(57)【要約】【課題】一層の応答性の高い制御弁を実現する。【解決手段】弁本体部１２０とソレノイド励磁部１３０と感圧部１４５とからなる。感圧部１４５を構成する感圧室１４５ａを弁本体部１２０内に設ける。感圧室１４５ａには、圧縮機の吐出管から冷媒を導入する導入吐出ポート１２３と、下流側の吐出管へ冷媒を流出させる流出吐出ポート１２５と、感圧室１４５ａと弁室１２１を介して連通するクランク室ポート１２６と、を連通させる。導入吐出ポート１２３と流出吐出ポート１２５の差圧（ＰｄＨ―ＰｄＬ）により、クランク室ポート１２６の冷媒圧を制御させるに当って、弁室１２１には、ソレノイド励磁部で開閉制御される弁体１３２ａが設けられ、更に、感圧室１４５ａ内には弁体１３２ａと一体の差圧感圧体１４５ｂが設けられ、差圧感圧体１４５ｂの外周面と弁室１２１の内壁面との隙間により差圧を保持させる。【選択図】図１
2005076451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体部と、ソレノイド励磁部と、感圧部と、からなり、該感圧部を構成する感圧室を弁本体部内に設け、前記感圧室には、圧縮機の吐出管から冷媒を導入する導入吐出ポートと、下流側の吐出管へ冷媒を流出させる流出吐出ポートと、上記感圧室と弁室を介して連通するクランク室ポートと、を連通させ、導入吐出ポートと流出吐出ポートの差圧により、クランク室ポートの冷媒圧を制御させるに当って、前記感圧室内には、差圧感圧体が設けられ、該差圧感圧体の外周面と上記弁本体室の内壁面との隙間により、差圧を保持させることを特徴とする可変容量型圧縮機用の制御弁。
【請求項２】
可変容量型圧縮機用の制御弁であって、該制御弁内に感圧部が設けられ、該感圧部は、内部に感圧室が形成され、該感圧室には、弁棒に一体の差圧感圧体が配設されると共に、感圧室の上部には、下方に突出するように弁棒受部が形成され、該弁棒受部は、弁棒を支持すると共に、その下端により感圧体の最上動位置が設定され、前記感圧室の下部は圧縮機の導入吐出ポート（吐出冷媒圧ＰｄＨ）に連結され、感圧室の上部は吐出管の下流側に連通する流出吐出ポート（冷媒圧ＰｄＬ）が連結され、上記導入吐出ポートと流出吐出ポートとの間に、差圧感圧体が配設され、更に、該差圧感圧体は、均一外形の円柱体からなり、その軸芯部に弁棒に固着され、更に、前記差圧感圧体の外周部に対向して位置する弁室壁面は、下部ほど径大に形成されていることを特徴とする制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量型圧縮機に適用される冷凍サイクルの制御弁に係り、特に、吐出圧領域からクランク室内への冷媒ガスの供給を制御する可変容量型圧縮機用の制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結されていることから回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために圧縮容量（吐出量）を変えることができる可変容量型圧縮機が用いられている。
【０００３】
該可変容量型圧縮機は、一般的に吸入管路に通じる吸入室から吸入した冷媒を圧縮して吐出管路に通じる吐出室に吐出し、制御弁で冷媒圧制御される調圧室（クランク室）の冷媒圧変化により冷媒の吐出量を変化させる構成となっている。下記特許文献１には、制御弁における弁体部が、弁室内での位置に応じて給気通路の開度を調節するもので、その感圧部材は冷媒回路に設定された２つの吐出圧の圧力監視点の差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）に応じて変位するようにし、この変位は同差圧の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更するように、弁体部の位置決めに反映されるように構成されたもので、この手段によって、可変容量型圧縮機の給気通路の開度を調節するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８１３７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記制御弁は、構造が複雑であり、また、可変容量型圧縮機の圧縮容量（吐出量）を変えるために、弁体部が弁室内での位置に応じて給気通路の開度を調節するものであることから、圧縮容量（吐出量）の調整に対する応答性に限界があり、応答性を更に向上させた機能を有する制御弁の実現が要望されていた。