JP2005214117A - 可変容量圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 分割された第１および第２プランジャを有する可変容量圧縮機用制御弁において、通電による第１および第２プランジャの吸着時の吸引力を大きくする。
【解決手段】 スプリング３５によってコア２９から離れる方向に付勢された第１プランジャ２７とスプリング２５によって第１プランジャ２７から離れる方向に付勢された第２プランジャ２２とでソレノイドのプランジャを構成し、ベローズ２６とこれが固着された第１プランジャ２７とにより可変容量圧縮機の吸入圧力Ｐｓを感知させるようにする。第１プランジャ２７および第２プランジャ２２は、これらの対向端面間に非磁性体が介在せず、吸引力を低下させる磁気ギャップをなくすことができるため、ソレノイドの通電制御時における両者間の吸引力を上げることができる。これにより、コイル３６のサイズの縮小化が可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に自動車用空調装置の可変容量圧縮機にて冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁に関する。

自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、走行状態によって回転数が変化するエンジンを駆動源としているので回転数制御を行うことができない。そこで、一般的には、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の吐出容量を可変することのできる可変容量圧縮機が用いられている。

可変容量圧縮機は、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により回転軸と平行な方向に往復運動するピストンが吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮した後、吐出室に吐出する。このとき、クランク室内の圧力を変化させることにより、揺動板の傾斜角度を変化させることができ、これによってピストンのストロークが変化され、冷媒の吐出量が変化させられる。このクランク室内の圧力を変化させるよう制御するのが、可変容量圧縮機用制御弁である。

このような圧縮機の吐出容量を可変制御するための可変容量圧縮機用制御弁は、一般に、吐出室から吐出された吐出圧力Ｐｄの冷媒の一部を気密に形成されたクランク室に導入するようにし、その導入量を制御することによってクランク室内の圧力Ｐｃを制御し、その導入量の制御は、吸入室の吸入圧力Ｐｓに応じて行うようにしている。つまり、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感じて、その吸入圧力Ｐｓが一定に保たれるように吐出室からクランク室に導入される吐出圧力Ｐｄの冷媒の流量を制御している。

このため、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知する感圧部と、その感圧部が感知した吸入圧力Ｐｓに応じて吐出室からクランク室へ通じる通路を開閉制御する弁部とを備えている。さらに、可変容量動作に入るときの吸入圧力Ｐｓの値を外部から自由に設定することができるようにした可変容量圧縮機用制御弁では、感圧部の設定値を外部電流によって可変できるソレノイドを備えている。

ところで、外部制御が可能な従来の可変容量圧縮機用制御弁の中には、エンジンと揺動板が設けられた回転軸との間にエンジンに駆動力を伝達したり遮断したりする電磁クラッチを用いないで、エンジンと回転軸とを直結した、いわゆるクラッチレス可変容量圧縮機を制御するための制御弁がある（たとえば、特許文献１参照。）。

この制御弁は、吐出室からクランク室へ通じる通路を開閉制御する弁部と、その弁部を閉じ方向に作用させるような電磁力を発生させるソレノイドと、大気圧と比較して吸入圧力Ｐｓが低くなるにつれて弁部を開き方向に作用させる感圧部とをこの順序で配置された構成を有している。このため、ソレノイドが通電されていないときには、弁部は全開状態になっていて、クランク室内の圧力Ｐｃを吐出圧力Ｐｄに近い圧力に維持することができ、これによって揺動板が回転軸に対してほぼ直角になり、可変容量圧縮機を最小容量で運転させることができる。このことは、エンジンと回転軸とが直結されていても、実質的に吐出容量をゼロに近くすることができるので、電磁クラッチを排除することができるのである。

しかしながら、電磁クラッチを不要とした可変容量圧縮機を制御するための従来の制御弁では、感圧部および弁部がソレノイドを挟んで配置されており、吸入圧力Ｐｓと大気圧とを比較する感圧部には、ソレノイドを介して吸入圧力Ｐｓを導くように構成されているため、ソレノイドの全体を圧力室内に収容しなければならず、ソレノイドの部分についても耐圧を考慮した設計をしなければならない。

