JP4422512B2 - 可変容量型圧縮機用の制御弁 - Google Patents
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Description
請求項1記載の可変容量型圧縮機用の制御弁は、吸入管路に通じる吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出管路に通じる吐出室に吐出させると共にソレノイド励磁部を具備する制御弁により冷媒圧制御させるようにした可変容量型圧縮機用の制御弁であって、前記制御弁は、制御弁本体と、クランク室内の冷媒圧を制御するためのソレノイド励磁部と、感圧部とで形成されており、前記ソレノイド励磁部は、制御弁の下部位置に配置され、該ソレノイド励磁部の内側には前記感圧部が配置され、更にソレノイド励磁部の上部には前記制御弁本体が配置されると共に、前記ソレノイド励磁部、ベローズの反力及び吸入冷媒圧のバランスにより、前記吐出管路と前記クランク室との間に配置された給気弁体と、クランク室と吸入管路との間に配置された抽気弁体と、を開閉制御させ、前記制御弁本体は、上下に長い筒状体で、その軸芯部に形成される孔部は、上方から下方に順次、クランク室連通ポートに連通する給気弁室、給気弁孔、吐出連通ポート、弁棒支持部、吸入連通ポートに連通する抽気弁孔、及び、クランク室連通ポートに連通する抽気弁室、として連通して形成され、且つ、前記軸芯部の孔部には、上下に長い弁棒が配置され、
該弁棒は、給気弁室に位置する給気弁体と、前記給気弁孔及び吐出連通ポートに形成される細径部と、前記弁棒支持部に支持される支持受部と、前記抽気弁孔内に位置するストッパ部と、前記抽気弁室内に位置する抽気弁体案内部と、を具備すると共に、前記抽気弁体案内部には前記抽気弁体が摺動可能で抽気弁孔側に弾圧されて配置されると共に、前記抽気弁体はストッパ部により位置決めされ、前記抽気弁体の抽気弁座部対向面に切り欠きを設けて、前記抽気弁体が全閉位置にあるときに該抽気弁体の最小流路面積を確保することを特徴とする。
先ず、実施例1の制御弁を適用する可変容量型圧縮機について説明する。図2において、符号20は斜板式の可変容量型圧縮機であり、例えば、自動車の空調用冷凍サイクルに用いられているものである。冷媒としてはフロンガスが用いられるが、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルに適用してもよく、冷媒についてその種類を限定するものではない。この可変容量型圧縮機20は、フロントハウジング5と、該フロントハウジング5と一体のリヤハウジング6に支持されている。
図1,図3及び図4に示す制御弁100は、図2に示す可変容量型圧縮機20のリヤハウジング6側に設けられ、該リヤハウジング6に形成された制御弁用空間8内に、Oリングs1,s2,s3,s4,s5,s6,s7を介して気密性を保った状態で配設される。
プランジャ133の下部に形成される収容孔137には、弁棒132下部を構成する支持部132iが挿通されるとともに、その下部は吸引子141に形成された孔に摺動可能に貫通状態で支持され、感圧室145aに突き出る状態で配置され、この下端はベローズ146上部のストッパ147に当接している。前記プランジャ133と前記吸引子141との間には、プランジャ133を吸引子141側から離す方向に付勢するプランジャバネ133aが設けられている(プランジャバネ133aの付勢力の大きさは後述)。
また、制御弁本体120の上記軸芯部の孔部には、上下に長い弁棒132が配置され、該弁棒132は、給気弁室121に配置される給気弁体132aと、上記給気弁孔122及び吐出連通ポート123の位置に形成される細径部132bと、支持受部132cと、抽気弁孔125内に位置する抽気孔部132dと、該抽気孔部132dに装着されるストッパ部132eと、抽気弁体案内部132fと、プランジャ133の支持部132iと、吸引子摺接部132jと、からなる。抽気弁体案内部132fは、制御弁本体120に気密状に固定されたバネ受け部132lに嵌合・支持されている。したがって、このバネ受け部132lの上部は抽気弁室127を、また、その下部はプランジャ室130aをそれぞれ構成する。
