JP4446026B2 - 可変容量圧縮機用容量制御弁 - Google Patents
可変容量圧縮機用容量制御弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4446026B2 JP4446026B2 JP2002136454A JP2002136454A JP4446026B2 JP 4446026 B2 JP4446026 B2 JP 4446026B2 JP 2002136454 A JP2002136454 A JP 2002136454A JP 2002136454 A JP2002136454 A JP 2002136454A JP 4446026 B2 JP4446026 B2 JP 4446026B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- chamber
- control valve
- capacity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/14—Control
- F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
- F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/14—Control
- F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
- F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
- F04B2027/1822—Valve-controlled fluid connection
- F04B2027/1827—Valve-controlled fluid connection between crankcase and discharge chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/14—Control
- F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
- F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
- F04B2027/1822—Valve-controlled fluid connection
- F04B2027/1831—Valve-controlled fluid connection between crankcase and suction chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/14—Control
- F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
- F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
- F04B2027/184—Valve controlling parameter
- F04B2027/1854—External parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量圧縮機用容量制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルの中で冷媒ガスを圧縮する可変容量圧縮機に使用される可変容量圧縮機用容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の圧縮容量を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。
【０００３】
このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによってピストンのストロークを変えることで冷媒の吐出量を変えるようにしている。
【０００４】
揺動板の角度は、密閉された調圧室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、その導入する冷媒の圧力を変化させ、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。
【０００５】
可変容量圧縮機において、その調圧室へ導入する冷媒の量を制御するのに、たとえば特開２００１−１３２６５０号公報に記載の圧縮容量制御装置では、可変容量圧縮機の吐出室と調圧室との間に容量制御弁を設け、調圧室と吸入室との間にオリフィスを設けた構成と、吐出室と調圧室との間にオリフィスを設け、調圧室と吸入室との間に容量制御弁を設けた構成とを提案している。
【０００６】
容量制御弁は、それらの前後差圧を所定値に保つように連通または閉塞させる制御をしており、差圧の所定値を電流値によって外部から設定することができる電磁制御弁としている。これにより、エンジンの回転数が上昇したときには、吐出室と調圧室との間に容量制御弁を開ける、または調圧室と吸入室との間に容量制御弁を閉じるよう制御し、調圧室に導入される圧力を増加させて圧縮できる容量を小さくし、回転数が低下したときには、容量制御弁を逆に制御し、調圧室に導入される圧力を減少させて圧縮できる容量を大きくするように制御することで、エンジンの回転数に関係なく可変容量圧縮機から吐出される冷媒の圧力を一定に保つようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用容量制御弁では、可変容量圧縮機の吐出室から調圧室を介して吸入室に至る経路に容量制御弁とともにオリフィスが設けられているが、このオリフィスは、可変容量圧縮機の吐出室から吸入室に抜けるリーク量を考慮して決定されるが、実際には可変容量圧縮機の製造公差のばらつきによりオリフィスの適切なサイズを設定することが難しいという問題点があった。また、可変容量圧縮機は、吐出圧力と吸入圧力との差圧が一定になるように制御するものであるが、それを制御する容量制御弁が調圧室と吐出室または吸入室との間に介挿されているため容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けてしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オリフィスのサイズのばらつきを許容し、調圧室の圧力の影響を受けない可変容量圧縮機用容量制御弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧を所定の差圧に保つように前記吐出室から調圧室に導入する冷媒量を制御して可変容量圧縮機から吐出される冷媒の容量を変化させる可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記吐出室に連通する第１のポートと前記調圧室に連通する第２のポートとの間の第１の冷媒流路に介挿されて前記第１の冷媒流路を連通または閉塞する第１の弁と、前記調圧室に連通する前記第２のポートと前記吸入室に連通する第３のポートとの間の第２の冷媒流路に介挿され、弁座の弁孔が前記第１の弁の弁座の弁孔と同じ有効径を有し、前記第１の弁に連動して前記第２の冷媒流路を連通または閉塞する第２の弁と、を備え、前記第１の弁の第１の弁体と前記第２の弁の第２の弁体とが一体に形成され、同一軸線上にてその軸線方向両側に前記吐出室の圧力と前記吸入室の圧力とを受けてそれらの差圧で動くように配置されていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁が提供される。
【００１０】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁によれば、第１および第２の弁がオリフィスより十分に大きな弁孔を有していることにより、オリフィスの製造公差を吸収することができ、第１および第２の弁の弁座の弁孔が同じ有効径を有していることにより、これら第１および第２の弁に共通に連通している第２のポートを介して受ける調圧室の圧力がキャンセルされ、第１および第２の弁は容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けずに吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧のみで容量制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【００１２】
可変容量圧縮機は、気密に形成された調圧室１を有し、中には回転自在に支持された回転軸２を有している。この回転軸２の一端は、図示しない軸封装置を介して調圧室１の外まで延びていて、クラッチおよびベルトを介してエンジンの出力軸から駆動力が伝達されるプーリ３が固定されている。回転軸２には、この回転軸２の軸線に対して傾斜角可変となる揺動板４が設けられている。回転軸２の軸線の回りには、複数（図示の例では１つ）のシリンダ５が配置されている。各シリンダ５には、揺動板４の回転運動を往復運動に変換するピストン６が配置されている。各シリンダ５は、それぞれ吸入用リリーフ弁７および吐出用リリーフ弁８を介して吸入室９および吐出室１０に接続されている。各シリンダ５の吸入室９は、互いに連通して１つの部屋になっており、冷凍サイクルの蒸発器に接続される。各シリンダ５の吐出室１０も、互いに連通していて１つの部屋になっており、冷凍サイクルのガスクーラまたは凝縮器に接続される。
