(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の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。【解決手段】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が形成する弁孔１０６を開閉して可変容量斜板式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Ｂであって、吐出室に常時連通する弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体１０９と、弁孔に整列して配設された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１１１と、弁体を駆動する電磁ソレノイド１２０とを備え、支持ロッドの弁体から離隔する側の端部に可変容量斜板式圧縮機の吸入圧又はクランク室圧が印加される。【選択図】図２
2006029144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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が形成する弁孔を開閉して可変容量斜板式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、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、弁孔に整列して配設された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を備え、支持ロッドの弁体から離隔する側の端部に可変容量斜板式圧縮機の吸入圧又はクランク室圧が印加されることを特徴とする容量制御弁。
【請求項２】
弁孔面積が支持ロッド断面積と略同一に且つ支持ロッド断面積以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
【請求項３】
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を特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
【請求項４】
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を特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
【請求項５】
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は、樹脂又はアルミ合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の可変容量斜板式圧縮機の容量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量圧縮機の容量制御弁に関するものである。
【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が形成する弁孔を開閉して可変容量斜板式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、クランク室に常時連通する弁孔と、前記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る容量制御弁が特許文献１の図１、４に開示されている。
特許文献１の容量制御弁においては、閉弁時に弁体に加わる力Ｆは下式で表される。下式は、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
ｆ(I)：電磁ソレノイドの電磁力、ｆｓ：電磁ソレノイドの開放バネの付勢力、Ｐｄ：吐出圧力、Ｐｓ：吸入圧力、Ｓｖ：弁孔面積  ｆｓ′：弁体を押圧するバネの付勢力
【特許文献１】特開平７−２８６５８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の容量制御弁には以下の問題がある。
閉弁時に゛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、電磁ソレノイドの開放バネの力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バネ力ｆｓの大きな開放バネを使用する必要があり、ソレノイドを励磁して開放バネのバネ力ｆｓに抗して可動鉄心を吸引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。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、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が形成する弁孔を開閉して可変容量斜板式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、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、弁孔に整列して配設された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を備え、支持ロッドの弁体から離隔する側の端部に可変容量斜板式圧縮機の吸入圧又はクランク室圧が印加されることを特徴とする容量制御弁を提供する。
本発明に係る容量制御弁においては、閉弁時に弁体に加わる力Ｆは下式で表される。下式は、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−Ｓｒ）・・・・・２
ｆ(I)：電磁ソレノイドの電磁力、ｆｓ：電磁ソレノイドの開放バネの付勢力、Ｐｄ：吐出圧力、Ｐｓ：吸入圧力、Ｓｖ：弁孔面積、Ｓｒ：支持ロッド断面積
式２中の±は、Ｓｖ＞Ｓｒであれば−であり、Ｓｖ＜Ｓｒであれば＋である。
本発明に係る容量制御弁においては、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バネの力ｆｓを（Ｐｄ−Ｐｓ）×（Ｓｖ−Ｓｒ）以上に設定すれば良く、上記バネ力（Ｐｄ−Ｐｓ）×（Ｓｖ−Ｓｒ）は、特許文献１の容量制御弁で必要とされるバネ力（Ｐｄ−Ｐｓ）Ｓｖ＋ｆｓ′に比べて明らかに小さい。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きる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、弁孔面積が支持ロッド断面積と略同一に且つ支持ロッド断面積以上に設定されている。
弁孔面積Ｓｖが支持ロッド断面積Ｓｒと略同一に且つ支持ロッド断面積Ｓｒ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、開放バネの付勢力により弁体は確実に開弁する。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、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。
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れば、弁体の繰り返し接触による弁座の磨耗が抑制される。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、弁孔と支持孔とが硬質素材により一体形成されている。
硬質素材により弁孔と支持孔とを形成すれば、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とが抑制される。弁孔と支持孔とを一体形成すれば、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。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、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は、樹脂又はアルミ合金で形成されている。
弁ハウジングを樹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】
【０００９】
本発明に係る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バネの力を、特許文献１の容量制御弁で必要とされる開放バ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施例に係る容量制御弁を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１、２に示すように、可変容量型斜板式圧縮機Ａ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の傾角変動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ひいては主軸１０に同期して回転する。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１４を介してピストン１５が斜板１２に係留されている。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に挿入されている。
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。
【００１２】
主軸１０、ローター１１、斜板１２を収容するクランク室１７を、シリンダブロック１６と協働して形成する皿状のフロントハウジング１８が配設されている。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。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の先端部に固定されたプーリー２０が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ている。
【００１３】
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、車載空調装置の図示しない蒸発器に接続している。吐出室２２は図示しない吐出ポートを介して、車載空調装置の図示しない凝縮器に接続している。
シリンダブロック１６とシリンダヘッド２３との間にボア１６ａに連通する吸入口と吐出口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。
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。
【００１４】