なお、上記抽気弁体132gの上面(抽気弁座部127b当接面)は弁棒132の軸線に対して直角面となっている。また、抽気弁座部127bも弁棒132の軸線に対して直角面となっており、したがって、抽気弁体132gの上面と、抽気弁座部127bの下面とは平行な面として対向し、当接(弁閉)・離間(弁開)することになる。なお、上記「軸線に対して直角面」に代えてテーパー状の傾斜面も可能であり、また、一方が「軸線に対して直角面」であって、他方が傾斜面であってもよい。
また、上記実施例1では、弁棒132に対してストッパ部132eの位置を変更することで、給気弁体132aの全開リフトを変えることなく、給気弁体132aに対する抽気弁体132gの開弁タイミングを変更できる。また、抽気弁体132gが全閉位置にあるとき、抽気弁体132g上面(抽気弁座部127bの対向面)に切り欠きを設けたことで、最小流路面積を確保できる構造となっている。なお、抽気弁体132g上面に代えて、抽気弁座部127b下面(抽気弁体132gの対向面)に切り欠きを設けることもできるが、抽気弁体132g上面に設ける方が加工の容易性から好ましい。
そして、ソレノイド130bへの通電電流値を変化させて制御弁100の電磁力を変えると、それに対応して、クランク室冷媒圧Pcが変化し、それによって圧縮容量(吐出量)が変更され、吸入冷媒圧Psが異なるレベルで一定に維持された状態になる。
そして、上記給気閉弁バネ121cの付勢力は、給気弁体132aを制御オフ時に「開」とするために、プランジャバネ133aの付勢力よりも小とするが、これらの付勢力の設計は、上記機能が実現するように適宜設定すれば良い。
AφA=AφB−AφC、
また、抽気弁体径大部139bの上方(傾斜部139c)と下方(バネ受け部)は、抽気弁室127内にあることから、クランク室冷媒圧Pcが上下から作用して、クランク室冷媒圧Pcは相殺され、キャンセルされる。更に、抽気弁体径大部139bの上方の傾斜部139cでは冷媒が流動しやすいから、抽気弁体132aに作用する流動圧の影響少ない。また、上記傾斜部139cにより、抽気弁体132aと抽気弁座127bとの接触面積は少ないから、異物等が詰まり難いという効果もある。
上記構成により、実施例3においては、実施例2と比べて、径大部139bを設けないことから、抽気弁体139’部の冷媒の流れが円滑になり、冷媒の流動損失を減少でき、更に、冷媒の流動に伴う騒音の発生を更に減少させることも可能になる。
上記制御弁100は、制御弁本体120と、クランク室12内の冷媒圧を制御するためのソレノイド励磁部130と、感圧部145とで形成されており、ソレノイド励磁部130は制御弁100の下部位置に配置され、ソレノイド励磁部130の内側には前記感圧部145が配置され、更にソレノイド励磁部130の上部には前記制御弁本体120が配置される。そして、上記ソレノイド励磁部130、ベローズ146の反力及び吸入冷媒圧のバランスにより、吐出管路2とクランク室12との間に配置された給気弁体132aとクランク室12と吸入管路1との間に配置された抽気弁体139”とを開閉制御させるものである。
そして、前記上下部分の相対する両端部は、抽気弁体案内部132fの上端部に固定されたリング板状の抽気弁プレート139”eを介して当接している。該抽気弁体案内部132fには、上記抽気弁体139”aが摺動可能で上記一体物側に弾圧されて配置されると共に、抽気弁プレート139”eにより位置決めされる。
1・・吸入管路 2・・吐出管路 3・・吸入室 4・・吐出室
5・・フロントハウジング 6・・リヤハウジング 8・・制御弁用空間
9・・吸込管連通路 9a・・クランク室連通路 10・・吐出管連通路
11・・回転軸 12・・クランク室 13・・プーリ
13a・・駆動ベルト 14・・揺動板 15・・シリンダ