【００１３】
この可変容量圧縮機では、また、吐出室１０から調圧室１へ連通する冷媒流路および調圧室１から吸入室９へ連通する冷媒流路の途中に、三方弁を備えた容量制御弁１１が設けられ、吐出室１０と調圧室１との間、および調圧室１と吸入室９との間には、オリフィス１２，１３がそれぞれ設けられている。なお、これらのオリフィス１２，１３は、可変容量圧縮機のボディの側に形成したが、容量制御弁１１の中に設けてもよい。
【００１４】
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸２が回転し、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転すると、揺動板４に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
【００１５】
ここで、通常運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０の冷媒の吐出圧力Ｐｄを受けて、吸入室９の吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定の差圧に保つように、調圧室１へ導入する冷媒量（このときの調圧室１の圧力をＰｃ１で示してある）と調圧室１から吸入室９へ導入される冷媒量（このときの調圧室１の圧力をＰｃ２で示してある）とを連動して制御する。これによって、調圧室１内の圧力Ｐｃ（＝Ｐｃ１＝Ｐｃ２）が所定値に保たれ、シリンダ５の容量が所定値に制御される。
【００１６】
また、最小運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にする。このとき、容量制御弁１１は、調圧室１から吸入室９への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１３を介して、冷媒の微少流れはある。
【００１７】
最大運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にする。このとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１２を介して微少の冷媒を調圧室１へ導入するようにして、冷媒に混入された潤滑オイルを調圧室１へ供給するようにしている。
【００１８】
次に、本発明による容量制御弁１１について詳細に説明する。
図２は第１の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
この容量制御弁１１は、電磁三方弁を構成している。すなわち、ボディ２１の中央開口部に軸線方向に進退自在に保持された三方弁の弁体２２を有している。この弁体２２は、ボディ２１の軸線方向両端に高圧用弁体２３および低圧用弁体２４が一体に形成されている。高圧用弁体２３は、その先端が鋭角に形成され、低圧用弁体２４は、その先端が鈍角に形成されている。
【００１９】
ボディ２１の中央開口部の内側端部には、高圧用弁体２３の弁座２５を構成するプラグ２６が嵌合され、外側端部には、フィルタ２７が嵌合されている。ボディ２１は、また、その軸線位置に低圧用弁体２４のための弁座２８が一体に形成されている。プラグ２６と弁体２２との間には、高圧用弁体２３を弁座２５から離れる方向、かつ低圧用弁体２４がその弁座２８に着座する方向に弁体２２を付勢するスプリング２９が配置されている。
【００２０】
この三方弁において、高圧側の弁座２５の弁孔および低圧側の弁座２８の弁孔の有効径は、同一サイズにしてある。
ボディ２１の軸線位置に形成された弁座２８の弁孔は、図の下端部まで同じ内径サイズで貫通形成されており、その貫通孔には、シャフト３０が軸線方向に進退自在に保持されている。このシャフト３０は、弁体２２側が縮径されて貫通孔の内壁との間に冷媒流路を形成し、上側の先端部は、低圧用弁体２４に当接している。そして、ボディ２１の下端部は、別のボディ３１の中央開口部に嵌合されている。
【００２１】
なお、ボディ２１の弁体２２を支持している部分は、高圧導入側の空間と低圧導出側の空間との間を仕切っており、ボディ２１には、可変容量圧縮機の調圧室１に連通する２つの冷媒流路に対応して高圧用弁体２３の下流側と低圧用弁体２４の上流側とにポート３２，３３が形成されている。また、ボディ３１には、可変容量圧縮機の吸入室９に連通する冷媒流路に対応して低圧用弁体２４の下流側にポート３４が形成されている。ポート３３の入口には、フィルタ３５が周設されている。
【００２２】
ボディ３１の下端部には、ソレノイドが設けられている。このソレノイドは、上端部がボディ２１の下端部に嵌合された固定鉄芯３６を有している。ボディ３１の下端部には、スリーブ３７の上端部が固定されており、その下端部は、ストッパ３８によって閉止されている。固定鉄芯３６の上部中央空間にはガイド３９が圧入固定され、ストッパ３８の上部中央空間にもガイド４０が圧入固定されている。ガイド３９，４０は、軸線方向に摺動自在にシャフト４１を２点支持している。シャフト４１の上端は、シャフト３０の下端に当接されている。固定鉄芯３６とストッパ３８との間には、可動鉄芯４２が配置され、シャフト４１に支持されている。可動鉄芯４２は、シャフト４１に嵌め込まれたＥリング４３によって上端が当接されている。Ｅリング４３と固定鉄芯３６との間には、ワッシャ４４およびスプリング４５が配置され、ストッパ３８と可動鉄芯４２との間には、スプリング４６が配置されている。スリーブ３７の外周には、電磁コイル４７、ヨーク４８およびプレート４９が設けられている。
【００２３】
そして、ポート３２を挟んでその上下位置のボディ２１には、Ｏリング５０，５１がそれぞれ周設され、ポート３４を挟んでその上下位置のボディ３１には、Ｏリング５２，５３がそれぞれ周設されている。
【００２４】
ここで、この容量制御弁１１の中の圧力関係について説明する。まず、高圧用弁体２３に対向する弁座２５の有効径と低圧用弁体２４に対向する弁座２８の有効径とを同一サイズにしてあるため、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の有効受圧面積は等しくなっている。高圧用弁体２３および低圧用弁体２４には、調圧室１の圧力Ｐｃと実質的に等しい圧力Ｐｃ１，Ｐｃ２が同じ受圧面積に対して軸線方向逆向きにかかるため、弁体２２に対する圧力Ｐｃによる影響はキャンセルされていることになる。したがって、三方弁は、基本的に吐出室１０からの吐出圧力Ｐｄと吸入室９からポート３４を介して受ける吸入圧力Ｐｓとの差圧だけで動くことになる。
【００２５】
また、ポート３４における吸入圧力Ｐｓは、ボディ３１と固定鉄芯３６との間、スリーブ３７と固定鉄芯３６との間を介して固定鉄芯３６と可動鉄芯４２との間の空間、さらにはシャフト４１と固定鉄芯３６との間の隙間およびシャフト４１とガイド３９との間のクリアランスを介してボディ２１と固定鉄芯３６との間の空間に導入されており、また、スリーブ３７と可動鉄芯４２との間の隙間を介して可動鉄芯４２とストッパ３８との間の空間、さらにはシャフト４１とガイド４０との間のクリアランスを介してシャフト４１とストッパ３８との間の空間にも導入されていて、ソレノイドの内部は低圧の吸入圧力Ｐｓによって充満されている。
【００２６】
以上のような三方弁を有する容量制御弁１１において、ソレノイドの電磁コイル４７に制御電流が供給されていないときには、図２に示したように、可動鉄芯４２はスプリング４５によって固定鉄芯３６から離れる方向に付勢され、弁体２２はスプリング２９よってソレノイド側に付勢されているので、高圧用弁体２３は全開、低圧用弁体２４は全閉になっている。ここで、吐出圧力Ｐｄが導入されると、その吐出圧力Ｐｄは三方弁を介して調圧室１に導入される。調圧室１から吸入室９に抜ける冷媒流路は三方弁により閉塞されているので、調圧室１の圧力Ｐｃ１は吐出圧力Ｐｄに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も小さくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も小さくなるような傾斜角になり、これにより、可変容量圧縮機は速やかに最小容量の運転に移行するようになる。
【００２７】
ソレノイドの電磁コイル４７に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯４２は固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動し、三方弁は、高圧用弁体２３が全閉、低圧用弁体２４が全開になる。すると、今まで、オリフィス１３を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ導入されていたのに加えて、調圧室１に連通されたポート３３から三方弁およびポート３４を介して冷媒が吸入室９へ導出される。調圧室１の圧力Ｐｃ２は吸入圧力Ｐｓに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も大きくなるような傾斜角になり、これにより、可変容量圧縮機は速やかに最大容量の運転に移行するようになる。
【００２８】
