JP2005139950A - 可変容量斜板式圧縮機の制御弁 - Google Patents

可変容量斜板式圧縮機の制御弁 Download PDF

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JP2005139950A JP2003375448A JP2003375448A JP2005139950A JP 2005139950 A JP2005139950 A JP 2005139950A JP 2003375448 A JP2003375448 A JP 2003375448A JP 2003375448 A JP2003375448 A JP 2003375448A JP 2005139950 A JP2005139950 A JP 2005139950A
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Abstract

【課題】 吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い制御弁を提供する。
【解決手段】 容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、吸入圧が加わる第1感圧部と、吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第1感圧部は第1ポートに連通する第1室に接しており、第2感圧部は第2ポートに接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとに連通する第2室内に配設されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は空調装置等に使用される可変容量斜板式圧縮機の制御弁に関するものである。
容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第2感圧部が第2ポートに接しており開閉弁を兼ねていることを特徴とする制御弁が特許文献1の図11に開示されている。
特開2001−153042
特許文献1の制御弁には、第2ポートに接する第2感圧部が第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁を兼ねている故に、開閉弁の開閉に伴って第2感圧部の受圧面積が変化するので、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が低いという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い制御弁を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第1感圧部は第1ポートに連通する第1室に接しており、第2感圧部は第2ポートに接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとに連通する第2室内に配設されていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。
本発明に係る制御弁においては、第2感圧部は第2ポートに接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとに連通する第2室内に配設されているので、開閉弁が開閉しても第2感圧部の受圧面積は変化しない。従って、本発明に係る制御弁は、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い。
本発明の好ましい態様においては、制御手段はコイルと、コイルに挿通された筒状の固定鉄心と、固定鉄心の一端に対峙する可動鉄心と、可動鉄心に固定され固定鉄心に挿通されたロッドと、可動鉄心を固定鉄心から遠ざかる方向へ付勢するバネと、上記諸部材を収容するソレノイド部ケーシングとにより構成された電磁ソレノイドを有する。
コイルに供給する電力を制御することにより、ロッドに印加する電磁力を正確に制御できるので、電磁ソレノイドは制御手段として好適である。
本発明の好ましい態様においては、第1感圧部は可動鉄心の固定鉄心から離隔する側の端部により形成され、第2感圧部はロッドの可動鉄心から離隔する側の端部により形成されていることを特徴とする請求項2に記載可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
電磁ソレノイドの電磁力と、吐出圧の付勢力と、吸入圧の付勢力とがロッドに直接印加されるので、制御弁の構造が単純化される。
本発明の好ましい態様においては、制御弁は、ソレノイド部ケーシングから突出するロッドを取り囲みソレノイド部ケーシングに固定された筒状の弁部ケーシングを備え、弁部ケーシングに、ソレノイド部ケーシングに近接する側から順に、第1ポート、第3ポートが形成され、弁部ケーシングのソレノイド部ケーシングから離隔する側の端部が第2ポートを形成している。
