JP4698066B2 - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載空調装置等で使用される可変容量型圧縮機の容量制御を行う可変容量型圧縮機用制御弁に関し、特に、感圧ベローズとソレノイド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車載空調装置等で使用される可変容量型圧縮機としては、クランク室圧力に応じて斜板の傾斜角が可変設定されることにより吐出容量を変更する斜板式の可変容量型圧縮機がよく知られており、斜板式可変容量型圧縮機のクランク室圧力が制御されるものである。可変容量型圧縮機用制御弁は、斜板式可変容量型圧縮機のクランク室に吐出圧力を導入してクランク室圧力を制御する流量制御弁である。
【０００３】
可変容量型圧縮機用制御弁には、特開平９−２６８９７４号公報に示されているように、入口ポートと出口ポートとの間に弁ポートを形成した弁ハウジングと、前記弁ハウジング内に設けられて前記弁ポートの開度増減により流量制御を行う弁体と、前記弁体を開閉駆動する感圧ベローズおよびソレノイド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁が知られている。
【０００４】
電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁は、基本的には、感圧ベローズが圧縮機の吸入圧力に感応して伸縮することにより、弁体を開閉駆動して弁ポートの開度を増減してクランク室圧力を吸入圧力に応じて制御し、冷房負荷が大きい時にはソレノイド励磁手段の励磁により弁体を閉弁方向に偏倚させて弁ポートの開度を減少させ、クランク室圧力を吸入圧力に近付けて可変容量型圧縮機の吐出容量を増大させる制御を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁は、所期の目的を達成する制御を行うが、従来の電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁は、感圧ベローズとソレノイド励磁手段とが弁体の開閉方向に並べて配置されるため、大型化し、コンパクト設計を行うことが難しいと云う問題点がある。車載部品としての可変容量型圧縮機用制御弁のコンパクト化は重要な要件である。
また、このコンパクト化は、可変容量型圧縮機用制御弁の弁軸方向及びソレノイド励磁手段のコイルの径方向においても必要となるものである。
【０００６】
さらに、従来の電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁は、ソレノイド励磁手段の電気部品であるソレノイド組立体（電磁コイル部）が弁ハウジングにかしめ結合され、ソレノイド組立体を弁ハウジングに対して後付けできる構造になっておらず、組立作業性に欠け、ソレノイド組立体を制御弁の要求特性に応じて容易に交換したり、保守時にソレノイド組立体を容易に交換することができない。
【０００７】
本発明は、このような問題点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、コンパクト設計を行え、また、ソレノイド組立体を弁ハウジングに対して後付けでき、ソレノイド組立体の取付け、交換作業性が優れた構造の電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、入口ポートと出口ポートとの間に弁ポートが形成され、該弁ポートの開度増減により流量制御を行う弁体と、該弁体を開閉駆動する感圧ベローズおよびソレノイド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁であって、前記ソレノイド励磁手段は、ソレノイド組立体と、固定吸引子と、前記ソレノイド組立体の励磁により前記固定吸引子に吸着するプランジャとを具備し、該プランジャは、前記弁体に対向する外周部を該弁体に向けて延設した延長側面部を有するカップ状に形成され、該延長側面部にて前記弁体と連繋するとともに、前記延長側面部によって囲まれる内部が前記感圧ベローズを収容する収容部として形成されていることを特徴としている。
【０００９】
