JP6500185B2 - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents

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Description

本発明は、可変容量圧縮機の吐出容量を制御する制御弁に関する。   The present invention relates to a control valve that controls the displacement of a variable displacement compressor.

自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器等を冷凍サイクルに配置して構成される。圧縮機としては、エンジンの回転数によらず一定の冷房能力が維持されるように、冷媒の吐出容量を可変できる可変容量圧縮機(単に「圧縮機」ともいう)が用いられている。この圧縮機は、エンジンによって駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結され、揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより冷媒の吐出量を調整する。揺動板の角度は、密閉された制御室内に吐出冷媒の一部を導入し、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で連続的に変えられる。この制御室内の圧力(以下「制御圧力」という)Pcは、例えば圧縮機の吐出室と制御室との間に設けられた制御弁により制御される。   In general, a vehicle air conditioner is configured by arranging a compressor, a condenser, an expansion device, an evaporator, and the like in a refrigeration cycle. As the compressor, a variable displacement compressor (also referred to simply as a “compressor”) capable of varying the discharge capacity of the refrigerant is used so that a constant cooling capacity is maintained regardless of the number of revolutions of the engine. In this compressor, a compression piston is connected to a rocking plate attached to a rotating shaft driven by an engine, and the discharge amount of refrigerant is adjusted by changing the stroke of the piston by changing the angle of the rocking plate Do. The angle of the rocking plate can be changed continuously by introducing a portion of the discharged refrigerant into the sealed control chamber and changing the balance of the pressure on both sides of the piston. The pressure in the control chamber (hereinafter referred to as "control pressure") Pc is controlled by, for example, a control valve provided between the discharge chamber of the compressor and the control chamber.

ところで、このような制御弁として、吐出室と制御室とを連通させる主通路に主弁を設ける一方、制御室と吸入室とを連通させる副通路に副弁を設け、それらの弁を単一のソレノイドにより駆動するものがある(例えば特許文献1参照)。この制御弁によれば、空調装置の定常運転時には副弁を閉じた状態で主弁の開度が調整される。それにより、上述のように制御圧力Pcを調整して圧縮機の吐出容量を制御することができる。一方、空調装置の起動時には主弁を閉じた状態で副弁が開かれ、それにより制御圧力Pcを速やかに低下させることで、圧縮機を比較的速やかに最大容量運転状態へ移行させるいわゆるブリード機能を発揮することができる。   By the way, as such a control valve, a main valve is provided in the main passage for communicating the discharge chamber with the control chamber, while a sub valve is provided in the auxiliary passage for communicating the control chamber with the suction chamber, There is one which is driven by a solenoid (see, for example, Patent Document 1). According to this control valve, the opening degree of the main valve is adjusted in a state in which the sub valve is closed during steady operation of the air conditioner. Thus, as described above, the control pressure Pc can be adjusted to control the displacement of the compressor. On the other hand, at the time of startup of the air conditioner, the auxiliary valve is opened with the main valve closed, whereby the control pressure Pc is reduced promptly to cause the compressor to transition to the maximum capacity operating state relatively quickly. Can be demonstrated.

特開2014−95463号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-95463

しかしながら、このような制御弁は一般に、ソレノイドへの通電制御にPWM(Pulse Width Modulation )方式が採用される。このため、後述のように、そのPWM制御の周波数に合わせて主弁体が微小振動しながらストロークする。そのため、主弁が寸開状態となったときに、その振幅により主弁体が主弁座を叩き、その反動で跳ね返る可能性がある。その主弁体の跳ね返りにより主弁の開度が大きくなると、圧縮機において意図しない吸入圧力の上昇を招く虞がある。   However, in such a control valve, generally, a PWM (Pulse Width Modulation) method is adopted for controlling energization of a solenoid. For this reason, as described later, the main valve body strokes while slightly vibrating in accordance with the frequency of the PWM control. Therefore, when the main valve is in the slightly open state, the main valve body may hit the main valve seat by its amplitude and may bounce back by its reaction. If the opening degree of the main valve is increased due to the return of the main valve body, there is a possibility that an unintended suction pressure may be increased in the compressor.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変容量圧縮機にPWM制御方式の制御弁を設置する場合に、意図しない吸入圧力の上昇を抑制することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to suppress an unintended increase in suction pressure when a control valve of a PWM control system is installed in a variable displacement compressor.

本発明のある態様は、吸入室に導入される冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、吐出室から制御室に導入する冷媒の流量、又は制御室から吸入室へ導出する冷媒の流量を調整することにより変化させる制御弁である。この制御弁は、吐出室と制御室とを連通させる主通路と、制御室と吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、主通路に設けられた主弁座と、主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、副通路に設けられた副弁座と、副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、主弁の閉弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、ソレノイドの駆動力を主弁体及び副弁体に伝達するための作動ロッドと、主弁に開弁方向の付勢力を付与するための第1の付勢部材と、副弁に閉弁方向の付勢力を付与するための第2の付勢部材と、を備える。ソレノイドは、PWM方式による通電制御がなされる。主弁が完全に閉じる前に、主弁と副弁とが同時に開く状態が存在する。   One aspect of the present invention compresses the refrigerant introduced into the suction chamber and discharges the discharge capacity of the variable displacement compressor from the discharge chamber from the discharge chamber to the flow rate of the refrigerant or from the control chamber to the suction chamber It is a control valve which changes by adjusting the flow rate of the refrigerant | coolant derived | led-out. The control valve includes a body having a main passage communicating the discharge chamber with the control chamber, a sub passage formed between the control chamber and the suction chamber, a main valve seat provided in the main passage, and a main valve. The main valve body that opens and closes the main valve by attaching and detaching to the seat, the auxiliary valve seat provided to the auxiliary passage, the auxiliary valve body that opens and closes the auxiliary valve by attaching to the auxiliary valve seat, and the closing direction of the main valve A solenoid for generating a driving force, an operating rod for transmitting the driving force of the solenoid to the main valve body and the auxiliary valve body, and a first biasing member for applying an urging force in the valve opening direction to the main valve And a second biasing member for applying a biasing force in the valve closing direction to the sub valve. The solenoid is subjected to energization control by the PWM method. Before the main valve completely closes, there is a state in which the main valve and the auxiliary valve open simultaneously.

この態様によると、主弁の寸開状態で副弁が開き易くなる。このため、仮に主弁体が跳ね返りにより主弁の開度を大きくしようとしても、副弁の開弁により制御室の圧力ひいては吸入室の圧力の上昇を抑えることができる。このような制御室の圧力の安定化が、結果的に主弁体の振動を吸収し、その跳ね返りそのものを抑制する。その結果、圧縮機における意図しない吸入圧力の上昇を抑制することができる。   According to this aspect, the auxiliary valve can be easily opened in the fully open state of the main valve. For this reason, even if it is intended to increase the degree of opening of the main valve by springbacking of the main valve, the pressure in the control chamber and hence the pressure in the suction chamber can be suppressed by opening the sub valve. Such stabilization of the pressure in the control chamber consequently absorbs the vibration of the main valve body and suppresses its rebound. As a result, an unintended increase in suction pressure in the compressor can be suppressed.

本発明によれば、可変容量圧縮機にPWM制御方式の制御弁を設置する場合に、意図しない吸入圧力の上昇を抑制することができる。   According to the present invention, when the control valve of the PWM control system is installed in the variable displacement compressor, it is possible to suppress an unintended increase in suction pressure.

第1実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of the control valve concerning a 1st embodiment. 図1の上半部に対応する部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view corresponding to the upper half part of FIG. 制御弁の動作を表す図である。It is a figure showing operation of a control valve. 制御弁の動作を表す図である。It is a figure showing operation of a control valve. 制御弁の動作を表す図である。It is a figure showing operation of a control valve. 制御弁の開弁特性を表す図である。It is a figure showing the valve-opening characteristic of a control valve. 第2実施形態に係る制御弁の開弁特性を表す図である。It is a figure showing the valve-opening characteristic of the control valve concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る制御弁の開弁特性を表す図である。It is a figure showing the valve-opening characteristic of the control valve concerning a 3rd embodiment.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for convenience, the positional relationship of each structure may be expressed as upper and lower based on the illustrated state.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁1は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される対象装置としての図示しない可変容量圧縮機(単に「圧縮機」という)の吐出容量を制御する電磁弁として構成されている。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器(外部熱交換器)にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。その揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより、冷媒の吐出量が調整される。制御弁1は、その圧縮機の吐出室から制御室へ導入する冷媒流量を制御することで揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。なお、本実施形態の制御室はクランク室からなるが、変形例においてはクランク室内又はクランク室外に別途設けられた圧力室であってもよい。
First Embodiment
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the control valve according to the first embodiment.
The control valve 1 is configured as a solenoid valve that controls the discharge capacity of a variable displacement compressor (not shown) (referred to simply as a “compressor”) as a target device installed in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner. The compressor compresses the refrigerant flowing in the refrigeration cycle to discharge it as a high-temperature, high-pressure gas refrigerant. The gas refrigerant is condensed in a condenser (external heat exchanger) and adiabatically expanded by an expansion device to become a low-temperature low-pressure mist refrigerant. The low-temperature low-pressure refrigerant evaporates in the evaporator, and the evaporation latent heat cools the passenger compartment air. The refrigerant evaporated by the evaporator is returned to the compressor again to circulate in the refrigeration cycle. The compressor has a rotating shaft rotationally driven by the engine of the automobile, and a piston for compression is connected to a rocking plate attached to the rotating shaft. By changing the angle of the rocking plate to change the stroke of the piston, the discharge amount of the refrigerant is adjusted. The control valve 1 controls the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber of the compressor to the control chamber, thereby changing the angle of the rocking plate and hence the discharge displacement of the compressor. In addition, although the control chamber of this embodiment consists of a crank chamber, in the modification, it may be a pressure chamber separately provided outside the crank chamber or the crank chamber.

