(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側軸部、該上側軸部より小径の小径軸部、前記上側軸部と小径軸部との間の段差を減縮すべく設けられた概略円錐台状等を呈する段差減縮部、及び、前記上側軸部より大径の弁体部を有する弁棒と、前記弁体部が接離する弁口が設けられた弁室を有し、前記弁口より上側に前記弁棒の上側軸部が摺動自在に嵌挿される上側案内孔が設けられ、前記弁室に圧縮機の吐出圧力を導入するためのＰｄ孔が開口せしめられるとともに、前記弁室より上側に前記圧縮機のクランク室に連通するＰｃ孔が開口するＰｃ室が設けられた弁本体と、前記弁棒を弁口開閉方向に駆動するための電磁式アクチュエータと、前記圧縮機の吸入圧力に応動して前記弁棒を弁口開閉方向に駆動する感圧応動部材とを備え、
前記Ｐｃ孔の内径は、前記上側案内孔の内径より大きく設定され、前記Ｐｃ孔の中心線Ｏｃに直交する断面において、前記弁体部が前記弁口より離れた開弁状態のとき、前記段差減縮部と前記上側軸部との交点Ｑａが前記Ｐｃ孔内に位置し、かつ、前記段差減縮部の外周斜面の延長線Ｌａと前記Ｐｃ孔との交点Ｑｂが前記上側案内孔の内周面より外側に位置するように各部の寸法形状が設定されていることを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記断面において、前記上側軸部の外周面と前記Ｐｃ孔との交点Ｑｃ、前記交点Ｑａ及び前記交点Ｑｂを結んだ領域λの冷媒通過断面積Ｓｓを、前記上側案内孔と前記上側軸部との間に形成される冷媒通過断面積Ｓｒよりも大きくしてあることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
【請求項３】
前記弁口より下側に前記弁棒の下側軸部が摺動自在に嵌挿される下側案内孔が設けられ、前記弁棒の下端部に前記吸入圧力が作用するようにされるとともに、前記弁本体に、前記吸入圧力を前記感圧応動部材に導くべく、吸入圧通路が設けられ、前記弁棒に掛かる冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが同じになるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーエアコン等に使用される可変容量型圧縮機用の制御弁に係り、特に、弁棒と案内孔との間に形成される摺動面間隙等に溜まる微小異物（加工組立時から残っている切削研磨屑、研磨材、摺動摩擦による摩耗分、外部からの塵埃等）に起因する弁棒の作動不良等を生じ難くされた制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カーエアコン等に使用される可変容量型圧縮機用制御弁は、圧縮機のクランク室内の圧力Ｐｃを調整すべく、圧縮機から吐出圧力Ｐｄの冷媒が導入されるとともに、その吐出圧力Ｐｄの冷媒を絞ってクランク室へ導出するようにされ、このクランク室への導出量（絞り量）を、圧縮機の吸入圧力Ｐｓに応じて制御するようになっており、通常、下記特許文献１、２等にも見られるように、弁棒と、この弁棒が摺動自在に嵌挿される案内孔、圧縮機からの吐出圧力を導入するための吐出圧ポート（Ｐｄ孔）、圧縮機のクランク室に連通する制御圧ポート（Ｐｃ孔）、圧縮機の吸入圧力が導入される吸入圧ポート等が設けられた弁本体と、前記弁棒を弁口開閉方向に駆動するための電磁式アクチュエータと、前記圧縮機の吸入圧力に応動して前記弁棒を弁口開閉方向に駆動するベローズ等の感圧応動部材とを備えている。
【０００３】
