JP2006029304A - 可変容量圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮機の吸入圧力に基づき、吐出冷媒の一部を減圧してクランク室へ導入することにより、吐出冷媒の容量制御を行う可変容量圧縮機用制御弁において、その吸入圧力のみに基づく容量制御の精度および応答性を向上させる。
【解決手段】 可変容量圧縮機用制御弁においては、弁体１６の有効受圧面積が、ダイヤフラム２３およびダイヤフラム３４のそれと同程度に大きく構成されているため、圧力に対する感度が良く、可変容量圧縮機の容量制御の応答性を良好に保つことができる。また、弁体１６に負荷される吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃのそれぞれがキャンセルされるため、弁体１６は、本来の吸入圧力Ｐｓのみに基づいて動作制御される。このため、可変容量圧縮機の容量制御の精度を良好に保つことができる。
【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ため、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。

この可変容量圧縮機は、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の冷媒の一部を減圧して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（クランク圧力）Ｐｃを制御する。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。このようにしてクランク室内に導入された冷媒は、所定のオリフィスを介して吸入室に導出される。

このような可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知するダイヤフラムと、そのダイヤフラム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冷媒通路を開閉制御する弁部とを備えている。さらに、この可変容量圧縮機用制御弁では、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、ダイヤフラム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（たとえば、特許文献１参照。）。

このような可変容量圧縮機用制御弁では、圧縮機が停止している状態においては上述したオリフィスでの減圧効果がないため、クランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとがほぼ等しくなるが、圧縮機が駆動されて吐出圧力Ｐｄが大きくなると、クランク圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓよりも上昇する。この圧縮機の駆動時に、吐出圧力Ｐｄとともにクランク圧力Ｐｃが速やかに立ち上がるほど、圧縮機の容量制御の応答性は良くなる。
特開２００４−３６５９６号公報

ところで、このような圧縮機の応答性を良くするための手法として、上記弁部を構成する弁体を大きくしてその有効受圧面積を大きくすることが考えられる。これは、有効受圧面積を大きくすることによって弁部の感度を良くして、弁部の開き始めから所定の弁開度になるまでの時間を短くし、クランク圧力Ｐｃを速やかに立ち上げるようにするものである。

しかしながら、このように弁体を大きくすると、これをガイドするボディと弁体との間のクリアランスが相対的に大きくなるため、そのクリアランスを介して高圧がリークし易くなる。逆に、それを考慮してクリアランスを小さく設定すると、弁体の摺動抵抗が大きくなって弁部の感度が上がり難くなるという問題が生じる。

また、弁体が大きいと、吐出圧力Ｐｄが大きくなるにつれてその弁体に加わるクランク圧力Ｐｃの影響が大きくなり、本来の吸入圧力Ｐｓを感知するダイヤフラムがクランク圧力Ｐｃの影響を受けてしまう。その結果、吐出圧力Ｐｄの導入量を吸入圧力Ｐｓに応じた量に制御することが困難になるといった問題が生じる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、圧縮機の吸入圧力に基づき、吐出冷媒の一部を減圧してクランク室へ導入することにより、吐出冷媒の容量制御を行う可変容量圧縮機用制御弁において、その吸入圧力のみに基づく容量制御の精度および応答性を向上させ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吸入圧力を導入する吸入圧ポートと、吐出圧力を導入する吐出圧ポートと、内部で生成されたクランク圧力を前記クランク室に導出するクランク圧ポートとが、一端側から順次設けられたボディと、前記吐出圧ポートと前記クランク圧ポートとの間に形成された弁座に接離する弁部を有し、前記吐出圧ポートから導入された吐出圧力を、前記弁座との間に形成した絞り流路を介して減圧して前記クランク圧力を生成する弁体と、前記吸入圧ポートよりも内側で前記ボディ内を封止するように設けられるとともに、前記弁体の前記弁部とは反対側の端部が固定され、前記吸入圧ポート側で前記吸入圧力を感知して前記弁体を動作させる第１ダイヤフラムと、前記弁体を前記第１ダイヤフラムとは反対側から支持し、前記弁体と一体的に動作可能なシャフトと、前記ボディの前記吸入圧ポートとは反対側の端部に設けられ、コアと、前記シャフトを介して前記弁体と一体化可能なプランジャと、通電により前記プランジャおよび前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、前記シャフトと前記プランジャとの間に設けられて前記ボディの内部を封止するとともに、前記クランク圧力を感知して前記シャフトおよび前記プランジャを動作させることが可能な第２ダイヤフラムと、を備え、前記第１ダイヤフラム、前記第２ダイヤフラム、および前記弁体の有効受圧面積がほぼ等しくなるように構成された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。

