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JP2000283029A - 容量制御弁及び可変容量圧縮機 - Google Patents

容量制御弁及び可変容量圧縮機

Info

Publication number
JP2000283029A
JP2000283029A JP11084577A JP8457799A JP2000283029A JP 2000283029 A JP2000283029 A JP 2000283029A JP 11084577 A JP11084577 A JP 11084577A JP 8457799 A JP8457799 A JP 8457799A JP 2000283029 A JP2000283029 A JP 2000283029A
Authority
JP
Japan
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pressure
control valve
valve
predetermined direction
sensitive member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11084577A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Takai
和彦 高井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanden Corp filed Critical Sanden Corp
Priority to JP11084577A priority Critical patent/JP2000283029A/ja
Priority to DE2000114080 priority patent/DE10014080C2/de
Priority to FR0003716A priority patent/FR2794187B1/fr
Publication of JP2000283029A publication Critical patent/JP2000283029A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁装置の通電量に対して吸入室圧力制御点
が一義的に決まるようにし、かつ通電しない状態では可
変容量圧縮機を強制的に最小容量に維持できるように構
成した容量制御弁を提供すること。 【解決手段】 可変容量圧縮機の吐出室とクランク室と
を連通する連通路１７ａ，１７ｂを開閉するための可動
な弁体１８を備える。弁体の一側には、吸入室の圧力を
感知して伸縮し弁体を駆動する感圧部材１２，１５を配
する。弁体の他側には、感圧部材に電磁力により外力を
付与するための電磁装置２０を配する。弁体には貫通孔
２１を設け、電磁装置の一部をその貫通孔に挿通して感
圧部材に係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用空
調装置等に使用する可変容量圧縮機に関し、特にそれの
容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可変容量圧縮機のための容量制御
弁としては、例えば図７に示すように、クランク室の圧
力を調整することによりピストンのストロークを制御す
るものがある。その容量制御弁は、ベローズ１で吸入室
の圧力を感知し、これに応じてボール弁２を開閉してク
ランク室に導入する吐出室からのガス量を調整するよう
にしている。これは、所謂内部制御タイプのベローズ弁
構造である。このベローズ弁構造をベースとし、さらに
ボール弁２の上部に電磁装置３を配置し、電磁力がボー
ル弁２に作用するように構成している。したがって図８
に示す様に電磁装置への通電量によりベローズ弁の動作
点、つまり吸入室の圧力制御点を変化させることが可能
となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図７の容量制御弁では
ボ−ル弁が吐出室圧力を受ける構造となっているため、
図８に示すように電磁装置への通電量が一定でも吐出室
