JP2006097673A - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
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冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機に装着されてその吐出容量を吐出圧力と吸入圧力との差圧によって制御するようにした可変容量圧縮機用制御弁に関する。 The present invention relates to a control valve for a variable capacity compressor, and in particular, is mounted on a variable capacity compressor constituting a refrigeration cycle of an air conditioner for an automobile, and its discharge capacity is controlled by a differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure. The present invention relates to a control valve for a variable capacity compressor.
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、冷媒の圧縮容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。 Since the compressor used for compressing the refrigerant in the refrigeration cycle of the air conditioner for automobiles uses the engine as a drive source, the rotational speed control cannot be performed. Therefore, in order to obtain an appropriate cooling capacity without being restricted by the engine speed, a variable capacity compressor capable of changing the compression capacity of the refrigerant is used.
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に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによって圧縮用ピストンのストロークを変えることで冷媒の吐出量を変えるようにしている。 In such a variable capacity compressor, a compression piston is connected to a swing plate attached to a shaft that is rotationally driven by an engine, and the stroke of the compression piston is changed by changing the angle of the swing plate. The amount of refrigerant discharged is changed.
揺動板の角度は、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、その導入する冷媒の圧力を変化させ、圧縮用ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。 The angle of the swing plate is continuously increased by introducing a part of the compressed refrigerant into the sealed crank chamber, changing the pressure of the introduced refrigerant, and changing the balance of pressure applied to both sides of the compression piston. Is changing.
クランク室内の圧力は、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間またはクランク室と吸入室との間に設けて、吐出室からクランク室に導入する冷媒の流量を変えるか、クランク室から吸入室に導出する冷媒の流量を変えることにより調整するようにした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。)。 The pressure in the crank chamber is set between the discharge chamber and the crank chamber of the variable capacity compressor or between the crank chamber and the suction chamber to change the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber into the crank chamber, or from the crank chamber. A control valve for a variable capacity compressor, which is adjusted by changing the flow rate of the refrigerant led to the suction chamber, is known (for example, see Patent Document 1).
この特許文献1に記載の可変容量圧縮機用制御弁は、可変容量圧縮機に装着されたときに、その吐出室とクランク室との間の冷媒通路に配置される弁部を有し、クランク室と吸入室との間に設けたオリフィスを介して吐出室から吸入室へ冷媒が流れる経路を形成するようにしている。可変容量圧縮機用制御弁は、開弁方向に吐出圧力Pdを受ける弁体と、この弁体の背面側に弁孔とほぼ同じ径を有するピストンロッドとを一体にして構成した弁部を備え、そのピストンロッドの端面には、閉弁方向に吸入圧力Psと外部信号によって吐出容量を設定するソレノイドの荷重とを受けるように構成されている。したがって、この可変容量圧縮機用制御弁では、弁体とピストンロッドとの有効受圧面積の等しい両端に吐出圧力Pdと吸入圧力Psとを受圧しているため、それらの差圧(Pd−Ps)によって弁体が開閉動作をし、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を制御する。 The control valve for a variable displacement compressor described in Patent Document 1 has a valve portion that is disposed in a refrigerant passage between a discharge chamber and a crank chamber when the variable displacement compressor is mounted on a crank. A path through which the refrigerant flows from the discharge chamber to the suction chamber is formed through an orifice provided between the chamber and the suction chamber. The control valve for a variable capacity compressor includes a valve portion that is configured integrally with a valve body that receives the discharge pressure Pd in the valve opening direction and a piston rod that has substantially the same diameter as the valve hole on the back side of the valve body. The end face of the piston rod is configured to receive a suction pressure Ps in the valve closing direction and a solenoid load that sets a discharge capacity by an external signal. Therefore, in this control valve for a variable capacity compressor, since the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps are received at both ends of the valve body and the piston rod having the same effective pressure receiving area, the differential pressure between them (Pd−Ps). The valve body opens and closes to control the flow rate of refrigerant flowing from the discharge chamber to the crank chamber.
たとえばエンジンの回転数が上昇することにより可変容量圧縮機の回転数が上昇してその吐出容量が増加してくると、その吐出圧力Pdが上昇し、吸入圧力Psが低下してそれらの差圧(Pd−Ps)が大きくなる。すると、可変容量圧縮機用制御弁は、差圧(Pd−Ps)によって動作する弁部の弁リフトが大きくなるので、クランク室に導入される冷媒流量を増やし、クランク室の圧力Pcを増加させて可変容量圧縮機の吐出容量を下げ、これによって差圧(Pd−Ps)が小さくなるように制御する。すなわち、可変容量圧縮機用制御弁は、可変容量圧縮機を吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)を所定値に保つようにクランク室に導入される冷媒流量を制御している。その差圧の所定値は、ソレノイドに供給する電流の値によって外部から設定することができる。 For example, when the rotational speed of the engine increases and the rotational speed of the variable capacity compressor increases and its discharge capacity increases, the discharge pressure Pd increases and the suction pressure Ps decreases and the differential pressure therebetween. (Pd−Ps) increases. Then, since the valve lift of the valve part operated by the differential pressure (Pd−Ps) increases in the control valve for the variable capacity compressor, the flow rate of refrigerant introduced into the crank chamber is increased, and the pressure Pc in the crank chamber is increased. Thus, the discharge capacity of the variable capacity compressor is lowered, and thereby the differential pressure (Pd−Ps) is controlled to be small. That is, the control valve for the variable capacity compressor controls the flow rate of the refrigerant introduced into the crank chamber so that the variable capacity compressor maintains the differential pressure (Pd−Ps) between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps at a predetermined value. ing. The predetermined value of the differential pressure can be set from the outside by the value of the current supplied to the solenoid.
