JP2006017035A

JP2006017035A - 可変容量圧縮機用制御弁

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Publication number: JP2006017035A
Application number: JP2004196230A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-19
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Abstract

【課題】構成が簡単で制御性の良い流量制御式の可変容量圧縮機用制御弁を提供する。
【解決手段】吐出室から吐出された吐出圧力Ｐｄ１の冷媒を導入するポート２３と流量が制御された吐出圧力Ｐｄ２の冷媒を流出させるポート２４との間に、通過する冷媒の流量に応じて弁リフトが変化する主弁２０と、その主弁２０の弁体２８を可変弁座とし、その可変弁座と筒状弁体３２との間に形成される隙間の大きさに応じて流量制御される圧力Ｐｃの冷媒をポート２５を介してクランク室に供給するソレノイド弁２１とを備えている。主弁２０が流量感知とソレノイド弁２１の弁座とを兼用しており、ソレノイド弁２１がクランク室に供給する少流量の冷媒を制御する構成であるため、構造が簡単であって安定した流量制御が可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に可変容量圧縮機に装着されて吐出される冷媒の流量を一定に制御することができ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中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、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、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、冷媒の容量（吐出量）を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。

このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板（斜板）にピストンが連結され、クランク室内で揺動板の傾斜角度を変えながら回転させることによってピストンのストロークを変更して、圧縮機の容量、すなわち冷媒の吐出量を変えるようにしている。

揺動板の傾斜角度を変更するには、密閉されたクランク室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、クランク室内の圧力を変化させることによって、揺動板に連結されたピストンの両面に加わる圧力の釣合いを変化させて、揺動板の傾斜角度を連続的に変えている。

クランク室内の圧力の変化は、冷媒の吐出口とクランク室との間、またはクランク室と吸入口との間に設けられた可変容量圧縮機用制御弁により行っている。この可変容量圧縮機用制御弁は、その前後差圧を所定の圧力値に保つように連通または閉塞させるように制御するものであって、具体的には外部から可変容量圧縮機用制御弁の制御電流値を変化させることによって、差圧を所定の圧力値に設定することができるようになっている。これにより、エンジンの回転数が上昇したときには、クランク室に導入される圧力が増加して圧縮できる冷媒の容量を小さくし、回転数が低下したときには、クランク室に導入される圧力が減少して圧縮できる冷媒の容量を大きくして、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の容量が一定に保たれるようにしている。

このような可変容量圧縮機の容量を制御する方法の１つとして、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量が一定になるように制御する可変容量圧縮機用制御弁が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。

この可変容量圧縮機用制御弁によれば、可変容量圧縮機から吐出される冷媒流路の流路面積を外部信号によりソレノイドによって自由に可変できる可変オリフィスを備え、その可変オリフィスの前後の差圧が所定値になるように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御している。ある流路面積に設定された可変オリフィスの前後の差圧が所定値に保持されることにより、この可変オリフィスを通過する冷媒の流量が一定に制御されることになる。
特開２００４−１１６３４９号公報

しかしながら、従来の可変容量圧縮機用制御弁では、冷媒流路の流路面積を可変する第１の制御弁と、その流路面積を外部条件の変化に応じて設定するソレノイド部と、第１の制御弁の前後に発生する差圧を感知してその差圧が所定値になるようにクランク室の圧力を制御する第２の制御弁とを備え、高圧の冷媒が通過する第１の制御弁をソレノイド部で制御して流路面積を直接可変させるような構成にしているので、大きな流路面積をソレノイド部で変化させるのは容易でなく、可変容量圧縮機用制御弁全体の構成に関しても複雑である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、構成が簡単で制御性の良い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、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量を一定に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、前記可変容量圧縮機の吐出室から吐出される冷媒が通過したときの冷媒の流量に応じたリフト量の第１弁リフトに設定される主弁と、外部信号によって第２弁リフトが設定され、設定された前記第２弁リフトに対する前記第１弁リフトとの相対的な変化量に応じて前記吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を制御するソレノイド弁と、を備え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よれば、可変容量圧縮機から吐出される冷媒は主弁を通って流れるが、その際に主弁は、冷媒の流量に応じた第１弁リフトに設定される。一方、ソレノイド弁は、設定したい冷媒流量に対応した外部信号に基づいて第２弁リフトに設定される。ここで、冷媒流量が増加しようとすると、第１弁リフトが大きくなって第２弁リフトとの相対値が大きくなるので、ソレノイド弁は、主弁によってクランク室へ導入する冷媒流量を増加させることになり、これにより可変容量圧縮機の吐出容量が低下され、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量を減少させる。逆に、冷媒流量が減少した場合は、可変容量圧縮機の吐出容量を増やすように制御する。したがって、可変容量圧縮機用制御弁は、主弁が検出した吐出流量の変化に基づいてソレノイド弁がその変化方向と逆の方向に吐出流量が変化するようクランク室への冷媒流量を制御しているので、主弁を通過して可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量を所定値に保つようにすることができる。