制御弁1は、圧縮機の吸入圧力Ps(「被感知圧力」に該当する)を設定圧力に保つように、吐出室から制御室に導入する冷媒流量を制御するいわゆるPs感知弁として構成されている。制御弁1は、弁本体2とソレノイド3とを一体に組み付けて構成される。弁本体2は、圧縮機の運転時に吐出冷媒の一部を制御室へ導入するための冷媒通路を開閉する主弁と、圧縮機の起動時に制御室の冷媒を吸入室へ逃がすいわゆるブリード弁として機能する副弁とを含む。ソレノイド3は、主弁を開閉方向に駆動してその開度を調整し、制御室へ導入する冷媒流量を制御する。弁本体2は、段付円筒状のボディ5、ボディ5の内部に設けられた主弁および副弁、主弁の開度を調整するためにソレノイド力に対抗する力を発生するパワーエレメント6等を備えている。パワーエレメント6は、「感圧部」として機能する。   The control valve 1 is configured as a so-called Ps sensing valve that controls the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber to the control chamber so as to maintain the suction pressure Ps of the compressor (corresponding to "sensed pressure") at the set pressure. There is. The control valve 1 is configured by integrally assembling the valve body 2 and the solenoid 3. The valve body 2 is a main valve that opens and closes a refrigerant passage for introducing a part of the discharged refrigerant into the control chamber during operation of the compressor, and a so-called bleed valve for releasing the refrigerant in the control chamber to the suction chamber when the compressor is activated. And a functioning secondary valve. The solenoid 3 drives the main valve in the opening and closing direction to adjust its opening degree, and controls the flow rate of the refrigerant introduced into the control chamber. The valve body 2 includes a stepped cylindrical body 5, a main valve and a sub valve provided inside the body 5, a power element 6 that generates a force against the solenoid force to adjust the opening degree of the main valve, etc. Is equipped. The power element 6 functions as a "pressure sensing unit".

ボディ5には、その上端側からポート12,14,16が設けられている。ポート12は「吸入室連通ポート」として機能し、圧縮機の吸入室に連通する。ポート14は「制御室連通ポート」として機能し、圧縮機の制御室に連通する。ポート16は「吐出室連通ポート」として機能し、圧縮機の吐出室に連通する。ボディ5の上端開口部を閉じるように端部材13が固定されている。ボディ5の下端部はソレノイド3の上端部に連結されている。   The body 5 is provided with ports 12, 14, 16 from the upper end side. The port 12 functions as a "suction chamber communication port" and communicates with the suction chamber of the compressor. The port 14 functions as a "control chamber communication port" and communicates with the control chamber of the compressor. The port 16 functions as a "discharge chamber communication port" and communicates with the discharge chamber of the compressor. The end member 13 is fixed so as to close the upper end opening of the body 5. The lower end of the body 5 is connected to the upper end of the solenoid 3.

ボディ5内には、ポート16とポート14とを連通させる内部通路である主通路と、ポート14とポート12とを連通させる内部通路である副通路とが形成されている。主通路には主弁が設けられ、副通路には副弁が設けられる。すなわち、制御弁1は、一端側からパワーエレメント6、副弁、主弁、ソレノイド3が順に配置される構成を有する。主通路には主弁孔20と主弁座22が設けられる。副通路には副弁孔32と副弁座34が設けられる。   In the body 5, a main passage which is an internal passage for communicating the port 16 with the port 14 and a sub passage which is an internal passage for communicating the port 14 with the port 12 are formed. A main valve is provided in the main passage, and a sub valve is provided in the sub passage. That is, the control valve 1 has a configuration in which the power element 6, the auxiliary valve, the main valve, and the solenoid 3 are arranged in order from one end side. A main valve hole 20 and a main valve seat 22 are provided in the main passage. An auxiliary valve hole 32 and an auxiliary valve seat 34 are provided in the auxiliary passage.

ポート12は、ボディ5の上部に区画された作動室23と吸入室とを連通させる。パワーエレメント6は、作動室23に配置されている。ポート16は、吐出室から吐出圧力Pdの冷媒を導入する。ポート16と主弁孔20との間には主弁室24が設けられ、主弁が配置されている。ポート14は、圧縮機の定常動作時に主弁を経由して制御圧力Pcとなった冷媒を制御室へ向けて導出する一方、圧縮機の起動時には制御室から排出された制御圧力Pcの冷媒を導入する。ポート14と主弁孔20との間には副弁室26が設けられ、副弁が配置されている。副弁室26は「容量室」として機能する。ポート12は、圧縮機の定常動作時に吸入圧力Psの冷媒を導入する一方、圧縮機の起動時には副弁を経由して吸入圧力Psとなった冷媒を吸入室へ向けて導出する。   The port 12 brings the working chamber 23 partitioned at the top of the body 5 into communication with the suction chamber. The power element 6 is disposed in the working chamber 23. The port 16 introduces a refrigerant of discharge pressure Pd from the discharge chamber. A main valve chamber 24 is provided between the port 16 and the main valve hole 20, and a main valve is disposed. The port 14 guides the refrigerant, which has become the control pressure Pc via the main valve during steady operation of the compressor, toward the control chamber, while the refrigerant of the control pressure Pc discharged from the control chamber is activated when the compressor is started. Introduce. An auxiliary valve chamber 26 is provided between the port 14 and the main valve hole 20, and an auxiliary valve is disposed. The auxiliary valve chamber 26 functions as a "volume chamber". The port 12 introduces refrigerant of suction pressure Ps during steady operation of the compressor, and draws refrigerant of suction pressure Ps toward the suction chamber via the sub valve when the compressor is activated.

すなわち、主弁の開弁時には、ポート16が吐出室からの冷媒を導入するための「導入ポート」として機能するとともに、ポート14が制御室へ向けて冷媒を導出するための「導出ポート」として機能する。一方、副弁の開弁時には、ポート14が制御室からの冷媒を導入するための「導入ポート」として機能するとともに、ポート12が吸入室へ向けて冷媒を導出するための「導出ポート」として機能する。ポート14は、主弁および副弁の開閉状態に応じて冷媒を導入又は導出する「導入出ポート」として機能する。   That is, when the main valve is opened, the port 16 functions as an "introduction port" for introducing the refrigerant from the discharge chamber, and the port 14 as an "extraction port" for discharging the refrigerant toward the control chamber. Function. On the other hand, when the sub valve is opened, the port 14 functions as an "introduction port" for introducing the refrigerant from the control chamber, and the port 12 as an "extraction port" for discharging the refrigerant toward the suction chamber. Function. The port 14 functions as an “in / out port” for introducing or leading out the refrigerant depending on the open / close state of the main valve and the sub valve.

主弁室24と副弁室26との間に主弁孔20が設けられ、その下端開口端部に主弁座22が形成されている。ポート14と作動室23との間にはガイド孔25が設けられている。ボディ5の下部(主弁室24の主弁孔20とは反対側)にはガイド孔27が設けられている。ガイド孔27には、段付円筒状の弁駆動体29が摺動可能に挿通されている。   A main valve hole 20 is provided between the main valve chamber 24 and the sub valve chamber 26, and a main valve seat 22 is formed at the lower end opening end thereof. A guide hole 25 is provided between the port 14 and the working chamber 23. A guide hole 27 is provided in the lower portion of the body 5 (the side opposite to the main valve hole 20 of the main valve chamber 24). A stepped cylindrical valve drive body 29 is slidably inserted in the guide hole 27.

弁駆動体29の上半部が縮径し、主弁孔20を貫通しつつ内外を区画する区画部33となっている。弁駆動体29の中間部に形成された段部が、主弁座22に着脱して主弁を開閉する主弁体30となっている。主弁体30が主弁室24側から主弁座22に着脱することにより主弁を開閉し、吐出室から制御室へ流れる冷媒流量を調整する。区画部33の上部が上方に向かってテーパ状に拡径し、その上端開口部に副弁座34が構成されている。副弁座34は、弁駆動体29と共に変位する可動弁座として機能する。なお、本実施形態では、弁駆動体29と主弁体30とを区別しているが、弁駆動体29を「主弁体」として捉えてもよい。   The upper half portion of the valve driving body 29 is reduced in diameter to be a dividing portion 33 which divides the main valve hole 20 and divides the inside and the outside. A stepped portion formed at an intermediate portion of the valve drive body 29 is a main valve body 30 which is attached to and detached from the main valve seat 22 to open and close the main valve. The main valve body 30 is attached to and detached from the main valve seat 22 from the main valve chamber 24 side to open and close the main valve, and adjust the flow rate of the refrigerant flowing from the discharge chamber to the control chamber. The diameter of the upper portion of the partition 33 is tapered upward, and the sub valve seat 34 is formed at the upper end opening. The auxiliary valve seat 34 functions as a movable valve seat that is displaced together with the valve driver 29. In the present embodiment, the valve drive body 29 and the main valve body 30 are distinguished, but the valve drive body 29 may be regarded as a "main valve body".

一方、ガイド孔25には、円筒状の副弁体36が摺動可能に挿通されている。副弁体36の内部通路が副弁孔32となっている。この内部通路は、副弁の開弁により副弁室26と作動室23とを連通させる。副弁体36と副弁座34とは軸線方向に対向配置されている。副弁体36が副弁室26にて副弁座34に着脱することにより副弁を開閉する。   On the other hand, a cylindrical auxiliary valve body 36 is slidably inserted in the guide hole 25. An internal passage of the sub valve body 36 is a sub valve hole 32. The internal passage brings the auxiliary valve chamber 26 and the working chamber 23 into communication by opening the auxiliary valve. The sub valve body 36 and the sub valve seat 34 are disposed to face each other in the axial direction. The sub valve body 36 is attached to and detached from the sub valve seat 34 in the sub valve chamber 26 to open and close the sub valve.

また、ボディ5の軸線に沿って長尺状の作動ロッド38が設けられている。作動ロッド38の上端部は、副弁体36を貫通してパワーエレメント6と作動連結可能に接続される。作動ロッド38の下端部は、ソレノイド3の後述するプランジャ50に連結されている。作動ロッド38の上半部は弁駆動体29を貫通し、その上部が縮径されている。その縮径部には副弁体36が外挿され、圧入により固定されている。その縮径部の先端がパワーエレメント6に接続されている。   In addition, an elongated operating rod 38 is provided along the axis of the body 5. The upper end of the actuating rod 38 is operatively connected to the power element 6 through the secondary valve body 36. The lower end portion of the actuating rod 38 is connected to a plunger 50 described later of the solenoid 3. The upper half of the actuating rod 38 passes through the valve driver 29 and the upper portion thereof is reduced in diameter. The sub valve body 36 is extrapolated to the reduced diameter portion and fixed by press fitting. The tip of the reduced diameter portion is connected to the power element 6.

作動ロッド38の軸線方向中間部にはリング状のばね受け40が嵌着され、支持されている。弁駆動体29とばね受け40との間には、弁駆動体29を主弁および副弁の閉弁方向に付勢するスプリング42(「第2の付勢部材」として機能する)が介装されている。主弁の制御時には、スプリング42の弾性力によって弁駆動体29とばね受け40とが突っ張った状態となり、主弁体30と作動ロッド38とが一体に動作する。   A ring-shaped spring receiver 40 is fitted and supported at an axially intermediate portion of the actuating rod 38. Between the valve driver 29 and the spring receiver 40, a spring 42 (functioning as a "second biasing member") for biasing the valve driver 29 in the closing direction of the main valve and the sub valve is interposed. It is done. At the time of control of the main valve, the valve drive body 29 and the spring receiver 40 are in a stretched state by the elastic force of the spring 42, and the main valve body 30 and the operation rod 38 operate integrally.

