JP2004324882A - Control valve, variable displacement compressor and refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、制御弁および容量可変型圧縮機および冷凍サイクル装置に関し、特に、容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用される制御弁および容量可変型圧縮機および容量可変型圧縮機を含む車載用空気調和装置等に使用される冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a control valve, a variable displacement compressor and a refrigeration cycle device, and more particularly to a control valve used as a displacement control valve of a variable displacement compressor, and a vehicle including the variable displacement compressor and the variable displacement compressor. The present invention relates to a refrigeration cycle device used for an air conditioner or the like.
車載用空調装置などで使用される冷凍サイクル装置では、圧縮機として、斜板式の容量可変型圧縮機が多く使用されている。斜板式の容量可変型圧縮機は、斜板を収容したクランク室の内圧(クランク室圧力)に応じて吐出容量を定量的に変化する。すなわち、クランク室圧力の上昇に応じて斜板傾斜角が小さくなって吐出容量を低減し、これとは逆に、クランク室圧力の低減に応じて斜板傾斜角が大きくなって吐出容量を増大する。この吐出容量の制御は、吐出容量(吐出流量)を検出し、検出された吐出容量に応じてクランク室圧力を制御することにより、フィードバック補償式に行うことができる。 In a refrigeration cycle device used in an in-vehicle air conditioner or the like, a swash plate type variable displacement compressor is often used as a compressor. The swash plate type variable displacement compressor quantitatively changes the discharge capacity in accordance with the internal pressure (crank chamber pressure) of the crank chamber containing the swash plate. In other words, the swash plate inclination angle decreases as the crankcase pressure increases, and the discharge capacity decreases. Conversely, the swash plate inclination angle increases as the crankcase pressure decreases, increasing the discharge capacity. I do. The control of the discharge capacity can be performed in a feedback compensation manner by detecting the discharge capacity (discharge flow rate) and controlling the crank chamber pressure according to the detected discharge capacity.
容量可変型圧縮機の吐出流路の上流側と下流側とに所定量離れた2位置の圧力差は、吐出流量に応じた圧力損失と正の相関性を示すから、この圧力差を感知して吐出容量に応じたクランク室圧力制御を行う差圧応動式の容量制御弁がある(例えば、特許文献1、2)。 Since the pressure difference at two positions separated by a predetermined amount between the upstream side and the downstream side of the discharge flow path of the variable displacement compressor shows a positive correlation with the pressure loss according to the discharge flow rate, this pressure difference is sensed. There is a differential pressure responsive capacity control valve that performs crank chamber pressure control in accordance with the discharge capacity (for example, Patent Documents 1 and 2).
従来の差圧応動式の容量制御弁は、流量を制御する流体の入口ポート、出口ポート、差圧感知用の高圧側ポートと低圧側ポートとが各々個別に設けられており、しかも、差圧感知用の圧力室と弁室とが別構造であったり、差圧を感知する部材(感圧部材)と弁体とが別部品であったりするため、必要ポート数、部品点数が多い、部品加工工数が多い、小型化が難しいなどの課題がある。 The conventional differential pressure responsive capacity control valve is provided with an inlet port, an outlet port, a high pressure side port and a low pressure side port for detecting a differential pressure, each of which is separately provided. Since the pressure chamber for sensing and the valve chamber have different structures, or the member (pressure sensing member) for sensing the differential pressure and the valve body are separate parts, the number of necessary ports and the number of parts are large. There are problems such as a large number of processing steps and difficulty in downsizing.
このため、安価で、簡素化された構造で、耐久性に優れた小型の容量制御弁を得ることができない。また、必要ポート数が多いことにより、各ポートに接続する配管数が増え、容量可変型圧縮機との内部接続においては、圧縮機ボディに形成する通路数が増え、圧縮機ボディの通路構造が複雑になる。
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、必要ポート数が少なく、部品点数を削減し、安価で、簡素化された構造で、小型化設計の自由度が高い容量可変型圧縮機用の制御弁および圧縮機ボディの通路構造を簡素化された容量可変型圧縮機、並びに、この容量可変型圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a small number of required ports, a reduced number of parts, an inexpensive, simplified structure, and a high degree of freedom in downsizing design. It is an object of the present invention to provide a variable displacement compressor in which a control valve for a variable compressor and a passage structure of a compressor body are simplified, and a refrigeration cycle apparatus using the variable displacement compressor.
上述の目的を達成するために、この発明による制御弁は、弁ハウジングに弁室が形成され、前記弁室内を感知流体が流れるよう前記弁室に感知流体の入口ポートと出口ポートとが開口し、更に前記弁室に被制御流体の出口ポートを兼ねた弁ポートが開口し、前記弁室内に、弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化する弁体と、前記弁室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板とが配置されている。 In order to achieve the above object, a control valve according to the present invention has a valve chamber formed in a valve housing, and an inlet port and an outlet port of a sensing fluid are opened in the valve chamber so that the sensing fluid flows through the valve chamber. Further, a valve port also serving as an outlet port of the controlled fluid is opened in the valve chamber, and the valve body that changes an opening degree of the valve port by moving in a valve lift direction and flows through the valve chamber into the valve chamber. And a pressure receiving plate that is displaced in response to the sensed fluid flow and moves the valve body in the valve lift direction.