本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、主弁と弁部がその主弁の一部と共用されるソレノイド弁とで構成したので、非常に簡単な構成によって実現することができ、ソレノイド弁は主弁よりも小さな弁部を駆動制御するので安定した流量制御が可能であるというという利点がある。

さらに、可変容量圧縮機は、運転中と運転停止時とで吐出室に大きな圧力差が発生し、運転状態から運転停止状態にすると、その圧力差分の圧力が吐出室に一気に戻ってくるが、それを防ぐために、可変容量圧縮機の出口ポートに逆止弁が配置されている。本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、主弁が一方向に流れる冷媒の流量によってリフトされる逆止弁構造にて構成されるので、出口ポートに設置される逆止弁を不要とし、可変容量圧縮機のコストを低減できるという利点がある。

以下、本発明の実施の形態を、吐出される冷媒の流量が一定になるように制御する定流量制御式の可変容量圧縮機に適用される制御弁を例に図面を参照して詳細に説明する。
図１は可変容量圧縮機の概念的な構成を示す断面図である。

可変容量圧縮機は、気密に形成されたクランク室１を有し、中には回転自在に支持された回転軸２を有している。この回転軸２の一端は、図示しない軸封装置を介してクランク室１の外まで延びていて、車輌用エンジンから駆動力が伝達されるプーリ３が固定されている。回転軸２には、揺動板４が傾斜角可変に設けられている。回転軸２の軸線の回りには、複数（図示の例では１つ）のシリンダ５が配置されている。各シリンダ５には、揺動板４の回転運動を往復運動に変換するピストン６が配置されている。各シリンダ５は、それぞれ吸入用リリーフ弁７および吐出用リリーフ弁８を介して吸入室９および吐出室１０に接続されている。この吐出室１０とこれに連通するよう形成された出口ポートとの間、および吐出室１０とクランク室１との間には、可変容量圧縮機用制御弁１１が設けられ、クランク室１と吸入室９との間には、オリフィス１２が設けられている。

この可変容量圧縮機は、吐出室１０に連通するよう形成された出口ポートが高圧冷媒管路を介して凝縮器１３に接続され、この凝縮器１３から膨脹弁１４、蒸発器１５および低圧冷媒管路を経由して吸入室９に連通するよう形成された入口ポートまで配管されることによって、閉回路の冷凍サイクルが構成されている。

以上の構成の可変容量圧縮機において、車輌用エンジンから駆動力が伝達されて回転軸２が回転すると、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転しながら揺動する。すると、揺動板４の外周部に連結されたピストン６が回転軸２の軸線方向と平行な方向に往復運動し、これによって吸入室９における吸入圧力Ｐｓの冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された吐出圧力Ｐｄ１の冷媒が吐出室１０へ吐出される。このとき、吐出室１０の高圧の冷媒は、可変容量圧縮機用制御弁１１を通るときに吐出圧力Ｐｄ２に減圧され、出口ポートから凝縮器１３へ送り出されるが、その一部は、可変容量圧縮機用制御弁１１を介してクランク室１へ導入される。これにより、クランク室１内の圧力Ｐｃが上昇し、ピストン６の下死点がシリンダ５内の圧力とクランク室１内の圧力Ｐｃとが釣り合う位置になるよう揺動板４の傾斜角が決められる。その後、クランク室１に導入された冷媒は、オリフィス１２を介して吸入室９に戻される。