17・・ピストン 18・・ロッド 19・・最低流量保持バネ
20・・可変容量型圧縮機 40・・蒸発器 50・・凝縮器
121・・給気弁室 121a・・給気バネ受部 121b・・給気弁座部
121c・・給気閉弁バネ 122・・給気弁孔 123・・吐出連通ポート
124・・弁棒支持部 125・・抽気弁孔 126・・クランク室連通ポート
127・・抽気弁室 127b・・抽気弁座部 128・・吸入連通ポート
129・・均圧孔 130・・ソレノイド励磁部 130a・・プランジャ室
132,132’・・弁棒 132a・・上部(給気弁体) 132b・・細径部 132c・・支持受部 132d・・抽気孔部 132e・・ストッパ部
132f・・下部(抽気弁体案内部) 132g・・抽気弁体(実施例1)
132h・・抽気閉弁バネ(実施例1,2)
132h’・・抽気閉弁バネ(実施例3,4)
132i・・支持部 132j・・吸引子摺接部
132k・・かしめ部 132l,132l’・・バネ受け部
132m・・小径部 133・・プランジャ 133a・・プランジャバネ
133b・・抽気弁体配置凹部 135・・ソレノイド部支持筒
137・・収容孔
139a・・筒状部 139b・・径大部 139c・・傾斜部
139’・・抽気弁体(実施例3)139’a・・切り欠き下部面(実施例3)
139”b・・抽気弁外溝(実施例4)
139”c・・抽気弁上フラット(実施例4)
139”d・・抽気弁下フラット(実施例4)
139”e・・抽気弁プレート(実施例4)
145・・感圧部 145a・・感圧室 146・・ベローズ
147・・ストッパ 149・・フランジ 159・・ベローズ支持バネ
159a・・バネ 160・・コイルアセンブリ 161・・リード線
AφA・・抽気弁体案内部の横断面積 AφB・・抽気弁孔の横断面積
AφC・・給気弁体の横断面積 s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7・・Oリング
Claims (8)
- 吸入管路に通じる吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出管路に通じる吐出室に吐出させると共にソレノイド励磁部を具備する制御弁により冷媒圧制御させるようにした可変容量型圧縮機用の制御弁であって、
前記制御弁は、制御弁本体と、クランク室内の冷媒圧を制御するためのソレノイド励磁部と、感圧部とで形成されており、前記ソレノイド励磁部は、制御弁の下部位置に配置され、該ソレノイド励磁部の内側には前記感圧部が配置され、更にソレノイド励磁部の上部には前記制御弁本体が配置されると共に、前記ソレノイド励磁部、ベローズの反力及び吸入冷媒圧のバランスにより、前記吐出管路と前記クランク室との間に配置された給気弁体と、クランク室と吸入管路との間に配置された抽気弁体と、を開閉制御させ、
前記制御弁本体は、上下に長い筒状体で、その軸芯部に形成される孔部は、上方から下方に順次、クランク室連通ポートに連通する給気弁室、給気弁孔、吐出連通ポート、弁棒支持部、吸入連通ポートに連通する抽気弁孔、クランク室連通ポートに連通する抽気弁室、として連通して形成され、且つ、前記軸芯部の孔部には、上下に長い弁棒が配置され、
該弁棒は、給気弁室に位置する給気弁体と、前記給気弁孔及び吐出連通ポートに形成される細径部と、前記弁棒支持部に支持される支持受部と、前記抽気弁孔内に位置するストッパ部と、前記抽気弁室内に位置する抽気弁体案内部と、を具備すると共に、前記抽気弁体案内部には前記抽気弁体が摺動可能で抽気弁孔側に弾圧されて配置されると共に、前記抽気弁体はストッパ部により位置決めされ、
前記抽気弁体の抽気弁座部対向面に切り欠きを設けて、前記抽気弁体が全閉位置にあるときに該抽気弁体の最小流路面積を確保することを特徴とする可変容量型圧縮機用の制御弁。 - 前記抽気弁体と抽気弁座部との互いの対向面は、前記弁棒の軸に対して直角方向に形成されていることを特徴とする請求項1記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。
