイド組立体43を弁ハウジング
11に対して後付けでき、ソレノイド組立体43の取付
け、交換を容易に行うことができる。
【0030】図2〜図7は本発明による可変容量型圧縮
機用制御弁の実施の形態2〜7を示している。この実施
形態においては、入口ポート12がクランク室通路に連
通し、出口ポート13が吐出圧通路に連通し、作動流体
圧ポート51は吸入圧通路に連通するよう構成されてい
る。なお、図2〜図7において、図1に対応する部分
は、図1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。
【0031】図2に示されている実施の形態2の可変容
量型圧縮機用制御弁10では、閉弁ばね20として、円
筒状の圧縮コイルばねに代えて円錐状の圧縮コイルばね
が用いられており、閉弁ばね20は弁体16と弁ハウジ
ング11との間に取り付けられている。図3に示されて
いる実施の形態3の可変容量型圧縮機用制御弁10で
は、弁ポート15の開度調節を行う弁体16が用いられ
ており、該弁体16はステム部16aを有している。
【0032】図4に示されている実施の形態4の可変容
量型圧縮機用制御弁10では、弁ハウジング11の上端
部分にアジャストばねリテーナ56がねじ係合してお
り、アジャストばねリテーナ56と弁体16との間に閉
弁ばね20が取り付けられている。また、アジャストば
ねリテーナ56に六角レンチ孔を兼ねた入口ポート12
が貫通形成されている。この実施の形態では、アジャス
トばねリテーナ56の弁ハウジング11に対するねじ係
合位置の調節により、閉弁ばね20の設定ばね荷重を調
節でき、これによって可変容量型圧縮機用制御弁10の
制御特性を調節できる。
【0033】図5に示されている実施の形態5の可変容
量型圧縮機用制御弁10では、弁ハウジング11の上端
部分に圧入ばねリテーナ57が固定位置を調節可能に圧
入固定されており、圧入ばねリテーナ57と弁体16と
の間に閉弁ばね20が取り付けられている。また、圧入
ばねリテーナ57には入口ポート12が貫通形成されて
いる。この実施の形態では、圧入ばねリテーナ57の弁
ハウジング11に対する圧入固定位置の調節により、閉
弁ばね20の設定ばね荷重を調節でき、これによって可
変容量型圧縮機用制御弁10の制御特性を調節できる。
【0034】図6に示されている実施の形態6の可変容
量型圧縮機用制御弁10では、カップ形状をなすプラン
ジャ27が、弁体16側に向けてさらに延長される延長
側面部27bを有しており、その延長側面部27bの内
部に感圧ベローズ収容内筒部28が形成され、この感圧
ベローズ収容内筒部28に感圧ベローズ30が収容され
ている。また、延長側面部27bには作動流体圧を感圧
ベローズ収容内筒部28に導くための貫通孔27cが貫
通形成されている。
【0035】この実施の形態では、プランジャ27内に
感圧ベローズ30が配置されるものの、この感圧ベロー
ズ30を固定吸引子24側からステム部16a側に移動
させることにより、感圧ベローズ30をプランジャ27
の内側であって、前記弁体16のステム16a側、つま
り、感圧ベローズ30をプランジャ27が受ける磁路に
ほとんど影響しない部分に配置して巻線部49の径を細
くすることができ、これによって可変容量型圧縮機用制
御弁10の径方向(横方向)に関するコンパクト化を図
ることができる。
【0036】図7に示されている実施の形態7の可変容
量型圧縮機用制御弁10では、プランジャ27の上端部
分27dに非磁性の有底円筒部材27eが圧入固定され
ており、有底円筒部材27eの内部に感圧ベローズ収容
内筒部28が形成されて感圧ベローズ30が収容されて
いる。換言すれば、前記各実施の形態と同様に、プラン
ジャ27内に感圧ベローズ30が抱きかかえられるもの
の、感圧ベローズ30がプランジャ27の磁路にほとん
ど影響を与えない位置に配置されている。また、有底円
筒部材27eには作動流体圧を内部に導くための貫通孔
27fが形成されている。そして、有底円筒部材27e
の底面27gは、エンド部材33を介して感圧ベローズ
30を受けるとともに、ステム部16aに当接されてい
る。
【0037】この実施の形態では、プランジャ27が磁
性部分と非磁性部分とに分けられ、非磁性部分からなる
有底円筒部材27eの内部に感圧ベローズ30が収容さ
れ、感圧ベローズ30の圧力による変位は、この有底円
筒部材27eを介してプランジャ27及びステム部16
aに伝えられることにより、プランジャ27の磁路に影
響を与えることなく巻線部49の径を細くすることがで
き、この場合にも可変容量型圧縮機用制御弁10の径方
向(横方向)に関するコンパクト化を図ることができ
る。なお、実施の形態2〜7の可変容量型圧縮機用制御
弁10は、上述以外は実施の形態1のものと同様に構成