上述の如く構成された本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、プランジャに形成された収容部に感圧ベローズが収容され、プランジャ内に感圧ベローズが配置されることでコンパクト化を図ることができ、しかも、感圧ベローズをプランジャが受ける磁路にほとんど影響しない部分に配置させることで、可変容量型圧縮機用制御弁の横方向に対するコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例１を示している。可変容量型圧縮機用制御弁は全体を符合１０により示されている。可変容量型圧縮機用制御弁１０は弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１は、入口ポート１２と、出口ポート１３と、入口ポート１２と出口ポート１３との間に形成された弁室１４および弁ポート１５とを有している。
【００１２】
弁室１４には弁体１６が図１で見て上下方向（弁軸方向）に移動可能に設けられている。弁体１６は、大径の弁ランド部１７を有し、弁ランド部１７が弁ポート１５に離接することにより、弁ポート１５の開度を定量的に増減するようになっている。
【００１３】
弁ハウジング１１の一方の端部（上端部）には弁ガイド部材１８がかしめ結合されており、弁ガイド部材１８はガイド孔１９によって弁体１６の弁軸方向の移動を案内している。ガイド孔１９の底部と弁体１６の上端部との間には弁体１６を図１で見て下方、即ち閉弁方向へ付勢する閉弁ばね２０が設けられている。
【００１４】
弁ハウジング１１の他方の端部（下端部）にはＯリング２１、スペーサ２２を介してプランジャチューブ２３の一端部に形成された取付けフランジ部２３ａがかしめ固定結合されている。これにより、円筒状のプランジャチューブ２３は弁体１６と同心位置にて弁ハウジング１１に固定されている。プランジャチューブ２３の先端（他端部）にはソレノイド励磁手段２６の固定吸引子２４が溶接等により同心状態で固定されている。固定吸引子２４はプランジャチューブ２３の外径に等しい外径の円形横断面部材により構成され、プランジャチューブ２３の外周面と固定吸引子２４の外周面は同心状態で面一になっている。
【００１５】
弁ハウジング１１は他方の端部側に、プランジャチューブ２３の円筒部２３ｂと固定吸引子２４と共働して密閉構造のプランジャ収容・感圧室２５を画定している。プランジャ収容・感圧室２５にはソレノイド励磁手段２６のプランジャ２７が図１で見て上下方向（弁軸方向）に移動可能に設けられている。プランジャ２７はプランジャチューブ２３の円筒部２３ｂに摺動可能に係合しており、換言すれば、プランジャチューブ２３の円筒部２３ｂがプランジャ２７を軸線方向に摺動可能に収容している。
【００１６】
また、図示のように、弁ハウジング１１及び弁ガイド部材１８には、弁体１６の上端側と下端側との圧力を均圧にさせる均圧路５５ａ及び５５ｂが穿設されており、プランジャ収容・感圧室２５に流入する吸入圧力Ｐｓの冷媒ガスが、均圧路５５ａ及び５５ｂを介して弁ガイド部材１８の内部に流入される。
【００１７】
プランジャ２７は、内部に感圧ベローズ３０を収容する収容部（感圧ベローズ収容内筒部）２８が形成されたカップ形状をなし、先端側（上端側）に固定されたエンド部材２９にて弁体１６のステム部１６ａに当接している。弁体１６は、閉弁ばね２０のばね力によってステム部１６ａの先端をエンド部材２９に押し付けられており、プランジャ２７、エンド部材２９が降下移動することに応じて閉弁ばね２０のばね力によって閉弁移動し、プランジャ２７、エンド部材２９が上昇移動することにより、閉弁ばね２０のばね力に抗して開弁方向に移動する。なお、図示されているように、エンド部材２９が弁ハウジング１１の端面１１ａに当接している状態が最大開弁状態である。
【００１８】
感圧ベローズ収容内筒部２８内には感圧ベローズ３０が配置されている。感圧ベローズ３０は、金属製のベローズ本体３１と、ベローズ本体３１の両端に固定されてベローズ本体内部に真空室３２を画定するストッパ兼用のエンド部材３３およびエンド部材３４と、エンド部材３４に固定されたストッパ部材３５と、エンド部材３３と３４との間に設けられたベローズ内部ばね３６とにより構成され、外部圧力、即ち、感圧ベローズ収容内筒部２８の圧力と真空室３２との差圧に応じて弁体１６の弁軸方向に伸縮する。
【００１９】
