(57)【要約】【課題】弁体の外周面とボディの内周面との間に侵入する異物の排出機能及び弁体の調心機能を格別に向上させる。【解決手段】弁ハウジング（２）と、弁ハウジング（２）のガイド通路（１０）に装着されて制御通路を開閉する弁体（１５）と、該弁体（１５）を開閉駆動するためのソレノイド（３０）とを備えた容量制御弁（１）において、弁体（１５）の外周面（１５ａ）またはガイド通路（１０）のガイド面（１０ａ）の一方にはテーパ部（１３ａ）が設けられると共に他方にはらせん溝（２２）が設けられ、テーパ部（１３ａ）は弁体（１５）の外周面（１５ａ）とガイド通路（１０）のガイド面（１０ａ）との間隙が高圧側よりも低圧側の方に大きくなるように設定され、テーパ部（１３ａ）及びらせん溝（２２）は、弁体（１５）のストロークの始点から終点の全範囲においてテーパ部（１３ａ）の起点（１４）がらせん溝（２２）の領域内に位置するように設けられることを特徴としている。
2016104390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジングと、前記弁ハウジングのガイド通路に装着されて制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するためのソレノイドとを備えた容量制御弁において、  前記弁体の外周面またはガイド通路のガイド面の一方にはテーパ部が設けられると共に他方にはらせん溝が設けられ、前記テーパ部は前記弁体の外周面とガイド通路のガイド面との間隙が高圧側よりも低圧側の方に大きくなるように設定され、前記テーパ部及び前記らせん溝は、前記弁体のストロークの始点から終点の全範囲において前記テーパ部の起点が前記らせん溝の領域内に位置するように設けられることを特徴とする容量制御弁。                    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、作動流体の流量又は圧力を可変制御する容量制御弁に関し、例えば、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機等の吐出量を圧力負荷に応じて制御する容量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】   容量制御弁は、例えば、容量可変型圧縮機内で作動する制御流体と、供給される吐出流体とを弁により開閉して制御する。この吐出流体には、容量可変型圧縮機の内部で作動時に摩耗して発生する鉄粉やアルミ粉が混入する。この粉末の直径は、１０μｍ前後であるために、容量制御弁の摺動面間に付着する。この摺動面を構成するバルブロッドが軸線に対して傾斜すると、傾斜された側の隙間が狭くなり、狭い部分に粉末が食い込むため、バルブロッドが設定通りに作動しなくなるという問題があり、改善が迫られている。【０００３】  このため、例えば、図３に示すように、 ケース５１に収納されかつコイル５２を巻き付けられたボビン５０と、このボビン５０中心部に設けられ磁気回路を構成するコア５３と、コイル５２への通電によりコア方向へ吸引される可動鉄心５４と、この可動鉄心５４に一体に組付けられたロッド５５と、このロッド５５により押されるスプールバルブ５６と、このスプールバルブ５６を案内するハウジング５７と、スプールバルブ５６及びハウジング５７の段差で構成されるフィードバック室５８とを備えた電磁弁において、入力ポート５９とフィードバック室５８の間において、また、フィードバック室５８とコア５３との間において、ハウジング５７の内周に、それぞれ、調心溝５９ａ及び５９ｂを設け、スプールバルブ５６を調心させるようにした発明が知られている（以下、「従来技術１」という。例えば、特許文献１参照。）。【０００４】  また、図４に示すように、制御通路を開閉する弁体６６と、該弁体６６を開閉駆動するための固定鉄心６１、チューブ６２、プランジャー６３及びソレノイド６４等からなる駆動部６０と、弁体６６側と駆動部６０側とにわたって延びるロッドガイド孔６７と、該ロッドガイド孔６７に摺動自在に挿通され弁体６６と駆動部６０とを作動的に連結するロッド６８とを備えた容量制御弁において、ロッド６８の外周面とロッドガイド孔６７の内周面との間隙を、ロッド長手方向における一部または全域にわたって、高圧側よりも低圧側の方を大きく形成し、ロッド６８とロッドガイド孔６７との間に侵入した異物を容易に排出できるようにした発明が知られている（以下、「従来技術２」という。