JP4925800B2 - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents
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Description
本発明は、可変容量コンプレッサの制御弁に関する。 The present invention relates to a control valve for a variable displacement compressor.
従来、自動車用空調装置等の冷凍サイクルに用いられる可変容量コンプレッサの制御弁として、可変容量コンプレッサの吐出流路と制御圧室とを連通する導入側連通路の途中に設けられた高圧弁部と、吸入流路と当該制御圧室とを連通する排出側連通路の途中に設けられた低圧弁部とを備えて、高圧弁部および低圧弁部の連通開度を可変制御することにより制御圧室の圧力を変化させて斜板の角度を変化させるものが知られている。 Conventionally, as a control valve for a variable capacity compressor used in a refrigeration cycle such as an automotive air conditioner, a high pressure valve portion provided in the middle of an introduction side communication path that connects a discharge flow path of the variable capacity compressor and a control pressure chamber; A low-pressure valve portion provided in the middle of the discharge side communication passage that communicates the suction flow path and the control pressure chamber, and variably controls the communication opening degree of the high-pressure valve portion and the low-pressure valve portion. It is known to change the angle of the swash plate by changing the pressure of the chamber.
かかる構成では、ケース室(クランク室)を制御圧室として用いる場合が多く、その場合、制御圧(制御圧室の圧力)を高くすると斜板角度が小さくなって吐出容量が少なくなり、制御圧を低くすると斜板角度が大きくなって吐出容量が多くなる(例えば特許文献1)。
しかしながら、上記特許文献1に開示される制御弁では、高圧弁部としてのボール弁において、吐出圧が弁体を閉じる方向に作用するため、斜板角度を小さくして吐出容量を減らす制御を行う場合において、当該吐出圧によって高圧弁部が不本意に閉弁し、制御圧が低下して斜板角度が増大し、吐出容量が増大してしまう虞がある。 However, in the control valve disclosed in Patent Document 1, since the discharge pressure acts in the direction of closing the valve body in the ball valve as the high pressure valve portion, the control is performed to reduce the discharge capacity by reducing the swash plate angle. In such a case, the discharge pressure may cause the high pressure valve portion to close unintentionally, the control pressure may decrease, the swash plate angle may increase, and the discharge capacity may increase.
また、上記高圧弁部としてボール弁を有するものの他に、従来、高圧弁部としてのスプール弁に低圧弁部の弁体が一体化されているものがあるが、その場合には、高圧弁部でスリーブとスプールとのクリアランスにおいてリークが生じる分、冷房開始時等において、起動が遅くなるという問題があった。 In addition to the above-described ball valve as the high-pressure valve portion, there is a conventional one in which the valve body of the low-pressure valve portion is integrated with the spool valve as the high-pressure valve portion. As a result, there is a problem that the start-up is delayed at the start of cooling due to the occurrence of leakage in the clearance between the sleeve and the spool.
そこで、本発明は、吐出圧の増大によって高圧弁部が不本意に閉じて斜板角度が大きくなるのを抑制することができ、さらに起動性を向上させることが可能な可変容量コンプレッサの制御弁を得ることを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a control valve for a variable displacement compressor that can prevent the high-pressure valve portion from closing unintentionally due to an increase in discharge pressure and increase the swash plate angle, and further improve the startability. The purpose is to obtain.
請求項1の発明にあっては、可変容量コンプレッサ(2)の吐出流路(4)と制御圧室(3)とを連通する導入側連通路(6)の途中に設けられた高圧弁部(7)と、吸入流路(5)と当該制御圧室(3)とを連通する排出側連通路(8)の途中に設けられた低圧弁部(9)と、を備え、高圧弁部(7)および低圧弁部(9)の連通開度を可変制御することにより制御圧室(3)の圧力を変化させて斜板(2a)の角度を変化させる可変容量コンプレッサの制御弁において、前記高圧弁部(7)の高圧側弁体(7a)および前記低圧弁部(9)の低圧側弁体(9a)の進退位置を制御する位置制御手段(10)を備え、前記位置制御手段(10)によって前記高圧側弁体(7a)が一方側に配置されるほど高圧弁部(7)の連通開度が拡がるとともに、当該高圧側弁体(7a)に作用する吐出流路(4)側の圧力が減殺されるように構成され、前記位置制御手段(10)によって前記低圧側弁体(9a)が他方側に配置されるほど低圧弁部(9)の連通開度が拡がるように構成され、前記位置制御手段(10)によって前記低圧側弁体(9a)が前記他方側に配置されたときに前記高圧側弁体(7a)と低圧側弁体(9a)とが分離するように構成されたことを特徴とする。 In the first aspect of the invention, the high-pressure valve portion provided in the middle of the introduction side communication path (6) communicating the discharge flow path (4) of the variable capacity compressor (2) and the control pressure chamber (3). (7) and a low pressure valve section (9) provided in the middle of the discharge side communication path (8) communicating the suction flow path (5) and the control pressure chamber (3). (7) and a control valve for a variable displacement compressor that changes the angle of the swash plate (2a) by changing the pressure of the control pressure chamber (3) by variably controlling the communication opening of the low pressure valve section (9). Position control means (10) for controlling the advancing / retreating position of the high pressure side valve body (7a) of the high pressure valve section (7) and the low pressure side valve body (9a) of the low pressure valve section (9); As the high pressure side valve element (7a) is arranged on one side by (10), the communication opening degree of the high pressure valve part (7) is expanded. Both are configured such that the pressure on the discharge flow path (4) side acting on the high pressure side valve element (7a) is reduced, and the low pressure side valve element (9a) is moved to the other side by the position control means (10). The communication opening degree of the low-pressure valve part (9) is increased as it is arranged in the position, and the high-pressure valve body (9a) is arranged on the other side by the position control means (10). The side valve body (7a) and the low pressure side valve body (9a) are configured to be separated.
