JP3547858B2

JP3547858B2 - 圧力調整弁

Info

Publication number: JP3547858B2
Application number: JP17002195A
Authority: JP
Inventors: 正幸今井; 貞武伊勢; 明規藤澤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2015-07-05
Also published as: JPH0921384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力調整弁に関し、特に、空気調和装置用の冷媒ガスを圧縮する可変容量型圧縮機に配備される圧力調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からシリンダ、ピストン、及び、揺動板等を備えた可変容量型揺動板式圧縮機は、例えば、自動車用の空気調和装置の冷媒ガスを圧縮するために用いられており、該圧縮機はその揺動板が収容されたクランク室内の圧力に基づき前記揺動板の傾斜角を変化させ、その吐出容量を調整するものであって、一般によく知られているところである。
【０００３】
前記可変容量型揺動板式圧縮機は、前記空気調和装置のコンデンサの入口に接続される冷媒ガスを吐出する吐出圧室と、前記空気調和装置のエバポレータの出口に接続される吸入圧室、及び、クランク室とを備えており、前記クランク室と前記吸入圧室との間には連通路が設けられ、該連通路に画成された収納室には圧力調整弁が介装収納され、前記クランク室から前記吸入圧室への冷媒ガスの流入を調整していると共に、該圧力調整弁の一背面に前記吐出圧室が連通して前記冷媒ガスの流入調整の調整要素となっている。
【０００４】
そして、前記圧力調整弁は、前記吐出圧室の吐出圧、前記吸入圧室の吸入圧、及び、前記クランク室の内圧の各圧力のバランスによって該圧力調整弁の弁孔の開閉度を調整している。
即ち、前記クランク室の圧力は、シリンダとピストンとの間から漏れる冷媒ガス（ブローバイガス）によってその内部圧力が形成され、このために前記クランク室内の圧力は、低圧側である前記圧縮機の吸入圧室の冷媒ガスの吸入圧力よりも常時高くなるように設定されている。前記圧縮機が高負荷状態、即ち、冷媒ガスの吸入圧力が所定設定値以上になると、前記圧力調整弁が開弁し、前記クランク室内の冷媒ガス（ブローバイガス）が前記圧力調整弁を介して吸入圧力室に流出することによって前記クランク室内の圧力が低下し、該クランク室の圧力の低下に伴い、前記揺動板の傾斜角度が大きくなってピストンのストロークが大きくなり吐出容量が増加するように機能する。
【０００５】
一方、熱負荷が減少し（中負荷状態）、吸入圧力が低下すると、該吸入圧力の低下に伴って前記圧力調整弁の開弁度が小さくなって前記クランク室内の冷媒ガスが吸入圧室内に流出する量が減少するためにクランク室内の圧力が上昇し、これに伴い揺動板の傾斜角度が小さくなりピストンのストロークが小さくなって吐出容量が減少する方向に変化する。
【０００６】
また、低負荷状態になり、冷媒の蒸発温度が低下してエバポレータが凍結してしまう状態になると、前記吐出圧室の吐出圧及び吸入圧室の吸入圧が所定以下に下がり、前記圧力調整弁に作用する圧力が更に減少するので、該圧力調整弁を更に閉弁方向に押圧することで、前記クランク室内の圧力が上昇して前記揺動板の傾斜角度がより小さくなって吐出容量を減少させる。
【０００７】
このように、可変容量型揺動板式圧縮機のクランク室と吸入圧力室との間の連通路に介装される圧力調整弁は、クランク室内の冷媒ガスの圧力の調整を担うものであるが、その圧力調整弁自体についても種々の提案がなされている。当出願人においても、図５に示すような圧力調整弁を、先に提案している（特公平２ー２８７１４号公報）。
【０００８】
図５の圧力調整弁１３０は、一端面が閉塞され且つ他端面が開口した円筒状のケース１１８を備え、該ケース１１８は前記一端面がシート部材１１９を介して収納室１１６の内端面に当接し、前記他端面が前記収納室１１６のバルブプレート１０３の部分をＯリング１２０で気密を保持して挿通され、収納室のリヤヘッド１０４の内端面にスプリング１１７ａを介して当接されている。前記収納室１１６は、圧縮機の吸入圧室１１５に連通している。前記ケース１１８の前記一端側の外周面は該一端側に向かうに従い漸次縮径するテーパー面１１８ａとされ、該テーパー面１１８ａには周方向に間隔を存して複数の孔１１８ｂが穿設されている。前記ケース１１８の一端面中央には弁孔１１８ｃが穿設され、該弁孔１１８ｃは前記シート部材の孔１１９ａを介してシリンダブロック１０２のクランク室に連絡する連通路１０２ｂに連通されている。更に、前記ケース１１８の他端開口面は前記リヤヘッド１０４に穿設した連通路１２１を介して圧縮機の吐出圧室に連通されている。また、前記ケース１１８は区画壁１３５によって低圧作動部１２２と高圧作動部１２３とに区画され、該区画壁１３５はローラかしめによって前記ケース１１８内に固定されている。