例えば、特許文献２、図１参照。）。【０００５】  さらに、図５に示すように、従来技術２と同様の容量制御弁において、ロッド６８の外周面または／およびロッドガイド孔６７の内周面に、ロッド長手方向における一部または全域にわたって延びるらせん溝６９を設け、ロッド６８とロッドガイド孔６７との間に侵入した異物を容易に排出できるようにした発明が知られている（以下、「従来技術３」という。例えば、特許文献２、図２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６３５２９号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、上記従来技術１では、調心溝５９ａ及び５９ｂによりスプールバルブ５６の調心性は向上されるが、ハウジング５７の内周とスプールバルブ５６外周との間に侵入した異物の排出機能が悪いという問題があった。  また、上記従来技術２では、ロッド６８の外周面とロッドガイド孔６７の内周面との間隙が高圧側よりも低圧側の方が大きく形成されているため、ロッド６８とロッドガイド孔６７との間に侵入した異物の排出機能は向上されるが、ロッド６８の調心機能がないという問題があった。  さらに、上記従来技術３では、ロッド６８の外周面またロッドガイド孔６７の内周面にらせん溝６９が設けられているため、ロッド６８とロッドガイド孔６７との間に侵入した異物の排出機能及びロッド６８の調心機能は一定程度向上されるが、単にらせん溝６９を設けるだけでは限界があった。【０００８】  本発明は、上記従来技術の有する問題点を解決するためになされたものであって、容量制御弁の弁体の外周面とボディの内周面との間に侵入する異物の排出機能及び弁体の調心機能を格段に向上させるようにした容量制御弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記目的を達成するため本発明の容量制御弁は、  弁ハウジングと、前記弁ハウジングのガイド通路に装着されて制御通路を開閉する弁体と、該弁体を開閉駆動するためのソレノイドとを備えた容量制御弁において、  前記弁体の外周面またはガイド通路のガイド面の一方にはテーパ部が設けられると共に他方にはらせん溝が設けられ、前記テーパ部は前記弁体の外周面とガイド通路のガイド面との間隙が高圧側よりも低圧側の方に大きくなるように設定され、前記テーパ部及び前記らせん溝は、前記弁体のストロークの始点から終点の全範囲において前記テーパ部の起点が前記らせん溝の領域内に位置するように設けられることを特徴としている。  この特徴によれば、弁体のらせん溝内を流体が流れることにより、弁ハウジングに対する弁体の調心作用が向上され、弁体の作動性を向上することができると共に、間隙の狭い部分の形成が防止されるため、微粉末が食い込むのを防止できる。このため、摺動部のクリアランスを小さく設定でき、漏れ量を低減することができ、カーエアコンなどのシステムの効率向上に寄与することができる。さらに、応答性が向上するため、カーエアコンなどのシステムの制御速度を向上させることができる。  さらに、弁体の外周面とガイド通路のガイド面との間隙に侵入した微粉末はらせん溝を通り一気に押し出されため、途中に滞留することなく低圧側に確実に排出されるので、弁体の摺動抵抗が増大するのを防止できる。この結果、容量制御弁の耐異物性が向上し、安定した作動性を維持した容量制御弁を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明は、以下のような優れた効果を奏する。（１）弁体のらせん溝内を流体が流れることにより、弁ハウジングに対する弁体の調心作用が向上され、弁体の作動性を向上することができると共に、間隙の狭い部分の形成が防止されるため、微粉末が食い込むのを防止できる。このため、摺動部のクリアランスを小さく設定でき、漏れ量を低減することができ、カーエアコンなどのシステムの効率向上に寄与することができる。さらに、応答性が向上するため、カーエアコンなどのシステムの制御速度を向上させることができる。【００１１】（２）弁体の外周面とガイド通路のガイド面との間隙に侵入した微粉末はらせん溝を通り一気に押し出されため、途中に滞留することなく低圧側に確実に排出されるので、弁体の摺動抵抗が増大するのを防止できる。この結果、容量制御弁の耐異物性が向上し、安定した作動性を維持した容量制御弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る容量制御弁の全体を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部の詳細を示す拡大図であり、弁体は断面されていない状態で示されている。
