(57)【要約】【課題】可動部の摺動抵抗を小さくして特性を安定させた安価な可変容量圧縮機用容量制御弁を提供すること。【解決手段】感圧部１、ソレノイド部２、弁部３がこの順で配置され、感圧部１の側から吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄ、クランク室内圧力Ｐｃのポート１１，１２，１３がこの順に配列された容量制御弁において、ソレノイド部２のプランジャ２８と感圧部１が感知した吸入圧力Ｐｓの変化を弁部３の弁体１７に伝達するシャフト２５とを一体に構成し、シャフト２５の両端をガイド２６，２７で２点支持する構成にした。これにより、プランジャ２８の動作時に、大径のプランジャ２８は摺動しないで小径のシャフト２５が摺動することになって摺動抵抗が小さくなるので、ヒステリシスが低減され、さらに、プランジャ２８の支持点が２点のため、ラフな寸法設定でも安定した流量特性を得ることができ、安価に製作が可能である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に感圧部、中央部にソレノイド部、他端部に弁部を備え、前記感圧部の側から、吸入圧力、吐出圧力およびクランク室内圧力のポートがこの順に配列されている可変容量圧縮機用容量制御弁において、
前記ソレノイド部のプランジャと前記感圧部が感知した吸入圧力の変化を前記弁部の弁体に伝達するシャフトとを一体にして２点で支持する構成にしたことを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁。
【請求項２】
前記シャフトの両端をそれぞれガイドによって支持したことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
【請求項３】
前記シャフトの一端をガイドによって１点で支持し、前記シャフトの他端に一体化された前記プランジャをこれを収容しているスリーブによって１点で支持したことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
【請求項４】
前記プランジャは、外周の一部を隆起させて前記スリーブとの接触を小さくしたことを特徴とする請求項３記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
【請求項５】
前記感圧部は、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
【請求項６】
前記感圧部に隣接してその外側に配置されたスプリングの調整を外部より行える調整ねじを備えていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量圧縮機用容量制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける可変容量圧縮機の吸入圧力をソレノイドによって設定される圧力になるように制御する可変容量圧縮機用容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルにおいては、その駆動力にエンジンの動力を利用していることから、エンジンの回転数に関係なく一定の冷媒吐出容量にすることができる可変容量圧縮機が使用されている。この可変容量圧縮機においては、その容量制御弁が吐出室とクランク室とを連通する連通路を開閉して、吐出室から高圧冷媒が導入されるクランク室内の圧力を制御することにより、斜板の傾斜角を制御して、ピストンで圧縮される冷媒の吐出容量を制御するようにしている。この吐出容量の制御には、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知し、その差圧が所定の値になるようクランク室内の圧力を制御することにより吐出容量を制御する差圧制御方法、および吸入圧力を感知し、その吸入圧力が所定の一定圧力になるようにクランク室内の圧力を制御することにより吐出容量を制御する吸入圧力制御方法（例えば特許文献１参照。）が知られている。
【０００３】
この後者の吸入圧力を感知するタイプの容量制御弁は、吸入圧力を感知する感圧部と、制御しようとする設定容量に対応した吸入圧力を設定するソレノイド部と、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室へ連通する通路を開閉制御する弁部とをこの順で配置して構成されている。感圧部と弁部との間には、ソレノイド部のコアに支持された第１のシャフトと、スリーブ内に設けられたプランジャと、弁部のボディに支持された第２のシャフトとが同一軸線上に配置されており、感圧部が感知した吸入圧力の変化は、第１のシャフト、プランジャおよび第２のシャフトを介して弁部の弁体に伝達されることにより、吐出室からクランク室へ供給する冷媒の流量を制御するようにしている。
【０００４】