感圧ベローズ３０の一方のエンド部材３３はプランジャ２７のエンド部材２９と係合しており、エンド部材３３と２９との間には圧縮コイルばね３７が設けられている。固定吸引子２４にはＯリング３８を介して気密状態でアジャストプラグ３９がねじ係合しており、アジャストプラグ３９には連結ロッド４０の一端が固定連結されている。連結ロッド４０は、プランジャ２７に形成された貫通孔２７ａを貫通して感圧ベローズ収容内筒部２８内に突出し、この突出端にて感圧ベローズ３０の他方のエンド部材３４に係合している。換言すれば、感圧ベローズ３０の他方のエンド部材３４が連結ロッド４０によってアジャストプラグ３９と接続されている。
【００２０】
アジャストプラグ３９には六角レンチ孔３９ａが形成され、六角レンチによってアジャストプラグ３９の固定吸引子２４に対するねじ係合位置を調節することができる。このアジャストプラグ３９の固定吸引子２４に対するねじ係合位置の調節により、感圧ベローズ３０の初期状態を調節できる。
【００２１】
また、弁ハウジング１１にはプランジャ収容・感圧室２５内に作動流体圧を導くための作動流体圧ポート５１が形成されており、エンド部材２９には作動流体圧を感圧ベローズ収容内筒部２８内に導くための貫通孔２９ａが貫通形成されている。
【００２２】
プランジャ２７に取り付けられた座板４１と固定吸引子２４との間には、プランジャ２７を固定吸引子２４より引き離す方向に付勢するプランジャばね４２が取り付けられている。
プランジャチューブ２３と固定吸引子２４の外側には、ソレノイド励磁手段２６の筒状のソレノイド組立体４３が、抜き差し可能に嵌合した状態で、弁ハウジング１１側にスペーサ４４を挟んでＣリング４５によって固定装着されている。
【００２３】
ソレノイド組立体４３は、カップ形状のソレノイドケース４６と、ソレノイドケース４６の開口端に固定されたリング状のエンドカバー４７と、ソレノイドケース４６内に設けられたコイルボビン４８と、コイルボビン４８に巻装された巻線部４９と、配線部５０とにより構成され、巻線部４９に対する通電により励磁し、プランジャばね４２のばね力に抗してプランジャ２７を固定吸引子２４に吸着あるいは接近させる。
【００２４】
可変容量型圧縮機用制御弁１０は、図１に示されているように、弁ハウジング１１を可変容量型圧縮機のケース１００に形成された弁装着孔１０１に嵌挿され、弁ハウジング１１の各ポート１２、１３、５１を気密分離するためのＯリング５２，５３、５４が各々装着されている。可変容量型圧縮機用制御弁１０は、ケース１００に対する取付けにより、入口ポート１２が吐出圧通路１０２に連通し、出口ポート１３がクランク室通路１０３に連通し、作動流体圧ポート５１が吸入圧通路１０４に連通する。なお、ソレノイド組立体４３は、放熱のために、弁装着孔１０１外にある。
つぎに、上述の構成による可変容量型圧縮機用制御弁１０の動作について説明する。
【００２５】
吸入圧通路１０４より作動流体圧ポート５１に可変容量型圧縮機の吸入圧が与えられ、感圧ベローズ収容内筒部２８内の感圧ベローズ３０に作用する吸入圧が上昇すると、感圧ベローズ３０が収縮し、これによってエンド部材２９、プランジャ２７がプランジャばね４２のばね力に抗して固定吸着子２４の側に移動し、この移動に伴って弁体１６が閉弁ばね２０のばね力により閉弁方向へ移動し、弁ポート１５の開度が減少する。これにより、可変容量型圧縮機の吐出流体がクランク室に導入される流量が低減し、クランク室圧が低下して可変容量型圧縮機の吐出容量が増大する。
【００２６】
これに対し、感圧ベローズ収容内筒部２８内の感圧ベローズ３０に作用する吸入圧が低下すると、感圧ベローズ３０が伸長し、これによってエンド部材２９、プランジャ２７がプランジャばね４２のばね力によって固定吸着子２４より離れる側に移動し、この移動に伴って弁体１６が押されるようにして閉弁ばね２０のばね力に抗して開弁方向へ移動し、弁ポート１５の開度が増大する。これにより、可変容量型圧縮機の吐出流体がクランク室に導入される流量が増大し、クランク室圧が上昇して可変容量型圧縮機の吐出容量が低減する。
【００２７】
ソレノイド組立体４３の巻線部４９に対して通電が行われると、巻線部４９が励磁し、プランジャ２７、エンド部材２９が、プランジャばね４２のばね力に抗して固定吸引子２４に吸着あるいは接近する。これにより、弁体１６が閉弁ばね２０のばね力により閉弁方向へ移動し、弁ポート１５の開度が減少し、可変容量型圧縮機の吐出流体がクランク室に導入される流量が低減し、これに伴いクランク室圧が低下して可変容量型圧縮機の吐出容量が増大する。
【００２８】
ソレノイド組立体４３の巻線部４９に対する通電が停止されると、巻線部４９が消磁し、プランジャ２７、エンド部材２９がプランジャばね４２のばね力によっても元の位置に戻り、弁体１６の開弁方向へ移動し、弁ポート１５の開度が増大し、可変容量型圧縮機の吐出流体がクランク室に導入される流量が増大し、これに伴いクランク室圧が上昇して可変容量型圧縮機の吐出容量が低減する。