【図３】従来技術１を説明する図である。
【図４】従来技術２を説明する図である。
【図５】従来技術３を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、特に明示的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。  
【実施例１】
【００１４】  図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る容量制御弁について説明する。  容量制御弁１は、金属材料又は樹脂材料により形成された弁ハウジング２、弁ハウジング２内に往復動自在に配置された弁体１５、弁体１５を一方向に付勢する感圧体２５、弁ハウジング２に接続されて弁体１５に電磁駆動力を及ぼす駆動部としてのソレノイド３０等を備えている。【００１５】  ソレノイド３０は、弁ハウジング２に連結される金属材料により形成されたケーシング３１、一端部が閉じたスリーブ３２、ケーシング３１及びスリーブ３２の内側に配置された円筒状の固定鉄芯３３、固定鉄芯３３の内側において往復動自在にかつその先端が弁体１５に連結された駆動ロッド３４、駆動ロッド３４の他端側に固着された可動鉄芯３５、弁体１５を開弁させる方向に可動鉄芯３５を付勢するコイルスプリング３６、スリーブ３２の外側にボビンを介して巻回された励磁用のコイル３７及びケーシング３１の上端開口部を封止するように設けられた端部部材３８等を備えている。【００１６】  弁ハウジング２は、吐出側通路として機能するポート３、４、５、弁体１５の連通路１９と共に吸入側通路として機能するポート６、５、吐出側通路の途中に形成された第１弁室７、吸入側通路の途中に形成された第２弁室８、吐出側通路及び吸入側通路に形成された第３弁室９、及び弁体１５をガイドするガイド通路１０等を備えている。また、弁ハウジング２には、第３弁室９を画定する仕切調整部材１１が圧入されている。  本発明において、吐出側通路及び／又は吸入側通路を「制御通路」と呼ぶことがある。 【００１７】 ポート５及び第３弁室９は、吐出側通路及び吸入側通路の一部を兼ねるように形成され、ポート４は、第１弁室７と第３弁室９とを連通させると共に弁体１５を挿通させる（流体が流れる隙間を確保しつつ弁体１５を通す）弁孔を形成している。  そして、第１弁室７において、ポート（弁孔）４の縁部には、後述する弁体１５の第１弁部１６が着座する座面１２が形成され、又、第２弁室８において、固定鉄芯３３の端部には、後述する弁体１５の第２弁部１７が着座する座面３３ａが形成されている。  なお、符号Ｐｓは、制御対象である容量可変型圧縮機の吸入圧力、Ｐｄは吐出圧力、Ｐｃは制御室圧力を示している。【００１８】  弁体１５は、略円筒状に形成されて一端側に第１弁部１６、他端側に第２弁部１７、第１弁部１６を挟んで第２弁部１７と反対側に後付けにより連結された第３弁部１８、その軸線方向において第２弁部１７から第３弁部１８まで貫通し吸入側通路として機能する連通路１９等を備えている。  第３弁部１８は、第１弁室７から第３弁室９に向かって縮径した状態から拡径された形状をしており、拡径部においてアダプタ２０と対向するテーパ状の係合面１８ａが形成されている。【００１９】  感圧体２５は、第３弁室９内に配置されて、その伸長（膨張）により第１弁部１６を開弁させる方向に付勢力を及ぼすと共に周囲の圧力増加に伴って収縮して第１弁部１６に及ぼす付勢力を弱めるように作動する。【００２０】  図２に示すように、弁体１５の外周面１５ａは、弁ハウジング２のガイド通路１０のガイド面１０ａと摺動自在に嵌合される。  この弁体���５の外周面１５ａとガイド通路１０のガイド面１０ａとの隙間は、約０．０２から０．０８ｍｍの範囲で微粉末Ｘが通過できる範囲である。