(57)【要約】【課題】ソレノイド駆動される弁体で発生する横荷重を軽減してヒステリシスを小さくし、弁体の横ずれ量を軽減して弁体の閉止を完全にする。【解決手段】ボール２とこれを保持する中空のホルダ６とで弁体を構成し、その弁体にソレノイド部の駆動力をシャフト１５およびピストンロッド９を介して伝達するが、ピストンロッド９と弁体との当接は、ホルダ６のソレノイド部側端面よりも弁座側に位置するボール２で行っている。これにより、ピストンロッド９によって駆動される弁体は、ピストンロッド９によって駆動されるときに発生する弁体への横荷重が減少し、弁の開閉特性におけるヒステリシスを低減でき、弁体の横ずれ量が減少するため、弁体の完全な閉止が可能になる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量圧縮機の冷媒吐出容量を制御する電磁式の可変容量圧縮機用容量制御弁において、
前記可変容量圧縮機の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弁部と、
前記弁部にソレノイド部による駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、
を備え、
前記弁部の弁体が前記ソレノイド部側の端面よりも弁座側に近い位置にて前記駆動力伝達部材と当接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。
【請求項２】
前記弁体は、ボールと前記ボールを前記弁座に対して接離自在に保持する中空のホルダとを有し、前記ボールに前記ホルダを貫通して延在される前記駆動力伝達部材が当接し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。
【請求項３】
前記弁体は、前記弁座に対して接離自在に配置され、前記ソレノイド部側の端面には凹状のくぼみを有し、前記くぼみの底に前記駆動力伝達部材が当接し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、特に車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる可変容量圧縮機の冷媒吐出容量を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】
車両用空調装置では、負荷に応じて冷凍能力を制御するのに、動力源であるエンジンの回転数が一定でないことからコンプレッサの容量を可変にすることが一般的に行われている。
【０００３】
コンプレッサの容量を可変する手段として、たとえば特許文献１に記載のような可変容量圧縮機用容量制御弁が知られている。このような可変容量圧縮機用容量制御弁では、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室とを連通する冷媒流路に配置されて吐出室からクランク室に供給される冷媒の流量を制御する弁部と、可変容量圧縮機の吸入室の吸入圧力を感知して弁部の開度を制御するダイヤフラムと、外部からの電気信号によりダイヤフラムが弁部の方向へ変位開始する位置を自由に設定できるソレノイド部とがこの順番に同軸上に配置されている。
【０００４】
弁部の弁体とダイヤフラムとの間にはシャフトが配置され、ダイヤフラムが可変容量圧縮機の吸入室の吸入圧力に応じて変位すると、そのダイヤフラムの変位がシャフトを介して弁体に伝達されることによって弁部が開閉される。弁部が開閉することにより、吐出室からクランク室へ供給される冷媒の流量が制御され、クランク室内の圧力が制御される。これにより、冷媒を吸入・圧縮するピストンのストローク、つまり冷媒の吐出容量が制御され、エンジンの回転数が変化してもコンプレッサの容量が一定になるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３４９２７８号公報（段落番号〔００１５〕〜〔００２０〕、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用容量制御弁では、ダイヤフラムまたはソレノイド部のような駆動源が弁部の弁体をシャフトを介して付勢することにより弁部を開閉しているため、組み立て性の関係で弁部とシャフトとを別体に構成している場合、弁座に対して軸線方向に接離自在に配置されている弁体がシャフトによって軸線方向に付勢されるときに、弁体が軸線に対して斜めに傾いて横荷重が発生した状態で軸線方向に進退移動し、この結果、、弁体がこれを収容している中央開口部の内壁に摺接して弁部が開く方向と閉じる方向とで特性が異なってしまう、つまりヒステリシスの大きな特性になったり、弁体が横にずれることで弁部の完全な閉止の妨げになる場合があるという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、シャフトによって駆動される弁体に横荷重の発生を軽減してヒステリシスを小さくし、弁体の横ずれ量を軽減して弁体の閉止が完全になるようにした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。
【０００８】
【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、可変容量圧縮機の冷媒吐出容量を制御する電磁式の可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記可変容量圧縮機の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弁部と、前記弁部にソレノイド部による駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、を備え、前記弁部の弁体が前記ソレノイド部側の端面よりも弁座側に近い位置にて前記駆動力伝達部材と当接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提供される。