ここで、「シャフトが弁体と一体に動作可能」としたが、これはシャフトが弁体に常に接合されていなければならないわけではなく、少なくともある制御状態において一体的に動作可能であることを意味している。また、「プランジャがシャフトを介して弁体と一体化可能」としたが、プランジャは、シャフトに直接接続されていなければならないわけではなく、後述する第２プランジャやシャフト受けなどのような何らかの介在物を介してシャフトに接続されていてもよい。

このような可変容量圧縮機用制御弁では、弁体が、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムとほぼ等しい有効受圧面積を有する程度に大きく構成されているため、圧力に対する感度が良好となる。

また、弁体は、これら２つのダイヤフラムおよびシャフトと一体化して動作制御される。このとき、第１ダイヤフラム、第２ダイヤフラム、および弁体の有効受圧面積がほぼ等しくなるように構成されているため、弁体等に負荷される吐出圧力とクランク圧力のそれぞれがキャンセルされる。

さらに、第１ダイヤフラムによりボディ内が封止されているため、吐出圧ポートから導入された高圧の吐出圧力が、弁体とボディとの間のクリアランスを通って吸入圧ポート側にリークするのが防止又は抑制される。

本発明の可変容量圧縮機用制御弁によれば、弁体の有効受圧面積が、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムのそれと同程度に大きく構成されているため、可変容量圧縮機の容量制御の応答性を良好に保つことができる。

また、弁体に負荷される吐出圧力とクランク圧力のそれぞれがキャンセルされるため、弁体は、本来の吸入圧力のみに基づいて動作制御される。このため、可変容量圧縮機の容量制御の精度を良好に保つことができる。

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。
［第１の実施の形態］
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断面図であり、図２は図１の上半部拡大図である。

図１に示すように、この可変容量圧縮機用制御弁は、図示しない可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部をそのクランク室へ流入させるための冷媒流路を開閉する弁構成部１と、その弁構成部１の弁開度を調整して通過する冷媒流量を制御するためのソレノイド２とを一体に組み付けて構成される。

弁構成部１は、段付円筒状のボディ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を受ける吐出圧ポート１２を構成し、その吐出圧ポート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を受ける吐出圧ポート１２は、ボディ１１の下部側部に開口したクランク圧ポート１４と内部で連通しており、そのクランク圧ポート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（クランク圧力）Ｐｃを導出する。

吐出圧ポート１２とクランク圧ポート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、この弁座１５に上方から対向するように、弁体１６が軸線方向に接離自在に配置されている。この弁体１６は、ボディ１１の上部内周面から構成されるガイド孔１７に摺動可能に収容されている。

図２に示すように、弁体１６は、ガイド孔１７の内径よりもやや小さな外径を有する円柱体の軸方向両端部を残して側部を大きく切り欠いた形状の本体１８を有する。その本体１８の軸方向両端部の外周面には、半径方向外向きに延出してガイド孔１７に当接するガイド部１９，２０が、それぞれ周方向に所定の間隔で設けられている。本体１８の上面中央には、上方に突出してその先端が半径方向外向きにやや延出した嵌合部２１が設けられている。また、本体１８の下面周端縁からは円筒状の弁部２２が下方に延出して設けられており、その先端が弁座１５に着座可能となっている。吐出圧ポート１２から導入された吐出圧力Ｐｄは、弁部２２と弁座１５との間の絞り流路を通過することにより減圧され、それによりクランク圧力Ｐｃが生成される。

