JP4392631B2 - 冷凍サイクルの可変容量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、駆動軸に傾斜自在に固定される駆動斜板と、該駆動斜板の回転によって圧縮室内を往復動するピストンと、圧縮室とピストンの背圧との圧力差によって駆動斜板の傾斜角度によってピストンのストロークを可変して冷凍サイクルに流れる冷媒容量を可変する可変容量型圧縮機が用いられる二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクルの容量可変制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−９９１３６号公報に開示される可変容量型斜板式圧縮機において使用される圧力制御弁は、吐出室とクランク室との間の連通を開閉制御する第１の制御弁と、クランク室と吸入室との間の連通を開閉制御する第２の制御弁と、前記第１及び第２の制御弁を作動させる伝達ロッドと、この伝達ロッドを移動させる電磁アクチュエータと、吸入室内の圧力を受けて第２の制御弁を作動させる感圧部材（ダイヤフラム、ベローズ等）とを有する。
【０００３】
また、特開平９−２６８９７４号公報に開示される可変容量型圧縮機用制御弁は、吐出圧領域とクランク室とを連通する給気通路を開閉する弁体と、この弁体の一方側に感圧ロッドを介して作動連結されると共に吸入圧領域に連通された感圧室に収納され、吸入圧領域の圧力の上昇に伴って前記給気通路の開度を減少させる方向に前記弁体を付勢する感圧部と、前記弁体の他方側にソレノイドロッドを介して作動連結され、ソレノイドが励磁されると前記弁体に給気通路の開度を減少させる方向に荷重をかけるソレノイド部と、このソレノイドの消磁により前記給気通路を強制的に開放する方向に前記弁体を付勢する強制開放手段とを有し、前記弁体と前記感圧部とを接離可能に連結したものである。
【０００４】
このため、前記ソレノイド部のソレノイドが消磁された状態で、感圧室内が高吸入圧力条件下になると、感圧部は給気通路の開度を減少する方向に変位するが、前記強制開放手段により弁体に作用する付勢力と感圧部による変位とが互いに離反する方向となるため、感圧部と弁体とが離間するので、弁体の最大開度位置が維持される。尚、前記感圧部は、ベローズであることが開示され、さらにダイヤフラムでもよいことが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した引例に示すような感圧部に感圧素子としてダイヤフラムやベローズを用いた制御弁を二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルに使用する場合、冷凍サイクル内の圧力が従来のフロンを使用した冷凍サイクルに比べて約１０倍であることから、前記感圧素子の耐圧性を満足させることが難しいという不具合が生じ、また、弁を駆動させる電磁アクチュエータの電磁力を高圧に抗して動作させる必要があることから、電磁アクチュエータ自体の大きさが大きくなってしまうという不具合が生じる。
【０００６】
このため、この発明は、二酸化炭素を冷媒として使用した冷凍サイクルの圧力に対して充分な耐圧性を有すると共に、圧力制御弁を大きくすることなく確実に容量可変制御を行う冷凍サイクルの容量可変制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、シリンダブロック、前記シリンダブロック内に設けられる駆動軸、該駆動軸と共に回転すると共に駆動軸に対する傾斜角度が可変自在である駆動斜板、前記シリンダブロック内に設けられ、前記駆動軸と平行な軸を有する複数のシリンダ、該シリンダに摺動自在に配され、前記駆動斜板の回転に伴って前記シリンダ内を往復動する複数のピストン、前記シリンダと前記ピストンとによって画成される圧縮室、前記ピストンの反圧縮室側に形成されるクランク室、前記ピストンの吸入行程において前記圧縮室と連通する吸入室、及び前記ピストンの圧縮行程において前記圧縮室と連通する吐出室を少なくとも有する可変容量型圧縮機と、該可変容量型圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、該放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張手段と、該膨張手段で膨張された冷媒を蒸発される蒸発器とから少なくとも構成され、前記冷媒が二酸化炭素である冷凍サイクルにおいて、少なくとも、前記吸入室と連通する低圧室、前記吐出室と連通する高圧室、前記クランク室と連通する圧力調整室、前記圧力調整室と前記低圧室の間に設けられる低圧側連通口、前記圧力調整室と前記高圧室との間に設けられる高圧側連通口、前記低圧側連通口を開／閉すると同時に前記高圧側連通口を閉／開する弁体、電磁力を発生する電磁コイル、該電磁コイル内に摺動自在に挿入され、電磁コイルの電磁力によって移動して前記弁体を移動させるプランジャ、及び前記弁体を前記プランジャによる移動方向と逆方向に付勢するスプリングとからなる可変容量機構と、前記冷凍サイクルの膨張手段の出口側から前記可変容量型圧縮機の吸入側までの低圧ラインの圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサによって検出された低圧圧力が目標圧力よりも高い場合には、前記圧力調整室と前記低圧室と連通し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを遮断する方向に弁体を移動させ、該低圧圧力が目標圧力よりも低い場合には前記圧力調整室と前記低圧室と遮断し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを連通させる方向に弁体を移動させるように前記電磁コイルを制御する制御手段とを具備することにある。
【０００８】
これによって、本願発明は、冷媒として二酸化炭素使用した冷凍サイクルの低圧側の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの検出値が目標圧力と一致する方向、例えば、検出値が目標圧力より高い場合には低圧圧力を下降させる方向、また検出値が目標圧力よりも低い場合には低圧圧力を上昇させる方向に、電磁コイルを制御して弁体を移動させるようにしたので、従来の低圧圧力検出部のような圧力耐性の低い部分を省略することができ、冷凍サイクルの圧力に対して圧力耐性を高くすることができる。
【０００９】
