WO2006073043A1 - 制御弁の取り付け構造 - Google Patents

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WO2006073043A1
WO2006073043A1 PCT/JP2005/022844 JP2005022844W WO2006073043A1 WO 2006073043 A1 WO2006073043 A1 WO 2006073043A1 JP 2005022844 W JP2005022844 W JP 2005022844W WO 2006073043 A1 WO2006073043 A1 WO 2006073043A1
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gasket
refrigerant
yoke
iron core
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Hisatoshi Hirota
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Tgk Co., Ltd.
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a control valve mounting structure, and particularly to a control valve used as a control valve and an expansion device for controlling a compressor, which constitutes a refrigeration site for an automotive air conditioner system. Concerning structure.
  • a compressor that compresses a circulating refrigerant, a condenser that condenses a high-temperature / high-pressure refrigerant compressed by a compressor, an expansion device that adiabatically expands the condensed refrigerant, and an expanded
  • a refrigeration cycle is constituted by an evaporator that evaporates low-temperature and low-pressure refrigerant, and an accumulator that stores excess refrigerant on the outlet side of the evaporator and performs gas-liquid separation.
  • variable capacity type capable of controlling the refrigerant discharge capacity to be constant regardless of the number of engine revolutions. Things are used.
  • a variable capacity compressor a compression piston is connected to a rocking plate attached to a rotating shaft that is driven to rotate by an engine. The angle of the rocking plate with respect to the rotating shaft is changed to change the stroke of the piston.
  • the discharge amount that is, the discharge capacity of the compressor is made variable.
  • the angle of the oscillating plate can be continuously changed by changing the pressure balance applied to both end faces of the piston by changing the pressure in the sealed crank chamber.
  • the pressure in the crank chamber can be varied, for example, by introducing a part of the compressed refrigerant into the crank chamber, and the amount of refrigerant introduced is controlled by a control valve.
  • the control valve for the variable displacement compressor is inserted into a predetermined mounting hole formed in the compressor, and is attached to the compressor by fitting the snap ring to the inner wall of the mounting hole so as not to come out. .
  • the control valve is connected to each passage leading to the discharge chamber, the crank chamber and the suction chamber by being attached to the compressor, and these passages are sealed to each other by a rubber o-ring.
  • Mounting hole The passage arranged near the open end is also sealed from the atmosphere by a rubber O-ring (see, for example, Patent Document 1).
  • a temperature-type expansion valve attached between the condenser and the evaporator is generally used, but an electromagnetic wave capable of freely controlling the refrigerant flow rate by an electric current supplied from the outside.
  • a control valve of the type may be used.
  • Such a control valve is connected to a refrigerant inlet and a refrigerant outlet of a valve portion that directly controls the coolant flow rate by inserting piping leading to a condenser and an evaporator, and the connection portion is a rubber o-ring.
  • the solenoid part that controls the valve part is sealed from the atmosphere by a rubber o-ring (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-11454 (Figs. 1 and 4)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-156268 (Fig. 2)
  • the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a control valve mounting structure that can be mounted without bolting.
  • a yoke that surrounds the coil of the solenoid of the control valve and a step portion that faces the insertion direction of the control valve are provided inside, and the inner side on the opening end side is the first.
  • a mounting hole having a threaded portion of 1 is provided at a position to which the control valve is to be attached, and the control valve has a flange that extends radially outward so as to face the stepped portion when inserted into the mounting hole. And a gasket disposed on a surface of the flange portion facing the stepped portion, and arranged on the outer side of the fixed iron core and the movable iron core of the solenoid so as to be rotatable about their axes, One end of the control valve in the insertion direction can be brought into contact with the surface of the flange portion opposite to the surface on which the gasket is disposed, and a second threadedly engaged with the first screw portion on the outer periphery of the other end.
  • the yoke having a screw portion, and inserting the control valve into the mounting hole and screwing the yoke so that one end of the yoke presses the gasket against the step portion via the flange portion.
  • a control valve mounting structure characterized in that the above-mentioned sealing and the above-described control valve mounting are achieved simultaneously.
  • the control valve mounting structure according to the present invention is made only by tightening a bolt by screwing a yoke that is originally provided in a solenoid that is not compressed by bolting a gasket for sealing with the atmosphere.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle of an automotive air conditioner system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the control valve is attached to the compressor.
  • FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a configuration example of a control valve of a compressor.
  • FIG. 4 is a view of the compressor control valve as viewed from the direction of installation.
  • FIG. 5 is a view showing a state where another control valve is attached to the compressor.
  • FIG. 6 is a central longitudinal sectional view showing a configuration example of a control valve of a compressor.
  • FIG. 7 is a view of the control valve of the compressor as viewed from the mounting direction.
  • FIG. 8 is a diagram showing an attached state of a control valve as an expansion device.
  • the embodiment of the present invention is applied to a case where the embodiment is applied to a control valve functioning as a control valve and an expansion device for a compressor used in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner system using carbon dioxide as a refrigerant. Will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle of an automotive air conditioner system.
  • the refrigeration cycle that uses carbon dioxide as the refrigerant is composed of a compressor 1 that compresses the circulating refrigerant, a high-temperature and high-pressure gas cooler 2 that is compressed by the compressor 1, and an adiabatic expansion of the cooled refrigerant.
  • Control valve 3 evaporator 4 that evaporates the expanded low-temperature / low-pressure refrigerant, accumulator 5 that stores excess refrigerant on the outlet side of the evaporator 4 for gas-liquid separation, and refrigerant discharged from the gas cooler 2
  • an internal heat exchanger 6 for exchanging heat between the refrigerant and the refrigerant discharged from the accumulator 5, and a control valve 7 is attached to the compressor 1.
  • control valve 3 that functions as an expansion device is attached to the internal heat exchanger 6 so that the flow rate of the refrigerant that is adiabatically expanded and supplied to the evaporator 4 is controlled by a current supplied from the outside. I have to.