そこで、本出願人は、ソレノイドのプランジャを第１および第２プランジャの２つに分割してそれらの間に吸入圧力を感知するダイヤフラムまたはベローズのような感圧部材を配置し、分割された第２プランジャでクランク室の圧力を制御する弁部の開度制御を行う構成にした可変容量圧縮機用制御弁を出願している（特願２００３−２８９５８１）。これにより、感圧部材が第１および第２プランジャを配置している空間を流体的に隔離しているので、弁部からこの弁部の開度制御を行う側の第２プランジャを含めて感圧部材の配置されているところまでを圧力がかかる部分として構成し、その第２プランジャを除くソレノイドは圧力室に収容することなく大気開放状態で構成することを可能にしている。しかも、弁部の開度制御を行う側の第２プランジャが感圧部材から離れる方向に付勢されているため、ソレノイドの非通電時は、感圧部材の変位が弁部には伝達されず、かつ、弁部は全開状態に維持されることから、可変容量圧縮機を最小容量に制御することを可能にしている。

ソレノイドの分割された第１および第２プランジャは、非通電時では互いに離間されており、通電時には互いに吸引されて、１つのプランジャとして振舞う。このため、ソレノイドを通電したときには、まず、第１および第２プランジャが吸着し、それから、一体となったプランジャにより、今まで通りの制御を行うことになる。第１および第２プランジャの間には感圧部材が配置されているので、第１および第２プランジャの対向端面は、それぞれ平面に形成されている。したがって、ソレノイドの通電時には、その平らな対向端面間で磁気回路が形成され、第１および第２プランジャは互いに感圧部材を介して吸引されることになる。
特開２０００−１１０７３１号公報（段落番号〔００１０〕，〔００４４〕，図１）

分割された第１および第２プランジャの間に吸入圧力を感知する感圧部材を配置する構成では、ソレノイドの通電制御時に、第１および第２プランジャは互いに吸引して感圧部材とともに一体で動くことになる。第１および第２プランジャに挟まれる感圧部材は、一般的にベリリウム銅、オーステナイト系ステンレス鋼、ポリイミドフィルムなどの非磁性体材料で作られているため、ソレノイドの通電制御時の第１および第２プランジャの間には、少なくとも感圧部材の厚さ分だけの磁気ギャップが必然的に生じてしまう。この磁気ギャップの存在は、第１および第２プランジャの間に働く通電制御時の吸引力を低下させることになるため、吸引力の低下分を確保するには、ソレノイドのコイルサイズを大きくする必要があり、その結果、可変容量圧縮機用制御弁が大型化してしまうという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、分割された第１および第２プランジャの間に働く吸引力が大きくなるようにしたクラッチレス可変容量圧縮機のための可変容量圧縮機用制御弁を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機に装着されて気密に形成されたクランク室内の圧力を制御することにより冷媒の吐出容量を変化させるようにした可変容量圧縮機用制御弁において、ソレノイドのプランジャを、コアから離れる方向に付勢された第１プランジャと前記第１プランジャから離れる方向に付勢された第２プランジャとに分割し、前記可変容量圧縮機の吸入圧力を感知する感圧部を、前記吸入圧力を受圧することによって前記ソレノイドの軸線方向に変位する感圧部材と、前記吸入圧力に応じて前記感圧部材と一体に変位する前記第１プランジャとで構成し、前記第１プランジャおよび前記第２プランジャの対向端面間に非磁性体の前記感圧部材が介在しないように構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。

このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、感圧部材と第１プランジャとを一体に構成し、第１および第２プランジャは、通電制御時に、互いに吸引して直接吸着する構成にしている。これにより、吸引力を低下させる磁気ギャップをなくすことができるため、吸引力を上げることができる。

本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、分割した第１プランジャと第２プランジャとの間に非磁性体を介在させないように構成したので、通電制御時に、互いに吸引して吸着しているときの吸引力を上げることができるため、ソレノイドのコイルサイズを縮小して全体を小型化できるという利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。

この可変容量圧縮機用制御弁は、図の上方に弁部を備えている。弁部は、ボディ１１の側部開口部が可変容量圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１２を構成し、そのポート１２の周りには、ストレーナ１３が周着されている。吐出圧力Ｐｄを受けるポート１２は、ボディ１１の上部に開口されたポート１４と内部で連通しており、そのポート１４は、可変容量圧縮機のクランク室に連通していてクランク室に制御された圧力Ｐｃを導出する。