ボディ１１の上端部には、ダイヤフラム２３（第１ダイヤフラム）を挟んで段付円筒状のストッパ２４が同軸状に嵌合されている。このストッパ２４は、ガイド孔１７とほぼ等しい内径を有し、その上端には半径方向内向きにやや延出するフランジ部２４ａが形成され、その下端内周部には下方に向かってやや拡径した係止部２４ｂ（係止手段）が形成されている。このストッパ２４の上端開口部が、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受ける吸入圧ポート２５を構成する。

ダイヤフラム２３は、ポリイミドフィルムを１枚又は複数枚重ねて構成され、その中央部に設けられた円孔に弁体１６の嵌合部２１が挿通されている。そして、ダイヤフラム２３の弁体１６とは反対側でこの嵌合部２１と嵌合するように、円板状のディスク２６が取り付けられている。つまり、ディスク２６が嵌合部２１に嵌合することにより、ディスク２６と弁体１６との間にダイヤフラム２３を挟むようにして、弁体１６をダイヤフラム２３に固定している。すなわち、弁体１６の嵌合部２１は、もともと図示のような断面Ｔ字状にはなっておらず、ダイヤフラム２３の中央に設けられた円孔とディスク２６の中央に設けられた円孔に挿通されてから加締められる。これにより、ディスク２６が嵌合部２１に嵌合するとともに、弁体１６，ダイヤフラム２３およびディスク２６が密着して一体化される。

なお、これら弁体１６，ダイヤフラム２３およびディスク２６を加締めにより密着させる方法をとらずに、これらを重ねた状態で、弁体１６の上端面の外周縁近傍に円周方向にレーザ溶接、抵抗溶接などを施すようにしてもよい。さらに、ダイヤフラム２３の周縁部のボディ１１とストッパ２４との間にシール用のＯリング等を配置するようにすれば、ボディ１１の内部と吸入圧ポート２５との間の冷媒の流通を確実に遮断することができ、その気密性を確保することができる。なお、この場合には、弁体１６の嵌合部２１がダイヤフラム２３を貫通するような構造をとらなくてもよい。すなわち、ダイヤフラム２３やディスク２６に円孔を設けることなく、弁体１６の上面をフラットにして、ダイヤフラム２３の両面からディスク２６および弁体１６をそれぞれ突き当てるようにして、上述したレーザ溶接、抵抗溶接などを施すこともできる。

ディスク２６の周端縁は、ダイヤフラム２３とやや離間しつつ半径方向外向きに延出しており、その上端面がストッパ２４の係止部２４ｂにより係止されるようになっている。また、ストッパ２４のフランジ部２４ａとディスク２６との間には、ディスク２６およびダイヤフラム２３を介して弁体１６を閉弁方向に付勢するスプリング２７が配設されている。このダイヤフラム２３の有効受圧面積Ａは、弁体１６の有効受圧面積Ｂにほぼ一致している。このため、吐出圧ポート１２から導入され、弁体１６およびダイヤフラム２３に加わる吐出圧力Ｐｄがほぼキャンセルされる。その結果、弁体１６は、実質的に吐出圧力Ｐｄの影響を受けることなく動作することができる。

また、弁座１５によって規定される弁孔２８が、中央部の円孔２８ａと、その周囲に所定の間隔で形成された連通孔２８ｂとから構成され、その円孔２８ａにはシャフト２９が貫通して設けられている。このシャフト２９は、円孔２８ａをガイドとして軸線方向に進退自在に挿通され、弁体１６を下方から支持する。

ボディ１１の下端部は、ソレノイド２の一部を構成する磁性材料のボディ３０に圧入によって固定されている。そのボディ３０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３１が配置され、その上面中央に設けられた円溝３１ａにシャフト２９の下端部が収容されている。この第２プランジャ３１は、シャフト２９により支持され、心決めされている。第２プランジャ３１は、また、断面Ｔ字型の形状に形成されており、そのフランジ部３２の図の下側の面は、ボディ３０の図の上側の面と対向させるようにしている。これにより、ソレノイド２の通電開始時に、フランジ部３２とボディ３０との対向面の間で軸線方向の吸引力を発生させて、弁体１６が閉弁方向へ迅速に移動するのを助けている。第２プランジャ３１は、さらに、ボディ３０内に形成された段差部との間に配置されたスプリング３３によって図の上方へ付勢されている。このスプリング３３は、弁体１６を閉弁方向に付勢しているスプリング２７よりも大きなばね力を有している。

