(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側が圧縮された冷媒を吐出する可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出された冷媒の吐出圧力を受け、下流側がクランク室に連通されていて制御された圧力を前記クランク室へ導入する弁体と、前記弁体の動作設定値を制御するソレノイドとを備え、前記弁体を収容しているボディには、前記ソレノイドの側から、前記吸入室に連通される第１ポート、前記吐出室に連通される第２ポートおよび前記クランク室に連通される第３ポートがこの順に位置し、前記第２ポートと前記第３ポートとの間の外周部に第１のシール部材が嵌合され、前記第１ポートと前記第２ポートとの間の外周部に第２のシール部材が嵌合されている可変容量圧縮機用制御弁において、
前記第１のシール部材の外径より大きい内径を有し、前記第２のシール部材の外径より小さい外径を有するストレーナが前記第２ポートを覆うように設けられていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記ボディは前記第１ポートから前記第３ポートに向かって縮径された外形を有し、前記ストレーナは前記第３ポートの側から前記第２ポートへ装着可能な截頭円錐形状を有する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。
【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制御弁に関し、特に車輌用エアコンの冷凍サイクルの中で低温・低圧の冷媒ガスを圧縮する可変容量圧縮機に設けられて圧縮する冷媒ガスの容量を制御する外部可変制御用の制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌用エアコンでは、動力源であるエンジンの回転数が一定でないことから、一般的に負荷に応じた冷凍能力の制御は、圧縮機の容量を可変にすることで行っている。
【０００３】
図２は従来の可変容量圧縮機の構成を示す概略図である。
可変容量圧縮機１００は、エンジンの出力軸からクラッチおよびベルトを介してプーリ１０１に駆動力が伝達され、クランク室１０２のシャフト１０３を駆動する。このシャフト１０３には、斜板１０４が傾斜角可変に設けられている。シャフト１０３の軸線の回りには、斜板１０４の回転運動を往復運動に変換する複数のピストン１０５が配置され、各ピストン１０５は、それぞれリリーフ弁１０６によって吸入室１０７および吐出室１０８に接続されている。吐出室１０８は、コンデンサ１０９、レシーバ１１０、膨張弁１１１、エバポレータ１１２を介して吸入室１０７に戻るよう配管され、冷凍サイクルを構成している。
【０００４】
可変容量圧縮機１００はまた、外部制御が可能な制御弁１１３を備えている。この制御弁１１３は、その先端部側が、ストレーナ１１４を介して吐出圧力Ｐｄを受けるように吐出室１０８に接続されている。吐出圧力Ｐｄを受ける弁室には、ばねによって閉弁方向へ付勢されたボール弁１１５が配置されている。このボール弁１１５の下流側は、クランク室１０２へ連通するよう接続されており、ボール弁１１５によって制御された圧力をクランク室１０２内に導入し、クランク室１０２内を、斜板１０４の角度を制御するクランク室内圧力Ｐｃにする。ボール弁１１５は、作動棒１１６を介して感圧部材であるダイヤフラム１１７に当接されており、ダイヤフラム１１７の動きにより弁開度を調節するようになっている。ダイヤフラム１１７は、ボール弁１１５側の部屋が吸入室１０７に連通されていて、吸入圧力Ｐｓを受けるようになっている。また、クランク室１０２に通じる配管と吸入室１０７に通じる配管との間には、ボール弁１１５が全閉のときにクランク室内圧力Ｐｃを逃がすためのオリフィス１１８が設けられている。
【０００５】
制御弁１１３はまた、ダイヤフラム１１７を介してボール弁１１５の動作設定値を変えることができるソレノイドを有している。このソレノイドは、電磁コイル１１９と、固定鉄芯とするコア１２０と、可動鉄芯とするプランジャ１２１と、コア１２０に挿通されたシャフト１２２と、このシャフト１２２およびプランジャ１２１を介してダイヤフラム１１７を付勢するばね１２３と、プランジャ１２１をガイドするスリーブ１２４とを有している。
【０００６】
ここで、可変容量圧縮機１００の動作時は、吐出室１０８の高圧の吐出圧力Ｐｄは、ボール弁１１５が配置された弁室に導入され、一方、吸入室１０７の吸入圧力Ｐｓは、ダイヤフラム１１７によって感知され、その吸入圧力Ｐｓに応じてボール弁１１５が駆動される。ボール弁１１５は、吸入圧力Ｐｓを受けるダイヤフラム１１７によって駆動されるが、その駆動力がボール弁１１５を閉弁方向へ付勢しているばね力より大きいと、開くようになり、制御された圧力がクランク室１０２に導入される。このクランク室内圧力Ｐｃは、ピストン１０５によって受圧され、斜板１０４の傾斜角を制御する。
【０００７】