ソレノイド部の電磁コイル４７に所定の制御電流が供給される通常の制御をしている場合は、その制御電流の大きさに応じて可動鉄芯４２が固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動する。これにより、高圧用弁体２３が閉じているときには、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧が制御電流の大きさによって決まる設定値より大きくなった場合にだけ、高圧用弁体２３が開いて容量制御を開始する。
【００２９】
図３は第２の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図、図４は第３の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。これら図３および図４において、図２に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３０】
第２および第３の実施の形態に係る容量制御弁１１ａ，１１ｂは、基本的に第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と同じ構造を有している。すなわち、三方弁の高圧側の弁座２５および低圧側の弁座２８における弁孔の有効径が同一サイズに形成され、弁体２２をシャフト３０を介してソレノイドにより付勢する構成にしている。ただし、図３の第２の実施の形態に係る容量制御弁１１ａでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鈍角に形成されている点で第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と異なっている。高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状を同じにしたことにより、連通および閉塞時における両弁の流量特性を同じにすることができる。また、図４の第３の実施の形態に係る容量制御弁１１ｂでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鋭角に形成されている点で第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と異なっている。
【００３１】
図５は本発明による別の容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。この図５において、図１に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３２】
この可変容量圧縮機では、吐出室１０から調圧室１へ連通する冷媒流路および調圧室１から吸入室９へ連通する冷媒流路の途中に、三方弁を備えた容量制御弁６０が設けられ、容量制御弁６０と調圧室１との間の冷媒流路は共通にしてある。
【００３３】
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸２が回転し、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転すると、揺動板４に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
【００３４】
このとき、通常運転のときは、容量制御弁６０は、吐出室１０の冷媒の吐出圧力Ｐｄを受けて、吸入室９の吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定の差圧に保つように調圧室１へ導入する冷媒量と調圧室１へ導入される冷媒量の一部を吸入室９へバイパスする量とを制御する。これにより、調圧室１内の圧力Ｐｃが所定値に保たれ、シリンダ５の容量が所定値に制御される。その後、調圧室１の圧力Ｐｃは、オリフィス１３を介して吸入室９に戻される。
【００３５】
最小運転のとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にする。このとき、容量制御弁６０は、調圧室１から吸入室９への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１３を介して、冷媒の微少流れはある。
【００３６】
最大運転のとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にする。このとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１２を介して微少の冷媒を調圧室１へ導入するようにして、冷媒に混入された潤滑オイルを調圧室１へ供給するようにしている。
【００３７】
次に、このような制御を行う容量制御弁６０について詳細に説明する。
図６は第４の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
この容量制御弁６０も同様に、三方弁の高圧側の弁座２５および低圧側の弁座２８における弁孔の有効径が同一サイズに形成されている。この容量制御弁６０では、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４が一体に形成された弁体２２を、高圧用弁体２３の弁座２５を構成するプラグ２６と一体に形成されたガイド６１によってボディ２１の軸線方向に進退自在に保持している。ガイド６１は、スプリング２９を収容している空間と連通するよう連通孔６２を有しており、弁体２２に対してポート３３における圧力Ｐｃが軸線方向逆向きに等しくかかるようにして、弁体２２の動きに対する圧力Ｐｃの影響をキャンセルしている。また、高圧用弁体２３は、その先端形状が鋭角に形成され、低圧用弁体２４は、その先端形状が鈍角に形成されている。なお、低圧用弁体２４より図の下方部分のソレノイドと、そのソレノイドによりシャフト３０を介して弁体２２を付勢する構造については、図２ないし図４に示した第１ないし第３の実施の形態に係る容量制御弁１１，１１ａ，１１ｂと同じである。
【００３８】
以上の三方弁構造を持った容量制御弁６０において、ソレノイドの電磁コイル４７に制御電流が供給されていないときには、図６に示したように、吐出圧力Ｐｄと調圧室１の圧力Ｐｃとの間の高圧用弁体２３は全開、調圧室１の圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの間の低圧用弁体２４は全閉になっている。ソレノイドの可動鉄芯４２は、スプリング２９，４５，４６のばね荷重のバランスで固定鉄芯３６から離されている。したがって、調圧室１の圧力Ｐｃは吐出圧力Ｐｄに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も小さくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も小さくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は速やかに最小容量の運転に移行していく。
【００３９】
ソレノイドの電磁コイル４７に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯４２は固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動し、三方弁は、高圧用弁体２３が全閉、低圧用弁体２４が全開になる。すると、今まで、オリフィス１３を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ微少に導出されていたのに加え、三方弁を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ導出される。したがって、調圧室１の圧力Ｐｃは吸入圧力Ｐｓに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も大きくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は速やかに最大容量の運転に移行する。
【００４０】
ソレノイド部の電磁コイル４７に所定の制御電流が供給される通常の制御をしているときは、可動鉄芯４２が固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ制御電流の大きさに応じて移動する。これにより、高圧用弁体２３が閉じているときには、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧が制御電流の大きさによって決まる設定値より大きくなった場合にだけ、高圧用弁体２３が開き始めて、可変容量の制御を開始する。
【００４１】
図７は第５の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図、図８は第６の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。これら図７および図８において、図６に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４２】