図１に戻り、第２プランジャ３１の図の下方には、ポリイミドフィルムを１枚又は複数枚重ねて構成されたダイヤフラム３４（第２ダイヤフラム）と、ソレノイド２の残りの構成要素とが配置されている。すなわち、第２プランジャ３１の図の下方には、真空容器をなす有底スリーブ３５の中にソレノイド２の分割したプランジャの他方である第１プランジャ３６、コア３７およびスプリング３８が収容され、有底スリーブ３５の開口部をダイヤフラム３４で封止したアセンブリが配置されている。有底スリーブ３５の外側には、コイル３９と、磁気回路を形成するためのヨークを成す磁性材料のケース４０および把手４１とが配置されている。

有底スリーブ３５は、上端に半径方向外向きに延出するフランジ部を有する有底円筒形状をなし、非磁性体からなる上半部３５ａと磁性体からなる下半部３５ｂとを溶接することにより構成されている。この有底スリーブ３５の中には、その下半部３５ｂ側にコア３７が圧入により固定され、その上半部３５ａ側に第１プランジャ３６が軸線方向に進退自在に配置されている。第１プランジャ３６は、コア３７の中心を軸線方向に延びるシャフト４２の一端に圧入により固定されており、シャフト４２の他端は、コア３７の中に摺動可能に配置された軸受部４３によって支持されている。シャフト４２の途中には、止輪４４が嵌合され、その止輪４４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４５が設けられており、そのばね受け４５と軸受部４３との間にスプリング３８が配置されている。このスプリング３８により、第１プランジャ３６は、コア３７から離れる方向へシャフト４２を介して付勢されている。なお、このスプリング３８は、軸受部４３の軸線方向の位置を外部から調節することによって、荷重を変えることができる。具体的には、この可変容量圧縮機用制御弁が組み立てられて最終的な調整を行うときに、有底スリーブ３５の底部を押して内側に変形させていき、これによって底部に当接している軸受部４３の軸線方向の位置を変えてスプリング３８の荷重を調節するようにしており、これによって、この可変容量圧縮機用制御弁のセット値を調整している。

図２に示すように、有底スリーブ３５は、その開口端に形成されたフランジ部にダイヤフラム３４を溶接することによって封止される。ここでは、有底スリーブ３５のフランジ部にダイヤフラム３４を置き、リング状の当金４６を介して真空雰囲気下でレーザ溶接、抵抗溶接などによりこれらを円周方向に全周溶着することによって、内部が真空状態に保持された気密のアセンブリを構成している。ボディ３０と当金４６との間には、第２プランジャ３１が収容されているクランク圧力Ｐｃの部屋と大気との間をシールするＯリング４７が介装されている。また、このアセンブリは、ボディ３０の下端面に設けられた凹部に有底スリーブ３５のフランジ部を配置し、ボディ３０の凹部周りを加締め加工することにより、補強リング４８を介してボディ３０に固定される。その後、コイル３９を収容しているケース４０が、その上縁部を加締め加工することによってボディ３０に固定される。

ダイヤフラム３４の有効受圧面積Ｃは、上記ダイヤフラム２３の有効受圧面積Ａおよび弁体１６の有効受圧面積Ｂにほぼ一致している。このため、図示のように、ソレノイド２が通電されて第１プランジャ３６と第２プランジャ３１とがダイヤフラム３４を挟んで結合されているときには、弁体１６，シャフト２９，第２プランジャ３１およびダイヤフラム３４に加わるクランク圧力Ｐｃがほぼキャンセルされる。その結果、ソレノイド２の通電時には、弁体１６は、実質的にクランク圧力Ｐｃの影響を受けることなく動作することができる。

図１に戻り、以上の構成において、ボディ３０、ケース４０および把手４１は、磁性体によって形成されており、ソレノイド２の磁気回路におけるヨークの機能を果たし、コイル３９によって発生された磁力線は、ケース４０、ボディ３０、第２プランジャ３１、第１プランジャ３６、コア３７および把手４１からなる磁気回路を通ることになる。