可変容量圧縮機用制御弁１１は、吐出室１０から凝縮器１３へ送り出される冷媒の流量を検出し、その検出流量に応じた流量の冷媒をクランク室１に導入して、吐出室１０から凝縮器１３へ送り出される冷媒の流量が一定になるように制御する。すなわち、車輌用エンジンの回転数が上昇すると、吸入圧力Ｐｓが低下し、吐出圧力Ｐｄ１が上昇する。これによって、この可変容量圧縮機用制御弁１１を介して吐出室１０から凝縮器１３へ送り出される冷媒の流量が増加すると、それに伴ってクランク室１に導入される冷媒の流量も増加するので、クランク室１内の圧力Ｐｃが上昇する。したがって、可変容量圧縮機は、揺動板４が回転軸２に対して直角になる方向に傾動してピストン６のストロークを小さくするので、シリンダ５の圧縮容量が減る方向に作用し、冷媒の吐出流量を減らすようにする。このように、エンジンの回転数が上昇して吐出される冷媒の流量が増加しようとしても、可変容量圧縮機用制御弁１１が冷媒流量の増加に応じてクランク室１へ導入する冷媒流量を増やし、クランク室１の圧力Ｐｃを増加させて、吐出容量を減少させるように制御するため、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量は、一定に制御されることになる。

逆に、車輌用エンジンの回転数が低下した場合は、可変容量圧縮機用制御弁１１を介して吐出室１０から凝縮器１３へ送り出される冷媒の流量が減少し、クランク室１に導入される冷媒の流量も減少して、クランク室１内の圧力Ｐｃが低下するので、可変容量圧縮機は、冷媒の吐出流量が増加されて、吐出される冷媒の流量が一定になるように制御される。

次に、可変容量圧縮機用容量制御弁の具体的な構成例について説明する。
図２は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を非通電時の状態で示す断面図、図３は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。

可変容量圧縮機用制御弁１１は、主弁２０とソレノイド作動のソレノイド弁２１とを有し、ボディ２２内に収容されている。このボディ２２には、３つのポート２３，２４，２５が形成されている。ポート２３は、可変容量圧縮機への装着時には、吐出室１０に連通されて吐出圧力Ｐｄ１の冷媒を導入する。ポート２４は、可変容量圧縮機の出口ポートに連通されて吐出圧力Ｐｄ２の冷媒を導出する。ポート２５は、可変容量圧縮機のクランク室１に連通されて制御された圧力Ｐｃの冷媒を導出する。

ボディ２２の図の上部には、ポート２３とポート２４との間を内部で連通する冷媒通路２６が形成され、その冷媒通路２６には、主弁２０の弁座２７がボディ２２と一体に形成されている。この弁座２７の下流側には、弁座２７に対向して接離自在な弁体２８が配置されている。この弁体２８は、ボディ２２の軸線方向に貫通孔を有し、その中に、ボディ２２の図の上端部に冠着されたホルダ２９に懸吊されているピストン３０が挿入されていて、ピストン３０が弁体２８をボディ２２の軸線方向に進退自在に保持している。弁体２８とホルダ２９との間には、スプリング３１が介挿され、弁体２８を閉弁方向に付勢していて、主弁２０は、逆止弁構造の構成となっている。

ソレノイド弁２１は、主弁２０の弁体２８を可動弁座とし、その弁体２８に形成された貫通孔による弁孔に対して挿抜自在であって弁体２８による可動弁座とともにスライド弁を構成する筒状弁体３２を有し、この筒状弁体３２の弁リフトをソレノイドによって制御する構成にしている。筒状弁体３２は、ボディ２２にその軸線方向に進退自在に保持されている。