上記ポート配列を有する本発明に係る制御弁は、同一ポート配列を有する特許文献1の制御弁と容易に交換が可能である。
本発明においては、容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第1感圧部は第1ポートに連する第1室に接し、第2感圧部は第2ポートに連する第2室に接していることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁を提供する。
本発明に係る制御弁においては、第2感圧部は第2ポートに連通する第2室に接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとの連通部に配設されているので、開閉弁が開閉しても第2感圧部の受圧面積は変化しない。従って、本発明に係る制御弁は、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い。
本発明の好ましい態様においては、制御弁は、ソレノイド部ケーシングから突出するロッドを取り囲みソレノイド部ケーシングに固定された筒状の弁部ケーシングを備え、弁部ケーシングに、ソレノイド部ケーシングに近接する側から順に、第1ポート、第2ポート、第3ポートが形成されている。
上記ポート配列を有する本発明に係る制御弁は、同一ポート配列を有する特開2001−349278の制御弁と容易に交換して、制御パラメータを吸入圧から吐出圧と吸入圧との差圧に容易に変更することができる。
本発明に係る制御弁においては、第2感圧部は第2ポートに接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとに連通する第2室内に配設されているので、開閉弁が開閉しても第2感圧部の受圧面積は変化しない。従って、本発明に係る制御弁は、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い。
本発明の実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御弁を説明する。
図1に示すように、可変容量斜板式圧縮機の制御弁Aは、コイル1と、コイル1に挿通された筒状の固定鉄心2と、固定鉄心2の一端に対峙して配設された可動鉄心3と、可動鉄心3に固定され固定鉄心2に挿通されたロッド4と、可動鉄心3を固定鉄心2から遠ざかる方向へ付勢するバネ5と、前記諸部材を収容するソレノイド部ケーシング6とにより構成された電磁ソレノイド7を備えている。
ロッド4は、ケーシング6から僅かに突出する位置で、螺合により継ぎ足されて延長されている。ケーシング6から突出するロッド4を取り囲んで、筒状の弁部ケーシング8が配設されケーシング6に固定されている。ケーシング8の内部空間は、ケーシング6に近接する側から順に、大径室9、中径室10、小径室11、大径室12を形成している。
大径室9の周壁に圧縮機の吸入室に連通する複数のポート13が形成されている。大径室9は、ロッド4と固定鉄心2との間の環状隙間と、可動鉄心3とコイル1との間の環状隙間とを介して、可動鉄心3の固定鉄心2から離隔する側の端部とケーシング6の端壁との間に形成された室14に連通している。可動鉄心3の固定鉄心2から離隔する側の端部は室14に接する感圧部15を形成している。大径室9は、中径室10の大径室9に隣接する端部に圧入された栓16によって、中径室10から仕切られている。
中径室10は、ケーシング8の周壁に形成された吐出ガス導入穴17を介して大径室12に連通している。
小径室11の周壁に圧縮機のクランク室に連通する複数のポート18が形成されている。
大径室12は、圧縮機の吐出室に連通するポート19を形成している。
ロッド4は、栓16を摺動可能に貫通して小径室11まで延びている。ロッド4の中径室10内で延在する部位に、中径室10と小径室11との連通部、ひいてはポート19とポート18との連通部を開閉する弁20が形成されている。ロッド4の小径室11内で延在する部位は、弁20に隣接し小径室11の周壁との間に環状隙間を形成する小径部4aと、大径室12に隣接し小径室11に摺動可能に嵌合する大径部4bとを形成している。大径部4bの大径室12側の端部はポート19に接する感圧部21を形成している。
電磁ソレノイド7を駆動する図示しない駆動装置が配設されている。当該駆動装置と電磁ソレノイド7とにより、制御弁Aの制御装置が構成されている。
上記構成を有する本実施例に係る制御弁Aの作動を説明する。
