JP4474697B2 - 制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量型の圧縮機の制御方法及び制御弁に関し、詳しくはヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両（自動車）の空調装置に用いられる、可変容量型の圧縮機として図１４に模式的に示される構造のものがある。この圧縮機３００は、車両のエンジン等から回転駆動力が入力される回転軸３０１に対し揺動して所定の傾き角に設定される斜板３０２の軸方向変位をピストン３０３の往復動に変換して冷媒を圧縮する斜板式の圧縮機である。
【０００３】
この圧縮機３００では、斜板３０２の傾き角θに応じてピストン３０３のストロークが定まり、回転軸３０１の１回転あたりの圧縮機３００の冷媒の吐出量が決まるので、斜板３０２の傾き角θが一定に固定された場合、入力される回転数の変化に応じて冷媒の吐出量（冷房能力）が変化してしまう。
【０００４】
従って、斜板３０２の回転数や必要とされる冷房能力に応じて斜板３０２の傾き角θを適切に制御し、ピストン３０３の往復動ストロークを変更して冷房能力の調整を行なうことが行なわれている。
【０００５】
圧縮機３００の斜板３０２の傾き角θは、図１５に示されるように圧縮機３００の吐出圧力Ｐｄ、クランクケース圧力Ｐｃ、吸入圧力Ｐｓのバランスにより定めることができる。
【０００６】
この冷房能力の調整においては、例えば、冷媒が気化して吸熱作用を伴うエバポレータを通過する冷風の吹き出し温度（冷風の吹き出し量及び冷却前の温度にも関係する）と圧縮機３００への冷媒の吸入圧力Ｐｓは、相関関係を有することから（冷風温度が上がると吸入圧力Ｐｓは上昇し、冷風温度が下がると吸入圧力Ｐｓは下降する）、吸入圧力Ｐｓの変化を利用して吐出圧力Ｐｄを調圧することによりクランクケース圧力Ｐｃを設定し、斜板３０２を所定の角度に設定する制御が行なわれている。
【０００７】
図１６はこのような制御を行う従来の制御弁２００の断面構成説明図である。制御弁２００は、概略ソレノイド部２０２とバルブ部２０３及び感圧部２１０により構成されている。
【０００８】
ソレノイド部２０２は、概略円筒状のバルブボディ２０４の一方の端部に配置され、公知技術による一般的に使用されているものと同様のものであり、電流をコイル２０２ａに供給して磁力を発生させ、プランジャ２０２ｂをセンタポスト２０２ｃへと引き付けることで、電流値に応じた大きさの付勢力（ソレノイド吸引力）を発生可能としている。
【０００９】
バルブ部２０３は、バルブボディ２０４の内部に形成された弁室２０３ａに弁体２０３ｂを備えている。弁体２０３ｂは弁室２０３ａに設けられた隔離壁２０３ｃに開口する弁座２０３ｄを開閉するように、弁室２０３ａ内を軸方向に移動可能な構成となっている。
【００１０】
また、弁体２０３ｂは付勢手段としてのスプリング２０３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノイド側ロッド２０２ｄと一体化されている。バルブ部２０３の弁室２０３ａにはポート２０３ｆが接続し、弁座２０３ｄの弁室２０３ａの反対側にはポート２０３ｇが接続している。
【００１１】
感圧部２１０は、ポート２０３ｈからの吸入圧力Ｐｓを一端側に受け、大気圧Ｐ０の圧力及びスプリング２１１の付勢力を他端側に受ける感圧ピストン２１２を備え、感圧ピストン２１２に働く軸方向力を接続ロッド２１３を介して弁体２０３ｂに伝達している。
【００１２】
また、大気圧Ｐ０側は開放しており、吸入圧力Ｐｓを伴う冷媒の漏れを防止するためにシール部材２１４により感圧ピストン２１２をシールしている。
【００１３】
ポート２０３ｈは、連通路２０４ａにより、吸入圧力Ｐｓをプランジャ室２０２ｅに導いている。
【００１４】
従って、従来技術におけるこのような制御弁２００は、吸入圧力Ｐｓ検知のために吸入圧力Ｐｓと大気圧Ｐ０との間に感圧ピストン２１２を備え、感圧ピストン２１２、スプリング２１１，２０３ｅ、ソレノイド部２０２の発生させる推力Ｆ等のバランスにより弁体２０３ｂの位置を制御し、バルブ部２０３の開弁制御を行い、クランクケース圧力Ｐｃを設定して結果的に吸入圧力Ｐｓの制御を行っていた。
【００１５】