たとえば、吸入圧力Ｐｓが低くなると、ダイヤフラム１１７がボール弁１１５を駆動する力が大きくなり、ボール弁１１５の開度が大きくなる。これにより、クランク室内圧力Ｐｃが大きくなり、斜板１０４の傾斜角を大きくするように作用する。これにより、ピストン１０５のストロークは短くなり、吐出容量が減るようになる。吐出容量が減ると、吸入圧力Ｐｓに変化が生じ、これがまた、ボール弁１１５の開度を制御し、さらに、クランク室内圧力Ｐｃを制御し、斜板１０４の傾斜角を制御する。
【０００８】
このとき、ダイヤフラム１１７にはシャフト１２２およびプランジャ１２１を介してばね１２３の荷重を受けているが、そのセット荷重は、電磁コイル１１９に流す電流を可変することによって自由に変えることができる。すなわち、電流を増やすことにより、プランジャ１２１がコア１２０に吸引される力が強くなるため、ボール弁１１５は開きやすくなり、電流を減らすと、ボール弁１１５は開きにくくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御弁は、ボール弁が高圧の影響を受けるため、ソレノイドのばね、電磁コイルの設定もそれに対応してサイズを大きく、大電力化する必要があるという問題点があった。
【００１０】
また、ソレノイドは大電力化により発熱量が大きくなるが、この制御弁は比較的高温環境下にあるエンジンルーム内に設置されるため、放熱を考慮する必要があるという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ばね、電磁コイルの小型化、省電力化したソレノイドを有し、放熱性が向上した可変容量圧縮機用制御弁を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、上流側が圧縮された冷媒を吐出する可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出された冷媒の吐出圧力を受け、下流側がクランク室に連通されていて制御された圧力を前記クランク室へ導入する弁体と、前記弁体の動作設定値を制御するソレノイドとを備え、前記弁体を収容しているボディには、前記ソレノイドの側から、前記吸入室に連通される第１ポート、前記吐出室に連通される第２ポートおよび前記クランク室に連通される第３ポートがこの順に位置し、前記第２ポートと前記第３ポートとの間の外周部に第１のシール部材が嵌合され、前記第１ポートと前記第２ポートとの間の外周部に第２のシール部材が嵌合されている可変容量圧縮機用制御弁において、前記第１のシール部材の外径より大きい内径を有し、前記第２のシール部材の外径より小さい外径を有するストレーナが前記第２ポートを覆うように設けられている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、吐出室に連通される第２ポートが中央に位置していることから、この第２ポートに導入される高圧の圧力は、弁体側と感圧部材側との両方向に受圧される。これにより、弁体の制御は導入される圧力の大きさに依存しなくなるため、弁体を付勢するばね荷重および電磁力を小さくすることができ、ソレノイドを小型化することができる。また、その中央に位置するよう配置されることになった第２ポートに装着されるストレーナを、第３ポート側から挿入する際に第３ポート側にある第１のシール部材と干渉することがない寸法にしたことで、ストレーナの装着を容易にしている。さらに、低温・低圧の冷媒を受ける吸入室に連通される第１ポートがソレノイドに近い側に位置していることから、ソレノイドによる発熱はその第１ポートの側で吸熱されるため、放熱性のよい構成配置の可変容量圧縮機用制御弁になっている。
【００１４】
【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は本発明による可変容量圧縮機用制御弁を示す断面図である。
【００１５】
可変容量圧縮機用制御弁は、弁本体部１と、感圧部材を構成するダイヤフラム２と、ソレノイド３とから構成されている。弁本体部１は、ボディ４と、このボディ４の軸線位置に進退自在に配置された弁体５およびシャフト６と、弁体５を閉弁方向に付勢するばね７と、このばねを受けるとともにばね力を調節するアジャストねじ８とを備えている。ボディ４は、ダイヤフラム２の側に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９が設けられ、中央部に可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１０が設けられ、そして、先端部に可変容量圧縮機のクランク室に連通されてクランク室内圧力Ｐｃを導出するポート１１が設けられている。ボディ４のポート９とポート１０との間の外周部にはシール部材のＯリング１２が設けられ、ポート１０とポート１１との間の外周部にはＯリング１３が設けられている。また、吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１０には、このポート１０を覆うようにストレーナ１４が装着されている。
【００１６】