また、本発明において、前記電磁コイルの無通電時には、前記弁体は前記低圧室と前記クランク室との間を遮断し且つ前記高圧室と前記圧力調整室との間を連通する位置にあり、前記電磁コイルの電磁力によって、前記弁体が前記低圧室と前記圧力調整室との間を連通し且つ前記高圧室と前記圧力調整室とを遮断する方向に移動することが望ましい。電磁コイルへの通電がない状態で、コンプレッサの吐出容量が最小となるように設定したので、コンプレッサの起動初期における動作の円滑化を図ることができる。
【００１０】
さらに、前記弁体には、該弁体が前記圧力調整室と前記低圧室との間を遮断した時に、前記圧力調整室と前記低圧室との間を連通する小孔が形成されることが望ましい。これによって、クランク室から少量の冷媒を低圧側に流すことができるので、クランク室内の温度上昇を防止することができるものである。
【００１１】
さらにまた、前記弁体は、前記圧力調整室内に配される弁体本体と、前記高圧側連通口から前記高圧室内を貫通して設けられると共に前記スプリングの付勢力を前記弁体本体に伝達するガイド部とを有し、前記スプリングが収納されるスプリング収納室には低圧室と同じ圧力が供給され、且つ前記ガイド部は前記スプリング収納室と前記高圧室との間を圧力的に遮断しているものである。これによって、弁体の両側に低圧圧力をかけることができるので、一方が他の圧力に晒されている場合に比べて弁体の動作をより円滑に行うことができるようになり、弁体の動作負荷を低減できるので、電磁コイルを小型化することができる。
【００１２】
また、前記電磁コイルに供給される制御信号は、デューティ比信号であり、その最大電圧が定電圧回路にて一定の電圧に制限されていることが望ましい。車両に搭載される場合、電源となるバッテリ電源の電圧変動が激しいため、定電圧回路によって電圧を一定にし、デューティ比によって電力を調整することによって、電圧変動による影響を防止できるので、安定して弁体の移動を制御することができるものである。また、過大な電磁力の発生による弁体の弁座への衝突打音を抑えることができる。
【００１３】
さらに、前記弁体が前記低圧側連通口を遮断する位置から前記弁体が前記高圧側連通口を遮断する位置までの弁ストローク量は、１ｍｍ以下であることが望ましい。移動距離を短くすることによって、高圧室と圧力調整室、低圧室と圧力調整室の連通/ 遮断を迅速に行うことができるものである。
【００１４】
また、前記目標圧力は、冷凍サイクルの熱負荷環境に応じて演算されることが望ましい。これによって、空調条件に最も適した目標圧力を設定できるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１６】
図１は、冷媒として二酸化炭素を使用した冷凍サイクル１の概略構成図である。この冷凍サイクル１は、吐出容量を可変するための圧力制御弁２を有すると共に冷媒を超臨界域まで圧縮する可変容量型圧縮機（以下、圧縮機）３と、超臨界域まで圧縮された気相冷媒の温度を低下させる放熱器４と、この放熱器４から流出した高圧の気相冷媒が通過する高圧側熱交換器５及び前記圧縮機３に吸引される低圧の気相冷媒が通過する低圧側熱交換器６からなり、前記高圧の気相冷媒と前記低圧の気相冷媒の間で熱交換を行う内部熱交換器７と、前記高圧側熱交換器５を通過した気相冷媒の圧力を膨張させて気液混合領域まで低下させる膨張弁８と、この膨張弁８を通過して気液混合状態となった冷媒を蒸発させるエバポレータ９と、このエバポレータ９で蒸発した冷媒を気液分離すると共に余剰冷媒を収納するアキュムレータ１０とによって少なくとも構成される。これによって、例えば、図示しない車両用空調装置の空調ダクト内に配されたエバポレータ９を通過する空気から熱を吸収し、その熱を放熱器４によって外部に放出する冷凍サイクル１が構成されるものである。
【００１７】
また、前記膨張弁８の出口側から前記圧縮機３の吸入側の間の低圧ライン１１には、低圧圧力を検出する圧力センサ１２が設けられる。この圧力センサ１２によって検出された低圧圧力Ｐｓは、外気温度Ｔａを検出する温度センサ１３、車室内温度Ｔｉｎｃを検出する温度センサ１４、図示しない操作パネルの温度設定器１５からの温度設定信号Ｔｓｅｔ、及び日射量検出センサ１６によって検出された日射量Ｑｓｕｎ等と共に、コントローラ１７に入力される。
【００１８】
このコントローラ１７は、前述した各種信号をデータとして入力する入力回路１８、読出専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）からなるメモリ部１９、前記メモリ部１９に格納されたプログラムを呼び出して前記データを加工したり、データを前記メモリ部１９に退避させたりして制御データを演算する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２０、この中央演算処理装置２０によって演算された制御データに基づいて制御信号のデューティ比を出力する出力回路２１、バッテリー電源２２から所望の一定電圧を製造する定電圧回路２３、この定電圧回路２３からの定電圧と、前記出力回路２１によって出力されたデューティ比を有する制御信号を出力するデューティ比制御回路２４とから少なくとも構成される。
【００１９】
前記圧縮機３は、例えば図２に示すような容量可変斜板式圧縮機であり、この圧縮機３の外周ブロック３０は、クランク室３４を画成するフロントブロック３１と、複数のシリンダ３５が画成される中央ブロック３２と、吸入空間３６及び吐出空間３７とを画成するリアブロック３３とによって構成される。
【００２０】
前記外周ブロック３０内を貫通して配された駆動軸３８は、フロントブロック３１及び中央ブロック３２にベアリング３９ａ，３９ｂを介して回転自在に保持される。この駆動軸３８は、図示しない走行用エンジンとベルト、プーリ及び電磁クラッチを介して接続され、電磁クラッチが投入された時に、前記エンジンの回転が伝達されて回転するものである。また、この駆動軸３８には、駆動軸３８の回転と共に回転し、この駆動軸３８に対して傾斜自在である斜板４０が設けられる。
【００２１】
前記中央ブロック３２に形成されたシリンダ３５は、前記駆動軸３８の周囲に所定の間隔を空けて形成され、前記駆動軸３８の軸に平行な中心軸を有する円筒状のもので、前記斜板４０に一端が保持されたピストン４１が摺動自在に挿入されるものである。
【００２２】
以上の構成において、駆動軸３８が回転すると前記斜板４０が所定の傾斜を有して回転するので、前記斜板４０の端部は前記駆動軸３８の軸方向に所定の幅で揺れる。これによって、この斜板４０の径方向先端部分に固定されたピストン４１は、前記駆動軸３８の軸方向に往復動して、シリンダ３５内に画成された圧縮室４２の容積を変化させ、前記吸入空間３６から吸入弁４４を有する吸入口４３を介して冷媒を吸引し、吐出弁４６を有する吐出口４５を介して圧縮された冷媒を吐出空間３７に吐出するものである。