この発明による制御弁は、弁室が感知室(感圧室)を兼ねており、弁室内の受圧板が弁室を流れる感知流体流に応動して変位し、この変位によって弁体が弁リフト方向に移動し、この移動によって弁ポートの開度が変化し、被制御流体の流量が弁室を流れる感知流体の流量に応じて制御される。この場合、被制御流体は、入口ポートより弁室に流入した感知流体と同じである。 In the control valve according to the present invention, the valve chamber also serves as a sensing chamber (pressure sensing chamber), and the pressure receiving plate in the valve chamber is displaced in response to the flow of the sensing fluid flowing through the valve chamber. The opening of the valve port changes by this movement, and the flow rate of the controlled fluid is controlled according to the flow rate of the sensing fluid flowing through the valve chamber. In this case, the controlled fluid is the same as the sensing fluid flowing into the valve chamber from the inlet port.
また、この発明による制御弁では、前記受圧板は、動圧流量計の動圧板のように、専ら前記弁室を流れる感知流体流の動圧の影響を受けて変位する構造になっている。これにより、受圧板は、動圧に感応し、弁室を流れる感知流体の流量に応じて変位する。 Further, in the control valve according to the present invention, the pressure receiving plate is configured to be displaced solely by the influence of the dynamic pressure of the sensing fluid flowing through the valve chamber, like the dynamic pressure plate of a dynamic pressure flow meter. Thus, the pressure receiving plate is sensitive to the dynamic pressure and is displaced in accordance with the flow rate of the sensing fluid flowing through the valve chamber.
この発明による制御弁では、前記弁体と前記受圧板とを一体の一部品により構成することができる。また、受圧板が高感度に動圧に感応するよう、すなわち、受圧板が動圧の影響を大きく受けるよう、前記受圧板は、各々弁リフト方向に所定間隔をおいて積層された複数枚の平板により構成され、前記平板の各々に隣接するもの同士で中心軸線周りに互いに偏倚した位置に前記感知流体が流れる貫通孔が形成されている多板構造にすることもできる。 In the control valve according to the present invention, the valve body and the pressure receiving plate can be formed as one integral component. Also, the pressure receiving plate is sensitive to dynamic pressure, that is, the pressure receiving plate is greatly affected by the dynamic pressure, the pressure receiving plate is a plurality of sheets stacked at predetermined intervals in the valve lift direction. It is also possible to adopt a multi-plate structure comprising a flat plate, and a through-hole through which the sensing fluid flows is formed at a position adjacent to each of the flat plates and offset from each other around the central axis.
この発明による制御弁では、前記弁体は前記受圧板の感知流体流による変位によって弁開方向に移動し、更に、電磁力によって前記弁体を弁閉方向に付勢する電磁手段が設けられている。この制御弁によれば、電磁手段が発生する電磁力に応じて平衡値が可変設定される。 In the control valve according to the present invention, the valve body is moved in the valve opening direction by the displacement of the pressure receiving plate due to the sensed fluid flow, and further provided with electromagnetic means for urging the valve body in the valve closing direction by electromagnetic force. I have. According to this control valve, the balance value is variably set according to the electromagnetic force generated by the electromagnetic means.
前記電磁手段は、プランジャを収容する密閉構造のプランジャ室を有し、前記弁ポートに向けて開口した前記弁体の内部通路によって前記プランジャ室に前記弁ポートの圧力が導入される。これにより、弁体に作用する弁ポート側の圧力、或いは感知室の圧力をキャンセルすることができ、これらの圧力の影響を受けることなく弁体が受圧板の変位、すなわち、感知流体の流量に正確に応動する。 The electromagnetic means has a plunger chamber having a closed structure for accommodating a plunger, and the pressure of the valve port is introduced into the plunger chamber by an internal passage of the valve body opened toward the valve port. As a result, the pressure on the valve port side acting on the valve body or the pressure in the sensing chamber can be canceled, and the valve body can be displaced by the pressure receiving plate without being affected by these pressures, that is, the flow rate of the sensing fluid. Respond exactly.
また、上述の目的を達成するために、この発明による制御弁は、弁ハウジングに弁室と感知室とが形成され、前記弁室と前記感知室とが弁ポートによって連通し、前記感知室を感知流体が流れるよう前記感知室に感知流体の入口ポートと出口ポートとが開口し、前記弁室に被制御流体の出口ポートが開口し、前記弁室内に弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化する弁体が配置され、前記感知室に前記弁室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板が配置されている。 In order to achieve the above object, a control valve according to the present invention has a valve chamber and a sensing chamber formed in a valve housing, and the valve chamber and the sensing chamber communicate with each other through a valve port. An inlet port and an outlet port of the sensing fluid are opened in the sensing chamber so that the sensing fluid flows, and an outlet port of the controlled fluid is opened in the valve chamber, and the valve port is moved into the valve chamber by moving in the valve lift direction. A valve body that changes an opening degree is disposed, and a pressure receiving plate that is displaced in response to a sensing fluid flow flowing through the valve chamber and moves the valve body in a valve lift direction is disposed in the sensing chamber.
この発明による制御弁によれば、感知室内の受圧板が感知室を流れる感知流体流に応動して変位し、この変位によって弁体が弁リフト方向に移動し、この移動によって弁ポートの開度が変化し、被制御流体の流量が感知室を流れる感知流体の流量に応じて制御される。この場合も、被制御流体は、入口ポートより感知室に流入した感知流体と同じである。 According to the control valve of the present invention, the pressure receiving plate in the sensing chamber is displaced in response to the flow of the sensing fluid flowing through the sensing chamber, and the displacement causes the valve body to move in the valve lift direction. Is changed, and the flow rate of the controlled fluid is controlled according to the flow rate of the sensing fluid flowing through the sensing chamber. Also in this case, the controlled fluid is the same as the sensing fluid flowing into the sensing chamber from the inlet port.