このような可変容量型圧縮機用制御弁として、本願の発明者等は先に図４に示される如くの制御弁を提案している。以下、図示例の制御弁５を簡単に説明する（下記特許文献３も参照）。図示制御弁５は、作動棒１４に一体に連結された弁棒１５を備える。この弁棒１５は、弁本体２０に設けられた上側案内孔１９Ａに摺動自在に嵌挿された上側軸部１５ｃ、該上側軸部１５ｃより小径の小径軸部１５ｂ、上側軸部１５ｃより大径の弁体部１５ａ、及び、弁本体２０の下端部に挿着固定された筒状体５２（の下側案内孔１９Ｂ）に摺動自在に挿入された前記上側軸部１５ｃと同径の下側軸部１５ｅを有している。また、弁棒１５の上部（凸状部）に作動棒１４の下端部（凹穴部）１４ｂが圧入等で連結固定され、この連結固定部の下方に環状溝部（小径部）１５ｄが設けられるとともに、プランジャ３７の底部に設けられた係止部３８が前記環状溝部１５ｄに嵌合せしめられて、弁棒１５とプランジャ３７とが一体的に昇降せしめられるようになっている。
【０００４】
一方、弁本体２０は、前記弁体部１５ａが接離する弁口（弁シート部）２２が設けられた弁室２１を有し、前記弁口２２より上側に前記弁棒１５の上側軸部１５ｃが摺動自在に嵌挿される上側案内孔１９Ａが設けられ、前記弁口２２より下側には、前記弁室２１の下面を画成するように、前記弁棒１５の下側軸部１５ｅが摺動自在に嵌挿される下側案内孔１９Ｂを有する筒状体５２が圧入固定されている。
【０００５】
前記弁本体２０における弁口２２を挟んで下側の弁室２１に、圧縮機からの吐出圧力Ｐｄを導入するための、断面円形の吐出圧ポート（Ｐｄ孔）２５が設けられている。Ｐｄ孔２５は、１８０度の間隔をあけて２本対向配置されている。
【０００６】
また、弁本体２０における弁口２２を挟んで上側に、前記圧縮機のクランク室（圧力Ｐｃ）に連通する、言い換えれば、Ｐｃを制御するための制御圧ポート（Ｐｃ孔）２６が１８０度の間隔をあけて２本対向配置されている（弁本体２０を横断貫通するように設けられている）。Ｐｃ孔２６は、断面円形で、それらの内端は上側案内孔１９Ａの下部（Ｐｃ室２６Ｓ）に開口せしめられている。
【０００７】
より詳細には、図５、図６に模式拡大図（寸法形状が誇張されている）で示されているように、弁棒１５における上側軸部１５ｃと小径軸部１５ｂとの間には、それらの段差を減縮すべく逆円錐台状の段差減縮部１５ｖ及び平坦面部１５ｕが設けられている。段差減縮部１５ｖの下面の直径は小径軸部１５ｂと同じにされ、その上面の直径は上側軸部１５ｃより若干小さくされていて、段差減縮部１５ｖの上面と上側軸部１５ｃの外周面との間が平坦面部１５ｕとなっている。また、上側案内孔１９Ａと上側軸部１５ｃとの間には断面円環状の摺動面間隙γ［通過断面積（水平断面積）Ｓｒ］が形成され、上側案内孔１９Ａ（の内周面）と小径軸部１５ｂ、段差減縮部１５ｖ、及び平坦面部１５ｕとの間にはＰｃ室２６Ｓが形成されている。Ｐｃ孔２６は、その中心線Ｏｃが前記段差減縮部１５ｖの下面近くに位置し、その直径は、小径軸部１５ｂの中央あたりから段差減縮部１５ｖの中央あたりまでの長さとなっている。
【０００８】
一方、前記筒状体５２における下側案内孔１９Ｂの下端部に、吸入圧力Ｐｓが導入される吸入圧導入小室７２（下側案内孔１９Ｂと同径）が設けられるとともに、前記弁本体２０に、吸入圧力Ｐｓを感圧室４５（ベローズ本体４０）に導くべく、直線状の貫通穴（小径孔７０ａと大径孔７０ｂ）からなる吸入圧通路７０が設けられている。この吸入圧通路７０は、一端（上端）がプランジャ室２４を介して感圧室４５に連通するとともに、他端が弁本体２０の下端部に開口せしめられている。
【０００９】
