JP2007247504A - Control valve, variable displacement type compressor and refrigeration cycle apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、制御弁および容量可変型圧縮機および冷凍サイクル装置に関し、特に、容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用される制御弁および容量可変型圧縮機および容量可変型圧縮機を含む車載用空気調和装置等に使用される冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a control valve, a variable capacity compressor, and a refrigeration cycle apparatus, and more particularly, includes a control valve used as a capacity control valve of a variable capacity compressor, a variable capacity compressor, and a variable capacity compressor. The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus used for an air conditioner for an automobile.
車載用空調装置などで使用される冷凍サイクル装置では、エンジン駆動の圧縮機として、斜板式の容量可変型圧縮機が多く使用されている。斜板式の容量可変型圧縮機は、斜板を収容したクランク室の内圧(クランク室圧力)に応じて吐出容量が定量的に変化する。すなわち、クランク室圧力の上昇に応じて斜板傾斜角が小さくなって吐出容量が低減し、これとは逆に、クランク室圧力の低減に応じて斜板傾斜角が大きくなって吐出容量が増大する。この吐出容量の制御は、吐出容量(吐出流量)を検出し、検出された吐出容量に応じてクランク室圧力を制御することにより、フィードバック補償式に行うことができる。 In a refrigeration cycle apparatus used in an in-vehicle air conditioner or the like, a swash plate type variable capacity compressor is often used as an engine-driven compressor. In the variable capacity compressor of the swash plate type, the discharge capacity quantitatively changes according to the internal pressure (crank chamber pressure) of the crank chamber in which the swash plate is accommodated. That is, as the crank chamber pressure increases, the swash plate inclination angle decreases and the discharge capacity decreases. Conversely, as the crank chamber pressure decreases, the swash plate inclination angle increases and the discharge capacity increases. To do. The control of the discharge capacity can be performed in a feedback compensation manner by detecting the discharge capacity (discharge flow rate) and controlling the crank chamber pressure in accordance with the detected discharge capacity.
容量可変型圧縮機の吐出流路の上流側と下流側とに所定量離れた2位置の圧力差は、吐出流量に応じた圧力損失と正の相関性を示すから、この圧力差を感知して吐出容量に応じたクランク室の圧力制御を行う差圧応動式の容量制御弁がある。 The pressure difference at two positions separated by a predetermined amount between the upstream and downstream sides of the discharge flow path of the variable displacement compressor shows a positive correlation with the pressure loss corresponding to the discharge flow rate. There is a differential pressure responsive capacity control valve that controls the pressure in the crank chamber according to the discharge capacity.
この容量制御弁では、圧縮機の吐出圧領域とクランク室とをつなぐ給気通路の一部を構成する弁室に設けられた弁ポートを、弁室内に設けた弁体により開閉させるようにしており、更に、電磁コイル装置を有し、弁体による弁ポート開閉の平衡値を電磁コイル装置が発生する電磁力によって可変設定することで、給気通路の開度を調整できるようになっている(例えば、特許文献1)。 In this capacity control valve, a valve port provided in a valve chamber constituting a part of an air supply passage connecting a discharge pressure region of the compressor and a crank chamber is opened and closed by a valve body provided in the valve chamber. In addition, an electromagnetic coil device is provided, and the opening of the air supply passage can be adjusted by variably setting the equilibrium value of the valve port opening and closing by the valve body by the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil device. (For example, patent document 1).
一方、容量可変型圧縮機の吐出冷媒流によって受圧板で発生する荷重(専ら動圧)は、吐出流量と正の相関性を示すから、上述したような差圧応動式の容量制御弁とは異なり、この荷重(専ら動圧)を感知して吐出容量に応じたクランク室の圧力制御を行う動圧感知式の容量制御弁がある。 On the other hand, since the load (exclusively dynamic pressure) generated in the pressure receiving plate by the discharge refrigerant flow of the variable capacity compressor has a positive correlation with the discharge flow rate, what is the differential pressure responsive capacity control valve as described above? In contrast, there is a dynamic pressure sensing type capacity control valve that senses this load (exclusively dynamic pressure) and controls the pressure in the crank chamber according to the discharge capacity.
この動圧感知式の容量制御弁では、圧縮機の吐出圧領域に接続される弁室と圧縮機のクランク室に接続される給気通路との間に設けられた弁ポートを、弁室内に設けた弁体により開閉させるようにしており、更に、電磁コイル装置を有し、弁体による弁ポート開閉の平衡値を電磁コイル装置が発生する電磁力によって可変設定することで、吐出圧領域と給気通路との連通度を調整できるようになっている(例えば、特許文献2)。 In this dynamic pressure sensing type capacity control valve, a valve port provided between a valve chamber connected to the discharge pressure region of the compressor and a supply passage connected to the crank chamber of the compressor is provided in the valve chamber. It is designed to be opened and closed by the provided valve body, and further has an electromagnetic coil device, and by variably setting the equilibrium value of the valve port opening and closing by the valve body by the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil device, The degree of communication with the air supply passage can be adjusted (for example, Patent Document 2).