図１７は、制御弁２００のバランス式を説明する図であり、Ａは感圧ピストン２１２の受圧面積、Ｂは接続ロッド２１３の受圧面積、Ｃは弁座２０３ｄの受圧面積、Ｄはソレノイド側ロッド２０２ｄの受圧面積である。ｆ０はスプリング２１１の付勢力、ｆ１はスプリング２０３ｅの付勢力、Ｆはソレノイド部２０２の発生させる推力である。
【００１６】
バランス式は、
ｆ０−ＰｓＡ＋ＰｓＢ−ＰｃＢ＋ＰｃＣ−ＰｄＣ＋ｆ１＋ＰｄＤ−ＰｓＤ−Ｆ
＝０ ▲１▼式
となる。
【００１７】
上記の▲１▼式において、各受圧面積（各ポートに対応する）を、Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとすると、
Ｐｓ＝（ｆ０＋ｆ１−Ｆ）／Ａ ▲２▼式
となる。
【００１８】
▲２▼式において、各ポート径、スプリングの付勢力及びソレノイドの推力のバランスをとると、例えば図１８に示される目標制御圧力特性を得ることができる。
【００１９】
また、圧縮機３００の前述のＰｄ，Ｐｃ，Ｐｓの圧力となる各ポート及びソレノイドバルブ２００は、図１９に示される回路のように接続されている。尚、クランクケース圧力Ｐｃは、圧縮機３００内部にてオリフィス３０５を介して吸入圧力Ｐｓと接続され、圧縮機３００の運転停止状態が続けば（エンジン停止時等）圧縮機内の圧力は均一化するような構成となっている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の制御弁２００では、吸入圧力Ｐｓ検知を行う感圧ピストン２１２の両側に吸入圧力Ｐｓと大気圧Ｐ０とをかけていることから、吸入圧力Ｐｓを伴う冷媒の大気漏れを防ぐためのシール部材２１４が必要となり、感圧ピストン２１２はシール部材２１４の縛る緊縛力により摺動性が損なわれ、吸入圧力Ｐｓの制御にヒステリシスが発生し、応答性と制御精度の向上が望まれている。
【００２１】
本発明は、上記した従来技術の問題を解決するものであり、その目的とするところは、ヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高めることの可能な可変容量型の圧縮機の制御方法及び制御弁を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
クランクケース内に配置され回転する斜板の傾斜角度を変更することにより冷媒の吐出容量の制御が行われる可変容量型の圧縮機に用いられる制御弁であって、
前記圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を調圧して前記斜板の傾斜角度を変更するためのクランクケース圧力を得るための弁手段と、
前記圧縮機に入力される冷媒の吸入圧力と前記弁手段の開閉制御に用いるための基準圧力との差圧に応答する圧力応答手段と、
可変推力を出力可能としたソレノイドと、
前記基準圧力の所定量の冷媒を保持する基準圧力室と、
を備え、
前記圧力応答手段とソレノイドによる推力とを利用して前記弁手段の開閉制御を行う制御弁において、
内部圧力を一定とし外部圧力との差圧により伸縮するベローズと、該ベローズにより開閉制御される弁手段と、を有し、前記圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を所定の圧力に調圧して前記基準圧力として出力する圧力調整手段を備え、
前記基準圧力を、前記圧力調整手段によって吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧力の範囲に調圧された前記冷媒により得ることを特徴とする。
【００２３】
このように基準圧力を調圧した冷媒により制御することにより、圧力応答手段には同じ冷媒による基準圧力と吸入圧力がかかることになり、両圧力をもたらした冷媒が混合してしまうこと、あるいは高圧側から低圧側に冷媒が移動してしまうことを防止するシール手段や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がなくなる。従って圧力応答手段のピストン部材等の可動部の移動における摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高めることが可能となる。
【００２４】
ここで、基準圧力を調圧するとは、所定の圧力に調圧することを意味するものであり、この所定の圧力とは微小変動を伴う一定の圧力であっても良いし、制御条件に応じて変更される所定の圧力であっても良い。
【００２６】
このように基準圧力を設定することで、吐出圧力を調圧利用することができ、容易に基準圧力を得ることができる。