図示しない駆動装置からコイル7に所定電力が供給される。コイル7に発生した電磁力は、弁20を閉じる方向の付勢力F1をロッド4に印加する。感圧部15に加わる可変容量斜板式圧縮機の吸入圧は、弁20を閉じる方向の付勢力F2をロッド4に印加する。バネ5は弁20を開く方向の付勢力F3をロッド4に印加する。感圧部21に加わる可変容量斜板式圧縮機の吐出圧は、弁20を開く方向の付勢力F4をロッド4に印加する。
F3+F4>F1+F2であると、すなわちF4−F2>F1−F3であると開閉弁20が開き、可変容量斜板式圧縮機の吐出ガスが、ポート19と、吐出ガス導入穴17と、室10と、ロッドの小径部4aと小径室11周壁との間に形成された環状隙間と、ポート18とを通って、可変容量斜板式圧縮機のクランク室へ流入する。この結果クランク室の内圧が上昇し、斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が減少し、吐出圧が低下する。
F3+F4<F1+F2であると、すなわちF4−F2<F1−F3であると開閉弁20が閉じ、可変容量斜板式圧縮機の吐出ガスのクランク室への導入が停止する。クランク室内のガスはオリフィスを介して吸入室へ流出するのでクランク室の内圧が低下し、斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が増加し、吐出圧が増加する。
吐出圧が増加してF4が増加し、F4−F2>F1−F3になると開閉弁20が開く。
開閉弁20の開閉が自律的に繰り返されて、F4−F2が自律的にF1−F3に漸近し、ひいては吐出圧と吸入圧の差圧が自立的に所定値に漸近し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が自律的に所定値に漸近する。
バネ5のバネ定数を小さく設定し且つ容量制御時のロッド4のストロークを小さく設定すれば、容量制御時に付勢力F3を略一定値にすることができる。従って、電磁ソレノイド7に印加する電力量を可変制御してF1を可変制御することにより、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量を可変制御することができる。
制御弁Aにおいては、感圧部21はポート19に接しており、開閉弁20はポート19とポート18とに連通する中径室10内に配設されているので、開閉弁20が開閉しても感圧部21の受圧面積は変化しない。従って、制御弁Aは、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い。
コイル7に供給する電力を制御することにより、ロッド4に印加する弁20を閉じる方向の付勢力F1を正確に制御できるので、電磁ソレノイド7は制御弁Aの制御手段として好適である。
感圧部15は可動鉄心3の固定鉄心2から離隔する側の端部により形成され、感圧部21はロッド4の可動鉄心3から離隔する側の端部により形成されているので、電磁ソレノイド7の電磁力F1と、吸入圧の付勢力F2と、吐出圧の付勢力F4とがロッド4に直接印加される。この結果、複雑な伝達機構を介して吸入圧の付勢力、吐出圧の付勢力をロッド4に印加する場合に比べて、制御弁Aの構造が単純化される。
弁部ケーシング8に、ソレノイド部ケーシング6に近接する側から順に、吸入室に連通するポート13、クランク室に連通するポート18が形成され、弁部ケーシング8のソレノイド部ケーシング6から離隔する側の端部が吐出室に連通するポート19を形成しているので、制御弁Aは、同一ポート配列を有する特許文献1の制御弁と容易に交換が可能である。
図2に示すように、可変容量斜板式圧縮機の制御弁Bは、コイル101と、コイル101に挿通された筒状の固定鉄心102と、固定鉄心102の一端に対峙して配設された可動鉄心103と、可動鉄心103に固定され固定鉄心102に挿通されたロッド104と、可動鉄心103を固定鉄心102から遠ざかる方向へ付勢するバネ105と、前記諸部材を収容するソレノイド部ケーシング106とにより構成された電磁ソレノイド107を備えている。
ロッド104は、ケーシング106から僅かに突出する位置で、螺合により継ぎ足されて延長されている。ケーシング106から突出するロッド104を取り囲んで、筒状の弁部ケーシング108が配設されソレノイド部ケーシング106に固定されている。ケーシング108の内部空間は、ケーシング106に近接する側から順に、大径室109、中径室110、小径室111、大径室112を形成している。大径室112の小径室111から離隔する側の端部は閉鎖されている。
大径室109の周壁に、圧縮機の吸入室に連通する複数のポート113が形成されている。大径室109は、ロッド104と固定鉄心102との間の環状隙間と、可動鉄心103とコイル101との間の環状隙間とを介して、可動鉄心103の固定鉄心102から離隔する側の端部とケーシング106の端壁との間に形成された室114に連通している。可動鉄心103の固定鉄心102から離隔する側の端部は室114に接する感圧部115を形成している。大径室109は、中径室110の大径室109に隣接する端部に圧入された栓116によって、中径室110から仕切られている。