ソレノイドは、開口端がボディ２２に気密状態で固定された有底スリーブ３３を有し、その有底スリーブ３３の開口部には、コア３４が嵌合されている。コア３４は、その軸線方向に筒状弁体３２を遊挿させる貫通孔を有している。有底スリーブ３３の中には、コア３４に対して接離自在なプランジャ３５が配置され、スプリング３６によってコア３４から離れる方向に付勢されている。プランジャ３５は、ボディ２２に支持された筒状弁体３２の図の下端部が嵌着されている。有底スリーブ３３の外側には、コイル３７が周設され、ボディ２２と一体のヨーク３８によって囲繞されている。ヨーク３８の図の下端部には、ヨーク３８とプランジャ３５との間に磁気回路を形成するためのドーナツ形状のプレート３９が嵌合されている。

筒状弁体３２は、ポート２５のある位置に孔４０が設けられており、主弁２０の弁体２８と筒状弁体３２との隙間および筒状弁体３２の中空部を介して、吐出圧力Ｐｄ１の冷媒が導入されるポート２３とクランク室１に連通するポート２５とを連通するようにしている。また、筒状弁体３２は、プランジャ３５との嵌着部近傍に均圧孔４１が設けられていて、有底スリーブ３３内をポート２５と連通するようにして、圧力Ｐｃが筒状弁体３２の進退方向両端に等しくかかるようにしてソレノイド弁２１の制御動作に影響されることがないようにしている。

以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁１１において、図２に示したように、ソレノイドが非通電状態にあるときには、主弁２０は、スプリング３１によって弁体２８が弁座２７に着座されて全閉状態にあり、ソレノイド弁２１は、スプリング３６によってプランジャ３５がコア３４から離れる方向に付勢されているので、そのプランジャ３５に固定されている筒状弁体３２がその可変弁座である弁体２８から離れて、全開状態になっている。

したがって、この状態で、車輌用エンジンから駆動力が伝達されて回転軸２が回転すると、可変容量圧縮機は、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転しながら揺動運動する。すると、揺動板４の外周部に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入されて圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。このとき、主弁２０は、全閉状態にあるので、吐出室１０へ吐出された冷媒は、全開状態のソレノイド弁２１を通り、筒状弁体３２の中空部および孔４０を介してポート２５に流れ、クランク室１へ導入される。このため、可変容量圧縮機は最少容量の運転状態になる。主弁２０は、この最少容量で運転しているときの吐出圧力Ｐｄ１による開弁方向の力よりもスプリング３１によって閉弁方向に作用する力を多少大きく設定していあるので、閉弁状態が維持されている。

ソレノイドのコイル３７に所定の制御電流が供給されると、ソレノイド弁２１は、プランジャ３５がコア３４に吸引され、図３に示したように、ソレノイドの吸引力とスプリング３６とがバランスする位置まで筒状弁体３２がリフトして停止する。この時点では、主弁２０については、図２に示したように、未だ弁体２８が弁座２７に着座したままであるため、ソレノイド弁２１の筒状弁体３２は、弁体２８に形成された弁孔に挿入され、ソレノイド弁２１は、瞬間的に全閉状態になる。これにより、クランク室１への冷媒導入がなくなることで、可変容量圧縮機は速やかにその最大容量の運転状態に移行することになるので、吐出圧力Ｐｄ１が急増する。この吐出圧力Ｐｄ１が主弁２０の弁体２８をスプリング３１の付勢力に抗してリフトさせ、主弁２０は、冷媒の流量に応じたリフト量だけ弁体２８がリフトされることになる。このとき、ソレノイド弁２１は、その筒状弁体３２が弁体２８に形成された弁孔から抜け出て開弁し、筒状弁体３２と弁体２８との間の隙間からそれらの相対位置の大きさに応じた冷媒流量がクランク室１へ導入されるようになり、可変容量圧縮機はその所定容量の運転状態に移行する。

ここで、車輌用エンジンの回転数が上昇すると、吸入圧力Ｐｓが低下し、吐出圧力Ｐｄ１が上昇する。これによって、吐出室１０から吐出される冷媒の流量が増加すると、それに応じて主弁２０の弁体２８がさらにリフトして主弁２０の流路面積が増え、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量が増えようとする。弁体２８がさらにリフトすることで、ソレノイド弁２１の筒状弁体３２とその可動弁座たる弁体２８との相対位置が大きくなり、クランク室１に導入される冷媒の流量が増加して、クランク室１内の圧力Ｐｃが上昇する。したがって、可変容量圧縮機は、その容量が減る方向に作用し、冷媒の吐出流量を減らすように制御される。