このような可変容量圧縮機用制御弁によって制御される可変容量圧縮機は、エンジンの回転数が変動することにより可変容量圧縮機の回転数が変動してその吐出容量が変化することによる差圧(Pd−Ps)の変化でクランク室内の圧力Pcが変化し、これにより揺動板の傾斜角度が変化して吐出容量が最大から最小の間で可変する。たとえば起動時のように差圧(Pd−Ps)が0のとき、可変容量圧縮機は、最大容量で運転していて、差圧(Pd−Ps)がある値に達すると、容量可変を開始するが、可変容量圧縮機には個性があり、可変容量圧縮機よっては、容量可変を開始するときのクランク室内の圧力Pcと吸入圧力Psとの差圧(Pc−Ps)の値に幅がある。これは、可変容量圧縮機の揺動板の動きやすさ、すなわち感度の違いに起因している。
しかしながら、感度の高い可変容量圧縮機は、回転数の急激な変動による吐出圧力Pdおよび吸入圧力Psの急激な圧力変化に対して敏感に反応し、ハンチングが生じてしまうという問題点があった。 However, the variable capacity compressor with high sensitivity has a problem in that it reacts sensitively to sudden pressure changes of the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps due to rapid fluctuations in the rotational speed, and hunting occurs.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、感度の高い可変容量圧縮機に対して、エンジンの回転数が急激に変化することによる急激な圧力変化があっても、ハンチングを起こすことなく安定した制御を行うことができるようにした可変容量圧縮機用制御弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and causes hunting for a variable capacity compressor having high sensitivity even if there is a sudden pressure change due to a sudden change in engine speed. It is an object of the present invention to provide a control valve for a variable displacement compressor that can perform stable control without any problems.
本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機の吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧を感知し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ことにより前記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、前記可変容量圧縮機の急激な回転数の変動による圧力変化を感知して前記圧力変化の度合いに比例した値だけ弁部の開閉方向の動きを鈍くさせる感圧部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。 In the present invention, in order to solve the above problem, the flow rate of the refrigerant flowing from the discharge chamber to the crank chamber is controlled by sensing the differential pressure between the discharge pressure of the discharge chamber of the variable capacity compressor and the suction pressure of the suction chamber. In the control valve for a variable capacity compressor, in which the discharge capacity of the refrigerant is changed by the above, only a value proportional to the degree of the pressure change is detected by detecting a pressure change due to a sudden change in the rotational speed of the variable capacity compressor. There is provided a control valve for a variable capacity compressor, comprising a pressure-sensitive portion that slows the movement of the valve portion in the opening / closing direction.
このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、可変容量圧縮機の緩やかな回転数の変動による圧力変化に対して、感圧部は不感であって、従来と同じ動作をするが、急激な回転数の変動による圧力変化に対しては、感圧部が感知し、圧力変化の度合いに比例した値だけ弁部に対してその開閉方向とは逆方向に作用させて、弁部の動きを鈍くさせている。これにより、感度の高い可変容量圧縮機は、急激な回転数の変動があった場合に、それによる圧力変化がオーバシュートすることなく、速やかに所定の吐出容量に回復させることができるようになる。 According to such a control valve for a variable capacity compressor, the pressure-sensitive part is insensitive to pressure changes due to a gradual change in the rotational speed of the variable capacity compressor and operates in the same manner as in the past, but suddenly Pressure change due to fluctuations in the number of revolutions, and the pressure sensing part senses and moves the valve part in the direction opposite to the opening and closing direction of the valve part by a value proportional to the degree of pressure change. Is dull. As a result, the variable displacement compressor with high sensitivity can quickly recover to a predetermined discharge capacity without causing an overshoot of a pressure change caused by a sudden change in the rotational speed. .
本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、可変容量圧縮機が急激な回転数の変動を受けた場合に、その回転数の変動による圧力変化を感圧部が感知し、圧力変化の度合いに比例した値だけ弁部の開閉方向の動きを鈍くさせるようにしたので、感度の高い可変容量圧縮機が急激な回転数の変動を受けた場合においてもハンチングのない安定した容量制御をすることができるという利点がある。 In the control valve for a variable capacity compressor of the present invention, when the variable capacity compressor is subjected to a sudden change in the rotational speed, the pressure sensing unit senses a pressure change due to the change in the rotational speed, and determines the degree of the pressure change. Since the valve section is slowed in the opening and closing direction by a proportional value, it is possible to perform stable capacity control without hunting even when a highly sensitive variable capacity compressor is subjected to sudden fluctuations in the rotational speed. There is an advantage that you can.