次に、この可変容量圧縮機用制御弁の動作について説明する。図３は、可変容量圧縮機用制御弁においてソレノイドが非通電の状態を表す説明図であり、図４は、可変容量圧縮機用制御弁においてソレノイドが通電制御されているときの状態を表す説明図である。

自動車用空調装置が動作しておらず、ソレノイド２が通電されていないときには、第１プランジャ３６と第２プランジャ３１との間に吸引力が作用しない。このため、図３に示すように、ダイヤフラム３４は、クランク圧力Ｐｃを受けてスプリング３８の荷重に抗して図の下方へ変位し、第１プランジャ３６をコア３７へ当接させている。一方、第２プランジャ３１は、クランク圧力Ｐｃおよびスプリング３３によってダイヤフラム３４から離れるよう図の上方へ付勢されている。クランク圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓよりも大きいため、ダイヤフラム２３は、シャフト２９および弁体１６と一体となってこの付勢力を受け、スプリング２７の荷重に抗して図の上方へ変位する。このとき、ディスク２６がストッパ２４に係止されるため、弁体１６は、所定の全開位置の状態に保持される。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２のコイル３９に最大の制御電流が供給されると、第１プランジャ３６がダイヤフラム３４を介しスプリング３３の付勢力に抗して第２プランジャ３１を吸引する。第２プランジャ３１は、吸引されてダイヤフラム３４に当接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がディスク２６およびダイヤフラム２３を介してスプリング２７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、ダイヤフラム２３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３９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、図４に示すように、第２プランジャ３１および第１プランジャ３６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２７，３３，３８の荷重とソレノイド２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３１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。なお、同図においては、識別しにくいかもしれないが、若干開弁した状態を表している。すなわち、上述のように、有効受圧面積が両ダイヤフラム２３，３４とほぼ等しくなるほど弁体１６が大きく構成されているため、小さな弁開度で十分な冷媒を流すことができるのである。

ソレノイド２のコイル３９に供給される制御電流が一定の場合、ダイヤフラム２３が吸入圧力Ｐｓを感知して弁開度を制御する。たとえば冷凍負荷が大きくなって吸入圧力Ｐｓが高くなった場合には、弁体１６がシャフト２９，第２プランジャ３１，ダイヤフラム３４および第１プランジャ３６と一体となって図の下方へ変位するので、弁開度が小さくなり、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、弁体１６が図の上方へ変位して弁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がソレノイド２によって設定された値になるよう可変容量圧縮機の吐出容量を制御する。

以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁においては、弁体１６の有効受圧面積が、ダイヤフラム２３およびダイヤフラム３４のそれと同程度に大きく構成されているため、圧力に対する感度が良く、可変容量圧縮機の容量制御の応答性を良好に保つことができる。

また、弁体１６に負荷される吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃのそれぞれがキャンセルされるため、弁体１６は、本来の吸入圧力Ｐｓのみに基づいて動作制御される。このため、可変容量圧縮機の容量制御の精度を良好に保つことができる。

なお、本実施の形態においては、ダイヤフラム２３，３４をポリイミドフィルムから構成した例を示したが、その他の樹脂材からなるものでもよいし、ベリリウム銅やステンレス鋼等の金属材から形成されてもよい。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、ソレノイドを構成するプランジャが分割されていない点が大きく異なる以外は、上記第１の実施の形態の構成と共通する部分が多いため、ほぼ同一の構成および機能を有する部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図５は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。

この可変容量圧縮機用制御弁は、いわゆるクラッチ式の制御弁であり、図示しない可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部をそのクランク室へ流入させるための冷媒流路を開閉する弁構成部２０１と、その弁構成部２０１の弁開度を調整して通過する冷媒流量を制御するためのソレノイド２０２とを一体に組み付けて構成される。

ボディ２１１の上端部には、ダイヤフラム２３を挟んで段付円筒状のストッパ２２４が同軸状に嵌合されている。このストッパ２２４の上端部には、有底円筒状のアジャストネジ２２５が螺合されており、ディスク２６との間にスプリング２７を介装している。このアジャストネジ２２５の螺入量を変えることにより、スプリング２７の付勢力を調整できるようになっている。ストッパ２２４の底面には、複数の貫通孔２２５ａが形成されており、吸入圧ポート２５を外部に連通させている。