逆に、車輌用エンジンの回転数が低下した場合は、吐出室１０から吐出される冷媒の流量が減少し、クランク室１に導入される冷媒の流量も減少してクランク室１内の圧力Ｐｃが低下するので、可変容量圧縮機は、吐出容量を増加させる方向に作用する。

このようにして、可変容量圧縮機用制御弁１１が常に、図３に示したようなバランスした位置を取るように作用することによって、エンジンの回転数が変動して吐出される冷媒の流量が変化しようとしても、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量の変化が小さくなる方向へ可変容量圧縮機が制御されるため、結局、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量は、一定に制御されることになる。

図４は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図４において、図２および図３に示した構成要素と同じまたは同等の構成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５１は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１１と比較して、ソレノイド弁２１の構造を変更している。すなわち、ソレノイド弁２１は、ボディ２２にその軸線方向に進退自在に保持された筒状可動弁座５２と、この筒状可動弁座５２と同じ径を有し、ホルダ２９に懸吊されているガイド５３にボディ２２の軸線方向に進退自在に保持され、かつ、弁体２８に固定されている筒状弁体５４とを備え、筒状可動弁座５２をプランジャ３５に固定されたシャフト５５によって駆動するようにしている。筒状可動弁座５２は、筒状弁体５４と対向する端面が漏斗状に広げられていて弁座面を構成し、ポート２５が形成された位置に孔５６が設けられていて、中空部をクランク室１に連通するポート２５と連通するようにしている。

主弁２０については、その弁体２８は、ソレノイド弁２１の筒状弁体５４が固定され、その筒状弁体５４がガイド５３に嵌められていることによってボディ２２の軸線方向に進退自在に保持されている。

この可変容量圧縮機用制御弁５１においても、ソレノイドのコイル３７に所定の制御電流が供給されると、ソレノイド弁２１は、ソレノイドの吸引力とスプリング３６とがバランスした点でシャフト５５が停止し、筒状可動弁座５２を目標となる吐出流量に対応した弁リフトに設定する。これにより、主弁２０は、その弁体２８が可変容量圧縮機の吐出室１０から吐出される冷媒の流量に応じてリフトされるが、その流量は、結局、ソレノイド弁２１によって設定された冷媒流量に整定するように制御される。

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詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図５において、図２および図３に示した構成要素と同じまたは同等の構成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６１は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１１と比較して、主弁２０の弁体２８をボディ２２の軸線方向に進退自在に保持する構造を変更し、かつ、筒状弁体にかかる圧力を変更している。すなわち、ソレノイドのコア３４が吐出圧力Ｐｄ１の冷媒が導入されるポート２３の位置まで図の上方へ延ばされ、筒状弁体６２がそのコア３４によってその軸線方向に進退自在に保持されるようにしている。この筒状弁体６２は、その図の下端部にソレノイドのプランジャ３５が固定され、図の上端部にはプラグ６３が嵌着され、スプリング６４によって図の下方へ付勢されている。

その筒状弁体６２の上端近傍には、主弁２０の弁体２８が嵌め込まれていて、この筒状弁体６２をガイドとしてその軸線方向に進退自在になっている。筒状弁体６２は、可動弁座とする主弁２０の弁体２８と協動してソレノイド弁２１の弁部を構成するように孔６５が設けられ、さらに、ポート２５が形成されている位置にも孔６６が設けられている。

ソレノイドのコア３４には、筒状弁体６２を保持する孔に並設して均圧孔６７が設けられて、ソレノイドの有底スリーブ３３内に吐出圧力Ｐｄ１を導入するようにしている。これにより、筒状弁体３２は、図の上方向に吐出圧力Ｐｄ１がかかり、下方向には吐出圧力Ｐｄ２がかかる。弁体２８の前後の差圧は、吐出圧力Ｐｄ１に比べて非常に小さいので、筒状弁体３２の進退方向両端に実質的に同じ圧力がかかることになり、ソレノイド弁２１の制御動作に影響されることがない。