したがって、本発明は、一層の応答性の高い制御弁を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明は上記課題を達成するために、下記の手段を講じた。即ち、
請求項１記載の可変容量型圧縮機用の制御弁は、弁本体部１２０と、ソレノイド励磁部１３０と、感圧部１４５と、からなり、該感圧部１４５を構成する感圧室１４５ａを弁本体部１２０内に設け、前記感圧室１４５ａには、圧縮機の吐出管から冷媒を導入する導入吐出ポート１２３と、下流側の吐出管へ冷媒を流出させる流出吐出ポート１２５と、上記感圧室１４５ａと弁室１２１を介して連通するクランク室ポート１２６と、を連通させ、導入吐出ポート１２３と流出吐出ポート１２５の差圧（ＰｄＨ―ＰｄＬ）により、クランク室ポート１２６の冷媒圧を制御させるに当って、前記感圧室１４５ａ内には、差圧感圧体１４５ｂが設けられ、該差圧感圧体１４５ｂの外周面と上記弁本体部１２０の内壁面との隙間により、差圧を保持させることを特徴とする。
【０００７】
かかる特徴により、制御弁の感圧部１４５の構成が簡略化すると共に、応答性の高い制御を実現することができる。
【０００８】
請求項２記載の可変容量型圧縮機用の制御弁は、可変容量型圧縮機用の制御弁であって、該制御弁内に感圧部１４５が設けられ、該感圧部１４５は、内部に感圧室１４５ａが形成され、該感圧室１４５ａには、弁棒１３２に一体の差圧感圧体１４５ｂが配設されると共に、感圧室１４５ａの上部には、下方に突出するように弁棒受部１２１ａが形成され、該弁棒受部１２１ａは、弁棒１３２を支持すると共に、その下端により感圧体１４５ｂの最上動位置が設定され、前記感圧室１４５ａの下部は圧縮機の導入吐出ポート（吐出冷媒圧ＰｄＨ）に連結され、感圧室１４５ａの上部は吐出管の下流側に連通する流出吐出ポート（冷媒圧ＰｄＬ）が連結され、上記導入吐出ポートと流出吐出ポートとの間に、差圧感圧体１４５ｂが配設され、更に、該差圧感圧体１４５ｂは、図１に示すように、均一外形の円柱体からなり、その軸芯部に弁棒に固着され、更に、前記差圧感圧体１４５ｂの外周部に対向して位置する弁室壁面は、下部ほど径大に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
かかる特徴により、簡単な構成で、応答性の高い制御を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【実施形態１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本実施形態１の可変容量型圧縮機に用いられる制御弁の縦断面図、図２は上記可変容量型圧縮機の概略説明図、図３は上記可変容量型圧縮機内に配置された状態の制御弁の縦断面図である。なお、以下の説明において、上・下・左・右の表現を用いるが、これは図面上で説明するための便宜上のものであり、実際の位置関係はこれに限るものではない。
【００１１】
先ず、実施形態１の制御弁を適用する可変容量型圧縮機について説明する。図２において、符号２０は斜板式の可変容量型圧縮機であり、例えば、自動車の空調用冷凍サイクルに用いられているものである。冷媒としてはフロンガスが用いられるが、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルに適用してもよく、冷媒についてその種類を限定するものではない。この可変容量型圧縮機２０は、フロントハウジング５と、該フロントハウジング５と一体のリヤハウジング６に支持されている。