かかる構成を有する制御弁５は、可変容量型圧縮機の機体ハウジング１００における斜板室近傍に形成された弁装着穴（段付き穴）８０に組み付けられる。弁装着穴８０の上部には抜け止め用のスナップリング（Ｃ形リング）８１が取着されており、このスナップリング８１がハウジング６０の上端部（かしめ部）６２に当接せしめられている。また、機体ハウジング１００には、Ｐｄ孔２５、Ｐｃ孔２６、並びに、後述するＰｓ導入室８８、吸入圧ポート７２及び吸入圧通路７０に連通するＰｄ通路９２、Ｐｃ通路９３、並びにＰｓ通路９１が設けられている。また、制御弁５の外周面と弁装着穴８０の内周面との間の要所には、Ｐｄ、Ｐｃ、Ｐｓが洩れないように、Ｏリング８２、８３、８４が配在されている。
【００１０】
弁装着穴８０の底部（下部）と弁本体２０の下端部との間には、Ｐｓ導入室８８が設けられ、Ｐｓ通路９１を介してＰｓ導入室８８に導入された吸入圧力Ｐｓは、吸入圧ポート７２において弁棒１５を閉弁方向に押し上げる力となるとともに、吸入圧通路７０を介してプランジャ室２４に導かれて弁棒１５を閉弁方向に押し下げる力となる。
【００１１】
このような構成とされた制御弁５においては、弁棒１５に作用する冷媒の圧力によって、開弁方向（下向き）及び閉弁方向（上向き）にそれぞれ次のような力が掛かる。すなわち、弁棒１５の上側軸部１５ｃ（上側案内孔１９Ａを摺動する部分）の断面積をＳａ、弁口２２の実効開口面積をＳｂ、弁棒１５の下側軸部１５ｅ（下側案内孔１９Ｂを摺動する部分）の断面積をＳｃ、吐出圧力をＰｄ、吸入圧力をＰｓ、クランク室圧力をＰｃとすれば、
開弁方向に掛かる力  ＝  Ｐｄ×Ｓｃ＋Ｐｃ×Ｓｂ＋Ｐｓ×Ｓａ
閉弁方向に掛かる力  ＝  Ｐｄ×Ｓｂ＋Ｐｃ×Ｓａ＋Ｐｓ×Ｓｃ
となる。
【００１２】
ここで、上側軸部１５ｃの断面積Ｓａと、弁口２２の実効開口面積Ｓｂと、下側軸部１５ｅの断面積Ｓｃは設計上ほぼ同じにされているので、Ｐｄ×Ｓｃ＝Ｐｄ×Ｓｂ、Ｐｃ×Ｓｂ＝Ｐｃ×Ｓａ、Ｐｓ×Ｓａ＝Ｐｓ×Ｓｃとなり、開弁方向に掛かる力＝閉弁方向に掛かる力となる。
【００１３】
このように本制御弁５は、下側案内孔１９Ｂの下端部に吸入圧力Ｐｓが導入される吸入圧ポート７２が設けられて、弁棒５の下端面に吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、弁本体２０に、前記吸入圧力Ｐｓを感圧室４５に導く吸入圧通路７０が設けられているので、弁棒１５の上側軸部１５ｃと下側軸部１５ｅ及び弁口２２の断面積Ｓａ、Ｓｃ、Ｓｂを同じにすれば、弁棒１５に作用する吐出圧力Ｐｄ及びクランク室圧力Ｐｃによる開弁方向に掛かる力と閉弁方向に掛かる力とは同じに（相殺）され、また、弁棒１５に作用する吸入圧力Ｐｓによる開弁方向に掛かる力と閉弁方向に掛かる力も同じに（相殺）され、その結果、弁棒１５に掛かる冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが同じとなるため、弁棒１５に作用する冷媒圧力による制御への悪影響を受け難くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３０３２６２号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５２４８号公報
【特許文献３】特願２００９−０２８０８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記した如くの制御弁５においては、弁体部１５ａが弁口２２を開いたとき、Ｐｄ＞Ｐｓ、Ｐｃ＞Ｐｓとなるので、図５に示される如くに、弁室２１からＰｃ室２６Ｓに導入された冷媒のうちの、Ｐｃ孔２６に面している冷媒の大半は、上側案内孔１９Ａと上側軸部１５ｃとの間に形成された通過断面積が小さな摺動面間隙γ側よりもＰｃ孔２６側に流れるものの、図６に示される如くに、Ｐｃ孔２６に面していない冷媒の一部は、弁棒１５の上側軸部１５ｃと上側案内孔１９Ａとの間に形成される摺動面間隙γに流れ込んでしまう。