第５および第６の実施の形態に係る容量制御弁６０ａ，６０ｂは、基本的に第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と同じ構造を有している。ただし、図７の第５の実施の形態に係る容量制御弁６０ａでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鈍角に形成されている点で第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と異なっている。また、図８の第６の実施の形態に係る容量制御弁６０ｂでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鋭角に形成されている点で第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と異なっている。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、可変容量圧縮機の吐出室から調圧室に至る冷媒流路と調圧室から吸入室に至る冷媒流路とを連動して連通または閉塞動作させる三方弁構造とし、かつその三方弁の吐出室側と吸入室側の有効径を同一サイズとする構成にした。これにより、三方弁の吐出室側と吸入室側には調圧室の圧力が等しくかかってキャンセルされるため、三方弁は、容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けずに吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧のみで容量制御することができる。
【００４４】
また、吐出室から調圧室を介して吸入室に至る流量制御の冷媒流路には、オリフィスがなく、介在するのは、従来のオリフィスよりも十分に大きな弁孔を有する三方弁であるため、この三方弁と並列に配置される可変容量圧縮機のオリフィスの製造公差やピストンにおけるリーク量の変化を吸収することができ、可変容量圧縮機の加工精度を低減できることから可変容量圧縮機の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図５】本発明による別の容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【図６】第４の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図７】第５の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図８】第６の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
１ 調圧室
２ 回転軸
３ プーリ
４ 揺動板
５ シリンダ
６ ピストン
７ 吸入用リリーフ弁
８ 吐出用リリーフ弁
９ 吸入室
１０ 吐出室
１１，１１ａ，１１ｂ 容量制御弁
１２，１３ オリフィス
２１ ボディ
２２ 弁体
２３ 高圧用弁体
２４ 低圧用弁体
２５ 弁座
２６ プラグ
２７ フィルタ
２８ 弁座
２９ スプリング
３０ シャフト
３１ ボディ
３２，３３，３４ ポート
３５ フィルタ
３６ 固定鉄芯
３７ スリーブ
３８ ストッパ
３９，４０ ガイド
４１ シャフト
４２ 可動鉄芯
４３ Ｅリング
４４ ワッシャ
４５，４６ スプリング
４７ 電磁コイル
４８ ヨーク
４９ プレート
５０，５１，５２，５３ Ｏリング
６０，６０ａ，６０ｂ 容量制御弁
６１ ガイド
６２ 連通孔
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量圧縮機用容量制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルの中で冷媒ガスを圧縮する可変容量圧縮機に使用される可変容量圧縮機用容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の圧縮容量を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。
【０００３】
このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによってピストンのストロークを変えることで冷媒の吐出量を変えるようにしている。
【０００４】
揺動板の角度は、密閉された調圧室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、その導入する冷媒の圧力を変化させ、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。
【０００５】
可変容量圧縮機において、その調圧室へ導入する冷媒の量を制御するのに、たとえば特開２００１−１３２６５０号公報に記載の圧縮容量制御装置では、可変容量圧縮機の吐出室と調圧室との間に容量制御弁を設け、調圧室と吸入室との間にオリフィスを設けた構成と、吐出室と調圧室との間にオリフィスを設け、調圧室と吸入室との間に容量制御弁を設けた構成とを提案している。
【０００６】
容量制御弁は、それらの前後差圧を所定値に保つように連通または閉塞させる制御をしており、差圧の所定値を電流値によって外部から設定することができる電磁制御弁としている。これにより、エンジンの回転数が上昇したときには、吐出室と調圧室との間に容量制御弁を開ける、または調圧室と吸入室との間に容量制御弁を閉じるよう制御し、調圧室に導入される圧力を増加させて圧縮できる容量を小さくし、回転数が低下したときには、容量制御弁を逆に制御し、調圧室に導入される圧力を減少させて圧縮できる容量を大きくするように制御することで、エンジンの回転数に関係なく可変容量圧縮機から吐出される冷媒の圧力を一定に保つようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用容量制御弁では、可変容量圧縮機の吐出室から調圧室を介して吸入室に至る経路に容量制御弁とともにオリフィスが設けられているが、このオリフィスは、可変容量圧縮機の吐出室から吸入室に抜けるリーク量を考慮して決定されるが、実際には可変容量圧縮機の製造公差のばらつきによりオリフィスの適切なサイズを設定することが難しいという問題点があった。また、可変容量圧縮機は、吐出圧力と吸入圧力との差圧が一定になるように制御するものであるが、それを制御する容量制御弁が調圧室と吐出室または吸入室との間に介挿されているため容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けてしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、オリフィスのサイズのばらつきを許容し、調圧室の圧力の影響を受けない可変容量圧縮機用容量制御弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧を所定の差圧に保つように前記吐出室から調圧室に導入する冷媒量を制御して可変容量圧縮機から吐出される冷媒の容量を変化させる可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記吐出室に連通する第１のポートと前記調圧室に連通する第２のポートとの間の第１の冷媒流路に介挿されて前記第１の冷媒流路を連通または閉塞する第１の弁と、前記調圧室に連通する前記第２のポートと前記吸入室に連通する第３のポートとの間の第２の冷媒流路に介挿され、弁座の弁孔が前記第１の弁の弁座の弁孔と同じ有効径を有し、前記第１の弁に連動して前記第２の冷媒流路を連通または閉塞する第２の弁と、を備え、前記第１の弁の第１の弁体と前記第２の弁の第２の弁体とが一体に形成され、同一軸線上にてその軸線方向両側に前記吐出室の圧力と前記吸入室の圧力とを受けてそれらの差圧で動くように配置されていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁が提供される。
【００１０】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁によれば、第１および第２の弁がオリフィスより十分に大きな弁孔を有していることにより、オリフィスの製造公差を吸収することができ、第１および第２の弁の弁座の弁孔が同じ有効径を有していることにより、これら第１および第２の弁に共通に連通している第２のポートを介して受ける調圧室の圧力がキャンセルされ、第１および第２の弁は容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けずに吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧のみで容量制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【００１２】
可変容量圧縮機は、気密に形成された調圧室１を有し、中には回転自在に支持された回転軸２を有している。この回転軸２の一端は、図示しない軸封装置を介して調圧室１の外まで延びていて、クラッチおよびベルトを介してエンジンの出力軸から駆動力が伝達されるプーリ３が固定されている。回転軸２には、この回転軸２の軸線に対して傾斜角可変となる揺動板４が設けられている。回転軸２の軸線の回りには、複数（図示の例では１つ）のシリンダ５が配置されている。各シリンダ５には、揺動板４の回転運動を往復運動に変換するピストン６が配置されている。各シリンダ５は、それぞれ吸入用リリーフ弁７および吐出用リリーフ弁８を介して吸入室９および吐出室１０に接続されている。各シリンダ５の吸入室９は、互いに連通して１つの部屋になっており、冷凍サイクルの蒸発器に接続される。各シリンダ５の吐出室１０も、互いに連通していて１つの部屋になっており、冷凍サイクルのガスクーラまたは凝縮器に接続される。