ポート１２とポート１４とを連通する冷媒通路には、弁座１５がボディ１１と一体に形成されている。この弁座１５の圧力Ｐｃを導出する側から対向して弁体１６が軸線方向に進退自在に配置されている。この弁体１６は、弁孔を介して図の下方へ延びていてボディ１１に軸線方向に進退自在に保持された感圧ピストン１７と一体に形成されている。弁体１６と感圧ピストン１７とを結合している細径部には、吐出室からの吐出圧力Ｐｄが導入される。感圧ピストン１７の外径は、弁座１５を構成する弁孔の内径と同じにして、弁体１６の受圧面積と感圧ピストン１７の受圧面積とを同じにしてある。これにより、吐出圧力Ｐｄが弁体１６を図の上方へ作用する力を、感圧ピストン１７を図の下方へ作用する力によってキャンセルし、弁部の制御が高圧の吐出圧力Ｐｄの影響を受けないようにしている。

弁体１６は、スプリング１８によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング１８は、ポート１４内に螺着されたアジャストねじ１９によって荷重が調整されている。
さらに、ボディ１１の図の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート２０がボディ１１を横切るように形成されている。

ボディ１１の下端面には、筒状のホルダ２１が配置され、そのホルダ２１の中には、ソレノイドの分割したプランジャの一方である第２プランジャ２２が軸線方向に進退自在に配置されている。この第２プランジャ２２は、たとえばポリテトラフルオロエチレンで作られた摺動抵抗の低いピストンリング２３が周設されていて、その外周面はホルダ２１の内壁に摺接されており、第２プランジャ２２が軸線方向に進退移動するときにホルダ２１の内壁面と所定間隔を保ちながらガイドする機能を有している。なお、このピストンリング２３は、全周に設けられているのではなく、一部が切断されていて、吸入圧力Ｐｓが第２プランジャ２２の図の下方に形成される空間に導入できるようになっている。

第２プランジャ２２は、また、その図の上端位置に一体に形成されたフランジ部にばね受け２４が係止されており、そのばね受け２４とホルダ２１の上方の段差面との間にスプリング２５が介挿されている。第２プランジャ２２の上部軸線位置には、ボディ１１の軸線位置にてボディ１１とはほとんどクリアランスがない状態で軸線方向に進退可能に配置された感圧ピストン１７の下端部が当接されている。

第２プランジャ２２を図の上方へ付勢しているスプリング２５は、弁体１６を閉弁方向に付勢しているスプリング１８よりも大きなばね力を有している。したがって、ソレノイドへの通電がないときには、図示のように、第２プランジャ２２は、ポート２０に連通する部屋の天井に当接するまで感圧ピストン１７を押し上げ、弁体１６をその全開位置に維持させることができる。

第２プランジャ２２の図の下方部分は縮径されていて、その外側には、軸線方向に伸縮可能な両端が開口したベローズ２６が感圧部材として配置されている。このベローズ２６は、図の上部の開口端がホルダ２１の内壁にたとえば溶接によって気密に固着されている。ベローズ２６の図の下部の開口端は、分割されたプランジャの他方である第１プランジャ２７の上部外周縁部にたとえば溶接によって気密に固着されている。これにより、第２プランジャ２２および第１プランジャ２７の対向端面は、これらの間に磁気ギャップを生じさせる非磁性体が存在しないため、互いに直接吸着することができるようになる。また、第２プランジャ２２が収容されていて、吸入圧力Ｐｓが導入される空間は、ベローズ２６および第１プランジャ２７からなる感圧部によって閉じられ、しかもこの感圧部が可変容量圧縮機内の圧力と大気圧との境界を成している。

第１プランジャ２７は、スリーブ２８内を軸線方向に進退可能に配置され、その図の下方開口部にはコア２９が挿入されて固定されている。第１プランジャ２７は、コア２９を貫通してその軸線位置に配置されたシャフト３０の図の上端部が挿入されており、そのシャフト３０の下端部は、コネクタハウジング３１に螺着されたアジャストねじ３２に凹設されている軸受部によって支持されている。シャフト３０の途中には、止輪３３が嵌合され、その止輪３３によって図の上方への移動が規制されるようにばね受け３４が設けられていて、そのばね受け３４とアジャストねじ３２との間にスプリング３５が配置されている。このスプリング３５により、第１プランジャ２７は、コア２９から離れる方向へシャフト３０を介して付勢されている。また、このスプリング３５は、アジャストねじ３２の螺入量を調節することにより、荷重を変えることができ、この可変容量圧縮機用制御弁のセット値を調整することができる。