この際、冷媒中の微小異物Ｍ（加工組立時から残っている切削研磨屑、研磨材、摺動摩擦による摩耗分、外部からの塵埃等）が前記平坦面部１５ｕや摺動面間隙γに溜まって該摺動面間隙γが詰まる等し、弁棒１５の摺動抵抗が増大して、弁棒１５が作動不良、例えば、吸引子３４が通常の吸引力を発生しても、弁棒１５が上方に移動しないような事態等が発生することがあり、この場合、弁開度が適切に調整されなくなる。かかる問題を引き起こす微小異物は、フィルタ等を付設しても完全には取り除くことができないのが実状である。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特にＰｃ孔周辺部において弁棒と案内孔との間に形成される摺動面間隙等に微小異物が溜まらないようにでき、もって微小異物に起因する弁棒の作動不良等を生じ難くされた可変容量型圧縮機用の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】
【００１７】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る可変容量型圧縮機用の制御弁は、基本的には、上側軸部、該上側軸部より小径の小径軸部、前記上側軸部と小径軸部との間の段差を減縮すべく設けられた概略円錐台状等を呈する段差減縮部、及び、前記上側軸部より大径の弁体部を有する弁棒と、前記弁体部が接離する弁口が設けられた弁室を有し、前記弁口より上側に前記弁棒の上側軸部が摺動自在に嵌挿される上側案内孔が設けられ、前記弁室に圧縮機の吐出圧力を導入するためのＰｄ孔が開口せしめられるとともに、前記弁室より上側に前記圧縮機のクランク室に連通するＰｃ孔が開口するＰｃ室が設けられた弁本体と、前記弁棒を弁口開閉方向に駆動するための電磁式アクチュエータと、前記圧縮機の吸入圧力に応動して前記弁棒を弁口開閉方向に駆動する感圧応動部材とを備え、前記Ｐｃ孔の内径は、前記上側案内孔の内径より大きく設定され、前記Ｐｃ孔の中心線Ｏｃに直交する断面において、前記弁体部が前記弁口より離れた開弁状態のとき、前記段差減縮部と前記上側軸部との交点Ｑａが前記Ｐｃ孔内に位置し、かつ、前記段差減縮部の外周斜面の延長線Ｌａと前記Ｐｃ孔との交点Ｑｂが前記上側案内孔の内周面より外側に位置するように各部の寸法形状が設定されていることを特徴としている。
【００１８】
好ましい態様では、前記断面において、前記上側軸部の外周面と前記Ｐｃ孔との交点Ｑｃ、前記交点Ｑａ及び前記交点Ｑｂを結んだ領域λの冷媒通過断面積Ｓｓを、前記上側案内孔と前記上側軸部との間に形成される冷媒通過断面積Ｓｒよりも大きくなるように構成される。
【００１９】
より好ましい態様では、前記弁口より下側に前記弁棒の下側軸部が摺動自在に嵌挿される下側案内孔が設けられ、前記弁棒の下端部に前記吸入圧力が作用するようにされるとともに、前記弁本体に、前記吸入圧力を前記感圧応動部材に導くべく、吸入圧通路が設けられ、前記弁棒に掛かる冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが同じになるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る可変容量型圧縮機用の制御弁では、Ｐｃ室に導入された冷媒のうちのＰｃ孔に面している冷媒は、上側案内孔と上側軸部との間に形成された通過断面積が小さな摺動面間隙γ側よりもＰｃ孔側に流れる。一方、図３に示される如くに、Ｐｃ孔に面していない冷媒も、前記摺動面間隙γによる通過断面積Ｓｒよりも、前記交点Ｑａ、Ｑｂ、及び前記Ｑｃを結んだ領域λによる通過断面積Ｓｓの方を大きくすることにより、摺動面間隙γ側よりもＰｃ孔側に流れやすくなる。
【００２１】