されていることから、実施の形態1のものと同様な作
用、効果を得ることができる。
【0038】
【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によれば、プランジ
ャに形成された感圧ベローズを収容する収容部に感圧ベ
ローズが配置されていることから、可変容量型圧縮機用
制御弁のコンパクト化を図ることができ、さらに、感圧
ベローズがプランジャの磁路に影響を与えない位置に配
置されているので、可変容量型圧縮機用制御弁の弁軸方
向及びソレノイド励磁手段の径方向に対して所望のコン
パクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る可変容量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2】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態2を示す断面図である。
【図3】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態3を示す断面図である。
【図4】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態4を示す断面図である。
【図5】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態5を示す断面図である。
【図6】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態6を示す断面図である。
【図7】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施
の形態7を示す断面図である。
【符号の説明】
10 可変容量型圧縮機用制御弁 12 入口ポート 13 出口ポート 15 弁ポート 16 弁体 24 固定吸引子 26 ソレノイド励磁手段 27 プランジャ 27b 延長側面部 27e 有底円筒部 28 収容部(感圧ベローズ収容内筒部) 30 感圧ベローズ 43 ソレノイド組立体
───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 3H045 AA04 AA27 BA12 CA02 CA03 CA13 DA25 DA43 EA13 EA27 EA33 EA42 3H076 AA06 BB32 CC03 CC20 CC84 CC85 3H106 DA05 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD04 DD06 EE34 GA15 KK23 KK34

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口ポートと出口ポートとの間に弁ポー
    トが形成され、該弁ポートの開度増減により流量制御を
    行う弁体と、該弁体を開閉駆動する感圧ベローズおよび
    ソレノイド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量
    型圧縮機用制御弁において、 前記ソレノイド励磁手段は、ソレノイド組立体と、固定
    吸引子と、前記ソレノイド組立体の励磁により前記固定
    吸引子に吸着するプランジャとを具備し、 該プランジャは、その先端側にて前記弁体と連繋すると
    ともに、その内部に前記感圧ベローズを収容する収容部
    が形成されており、前記感圧ベローズは、前記プランジ
    ャ内で、かつ前記弁体側の前記プランジャが受ける磁路
    にほとんど影響しない部分に配置されていることを特徴
    とする可変容量型圧縮機用制御弁。
  2. 【請求項2】 前記プランジャは、前記弁体に向けて延
    設される延長側面部を有し、該延長側面部によって囲ま
    れる内部に前記収容部が形成されていることを特徴とす
    る請求項1記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
  3. 【請求項3】 前記プランジャは、前記弁体に向けて延
    設される非磁性の有底円筒部を有し、該有底円筒部によ
    って囲まれる内部に前記収容部が形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
  4. 【請求項4】 前記有底円筒部は、前記プランジャに圧
    入固定されていることを特徴とする請求項3記載の可変
    容量型圧縮機用制御弁。
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