パワーエレメント6は、吸入圧力Psを感知して変位するベローズ45を含み、そのベローズ45の変位によりソレノイド力に対抗する力を発生させる。この対抗力は、作動ロッド38および副弁体36を介して主弁体30にも伝達される。副弁体36が副弁座34に着座して副弁を閉じることにより、制御室から吸入室への冷媒のリリーフが遮断される。また、副弁体36が副弁座34から離間して副弁を開くことにより、制御室から吸入室への冷媒のリリーフが許容される。   The power element 6 includes a bellows 45 that senses and displaces the suction pressure Ps, and the displacement of the bellows 45 generates a force against the solenoid force. The counter force is also transmitted to the main valve body 30 via the actuating rod 38 and the auxiliary valve body 36. When the sub valve body 36 is seated on the sub valve seat 34 to close the sub valve, the relief of the refrigerant from the control chamber to the suction chamber is shut off. Further, by the sub valve body 36 being separated from the sub valve seat 34 and opening the sub valve, relief of the refrigerant from the control chamber to the suction chamber is permitted.

一方、ソレノイド3は、段付円筒状のコア46と、コア46の下端開口部を封止するように組み付けられた有底円筒状のスリーブ48と、スリーブ48に収容されてコア46と軸線方向に対向配置された段付円筒状のプランジャ50と、コア46およびスリーブ48に外挿された円筒状のボビン52と、ボビン52に巻回され、通電により磁気回路を生成する電磁コイル54と、電磁コイル54を外方から覆うように設けられる円筒状のケース56と、ケース56の下端開口部を封止するように設けられた端部材58と、ボビン52の下方にて端部材58に埋設された磁性材料からなるカラー60を備える。なお、コア46、ケース56およびカラー60がヨークを構成する。また、ボディ5、端部材13、コア46、ケース56および端部材58が制御弁1全体のボディを形成している。   On the other hand, the solenoid 3 has a stepped cylindrical core 46, a bottomed cylindrical sleeve 48 assembled so as to seal the lower end opening of the core 46, and the sleeve 48 housed in the axial direction of the core 46 A stepped cylindrical plunger 50 disposed opposite to each other, a cylindrical bobbin 52 externally fitted to the core 46 and the sleeve 48, and an electromagnetic coil 54 wound around the bobbin 52 and generating a magnetic circuit by energization. A cylindrical case 56 provided so as to cover the electromagnetic coil 54 from the outside, an end member 58 provided so as to seal the lower end opening of the case 56, and embedded in the end member 58 below the bobbin 52 And a collar 60 made of the magnetic material. The core 46, the case 56 and the collar 60 constitute a yoke. Further, the body 5, the end member 13, the core 46, the case 56 and the end member 58 form a body of the control valve 1 as a whole.

弁本体2とソレノイド3とは、ボディ5の下端部がコア46の上端開口部に圧入されることにより固定されている。コア46と弁駆動体29との間には作動室28が形成されている。一方、コア46の中央を軸線方向に貫通するように、作動ロッド38が挿通されている。作動室28は、弁駆動体29および副弁体36のそれぞれの内部通路を介して作動室23に連通する。このため、作動室28には作動室23の吸入圧力Psが導入される。この吸入圧力Psは、作動ロッド38とコア46との間隙により形成される連通路62を通ってスリーブ48の内部にも導かれる。   The valve body 2 and the solenoid 3 are fixed by pressing the lower end portion of the body 5 into the upper end opening portion of the core 46. An operating chamber 28 is formed between the core 46 and the valve driver 29. On the other hand, the actuating rod 38 is inserted so as to penetrate the center of the core 46 in the axial direction. The working chamber 28 communicates with the working chamber 23 via the internal passages of the valve driver 29 and the sub valve body 36, respectively. Therefore, the suction pressure Ps of the working chamber 23 is introduced into the working chamber 28. The suction pressure Ps is also led to the inside of the sleeve 48 through the communication passage 62 formed by the gap between the actuating rod 38 and the core 46.

コア46とプランジャ50との間には、両者を互いに離間させる方向に付勢するスプリング44(「第1の付勢部材」として機能する)が介装されている。スプリング44は、ソレノイド3のオフ時に主弁を開弁させるいわゆるオフばねとして機能する。作動ロッド38は、副弁体36およびプランジャ50のそれぞれに対して同軸状に接続されている。作動ロッド38は、その上部が副弁体36に圧入され、下端部がプランジャ50の上部に圧入されている。これら作動ロッド38、副弁体36およびプランジャ50は、主弁の制御時において弁駆動体29と一体変位する「可動部材」を構成する。   A spring 44 (functioning as a "first biasing member") is interposed between the core 46 and the plunger 50 to bias the two away from each other. The spring 44 functions as a so-called off spring which opens the main valve when the solenoid 3 is off. The actuating rod 38 is coaxially connected to each of the sub valve body 36 and the plunger 50. The upper portion of the actuating rod 38 is press-fitted to the sub valve body 36 and the lower end portion is press-fitted to the upper portion of the plunger 50. The actuating rod 38, the sub valve body 36 and the plunger 50 constitute a "movable member" which is integrally displaced with the valve driver 29 at the time of control of the main valve.

作動ロッド38は、コア46とプランジャ50との吸引力であるソレノイド力を、主弁体30および副弁体36に適宜伝達する。一方、作動ロッド38には、パワーエレメント6の伸縮作動による駆動力(「感圧駆動力」ともいう)がソレノイド力と対抗するように負荷される。すなわち、主弁の制御状態においては、ソレノイド力と感圧駆動力とにより調整された力が主弁体30に作用し、主弁の開度を適切に制御する。圧縮機の起動時には、ソレノイド力の大きさに応じて作動ロッド38がスプリング44の付勢力に抗してボディ5に対して相対変位し、主弁を閉じた後に副弁体36を押し上げて副弁を開弁させる。また、主弁の制御中であっても、吸入圧力Psが相当高まると、作動ロッド38がベローズ45の付勢力に抗してボディ5に対して相対変位し、主弁を閉じた後に副弁体36を押し上げて副弁を開弁させる。それによりブリード機能を発揮させる。   The actuating rod 38 appropriately transmits the solenoid force, which is the attraction between the core 46 and the plunger 50, to the main valve body 30 and the sub valve body 36. On the other hand, the operating rod 38 is loaded such that the driving force (also referred to as “pressure-sensitive driving force”) by the expansion and contraction operation of the power element 6 opposes the solenoid force. That is, in the control state of the main valve, a force adjusted by the solenoid force and the pressure-sensitive driving force acts on the main valve body 30, and the opening degree of the main valve is appropriately controlled. At startup of the compressor, the actuating rod 38 is displaced relative to the body 5 against the biasing force of the spring 44 according to the magnitude of the solenoid force, and after closing the main valve, the sub valve body 36 is pushed up to Open the valve. Further, even during control of the main valve, when the suction pressure Ps is considerably increased, the actuating rod 38 is displaced relative to the body 5 against the biasing force of the bellows 45, and after the main valve is closed, the sub valve The body 36 is pushed up to open the sub valve. The bleed function is thereby exhibited.

スリーブ48は非磁性材料からなる。プランジャ50の側面には軸線に平行な連通溝66が設けられ、プランジャ50の下部には内外を連通する連通孔68が設けられている。このような構成により、図示のようにプランジャ50が下死点に位置しても、吸入圧力Psがプランジャ50とスリーブ48との間隙を通って背圧室70に導かれる。   The sleeve 48 is made of nonmagnetic material. A communication groove 66 parallel to the axis is provided on the side surface of the plunger 50, and a communication hole 68 communicating the inside and the outside is provided on the lower portion of the plunger 50. With such a configuration, even when the plunger 50 is located at the bottom dead center as shown, the suction pressure Ps is guided to the back pressure chamber 70 through the gap between the plunger 50 and the sleeve 48.

ボビン52からは電磁コイル54につながる一対の接続端子72が延出し、それぞれ端部材58を貫通して外部に引き出されている。同図には説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。端部材58は、ケース56に内包されるソレノイド3内の構造物全体を下方から封止するように取り付けられている。端部材58は、耐食性を有する樹脂材のモールド成形(射出成形)により形成され、その樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙にも満たされている。このように樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙に樹脂材を満たすことで、電磁コイル54で発生した熱をケース56に伝達しやすくし、その放熱性能を高めている。端部材58からは接続端子72の先端部が引き出されており、図示しない外部電源に接続される。   A pair of connection terminals 72 connected to the electromagnetic coil 54 extend from the bobbin 52 and extend through the end members 58 and are drawn to the outside. Only one of the pair is shown in FIG. The end member 58 is attached so as to seal the entire structure in the solenoid 3 contained in the case 56 from below. The end member 58 is formed by molding (injection molding) of a resin material having corrosion resistance, and the resin material is also filled in the gap between the case 56 and the electromagnetic coil 54. Thus, the resin material fills the gap between the case 56 and the electromagnetic coil 54 with the resin material, so that the heat generated by the electromagnetic coil 54 can be easily transmitted to the case 56, and the heat dissipation performance thereof is enhanced. The tip of the connection terminal 72 is drawn out from the end member 58 and connected to an external power supply (not shown).

図2は、図1の上半部に対応する部分拡大断面図である。
弁駆動体29のガイド孔27との摺動面には、冷媒の流通を抑制するための複数の環状溝からなるラビリンスシール74が設けられている。ばね受け40は、いわゆるEリングからなり、作動ロッド38の中間部に形成された環状溝に嵌合するようにして支持され、作動室28内に配置されている。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of FIG.
A labyrinth seal 74 formed of a plurality of annular grooves for suppressing the flow of the refrigerant is provided on the sliding surface of the valve driver 29 with the guide hole 27. The spring receiver 40 is a so-called E-ring, is supported so as to fit in an annular groove formed in the middle of the actuating rod 38, and is disposed in the actuating chamber 28.

弁駆動体29の下半部は内径が拡径されており、スプリング42がその拡径部に収容されるように配置されている。このような構成により、スプリング42と弁駆動体29との当接ポイントが、ガイド孔27における摺動部の中央よりも主弁室24側に位置するため、弁駆動体29がいわゆるやじろべいのような態様でスプリング42に安定に支持される。その結果、主弁体30が開閉駆動されるときのぐらつきによるヒステリシスの発生を防止又は抑制することができる。   The lower half of the valve driver 29 has an enlarged inner diameter, and the spring 42 is disposed so as to be accommodated in the enlarged diameter portion. With such a configuration, the contact point between the spring 42 and the valve driving body 29 is located closer to the main valve chamber 24 than the center of the sliding portion in the guide hole 27, so the valve driving body 29 is Is stably supported by the spring 42 in the manner as described above. As a result, it is possible to prevent or suppress the generation of hysteresis due to wobble when the main valve body 30 is driven to open and close.