請求項2の発明にあっては、前記低圧弁部(9)は、前記位置制御手段(10)によって高圧側弁体(7a)および低圧側弁体(9a)が一方側に配置されたときに、全閉するように構成されたことを特徴とする。 In the invention of claim 2, when the high pressure side valve element (7a) and the low pressure side valve element (9a) are arranged on one side by the position control means (10), the low pressure valve part (9) is provided. Further, it is configured to be fully closed.
請求項3の発明にあっては、前記高圧側弁体(7a)および低圧側弁体(9a)のうち低圧側弁体(9a)のみを他方側に付勢する付勢手段(16)を備えることを特徴とする。 In the invention of claim 3, the urging means (16) for urging only the low pressure side valve element (9a) of the high pressure side valve element (7a) and the low pressure side valve element (9a) to the other side. It is characterized by providing.
請求項1の発明によれば、高圧側弁体に作用する吐出流路側の圧力が減殺されるように構成されているため、高圧弁部が開いた状態にあるときに、高圧側弁体に作用した吐出流路側の圧力によって高圧弁部が閉じて制御圧室の圧力が低下するのを抑制することができる。したがって、可変容量コンプレッサの斜板の角度が小さい状態で、不本意に高圧弁部の連通開度が狭くなったり閉じたりして制御圧室内の圧力が低下し斜板の角度が大きくなるのを抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the pressure on the discharge flow path side acting on the high pressure side valve element is reduced, when the high pressure valve portion is in the open state, It is possible to suppress the pressure of the control pressure chamber from being lowered due to the high pressure valve portion being closed due to the pressure on the discharge flow channel side that has acted. Therefore, in a state where the swash plate angle of the variable capacity compressor is small, the communication opening of the high-pressure valve part is unintentionally narrowed or closed, and the pressure in the control pressure chamber is lowered and the swash plate angle is increased. Can be suppressed.
そして、位置制御手段によって低圧側弁体が他方側に配置されたときに、高圧側弁体と低圧側弁体とが分離するため、高圧側弁体によって低圧側弁体が制約を受けることなく低圧弁部の連通開度を拡げることができる。したがって、可変容量コンプレッサの始動時において、より迅速に低圧弁部の連通開度を拡大して制御室圧内の圧力を低下させ、斜板の角度を大きくして、所要の吐出容量を確保しやすくなる。 And when the low pressure side valve element is arranged on the other side by the position control means, the high pressure side valve element is separated from the low pressure side valve element, so that the low pressure side valve element is not restricted by the high pressure side valve element. The communication opening degree of the low pressure valve part can be expanded. Therefore, when starting the variable displacement compressor, the communication opening of the low-pressure valve section is expanded more quickly to reduce the pressure in the control chamber pressure, and the swash plate angle is increased to ensure the required discharge capacity. It becomes easy.
さらには、高圧弁部による低圧側弁体の動作に対する制約が減る分、低圧弁部の閉時におけるリーク流量を減らすことができる。 Furthermore, since the restriction on the operation of the low pressure side valve element by the high pressure valve portion is reduced, the leak flow rate when the low pressure valve portion is closed can be reduced.