  • the operation of the refrigeration cycle using carbon dioxide as the refrigerant operates in substantially the same manner as the refrigeration cycle using alternative chlorofluorocarbon. That is, the compressor 1 sucks and compresses the gas-phase refrigerant separated from the gas-liquid by the accumulator 5 and discharges it as a high-temperature / high-pressure gas-phase or supercritical refrigerant. The refrigerant discharged from compressor 1 It is cooled by the gas cooler 2 and sent to the control valve 3 via the internal heat exchanger 6.
  • the introduced high-temperature “high-pressure supercritical or liquid-phase refrigerant is adiabatically expanded to become a low-temperature“ low-pressure gas-liquid two-phase state ”and sent to the evaporator 4.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant is evaporated by the air in the passenger compartment.
  • this gas-liquid two-phase refrigerant evaporates, it takes the latent heat of vaporization from the air in the passenger compartment to cool the air in the passenger compartment.
  • the refrigerant evaporated in the evaporator 4 is sent to the accumulator 5, where it is temporarily stored.
  • the gas-phase refrigerant is returned to the compressor 1 via the internal heat exchanger 6.
  • the internal heat exchanger 6 further cools the high-temperature refrigerant cooled by the gas cooler 2 by the low-temperature refrigerant sent from the accumulator 5 to the compressor 1, and the internal heat exchanger 6 has a low temperature sent from the accumulator 5 to the compressor 1.
  • the refrigerant is further heated by a high-temperature refrigerant discharged from the gas cooler 2.
  • the control valve 7 of the compressor 1 senses the differential pressure between the refrigerant discharge pressure Pd and the suction pressure Ps, for example, and controls the crank chamber pressure Pc so that the differential pressure becomes a predetermined differential pressure.
  • the pressure is set by an externally supplied current.
  • FIG. 2 is a diagram showing the state of attachment of the control valve to the compressor
  • Fig. 3 is a central longitudinal sectional view showing a configuration example of the control valve of the compressor
  • Fig. 4 is a view of the control valve of the compressor as seen from the installation direction.
  • the compressor 1 has a crank chamber 11 formed in an airtight manner, and has a rotating shaft 12 that is rotatably supported therein.
  • One end of the rotating shaft 12 extends to the outside of the crank chamber 11 via a shaft seal device, not shown, and a pulley 13 to which driving force is transmitted from the output shaft of the engine via a belt. It is fixed.
  • the rotating shaft 12 is provided with a rocking plate 14 that is variable in inclination angle with respect to the axis of the rotating shaft 12.
  • a plurality of cylinders 15 (only one is shown in the illustrated example) are arranged around the axis of the rotary shaft 12. Each cylinder 15 is provided with a piston 16 that converts the rotational movement of the swing plate 14 into a reciprocating movement.
  • Each cylinder 15 is connected to a suction chamber 19 and a discharge chamber 20 via a suction relief valve 17 and a discharge relief valve 18, respectively.
  • the suction chamber 19 of each cylinder 15 communicates with each other into one chamber, and is connected to the internal heat exchanger 6 of the refrigeration cycle.
  • the discharge chamber 20 of each cylinder 15 is also in communication with each other and becomes one chamber. Connected to the gas cooler 2 of the refrigeration cycle.
  • the compressor 1 is also provided with a mounting hole 21 for mounting the control valve 7, and a threaded portion 22 is engraved inside the mounting hole 21 near the opening end.
  • the control valve 7 is inserted into the mounting hole 21 and is attached to the compressor 1 by screwing the screw part 23 provided on the outer peripheral surface into the screw part 22 of the mounting hole 21.
  • the control valve 7 By attaching the control valve 7 to the compressor 1, the refrigerant inlet, the refrigerant outlet, and the pressure sensitive part of the suction pressure Ps of the control valve 7 communicate with the discharge chamber 20, the crank chamber 11, and the suction chamber 19 inside. It is connected to each passage. Further, by screwing the control valve 7 into the mounting hole 21, the gasket 24 disposed between the pressure-sensitive portion of the suction pressure Ps and the atmosphere is pressed, and the pressure-sensitive portion is hermetically sealed. In addition, between the passage leading to the discharge chamber 20 and the crank chamber 11 and between the passage leading to the crank chamber 11 and the suction chamber 19, there is a force S isolated by a rubber O ring, which is caused by permeation at this portion. Refrigerant leakage is not so significant as to affect control and can be ignored.
  • the control valve 7 has a valve body 31 at the top of the figure.
  • a port 32 for introducing a compressed refrigerant is provided at the upper part of the body 31, and the port 32 is fitted with a plug 33 constituting a valve seat of the valve portion on the inner side thereof, and on the outer side thereof with a strainer. Na 34 is crowned.
  • the body 31 is also formed with a port 35 for supplying a controlled refrigerant to the crank chamber 11 on the opposite side of the port 32 across the plug 33.
  • a shaft 36 is held by a body 31 so as to be movable back and forth in the axial direction.
  • the shaft 36 constitutes a valve body having a valve portion at a tip portion facing the plug 33.
  • the other end of the shaft 36 is exposed to a space that receives the suction pressure Ps of the suction chamber via a port 37 provided in the body 31, and is urged away from the plug 33 by a spring 38.
  • a solenoid is provided at the lower end of the body 31.
  • This solenoid has a fixed iron core 39, and at its upper end, a fitting part 40 into which the lower end of the body 31 is fitted and a flange part 41 extending outward in the radial direction are integrated. Is formed.
  • a gasket 24 is disposed on the flange portion 41. This gasket 24 is formed by a ring-shaped thin leaf spring, has a single corrugated portion provided in the circumferential direction, and has a gorug on both sides. The film is coated.
  • a lower sleeve 42 is fitted to the lower part of the fixed iron core 39, and the opening edge thereof is hermetically fixed by welding. Due to the necessity of this welding, the fixed iron core 39 and the low sleeve 42 are made of the same material.
  • the fixed iron core 39 is made of ferritic stainless steel such as SUS420 and SUS430.
  • the low sleeve 42 is made of non-magnetic stainless steel such as SUS304.