【００２９】
上述したように、可変容量型圧縮機用制御弁１０は、プランジャ２７に形成された感圧ベローズ収容内筒部２８に感圧ベローズ３０を収容しているから、特に弁軸方向の寸法を小さくしてコンパクト化を図ることができる。また、アジャストプラグ３９によって感圧ベローズ３０の初期状態を調節し、可変容量型圧縮機用制御弁１０の制御特性を調節できる。また、筒状のソレノイド組立体４３がプランジャチューブ２３と固定吸引子２４の外側に抜き差し可能に嵌合した状態で固定装着されているから、ソレノイド組立体４３を弁ハウジング１１に対して後付けでき、ソレノイド組立体４３の取付け、交換を容易に行うことができる。
【００３０】
図２〜図５は本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例２〜５を示しており、図６は本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施の形態１を示し、図７は他の参考例６を示している。これらの参考例、及び実施形態においては、入口ポート１２がクランク室通路に連通し、出口ポート１３が吐出圧通路に連通し、作動流体圧ポート５１は吸入圧通路に連通するよう構成されている。なお、図２〜図７において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３１】
図２に示されている参考例２の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、閉弁ばね２０として、円筒状の圧縮コイルばねに代えて円錐状の圧縮コイルばねが用いられており、閉弁ばね２０は弁体１６と弁ハウジング１１との間に取り付けられている。
図３に示されている参考例３の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、弁ポート１５の開度調節を行う弁体１６が用いられており、該弁体１６はステム部１６ａを有している。
【００３２】
図４に示されている参考例４の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、弁ハウジング１１の上端部分にアジャストばねリテーナ５６がねじ係合しており、アジャストばねリテーナ５６と弁体１６との間に閉弁ばね２０が取り付けられている。また、アジャストばねリテーナ５６に六角レンチ孔を兼ねた入口ポート１２が貫通形成されている。
この参考例４では、アジャストばねリテーナ５６の弁ハウジング１１に対するねじ係合位置の調節により、閉弁ばね２０の設定ばね荷重を調節でき、これによって可変容量型圧縮機用制御弁１０の制御特性を調節できる。
【００３３】
図５に示されている参考例５の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、弁ハウジング１１の上端部分に圧入ばねリテーナ５７が固定位置を調節可能に圧入固定されており、圧入ばねリテーナ５７と弁体１６との間に閉弁ばね２０が取り付けられている。また、圧入ばねリテーナ５７には入口ポート１２が貫通形成されている。
この参考例５では、圧入ばねリテーナ５７の弁ハウジング１１に対する圧入固定位置の調節により、閉弁ばね２０の設定ばね荷重を調節でき、これによって可変容量型圧縮機用制御弁１０の制御特性を調節できる。
【００３４】
図６に示されている実施の形態１の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、カップ形状をなすプランジャ２７が、弁体１６側に向けてさらに延長される延長側面部２７ｂを有しており、その延長側面部２７ｂの内部に感圧ベローズ収容内筒部２８が形成され、この感圧ベローズ収容内筒部２８に感圧ベローズ３０が収容されている。また、延長側面部２７ｂには作動流体圧を感圧ベローズ収容内筒部２８に導くための貫通孔２７ｃが貫通形成されている。
【００３５】
この実施の形態１では、プランジャ２７内に感圧ベローズ３０が配置されるものの、この感圧ベローズ３０を固定吸引子２４側からステム部１６ａ側に移動させることにより、感圧ベローズ３０をプランジャ２７の内側であって、前記弁体１６のステム１６ａ側、つまり、感圧ベローズ３０をプランジャ２７が受ける磁路にほとんど影響しない部分に配置して巻線部４９の径を細くすることができ、これによって可変容量型圧縮機用制御弁１０の径方向（横方向）に関するコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