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を模式的に示した中央縦断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a first embodiment.
この可変容量圧縮機用制御弁11は、吐出圧力Pdの急激な圧力変動を感知する感圧部12と、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)を感知して吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を制御する弁部13と、制御しようとする差圧(Pd−Ps)の所定値を外部から設定することができるソレノイド14とが同一軸線上に配置されて構成されている。
The
感圧部12および弁部13を収容しているボディ15は、その図の上部にシリンダ16が形成され、その上端の開口部は、蓋17によって閉じられている。そのシリンダ16の図の下方位置には、この可変容量圧縮機用制御弁11が可変容量圧縮機に装着されたときに、その吐出室に連通する高圧ポート18が穿設されている。シリンダ16の中には、軸線方向に進退自在に感圧ピストン19が配置され、シリンダ16の上部には、ボディ15および蓋17とともに調圧室20の空間が形成されている。この調圧室20は、シリンダ16と感圧ピストン19との間の所定のクリアランスを介して高圧ポート18に連通するようにしている。シリンダ16の底部中央には、孔が形成されていて、その孔には筒状の弁座形成部材21が圧入されている。この弁座形成部材21は、軸線方向に貫通している通路、すなわち弁孔を有し、図の下方の端部が弁部13の弁座を構成している。また、弁座形成部材21による弁孔内には、シャフト22が配置され、その一端は、感圧ピストン19に固定されている。
A
弁座形成部材21による弁座に対向して弁体23が弁孔を開閉可能に配置されている。弁体23は、一端が感圧ピストン19に固定されたシャフト22およびボディ15によって軸線方向に進退自在に保持されたピストンロッド24と一体に形成されている。ピストンロッド24の外径は、弁座形成部材21の弁孔の内径に等しく形成されている。ピストンロッド24は、また、スプリング25によって弁体23が弁座形成部材21から離れる方向に付勢されている。なお、弁体23が配置されている空間は、この可変容量圧縮機用制御弁11が可変容量圧縮機に装着されたときに、そのクランク室に制御された圧力Pcを供給する中圧ポート26に連通し、スプリング25が配置されている空間は、吸入室の吸入圧力Psを受ける低圧ポート27に連通している。
A
ボディ15の図の下部中央には、孔が形成されていて、この孔には、有底スリーブ28の開口縁部が緊密に結合されている。有底スリーブ28の中には、ソレノイド14のコア29およびプランジャ30が設けられている。コア29は、ボディ15の下部中央の孔および有底スリーブ28に圧入により固定されている。プランジャ30は、有底スリーブ28の中に軸線方向に摺動自在に配置され、コア29を軸線方向に貫通して配置されたシャフト31の一端に固定されている。プランジャ30は、また、スプリング32によってコア29の方向へ付勢されており、シャフト31の他端がピストンロッド24の図の下端面に当接するようにしている。有底スリーブ28の外周には、コイル33が配置され、これに給電するためのハーネス34が外部に導出されている。
A hole is formed in the lower center of the
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11において、弁部13のピストンロッド24をソレノイド14の方向へ付勢しているスプリング25がソレノイド14のシャフト31を弁部13の方向へ付勢しているスプリング32よりもばね荷重を大きく設定してあるので、ソレノイド14が非通電のとき、弁部13は、その弁体23が弁座形成部材21から離されているので全開状態に保持されている。このようなときは、可変容量圧縮機の吐出室から高圧ポート18に導入された吐出圧力Pdの高圧冷媒は、全開の弁部13を通過し、中圧ポート26からクランク室へと流れることになる。したがって、可変容量圧縮機は、クランク室の圧力Pcが吐出圧力Pdに近い圧力になるため、吐出容量最小の運転を行うことになる。
In the variable displacement
自動車用空調装置の起動時または冷房負荷が最大のときには、ソレノイド14に供給される制御電流値は最大になる。このとき、プランジャ30は、コア29に最大の吸引力で吸引されることになるので、弁部13のピストンロッド24は、スプリング25の付勢力に抗してプランジャ30に固定されたシャフト31によって閉弁方向に押され、これによって、弁体23が弁座形成部材21に着座し、弁部13は、全閉状態となる。このときは、高圧ポート18に導入される吐出圧力Pdの高圧冷媒は、全閉の弁部13によって阻止されるので、可変容量圧縮機は、クランク室の圧力Pcが吸入圧力Psに近い圧力になって、吐出容量最大の運転を行うことになる。
When the automotive air conditioner is started or when the cooling load is maximum, the control current value supplied to the
ここで、ソレノイド14に供給される電流値が所定値に設定されているときには、弁体23は、開弁方向に付勢しているスプリング25の荷重と、閉弁方向に付勢しているソレノイド14の荷重と、開弁方向に受圧する吐出圧力Pdと、閉弁方向に受圧する吸入圧力Psとがバランスした弁リフト位置にて停止する。
Here, when the current value supplied to the
このバランスが取れた状態で、エンジンの回転数が上がるなどして可変容量圧縮機の回転数が上がり、吐出容量が増えたとすると、吐出圧力Pdが上がって吸入圧力Psが下がるので、その差圧(Pd−Ps)が大きくなり、弁体23およびピストンロッド24には、開弁方向の力が作用し、弁体23は、バランス位置からリフトして吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を増やすことになる。これにより、クランク室の圧力Pcが上昇し、可変容量圧縮機は、その吐出容量を減少させる方向に動作し、差圧(Pd−Ps)がソレノイド14によって設定された所定値になるように制御される。エンジンの回転数が低下した場合は、その逆の動作をし、可変容量圧縮機は、差圧(Pd−Ps)がソレノイド14によって設定された所定値になるように制御される。
In this balanced state, if the rotational speed of the variable capacity compressor is increased by increasing the engine speed and the discharge capacity is increased, the discharge pressure Pd is increased and the suction pressure Ps is decreased. (Pd−Ps) increases, and a force in the valve opening direction acts on the