この動圧感知式の容量制御弁では、電磁コイル装置は、弁室に隣接して固定配置された吸引子と、吸引子によって弁室から区画されたプランジャ室において弁棒(弁軸、プランジャロッド)と接続されたプランジャと、通電によりプランジャと吸引子間に電磁力を発生させる電磁コイル部とを有しており、電磁コイル部への通電により発生する電磁力によってプランジャを吸引子側に磁気的に吸引し、弁体による弁ポート開閉の平衡値を変更する構成としている。
上述した従来の動圧感知式の容量制御弁では、吸引子や吸引子に取り付けられている弁軸支持ガイド部材等による可動ロッド(弁軸、プランジャロッド)の摺動部によって弁室とプランジャ室とが区画されている。 In the conventional dynamic pressure sensing type capacity control valve described above, the valve chamber and the plunger chamber are moved by a sliding portion of a movable rod (valve shaft, plunger rod) by a valve shaft support guide member or the like attached to the suction block. And is partitioned.
このような構造では、可動ロッドの摺動部の増加によって動作不良を生じ易い。また、構造上、圧力バランス不良を起こし易い。クランク室圧力による均圧構造であると、ロッド摺動部における圧力漏れが多いと、純粋なクランク室圧力ではなくなり、圧力バランスが取り難くなる。特に、CO2 等の高圧冷媒を使用する冷凍サイクル装置の場合、その可能性は、より高くなる。 In such a structure, malfunction is likely to occur due to an increase in the sliding portion of the movable rod. In addition, the structure tends to cause poor pressure balance. If the pressure equalization structure is based on the crank chamber pressure, if there is a lot of pressure leakage at the rod sliding portion, the crank chamber pressure will not be pure and it will be difficult to achieve a pressure balance. In particular, in the case of a refrigeration cycle apparatus using a high-pressure refrigerant such as CO 2 , the possibility becomes higher.
この発明が解決しようとする課題は、容量可変型圧縮機の吐出冷媒流によって受圧板で発生する荷重を感知して吐出容量に応じたクランク室の圧力制御を行う容量制御弁において、可動ロッドの摺動部の増加によって動作不良、圧力バランス不良を生じることがなく、差圧応動によるクランク室圧力制御(流量制御)が安定して行われるように改善することである。 The problem to be solved by the present invention is that in a capacity control valve that senses a load generated in a pressure receiving plate by a refrigerant flow discharged from a variable capacity compressor and controls the pressure in a crank chamber according to the discharge capacity, It is to improve so that crank chamber pressure control (flow rate control) by differential pressure response is stably performed without causing malfunction and pressure balance failure due to an increase in sliding portions.
この発明による制御弁は、弁ハウジングに弁室と均圧室とが形成され、前記弁室内を感知流体が流れるよう前記弁室に感知流体の入口ポートと出口ポートとが開口し、更に前記弁室に被制御流体の出口ポートと連通する弁ポートが開口し、前記弁室内に、弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化させる弁体と、前記弁室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板とが配置されており、前記受圧板は、前記弁室を流れる感知流体の当該受圧板の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧の影響を受けて前記弁体を弁開方向に移動させる方向に変位する構造になっており、前記弁体を電磁力によって弁閉方向に付勢する電磁手段を有し、前記電磁手段は、プランジャと、前記プランジャを収容するプランジャ室と、前記プランジャ室よりも前記弁体側に固定配置された吸引子とを有し、前記吸引子には、一端にて前記弁室に開口し、他端にて前記プランジャ室に開口する中心孔が貫通形成され、当該中心孔に、この中心孔の内径よりも小さい外径で形成された前記弁体の弁棒が挿通されており、前記弁棒の一端は前記プランジャに接続されており、前記弁棒の他端は前記弁ハウジングに形成された弁棒支持孔を貫通して前記均圧室に位置しており、前記均圧室には前記プランジャ室の内圧に実質的に等しい圧力が導入される。 In the control valve according to the present invention, a valve chamber and a pressure equalizing chamber are formed in the valve housing, and an inlet port and an outlet port of the sensing fluid are opened in the valve chamber so that the sensing fluid flows in the valve chamber, and the valve A valve port communicating with the outlet port of the controlled fluid is opened in the chamber, a valve body that changes the opening degree of the valve port by movement in the valve lift direction in the valve chamber, and a sensing fluid flow that flows through the valve chamber A pressure receiving plate that is displaced in response to move the valve body in a valve lift direction, and the pressure receiving plate has a pressure on the upstream side and a pressure on the downstream side of the pressure receiving plate of the sensing fluid flowing through the valve chamber. The valve body is displaced in the direction of moving in the valve opening direction under the influence of the differential pressure, and has electromagnetic means for urging the valve body in the valve closing direction by electromagnetic force, The electromagnetic means accommodates the plunger and the plunger A plunger chamber; and a suction element fixedly disposed closer to the valve body than the plunger chamber. The suction element opens at the valve chamber at one end and opens at the plunger chamber at the other end. A central hole is formed through, and the valve rod of the valve body formed with an outer diameter smaller than the inner diameter of the central hole is inserted into the central hole, and one end of the valve rod is connected to the plunger. And the other end of the valve stem passes through a valve stem support hole formed in the valve housing and is located in the pressure equalizing chamber. The pressure equalizing chamber is substantially equal to the internal pressure of the plunger chamber. Pressure is introduced.