圧力Ｐｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，…により吸入室圧力制御
点が変化してしまう。つまり電磁装置の通電量に対して
吸入室圧力制御点が一義的に決まらず、最適な吐出容量
制御を行わせるための制御方法が複雑になるという問題
がある。
【０００４】図７の構造では可変容量圧縮機の吸入室の
圧力に上限があり、例えば吸入室の圧力を３．７ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ以上で制御させることができない。
【０００５】通常の車両走行時では吸入室の圧力は２ｋ
ｇ／ｃｍ２Ｇ前後に維持制御されている場合が多いため
問題はない。一方、車両加速時等には加速性能を高める
ために吐出容量を減少させようとする場合がある。その
場合には、吐出容量が減少して吸入室の圧力が上昇す
る。吸入室の圧力が３．７ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで上昇する
と、この圧力を維持するように吐出容量が制御され、運
転条件によっては最小容量が維持できない場合が発生
し、車両の走行性能に重大な影響を与えかねない。
【０００６】それ故に本発明の課題は、電磁装置の通電
量に対して吸入室圧力制御点が一義的に決まるように
し、かつ通電しない状態では可変容量圧縮機を強制的に
最小容量に維持できるように構成した容量制御弁を提供
することにある。
【０００７】本発明の他の課題は、前記容量制御弁を備
えた可変容量圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、可変容
量圧縮機の吐出室とクランク室とを連通する連通路を開
閉するための所定方向で可動な弁体と、前記所定方向で
前記弁体の一側に配置され、周囲の基準圧力を感知して
前記所定方向で伸縮し前記弁体を駆動する感圧部材と、
前記所定方向で前記弁体の他側に配置され、前記感圧部
材に前記所定方向の外力を付与するための外力付与機構
とを備えた可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記
弁体は前記所定方向で貫通した貫通孔を有し、前記外力
付与機構は前記貫通孔に挿通され前記感圧部材に係合し
ていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁が
得られる。
【０００９】前記外力付与機構は、通電及び非通電を制
御されるソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルの
電磁力により駆動されるソレノイドロッドとを含み、前
記ソレノイドロッドが前記貫通孔を通して前記感圧部材
に係合しており、前記ソレノイドコイルに通電されると
前記ソレノイドロッドが前記感圧部材を前記所定方向で
押し縮めるように構成されてもよい。
【００１０】さらに、前記貫通穴に連通し前記弁体に作
用するガス圧を前記所定方向でバランスさせるバランス
室を備えてもよい。
【００１１】さらに、前記弁体を閉方向に第１の付勢力
をもって付勢した第１のバネ部材を含み、前記感圧部材
は伸長時に前記弁体を開方向に駆動するものであっても
よい。
【００１２】さらに、前記感圧部材を前記所定方向で可
動に収容した弁ケーシングと、前記第１の付勢力よりも
大なる第２の付勢力をもって、前記感圧部材を前記弁体
の開方向に向けて付勢した第２のバネ部材とを含んでも
よい。
【００１３】また本発明によれば、吐出室と、クランク
室と、これらを連通する連通路とを有する可変容量圧縮
機において、上述した容量制御弁を備え、前記容量制御
弁によって前記連通路の開閉を制御するようにしたこと
を特徴とする可変容量圧縮機が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態に係
る可変容量圧縮機用容量制御弁を示す。
【００１５】この容量制御弁１０は可変容量圧縮機の圧
縮容量を制御するためのものであり、弁ケーシング１１
と、この弁ケーシング１１内に配設され、内部を真空に
してばねを配置した所定方向即ち上下方向に伸縮可能な
ベローズ１２と、このベローズ１２の図中下端を受け、
弁ケーシング１１に移動可能なように支持されたガイド
１３と、このガイド１３を図中上方に付勢するバネ部材