このため、特にＰｃ孔周辺部において上側軸部と上側案内孔との間に形成される摺動面間隙γ等に微小異物が溜まらないようにでき、その結果、微小異物に起因する弁棒の作動不良等を生じ難くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図。
【図２】図１におけるＰｃ孔周辺の模式拡大図。
【図３】図２に対して９０度回転させた状態のＰｃ孔周辺の模式拡大図。
【図４】従来の可変容量型圧縮機用制御弁の一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図。
【図５】図４におけるＰｃ孔周辺の模式拡大図。
【図６】図５に対して９０度回転させた状態のＰｃ孔周辺の模式拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図である。図１に示される可変容量型圧縮機用制御弁１において、前述した図４〜図６に示される制御弁５の各部に対応する部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、相違点を重点的に説明する。
【００２５】
図示実施形態の制御弁１では、弁棒１５の上側軸部１５ｃと小径軸部１５ｂとの間に、それらの段差を減縮すべく逆円錐台状の段差減縮部１５ｖが設けられており、前記した従来例の制御弁５では存在した平坦面部１５ｕは存在しない。また、図１に加えて、図２（図１におけるＰｃ孔２６周辺の模式拡大図）及び図３（図２に対して９０度回転させた状態のＰｃ孔２６周辺の模式拡大図）を参照すればよくわかるように、Ｐｃ孔２６の直径が従来例のものより大きくされている。
【００２６】
具体的には、前記Ｐｃ孔の中心線Ｏｃに直交する断面（図３）で見て、前記段差減縮部１５ｖと上側軸部１５ｃとの交点ＱａがＰｃ孔２６内に位置し、かつ、前記段差減縮部１５ｖの外面（斜面）の延長線ＬａとＰｃ孔２６との交点Ｑｂが前記上側案内孔１９Ａの内周面より外側に位置するように各部の寸法形状が設定されている。
【００２７】
このような構成とされた制御弁１においては、図２に示される如くに、Ｐｃ室２６Ｓに導入された冷媒のうちの、Ｐｃ孔２６に面している冷媒は、上側案内孔１９Ａと上側軸部１５ｃとの間に形成された通過断面積が小さな摺動面間隙γ側よりもＰｃ孔２６側に流れる。一方、図３に示される如くに、Ｐｃ孔２６に面していない冷媒も、前記摺動面間隙γによる通過断面積Ｓｒよりも、前記交点Ｑａ、Ｑｂ、及びＱｃ（図３における上側軸部１５ｃの外周面とＰｃ孔２６との交点）を結んだ領域λによる通過断面積Ｓｓの方が大きくなるようにしてあるので、摺動面間隙γ側よりもＰｃ孔２６側に流れやすくなる。
【００２８】
このため、特にＰｃ孔２６周辺部において上側軸部１５ｃと上側案内孔１９Ａとの間に形成される摺動面間隙γ等に微小異物Ｍが溜まらないようにでき、その結果、微小異物に起因する弁棒１５の作動不良等を生じ難くできる。
【符号の説明】
【００２９】
１      可変容量型圧縮機用制御弁
１５    弁棒
１５ａ  弁体部
１５ｃ  上側軸部
１５ｅ  下側軸部
１５ｖ  段差減縮部
１９Ａ  上側案内孔
１９Ｂ  下側案内孔
２０    弁本体
２１    弁室
２２    弁口（弁シート部）
２５    Ｐｄ孔
２６    Ｐｃ孔
２６Ｓ  Ｐｃ室
３０    電磁式アクチュエータ
４０    ベローズ本体
【図１】
0005415234.tif 000002
【図２】
0005415234.tif 000003
【図３】
0005415234.tif 000004
【図４】
0005415234.tif 000005
【図５】
0005415234.tif 000006
【図６】
0005415234.tif 000007