スリーブ２８およびコア２９の外周には、コイル３６が配置され、そのコイル３６は、磁性体のケース３７によって囲繞されている。なお、コネクタハウジング３１の中には、磁性体のプレート３８がコア２９の下端部とケース３７の下端部とを接続するように埋め込まれている。

以上の構成において、ホルダ２１、ケース３７およびプレート３８は、磁性体によって形成されていて、ソレノイドの磁気回路におけるヨークの機能を果たし、コイル３６によって発生された磁力線は、ケース３７、ホルダ２１、第２プランジャ２２、第１プランジャ２７、コア２９およびプレート３８からなる磁気回路を通ることになる。

この可変容量圧縮機用制御弁の図示の状態は、ソレノイドが通電されていなくて、吸入圧力Ｐｓが高い場合の状態、すなわち、空調装置が動作していないときの状態を示している。吸入圧力Ｐｓが高いので、ベローズ２６に固着された第１プランジャ２７は、スプリング３５の荷重に抗して図の下方へ変位し、第１プランジャ２７をコア２９へ当接させている。一方、第２プランジャ２２は、スプリング２５によって第１プランジャ２７から離れるよう図の上方へ付勢されているため、感圧ピストン１７を介して弁体１６をその全開位置に付勢している。したがって、この状態で、可変容量圧縮機の回転軸がエンジンによって回転駆動されていても、可変容量圧縮機は吐出容量が最小の状態で運転されることになる。

ここで、自動車用空調装置が起動されたときのように、ソレノイドのコイル３６に最大の制御電流が供給されると、第１プランジャ２７については、高い吸入圧力Ｐｓにより図の下方へ押されてコア２９に当接しているので、コア２９との間で吸引状態になってもそのままの位置にある。したがって、このときには、第１プランジャ２７およびコア２９は、固定鉄芯のように振る舞い、第１プランジャ２７がスプリング２５の付勢力に抗して第２プランジャ２２を吸引する。第２プランジャ２２は、吸引されて第１プランジャ２７に吸着されることにより図の下方へ移動し、これに伴って、弁体１６がスプリング１８により押し下げられて弁座１５に着座され、弁部は全閉になる。これにより、吐出室からクランク室への通路は遮断されるので、可変容量圧縮機は、速やかに最大容量の運転に移行するようになる。

可変容量圧縮機が最大容量の運転を続けて、吸入室の吸入圧力Ｐｓが十分に低くなると、ベローズ２６がその吸入圧力Ｐｓを感知して図の上方へ変位しようとする。このとき、ソレノイドのコイル３６に供給される制御電流を空調の設定温度に応じて小さくすると、第２プランジャ２２および第１プランジャ２７は吸着状態のまま一体となって、吸入圧力Ｐｓとスプリング１８，２５，３５の荷重とソレノイドの吸引力とがバランスした位置まで図の上方へ移動する。これにより、弁体１６が第２プランジャ２２により押し上げられ、弁座１５から離れて所定の開度に設定される。したがって、吐出圧力Ｐｄの冷媒が開度に応じた流量に制御されてクランク室に導入され、可変容量圧縮機は、制御電流に対応した容量の運転に移行するようになる。

ソレノイドのコイル３６に供給される制御電流が一定の場合、ベローズ２６は吸入圧力Ｐｓを感知して弁部の開度を制御する。たとえば冷凍負荷が大きくなって、吸入圧力Ｐｓが高くなった場合は、第１プランジャ２７は図の下方へ変位するので、弁体１６も下方へ移動して弁部の開度が小さくなり、可変容量圧縮機は、吐出容量を増やすよう動作する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓが低くなった場合は、第１プランジャ２７は図の上方へ変位して弁部の開度を大きくするので、可変容量圧縮機は、吐出容量を減らすよう動作する。このようにして、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓが一定になるよう可変容量圧縮機の吐出容量を制御する。