弁体５およびシャフト６は一体に成形され、これらの接続部は縮径されて吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１０と連通する部屋を構成している。シャフト６は、その外周面に、図示の例では３条の溝１５が周設されており、このシャフト６をガイドするボディ４の内壁面との間にできる隙間を通って高圧の吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１０から低圧の吸入圧力Ｐｓを受けるポート９へと軸線方向に流れる冷媒に対して抵抗を与える流体シールを構成している。また、このシャフト６には、その外周面に周設した溝にシールリング１６を嵌合し、別の流体シールを構成している。なお、本実施の形態では、複数の溝１５およびシールリング１６による２重の流体シールを施してあるが、いずれか一方だけでもよい。この流体シールにより、ポート１０からポート９への冷媒の漏れ量を低減させることができ、可変容量圧縮機の最大吐出能力の低下を最小限に抑えることができる。
【００１７】
ストレーナ１４は、截頭円錐形状を有し、その小径側の内径はＯリング１３の外径より大きく、かつ、その大径側の外径はＯリング１２の外径より小さくしてある。これにより、ストレーナ１４を、ボディ４のポート１１側にあるＯリング１３と干渉することなく、そのポート１１側から挿入して、高圧の吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１０に装着することができる。ボディ４のストレーナ装着部を、ストレーナ１４の軸線方向両端部の内周面に対応したテーパ形状にすることで、ストレーナ１４のボディ４への密着性が高くなり、ストレーナ１４の濾過性能を向上させることができる。
【００１８】
また、弁本体部１は、低温の冷媒をダイヤフラム２によって仕切られたダイヤフラム室へ連通させるポート９を最もソレノイド３側へ配置したことにより、ソレノイド３で発生する熱をそのポート９の側で吸熱させることができ、放熱性を向上させることができる。
【００１９】
ダイヤフラム２は、その両面に配置されたディスク１７，１８によって挾持され、ディスク１７には、シャフト６の端部が当接されている。
ソレノイド３は、電磁コイル１９と、固定鉄芯とするコア２０と、可動鉄芯とするプランジャ２１と、キャップ２２と、コア２０およびキャップ２２に形成された軸受部に軸線方向に進退自在に軸支されたシャフト２３と、このシャフト２３をディスク１８に押圧させるようにシャフト２３に保持されたプランジャ２１を付勢するばね２４とを有している。
【００２０】
ここで、可変容量圧縮機の動作時は、ポート１０に吐出室からの高圧の吐出圧力Ｐｄが導入される。この高圧の吐出圧力Ｐｄは、弁体５とシャフト６との縮径接続部によって形成された空間に導入され、弁体５およびシャフト６によって受圧されるが、弁体５およびシャフト６を互いに逆方向に付勢するため、弁体５およびシャフト６の軸線方向の動きがキャンセルされる。弁体５は、導入される圧力の大きさに依存した軸線方向の荷重がかからないため、ソレノイド３のばね２４や電磁力の設定に対して高圧の影響を考慮する必要がなく、ばね力および電磁力の小さい小型のソレノイドを使うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ソレノイド、感圧部材および弁体をこの順に配置するとともに、可変容量圧縮機とつながるポート位置をソレノイドの側から見て、吸入室に連通されて吸入圧力Ｐｓを受けるポート、吐出室に連通されて吐出圧力Ｐｄを導入するポートおよびクランク室に連通されてクランク室内圧力Ｐｃを導出するポートの順にする構成にし、吐出圧力Ｐｄのポートとクランク室内圧力Ｐｃのポートとの間に嵌合されるシール部材の外径より大きい内径を有し、吸入圧力Ｐｓのポートと吐出圧力Ｐｄのポートとの間に嵌合されるシール部材の外径より小さい外径を有するストレーナが吐出圧力Ｐｄのポートを覆うように設けられている。これにより、ストレーナを、ボディのクランク室内圧力Ｐｃのポート側にあるシール部材と干渉することなく、そのクランク室内圧力Ｐｃのポート側から挿入して、吐出圧力Ｐｄのポートに装着することができる。吐出圧力Ｐｄを導入するポートを真ん中にしたことにより、弁体が吐出圧力Ｐｄの影響を受けなくなるため、吐出圧力Ｐｄが変化しても安定した制御特性を得ることができる。また、弁体が吐出圧力Ｐｄの影響を受けないため、ソレノイドのばねおよび電磁コイルを小型化でき、省電力化が可能である。さらに、システム上、低温の吸入圧力Ｐｓのポートとソレノイドとが近接しているため、放熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可変容量圧縮機用制御弁を示す断面図である。
【図２】従来の可変容量圧縮機の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  弁本体部
２  ダイヤフラム
３  ソレノイド
４  ボディ
５  弁体
６  シャフト
７  ばね
８  アジャストねじ
９，１０，１１  ポート
１２，１３  Ｏリング
１４  ストレーナ
１５  溝
１６  シールリング
１７，１８  ディスク
１９  電磁コイル
２０  コア
２１  プランジャ
２２  キャップ
２３  シャフト
２４  ばね
Ｐｃ  クランク室内圧力
Ｐｄ  吐出圧力
Ｐｓ  吸入圧力
【図１】
0003987269.tif 000002
【図２】
0003987269.tif 000003