この発明による制御弁では、前記受圧板は、動圧流量計の動圧板のように、専ら前記感知室を流れる感知流体流の動圧の影響を受けて変位する構造になっている。これにより、受圧板は、動圧に感応し、感知室を流れる感知流体の流量に応じて変位する。 In the control valve according to the present invention, like the dynamic pressure plate of the dynamic pressure flow meter, the pressure receiving plate is configured to be displaced solely by the influence of the dynamic pressure of the sensing fluid flow flowing through the sensing chamber. Thus, the pressure receiving plate is sensitive to the dynamic pressure and is displaced according to the flow rate of the sensing fluid flowing through the sensing chamber.
この発明による制御弁では、前記弁体は前記受圧板の感知流体流による変位によって弁開方向に移動し、更に、電磁力によって前記弁体を弁閉方向に付勢する電磁手段が設けられている。この制御弁によれば、電磁手段が発生する電磁力に応じて平衡値が可変設定される。 In the control valve according to the present invention, the valve body is moved in the valve opening direction by the displacement of the pressure receiving plate due to the sensed fluid flow, and further provided with electromagnetic means for urging the valve body in the valve closing direction by electromagnetic force. I have. According to this control valve, the balance value is variably set according to the electromagnetic force generated by the electromagnetic means.
前記電磁手段は、プランジャを収容する密閉構造のプランジャ室を有し、前記プランジャ室と前記感知室とが均圧通路によって連通し、この均圧通路によって前記プランジャ室に前記弁ポートの圧力が導入される。これにより、弁体に作用する弁ポート側の圧力、或いは感知室の圧力をキャンセルすることができ、これらの圧力の影響を受けることなく弁体が受圧板の変位、すなわち、感知流体の流量に正確に応動する。 The electromagnetic means has a plunger chamber of a closed structure for accommodating a plunger, and the plunger chamber and the sensing chamber communicate with each other through an equalizing passage, and the pressure of the valve port is introduced into the plunger chamber by the equalizing passage. Is done. As a result, the pressure on the valve port side acting on the valve body or the pressure in the sensing chamber can be canceled, and the valve body can be displaced by the pressure receiving plate without being affected by these pressures, that is, the flow rate of the sensing fluid. Respond exactly.
この発明による制御弁は、クランク室圧力に応じて吐出容量を定量的に変化する容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用され、前記感知流体の入口ポートと出口ポートが前記容量可変型圧縮機の吐出流路に接続され、前記被制御流体の出口ポートが前記クランク室に接続される。 The control valve according to the present invention is used as a displacement control valve of a variable displacement compressor that quantitatively changes a discharge capacity in accordance with a crankcase pressure, and an inlet port and an outlet port of the sensing fluid are connected to the variable displacement compressor. And the outlet port of the controlled fluid is connected to the crank chamber.
この発明による制御弁によれば、制御弁の弁室、或いは感知室が容量可変型圧縮機の吐出流路の一部をなし、受圧板はその吐出流路の吐出流体流に応動して変位する。これにより、容量可変型圧縮機の吐出容量に応じて弁体によって弁開度が調整され、被制御流体の出口ポートよりクランク室に導入される吐出流体の流量が制御される。 According to the control valve of the present invention, the valve chamber or the sensing chamber of the control valve forms a part of the discharge flow path of the variable displacement compressor, and the pressure receiving plate is displaced in response to the discharge fluid flow of the discharge flow path. I do. Accordingly, the valve opening is adjusted by the valve body in accordance with the discharge capacity of the variable displacement compressor, and the flow rate of the discharge fluid introduced into the crank chamber from the outlet port of the controlled fluid is controlled.
また、上述の目的を達成するために、この発明による容量可変型圧縮機は、クランク室圧力に応じて吐出容量を定量的に変化する容量可変型圧縮機であって、圧縮機ボディに形成された弁装着用ボアーに上述の発明による制御弁が挿入装着され、前記圧縮機ボディに、前記感知流体の入口ポートにコンプレッサ室より吐出流体を導く吐出流体入口通路と、前記感知流体の出口ポートより吐出流体を取り出す吐出流体出口通路と、前記被制御流体の出口ポートと前記クランク室とを連通するクランク室通路とが形成されている。 In order to achieve the above object, a variable displacement compressor according to the present invention is a variable displacement compressor that quantitatively changes a discharge capacity according to a crankcase pressure, and is formed in a compressor body. The control valve according to the above-described invention is inserted and mounted in the valve mounting bore, and a discharge fluid inlet passage that guides discharge fluid from a compressor chamber to an inlet port of the sensing fluid in the compressor body; and an outlet port of the sensing fluid. A discharge fluid outlet passage for taking out a discharge fluid, and a crank chamber passage communicating the outlet port of the controlled fluid with the crank chamber are formed.
この発明による容量可変型圧縮機によれば、制御弁との接続流路として、吐出流体入口通路と、吐出流体出口通路と、クランク室通路の3通路を設けるだけでよい。 According to the variable displacement compressor of the present invention, only three passages of the discharge fluid inlet passage, the discharge fluid outlet passage, and the crank chamber passage need to be provided as the connection passage with the control valve.
また、上述の目的を達成するために、この発明による冷凍サイクル装置は、容量可変型圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらをループ接続する冷媒通路とを有し、上述の発明による制御弁を容量可変型圧縮機の容量制御弁として含む。 Further, in order to achieve the above object, a refrigeration cycle device according to the present invention has a variable capacity compressor, a condenser, an expansion means, an evaporator, and a refrigerant passage connecting these in a loop, The control valve according to the above-described invention is included as a displacement control valve of the variable displacement compressor.