この発明による制御弁は、好ましくは、前記均圧室に、前記プランジャ室の内圧に実質的に等しい圧力を外部から導入する外部均圧導入ポートが形成されている。 In the control valve according to the present invention, preferably, an external pressure equalization introduction port for introducing a pressure substantially equal to the internal pressure of the plunger chamber from the outside is formed in the pressure equalization chamber.
この発明による制御弁は、好ましくは、前記弁ハウジングに、前記弁室と前記均圧室とを連通接続する内部均圧通路が形成されている。 In the control valve according to the present invention, preferably, an internal pressure equalizing passage that connects the valve chamber and the pressure equalizing chamber is formed in the valve housing.
この発明による制御弁は、クランク室圧力に応じて吐出容量が定量的に変化する容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用され、前記感知流体の入口ポートが前記容量可変型圧縮機の吐出流路の上流側に接続され、前記感知流体の出口ポートが前記吐出流路の下流側に接続され、前記弁ポートが前記クランク室に接続され、前記均圧室に前記吐出流路の圧力が導入される。 The control valve according to the present invention is used as a capacity control valve of a variable displacement compressor whose discharge capacity changes quantitatively according to the crank chamber pressure, and the inlet port of the sensing fluid is a discharge flow of the variable displacement compressor. Connected to the upstream side of the passage, the outlet port of the sensing fluid is connected to the downstream side of the discharge passage, the valve port is connected to the crank chamber, and the pressure of the discharge passage is introduced into the pressure equalizing chamber Is done.
この発明による容量可変型圧縮機は、クランク室圧力に応じて吐出容量が定量的に変化する容量可変型圧縮機であって、圧縮機ボディに形成された弁装着用ボアーに上述の発明による制御弁が挿入装着され、前記感知流体の入口ポートにコンプレッサ室より吐出流体を導く吐出流体入口通路と、前記感知流体の出口ポートより吐出流体を取り出す吐出流体出口通路と、前記弁ポートと前記クランク室とを連通するクランク室通路とが形成されている。 The variable displacement compressor according to the present invention is a variable displacement compressor in which the discharge capacity changes quantitatively according to the crank chamber pressure, and the control according to the above-described invention is applied to the valve mounting bore formed in the compressor body. A discharge fluid inlet passage for introducing a discharge fluid from a compressor chamber to the inlet port of the sensing fluid, a discharge fluid outlet passage for taking out the discharge fluid from the outlet port of the sensing fluid, the valve port and the crank chamber And a crank chamber passage communicating with each other.
この発明による冷凍サイクル装置は、容量可変型圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらをループ接続する冷媒通路とを有し、上述の発明による制御弁を前記容量可変型圧縮機の容量制御弁として含む。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a variable capacity compressor, a condenser, an expansion means, an evaporator, and a refrigerant passage that connects them in a loop. Included as a compressor capacity control valve.
この発明による制御弁によれば、吸引子の中心孔に、弁棒が中心孔の内周面に非接触状態で挿通されているから、吸引子と弁棒との間に摺動部が存在せず、弁棒の外周面と中心孔の内周面との間に十分な空隙ができ、この空隙によって弁室とプランジャ室とが区画されず、弁室とプランジャ室とが同圧になり、作動圧力が高くなっても、弁棒の摺動部の増加による動作不良、圧力バランス不良を生じることがない。 According to the control valve of the present invention, since the valve stem is inserted into the center hole of the suction element in a non-contact state with the inner peripheral surface of the center hole, there is a sliding portion between the suction element and the valve stem. Therefore, a sufficient gap is created between the outer peripheral surface of the valve stem and the inner peripheral surface of the center hole, and the valve chamber and the plunger chamber are not partitioned by this gap, and the valve chamber and the plunger chamber have the same pressure. Even if the operating pressure increases, there will be no malfunction or pressure balance due to an increase in the sliding portion of the valve stem.
このことにより、電磁手段の制御電流値を増加することなく、高圧冷媒、例えば、CO2 冷媒を使用する冷凍サイクル装置においても、受圧板のみでの差圧応動によるクランク室圧力制御(流量制御)が安定して行われるようになる。 As a result, even in a refrigeration cycle apparatus using a high-pressure refrigerant, for example, CO 2 refrigerant, without increasing the control current value of the electromagnetic means, crank chamber pressure control (flow rate control) by differential pressure response using only the pressure receiving plate. Will be performed stably.
そして、この制御弁が容量可変型圧縮機の容量制御弁として使用されることにより、圧縮機の吐出容量制御を正確に行うことができる。 And by using this control valve as a capacity control valve of a capacity variable type compressor, discharge capacity control of a compressor can be performed correctly.