- 前記弁棒に作用するクランク室冷媒圧と吸入冷媒圧との差圧による力を、抽気弁体に作用するクランク室冷媒圧と吸入冷媒圧との差圧による力に、略等しくさせるべく、
AφAを前記弁棒の抽気弁体案内部の横断面積、AφBを前記抽気弁孔の横断面積、及び、AφCを前記給気弁体の横断面積、としたとき、
式:AφA=AφB−AφC、を満たすように、AφA,AφB,及び、AφCが設定されていることを特徴とする請求項1記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。 - 前記弁棒の抽気弁体案内部を、前記制御弁本体に気密状に固定されたバネ受け部により支持させ、該バネ受け部により、前記抽気弁体を閉方向に付勢する抽気閉弁バネを支持させることを特徴とする請求項1記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。
- 前記抽気弁体は、前記抽気弁体案内部に沿って外嵌される筒状部と、該筒状部の弁座側に形成される径大部と、該径大部の弁座側外周に形成される傾斜部と、から構成されることを特徴とする請求項4記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。
- 吸入管路に通じる吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出管路に通じる吐出室に吐出させると共にプランジャを含むソレノイド励磁部を具備する制御弁により冷媒圧制御させるようにした可変容量型圧縮機用の制御弁であって、
前記制御弁は、制御弁本体と、クランク室内の冷媒圧を制御するためのソレノイド励磁部と、感圧部とで形成されており、前記ソレノイド励磁部は制御弁の下部位置に配置され、該ソレノイド励磁部の内側には前記感圧部が配置され、更にソレノイド励磁部の上部には前記制御弁本体が配置されると共に、前記ソレノイド励磁部、ベローズの反力及び吸入冷媒圧のバランスにより、前記吐出管路と前記クランク室との間に配置された給気弁体とクランク室と吸入管路との間に配置された抽気弁体とを開閉制御させ、
前記制御弁本体は、上下に長い筒状体でその軸芯部に形成される孔部は、上方から下方に順次、クランク室連通ポートに連通する給気弁室、給気弁孔、吐出連通ポート、弁棒支持部、クランク室連通ポートに連通する抽気弁室、及び、吸入連通ポートに連通するプランジャ室として形成され、且つ、前記軸芯部の孔部には上下に長い弁棒が配置され、該弁棒は、給気弁室に位置する給気弁体と前記給気弁孔及び吐出連通ポートに形成される細径部と前記弁棒支持部に支持される支持受部とからなる一体物と、前記抽気弁室内に位置し前記一体物とは別体で前記プランジャと一体の抽気弁体案内部とからなり、
該抽気弁体案内部には、前記抽気弁体が摺動可能で前記一体物側に弾圧されて配置されると共に、前記抽気弁体は、抽気弁プレートにより位置決めされると共にクランク室連通ポートから吸入連通ポートに連通する溝が形成され、前記抽気弁体案内部に対する前記抽気弁体の上下位置により、前記溝を流れる冷媒量が制御されることを特徴とする可変容量型圧縮機用の制御弁。 - 前記抽気弁体はパイプ状に形成され、前記溝は、前記パイプの内外面に内溝及び外溝として形成されることを特徴とする請求項6記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。
- 前記抽気弁体には、そのパイプの上下縁部にそれぞれ鍔状のフラットが形成されると共に、上縁部に形成される抽気弁上フラットの周部は、前記抽気弁室の側壁に摺接させ、下縁部に形成される抽気弁下フラットの上面は、抽気弁が上動したとき吸入連通ポートの内壁面に当接するように構成されていることを特徴とする請求項7記載の可変容量型圧縮機用の制御弁。
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