【００２８】
この制御弁によると、圧力応答手段には同じ冷媒による基準圧力と吸入圧力がかかることになり、両圧力をもたらした冷媒が混合してしまうこと、あるいは高圧側から低圧側に冷媒が移動してしまうことを防止するシール手段や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がなくなる。従って圧力応答手段のピストン部材等の可動部の移動における摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高めることが可能となる。
【００２９】
前記圧力応答手段は、
シリンダ内周面を摺動するピストン部材を有し、
該ピストン部材の軸方向両端部をそれぞれ前記冷媒の吸入圧力と前記基準圧力の受圧部としたことも好適である。
【００３１】
圧力調整手段としては、例えば圧力調整弁が利用でき、また、圧縮機側あるいは制御弁に付属させて配置させたり、独立して配置して圧力伝達経路により基準圧力を制御弁へと伝達することも可能である。
【００３３】
前記圧力調整手段は、
前記基準圧力とされた冷媒が導入されると共に、
冷媒を微小流量で排出可能とするドレインを有する基準圧力室を備え、
前記基準圧力室の圧力が所定値よりも高圧になった場合に前記ドレインを疎通させる圧力弁を備えることも好適である。
【００３４】
これにより、基準圧力を発生させるための冷媒の消費流量を抑えることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態の制御弁としてのソレノイドバルブ１の断面構成を説明する図である。このソレノイドバルブ１は、例えば自動車の空調装置に用いられる可変容量型の圧縮機（従来技術の項にて説明した圧縮機３００と同様のもの）の吸入圧力Ｐｓの制御を行なうものとして用いられる。
【００３６】
吸入圧力Ｐｓの制御は、可変容量型の圧縮機の吐出圧力Ｐｄとクランクケース圧力Ｐｃとを弁手段としてのバルブ部３により制御することにより結果的に行なわれる。
【００３７】
ソレノイドバルブ１は、概略ソレノイド部２と弁手段であるバルブ部３及び圧力応答手段である感圧部１０により構成されている。
【００３８】
ソレノイド部２は、概略円筒状のバルブボディ４の一方の端部に配置され、公知技術による一般的に使用されているものと同様のものであり、電流をコイル２ａに供給して磁力を発生させ、プランジャ２ｂをセンタポスト２ｃへと引き付けることで、電流値に応じた大きさの付勢力（ソレノイド吸引力）を発生可能としている。
【００３９】
バルブ部３は、バルブボディ４の内部に形成された弁室３ａに弁体３ｂを備えている。弁体３ｂは弁室３ａに設けられた隔離壁３ｃに開口する弁座３ｄを開閉するように、弁室３ａ内を軸方向に移動可能な構成となっている。
【００４０】
また、弁体３ｂは付勢手段としてのスプリング３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノイド側ロッド２ｄと一体化されている。バルブ部３の弁室３ａにはポート３ｆが接続し、弁座３ｄの弁室３ａの軸方向反対側にはポート３ｇが接続している。
【００４１】
感圧部１０は、圧縮機で使用される冷媒を利用する。ポート３ｈからの吸入圧力Ｐｓを一端側に受け、圧縮機内部で発生させた基準圧力Ｐ０Ａまたは、後述する圧力調整手段による基準圧力Ｐ０Ａ及びスプリング１１の付勢力を他端側に受けるピストン部材としての感圧ピストン１２を備えている。
【００４２】
感圧ピストン１２に働く軸方向力は、接続ロッド１３を介して弁体３ｂに伝達されている。接続ロッド１３はスプリング１４により弁体３ｂを閉弁させる方向に付勢されている。
【００４３】
また、感圧ピストン１２の他端側、即ち基準圧力Ｐ０Ａの受圧部１２ａには、所定量の冷媒（基準圧力Ｐ０Ａとされた）を収容保持する基準圧力室１５がエンドキャップ１６により形成されている。１５ａは基準圧力ポートである。
【００４４】
感圧ピストン１２は、バルブボディ４がシリンダハウジングとなり、そのシリンダ内周面４ｂを微小隙間（クリアランスシールではあるが、良好な摺動特性を発揮させることを重要視して多少の流体の移動を許容可能としている）を介し、摺動抵抗及びヒステリシスの少ない移動が可能となっている。
【００４５】
ポート３ｈは、連通路４ａにより、吸入圧力Ｐｓをプランジャ室２ｅに導いている。
【００４６】