【００１２】
図２において、符号１１は、気密に構成されたクランク室１２（調圧室）内に配置された回転軸であり、エンジンに直結された駆動ベルト１３ａによって回転駆動されるプーリ１３の軸位置に連結されていて、回転軸１１の回転に従って、回転軸１１に対して傾斜してクランク室１２内に配置された揺動板１４が揺動する。クランク室１２内の周辺部に配置されたシリンダ１５内には、ピストン１７が往復動自在に配置されており、ロッド１８によってピストン１７と揺動板１４とが連結されている。
【００１３】
その結果、揺動板１４が回転・揺動すると、ピストン１７がシリンダ１５内で往復動して、吸入室３からシリンダ１５内に低圧の冷媒が吸入され、その冷媒がシリンダ１５内で圧縮されて、高圧になり、その冷媒が吐出室４に吐出される。吸入室３には、上流側の蒸発器４０側から吸入管路１を経由して冷媒が送り込まれ、吐出室４からはその下流側の凝縮器５０側へ吐出管路２を経由して高圧冷媒が送り出される。
【００１４】
上記揺動板１４の傾斜角度はクランク室１２内の冷媒圧（クランク室冷媒圧Ｐｃ）によって変化し、その揺動板１４の傾斜角度によってピストン１７のストロークの長さが変化し、シリンダ１５からの冷媒の吐出量（即ち、圧縮容量）が変化する。吐出量は揺動板１４が実線で示されるように傾斜している時が多く、二点鎖線で示されるように傾斜していない時は少ない。そして、揺動板１４が回転軸１１に対して垂直になれば吐出量はゼロになる。ただし、揺動板１４が次第に傾斜のない状態（二点鎖線に近づく状態）に移行するにしたがって、回転軸１１を囲んで装着された最低流量保持バネ１９が揺動板１４によって次第に圧縮される。
【００１５】
その結果、最低流量保持バネ１９から揺動板１４への反力が次第に大きくなって、揺動板１４が回転軸１１に対して垂直の向きまでは到達せず、吐出量が最大吐出量の例えば３〜５％程度より少なくならないようになっている。
【００１６】
次に、上記可変容量型圧縮機２０に適用される制御弁１００について詳細に説明する。
図１，３に示す制御弁１００は、図２に示す可変容量型圧縮機２０のリヤハウジング６側に設けられ、該リヤハウジング６に形成された制御弁用空間８内に、Ｏリングｓ１により防水性が保持された状態で、また、  Ｏリングｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ６により気密性が保持された状態で配設される。
【００１７】
図１に示すように、制御弁１００は、弁本体部１２０と、クランク室１２内の冷媒圧Ｐｃを制御して可変圧縮容量制御を行うためのソレノイド励磁部１３０と、感圧部１４５とで形成されており、前記ソレノイド励磁部１３０は、制御弁１００の下部に配置され、上記ソレノイド励磁部１３０の上部には前記弁本体部１２０が配置され、該弁本体部１２０の内側には前記感圧部１４５が配置されている。
【００１８】
ソレノイド励磁部１３０は、弁本体部１２０の下部にソレノイド部支持筒１３５を介して装着されているソレノイドハウジング１３１を備え、該ソレノイドハウジング１３１の内部には、ソレノイド１３０ｂと、該ソレノイド１３０ｂの励磁によって上下方向に移動するプランジャ１３３と、吸引子１４１と、を備えている。また、前記ソレノイド１３０ｂには、制御部（図示なし）によって制御される励磁電流を供給できるリード線１６１がコイルアセンブリ１６０を介して接続されている。
【００１９】
弁本体部１２０の下部に連結されるソレノイドハウジング１３１の内部には、後述の弁棒１３２の下端部に固定されるプランジャ１３３が配設され、該プランジャ１３３は、前記弁本体部１２０の端部にＯリングｓ３を介して密接状態に接するソレノイド部支持筒１３５に摺動可能に支持されている。
