(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機のクランク室内圧力を制御するための弁部と、該弁部と連動して開閉する作動棒と、圧縮機の吸入室圧力を受圧して上記作動棒に連動して弁部の動きを規制する受圧部材と、上記作動棒に連動して弁部の開閉動作を規制する電磁駆動部を有する制御弁において、
受圧部材としてのダイヤフラムを、０．０５ｍｍ程度の厚さをしたポリイミドシートと、前記電磁駆動部の作動によって軸線方向に駆動するプランジャーにより操作される円盤状ディスクと接する側の前記ポリイジイミドシートの片面にテフロンコーティングまたはテフロンシートからなる防水材とを積層して２層構造とし、
前記電磁駆動部により駆動するプランジャーと、前記受圧部材との接触面の周縁部が（曲率半径：ｍ）０．３〜２．０の曲面であって、さらに、前記プランジャーの駆動による前記受圧部材の撓み部隙間がＯ．８〜４．０ｍｍであ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】
この発明は、可変容量圧縮機用制御弁、特に、この種の制御弁に用いられる受圧部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用空調装置では、その冷凍サイクルを構成する圧縮機（コンプレッサ）を自動車のエンジンにベルトなどで直結することで駆動している。そのため、冷凍サイクルにおいて必要とされる冷房能力の調節を、圧縮機の回転数制御により行うことはできない。そこで、この種の冷凍サイクルでは、エンジンの回転数などに制約されることなく冷媒の吐出量を変えて、冷房能力を調節できる可変容量圧縮機が使用されている。
【０００３】
図１に示す如く、この種の可変容量圧縮機４０は、例えば、気密に形成されたクランク室４１内で傾斜角度が可変に設けられた傾動板４２を回転軸４３の回りで回転させて傾動運動させる。そして、この傾動運動に連動して往復動するピストン４４によって、吸入室４６の冷媒をシリンダ４５内に吸入し、シリンダ４５内で圧縮させた後、吐出室４７に吐出している。そして、クランク室４１の圧力と吸入室４６の圧力との差に応じて傾動板４２の傾斜角度を変化させることにより、冷媒の吐出量を変化させるものである。
【０００４】
ところで、この圧縮機４０は、上記のように圧力差に応じて傾動板４２の傾斜角度を変化して冷媒量を変化させるために、制御弁と称される装置を使用している。この種の制御弁としては、例えば、実開昭６４−２７４８７号公報に記載されたものがある。ここで、可変容量圧縮機の電磁駆動部は、例えば、外部信号によるソレノイドの作用で所定方向に駆動するプランジャーと、制御弁部との間に介在して設けた受圧部材を介してプランジャーに当接する弁部を駆動する。
【０００５】
従来、この種の可変容量圧縮機用の制御弁では、上記の受圧部材として、例えば、ベローズあるいは金属製ダイヤフラムが使用されていた。
【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制御弁には次のような欠点がある。まず、受圧部材としてベローズを用いた場合には、構造が複雑になるため必然的に高価となってコスト高の原因になっていた。また、金属製ダイヤフラムを用いた場合には、ダイヤフラム自体の剛性が大きくてばね定数が大きいことから、制御弁部における弁部の動きを電磁駆動部に滑らかに伝えることが困難となり、作動特性のばらつきの原因となるという問題点を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、電磁駆動部による弁部動作の作動特性のばらつきが少なくて、特性の安定した制御弁を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、圧縮機のクランク室内圧力を制御するための弁部と、該弁部と連動して開閉する作動棒と、圧縮機の吸入室圧力を受圧して上記作動棒に連動して弁部の動きを規制する受圧部材と、上記作動棒に連動して弁部の開閉動作を規制する電磁駆動部を有する制御弁において、受圧部材としてのダイヤフラムを、０．０５ｍｍ程度の厚さをしたポリイミドシートと、前記電磁駆動部の作動によって軸線方向に駆動するプランジャーにより操作される円盤状ディスクと接する側の前記ポリイジイミドシートの片面にテフロンコーティングまたはテフロンシートからなる防水材とを積層して２層構造とし、前記電磁駆動部により駆動するプランジャーと、前記受圧部材との接触面の周縁部が（曲率半径：ｍ）０．３〜２．０の曲面であって、さらに、前記プランジャーの駆動による前記受圧部材の撓み部隙間が１〜１．２ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる前記受圧部材が、少なくとも片面に防水処理が施されていることを特徴とする。また、この受圧部材が、合成樹脂材（例えばポリイミドシート）と防水材（例えば、テフロンシート）との２層構造のものであることを特徴とする。この場合、好ましくは、防水材は制御弁部側に配置される。
【００１０】
また、本発明にかかる前記電磁駆動部により駆動するプランジャーと、前記受圧部材との接触面の周縁部Ｒ（曲率半径：ｍ）が、０．３〜２．０の曲面であることを特徴とする。また、前記プランジャーの駆動による前記受圧部材の撓み部隙間は０．８〜４．０ｍｍが好ましい。
【００１１】