副弁体36は、その中央を軸線方向に貫通する挿通孔43を有する。作動ロッド38の上部は、その挿通孔43を貫通してパワーエレメント6まで延在している。副弁体36は、作動ロッド38における縮径部の基端である段部79に係止されることにより、作動ロッド38に対する位置決めがなされている。副弁体36における挿通孔43の周囲には、弁駆動体29の内部通路37と作動室23とを連通させるための複数の内部通路39が形成されている。内部通路39は、挿通孔43と平行に延在し、副弁体36を貫通している。副弁体36のガイド孔25との摺動面にはラビリンスシール75が設けられている。なお、作動ロッド38は、副弁体36が副弁座34に着座した図示の状態においては、ばね受け40の上面が弁駆動体29の下面から少なくとも所定間隔Lをあけて離間するように、段部79の位置が設定されている。所定間隔Lは、いわゆる「遊び」として機能する。   The sub valve body 36 has an insertion hole 43 axially penetrating the center thereof. The upper portion of the actuating rod 38 extends through the insertion hole 43 to the power element 6. The sub valve body 36 is positioned relative to the actuating rod 38 by being locked to the step 79 which is the proximal end of the reduced diameter portion of the actuating rod 38. A plurality of internal passages 39 for communicating the internal passage 37 of the valve drive body 29 with the working chamber 23 are formed around the insertion hole 43 in the sub valve body 36. The internal passage 39 extends in parallel with the insertion hole 43 and penetrates the sub valve body 36. A labyrinth seal 75 is provided on the sliding surface of the sub valve body 36 with the guide hole 25. In the illustrated state where the auxiliary valve body 36 is seated on the auxiliary valve seat 34, the actuating rod 38 is separated such that the upper surface of the spring receiver 40 is separated from the lower surface of the valve drive body 29 by at least a predetermined distance L. The position of the step 79 is set. The predetermined interval L functions as so-called "play".

ソレノイド力を大きくすると、作動ロッド38を主弁体30(弁駆動体29)に対して相対変位させて副弁体36を押し上げることもできる。それにより、副弁体36と副弁座34とを離間させて副弁を開くことができる。また、ばね受け40と弁駆動体29とを係合(当接)させた状態でソレノイド力を主弁体30に直接的に伝達することができ、主弁体30を主弁の閉弁方向に大きな力で押圧することができる。この構成は、弁駆動体29とガイド孔27との摺動部への異物の噛み込みにより主弁体30の作動がロックした場合に、それを解除するロック解除機構として機能する。   When the solenoid force is increased, the actuating rod 38 can be displaced relative to the main valve body 30 (valve driver 29) to push up the sub valve body 36. Thereby, the sub valve body 36 and the sub valve seat 34 can be separated to open the sub valve. Further, the solenoid force can be directly transmitted to the main valve body 30 in a state in which the spring receiver 40 and the valve drive body 29 are engaged (contact), and the main valve body 30 is closed in the main valve closing direction. Can be pressed with a large force. This configuration functions as an unlocking mechanism that unlocks the operation of the main valve body 30 due to the trapping of foreign matter in the sliding portion between the valve driver 29 and the guide hole 27.

主弁室24は、ボディ5と同軸状に設けられ、主弁孔20よりも大径の圧力室として構成される。このため、主弁とポート16との間には比較的大きな空間が形成され、主弁を開弁させたときに主通路を流れる冷媒の流量を十分に確保することができる。同様に、副弁室26もボディ5と同軸状に設けられ、主弁孔20よりも大径の圧力室として構成される。このため、副弁とポート14との間にも比較的大きな空間が形成される。そして図示のように、弁駆動体29の上端と副弁体36の下端との着脱部が、副弁室26の中央部に位置するように設定されている。つまり、副弁座34が常に副弁室26に位置するよう主弁体30の可動範囲が設定され、副弁室26にて副弁が開閉されるようになる。このため、副弁を開弁させたときに副通路を流れる冷媒の流量を十分に確保することができる。つまり、ブリード機能を効果的に発揮することができる。   The main valve chamber 24 is provided coaxially with the body 5 and configured as a pressure chamber having a diameter larger than that of the main valve hole 20. Therefore, a relatively large space is formed between the main valve and the port 16, and a sufficient flow rate of the refrigerant flowing through the main passage can be secured when the main valve is opened. Similarly, the sub valve chamber 26 is also provided coaxially with the body 5 and configured as a pressure chamber having a diameter larger than that of the main valve hole 20. For this reason, a relatively large space is also formed between the sub valve and the port 14. Then, as shown in the drawing, the attachment / detachment portion between the upper end of the valve drive body 29 and the lower end of the sub valve body 36 is set to be positioned at the central portion of the sub valve chamber 26. That is, the movable range of the main valve body 30 is set so that the sub valve seat 34 is always positioned in the sub valve chamber 26, and the sub valve is opened and closed in the sub valve chamber 26. Therefore, when the sub valve is opened, the flow rate of the refrigerant flowing through the sub passage can be sufficiently secured. That is, the bleeding function can be effectively exhibited.

パワーエレメント6は、ベローズ45の上端開口部を第1ストッパ82により閉止し、下端開口部を第2ストッパ84により閉止して構成されている。ベローズ45は「感圧部材」として機能し、第1ストッパ82および第2ストッパ84は、それぞれ「ベース部材」として機能する。第1ストッパ82は、端部材13により同軸状に支持されている。ストッパ82,84は、金属材をプレス成形して有底円筒状に構成されており、その開口端部に半径方向外向きに延出するフランジ部86を有する。ベローズ45は、蛇腹状の本体を有し、その本体の上端開口部が第1ストッパ82のフランジ部86に気密に溶接され、その本体の下端開口部が第2ストッパ84のフランジ部86に気密に溶接されている。ベローズ45の内部は密閉された基準圧力室Sとなっており、ベローズ45の内方には、第1ストッパ82と第2ストッパ84との間に、ベローズ45を伸長方向に付勢するスプリング88が介装されている。基準圧力室Sは、本実施形態では真空状態とされている。   The power element 6 is configured by closing the upper end opening of the bellows 45 with a first stopper 82 and closing the lower end opening with a second stopper 84. The bellows 45 functions as a "pressure-sensitive member", and the first stopper 82 and the second stopper 84 each function as a "base member". The first stopper 82 is coaxially supported by the end member 13. The stoppers 82 and 84 are formed into a bottomed cylindrical shape by press-forming a metal material, and have a flange portion 86 extending radially outward at the open end thereof. The bellows 45 has a bellows-like main body, and the upper end opening of the main body is airtightly welded to the flange 86 of the first stopper 82, and the lower end opening of the main body is airtight to the flange 86 of the second stopper 84 Are welded to. The inside of the bellows 45 is a sealed reference pressure chamber S, and a spring 88 urging the bellows 45 in the extension direction between the first stopper 82 and the second stopper 84 inward of the bellows 45. Is interspersed. The reference pressure chamber S is in a vacuum state in the present embodiment.

端部材13は、パワーエレメント6の固定端となっている。端部材13の下面中央には、下方に向けて支持部89が突設されている。その支持部89が、第1ストッパ82に同軸状に嵌合し、第1ストッパ82を上方から支持している。支持部89の先端が第1ストッパ82の底部を係止することにより、パワーエレメント6の上方への変位が規制されている。ボディ5への圧入量を調整することにより、パワーエレメント6の設定荷重(スプリング88の設定荷重)を調整できるようにされている。   The end member 13 is a fixed end of the power element 6. At the center of the lower surface of the end member 13, a support portion 89 protrudes downward. The support portion 89 is coaxially fitted to the first stopper 82 and supports the first stopper 82 from above. The distal end of the support portion 89 locks the bottom of the first stopper 82 to restrict the upward displacement of the power element 6. The set load of the power element 6 (set load of the spring 88) can be adjusted by adjusting the press-fit amount to the body 5.

第1ストッパ82の中央部がベローズ45の内方に向けて下方に延在し、第2ストッパ84の中央部がベローズ45の内方に向けて上方に延在し、それらがベローズ45の軸芯を形成している。作動ロッド38の上端部が第2ストッパ84に嵌合している。ベローズ45は、作動室23の吸入圧力Psと基準圧力室Sの基準圧力との差圧に応じて軸線方向(主弁および副弁の開閉方向)に伸長または収縮する。ベローズ45の変位に応じて主弁体30に開弁方向の駆動力が付与される。その差圧が大きくなっても、ベローズ45が所定量収縮すると、第2ストッパ84が第1ストッパ82に当接して係止されるため、その収縮は規制される。   The central portion of the first stopper 82 extends downward to the inward of the bellows 45, and the central portion of the second stopper 84 extends upward to the inward of the bellows 45, which are the axes of the bellows 45 It forms a core. The upper end of the actuating rod 38 is fitted to the second stopper 84. The bellows 45 extends or contracts in the axial direction (opening and closing directions of the main valve and the auxiliary valve) in accordance with the differential pressure between the suction pressure Ps of the working chamber 23 and the reference pressure of the reference pressure chamber S. According to the displacement of the bellows 45, a driving force in the valve opening direction is applied to the main valve body 30. Even if the differential pressure increases, when the bellows 45 is contracted by a predetermined amount, the second stopper 84 abuts on and is locked to the first stopper 82, so that the contraction is regulated.

本実施形態においては、ベローズ45の有効受圧径Aと、主弁体30の主弁における有効受圧径B(シール部径)と、弁駆動体29の摺動部径C(シール部径)と、副弁体36の摺動部径D(シール部径)とが等しく設定されている。なお、ここでいう「等しい」とは、完全に等しい概念はもちろん、ほぼ等しい(実質的に等しい)概念を含むとみなしてよい。このため、弁駆動体29とパワーエレメント6とが作動連結した状態においては、主弁体30と副弁体36との結合体に作用する吐出圧力Pd,制御圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響がキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体30は、パワーエレメント6が作動室23にて受ける吸入圧力Psに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁1は、いわゆるPs感知弁として機能する。   In the present embodiment, the effective pressure receiving diameter A of the bellows 45, the effective pressure receiving diameter B (seal portion diameter) of the main valve of the main valve body 30, and the sliding portion diameter C (seal portion diameter) of the valve driver 29. The sliding portion diameter D (seal portion diameter) of the sub valve body 36 is set to be equal. Here, "equal" may be regarded as including almost equal (substantially equal) concepts as well as completely equal concepts. For this reason, in the state where the valve driving body 29 and the power element 6 are operatively connected, the influence of the discharge pressure Pd, the control pressure Pc and the suction pressure Ps acting on the combined body of the main valve body 30 and the sub valve body 36 It is canceled. As a result, in the control state of the main valve, the main valve body 30 opens and closes based on the suction pressure Ps that the power element 6 receives in the working chamber 23. That is, the control valve 1 functions as a so-called Ps sensing valve.