【００２３】
この圧縮機３の吐出容量はピストン４１のストロークによって決定され、このストロークは、ピストン４１の前面にかかる圧力、いわゆる圧縮室４２の圧力と、ピストンの背面にかかる圧力、いわゆるクランク室３４内の圧力との差圧によって決定される。具体的には、クランク室３４内の圧力を高くすれば、圧縮室４２とクランク室３４との差圧が小さくなるので、ピストン４１のストロークは小さくなって吐出容量が小さくなり、クランク室３４の圧力を低くすれば、圧縮室４２とクランク室３４との差圧が大きくなるので、ピストン４１のストロークが大きくなって吐出容量が大きくなるものである。
【００２４】
前記クランク室３４の圧力を制御するために、前記圧縮機３のリアブロック３３には、圧力制御弁２が設けられる。この圧力制御弁２は、図３および図４に示されるもので、駆動部６０、中央ブロック部７０及び弁体部８０から構成される。
【００２５】
前記駆動部６０は、前記中央ブロック部７０の一端にかしめ固定される円筒状のケース６１と、このケース６１内に収納されると共に前記中央ブロック部７０の一端に固定される円筒状のシリンダ６２と、このシリンダ６２の周囲に巻回される電磁コイル６３と、前記シリンダ６２の内部に摺動自在に挿入され、前記中央ブロック部７０側で弁体駆動ロッド６８と当接する一端面及びスプリング装着孔６５が形成された他端面を有するプランジャ６４と、前記スプリング装着孔６５に挿入されて一端が前記プランジャ６４に当接するスプリング６６と、このスプリング６６の他端側を保持すると共に前記シリンダ６２の他端側を密閉するように前記ケース６１の他端側にかしめ固定される蓋体６７とによって構成される。
【００２６】
前記中央ブロック部７０は、前記シリンダ６２を固定する円柱状突起部７１ａ及び前記ケース６１がかしめ固定される外環部７１ｂとを一端側に有する円筒状のブロック７１からなり、前記円柱状突起部７１ａを形成され、前記弁体駆動ロッド６８が摺動自在に貫通する貫通孔７４と、前記ブロック７１の中央に円筒状に形成された低圧室７３と、この低圧室７３から径方向に延出する複数の低圧側連通孔７２とを有する。尚、複数の低圧側連通孔７２は、前記リアブロック３３に形成された第１の溝部７５を介して圧縮機３の吸入空間３６と連通するので、前記低圧室７３内の圧力は、前記冷凍サイクル１の低圧ラインの圧力と略一致する。
【００２７】
前記弁体部８０は、略円筒状の外側ケース８１と、この外側ケース８１に装着される内側ケース８２を有し、前記外側ケース８１の中央ブロック側には、圧力調整室８６が形成されると共に弁体９０の開閉部９１が収納され、前記内側ケース８２には、弁体９０の摺動部９３を摺動自在に挿入すると共に弁体９０の小径部９２との間に高圧室８４を画成する。また、前記圧力調整室８６は、前記外側ケース８１に開口するクランク室連通孔８５及び前記リアブロック３３に形成された第２の溝部９５を介してクランク室３４と連通し、前記高圧室８４は前記外側ケース８１及び内側ケース８２を貫通して形成された連通孔８３及び前記リアブロック３３に形成された第３の溝部９６を介して吐出空間３７と連通するものである。
【００２８】
また、前記圧力調整室８６の内径は前記低圧室７３の内径よりも大きく形成され、また前記内側ケース８２の内径は前記圧力調整室８６の内径よりも小さく形成されているので、前記低圧室７３と前記圧力調整室８６との間には低圧側弁座７６が形成され、前記高圧室８４と前期圧力調整室８６との間には高圧側弁座７７が形成される。そして、前記圧力調整室８６内に収納された弁体９０の開閉部９１が、低圧側弁座７６若しくは高圧側弁座７７に着座することによってそれぞれの間の連通／遮断が実行されるものである。
【００２９】
また、前記弁体９０の摺動部９３の端部と前記内側ケース８２との間には、低圧空間８７が形成され、前記内側ケース８２を外側ケース８１に固定する蓋部８９に形成された連通孔８８及びリアブロック３３に形成された連通空間９７を介して吸入空間３６と連通するものである。また、この低圧空間８７には、前期弁体９０を前記低圧側弁座７６に押し付けるように付勢するスプリング９４が配される。尚、このスプリング９４の付勢力は、前記スプリング６６の付勢力よりも大きく設定されるので、電磁コイル６３への通電がない場合には、開閉部９１は、前記低圧側弁座７６に押圧された状態となるものである。
【００３０】
以上の構成において、弁体９０の移動方向両端面に低圧圧力をかけることができるので、弁体９０の移動方向両端で圧力差が生じないことから、弁体９０の移動を円滑に行うことができ、弁体９０の駆動力を抑えることができるので、電磁コイル６３自体の大きさを抑えることができるものである。
【００３１】
また、弁体９０の開閉部９１には、この開閉部９１が低圧側弁座７６に着座しているときに、前記圧力調整室８６と低圧室７３とを連通するスピル溝９８が複数形成されている。これによって、クランク室３４内の冷媒を低圧側に逃がすことができるので、クランク室３４内の温度上昇を抑制することができるものである。
【００３２】
以上の構成の圧力制御弁２において、始動時では、冷凍サイクル１内の圧力は、高圧及び低圧の平衡圧となっていることから低圧圧力が高く、また圧力制御弁２は図３に示す通電なし状態であることから、吐出空間３７とクランク室３４とが連通状態となっており、クランク室３４は高圧圧力と同じ圧力となる。この場合、高圧圧力と低圧圧力の圧力差が小さいことから、吐出容量が小さく、圧縮機３の駆動負荷が小さくなるので、圧縮機３を円滑に起動することができる。
【００３３】
また、冷凍サイクル１の熱負荷が高く、起動初期後すぐに容量を大きくすることが要求された場合、圧力制御弁２の電磁コイル６３に通電が開始され、プランジャ６４が電磁コイルに６３に誘引され、前記スプリング９４の力に抗して、前記弁体駆動ロッド６８を介して前記弁体ブロック９０を移動させるので、開閉部９１が低圧側弁座７６から離れて高圧側弁座７７に着座し、図４で示す状態となる。これによって、クランク室３４は圧力調整室８６及び低圧室７３を介して吸入空間３６と連通し、低圧圧力と同一の圧力となるので、低圧圧力の低下に伴って、ピストンの４１のストローク量が大きくなり、圧縮機３の吐出容量は増大していく。
【００３４】