また、上述の目的を達成するために、この発明による冷凍サイクル装置は、上述の発明による容量可変型圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらをループ接続する冷媒通路とを有する。 In order to achieve the above-mentioned object, a refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a variable displacement compressor according to the above-described invention, a condenser, an expansion unit, an evaporator, and a refrigerant passage for loop-connecting these. Having.
この発明による制御弁は、受圧板が弁室を流れる感知流体流、特に感知流体流の動圧に応動し、弁室を流れる感知流体の流量に応じて変位することにより、感知流体の流量に応じた正確な流量制御を行う。流量検出(感知)を行う手段(受圧板)が制御弁内にあるから、正確な流量制御を可能にすると共に、装置全体の小型化を図ることができる。つまり、弁体を収容する弁室が、受圧板を収容する動圧感知室を兼ねた構造になっているから、差圧検知等のための別の感圧室が設けられるものに比して小型化が可能になる。 In the control valve according to the present invention, the pressure receiving plate responds to the dynamic pressure of the sensing fluid flow, particularly the sensing fluid flow flowing through the valve chamber, and is displaced in accordance with the flow rate of the sensing fluid flowing through the valve chamber. Perform accurate flow control according to the requirements. Since the means (pressure receiving plate) for performing flow rate detection (sensing) is provided in the control valve, accurate flow rate control can be performed, and the size of the entire apparatus can be reduced. In other words, the valve chamber that houses the valve body has a structure that also serves as the dynamic pressure sensing chamber that houses the pressure receiving plate, so that compared with the case where another pressure sensing chamber for differential pressure detection or the like is provided. The size can be reduced.
また、感知流体入口ポート、感知流体出口ポート、弁ポート(被制御流体出口ポート)の3ポートだけでよく、このことによっても小型化が可能になり、併せて制御弁に接続する配管数を削減することができる。 Also, only three ports, the sensing fluid inlet port, the sensing fluid outlet port, and the valve port (controlled fluid outlet port), are required. This also enables downsizing and reduces the number of piping connected to the control valve. can do.
そして、この制御弁が容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用されることにより、圧縮機の吐出容量制御を正確に行うことができる。 And, by using this control valve as a displacement control valve of the variable displacement compressor, it is possible to accurately control the displacement of the compressor.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明による制御弁の実施形態1を示している。 FIG. 1 shows a first embodiment of a control valve according to the present invention.
本実施形態の制御弁は、全体を符号10により示されている。制御弁10は弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11は、簡単な円筒形状で、上端を弁ハウジング11にかしめ結合された電磁コイル装置30の吸引子31の下部31Aによって閉じられ、下端を弁ハウジング11にかしめ結合された下蓋部材12により閉じられ、吸引子31と下蓋部材12との間に弁室13を画定している。
The control valve of the present embodiment is indicated by
弁ハウジング11には、弁室13の下部領域に開口する感知流体入口ポート14と、弁室13の上部領域に開口する感知流体出口ポート15とが各々形成されている。弁室13には感知流体入口ポート14より感知流体が入り、弁室13内を下側から上側に感知流体が流れ、感知流体は感知流体出口ポート15より弁室13外に流出する。
In the
下蓋部材12は、弁室13内に軸線方向(上下方向)に突出した突起部16を有している。突起部16には弁室13に開口して被制御流体の出口ポートを兼ねた弁ポート17が上下に貫通形成されており、弁座突出部16の上面が弁座面18となっている。