以下にこの発明による制御弁の一つの実施形態を、図1を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of a control valve according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
本実施形態の制御弁は、全体を符号10により示されている。制御弁10は弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11は、カップ形状をなし、上部開口部に後述する電磁コイル装置30の吸引子31をかしめ等で締結され、吸引子31と共働して弁室12を画定している。
The control valve of the present embodiment is generally indicated by
弁ハウジング11には、弁室12の下部領域に開口する感知流体入口ポート13と、弁室12の上部領域に開口する感知流体出口ポート14とが各々形成されている。弁室12には感知流体入口ポート13より感知流体が流入する。感知流体は、弁室12内を下側から上側に流れ、感知流体出口ポート14より弁室12外に流出する。
In the
弁ハウジング11には、弁室12の下底部に開口する弁ポート16と、この弁ポート16と連通する被制御流体出口ポート15とが各々形成されている。
The
弁室12には弁棒20が軸線方向(上下方向)に移動可能に設けられている。弁棒20は中間部に弁体21を一体形成されている。弁体21は、弁室12内にあって、弁リフト方向(上下方向)の移動によって弁ポート16の開度を増減する。
A
弁棒20にはフランジ状の受圧板22が装着されている。受圧板22は、弁室12内にあって弁室12の内周壁との間に充分な間隙23を作る外径とされ、弁室12を流れる感知流体の流れを阻害せず、専ら弁室12を流れる感知流体流の流れ方向における、受圧板22の上流側の感知流体と下流側の感知流体との差圧に応動して、弁リフト方向に荷重を受けて変位する。
A flange-shaped
すなわち、受圧板22は、弁室12内を流れる感知流体流の上流側(受圧板22より上流側)の感知流体と下流側(受圧板22より下流側)の感知流体との差圧の影響を受けて、弁室12を流れる感知流体の流量に相関した荷重を得て上昇変位する。なお、間隙23の大きさ(流路断面積)は、システムとして必要とされる最大流量を最低限確保できる大きさに設定されればよい。
In other words, the
この受圧板22の変位によって弁体21が弁リフト方向に移動する。これにより、弁体21は、受圧板22に作用する差圧の増加、すなわち、弁室12を流れる感知流体の流量の増加に応じて弁開方向に移動する。
Due to the displacement of the
受圧板22はばねリテーナを兼ねており、受圧板22と弁室12の下底面部との間に補助ばね24が取り付けられている。補助ばね24は、受圧板22を弁棒20に係止された係止リング25に押し付け、弁棒20を図にて上方、すなわち、弁開方向に付勢している。
The
電磁手段である電磁コイル装置30は、弁ハウジング11の上端にかしめ等で結合された吸引子31と、吸引子31の上部に固定されたプランジャチューブ32と、プランジャチューブ32の上端に取り付けられたコイルガイド栓部材33と、プランジャチューブ32の内側に画定されたプランジャ室34内に軸線方向に移動可能に設けられたプランジャ35と、プランジャチューブ32の外側に取り付けられたボビン36および巻線部37と、下蓋部材38によって吸引子31の外側に取り付けられた外凾39とを有する。
An
吸引子31はプランジャ室34よりも弁室12側に固定配置されており、吸引子31には、一端(下端)にて弁室12に開口し、他端(上端)にてプランジャ室34に開口する中心孔40が貫通形成されている。
The
中心孔40の内径は弁棒20の外径より十分に大きく、中心孔40には弁体21の弁棒20が、当該中心孔40の内周面に非接触状態で挿通されている。弁棒20の上端側(一端)は、中心孔40を貫通したプランジャ室34内に進入しており、固定部41によってプランジャ35と固定連結されている。弁棒20は、非磁性材により構成されており、プランジャロッドを兼ねている。
The inner diameter of the
弁棒20の上端20Aは、固定部41より更にコイルガイド栓部材33の側に突出しており、全開時にコイルガイド栓部材33に当ることにより、プランジャ35がコイルガイド栓部材33に磁気的に吸着されることを防いでいる。
The
中心孔40の内径が弁棒20の外径より十分に大きく、弁棒20は、中心孔40の内周面に非接触状態で、中心孔40を貫通するから、弁棒20の外周面と中心孔40の内周面との間に十分な空隙42ができる。
Since the inner diameter of the
この空隙42によって弁室12とプランジャ室34とが圧力的に区画されず、弁室12とプランジャ室34とが同圧に保たれるようになる。なお、ここで、圧力的に区画されないと云うことは、空隙42が、弁室12とプランジャ室34との間で、実質的な絞り部(節)にならないことを意味する。
The
これにより、プランジャ室34の内圧は、弁室12の内圧、詳細には、受圧板22より下流側の感知流体の圧力(感知流体出口ポート14の圧力)に、概ね、等しくなる。
Thereby, the internal pressure of the
プランジャ35には、プランジャ室34の全領域を均一な圧力に保つために、均圧孔43が貫通形成されている。
A
電磁コイル装置30は、巻線部37に通電されることにより、コイル電流に応じた電磁力を発生し、吸引子31の円錐凹状の磁気吸着面(上面)にプランジャ35の円錐凸状の下面を磁気的に吸引し、弁棒20(弁体21)を弁閉方向(下向き)に付勢する。
The
弁ハウジング11の下端部(プランジャ室34の反対側)には均圧室26が形成されている。弁ハウジング11には、一端にて被制御流体出口ポート15に開口し、他端にて均圧室26に開口する弁棒支持孔27が、弁ポート16と同心に貫通形成されている。
A
弁棒20の下側部分は、弁ポート16を遊嵌合状態で貫通し、被制御流体出口ポート15を横切って延在して弁棒支持孔27に軸線方向に摺動可能に嵌合している。弁棒20の下端(他端)20Bは、弁棒支持孔27を貫通して均圧室26内に位置している。
The lower part of the
弁ハウジング11の均圧室部分には焼結金属等による多孔質フィルタ28が取り付けられている。弁棒20の下端20Bにはばねリテーナ29が係合しており、ばねリテーナ29と多孔質フィルタ28との間に圧縮コイルばねによる設定ばね51が取り付けられている。設定ばね51は弁棒20(弁体21)を弁開方向に付勢し、電磁コイル装置30に対する通電時の制御流量の設定値を決める働きをする。