従って、ソレノイドバルブ１は、吸入圧力Ｐｓ検知のために同じ冷媒による吸入圧力Ｐｓ（吸入圧力Ｐｓは、連通路４ａによりプランジャ室２ｅ側から感圧ピストン１２に対してかかり、接続ロッド１３側にかかる吸入圧力Ｐｓをキャンセルしている。）と基準圧力Ｐ０Ａとの間に感圧ピストン１２を備え、感圧ピストン１２、スプリング１１，１４，３ｅ、ソレノイド部２の発生させる推力Ｆ等のバランスにより弁体３ｂの位置を制御し、バルブ部３の開弁制御を行い、クランクケース圧力Ｐｃを設定して結果的に吸入圧力Ｐｓの制御を行う。
【００４７】
この場合の、基準圧力Ｐ０Ａは、吸入圧力Ｐｓ≦基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄの範囲（例えば０．５[ＭＰａ]≦基準圧力Ｐ０Ａ≦０．６[ＭＰａ]）で調圧したものとすることで、吐出圧力Ｐｄを調圧利用することができ、容易に基準圧力Ｐ０Ａを得ることができる。
【００４８】
ここで、基準圧力を調圧するとは、所定の圧力に調圧することを意味するものであり、この所定の圧力とは微小変動を伴う一定の圧力であっても良いし、制御条件に応じて変更される所定の圧力であっても良い。
【００４９】
図２は、ソレノイドバルブ１のバランス式を説明する図であり、Ａは感圧ピストン１２の受圧面積、Ｂは接続ロッド１３の受圧面積、Ｃは弁座３ｄの受圧面積、Ｄはソレノイド側ロッド２ｄの受圧面積である。ｆ０はスプリング１１の付勢力、ｆ１はスプリング１４の付勢力、ｆ２はスプリング３ｅの付勢力、Ｆはソレノイド部２の発生させる推力である。
【００５０】
バランス式は、
ｆ０＋Ｐ０ＡＡ−ＰｓＡ＋ＰｓＢ−ｆ１−ＰｃＢ＋ＰｃＣ−ＰｄＣ＋ｆ２＋ＰｄＤ−ＰｓＤ−Ｆ＝０ ▲３▼式
となる。
【００５１】
上記の▲３▼式において、各受圧面積（各ポートに対応する）を、Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとすると、
Ｐｓ＝Ｐ０Ａ−（Ｆ＋ｆ１−ｆ０−ｆ２）／Ａ ▲４▼式
となる。
【００５２】
▲４▼式において、各ポート径、スプリングの付勢力及びソレノイドの推力のバランスをとると、目標制御圧力特性を得ることができる。
【００５３】
また、ソレノイドバルブ１と圧縮機（従来技術における圧縮機３００と同じもの）との関係は、図３に示される回路のように接続されている。尚、クランクケース圧力Ｐｃは、圧縮機３００内部にてオリフィス３０５を介して吸入圧力Ｐｓと接続され、圧縮機３００の運転停止状態が続けば（エンジン停止時等）圧縮機内の圧力は均一化するような構成となっている。
【００５４】
次に、図４を参照して基準圧力Ｐ０Ａを発生させる圧力調整手段としての基準圧弁２０の形態を説明する。基準圧力Ｐ０Ａは密閉容器内で形成されることが望ましい（冷媒の漏出を抑える）ので、この実施の形態では、内部を真空または一定圧力として密封したベローズ組立体２１を使用している。
【００５５】
基準圧弁２０は、吐出圧力Ｐｄを基準圧力Ｐ０Ａとなるように調圧するもので、概略ハウジング２２と、基準圧力Ｐ０Ａとなる基準圧力室２３と、弁手段２４とを備えている。
【００５６】
ベローズ組立体２１は基準圧力室２３内に配置され、内部を真空状態または一定圧として密封したベローズコア２１ａと、ベローズコア２１ａの両端部を保持するストッパ２１ｂ，ホルダ２１ｃとベローズコア２１ａの内部で伸長して付勢力を与え、つぶれを防止するスプリング２１ｄを備えている。
【００５７】
そして、ベローズコア２１ａの周囲の圧力（基準圧力Ｐ０Ａ）に応答して伸縮し、ホルダ２１ｃに摺動自在に保持されたベローズ側ロッド２１ｅを介して、所定の長さ以上に伸長した場合に（基準圧力Ｐ０Ａが低下した場合）弁体２４ａをシート部２４ｂから離して開弁させ、基準圧力室２３内に吐出圧力Ｐｄを導入して基準圧力Ｐ０Ａの圧力回復を行う。
【００５８】
尚、弁体２４ａのベローズ組立体２１と反対側の端部は、連通路２５により基準圧力Ｐ０Ａがかけられ、また、スプリング２６により閉弁方向に付勢されている。
【００５９】
図５は、基準圧弁２０のバランス式を説明する図であり、Ｓはベローズ組立体２１の受圧面積、Ａ１はシート部２４ｂの受圧面積、Ｂ１は弁体２４ａの受圧面積である。ｆ０はスプリング２１ｄの付勢力、ｆ１はスプリング２６の付勢力である。
【００６０】
バランス式は、ベローズ組立体２１の内部を真空とすると、
−Ｐ０ＡＳ＋ｆ０＋Ｐ０ＡＡ１−ＰｄＡ１＋ＰｄＢ１−Ｐ０ＡＢ１−ｆ１
＝０ ▲５▼式