The
弁室13には弁体20が弁室13の軸線方向に移動可能に設けられている。弁体20は、フランジ状の受圧板21、弁軸22を一体に有している。すなわち、弁体20と受圧板21と弁軸22とが一部品によって構成されている。弁体20は、弁座面18に対向し、弁リフト方向(上下方向)の移動によって弁ポート17の開度を増減する。弁軸22は、吸引子31の下端にかしめ結合された弁軸支持ガイド部材26に嵌合し、弁軸支持ガイド部材26によって軸線方向に移動可能に支持されている。
A
受圧板21は、弁室13内にあって弁室13の内周壁との間に充分な間隙23を作る外径とされ、弁室13を流れる感知流体の流れを阻害せず、専ら弁室13を流れる感知流体流の動圧に応動して変位する。すなわち、受圧板21は、弁室13内において、動圧流量計の動圧板をなし、弁室13を流れる感知流体流の動圧を受けて弁室13を流れる感知流体の流量に相関性をもって上昇変位する。なお、間隙23の大きさ(流路断面積)は、システムとして必要とされる最大流量を最低限確保できる大きさに設定されればよい。
The
この受圧板21の変位によって弁体20が弁リフト方向に移動する。受圧板21と弁体20とは一体部品であるから、受圧板21と弁体20とは一体的に弁リフト方向に移動する。これにより、弁体20は、受圧板21に作用する動圧、すなわち、弁室13を流れる感知流体の流量の増加に応じて弁開方向に移動する。
The
弁室13には弁体20を弁開方向(上向き)に付勢する設定ばね19が設けられている。設定ばね19は、圧縮コイルばねにより構成され、弁体20の下蓋部材12とに挟まれている。
The
電磁手段である電磁コイル装置30は、弁ハウジング11の上端にかしめ結合された前述の吸引子31と、吸引子31の上部に固定されて内側にプランジャ室32を画定するプランジャケース33と、プランジャ室32内に設けられたプランジャ34と、プランジャロッド(弁棒)35と、プランジャばね36と、吸引子31の下部に取り付けられた下外凾37と、下外凾37に固定された外凾38と、外凾38およびプランジャケース33に取り付けられた磁路ガイド部材39と、ボビン40および電磁コイル部41とを有する。
An
プランジャロッド35は、吸引子31に貫通形成された中心孔42を軸線方向に移動可能に貫通し、上端をボール43によってプランジャ34に接続され、下端をボール44によって弁体20の弁軸22の上端に接続されている。
The
電磁コイル装置30は、電磁コイル部41に通電されることにより、コイル電流に応じた電磁力を発生し、吸引子31の円錐凹状の磁気吸着面(上面)31Bにプランジャ34の円錐凸状の下面34Aが磁気的に吸引され、プランジャロッド35を介して弁体20を弁閉方向(下向き)に付勢する。
When the
弁体20、受圧板21、弁軸22には、下端にて弁ポート17に向けて開口した内部通路(均圧通路)24、25が形成されている。内部通路24、25は、弁軸22およびプランジャロッド35と吸引子31の中心孔42との間隙45を経てプランジャ室32に連通している。この流路構造により、プランジャ室32に弁ポート17の圧力が導入される。なお、プランジャ34には均圧孔46が貫通形成されている。また、弁ポート17の内径とプランジャロッド35の外径とが同一寸法に設定されている。
The
上述の構成による制御弁10は、弁室13を流れる感知流体流の動圧に応動して受圧板21が変位することによる弁開方向の力および設定ばね19による弁開方向のばね力と、電磁コイル装置30による弁閉方向の力との平衡関係によって弁体20の軸線方向位置が決まり、弁ポート17の開度が決まる。この弁ポート17の開度によって計量された流量をもって弁室13内の流体(感知流体)の一部が被制御流体として弁ポート(出口ポート)17より外部へ流れる。
The
電磁コイル装置30による弁閉方向の力が一定であると、受圧板21に作用する動圧。換言すれば、弁室13内を感知流体入口ポート14より感知流体出口ポート15へ流れる感知流体の流量(容量)の増加に応じて弁ポート17の開度が増大し、これとは反対に、感知流体の流量(容量)の低減に応じて弁ポート17の開度が減少する。そして、電磁コイル装置30が発生する電磁力に応じて弁ポート開閉の平衡値が可変設定される。
The dynamic pressure acting on the
上述したように、本実施形態による制御弁10は、弁体20を収容する弁室13が、受圧板21を収容する動圧感知室を兼ねた構造になっているから、差圧検知等のための別の感圧室が設けられるものに比して小型化が可能になる。また、制御弁10は、感知流体入口ポート14、感知流体出口ポート15、弁ポート(被制御流体出口ポート)17の3ポートだけでよく、このことによっても小型化が可能になり、併せて制御弁10に接続する配管数が削減される。また、弁体20と受圧板21とが一部品で構成され、部品点数の削減が図られる。
As described above, the
また、内部通路24、25等によって弁ポート17の圧力がプランジャ室32に導入され、しかも、弁ポート17の内径とプランジャロッド35の外径とが同一寸法であることにより、弁ポート17の圧力によって弁体20に作用する上向きの力が、プランジャ室32に導入された弁ポート17の圧力によってプランジャロッド35に作用する下向きの力によって相殺される。これにより、弁体20が弁ポート17の圧力の影響を受けることなく、感知流体流量対応の高精度に流量制御が行われるようになる。
Further, the pressure of the
図2は上述の制御弁10を斜板式の容量可変型圧縮機の容量制御弁として含む冷凍サイクル装置の一つの実施形態を示している。
FIG. 2 shows an embodiment of a refrigeration cycle apparatus including the above-described
この冷凍サイクルは、自動車等の車両に搭載される車載用空気調和装置等として用いれるものであり、容量可変型圧縮機50と、凝縮器91と、膨張手段92と、蒸発器93と、これらをループ接続する冷媒通路94〜97と有する。膨張手段92は、膨張弁や絞り手段等により構成され、冷媒の断熱膨張を行う。
This refrigeration cycle is used as an in-vehicle air conditioner or the like mounted on a vehicle such as an automobile, and includes a