そして、圧縮機３の稼動が安定して後、前記圧力センサ１２の検出圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより大きい場合には、圧縮機３の吐出容量を大きくする方向に前記圧力制御弁２を制御し、前記圧力センサ１２の検出圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより小さい場合には、圧縮機３の吐出容量を小さくする方向に前記圧力制御弁２を制御するものである。尚、前記目標圧力Ｐｓａは、所定の固定値を用いても良いし、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｉｎｃ、日射量Ｑｓｕｎ、設定温度Ｔｓｅｔ等から演算された熱負荷Ｔ｛Ｔ＝Ｋ１・Ｆ（Ｔａ）＋Ｋ２・Ｆ（Ｔｉｎｃ）＋Ｋ３・Ｆ（Ｑｓｕｎ）−Ｋ４・Ｆ（Ｔｓｅｔ）＋Ｋ５｝に基づいて決定するようにしてもよいものである｛Ｐｓａ＝Ｋ６・Ｆ（Ｔ）＋Ｋ７｝。尚、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ６は演算定数であり、Ｋ５、Ｋ７は補正項である。
【００３５】
そして、前記電磁コイル６３に供給される制御信号のデューティ比Ｄｓは、下記する数式１によって、前記低圧圧力Ｐｓ及び前記目標低圧圧力Ｐｓａから演算される。尚、下記する数式１において、Ａは比例定数、Ｂは積分定数、Ｃは補正項である。
【００３６】
【数１】
【００３７】
これによって、例えば図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、低圧圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａよりも高い場合には、大きいデューティ比を有する制御信号を得ることでき、また低圧圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより低い場合には、小さいデューティ比を有する制御信号を得ることができるものである。
【００３８】
また、上述したように、定電圧回路２３を設けることによって、バッテリ電源２２の電圧変動に起因する圧力制御弁２の弁体９０の制御量のばらつきを防止することができるので、正確な容量制御を実行することができるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、低圧圧力を検出する圧力センサを圧力制御弁と別に設けたので、圧力制御弁自体に、二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルの圧力に対する圧力耐性の低い部分が存在しなくなるので、圧力制御弁の寿命を長くすることができると共に、安定した動作が可能となるものである。
【００４０】
また、圧力制御弁の弁体の移動方向両端面に等しい低圧圧力がかかるようにしたので、弁体の両端の圧力差がなくなるので弁体の移動負荷を低減でき、電磁コイルの小型化が達成できるものである。
【００４１】
また、クランク室から最小量の冷媒を低圧側に流すようにしたので、クランク室の温度上昇を抑制することができるので、圧縮機の摺動部の発熱を吸収することができるので、圧縮機自体の寿命を延ばすことができるものである。
【００４２】
さらに、圧力制御弁の電磁コイルに供給される制御信号の電圧を一定とすることができるので、圧力制御弁の制御を一定の条件下で行うことができるので、圧縮機の所望の吐出容量を確実に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧力制御弁の無通電時の状態を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る圧力制御弁の通電時の状態を示した断面図である。
【図５】本願発明の実施の形態に係る弁体に形成されたスピル溝を示した圧力制御弁の一部拡大断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、圧力制御弁の電磁コイルに供給される制御信号を示したタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１ 冷凍サイクル
２ 圧力制御弁
３ 圧縮機
４ 放熱器
７ 内部熱交換器
８ 膨張弁
９ エバポレータ
１０ アキュムレータ
１１ 低圧ライン
１２ 圧力センサ
３１ フロントブロック
３２ 中央ブロック
３３ リアブロック
３４ クランク室
３５ シリンダ
３６ 吸入空間
３７ 吐出空間
４０ 斜板
４１ ピストン
４２ 圧縮室
６３ 電磁コイル
６４ プランジャ
７３ 低圧室
７６ 低圧側弁座
７７ 高圧側弁座
８４ 高圧室
８６ 圧力調整室
８７ 低圧空間
９０ 弁体
９１ 開閉部
９８ スピル溝
【発明が属する技術分野】
この発明は、駆動軸に傾斜自在に固定される駆動斜板と、該駆動斜板の回転によって圧縮室内を往復動するピストンと、圧縮室とピストンの背圧との圧力差によって駆動斜板の傾斜角度によってピストンのストロークを可変して冷凍サイクルに流れる冷媒容量を可変する可変容量型圧縮機が用いられる二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクルの容量可変制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−９９１３６号公報に開示される可変容量型斜板式圧縮機において使用される圧力制御弁は、吐出室とクランク室との間の連通を開閉制御する第１の制御弁と、クランク室と吸入室との間の連通を開閉制御する第２の制御弁と、前記第１及び第２の制御弁を作動させる伝達ロッドと、この伝達ロッドを移動させる電磁アクチュエータと、吸入室内の圧力を受けて第２の制御弁を作動させる感圧部材（ダイヤフラム、ベローズ等）とを有する。
【０００３】
また、特開平９−２６８９７４号公報に開示される可変容量型圧縮機用制御弁は、吐出圧領域とクランク室とを連通する給気通路を開閉する弁体と、この弁体の一方側に感圧ロッドを介して作動連結されると共に吸入圧領域に連通された感圧室に収納され、吸入圧領域の圧力の上昇に伴って前記給気通路の開度を減少させる方向に前記弁体を付勢する感圧部と、前記弁体の他方側にソレノイドロッドを介して作動連結され、ソレノイドが励磁されると前記弁体に給気通路の開度を減少させる方向に荷重をかけるソレノイド部と、このソレノイドの消磁により前記給気通路を強制的に開放する方向に前記弁体を付勢する強制開放手段とを有し、前記弁体と前記感圧部とを接離可能に連結したものである。
【０００４】