A
この実施形態では、多孔質フィルタ28自体が外部均圧導入ポートをなしており、均圧室26には、外部通路によって多孔質フィルタ28より、プランジャ室34の内圧に実質的に等しい圧力、つまり、受圧板22より下流側の感知流体の圧力(感知流体出口ポート14の圧力)が導入される。
In this embodiment, the
上述したように、この実施形態によれば、吸引子31の中心孔40に、弁棒20が中心孔40の内周面に非接触状態で挿通されているから、吸引子31と弁棒20との間に摺動部が全く存在せず、弁棒20の外周面と中心孔40の内周面との間に十分な空隙42ができ、この空隙42によって弁室12とプランジャ室34とが圧力的に区画されず、弁室12とプランジャ室34とが同圧になるから、作動圧力が高くなっても、弁棒20の摺動部の増加による動作不良、圧力バランス不良を生じることがない。
As described above, according to this embodiment, the
このことにより、電磁コイル装置30の制御電流値を増加することなく、高圧冷媒、例えば、CO2 冷媒を使用する冷凍サイクル装置においても、受圧板22のみでの差圧応動によるクランク室圧力制御(流量制御)が安定して行われるようになる。
Thus, without increasing the control current value of the
プランジャ室34の反対側の均圧室26に、プランジャ室34の内圧に実質的に等しい圧力が導入されることにより、弁棒20とプランジャ35との連結体の圧力バランスが取られ、プランジャ室34が高圧化しても、バルブ特性がこの影響を受けることがない。
By introducing a pressure substantially equal to the internal pressure of the
図2、図3は、各々、この発明による制御弁の他の実施形態を示している。なお、図2、図3において、図1に対応する部分は、図1に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。 2 and 3 each show another embodiment of a control valve according to the present invention. 2 and 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
図2に示されている実施形態では、弁棒20とプランジャ35とがボール52によってボール継手式に接続されている。これにより、弁棒20とプランジャ35との心振れが補償される。プランジャ35とコイルガイド栓部材33との間に非磁性体スペーサ56が配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
弁ハウジング11の均圧室部分には、多孔質フィルタ28に代えてばねリテーナ部材53が固定装着されており、ばねリテーナ部材29、53間に設定ばね51が取り付けられている。ばねリテーナ部材53には外部均圧導入ポート54が貫通形成されている。外部均圧導入ポート54には多孔質フィルタ55が取り付けられている。
A
また、弁棒支持孔27には、弁棒20との間に、ロッド漏れ・異物侵入防止用のOリング等のパッキン57が取り付けられている。
Further, a packing 57 such as an O-ring for preventing rod leakage / foreign material intrusion is attached to the valve
図2に示されている実施形態において、上述した部分以外は、図1に示されている実施形態と同一構成になっているから、図2に示されている実施形態の制御弁10でも、図1に示されている実施形態の制御弁10と同じ作用効果が得られる。
In the embodiment shown in FIG. 2, except for the parts described above, the configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, so even the
図3に示されている実施形態では、弁棒20の上端20Aは、固定部41よりコイルガイド栓部材33の側に長く突出していて、コイルガイド栓部材33に形成されたガイド孔58に摺動嵌合している。これにより、弁棒20は上下両端を固定側より支持され、弁棒20の支持安定性が向上する。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
弁ハウジング11には、弁室12と均圧室26とを連通接続する内部均圧通路59が形成されている。これにより、均圧室26には、弁室12の内圧、詳細には、受圧板22より上流側の感知流体の圧力(感知流体出口ポート13の圧力)が導入される。
An internal
プランジャ室34の反対側の均圧室26に、受圧板22より上流側の感知流体の圧力が導入されることにより、プランジャ室34の内圧と均圧室26の内圧がほぼ等しくなり、弁棒20とプランジャ35との連結体の圧力バランスが取られ、プランジャ室34が高圧化しても、バルブ特性がこの影響を受けることがない。
By introducing the pressure of the sensing fluid upstream of the
図3に示されている実施形態においても、上述した部分以外は、図1に示されている実施形態と同一構成になっているから、図3に示されている実施形態の制御弁10でも、図1に示されている実施形態の制御弁10と同じ作用効果が得られる。
Also in the embodiment shown in FIG. 3, except for the above-described parts, the configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, so that the
なお、言うまでもなく、上述した三つの実施形態において異なる構造部分の組み合わせは、上述した実施形態における組み合わせに限られることはなく、それ以外の組み合わせであってもよい。 Needless to say, the combination of different structural parts in the above-described three embodiments is not limited to the combination in the above-described embodiment, and may be other combinations.