【００１３】
この可変容量圧縮機では、また、吐出室１０から調圧室１へ連通する冷媒流路および調圧室１から吸入室９へ連通する冷媒流路の途中に、三方弁を備えた容量制御弁１１が設けられ、吐出室１０と調圧室１との間、および調圧室１と吸入室９との間には、オリフィス１２，１３がそれぞれ設けられている。なお、これらのオリフィス１２，１３は、可変容量圧縮機のボディの側に形成したが、容量制御弁１１の中に設けてもよい。
【００１４】
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸２が回転し、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転すると、揺動板４に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
【００１５】
ここで、通常運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０の冷媒の吐出圧力Ｐｄを受けて、吸入室９の吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定の差圧に保つように、調圧室１へ導入する冷媒量（このときの調圧室１の圧力をＰｃ１で示してある）と調圧室１から吸入室９へ導入される冷媒量（このときの調圧室１の圧力をＰｃ２で示してある）とを連動して制御する。これによって、調圧室１内の圧力Ｐｃ（＝Ｐｃ１＝Ｐｃ２）が所定値に保たれ、シリンダ５の容量が所定値に制御される。
【００１６】
また、最小運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にする。このとき、容量制御弁１１は、調圧室１から吸入室９への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１３を介して、冷媒の微少流れはある。
【００１７】
最大運転のとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にする。このとき、容量制御弁１１は、吐出室１０から調圧室１への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１２を介して微少の冷媒を調圧室１へ導入するようにして、冷媒に混入された潤滑オイルを調圧室１へ供給するようにしている。
【００１８】
次に、本発明による容量制御弁１１について詳細に説明する。
図２は第１の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
この容量制御弁１１は、電磁三方弁を構成している。すなわち、ボディ２１の中央開口部に軸線方向に進退自在に保持された三方弁の弁体２２を有している。この弁体２２は、ボディ２１の軸線方向両端に高圧用弁体２３および低圧用弁体２４が一体に形成されている。高圧用弁体２３は、その先端が鋭角に形成され、低圧用弁体２４は、その先端が鈍角に形成されている。
【００１９】
ボディ２１の中央開口部の内側端部には、高圧用弁体２３の弁座２５を構成するプラグ２６が嵌合され、外側端部には、フィルタ２７が嵌合されている。ボディ２１は、また、その軸線位置に低圧用弁体２４のための弁座２８が一体に形成されている。プラグ２６と弁体２２との間には、高圧用弁体２３を弁座２５から離れる方向、かつ低圧用弁体２４がその弁座２８に着座する方向に弁体２２を付勢するスプリング２９が配置されている。
【００２０】
この三方弁において、高圧側の弁座２５の弁孔および低圧側の弁座２８の弁孔の有効径は、同一サイズにしてある。
ボディ２１の軸線位置に形成された弁座２８の弁孔は、図の下端部まで同じ内径サイズで貫通形成されており、その貫通孔には、シャフト３０が軸線方向に進退自在に保持されている。このシャフト３０は、弁体２２側が縮径されて貫通孔の内壁との間に冷媒流路を形成し、上側の先端部は、低圧用弁体２４に当接している。そして、ボディ２１の下端部は、別のボディ３１の中央開口部に嵌合されている。
【００２１】
なお、ボディ２１の弁体２２を支持している部分は、高圧導入側の空間と低圧導出側の空間との間を仕切っており、ボディ２１には、可変容量圧縮機の調圧室１に連通する２つの冷媒流路に対応して高圧用弁体２３の下流側と低圧用弁体２４の上流側とにポート３２，３３が形成されている。また、ボディ３１には、可変容量圧縮機の吸入室９に連通する冷媒流路に対応して低圧用弁体２４の下流側にポート３４が形成されている。ポート３３の入口には、フィルタ３５が周設されている。
【００２２】
ボディ３１の下端部には、ソレノイドが設けられている。このソレノイドは、上端部がボディ２１の下端部に嵌合された固定鉄芯３６を有している。ボディ３１の下端部には、スリーブ３７の上端部が固定されており、その下端部は、ストッパ３８によって閉止されている。固定鉄芯３６の上部中央空間にはガイド３９が圧入固定され、ストッパ３８の上部中央空間にもガイド４０が圧入固定されている。ガイド３９，４０は、軸線方向に摺動自在にシャフト４１を２点支持している。シャフト４１の上端は、シャフト３０の下端に当接されている。固定鉄芯３６とストッパ３８との間には、可動鉄芯４２が配置され、シャフト４１に支持されている。可動鉄芯４２は、シャフト４１に嵌め込まれたＥリング４３によって上端が当接されている。Ｅリング４３と固定鉄芯３６との間には、ワッシャ４４およびスプリング４５が配置され、ストッパ３８と可動鉄芯４２との間には、スプリング４６が配置されている。スリーブ３７の外周には、電磁コイル４７、ヨーク４８およびプレート４９が設けられている。
【００２３】
そして、ポート３２を挟んでその上下位置のボディ２１には、Ｏリング５０，５１がそれぞれ周設され、ポート３４を挟んでその上下位置のボディ３１には、Ｏリング５２，５３がそれぞれ周設されている。
【００２４】
ここで、この容量制御弁１１の中の圧力関係について説明する。まず、高圧用弁体２３に対向する弁座２５の有効径と低圧用弁体２４に対向する弁座２８の有効径とを同一サイズにしてあるため、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の有効受圧面積は等しくなっている。高圧用弁体２３および低圧用弁体２４には、調圧室１の圧力Ｐｃと実質的に等しい圧力Ｐｃ１，Ｐｃ２が同じ受圧面積に対して軸線方向逆向きにかかるため、弁体２２に対する圧力Ｐｃによる影響はキャンセルされていることになる。したがって、三方弁は、基本的に吐出室１０からの吐出圧力Ｐｄと吸入室９からポート３４を介して受ける吸入圧力Ｐｓとの差圧だけで動くことになる。
【００２５】
また、ポート３４における吸入圧力Ｐｓは、ボディ３１と固定鉄芯３６との間、スリーブ３７と固定鉄芯３６との間を介して固定鉄芯３６と可動鉄芯４２との間の空間、さらにはシャフト４１と固定鉄芯３６との間の隙間およびシャフト４１とガイド３９との間のクリアランスを介してボディ２１と固定鉄芯３６との間の空間に導入されており、また、スリーブ３７と可動鉄芯４２との間の隙間を介して可動鉄芯４２とストッパ３８との間の空間、さらにはシャフト４１とガイド４０との間のクリアランスを介してシャフト４１とストッパ３８との間の空間にも導入されていて、ソレノイドの内部は低圧の吸入圧力Ｐｓによって充満されている。
【００２６】
以上のような三方弁を有する容量制御弁１１において、ソレノイドの電磁コイル４７に制御電流が供給されていないときには、図２に示したように、可動鉄芯４２はスプリング４５によって固定鉄芯３６から離れる方向に付勢され、弁体２２はスプリング２９よってソレノイド側に付勢されているので、高圧用弁体２３は全開、低圧用弁体２４は全閉になっている。ここで、吐出圧力Ｐｄが導入されると、その吐出圧力Ｐｄは三方弁を介して調圧室１に導入される。調圧室１から吸入室９に抜ける冷媒流路は三方弁により閉塞されているので、調圧室１の圧力Ｐｃ１は吐出圧力Ｐｄに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も小さくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も小さくなるような傾斜角になり、これにより、可変容量圧縮機は速やかに最小容量の運転に移行するようになる。
【００２７】
ソレノイドの電磁コイル４７に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯４２は固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動し、三方弁は、高圧用弁体２３が全閉、低圧用弁体２４が全開になる。すると、今まで、オリフィス１３を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ導入されていたのに加えて、調圧室１に連通されたポート３３から三方弁およびポート３４を介して冷媒が吸入室９へ導出される。調圧室１の圧力Ｐｃ２は吸入圧力Ｐｓに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も大きくなるような傾斜角になり、これにより、可変容量圧縮機は速やかに最大容量の運転に移行するようになる。
【００２８】