上記の▲５▼式において、各受圧面積（各ポートに対応する）を、Ａ＝Ｂとすると、Ｐ０Ａ＝（ｆ０−ｆ１）／Ｓ ▲６▼式となる。
【００６１】
図６は、基準圧弁２０を用いる場合の圧縮機の圧力制御部のブロック構成を示す図であり、基準圧弁２０により発生させた基準圧力Ｐ０Ａを基準圧力室２３のポート２３ａよりソレノイドバルブ１の基準圧力ポート１５ａへと導入している。このとき、基準圧力室２３（基準圧力室１５でも良い）から一定量（少量）の基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓ側に排出することにより（図６において、オリフィス２７を介して吸入圧力Ｐｓ側へ排出する）、基準圧力Ｐ０Ａをより安定させることが可能である。
【００６２】
ソレノイドバルブ１と基準圧弁２０の配置構成は、別体構成でも一体構成でも良く、あるいは基準圧弁２０を圧縮機側に備えることも可能である。
【００６３】
（実施の形態２）
第１の実施の形態における基準圧弁２０のように、微小流量ではあるが基準圧力Ｐ０Ａをドレインさせると、間接的ではあるが吐出圧力Ｐｄを吸入圧力Ｐｓへと排出することになるため、圧縮機の効率を低下させることが懸念される。
【００６４】
そこで、第２の実施の形態では、基準圧力Ｐ０Ａから吸入圧力Ｐｓへの排出を最小限に抑えると共に、基準圧力Ｐ０Ａを安定させることを目的とし、基準圧弁３０の基準圧力Ｐ０Ａを検知し、基準圧力Ｐ０Ａが所定の圧力より高圧になったときのみ、基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓに排出させる構成とした。
【００６５】
図７は基準圧弁３０の断面構成説明図である。基準圧弁２０と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６６】
基準圧弁３０の特徴的な構成としては、ハウジング２２のベローズ組立体２１とは逆の部位にドレインとして利用される連通路２５に接続する排圧室３１を形成している。
【００６７】
排圧室３１の内部にはベローズ組立体３２が備えられている。このベローズ組立体３２は、連通路２５を通じて入力される基準圧力Ｐ０Ａが所定の圧力より高圧になったときのみ、弁体３３をシート部３４から離して排圧室３１へと排出するように制御する。
【００６８】
排圧室３１へと排出された冷媒は、排圧ポート３５より吸入圧力Ｐｓ側へと排出される。
【００６９】
図８は、基準圧弁３０のバランス式を説明する図であり、Ｓ１はベローズ組立体２１の受圧面積、Ａ２はシート部２４ｂの受圧面積、Ｂ２は弁体２４ａの受圧面積、Ｃ２はシート部３４の受圧面積である。ｆ０はスプリング２１ｄの付勢力、ｆ１はスプリング２６の付勢力、ｆ２はスプリング３２ｄ（ベローズ組立体内部に備えられたもの）の付勢力である。
【００７０】
この基準圧弁３０では、吐出圧力Ｐｄから基準圧力Ｐ０Ａ、基準圧力Ｐ０Ａから吸入圧力Ｐｓへの制御が独立しているため、バランス式は、吐出圧力Ｐｄ→基準圧力Ｐ０Ａ、基準圧力Ｐ０Ａ→吸入圧力Ｐｓで別々となる。各ベローズ組立体の内部を真空とすると、
吐出圧力Ｐｄ→基準圧力Ｐ０Ａ側：
−Ｐ０ＡＳ１＋ｆ０＋Ｐ０ＡＡ２−ＰｄＡ２＋ＰｄＢ２−Ｐ０ＡＢ２＝０ ▲７▼式
▲７▼式において、
各受圧面積（各ポートに対応する）を、Ａ２＝Ｂ２とすると、
Ｐ０Ａ＝（ｆ０−ｆ１）／Ｓ１ ▲８▼式となる。
【００７１】
基準圧力Ｐ０Ａ→吸入圧力Ｐｓ側：
Ｐ０ＡＣ２−ＰｓＣ２−ｆ２＋ＰｓＳ２＝０ ▲９▼式
▲９▼式において、
各受圧面積（各ポートに対応する）を、Ｓ２＝Ｃ２とすると、
Ｐ０Ａ＝ｆ２／Ｓ２ （１０）式となる。
【００７２】
基準圧力Ｐ０Ａが所定の圧力より高圧になったときのみ、基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓに排出させる構成とすることにより、吐出圧力Ｐｄの消費を抑えることができる。
【００７３】
尚、基準圧弁３０は、２つのベローズ組立体２１，３２をハウジング２２に一体的に備えた構成を採用しているが、それぞれ独立させて別体構成としても何ら問題ない。また、圧力調整手段にベローズ組立体を利用して説明したが、ダイアフラムを用いることも可能で、同様の作用・効果を得ることができる。
【００７４】
（実施の形態３）
図１０は、第３の実施の形態のソレノイドバルブ５１の断面構成説明図である。この実施の形態の特徴としては、第１の実施の形態において、別体構成で説明したようなソレノイドバルブ１と基準圧弁２０とを一つのソレノイドバルブ５１に一体的に構成させたものである。