【０００９】
一方、前記ケース１１８内の前記低圧作動部１２２には、吸入圧に応じて伸縮する第１ベローズ１２４と、該第１ベローズ１２４の一端に取付られて該吸入圧が所定設定値以上の時、前記連通路を解放し、且つ、前記吸入圧が所定設定値以下の時前記連通路を閉塞する弁体１２５と、前記第１ベローズ１２４の他端に取り付けられた第１可動体１２６と、該第１可動体１２６と弁体１２５との間に介装され且つ前記弁体１２５を閉弁側に押圧する第１ばね１２７とが配置され、前記ケース１１８内の前記高圧作動部１２３には、吐出圧に応じて伸縮する第２ベローズ１３６の一端に取り付けられ、且つ吐出圧を受ける受圧部１４１を有すると共に前記第１可動体１２６に接離する第２可動体１３７と、前記第２ベローズ１３６の他端に取り付けられてばね座１３８と、該ばね座１３８と前記第２可動体１３７との間に介装され且つ吐出圧が所定値以下の時吐出圧に抗して前記第２可動体１３７・第１可動体１２６・第１ばね１２７及び第１ベローズ１２４とを介して前記弁体１２５を閉弁側に押圧する第２ばね１３９とが配置されたものとして構成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記可変容量型揺動板式圧縮機を自動車に搭載し、該自動車をアウトバーン等の高速道路で運転すると、前記圧縮機が高速回転、即ち、概ね５０００〜７０００以上で回転することとなり、前記圧縮機の高速回転に基づき吐出圧力が高くなることによって、吐出圧力、吸入圧力、クランク室の各圧力が不安定となって、該圧縮機が激しく振動し、結果として騒音を発する、いわゆる、サージング現象が生じるという問題点がある。。
【００１１】
前記圧縮機の高速回転に基づく騒音等の原因の一つに、前記圧縮機に組み込まれている前記圧力調整弁の振動が挙げられる。前記圧力調整弁は、該圧力調整弁の前記第１ばね１２７と第１ベローズ１２４が圧縮され、弁孔１１８ｃが開口した作動状態においては、前記第１可動体１２６部分でのみ前記弁体１２５を前記第１ばね１２７と第１ベローズ１２４を介して片持ち状で保持する状態となるので、前記弁体１２５が揺動振動を起こし、サージングが生じ易い状態になるからである。
【００１２】
また、前記提案の可変容量型揺動板式圧縮機用の圧力調整弁は、前記ケース１１８が薄ものプレス円筒体で形成されており、前記低圧作動部１２２と前記高圧作動部１２３とを前記区画壁１３５で区画し、前記薄ものプレス円筒体のケース１１８の外側から前記区画壁１３５をロールかしめで固定しているので、かしめによって前記ケース１１８が歪が生じ変形してしまう傾向がある。前記ケース１１８が変形すると、Ｏリング１２０を介して該ケース１１８を前記収納室１１６のバルブプレート１０３の部分で気密を保持しょうとしても、該歪部を通して高圧作動部１２３側の冷媒ガスが前記低圧作動部１２２側に漏洩を生じるとの問題点がある。
【００１３】
更に、前記ケース１１８は、その外側に前記Ｏリング１２０を装着してシールを行い、内側に部材全体を装備し、かつ、内壁に前記区画壁１３５等を装着してその位置保持とシールを行う都合上、製作における寸法公差を厳しくしなければならないという問題点がある。そして、この寸法公差を小さくするために該ケース１１８の材料として真ちゅうを用い、深絞り加工をして該ケースを製作している。真ちゅうは比較的柔らかい金属であるので、使用頻度が高くなったり、前記サージング等が発生すると、前記ケースの弁口１１８ｃは弁体１２５に叩かれて摩耗してしまうとの問題点が生じる。
【００１４】
更にまた、一般に、可変容量型揺動板式圧縮機は、夏場は外気温が高くなり、冬場は低くなることによって、夏場が冬場に比べて吐出圧力が高くなる傾向があるので、夏場と冬場とで前記圧力調整弁１３０のセット値が可変するような機構を持たせており、通常は吐出圧力Ｐｄの変化に対するセット値の変化の割合を一律に決めているが、上記圧縮機の種類によりそれぞれの変化率を変えることができれば、前記圧縮機の適切な運転かできることとなるが、前記圧力調整弁１３０の高圧作動部１２３の第２ベローズ１３６と第２可動体１３７とはろう付け溶接がなされ、該第２ベローズ１３６内に第２ばね１３９が配置されるべく構成されているので、該第２ばね１３９を取り替えて前記圧力調整弁１３０の吐出圧力Ｐｄの変化によるセット値の変化率の変更調整を行うことができないとの問題点がある。