１４と、ベローズ１２の図中上端に一端を結合され弁ケ
ーシング１１に移動可能なように支持された感圧ロッド
１５と、弁室１６に配されかつ感圧ロッド１５の他端即
ち上端に当接し、ベローズ１２の伸縮に応じて、可変容
量圧縮機の吐出室に接続された連通路１７ａとクランク
室に接続された連通路１７ｂとの間を開閉する弁体１８
と、弁体１８を下方へ付勢したバネ部材１９と、弁体１
８の上方に配した電磁装置２０とを含む。なおバネ部材
１９の付勢力はバネ部材１４の付勢力よりも小さいもの
とする。
【００１６】弁体１８には上下にのびた貫通孔２１が形
成されている。弁ケーシング１１には、弁体１８の弁座
に当接する当接面１８ａとは反対側の面１８ｂに対向す
るバランス室２２が形成されている。バランス室２２は
貫通孔２１によってクランク室の圧力を受圧するように
構成されている。尚、弁体１８の当接面１８ａ側のクラ
ンク室圧力受圧面積とこれとは反対側の面１８ｂのクラ
ンク室圧力受圧面積とは同等に設定されている。また弁
体１８の側面１８ｃは弁ケーシング１１に移動可能なよ
うに支持されている。
【００１７】電磁装置２０は、固定のステータ２３と、
ステータ２３の周囲に配され通電及び非通電を制御され
るソレノイドコイル２４と、ステータ２３の上方のプラ
ンジャー室２５に配したプランジャー２６と、ステータ
２３の中心に上下動可能に配されソレノイドコイル２４
の電磁力にてプランジャー２６を介し駆動されるソレノ
イドロッド２７とを含む。ソレノイドロッド２７は感圧
ロッド１５に直接に当接している。電磁装置２０はソレ
ノイドコイル２４に通電されると電磁力を発生し、ソレ
ノイドロッド２７を介して感圧ロッド１５を下方に付勢
する。
【００１８】次に図２を参照して、上述した容量制御弁
１０を備えた可変容量圧縮機について説明する。
【００１９】この可変容量圧縮機は、車両用空調装置に
使用されるものであり、管状のケーシング３１と、この
ケーシング３１の軸方向一端を閉塞したフロントハウジ
ング３２と、このケーシング３１の軸方向他端に弁板ア
センブリ３３を介して取り付けられたシリンダヘッド３
４とを含む。ケーシング３１、フロントハウジング３
２、及びシリンダヘッド３４はボルト３５にて互いに固
定される。
【００２０】ケーシング３１は内部にシリンダブロック
３６を一体に有している。ケーシング３１の中心にはシ
ャフト３７が軸方向に延在している。このシャフト３７
はフロントハウジング３２及びシリンダブロック３６に
よって回転可能に支持されている。
【００２１】フロントハウジング３２にはプーリ３８が
回転可能に支持されている。このプーリ３８は車両のエ
ンジンにて駆動される。シャフト３７の外端にはリング
状のアーマチュア４１がゴム部材３９を介して軸方向に
可動なように支持されている。
【００２２】アーマチュア４１はプーリ３８の軸端面に
対向し、吸着装置４２によって、プーリ３８に吸着され
たりそこから切り離されたりするように制御される。即
ち、吸着装置４２が駆動されると、アーマチュア４１は
電磁力によりプーリ３８に吸着され、エンジンのトルク
がシャフト３７に伝達される。他方、吸着装置４２の駆
動が停止されると、アーマチュア４１はゴム部材３９の
復元力によってプーリ３８から切り離され、エンジンの
トルクがシャフト３７には伝達されない。
【００２３】フロントハウジング３２とシリンダブロッ
ク３６との間にクランク室４３が規定されている。この
クランク室４３内にはロータ４４が配され、そしてロー
タ４４はシャフト３７に固定されている。ロータ４４に
はヒンジ機構４５を介して斜板４６が結合されている。
ヒンジ機構４５はシャフト３７の軸心に対する斜板４６
の傾斜角を可変にするものである。斜板４６はロータ４
４と共に回転する。
【００２４】斜板４６の周辺部分には複数のピストン４
７がシューを介して係合している。ピストン４７は、シ
リンダブロック３６に形成された対応するシリンダボア
４８に軸方向で摺動可能なように挿入されている。斜板
４６が回転すると、ピストン４７は斜板の傾斜角によっ
て決まるストロークをもって対応するシリンダボア４８
内で往復運動する。
【００２５】シリンダヘッド３４は、その周辺部分に吸
入室５１を形成され、また中心部分に吐出室５２を形成
されている。吸入室５１と吐出室５２とに間には、公知
の冷凍回路が接続される。