このため、前記ソレノイド部のソレノイドが消磁された状態で、感圧室内が高吸入圧力条件下になると、感圧部は給気通路の開度を減少する方向に変位するが、前記強制開放手段により弁体に作用する付勢力と感圧部による変位とが互いに離反する方向となるため、感圧部と弁体とが離間するので、弁体の最大開度位置が維持される。尚、前記感圧部は、ベローズであることが開示され、さらにダイヤフラムでもよいことが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した引例に示すような感圧部に感圧素子としてダイヤフラムやベローズを用いた制御弁を二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルに使用する場合、冷凍サイクル内の圧力が従来のフロンを使用した冷凍サイクルに比べて約１０倍であることから、前記感圧素子の耐圧性を満足させることが難しいという不具合が生じ、また、弁を駆動させる電磁アクチュエータの電磁力を高圧に抗して動作させる必要があることから、電磁アクチュエータ自体の大きさが大きくなってしまうという不具合が生じる。
【０００６】
このため、この発明は、二酸化炭素を冷媒として使用した冷凍サイクルの圧力に対して充分な耐圧性を有すると共に、圧力制御弁を大きくすることなく確実に容量可変制御を行う冷凍サイクルの容量可変制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、シリンダブロック、前記シリンダブロック内に設けられる駆動軸、該駆動軸と共に回転すると共に駆動軸に対する傾斜角度が可変自在である駆動斜板、前記シリンダブロック内に設けられ、前記駆動軸と平行な軸を有する複数のシリンダ、該シリンダに摺動自在に配され、前記駆動斜板の回転に伴って前記シリンダ内を往復動する複数のピストン、前記シリンダと前記ピストンとによって画成される圧縮室、前記ピストンの反圧縮室側に形成されるクランク室、前記ピストンの吸入行程において前記圧縮室と連通する吸入室、及び前記ピストンの圧縮行程において前記圧縮室と連通する吐出室を少なくとも有する可変容量型圧縮機と、該可変容量型圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、該放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張手段と、該膨張手段で膨張された冷媒を蒸発される蒸発器とから少なくとも構成され、前記冷媒が二酸化炭素である冷凍サイクルにおいて、少なくとも、前記吸入室と連通する低圧室、前記吐出室と連通する高圧室、前記クランク室と連通する圧力調整室、前記圧力調整室と前記低圧室の間に設けられる低圧側連通口、前記圧力調整室と前記高圧室との間に設けられる高圧側連通口、前記低圧側連通口を開／閉すると同時に前記高圧側連通口を閉／開する弁体、電磁力を発生する電磁コイル、該電磁コイル内に摺動自在に挿入され、電磁コイルの電磁力によって移動して前記弁体を移動させるプランジャ、及び前記弁体を前記プランジャによる移動方向と逆方向に付勢するスプリングとからなる可変容量機構と、前記冷凍サイクルの膨張手段の出口側から前記可変容量型圧縮機の吸入側までの低圧ラインの圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサによって検出された低圧圧力が目標圧力よりも高い場合には、前記圧力調整室と前記低圧室と連通し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを遮断する方向に弁体を移動させ、該低圧圧力が目標圧力よりも低い場合には前記圧力調整室と前記低圧室と遮断し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを連通させる方向に弁体を移動させるように前記電磁コイルを制御する制御手段とを具備することにある。
【０００８】
これによって、本願発明は、冷媒として二酸化炭素使用した冷凍サイクルの低圧側の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの検出値が目標圧力と一致する方向、例えば、検出値が目標圧力より高い場合には低圧圧力を下降させる方向、また検出値が目標圧力よりも低い場合には低圧圧力を上昇させる方向に、電磁コイルを制御して弁体を移動させるようにしたので、従来の低圧圧力検出部のような圧力耐性の低い部分を省略することができ、冷凍サイクルの圧力に対して圧力耐性を高くすることができる。
【０００９】
また、本発明において、前記電磁コイルの無通電時には、前記弁体は前記低圧室と前記クランク室との間を遮断し且つ前記高圧室と前記圧力調整室との間を連通する位置にあり、前記電磁コイルの電磁力によって、前記弁体が前記低圧室と前記圧力調整室との間を連通し且つ前記高圧室と前記圧力調整室とを遮断する方向に移動することが望ましい。電磁コイルへの通電がない状態で、コンプレッサの吐出容量が最小となるように設定したので、コンプレッサの起動初期における動作の円滑化を図ることができる。
【００１０】
さらに、前記弁体には、該弁体が前記圧力調整室と前記低圧室との間を遮断した時に、前記圧力調整室と前記低圧室との間を連通する小孔が形成されることが望ましい。これによって、クランク室から少量の冷媒を低圧側に流すことができるので、クランク室内の温度上昇を防止することができるものである。
【００１１】
さらにまた、前記弁体は、前記圧力調整室内に配される弁体本体と、前記高圧側連通口から前記高圧室内を貫通して設けられると共に前記スプリングの付勢力を前記弁体本体に伝達するガイド部とを有し、前記スプリングが収納されるスプリング収納室には低圧室と同じ圧力が供給され、且つ前記ガイド部は前記スプリング収納室と前記高圧室との間を圧力的に遮断しているものである。これによって、弁体の両側に低圧圧力をかけることができるので、一方が他の圧力に晒されている場合に比べて弁体の動作をより円滑に行うことができるようになり、弁体の動作負荷を低減できるので、電磁コイルを小型化することができる。
【００１２】
また、前記電磁コイルに供給される制御信号は、デューティ比信号であり、その最大電圧が定電圧回路にて一定の電圧に制限されていることが望ましい。車両に搭載される場合、電源となるバッテリ電源の電圧変動が激しいため、定電圧回路によって電圧を一定にし、デューティ比によって電力を調整することによって、電圧変動による影響を防止できるので、安定して弁体の移動を制御することができるものである。また、過大な電磁力の発生による弁体の弁座への衝突打音を抑えることができる。
【００１３】
さらに、前記弁体が前記低圧側連通口を遮断する位置から前記弁体が前記高圧側連通口を遮断する位置までの弁ストローク量は、１ｍｍ以下であることが望ましい。移動距離を短くすることによって、高圧室と圧力調整室、低圧室と圧力調整室の連通/ 遮断を迅速に行うことができるものである。
【００１４】