弁体２１６は、第１の実施の形態の弁体１６とほぼ同様の構成を有するが、その下面中央にはシャフト２９の上端部を収容する収容溝２１６ａが形成されている。そして、弁座１５によって規定される弁孔２２８にはシャフト２９が貫通して設けられ、弁体２１６を下方から支持している。

ボディ２１１の下端部には、ダイヤフラム３４を間に挟んだ状態でソレノイド２０２のケース２４０の上端部が加締め接合されている。このダイヤフラム３４は、ボディ２１１内を封止しており、その上面には、有底筒状のシャフト受け２３２が設けられ、シャフト２９の下端部を収容することにより、心決めされている。シャフト受け２３２の下方には、ダイヤフラム３４を挟んでソレノイド２０２の構成要素が配置されている。

ソレノイド２０２の上部には、非磁性体からなる円筒状のスリーブ２３５が配設されており、このスリーブ２３５の内部にプランジャ２３６が配置されている。スリーブ２３５の上端には、非磁性体によって形成されたカラー２３７が取り付けられている。このカラー２３７は、ケース２４０とプランジャ２３６とを離間させてそれらの間に吸引力がほとんど発生しないようにするとともに、ダイヤフラム３４の有効受圧径を決定している。スリーブ２３５の図の下方開口部は、コア３７の上部が挿入されて固定されている。

ケース２４０の下端には、ハーネス２４６を挿通した把手２４１が設けられ、この把手２４１の下部開口部を気密に閉じるように、Ｏリング２４４を外挿した閉止ねじ２４５が取り付けられている。

以上の構成において、シャフト受け２３２にはこれをプランジャ２３６から離間させるような力が作用しないため、弁体２１６，シャフト２９，シャフト受け２３２およびプランジャ２３６は、常に一体となって動作する。そして、この構成においても、ダイヤフラム２３，弁体２１６およびダイヤフラム３４の有効受圧面積がほぼ一致している。このため、弁体２１６等に負荷される吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃのそれぞれがキャンセルされるため、弁体２１６は、本来の吸入圧力Ｐｓのみに基づいて動作制御される。このため、可変容量圧縮機の容量制御の精度を良好に保つことができる。

また、弁体２１６の有効受圧面積が、ダイヤフラム２３およびダイヤフラム３４のそれと同程度に大きく構成されているため、可変容量圧縮機の容量制御の応答性を良好に保つことができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、弁体およびこれを収容するボディの部分が大きく異なる以外は、上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、ほぼ同一の構成および機能を有する部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図６は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。

この可変容量圧縮機用制御弁においては、弁体３１６が、図２で示した弁体１６よりもその軸線方向にコンパクトに形成されている。
すなわち、弁体３１６は、円板状の本体３１８を有し、その上面中央には嵌合部２１が設けられている。また、本体３１８の下面周端縁からは円筒状の弁部２２が下方に延出して設けられており、その先端が弁座１５に着座可能となっている。本体３１８の下面中央には、円ボス状の収容部３１９が延出して設けられており、シャフト２９の上端部を収容することにより、心決めされつつ支持されている。この弁体３１６の外周面には、図２の弁体１６のような半径方向外向きに延出するガイド部は設けられていない。

また、この弁体３１６の構造に対応してボディ３１１も軸線方向に短く構成されており、可変容量圧縮機用制御弁全体としてコンパクトに構成されている。
以上の構成において、ダイヤフラム２３，弁体３１６およびダイヤフラム３４の有効受圧面積がほぼ一致している。このため、ソレノイド２の通電時において、弁体３１６等に負荷される吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃのそれぞれがキャンセルされるため、弁体３１６は、本来の吸入圧力Ｐｓのみに基づいて動作制御される。このため、可変容量圧縮機の容量制御の精度を良好に保つことができる。

また、弁体３１６の有効受圧面積が、ダイヤフラム２３およびダイヤフラム３４のそれと同程度に大きく構成されているため、可変容量圧縮機の容量制御の応答性を良好に保つことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、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く、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