また、上記請求項1の発明によれば、高圧弁部と低圧弁部とが相互に分離可能に構成されているため、高圧側弁体に吐出流路側の圧力が一方側に作用していたとしても、高圧側弁体とは切り離して低圧側弁体を動作させることができるため、低圧弁部の連通開度をより迅速に大きくすることができ、切り換え応答性を向上することが可能となる。 Further, according to the first aspect of the present invention, the high pressure valve portion and the low pressure valve portion are configured to be separable from each other, and therefore the pressure on the discharge flow path side acts on one side of the high pressure side valve element. However, since the low-pressure side valve element can be operated separately from the high-pressure side valve element, the communication opening degree of the low-pressure valve part can be increased more quickly, and the switching responsiveness can be improved. Become.
請求項2の発明によれば、前記位置制御手段によって高圧側弁体および低圧側弁体が一方側に配置されたときに低圧弁部が全閉されるように構成したため、制御圧室の圧力を高圧状態に維持しやすくなるとともに、低圧弁部におけるリーク流量を減らすことができる分、エネルギロスを低減することができる。 According to the invention of claim 2, since the low pressure valve portion is fully closed when the high pressure side valve body and the low pressure side valve body are arranged on one side by the position control means, the pressure of the control pressure chamber Can be easily maintained in a high pressure state, and energy loss can be reduced by the amount that the leakage flow rate in the low pressure valve portion can be reduced.
また、低圧弁部を閉じる構成とした場合には、閉じない構成とした場合に比べて、低圧弁部における連通開度が確保しにくくなるが、本発明によれば、上述したように、高圧側弁体と低圧側弁体とが分離される構成とした分、低圧弁部における連通開度をより迅速に拡げることができ、低圧弁部が閉じた状態、すなわち制御圧室の圧力が高い状態から、低圧弁部が開いた状態、すなわち制御圧室の圧力が低い状態への切り替えをより迅速に行うことができて、制御応答性を向上することができる。 Further, when the low-pressure valve portion is configured to be closed, it is difficult to ensure the communication opening degree in the low-pressure valve portion as compared with the case where the low-pressure valve portion is not closed. Since the side valve body and the low pressure side valve body are separated, the communication opening degree in the low pressure valve section can be expanded more quickly, and the low pressure valve section is closed, that is, the pressure in the control pressure chamber is high. Switching from the state to the state in which the low pressure valve portion is open, that is, the state in which the pressure in the control pressure chamber is low, can be performed more quickly, and the control response can be improved.
請求項3の発明によれば、前記付勢手段によって高圧側弁体と低圧側弁体との分離をより迅速に行うことができるため、低圧弁部の連通開度をより迅速に拡大することができて、制御応答性を向上することができる。 According to the invention of claim 3, since the high pressure side valve body and the low pressure side valve body can be more quickly separated by the urging means, the communication opening degree of the low pressure valve portion can be expanded more quickly. Control responsiveness can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態にかかる可変容量コンプレッサおよび制御弁の装置構成の概略図、図2は、制御弁の縦断面図(中心軸を含む断面図)であって、高圧弁部が閉じていて低圧弁部が開いている状態を示す図、図3は、図2のA部の拡大図、図4は、図2のB部の拡大図、図5は、制御弁の縦断面図であって、高圧弁部が開いていて低圧弁部が閉じている状態を示す図、図6は、制御弁における可動部の位置と高圧弁部および低圧弁部の開口面積との相関関係を示すグラフである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the device configuration of a variable displacement compressor and a control valve according to the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view (a sectional view including a central axis) of the control valve, with a high-pressure valve portion closed. FIG. 3 is an enlarged view of part A in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view of part B in FIG. 2, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the control valve. FIG. 6 shows a state in which the high pressure valve portion is open and the low pressure valve portion is closed, and FIG. 6 shows a correlation between the position of the movable portion in the control valve and the opening areas of the high pressure valve portion and the low pressure valve portion. It is a graph.