また、前記目標圧力は、冷凍サイクルの熱負荷環境に応じて演算されることが望ましい。これによって、空調条件に最も適した目標圧力を設定できるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１６】
図１は、冷媒として二酸化炭素を使用した冷凍サイクル１の概略構成図である。この冷凍サイクル１は、吐出容量を可変するための圧力制御弁２を有すると共に冷媒を超臨界域まで圧縮する可変容量型圧縮機（以下、圧縮機）３と、超臨界域まで圧縮された気相冷媒の温度を低下させる放熱器４と、この放熱器４から流出した高圧の気相冷媒が通過する高圧側熱交換器５及び前記圧縮機３に吸引される低圧の気相冷媒が通過する低圧側熱交換器６からなり、前記高圧の気相冷媒と前記低圧の気相冷媒の間で熱交換を行う内部熱交換器７と、前記高圧側熱交換器５を通過した気相冷媒の圧力を膨張させて気液混合領域まで低下させる膨張弁８と、この膨張弁８を通過して気液混合状態となった冷媒を蒸発させるエバポレータ９と、このエバポレータ９で蒸発した冷媒を気液分離すると共に余剰冷媒を収納するアキュムレータ１０とによって少なくとも構成される。これによって、例えば、図示しない車両用空調装置の空調ダクト内に配されたエバポレータ９を通過する空気から熱を吸収し、その熱を放熱器４によって外部に放出する冷凍サイクル１が構成されるものである。
【００１７】
また、前記膨張弁８の出口側から前記圧縮機３の吸入側の間の低圧ライン１１には、低圧圧力を検出する圧力センサ１２が設けられる。この圧力センサ１２によって検出された低圧圧力Ｐｓは、外気温度Ｔａを検出する温度センサ１３、車室内温度Ｔｉｎｃを検出する温度センサ１４、図示しない操作パネルの温度設定器１５からの温度設定信号Ｔｓｅｔ、及び日射量検出センサ１６によって検出された日射量Ｑｓｕｎ等と共に、コントローラ１７に入力される。
【００１８】
このコントローラ１７は、前述した各種信号をデータとして入力する入力回路１８、読出専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）からなるメモリ部１９、前記メモリ部１９に格納されたプログラムを呼び出して前記データを加工したり、データを前記メモリ部１９に退避させたりして制御データを演算する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２０、この中央演算処理装置２０によって演算された制御データに基づいて制御信号のデューティ比を出力する出力回路２１、バッテリー電源２２から所望の一定電圧を製造する定電圧回路２３、この定電圧回路２３からの定電圧と、前記出力回路２１によって出力されたデューティ比を有する制御信号を出力するデューティ比制御回路２４とから少なくとも構成される。
【００１９】
前記圧縮機３は、例えば図２に示すような容量可変斜板式圧縮機であり、この圧縮機３の外周ブロック３０は、クランク室３４を画成するフロントブロック３１と、複数のシリンダ３５が画成される中央ブロック３２と、吸入空間３６及び吐出空間３７とを画成するリアブロック３３とによって構成される。
【００２０】
前記外周ブロック３０内を貫通して配された駆動軸３８は、フロントブロック３１及び中央ブロック３２にベアリング３９ａ，３９ｂを介して回転自在に保持される。この駆動軸３８は、図示しない走行用エンジンとベルト、プーリ及び電磁クラッチを介して接続され、電磁クラッチが投入された時に、前記エンジンの回転が伝達されて回転するものである。また、この駆動軸３８には、駆動軸３８の回転と共に回転し、この駆動軸３８に対して傾斜自在である斜板４０が設けられる。
【００２１】
前記中央ブロック３２に形成されたシリンダ３５は、前記駆動軸３８の周囲に所定の間隔を空けて形成され、前記駆動軸３８の軸に平行な中心軸を有する円筒状のもので、前記斜板４０に一端が保持されたピストン４１が摺動自在に挿入されるものである。
【００２２】
以上の構成において、駆動軸３８が回転すると前記斜板４０が所定の傾斜を有して回転するので、前記斜板４０の端部は前記駆動軸３８の軸方向に所定の幅で揺れる。これによって、この斜板４０の径方向先端部分に固定されたピストン４１は、前記駆動軸３８の軸方向に往復動して、シリンダ３５内に画成された圧縮室４２の容積を変化させ、前記吸入空間３６から吸入弁４４を有する吸入口４３を介して冷媒を吸引し、吐出弁４６を有する吐出口４５を介して圧縮された冷媒を吐出空間３７に吐出するものである。
【００２３】
この圧縮機３の吐出容量はピストン４１のストロークによって決定され、このストロークは、ピストン４１の前面にかかる圧力、いわゆる圧縮室４２の圧力と、ピストンの背面にかかる圧力、いわゆるクランク室３４内の圧力との差圧によって決定される。具体的には、クランク室３４内の圧力を高くすれば、圧縮室４２とクランク室３４との差圧が小さくなるので、ピストン４１のストロークは小さくなって吐出容量が小さくなり、クランク室３４の圧力を低くすれば、圧縮室４２とクランク室３４との差圧が大きくなるので、ピストン４１のストロークが大きくなって吐出容量が大きくなるものである。
【００２４】
前記クランク室３４の圧力を制御するために、前記圧縮機３のリアブロック３３には、圧力制御弁２が設けられる。この圧力制御弁２は、図３および図４に示されるもので、駆動部６０、中央ブロック部７０及び弁体部８０から構成される。
【００２５】
前記駆動部６０は、前記中央ブロック部７０の一端にかしめ固定される円筒状のケース６１と、このケース６１内に収納されると共に前記中央ブロック部７０の一端に固定される円筒状のシリンダ６２と、このシリンダ６２の周囲に巻回される電磁コイル６３と、前記シリンダ６２の内部に摺動自在に挿入され、前記中央ブロック部７０側で弁体駆動ロッド６８と当接する一端面及びスプリング装着孔６５が形成された他端面を有するプランジャ６４と、前記スプリング装着孔６５に挿入されて一端が前記プランジャ６４に当接するスプリング６６と、このスプリング６６の他端側を保持すると共に前記シリンダ６２の他端側を密閉するように前記ケース６１の他端側にかしめ固定される蓋体６７とによって構成される。
【００２６】
前記中央ブロック部７０は、前記シリンダ６２を固定する円柱状突起部７１ａ及び前記ケース６１がかしめ固定される外環部７１ｂとを一端側に有する円筒状のブロック７１からなり、前記円柱状突起部７１ａを形成され、前記弁体駆動ロッド６８が摺動自在に貫通する貫通孔７４と、前記ブロック７１の中央に円筒状に形成された低圧室７３と、この低圧室７３から径方向に延出する複数の低圧側連通孔７２とを有する。尚、複数の低圧側連通孔７２は、前記リアブロック３３に形成された第１の溝部７５を介して圧縮機３の吸入空間３６と連通するので、前記低圧室７３内の圧力は、前記冷凍サイクル１の低圧ラインの圧力と略一致する。