ソレノイド部の電磁コイル４７に所定の制御電流が供給される通常の制御をしている場合は、その制御電流の大きさに応じて可動鉄芯４２が固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動する。これにより、高圧用弁体２３が閉じているときには、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧が制御電流の大きさによって決まる設定値より大きくなった場合にだけ、高圧用弁体２３が開いて容量制御を開始する。
【００２９】
図３は第２の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図、図４は第３の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。これら図３および図４において、図２に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３０】
第２および第３の実施の形態に係る容量制御弁１１ａ，１１ｂは、基本的に第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と同じ構造を有している。すなわち、三方弁の高圧側の弁座２５および低圧側の弁座２８における弁孔の有効径が同一サイズに形成され、弁体２２をシャフト３０を介してソレノイドにより付勢する構成にしている。ただし、図３の第２の実施の形態に係る容量制御弁１１ａでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鈍角に形成されている点で第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と異なっている。高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状を同じにしたことにより、連通および閉塞時における両弁の流量特性を同じにすることができる。また、図４の第３の実施の形態に係る容量制御弁１１ｂでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鋭角に形成されている点で第１の実施の形態に係る容量制御弁１１と異なっている。
【００３１】
図５は本発明による別の容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。この図５において、図１に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３２】
この可変容量圧縮機では、吐出室１０から調圧室１へ連通する冷媒流路および調圧室１から吸入室９へ連通する冷媒流路の途中に、三方弁を備えた容量制御弁６０が設けられ、容量制御弁６０と調圧室１との間の冷媒流路は共通にしてある。
【００３３】
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸２が回転し、その回転軸２に設けられた揺動板４が回転すると、揺動板４に連結されたピストン６が往復運動し、これによって吸入室９の冷媒がシリンダ５に吸入され、シリンダ５内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室１０へ吐出される。
【００３４】
このとき、通常運転のときは、容量制御弁６０は、吐出室１０の冷媒の吐出圧力Ｐｄを受けて、吸入室９の吸入圧力Ｐｓとの差圧が所定の差圧に保つように調圧室１へ導入する冷媒量と調圧室１へ導入される冷媒量の一部を吸入室９へバイパスする量とを制御する。これにより、調圧室１内の圧力Ｐｃが所定値に保たれ、シリンダ５の容量が所定値に制御される。その後、調圧室１の圧力Ｐｃは、オリフィス１３を介して吸入室９に戻される。
【００３５】
最小運転のとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にする。このとき、容量制御弁６０は、調圧室１から吸入室９への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１３を介して、冷媒の微少流れはある。
【００３６】
最大運転のとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１へ冷媒を導入する冷媒流路を全閉にし、調圧室１から吸入室９へ冷媒を導入する冷媒流路を全開にする。このとき、容量制御弁６０は、吐出室１０から調圧室１への冷媒流路を遮断するが、オリフィス１２を介して微少の冷媒を調圧室１へ導入するようにして、冷媒に混入された潤滑オイルを調圧室１へ供給するようにしている。
【００３７】
次に、このような制御を行う容量制御弁６０について詳細に説明する。
図６は第４の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
この容量制御弁６０も同様に、三方弁の高圧側の弁座２５および低圧側の弁座２８における弁孔の有効径が同一サイズに形成されている。この容量制御弁６０では、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４が一体に形成された弁体２２を、高圧用弁体２３の弁座２５を構成するプラグ２６と一体に形成されたガイド６１によってボディ２１の軸線方向に進退自在に保持している。ガイド６１は、スプリング２９を収容している空間と連通するよう連通孔６２を有しており、弁体２２に対してポート３３における圧力Ｐｃが軸線方向逆向きに等しくかかるようにして、弁体２２の動きに対する圧力Ｐｃの影響をキャンセルしている。また、高圧用弁体２３は、その先端形状が鋭角に形成され、低圧用弁体２４は、その先端形状が鈍角に形成されている。なお、低圧用弁体２４より図の下方部分のソレノイドと、そのソレノイドによりシャフト３０を介して弁体２２を付勢する構造については、図２ないし図４に示した第１ないし第３の実施の形態に係る容量制御弁１１，１１ａ，１１ｂと同じである。
【００３８】
以上の三方弁構造を持った容量制御弁６０において、ソレノイドの電磁コイル４７に制御電流が供給されていないときには、図６に示したように、吐出圧力Ｐｄと調圧室１の圧力Ｐｃとの間の高圧用弁体２３は全開、調圧室１の圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの間の低圧用弁体２４は全閉になっている。ソレノイドの可動鉄芯４２は、スプリング２９，４５，４６のばね荷重のバランスで固定鉄芯３６から離されている。したがって、調圧室１の圧力Ｐｃは吐出圧力Ｐｄに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も小さくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も小さくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は速やかに最小容量の運転に移行していく。
【００３９】
ソレノイドの電磁コイル４７に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯４２は固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ移動し、三方弁は、高圧用弁体２３が全閉、低圧用弁体２４が全開になる。すると、今まで、オリフィス１３を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ微少に導出されていたのに加え、三方弁を介して調圧室１の冷媒が吸入室９へ導出される。したがって、調圧室１の圧力Ｐｃは吸入圧力Ｐｓに近い値になり、ピストン６の両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板４はピストン６のストロークが最も大きくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は速やかに最大容量の運転に移行する。
【００４０】
ソレノイド部の電磁コイル４７に所定の制御電流が供給される通常の制御をしているときは、可動鉄芯４２が固定鉄芯３６に吸引されて図の上方へ制御電流の大きさに応じて移動する。これにより、高圧用弁体２３が閉じているときには、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧が制御電流の大きさによって決まる設定値より大きくなった場合にだけ、高圧用弁体２３が開き始めて、可変容量の制御を開始する。
【００４１】
図７は第５の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図、図８は第６の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。これら図７および図８において、図６に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４２】