  • a movable iron core 43 is disposed in the lower sleeve 42, and is fixed to a shaft 44 that is disposed through the fixed iron core 39 in the axial direction. Both ends of the shaft 44 are supported by a bearing member 45 provided in the body 31 and a bearing member 46 disposed in the low sleeve 42 so as to be slidable in the axial direction. Springs 47 and 48 are arranged between the fixed iron core 39 and the movable iron core 43 and between the movable iron core 43 and the bearing member 46, respectively.
  • the coil assembly includes a coil 49, a yoke 50 surrounding the coil 49, and a plate 51 for forming a magnetic closed circuit together with the yoke 50.
  • the coil 49 includes a power supply harness 52. It is connected.
  • the yoke 50 has a cup-like shape in which the upper end portion in the figure extends radially inward and a hole is formed in the center, and the inward extending portion is a fixed iron core. It is in contact with 39 flanges 41. Further, the yoke 50 has a threaded portion 23 threaded on the outer peripheral surface on the lower side of the drawing, and the outer periphery of the lower end portion of the drawing is formed in a hexagonal shape as shown in FIG.
  • control valve 7 having the above configuration is attached to the compressor 1, first, the control valve 7 is inserted into the mounting hole 21 of the compressor 1, and then the coil assembly of the control valve 7 is turned so that the mounting hole 21 Screw in the screw part 22 and screw in the coil assembly using a wrench tool.
  • the flange portion 41 formed integrally with the fixed iron core 39 so as to face the stepped portion inside the mounting hole 21 is mounted with the gasket 24 that does not rotate due to the frictional force of the gasket 24. Press against the step inside hole 21. At that time, the gasket 24 is pressed and its corrugated portion is crushed, and the flange portion 41 comes into close contact with the stepped portion inside the mounting hole 21.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which another control valve is attached to the compressor
  • Fig. 6 is a central longitudinal sectional view showing an example of the configuration of the control valve of the compressor
  • Fig. 7 is a view of the control valve of the compressor as seen from the installation direction FIG. 5 to 7, the same components as those shown in FIGS. 2 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the compressor control valve 7a shown here detects the differential pressure between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps by the compressor control valve 7 shown in FIGS. 2 to 4, and the differential pressure is set by a solenoid. By controlling the pressure Pc of the crank chamber 11 so that the differential pressure becomes the same, the discharge capacity of the compressor 1 is controlled to the discharge capacity corresponding to the current supplied from the outside. It is a solenoid valve that operates on and off.
  • control valve 7a when the control valve 7a is attached to the compressor 1, it is inserted into the passage communicating with the discharge chamber 20 and the crank chamber 11, and turns on the refrigerant flow amount flowing from the discharge chamber 20 to the crank chamber 11. 'It will be controlled by OFF operation.
  • control valve 7a is a type constituted by the connector 60, whereas the control valve 7 shown in FIGS. This prevents the harness 52 from being twisted when the control valve 7a is screwed to the compressor 1.
  • This control valve 7a has a port 32 for introducing a refrigerant having a discharge pressure Pd, a port 35 for deriving a controlled pressure Pc to the crank chamber 11, and a valve seat on a fixed iron core 39 of the solenoid. 31 is fitted.
  • a sleeve 61 having a flange portion 41 and a bottomed sleeve 62 are fitted to the fixed iron core 39, and the opposed open ends of the sleeve 61 and the bottomed sleeve 62 are hermetically welded.
  • the bottomed sleeve 62 there is a movable iron core 43 urged by a spring 47 in a direction away from the fixed iron core 39 and urged by a spring 48 in the direction of the fixed iron core 39 through the cylindrical body 63.
  • the cylindrical body 63 is fixed to a shaft 44 that is loosely fitted through the fixed iron core 39 and the movable iron core 43 in the axial direction.
  • the upper end of the shaft 44 in the figure constitutes the valve body of the control valve 7a.
  • these shafts are arranged on the outer periphery of the sleeve 61 and the bottomed sleeve 62.
  • a coil assembly that can rotate around a wire is provided, and a gasket 24 is disposed on a flange portion 41 that is formed integrally with the sleeve 61.
  • the yoke 50 of the coil assembly has a threaded portion 23 threaded on the outer peripheral surface on the lower side of the figure, and the outer periphery of the lower end of the figure is formed in a hexagonal shape as shown in FIG. Yes.
  • control valve 7a having the above configuration When the control valve 7a having the above configuration is attached to the compressor 1, the control valve 7a is inserted into the mounting hole 21 of the compressor 1, and the coil assembly of the control valve 7a is turned to turn the screw portion 22 of the mounting hole 21. Then, use a tool such as a wrench to screw the coil assembly. When the coil assembly is turned and screwed, the sleeve 61 is pressed against the stepped portion inside the mounting hole 21 that is not rotated by the frictional force of the gasket 24. At that time, the corrugated portion of the gasket 24 is crushed to bring the flange portion 41 into close contact with the compressor 1.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which a control valve as an expansion device is attached.
  • This attachment example shows a case where a control valve 7b as an expansion device is attached to the internal heat exchanger 6 constituting the refrigeration cycle.
  • the internal heat exchanger 6 has two tubes 71 and 72 having different diameters, and these are arranged concentrically by blocks 73 (only one side is shown in the figure) provided on both sides.
  • the inner tube 71 forms a passage for high-temperature and high-pressure refrigerant from the gas cooler 2 and the outer tube 72 forms a passage for low-temperature and low-pressure refrigerant from the accumulator 5 between the inner tube 71 and the inner tube 71. is doing.
  • the inner tube 71 is also made of a material with good thermal conductivity so that heat is exchanged between the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing inside and the low-temperature and low-pressure refrigerant flowing outside. Yes.
  • the block 73 of the internal heat exchanger 6 is provided with a port 74 for introducing a high-temperature and high-pressure refrigerant by brazing the inner tube 71, and a low-temperature and low-pressure refrigerant that is adiabatically expanded by the control valve 7b.
  • a threaded portion 79 is engraved inside the mounting hole 78 in the vicinity of the opening end.
