(57)【要約】【課題】  可変容量圧縮機用制御弁において、弁体を弁座と反対側から付勢するスプリングをボディに組み込む際に削りかすが発生するのを抑制し、また、組み込み前後のスプリングの特性変化を少なくする。【解決手段】  本発明の可変容量圧縮機用制御弁においては、テーパ状のスプリング１１の大径部側である後端部の巻き終わり部分が内側に曲げ込まれている。このため、スプリング１１をボディ４の端部開口部に組み込む際に、その後端部によって係止部１２やボディ４の内壁が削られるのを防止又は抑制でき、削りかすの発生を抑制できる。また、スプリング１１をボディ４の端部開口部に組み込む際に係止部１２に沿ってねじ込むようにしたので、スプリング１１の後端部が変形するのを防止できる。その結果、組み込み後のスプリング１１の特性変化を少なくすることができる。【選択図】  図２
2007071036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量圧縮機の冷媒の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
内部に複数の冷媒通路が形成されたボディと、
前記ボディの端部開口部内に配置され、前記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通路を構成する弁孔に接離して前記弁孔を開閉する弁体と、
前記弁体を軸線方向に支持するシャフトと、
前記シャフトを介して前記弁体に開弁方向の力を伝達可能なソレノイドと、
前記端部開口部内において前記ボディから内方に突出した係止部と前記弁体との間に介装されたテーパ状の本体を有し、その小径部側の先端部が前記弁体に当接する一方、大径部側の後端部が、その巻き終わり部分が内側に曲げ込まれた状態で前記係止部に当接し、前記弁体に対して閉弁方向の付勢力を付与するスプリングと、
を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記係止部は、前記スプリングの前記後端部と螺合できる先端形状を有し、
前記スプリングは、前記先端部から前記端部開口部へ挿入される際に、前記後端部が前記係止部を乗り越えるときに軸線周りに回転してねじ込まれるようにして組み込まれたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項３】
前記係止部の内側先端部がＲ形状に形成されたことを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項４】
前記スプリングの前記後端部は、前記巻き終わり部分が所定の治具に引っ掛けられて前記治具とともに軸線周りに回転可能なように内側に曲げ込まれていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機の吐出容量を制御するための可変容量圧縮機用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置では、その動力源であるエンジンの回転数が一定でないことから、エンジンの回転数に関係なく冷凍能力が一定に維持されるような制御を行う必要がある。このため、一般には、冷媒の吐出容量を可変にする斜板式の可変容量圧縮機が用いられている。この可変容量圧縮機は、クランク室内に傾斜角度可変に設けられた斜板が回転軸の回転によって揺動運動をし、その揺動運動によって複数のピストンが回転軸と平行な方向に往復運動することにより、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。このとき、クランク室内の圧力Ｐｃを可変容量圧縮機用制御弁で変化させることにより、斜板の傾斜角度を変え、これによってピストンのストロークが変化して冷媒の吐出容量を可変するようにしている。
【０００３】
このような可変容量圧縮機用制御弁は、一般に、吐出室とクランク室とを連通させる冷媒通路に配置されて、吐出室からクランク室へ導入する吐出圧力Ｐｄの冷媒の流量を制御することによってクランク室内の圧力Ｐｃを制御している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図８は、従来の可変容量圧縮機用制御弁の弁部の一構成例を表す部分断面図である。また、図９は、その弁部を構成する弁体を閉弁方向に付勢するスプリングの構成を表す説明図である。（Ａ）はそのスプリングの平面図を表し、（Ｂ）は縦断面図を表している。
【０００５】