また、吸入圧力を感知するタイプの他の容量制御弁として、例えば特許文献２に記載の制御弁が知られている。この制御弁は、ソレノイド部と、弁部と、感圧部とをこの順で配置して構成されている。ソレノイド部と感圧部との間には、スリーブ内に設けられたプランジャと、両端がソレノイド部のコアとボディとに支持されたシャフトとが同一軸線上に配置され、シャフトは弁部の弁体が一体に形成されており、感圧部が感知した吸入圧力の変化は、シャフトを介してこれと一体構造の弁体に伝達されることにより、吐出室からクランク室へ供給する冷媒の流量を制御するようにしている。感圧部は、ベローズで構成され、吸入圧力が変化することによる軸線方向の伸縮動作をシャフトを介して弁部の弁体に伝達し、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室へ連通する冷媒の通路を開閉制御している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１１０７３１号公報（段落番号〔００２１〕〜〔００３５〕，図４，図５）
【特許文献２】
特開平９−２６８９７３号公報（段落番号〔００５１〕〜〔００５７〕，図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の容量制御弁では、感圧部と弁部との間に配置された第１のシャフト、プランジャおよび第２のシャフトは別体に構成されているため、第１のシャフトは感圧部の軸線方向の変位をプランジャに伝達し、プランジャはその軸線方向の動きを第２のシャフトに伝達し、第２のシャフトが弁体を軸線方向に駆動するというようにそれぞれが単独に摺動動作する多点支持構造になっており、この多点支持構造がそれぞれ軸線方向に動くときに生じる摺動抵抗を増加させ、これがヒステリシスの増加を招いて流量特性が不安定になるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２の制御弁では、弁体とプランジャおよび感圧部の動きを弁体に伝達するシャフトとが一体構造のため、シャフトおよびこれを支持しているソレノイド部のコアおよび弁部のボディの加工精度を厳重に管理する必要があるという問題点があった。また、この制御弁は、感圧部に高価なベローズを使用していることによりコストが高く、ベローズに設けられたスプリングの荷重を圧入部材のボディへの圧入量によって調整しているため、セット値の再調整ができないという問題点もある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、可動部の摺動抵抗を小さくして特性を安定させた安価な可変容量圧縮機用容量制御弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、一端部に感圧部、中央部にソレノイド部、他端部に弁部を備え、前記感圧部の側から、吸入圧力、吐出圧力およびクランク室内圧力のポートがこの順に配列されている可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記ソレノイド部のプランジャと前記感圧部が感知した吸入圧力の変化を前記弁部の弁体に伝達するシャフトとを一体にして２点で支持する構成にしたことを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁が提供される。
【００１０】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁によれば、プランジャとシャフトとを一体化した状態で２点支持としたことにより、プランジャが動作するときに、プランジャおよびシャフトがそれぞれ単独に摺動することがないので、摺動部分が小さくなる。摺動抵抗が小さくなることで、ヒステリシスが低減されて流量特性が安定するとともに、プランジャの支持点が２点のため、高い加工精度を必要とせず、ラフな寸法設定でも安定した特性を得ることができ、安価に製作が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。
【００１２】
この容量制御弁は、その一端部に感圧部１、中央部にソレノイド部２、他端部に弁部３を配置した構造を有し、かつ、可変容量圧縮機に装着されたときにその内部と接続されるポート配列が感圧部１の側から、吸入圧力Ｐｓのポート１１、吐出圧力Ｐｄのポート１２およびクランク室内圧力Ｐｃのポート１３の順になっている。
【００１３】