この可変容量圧縮機用制御弁６１においても、前述の第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１１，５１と同様、可変容量圧縮機を、その吐出室１０から吐出される冷媒の流量が一定になるように制御する。

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詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図６において、図５に示した構成要素と同じまたは同等の構成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７１は、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁６１と比較して、ソレノイドがその弁体を駆動する部分を分割した構成にしている。

コア３４に支持された筒状弁体７２は、ポート２５が形成された位置よりも図の下側の中空部内にプラグ７３を挿入して固定し、ポート２５と有底スリーブ３３との間を流体的に遮断している。プラグ７３とプランジャ３５との間には、シャフト７４が配置されており、その一端はプラグ７３に当接され、他端はプランジャ３５に嵌着されている。これによりプランジャ３５の軸線方向の動きは、シャフト７４およびプラグ７３を介して筒状弁体７２に伝達されることになる。

この可変容量圧縮機用制御弁７１においても、主弁２０のリフト量に応じてクランク室１へ流す冷媒の流量を制御しており、これによって、可変容量圧縮機を、冷媒の吐出流量が一定になるように制御する。

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詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図７において、図６に示した構成要素と同じまたは同等の構成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８１は、第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁７１がソレノイドに導入する圧力を、主弁２０の上流側の吐出圧力Ｐｄ１であるのに対し、主弁２０の下流側の吐出圧力Ｐｄ２にしている点で異なる。

吐出圧力Ｐｄ２をソレノイドの有底スリーブ３３内に導くために、ボディ２２に均圧孔８２が形成され、この均圧孔８２に連通するように、コア３４に均圧孔８３が形成されている。これにより、筒状弁体７２は、その進退方向両端に同一の吐出圧力Ｐｄ２がかかるため、吐出圧力Ｐｄ２がソレノイド弁２１の制御動作に影響することはない。

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詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図８において、図４に示した構成要素と同じまたは同等の構成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９１は、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁５１に対して、主弁２０に緩衝手段を追加して構成している点で異なっている。すなわち、主弁２０は、カップ状の弁体９２を有し、その弁体９２は、ホルダ２９の内側に凹設されたシリンダ９３内にてその軸線方向に進退自在に保持されている。主弁２０の弁体９２に固定されたソレノイド弁２１の筒状弁体５４についても、ホルダ２９に懸吊されているガイド５３内にてその軸線方向に進退自在に保持されている。ホルダ２９の上部開口部はプレート９４によって閉止され、これによって、主弁２０の弁体９２の内側とソレノイド弁２１の筒状弁体５４の外側との間の、スプリング３１が収容されている空間は、ほぼ密閉された部屋になっている。

ここで、ポート２３に導入される吐出圧力Ｐｄ１が急激に変動した場合、主弁２０の弁体９２が急激な圧力変動を受けて揺れようとするが、その密閉された部屋の容積が漸増、漸減することによってその急激な圧力変動が吸収されて、急激な揺れを抑えることができ、弁体９２が揺れることによって発生する振動音を低減させることができる。

図９は第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。なお、図９において、図２および図３に示した構成要素と同じまたは同等の構成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１０１は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１１がソレノイド弁２１をスライド弁で構成したのに対し、ポペット弁で構成している。

すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁１０１は、筒状弁体３２の図の上部端部に円錐形状の弁体９５が嵌着され、ソレノイド弁２１の弁部を構成している。その弁体９５は、軸線方向に筒状弁体３２の内径と同じ内径を有する貫通孔を有し、筒状弁体３２の軸線方向の動きに連動して、主弁２０の弁体９２に形成された貫通孔の周縁部に対し接離自在になっている。これにより、ソレノイド弁２１が閉弁したときに、弁体９５が主弁２０の弁体２８に形成された弁座に緊密に着座できるようになるので、このソレノイド弁２１における冷媒漏れを少なくなくすることができる。

図１０は第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図、図１１は第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の主弁を示す図であって、（ａ）は主弁の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図１２はソレノイドの電流に対する流量の変化を示す図である。なお、図１０において、図８に示した構成要素と同じまたは同等の構成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１１１は、第１ないし第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１と比較して主弁２０の弁体構造を変更している。