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、特に、可変容量型揺動板式圧縮機の高速回転におけるサージング現象を減少させると共に、冷媒ガスの漏洩がなく、製作・組立が容易で、かつ、調整の簡単な可変容量型揺動板式圧縮機用の圧力調整弁を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る圧力調整弁は、有底の厚肉筒状体で内部に高圧作動部を有する本体ケースと、有底の薄肉筒状体で内部に低圧作動部を有する外部ハウジングとを備え、前記本体ケースの前記筒状体の底部に前記外部ハウジングの筒状体の開口部を外嵌合し、前記本体ケース内の高圧作動部は、前記本体ケースの底部に穿設された貫通孔に挿嵌されて前記低圧作動部に突出する小径の押圧体を有する可動ステムを備えると共に、前記外部ハウジング内の前記低圧作動部は、前記外部ハウジングの底部に穿設された弁孔と周側面に穿設された複数の開孔、有底の低圧部ベローズ、該低圧部ベローズの開口端部を閉鎖すべく取付固定された弁ホルダ、該弁ホルダに固定されると共に前記弁孔に着座可能な弁体、前記低圧部ベローズ内に配置されて前記弁体を弁閉鎖方向に付勢する第１低圧部ばね、及び、前記第１低圧部ばねの付勢力に対抗して反対方向に付勢する前記弁ホルダに当接配置される第２低圧ばねとを備え、前記可動ステムの前記押圧体の自由端が、前記低圧部ベローズの底部外面に常時接触していることを特徴としている。
【００１７】
また、前記弁体は、弁抑え体と該抑え体に圧入、もしくは、かしめで係止保持されるボール弁本体とで構成され、有底の低圧部ベローズは、その開口端が該低圧部ベローズの伸長方向に伸びる環状鍔部を有し、該環状鍔部内に前記弁ホルダの外周部を係止保持して溶着したものであることを特徴としている。
【００１８】
更に、前記本体ケース内の前記高圧作動部は、該本体ケースに位置調整自在に螺合する可動ステム調節体、前記本体ケースの底部に穿設された貫通孔に挿嵌されて低圧作動部に突出する小径の押圧体と前記可動ステム調節体のステム摺動孔に嵌合する大径部とを有する可動ステム、及び、前記可動ステムと前記可動ステム調節体との間に介装される高圧部ばねとを備えると共に、前記外部ハウジング内の前記低圧作動部は、有底の低圧部ベローズを備え、前記可動ステムの前記押圧体の自由端が、前記低圧部ベローズの底部外面に常時接触していることを特徴としている。
【００１９】
前述の如き特徴を有する本発明に係る圧力調整弁は、該圧力調整弁を圧縮機に組み込んだ場合には、次のように機能する。
即ち、高負荷状態においては、吐出圧が前記高圧部ばねのばね力よりも大となることにより、前記可動ステムが前記高圧部ばねの付勢力に抗して移動し、前記可動ステムの押圧部を前記低圧作動部から引っ込めた状態とする。冷媒ガスの吸入圧が前記低圧作動部の前記低圧部ベローズに作用することによって、該低圧部ベローズが前記第１低圧部ばねの付勢力に抗して収縮移動することによって前記弁体を前記弁孔から離れる方向に移動させ、前記弁体の前記ボール弁本体が前記弁孔のシート部から離れて、開弁状態とする。かかる状態においては、圧縮機はクランク室の圧力が最高に低下し、揺動板の傾斜角が最大になってピストンのストローク量も最大となって、吐出量が最大となる。
【００２０】
次に、中負荷状態においては、前記吐出圧は、まだ、前記高圧部ばねの付勢力よりも強い状態にあるので、前記可動ステムは前記高圧部ばねの付勢力に抗して移動した状態にあり、該可動ステムの押圧部が前記低圧作動部から引っ込んだ状態となっていて前記低圧部ベローズに対して押圧力を作用しない。そして、前記高負荷状態より前記吸入圧が低下していることにより前記弁体が弁閉鎖方向に前記第１低圧部ばねの付勢力により移動し、該弁体の前記ボール弁本体で前記弁孔の開口度を中開度位置に絞った状態とする。これによって、前記クランク室の冷媒ガスは制限されて前記収納室に流入することとなるので、前記クランク室の室内圧は前記高負荷状態よりも上昇し、該上昇に伴い前記揺動板は最大傾斜角と最小傾斜角との中間の傾斜角となって前記ピストンのストローク量を中間状態とし、前記圧縮機の吐出容量を中程度の容量とする。
【００２１】
更に、低負荷状態においては、前記吐出圧及び前記吸入圧が中負荷状態よりも更に低圧状態にあるので、高圧作動部の前記高圧部ばねの付勢力によって前記可動ステムが前記低圧作動部方向に移動し、前記可動ステムの押圧部で前記低圧作動部の前記低圧部ベローズを前記弁体の閉鎖方向に押圧し、前記低圧作動部の全体の部材を前記弁体の閉鎖方向に移動させる。また、前記吸入圧も低くなるので、前記弁体が弁閉鎖方向に前記低圧部ばねの付勢力により更に移動し、前記弁体の前記ボール弁本体によって前記弁孔を更に絞り、開口量を小さくする。前記開口量が小さくなることによって、前記クランク室の冷媒ガスの室内圧が更に上昇し、これに伴い前記揺動板の傾斜角が中負荷よりも更に小さくなり、前記ピストンのストローク量も小さくなって、圧縮機の吐出容量が更に減少する。