【００７５】
ソレノイドバルブ５１は、概略ソレノイド部５２と弁手段であるバルブ部５３と、圧力応答手段である感圧部６０及び基準圧力Ｐ０Ａを発生させる圧力調整手段である基準圧弁７０により構成されている。
【００７６】
ソレノイド部５２は、概略円筒状のバルブボディ５４の一方の端部に配置され、公知技術による一般的に使用されているものと同様のものであり、電流をコイル５２ａに供給して磁力を発生させ、プランジャ５２ｂをセンタポスト５２ｃへと引き付けることで、電流値に応じた大きさの付勢力（ソレノイド吸引力）を発生可能としている。
【００７７】
バルブ部５３は、バルブボディ５４の内部に形成された弁室５３ａに弁体５３ｂを備えている。弁体５３ｂは弁室５３ａの側壁面部５３ｃに開口する弁座５３ｄを開閉するように、弁室５３ａ内を軸方向に移動可能な構成となっている。
【００７８】
また、弁体５３ｂは付勢手段としてのスプリング５３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノイド側ロッド５２ｄと当接している。バルブ部５３の弁室５３ａにはポート５３ｆが接続し、弁座５３ｄの弁室５３ａの軸方向反対側にはポート５３ｇが接続している。ポート５３ｆはクランクケース圧力Ｐｃとなり、ポート５３ｇには吐出圧力Ｐｄが導入される。
【００７９】
感圧部６０には、弁体５３ｂと接続される感圧ピストン６２と、吸入圧力Ｐｓとなる圧縮機で使用される冷媒が導入される吸入圧力室６５が備えられている。吸入圧力Ｐｓは、吸入圧力室６５から連通路６６を介してプランジャ室５２ｅに導入されている。
【００８０】
吸入圧力室６５には、第１の実施の形態で説明したものと同様の構成を有するベローズ組立体７１を利用した基準圧弁７０が配置され、バルブボディ５４の端部に形成されたシート部５４ａに当接する弁体７２の開閉制御を行っている。
【００８１】
シート部５４ａと感圧ピストン６２との間には、冷媒を所定容量保持可能とする基準圧力室７３が設けられている。基準圧力室７３は基準圧弁７０により感圧ピストン６２の摺動部の隙間を伝わる吐出圧力Ｐｄからの漏れ圧力が調圧された基準圧力Ｐ０Ａとされている。
【００８２】
この場合の、基準圧力Ｐ０Ａは、吸入圧力Ｐｓ≦基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄの範囲（例えば０．５[ＭＰａ]≦基準圧力Ｐ０Ａ≦０．６[ＭＰａ]）で調圧したものとすることで、吐出圧力Ｐｄを調圧利用することができ、容易に基準圧力Ｐ０Ａを得ることができる。
【００８３】
尚、基準圧力Ｐ０Ａを安定させるためには、基準圧力室７３の容量が大きいほうが好ましく、必要であれば、基準圧力室７３の寸法を軸方向及び径方向に拡大することも可能である。
【００８４】
図１１は、ソレノイドバルブ５１のバランス式を説明する図であり、Ｓ３はベローズ組立体７１の受圧面積、Ｓ４はシート部５４ａの受圧面積、Ａ３は感圧ロッド６２の受圧面積、Ｂ３は弁座５３ｄの受圧面積、Ｃ３はソレノイド側ロッド５２ｄの受圧面積、ｆ０はベローズ組立体７１内部のスプリングの付勢力、ｆ１はスプリング５３ｅの付勢力、Ｆはソレノイドの推力である。
【００８５】
基準圧力発生側では、
ｆ０−ＰｓＳ３＋ＰｓＳ４−Ｐ０ＡＳ４＝０ （１１）式
（１１）式において、Ｓ３＝Ｓ４とすると、
Ｐ０Ａ＝ｆ０／Ｓ３ （１２）式となる。
【００８６】
クランクケース圧力Ｐｃ生成側では、
ＰｏＡＡ３−ＰｄＡ３＋ＰｄＢ３−ＰｃＢ３＋ｆ１＋ＰｃＣ３−ＰｓＣ３−Ｆ
＝０ （１３）式
（１３）式において各受圧面積を、Ａ３＝Ｂ３＝Ｃ３とすると、
Ｐｓ＝Ｐ０Ａ−（Ｆ−ｆ１）／Ａ （１４）式
となり、目標の制御が可能となる。
【００８７】
従って、ソレノイドバルブと基準圧弁とを一つのソレノイドバルブ５１に一体的に構成させたことにより、感圧ピストン６２には同じ冷媒による圧力がかかり、冷媒の大気漏れを防止するシール部材が不要となり、シール部材の緊縛力によるヒステリシスをなくすことが可能となる。
【００８８】
（実施の形態４）
図１２は、第４の実施の形態のソレノイドバルブ５１Ｒの断面構成説明図である。図１２において、ソレノイドバルブ５１と同様の構成には同じ符号が付されている。
【００８９】