図７に示されている参考例６の可変容量型圧縮機用制御弁１０では、プランジャ２７の上端部分２７ｄに非磁性の有底円筒部材２７ｅが圧入固定されており、有底円筒部材２７ｅの内部に感圧ベローズ収容内筒部２８が形成されて感圧ベローズ３０が収容されている。換言すれば、前記実施の形態１と同様に、プランジャ２７内に感圧ベローズ３０が抱きかかえられるものの、感圧ベローズ３０がプランジャ２７の磁路にほとんど影響を与えない位置に配置されている。また、有底円筒部材２７ｅには作動流体圧を内部に導くための貫通孔２７ｆが形成されている。そして、有底円筒部材２７ｅの底面２７ｇは、エンド部材３３を介して感圧ベローズ３０を受けるとともに、ステム部１６ａに当接されている。
【００３７】
この参考例６では、プランジャ２７が磁性部分と非磁性部分とに分けられ、非磁性部分からなる有底円筒部材２７ｅの内部に感圧ベローズ３０が収容され、感圧ベローズ３０の圧力による変位は、この有底円筒部材２７ｅを介してプランジャ２７及びステム部１６ａに伝えられることにより、プランジャ２７の磁路に影響を与えることなく巻線部４９の径を細くすることができ、この場合にも可変容量型圧縮機用制御弁１０の径方向（横方向）に関するコンパクト化を図ることができる。
なお、実施の形態１及び参考例２〜６の可変容量型圧縮機用制御弁１０は、上述以外は参考例１のものと同様に構成されていることから、参考例１のものと同様な作用、効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁によれば、プランジャに形成された感圧ベローズを収容する収容部に感圧ベローズが配置されていることから、可変容量型圧縮機用制御弁のコンパクト化を図ることができ、さらに、感圧ベローズがプランジャの磁路に影響を与えない位置に配置されているので、可変容量型圧縮機用制御弁の弁軸方向及びソレノイド励磁手段の径方向に対して所望のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例１を示す断面図である。
【図２】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例２を示す断面図である。
【図３】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例３を示す断面図である。
【図４】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例４を示す断面図である。
【図５】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例５を示す断面図である。
【図６】 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の実施の形態１を示す断面図である。
【図７】 本発明に関連する可変容量型圧縮機用制御弁の参考例６を示す断面図である。
【符号の説明】
１０：可変容量型圧縮機用制御弁、１２：入口ポート、１３：出口ポート、１５：弁ポート、１６：弁体、２４：固定吸引子、２６：ソレノイド励磁手段、２７：プランジャ、２７ｂ：延長側面部、２８：収容部（感圧ベローズ収容内筒部）、３０：感圧ベローズ、４３：ソレノイド組立体

Claims (1)

1. 入口ポートと出口ポートとの間に弁ポートが形成され、該弁ポートの開度増減により流量制御を行う弁体と、該弁体を開閉駆動する感圧ベローズおよびソレノイド励磁手段とを有する電磁制御付きの可変容量型圧縮機用制御弁であって、
   前記ソレノイド励磁手段は、ソレノイド組立体と、固定吸引子と、前記ソレノイド組立体の励磁により前記固定吸引子に吸着するプランジャとを具備し、
   該プランジャは、前記弁体に対向する外周部を該弁体に向けて延設した延長側面部を有するカップ状に形成され、該延長側面部にて前記弁体と連繋するとともに、前記延長側面部によって囲まれる内部が前記感圧ベローズを収容する収容部として形成されていることを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。

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