このように、自動車がほぼ一定速度で巡航しているときのように、可変容量圧縮機の回転数が緩やかに変動しているときは、感圧部12は不感であって、従来の可変容量圧縮機用制御弁と同じ動作をする。次に、自動車が急加速、急減速した場合のように、エンジンの回転数が急激に変動したことによって可変容量圧縮機の回転数が急変した場合の可変容量圧縮機用制御弁11の動作について説明する。
Thus, when the rotational speed of the variable capacity compressor is slowly changing, such as when the automobile is cruising at a substantially constant speed, the
図2は可変容量圧縮機の回転数が急増したときの可変容量圧縮機用制御弁の動作説明図である。
可変容量圧縮機の回転数がたとえば毎分800回転で安定して動作しているときに、たとえば毎分2000回転まで急上昇したとすると、可変容量圧縮機用制御弁11は、吐出圧力Pdの上昇および吸入圧力Psの降下を受けて弁リフトが増加し、その結果、クランク室の圧力Pcを上昇させるが、感度の高い可変容量圧縮機では、図中破線で示したように、弁リフト、吐出圧力Pd、クランク室の圧力Pcおよび吸入圧力Psがオーバシュートしてしまい、ハンチング現象が起きるような傾向を有している。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation of the control valve for the variable capacity compressor when the rotational speed of the variable capacity compressor has increased rapidly.
When the rotational speed of the variable capacity compressor is operating stably at, for example, 800 revolutions per minute, assuming that the variable capacity compressor suddenly rises to, for example, 2000 revolutions per minute, the variable capacity
このとき、感圧部12は、急増した吐出圧力Pdを弁体23よりも受圧面積の十分に大きな感圧ピストン19が受けることになる。これに対し、調圧室20は、急増する前の吐出圧力Pdの平均値である圧力Pd(av)のままであるので、感圧ピストン19には、差圧(Pd−Pd(av))によって弁部13から離れる方向の力が発生する。この力は、シャフト22を介して弁体23に伝達されるので、その弁体23には、急増した吐出圧力Pdから感圧部12の差圧(Pd−Pd(av))を差し引いた力が加わることになる。これにより、図2にて実線で示したように、可変容量圧縮機用制御弁11は、弁リフトがよりゆっくりと大きくなるので、クランク室の圧力Pcをよりゆっくりと上昇させることになる。その後、感圧部12では、急増した吐出圧力Pdがシリンダ16と感圧ピストン19との間のクリアランスを介して調圧室20に速やかに導入されることによって、差圧(Pd−Pd(av))はなくなり、ここで感圧部12の機能は消失する。すなわち、この感圧部12は、吐出圧力Pdの急増を感知して、圧力変化の度合いに比例した値だけ弁部13の開弁方向の動きを一時的に鈍くさせる機能を有しているということになる。これにより、可変容量圧縮機用制御弁11は、可変容量圧縮機をハンチングさせることなく速やかに所定の吐出容量に回復させることができるようになる。
At this time, the pressure-
以上は、可変容量圧縮機の回転数が急上昇した場合の動作であるが、回転数が急激に低下した場合も同様である。すなわち、可変容量圧縮機の回転数が急激に低下すると、感圧部12の差圧(Pd(av)−Pd)が感圧ピストン19を弁部13の方向へ移動させる力となるので、これが閉弁方向に移動しようとしている弁体23を一時的に開弁方向へ付勢する力となる。これにより、可変容量圧縮機用制御弁11は、回転数が急激に低下した場合でも、可変容量圧縮機の回転数が急上昇した場合とまったく逆の動作をすることになる。
The above is the operation when the rotational speed of the variable capacity compressor rapidly increases, but the same applies when the rotational speed rapidly decreases. That is, when the rotational speed of the variable capacity compressor is suddenly reduced, the pressure difference (Pd (av) −Pd) of the pressure-
なお、以上の構成において、感圧ピストン19に、円周方向に所定の長さに切断されたピストンリングのような流量調整手段を設けて、調圧室20を出入りする冷媒の通路の大きさを調節することにより、感圧部12の特性を調整するようにしてもよい。
In the above configuration, the pressure-
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を模式的に示した中央縦断面図である。この図3において、図1に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する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。 FIG. 3 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a second embodiment. 3, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11aは、第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11が吐出圧力Pdの急変を感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしているのに対し、クランク室へ供給される圧力Pcの急変を感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしている点で異なる。
The variable displacement
