JP2005201106A - 可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁ソレノイドの通電時に、感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる連通路を開閉する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、電磁ソレノイドへの電流印加が停止した時に、圧縮機吐出室とクランク室との間に十分な断面積を有する連通路が確保された容量制御弁を提供する。
【解決手段】圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる第１連通路を開閉する第１弁と、前記吐出室とクランク室とを連通させる第２連通路を開閉する第２弁とを備え、第１弁は感圧部と電磁ソレノイドとを有し、電磁ソレノイドの通電時に感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて第１連通路を開閉し、第２弁は第１弁の電磁ソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記電磁ソレノイドの通電時に第２連通路を閉じ、非通電時に第２連通路を開く。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチを介することなく駆動源に接続された可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、感圧部と電磁ソレノイドとを有し、電磁ソレノイドの通電時に、感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる連通路を開閉する、可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁に関するものである。

上記構成を有する、容量制御弁が、例えば特許文献１に開示されているように、車載エアコンの冷媒ガス圧縮機に従来から使用されている。
上記容量制御弁においては、外部環境条件に応じて電磁ソレノイドに流される電流値が可変制御され、吐出室とクランク室とを連通させる連通路の開度が可変制御され、クランク室の内圧が可変制御されて斜板式圧縮機の斜板傾角が可変制御され、感圧部に印加される冷媒ガス圧が外部環境条件に適した値になるように、圧縮機の吐出容量が可変制御される。
特開平６−２１３１４９号公報

電磁ソレノイドへの電流供給は、圧縮機に接続されるエアコンのスイッチがＯＦＦされると同時に停止される。電磁ソレノイドへの電流供給が停止されると、感圧部に印加される冷媒ガス圧の下に、容量制御弁は圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる連通路を開く。吐出室内の冷媒ガスが前記連通路を介してクランク室へ導入され、クランク室の内圧が上昇し、斜板傾角が最小値まで減少し、圧縮機の吐出容量が最小容量となる。この結果、エアコンのスイッチがＯＦＦされた後も、直結する駆動源に駆動され続ける圧縮機の駆動力が低減し、駆動源の負荷が低減する。
容量制御弁により開閉制御される前記連通路の断面積は、クランク室への圧縮機吐出ガス流入量を精密に制御するために、小さな値に設定されている。従って、容量制御弁が前記連通路を開いても、吐出室からクランク室への冷媒ガス流の流量は小さい。この結果、クランク室の内圧が安定して高く保持されず、斜板傾角が安定して最小値に保持されず、斜板傾角がハンティングを起こす場合がある。斜板傾角のハンティングにより無駄な動力が必要になり、外部駆動源に無駄な負荷を掛けることになる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、クラッチを介することなく駆動源に接続された可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、感圧部と電磁ソレノイドとを有し、電磁ソレノイドの通電時に、感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる連通路を開閉する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、電磁ソレノイドへの電流供給が停止した時に、圧縮機吐出室とクランク室との間に十分な断面積を有する連通路が確保された容量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、クラッチを介することなく駆動源に接続された可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる第１連通路を開閉する第１弁と、前記吐出室とクランク室とを連通させる第２連通路を開閉する第２弁とを備え、第１弁は感圧部と電磁ソレノイドとを有し、電磁ソレノイドの通電時に感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて第１連通路を開閉し、第２弁は第１弁の電磁ソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記電磁ソレノイドの通電時に第２連通路を閉じ、非通電時に第２連通路を開くことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁を提供する。
本発明に係る容量制御弁においては、電磁ソレノイドの通電時には、第２弁により第２連通路は閉鎖され、第１弁が従来の容量制御弁と同様に第１連通路を開閉して圧縮機の吐出容量を制御する。電磁ソレノイドの非通電時には、第２弁により第２連通路が開放され、吐出室内の冷媒ガスが第２連通路を介してクランク室へ導入され、クランク室の内圧が上昇し、斜板傾角が最小値まで減少する。第２連通路は、圧縮機の吐出容量制御には関与しないので、断面積を大きくすることができる。この結果、十分な流量の冷媒ガスが吐出室からクランク室に供給され、クランク室の内圧が安定して高く保持され、斜板傾角が安定して最小値に保持されて、斜板傾角のハンティングが防止される。従って、外部駆動源に無駄な負荷を掛けるおそれは無い。