【００２６】弁板アセンブリ３３は、シリンダボア４８
を吸入室５１及び吐出室５２に連通させる吸入孔５３及
び吐出口５４と、これらの吸入孔５３及び吐出口５４の
ための弁機構とを備えている。
【００２７】シャフト３７が回転すると、ピストン４７
はシリンダボア４８内で往復運動を起こす。ピストン４
７の往復運動にしたがい、冷凍回路の冷媒ガスが吸入室
５１からシリンダボア４８中に吸入され、吐出室５２か
ら冷凍回路中へ吐出される。この容量可変圧縮機の圧縮
容量は、斜板４６の傾斜角によって決まるピストン４７
のストロークに依存する。斜板４６の傾斜角を制御する
ため、シリンダヘッド３４に形成された制御弁室５５に
上述した容量制御弁１０が備えられる。その際、連通路
１７ａが通路５６を介して吐出室５２に接続され、連通
路１７ｂが通路５７を介してクランク室４３に接続され
る。また、ベローズ１２の周囲の空間は吸入室５１に接
続される。
【００２８】図１及び図２に加え、図３〜図６をも参照
して、容量制御弁１０の動作について説明する。
【００２９】ソレノイドコイル２４に通電しない状態で
は電磁力は発生しないため、圧力バランス状態では弁体
１８を閉弁方向に付勢する力は無く、また可変容量圧縮
機の吸入室５１の圧力が高い場合にはベロ−ズ１２は収
縮するが、バネ部材１４によって図中上方に付勢されて
いるため、図３に示すように、弁体１８は常時開弁して
いる。
【００３０】この状態で圧縮機を起動した場合、吐出室
５２のガスが常時クランク室４３に導入されクランク室
４３と吸入室５１との圧力差が増加するため、最小容量
に維持される。
【００３１】尚、バネ部材１４の付勢力は小さく、例え
ばソレノイドコイル２４に通電された電流値ｉ０（Ａ）
にて発生する電磁力より小さく設定されている。このた
めｉ０（Ａ）以上の電流領域では弁体１８は閉弁するこ
とが可能である。
【００３２】例えば圧力が６ｋｇ／ｃｍ２Ｇでバランス
している状態から圧縮機を起動し、吸入室圧力が２ｋｇ
／ｃｍ２Ｇになるようにソレノイドコイル２４への通電
量を電流値ｉ３（Ａ）に調整すると、電磁装置２０によ
り発生する電磁力がバネ部材１４の付勢力より大きいた
め弁体１８は図４に示すように閉弁し、これによりクラ
ンク室圧力が低下し吸入室圧力と同等になるため、圧縮
機は最大容量に維持され、吸入室圧力が徐々に低下す
る。
【００３３】吸入室圧力が低下するに従いベローズ１２
が伸長し、ガイド１３の図中下端が弁ケーシング１１の
底に当接するため、バネ部材１４の機能が消失する。こ
の時弁体１８に作用するクランク室圧力による力は面１
８ａ側と面１８ｂ側で相殺され、また吐出室圧力は弁体
１８の軸方向には作用しないため、弁体１８は電磁力と
ベローズ１２に作用する吸入室圧力に応じて開閉制御さ
れる。つまり、吸入室圧力が２ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで低下
するとベローズ１２が伸長し、図５に示すように弁体１
８が開く方向に動作するため、吐出室５２のガスがクラ
ンク室４３に導入され、クランク室４３と吸入室５１と
の圧力差の増加により吐出容量が減少する。これにより
吸入室圧力が上昇するとベローズ１２が収縮し、図４に
示すように弁体１８が閉じる方向に動作するため、クラ
ンク室圧力が低下し、クランク室４３と吸入室５１との
圧力差の減少により、吐出容量が増加する。
【００３４】このようにして吸入室圧力が所定値になる
ように弁体１８の開度が調整され、吐出容量が制御され
る。したがって図６に示すように電流値により吸入室圧
力の制御点が一義的に決まる。この状態から電流値をゼ
ロにすると、ベロ−ズ１２が伸長し弁体１８が全開とな
り、クランク室４３と吸入室５１との圧力差が著しく増
加するため最小容量に移行する。これにより吸入室圧力
が上昇し図６で３．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上に上昇し、ベ
ローズ１２が収縮するような状態になっても、弁体１８
はバネ部材１４により図中上方に付勢されているため、
弁体１８は常時開弁し、最小容量に維持される。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電磁装置の通電量に対して吸入室圧力制御点が一義的に