このため、この第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11aでは、感圧部12が中圧ポート26に連通する空間内に配置され、圧力Pcを受圧する感圧ピストン19が弁体23と一体のピストンロッド24に固定されている。弁座形成部材21は、フランジ部を有していて、そのフランジ部がボディ15の図の上部の先端開口部に嵌着されている。弁座形成部材21の下方位置には、感圧ピストン19が軸線方向に進退可能に遊嵌されており、ボディ15と弁座形成部材21のフランジ部とによってドーナツ形状の調圧室20の空間を形成している。また、感圧ピストン19は、その上部中央部が凹設されており、さらにその凹部は、中圧ポート26に連通する空間に連通するよう連通孔が形成されている。
For this reason, in the variable displacement
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11aが所定の弁リフトにて制御しているときに、吐出圧力Pdが急激に増加し、吸入圧力Psが急激に減少すると、弁体23およびピストンロッド24の両端の差圧(Pd−Ps)が大きくなって弁リフトが大きくなろうとし、これによって弁部13の下流側の圧力Pcも急激に大きくなろうとする。このとき、感圧部12の感圧ピストン19が弁体23よりも十分大きな受圧面積を有しているため、感圧ピストン19には、図の上方へ一時的に移動しようとする力が発生し、その力が感圧ピストン19に固定されたピストンロッド24を閉弁方向に作用させる。したがって、差圧(Pd−Ps)が大きくなることによって開弁方向に移動しようとする弁体23には、その感圧ピストン19の閉弁方向の力が反対方向に作用するため、弁リフトは緩慢に大きくなり、これに連れて吐出圧力Pdおよびクランク室の圧力Pcも緩慢に増加する。やがて、調圧室20の圧力がクランク室の圧力Pcと等しくなると、吐出圧力Pd、クランク室の圧力Pc、吸入圧力Ps、弁リフトがオーバシュートすることなく速やかに元に戻るようになる。もちろん、可変容量圧縮機の回転数が急に低下した場合も同じように、可変容量圧縮機用制御弁11aは緩動作し、可変容量圧縮機を速やかに所定の吐出容量に回復させることができる。
When the variable displacement
図4は第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図4において、図1に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する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。 FIG. 4 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a third embodiment. 4, constituent elements having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11bは、第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11が吐出圧力Pdの急変を感知して弁部13の弁リフトを制御し、第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11aがクランク室へ供給される圧力Pcの急変を感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしているのに対し、吸入圧力Psの急変を感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしている点で異なる。
The variable displacement
このため、この可変容量圧縮機用制御弁11bでは、スプリング25が配置されていて低圧ポート27に連通する空間とソレノイド14に通じる空間とを遮るように感圧ピストン19が配置され、その感圧ピストン19が弁体23と一体のピストンロッド24に固定されている。したがって、この可変容量圧縮機用制御弁11bでは、ボディ15と、感圧ピストン19と、ピストンロッド24と、コア29と、シャフト31とによって囲まれた空間が調圧室20を形成している。
For this reason, in the
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11bが所定の弁リフトにて制御しているときに、吐出圧力Pdが急激に増加し、吸入圧力Psが急激に減少すると、弁体23およびピストンロッド24の両端の差圧(Pd−Ps)が大きくなって弁リフトが大きくなり、これによって吸入圧力Psが急激に小さくなる。このとき、感圧部12の感圧ピストン19が弁体23よりも十分大きな受圧面積を有しているため、感圧ピストン19は、図の上方へ移動しようとする力が発生し、その力が感圧ピストン19に固定されたピストンロッド24を閉弁方向に作用させる。弁体23には、その感圧ピストン19の閉弁方向の力が逆方向に加わるため、弁リフトは緩慢に大きくなって、吐出圧力Pdおよびクランク室の圧力Pcの圧力上昇も緩慢になる。やがて、調圧室20の圧力が吸入圧力Psと等しくなると、吐出圧力Pd、クランク室の圧力Pc、吸入圧力Ps、弁リフトがオーバシュートすることなく速やかに元に戻るようになる。もちろん、可変容量圧縮機の回転数が急に低下した場合も同じように、可変容量圧縮機用制御弁11bは速やかに動作し、可変容量圧縮機を速やかに所定の吐出容量に回復させることができる。
When the
図5は第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図5において、図1に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する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。 FIG. 5 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a fourth embodiment. In FIG. 5, components having the same or equivalent functions as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11cは、第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11では、感圧部12が吐出圧力Pdの増加方向および減少方向の急激な変化を感知して弁部13の弁リフトを制御しているのに対し、吐出圧力Pdの増加方向の急激な変化は感知せずに、吐出圧力Pdの減少方向の急激な変化に対してのみこれを敏感に感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしている点で異なる。
In the variable displacement
すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁11cでは、感圧部12を構成する感圧ピストン19に、吐出圧力Pdの増加方向と減少方向との急激な変化に対して感度を切り換えるための逆止弁機構(感度切り換え手段)が設けられている。この逆止弁機構は、感圧ピストン19に高圧ポート18と調圧室20とを連通するように段差のある通路を形成し、調圧室20側の径の大きな通路にボール形状の弁体41を配置し、その弁体41が調圧室20の側に脱落しないよう調圧室20側の開口端部に板ばね42を係止して構成される。