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
【００１５】
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に、可変容量斜板式圧縮機Ａの吐出容量を制御する容量制御弁Ｂ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Ｂ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。
【００１６】
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に緊密に外嵌合する２個のＯリングと、電磁ソレノイド１２０のケースに緊密に外嵌合する１個のＯリングとにより、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。
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が弁ハウジング１０１に形成されている。横隔壁１０４に、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とは互いに整列して連通している。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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から伸びる小径ロッド１１０が遊動可能に弁孔１０６に挿通されている。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〜支持ロッド１１１によって形成されている。
【００１９】
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の前記一端に、前述のように、閉鎖空間２７ｃを形成するＯリングが緊密に外嵌合している。
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の一端に一端を対峙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バネ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伸びるロッド１２６とを有している。
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挿通孔と可動鉄心２３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。
【００２０】
容量制御弁Ｂの作動を説明する。
電磁コイル１２５を励磁すると、図２（ａ）に示すように、開放バネ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。
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２７ｂ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Ａの吐出容量が増加する。
【００２１】
電磁コイル１２５を消磁すると、図２（ｂ）に示すように、開放バネ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１０６を開放する。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２７ｂ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。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Ａの吐出容量が減少する。
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Ａの吐出容量が可変制御される。
【００２２】
容量制御弁Ｂにおいては、閉弁時に弁体１０９に加わる力Ｆは下式で表される。下式は、閉弁時にはクランク室１０７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±（Ｐｄ−Ｐｓ）×（Ｓｖ−Ｓｒ）・・・・・２
ｆ(I)：電磁ソレノイドの電磁力、ｆｓ：電磁ソレノイドの開放バネの付勢力、Ｐｄ：吐出圧力、Ｐｓ：吸入圧力、Ｓｖ：弁孔面積、Ｓｒ：支持ロッド断面積
式２において、Ｓｖ＞Ｓｒの場合は、学術記号±は−であり、Ｓｖ＜Ｓｒの場合は、学術記号±は＋である。
容量制御弁Ｂ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バネ１２４の力ｆｓを（Ｐｄ−Ｐｓ）×（Ｓｖ−Ｓｒ）以上に設定すれば良く、上記バネ力（Ｐｄ−Ｐｓ）×（Ｓｖ−Ｓｒ）は、特許文献１の容量制御弁で必要とされるバネ力（Ｐｄ−Ｐｓ）Ｓｖ＋ｆｓ′に比べて明らかに小さい。従って、容量制御弁Ｂは、小寸法の弱い開放バネ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。
【００２３】
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に連通させても良い。
【００２４】
弁孔面積Ｓｖを支持ロッド断面積Ｓｒと略同一に且つ支持ロッド断面積Ｓｒ以上に設定するのが望ましい。
弁孔面積Ｓｖが支持ロッド断面積Ｓｒと略同一に且つ支持ロッド断面積Ｓｒ以上に設定されていれば、閉弁時に吐出圧Ｐｄが開弁方向に働く。従って、電磁ソレノイド１２０を消磁すれば、開放バネ１２４の付勢力により弁体１０９は確実に開弁する。
【００２５】
図３に示すように、ステンレス系素材の環状部材１１２を横隔壁１０４に圧入固定して、弁孔１０６の弁体１０９との当接部を形成しても良い。
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れば、弁体１０９の繰り返し接触による弁座の磨耗が抑制される。
【００２６】
図４に示すように、連通孔１０７に連通する貫通孔１３ａ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とを形成しても良い。
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れば、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とを一体形成すれば、両者を別個に形成する場合に比べて容量制御弁Ｂの構造が簡素化される。
【００２７】
弁ハウジング１０１を、樹脂又はアルミ合金で形成しても良い。
弁ハウジング１０１を樹脂又はアルミ合金で形成することにより、容量制御弁Ｂが軽量化される。
【実施例２】
【００２８】
図５に示すように、容量制御弁Ｃは、弁部２００と、弁部２００に連結された電磁ソレノイド２２０とを備えている。
【００２９】
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に緊密に外嵌合する２個のＯリングと、電磁ソレノイド２２０のケースに緊密に外嵌合する１個のＯリングとにより、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。
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２０５と支持孔２０６とは互いに整列して連通している。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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から伸びる小径ロッド２１０が遊動可能に弁孔２０５に挿通されている。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いる。
弁部２００は、弁ハウジング２０１〜支持ロッド２１１によって形成されている。
【００３２】
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の前記一端に、前述のように、閉鎖空間２７ｄを形成するＯリングが緊密に外嵌合している。
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の一端に一端を対峙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バネ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から伸びるロッド２２６とを有している。
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２０９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。
【００３３】
容量制御弁Ｃ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Ｂ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Ｃは、小寸法の弱い開放バネ２２４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。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施例に係る容量制御弁を備える可変容量斜板式圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る容量制御弁の断面図である。（ａ）は閉弁状態を示し、（ｂ）は開弁状態を示す。
【図３】本発明の第１実施例に係る容量制御弁の変形例の断面図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は部分拡大図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る容量制御弁の変形例の断面図である。（ａ）は全体図であり、（ｂ）は部分拡大図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る容量制御弁の断面図である。（ａ）は閉弁状態を示し、（ｂ）は開弁状態を示す。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  可変容量斜板式圧縮機
Ｂ、Ｃ  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
１２０、２２０  電磁ソレノイド
【図１】
2006029144.tif 000003
【図２】
2006029144.tif 000004
【図３】
2006029144.tif 000005
【図４】
2006029144.tif 000006
【図５】
2006029144.tif 000007