  • control valve 7b is a solenoid valve that is turned on and off.
  • This control valve 7b is also provided with a rotatable coil assembly around a sleeve containing a fixed iron core and a movable iron core, and a gasket 24 is disposed on a flange portion 80 formed integrally with the sleeve.
  • the yoke of the coil assembly is threaded with a threaded portion 23 that is screwed with the threaded portion 79 of the mounting hole 78, and the outer periphery is formed in a hexagonal shape (not shown).
  • control valve 7b having the above configuration is attached to the block 73 of the internal heat exchanger 6, the control valve 7b is inserted into the mounting hole 78 of the block 73 and the coil assembly of the control valve 7b is turned. Screw in the screw part 79 of the mounting hole 78, and then screw in the coil assembly using a tool such as a wrench.
  • this coil assembly is turned and screwed, the gasket 24 and the sleeve 61 are pressed against the stepped portion inside the mounting hole 78 by the inwardly extending portion of the yoke provided with the screw portion 23 that does not rotate.
  • the corrugated portion of the gasket 24 is crushed and brought into close contact with the flange portion 80 and the block 73, and the valve portion that performs adiabatic expansion of the control valve 7b is completely sealed from the atmosphere.

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Abstract

 制御弁をボルト締めによらずに簡単に取り付けることができるようにする。  制御弁(7)を取り付けるコンプレッサ(1)の装着穴(21)にねじ部(22)を螺刻し、制御弁(7)にも、そのソレノイドのコイルを囲撓しているヨークに、装着穴(21)にねじ部(22)と螺合するねじ部(23)を螺刻し、装着穴(21)の内部の段差部に対向するように形成された制御弁(7)のフランジ部と装着穴(21)の段差部との間にガスケット(24)を配置する。ヨークは、ガスケット(24)が配置されたフランジ部に対して回動自在に設けられ、制御弁(7)の挿入方向にてフランジ部と当接するようになっている。ヨークを装着穴(21)のねじ部(22)にねじ込むことにより、フランジ部が回転することなくガスケット(24)を圧迫して段差部をシールし、同時に制御弁(7)の取り付けが完了する。

Description

明 細 書
制御弁の取り付け構造
技術分野
[0001] 本発明は制御弁の取り付け構造に関し、特に自動車用エアコンシステムの冷凍サ イタルを構成する、コンプレッサを制御するのに用いられる制御弁および膨張装置と して用レ、られる制御弁の取り付け構造に関する。
背景技術
[0002] 自動車用エアコンシステムでは、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレ ッサによって圧縮された高温'高圧の冷媒を凝縮するコンデンサと、凝縮された冷媒 を断熱膨張する膨張装置と、膨張された低温'低圧の冷媒を蒸発するエバポレータと 、エバポレータの出口側にて余分な冷媒を貯めて気液分離を行うアキュムレータとに よって冷凍サイクルが構成されている。
[0003] エンジンによって回転駆動されるコンプレッサは、その回転数を制御することができ ないため、エンジンの回転数に関係なく冷媒の吐出容量が一定になるように制御す ることができる可変容量タイプのものが使用されている。可変容量コンプレッサでは、 エンジンによって回転駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが 連結され、回転軸に対する揺動板の角度を変更してピストンのストロークを変更する ことにより冷媒の吐出量、すなわちコンプレッサの吐出容量を可変するようにしている 。揺動板の角度は、密閉されたクランク室の圧力を変えて、ピストンの両端面にかか る圧力の釣り合いを変化させることにより連続的に変えることができる。そのクランク室 の圧力は、たとえば圧縮された冷媒の一部をクランク室へ導入することで可変するこ とができ、その冷媒の導入量は制御弁によって制御している。
[0004] この可変容量コンプレッサ用の制御弁は、コンプレッサに形成された所定の装着穴 に挿入され、スナップリングをその装着穴の内壁に嵌合して抜け出ないようにすること でコンプレッサに取り付けられる。制御弁は、これがコンプレッサに取り付けられること によって、その内部では、吐出室、クランク室および吸入室に通じる各通路に接続さ れ、それらの通路は、ゴム製の〇リングによって互いにシールされ、さらに、装着穴の 開口端に近い位置に配置された通路についても、ゴム製の〇リングによって大気とシ ールされるようになつている(たとえば、特許文献 1参照。)。