That is, in this variable displacement
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11cが所定の弁リフトにて制御しているときにおいて、吐出圧力Pdが急激に増加すると、吐出圧力Pdと調圧室20内の圧力との差圧によって感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構が直ぐに開き、吐出圧力Pdと調圧室20内の圧力との差圧がなくなる。このため、感圧部12は、不感状態になり、可変容量圧縮機用制御弁11cは、吐出圧力Pdの急激な増加に敏感に応答して弁部13が急激に開弁方向に作用し、これによってクランク室の圧力Pcをより速やかに上昇させ、可変容量圧縮機の吐出容量を速やかに減少させる方向に制御する。
When the
逆に、吐出圧力Pdが急激に低下した場合には、急激に低下した吐出圧力Pdと急激に低下する前の吐出圧力Pdの平均値である調圧室20内の圧力Pd(av)との差圧により感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構が閉じるため、弁体23よりも受圧面積の大きな感圧ピストン19が急激に低下した吐出圧力Pdの変化を敏感に感知する。このため、弁体23は吐出圧力Pdの急激な低下に応答して閉弁方向に作用しようとするが、感圧ピストン19が急激な圧力変化を受けて瞬間的に開弁方向に作用するため、弁体23の閉弁方向の動きが鈍くさせられる。つまり、この可変容量圧縮機用制御弁11cは、吐出圧力Pdの急激な増加方向の変化に対して感度が高く、吐出圧力Pdの急激な低下方向の変化に対しては感度が低いといった非対称の開弁特性を有している。これにより、たとえば吐出圧力Pdの急激な増加方向の変化に対して可変容量圧縮機が過渡応答して、吐出圧力Pdが急激に減少方向に変化したとしても、吐出圧力Pdの急激な減少方向では、過渡応答することはないので、ハンチング現象が発生してしまうことはない。
On the other hand, when the discharge pressure Pd drops rapidly, the discharge pressure Pd that has dropped sharply and the pressure Pd (av) in the
図6は第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図6において、図5に示した構成要素と同じ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。 FIG. 6 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a fifth embodiment. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11dは、第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11cが感圧部12の逆止弁機構を感圧ピストン19に設け、その逆止弁の弁体をボール弁で構成していたのに対し、感圧部12の逆止弁機構を蓋17に設け、その逆止弁の弁体をポペット弁で構成している点で異なる。
In the variable displacement
すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁11dでは、感圧部12に設けられた逆止弁機構は、感圧部12の蓋17に吐出圧力Pdを受ける空間と調圧室20とを連通するように段差のある通路を形成し、調圧室20側の径の大きな通路に茸形状の弁体41を配置し、その弁体41が調圧室20の側に脱落しないよう調圧室20側の開口端部に板ばね42を係止し、さらに蓋17と感圧ピストン19との間に感圧ピストン19を蓋17から離れる方向に付勢する荷重の小さなスプリング43を配置して構成される。
In other words, in this variable displacement
このような構成の感圧部12を持った可変容量圧縮機用制御弁11dの動作は、第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11cと同じである。なお、この第5の実施の形態では、逆止弁機構は、感圧部12の蓋17に設けられているが、調圧室20を吐出圧力Pdに曝される側から隔離しているボディ15に設けても良い。
The operation of the variable displacement
図7は第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図7において、図6に示した構成要素と同じ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。 FIG. 7 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a sixth embodiment. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11eは、第4および第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11c,11dが逆止弁機構を有しているのに対し、吐出圧力Pdが急激に増加するときと急激に低下するときとで感度を切り換えるようにした感度切り換え機構を備えている点で異なる。
In the variable displacement
すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁11eでは、感圧部12に設けられた感度切り換え機構は、調圧室20を出入りする冷媒の流れ易さを切り換えるもので、感圧ピストン19の外周形状を高圧ポート18の側から調圧室20に向かって外径が徐々に大きくなるテーパ形状になっている。したがって、感圧ピストン19の外周の隙間は、調圧室20内の図の上端では、最も絞られた絞り部を構成し、それより高圧ポート18に連通する空間に向かって流路断面積が徐々に拡大している。これにより、その絞り部の高圧ポート18側は流路断面積が急拡大していて、絞り部から急拡大部へ冷媒が流れ込む場合には、そこに縮流が発生し、その縮流作用によって、高圧ポート18の側と調圧室20内との差圧が同じであれば、この感圧部12は、高圧ポート18に入った冷媒が徐々に絞られてから絞り部を通過して調圧室20に入るときに比べて、調圧室20内の冷媒が絞り部で急激に絞られてから高圧ポート18の側へ流れるときの方が冷媒流量は少ないという特性になっている。
That is, in the