この間隙の寸法は、弁体１５が弁座１２に着座して閉弁するときに、互いの面が密に接合できるように弁体１５に対してある程度の余裕を与える大きさにするとともに、弁体１５の軸芯の傾斜が過大とならないような範囲内に設定される。  同時に、この間隙は、第１弁室７の吐出流体の吐出圧力Ｐｄ（高圧側）と第２弁室８の吸入圧力Ｐｓ（低圧側）との圧力差に応じてこれらの間をシールできる寸法に設計する。  具体的には、この間隙は、吐出圧力Ｐｄの吐出流体が微小な漏れにとどまる範囲内の寸法であり、微小な漏れは容量制御上あまり問題とはならない。  なお、弁体１５の作動時の摺動抵抗を小さくするために、弁体１５とガイド通路１０との間隙には、シール用のＯリングなどは設けない構成にされている。  そして、弁体１５を弁座１２に対し、離接して開閉し、高圧の吐出圧力Ｐｄの流体を図示省略する容量可変型圧縮機のクランク室（制御室）へ制御圧力Ｐｃの流体として流入させてクランク室内を制御する。【００２１】  図２において、ガイド通路１０に対向する弁体１５の外周面１５ａには、らせん溝２２が設けられている。  また、ガイド通路１０のガイド面１０ａにはテーパ部１３ａが設けられている。  テーパ部１３ａは、弁体１５の外周面１５ａとガイド通路１０の内周面との間隙が高圧側よりも低圧側の方にいくにつれ大きくなるように設定される。  テーパ部１３ａ及びらせん溝２２は、弁体１５のストロークの始点から終点の全範囲においてテーパ部１３ａの軸方向の起点１４がらせん溝２２の軸方向の領域内に位置するように設けられる。【００２２】  図２の場合、弁体１５の外周面１５ａにらせん溝２２が設けられ、ガイド通路１０のガイド面１０ａにはテーパ部１３ａが設けられているが、これと反対に、ガイド通路１０のガイド面１０ａにらせん溝が設けられ、弁体１５の外周面１５ａにテーパ部が設けられてもよい。この場合、弁体１５のストロークの始点から終点の全範囲において弁体１５の外周面１５ａのテーパ部の軸方向の起点がガイド通路１０のガイド面１０ａのらせん溝の軸方向の領域内に位置するように設けられる。【００２３】 上述のように構成された容量制御弁１において、第１弁室７に流入した吐出圧力Ｐｄの吐出流体は、弁体１５が弁座１２から離れて開弁すると、ポート４から第３弁室９に流れる。このとき、吐出圧力Ｐｄは、高い圧力のために微量の流体が、弁体１５の外周面１５ａとガイド通路１０の間隙の方向へも流れる。しかし、ガイド通路１０のストレート部１３ｂの長さは、数ミリメートル以内であると共に、この間隙を通る流体の圧力は高いため、流体中に含まれる微粉末Ｘが摺動面間に付着して噛み込むのを防止できる。【００２４】  そして、ガイド通路１０に対向する弁体１５の外周面１５ａにはらせん溝２２が設けられているため、弁体１５の軸方向に沿って高圧側から低圧側に向けて侵入してきた微粉末Ｘは、その途中のいずれかの部位で必ずらせん溝２２と交差するので、らせん溝２２内に落ちる。らせん溝２２内に落ちた微粉末Ｘは、らせん溝２２内を流れる流体流によって低圧側に���出されることになる。同時に、弁体１５はらせん溝２２内を流れる流体により調心される。  その際、ガイド通路１０のガイド面１０ａには、テーパ部１３ａがらせん溝２２の軸方向の途中から設けられているので、微粉末Ｘは、より確実に流出される。  すなわち、ストレート部１３ｂにおいては間隙は小さく吐出圧力Ｐｄが減圧されない状態で作用しているので、当該ストレート部１３ｂに対応するらせん溝２２内の流体の圧力は比較的高い。これに対して、テーパ部１３ａにおいては低圧側に向かって間隙が徐々に大きくなると共に流体の圧力も損失により徐々に減圧されるため、当該テーパ部１３ａに対応するらせん溝２２内の圧力は低圧側に向かって低くなるような圧力勾配が形成される。このため、ストレート部１３ｂに対応するらせん溝２２内に落下した微粉末Ｘは高圧流体とともにマイナスの圧力勾配を有するテーパ部１３ａに対応するらせん溝２２内に向かって滞留することなく一気に押し出され、低圧側に排出される。このため、微粉末Ｘは弁体１５の外周面１５ａとガイド通路１０の間隙の途中に食い込むなどして残留されることなく確実に排出される。