容量可変型圧縮機50は、斜板51の傾斜角によって移動ストロークが決まるピストン52を有し、吸入通路53、吸入弁54よりコンプレッサ室55に冷媒等の流体を吸入し、コンプレッサ室55より吐出弁56、吐出流体入口通路(吐出通路)57に流体を吐出する。容量可変型圧縮機50の吐出容量は、斜板51の傾斜角の増大に応じて増加し、斜板51の傾斜角の低減に応じて減少する。
The
斜板51はクランク室58内にあって回転軸59に連結され、回転軸59はプーリ60によって回転駆動される。斜板51は、クランク室58の圧力、すなわち、クランク室圧力Pcの上昇に応じて傾斜角を減少し、クランク室圧力Pcの低減に応じて傾斜角を増大する。
The
吸入通路53、吐出流体入口通路(吐出通路)57は、内部通路として、圧縮機ボディ61に形成されている。また、圧縮機ボディ61にはクランク室58に一定量の吸入圧Psを導入する吸入圧通路62が形成されている。
The
圧縮機ボディ61には弁装着用ボアー63が形成されている。弁装着用ボアー63には制御弁10が挿入装着され、止めリンク64によって抜け止めされている。圧縮機ボディ61には、制御弁10の感知流体入口ポート14にコンプレッサ室55より吐出流体を導く前述の吐出流体入口通路57と、制御弁10の感知流体出口ポート15より吐出流体を取り出す吐出流体出口通路65と、被制御流体の出口ポートである制御弁10の弁ポート17とクランク室58とを連通するクランク室通路66が内部通路として形成されている。
A valve mounting bore 63 is formed in the
この容量可変型圧縮機50では、コンプレッサ室55より吐出される流体(冷媒)が吐出流体入口通路57より制御弁10の感知流体入口ポート14へ流れ、感知流体入口ポート14より弁室13内に流入する。弁室13内に流入した冷媒は、弁室13内を流れ、感知流体出口ポート15より吐出流体出口通路65へ流出する。これにより、制御弁10の受圧板21は、弁室13を流れる冷媒の動圧を受ける。
In the
圧縮機回転数の増加によって吐出量が増加すると、それに応じて受圧板21に作用する動圧が増大し、弁体20が弁開方向に移動し、制御弁10の開度が増加する。制御弁10の開度増加に応じてクランク室圧力Pcが高くなり、斜板51の傾斜角が減少する。これにより、容量可変型圧縮機50の吐出量が低減する。
When the discharge amount increases due to an increase in the number of rotations of the compressor, the dynamic pressure acting on the
容量可変型圧縮機50の吐出量が低減すると、それに応じて受圧板21に作用する動圧が減少し、弁体20が弁閉方向に移動し、制御弁10の開度が低減する。制御弁10の開度低減に応じてクランク室圧力Pcが低くなり、斜板51の傾斜角が増大する。これにより、容量可変型圧縮機50の吐出量が増加し、受圧板21に作用する動圧が大きくなって制御弁10の開度が増し、設定開度になる。この設定開度は、制御弁10の電磁コイル装置30の電流値により可変設定される。このようにして、容量可変型圧縮機50の吐出量が制御される。
When the discharge amount of the
この容量可変型圧縮機50では、制御弁10との接続流路としては、圧縮機ボディ61に、吐出流体入口通路57と、吐出流体出口通路65と、クランク室通路66の3通路を設けるだけでよいから、圧縮機ボディ61の内部通路構成が簡単になり、製造性に優れ、内部通路の設計の自由度が高い。
In the
図3はこの発明による制御弁の実施形態2を示している。なお、図3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。 FIG. 3 shows a second embodiment of the control valve according to the present invention. In FIG. 3, the portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof will be omitted.
この実施形態では、受圧板が、各々弁リフト方向に所定間隔をおいて積層された複数枚、例えば、3枚の平板21A、21B、21Cにより構成され、図4に示されているように、平板21A、21B、21Cの各々に、隣接するもの同士で中心軸線周りに互いに偏倚した位置に貫通孔27が形成されている多板構造になっている。
In this embodiment, the pressure receiving plate is composed of a plurality of, for example, three
3枚の平板21A、21B、21Cのうち、最も弁体21側の平板21Aは弁体20と一体形成され、残り2枚の平板21B、21Cは、別部品で、弁軸22に組み付けるようになっている。平板21B、21Cは止めリング28によって抜け止めされる。
Of the three
平板21A、21B、21Cの外径は、弁室13の内径に概ね等しく、平板21A、21B、21Cの外周と弁室13の内周壁との間に実質的な流路を作らない。
The outer diameter of the
これにより、感知流体入口ポート14より弁室13内に流入した感知流体は、平板21A、21B、21Cの各々の互い違いの貫通孔27を通過して流れる。このことにより、平板21A、21B、21Cによる多板構造の受圧板に、弁室13内に流れる感知流体の動圧が効果的に作用し、動圧に応じた受圧板の変位が確実に行われるようになる。したがって、受圧板が高感度に動圧に感応し、感知流体の流量に応じた被制御流体の流量制御が高精度に、確実に行われるようになる。
Thereby, the sensing fluid flowing into the
なお、この実施形態2の制御弁10も、実施形態1の制御弁10と同様に、斜板式の容量可変型圧縮機50の容量制御弁として圧縮機に組み込むことができ、更に、この圧縮機を同様に冷凍サイクル装置に用いることができる。
Note that, similarly to the
図5はこの発明による制御弁の実施形態3を示している。 FIG. 5 shows a third embodiment of the control valve according to the present invention.