可変容量圧縮機の回転数が急激に増加して吐出圧力Pdが急激に増加したときは、高圧になった高圧ポート18の圧力と高圧になる前の調圧室20内の圧力との差によって、高圧ポート18の側から感圧ピストン19の外周の隙間を通って調圧室20に冷媒が流れようとし、逆に、回転数が急激に低下して吐出圧力Pdが急激に低下したときは、調圧室20から感圧ピストン19の外周の隙間を通って高圧ポート18の側に冷媒が流れようとする。このとき、吐出圧力Pdが急激に増加したときと急激に低下したときとでは、感圧ピストン19の外周の隙間を流れる冷媒流量に差ができ、吐出圧力Pdが急激に増加したときは、調圧室20の圧力は急激に増加した吐出圧力Pdと均圧になる時間が短く、吐出圧力Pdが急激に低下したときには、調圧室20の圧力は急激に増加した吐出圧力Pdと均圧になる時間が長くなる。吐出圧力Pdが急激に増加したときに感圧ピストン19が弁部13の弁体23をその閉弁方向に作用する力は、吐出圧力Pdが急激に低下したときに感圧ピストン19が弁部13の弁体23をその開弁方向に作用する力よりも小さくなるので、吐出圧力Pdが急激に増加したときには、感圧部12はより鈍感になり、弁部13の感度はあまり低下しない。一方、吐出圧力Pdが急激に低下する過渡期には、感圧ピストン19が開弁方向に動きやすいため、感圧部12はより敏感になる。吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧が小さくなることで、弁部13が閉弁方向に作用しようとする力が感圧部12の開弁方向に作用しようとする力によって瞬間的にキャンセルされるため、弁部13の弁体23は閉弁方向の動きが抑制される。この結果、吐出圧力Pdが急激に低下する方向では、弁部13が過渡応答することはないので、感度の高い可変容量圧縮機が吐出圧力Pdの急激な圧力変動によってハンチング現象を起こしてしまうことはない。
When the rotational speed of the variable capacity compressor increases rapidly and the discharge pressure Pd increases rapidly, the difference between the pressure of the high-
図8は第7の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図8において、図3に示した構成要素と同じ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。 FIG. 8 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to a seventh embodiment. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第7の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11fは、第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11aでは、感圧部12がクランク室へ供給される圧力Pcの増加方向および減少方向の急激な変化を感知して弁部13の弁リフトを制御しているのに対し、クランク室へ供給される圧力Pcの増加方向の急激な変化は感知せずに、圧力Pcの減少方向の急激な変化に対してのみこれを敏感に感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしている点で異なる。
The variable displacement
すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁11fでは、感圧部12を構成する感圧ピストン19に、クランク室へ供給される圧力Pcの増加方向と減少方向との急激な変化に対して感度を切り換えるための逆止弁機構が設けられている。この逆止弁機構は、感圧ピストン19に中圧ポート26と調圧室20とを連通するように段差のある通路を形成し、調圧室20側の径の大きな通路にボール形状の弁体41を配置し、その弁体41が調圧室20内に脱落しないよう調圧室20側の開口端部にストッパ44を嵌合して構成される。
That is, in the variable displacement
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11fが所定の弁リフトにて制御しているときにおいて、吐出圧力Pdが急激に増加することにより弁部13が開弁方向に動作してクランク室へ供給される圧力Pcが急激に増加した場合には、感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構は、クランク室の圧力Pcと調圧室20内の圧力との差圧によって直ちに開弁する。このため、感圧部12は、弁部13の動作に影響を与えないので、弁部13は、圧力Pcの急激な増加に応答して速やかに開弁方向に動作してクランク室の圧力Pcをより速やかに上昇させ、可変容量圧縮機の吐出容量を速やかに減少させる方向に制御する。
When the variable displacement
逆に、クランク室へ供給される圧力Pcが急激に低下した場合には、急激に低下する前の圧力Pcの平均値である調圧室20内の圧力Pc(av)よりも中圧ポート26の圧力Pcが低くなるため、感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構が閉じる。このため、弁体23よりも受圧面積の大きな感圧ピストン19が圧力Pcの急激な低下を敏感に感知し、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧が小さくなることで、弁部13は、開弁方向に敏感に作用する感圧部12によって、閉弁方向の作用が瞬間的に抑制される。
On the contrary, when the pressure Pc supplied to the crank chamber is suddenly reduced, the
これにより、可変容量圧縮機用制御弁11fは、クランク室へ供給される圧力Pcの急激な増加方向の変化に対して感度が高く、圧力Pcの急激な低下方向の変化に対しては感度が低いといった非対称の開弁特性になるので、吐出圧力Pdの急激な変動に起因した圧力Pcの急激な変動があっても、ハンチングすることはない。
As a result, the variable displacement
図9は第8の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を模式的に示した中央縦断面図である。この図9において、図4に示した構成要素と同じ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。 FIG. 9 is a central longitudinal sectional view schematically showing a control valve for a variable capacity compressor according to an eighth embodiment. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第8の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11gは、第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁11bでは、感圧部12が吸入圧力Psの増加方向および減少方向の急激な変化を感知して弁部13の弁リフトを制御しているのに対し、吸入圧力Psの減少方向の急激な変化は感知せずに、吸入圧力Psの増加方向の急激な変化に対してのみこれを敏感に感知して弁部13の弁リフトを制御するようにしている点で異なる。