図８に示すように、従来の可変容量圧縮機用制御弁の代表的な弁部は、ボール弁構造を有している。この構成例によれば、そのボディ１００の端部開口部には、可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出圧力Ｐｄを受けるポート１０１が設けられ、ボディ１００の側部には、可変容量圧縮機のクランク室に連通されて、制御された圧力Ｐｃをクランク室に供給するポート１０２が設けられている。
【０００６】
ポート１０１とポート１０２との間には、これらを連通する弁孔１０３が設けられており、その弁孔１０３のポート１０１側の端縁により弁座１０４が形成されている。この弁座１０４に対向して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１０１の側には、ボール形状の弁体１０５が配置されている。この弁体１０５は、ボディ１００の端部開口部に配置されたスプリング１０６によって弁座１０４に着座される閉弁方向に付勢されている。
【０００７】
スプリング１０６は、図９に示すように、その断面が先端から後端に向ってテーパ状に大きくなる円錐状のコイルスプリングからなる。図８に示すように、スプリング１０６の先端は弁体１０５に当接し、後端はボディ１００の開口端に内向きに突設されたフランジ部１０７に支持されている。
【０００８】
弁体１０５は、また、弁孔１０３内に延びるシャフト１０８の先端が当接されている。このシャフト１０８は、ソレノイドからのソレノイド力によって弁体１０５を開弁方向に付勢する。弁体１０５は、このソレノイド力とスプリング１０６等の付勢力とがつり合う位置に変位し、その弁体１０５の弁座１０４からのリフト量（つまり弁開度）は、ソレノイドへの通電量によって決定される。
【特許文献１】特開２００２−３４９４３２号公報（図７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このような可変容量圧縮機用制御弁では、スプリング１０６の後端部の外径がフランジ部１０７により形成される円孔の内径よりも大きいため、スプリング１０６をボディ１００の端部開口部内に組み込むときに、その後端部を内側に撓ませながら押し込んでいる。
【００１０】
しかしながら、このようにスプリング１０６の後端部を撓ませることにより、場合によってはその後端部が変形してその特性が変化することがある。また、スプリング１０６を押し込んでボディ１００の端部開口部に組み込むため、スプリング１０６の後端、特にエッジ状をなす巻き終わり部分１０９（図９（Ａ）参照）によりフランジ部１０７やボディ１００の端部開口部の内壁が削られて削りかす（微小なゴミ）を発生させてしまう。この削りかすが弁体１０５と弁座１０４との当接部やシャフト１０８とボディ１００との摺動部に侵入すると、可変容量圧縮機用制御弁の弁開度特性を悪化させてしまうといった問題があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、弁体を弁座と反対側から付勢するスプリングをボディに組み込む際に削りかすが発生するのを抑制でき、より好ましくは、組み込み前後のスプリングの特性変化を少なくできる可変容量圧縮機用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】
【００１２】
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の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁において、内部に複数の冷媒通路が形成されたボディと、前記ボディの端部開口部内に配置され、前記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通路を構成する弁孔に接離して前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁体を軸線方向に支持するシャフトと、前記シャフトを介して前記弁体に開弁方向の力を伝達可能なソレノイドと、前記端部開口部内において前記ボディから内方に突出した係止部と前記弁体との間に介装されたテーパ状の本体を有し、その小径部側の先端部が前記弁体に当接する一方、大径部側の後端部が、その巻き終わり部分が内側に曲げ込まれた状態で前記係止部に当接し、前記弁体に対して閉弁方向の付勢力を付与するスプリングと、を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。
【００１３】
このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、スプリングの大径部側である後端部の巻き終わり部分が内側に曲げ込まれている。このため、スプリングをボディの端部開口部に組み込む際に、その後端部によって係止部やボディの内壁が削られるのを防止又は抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の可変容量圧縮機用制御弁によれば、スプリングの後端部の巻き終わり部分が内側に曲げられているため、スプリングをボディに組み込む際の削りかすの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の中央縦断面図である。
この可変容量圧縮機用制御弁は、弁構成部１と、ソレノイド２と、これらの間に配置された感圧部材のダイヤフラム３とを備え、図示しない可変容量圧縮機に組み込まれたときに、弁構成部１が吐出室及びクランク室にそれぞれ連通する冷媒通路に配置され、ダイヤフラム３の受圧する空間が吸入室に連通する冷媒通路に配置される。
【００１６】
弁構成部１は、そのボディ４の長手方向一端部に、可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出圧力Ｐｄを受けるポート５が設けられている。また、ボディ４の側部には、ポート５に近い側から順に、可変容量圧縮機のクランク室に連通されて制御された圧力Ｐｃ１をクランク室に供給するポート６、クランク室に連通されて圧力Ｐｃ２を受けるポート７が設けられている。
【００１７】
ポート５とポート６との間には、これらを連通する弁孔８が設けられており、その弁孔８のポート５側の端縁により弁座９が形成されている。また、ポート５を含むボディ４の端部開口部には、弁座９に対向してボール形状の弁体１０が配置されている。また、ボディ４の端部開口部の中央部には、フランジ状の係止部１２が内向きに突設されており、この係止部１２と弁体１０との間には、弁体１０を弁座９に着座させる閉弁方向に付勢するスプリング１１が介装されている。弁体１０のスプリング１１と反対側には、ボディ４を軸線方向に貫通する貫通孔に挿通されたシャフト１３の上端が当接しており、弁体１０を図の下方から支持している。また、弁構成部１において、ポート５が開口しているボディ４の先端にはストレーナ１４が取り付けられている。なお、スプリング１１及び係止部１２を含む弁部周辺の構成については後に詳述する。
【００１８】
ボディ４の図の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通されて吸入圧力Ｐｓを受けるポート１５が形成され、その吸入圧力Ｐｓは、ボディ４とソレノイド２とによって外周縁部が挟持されたダイヤフラム３によって感知されるようになっている。吸入圧力Ｐｓが導入される空間Ｓは、弁孔１６を介してポート７に連通している。また、空間Ｓには、シャフト１３の下端に一体に形成された弁体１７が配置されている。この弁体１７は、スプール弁構造をなし、その上端部が弁孔１６に挿脱可能に構成されている。弁体１７は、空間Ｓに配置されたスプリング１８によってダイヤフラム３の方向へ付勢されている。
【００１９】
ソレノイド２は、ケースとなるヨーク２１の内部に、コイル２２が周設されたボビン２３を有し、その下端部よりコア２４が圧入されている。そのコア２４とダイヤフラム３との間にはプランジャ２５が配置されており、ヨーク２１及びボビン２３とプランジャ２５との間には、非磁性体からなるスリーブ２６が配置されている。
【００２０】
プランジャ２５には、コア２４を貫通して配置されたシャフト２７の一端が圧入されている。ソレノイド２の弁構成部１と反対側には、ヨーク２１とコア２４との間で磁気回路を形成するキャップ２８が配置され、その中に軸受の機能を持ったアジャストねじ２９が螺着されている。シャフト２７の他端は、このアジャストねじ２９によって支持されている。また、シャフト２７の軸線方向の中央には、ばね受け部３０が設けられており、そのばね受け部３０とアジャストねじ２９との間に配置されたスプリング３１によってプランジャ２５をダイヤフラム３に当接するよう付勢している。このスプリング３１による荷重は、キャップ２８内におけるアジャストねじ２９の螺入量により調整されている。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の弁部周辺の構成について詳細に説明する。図２は、この可変容量圧縮機用制御弁の弁部周辺の構成を表す部分拡大断面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。さらに、図４は、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングの構成を表す説明図である。（Ａ）はそのスプリングの平面図を表し、（Ｂ）は縦断面図を表している。