【００２５】  上記のように、実施例１の容量制御弁は、弁体１５の外周面にらせん溝２２が設けられ、ガイド通路１０のガイド面１０ａにテーパ部１３ａが設けられ、テーパ部１３ａは弁体１５の外周面１５ａとガイド通路１０のガイド面１０ａとの間隙が高圧側よりも低圧側の方に大きくなるように設定され、テーパ部１３ａ及びらせん溝２２は、弁体１５のストロークの始点から終点の全範囲においてテーパ部１３ａの起点１４がらせん溝２２の領域内に位置するように設けられることにより、以下のような優れた効果を奏する。（１）弁体１５のらせん溝２２内を流体が流れることにより、弁ハウジング２に対する弁体１５の調心作用が向上され、弁体の作動性を向上することができると共に、間隙の狭い部分の形成が防止されるため、微粉末Ｘが食い込むのを防止できる。このため、摺動部のクリアランスを小さく設定でき、漏れ量を低減することができ、カーエアコンなどのシステムの効率向上に寄与することができる。さらに、応答性が向上するため、カーエアコンなどのシステムの制御速度を向上させることができる。（２）弁体１５の外周面１５ａとガイド通路１０のガイド面１０ａとの間隙に侵入した微粉末Ｘはらせん溝を通り一気に押し出されため、途中に滞留することなく低圧側に確実に排出されるので、弁体１５の摺動抵抗が増大するのを防止できる。この結果、容量制御弁の耐異物性が向上し、安定した作動性を維持した容量制御弁を提供することができる。【００２６】  以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。【００２７】  例えば、前記実施例では、弁体１５の外周面１５ａにらせん溝２２が設けられ、ガイド通路１０のガイド面１０ａにはテーパ部１３ａが設けられる場合について説明したが、これに限らず、ガイド通路１０のガイド面１０ａにらせん溝が設けられ、弁体１５の外周面１５ａにテーパ部が設けられてもよい。この場合、弁体１５のストロークの始点から終点の全範囲において弁体１５の外周面１５ａのテーパ部の軸方向の起点は、ガイド通路１０のガイド面１０ａのらせん溝の軸方向の領域内に位置するように設けられればよい。
【符号の説明】
【００２８】  １               容量制御弁  ２               弁ハウジング  ３、４、５       ポート  ６               ポート  ７               第１弁室  ８               第２弁室     ９               第３弁室  １０             ガイド通路  １０ａ           ガイド面  １１             仕切調整部材  １２             座面  １３ａ           テーパ部  １３ｂ           ストレート部  １４             テーパ部の軸方向の起点  １５             弁体  １５ａ           外周面  １６             第１弁部  １７             第２弁部  １８             第３弁部  １８ａ           テーパ状の係合面  １９             連通路  ２０             アダプタ  ２２             らせん溝  ２５             感圧体  ３０             ソレノイド  ３１             ケーシング  ３２             スリーブ    ３３             固定鉄芯    ３３ａ           座面  ３４             駆動ロッド  ３５             可動鉄芯  ３６             コイルスプリング  ３７             励磁用のコイル  ３８             端部部材  Ｐｄ             吐出圧力  Ｐｓ             吸入圧力  Ｐｃ             制御室圧力  Ｘ               微粉末       
【図１】
2016104390.tif 000003
【図２】
2016104390.tif 000004
【図３】
2016104390.tif 000005
【図４】
2016104390.tif 000006
【図５】
2016104390.tif 000007
【国際調査報告】
2016104390.tif 000008
2016104390.tif 000009
2016104390.tif 000010