In the variable displacement
すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁11gでは、感圧部12を構成する感圧ピストン19に、吸入圧力Psの増加方向と減少方向との急激な変化に対して感度を切り換えるための逆止弁機構が設けられている。この逆止弁機構は、感圧ピストン19に低圧ポート27と調圧室20とを連通するように段差のある通路を形成し、低圧ポート27側の径の大きな通路にボール形状の弁体41を配置し、その弁体41が低圧ポート27に連通する空間内に脱落しないよう低圧ポート27側の開口端部にストッパ44を嵌合して構成される。
That is, in this variable displacement
以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁11gが所定の弁リフトにて制御しているときにおいて、吐出圧力Pdが急激に増加することにより吸入圧力Psが急激に低下した場合には、感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構は、吸入圧力Psと調圧室20内の圧力との差圧によって直ちに開弁する。このため、感圧部12は、弁部13の動作に影響を与えないので、弁部13は、吐出圧力Pdの急激な増加に応答して速やかに開弁方向に動作し、クランク室の圧力Pcをより速やかに上昇させ、可変容量圧縮機の吐出容量を速やかに減少させる方向に制御する。
When the variable displacement
逆に、吐出圧力Pdが急激に低下することにより吸入圧力Psが急激に増加した場合には、急激に増加する前の吸入圧力Psの平均値である調圧室20内の圧力Ps(av)よりも低圧ポート27の吸入圧力Psが高くなるため、感圧ピストン19に設けられた逆止弁機構が閉じる。このため、感圧ピストン19が吸入圧力Psの急激な増加を敏感に感知し、弁部13は、開弁方向に敏感に作用する感圧部12によって、閉弁方向の作用が瞬間的に抑制される。
On the other hand, when the suction pressure Ps increases rapidly due to the sudden decrease in the discharge pressure Pd, the pressure Ps (av) in the
これにより、可変容量圧縮機用制御弁11gは、吸入圧力Psの急激な低下方向の変化に対して感度が高く、圧力Pcの急激な増加方向の変化に対しては感度が低いといった非対称の開弁特性になるので、ハンチングすることはない。
As a result, the variable displacement
11,11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g 可変容量圧縮機用制御弁
12 感圧部
13 弁部
14 ソレノイド
15 ボディ
16 シリンダ
17 蓋
18 高圧ポート
19 感圧ピストン
20 調圧室
21 弁座形成部材
22 シャフト
23 弁体
24 ピストンロッド
25 スプリング
26 中圧ポート
27 低圧ポート
28 有底スリーブ
29 コア
30 プランジャ
31 シャフト
32 スプリング
33 コイル
34 ハーネス
41 弁体
42 板ばね
43 スプリング
44 ストッパ
Pd 吐出圧力
Ps 吸入圧力
Pc クランク室の圧力
11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g Control valve for
Claims (13)
前記可変容量圧縮機の急激な回転数の変動による圧力変化を感知して前記圧力変化の度合いに比例した値だけ弁部の開閉方向の動きを鈍くさせる感圧部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。 The refrigerant discharge capacity is changed by sensing the differential pressure between the discharge pressure of the discharge chamber of the variable capacity compressor and the suction pressure of the suction chamber and controlling the flow rate of the refrigerant flowing from the discharge chamber to the crank chamber. In the control valve for the variable displacement compressor,
A pressure-sensitive part is provided that senses a pressure change due to a sudden change in the rotational speed of the variable capacity compressor and slows the movement of the valve part in the opening / closing direction by a value proportional to the degree of the pressure change. Control valve for variable capacity compressor.
The sensitivity switching means is provided in a passage formed through the pressure-sensitive piston so as to communicate the low-pressure port side and the pressure-regulating chamber, and the refrigerant switching unit moves from the low-pressure port side to the pressure-regulating chamber. 13. The control valve for a variable capacity compressor according to claim 12, wherein the control valve is a check valve that allows a flow and prevents a refrigerant flow from the pressure regulating chamber toward the low pressure port.
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