本実施形態ではこのように、径B,C,Dを等しくするとともに、弁体(主弁体30および副弁体36)の内部通路を上下に貫通させることで、弁体に作用する圧力(Pd,Pc,Ps)の影響をキャンセルすることができる。つまり、副弁体36,弁駆動体29,作動ロッド38およびプランジャ50の結合体の前後(図では上下)の圧力を同じ圧力(吸入圧力Ps)とすることができ、それにより圧力キャンセルが実現される。これにより、ベローズ45の径に依存することなく各弁体の径を設定することもでき、設計自由度が高い。このため、変形例においては、径B,C,Dを等しくする一方、有効受圧径Aをこれらと異ならせてもよい。すなわち、ベローズ45の有効受圧径Aを、径B,C,Dより小さくしてもよいし、径B,C,Dより大きくしてもよい。   In this embodiment, while making the diameters B, C, and D equal as described above, the pressure acting on the valve body by vertically penetrating the internal passage of the valve body (the main valve body 30 and the sub valve body 36) The effects of Pd, Pc, Ps) can be canceled. That is, the pressure before and after (up and down in the figure) of the combination of the sub valve body 36, the valve drive body 29, the operating rod 38 and the plunger 50 can be made the same pressure (suction pressure Ps), thereby realizing pressure cancellation. Be done. Thereby, the diameter of each valve body can be set independently of the diameter of the bellows 45, and the design freedom is high. Therefore, in the modification, the diameters B, C, and D may be made equal, while the effective pressure receiving diameter A may be made different from these. That is, the effective pressure receiving diameter A of the bellows 45 may be smaller than the diameters B, C, D, or may be larger than the diameters B, C, D.

一方、本実施形態では、副弁体36の副弁におけるシール部径Eが、主弁体30の主弁におけるシール部径有効受圧径Bよりも小さくされ、制御圧力Pcと吸入圧力Psとの差圧(Pc−Ps)が弁駆動体29に対して副弁の開弁方向に作用する。このような受圧構造とスプリング42による付勢構造とが、差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となったときに副弁を開弁させる「差圧開弁機構」を実現している。   On the other hand, in the present embodiment, the seal portion diameter E in the sub valve of the sub valve body 36 is smaller than the seal portion diameter effective pressure receiving diameter B in the main valve of the main valve body 30, and the control pressure Pc and the suction pressure Ps The differential pressure (Pc−Ps) acts on the valve driver 29 in the valve opening direction of the sub valve. Such a pressure receiving structure and an urging structure by the spring 42 realize a “differential pressure opening mechanism” that opens the sub valve when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset. There is.

ボディ5の外周面において、ポート12とポート14との間にはOリング92が嵌着され、ポート14とポート16との間にはOリング94が嵌着されている。さらに、コア46の上端近傍の外周面にもOリング96が嵌着されている。これらのOリング92,94,96は、シール機能を有し、制御弁1が圧縮機の取付孔に取り付けられた際に冷媒の漏洩を規制する。   An O-ring 92 is fitted between the port 12 and the port 14 on the outer peripheral surface of the body 5, and an O-ring 94 is fitted between the port 14 and the port 16. Furthermore, an O-ring 96 is also fitted to the outer peripheral surface near the upper end of the core 46. These O-rings 92, 94, 96 have a sealing function, and restrict the refrigerant leakage when the control valve 1 is mounted in the mounting hole of the compressor.

次に、制御弁の動作について説明する。
本実施形態では、ソレノイド3への通電制御にPWM(Pulse Width Modulation )方式が採用される。このPWM制御は、所定のデューティ比に設定した400Hz程度のパルス電流を供給して制御を行うものであり、図示しない制御部により実行される。この制御部は、指定したデューティ比のパルス信号を出力するPWM出力部を有するが、その構成自体には公知のものが採用されるため、詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the control valve will be described.
In the present embodiment, a PWM (Pulse Width Modulation) method is adopted to control energization of the solenoid 3. The PWM control is performed by supplying a pulse current of about 400 Hz set to a predetermined duty ratio to perform control, and is executed by a control unit (not shown). Although this control unit has a PWM output unit for outputting a pulse signal of a designated duty ratio, a well-known one is adopted as the configuration itself, and therefore detailed description will be omitted.

図3〜図5は、制御弁の動作を表す図である。既に説明した図2は、制御弁の最小容量運転状態を示している。図3は、制御弁の起動時等にブリード機能を動作させたときの状態を示している。図4は、比較的安定した制御状態を示している。図5は、ソレノイド3のオフ時に制御圧力Pcが過大となったときの状態を示している。以下では図1に基づき、適宜図2〜図5を参照しつつ説明する。   3 to 5 are diagrams showing the operation of the control valve. FIG. 2 already described shows the minimum displacement operating state of the control valve. FIG. 3 shows a state in which the bleed function is operated at the time of activation of the control valve or the like. FIG. 4 shows a relatively stable control state. FIG. 5 shows a state when the control pressure Pc becomes excessive when the solenoid 3 is off. Below, based on FIG. 1, it demonstrates, referring FIGS. 2-5 suitably.

制御弁1においてソレノイド3が非通電(オフ)のとき、つまり自動車用空調装置が動作していないときには、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しない。一方、スプリング44の付勢力が、プランジャ50、作動ロッド38および副弁体36を介して弁駆動体29に伝達される。その結果、図2に示すように、主弁体30が主弁座22から離間して主弁が全開状態となる。このとき、副弁は閉弁状態を維持する。   When the solenoid 3 is not energized (turned off) in the control valve 1, that is, when the automotive air conditioner is not operating, no suction force acts between the core 46 and the plunger 50. On the other hand, the biasing force of the spring 44 is transmitted to the valve driver 29 through the plunger 50, the operating rod 38 and the sub valve body 36. As a result, as shown in FIG. 2, the main valve body 30 is separated from the main valve seat 22, and the main valve is fully opened. At this time, the sub valve maintains the closed state.

一方、自動車用空調装置の起動時にソレノイド3の電磁コイル54に起動電流が供給されると、図3に示すように、吸入圧力Psがその供給電流値により定まる開弁圧力(「副弁開弁圧力」ともいう)よりも高ければ、副弁が開弁する。すなわち、ソレノイド力がスプリング42の付勢力に打ち勝ち、副弁体36が一体的に押し上げられる。その結果、副弁体36が副弁座34から離間して副弁が開かれ、ブリード機能が有効に発揮される。この動作過程で主弁体30がスプリング42の付勢力により押し上げられ、主弁座22に着座する。その結果、主弁は閉弁状態となる。すなわち、主弁が閉じて制御室への吐出冷媒の導入を規制した後、副弁が開いて制御室内の冷媒を吸入室に速やかにリリーフさせる。その結果、圧縮機を速やかに起動させることができる。なお、「副弁開弁圧力」については、車両がおかれる環境下に応じて後述する設定圧力Psetが変化されると、それに応じて変化する。   On the other hand, when the activation current is supplied to the electromagnetic coil 54 of the solenoid 3 at the time of activation of the automotive air conditioning system, as shown in FIG. If the pressure is higher than “pressure”, the sub valve opens. That is, the solenoid force overcomes the biasing force of the spring 42, and the sub valve body 36 is integrally pushed up. As a result, the auxiliary valve body 36 is separated from the auxiliary valve seat 34, the auxiliary valve is opened, and the bleeding function is effectively exhibited. In this operation process, the main valve body 30 is pushed up by the biasing force of the spring 42 and is seated on the main valve seat 22. As a result, the main valve is closed. That is, after the main valve is closed to restrict the introduction of the discharge refrigerant into the control chamber, the sub valve is opened to quickly relieve the refrigerant in the control chamber to the suction chamber. As a result, the compressor can be started quickly. The “sub valve opening pressure” changes in accordance with a change in a set pressure Pset described later according to the environment where the vehicle is placed.

ソレノイド3に供給される電流値が主弁の制御電流値範囲にあるときには、吸入圧力Psが供給電流値により設定された設定圧力Psetとなるよう主弁の開度が自律的に調整される。この主弁の制御状態においては、図4に示すように、副弁体36が副弁座34に着座し、副弁は閉弁状態を維持する。一方、吸入圧力Psが比較的低いためにベローズ45が伸長し、主弁体30が動作して主弁の開度を調整する。このとき、主弁体30は、スプリング44による開弁方向の力と、閉弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Psに応じたパワーエレメント6による開弁方向の力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。   When the current value supplied to the solenoid 3 is within the control current value range of the main valve, the opening degree of the main valve is autonomously adjusted so that the suction pressure Ps becomes the set pressure Pset set by the supply current value. In the control state of the main valve, as shown in FIG. 4, the sub valve body 36 is seated on the sub valve seat 34, and the sub valve maintains the closed state. On the other hand, since the suction pressure Ps is relatively low, the bellows 45 extends, and the main valve body 30 operates to adjust the opening degree of the main valve. At this time, the main valve body 30 is at the valve lift position where the force in the valve opening direction by the spring 44, the solenoid force in the valve closing direction, and the force in the valve opening direction by the power element 6 according to the suction pressure Ps are balanced. Stop.

そして、例えば冷凍負荷が大きくなり吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも高くなると、ベローズ45が縮小するため、主弁体30が相対的に上方(閉弁方向)へ変位する。その結果、主弁の弁開度が小さくなり、圧縮機は吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが低下する方向に変化する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも低くなると、ベローズ45が伸長する。その結果、パワーエレメント6が主弁体30を開弁方向に付勢して主弁の弁開度が大きくなり、圧縮機は吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが設定圧力Psetに維持される。なお、吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも相当高くなると、その吸入圧力Psの高さによっては主弁が閉弁し、副弁が開くことも想定される。ただし、主弁が閉じた後に副弁が開くまでに圧力範囲(不感帯)があるため、主弁と副弁が不安定に開閉する等の事態は防止される。   Then, for example, when the refrigeration load becomes large and the suction pressure Ps becomes higher than the set pressure Pset, the bellows 45 shrinks, so the main valve body 30 is displaced relatively upward (valve closing direction). As a result, the valve opening degree of the main valve becomes smaller, and the compressor operates to increase the displacement. As a result, the suction pressure Ps changes in the decreasing direction. Conversely, when the refrigeration load decreases and the suction pressure Ps becomes lower than the set pressure Pset, the bellows 45 extends. As a result, the power element 6 biases the main valve body 30 in the valve opening direction to increase the valve opening degree of the main valve, and the compressor operates to reduce the displacement. As a result, the suction pressure Ps is maintained at the set pressure Pset. When the suction pressure Ps becomes considerably higher than the set pressure Pset, depending on the height of the suction pressure Ps, it is also assumed that the main valve closes and the sub valve opens. However, since there is a pressure range (dead zone) from the time the main valve is closed to the time the sub valve is opened, the situation where the main valve and the sub valve are opened and closed unstably is prevented.