【０００９】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁によれば、駆動力伝達部材が弁部の弁体を、そのソレノイド部側の端面よりも弁座側の位置で駆動するようにしている。これにより、駆動力伝達部材によって駆動される弁体は、駆動力伝達部材によって駆動されるときに発生する弁体への横荷重が減少し、弁の開閉特性におけるヒステリシスを低減することができる。また、弁体の横ずれ量が減少するため、弁体の完全な閉止が可能になる。
【００１０】
【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は本発明の第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁の構造を示す中央断面図である。
【００１１】
この可変容量圧縮機用容量制御弁は、上部ボディ１の内部に設けられて、一方は可変容量圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄの冷媒を受け、他方は可変容量圧縮機のクランク室に連通して圧力Ｐｃの冷媒をクランク室に供給する冷媒流路に配置されたボール２を有している。上部ボディ１の上部開口部には弁座形成部材３が圧入されている。また、上部ボディ１の上縁部を覆うようにストレーナ４が冠着されている。弁座形成部材３は、その中間部に、吐出室側およびクランク室側の各空間を連通するように弁孔５が形成されており、そのクランク室側の開口縁部が弁座を構成し、弁孔５に対向してボール２が配置されている。このボール２は、弁座形成部材３の下部開口部内に軸線方向に進退自在に配置されたホルダ６によって保持され、ホルダ６とともに弁体を構成している。そして、弁孔５の開口縁部の弁座とボール２およびホルダ６からなる弁体とで、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室に供給する冷媒の流量を制御するようにした可変容量圧縮機用容量制御弁の弁部を構成している。なお、ホルダ６は、スプリング７によってボール２が弁座から離れる方向に付勢されている。
【００１２】
また、上部ボディ１の軸線位置には、弁座形成部材３の弁孔５と同じ直径を有するピストンロッド９が、軸線方向に進退自在に配置されている。ピストンロッド９の一端は、ホルダ６を貫通してボール２に当接しており、他端は上部ボディ１の中央開口部内にて終端している。
【００１３】
このように、ボール２は、ホルダ６と一体になって動くようにホルダ６に保持されて弁体を構成し、ピストンロッド９の一端が弁座に近い側で保持されたボール２に当接するように構成している。ピストンロッド９の弁体との当接位置をホルダ６ではなく、このホルダ６を貫通した先にあるボール２としたことにより、弁体は、弥次郎兵衛的に作用する。この結果、弁体の横方向の動きが抑えられるため、弁体は、横荷重が減って安定した状態で軸線方向の進退移動を行うことができるようになる。また、進退移動時に発生する弁体への横荷重が減ることにより、弁の開閉特性においてヒステリシスが低減し、弁体の横ずれが抑えられることにより弁体の完全な閉止が期待できる。
【００１４】
上部ボディ１は、その中間位置にて下部ボディ８の上部開口部に螺入され、下端部にはソレノイド部の固定鉄芯１０が螺着されている。固定鉄芯１０は、その軸線位置に中央開口部が貫通形成され、その中央開口部は周囲から穿設された連通孔を介して可変容量圧縮機の吸入室に連通しており、ピストンロッド９の端部に吸入室の吸入圧力Ｐｓを受圧するようになっている。
【００１５】
下部ボディ８の内部には、スリーブ１１が配置されている。このスリーブ１１の図の下部開口部は、ストッパ１２が嵌着され、その中央開口部には、これを閉止するようにガイド１３が螺着されている。スリーブ１１内には、上部ボディ１に螺着された固定鉄芯１０および可動鉄芯１４が配置されている。この可動鉄芯１４は、一端が固定鉄芯１０を貫通して上部ボディ１の中央開口部に支持され、他端がガイド１３の中央開口部に支持されたシャフト１５に固着されていて、シャフト１５に嵌合された止め輪１６によってピストンロッド９の方向への移動が規制されている。これにより、可動鉄芯１４は、スリーブ１１とは接触することなく軸線方向に進退可能になっている。また、固定鉄芯１０と可動鉄芯１４との間には、スプリング１７が配置され、可動鉄芯１４とガイド１３との間には、スプリング１８が配置されている。
【００１６】
スリーブ１１の外周には、電磁コイル１９およびヨーク２０が設けられ、固定鉄芯１０および可動鉄芯１４とともにソレノイド部を構成している。
そして、この容量制御弁が可変容量圧縮機の内部に装着されたときにおいて、吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受ける部分と、クランク室に連通してその圧力Ｐｃを受ける部分との間をシールするために、上部ボディ１にＯリング２１が周設されている。また、下部ボディ８には、クランク室の圧力Ｐｃを受ける部分と、吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受ける部分との間をシールするためのＯリング２２と、この吸入圧力Ｐｓを受ける部分と大気との間をシールするためのＯリング２３とが周設されている。
【００１７】
ここで、この可変容量圧縮機用容量制御弁の動作を、可変容量圧縮機の動作と併せて説明する。
可変容量圧縮機用容量制御弁の内部において、ボール２には、吐出室から導入される冷媒の吐出圧力Ｐｄが図の上方向からかかる。一方、ボール２に当接しているピストンロッド９には、吸入室の吸入圧力Ｐｓが上部ボディ１とシャフト１５との間のクリアランスを介して図の下方向からかかる。ピストンロッド９は弁孔と同じ直径を有しているため、ボール２における吐出圧力Ｐｄの有効受圧面積と、ピストンロッド９における吸入圧力Ｐｓの受圧面積とは同一である。したがって、吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量を制御するボール２は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧を感じて動作する差圧弁を構成していることになる。