決まるようにし、かつ通電しない状態では可変容量圧縮
機を強制的に最小容量に維持できるように構成した容量
制御弁、及びそれを備えた容量可変圧縮機を提供するこ
とができる。また特に、弁体の軽量化が可能である上に
弁体によるシール径を大きくできるため、容量制御弁の
応答性が向上する。また、閉弁時も外力付与機構と感圧
部材とが連動するため、円滑な動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る容量制御弁の縦断
面図である。
【図２】図１の容量制御弁を備えた可変容量圧縮機の縦
断面図である。
【図３】図１の容量制御弁のソレノイドコイルに非通電
の状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の容量制御弁のソレノイドコイルに通電で
かつ閉弁時の状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の容量制御弁のソレノイドコイルに通電で
かつ開弁時の状態を示す縦断面図である。
【図６】図１の容量制御弁の圧力制御特性を示すグラフ
である。
【図７】従来の容量制御弁の縦断面図である。
【図８】図７の容量制御弁の圧力制御特性を示すグラフ
である。
【符号の説明】
１０ 容量制御弁 １１ 弁ケーシング １２ ベローズ １３ ガイド １４ バネ部材 １５ 感圧ロッド １６ 弁室 １７ａ，１７ｂ 連通路 １８ 弁体 １９ バネ部材 ２０ 電磁装置 ２１ 貫通孔 ２２ バランス室 ２４ ソレノイドコイル ２６ プランジャー ２７ ソレノイドロッド ３７ シャフト ４３ クランク室 ４４ ロータ ４５ ヒンジ機構 ４６ 斜板 ４７ ピストン ４８ シリンダボア ５１ 吸入室 ５２ 吐出室

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可変容量圧縮機の吐出室とクランク室と
    を連通する連通路を開閉するための所定方向で可動な弁
    体と、前記所定方向で前記弁体の一側に配置され、周囲
    の基準圧力を感知して前記所定方向で伸縮し前記弁体を
    駆動する感圧部材と、前記所定方向で前記弁体の他側に
    配置され、前記感圧部材に前記所定方向の外力を付与す
    るための外力付与機構とを備えた容量制御弁において、
    前記弁体は前記所定方向で貫通した貫通孔を有し、前記
    外力付与機構は前記貫通孔に挿通され前記感圧部材に係
    合していることを特徴とする容量制御弁。
  2. 【請求項２】 前記外力付与機構は、通電及び非通電を
    制御されるソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイル
    の電磁力により駆動されるソレノイドロッドとを含み、
    前記ソレノイドロッドが前記貫通孔を通して前記感圧部
    材に係合しており、前記ソレノイドコイルに通電される
    と前記ソレノイドロッドが前記感圧部材を前記所定方向
    で押し縮める請求項１記載の容量制御弁。
  3. 【請求項３】 さらに、前記貫通穴に連通し前記弁体に
    作用するガス圧を前記所定方向でバランスさせるバラン
    ス室を備えた請求項１又は２記載の容量制御弁。
  4. 【請求項４】 さらに、前記弁体を閉方向に第１の付勢
    力をもって付勢した第１のバネ部材を含み、前記感圧部
    材は伸長時に前記弁体を開方向に駆動するものである請
    求項１−３のいずれかに記載の容量制御弁。
  5. 【請求項５】 さらに、前記感圧部材を前記所定方向で
    可動に収容した弁ケーシングと、前記第１の付勢力より
    も大なる第２の付勢力をもって、前記感圧部材を前記弁
    体の開方向に向けて付勢した第２のバネ部材とを含む請
    求項４記載の容量制御弁。
  6. 【請求項６】 吐出室と、クランク室と、これらを連通
    する連通路とを有する可変容量圧縮機において、請求項
    １−５のいずれかに記載の容量制御弁を備え、前記容量
    制御弁によって前記連通路の開閉を制御するようにした
    ことを特徴とする可変容量圧縮機。
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