図1に示すように、本実施形態にかかる制御弁1は、可変容量コンプレッサ2の吐出容量を変化させるべく斜板2aの傾斜角度を変化させる制御圧Pcを制御するものであって、一例としては、制御圧室としてのケース室3内の圧力(制御圧)Pcを制御するものである。この場合、ケース室3内の圧力Pcが低いほど、可変容量コンプレッサ2内のピストンに作用する圧力差が大きくなって吐出容量が増大し、逆にケース室3内の圧力が高いほど吐出容量が減少することになる。
As shown in FIG. 1, the control valve 1 according to the present embodiment controls a control pressure Pc that changes the inclination angle of the
制御圧Pcは、吐出流路4(例えば吐出ポート)における媒体の圧力(吐出圧)Pdと、吸入流路5(例えば吸入ポート)における媒体の圧力(吸入圧)Psとの中間圧として生成される。このために、制御弁1は、吐出流路4とケース室3とを連通する導入側連通路6の途中に設けられてその連通開度を可変制御する高圧弁部7と、吸入流路5とケース室3とを連通する排出側連通路8の途中に設けられてその連通開度を可変制御する低圧弁部9とを備えており、これらの連通開度の調整によって、制御圧Pcを生成するようになっている。かかる構成の場合、高圧弁部7における連通開度が大きいほど制御圧Pcは吐出圧Pdに近付いて高圧となる一方、低圧弁部9における連通開度が大きいほど制御圧Pcは吸入圧Psに近付いて低圧となる。また、高圧弁部7の連通開度と低圧弁部9の連通開度との双方を制御することによって、吐出流路4から吸入流路5への媒体の流出をなるべく抑えてエネルギロスを小さくしながら制御圧Pcを生成することが可能となる。
The control pressure Pc is generated as an intermediate pressure between the medium pressure (discharge pressure) Pd in the discharge flow path 4 (for example, the discharge port) and the medium pressure (suction pressure) Ps in the suction flow path 5 (for example, the intake port). The For this purpose, the control valve 1 is provided in the middle of the introduction-
また、本実施形態では、この制御圧Pcの生成に用いる媒体の流通経路(導入側連通路6および排出側連通路8を含む)をケース室3内の媒体循環経路としても利用しており、摺動部分の潤滑や冷却に役立てている。このため、ケース室3に臨む導入側連通路6の開口6aと排出側連通路8の開口8aとは相互に適宜に離間させて配置されるとともに、高圧弁部7から低圧弁部9に至るまでの媒体経路もある程度長くなっている。したがって、高圧弁部7におけるケース室3側の圧力Pc1は、低圧弁部9におけるケース室3側の圧力Pc2よりも僅かに高くなっている。
In the present embodiment, the medium circulation path (including the introduction
図2に示すように、制御弁1は、位置制御手段としてのソレノイドが内蔵されるソレノイド10と、高圧弁部7および低圧弁部9が内蔵される弁部11とを備えている。
As shown in FIG. 2, the control valve 1 includes a
弁部11において、高圧弁部7の弁体(高圧側弁体7a)と低圧弁部9の弁体(低圧側弁体9a)は、ソレノイドの可動部10aの進退方向に縦列配置されて相互に当接されるとともに、付勢手段としてのコイルスプリング14,16等によって可動部10aに押し付けられており、可動部10aの進退位置を可変することで、高圧側弁体7aおよび低圧側弁体9aの位置を可変させ、高圧弁部7および低圧弁部9の双方の連通開度を制御できるようになっている。本実施形態では、可動部10aに近い側に低圧側弁体9aを、遠い側に高圧側弁体7aを配置している。なお、以下の説明では、便宜上、図2〜図5中の矢印Xの指示方向を先端側、その逆側を基端側と称することにする。可動部10a、低圧側弁体9a、および高圧側弁体7aともに、X方向に沿って進退する。このX方向は、スリーブ12、スプール13、およびソレノイドの可動部10aの軸方向に沿っている。
In the
弁部11は、長手方向に断面円形の貫通孔12aが形成された略円筒状のスリーブ12を備えており、その貫通孔12a内に、適宜なクリアランスをもってスプール13が挿入され、貫通孔12a内でその長手方向に沿って進退可能となっている。
The
弁部11の先端側には、高圧弁部7が形成されている。ここで、図2および図3を参照しながら、この高圧弁部7の具体的な構成について説明する。
A high
スリーブ12の貫通孔12aの先端側には当該貫通孔12aより径が大きい有底円筒状の凹部12bが形成され、その凹部12bの開口12e側は蓋体12dによって塞がれている。
A bottomed cylindrical
一方、スプール13の先端部には、貫通孔12aよりも僅かに径外方向に張り出す傘状のポペット13aが形成されている。このポペット13aは凹部12b内に収容されている。図2および図3の状態では、ポペット13aの底面13bと凹部12bの底面12cとは相互に当接している。本実施形態では、このポペット13aが高圧弁部7の高圧側弁体7aに相当し、凹部12bの底面12cがそのシール面(着座面)に相当する。
On the other hand, an umbrella-shaped
ここで、蓋体12dとポペット13aとの間には付勢手段としてのコイルスプリング14が介装されており、ポペット13aは、このコイルスプリング14によってX方向基端側、すなわち高圧側弁体7aの閉弁方向に付勢されている。