[0005] また、膨張装置は、コンデンサとエバポレータとの間に取り付けられる温度式の膨 張弁が一般に用いられているが、冷媒流量を外部から供給される電流によって自由 に制御することができる電磁式の制御弁を用いることがある。このような制御弁は、冷 媒流量を直接制御する弁部の冷媒入口および冷媒出口にコンデンサおよびエバポ レータに通じる配管が揷入されて接続されるが、その接続部は、ゴム製の oリングな どによって気密にシールされ、その弁部を制御するソレノイド部も、ゴム製の oリング によって大気とシールされるようになっている(たとえば、特許文献 2参照。)。
[0006] ところで、 自動車用エアコンシステムの冷媒は、一般に代替フロン HFC— 134aが 用いられていたが、地球温暖化防止というニーズから代替フロンに代わる冷媒として 二酸化炭素が注目され、他の分野の冷凍サイクルでは実用化されている。
[0007] しかし、冷媒に二酸化炭素を用いたシステムでは、制御弁の各部のシールに便利 に採用されていたゴム製の oリングを使うことが難しくなつている。というのは、ゴムは、 代替フロンに対しては、その透過率が極めて低いのに対し、二酸化炭素では、その 透過率が高いという性質を有しているからである。したがって、特に大気とのシールを 行う場所にゴム製の oリングを使用した場合には、二酸化炭素が〇リングを浸透して 冷凍サイクルから漏れてしまうことになる。
[0008] これに対し、〇リングを使わないで、金属と金属とを密着させてシールを行う金属シ ールの方法が知られている。
特許文献 1 :特開 2004— 11454号公報(図 1,図 4)
特許文献 2 :特開 2003— 156268号公報(図 2)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力しながら、金属シールは、金属同士を密着させるのに両者を圧迫させる必要性 から、制御弁にフランジを設け、それを制御弁が取り付けられる部材にボルト締めし てシール部分を圧迫させるようにしている力 S、その構造上、フランジの部分が制御弁 に突設されてレ、るため、取り扱いの邪魔になってレ、るとレ、う問題点があった。 [0010] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ボルト締めによらないで取り付 けることができる制御弁の取り付け構造を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明では上記問題を解決するために、 自動車用エアコンシステムの冷凍サイク ルにて冷媒が流れる通路に介揷されて冷媒の流量を制御するのに用いられる制御 弁の取り付け構造において、前記制御弁のソレノイドのコイルを囲撓しているヨークと 前記制御弁の挿入方向に対向している段差部を内部に有し、開口端側の内側に第
1のねじ部を有する装着穴が前記制御弁の取り付け対象位置に備えられ、前記制御 弁には、前記装着穴への挿入時に前記段差部に対向するよう半径方向外向きに延 出されたフランジ部と、前記フランジ部の前記段差部に対向する面に配置されたガス ケットと、前記ソレノイドの固定鉄芯および可動鉄芯の外側にそれらの軸線を中心とし て回動可能に配置され、前記制御弁の挿入方向の一端が前記フランジ部の前記ガ スケットを配置した面と反対側の面に当接可能であり、他端の外周には前記第 1のね じ部と螺合する第 2のねじ部を有する前記ヨークとが備えられ、前記制御弁を前記装 着穴へ挿入して前記ヨークをねじ込むことにより前記ヨークの一端が前記フランジ部 を介して前記ガスケットを前記段差部に押し付けることで、前記段差部のシールと前 記制御弁の取り付けとが同時に達成されることを特徴とする制御弁の取り付け構造が 提供される。
[0012] このような制御弁の取り付け構造によれば、制御弁を装着穴へ挿入した後で、ョー クをねじ込むことにより、ガスケットをフランジ部と段差部との間で回転させることなく圧 迫させることができ、これにより、段差部のシールと制御弁の取り付けとをワンタッチで 同時に行うことが可能になる。
発明の効果
[0013] 本発明の制御弁の取り付け構造は、大気とのシールを行うガスケットをボルト締めに よる圧迫ではなぐソレノイドが本来備えているヨークのねじ込みによる圧迫としたこと により、ボルト締めのためだけに必要なフランジを設ける必要がなぐ制御弁に突設さ れたものがなくなるため、制御弁の取り扱いが容易になるという利点がある。
[0014] 本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施 の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルの構成を示す図である。
[図 2]コンプレッサへの制御弁の取り付け状態を示す図である。
[図 3]コンプレッサの制御弁の構成例を示す中央縦断面図である。
[図 4]コンプレッサの制御弁を取り付け方向から見た図である。
[図 5]別の制御弁のコンプレッサへの取り付け状態を示す図である。
[図 6]コンプレッサの制御弁の構成例を示す中央縦断面図である。
[図 7]コンプレッサの制御弁を取り付け方向から見た図である。
[図 8]膨張装置としての制御弁の取り付け状態を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態を、二酸化炭素を冷媒とした自動車用エアコンシステム の冷凍サイクルに用いられるコンプレッサの制御弁および膨張装置として機能する制 御弁に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
[0017] 図 1は自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルの構成を示す図である。
冷媒に二酸化炭素を用レ、た冷凍サイクルは、循環する冷媒を圧縮するコンプレツ サ 1と、このコンプレッサ 1によって圧縮された高温.高圧の冷媒を冷却するガスクーラ 2と、冷却された冷媒を断熱膨張する制御弁 3と、膨張された低温'低圧の冷媒を蒸 発するエバポレータ 4と、このエバポレータ 4の出口側にて余分な冷媒を貯めて気液 分離を行うアキュムレータ 5と、ガスクーラ 2から出た冷媒とアキュムレータ 5から出た 冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器 6とによって構成され、コンプレッサ 1にはそ の制御弁 7が取り付けられている。膨張装置として機能する制御弁 3は、この実施の 形態では、内部熱交換器 6に取り付けられており、断熱膨張させてエバポレータ 4に 供給する冷媒の流量を外部から供給される電流によって制御するようにしている。