図２は本発明による可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。
この吸引力特性図は、横軸に第１プランジャに対する第２プランジャのストロークの大きさを示し、縦軸にソレノイドによる軸線方向の吸引力の大きさを表している。図中、点線で示した曲線ａが、本出願人により先に出願した可変容量圧縮機用制御弁、すなわち、ソレノイドのプランジャを第１および第２プランジャの２つに分割してそれらの間に吸入圧力を感知するダイヤフラムまたはベローズのような感圧部材を配置し、分割された第２プランジャでクランク室の圧力を制御する弁部の開度制御を行う構成にした可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性図である。これに対し、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面間に非磁性体のベローズ２６が介在せず、互いに吸着したときの第１プランジャ２７に対する第２プランジャ２２のストローク原点が磁気ギャップゼロであることから、曲線ｂで示したように、互いに吸着したときに必ず磁気ギャップが存在していた場合の曲線ａに比べて、吸着時の吸引力が高くなっていることが分かる。

図３は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図３において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の吸着時における吸引力を上げるようにした基本構成は同じであるが、第１プランジャ２７と第２プランジャ２２との距離が離れているときに両者の間に働く吸引力をさらに向上させるような構造にしている。

すなわち、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の第１プランジャ２７および第２プランジャ２２は、対向端面の形状を平行平面にしてあるのに対し、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、第１プランジャ２７の第２プランジャ２２との対向端面に円錐形状に凸設されたテーパ面３９を有し、第２プランジャ２２の第１プランジャ２７との対向端面には、円錐形状に凹設された、テーパ面３９とは相補形状のテーパ面４０を有している。これにより、第１プランジャ２７と第２プランジャ２２との間の軸線方向の離間距離が同じでも、テーパ面３９，４０間の最短距離は短いため、磁気ギャップを実質的に小さくすることができ、これら第１プランジャ２７および第２プランジャ２２のテーパ面３９，４０間に働く吸引力は、平行平面間に働く吸引力よりも高くすることができる。

図４は可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。
この吸引力特性図は、横軸にソレノイドの磁気ギャップの大きさを示し、縦軸にソレノイドによる軸線方向の吸引力の大きさを表している。ここで、参考のために、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面の形状を平行平面にした第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を曲線ｂで示してある。

第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、曲線ｃで示したように、磁気ギャップがゼロのときの吸引力が第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の場合よりも小さくなっているのに対し、磁気ギャップが大きくなっているときの吸引力は、大きくなっていて、第１プランジャ２７と第２プランジャ２２との距離が離れているときに両者の間に働く吸引力が向上していることが分かる。

図５は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図５において、図１および図３に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１および第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の吸着時における吸引力を上げるようにした基本構成は同じであり、第１プランジャ２７と第２プランジャ２２とが離れているときの吸引力を上げる構成は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と同じである。しかし、第１および第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁が吸入圧力Ｐｓを大気圧との相対圧で感知しているのに対し、この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、絶対圧で感知する構成にしている。

このために、この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、有底スリーブ４１の中に軸受４２、スプリング３５、コア２９、およびベローズ２６を溶着した第１プランジャ２７を配置し、真空雰囲気の中で、ベローズ２６の上端を有底スリーブ４１の内壁に溶着する構成にしている。これにより、有底スリーブ４１の内部を真空にすることができるので、吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知することが可能になる。

図６は第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図６において、図３に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１ないし第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁が感圧部材としてベローズ２６を用いているのに対し、ダイヤフラム４３を用いている。

このダイヤフラム４３は、ドーナツ形状を有し、その外周縁部がホルダ２１とソレノイドのケース３７とによって挾持され、パッキン４４によってシールするようにしている。ダイヤフラム４３の内周縁部は、第１プランジャ２７に固定されている。このダイヤフラム４３と第１プランジャ２７との固定は、ダイヤフラム４３の材質に応じて溶着またはかしめ加工によって行われる。

スリーブ２８の図の上端には、非磁性体によって形成されたカラー４５が取り付けられている。このカラー４５は、ケース３７と第１プランジャ２７とを離間させてそれらの間に大きな吸引力が発生しないようにするとともに、吸入圧力Ｐｓを受けるダイヤフラム４３の有効受圧径を決定している。