すなわち、主弁２０は、冷媒通路２６に形成された弁座２７に対して接離自在な弁体１１２を有し、この弁体１１２は、これより主弁２０の弁孔内に延出されていてその弁孔内に摺動自在に配置される円筒状のスカート部１１３と、図の下端部がソレノイド弁２１の弁座１１４を構成する筒状部１１５とが同一軸線上に配置して一体に形成されている。筒状部１１５は、ホルダ２９に懸吊されているガイド１１６が挿入されている。ソレノイド弁２１は、その弁座１１４に対して軸線方向に進退自在にボディ２２に保持された筒状弁体１１７を有し、この筒状弁体１１７は、その中空部がポート２５に連通するように孔１１８が設けられている。弁座１１４に対向する側の筒状弁体１１７の先端部は、円錐形状に形成されていて、弁座１１４とともにポペット弁を構成している。

主弁２０の弁体１１２は、図１１に示したように、弁座２７に緊密に着座できるようにテーパ部１１９を有し、逆止弁として機能するときに十分な閉弁状態を保持できるようにしている。弁体１１２と一体に形成されたスカート部１１３は、周方向に少なくとも１つのスリット１２０を有している。このスリット１２０は、主弁２０の軸線方向に沿ってカットされていて、弁体１１２が冷媒の吐出圧力Ｐｄ１によって弁座２７からリフトされたときに、リフト量に応じて開口面積が変化する、主弁２０の流路面積可変の冷媒通路を構成している。

この主弁２０の弁体１１２は、さらに、スカート部１１３に形成されたスリット１２０の開口幅をテーパ部１１９に近づくに連れて減少させるようにしている。これにより、主弁２０は、弁体１１２が弁座２７に着座している全閉状態から開き始めるときに、弁体１１２の移動量に対する開口面積の変化率を可変することができる。したがって、この可変容量圧縮機用制御弁１１１は、図１２に示したように、ソレノイドに供給される電流に対する流量の変化は、リニアではなく、弁体１１２が弁座２７からリフトし始めてからスリット１２０の開口幅の変化している領域内に弁座２７が位置しているときには、電流の増加に対する流量の増加は少なく、スリット１２０の開口幅一定の領域内に弁座２７が位置しているときには、電流に対する流量の変化は比例的になっている。

以上、本発明をその好適な実施の形態を基にして詳述したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではない。たとえば、図示の実施の形態では、可変容量圧縮機用制御弁を可変容量圧縮機の吐出側冷媒通路に設置して、クランク室１に導入される冷媒流量を制御するように構成したが、吸入側冷媒通路に設置して、主弁が吸入側冷媒通路を流れる冷媒流量を感知してクランク室１から吸入室へ流出する冷媒の流量を制御するように構成してもよい。

可変容量圧縮機の概念的な構成を示す断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を非通電時の状態で示す断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細を通電時のバランス状態で示す断面図である。第８の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の主弁を示す図であって、（ａ）は主弁の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。ソレノイドの電流に対する流量の変化を示す図である。

符号の説明

２０主弁
２１ソレノイド弁
２２ボディ
２３，２４，２５ポート
２６冷媒通路
２７弁座
２８弁体
２９ホルダ
３０ピストン
３１スプリング
３２筒状弁体
３３有底スリーブ
３４コア
３５プランジャ
３６スプリング
３７コイル
３８ヨーク
３９プレート
４０孔
４１均圧孔
５１可変容量圧縮機用制御弁
５２筒状可動弁座
５３ガイド
５４筒状弁体
５５シャフト
５６孔
６１可変容量圧縮機用制御弁
６２筒状弁体
６３プラグ
６４スプリング
６５，６６孔
６７均圧孔
７１可変容量圧縮機用制御弁
７２筒状弁体
７３プラグ
７４シャフト
８１可変容量圧縮機用制御弁
８２，８３均圧孔
９１可変容量圧縮機用制御弁
９２弁体
９３シリンダ
９４プレート
９５弁体
１０１可変容量圧縮機用制御弁
１１１可変容量圧縮機用制御弁
１１２弁体
１１３スカート部
１１４弁座
１１５筒状部
１１６ガイド
１１７筒状弁体
１１８孔
１１９テーパ部
１２０スリット