このような定常制御が行われている間にエンジンの負荷が大きくなり、空調装置への負荷を低減させたい場合、制御弁1においてソレノイド3がオンからオフに切り替えられる。そうすると、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しなくなるため、スプリング44の付勢力により主弁体30が主弁座22から離間し、主弁が全開状態となる。このとき、基本的に副弁体36は副弁座34に着座しているため、副弁は閉弁状態となる。それにより、圧縮機の吐出室からポート16に導入された吐出圧力Pdの冷媒は、全開状態の主弁を通過し、ポート14から制御室へと流れることになる。したがって、制御圧力Pcが高くなり、圧縮機は最小容量運転を行うようになる。   When it is desired to reduce the load on the air conditioner while the steady control is being performed, the solenoid 3 is switched from on to off in the control valve 1. Then, since the suction force does not act between the core 46 and the plunger 50, the main valve body 30 is separated from the main valve seat 22 by the biasing force of the spring 44, and the main valve is fully opened. At this time, since the sub valve body 36 is basically seated on the sub valve seat 34, the sub valve is closed. As a result, the refrigerant of discharge pressure Pd introduced from the discharge chamber of the compressor to the port 16 passes through the fully opened main valve and flows from the port 14 to the control chamber. Therefore, the control pressure Pc becomes high, and the compressor performs the minimum capacity operation.

ただし、この最小容量運転への切り替えに際して差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となると、図5に示すように、差圧開弁機構が作動する。すなわち、差圧(Pc−Ps)による力がスプリング42の付勢力に打ち勝ち、弁駆動体29を下方へ押し下げて副弁を開弁させる。このため、制御圧力Pcの急上昇を防止又は抑制することができる。なお、設定差圧ΔPsetとしては、主弁の安定した制御中に弁駆動体29に作用し得る差圧(Pc−Ps)の最大値を超える値が設定されている。このため、主弁の制御中に副弁が開かれることは基本的にない。この差圧開弁機構による副弁の開弁は、主弁の開弁状態において実現されるものである点で、図3に示したソレノイド3による副弁の強制開弁機構とは異なる。   However, when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset at the time of switching to the minimum displacement operation, as shown in FIG. 5, the differential pressure opening mechanism operates. That is, the force due to the differential pressure (Pc-Ps) overcomes the biasing force of the spring 42 and pushes the valve driver 29 downward to open the sub valve. For this reason, it is possible to prevent or suppress the sudden increase of the control pressure Pc. As the set differential pressure ΔPset, a value exceeding the maximum value of the differential pressure (Pc−Ps) that can act on the valve drive body 29 during the stable control of the main valve is set. For this reason, the auxiliary valve is basically not opened during control of the main valve. The opening of the auxiliary valve by the differential pressure opening mechanism is different from the forced opening mechanism of the auxiliary valve by the solenoid 3 shown in FIG. 3 in that the opening of the auxiliary valve is realized when the main valve is opened.

なお、本実施形態では、主弁体30と副弁座34とを弁駆動体29に対して一体に設けたため、差圧開弁機構の作動により副弁が開く一方で主弁の開度も増加する。しかも、主弁のシール部径のほうが副弁のシール部径のほうが大きい。このため、単に主弁と副弁との開度の大きさのみに着目すると、差圧開弁機構による効果を期待するのは難しいとの見方もある。しかしながら、圧縮機には通常、当該制御弁1の副弁とは別に、制御室と吸入室とを連通するオリフィス(「漏洩用オリフィス」ともいう)が設けられ、制御室内の冷媒を吸入室側へ常に漏洩させている。この漏洩用オリフィスおよび差圧開弁機構の各機能の相乗効果により、トータルとして制御圧力Pcの上昇を抑えることが可能となっている。なお、後述のように、変形例においては主弁体と副弁座とを別体とし、差圧開弁機構による効果が直接的に得られるようにしてもよい。   In the present embodiment, since the main valve body 30 and the sub valve seat 34 are integrally provided with respect to the valve drive body 29, while the sub valve is opened by the operation of the differential pressure valve opening mechanism, the opening degree of the main valve is also To increase. Moreover, the seal portion diameter of the main valve is larger than the seal portion diameter of the sub valve. For this reason, there is also a view that it is difficult to expect the effect of the differential pressure valve-opening mechanism when focusing only on the magnitude of the opening degree of the main valve and the sub-valve. However, the compressor is generally provided with an orifice (also referred to as "a leak orifice") for communicating the control chamber and the suction chamber separately from the sub valve of the control valve 1, and the refrigerant in the control chamber is taken to the suction chamber side. Always leak. The synergetic effect of the functions of the leakage orifice and the differential pressure valve opening mechanism makes it possible to suppress the increase in the control pressure Pc as a whole. As described later, in the modification, the main valve body and the auxiliary valve seat may be separately provided, so that the effect of the differential pressure valve opening mechanism may be directly obtained.

図6は、制御弁1の開弁特性を表す図である。(A)は副弁の開弁特性を表し、横軸は副弁ストローク(副弁座34からの副弁体36のリフト量)を示し、縦軸は副弁の開口面積を示す。(B)は副弁の開弁特性を表し、横軸は吸入圧力Psを示し、縦軸は副弁ストロークを示す。(C)は主弁および副弁の開弁特性を表し、横軸は吸入圧力Psを示し、縦軸は各弁の開口面積を示す。なお、供給電流値を一定とした場合、吸入圧力Psが低くなるほどソレノイド3の磁気ギャップは大きくなり、吸入圧力Psが高くなるほど磁気ギャップは小さくなる。   FIG. 6 is a view showing the valve opening characteristic of the control valve 1. (A) shows the valve opening characteristic of the auxiliary valve, the horizontal axis shows the auxiliary valve stroke (lift of the auxiliary valve body 36 from the auxiliary valve seat 34), and the vertical axis shows the opening area of the auxiliary valve. (B) shows the valve opening characteristic of the sub valve, the horizontal axis shows the suction pressure Ps, and the vertical axis shows the sub valve stroke. (C) shows the valve opening characteristics of the main valve and the secondary valve, the horizontal axis shows the suction pressure Ps, and the vertical axis shows the opening area of each valve. When the supplied current value is constant, the magnetic gap of the solenoid 3 increases as the suction pressure Ps decreases, and the magnetic gap decreases as the suction pressure Ps increases.

図6(A)に示すように、副弁の開口面積の変化量が、副弁が開き始めの領域、つまりストロークが小さい領域では小さく、所定のストロークに達した後に大きくなるように設定されている。これは、図3等に示したように、副弁座34と副弁体36との当接面を軸線に対して傾斜させてテーパ状にしたことによる。このような構成により、仮に主弁の制御中に副弁が寸開したとしても、その制御への影響を小さくすることができる。すなわち、本実施形態ではPWM制御を採用するため、その振動により副弁が開く可能性がある。例えば、主弁の寸開時に主弁体30が主弁座22を叩くようなことがあると、その衝撃で副弁が開く可能性がある。特にスプリング42の荷重を小さめに設定した場合にその可能性が高い。そのような場合に副弁が寸開しても、主弁の制御に実質的に影響を与えないようにしたものである。   As shown in FIG. 6A, the amount of change in the opening area of the sub valve is set to be small after the sub valve starts to open, that is, in a small stroke area, and to increase after reaching a predetermined stroke. There is. This is because, as shown in FIG. 3 and the like, the contact surface between the sub valve seat 34 and the sub valve body 36 is tapered with respect to the axis. With such a configuration, even if the auxiliary valve is slightly opened during control of the main valve, the influence on the control can be reduced. That is, since PWM control is adopted in the present embodiment, there is a possibility that the auxiliary valve may open due to the vibration. For example, if the main valve body 30 strikes the main valve seat 22 when the main valve is fully opened, the impact may open the sub valve. This possibility is particularly high when the load of the spring 42 is set smaller. In such a case, even if the auxiliary valve is slightly opened, the control of the main valve is not substantially affected.

一方、図6(B)に示すように、吸入圧力Psに対して副弁ストロークがリニアに(比例的に)変化するように設定している。このようにすることで、図6(C)に示すように、吸入圧力Psが上昇してある値を超えたときに副弁が大きく開くようにしている。それにより、吸入圧力Psが高い状態においてブリード機能が速やかに発揮され、空調機能が効率的に得られるようにしている。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, the auxiliary valve stroke is set to change linearly (proportionally) with respect to the suction pressure Ps. By doing this, as shown in FIG. 6 (C), when the suction pressure Ps rises and exceeds a certain value, the auxiliary valve is made to largely open. As a result, the bleed function is promptly exhibited in the state where the suction pressure Ps is high, and the air conditioning function is efficiently obtained.

以上に説明したように、本実施形態では、ソレノイド3のオフにより制御圧力Pcと吸入圧力Psとの差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となると、差圧開弁機構が作動して副弁が開かれる。それにより、制御圧力Pcが上昇し過ぎることを防止又は抑制でき、冷媒が圧縮機内部のシール部から外部へ漏れるなどの問題を回避することができる。   As described above, in the present embodiment, when the differential pressure (Pc−Ps) between the control pressure Pc and the suction pressure Ps becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset by turning off the solenoid 3, the differential pressure valve opening mechanism operates. The secondary valve is opened. As a result, it is possible to prevent or suppress the control pressure Pc from rising excessively, and to avoid problems such as the refrigerant leaking from the seal portion inside the compressor to the outside.

また、本実施形態では、副弁が開き始めの領域において副弁の開口面積の変化量が小さくなるようにしたため、仮に主弁の制御中に副弁が開弁するようなことがあったとしても、主弁の制御に影響が及ぶことはない。なお、このように「副弁の開弁により主弁の制御性能に影響を与えないようにする」ことをメインの課題とする場合には、上述した差圧開弁機構を必須としなくてもよい。   Further, in the present embodiment, the amount of change in the opening area of the auxiliary valve is reduced in the region where the auxiliary valve starts to open, so it may be assumed that the auxiliary valve is opened during control of the main valve. Also, the control of the main valve is not affected. When the main task is to "do not affect the control performance of the main valve by opening the sub valve" as described above, the above-described differential pressure valve opening mechanism is not essential. Good.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態に係る制御弁の開弁特性を表す図である。(A)は副弁の開弁特性を表し、横軸は副弁ストロークを示し、縦軸は副弁の開口面積を示す。(B)は副弁の開弁特性を表し、横軸は吸入圧力Psを示し、縦軸は副弁ストロークを示す。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
Second Embodiment
FIG. 7 is a view showing the valve opening characteristic of the control valve according to the second embodiment. (A) shows the valve opening characteristic of the auxiliary valve, the horizontal axis shows the auxiliary valve stroke, and the vertical axis shows the opening area of the auxiliary valve. (B) shows the valve opening characteristic of the sub valve, the horizontal axis shows the suction pressure Ps, and the vertical axis shows the sub valve stroke. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施形態は、副弁の開弁特性が第1実施形態とは異なる。すなわち、図7(A)に示すように、副弁の開口面積の変化量が、副弁が開き始めから全開状態に到るまでリニアに(比例的に)変化するように設定されている。この設定は、例えば図3等において、副弁座34と副弁体36との当接面を軸線に対して直角な平面とすることで実現できる。   The present embodiment differs from the first embodiment in the valve opening characteristic of the sub valve. That is, as shown in FIG. 7A, the change amount of the opening area of the sub valve is set to change linearly (proportionally) from the start of opening of the sub valve to reaching the fully open state. This setting can be realized, for example, by making the contact surface between the sub valve seat 34 and the sub valve body 36 a plane perpendicular to the axis in FIG.

一方、図7(B)に示すように、副弁の開度が吸入圧力Psが高くなるにしたがって徐々に大きくなり、予め定める全開圧力を境に急峻に全開状態へ変化するように開弁特性が設定されている。このような開弁特性は、ソレノイド3の吸引力特性とパワーエレメント6の駆動力特性(荷重特性)との関係により設定することができる。具体的には、吸入圧力Psに応じて変化するソレノイド3の磁気ギャップに対する特性として、ソレノイド3の吸引力特性の傾きを、全開圧力を境にパワーエレメント6の駆動力特性の傾きよりも大きく設定することにより、上記開弁特性が実現することができる。なお、変形例においては、副弁の開弁特性として、例えば図6(A)に示す特性と図7(B)に示す特性とを併せ持つように設定してもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 7 (B), the opening degree of the sub valve gradually increases as the suction pressure Ps becomes higher, and the valve opening characteristic is changed so that it suddenly changes to a fully open state at a predetermined full open pressure. Is set. Such valve opening characteristics can be set by the relationship between the suction force characteristics of the solenoid 3 and the driving force characteristics (load characteristics) of the power element 6. Specifically, as a characteristic for the magnetic gap of the solenoid 3 which changes according to the suction pressure Ps, the inclination of the attraction force characteristic of the solenoid 3 is set larger than the inclination of the drive force characteristic of the power element 6 at the full open pressure. By doing this, the above-mentioned valve opening characteristic can be realized. In the modification, as the valve opening characteristic of the sub valve, for example, the characteristic shown in FIG. 6A and the characteristic shown in FIG. 7B may be set.

本実施形態および変形例によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1実施形態と同様に、「副弁の開弁により主弁の制御性能に影響を与えないようにする」という課題に対処することができる。   The same effect as that of the first embodiment can be obtained also by the present embodiment and the modification. Further, as in the first embodiment, the problem of "preventing the control performance of the main valve from being opened by the sub valve" can be addressed.

[第3実施形態]
図8は、第3実施形態に係る制御弁の開弁特性を表す図である。(A)は本実施形態の開弁特性を表し、(B)は比較例の開弁特性を示す。各図の上段は主弁と副弁の双方が閉じる不感帯の設定を示し、下段はその設定による各弁の開閉状態を示す。各図において、横軸は吸入圧力Psを示し、縦軸は弁ストロークを示す。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
Third Embodiment
FIG. 8 is a view showing the valve opening characteristic of the control valve according to the third embodiment. (A) shows the valve opening characteristic of this embodiment, (B) shows the valve opening characteristic of a comparative example. The upper part of each drawing shows the setting of the dead zone in which both the main valve and the auxiliary valve are closed, and the lower part shows the open / close state of each valve according to the setting. In each figure, the horizontal axis indicates the suction pressure Ps, and the vertical axis indicates the valve stroke. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施形態では、主弁が閉じた後に副弁が開くまでに双方の弁が閉じる状態である「不感帯」を小さく設定し、主弁体30の主弁座22に対する跳ね返りを抑制する。すなわち、上述したPWM制御がなされる制御弁では、その周波数(例えば400Hz程度)に合わせて主弁体30が微小振動しながらストロークする。このため、図8(B)に示す比較例のように不感帯を大きく設定すると(図8(B)上段)、主弁が寸開状態となったときに、その振幅により主弁体30が主弁座22を叩き、その反動で跳ね返る可能性がある(図8(B)下段)。なお、図中の実線と二点鎖線との間隔が各弁体の振幅を例示している。その主弁体30の跳ね返りにより主弁の開度が大きくなると(一点鎖線参照)、意図しない吸入圧力Psの上昇を招く虞がある。   In the present embodiment, the "dead zone" in which both valves are closed after the main valve is closed until the sub-valve is opened is set small, and the springback of the main valve body 30 to the main valve seat 22 is suppressed. That is, in the control valve in which the above-described PWM control is performed, the main valve body 30 strokes while slightly vibrating in accordance with the frequency (for example, about 400 Hz). Therefore, when the dead zone is set large as in the comparative example shown in FIG. 8B (upper stage in FIG. 8B), when the main valve is in the slightly open state, the main valve body 30 is mainly There is a possibility that the valve seat 22 is hit and rebounded by reaction (FIG. 8 (B) lower stage). In addition, the space | interval of the continuous line and dashed-two dotted line in a figure has illustrated the amplitude of each valve body. If the opening degree of the main valve becomes large due to the springback of the main valve body 30 (see the alternate long and short dash line), there is a possibility that an unintended suction pressure Ps may be increased.

そこで本実施形態では、図8(A)に示すように、上記不感帯を小さく設定することで(図8(A)上段)、主弁の寸開状態で副弁を開き易くする。このような構成により、仮に主弁体30が跳ね返りにより主弁の開度を大きくしようとしても、副弁の開弁により制御圧力Pcひいては吸入圧力Psの上昇を抑えることができる(図8(A)下段)。なお、図中の実線と二点鎖線との間隔が各弁体の振幅を例示している。言い換えれば、主弁体30の衝突エネルギーを副弁の作動エネルギーとして逃がすことができる。このような制御圧力Pcの安定化が、結果的に主弁体30の振動を吸収し、その跳ね返りそのものを抑制する。その結果、意図しない吸入圧力Psの上昇が抑制される。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8A, by setting the dead zone small (the upper stage in FIG. 8A), the sub-valve is made easy to open in the open state of the main valve. With such a configuration, even if the main valve 30 tries to bounce back to increase the opening degree of the main valve, the increase of the control pressure Pc and hence the suction pressure Ps can be suppressed by opening the sub valve (FIG. 8 (A ) Bottom). In addition, the space | interval of the continuous line and dashed-two dotted line in a figure has illustrated the amplitude of each valve body. In other words, the collision energy of the main valve body 30 can be released as the operation energy of the sub valve. Such stabilization of the control pressure Pc consequently absorbs the vibration of the main valve body 30 and suppresses its rebound. As a result, an unintended increase in suction pressure Ps is suppressed.

このようにして主弁の寸開状態で副弁を開き易くすると、例えば圧縮機の漏洩用オリフィスを小さくすることができる。それにより、ソレノイド3をオフにしたときに圧縮機を速やかに最小容量運転に移行させることができ、空調装置の運転効率を高めることが可能となる。なお、この「不感帯」の大きさは、スプリング42の荷重により設定でき、例えば主弁の寸開時(主弁が完全閉となる前)に副弁が開き始める程度に設定することができる。具体的には、PWM制御による振動により主弁体30が主弁座22を叩く範囲に入ったときに副弁が開き始めるよう不感帯を設定してもよい。あるいは、主弁の開度がPWM制御による振幅以下となったときに、その主弁が完全閉となる前に副弁が開き始めるよう不感帯を設定してもよい。本実施形態によれば、主弁が完全に閉じる前に、主弁と副弁とが同時に開く状態を経ることになる。   In this way, if the sub-valve is made easy to open in the state where the main valve is opened, for example, the leakage orifice of the compressor can be made smaller. As a result, when the solenoid 3 is turned off, the compressor can be rapidly shifted to the minimum displacement operation, and the operating efficiency of the air conditioner can be enhanced. The size of this "dead zone" can be set by the load of the spring 42, and can be set, for example, to such an extent that the auxiliary valve starts to open when the main valve is fully opened (before the main valve is completely closed). Specifically, the dead zone may be set so that the sub valve starts to open when the main valve body 30 enters a range where the main valve body 30 strikes the main valve seat 22 due to vibration due to PWM control. Alternatively, when the opening degree of the main valve becomes equal to or less than the amplitude by the PWM control, the dead zone may be set so that the sub valve starts to open before the main valve is completely closed. According to the present embodiment, the main valve and the sub valve are simultaneously opened before the main valve is completely closed.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and it goes without saying that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Absent.

上記実施形態では述べなかったが、副弁の最大開口面積と漏洩用オリフィスの開口面積とを合わせた大きさが、主弁の最大開口面積よりも大きくなるように構成してもよい。また、副弁全開時において副弁および漏洩用オリフィスを流れる冷媒の総流量が、主弁全開時に主弁を流れる流量よりも大きくなるように構成してもよい。このような構成により、例えば主弁が全開状態において主弁体の作動がロックした場合でも、制御圧力Pcをある程度低減して圧縮機を起動させることができる。すなわち、空調装置の空調機能をある程度確保することができる。   Although not described in the above embodiment, the combined size of the maximum opening area of the sub valve and the opening area of the leakage orifice may be configured to be larger than the maximum opening area of the main valve. In addition, the total flow rate of the refrigerant flowing through the sub valve and the leakage orifice may be configured to be larger than the flow rate flowing through the main valve when the main valve is fully open when the sub valve is fully opened. With such a configuration, for example, even when the operation of the main valve body is locked when the main valve is fully open, the control pressure Pc can be reduced to some extent to start the compressor. That is, the air conditioning function of the air conditioner can be secured to some extent.

上記実施形態では、主弁体30と副弁座34とが一体に設けられる例を示した。変形例においては、これらを互いに別体で構成してもよい。具体的には、主弁体30とは別に弁駆動体を設け、その弁駆動体に副弁座34を形成して「可動弁座」としてもよい。その場合も、差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となると、その弁駆動体が変位することにより副弁が開かれるようにする。   In the said embodiment, the example in which the main valve body 30 and the sub valve seat 34 were provided integrally was shown. In a variant, these may be configured separately from one another. Specifically, a valve drive body may be provided separately from the main valve body 30, and the sub valve seat 34 may be formed on the valve drive body to be a "movable valve seat". Also in this case, when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset, the sub valve is opened by displacing the valve driving body.

上記実施形態では、副弁体36を作動ロッド38に対して固定する例を示した。変形例においては、両者を相対変位可能に構成してもよい。具体的には、図2に示される副弁体36を作動ロッド38に摺動可能に挿通し、副弁体36を閉弁方向に付勢するスプリング(「付勢部材」として機能する)を介装させてもよい。例えば、副弁体36とパワーエレメント6との間にスプリングを介装させてもよい。ただし、副弁体36の閉弁方向への変位は、作動ロッド38の段部79により規制される。このような構成において、差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となると、その設定差圧ΔPsetによる荷重がそのスプリングの荷重を上回り、副弁体36が副弁座34から離間する方向に変位するようにしてもよい。このような構成により、差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となったときに、副弁をより大きく開くことができ、制御圧力Pcの上昇抑制効果を高めることが可能となる。   In the above embodiment, an example in which the sub valve body 36 is fixed to the actuating rod 38 has been shown. In a modification, both may be configured to be relatively displaceable. Specifically, a spring (functioning as a "biasing member") slidably inserting the sub valve body 36 shown in FIG. 2 into the actuating rod 38 and biasing the sub valve body 36 in the valve closing direction is used. You may intervene. For example, a spring may be interposed between the sub valve body 36 and the power element 6. However, the displacement of the sub valve body 36 in the valve closing direction is regulated by the step 79 of the actuating rod 38. In such a configuration, when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset, the load by the set differential pressure ΔPset exceeds the load of the spring, and the direction in which the sub valve body 36 separates from the sub valve seat 34 May be displaced. With such a configuration, when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset, the sub valve can be opened larger, and the effect of suppressing the increase in the control pressure Pc can be enhanced.

上記実施形態では、図2に示したように、スプリング42が弁駆動体29と作動ロッド38との間に介装される例を示した。変形例においては、スプリング42が弁駆動体29とコア46(制御弁1のボディ)との間に介装されるようにしてもよい。   In the above embodiment, as shown in FIG. 2, an example is shown in which the spring 42 is interposed between the valve drive body 29 and the actuating rod 38. In a variant, a spring 42 may be interposed between the valve driver 29 and the core 46 (body of the control valve 1).

上記実施形態では、制御弁として、吸入圧力Psが満たされる作動室23にパワーエレメント6を配置し、吸入圧力Psを直接感知して動作するいわゆるPs感知弁を例示した。変形例においては、吸入圧力Psではなく制御圧力Pcを被感知圧力として感知して動作するいわゆるPc感知弁としてもよい。あるいは、パワーエレメントを設けることなく、弁体を含む可動部材が差圧を感知して動作する差圧弁として構成してもよい。例えば、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)が設定差圧となるように動作するPd−Ps差圧弁としてもよい。あるいは、吐出圧力Pdと制御圧力Pcとの差圧(Pd−Pc)が設定差圧となるように動作するPd−Pc差圧弁としてもよい。   In the above embodiment, as the control valve, the power element 6 is disposed in the working chamber 23 in which the suction pressure Ps is satisfied, and the so-called Ps sensing valve which operates by directly sensing the suction pressure Ps is illustrated. In a modification, it may be a so-called Pc sensing valve which operates by sensing not the suction pressure Ps but the control pressure Pc as a sensed pressure. Alternatively, without providing the power element, the movable member including the valve body may be configured as a differential pressure valve that operates by sensing a differential pressure. For example, it may be a Pd-Ps differential pressure valve which operates so that the differential pressure (Pd-Ps) between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps becomes the set differential pressure. Alternatively, it may be a Pd-Pc differential pressure valve which operates so that the differential pressure (Pd-Pc) between the discharge pressure Pd and the control pressure Pc becomes the set differential pressure.

上記実施形態では、パワーエレメント6を構成する感圧部材としてベローズ45を採用する例を示したが、ダイヤフラムを採用してもよい。その場合、その感圧部材として必要な動作ストロークを確保するために、複数のダイヤフラムを軸線方向に連結する構成としてもよい。   Although the example which employ | adopts the bellows 45 as a pressure-sensitive member which comprises the power element 6 was shown in the said embodiment, you may employ | adopt a diaphragm. In that case, a plurality of diaphragms may be connected in the axial direction in order to secure an operation stroke necessary for the pressure-sensitive member.

上記実施形態では、スプリング42,44等に関し、付勢部材(弾性体)としてスプリングを例示したが、ゴムや樹脂等の弾性材料を採用してもよいことは言うまでもない。   Although the spring is illustrated as the biasing member (elastic body) in the above embodiment regarding the springs 42, 44, etc., it goes without saying that an elastic material such as rubber or resin may be employed.

上記実施形態では、ベローズ45の内部の基準圧力室Sを真空状態としたが、大気を満たしたり、基準となる所定のガスを満たすなどしてもよい。あるいは、吐出圧力Pd、制御圧力Pc、および吸入圧力Psのいずれかを満たすようにしてもよい。そして、パワーエレメントが適宜ベローズの内外の圧力差を感知して作動する構成としてもよい。また、上記実施形態では、主弁体が直接受ける圧力Pd,Pc,Psをキャンセルする構成としたが、これらの少なくともいずれかの圧力をキャンセルしない構成としてもよい。   In the above embodiment, although the reference pressure chamber S inside the bellows 45 is in a vacuum state, it may be filled with the atmosphere or may be filled with a predetermined gas as a reference. Alternatively, one of the discharge pressure Pd, the control pressure Pc, and the suction pressure Ps may be satisfied. Then, the power element may be configured to operate by appropriately detecting the pressure difference between the inside and the outside of the bellows. Further, in the above embodiment, although the pressure Pd, Pc, Ps directly received by the main valve body is canceled, at least one of these pressures may not be canceled.

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment and modification, and the components can be modified and embodied without departing from the scope of the invention. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above-described embodiment and modifications. Moreover, some components may be deleted from all the components shown in the above-mentioned embodiment and modification.

1 制御弁、3 ソレノイド、5 ボディ、6 パワーエレメント、12 ポート、14 ポート、16 ポート、22 主弁座、23 作動室、24 主弁室、25 ガイド孔、26 副弁室、27 ガイド孔、28 作動室、29 弁駆動体、30 主弁体、34 副弁座、36 副弁体、38 作動ロッド。 Reference Signs List 1 control valve, 3 solenoid, 5 body, 6 power element, 12 port, 14 port, 16 port, 22 main valve seat, 23 operation chamber, 24 main valve chamber, 25 guide hole, 26 sub valve chamber, 27 guide hole, 28 working chamber, 29 valve driver, 30 main valve body, 34 sub valve seat, 36 sub valve body, 38 actuating rod.

Claims (3)

吸入室に導入される冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、前記吐出室から制御室に導入する冷媒の流量を調整することにより変化させる可変容量圧縮機用制御弁であって、
前記吐出室と前記制御室とを連通させる主通路と、前記制御室と前記吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、
前記主通路において前記ボディに設けられた主弁座と、
前記ボディに摺動可能に支持され、前記主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路において前記主弁体に一体に設けられた副弁座と、
前記副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
前記主弁の閉弁方向かつ前記副弁の開弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
前記副弁体が一体に設けられ、前記ソレノイドの駆動力を前記副弁体に直接伝達するための作動ロッドと、
前記主弁に開弁方向の付勢力を付与するための第1の付勢部材と、
前記主弁体に対し、前記副弁閉弁方向の付勢力を付与するための第2の付勢部材と、
を備え、
前記ソレノイドは、PWM方式による通電制御がなされ、
前記ソレノイドの駆動力の大きさに応じて前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることが可能に構成され、
前記ソレノイドへの供給電流値が高められる過程で前記主弁体が微小振動しつつ前記主弁座に着座を開始した後に、前記主弁座に着座した状態が維持される前記主弁の完全閉状態となる前に、前記主弁と前記副弁とが同時に開く状態が存在するよう前記第2の付勢部材の付勢力が設定されていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
Control for a variable displacement compressor that changes the discharge capacity of a variable displacement compressor that compresses the refrigerant introduced into the suction chamber and discharges it from the discharge chamber by adjusting the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber to the control chamber A valve,
A main passage communicating the discharge chamber with the control chamber, and a body having a sub passage communicating the control chamber with the suction chamber;
A main valve seat provided on the body in the main passage;
A main valve body slidably supported by the body and detachably attached to the main valve seat to open and close the main valve;
A sub valve seat provided integrally with Oite the main valve body to said auxiliary passage,
An auxiliary valve body that is attached to and detached from the auxiliary valve seat to open and close the auxiliary valve;
A solenoid that generates a driving force in the closing direction of the main valve and in the opening direction of the sub valve ;
The sub valve body is provided integrally with the operating rod for directly transmitting the driving force of the solenoid before Symbol sub-valve body,
A first biasing member for applying a biasing force in the valve opening direction to the main valve;
A second biasing member for applying biasing force in a valve closing direction of the sub valve to the main valve body ;
Equipped with
The solenoid is controlled to be energized by a PWM method.
It is possible to displace the operating rod relative to the main valve body in accordance with the magnitude of the driving force of the solenoid.
After the main valve body starts to sit on the main valve seat while micro-oscillating in the process of increasing the value of the current supplied to the solenoid, the main valve is completely closed while the state of sitting on the main valve seat is maintained. A control valve for a variable displacement compressor, wherein an urging force of the second urging member is set such that a state in which the main valve and the sub valve are simultaneously opened exists before the state is reached.
前記PWM方式の通電制御による振動により、前記主弁体が前記主弁座を叩く範囲に入ったときに前記副弁が開き始めるよう前記第2の付勢部材の付勢力が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量圧縮機用制御弁。   The biasing force of the second biasing member is set so that the sub valve starts to open when the main valve body enters a range where the main valve body strikes the main valve seat due to vibration due to energization control of the PWM method. The control valve for a variable displacement compressor according to claim 1, characterized in that 前記主弁の開度が前記PWM方式の通電制御による振動の振幅以下となったときに、前記主弁が完全閉状態となる前に前記副弁が開き始めるよう前記第2の付勢部材の付勢力が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量圧縮機用制御弁。 When the opening degree of the main valve becomes equal to or less than the amplitude of vibration due to the energization control of the PWM method, the second urging member of the second urging member starts to open the sub valve before the main valve is completely closed . The control valve for a variable displacement compressor according to claim 1, wherein a biasing force is set.
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