プランジャ１３３の内部に形成されるバネ室１３７には、弁棒１３２の下部が挿通されるとともに、前記弁棒１３２は、吸引子１４１に形成された孔に摺動可能に貫通状態で支持され、感圧室１４５ａに突き出る状態で配置され、この弁棒１３２の下端は、バネ室１３７上部のバネホルダ１３６に当接している。前記プランジャ１３３と前記吸引子１４１との間には、プランジャ１３３を吸引子１４１側から離す方向に付勢するプランジャバネ１３３ａが設けられている（プランジャバネ１３３ａの付勢力の大きさは後述）。
【００２０】
前記感圧部１４５は、弁本体部１２０の内部に配置され、その内部に感圧室１４５ａが形成され、該感圧室１４５ａには、弁棒１３２に一体の差圧感圧体１４５ｂが配設されている。
上記感圧室１４５ａの上部には、弁座部１２１ｂの下方に突出するように弁棒受部１２１ａが形成され、該弁棒受部１２１ａはその弁棒支持孔により、弁棒１３２を支持すると共に、その下端により差圧感圧体１４５ｂの最上動位置を規定する。そして、前記感圧室１４５ａの下部の流入側吐出ポート１２３を介して冷凍サイクルにおける圧縮機側の高圧側吐出管連通路（冷媒圧ＰｄＨ）１０に連結され、感圧室１４５ａの上部の流出側吐出ポート１２５を介して冷凍サイクルにおける凝縮器（図示せず）側における低圧側吐出管連通路（冷媒圧ＰｄＬ）７に連通する流出吐出ポートに連結される。
【００２１】
そして、上記流入側吐出ポート１２３と流出側吐出ポート１２５との間の感圧室１４５ａ内には、差圧感圧体１４５ｂが配設されている。該差圧感圧体１４５ｂは、図１に示すように、均一外形の円柱体からなり、その軸芯部が弁棒１３２に固着されている。
また、前記差圧感圧体１４５ｂの外周に位置する弁室壁面１２１ｃは、下部ほど径大に形成され、その結果、弁室壁面１２１ｃと差圧感圧体１４５ｂの外周部との隙間ｃは下方ほど広く形成され、この隙間ｃは差圧感圧体１４５ｂが下方に位置するほど大きくなる。
【００２２】
前記弁本体部１２０は、図１，３に示すように、上下に長い筒状体で、その軸芯部には孔部、即ち、上方から下方に順次、クランク室連通ポート１２６となる弁室１２１、弁孔１２２、及び感圧室１４５ａがこの順に連通して形成されている。また、弁本体部１２０の上記軸芯部の連続する孔部には、上下に長い弁棒１３２が配置され、該弁棒１３２は、最上部の弁体１３２ａと、径小部１３２ｄと、径大部１３２ｃと、プランジャ連結部１３２ｅと、からなる。
【００２３】
上記弁室１２１内には前記弁体１３２ａが配置されると共に、弁室１２１の上部はクランク室１２に連通するクランク室連通ポート１２６が形成され、低圧のクランク室の冷媒ガスが導かれ、また、上記弁室１２１の底面には、吐出冷媒圧ＰｄＬの冷媒ガスが導かれる弁孔１２２が形成されている。また、前記弁孔１２２の周部は弁座部１２１ｂが構成されている。
【００２４】
次に、制御弁１００の作用について可変容量型圧縮機２０の作動と共に説明する。可変容量型圧縮機２０が運転状態において、ソレノイド励磁部１３０への通電がオフの状態では、弁体１３２ａはフロー状態で「開」の位置にある。そして、この状態で、吐出冷媒差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）の変動に伴ってクランク室冷媒圧Ｐｃの冷媒圧制御はなされる。例えば、高圧側吐出管連通路１０の冷媒圧が上昇して、吐出冷媒差圧が増大すると、弁棒１３２も上動し、弁体１３２ａが上動して、「開」の程度が大となり、クランク室連通路９ａへの冷媒流量が増大する。その結果、クランク室冷媒圧Ｐｃが高くなり、揺動板１４の傾斜角を起立化（回転軸１１との角度を９０度に近付け）させ、結果として、高圧側吐出管連通路１０の冷媒圧を降下させる。
【００２５】
また、リード線１６１からソレノイド励磁部１３０へ通電されると、吸引子１４１に吸引されて通電量に応じて弁棒１３２が所定長さ下動し、弁体１３２ａは「開」から、更に「閉」方向へ移動する。
【００２６】