この容量制御弁の図の上部に示される弁部３は、ボディ１４の上部開口部が可変容量圧縮機のクランク室に連通して制御されたクランク室内圧力Ｐｃを導出するポート１３を構成し、そのポート１３には、ストレーナ１５が冠着されている。ポート１３は、可変容量圧縮機の吐出室に連通していて吐出圧力Ｐｄを受けるようボディ１４に形成されているポート１２と内部で連通していて、そのポート１２とポート１３とを連通する冷媒通路に弁座１６がボディ１４と一体に形成されている。この弁座１６のポート１３の側から対向して弁体１７が軸線方向に進退自在に配置されている。この弁体１７は、スプリング１８によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング１８は、ポート１３に螺着されたアジャストねじ１９によって荷重が調整されている。弁体１７は、また、ボディ１４に軸線方向に進退自在に支持された感圧ピストン２０と一体に形成され、その外径は、弁孔の内径とほぼ等しく形成されている。これにより、弁体１７と感圧ピストン２０との間に導入される吐出圧力Ｐｄが弁体１７と感圧ピストン２０とに逆方向に等しくかかることになり、吐出圧力Ｐｄの変動に対して弁体１７の動作に影響を与えないようにしている。ボディ１４の吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１２の位置には、ストレーナ２１が周設され、その図の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート１１が形成され、そのポート１１は、ボディ１４の下端面に開口している開口部と連通している。
【００１４】
ボディ１４の下端部には、ソレノイド部２のケース部を兼ねたヨーク２２が螺着されている。このヨーク２２内には、スリーブ２３が配置されている。このスリーブ２３は、その図の上端部がヨーク２２にろう付けにより固定され、図の下方部分にはソレノイド部２のコア２４が挿入され、ろう付けにより固定されている。このコア２４の中心は、その軸線方向に貫通形成された貫通孔を有し、この貫通孔には、シャフト２５が挿通されている。シャフト２５は、ボディ１４内に圧入により固定された摺動抵抗の小さい材料のガイド２６とコア２４内に圧入により固定された摺動抵抗の小さい材料のガイド２７とによって軸線方向に進退自在に両端支持されており、一方の端面は、感圧ピストン２０の端面に当接されている。
【００１５】
シャフト２５は、また、コア２４とボディ１４との間のスリーブ２３内に配置されたプランジャ２８が固定されており、このプランジャ２８は、シャフト２５に嵌合されたＥリング２９によってコア２４の方向への移動が規制されている。このように、プランジャ２８をシャフト２５と一体化し、ガイド２６，２７による２点支持構造としたことにより、プランジャ２８がスリーブ２３に直接摺接することがなくなり、径の小さなシャフト２５をガイド２６，２７で摺動させるようにしたことで摺動抵抗が最も小さくなるようにしている。これにより、ヒステリシスが小さくなり、容量制御弁の安定した制御を可能にしている。
【００１６】
さらに、コア２４とプランジャ２８との間には、スプリング３０が配置されていて、プランジャ２８をコア２４から離れる方向に付勢している。スリーブ２３とヨーク２２との間には、コイル３１が配置されている。
【００１７】
ソレノイド部２の図の下方に位置する感圧部１は、ダイヤフラム３２を備えている。このダイヤフラム３２は、ソレノイド部２のコア２４に固定されたフランジ３３と取っ手３４とによって外周部が挟持され、Ｏリング３５によって冷媒の外部漏れに対するシールを行っている。ダイヤフラム３２の中央部分は、ディスク３６，３７によって挟持され、ダイヤフラム３２の内側に配置されたディスク３６は、シャフト２５の先端に保持されている。ダイヤフラム３２の外側に配置されたディスク３７は、スプリング３８によってダイヤフラム３２の方向に付勢されており、そのスプリング３８は、取っ手３４に螺着されたアジャストねじ３９によって荷重が調整されている。
【００１８】
この容量制御弁において、吸入圧力Ｐｓがかかる圧力室の部分は、ダイヤフラム３２によって仕切られた部分までであり、これよりも図の下方部分は、大気圧がかかる部分である。したがって、ダイヤフラム３２より大気側に配置されているアジャストねじ３９は、冷媒漏れに対するシール機構が不要であり、アジャストねじ３９が収容されている取っ手３４は、この容量制御弁を可変容量圧縮機に装着したときに外部に出している部分であることから、ソレノイド部２が非通電時における容量制御弁のセット値を外部より容易に調整することが可能である。なお、この感圧部１のダイヤフラム３２は、たとえば安価なポリイミドフィルムによって構成することができ、必要に応じて、複数枚重ねることで耐破損性を高めることができる。
【００１９】
以上の構成において、空調装置が動作しているとき、可変容量圧縮機の吐出室から吐出されてポート１２に導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、弁部３の弁体１７と弁座１６との間の隙間を通り、クランク室内圧力Ｐｃとなってポート１３よりクランク室に供給される。このとき、ポート１１に導入された吸入室の吸入圧力Ｐｓは、スリーブ２３とプランジャ２８との間の隙間、プランジャ２８とコア２４との間の隙間、コア２４とシャフト２５との間の隙間、ガイド２７に設けた図示しない均圧用の通路を介してダイヤフラム３２が受圧している。したがって、冷房負荷が高いときのように吸入圧力Ｐｓが高いときには、ダイヤフラム３２は図の下方へ変位するので、シャフト２５を介してダイヤフラム３２の変位が伝達される弁体１７は、その閉じ方向に移動し、クランク室内圧力Ｐｃを下げて可変容量圧縮機を吐出容量が大きくなる方向へ制御する。