Here, a
また、スリーブ12には、貫通孔12aの先端側の開口12eからX方向基端側に所定距離だけ離間した位置において、当該貫通孔12aと直交する横穴ポート12fが形成される一方、スプール13には、ポペット13aの底面13bからこの横穴ポート12fに対向する位置まで細く抉られた略一定の円形断面を有する細径部13cが形成されている。
Further, the
そして、図2,図3には図示しない導入側連通路6のケース室3側が蓋体12dに形成された貫通孔12gを介して凹部12b内に連通される一方、導入側連通路6の吐出流路4側が、横穴ポート12fに連通されている。よって、凹部12b内の圧力、すなわちポペット13aの背圧は制御圧(Pc1)となり、横穴ポート12fおよびスプール13の細径部13cに対応する間隙12h内の圧力は吐出圧Pdとなる。
2 and 3, the case chamber 3 side of the introduction side communication passage 6 (not shown) is communicated with the
ここで、スプール13の細径部13cのX方向先端側の端面には吐出圧Pdが当該X方向先端側に作用し、スプール13の細径部13cのX方向基端側の端面には吐出圧Pdが当該X方向先端側に作用する。したがって、スプール13に作用する吐出圧Pdは、スプール13の軸方向に減殺(相殺)される。
Here, the discharge pressure Pd acts on the end surface on the X direction front end side of the
上記構成で、スプール13がX方向先端側に移動して高圧側弁体7aとしてのポペット13aが着座面としての底面12cから離間すると、高圧弁部7が開いた状態となって導入側連通路6が連通することになる。この高圧弁部7による連通開度は、ポペット13aの底面12cからの離間距離に応じて拡がることになる。一方、スプール13がX方向で最も基端側に位置してポペット13aが底面12cに着座した状態は、高圧弁部7が閉じた状態に相当し、この状態では、導入側連通路6が遮断されるようになっている。かかる構成では、ポペット13aを底面12cに押し付けるなどして馴染ませることで、高圧弁部7におけるシール性を高めることができる。そして、ポペット13aのX方向位置、すなわち高圧弁部7の連通開度は、後述する位置制御手段としてのソレノイドによって制御されることになる。
With the above configuration, when the
弁部11の基端側には、低圧弁部9が形成されている。ここで、図2,図4および図5を参照しながら、この低圧弁部9の具体的な構成について説明する。
A low
スリーブ12には、横穴ポート12fからX方向基端側に所定距離だけ離間した位置において、貫通孔12aと直交する別の横穴ポート12iが形成される一方、スプール13には、当該横穴ポート12iと対向する位置から基端側の端部にかけて細く抉られた略一定の円形断面を有する細径部13dが形成されている。
The
なお、スプール13のうち横穴ポート12fと横穴ポート12iとの間に存在する区間(一般部13e)と貫通孔12aとのクリアランスは狭くして、横穴ポート12f,12i間の媒体の漏れが少なくなるようにしてある。
Note that the clearance between the through
また、スリーブ12の貫通孔12aより基端側には、当該貫通孔12aより径が大きい有底円筒状の凹部12jが形成されている。この凹部12jの側壁12kの先端側は、ソレノイド10の先端側に設けられた凹溝10b内に圧入されており、これにより、弁部11とソレノイド10とが結合されている。
Further, a bottomed
そして、凹部12j内には、低圧側弁体9aとしてのポペット15が配置されている。このポペット15には、略円筒状の凹部15aが形成されており、この凹部15a内にスプール13の細径部13dが緩挿されている。
And the
このポペット15のX方向先端側には、環状の突起15bが設けられており、図5に示すように、当該ポペット15がX方向の最も先端側に位置した状態では、突起15bは貫通孔12aの基端側の開口12mから当該貫通孔12a内に挿入されるとともに、突起15bの周囲の頂面15cと凹部12jの底面12nとが当接するようになっている。上述したように、本実施形態では、このポペット15が低圧弁部9の低圧側弁体9aに相当するとともに、凹部12jの底面12nがそのシール面(着座面)に相当する。
An
また、底面12nとポペット15との間には付勢手段としてのコイルスプリング16が介装されており、ポペット15は、このコイルスプリング16によってX方向基端側、すなわち低圧側弁体9aの開弁方向に付勢されている。
Further, a
そして、図2,図4および図5には図示しない排出側連通路8のケース室3側が横穴ポート12iに連通される一方、排出側連通路8の吸入流路5側が、側壁12kに形成された貫通孔12oを介して凹部12j内に連通されている。よって、凹部12j内の圧力、すなわちポペット15の背圧は吸入圧Psとなり、横穴ポート12iの圧力は制御圧(Pc2)となる。
2, 4 and 5, the case chamber 3 side of the discharge side communication passage 8 (not shown) is communicated with the
すなわち、本実施形態では、スプール13がX方向基端側に移動して低圧側弁体9aとしてのポペット15が着座面としての底面12nから離間すると、低圧弁部9が開いた状態となって排出側連通路8が連通することになる。この低圧弁部9による連通開度は、ポペット15の底面12nからの離間距離に応じて拡がることになる。一方、スプール13がX方向で最も先端側に位置してポペット15が底面12nに着座した状態は、低圧弁部9が閉じた状態に相当し、この状態では、排出側連通路8が遮断されるようになっている。かかる構成では、ポペット15を底面12nに押し付けるなどして馴染ませることで、低圧弁部9におけるシール性を高めることができる。そして、ポペット15のX方向の位置、すなわち低圧弁部9の連通開度は、後述する位置制御手段としてのソレノイドによって制御されることになる。