そして、所定量の電流値においてソレノイド励磁部１３０の電磁力が一定の状態（制御状態）では、弁体１３２ａは吐出冷媒差圧（ＰｄＨ−ＰｄＨ）の変動に伴ってクランク室（冷媒圧Ｐｃ）が開度調整（開閉）される。この間において、吐出冷媒圧ＰｄＨが上昇すると、差圧感圧体１４５ｂは上動し、弁体１３２ａは「開」方向に移動するから、弁体１３２ａの作用により、速やかにクランク室冷媒圧Ｐｃが上降させ、もって、吐出冷媒圧ＰｄＨを下降させる。
【００２７】
また、逆に、この間において、吐出冷媒差圧ＰｄＨが下降すると、差圧感圧体１４５ｂは下動し、弁体１３２ａは「閉」方向に移動するから、弁体１３２ａの作用により、速やかにクランク室冷媒圧Ｐｃを下降させ、もって、吐出冷媒圧ＰｄＨを上昇させる。更に、ソレノイド１３０ｂへの通電電流値を変化させて制御弁１００の電磁力を変えると、それに対応して、クランク室冷媒圧Ｐｃが変化し、それによって圧縮容量（吐出量）が変更され、吐出冷媒差圧ＰｄＨ−ＰｄＬが異なるレベルで一定に維持された状態になる。
【００２８】
なお、ソレノイド１３０ｂへの通電電流値の制御は、エンジン、車室内外の温度、蒸発器センサ、その他各種条件を検知する複数のセンサからの検知信号が、ＣＰＵ等を内蔵する制御部に入力され、その演算結果に基づく制御信号が制御部からソレノイド１３０ｂに送られて行われる。ソレノイド１３０ｂの駆動回路は、図示が省略されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、低圧側の吐出管連通路（吐出冷媒圧ＰｄＬ）からクランク室連通路（クランク室冷媒圧Ｐｃ）へのクランク室冷媒圧制御用の冷媒流量を速やかに増減でき、吐出冷媒圧による吐出冷媒圧の制御を円滑に行いうるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る可変容量型圧縮機に用いられる制御弁の縦断面図。
【図２】上記可変容量型圧縮機の概略説明図。
【図３】上記可変容量型圧縮機内に配置された状態の制御弁の縦断面図。
【符号の説明】
ＰｄＨ・・高圧側吐出冷媒圧    ＰｄＬ・・低圧側吐出冷媒圧
Ｐｃ・・クランク室冷媒圧  ｃ・・隙間  ｓ１・・（防水用の）Ｏリング
ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ６・・（気密用の）Ｏリング
１・・吸入管路      ２・・吐出管路          ３・・吸入室
４・・吐出室      ５・・フロントハウジング  ６・・リヤハウジング
７・・低圧側吐出管連通路    ８・・制御弁用空間
９ａ・・クランク室連通路  １０・・高圧側吐出管連通路    １１・・回転軸
１２・・クランク室  １３・・プーリ  ３ａ・・駆動ベルト    １４・・揺動板
１５・・シリンダ      １７・・ピストン        １８・・ロッド
１９・・最低流量保持バネ    ２０・・可変容量型圧縮機
４０・・蒸発器              ５０・・凝縮器
１００・・（可変容量型圧縮機用の）制御弁    １２０・・弁本体部
１２１・・弁室      １２１ａ・・弁棒受部      １２１ｂ・・弁座部
１２２・・弁孔      １２３・・流入側吐出ポート
１２５・・流出側吐出ポート  １２６・・クランク室連通ポート
１２７・・流入孔    １３０・・ソレノイド励磁部  １３０ａ・・プランジャ室
１３０ｂ・・ソレノイド  １３１・・ソレノイドハウジング    １３２・・弁棒
１３２ａ・・弁体        １３２ｃ・・径大部      １３２ｄ・・径小部
１３２ｅ・・プランジャ連結部    １３３・・プランジャ
１３３ａ・・プランジャバネ      １３５・・ソレノイド部支持筒
１３６・・バネホルダ        １３７・・バネ室    １３８・・緩衝バネ
１３９・・バネ受け体        １４１・・吸引子
１４５・・感圧部            １４５ａ・・感圧室        １４５ｂ・・差圧感圧体
１６０・・コイルアセンブリ  １６１・・リード線
【図１】
2005076451.tif 000003
【図２】
2005076451.tif 000004
【図３】
2005076451.tif 000005