第５および第６の実施の形態に係る容量制御弁６０ａ，６０ｂは、基本的に第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と同じ構造を有している。ただし、図７の第５の実施の形態に係る容量制御弁６０ａでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鈍角に形成されている点で第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と異なっている。また、図８の第６の実施の形態に係る容量制御弁６０ｂでは、高圧用弁体２３および低圧用弁体２４の先端の形状がいずれも鋭角に形成されている点で第４の実施の形態に係る容量制御弁６０と異なっている。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、可変容量圧縮機の吐出室から調圧室に至る冷媒流路と調圧室から吸入室に至る冷媒流路とを連動して連通または閉塞動作させる三方弁構造とし、かつその三方弁の吐出室側と吸入室側の有効径を同一サイズとする構成にした。これにより、三方弁の吐出室側と吸入室側には調圧室の圧力が等しくかかってキャンセルされるため、三方弁は、容量制御の動作時に調圧室の圧力の影響を受けずに吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧のみで容量制御することができる。
【００４４】
また、吐出室から調圧室を介して吸入室に至る流量制御の冷媒流路には、オリフィスがなく、介在するのは、従来のオリフィスよりも十分に大きな弁孔を有する三方弁であるため、この三方弁と並列に配置される可変容量圧縮機のオリフィスの製造公差やピストンにおけるリーク量の変化を吸収することができ、可変容量圧縮機の加工精度を低減できることから可変容量圧縮機の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図５】本発明による別の容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【図６】第４の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図７】第５の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【図８】第６の実施の形態に係る容量制御弁を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
１ 調圧室
２ 回転軸
３ プーリ
４ 揺動板
５ シリンダ
６ ピストン
７ 吸入用リリーフ弁
８ 吐出用リリーフ弁
９ 吸入室
１０ 吐出室
１１，１１ａ，１１ｂ 容量制御弁
１２，１３ オリフィス
２１ ボディ
２２ 弁体
２３ 高圧用弁体
２４ 低圧用弁体
２５ 弁座
２６ プラグ
２７ フィルタ
２８ 弁座
２９ スプリング
３０ シャフト
３１ ボディ
３２，３３，３４ ポート
３５ フィルタ
３６ 固定鉄芯
３７ スリーブ
３８ ストッパ
３９，４０ ガイド
４１ シャフト
４２ 可動鉄芯
４３ Ｅリング
４４ ワッシャ
４５，４６ スプリング
４７ 電磁コイル
４８ ヨーク
４９ プレート
５０，５１，５２，５３ Ｏリング
６０，６０ａ，６０ｂ 容量制御弁
６１ ガイド
６２ 連通孔
Claims (5)
- 吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧を所定の差圧に保つように前記吐出室から調圧室に導入する冷媒量を制御して可変容量圧縮機から吐出される冷媒の容量を変化させる可変容量圧縮機用容量制御弁において、
前記吐出室に連通する第１のポートと前記調圧室に連通する第２のポートとの間の第１の冷媒流路に介挿されて前記第１の冷媒流路を連通または閉塞する第１の弁と、
前記調圧室に連通する前記第２のポートと前記吸入室に連通する第３のポートとの間の第２の冷媒流路に介挿され、弁座の弁孔が前記第１の弁の弁座の弁孔と同じ有効径を有し、前記第１の弁に連動して前記第２の冷媒流路を連通または閉塞する第２の弁と、
を備え、
前記第１の弁の第１の弁体と前記第２の弁の第２の弁体とが一体に形成され、同一軸線上にてその軸線方向両側に前記吐出室の圧力と前記吸入室の圧力とを受けてそれらの差圧で動くように配置されていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁。 - 前記第２のポートは、前記第１の弁の下流側から前記調圧室に向かう出口ポートと前記調圧室から前記第２の弁の上流側に向かう入口ポートとに分離して形成されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
- 前記第１の弁の第１の弁体および前記第２の弁の第２の弁体の先端形状を同一にしたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
- 前記第１の弁の第１の弁体の先端形状を前記第２の弁の第２の弁体の先端形状よりも鋭角に形成したことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
- 前記第１の弁に対して閉じる方向に、前記第２の弁に対しては開く方向に、供給電流値に応じた荷重を与えるソレノイドを備えていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002136454A JP4446026B2 (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 可変容量圧縮機用容量制御弁 |
| US10/429,025 US7018179B2 (en) | 2002-05-13 | 2003-05-05 | Capacity control valve for variable displacement compressor |
| EP03009846A EP1363023A3 (en) | 2002-05-13 | 2003-05-13 | Capacity control valve for variable displacement compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002136454A JP4446026B2 (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 可変容量圧縮機用容量制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003328936A JP2003328936A (ja) | 2003-11-19 |
| JP4446026B2 true JP4446026B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=29267744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002136454A Expired - Fee Related JP4446026B2 (ja) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | 可変容量圧縮機用容量制御弁 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7018179B2 (ja) |
| EP (1) | EP1363023A3 (ja) |
| JP (1) | JP4446026B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4152674B2 (ja) * | 2002-06-04 | 2008-09-17 | 株式会社テージーケー | 可変容量圧縮機用容量制御弁 |
| US7014428B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-03-21 | Visteon Global Technologies, Inc. | Controls for variable displacement compressor |
| JP2005098197A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-04-14 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用容量制御弁 |
| JP2006097665A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-04-13 | Toyota Industries Corp | 可変容量型圧縮機における容量制御弁 |
| JP2006057506A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用制御弁 |
| JP2006112271A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用制御弁 |
| JP2006194114A (ja) | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用制御弁 |
| JP2006307828A (ja) | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用制御弁 |
| EP1867873B1 (en) * | 2005-04-08 | 2012-07-11 | Eagle Industry Co., Ltd. | Capacity control valve |