【００２７】
前記弁体部８０は、略円筒状の外側ケース８１と、この外側ケース８１に装着される内側ケース８２を有し、前記外側ケース８１の中央ブロック側には、圧力調整室８６が形成されると共に弁体９０の開閉部９１が収納され、前記内側ケース８２には、弁体９０の摺動部９３を摺動自在に挿入すると共に弁体９０の小径部９２との間に高圧室８４を画成する。また、前記圧力調整室８６は、前記外側ケース８１に開口するクランク室連通孔８５及び前記リアブロック３３に形成された第２の溝部９５を介してクランク室３４と連通し、前記高圧室８４は前記外側ケース８１及び内側ケース８２を貫通して形成された連通孔８３及び前記リアブロック３３に形成された第３の溝部９６を介して吐出空間３７と連通するものである。
【００２８】
また、前記圧力調整室８６の内径は前記低圧室７３の内径よりも大きく形成され、また前記内側ケース８２の内径は前記圧力調整室８６の内径よりも小さく形成されているので、前記低圧室７３と前記圧力調整室８６との間には低圧側弁座７６が形成され、前記高圧室８４と前期圧力調整室８６との間には高圧側弁座７７が形成される。そして、前記圧力調整室８６内に収納された弁体９０の開閉部９１が、低圧側弁座７６若しくは高圧側弁座７７に着座することによってそれぞれの間の連通／遮断が実行されるものである。
【００２９】
また、前記弁体９０の摺動部９３の端部と前記内側ケース８２との間には、低圧空間８７が形成され、前記内側ケース８２を外側ケース８１に固定する蓋部８９に形成された連通孔８８及びリアブロック３３に形成された連通空間９７を介して吸入空間３６と連通するものである。また、この低圧空間８７には、前期弁体９０を前記低圧側弁座７６に押し付けるように付勢するスプリング９４が配される。尚、このスプリング９４の付勢力は、前記スプリング６６の付勢力よりも大きく設定されるので、電磁コイル６３への通電がない場合には、開閉部９１は、前記低圧側弁座７６に押圧された状態となるものである。
【００３０】
以上の構成において、弁体９０の移動方向両端面に低圧圧力をかけることができるので、弁体９０の移動方向両端で圧力差が生じないことから、弁体９０の移動を円滑に行うことができ、弁体９０の駆動力を抑えることができるので、電磁コイル６３自体の大きさを抑えることができるものである。
【００３１】
また、弁体９０の開閉部９１には、この開閉部９１が低圧側弁座７６に着座しているときに、前記圧力調整室８６と低圧室７３とを連通するスピル溝９８が複数形成されている。これによって、クランク室３４内の冷媒を低圧側に逃がすことができるので、クランク室３４内の温度上昇を抑制することができるものである。
【００３２】
以上の構成の圧力制御弁２において、始動時では、冷凍サイクル１内の圧力は、高圧及び低圧の平衡圧となっていることから低圧圧力が高く、また圧力制御弁２は図３に示す通電なし状態であることから、吐出空間３７とクランク室３４とが連通状態となっており、クランク室３４は高圧圧力と同じ圧力となる。この場合、高圧圧力と低圧圧力の圧力差が小さいことから、吐出容量が小さく、圧縮機３の駆動負荷が小さくなるので、圧縮機３を円滑に起動することができる。
【００３３】
また、冷凍サイクル１の熱負荷が高く、起動初期後すぐに容量を大きくすることが要求された場合、圧力制御弁２の電磁コイル６３に通電が開始され、プランジャ６４が電磁コイルに６３に誘引され、前記スプリング９４の力に抗して、前記弁体駆動ロッド６８を介して前記弁体ブロック９０を移動させるので、開閉部９１が低圧側弁座７６から離れて高圧側弁座７７に着座し、図４で示す状態となる。これによって、クランク室３４は圧力調整室８６及び低圧室７３を介して吸入空間３６と連通し、低圧圧力と同一の圧力となるので、低圧圧力の低下に伴って、ピストンの４１のストローク量が大きくなり、圧縮機３の吐出容量は増大していく。
【００３４】
そして、圧縮機３の稼動が安定して後、前記圧力センサ１２の検出圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより大きい場合には、圧縮機３の吐出容量を大きくする方向に前記圧力制御弁２を制御し、前記圧力センサ１２の検出圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより小さい場合には、圧縮機３の吐出容量を小さくする方向に前記圧力制御弁２を制御するものである。尚、前記目標圧力Ｐｓａは、所定の固定値を用いても良いし、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｉｎｃ、日射量Ｑｓｕｎ、設定温度Ｔｓｅｔ等から演算された熱負荷Ｔ｛Ｔ＝Ｋ１・Ｆ（Ｔａ）＋Ｋ２・Ｆ（Ｔｉｎｃ）＋Ｋ３・Ｆ（Ｑｓｕｎ）−Ｋ４・Ｆ（Ｔｓｅｔ）＋Ｋ５｝に基づいて決定するようにしてもよいものである｛Ｐｓａ＝Ｋ６・Ｆ（Ｔ）＋Ｋ７｝。尚、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ６は演算定数であり、Ｋ５、Ｋ７は補正項である。
【００３５】
そして、前記電磁コイル６３に供給される制御信号のデューティ比Ｄｓは、下記する数式１によって、前記低圧圧力Ｐｓ及び前記目標低圧圧力Ｐｓａから演算される。尚、下記する数式１において、Ａは比例定数、Ｂは積分定数、Ｃは補正項である。
【００３６】
【数１】
これによって、例えば図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、低圧圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａよりも高い場合には、大きいデューティ比を有する制御信号を得ることでき、また低圧圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓａより低い場合には、小さいデューティ比を有する制御信号を得ることができるものである。
【００３８】
また、上述したように、定電圧回路２３を設けることによって、バッテリ電源２２の電圧変動に起因する圧力制御弁２の弁体９０の制御量のばらつきを防止することができるので、正確な容量制御を実行することができるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、低圧圧力を検出する圧力センサを圧力制御弁と別に設けたので、圧力制御弁自体に、二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍サイクルの圧力に対する圧力耐性の低い部分が存在しなくなるので、圧力制御弁の寿命を長くすることができると共に、安定した動作が可能となるものである。