逆に、冷房負荷が小さくなると、ダイヤフラム３２は図の上方へ変位し、弁体１７を開く方向に移動し、クランク室内圧力Ｐｃを上げて可変容量圧縮機を吐出容量が小さくなる方向へ制御する。このようにして、この容量制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知して吸入圧力Ｐｓが所定の値になるよう吐出室からクランク室へ供給する冷媒流量を制御する。その制御しようとする吸入圧力Ｐｓの所定値は、ソレノイド部２のコイル３１に外部から供給される電流値によって設定される。電流値を増やすことにより、プランジャ２８がコア２４に吸引される力が増して、スプリング３８の力を増す方向へ作用し、電流値を減らすと、スプリング３８の力を減らす方向へ作用するので、電流値の値によってこの容量制御弁のセット値を可変することになる。
【００２０】
図２は第２の実施の形態に係る容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。なお、この図２において、図１に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
この第２の実施の形態に係る容量制御弁は、第１の実施の形態に係る容量制御弁が、プランジャ２８を固定しているシャフト２５の両端をガイド２６，２７によって２点支持する構造としたのに対し、シャフトの一端とその他端側のプランジャ２８とをガイド２７およびスリーブ２３により２点支持する構造とした点で異なる。
【００２２】
すなわち、プランジャ２８は、外周面の一部が隆起していて、その隆起部の最大径がスリーブ２３の内径にほぼ等しく形成されている。このため、プランジャ２８は、その隆起部がスリーブ２３に線接触した状態でその軸線方向に進退移動することになる。また、このプランジャ２８は、その外周面に、ポート１１からダイヤフラム３２への吸入圧力Ｐｓの導入を確保するためのスリット４０が軸線方向にたとえば２本設けられている。これにより、一体となったプランジャ２８およびシャフト２５は、一端がガイド２７により支持され、他端がスリーブ２３により支持された２点支持構造になっている。そして、この容量制御弁では、プランジャ２８の端面が弁体１７と一体に形成された感圧ピストン２０の端面に当接するようにしている。
【００２３】
この第２の実施の形態に係る容量制御弁の動作については、第１の実施の形態に係る容量制御弁と同じであるので、その説明は省略する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、一端部に感圧部、中央部にソレノイド部、他端部に弁部を配置し、かつ、感圧部の側から、吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄおよびクランク室内圧力Ｐｃの順にポートが配列された容量制御弁において、ソレノイド部のプランジャと感圧部が感知した吸入圧力Ｐｓの変化を弁部の弁体に伝達するシャフトとを一体に構成し、シャフトの両端を支持する構成にした。これにより、プランジャが動作するときに、大径のプランジャは摺動せずに、プランジャと一体化させた小径のシャフトを摺動させているため、摺動抵抗が小さく、その結果、ヒステリシスが低減されて流量特性が安定するようになる。また、プランジャの支持点が２点のため、高い加工精度を必要とせず、ラフな寸法設定でも安定した特性を得ることができ、安価に製作が可能である。
【００２５】
また、感圧部に高価なベローズではなく、安価なダイヤフラムで構成したことにより、コストを低減することができる。
さらに、セット値の調整を外部から行うことができる構造にしたことにより、調整性に優れ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】
【図１】第１の実施の形態に係る容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
１  感圧部
２  ソレノイド部
３  弁部
１１，１２，１３  ポート
１４  ボディ
１５  ストレーナ
１６  弁座
１７  弁体
１８  スプリング
１９  アジャストねじ
２０  感圧ピストン
２１  ストレーナ
２２  ヨーク
２３  スリーブ
２４  コア
２５  シャフト
２６，２７  ガイド
２８  プランジャ
２９  Ｅリング
３０  スプリング
３１  コイル
３２  ダイヤフラム
３３  フランジ
３４  取っ手
３５  Ｏリング
３６，３７  ディスク
３８  スプリング
３９  アジャストねじ
４０  スリット
Ｐｃ  クランク室内圧力
Ｐｄ  吐出圧力
Ｐｓ  吸入圧力
【図１】
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【図２】
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