【００２２】
本発明の圧力調整弁は、低圧作動部に第１低圧部ばねの付勢力に対抗して反対方向に付勢する第２低圧部ばねとを備えたので、弁体の開弁時、前記低圧作動部内の各部材を両端支持する形態となるので、前記各部材の揺動振動を軽減できる。
また、本体ケースを有底の厚肉筒状体にし、前記外部ハウジングを有底の薄肉筒状体にして、前記本体ケースの前記筒状体に前記外部ハウジングの前記筒状体を外嵌合してかしめ固定したので収納室への圧力調整弁の取付固定を、Ｏリングを介して厚肉の本体ケースで行うことができ、収納室等へのしっかりとした密封保持固定できる。
【００２３】
更に、位置調整自在な可動ステム調節体を螺合配置したことによって、該可動ステム調節体を前記本体ケースから取り外して、内部の高圧部ばねを簡単に取り替えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の一実施例について説明する。
図１は、本実施例の圧力調整弁３０が収納配置された可変容量型揺動板式圧縮機Ａの断面図であり、前記圧縮機Ａのハウジング１は、シリンダブロック２と、該シリンダブロック２の一端面（図中左端面）にバルブプレート３を介して気密に取り付けられたリヤヘッド４と、前記シリンダブロック２の他端面（図中右端面）に気密に取り付けられたフロントヘッド５とからなる。前記ハウジング１の内部には前記シリンダブロック２の前記フロントヘッド５の内周面及び内端面によってクランク室６が画成されている。前記シリンダブロック２には、前記ハウジング１の略中心線上にに沿って配設された駆動軸７を中心として、且つ、その軸線を該駆動軸７のそれと平行にして、周方向に所定間隔を存して複数個のシリンダ８が配設され、これらの各シリンダ８内にはピストン９がそれぞれ摺動自在に嵌挿されている。
【００２５】
前記リヤヘッド４の一端面（図中左端面）には圧縮された冷媒ガスが吐出する吐出口４ａが穿設されている。前記リヤヘッド４の内部の略中央部には吐出圧室１０が形成され、該吐出圧室１０は隔壁１１により第１室１０_１と第２室１０_２とに仕切られ、該隔壁１１に穿設された絞り孔１１ａによりこれら第１室１０_１と第２室１０_２とが連通している。
【００２６】
従って、前記バルブプレート３の吐出ポート３ａは、前記第１室１０_１、絞り孔１１ａ及び第２室１０_２を順次介して前記リヤヘッド４の吐出口４ａと連通している。前記吐出ポート３ａは吐出弁１２にて開閉されるもので、該吐出弁１２は吐出弁止め１３と共に、前記バルブプレート３のリヤヘッド４側に止めねじ１４により取り付けられ、止めねじ１４は前記バルブプレート３の孔３ｃに気密にＯリング３ｅを介して前記シリンダブロック２のねじ孔２ａに螺合されている。前記吐出圧室１０の外周側には吸入圧室１５が形成され、該吸入圧室１５は前記バルブプレート３に穿設された吸入ポート３ｂを介して前記シリンダ８に連通されている。前記吸入ポート３ｂは吸入弁１２’にて開閉されるもので、該吸入弁１２’は、前記バルブプレート３のシリンダブロック２側に取付られている。
【００２７】
前記吸入圧室１５は、図示しない吸入口を介して空気調和装置のエバポレータの出口に、また、前記吐出圧室は、前記吐出口４ａを介して図示しないコンデンサの入り口にそれぞれ接続されている。
前記シリンダブロック２と前記バルブプレート３及び前記リヤヘッド４とに渡って収納室１６が形成され、該収納室１６は、前記シリンダブロック２に穿設された連通路２ｂを介して前記クランク室６と連通されている。また、前記収納室１６は前記バルブプレート３に穿設された孔３ｄを介して前記吸入圧室１５と連通している。前記収納室１６内には前記圧力調整弁３０（詳細後述）が収納されている。
【００２８】
前記駆動軸７は、前記リヤヘッド４側端部が前記シリンダブロック２の中心孔４９に軸受け４９’を介して回転自在に支承され、且つ、前記フロントヘッド５側側端部は、該フロントヘッド５の中心孔５０に軸受５１を介して回転自在に支承されている。
前記駆動軸７の前記フロントヘッド５側外周面には、前記駆動軸７の回転を揺動板取付部材５２に伝達する回転保持部材５３が嵌着され、該回転保持部材５３は、スラスト軸受５４を介して前記フロントヘッド５に支承されている。前記回転保持部５３と前記揺動板取付部材５２の互いの対向面の下側部相互間は、リンクアーム５５を介して回動自在に結合されている。