【００２２】
図２及び図３に示すように、ボディ４の端部開口部の内壁の軸線方向中央部には、シャフト１３の軸線方向と直角に延出する平面４１と、その平面の先端部から上方に向って拡径するように傾斜するテーパ面４２とを有する係止部１２が内向きに突設されている。平面４１とテーパ面４２とが交わる係止部１２の内側先端部４３には、スプリング１１を組み込むときに削られることがないよう、予めＲ形状の面取りが施されている。
【００２３】
図４に示すように、スプリング１１は、その断面が先端から後端に向ってテーパ状に大きくなる円錐状の本体を有するコイルスプリングからなる。スプリング１１の大径部側の後端部は、その巻き終わり部分４４が半径方向内側に曲げ込まれている。これにより、スプリング１１の後端によってボディ４の内周面が傷つけられないようになっている。スプリング１１は、図２に示すように、その小径部側の先端部が弁体１０に当接する一方、大径部側の後端部が係止部１２の平面４１に当接し、弁体１０に対して閉弁方向の付勢力を付与する。係止部１２の先端部の内方への突出量及びテーパ面４２の傾斜角度は、スプリング１１の後端部の間隙に沿ってスムーズに螺合できる程度に設定されている。
【００２４】
次に、弁体を閉弁方向に付勢するスプリングのボディへの組み込み方法について説明する。図５は、スプリングをボディに組み込む際に用いる治具の構成を表す説明図である。（Ａ）はその治具の先端部の形状を表す正面図であり、（Ｂ）はその底面図である。また、図６は、スプリングを治具に取り付けた状態を表す説明図である。（Ａ）はその取り付け状態を表す正面図であり、（Ｂ）はその底面図である。さらに、図７は、スプリングをボディに組み込む工程を表す説明図である。
【００２５】
すなわち、スプリング１１をボディ４の端部開口部へ組み込む際には、図５に示す治具５０が用いられる。この治具５０の先端部は、先端に向って段階的に小径化する段付円筒形状をなし、その最先端に位置する第１段部５１及び続く第２段部５２の外周面には、その中心から約４５度の範囲で断面円弧状に切り欠かれた切欠部５３が軸線方向に延びるように形成されている。第１段部５１の軸線方向の長さは、スプリング１１を構成する巻線の断面よりもやや大きい程度に設定されており、第１段部５１と第２段部５２との段差部の端面がスプリング１１の所定位置に内側から当接できるように構成されている。
【００２６】
図６に示すように、治具５０は、その第１段部５１と第２段部５２の先端部分がスプリング１１の後端部に内挿される。このとき、スプリング１１は、その後端部の巻き終わり部分４４の先端が切欠部５３に引っ掛けられるようにして治具５０に取り付けられる。
【００２７】
そして、図７に示すように、このようにスプリング１１が取り付けられた治具５０の先端部をボディ４の端部開口部へ挿入していく。このとき、スプリング１１をその小径部側である先端部から挿入していくことになるが、その外径がボディ４の係止部１２の先端により形成される円孔の直径よりも小さい部分までは軸線方向に沿って挿入する。そして、スプリング１１の外周面が係止部１２に当接して以降は、治具５０をその軸線周りに回転することにより、スプリング１１を係止部１２に沿ってねじ込んでいく。つまり、スプリング１１の隣接する巻線部の間に係止部１２の先端部を挟むようにしてスプリング１１をねじ込んでいく。これにより、スプリング１１の最後端が係止部１２を乗り越えてねじ込まれると、その状態から治具５０を軸線方向に引き抜く。このとき、スプリング１１は、弾性復帰してその後端面がボディ４の平面４１に当接し、係止部１２と弁体１０との間に介装された状態で保持される。
【００２８】
図１に戻り、以上のように構成された可変容量圧縮機用制御弁において、自動車用空調装置が起動時のように吸入圧力Ｐｓが高くて、コイル２２に最大電流が供給された場合は、プランジャ２５がコア２４に吸引され、それに伴ってダイヤフラム３がソレノイド２の側に変位する。その結果、弁体１０がスプリング１１によって弁座９に着座されて閉弁状態になり、可変容量圧縮機は最大容量運転となる。
【００２９】