本実施形態の制御弁は、全体を符号100により示されている。制御弁100は弁ハウジング101を有する。弁ハウジング101の上端には弁軸支持ガイド部材102がかしめ結合され、弁ハウジング101の下端には下蓋部材103にかしめ結合されている。
The control valve of the present embodiment is indicated by
弁ハウジング101は弁軸支持ガイド部材102とで上側に弁室104を画定し、下蓋部材103とで下側に感知室105を画定している。弁ハウジング101には、弁室104と感知室105とを連通する弁ポート106と、弁室104に開口する被制御流体出口ポート107とが形成されている。また、下蓋部材103には感知室105の下部領域に開口する感知流体入口ポート108が形成され、弁ハウジング101には感知室105の上部領域に開口する感知流体出口ポート109が形成されている。
The
感知室105には感知流体入口ポート108より感知流体が入り、感知室105内を下側から上側に感知流体が流れ、感知流体は感知流体出口ポート109より感知室105外に流出する。感知流体の一部は、被制御流体として弁ポート106を通過して弁室104へ流れる。
The sensing fluid enters the
弁ポート106の弁室104側の開口端には弁座面110が形成されている。弁室104には弁体111が軸線方向(上下方向)に移動可能に設けられている。弁体111は、弁座面110に対向し、弁リフト方向(上下方向)の移動によって弁ポート106の開度を増減する。
A
弁体111は、上側に弁軸112を一体に有し、また下側に延長軸部113を一体に有している。弁軸112は弁軸支持ガイド部材102に嵌合し、弁軸支持ガイド部材102によって軸線方向に移動可能に支持されている。延長軸部113は、弁環ポート106を貫通して感知室105内に突出している。
The
感知室105には受圧板114が配置されている。受圧板114は、感知室105に設けられた設定ばね115によって上方に付勢され、ボール116を介して延長軸部113の先端に係合している。
A
受圧板114は、感知室105内にあって感知室105の内周壁との間に充分な間隙117を作る外径とされ、感知室105を流れる感知流体の流れを阻害せず、専ら感知室105を流れる感知流体流の動圧に応動して変位する。すなわち、受圧板114は、感知室105内において、動圧流量計の動圧板をなし、感知室105を流れる感知流体流の動圧を受けて感知室105を流れる感知流体の流量に相関性をもって上昇変位する。なお、間隙117の大きさ(流路断面積)も、システムとして必要とされる最大流量を最低限確保できる大きさに設定されればよい。
The
この受圧板114の変位によって弁体111が弁リフト方向に移動する。弁体111は、受圧板114に作用する動圧、すなわち、感知室105を流れる感知流体の流量の増加に応じて弁開方向に移動する。
The displacement of the
電磁手段である電磁コイル装置130は、弁ハウジング101の上端に固定された吸引子131と、吸引子131の上部に固定されて内側にプランジャ室132を画定するプランジャケース133と、プランジャ室132内に設けられたプランジャ134と、プランジャばね136と、吸引子131の中間部に取り付けられた下外凾137と、下外凾137に固定された外凾138と、外凾138およびプランジャケース133に取り付けられた磁路ガイド部材139と、ボビン140および電磁コイル部141とを有する。
An
吸引子131に貫通形成された中心孔142には弁軸112が軸線方向に移動可能に貫通しており、弁軸112は上端をボール143によってプランジャ134に接続されている。
The
電磁コイル装置130は、電磁コイル部141に通電されることにより、コイル電流に応じた電磁力を発生し、吸引子131の円錐凹状の磁気吸着面(上面)131Aにプランジャ134の円錐凸状の下面134Aが磁気的に吸引され、弁軸112を介して弁体111を弁閉方向(下向き)に付勢する。
When the
弁ハウジング101には感知室105に開口する均圧通路118が形成されている。均圧通路118は、弁軸112と吸引子131の中心孔142との間隙145を経てプランジャ室132に連通している。この流路構造により、プランジャ室132に感知室105の圧力が導入される。なお、なお、プランジャ134には均圧孔146が貫通形成されている。また、弁ポート106の内径と弁軸112の外径とが同一寸法に設定されている。
A
上述の構成による制御弁100は、感知室105を流れる感知流体流の動圧に応動して受圧板114が変位することによる弁開方向の力および設定ばね115による弁開方向のばね力と、電磁コイル装置130による弁閉方向の力との平衡関係によって弁体111の軸線方向位置が決まり、弁ポート106の開度が決まる。この弁ポート106の開度によって計量された流量をもって感知室105内の流体(感知流体)の一部が被制御流体として被制御流体出口ポート107より外部へ流れる。
The
電磁コイル装置130による弁閉方向の力が一定であると、受圧板114に作用する動圧、換言すれば、感知室105内を感知流体入口ポート108より感知流体出口ポート109へ流れる感知流体の流量(容量)の増加に応じて弁ポート106の開度が増大し、これとは反対に、感知流体の流量(容量)の低減に応じて弁ポート106の開度が減少する。そして、電磁コイル装置130が発生する電磁力に応じて弁ポート開閉の平衡値が可変設定される。
When the force in the valve closing direction by the
上述したように、本実施形態による制御弁100は、感知流体入口ポート108、感知流体出口ポート109、被制御流体出口ポート107の3ポートだけでよく、このことにより小型化が可能になり、併せて制御弁100に接続する配管数が削減される。
As described above, the
また、均圧通路118等によって感知室105の圧力がプランジャ室132に導入され、しかも、弁ポート106の内径と弁軸112の外径とが同一寸法であることにより、感知室105の圧力によって弁体111に作用する上向きの力が、プランジャ室132に導入された感知室105の圧力によって弁軸112に作用する下向きの力によって相殺される。これにより、弁体111が感知室105の圧力の影響を受けることなく、感知流体流量対応の高精度に流量制御が行われるようになる。
In addition, the pressure in the
図6は上述の制御弁100を斜板式の容量可変型圧縮機の容量制御弁として含む冷凍サイクル装置の一つの実施形態を示している。なお、図6において、図2に対応する部分は、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。
FIG. 6 shows an embodiment of a refrigeration cycle apparatus including the above-described
圧縮機ボディ61の弁装着用ボアー63には制御弁100が挿入装着され、止めリンク64によって抜け止めされている。圧縮機ボディ61には、制御弁100の感知流体入口ポート108にコンプレッサ室55より吐出流体を導く吐出流体入口通路57と、制御弁100の感知流体出口ポート109より吐出流体を取り出す吐出流体出口通路65と、制御弁100の被制御流体出口ポート107とクランク室58とを連通するクランク室通路66が内部通路として形成されている。
The
この容量可変型圧縮機50では、コンプレッサ室55より吐出される流体(冷媒)が吐出流体入口通路57より制御弁100の感知流体入口ポート108へ流れ、感知流体入口ポート108より感知室105内に流入する。感知室105内に流入した冷媒は、感知室105内を流れ、感知流体出口ポート109より吐出流体出口通路65へ流出する。これにより、制御弁100の受圧板114は、感知室105を流れる冷媒の動圧を受ける。
In the
圧縮機回転数の増加によって吐出量が増加すると、それに応じて受圧板114に作用する動圧が増大し、弁体111が弁開方向に移動し、制御弁100の開度が増加する。制御弁100の開度増加に応じてクランク室圧力Pcが高くなり、斜板51の傾斜角が減少する。これにより、容量可変型圧縮機50の吐出量が低減する。
When the discharge amount increases due to an increase in the number of rotations of the compressor, the dynamic pressure acting on the
容量可変型圧縮機50の吐出量が低減すると、それに応じて受圧板114に作用する動圧が減少し、弁体111が弁閉方向に移動し、制御弁100の開度が低減する。制御弁100の開度低減に応じてクランク室圧力Pcが低くなり、斜板51の傾斜角が増大する。これにより、容量可変型圧縮機50の吐出量が増加し、受圧板114に作用する動圧が大きくなって制御弁100の開度が増し、設定開度になる。この設定開度は、制御弁100の電磁コイル装置130の電流値により可変設定される。このようにして、容量可変型圧縮機50の吐出量が制御される。