【００２９】
前記揺動板取付部材５２には、ラジアル軸受６３、スラスト軸受６４、６５を介して揺動板６６が回転自在に設けられ、これらスラスト軸受６４、６５は軸受押さえ板６７によって前記揺動板取付部材５２に固定されている。前記揺動板６６の前記ピストン９と対向する先端部６６ａと該ピストン９とは両端部にボール６８ａ、６８ｂをそれぞれ有するピストンロッド６８によって回動自在に連結され、前記ピストン９は、前記揺動板６６の揺動運動に伴い前記ピストンロッド６８によって前記シリンダ８内を軸方向に往復摺動し、冷媒ガスの吸入、圧縮作用を行うようになっている。
【００３０】
前記揺動板６６にはスリッパ７０を回転自在に支持したリストラントピン６９が固定され、該スリッパ７０は、前記フロントヘッド５内周面に前記駆動軸７の軸方向と平行に配置された２枚の案内板７１の相互間に形成される溝内を移動するようになっている。このため、前記揺動板６６は前記案内板７１によって前記駆動軸７の回転方向の動きを拘束され、該駆動軸７の軸方向と平行な方向にヒンジボール５８を支点として揺動運動を行うようになっている。
【００３１】
次に、本実施例の圧力調整弁３０について詳細に説明する。
図２は、前記圧力調整弁３０の拡大断面図を示し、該圧力調整弁３０は、円筒状の本体ケース３１と外部ハウジング３２とを備えている。該外部ハウジング３２は、薄板の有底の円筒状をしており、該外部ハウジング３２の底部３２ａは、前記収納室１６の前記区画室１６ｂ内に配置されたスプリング１７の付勢力によってシート部材３３を介して前記収納室１６のシリンダブロック２の部分１６ａの内端面に当設されている。該底部３２ａには弁孔３２ｃが穿設され、該弁孔３２ｃに近接した筒状部の周側面には複数の開孔３２ｄが穿設されている。一方、前記外部ハウジング３２の他端の開口部３２ｂは、前記本体ケース３１の筒状底部に外嵌合してかいめ固定されている。
【００３２】
前記本体ケース３１は、厚肉筒状体であり、その外周中間部を前記収納室１６のバルブプレート３の部分にＯリング２０を介して挿通され、該バルブプレート３に対して気密保持され、前記収納室１６のリヤヘッド４の部分１６ｃの内周面に当接した状態で前記収納室１６内に収納保持されている。しかし、前記外部ハウジング３２は、前記収納室１６のシリンダブロック２の部分１６ａと特定間隔を存して配置されている。
【００３３】
前記外部ハウジング３２の前記弁孔３２ｃは、前記シート部材３３の孔３３ａを介して前記シリンダブロック２の連通路２ｂに連通され、前記本体ケース３１の解放端部が面する前記収納室１６の前記リヤヘッド４内の区画室１６ｂは前記リヤヘッド４に穿設した連通路２１を介して前記吐出室１０の第２室１０_２に連通されている。
【００３４】
前記本体ケース３１の内部は、高圧作動部３４として機能し、前記外部ハウジング３２の内部は、低圧作動部３５として機能する。
該低圧作動部３５は、蛇腹状の伸縮可能な有底カップ状の低圧部ベローズ３６と、該低圧部ベローズ３６の一端の開口部に取付られた弁ホルダ３７と、前記低圧部ベローズ３６の底部３６ａに配置された可動ストッパ３８と、前記弁ホルダ３７を閉弁方向に押圧するコイル状の第１低圧部ばね３９と、前記弁ホルダ３７に嵌合固定支持される弁体４０と、該弁体４０を開弁方向に付勢するコイル状の第２低圧部ばね４１とを備えている。
【００３５】
前記弁体４０は、弁抑え体４０ａと該弁抑え体４０ａによって係止保持されるボール弁本体４２から成っており、図４（イ）に示すように、弁抑え４０ａにボール弁本体４２の係合保持穴４０ａ_１を設けると共に、該係合保持穴４０ａ_１に空気抜き溝を設けて、該係合保持穴４０ａ_１にボール弁本体４２を圧入係合して取付固定したものである。
【００３６】
また、前記低圧部ベローズ３６の一端の開口部は、該低圧部ベローズ３６の伸長方向に伸びる環状鍔部３６ａを有しており、該環状鍔部３６ａ内に前記弁ホルダ３７の外周部３７ａを係合し、電子ビーム等で該係合部を溶着している。
前記弁体４０を含む前記低圧作動部３５の各部材は、第１低圧部ばね３９と該第１低圧部ばね３９の付勢方向に対抗して反対方向に付勢する第２低圧部ばね４１とによって弾性的に保持されている。前記弁体４０は、前記低圧部ベローズ３６の伸縮によって移動可能であり、前記外部ハウジング３２の前記底部３２ａに穿設した前記弁孔３２ｃのシート部に着座可能に配置されている。前記低圧部ベローズ３６内の空間は真空とされている為、温度影響を浮けて所定設定値が変化することなく、吐出圧力Ｐｄのみの変化により所定設定値は変化する。
【００３７】