Claims

可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量を一定に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吐出室から吐出される冷媒が通過したときの冷媒の流量に応じたリフト量の第１弁リフトに設定される主弁と、
外部信号によって第２弁リフトが設定され、設定された前記第２弁リフトに対する前記第１弁リフトとの相対的な変化量に応じて前記吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を制御するソレノイド弁と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量を一定に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吐出室に接続される第１ポートと前記可変容量圧縮機の出口ポートに接続される第２ポートとの間を連通させる冷媒通路に形成された弁座と、前記弁座より下流側にて閉弁方向に付勢された状態で前記弁座に対して接離自在に配置された弁体とを有する主弁と、
前記主弁と同軸上に配置され、中空部を有し一方の開口端が前記第１ポートに開口され他方の開口端が前記可変容量圧縮機のクランク室に接続される第３ポートに開口されていてソレノイドにより前記主弁と同一軸線方向に駆動される筒状体を有し、前記主弁の前記弁体を可動弁座または可動弁体とみなし前記筒状体と協動して弁部を構成するようにしたソレノイド弁と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁の前記弁体は、軸線方向に穿設された貫通孔に前記軸線方向に延びるピストンを挿置し前記ピストンをガイドとして前記軸線方向に進退自在に構成され、前記ソレノイド弁の前記弁部は、前記貫通孔に前記筒状体の一端が挿抜自在に配置されて構成されるスライド弁であることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁の前記弁体は、軸線方向に穿設された貫通孔に前記筒状体と同じ径の筒状弁体が嵌合されていて前記筒状弁体が前記軸線方向に凹設されたガイドに前記軸線方向に進退自在に保持されることで前記軸線方向に進退自在に構成され、前記ソレノイド弁の前記弁部は、前記筒状体の前記第１ポートに開口されている一端が漏斗状に広げられた形状を有する筒状可動弁座と前記主弁の前記弁体に嵌合された前記筒状弁体とで構成されていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁の前記弁体は、軸線方向に穿設された貫通孔に軸線方向に延びるピストンを挿置し前記ピストンをガイドとして前記軸線方向に進退自在に構成され、前記ソレノイド弁の前記弁部は、前記貫通孔に前記筒状体の一端に円錐形状の円錐弁体が前記貫通孔の周縁部に対して接離自在に配置されて構成されるポペット弁であることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁の前記弁体は、前記主弁の弁孔内に摺動自在に配置されていて前記主弁の通路を成すスリットを有する円筒状のスカート部と、前記ソレノイド弁の弁座を構成する筒状部とが同一軸線上に配置して一体に形成され、前記ソレノイド弁の前記弁部は、前記筒状体の一端に形成された円錐形状の部分が前記筒状部に対して接離自在に配置されて構成されるポペット弁であることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記スカート部に形成されたスリットは、前記主弁の前記弁体がリフトする方向に開口幅を可変してあることを特徴とする請求項６記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記筒状体は、両端が閉止されていて側面に前記第１ポートおよび前記第３ポートに開口する開口部を有し、前記主弁の前記弁体は、軸線方向に穿設された貫通孔に前記筒状体を挿置し前記筒状体をガイドとして前記軸線方向に進退自在に構成され、前記ソレノイド弁の前記弁部は、前記第１ポートに開口する開口部と前記主弁の前記弁体とで構成されるスライド弁であることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記筒状体は、前記主弁および前記ソレノイド弁を収容するボディまたは前記ボディに内設された前記ソレノイドのコアに軸線方向に進退自在に保持され、前記主弁と反対側の端部が前記ソレノイドのプランジャに固定されていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記筒状体は、前記主弁および前記ソレノイド弁を収容するボディまたは前記ボディに内設された前記ソレノイドのコアに軸線方向に進退自在に保持され、前記主弁と反対側の端部が前記ソレノイドのプランジャに固定されたシャフトを介して当接されていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁は、前記吐出室から供給される冷媒の急激な圧力変動に対して前記弁体の急激な変動を抑える緩衝手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。