図4は、図1あるいは図2に示されている実施形態の制御弁10を斜板式の容量可変型圧縮機の容量制御弁として組み込んで使用することが可能な冷凍サイクル装置の一つの実施形態を示している。
FIG. 4 shows an embodiment of a refrigeration cycle apparatus that can be used by incorporating the
この冷凍サイクルは、自動車等の車両に搭載される車載用空気調和装置等として用いられるものであり、容量可変型圧縮機150と、凝縮器191と、膨張手段192と、蒸発器193と、これらをループ接続する冷媒通路194〜197とを有する。膨張手段192は、膨張弁や絞り手段等により構成され、冷媒の断熱膨張を行う。
This refrigeration cycle is used as an in-vehicle air conditioner or the like mounted on a vehicle such as an automobile, and includes a
容量可変型圧縮機150は、斜板151の傾斜角によって移動ストロークが決まるピストン152を有し、吸入通路153よりコンプレッサ室155に冷媒等の流体を吸入し、コンプレッサ室155より吐出流体入口通路(吐出通路)157に流体を吐出する。容量可変型圧縮機150の吐出容量は、斜板151の傾斜角の増大に応じて増加し、斜板151の傾斜角の低減に応じて減少する。
The
斜板151はクランク室158内にあって回転軸159に連結され、回転軸159はプーリ160によって回転駆動される。斜板151は、クランク室158の圧力、すなわち、クランク室圧力Pcの上昇に応じて傾斜角を減少し、クランク室圧力Pcの低減に応じて傾斜角を増大する。
The
圧縮機ボディ161には、吸入通路153、吐出流体入口通路(吐出通路)157、及び、クランク室圧力Pcを吸入圧Psに抽出する吸入圧通路162(抽気通路)が形成されている。
The
圧縮機ボディ161には弁装着用ボアー163が形成されている。弁装着用ボアー163には制御弁10が挿入装着され、止めリング164によって抜け止めされている。
A
圧縮機ボディ161には、弁装着用ボアー163に装着された制御弁10の感知流体入口ポート13にコンプレッサ室155より吐出流体を導く前述の吐出流体入口通路157と、制御弁10の感知流体出口ポート14より吐出流体を取り出す吐出流体出口通路165と、制御弁10の被制御流体出口ポート15とクランク室158とを連通するクランク室通路166と、制御弁10の多孔質フィルタ28(外部均圧導入ポート54)と吐出流体出口通路165とを連通する均圧通路167とが形成されている。
In the
この容量可変型圧縮機150では、コンプレッサ室155より吐出される流体(冷媒)が吐出流体入口通路157より制御弁10の感知流体入口ポート13へ流れ、感知流体入口ポート13より弁室12内に流入する。弁室12内に流入した冷媒は、弁室12内を流れ、感知流体出口ポート14より吐出流体出口通路165へ流出する。これにより、制御弁10の受圧板22は、弁室12を冷媒が流れることにより発生する荷重を受ける。
In the
そして、この容量可変型圧縮機150の弁装着用ボアー163に上記各実施形態の制御弁10を装着すると、その弁室12がクランク室通路166の一部を構成すると共に冷凍サイクルの一部を構成することになり、それによって、容量可変型圧縮機150の稼働時において弁室12内を冷凍サイクルの吐出冷媒が常時循環することになる。
When the
よって、冷媒中に含まれる異物が弁室12の弁座と弁体21との間に滞留して詰まることが発生しにくくなり、それにより、弁座と弁体21の間に噛み込まれた異物がこれら弁座や弁体21を損傷させて冷媒漏れや冷媒循環流量の低下の発生を招くのを、抑制することができるようになる。
Therefore, it is difficult for foreign matter contained in the refrigerant to stay between the valve seat of the
制御弁10を含む容量可変型圧縮機150、冷凍サイクル装置の作動を、図5〜図7を参照して説明する。
The operation of the
まず、圧縮機回転数変化時の作動を、図5を参照して説明する。車載用空気調和装置において、外気温度、車室内温度、日射量、目標設定温度、蒸発器風量、車速等の外部情報に基づいてマイコンで演算された所定負荷量に対応して冷媒流量が設定流量になるように、容量制御弁の電磁コイルに一定の電流を与えることで、冷媒循環量一定にて運転している状態を定常運転という。 First, the operation when the compressor rotational speed is changed will be described with reference to FIG. In an in-vehicle air conditioner, the refrigerant flow rate is set according to a predetermined load calculated by a microcomputer based on external information such as outside temperature, cabin temperature, solar radiation, target set temperature, evaporator air flow, and vehicle speed. Thus, a state in which the refrigerant is circulating at a constant amount by giving a constant current to the electromagnetic coil of the capacity control valve is referred to as a steady operation.