図７は第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図７において、図５および図６に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と同様に感圧部材にダイヤフラム４３を用い、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と同様に吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知する構成にしている。

このため、この第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、有底スリーブ４１の中に軸受４２、スプリング３５、コア２９、およびダイヤフラム４３の内周縁部を溶着した第１プランジャ２７を配置し、ダイヤフラム４３の外周縁部を有底スリーブ４１の開口部に溶着し、さらに有底スリーブ４１内を真空にしてある。これにより、この第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを真空圧と比較することになるので、吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知することが可能になる。

図８は第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図８において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁に対して、ソレノイドの通電開始時に第２プランジャ２２が第１プランジャ２７へ吸着するのを促進させる機構を有している。

すなわち、第２プランジャ２２は、断面Ｔ字型の形状に形成されていて、そのフランジ部４６に隣接して第１プランジャ２７が位置している側に磁性部材のホルダ２１が配置され、フランジ部４６とホルダ２１の図の上部端面と対向させるようにしている。これにより、ソレノイドの通電開始時に、第２プランジャ２２と第１プランジャ２７との対向端面の間で吸引力を発生させるだけでなく、フランジ部４６とホルダ２１との対向端面の間でも吸引力を発生させることができる。

なお、この第６の実施の形態では、ベローズ２６とホルダ２１との溶着をホルダ２１の図の下部端面にて行っている。また、第２プランジャ２２は、ホルダ２１ではなく、感圧ピストン１７によって支持され、芯決めされている。

図９は可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。
この吸引力特性図において、参考のために、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面の形状を平行平面にした第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を曲線ｂで示してある。

第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２との対向端面の間以外に、第２プランジャ２２のフランジ部４６とホルダ２１との対向端面の間でも軸線方向の吸引力を発生させることができるため、曲線ｄで示したように、全体的に曲線ｂよりも吸引力が高い特性になっている。これにより、ソレノイドの通電開始時に、第１プランジャ２７が第２プランジャ２２を吸引する力が曲線ｂよりも大きいため、第２プランジャ２２のストロークを大きくして制御幅を拡大することができ、あるいは、制御電流を減らせるのでコイルサイズを縮小することが可能になる。

図１０は第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図１０において、図３に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１プランジャ２７と第２プランジャ２２との間で吸引力を上げるようにした第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁に対して、ソレノイドの通電開始時に第２プランジャ２２が第１プランジャ２７へ吸着するのを促進させる機構を有している。

すなわち、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面をテーパ面３９，４０にして吸引力を上げることに加え、断面Ｔ字型の第２プランジャ２２と、そのフランジ部４６と軸線方向に対向配置されたホルダ２１との間でさらに吸引力を上げることができる。

図１１は可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。
この吸引力特性図において、参考のために、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面の形状を平行平面にした第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を曲線ｂで、第２プランジャ２２を断面Ｔ字型にしてそのフランジ部４６とホルダ２１とを軸線方向に対向配置した第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を曲線ｄで示してある。

第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁では、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２との対向端面をテーパ面３９，４０で構成したことにより、曲線ｅで示したように、第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性と比較して、磁気ギャップがゼロのときは吸引力が小さく、磁気ギャップが大きいときは逆に大きくなっている。吸引力を上げることができたことにより、第２プランジャ２２のストロークを大きくして制御幅を拡大することができ、あるいは、制御電流を減らせるのでコイルサイズを縮小することが可能になる。

図１２は第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図１２において、図５に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知するようにした第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁に対して、ソレノイドの通電開始時に第２プランジャ２２が第１プランジャ２７へ吸着するのを促進させる機構を有している。

すなわち、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面をテーパ面３９，４０にして吸引力を上げることに加え、断面Ｔ字型の第２プランジャ２２と、そのフランジ部４６と軸線方向に対向配置されたホルダ２１との間でさらに吸引力を上げることができる。これにより、吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知するタイプの可変容量圧縮機用制御弁においても、ソレノイドの通電開始時における吸引力を上げることが可能になる。

図１３は第９の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図１３において、図６に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第９の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、感圧部材をダイヤフラム４３で構成するようにした第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁に対して、ソレノイドの通電開始時に第２プランジャ２２が第１プランジャ２７へ吸着するのを促進させる機構を有している。