前記本体ケース３１は、内部が高圧作動部３４として機能し、底部３１ａを有する筒状体で構成され、前記底部３１ａには、貫通孔４３が穿設されており、該貫通孔４３には密封Ｏリング４４を介して可動ステム４５の押圧体４５ａが摺動可能に嵌挿されている。前記本体ケース３１の前記底部３１ａと反対側の開口部３１ｂには、ネジ付の可動ステム調節体４６が螺合されており、該可動ステム調節体４６の区画室１６ｂ側には、回動調節溝４６ａが刻設され、前記低圧作動部３５側には、有底のステム摺動孔４６ｂが開口され、該ステム摺動孔４６ｂには前記可動ステム４５の大径部４５ｂが密封Ｏリング４７を介して摺動可能に嵌挿している。
【００３８】
前記可動ステム４５の前記大径部４５ｂ側には、ばね支持孔４５ｃが穿設され、該ばね支持孔４５ｃには高圧部ばね４８が配置され、該高圧部ばね４８によって前記可動ステム４５を低圧作動部３２側に押圧している。該押圧によって、前記可動ステム４５の前記押圧体４５ａの自由端４５ａ_１が、前記低圧部ベローズ３６の底部外面３６ａに常時接触する状態とされている。前記可動ステム４５の前記押圧体４５ａにはばね支持孔４５ｃから伸びる貫通孔４５ｄが穿設され、前記低圧作動部３５に連通している。
【００３９】
前記本体ケース３１内の該本体ケース３１の前記底部３１ａの内面と前記可動ステム調節体４６の内面との間には作動室３１ｂが画成され、該作動室３１ｂと前記区画室１６ｂとは、前記可動ステム調節体４６と前記本体ケース３１との間の隙間、あるいは、図示しない細孔等で連絡されており、該細孔等を介して前記作動室３１ｂに吐出圧室の冷媒ガスが導かれ、該作動室を吐出圧としている。
【００４０】
次に、前述の如く構成された本実施例の圧力調整弁３０の作動を前記可変容量型揺動板式圧縮機Ａの作動と共に説明する。
自動車のエンジン等によって前記圧縮機Ａの駆動軸７を回転させると、該駆動軸７の回転によって揺動板取付部材５２が回転する。該揺動板取付部材５２の回転に基づく位置変更により、前記揺動板６６が前記駆動軸７の周りの円周方向の傾斜位置を変更する。前記揺動板６６の傾斜位置の変更によって、該円周方向に複数配置された複数の前記ピストン９が往復動して冷媒ガスの圧縮を行う。
【００４１】
また、前記揺動板６６の傾斜角は、前記クランク室６の室内圧Ｐｗに依存し、該クランク室６の室内圧Ｐｗが減少するときは、揺動板６６の傾斜角が増加し、前記ピストン９のストローク量が増加して圧縮機Ａの吐出量が増加し、前記クランク室６の室内圧Ｐｗが増加すると、前記揺動板６６の傾斜角が減少し、前記ピストン９のストローク量が少なくなり、前記圧縮機Ａの吐出量が減少すべく作動する。
【００４２】
前記圧縮機Ａの吐出圧室１０の吐出冷媒ガスは、前記連通路２１を介して前記収納室１６の前記区画室１６ｂ、更に、前記作動室３１ｂに導かれ、吐出圧Ｐｄとして前記前記圧力調整弁３０の前記高圧作動部３４の圧力として作用すると共にし、前記吸入圧室１５の吸入冷媒ガスは、前記バルブプレート３の孔３ｄを介して吸入圧Ｐｓとして前記収納室１６に導かれ、更に、前記外部ハウジング３２の前記開口３２ｄから前記低圧作動部３５に導かれて作用する。
【００４３】
そして、前記圧縮機Ａの吐出圧Ｐｄ、及び、吸入圧Ｐｓが所定設定値以上の高負荷状態においては、前記吐出圧Ｐｄが前記高圧部ばね４８のばね力よりも大となることにより、前記可動ステム４５が前記高圧部ばね４８の付勢力に抗して前記リヤヘッド４側に移動し、前記可動ステム４５の自由端４５ａ_１を前記低圧作動部３２から引っ込めた状態となる。また、前記吸入圧室１５内の冷媒ガスの吸入圧Ｐｓが前記低圧作動部３２の前記低圧部ベローズ３６に作用することによって、該低圧部ベローズ３６が前記低圧部ばね３９の付勢力に抗して前記リヤヘッド４側に収縮移動し、前記弁体４０を前記リヤヘッド４側に移動させ、前記弁体４０の前記ボール弁本体４２が前記弁孔３２ｃのシート部から離れて、開弁状態とする。かかる状態においては、前記クランク室６の冷媒ガスの室内圧Ｐｗが前記吸入圧Ｐｓより常に高くなるように設定されているので、該クランク室６内の冷媒ガスが、前記連通路２ｂ、前記弁孔３２ｃ、開孔３２ｄ、前記収納室１６のシリンダブロック２の部分１６ａ、及び、バルブプレート３の孔３ｄを順次介して吸入圧力室１５に流入することによって、前記クランク室６の室内圧Ｐｗが大きく低下する。該クランク室６の室内圧Ｐｗの低下によって、前記揺動板６６の傾斜角は最大になり、これに伴い前記ピストン９のストローク量も最大となって、前記圧縮機Ａの吐出量が最大となる。
【００４４】