一方、コイル２２が非通電状態では、プランジャ２５にはスプリング３１の付勢力が作用し、ダイヤフラム３を介して弁体１７及びシャフト１３が押圧されるので、弁体１０が所定の距離だけ開弁方向にリフトして全開状態になり、可変容量圧縮機は最小容量運転となる。そして、コイル２２に制御された電流が供給されると、弁体１０のリフト量は、その制御された電流に応じた値に設定され、可変容量圧縮機は容量制御運転となる。
【００３０】
なお、この可変容量圧縮機用制御弁においては、弁体１０及び弁座９からなる第１の弁部が開弁方向に制御されるとき、弁体１７及び弁孔１６からなる第２の弁部は閉弁方向に制御される。逆に、第１の弁部が閉弁方向に制御されるとき、第２の弁部は開弁方向に制御される。このため、クランク室内の圧力Ｐｃを迅速に変化させることができ、可変容量圧縮機を最少容量の運転又は最大容量の運転へ応答よく移行させることができる。
【００３１】
以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁によれば、テーパ状のスプリング１１の大径部側である後端部の巻き終わり部分４４が内側に曲げ込まれている。また、係止部１２の先端にＲ形状の面取りが施されている。このため、スプリング１１をボディ４の端部開口部に組み込む際に、その後端部によって係止部１２やボディ４の内壁が削られるのを防止又は抑制することができる。その結果、スプリング１１をボディ４に組み込む際の削りかすの発生を防止又は抑制でき、可変容量圧縮機用制御弁の弁開度特性を安定に保持することができる。
【００３２】
また、スプリング１１をボディ４の端部開口部に組み込む際に係止部１２に沿ってねじ込むようにしたので、スプリング１１の後端部が変形するのを防止できる。その結果、組み込み後のスプリング１１の特性変化を少なくすることができる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【００３４】
例えば、上記実施の形態では、ボディ４の端部開口部に配置される弁体１０をボール形状のものとしたが、テーパ形状、平弁形状その他の形状に構成してもよい。
また、上記実施の形態では、ボディ４に形成した係止部１２として、テーパ状に突出した形状を示したが、例えばネジ山形状その他の形状に構成してもよい。係止部の構造を工夫してスプリングと係止部とのねじ接合の状態を安定化させることにより、スプリングを任意の位置で係止部に固定することができる。これにより、スプリングのねじ込み量によってその荷重を調整することができるようになるという利点がある。
【００３５】
さらに、上記実施の形態では、スプリング１１がその先端から後端にかけて一定の傾斜を有するテーパ形状をなす例を示したが、その軸線方向の一部に傾斜が異なる部分があってもよいし、傾斜のない部分があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の中央縦断面図である。
【図２】可変容量圧縮機用制御弁の弁部周辺の構成を表す部分拡大断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】弁体を閉弁方向に付勢するスプリングの構成を表す説明図である。
【図５】スプリングをボディに組み込む際に用いる治具の構成を表す説明図である。
【図６】スプリングを治具に取り付けた状態を表す説明図である。
【図７】スプリングをボディに組み込む工程を表す説明図である。
【図８】従来の可変容量圧縮機用制御弁の弁部の一構成例を表す部分断面図である。
【図９】弁部を構成する弁体を閉弁方向に付勢するスプリングの構成を表す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  弁構成部
２  ソレノイド
３  ダイヤフラム
４  ボディ
８  弁孔
９  弁座
１０  弁体
１１  スプリング
１２  係止部
１３  シャフト
１６  弁孔
１７  弁体
４１  平面
４２  テーパ面
４３  内側先端部
４４  巻き終わり部分
５０  治具
５３  切欠部
Ｓ  空間
【図１】
2007071036.tif 000003
【図２】
2007071036.tif 000004
【図３】
2007071036.tif 000005
【図４】
2007071036.tif 000006
【図５】
2007071036.tif 000007
【図６】
2007071036.tif 000008
【図７】
2007071036.tif 000009
【図８】
2007071036.tif 000010
【図９】
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