That is, in this embodiment, when the
ソレノイド10の可動部10aは、低圧側弁体9aとしてのポペット15の基端側に配置されている。
The
本実施形態では、可動部10aは、X方向先端側に位置する第1部材10cと基端側に位置する第2部材10dとをX方向に並べて相互に一体的に結合した形状となっている。第1部材10cには、先端側がすり鉢状に拡開するとともに基端側が略円筒状となる凹部10eが形成されており、この凹部10e内にポペット15が緩挿されている。このとき、ポペット15の底面15dが、凹部10eの底面10fに当接するようになっており、当該ポペット15は、コイルスプリング16によって第1部材10cに押し付けられている。凹部10eの内壁とポペット15の外壁とのクリアランスにより、ポペット15と可動部10aとの軸ずれを吸収できるようになっている。
In the present embodiment, the
第1部材10cの先端部にはフランジ部10gが形成されている。このフランジ部10gが、ソレノイド10のケーシング10hの先端側に形成された凹部10iの開口縁部に係止されることによって、可動部10aの基端側への移動が規制されている。
A
フランジ部10gの裏面10jと凹部10iの側壁に形成された段差部10kとの間には付勢手段としてのコイルスプリング17が介装されており、このコイルスプリング17により、可動部10aはX方向先端側に付勢されている。
A
また、凹部10iは、円環板状のダイヤフラム18によって隔絶されている。このダイヤフラム18の周縁部は、ケーシング10hにシールが確保された状態で装着される一方、ダイヤフラム18の中央部は第1部材10cと第2部材10dとでシールが確保された状態で挟持されている。
The recess 10 i is isolated by a ring-shaped
ここで、凹部10iは、フランジ部10gの表裏を貫通する通路10mを介して凹部12jと連通されているため、当該凹部10i内、すなわちダイヤフラム18の先端側の面(表面)に作用する圧力は吸入圧Psとなる。一方、ダイヤフラム18によるシールにより、当該ダイヤフラム18の基端側の面(裏面)に作用する圧力は大気圧となっている。したがって、吸入圧Psが所定値より増大するとダイヤフラム18に作用する差圧により、可動部10aが基端側に移動する。
Here, since the concave portion 10i communicates with the
また、可動部10aにはシャフト19が結合されており、このシャフト19は、基端側に配置された付勢手段としてのコイルスプリング20によって先端側へ付勢されている。
Further, a
上記構成で、コイル21に通電すると、可動部10a(第2部材10d)に対して基端側へ向かう吸引力が作用することになるが、コイル21への電流制御によって吸引力を調整することで、この吸引力と付勢手段としてのコイルスプリング14,16,17,20による付勢力とのバランスによって可動部10a、およびこれに当接する低圧側弁体9aとしてのポペット15、ならびに当該ポペット15に当接するスプール13に設けられる高圧側弁体7aとしてのポペット13aのX方向の位置が定まることになる。
With the above configuration, when the
ここで、コイル21への通電制御、あるいはダイヤフラム18に作用する吸入圧Psの上昇によって可動部10aが基端側に移動すると、付勢手段としてのコイルスプリング16の作用によって低圧側弁体9aとしてのポペット15も可動部10aに連動して基端側に移動し、さらに、付勢手段としてのコイルスプリング14の作用によってスプール13に設けられた高圧側弁体7aとしてのポペット13aも可動部10aに連動して基端側に移動することになる。
Here, when the
ただし、本実施形態では、ポペット13aが設けられるスプール13とポペット15とは結合されてなく、分離可能な構成となっているため、図2に示すように、高圧側弁体7aとしてのポペット13aが着座面としての底面12cに着座した以降は、スプール13からポペット15が分離して、低圧弁部9のみ連通開度が拡大することになる。
However, in the present embodiment, the
図6は、以上の構成を備える制御弁1における可動部10aのX方向の位置に対する高圧弁部7および低圧弁部9の連通開度を示している。この図6において、横軸は、可動部10aのX方向の位置を示しており、右側が基端側、左側が先端側となっている。また、縦軸は連通開度(開口面積)である。
FIG. 6 shows the communication opening degree of the high-
高圧弁部7の連通開度は、可動部10aの位置すなわちポペット13aの位置によって線形的に変化する。すなわち、可動部10aが最も先端側に位置する状態(図5)で高圧弁部7の連通開度は最大となり、可動部10aの位置が基端側に変化するにしたがって高圧弁部7の連通開度は線形的に減少し、高圧側弁体7aとしてのポペット13aが着座面としての底面12cに当接した時点で高圧弁部7が閉弁し、その連通開度は0となる。なお、高圧弁部7が閉弁すると、導入側連通路6を介してのケース室3内への媒体の供給が停止されるが、ピストン−シリンダ間のクリアランスからのリーク等によりケース室3内への媒体の供給を確保することができる。
The communication opening degree of the high-
低圧弁部9の連通開度も可動部10aの位置に応じて変化するが、可動部10aの位置に応じてその変化の仕方が異なっている。すなわち、まず、可動部10aが最も先端側に位置する状態では、低圧側弁体9aとしてのポペット15が着座面としての底面12nに当接して低圧弁部9は閉弁している。