前記された第３の実施の形態のソレノイドバルブ５１においては、吸入圧力室６５から連通路６６を介してプランジャ室５２ｅに吸入圧力Ｐｓが導入されていたが、この実施の形態では連通路６６は設けられておらず、プランジャ室５２ｅにはセンタポスト５２ｃとソレノイド側ロッド５２ｄとの隙間から導入されるクランクケース圧力Ｐｃが導入される。
【００９０】
その他の構成はソレノイドバルブ５１と同じである。
【００９１】
図１３は、ソレノイドバルブ５１Ｒのバランス式を説明する図であり、Ｓ３はベローズ組立体７１の受圧面積、Ｓ４はシート部５４ａの受圧面積、Ａ３は感圧ロッド６２の受圧面積、Ｂ３は弁座５３ｄの受圧面積、ｆ０はベローズ組立体７１内部のスプリングの付勢力、ｆ１はスプリング５３ｅの付勢力、Ｆはソレノイドの推力である。
【００９２】
基準圧力（Ｐ０Ａ）発生側では（図１３（ａ）参照）、
ｆ０−ＰｓＳ３＋ＰｓＳ４−Ｐ０ＡＳ４＝０ （１５）式
（１５）式より基準圧力Ｐ０Ａを左辺として変形すると、
Ｐ０Ａ＝（ｆ０−Ｐｓ（Ｓ３＋Ｓ４））／Ｓ３ （１６）式
となり、ベローズ組立体７１の受圧面積Ｓ３とシート部５４ａの受圧面積Ｓ４の設定により、基準圧力Ｐ０Ａは、吸入圧力Ｐｓの変化に応じた設定が可能となる。尚、基準圧力室７３への圧力供給は吐出圧力Ｐｄからの漏れ（バルブボディ５４と感圧ピストン６２と摺動部の隙間により）を用いる。
【００９３】
クランクケース圧力Ｐｃ生成側では（図１３（ｂ）参照）、
ＰｏＡＡ３−Ｐｄ（Ａ３−Ｂ３）−ＰｃＢ３＋ｆ１−Ｆ＝０ （１７）式
（１７）式において、感圧ロッド６２の受圧面積Ａ３と弁座５３ｄの受圧面積Ｂ３の関係をＡ３＝Ｂ３とすると、
Ｐ０Ａ＝Ｐｃ＋（Ｆ−ｆ１）／Ａ３ （１８）式
となる。
【００９４】
（１６）式を（１８）式に代入すると、
Ｐｓ＝（Ｓ４（ｆ１−ＰｃＡ３−Ｆ）＋Ａ４ｆ０）／（Ａ４（Ｓ３−Ｓ４））（１９）式
となる。
【００９５】
閉弁時は、Ｐｓ＝Ｐｃとなることから、（１９）式は、
Ｐｓ＝（Ｓ４（ｆ１−Ｆ）／（Ａ４Ｓ３）＋ｆ０／Ｓ３ （２０）式
となる。
【００９６】
（２０）式より、各受圧面積、スプリングセット荷重及びソレノイド推力のバランスをとると、目標制御圧力特性を得ることが可能となる。
【００９７】
従って、基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓの変化に応じて変化するよう調圧し、感圧ピストン６２には同じ冷媒による圧力がかかり、冷媒の大気漏れを防止するシール部材が不要となり、シール部材の緊縛力によるヒステリシスをなくすことが可能となる。
【００９８】
この時の基準圧力Ｐ０Ａは吸入圧力Ｐｓ≦基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄであり、例えば０．１（ＭＰａ）≦基準圧力Ｐ０Ａ≦１（ＭＰａ）の範囲で可変するように調圧することが望ましい。
【００９９】
【発明の効果】
上記のように説明された本発明によると、可変容量型の圧縮機をヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高めて制御することが可能となる。
【０１００】
基準圧力を調圧した冷媒により制御することにより、制御弁の圧力応答手段には同じ冷媒による基準圧力と吸入圧力がかかることになり、両圧力をもたらした冷媒が混合してしまうこと、あるいは高圧側から低圧側に冷媒が移動してしまうことを防止するシール手段や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がなくなる。従って圧力応答手段のピストン部材等の可動部の移動における摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高めることが可能となる。
【０１０１】
基準圧力を、吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧力の範囲で調圧することで、吐出圧力を調圧利用することができ、容易に基準圧力を得ることができる。
【０１０２】
圧力調整手段の基準圧力室の圧力が所定値よりも高圧になった場合にドレインを疎通させる圧力弁を備えることで、基準圧力を発生させるための冷媒の消費流量を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施の形態に係るソレノイドバルブの断面構成説明図である。
【図２】図２はソレノイドバルブのバランス状態を説明する図である。
【図３】図３はソレノイドバルブと圧縮機との関係を示す回路図。