[0018] 冷媒に二酸化炭素を使用した冷凍サイクルの動作は、原理的には、代替フロンを 使用した冷凍サイクルとほぼ同様な動作をする。すなわち、コンプレッサ 1は、アキュ ムレータ 5にて気液分離された気相状態の冷媒を吸入して圧縮し、高温'高圧の気 相もしくは超臨界状態の冷媒にして吐出する。コンプレッサ 1から吐出された冷媒は、 ガスクーラ 2にて冷却され、内部熱交換器 6を介して制御弁 3に送られる。制御弁 3で は、導入された高温'高圧の超臨界もしくは液相状態の冷媒が断熱膨張されて低温' 低圧の気液二相状態になり、エバポレータ 4に送られる。エバポレータ 4では、気液 二相状態の冷媒が車室内の空気によって蒸発される。この気液二相状態の冷媒が 蒸発するときに、車室内の空気から蒸発潜熱を奪って車室内の空気を冷却する。ェ バポレータ 4にて蒸発された冷媒は、アキュムレータ 5に送られ、ここに一旦溜められ る。アキュムレータ 5に溜められた冷媒のうち、気相の冷媒が内部熱交換器 6を介して コンプレッサ 1に戻される。内部熱交換器 6は、ガスクーラ 2にて冷却された高温の冷 媒をアキュムレータ 5からコンプレッサ 1に送られる低温の冷媒によってさらに冷却、あ るレ、は、アキュムレータ 5からコンプレッサ 1に送られる低温の冷媒をガスクーラ 2から 出た高温の冷媒によってさらに加熱することが行われている。コンプレッサ 1の制御弁 7は、たとえば冷媒の吐出圧力 Pdと吸入圧力 Psとの差圧を感知してその差圧が所定 の差圧になるようにクランク室の圧力 Pcを制御し、所定の差圧は、外部から供給され る電流によって設定される。
[0019] 図 2はコンプレッサへの制御弁の取り付け状態を示す図、図 3はコンプレッサの制 御弁の構成例を示す中央縦断面図、図 4はコンプレッサの制御弁を取り付け方向か ら見た図である。
[0020] コンプレッサ 1は、図 2に示したように、気密に形成されたクランク室 11を有し、中に は回転自在に支持された回転軸 12を有している。この回転軸 12の一端は、図示しな レ、軸封装置を介してクランク室 11の外まで延びてレ、て、ベルトを介してエンジンの出 力軸から駆動力が伝達されるプーリ 13が固定されている。回転軸 12には、この回転 軸 12の軸線に対して傾斜角可変となる揺動板 14が設けられている。回転軸 12の軸 線の回りには、複数(図示の例では 1つのみ表している)のシリンダ 15が配置されて いる。各シリンダ 15には、揺動板 14の回転運動を往復運動に変換するピストン 16が 配置されている。各シリンダ 15は、それぞれ吸入用リリーフ弁 17および吐出用リリー フ弁 18を介して吸入室 19および吐出室 20に接続されている。各シリンダ 15の吸入 室 19は、互いに連通して 1つの部屋になっており、冷凍サイクルの内部熱交換器 6に 接続される。各シリンダ 15の吐出室 20も、互いに連通していて 1つの部屋になってお り、冷凍サイクルのガスクーラ 2に接続される。
[0021] コンプレッサ 1は、また、制御弁 7を取り付けるための装着穴 21が設けられており、 その装着穴 21の開口端近傍内側にはねじ部 22が刻設されている。制御弁 7は、装 着穴 21に揷入され、外周面に設けられたねじ部 23を装着穴 21のねじ部 22にねじ込 むことでコンプレッサ 1に取り付けられる。
[0022] 制御弁 7をコンプレッサ 1に取り付けることによって、その内部では、制御弁 7の冷媒 入口、冷媒出口および吸入圧力 Psの感圧部は、吐出室 20、クランク室 11および吸 入室 19に通じる各通路に接続されるようになっている。さらに、制御弁 7を装着穴 21 にねじ込むことによって、吸入圧力 Psの感圧部と大気との間に配置されたガスケット 2 4が圧迫され、感圧部が気密にシールされている。なお、吐出室 20およびクランク室 11に通じる通路の間と、クランク室 11および吸入室 19に通じる通路の間には、ゴム 製の〇リングによって隔離されている力 S、この部分での浸透による冷媒漏れは、制御 に影響を与えるほどのものではないので、無視することができる。
[0023] 制御弁 7は、図 3にその詳細を示したように、図の上部に弁部のボディ 31を有して いる。ボディ 31の上部には、圧縮された冷媒を導入するポート 32が設けられ、そのポ ート 32は、その内側に弁部の弁座を構成するプラグ 33が嵌合され、外側にはストレ ーナ 34が冠着されている。ボディ 31は、また、プラグ 33を挟んでポート 32と反対側 にて、クランク室 11に制御された冷媒を供給するポート 35が形成されている。プラグ 33と同一軸線上には、シャフト 36がボディ 31によってその軸線方向に進退自在に保 持されている。このシャフト 36は、プラグ 33に対向する先端部が弁部の弁体を構成し ている。シャフト 36は、その他方の端部がボディ 31に設けられたポート 37を介して吸 入室の吸入圧力 Psを受ける空間に露出し、スプリング 38によってプラグ 33から離れ る方向に付勢されている。
[0024] ボディ 31の下端部には、ソレノイドが設けられている。このソレノイドは、固定鉄芯 3 9を有し、その上端部には、ボディ 31の下端部が嵌合される嵌合部 40と、半径方向 外向きに延出されたフランジ部 41とが一体に形成されている。そのフランジ部 41に は、ガスケット 24が配置されている。このガスケット 24は、リング状の薄い板ばねによ つて形成され、円周方向に設けられた一条のコルゲート部を有し、かつ、両面にはゴ ムがコーティングされてレ、るものである。
[0025] 固定鉄芯 39の下部には、有低スリーブ 42が嵌合され、その開口縁部が溶接によつ て気密に固着されている。この溶接の必要性から、固定鉄芯 39および有低スリーブ 4 2は、同質の材料で作られており、たとえは、、固定鉄芯 39は、 SUS420, SUS430な どのフェライト系のステンレスで作られ、有低スリーブ 42は、 SUS304などの非磁性 のステンレスで作られる。
[0026] 有低スリーブ 42の中には、可動鉄芯 43が配置され、固定鉄芯 39を軸線方向に貫 通して配置されたシャフト 44に固定されている。シャフト 44は、ボディ 31に設けられ た軸受部材 45と有低スリーブ 42の中に配置された軸受部材 46とによって軸線方向 に摺動自在に両端が支持されている。固定鉄芯 39と可動鉄芯 43との間、および可 動鉄芯 43と軸受部材 46との間には、それぞれスプリング 47, 48が配置されている。