When the discharge amount of the
この容量可変型圧縮機50でも、制御弁100との接続流路としては、圧縮機ボディ61に、吐出流体入口通路57と、吐出流体出口通路65と、クランク室通路66の3通路を設けるだけでよいから、圧縮機ボディ61の内部通路構成が簡単になり、製造性に優れ、内部通路の設計の自由度が高い。
Also in the
10 制御弁
11 弁ハウジング
13 弁室
14 感知流体入口ポート
15 感知流体出口ポート
17 弁ポート
20 弁体
21、21A、21B、21C 受圧板
22 弁軸
24、25 内部通路
30 電磁コイル装置
31 吸引子
32 プランジャ室
34 プランジャ
35 プランジャロッド
50 容量可変型圧縮機
51 斜板
52 ピストン
53 吸入通路
55 コンプレッサ室
57 吐出流体入口通路
58 クランク室
65 吐出流体出口通路
66 クランク室通路
91 凝縮器
92 膨張手段
93 蒸発器
94〜97 冷媒通路
100 制御弁
101 弁ハウジング
104 弁室
105 感知室
106 弁ポート
107 被制御流体出口ポート
108 感知流体入口ポート
109 感知流体出口ポート
111 弁体
114 受圧板
118 均圧通路
130 電磁コイル装置
131 吸引子
132 プランジャ室
134 プランジャ
Claims (14)
前記弁室内に、弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化する弁体と、前記弁室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板とが配置されている、
ことを特徴とする制御弁。 A valve chamber is formed in the valve housing, an inlet port and an outlet port of the sensing fluid are opened in the valve chamber so that the sensing fluid flows in the valve chamber, and the valve chamber also serves as an outlet port of the controlled fluid. The port opens,
A valve body that changes the degree of opening of the valve port in the valve chamber by moving in a valve lift direction, and a pressure receiving plate that displaces in response to a sensing fluid flow flowing through the valve chamber and moves the valve body in the valve lift direction. And are arranged,
A control valve, characterized in that:
前記弁室内に弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化する弁体が配置され、前記感知室に当該感知室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板が配置されている、
ことを特徴とする制御弁。 A valve chamber and a sensing chamber are formed in the valve housing, the valve chamber and the sensing chamber communicate with each other through a valve port, and an inlet port and an outlet port of the sensing fluid in the sensing chamber so that the sensing fluid flows through the sensing chamber. Is opened, an outlet port of the controlled fluid is opened in the valve chamber,
A valve body that changes the opening degree of the valve port by moving in the valve lift direction is disposed in the valve chamber, and is displaced in the sensing chamber in response to a sensing fluid flow flowing through the sensing chamber to move the valve body in the valve lift direction. A pressure receiving plate to be moved to
A control valve, characterized in that:
前記感知流体の入口ポートと出口ポートが前記容量可変型圧縮機の吐出流路に接続され、前記被制御流体の出口ポートが前記クランク室に接続されることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項記載の制御弁。 Used as a displacement control valve of a variable displacement compressor that quantitatively changes the displacement according to the crankcase pressure,
The inlet port and the outlet port of the sensing fluid are connected to a discharge flow path of the variable displacement compressor, and the outlet port of the controlled fluid is connected to the crank chamber. The control valve according to claim 1.
圧縮機ボディに形成された弁装着用ボアーに請求項11記載の制御弁が挿入装着され、前記圧縮機ボディに、前記感知流体の入口ポートにコンプレッサ室より吐出流体を導く吐出流体入口通路と、前記感知流体の出口ポートより吐出流体を取り出す吐出流体出口通路と、前記被制御流体の出口ポートと前記クランク室とを連通するクランク室通路とが形成されていることを特徴とする容量可変型圧縮機。 A variable displacement compressor that quantitatively changes a discharge capacity according to a crank chamber pressure,
The control valve according to claim 11 is inserted and mounted in a valve mounting bore formed in the compressor body, and a discharge fluid inlet passage for guiding discharge fluid from a compressor chamber to an inlet port of the sensing fluid in the compressor body. A displacement fluid outlet passage for taking out a discharge fluid from an outlet port of the sensing fluid; and a crank chamber passage communicating the outlet port of the controlled fluid with the crank chamber. Machine.
請求項11記載の制御弁を含む冷凍サイクル装置。 Having a variable displacement compressor, a condenser, an expansion means, an evaporator, and a refrigerant passage for loop-connecting these,
A refrigeration cycle apparatus including the control valve according to claim 11.
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