次に、前記吐出圧Ｐｂ、及び、吸入圧Ｐｓが所定値の中負荷状態においては、前記吐出圧Ｐｄが前記高圧部ばね４８の付勢力よりもまだ強い状態にあるので、前記可動ステム４５は前記リヤヘッド４側に移動した状態にあり、該可動ステム４５の自由端４５ａ_１が前記低圧作動部３２から引っ込んだ状態となっていて、前記低圧部ベローズ３６に対する押圧力は作用しない。そして、前記高負荷状態よりも前記吸入圧Ｐｓが低下することにより、前記弁体４０が弁閉鎖方向に前記低圧部ばね３９の付勢力により移動し、該弁体４０の前記ボール弁本体４２で前記弁孔３２ｃの開孔度を中開度位置に絞った状態とする。これは、前記クランク室６の冷媒ガスが前記弁孔３２ｃで絞られて前記収納室１６に流入することとなるので、前記クランク室６の室内圧Ｐｗは高負荷状態よりも上昇し、該上昇に伴い前記揺動板６６は最大傾斜角と最小傾斜角との中間の傾斜角となり、前記ピストン９のストローク量も中間状態となって前記圧縮機Ａの吐出容量は中程度の容量となる。
【００４５】
更に、吐出圧Ｐｄ、及び、吸入圧Ｐｓが所定設定値以下の低負荷状態においては、前記吐出圧Ｐｄ及び前記吸入圧Ｐｓが中負荷状態よりも低圧状態にあるので、高圧作動部３４の前記高圧部ばね４８の付勢力によって、前記可動ステム４５が前記低圧作動部３５方向に移動し、該可動ステム４５の自由端４５ａ_１で前記低圧作動部３６の前記低圧部ベローズ３６を押圧し、前記低圧作動部３５の全体の部材を前記弁体４０の閉鎖方向に移動させる。また、前記吸入圧Ｐｓも低くなるので、前記弁体４０が弁閉鎖方向に前記低圧部ばね３９の付勢力により更に移動し、前記弁体４０の前記ボール弁本体４２によって前記弁孔３２ｃを絞り、開口量を更に小さくする。前記開口量が小さくなることによって、前記クランク室の冷媒ガスの室内圧Ｐｗが更に上昇し、これに伴い前記揺動板６６の傾斜角が中負荷よりも更に小さくなり、前記ピストンのストローク量が小さくなって、圧縮機Ａの吐出容量が更に減少する。
【００４６】
以上、本発明の圧力調整弁の一実施例について詳述したが、本発明は、該実施例に限定されるものではなく、種々の変更ができるものである。
例えば、前記実施例においては、外部ハウジングの底部に穿設した弁孔は、単に、ドリル等で機械加工若しくは打抜き成形した構造とされているが、該弁孔を、図３に示されているように、底部３２ａの外面に突出するべく押出し成形により形成することもできる。このように押出し成形することによって、前記弁孔に厚みを持たせることができると共に、ボール弁本体４２が着座するときに接する屈曲部が成形によって加工硬化することによって、該ボール弁本体４２に着座に基づく摩耗が軽減される。
【００４７】
また、本実施例においては、弁体４０の弁抑え４０ａとボール弁本体４２とを、図４（イ）に示すように、弁抑え４０ａにボール弁本体４２の係合保持穴４０ａ_１を設けると共に、該係合保持穴４０ａ_１に空気抜き溝４０ａ_２を設けて、該係合保持穴４０ａ_１にボール弁本体４２を圧入係合して取付固定したものであるが、図４（ロ）のように、弁抑え４０ａにボール弁本体４２が緩く係合する幾分大径の係合保持穴４０ａ_１を設け、該係合保持穴４０ａ_１にボール弁本体４２を係合した後に、前記弁抑え４０ａの外表面の数箇所をかしめ４０ａ_３で固定することで、該係合保持穴４０ａ_１にボール弁本体４２を係合保持する構成としても良いし、図４（ハ）に示すように、弁抑えを用いずに、弁ホルダ３７に直接ボール弁本体４２を係止保持すべく、前記弁ホルダの中央に係止くぼみ３７ａを形成し、該係止くぼみ３７ａに前記ボール弁本体４２を圧入係止保持する構成としても良い。図４（ロ）の構造は、ガス抜き溝を設ける必要がないし、図４（ハ）の構造は、部品点数及び組立工数の低減が図れる。
【００４８】
更に、前記実施例においては、低圧部ベローズ内部は真空としたものとして説明したが、該低圧部ベローズ内部を外部大気に連通させたり、あるいは、不活性ガスを封入させたり、又は該空間内に適量のオイルを封入し、ベローズの伸縮動作をやわらげるダンパ作用を生じさせるようにすることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の圧力調整弁は、低圧作動部に第１低圧部ばねと該低圧ばねの付勢力に対抗して反対方向に付勢する第２低圧部ばねとを備えて弁体を前記両ばねで保持するようにしたことによって、前記弁体の開弁時の揺動振動を軽減することができ、圧縮機の高速回転時のサージング現象を軽減させることができる。
【００５０】
また、本体ケースを有底の厚肉筒状体にすると共に、前記外部ハウジングを有底の薄肉筒状体にし、前記本体ケースの前記筒状体に前記外部ハウジングの前記筒状体を外嵌合してかしめ固定し、更に、圧縮機等の収納室への圧力調整弁の取付固定をＯリングを介して厚肉の本体ケースのみで行うべく構成したので、前記圧力調整弁が厚肉の本体ケースでしっかりと密封保持固定されると共に、前記外部ハウジングは、密封、及び、寸法公差に格別配慮せずに製作でき、かつ、長さを短くできるので、ＳＵＳ３０４等の耐摩耗性の大きい金属で成形でき、弁孔部の耐摩耗性を向上させることができる。