中径室110の周壁に圧縮機の吐出室に連通する複数のポート118が形成されている。中径室110は、ケーシング108の周壁に形成された吐出ガス導入穴117を介して大径室112に連通している。
小径室111の周壁に、圧縮機のクランク室に連するポート119が形成されている。
ロッド104は、栓116を摺動可能に貫通して小径室111まで延びている。ロッド104の中径室110内で延在する部位に、中径室110と小径室111との連通部、ひいてはポート110とポート119との連通部を開閉する弁120が形成されている。ロッド104の小径室111内で延在する部位は、弁120に隣接し小径室111の周壁との間に環状隙間を形成する小径部104aと、大径室112に隣接し小径室111に摺動可能に嵌合する大径部104bとを形成している。大径部104bの大径室112側の端部は大径室112に接する感圧部121を形成している。
電磁ソレノイド107を駆動する図示しない駆動装置が配設されている。当該駆動装置と電磁ソレノイド107とにより、制御弁Bの制御装置が構成されている。
上記構成を有する本実施例に係る制御弁Bの作動を説明する。
図示しない駆動装置からコイル107に所定電力が供給される。コイル107に発生した電磁力は、弁120を閉じる方向の付勢力F1をロッド104に印加する。感圧部115に加わる可変容量斜板式圧縮機の吸入圧は、弁120を閉じる方向の付勢力F2をロッド104に印加する。バネ105は弁120を開く方向の付勢力F3をロッド104に印加する。感圧部121に加わる可変容量斜板式圧縮機の吐出圧は、弁120を開く方向の付勢力F4をロッド104に印加する。
F3+F4>F1+F2であると、すなわちF4−F2>F1−F3であると弁120が開き、可変容量斜板式圧縮機の吐出ガスが、ポート118と、中径室110と、ロッドの小径部104aと小径室111周壁との間に形成された環状隙間と、ポート119とを通って、可変容量斜板式圧縮機のクランク室へ流入する。この結果クランク室の内圧が上昇し、斜板の傾角が減少し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が減少し、吐出圧が低下する。
F3+F4<F1+F2であると、すなわちF4−F2<F1−F3であると開閉弁120が閉じ、可変容量斜板式圧縮機の吐出ガスのクランク室への導入が停止する。クランク室内のガスはオリフィスを介して吸入室へ流出するのでクランク室の内圧が低下し、斜板の傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が増加し、吐出圧が増加する。
吐出圧が増加してF4が増加し、F4−F2>F1−F3になると開閉弁20が開く。
開閉弁120の開閉が自律的に繰り返されて、F4とF2の差が自律的にF1−F3に漸近し、ひいては吐出圧と吸入圧の差圧が自立的に所定値に漸近し、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量が自律的に所定値に漸近する。
バネ105のバネ定数を小さく設定し且つ容量制御時のロッド104のストロークを小さく設定すれば、容量制御時に付勢力F3を略一定値にすることができる。従って、電磁ソレノイド107に印加する電力量を可変制御してF1を可変制御することにより、可変容量斜板式圧縮機の吐出容量を可変制御することができる。
制御弁Bにおいては、感圧部121は大径室112に接しており、開閉弁120は中径室110内に配設されているので、開閉弁120が開閉しても感圧部121の受圧面積は変化しない。従って、制御弁Bは、吐出圧と吸入圧との差圧に基づく吐出容量制御の精度が特許文献1の制御弁よりも高い。
コイル107に供給する電力を制御することにより、ロッド104に印加する弁120を閉じる方向の付勢力F1を正確に制御できるので、電磁ソレノイド107は制御弁Aの制御手段として好適である。
感圧部115は可動鉄心103の固定鉄心102から離隔する側の端部により形成され、感圧部121はロッド104の可動鉄心103から離隔する側の端部により形成されているので、電磁ソレノイド107の電磁力F1と、吐出圧の付勢力F4と、吸入圧の付勢力F2とがロッド104に直接印加される。この結果、複雑な伝達機構を介して吐出圧の付勢力、吸入圧の付勢力をロッド104に印加する場合に比べて、制御弁Bの構造が単純化される。
弁部ケーシング108に、ソレノイド部ケーシング106に近接する側から順に、吸入室に連通するポート113、吐出室に連通するポート118、クランク室に連通するポート119が形成されているので、制御弁Bは、同一ポート配列を有する特開2001−349278の制御弁と容易に交換して、制御パラメータを吸入圧から吐出圧と吸入圧との差圧に容易に変更することができる。