本発明の好ましい態様においては、前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は吸入圧である。
本発明の好ましい態様においては、前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は吐出圧と吸入圧の差圧である。
本発明の好ましい態様においては、前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は冷媒ガス流路中の２地点間の差圧である。
感圧部に印加される冷媒ガス圧は、吸入室でも良く、吐出圧と吸入圧の差圧でも良く、或いは冷媒ガス流路中の２地点間の差圧でも良い。

本発明に係る容量制御弁においては、電磁ソレノイドの通電時には、第２弁により第２連通路は閉鎖され、第１弁が従来の容量制御弁と同様に第１連通路を開閉して圧縮機の吐出容量を制御する。電磁ソレノイドの非通電時には、第２弁により第２連通路が開放され、吐出室内の冷媒ガスが第２連通路を介してクランク室へ導入され、クランク室の内圧が上昇し、斜板傾角が最小値まで減少する。第２連通路は、圧縮機の吐出容量制御には関与しないので、断面積を大きくすることができる。この結果、十分な流量の冷媒ガスが吐出室からクランク室に供給され、クランク室の内圧が安定して高く保持され、斜板傾角が安定して最小値に保持されて、斜板傾角のハンティングが防止される。従って、外部駆動源に無駄な負荷を掛けるおそれは無い。

本発明の実施例に係る容量制御弁を説明する。

図１に示すように、本実施例に係る可変容量型斜板式圧縮機の容量制御弁Ａは、筒状のケーシング１を備えている。ケーシング１の両端は閉鎖されている。ケーシング１は複数の部材の組み立て体として形成されている。ケーシング１は、一端部を形成する小径部１ａと、中間部を形成する中径部１ｂと、他端部を形成する大径部１ｃとを有している。中径部１ｂは磁性体で形成されている。

小径部１ａの中径部１ｂから離隔する部位に、感圧室２が形成されている。感圧室２には、小径部１ａの周壁に形成された開口１ａ′を介して、可変容量型斜板式圧縮機の吸入室の内圧（以下吸入圧と呼ぶ）Ｐｓが導入される。

小径部１ａの中径部１ｂに近接する部位に、クランク圧室３が形成されている。クランク室３には、小径部１ａの周壁に形成された開口１ａ″を介して、可変容量型斜板式圧縮機のクランク室の内圧（以下クランク圧と呼ぶ）Ｐｃが導入される。クランク圧室３は、横隔壁４を間に挟んで感圧室２に隣接している。

中径部１ｂに、吐出圧室５が形成されている。吐出圧室５には、中径部１ｂの周壁に形成された開口１ｂ′を介して、可変容量型斜板式圧縮機の吐出室の内圧（以下吐出圧と呼ぶ）Ｐｄが導入される。吐出圧室５は、磁性体で形成された弁体６を間に挟んでクランク圧室３に隣接している。弁体６は、クランク圧室３に接近した図１（ａ）に示す第１位置と、クランク圧室３から離隔した図１（ｂ）に示す第２位置との間で、中径部１ｂ内を移動する。弁体６を第２位置へ向けて付勢するバネ７が配設されている。

大径部１ｃに、電磁ソレノイド収容室８が形成されている。電磁ソレノイド収容室８内に、コイル９ａと、固定鉄心９ｂと、可動鉄心９ｃと、可動鉄心９ｃを中径部１ｂから離隔する方向へ付勢するバネ９ｄとを有する電磁ソレノイド９が配設されている。電磁ソレノイド収容室８は、固定鉄心９ｂの一部が形成する内フランジ部９ｂ′を間に挟んで吐出圧室５に隣接している。