【００５１】
更に、本体ケースを有底の厚肉筒状体とし、該本体ケース内に高圧作動部を配置する構成とし、該本体ケースの底部を低圧作動部との区画壁としたので、別途区画壁等を設ける必要がなく、高圧作動部から低圧作動部への冷媒ガスの漏洩をなくすることができる。
更にまた、前記本体ケース内に高圧作動部に位置調整自在な可動ステム調節体を螺合配置したことによって、可動ステムの押圧部の前記低圧作動部への突出位置を調整できると共に、該可動ステム調節体を前記本体ケースから取り外して、内部の高圧部ばねを簡単に取り替えることができる。
【００５２】
更にまた、低圧部ベローズの開口部に伸長方向に伸びる環状鍔部を設け、該環状鍔部内に弁ホルダの外周部を係合し、電子ビーム等で該係合部を溶着する構成としたので、溶着時に、前記低圧部ベローズと前記弁ホルダとの位置調整が簡単にでき、製造が容易になると共に、該環状鍔部の外径を他のベローズ部の外径より大径にすることによって、ベローズ外周全体をはめ込む溶接治具の装着が容易にできる。
【００５３】
更にまた、本発明の圧力調整弁は、可変容量型揺動板式圧縮機に装備した実施例として説明したが、該実施例に限定されるものではなく、広く一般の流体装置の圧力調整弁として利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力調整弁の一実施例が装置された可変容量型揺動板式圧縮機の断面図。
【図２】図１の圧力調整弁の拡大詳細断面図。
【図３】図２の圧力調整弁に装備される外部ハウジングの他の実施例を示す断面図。
【図４】図２の圧力調整弁に装備される弁体の実施例を示す図。
【図５】従来の圧力調整弁の断面図。
【符号の説明】
３０圧力調整弁
３１本体ケース
３２外部ハウジング
３４高圧作動部
３５低圧作動部
３６低圧部ベローズ
３７弁ホルダ
３９第１低圧部ばね
４０弁体
４０ａ弁抑え体
４１第２低圧部ばね
４２ボール弁本体
４３貫通孔
４４密封Ｏリング
４５可動ステム
４６可動ステム調節体
４７密封Ｏリング
４８高圧部ばね

Claims

有底の厚肉筒状体で内部に高圧作動部を有する本体ケースと、有底の薄肉筒状体で内部に低圧作動部を有する外部ハウジングとを備え、前記本体ケースの前記筒状体の底部に前記外部ハウジングの筒状体の開口部を外嵌合した圧力調整弁であって、
前記本体ケース内の高圧作動部は、前記本体ケースの底部に穿設された貫通孔に挿嵌されて前記低圧作動部に突出する小径の押圧体を有する可動ステムを備えると共に、
前記外部ハウジング内の前記低圧作動部は、前記外部ハウジングの底部に穿設された弁孔と周側面に穿設された複数の開孔、有底の低圧部ベローズ、該低圧部ベローズの開口端部を閉鎖すべく取付固定された弁ホルダ、該弁ホルダに固定されると共に前記弁孔に着座可能な弁体、前記低圧部ベローズ内に配置されて前記弁体を弁閉鎖方向に付勢する第１低圧部ばね、及び、前記第１低圧部ばねの付勢力に対抗して反対方向に付勢する前記弁ホルダに当接配置される第２低圧ばねとを備え、
前記可動ステムの前記押圧体の自由端が、前記低圧部ベローズの底部外面に常時接触していることを特徴とする圧力調整弁。
前記弁体は、弁抑え体と該抑え体に圧入、もしくは、かしめで係止保持されるボール弁本体とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
有底の低圧部ベローズは、その開口端が該低圧部ベローズの伸長方向に伸びる環状鍔部を有し、該環状鍔部内に前記弁ホルダの外周部を係止保持して溶着したものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
有底の厚肉筒状体で内部に高圧作動部を有する本体ケースと、有底の薄肉筒状体で内部に低圧作動部を有する外部ハウジングとを備え、前記本体ケースの前記筒状体の底部に前記外部ハウジングの筒状体の開口部を外嵌合した圧力調整弁であって、
前記本体ケース内の前記高圧作動部は、該本体ケースに位置調整自在に螺合する可動ステム調節体、前記本体ケースの底部に穿設された貫通孔に挿嵌されて低圧作動部に突出する小径の押圧体と前記可動ステム調節体のステム摺動孔に嵌合する大径部とを有する可動ステム、及び、前記可動ステムと前記可動ステム調節体との間に介装される高圧部ばねとを備えると共に、
前記外部ハウジング内の前記低圧作動部は、有底の低圧部ベローズを備え、
前記可動ステムの前記押圧体の自由端が、前記低圧部ベローズの底部外面に常時接触していることを特徴とする圧力調整弁。