ここで、定常運転中にエンジン回転数が上がると、圧縮機回転数の増加(状態1)によって容量可変型圧縮機150の吐出量が増加し、冷媒循環流量が増加すると(状態2)、それに応じて受圧板22に作用する差圧が増大し、受圧板22による発生荷重が増加し(状態3)、それに応じて弁体21が弁開方向に移動し、制御弁10の開度が増加する。
Here, if the engine speed increases during steady operation, the discharge amount of the
制御弁10の開度増加に応じてクランク室圧力Pcが高くなり(状態4)、斜板151の傾斜角が減少する。これにより、ピストン152のストロークが低下し(状態5)、容量可変型圧縮機150の吐出量が低減し、冷媒循環流量が低下する(状態6)。
As the opening degree of the
これに対し、定常運転中にエンジン回転数が下がると、圧縮機回転数の低下(状態7)によって、容量可変型圧縮機150の吐出量が低減し、冷媒循環流量が低下すると(状態8)、それに応じて受圧板22に作用する差圧が減少し、受圧板22による発生荷重が低下し(状態9)、それに応じて弁体21が弁閉方向に移動し、制御弁10の開度が低減する。
On the other hand, when the engine speed decreases during steady operation, the discharge amount of the
制御弁10の開度低減に応じてクランク室圧力Pcが低くなり(状態10)、斜板151の傾斜角が増大する。これにより、ピストン152のストロークが増加し(状態11)、容量可変型圧縮機150の吐出量が増加し、冷媒循環流量が増加する(状態12)。
As the opening degree of the
つぎに、蒸発器負荷変化時の作動を、図6を参照して説明する。蒸発器193の負荷が増加すると(状態21)、冷媒循環流量が増加し(状態22)、それに応じて受圧板22に作用する差圧が増大し、受圧板22による発生荷重が増加し(状態23)、それに応じて弁体21が弁開方向に移動し、制御弁10の開度が増加する。
Next, the operation when the evaporator load changes will be described with reference to FIG. When the load on the
制御弁10の開度増加に応じてクランク室圧力Pcが高くなり(状態24)、斜板151の傾斜角が減少する。これにより、ピストン152のストロークが低下し(状態25)、容量可変型圧縮機150の吐出量が低減し、冷媒循環流量が低下する(状態26)。
As the opening degree of the
これに対し、蒸発器193の負荷が低下すると(状態27)、冷媒循環流量が低下し(状態28)、それに応じて受圧板22に作用する差圧が減少し、受圧板22による発生荷重が低下し(状態29)、それに応じて弁体21が弁閉方向に移動し、制御弁10の開度が低減する。
In contrast, when the load on the
制御弁10の開度低減に応じてクランク室圧力Pcが低くなり(状態30)、斜板151の傾斜角が増大する。これにより、ピストン152のストロークが増加し(状態31)、容量可変型圧縮機150の吐出量が増加し、冷媒循環流量が増加する(状態32)。
As the opening degree of the
定常運転時には、制御弁10の開度が設定開度になる。この設定開度は、制御弁10の電磁コイル装置30の電流値により可変設定される。コイル電流変化時の作動を、図7を参照して説明する。コイル電流が増加すると(状態41)、弁体21が弁閉方向に移動し、制御弁10の開度が低減する。制御弁10の開度低減に応じてクランク室圧力Pcが低くなり(状態42)、斜板151の傾斜角が増大する。これにより、ピストン152のストロークが増加し(状態43)、容量可変型圧縮機150の吐出量が増加し、冷媒循環流量が増加する(状態44)。
During steady operation, the opening of the
これに対し、コイル電流が低下すると(状態45)、弁体21が弁開方向に移動し、制御弁10の開度が増加する。制御弁10の開度増加に応じてクランク室圧力Pcが高くなり(状態46)、斜板151の傾斜角が減少する。これにより、ピストン152のストロークが低下し(状態47)、容量可変型圧縮機150の吐出量が増加し、冷媒循環流量が低下する(状態48)。このようにして、コイル電流制御によって冷媒循環流量を制御できる。
In contrast, when the coil current decreases (state 45), the
なお、図3に示されている制御弁10を容量可変型圧縮機150に組み込む場合については、その図示及び作動説明を省略するが、基本的には上述した図1や図2の制御弁10を容量可変型圧縮機150に組み込む場合と同様である。但し、図3に示されている制御弁10の弁ハウジング11には、弁室12と均圧室26とを連通接続する内部均圧通路59が設けられているので、容量可変型圧縮機150の圧縮機ボディ161に設けた均圧通路167は不要になる。
In the case of incorporating the
10 制御弁
11 弁ハウジング
12 弁室
13 感知流体入口ポート
14 感知流体出口ポート
15 被制御流体出口ポート
16 弁ポート
20 弁棒
20A 上端
20B 下端
21 弁体
22 受圧板
23 間隙
24 補助ばね
25 係止リング
26 均圧室
27 弁棒支持孔
28 多孔質フィルタ
29 ばねリテーナ
30 電磁コイル装置
31 吸引子
32 プランジャチューブ
33 コイルガイド栓部材
34 プランジャ室
35 プランジャ
36 ボビン
37 巻線部
38 下蓋部材
39 外凾
40 中心孔
41 固定部
42 空隙
43 均圧孔
51 設定ばね
52 ボール
53 ばねリテーナ部材
54 外部均圧導入ポート
55 多孔質フィルタ
56 非磁性体スペーサ
57 パッキン
58 ガイド孔
59 内部均圧通路
150 容量可変型圧縮機
151 斜板
152 ピストン
153 吸入通路
155 コンプレッサ室
157 吐出流体入口通路
158 クランク室
161 圧縮機ボディ
162 吸入圧通路
163 弁装着用ボアー
165 吐出流体出口通路
166 クランク室通路
167 均圧通路
191 凝縮器
192 膨張手段
193 蒸発器
194〜197 冷媒通路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記弁室内に、弁リフト方向の移動によって前記弁ポートの開度を変化させる弁体と、前記弁室を流れる感知流体流に応動して変位し前記弁体を弁リフト方向に移動させる受圧板とが配置されており、
前記受圧板は、前記弁室を流れる感知流体の当該受圧板の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧の影響を受けて前記弁体を弁開方向に移動させる方向に変位する構造になっており、
前記弁体を電磁力によって弁閉方向に付勢する電磁手段を有し、
前記電磁手段は、プランジャと、前記プランジャを収容するプランジャ室と、前記プランジャ室よりも前記弁体側に固定配置された吸引子とを有し、