【図４】図４は圧力調整手段の断面構成説明図である。
【図５】図５は圧力調整手段のバランス状態を説明する図である。
【図６】図６は圧力調整手段を用いる場合の圧力制御部のブロック構成図である。
【図７】図７は圧力調整手段の断面構成説明図である。
【図８】図８は圧力調整手段のバランス状態を説明する図である。
【図９】図９は圧力調整手段を用いる場合の圧力制御部のブロック構成図である。
【図１０】図１０はレノイドバルブの断面構成説明図である。
【図１１】図１１はソレノイドバルブのバランス状態を説明する図である。
【図１２】図１２はソレノイドバルブの断面構成説明図である。
【図１３】図１３はソレノイドバルブのバランス式を説明する図である。
【図１４】図１４は圧縮機の構成を模式的に説明する図である。
【図１５】図１５は圧縮機に係る圧力の関係を説明する図である。
【図１６】図１６は従来技術に係わるソレノイドバルブの断面構成説明図である。
【図１７】図１７は従来技術に係わるソレノイドバルブのバランス状態を説明する図である。
【図１８】図１８は目標制御圧力特性を示す図。
【図１９】図１９は圧縮機の圧力経路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ ソレノイドバルブ（制御弁）
２ ソレノイド部
２ａ コイル
２ｂ プランジャ
２ｃ センタポスト
２ｄ ソレノイド側ロッド
２ｅ プランジャ室
３ バルブ部（弁手段）
３ａ 弁室
３ｂ 弁体
３ｃ 隔離壁
３ｄ 弁座
３ｅ スプリング
３ｆ，３ｇ，３ｈ ポート
４ バルブボディ
４ａ 連通路
４ｂ シリンダ内周面
１０ 感圧部（圧力応答手段）
１１ スプリング
１２ 感圧ピストン
１３ 接続ロッド
１４ スプリング
１５ 基準圧力室
１５ａ 基準圧力ポート
１６ エンドキャップ
２０ 基準圧弁（圧力調整手段）
２１ ベローズ組立体
２２ ハウジング
２３ 基準圧力室
２４ 弁手段
２５ 連通路
２６ スプリング
Ｐｓ 吸入圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｃ クランクケース圧力
Ｐ０Ａ 基準圧力

Claims (3)

1. クランクケース内に配置され回転する斜板の傾斜角度を変更することにより冷媒の吐出容量の制御が行われる可変容量型の圧縮機に用いられる制御弁であって、
   前記圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を調圧して前記斜板の傾斜角度を変更するためのクランクケース圧力を得るための弁手段と、
   前記圧縮機に入力される冷媒の吸入圧力と前記弁手段の開閉制御に用いるための基準圧力との差圧に応答する圧力応答手段と、
   可変推力を出力可能としたソレノイドと、
   前記基準圧力の所定量の冷媒を保持する基準圧力室と、
   を備え、
   前記圧力応答手段とソレノイドによる推力とを利用して前記弁手段の開閉制御を行う制御弁において、
   内部圧力を一定とし外部圧力との差圧により伸縮するベローズと、該ベローズにより開閉制御される弁手段と、を有し、前記圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を所定の圧力に調圧して前記基準圧力として出力する圧力調整手段を備え、
   前記基準圧力を、前記圧力調整手段によって吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧力の範囲に調圧された前記冷媒により得ることを特徴とする制御弁。
2. 前記圧力応答手段は、
   シリンダ内周面を摺動するピストン部材を有し、
   該ピストン部材の軸方向両端部をそれぞれ前記冷媒の吸入圧力と前記基準圧力の受圧部としたことを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
3. 前記圧力調整手段は、
   前記基準圧力とされた冷媒が導入されると共に、
   冷媒を微小流量で排出可能とするドレインを有する基準圧力室を備え、
   前記基準圧力室の圧力が所定値よりも高圧になった場合に前記ドレインを疎通させる圧力弁を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の制御弁。

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