[0027] そして、固定鉄芯 39および有低スリーブ 42の外周には、磁気を発生するコイルァ センプリが固定鉄芯 39および有低スリーブ 42の軸線を中心にして回動可能に遊嵌 されている。このコイルアセンブリは、コイル 49、このコイル 49を囲撓しているヨーク 5 0およびそのヨーク 50とともに磁気閉回路を形成するためのプレート 51によって構成 され、コイル 49には、給電用のハーネス 52が接続されている。
[0028] ヨーク 50は、図の上端部が半径方向内方に延出されていて、中央に孔が開けられ たカップ状の形状を有しており、その内方延出部が固定鉄芯 39のフランジ部 41に当 接されている。また、ヨーク 50は、図の下方側の外周面にねじ部 23が螺刻されており 、図の下方端部の外周は、図 4に示したように、六角形状に形成されている。
[0029] 以上の構成の制御弁 7をコンプレッサ 1に取り付けるときには、まず、コンプレッサ 1 の装着穴 21に制御弁 7を揷入し、次いで、その制御弁 7のコイルアセンブリを回して 装着穴 21のねじ部 22にねじ込み、さらに、スパナなどの工具を使って、コイルァセン プリをねじ込む。このコイルアセンブリを回してねじ込むとき、装着穴 21の内部の段差 部に対向するよう固定鉄芯 39と一体に形成されたフランジ部 41は、ガスケット 24の 摩擦力によって回転することなぐガスケット 24を装着穴 21の内部の段差部に押し付 ける。その際に、ガスケット 24は、圧迫されてそのコルゲート部が押し潰され、フラン ジ部 41を装着穴 21の内部の段差部に密着させるようになる。コイルアセンブリをねじ 込むときに、フランジ部 41とヨーク 50の内方延出部とが摺動してそれらの摺動面には 摺り傷が付くが、そこは、ガスケット 24によってシールされた大気側であるので、その 傷から冷媒が漏れるとレ、うこともなレ、。
[0030] 図 5は別の制御弁のコンプレッサへの取り付け状態を示す図、図 6はコンプレッサの 制御弁の構成例を示す中央縦断面図、図 7はコンプレッサの制御弁を取り付け方向 から見た図である。なお、図 5ないし図 7において、図 2ないし図 4に示した構成要素 と同じ要素には、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
[0031] ここに示すコンプレッサの制御弁 7aは、図 2ないし図 4に示したコンプレッサの制御 弁 7が吐出圧力 Pdと吸入圧力 Psとの差圧を感知して、その差圧がソレノイドによって 設定された差圧になるようにクランク室 11の圧力 Pcを制御することにより、コンプレツ サ 1の吐出容量を外部から供給される電流に相当した吐出容量に制御するようにし たものであるのに対し、オン ·オフ動作のソレノイド弁である。
[0032] したがって、この制御弁 7aは、コンプレッサ 1に取り付けたときには、吐出室 20とクラ ンク室 11とに連通する通路に介挿され、吐出室 20からクランク室 11へ流れる冷媒流 量をオン'オフ動作にて制御することになる。
[0033] また、この制御弁 7aは、図 2ないし図 4に示した制御弁 7がハーネス 52を直出しした タイプであるのに対し、コネクタ 60によって構成したタイプとしている。これにより、制 御弁 7aをコンプレッサ 1に螺着する際に、ハーネス 52が撚れてしまうことがなくなる。
[0034] この制御弁 7aは、ソレノイドの固定鉄芯 39に、吐出圧力 Pdの冷媒を導入するポー ト 32と、クランク室 11へ制御された圧力 Pcを導出するポート 35および弁座を有する ボディ 31が嵌合されている。固定鉄芯 39には、フランジ部 41を有するスリーブ 61と 有底スリーブ 62とが嵌合され、スリーブ 61および有底スリーブ 62は、それらの対向す る開口端が気密に溶着されている。有底スリーブ 62の中には、スプリング 47によって 固定鉄芯 39から離れる方向に付勢され、かつスプリング 48によって固定鉄芯 39の 方向へ円筒体 63を介して付勢された可動鉄芯 43が配置されている。円筒体 63は、 固定鉄芯 39および可動鉄芯 43を軸線方向に貫通して遊嵌されたシャフト 44に固定 されている。このシャフト 44の図の上端は、この制御弁 7aの弁体を構成している。
[0035] この制御弁 7aにおいても、スリーブ 61および有底スリーブ 62の外周にこれらの軸 線を中心にして回動可能なコイルアセンブリが設けられ、スリーブ 61と一体に形成さ れたフランジ部 41には、ガスケット 24が配置されている。そのコイルアセンブリのョー ク 50は、図の下方側の外周面にねじ部 23が螺刻されており、図の下方端部の外周 は、図 7に示したように、六角形状に形成されている。
[0036] 以上の構成の制御弁 7aをコンプレッサ 1に取り付けるときには、コンプレッサ 1の装 着穴 21に制御弁 7aを揷入し、その制御弁 7aのコイルアセンブリを回して装着穴 21 のねじ部 22にねじ込み、さらに、スパナなどの工具を使って、コイルアセンブリをねじ 込む。このコイルアセンブリを回してねじ込むとき、スリーブ 61は、ガスケット 24の摩 擦力によって回転することなぐ装着穴 21の内部の段差部に押し付けられる。その際 に、ガスケット 24は、そのコルゲート部が押し潰されてフランジ部 41をコンプレッサ 1 に密着させるようになる。コイルアセンブリをねじ込むときに、フランジ部 41とヨーク 50 の内方延出部とが摺動してそれらの摺動面には摺り傷が付くが、そこは、ガスケット 2 4によってシールされた大気側であるので、その傷から冷媒が漏れるということもない
[0037] 図 8は膨張装置としての制御弁の取り付け状態を示す図である。
この取り付け例は、冷凍サイクルを構成する内部熱交換器 6に膨張装置としての制 御弁 7bを取り付けた場合を示している。内部熱交換器 6は、径の異なる 2つのチュー ブ 71 , 72を有し、これらが両側に設けられたブロック 73 (図では、片側のみを示す) によって同心上に配置されている。内側のチューブ 71は、ガスクーラ 2からの高温' 高圧の冷媒が流れる通路を構成し、外側のチューブ 72は、内側のチューブ 71との 間にアキュムレータ 5からの低温 ·低圧の冷媒を流す通路を構成している。内側のチ ユーブ 71は、また、熱伝導率の良い材料で作られており、中を流れる高温 ·高圧の冷 媒と外側を流れる低温'低圧の冷媒との間で熱交換を行うようにしている。
[0038] 内部熱交換器 6のブロック 73は、内側のチューブ 71がろう付けされて高温.高圧の 冷媒を導入するポート 74と、制御弁 7bによって断熱膨張されて低温 '低圧になった 冷媒を導出するポート 75と、アキュムレータ 5からの冷媒を導入するポート 76と、外側 のチューブ 72がろう付けされてポート 76に導入された冷媒をチューブ 71, 72の間の 通路へ導出するポート 77と、制御弁 7bを取り付けるための装着穴 78とを備えてレ、る 。その装着穴 78の開口端近傍内側にはねじ部 79が刻設されている。