The communication opening degree of the low-
可動部10aの位置が基端側に変化すると、ポペット15が底面12nから離間する。ポペット15が底面12nからさほど離間していない間は連通開度は線形的に変化する(領域1)。それ以降、ポペット15の底面12nからの離間距離が増大しても、突起15bが貫通孔12a内に挿入されている間は、低圧弁部9の連通開度については突起15bと貫通孔12aとのクリアランスが支配的となり、固定オリフィスに等価な状態となる。よって、この区間では、連通開度の変化がほぼ一定となる(領域2)。その後、突起15bが貫通孔12aから抜け出ると、ポペット15の底面12nからの離間距離に応じて低圧弁部9の連通開度が線形的に増大する(領域3)。そして、この領域3においては、上述したように、ポペット15すなわち低圧側弁体9aが、ポペット13aすなわち高圧側弁体7aを備えるスプール13より分離して離間するため(隙間G)、高圧弁部7が閉じて高圧側弁体7aの基端側への移動が規制されるのに拘わらず、低圧弁部9の連通開度を速やかに拡大することができる。
When the position of the
以上のように、本実施形態によれば、高圧側弁体7aとしてのポペット13aに対して作用する吐出圧Pdがスプール13のX方向基端側および先端側の双方に作用して減殺されるように構成されているため、従来のように、高圧弁部が開いた状態にあるときに、高圧側弁体に作用した吐出流路側の圧力Pdによって高圧弁部が閉じてケース室内の圧力が低下するのを抑制することができる。したがって、可変容量コンプレッサ2の斜板2aの角度が小さい状態で、高圧弁部7の連通開度が狭くなったり閉じたりしてケース室3内の圧力が低下し、斜板2aの角度が大きくなるのを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the discharge pressure Pd acting on the
すなわち、本実施形態によれば、斜板2aの角度を小さく維持して吐出容量が殆ど無い状態をより確実に得ることができるため、所謂クラッチレスシステム用の可変容量コンプレッサに適用するのに好適である。その場合、クラッチを用いてコンプレッサの回転を停止させるシステムに比べて、部品点数を減らして、装置構成を簡素化し、重量を低減できるという利点がある。
In other words, according to the present embodiment, the angle of the
そして、本実施形態によれば、位置制御手段としてのソレノイド10によって低圧側弁体9aとしてのポペット15が基端側に配置されたときに、高圧側弁体7aとしてのポペット13aと低圧側弁体9aとしてのポペット15とが分離するため、ポペット13aによってポペット15が制約を受けることなく低圧弁部9の連通開度を拡げることができる。したがって、可変容量コンプレッサ2の始動時において、より迅速に低圧弁部9の連通開度を拡大してケース室3内の制御圧Pcを低下させ、斜板2aの角度を大きくして、所要の吐出容量をより迅速に確保できるようになる。
And according to this embodiment, when the
また、高圧側弁体7aと低圧側弁体9aとが分離可能な構成であるため、高圧側弁体7aに対してX方向先端側に向けて吐出圧Pdが作用していたとしても、低圧側弁体9aのX方向基端側への動作に対しては支障が無い。
Further, since the high pressure
また、本実施形態によれば、位置制御手段としてのソレノイド10によって高圧側弁体7aとしてのポペット13aおよび低圧側弁体9aとしてのポペット15が先端側に配置されたときに低圧弁部9が全閉されるように構成したため、ケース室3の制御圧Pcを高圧状態に維持しやすくなるとともに、低圧弁部9におけるリーク流量を減らすことができる分、エネルギロスを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
また、低圧弁部9が閉じる構成としたため、閉じない構成に比べて低圧弁部9の閉弁状態における連通開度は当然小さくなるが、本実施形態によれば、高圧側弁体7aと低圧側弁体9aとが分離される構成とした分、これらが一体化されている場合に比べて低圧弁部9における連通開度をより迅速に拡げることができ、低圧弁部9が閉じた状態、すなわちケース室3の制御圧Pcが高い状態から、低圧弁部9が開いた状態、すなわちケース室3の制御圧Pcが低い状態への切り替えをより迅速に行うことができて、制御応答性を向上することができる。
Further, since the low-
さらに、本実施形態によれば、ポペット13aは付勢せずにポペット15のみを基端側に付勢するコイルスプリング17によって、ポペット13aとポペット15との分離をより迅速に行うことができるため、低圧弁部9の連通開度をより迅速に拡大することができて、制御応答性を向上することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ポペット弁をボール弁やニードル弁に変更してもよい。また、ソレノイドによる吸引力の方向や、吸引力を生じさせる構成、各弁部の構成、付勢手段の構成等も上記実施形態には限定されない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, the poppet valve may be changed to a ball valve or a needle valve. Further, the direction of the suction force by the solenoid, the configuration for generating the suction force, the configuration of each valve unit, the configuration of the urging means, and the like are not limited to the above embodiment.