ロッド１０が、横隔壁４と弁体６と固定鉄心９ｂの内フランジ部９ｂ′とを貫通している。ロッド１０の一端は、固定鉄心９ｂの内フランジ部９ｂ′を遊動可能に貫通して可動鉄心９ｃに当接している。ロッド１０の中間部は弁体６を遊動可能に貫通し、弁体６との間に、吐出圧室５とクランク圧室３との間の第１連通路１１を形成している。ロッド１０の吐出圧室５内で延在する部位に、第１連通路１１を開閉する弁体１２が形成されている。ロッド１０の他端は、横隔壁４を摺動可能に貫通して吸入圧室２に進入している。ロッド１０の他端は、ベローズ１３に固定されている。ベローズ１３をロッド１０の他端へ向けて付勢する弱いバネ１４が配設されている。

弁体６と中径部１ｂ周壁との間に、吐出圧室５とクランク圧室３との間の第２連通路１５が形成されている。弁体６が第１位置に在る時、図１（ａ）から分かるように、弁体６は第２連通路１５を閉じる。弁体６が第２位置に在る時、図１（ｂ）から分かるように、弁体６は第２連通路１５を開く。
容量制御弁Ａを備える可変容量型斜板式圧縮機は、クラッチを介することなく図示しない駆動源に接続されている。前記圧縮機は図示しない車載エアコンの冷媒ガスを圧縮する。

容量制御弁Ａの作動を説明する。
車載エアコンのスイッチがＯＮされると、電磁ソレノイド９のコイル９ａが通電される。固定鉄心９ｂと磁性体で形成された中径部１ｂとにより磁気回路が形成され、可動鉄心９ｃがバネ９ｄの付勢力に抗して、固定鉄心９ｂの内フランジ９ｂ′に引き寄せられる。弁体６が中径部１ｂの小径部１ａ側端部に引き寄せられて、第１位置へ移動し、図１（ａ）に示すように、第２連通路１５を閉鎖する。この結果、吐出圧室５とクランク圧室３とは、第１連通路１１のみを介して連通する。ベローズ１３はロッド１０に押されて、弱いバネ１４を押し縮めて小径部１ａの閉鎖端に当接する。

外部環境条件に応じて可変制御された電流がコイル９ａに流される。可動鉄心９ｃは、コイル９ａに流される電流値と所定の相関を有する電磁力をロッド１０に印加し、ロッド１０をベローズ１３の方向へ付勢する。ベローズ１３には、内蔵する図示しないバネと内封されたガス圧とによるベローズ１３を押し広げる力と、吸入圧室２に導入された吸入圧Ｐｓとロッド１０を介してコイル９ａから印加される電磁力とによるベローズ１３を押し縮める力とが働いている。

ベローズ１３を押し縮める力がベローズ１３を押し広げる力よりも小さいと、ベローズ１３が伸び、ロッド１０がベローズ１３に押されて電磁ソレノイド９に接近する方向へ移動し、弁体１２が第１連通路１１を開く。吐出圧Ｐｄが第１連通路１１を介してクランク室に導入され、クランク室の内圧が上昇し、斜板傾角が減少し、圧縮機吐出容量が減少し、吸入圧Ｐｓが増加する。この結果、ベローズ１３を押し縮める力が増加する。

ベローズ１３を押し縮める力がベローズ１３を押し広げる力よりも大きくなると、ベローズ１３が縮み、ロッド１０がベローズ１３に追随して電磁ソレノイド９から遠ざかる方向へ移動し、弁体１２が第１連通路１１を閉じる。吐出圧Ｐｄの第１連通路１１を介するクランク室への導入が停止し、クランク室と吸入室とを接続するオリフィスを介してクランク室内の冷媒ガスが吸入室へ流出してクランク室の内圧が低下し、斜板傾角が増加し、圧縮機吐出容量が増加し、吸入圧Ｐｓが低下する。この結果、ベローズを押し縮める力が減少する。

ベローズ１３の伸縮が自律的に繰り返され、吸入圧Ｐｓが、可動鉄心９ｃを介してロッド１０に印加される電磁力によって定まる所定値に、ひいては外部環境条件により可変制御されたコイル９ａに流される電流値によって定まる所定値に、更には外部環境に適した所定値に、接近する。