【００１８】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁において、ソレノイド部の電磁コイル１９に制御電流が供給されていないときには、吐出圧力Ｐｄがボール２を押し開くため、ボール２は全開状態となる。これにより、可変容量圧縮機では、クランク室の圧力Ｐｃが吐出圧力Ｐｄに近い値となり、クランク室に面して設けられた冷媒の吸入圧縮用のピストンにおいては、その両面にかかる圧力差が最も小さくなる。したがって、ピストンのストロークを決定するクランク室内の揺動板が、ストロークを最も小さくするような傾斜角を持つようになり、可変容量圧縮機は最小容量の運転を行うことになる。
【００１９】
また、ソレノイド部の電磁コイル１９に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯１４が固定鉄芯１０に吸引されて図の上方向に移動し、これにより、シャフト１５およびピストンロッド９が図の上方向に押し上げられて、ボール２は全閉状態となる。このとき、クランク室は、固定オリフィスを介して吸入室に連通されているので、クランク室の冷媒がオリフィスを介して吸入室へ流れ、クランク室の圧力Ｐｃが吸入室の吸入圧力Ｐｓに近い値まで低下する。これにより、ピストンの両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板がピストンのストロークを最も大きくするような傾斜角を持つようになり、可変容量圧縮機は最大容量の運転に移行する。
【００２０】
ここで、ソレノイド部の電磁コイル１９に所定の制御電流が供給される通常の制御が行われている場合は、その制御電流の大きさに応じて可動鉄芯１４が固定鉄芯１０に吸引され、図の上方向へ所定量移動する力が生じる。この力が、差圧弁として動作する可変容量圧縮機用容量制御弁の設定値になる。したがって、この可変容量圧縮機用容量制御弁は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧を感知し、その差圧がソレノイド部によって設定された値に対応する差圧を保つように、吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量を制御するという動作を行うことになる。
【００２１】
このとき、ボール２およびホルダ６からなる弁体は、ピストンロッド９によって弁座に近い位置で駆動されているため、横荷重が生じることなく安定して開閉動作を行うことができ、ホルダ６と弁座形成部材３との間に生じる摺動抵抗が減ることで、ヒステリシスを小さくすることができる。また、弁体が横ずれを起こした状態でボール２が弁座に着座することがなくなるので、全閉近傍の開閉特性に暴れがなくなり、完全な閉止状態に移行させることができる。
【００２２】
図２は本発明の第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁の構造を示す中央断面図である。なお、図２において、図１に示した可変容量圧縮機用容量制御弁の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
この第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁と比較して、着座面がテーパ形状を有する弁体である点で異なる。すなわち、この容量制御弁の弁体２４は、着座面がテーパ形状を有する先端部と弁座形成部材３の下部開口部内を軸線方向に進退移動する摺動部とが一体に形成されている。弁体２４の摺動部にはピストンロッド９が遊挿される凹状のくぼみ２５が設けられていて、ピストンロッド９との当接位置を先端部の着座面に近い位置であるくぼみ２５の底にしている。これにより、弁体２４は、弥次郎兵衛的に作用し、横方向の動きが抑えられて横荷重が減り、安定した状態で軸線方向の進退移動を行うことができる。また、進退移動時に発生する弁体への横荷重が減ることにより、弁の開閉特性においてヒステリシスが低減し、弁体の横ずれが抑えられることにより弁体の完全な閉止が期待できる。
【００２４】
なお、以上の実施の形態では、吐出室の吐出圧力Ｐｄと吸入室の吸入圧力Ｐｓとの差圧を一定に保つように制御する電磁式の可変容量圧縮機用容量制御弁の例について説明したが、たとえば、ダイヤフラムが吸入圧力Ｐｓを受圧して吸入圧力Ｐｓを一定に保つように制御する電磁式の可変容量圧縮機用容量制御弁についても本発明を適用できることはもちろんである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、弁体のソレノイド部側の端面に凹状のくぼみを設けて、弁体とこれを駆動するシャフトとの当接位置を弁体のソレノイド部側の端面よりも着座側に近い位置に設定する構成にした。これにより、弁体がシャフトによって駆動されるときに発生する弁体への横荷重が減少し、弁の開閉特性におけるヒステリシスを低減することができる。また、弁体の横ずれ量が減少するため、弁体の完全な閉止が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁の構造を示す中央断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用容量制御弁の構造を示す中央断面図である。
【符号の説明】
１  上部ボディ
２  ボール
３  弁座形成部材
４  ストレーナ
５  弁孔
６  ホルダ
７  スプリング
８  下部ボディ
９  ピストンロッド
１０  固定鉄心
１１  スリーブ
１２  ストッパ
１３  ガイド
１４  可動鉄芯
１５  シャフト
１６  止め輪
１７，１８  スプリング
１９  電磁コイル
２０  ヨーク
２１，２２，２３  Ｏリング
２４  弁体
２５  くぼみ
【図１】
2004232534.tif 000003
【図２】
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