前記吸引子には、一端にて前記弁室に開口し、他端にて前記プランジャ室に開口する中心孔が貫通形成され、当該中心孔に、この中心孔の内径よりも小さい外径で形成された前記弁体の弁棒が挿通されており、
前記弁棒の一端は前記プランジャに接続されており、
前記弁棒の他端は前記弁ハウジングに形成された弁棒支持孔を貫通して前記均圧室に位置しており、
前記均圧室には前記プランジャ室の内圧に実質的に等しい圧力が導入されることを特徴とする制御弁。 A valve chamber and a pressure equalizing chamber are formed in the valve housing, an inlet port and an outlet port for the sensing fluid are opened in the valve chamber so that the sensing fluid flows in the valve chamber, and an outlet for the controlled fluid is further provided in the valve chamber. The valve port communicating with the port opens,
A valve body that changes the opening degree of the valve port by movement in a valve lift direction in the valve chamber, and a pressure receiving plate that is displaced in response to a sensing fluid flow flowing in the valve chamber and moves the valve body in the valve lift direction. And are arranged,
The pressure receiving plate is displaced in a direction in which the valve body is moved in the valve opening direction under the influence of a differential pressure between a pressure upstream of the pressure receiving plate and a pressure downstream of the sensing fluid flowing through the valve chamber. And
Electromagnetic means for urging the valve body in the valve closing direction by electromagnetic force;
The electromagnetic means includes a plunger, a plunger chamber that houses the plunger, and an attractor that is fixedly arranged closer to the valve body than the plunger chamber;
A center hole that opens to the valve chamber at one end and opens to the plunger chamber at the other end is formed through the suction element, and the center hole has an outer diameter smaller than the inner diameter of the center hole. The valve stem of the valve body is inserted,
One end of the valve stem is connected to the plunger;
The other end of the valve stem passes through a valve stem support hole formed in the valve housing and is located in the pressure equalizing chamber;
A control valve, wherein a pressure substantially equal to an internal pressure of the plunger chamber is introduced into the pressure equalizing chamber.
圧縮機ボディに形成された弁装着用ボアーに請求項5記載の制御弁が挿入装着され、前記感知流体の入口ポートにコンプレッサ室より吐出流体を導く吐出流体入口通路と、前記感知流体の出口ポートより吐出流体を取り出す吐出流体出口通路と、前記弁ポートと前記クランク室とを連通するクランク室通路とが形成されている容量可変型圧縮機。 A variable displacement compressor whose discharge capacity changes quantitatively according to the crank chamber pressure,
6. A control valve according to claim 5 is inserted and mounted in a valve mounting bore formed in the compressor body, and a discharge fluid inlet passage for guiding discharge fluid from a compressor chamber to the inlet port of the detection fluid, and an outlet port of the detection fluid A variable displacement compressor in which a discharge fluid outlet passage for taking out a discharge fluid and a crank chamber passage communicating the valve port and the crank chamber are formed.
請求項4記載の制御弁を含む冷凍サイクル装置。 A variable capacity compressor, a condenser, an expansion means, an evaporator, and a refrigerant passage connecting these in a loop;
A refrigeration cycle apparatus including the control valve according to claim 4.
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