【００４０】
また、圧力制御弁の弁体の移動方向両端面に等しい低圧圧力がかかるようにしたので、弁体の両端の圧力差がなくなるので弁体の移動負荷を低減でき、電磁コイルの小型化が達成できるものである。
【００４１】
また、クランク室から最小量の冷媒を低圧側に流すようにしたので、クランク室の温度上昇を抑制することができるので、圧縮機の摺動部の発熱を吸収することができるので、圧縮機自体の寿命を延ばすことができるものである。
【００４２】
さらに、圧力制御弁の電磁コイルに供給される制御信号の電圧を一定とすることができるので、圧力制御弁の制御を一定の条件下で行うことができるので、圧縮機の所望の吐出容量を確実に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧力制御弁の無通電時の状態を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る圧力制御弁の通電時の状態を示した断面図である。
【図５】本願発明の実施の形態に係る弁体に形成されたスピル溝を示した圧力制御弁の一部拡大断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、圧力制御弁の電磁コイルに供給される制御信号を示したタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１ 冷凍サイクル
２ 圧力制御弁
３ 圧縮機
４ 放熱器
７ 内部熱交換器
８ 膨張弁
９ エバポレータ
１０ アキュムレータ
１１ 低圧ライン
１２ 圧力センサ
３１ フロントブロック
３２ 中央ブロック
３３ リアブロック
３４ クランク室
３５ シリンダ
３６ 吸入空間
３７ 吐出空間
４０ 斜板
４１ ピストン
４２ 圧縮室
６３ 電磁コイル
６４ プランジャ
７３ 低圧室
７６ 低圧側弁座
７７ 高圧側弁座
８４ 高圧室
８６ 圧力調整室
８７ 低圧空間
９０ 弁体
９１ 開閉部
９８ スピル溝
Claims (8)
- シリンダブロック、前記シリンダブロック内に設けられる駆動軸、該駆動軸と共に回転すると共に駆動軸に対する傾斜角度が可変自在である駆動斜板、前記シリンダブロック内に設けられ、前記駆動軸と平行な軸を有する複数のシリンダ、該シリンダに摺動自在に配され、前記駆動斜板の回転に伴って前記シリンダ内を往復動する複数のピストン、前記シリンダと前記ピストンとによって画成される圧縮室、前記ピストンの反圧縮室側に形成されるクランク室、前記ピストンの吸入行程において前記圧縮室と連通する吸入室、及び前記ピストンの圧縮行程において前記圧縮室と連通する吐出室を少なくとも有する可変容量型圧縮機と、該可変容量型圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、該放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張手段と、該膨張手段で膨張された冷媒を蒸発される蒸発器とから少なくとも構成され、前記冷媒が二酸化炭素である冷凍サイクルにおいて、
少なくとも、前記吸入室と連通する低圧室、前記吐出室と連通する高圧室、前記クランク室と連通する圧力調整室、前記圧力調整室と前記低圧室の間に設けられる低圧側連通口、前記圧力調整室と前記高圧室との間に設けられる高圧側連通口、前記低圧側連通口を開／閉すると同時に前記高圧側連通口を閉／開する弁体、電磁力を発生する電磁コイル、該電磁コイル内に摺動自在に挿入され、電磁コイルの電磁力によって移動して前記弁体を移動させるプランジャ、及び前記弁体を前記プランジャによる移動方向と逆方向に付勢するスプリングとからなる可変容量機構と、
前記冷凍サイクルの膨張手段の出口側から前記可変容量型圧縮機の吸入側までの低圧ラインの圧力を検出する圧力センサと、
該圧力センサによって検出された低圧圧力が目標圧力よりも高い場合には、前記圧力調整室と前記低圧室と連通し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを遮断する方向に弁体を移動させ、該低圧圧力が目標圧力よりも低い場合には前記圧力調整室と前記低圧室と遮断し且つ前記圧力調整室と前記高圧室とを連通させる方向に弁体を移動させるように前記電磁コイルを制御する制御手段とを具備することを特徴とする冷凍サイクルの可変容量制御装置。 - 前記電磁コイルの無通電時には、前記弁体は前記低圧室と前記クランク室との間を遮断し且つ前記高圧室と前記圧力調整室との間を連通する位置にあり、前記電磁コイルの電磁力によって、前記弁体が前記低圧室と前記圧力調整室との間を連通し且つ前記高圧室と前記圧力調整室とを遮断する方向に移動することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記弁体には、該弁体が前記圧力調整室と前記低圧室との間を遮断した時に、前記圧力調整室と前記低圧室との間を連通する小孔が形成されることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記弁体は、前記圧力調整室内に配される弁体本体と、前記高圧側連通口から前記高圧室内を貫通して設けられると共に前記スプリングの付勢力を前記弁体本体に伝達するガイド部とを有し、前記スプリングが収納されるスプリング収納室には低圧室と同じ圧力が供給され、且つ前記ガイド部は前記スプリング収納室と前記高圧室との間を圧力的に遮断していることを特徴とする請求項２又は３記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記電磁コイルに供給される制御信号は、該電磁コイルに通電される通電時間の比率を制御するデューティ比制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記電磁コイルに供給される制御信号は、定電圧回路によってその最大電圧が所定値以上にならないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記弁体が前記低圧側連通口を遮断する位置から前記弁体が前記高圧側連通口を遮断する位置までの弁ストローク量は、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
- 前記目標圧力は、冷凍サイクルの熱負荷環境に応じて演算されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の冷凍サイクルの可変容量制御装置。
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