たとえば、上記各実施の形態においては、それぞれ弁体の一構成例を示したが、ダイヤフラム２３およびダイヤフラム３４とほぼ等しい有効受圧面積を有するものであればよく、図示したものに限られるものではない。たとえば、図２に示した弁体１６のように側部に大きな切り欠き部を一つ設けるのではなく、複数段の切り欠き部を設けてもよい。また、このような切り欠き部を全く設けなくてもよい。

また、各実施の形態においては、弁体の弁部が弁座に着脱する構成を示したが、いわゆるスプール弁などのように、弁部が弁座により規定される弁孔内に接離可能に挿通されるようなものでもよい。

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断面図である。 図１の上半部拡大図である。 可変容量圧縮機用制御弁においてソレノイドが非通電の状態を表す説明図である。 可変容量圧縮機用制御弁においてソレノイドが通電制御されているときの状態を表す説明図である。 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構成を示す断面図である。

符号の説明

１，２０１ 弁構成部
２，２０２ ソレノイド
１１，２１１，３１１ ボディ
１２ 吐出圧ポート
１３ ストレーナ
１４ クランク圧ポート
１５ 弁座
１６，２１６，３１６ 弁体
１９，２０ ガイド部
２１ 嵌合部
２２ 弁部
２３，３４ ダイヤフラム
２４，２２４ ストッパ
２４ａ フランジ部
２４ｂ 係止部
２５ 吸入圧ポート
２６ ディスク
２７，３３，３８ スプリング
２８，２２８ 弁孔
２９ シャフト
３１ 第２プランジャ
３５ 有底スリーブ
３６ 第１プランジャ
３７ コア
３９ コイル
４２ シャフト
４７ Ｏリング
２３２ シャフト受け
２３５ スリーブ
２３６ プランジャ
２３７ カラー

Claims (3)

1. 可変容量圧縮機に装着されて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吸入圧力を導入する吸入圧ポートと、吐出圧力を導入する吐出圧ポートと、内部で生成されたクランク圧力を前記クランク室に導出するクランク圧ポートとが、一端側から順次設けられたボディと、
   前記吐出圧ポートと前記クランク圧ポートとの間に形成された弁座に接離する弁部を有し、前記吐出圧ポートから導入された吐出圧力を、前記弁座との間に形成した絞り流路を介して減圧して前記クランク圧力を生成する弁体と、
   前記吸入圧ポートよりも内側で前記ボディ内を封止するように設けられるとともに、前記弁体の前記弁部とは反対側の端部が固定され、前記吸入圧ポート側で前記吸入圧力を感知して前記弁体を動作させる第１ダイヤフラムと、
   前記弁体を前記第１ダイヤフラムとは反対側から支持し、前記弁体と一体的に動作可能なシャフトと、
   前記ボディの前記吸入圧ポートとは反対側の端部に設けられ、コアと、前記シャフトを介して前記弁体と一体化可能なプランジャと、通電により前記プランジャおよび前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、
   前記シャフトと前記プランジャとの間に設けられて前記ボディの内部を封止するとともに、前記クランク圧力を感知して前記シャフトおよび前記プランジャを動作させることが可能な第２ダイヤフラムと、
   を備え、
   前記第１ダイヤフラム、前記第２ダイヤフラム、および前記弁体の有効受圧面積がほぼ等しくなるように構成されたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
2. 前記シャフトの前記弁体とは反対側端部を支持するとともに、前記プランジャと軸線方向に前記第２ダイヤフラムを挟んで直列に配置された第２プランジャを備え、
   前記プランジャは、前記コアから離れる方向に付勢されるとともに、前記ソレノイドへの通電時には前記第２プランジャを軸線方向に支持するように構成され、
   前記第２プランジャは、前記第１プランジャから離れる方向に付勢される一方、前記ソレノイドへの通電時には、前記第２ダイヤフラムを介して前記プランジャと一体化して前記磁気回路を形成すること、
   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. 前記第１ダイヤフラムの前記吸入圧ポート側に固定され、前記弁体側に付勢されるディスクと、
   前記ディスクを前記第１ダイヤフラムとは反対側で係止可能な係止手段と、
   を備え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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