| CN101194105B (zh) * | 2005-06-22 | 2010-05-19 | 伊格尔工业股份有限公司 | 容量控制阀 |
| JP2007071114A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Sanden Corp | 車両用空調システムのための可変容量型圧縮機 |
| JP2007154718A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Tgk Co Ltd | 可変容量圧縮機用制御弁 |
| JP2008038856A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Toyota Industries Corp | 可変容量型圧縮機用制御弁 |
| CN101815866B (zh) * | 2007-10-02 | 2012-07-04 | 三电有限公司 | 可变容量压缩机 |
| JP5235569B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2013-07-10 | サンデン株式会社 | 容量制御弁、可変容量圧縮機及び可変容量圧縮機の容量制御システム |
| JP6240104B2 (ja) * | 2015-02-06 | 2017-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 液圧ブレーキシステム |
| JP6355617B2 (ja) * | 2015-12-16 | 2018-07-11 | 株式会社不二工機 | 可変容量型圧縮機用制御弁 |
| US11318923B2 (en) * | 2016-03-30 | 2022-05-03 | Autoliv Nissin Brake Systems Japan Co., Ltd. | Solenoid valve, vehicle brake hydraulic pressure control apparatus and solenoid valve fabrication method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61286591A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-17 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 可変容量圧縮機 |
| JP2567947B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1996-12-25 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 可変容量圧縮機 |
| JPH0417183U (ja) * | 1990-06-04 | 1992-02-13 | ||
| US6010312A (en) * | 1996-07-31 | 2000-01-04 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seiksakusho | Control valve unit with independently operable valve mechanisms for variable displacement compressor |
| JP2000230481A (ja) * | 1999-02-10 | 2000-08-22 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 容量可変型圧縮機のクランク圧制御機構 |
| JP3583951B2 (ja) * | 1999-06-07 | 2004-11-04 | 株式会社豊田自動織機 | 容量制御弁 |
| JP2001132632A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 容量可変型圧縮機の制御弁 |
| JP2001165055A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-19 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 制御弁及び容量可変型圧縮機 |
| JP3735512B2 (ja) * | 2000-05-10 | 2006-01-18 | 株式会社豊田自動織機 | 容量可変型圧縮機の制御弁 |
| JP3943871B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2007-07-11 | 株式会社テージーケー | 可変容量圧縮機および可変容量圧縮機用容量制御弁 |
-
2002
- 2002-05-13 JP JP2002136454A patent/JP4446026B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-05-05 US US10/429,025 patent/US7018179B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-13 EP EP03009846A patent/EP1363023A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1363023A2 (en) | 2003-11-19 |
| JP2003328936A (ja) | 2003-11-19 |
| US7018179B2 (en) | 2006-03-28 |
| US20030210988A1 (en) | 2003-11-13 |
| EP1363023A3 (en) | 2006-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4446026B2 (ja) | 可変容量圧縮機用容量制御弁 | |
| JP3943871B2 (ja) | 可変容量圧縮機および可変容量圧縮機用容量制御弁 | |
| JP3942851B2 (ja) | 容量制御弁 | |
| JP4152674B2 (ja) | 可変容量圧縮機用容量制御弁 | |
| WO2011114841A1 (ja) | 容量制御弁 | |
| US20050265853A1 (en) | Control valve for variable displacement compressor | |
| US20090283164A1 (en) | Capacity control valve | |
| KR20060049566A (ko) | 가변 용량 압축기용 제어 밸브 | |
| KR20070103737A (ko) | 용량제어밸브 | |
| JPH05288150A (ja) | 電磁式制御弁 | |
| US10145372B2 (en) | Variable capacity reciprocating compressor | |
| US20060053812A1 (en) | Control valve for variable displacement compressor | |
| JP3490557B2 (ja) | 容量可変圧縮機の容量制御装置 | |
| JP4046530B2 (ja) | 可変容量圧縮機用容量制御弁 | |
| US7021901B2 (en) | Variable displacement compressor | |
| JPH05312145A (ja) | 可変容量圧縮機 | |
| JP3678824B2 (ja) | 容量可変圧縮機の容量制御装置 | |
| CN110234874B (zh) | 容量控制阀 | |
| JP4173073B2 (ja) | 可変容量圧縮機用制御弁 | |
| JP4258069B2 (ja) | 可変容量スクロール型圧縮機および車両用冷凍サイクル | |
| JP2004255990A (ja) | 自動車用空調装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041209 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070723 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070926 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071016 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090925 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091106 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4446026 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150129 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |