WO2006006523A1 - 可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁 - Google Patents

可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁 Download PDF

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WO2006006523A1
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hole
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swash plate
capacity control
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Yukihiko Taguchi
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Sanden Corporation
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    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B2027/1827—Valve-controlled fluid connection between crankcase and discharge chamber
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    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F04B2027/184—Valve controlling parameter
    • F04B2027/1854—External parameters

Definitions

  • the present invention relates to a capacity control valve for a variable capacity swash plate compressor, and more particularly to a capacity control valve built in a variable capacity swash plate compressor suitable for use in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
  • Patent Document 1 discloses a capacity control valve including a valve hole that is always in communication with a crank chamber, a valve body that opens and closes the valve hole, and an electromagnetic solenoid that drives the valve body.
  • the force F applied to the valve body when the valve is closed is expressed by the following equation (1).
  • the following equation (1) assumes that the crank chamber pressure drops to approximately the same as the suction pressure when the valve is closed.
  • Patent Document 1 JP-A-7-286581
  • the capacity control valve disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
  • the pressure difference between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps biases the valve body in the closing direction, so in order to demagnetize the electromagnetic solenoid and force the valve body to open, the electromagnetic solenoid It is necessary to set the energizing force fs of the open panel of the door to (Pd—Ps) Sv + fs ⁇ or more.
  • the electromagnetic solenoid In order to forcibly open the valve body in the region where the discharge pressure Pd is high, it is necessary to use an open panel with a large panel force fs, and the electromagnetic solenoid is excited to move against the panel force fs of the open panel.
  • In order to absorb the iron core I it is necessary to generate a large electromagnetic force, which increases the size of the electromagnetic solenoid.
  • an object of the present invention is to provide a capacity control valve of a variable capacity swash plate compressor that can be made smaller than the capacity control valve disclosed in Patent Document 1. .
  • the capacity control valve of the variable capacity swash plate compressor opens and closes the communication path between the discharge chamber and the crank chamber of the variable capacity swash plate compressor.
  • a displacement control valve for a variable capacity swash plate compressor that controls a discharge capacity of the machine wherein the valve hole is formed in the communication passage and is always in communication with the discharge chamber, and a valve body that opens and closes the valve hole,
  • a pressure sensing chamber for introducing the suction pressure of the compressor or the crank chamber pressure at the end of the door opposite to the valve body.
  • Sv Valve hole cross-sectional area
  • Sr Support rod cross-sectional area
  • the force fs of the opening panel of the electromagnetic solenoid is set to (Pd—Ps) X (Sv — Sr) More than that.
  • This panel force (Pd ⁇ Ps) X (Sv ⁇ Sr) is clearly smaller than the panel force (Pd ⁇ Ps) Sv + fs ′ required for the displacement control valve of Patent Document 1 described above. Therefore, the capacity control valve according to the present invention can be downsized compared to the capacity control valve of Patent Document 1.
  • the cross-sectional area of the valve hole is set to be substantially the same as the cross-sectional area of the support rod and larger than the cross-sectional area of the support rod.
  • the cross-sectional area of the valve hole is set to be approximately the same as the cross-sectional area of the support rod and larger than the cross-sectional area of the support rod, the discharge pressure acts in the valve opening direction when the valve is closed. Therefore, if the electromagnetic solenoid is demagnetized, the valve element is reliably opened by the urging force of the opening panel.
  • a contact portion of the valve hole with the valve body is formed of a hard material.
  • the valve hole and the support hole are integrally formed of a hard material.
  • a hard material wear of the valve seat due to repeated contact of the valve body and wear of the support hole due to repeated sliding of the support rod are suppressed.
  • integrally forming the valve hole and the support hole the structure of the capacity control valve is simplified compared to the case where the valve hole and the support hole are formed separately.
  • the valve hole and the support hole are formed, and the valve housing that houses the valve body and the support rod is formed of a resin or an aluminum alloy. Is preferred. By thus forming the valve housing from resin or aluminum alloy, the capacity control valve is reduced in weight.
  • the valve body is forcibly opened. Therefore, the force of the open panel of the electromagnetic solenoid required for the operation can be made smaller than the force of the open panel required for the capacity control valve of Patent Document 1 described above. Therefore, the capacity control valve according to the present invention can be downsized as compared with the capacity control valve of Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a variable capacity swash plate compressor including a capacity control valve according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the capacity control valve according to the first embodiment, FIG. 2 (A) shows a closed state, and FIG. 2 (B) shows a valve opened state.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a displacement control valve according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 3 (A) is a longitudinal sectional view of the entire displacement control valve
  • FIG. 3 (B) is an enlarged partial longitudinal section thereof.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a displacement control valve according to another modification of the first embodiment
  • FIG. 4 (A) is a longitudinal sectional view of the entire displacement control valve
  • FIG. 4 (B) is an enlarged view thereof. It is a partial longitudinal cross-sectional view.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a capacity control valve according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (A) shows a closed state
  • FIG. 5 (B) shows an opened state.
  • the variable capacity swash plate compressor 1 includes a main shaft 10, a rotor 11 fixed to the main shaft 10, and a swash plate 12 supported on the main shaft 10 so that the tilt angle is variable.
  • the swash plate 12 is connected to the rotor 11 via a link mechanism 13 that allows the inclination angle of the swash plate 12 to be changed, and rotates in synchronization with the rotor 11 and the main shaft 10.
  • the piston 15 is engaged with the swash plate 12 via a pair of slides 14 that are in sliding contact with the outer peripheral edge of the swash plate 12.
  • the piston 15 is inserted into a cylinder bore 16a formed in the cylinder block 16 !.
  • a plurality of pistons 15 are arranged around the main shaft 10 at intervals in the circumferential direction.
  • a crank chamber 17 that houses the main shaft 10, the rotor 11, and the swash plate 12 is formed by a cylinder block 16 and a dish-shaped front housing 18.
  • the main shaft 10 extends through the front housing 18 to the outside.
  • a shaft sealing member 19 for sealing the front housing penetrating portion of the main shaft 10 is disposed in the front housing 18.
  • a pulley 20 is fixed to the tip of the main shaft 10.
  • the pulley 20 is connected to a vehicle engine (not shown) via a belt (not shown), for example.
  • a cylinder head 23 that forms a suction chamber 21 and a discharge chamber 22 is disposed at a position opposite to the front housing 18 of the cylinder block 16.
  • the suction chamber 21 is connected to an external circuit, for example, an evaporator (not shown) provided in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner via a suction port (not shown).
  • the discharge chamber 22 is connected to an external circuit, for example, a condenser (not shown) provided in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner via a discharge port (not shown).
  • a valve plate 24 in which la and a discharge port 22a are formed is disposed.
  • a discharge valve and a suction valve are mounted on the valve plate 24 (not shown).
  • the crank chamber 17 and the suction chamber 21 communicate with each other through an orifice hole 24 a formed in the valve plate 24.
  • the front housing 18, the cylinder block 16, the valve plate 24, and the cylinder head 23 are integrated by a plurality of through bolts 25 that are spaced apart from each other along a circumference centered on the main shaft 10. It is concluded.
  • a capacity control valve 2 for controlling the discharge capacity of the variable capacity swash plate compressor 1 is fitted and fixed in a recess 26 formed in the cylinder head 23 adjacent to the discharge chamber 22.
  • the displacement control valve 2 includes a valve unit 100 and an electromagnetic solenoid 120 connected to the valve unit 100.
  • the valve unit 100 has a cylindrical valve housing 101.
  • the valve housing is composed of two O-rings 101a and 101b that are tightly fitted to the outer peripheral surface of the valve housing 101 and one O-ring 120a that is tightly fitted to the outer peripheral surface of the solenoid solenoid 120 case. Three closed spaces 27a, 27b, and 27c are formed around 101.
  • the valve housing 101 is formed with a transverse partition wall 104 that divides the internal space of the valve housing 101 into a pressure-sensitive chamber 102 on one end side and a valve chamber 103 on the other end side.
  • the transverse partition wall 104 is formed with a support hole 105 communicating with the pressure sensitive chamber 102 and a valve hole 106 communicating with the valve chamber 103.
  • the support hole 105 and the valve hole 106 are disposed coaxially and communicate with each other.
  • a communication hole 107 is formed in the horizontal partition wall 104 so as to pass through the horizontal partition wall 104 in the radial direction through the communication portion between the support hole 105 and the valve hole 106.
  • the pressure sensing chamber 102 communicates with the suction chamber 21 via a closed space 27a and a communication passage 23a formed in the cylinder head 23.
  • the communication hole 107 communicates with the discharge chamber 22 through a closed space 27b and a communication passage 23b formed in the cylinder head 23.
  • the valve hole 106 communicating with the communication hole 107 is always in communication with the discharge chamber 22.
  • the valve chamber 103 is connected via a communication hole 108 formed in the valve housing 101, a closed space 27c, a communication path 23c formed in the cylinder head 23, and a communication path 16b formed in the cylinder block 16. It communicates with the crank chamber 17.
  • valve body 109 that opens and closes the valve hole 106 is disposed in the valve chamber 103. From valve body 109 A small-diameter rod 110 that extends is passed through the valve hole 106 so as to be freely movable. A support rod 111 integrally formed at the end of the small diameter rod 110 is slidably inserted into the support hole 105.
  • the valve unit 100 is formed by a series of structures from the valve housing 101 to the support rod 111.
  • the electromagnetic solenoid 120 includes a case 121.
  • the end of the valve housing 101 on the valve chamber 103 side is press-fitted and fixed to one end of the case 121.
  • the O-ring 120a that forms the closed space 27c is fitted to the outer peripheral surface on one end side of the case 121.
  • the electromagnetic solenoid 120 includes a fixed iron core 122 disposed in the case 121, a movable iron core 123 disposed with one end facing the one end of the fixed iron core 122, and the movable iron core 123 from the fixed iron core. It has an open panel 124 that urges in a separating direction, an electromagnetic coil 125 that surrounds the fixed iron core 122 and the movable iron core 123, and a rod 126 that extends freely from the movable iron core 123 through the fixed iron core 122. ing. This rod 126 is integrated with the valve body 109.
  • the rod through hole formed in the fixed iron core 122 and the accommodating space of the movable iron core 123 communicate with the valve chamber 103 and have the same pressure as the valve chamber 103.
  • the orifice passage 24a has a sufficient area to discharge blow-by gas that leaks from the cylinder bore 16a to the crank chamber 17 to the suction chamber 21 when the piston 15 compresses the refrigerant gas in the cylinder bore 16a.
  • Crank chamber pressure gradually decreases.
  • the crank chamber pressure decreases, the swash plate tilt angle increases and the discharge capacity of the variable capacity swash plate compressor 1 increases.
  • variable capacity swash plate compressor 1 is variably controlled by the excitation and demagnetization of the electromagnetic solenoid 120.
  • the following equation (2) is based on the premise that the internal pressure of the crank chamber 17 decreases to substantially the same pressure as the suction pressure when the valve is closed, and that the internal pressure of the valve chamber 103 is also applied around the movable core 123.
  • the force fs of the electromagnetic solenoid opening panel 124 is set to (Pd-Ps) X (Sv-Sr).
  • the above-mentioned panel force (Pd-Ps) X (Sv-Sr), which should be set above, is equal to the panel force (Pd-Ps) Sv + fs' required by the capacity control valve of Patent Document 1 described above.
  • the capacity control valve 2 can be reduced in size as compared with the capacity control valve disclosed in Patent Document 1 by using the open panel 124 having a small size.
  • the pressure sensing chamber 102 may be communicated with the crank chamber 17.
  • valve hole cross-sectional area Sv is almost the same as the support rod cross-sectional area Sr and the support rod breakage It is desirable to set it to the area Sr or more.
  • the discharge pressure Pd works in the valve opening direction when the valve is closed. Therefore, if the electromagnetic solenoid 120 is demagnetized, the valve element 109 is reliably opened by the urging force of the opening panel 124.
  • an annular member 112 that is also made of, for example, a stainless steel material as a hard material is press-fitted and fixed to the transverse partition wall 104, and the annular member A contact portion of the valve hole 106 with the valve body 109 may be formed by 112.
  • FIG. 4 another modified example is shown in which an annular member 113 made of a stainless steel material having a through-hole 113a communicating with the communication hole 107 formed in the peripheral wall is press-fitted and fixed to the transverse partition wall 104,
  • the hole 106 and the support hole 105 may be integrally formed.
  • wear of the valve seat due to repeated contact of the valve body 109 and wear of the support hole 105 due to repeated sliding of the support rod 111 Are suppressed.
  • integrally forming the valve hole 106 and the support hole 105 with the annular member 113 the structure of the capacity control valve 2 is simplified compared to the case where both are formed separately.
  • valve housing 101 may be formed of a resin or an aluminum alloy.
  • the capacity control valve 2 is reduced in weight.
  • FIG. 5 shows a capacity control valve of a variable capacity swash plate compressor according to a second embodiment of the present invention.
  • the capacity control valve 3 includes a valve part 200 and an electromagnetic solenoid 220 connected to the valve part 200.
  • the valve unit 200 has a cylindrical valve housing 201.
  • Two O-rings 201a and 201b that fit tightly to the outer peripheral surface of the valve housing 201 and one O-ring 220a that tightly fits to the outer peripheral surface of the case of the electromagnetic solenoid 220
  • Three closed spaces 27d, 27e, and 27f are formed around it.
  • a lateral partition wall 204 that divides the internal space of the valve housing 201 into a valve chamber 202 on one end side and a pressure-sensitive chamber 203 on the other end side is formed in the valve housing 201.
  • a valve hole 205 communicating with the pressure sensing chamber 203 and a support hole 206 communicating with the pressure sensing chamber 203 are formed in valve chamber 202 in transverse bulkhead 204.
  • the valve hole 205 and the support hole 206 are arranged coaxially and communicate with each other.
  • a communication hole 207 is formed in the horizontal partition wall 204 so as to pass through the horizontal partition wall 104 in the radial direction through the communication portion between the valve hole 205 and the support hole 206.
  • the pressure sensing chamber 203 is connected to the suction chamber 21 or the crank chamber 17 through a communication hole 208 formed in the valve housing 201, a closed space 27d, and a communication passage (not shown) formed in the cylinder head 23.
  • Communicating with The communication hole 207 communicates with the discharge chamber 22 via a closed space 27e and a communication passage 23b formed in the cylinder head 23.
  • a valve hole 205 communicating with the communication hole 207 is always in communication with the discharge chamber 22.
  • the valve chamber 202 communicates with the crank chamber 17 through a closed space 27f, a communication path (not shown) formed in the cylinder head 23, and a communication path (not shown) formed in the cylinder block 16.
  • a valve element 209 that opens and closes the valve hole 205 is disposed in the valve chamber 202.
  • a small-diameter rod 210 extending from the valve body 209 is passed through the valve hole 205 so as to be freely movable.
  • a support rod 211 integrally formed at the end of the small-diameter rod 210 is slidably inserted into the support hole 206 !.
  • the valve unit 200 is formed by a series of structures from the valve housing 201 to the support rod 211.
  • the electromagnetic solenoid 220 includes a case 221.
  • the end of the valve housing 201 on the pressure sensing chamber 203 side is press-fitted and fixed to one end of the case 221.
  • the O-ring 220a that forms the closed space 27d is fitted to the outer peripheral surface of one end of the case 221.
  • the electromagnetic solenoid 220 includes a fixed iron core 222 disposed in the case 221, a movable iron core 223 arranged with one end facing the one end of the fixed iron core 222, and the movable iron core 223 from the fixed iron core. It has an open panel 224 that urges in the direction of separation, an electromagnetic coil 225 that surrounds the fixed iron core 222 and the movable iron core 223, and a rod 226 that extends from the movable iron core 223.
  • This rod 226 is integrated with the support rod 211.
  • a space that accommodates the movable iron core 223 that forms one end of the support rod 211 on the side separated from the valve body 209 via the rod 226 communicates with the pressure sensing chamber 203. Accordingly, the internal pressure of the pressure sensing chamber 203, that is, the suction pressure or the crank chamber pressure is applied to the movable iron core 223.
  • the force F acting on the valve element 209 when the valve is closed is the same as that according to the first embodiment.
  • the capacity control valve 3 can be downsized using the open panel 224 having a small size compared to the capacity control valve of Patent Document 1 described above.
  • the present invention can be widely used for a capacity control valve of a variable capacity swash plate compressor.

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Abstract

　吐出室とクランク室との間の連通路を開閉して圧縮機の吐出容量を制御するようにした可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、前記連通路に形成され、前記吐出室に常時連通する弁孔と、弁孔を開閉する弁体と、弁孔と同軸上に配設された支持孔と、該支持孔に摺動可能に挿入されると共に弁体に連結された支持ロッドと、弁体を駆動する電磁ソレノイドと、支持ロッドの弁体とは反対側の端部に圧縮機の吸入圧又はクランク室圧を導入する感圧室とを有することを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。本発明の容量制御弁では、従来の容量制御弁よりも小型化が可能である。

Description

明 細 書
可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁
技術分野
[0001] 本発明は、可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁に関し、とくに、車両用空調装置 の冷凍サイクルに用 ヽて好適な可変容量斜板式圧縮機に内蔵される容量制御弁に 関する。
背景技術
[0002] 可変容量斜板式圧縮機の吐出室とクランク室との間の連通路に形成された弁孔を 開閉して圧縮機の吐出容量を制御する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であつ て、クランク室に常時連通する弁孔と、該弁孔を開閉する弁体と、弁体を駆動する電 磁ソレノイドとを備えた容量制御弁が特許文献 1に開示されて ヽる。この特許文献 1 に開示された容量制御弁においては、閉弁時に弁体に加わる力 Fは次式（1)で表さ れる。次式（1)は、閉弁時には、クランク室圧は吸入圧と略同一圧まで低下することを 前提としている。
F=f(I)-fs+ (Pd-Ps) Sv+fs' (1)
ここで、
f(D：電磁ソレノイドの電磁力、
f s：電磁ソレノイドの開放パネの付勢力、
Pd:吐出圧力、
Ps :吸入圧力、
Sv:弁孔横断面積
fs' ：弁体を押圧するパネの付勢力、
である。
特許文献 1 :特開平 7— 286581号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、上記特許文献 1に開示された容量制御弁には以下の問題がある。 弁体の閉弁時には、吐出圧力 Pdと吸入圧力 Psの差圧が弁体を閉弁する方向へ付 勢するので、電磁ソレノイドを消磁して弁体を強制開弁させるためには、電磁ソレノィ ドの開放パネの付勢力 fsを (Pd— Ps) Sv+fs^ 以上に設定する必要がある。吐出圧 力 Pdが高い領域で弁体を強制開弁させるためには、パネ力 fsの大きな開放パネを 使用する必要があり、電磁ソレノイドを励磁して開放パネのパネ力 fsに抗して可動鉄 心を吸弓 Iするために大きな電磁力を発生させる必要があり、電磁ソレノイドが大型化 する。
[0004] 本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、特許文献 1に開示された容量制御弁 よりも小型化が可能な可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁を提供することにある。 課題を解決するための手段
[0005] 上記課題を解決するために、本発明に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁 は、可変容量斜板式圧縮機の吐出室とクランク室との間の連通路を開閉して圧縮機 の吐出容量を制御する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、前記連通路 に形成され、前記吐出室に常時連通する弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記 弁孔と同軸上に配設された支持孔と、該支持孔に摺動可能に挿入されると共に前記 弁体に連結された支持ロッドと、前記弁体を駆動する電磁ソレノイドと、前記支持ロッ ドの前記弁体とは反対側の端部に圧縮機の吸入圧又はクランク室圧を導入する感圧 室とを有することを特徴とする容量制御弁からなる。
[0006] この容量制御弁においては、閉弁時に弁体に加わる力 Fは次式（2)で表される。次 式 (2)は、閉弁時にはクランク室圧は吸入圧と略同一圧まで低下することを前提とし ている。
F=f(I)—fs士（Pd— Ps) X (Sv-Sr) (2)
ここで、
f(D：電磁ソレノイドの電磁力、
fs：電磁ソレノイドの開放パネの付勢力、
Pd:吐出圧力、
Ps :吸入圧力、
Sv:弁孔横断面積、 Sr:支持ロッド横断面積、
である。また、式（2)中の記号「士」は、 Sv>Srの場合には「―」であり、 Svく Srの場 合には「 +」である。
[0007] このような本発明に係る容量制御弁において、電磁ソレノイドを消磁して弁体を強 制開弁させるためには、電磁ソレノイドの開放パネの力 fsを (Pd— Ps) X (Sv— Sr) 以上に設定すればよい。このパネ力（Pd-Ps) X (Sv— Sr)は、前述の特許文献 1の 容量制御弁で必要とされるパネ力（Pd—Ps) Sv+fs' に比べると、明らかに小さい。 従って、本発明に係る容量制御弁は、特許文献 1の容量制御弁に比べて小型化す ることがでさる。
[0008] 本発明に係る容量制御弁においては、弁孔の横断面積が、支持ロッドの横断面積 と略同一に近く且つ支持ロッドの横断面積以上に設定されていることが好ましい。こ のように、弁孔の横断面積が、支持ロッドの横断面積と略同一に近く且つ支持ロッド の横断面積以上に設定されていれば、閉弁時に吐出圧が開弁方向に働く。従って、 電磁ソレノイドを消磁すれば、開放パネの付勢力により弁体は確実に開弁される。
[0009] また、本発明に係る容量制御弁においては、弁孔の弁体との当接部が硬質素材に より形成されていることが好ましい。弁孔の弁体との当接部、すなわち弁座を、硬質 素材により形成することにより、弁体の繰り返し接触による弁座の磨耗が抑制される。
[0010] また、本発明に係る容量制御弁においては、弁孔と支持孔とが硬質素材により一 体形成されていることが好ましい。硬質素材により弁孔と支持孔を形成することにより 、弁体の繰り返し接触による弁座の磨耗と、支持ロッドの繰り返し摺動による支持孔の 磨耗が抑制される。弁孔と支持孔とを一体形成することにより、両者を別個に形成す る場合に比べて容量制御弁の構造が簡素化される。
[0011] さらに、本発明に係る容量制御弁においては、弁孔と支持孔とが形成され、弁体と 支持ロッドとを収容する弁ハウジングが、榭脂又はアルミ合金で形成されて 、ることが 好ましい。このように弁ハウジングを榭脂又はアルミ合金で形成することにより、容量 制御弁が軽量化される。
発明の効果
[0012] 本発明に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁においては、弁体を強制開弁 させるために必要な電磁ソレノイドの開放パネの力を、前述の特許文献 1の容量制御 弁で必要とされる開放パネの力に比べて小さくすることができる。従って、本発明に 係る容量制御弁は、特許文献 1の容量制御弁に比べて小型化することができる。 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の第 1実施例に係る容量制御弁を備えた可変容量斜板式圧縮機の縦 断面図である。
[図 2]第 1実施例に係る容量制御弁の縦断面図であり、図 2(A)は閉弁状態を示し、 図 2(B)は開弁状態を示す。
[図 3]第 1実施例の変形例に係る容量制御弁の縦断面図であり、図 3 (A)は容量制御 弁全体の縦断面図であり、図 3 (B)はその拡大部分縦断面図である。
[図 4]第 1実施例の別の変形例に係る容量制御弁の縦断面図であり、図 4(A)は容量 制御弁全体の縦断面図であり、図 4(B)はその拡大部分縦断面図である。
[図 5]本発明の第 2実施例に係る容量制御弁の縦断面図であり、図 5 (A)は閉弁状態 を示し、図 5(B)は開弁状態を示す。
符号の説明
[0014] 1:可変容量斜板式圧縮機
2、 3:容量制御弁
17:クランク室
21:吸入室
22:吐出室
26:凹部
100、 200: ：弁部
101、 201: ：弁ハウジング
102、 203: ：感圧室
103、 202: ：弁室
105、 206: ：支持孔
106、 205: ：弁孔
109、 209: ：弁体 111、 211 :支持ロッド
120、 220 :電磁ソレノイド
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下に、本発明に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁の望ましい実施の形 態について、図面を参照して説明する。
実施例 1
[0016] 図 1、図 2に、本発明の第 1実施例に係る容量制御弁を備えた可変容量斜板式圧 縮機を示す。図 1に示すように、可変容量型斜板式圧縮機 1は、主軸 10と、主軸 10 に固定されたローター 11と、傾角可変に主軸 10に支持された斜板 12とを備えている 。斜板 12は、斜板 12の傾角変更を許容するリンク機構 13を介してローター 11に連 結され、ローター 11および主軸 10に同期して回転する。斜板 12の外周縁部に摺接 する一対のシユー 14を介してピストン 15が斜板 12に係合されている。ピストン 15は、 シリンダブロック 16に形成されたシリンダボア 16aに挿入されて!、る。主軸 10周りに 周方向に互いに間隔を隔てて、複数のピストン 15が配設されている。
[0017] 主軸 10、ローター 11、斜板 12を収容するクランク室 17が、シリンダブロック 16と、 皿状のフロントハウジング 18により形成されている。主軸 10は、フロントハウジング 18 を貫通して外部へ延びている。フロントハウジング 18内には、主軸 10のフロントハウ ジング貫通部を密封する軸封部材 19が配設されている。主軸 10の先端部にはブー リー 20が固定されている。可変容量型斜板式圧縮機 1が車両用空調装置の冷凍サ イタルに使用される圧縮機である場合には、プーリー 20は、例えば、図示しないベル トを介して、図示しない車両エンジンに連結される。
[0018] シリンダブロック 16のフロントハウジング 18とは反対側の位置には、吸入室 21と吐 出室 22とを形成するシリンダヘッド 23が配設されている。吸入室 21は、図示しない 吸入ポートを介して、外部回路、例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられ た図示しない蒸発器に接続されている。吐出室 22は、図示しない吐出ポートを介し て、外部回路、例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられた図示しない凝 縮器に接続されている。
[0019] シリンダブロック 16とシリンダヘッド 23との間にシリンダボア 16aに連通する吸入口 2 laと吐出口 22aとが形成された弁板 24が配設されている。弁板 24に吐出弁と吸入 弁とが装着されている（図示略)。弁板 24に形成されたオリフィス孔 24aを介して、クラ ンク室 17と吸入室 21とが連通している。
[0020] フロントハウジング 18、シリンダブロック 16、弁板 24、シリンダヘッド 23は、主軸 10 を中心とする円周に沿って互いに間隔を隔てて配設された複数の通しボルト 25によ り一体に締結されている。
[0021] 吐出室 22に隣接してシリンダヘッド 23に形成された凹部 26内に、可変容量斜板式 圧縮機 1の吐出容量を制御する容量制御弁 2が嵌合固定されている。図 1、図 2に示 すように、容量制御弁 2は、弁部 100と、弁部 100に連結された電磁ソレノイド 120と を備えている。
[0022] 弁部 100は、円筒状の弁ハウジング 101を有している。弁ハウジング 101の外周面 に緊密に嵌合された 2個の Oリング 101a、 101bと、電磁ソレノイド 120のケースの外 周面に緊密に嵌合された 1個の Oリング 120aとにより、弁ハウジング 101の周囲に、 3 個の閉鎖空間 27a、 27b、 27cが形成されている。
[0023] 弁ハウジング 101には、弁ハウジング 101の内部空間を一端側の感圧室 102と他 端側の弁室 103とに分割する横隔壁 104が形成されている。横隔壁 104には、感圧 室 102に連通する支持孔 105と、弁室 103に連通する弁孔 106とが形成されている 。支持孔 105と弁孔 106とは同軸上に配設されて互いに連通している。支持孔 105と 弁孔 106との連通部を通って横隔壁 104を径方向に貫通する連通孔 107が横隔壁 104に形成されている。
[0024] 感圧室 102は、閉鎖空間 27aと、シリンダヘッド 23に形成された連通路 23aとを介 して、吸入室 21に連通している。連通孔 107は、閉鎖空間 27bと、シリンダヘッド 23 に形成された連通路 23bとを介して、吐出室 22に連通している。連通孔 107に連通 する弁孔 106は吐出室 22に常時連通している。弁室 103は、弁ハウジング 101に形 成された連通孔 108と、閉鎖空間 27cと、シリンダヘッド 23に形成された連通路 23c と、シリンダブロック 16に形成された連通路 16bとを介して、クランク室 17に連通して いる。
[0025] 弁室 103内に、弁孔 106を開閉する弁体 109が配設されている。弁体 109から延 びる小径ロッド 110が遊動可能に弁孔 106に揷通されている。小径ロッド 110の端部 に一体形成された支持ロッド 111が支持孔 105に摺動可能に挿入されている。弁部 100は、弁ハウジング 101から支持ロッド 111までの一連の構造によって形成されて いる。
[0026] 電磁ソレノイド 120は、ケース 121を備えている。弁ハウジング 101の弁室 103側端 部がケース 121の一端に圧入固定されている。ケース 121の一端側の外周面に、前 述のように、閉鎖空間 27cを形成する Oリング 120aが嵌合されている。
[0027] 電磁ソレノイド 120は、ケース 121内に配設された固定鉄心 122と、固定鉄心 122 の一端に一端を対畤させて配設された可動鉄心 123と、可動鉄心 123を固定鉄心か ら離間する方向へ付勢する開放パネ 124と、固定鉄心 122と可動鉄心 123とを取り 囲む電磁コイル 125と、可動鉄心 123から固定鉄心 122を遊動可能に貫通して延び るロッド 126とを有している。このロッド 126は弁体 109と一体化されている。固定鉄心 122に形成されたロッド揷通孔と可動鉄心 123の収容空間とは、弁室 103に連通し ており、弁室 103と同圧になっている。
[0028] 次に、容量制御弁 2の作動について説明する。
電磁コイル 125を励磁すると、図 2 (A)に示すように、開放パネ 124の付勢力に抗し て可動鉄心 123が固定鉄心 122側へ移動し、弁体 109が弁孔 106を閉鎖する。この 閉鎖により、連通路 23bと閉鎖空間 27bと連通孔 107と弁孔 106と弁室 103と連通孔 108と閉鎖空間 27cと連通路 23cと連通路 16bとにより形成される吐出室 22とクラン ク室 17との間の連通路が閉鎖される。従って、吐出室 22内の高圧冷媒ガスはクラン ク室 17に供給されない。オリフィス通路 24aは、ピストン 15がシリンダボア 16a内の冷 媒ガスを圧縮する際にシリンダボア 16aからクランク室 17へ漏出するブローバイガス を吸入室 21へ排出するのに充分な面積を有しているので、クランク室圧力は徐々に 低下する。クランク室圧力が低下すると、斜板傾角が増加し、可変容量斜板式圧縮 機 1の吐出容量が増加する。
[0029] 電磁コイル 125を消磁すると、図 2 (B)に示すように、開放パネ 124の付勢力により 可動鉄心 123が固定鉄心 122から離間する方向へ側へ移動し、弁体 109が弁孔 10 6を開放する。この開放により、連通路 23bと閉鎖空間 27bと連通孔 107と弁孔 106と 弁室 103と連通孔 108と閉鎖空間 27cと連通路 23cと連通路 16bとにより形成される 連通路を通って、吐出室 22内の高圧冷媒ガスがクランク室 17に供給される。この高 圧冷媒ガスの供給により、クランク室圧力が上昇し、斜板傾角が減少し、可変容量斜 板式圧縮機 1の吐出容量が減少する。
[0030] このように、電磁ソレノイド 120の励磁、消磁により、可変容量斜板式圧縮機 1の吐 出容量が可変制御される。
[0031] 容量制御弁 2においては、閉弁時に弁体 109に加わる力 Fは次式（2)で表される。
次式（2)は、閉弁時にはクランク室 17の内圧は吸入圧と略同一圧まで低下すること 並びに可動鉄心 123の周囲にも弁室 103の内圧が印加されることを前提としている。
F=f(I)—fs士（Pd— Ps) X (Sv-Sr) (2)
ここで、
f(D：電磁ソレノイドの電磁力、
f s：電磁ソレノイドの開放パネの付勢力、
Pd:吐出圧力、
Ps :吸入圧力、
Sv:弁孔横断面積、
Sr:支持ロッド横断面積、
である。また、式（2)において、 Sv>Srの場合は、記号「士」は「一」となり、 Sv< Srの 場合は、記号「士」は「 +」となる。
[0032] 上記容量制御弁 2においては、電磁ソレノイド 120を消磁して弁体 109を強制開弁 させるためには、電磁ソレノイドの開放パネ 124の力 fsを（Pd—Ps) X (Sv—Sr)以上 に設定すればよぐ上記パネ力（Pd—Ps) X (Sv-Sr)は、前述の特許文献 1の容量 制御弁で必要とされるパネ力（Pd— Ps) Sv+fs' に比べて明らかに小さい。従って、 容量制御弁 2は、小寸法の弱い開放パネ 124を使用して、特許文献 1の容量制御弁 に比べて小型化することができる。
[0033] ここで、感圧室 102を吸入室 21に連通させるのに代えて、感圧室 102をクランク室 17に連通させてもよい。
[0034] また、弁孔横断面積 Svを支持ロッド横断面積 Srと略同一に近く且つ支持ロッド断 面積 Sr以上に設定するのが望ましい。弁孔横断面積 Svが支持ロッド横断面積 Srと 略同一に近く且つ支持ロッド断面積 Sr以上に設定されることにより、閉弁時に吐出圧 Pdは開弁方向に働く。従って、電磁ソレノイド 120を消磁すれば、開放パネ 124の付 勢力により弁体 109は確実に開弁する。
[0035] 上記のような容量制御弁 2においては、図 3に変形例を示すように、硬質素材として の例えばステンレス系素材力もなる環状部材 112を横隔壁 104に圧入固定し、該環 状部材 112により、弁孔 106の弁体 109との当接部を形成してもよい。弁孔 106の弁 体 109との当接部、すなわち弁座を、硬質素材であるステンレス系素材により形成す ることにより、弁体 109の繰り返し接触による弁座の磨耗が抑制される。
[0036] また、図 4に別の変形例を示すように、連通孔 107に連通する貫通孔 113aが周壁 に形成されたステンレス系素材の環状部材 113を横隔壁 104に圧入固定して、弁孔 106と支持孔 105とを一体形成するようにしてもよい。弁孔 106と支持孔 105とを硬質 素材であるステンレス系素材により形成することにより、弁体 109の繰り返し接触によ る弁座の磨耗と、支持ロッド 111の繰り返し摺動による支持孔 105の磨耗とが抑制さ れる。環状部材 113により、弁孔 106と支持孔 105とを一体形成することにより、両者 を別個に形成する場合に比べて容量制御弁 2の構造が簡素化される。
[0037] さらに、弁ハウジング 101を、榭脂又はアルミ合金で形成してもよい。弁ハウジング 1 01を榭脂又はアルミ合金で形成することにより、容量制御弁 2が軽量ィ匕される。