すなわち、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面をテーパ面３９，４０にして吸引力を上げることに加え、断面Ｔ字型の第２プランジャ２２と、そのフランジ部４６と軸線方向に対向配置されたホルダ２１との間でさらに吸引力を上げることができる。これにより、吸入圧力Ｐｓをダイヤフラム４３で感知するタイプの可変容量圧縮機用制御弁においても同様に、ソレノイドの通電開始時における吸引力を上げることが可能になる。

図１４は第１０の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。図１４において、図７に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第１０の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、感圧部材をダイヤフラム４３で構成し、吸入圧力Ｐｓを絶対圧で感知するようにした第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁に対して、ソレノイドの通電開始時に第２プランジャ２２が第１プランジャ２７へ吸着するのを促進させる機構を有している。

すなわち、第１プランジャ２７および第２プランジャ２２の対向端面をテーパ面３９，４０にして吸引力を上げることに加え、断面Ｔ字型の第２プランジャ２２と、そのフランジ部４６と軸線方向に対向配置されたホルダ２１との間でさらに吸引力を上げることができる。これにより、吸入圧力Ｐｓをダイヤフラム４３にて絶対圧で感知する可変容量圧縮機用制御弁においても同様に、ソレノイドの通電開始時における吸引力を上げることが可能になる。

第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 本発明による可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。 第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。 第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。 第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁のソレノイドの吸引力特性を示す図である。 第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 第９の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 第１０の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。

符号の説明

１１ ボディ
１２ ポート
１３ ストレーナ
１４ ポート
１５ 弁座
１６ 弁体
１７ 感圧ピストン
１８ スプリング
１９ アジャストねじ
２０ ポート
２１ ホルダ
２２ 第２プランジャ
２３ ピストンリング
２４ ばね受け
２５ スプリング
２６ ベローズ
２７ 第１プランジャ
２８ スリーブ
２９ コア
３０ シャフト
３１ コネクタハウジング
３２ アジャストねじ
３３ 止輪
３４ ばね受け
３５ スプリング
３６ コイル
３７ ケース
３８ プレート
３９，４０ テーパ面
４１ 有底スリーブ
４２ 軸受
４３ ダイヤフラム
４４ パッキン
４５ カラー
４６ フランジ部
Ｐｃ クランク室内の圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力

Claims (6)

1. 可変容量圧縮機に装着されて気密に形成されたクランク室内の圧力を制御することにより冷媒の吐出容量を変化させるようにした可変容量圧縮機用制御弁において、
   ソレノイドのプランジャを、コアから離れる方向に付勢された第１プランジャと前記第１プランジャから離れる方向に付勢された第２プランジャとに分割し、
   前記可変容量圧縮機の吸入圧力を感知する感圧部を、前記吸入圧力を受圧することによって前記ソレノイドの軸線方向に変位する感圧部材と、前記吸入圧力に応じて前記感圧部材と一体に変位する前記第１プランジャとで構成し、
   前記第１プランジャおよび前記第２プランジャの対向端面間に非磁性体の前記感圧部材が介在しないように構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
2. 前記感圧部材は、軸線方向に伸縮可能な両端が開口したベローズであり、前記ベローズの一方の開口端が前記吸入圧力を導入する部屋の内壁に気密に固着され、前記ベローズの他方の開口端が前記第１プランジャの外周縁部に気密に固着されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
3. 前記感圧部材は、前記吸入圧力を導入する部屋を仕切るように配置されたドーナツ形状のダイヤフラムであり、前記ダイヤフラムの内周縁部が前記第１プランジャの外周縁部に気密に固着されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
4. 前記第１プランジャおよび前記第２プランジャの対向端面は、相補形状のテーパ面を有していることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
5. 前記第２プランジャは、フランジ部を有する断面Ｔ字型の形状に形成され、前記フランジ部に隣接して、前記ソレノイドの通電制御時に前記第２プランジャを前記第１プランジャの方へ吸引させる磁性部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
6. 前記第１プランジャを前記コアから離れる方向に付勢するスプリング、前記コアおよび前記第１プランジャを有底スリーブ内に収容し、前記有底スリーブの開口部を、前記第１プランジャおよび前記感圧部材で閉止し、前記有底スリーブの内部を真空にしたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
   

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