車載エアコンのスイッチがＯＦＦされると、電磁ソレノイド９のコイル９ａへの通電が停止される。磁気回路が消滅し、可動鉄心９ｃはバネ９ｄに引き寄せられて、固定鉄心９ｂの内フランジ９ｂ′から離れる。弁体６はバネ７に押されて第２位置へ移動し、図１（ｂ）に示すように、第２連通路１５を開く。バネ１４がベローズ１３を押し、ベローズ１３に押されてロッド１０が電磁ソレノイド９に接近する方向へ移動し、弁体１２は第１連通路１１を開く。この結果、吐出圧室５とクランク圧室３とは、第１連通路１１と第２連通路１５とを介して連通する。
吐出圧Ｐｄが第１連通路１１と第２連通路１５とを介してクランク室に導入され、クランク室の内圧が上昇し、斜板傾角が減少し、圧縮機吐出容量が最小容量まで減少する。この結果、車載エアコンのスイッチがＯＦＦされた後も、直結する駆動源に駆動され続ける圧縮機の駆動力が低減し、駆動源の負荷が低減する。

第１連通路１１は、クランク室への吐出ガス流入量を精密に制御するために、断面積を小さくする必要がある。しかし第２連通路１５は、圧縮機の吐出容量制御には関与しないので、断面積を大きくすることができる。第２連通路１５の断面積を大きくすることにより、十分な流量の冷媒ガスが吐出室からクランク室に供給され、クランク室の内圧が安定して高く保持され、斜板傾角が安定して最小値に保持されて、斜板傾角のハンティングが防止される。従って、外部駆動源に無駄な負荷を掛けるおそれは無い。

小径部１ａにベローズ１３を配設し吸入圧Ｐｓを導入するのに代えて、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓの差圧による付勢力をロッド１０の電磁ソレノイド９から離隔する側の端部に印加するピストンを小径部１ａに配設しても良い。前記差圧が外部環境条件に応じて適正値に可変制御される。
小径部１ａにベローズ１３を配設し吸入圧Ｐｓを導入するのに代えて、冷媒ガス流路中の２地点間の差圧による付勢力をロッド１０の電磁ソレノイド９から離隔する側の端部に印加するピストンを小径部１ａに配設しても良い。前記差圧が外部環境条件に応じて適正値に可変制御される。

本発明に係る容量制御弁は、クラッチを介することなく駆動源に接続された可変容量型斜板式圧縮機に広く適用可能である。

本発明の実施例に係る容量制御弁の構造図である。（ａ）はエアコン作動時の縦断面図であり、（ａ）はエアコン停止時の縦断面図であり、（ｃ）は第２連通路を開閉する弁体の上面図である。

符号の説明

Ａ 可変容量型斜板式圧縮機の容量制御弁
２ 吸入圧室
３ クランク圧室
５ 吐出圧室
６ 弁体
８ 電磁ソレノイド収容室
９ 電磁ソレノイド
１０ ロッド
１１ 第１連通路
１２ 弁体
１３ ベローズ
１５ 第２連通路

Claims (4)

1. クラッチを介することなく駆動源に接続された可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる第１連通路を開閉する第１弁と、前記吐出室とクランク室とを連通させる第２連通路を開閉する第２弁とを備え、第１弁は感圧部と電磁ソレノイドとを有し、電磁ソレノイドの通電時に感圧部に印加される冷媒ガス圧と電磁ソレノイドが発生させる電磁力とに応じて第１連通路を開閉し、第２弁は第１弁の電磁ソレノイドにより駆動される弁体を有し、前記電磁ソレノイドの通電時に第２連通路を閉じ、非通電時に第２連通路を開くことを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
2. 前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は吸入圧であ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容量制御弁。
3. 前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は吐出圧と吸入圧の差圧であ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容量制御弁。
4. 前記感圧部に印加される冷媒ガス圧は冷媒ガス流路中の２地点間の差圧であ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容量制御弁。

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