本発明は可変容量斜板式圧縮機の制御弁に広く利用可能である。
本発明の第1実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御弁の断面図である。 本発明の第2実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の制御弁の断面図である。
符号の説明
A、B 可変容量斜板式圧縮機の制御弁
3、103 可動鉄心
4、104 ロッド
5、105 バネ
7、107 電磁ソレノイド
8、108 弁部ケーシング
9、109 大径室
10、110 中径室
11、111 小径室
12、112 大径室
13、18、19、113、118、119 ポート
15、115、21、121 感圧部
17、117 吐出ガス導入穴

Claims (8)

  1. 容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第1感圧部は第1ポートに連通する第1室に接しており、第2感圧部は第2ポートに接しており、開閉弁は第2ポートと第3ポートとに連通する第2室内に配設されていることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  2. 制御手段はコイルと、コイルに挿通された筒状の固定鉄心と、固定鉄心の一端に対峙する可動鉄心と、可動鉄心に固定され固定鉄心に挿通されたロッドと、可動鉄心を固定鉄心から遠ざかる方向へ付勢するバネと、上記諸部材を収容するソレノイド部ケーシングとにより構成された電磁ソレノイドを有することを特徴とする請求項1に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  3. 第1感圧部は可動鉄心の固定鉄心から離隔する側の端部により形成され、第2感圧部はロッドの可動鉄心から離隔する側の端部により形成されていることを特徴とする請求項2に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  4. ソレノイド部ケーシングから突出するロッドを取り囲みソレノイド部ケーシングに固定された筒状の弁部ケーシングを備え、弁部ケーシングに、ソレノイドケーシングに近接する側から順に、第1ポート、第3ポートが形成され、弁部ケーシングのソレノイド部ケーシングから離隔する側の端部が第2ポートを形成していることを特徴とする請求項2又は3に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  5. 容量可変型斜板式圧縮機の吸入室に連通する第1ポートと、吐出室に連通する第2ポートと、クランク室に連通する第3ポートと、容量可変型斜板式圧縮機の吸入圧が加わる第1感圧部と、容量可変型斜板式圧縮機の吐出圧が加わる第2感圧部と、第2ポートと第3ポートとの連通部を開閉する開閉弁と、第2感圧部に加わる吐出圧と第1感圧部に加わる吸入圧との差圧が所定値になるように開閉弁を開閉制御する制御手段とを備える可変容量斜板式圧縮機の制御弁であって、第1感圧部は第1ポートに連する第1室に接しており、第2感圧部は第2ポートに連通する第2室に接していることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  6. 制御手段はコイルと、コイルに挿通された筒状の固定鉄心と、固定鉄心の一端に対峙する可動鉄心と、可動鉄心に固定され固定鉄心に挿通されたロッドと、可動鉄心を固定鉄心から遠ざかる方向へ付勢するバネと、上記諸部材を収容するソレノイド部ケーシングとにより構成された電磁ソレノイドを有することを特徴とする請求項5に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  7. 第1感圧部は可動鉄心の固定鉄心から離隔する側の端部により形成され、第2感圧部はロッドの可動鉄心から離隔する側の端部により形成されていることを特徴とする請求項6に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
  8. ソレノイド部ケーシングから突出するロッドを取り囲みソレノイド部ケーシングに固定された筒状の弁部ケーシングを備え、弁部ケーシングに、ソレノイド部ケーシングに近接する側から順に、第1ポート、第2ポート、第3ポートが形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の可変容量斜板式圧縮機の制御弁。
JP2003375448A 2003-11-05 2003-11-05 可変容量斜板式圧縮機の制御弁 Pending JP2005139950A (ja)

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