1 制御弁
2 可変容量コンプレッサ
2a 斜板
3 ケース室
4 吐出流路
5 吸入流路
6 導入側連通路
7 高圧弁部
7a 高圧側弁体
8 排出側連通路
9 低圧弁部
9a 低圧側弁体
10 ソレノイド(位置制御手段)
11 弁部
12 スリーブ
13 スプール
13a ポペット(高圧側弁体)
16 コイルスプリング(付勢手段)
15 ポペット(低圧側弁体)
18 ダイヤフラム
Pc 制御圧
Pd 吐出圧(吐出側の圧力)
Ps 吸入圧(吸入側の圧力)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control valve 2
11
16 Coil spring (biasing means)
15 Poppet (Low pressure valve body)
18 Diaphragm Pc Control pressure Pd Discharge pressure (Discharge pressure)
Ps suction pressure (pressure on suction side)
Claims (3)
前記高圧弁部(7)の高圧側弁体(7a)および前記低圧弁部(9)の低圧側弁体(9a)の進退位置を制御する位置制御手段(10)を備え、
前記位置制御手段(10)によって前記高圧側弁体(7a)が一方側に配置されるほど高圧弁部(7)の連通開度が拡がるとともに、当該高圧側弁体(7a)に作用する吐出流路(4)側の圧力が減殺されるように構成され、
前記位置制御手段(10)によって前記低圧側弁体(9a)が他方側に配置されるほど低圧弁部(9)の連通開度が拡がるように構成され、
前記位置制御手段(10)によって前記低圧側弁体(9a)が前記他方側に配置されたときに前記高圧側弁体(7a)と低圧側弁体(9a)とが分離するように構成されたことを特徴とする可変容量コンプレッサの制御弁。 A high-pressure valve portion (7) provided in the middle of the introduction side communication passage (6) communicating the discharge flow passage (4) of the variable capacity compressor (2) and the control pressure chamber (3); and a suction flow passage (5 ) And the control pressure chamber (3) and a low pressure valve portion (9) provided in the middle of the discharge side communication passage (8), the high pressure valve portion (7) and the low pressure valve portion (9) In the control valve of the variable displacement compressor that changes the angle of the swash plate (2a) by changing the pressure of the control pressure chamber (3) by variably controlling the communication opening of
Position control means (10) for controlling the advancing and retracting positions of the high pressure side valve element (7a) of the high pressure valve part (7) and the low pressure side valve element (9a) of the low pressure valve part (9),
As the high pressure side valve element (7a) is arranged on one side by the position control means (10), the communication opening degree of the high pressure valve part (7) increases and the discharge acting on the high pressure side valve element (7a). Configured to reduce the pressure on the flow path (4) side,
The position control means (10) is configured such that the communication opening degree of the low-pressure valve part (9) increases as the low-pressure side valve element (9a) is arranged on the other side,
The high pressure side valve element (7a) and the low pressure side valve element (9a) are separated when the low pressure side valve element (9a) is arranged on the other side by the position control means (10). A control valve for a variable displacement compressor.
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