実施例 2
[0038] 図 5に、本発明の第 2実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁を示す。
図 5に示すように、容量制御弁 3は、弁部 200と、弁部 200に連結された電磁ソレノィ ド 220とを備えている。
[0039] 弁部 200は、円筒状の弁ハウジング 201を有している。弁ハウジング 201の外周面 に緊密に嵌合する 2個の Oリング 201a、 201bと、電磁ソレノイド 220のケースの外周 面にに緊密に嵌合する 1個の Oリング 220aとにより、弁ハウジング 101の周囲に、 3 個の閉鎖空間 27d、 27e、 27fが形成されている。
[0040] 弁ハウジング 201の内部空間を一端側の弁室 202と他端側の感圧室 203とに分割 する横隔壁 204が弁ハウジング 201に形成されている。横隔壁 204に、弁室 202に 連通する弁孔 205と、感圧室 203に連通する支持孔 206とが形成されている。弁孔 2 05と支持孔 206とは同軸上に配設され互いに連通して 、る。弁孔 205と支持孔 206 との連通部を通って横隔壁 104を径方向に貫通する連通孔 207が横隔壁 204に形 成されている。
[0041] 感圧室 203は、弁ハウジング 201に形成された連通孔 208と、閉鎖空間 27dと、シ リンダヘッド 23に形成された図示しない連通路とを介して、吸入室 21又はクランク室 17に連通している。連通孔 207は、閉鎖空間 27eと、シリンダヘッド 23に形成された 連通路 23bとを介して、吐出室 22に連通している。連通孔 207に連通する弁孔 205 は吐出室 22に常時連通している。弁室 202は、閉鎖空間 27fと、シリンダヘッド 23に 形成された図示しない連通路と、シリンダブロック 16に形成された図示しない連通路 とを介して、クランク室 17に連通している。
[0042] 弁室 202内に、弁孔 205を開閉する弁体 209が配設されている。弁体 209から延 びる小径ロッド 210が遊動可能に弁孔 205に揷通されている。小径ロッド 210の端部 に一体形成された支持ロッド 211が支持孔 206に摺動可能に挿入されて!、る。弁部 200は、弁ハウジング 201から支持ロッド 211までの一連の構造によって形成されて いる。
[0043] 電磁ソレノイド 220は、ケース 221を備えている。弁ハウジング 201の感圧室 203側 端部がケース 221の一端に圧入固定されている。ケース 221の一端の外周面に、前 述のように、閉鎖空間 27dを形成する Oリング 220aが嵌合されている。
[0044] 電磁ソレノイド 220は、ケース 221内に配設された固定鉄心 222と、固定鉄心 222 の一端に一端を対畤させて配設された可動鉄心 223と、可動鉄心 223を固定鉄心か ら離間する方向へ付勢する開放パネ 224と、固定鉄心 222と可動鉄心 223とを取り 囲む電磁コイル 225と、可動鉄心 223から延びるロッド 226とを有している。このロッド 226は支持ロッド 211と一体化されている。ロッド 226を介して支持ロッド 211の弁体 2 09から離隔する側の一端を形成する可動鉄心 223を収容する空間は感圧室 203に 連通しておいる。従って可動鉄心 223には、感圧室 203の内圧、すなわち吸入圧又 はクランク室圧が印加される。
[0045] 容量制御弁 3において、閉弁時に弁体 209に作用する力 Fは、実施例 1に係る容 量制御弁 2において、閉弁時に弁体 109に作用する力 Fと同一である。従って、容量 制御弁 3は、小寸法の弱い開放パネ 224を使用して、前述の特許文献 1の容量制御 弁に比べて小型化することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁に広く利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 可変容量斜板式圧縮機の吐出室とクランク室との間の連通路を開閉して圧縮機の 吐出容量を制御する可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁であって、前記連通路に 形成され、前記吐出室に常時連通する弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁 孔と同軸上に配設された支持孔と、該支持孔に摺動可能に挿入されると共に前記弁 体に連結された支持ロッドと、前記弁体を駆動する電磁ソレノイドと、前記支持ロッド の前記弁体とは反対側の端部に圧縮機の吸入圧又はクランク室圧を導入する感圧 室とを有することを特徴とする可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
[2] 前記弁孔の横断面積が、前記支持ロッドの横断面積と略同一に近く且つ前記支持 ロッドの横断面積以上に設定されている、請求項 1に記載の可変容量斜板式圧縮機 の容量制御弁。
[3] 前記弁孔の前記弁体との当接部が硬質素材により形成されている、請求項 1又は 2 に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
[4] 前記弁孔と前記支持孔とが硬質素材により一体形成されている、請求項 1乃至 3の 何れかに記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
[5] 前記弁孔と前記支持孔とが形成され、前記弁体と前記支持ロッドとを収容する弁ハ ウジングが、榭脂又はアルミ合金で形成されている、請求項 1乃至 4の何れかに記載 の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
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