[0039] 制御弁 7bは、図 6に示したコンプレッサ用の制御弁 7aと同様、オン ·オフ動作のソレ ノイド弁である。この制御弁 7bにおいても、固定鉄芯および可動鉄芯を収容している スリーブの周りに回動可能なコイルアセンブリが設けられ、スリーブと一体に形成され たフランジ部 80には、ガスケット 24が配置されている。そのコイルアセンブリのヨーク は、装着穴 78のねじ部 79と螺合するねじ部 23が螺刻されており、外周は、図示はし ないが、六角形状に形成されている。
[0040] 以上の構成の制御弁 7bを内部熱交換器 6のブロック 73に取り付けるときには、プロ ック 73の装着穴 78に制御弁 7bを揷入し、その制御弁 7bのコイルアセンブリを回して 装着穴 78のねじ部 79にねじ込み、さらに、スパナなどの工具を使って、コイルァセン ブリをねじ込む。このコイルアセンブリを回してねじ込むとき、ガスケット 24およびスリ ーブ 61は、回転することなぐねじ部 23が設けられたヨークの内方延出部によって装 着穴 78の内部の段差部に押し付けられる。これにより、ガスケット 24は、そのコルゲ ート部が押し潰されてフランジ部 80とブロック 73とに密着され、制御弁 7bの断熱膨張 を行う弁部が大気から完全にシールされることになる。
[0041] なお、上記した制御弁の取り付け例においては、ガスケット 24に板ばねを使用した 場合を示したが、板ばねに代えて銅のような柔らかい材質のリング状の金属を用いる こと力 Sできる。この場合においても、制御弁をねじ込む際にフランジ部と装着穴内部 の段差部とに柔らかい材質の金属が圧迫されることになり、その圧迫によって、制御 弁の弁部を大気から緊密にシールすることができる。
[0042] 上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が 当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用 例に限定されるものではなぐ対応するすべての変形例および均等物は、添付の請 求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
符号の説明
[0043] 1 コンプレッサ
2 ガスクーラ
3 制御弁 エバポレータ アキュムレータ 内部熱交換器, 7a, 7b 制御弁1 クランク室2 回転軸
3 プーリ
揺動板
5 シリンダ
6 ピストン
7 吸入用リリーフ弁 吐出用リリーフ弁9 吸入室
吐出室
1 装着穴
, 23 ねじ部 ガスケット ホアイ ポート プラグ ストレーナ ポート シャフト ポート スプリング 固定鉄芯 嵌合部 フランジ部 有低スリー -ブ 可動鉄芯 シャフト, 46 軸受部材, 48 スプリング コィノレ ヨーク プレート ノヽーネス コネクタ スリーブ 有底スリーブ 円筒体, 72 チュー -ブ ブロック, 75, 76, 77 装着穴 ねじ部 フランジ部

Claims

請求の範囲
[1] 自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルにて冷媒が流れる通路に介揷されて冷 媒の流量を制御するのに用いられる制御弁の取り付け構造において、
前記制御弁のソレノイドのコイルを囲橈しているヨークと前記制御弁の揷入方向に 対向している段差部を内部に有し、開口端側の内側に第 1のねじ部を有する装着穴 が前記制御弁の取り付け対象位置に備えられ、
前記制御弁には、前記装着穴への挿入時に前記段差部に対向するよう半径方向 外向きに延出されたフランジ部と、前記フランジ部の前記段差部に対向する面に配 置されたガスケットと、前記ソレノイドの固定鉄芯および可動鉄芯の外側にそれらの 軸線を中心として回動可能に配置され、前記制御弁の挿入方向の一端が前記フラン ジ部の前記ガスケットを配置した面と反対側の面に当接可能であり、他端の外周には 前記第 1のねじ部と螺合する第 2のねじ部を有する前記ヨークとが備えられ、 前記制御弁を前記装着穴へ挿入して前記ヨークをねじ込むことにより前記ヨークの 一端が前記フランジ部を介して前記ガスケットを前記段差部に押し付けることで、前 記段差部のシールと前記制御弁の取り付けとが同時に達成されることを特徴とする 制御弁の取り付け構造。
[2] 前記ガスケットは、リング状の薄い板ばねの両面にゴムをコーティングしたものであ ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の制御弁の取り付け構造。
[3] 前記板ばねは、円周方向に少なくとも一条のコルゲート部を有していることを特徴と する請求の範囲第 2項記載の制御弁の取り付け構造。
[4] 前記ガスケットは、柔らかい材質のリング状の金属であることを特徴とする請求の範 囲第 1項記載の制御弁の取り付け構造。
[5] 前記制御弁は、コンプレッサに取り付けられて前記コンプレッサの吐出容量を制御 する容量制御弁であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の制御弁の取り付け 構造。
[6] 前記制御弁は、内部熱交換器に取り付けられて前記内部熱交換器を通過した冷 媒を断熱膨張させる膨張装置であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の制御 弁の取り付け構造。 自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルにて冷媒が流れる通路に介挿されて冷 媒の流量を制御するソレノイド駆動の制御弁において、
ソレノイドの固定鉄芯または前記固定鉄芯および可動鉄芯を収容するスリーブと一 体に形成されていて半径方向外向きに延出されたフランジ部と、
前記フランジ部の前記ソレノイドと反対側の面に配置されたガスケットと、 前記固定鉄芯および前記可動鉄芯の外側にそれらの軸線を中心として回動可能 に配置され、前記制御弁の揷入方向の一端が前記フランジ部の前記ガスケットを配 置した面と反対側の面に当接可能であり、他端の外周にはねじ部を有するヨークと、 を備え、
前記ヨークを取り付け対象の装着穴へねじ込むことにより前記ヨークの一端が前記 フランジ部を介して前記ガスケットを前記装着穴に内設された段差部に押し付けるこ とで、前記段差部のシールと前記制御弁の取り付けとを同時に行えることを特徴とす る制御弁。
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