JP2018179087A - 可変容量圧縮機用制御弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御弁1は、制御室に連通するポート14と、吸入室に連通するポート12と、を有するボディ5と、ポート14とポート12とを連通させる弁孔32に接離して抽気弁8を開閉する弁体36と、供給電流値に応じた抽気弁8の開弁方向の駆動力を発生するソレノイド3と、吸入室の圧力又は制御室の圧力を被感知圧力として感知し、その被感知圧力の大きさに応じてソレノイド3の駆動力への対抗力を発生する感圧部6と、を備える。被感知圧力がソレノイド3への供給電流値に対応した設定圧力となるよう、抽気弁8の開度を制御する。抽気弁8の閉弁状態においても、ポート14から導入された冷媒を吸入室へ導出するための抽気通路が形成される。
【選択図】図2
Description
図1は、第1実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁1は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される可変容量圧縮機(単に「圧縮機」という)の吐出容量を制御する。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器(外部熱交換器)にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。その揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより、冷媒の吐出量が調整される。制御弁1は、その圧縮機の吐出室から制御室へ導入する冷媒流量と、制御室から吸入室へ導出する冷媒流量とのバランスを調整することで、揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。
なお、本実施形態において「閉弁」とは、開閉弁のように弁体が弁座に着座して弁孔を完全に閉じる「全閉状態」と、スプール弁のように弁体が弁孔に挿通されて両者の間にクリアランス(オリフィスやクリアランスシール)が形成される場合の双方を含む。前者を特に区別する場合には、「全閉状態」と表現する。後者でオリフィスの場合、閉弁状態であっても「一定開度」を有することとなる。
弁駆動体29のガイド孔26との摺動面には環状溝73が周設され、Oリング74(シール部材)が嵌着されている。それにより、両者の間隙を介した冷媒の流通が防止されている。作動ロッド38が第2弁体36と一体に設けられているため、ソレノイド力を第2弁体36に直接的に伝達できる。
本実施形態では、ソレノイド3への通電制御にPWM方式(Pulse Width Modulation )が採用される。このPWM制御は、所定のデューティ比に設定した400Hz程度のパルス電流を供給して制御を行うものであり、図示しない制御部により実行される。この制御部は、指定したデューティ比のパルス信号を出力するPWM出力部を有するが、その構成自体には公知のものが採用されるため、詳細な説明を省略する。
図4は、第1弁体と第2弁体の構造および動作を表す部分拡大断面図である。図4(A)〜(E)は、第1弁(給気弁)が全開状態から全閉状態となり、第2弁,第3弁(抽気弁)が開弁されるまでの動作過程を示す。各図の下段は第1弁7の状態を示し、上段は対応する第2弁8の状態を示し、中段は対応する第3弁9の状態を示す。図4(A)の上段は図2におけるa部拡大図であり、中段はb部拡大図であり、下段はc部拡大図である。図5は、給気弁および抽気弁の開弁特性を示す図である。図5(A)は各弁体のストロークと弁開度との関係を示し、図5(B)はソレノイドへの供給電流値と弁開度との関係を示す。図中の一点鎖線が給気弁(第1弁7)を示し、実線が抽気弁(第2弁8と第3弁9とを合わせたもの)を示す。
図6は、第2実施形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。以下、第1実施形態との相異点を中心に説明する。
図9は、第3実施形態に係る制御弁を表す断面図である。以下では第2実施形態との相異点を中心に説明する。
図11は、第4実施形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。以下では第3実施形態との相異点を中心に説明する。図12は、抽気弁の開弁特性を示す図である。図12(A)は弁体のストロークと弁開度との関係を示し、図12(B)はソレノイドへの供給電流値と弁開度との関係を示す。図中の実線が抽気弁408を示し、一点鎖線が圧縮機における給気通路を示す。
Claims (9)
- 吸入室、吐出室および制御室を有し、前記制御室の圧力を調整することにより吐出容量が可変となる可変容量圧縮機に適用される制御弁であって、
前記制御室に連通する制御室連通ポートと、前記吸入室に連通する吸入室連通ポートと、を有するボディと、
前記制御室連通ポートと前記吸入室連通ポートとを連通させる弁孔に接離して抽気弁を開閉する弁体と、
供給電流値に応じた前記抽気弁の開弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
前記吸入室の圧力又は前記制御室の圧力を被感知圧力として感知し、その被感知圧力の大きさに応じて前記ソレノイドの駆動力への対抗力を発生する感圧部と、
を備え、
前記被感知圧力が前記ソレノイドへの供給電流値に対応した設定圧力となるよう、前記抽気弁の開度を制御し、
前記抽気弁の閉弁状態においても、前記制御室連通ポートから導入された冷媒を前記吸入室へ導出するための抽気通路が形成されることを特徴とする制御弁。 - 前記ボディが、前記吐出室に連通する吐出室連通ポートをさらに有し、
前記抽気弁の制御状態においても、前記吐出室連通ポートから導入された冷媒を前記制御室へ導出する給気弁が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の制御弁。 - 前記抽気弁の制御状態において、前記給気弁が一定開度となる範囲を有することを特徴とする請求項2に記載の制御弁。
- 前記給気弁の開度が変化する領域において、前記抽気弁が一定開度となる範囲を有することを特徴とする請求項3に記載の制御弁。
- 前記抽気弁および前記給気弁のそれぞれの一定開度状態は、各弁の弁体と弁孔とのクリアランスにより実現されることを特徴とする請求項4に記載の制御弁。
- 前記制御室連通ポートと前記弁孔との間に弁室が設けられ、
前記抽気弁の弁体は、
前記弁孔に摺動可能に支持される摺動部と、
前記弁孔に挿抜されるスプール部と、
前記摺動部と前記スプール部との間に形成された縮径部と、
を含み、
前記弁体の側面に前記縮径部および前記弁室に差し掛かる切欠きが設けられ、それにより前記弁孔と前記弁室とを常に連通させる前記抽気通路が形成されることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の制御弁。 - 前記抽気通路が、前記ボディに形成されたオリフィスであることを特徴とする請求項2に記載の制御弁。
- 前記抽気通路とは別に前記制御室と前記吸入室とを連通可能な連通路を、前記ソレノイドへの供給電流値の大きさに応じて開放する開閉機構をさらに備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の制御弁。
- 前記弁体が、前記弁孔に挿抜されるスプール部を有し、
前記抽気弁の閉弁状態において、前記スプール部と前記弁孔との間に前記抽気通路としてのオリフィスが形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の制御弁。
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