本発明にかかる制御弁では、受圧部材としてダイヤフラムに合成樹脂製のものを用いることで、受圧部材の剛性を小さくできる。このため、電磁駆動部の作動特性は、ばらつきが小さくて安定したものになる。
【００１２】
また、合成樹脂材としてポリイミドを用いた場合、ポリイミドは水分や蒸気に弱い。このため、冷凍サイクルで発生する水分や蒸気によって強度劣化し易い。そこで、ポリイミドの表面に防水処理を施したり、ポリイミドシートの少なくとも片面側に防水シートを張り合わせるなどにより、水分などによる強度劣化を防止でき、ダイヤフラムの寿命を著しく延ばし、耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
さらに、磁気回路構成部材３２や電磁駆動部により駆動するプランジャー２３と受圧部材３５との接触面を上記範囲としたり、あるいは、該受圧部材の撓み部隙間を上記範囲とすることで、作動特性をさらに改善することができる。即ち、ヒステリシスが小さくて耐圧強度を確保することができる。この場合、磁気回路構成部材３２の上端内面やプランジャー２３の外周面と、受圧部材３５との隙間が小さすぎると、ヒステリシスが大きくなり、また、隙間が大きすぎると耐圧強度が低下することになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる可変容量圧縮機用制御弁の実施形態を説明すると、図１および図２に示した可変容量圧縮機用の制御弁Ｍは、制御弁部１と電磁駆動部２とから構成されている。
【００１５】
制御弁部１は、弁本体１１と、鉄くずや塵などの異物を除去するためのフィルタ１２と、作動棒１３と、円盤状のディスク１４と、ばね支持部１５と、ばね１６と、ボール弁などの弁部１７等から構成されている。ここで、弁本体１１内には、使用状態において前記吐出室４７に連通する第１の連通路６、同じくクランク室４１に連通する第２の連通路７、同じく吸入室４６に連通する第３の連通路８がそれぞれ図示位置に形成されている。さらに、弁本体１１の中央で軸線方向には、前記第１の連通路６と第２の連通路７と第３の通路連８とに連通した第４の連通路９を形成し、第４の連通路９の上端には前記弁部１７により開閉する弁口１８を設けてある。
【００１６】
作動棒１３とディスク１４は、該ディスクに形成された凹部に作動棒１３の端部を嵌合して連結されている。また、作動棒１３の他端は、図１の上側に位置する第４の連通路９内に上下動可能に挿入してあり、該作動棒１３の上端は前記弁口１８を開閉する弁部１７に下側から当接している。この弁部１７は、後記する電磁駆動部２の作動によって軸線方向に駆動するプランジャー２３により、後記する受圧部材３５および作動棒１３を介して操作される。
【００１７】
電磁駆動部２を構成する本体部２０の内部に軸線方向に設けた空洞部３０内には、金属製のスリーブ２１と、該スリーブの外側であって両側に鍔部を有したボビン２２ａの外部にコイルを巻回して設けたソレノイド２２と、該スリーブ内に軸線方向に進退動可能に収容させたプランジャー２３と、該プランジャーの下方に位置させて円筒状をしたコア２４と、一端をプランジャー２３内に挿入させてコア２４内に挿通させた作動杆２５を収容してある。
【００１８】
この作動杆２５の下端を支持する支持孔３０ａを空洞部３０に設けると共に、作動杆２５の中間部に止輪２６を取付け、前記空洞部の内端壁３０ｂと該止輪２６との間にスプリング２７を弾発させてある。さらに、前記ソレノイド２２への電力供給用の接続端子２８の一端を凹部２９内に配したコネクタ部３と前記本体部２０とを一体成形し、該接続端子の他端は、前記ボビン２２ａの外周に巻き付けられたコイルに接続してある。
【００１９】
前記本体部２０内に設けたソレノイド２２とコネクタ部３との間に、磁気回路構成部材の一部をなす円盤状のプレート３３を取付け、そして、ソレノイド２２の外側を磁性材からなる磁気回路構成部材３２で覆い、該構成部材３２の下端で前記プレート３３の周囲をかしめ止めして電磁駆動部２を構成してある。
【００２０】
磁気回路構成部材３２の中心には、前記スリーブ２１と略同径に設けた内部開口３０ｃからプランジャー２３が突出するようにしてある。また、この磁気回路構成部材３２の上面と前記制御弁部１との間にシール部材を兼ねた受圧部材３５を介在させて、前記弁本体１１の下端部に前記回路構成部材３２の上方周縁部をかしめ止めする。３６は受圧部材３５と電磁駆動部２との間を気密に密封するシール材である。プランジャー２３は、ソレノイド２２の作動により駆動体として機能するものである。
【００２１】
ソレノイド２２に電力が供給されない状態では、スプリング２７の弾発力によってプランジャー２３は、図１において上方に移動し、ディスク１４の端部は前記受圧部材３５を介して弁本体１１に当接し、作動棒１３の上端で弁部１７を上方に押し上げて弁口１８を開弁する。このように、ソレノイド２２が不作動時には、プランジャー２３はスプリング２７で上方に移動し、受圧部材３５は図１において上方に撓んで変形する。
【００２２】
一方、ソレノイド２２に電力を供給して駆動させると、該プランジャー２３はスプリング２７の弾発力に抗して、ソレノイドの作用により、図２において下方に駆動する。作動棒１３はプランジャー２３からの荷重がなくなると、ばね１６の弾発力により弁部１７を下方に押し下げて弁口１８を閉弁する。このように、弁部１７は、吐出室４７とクランク室４１との間の連通を開閉するために機能する。
【００２３】
受圧部材３５は、制御弁部１と電磁駆動部２とを図１、２に示したように組み合わせた状態において、ディスク１４とプランジャー２３との間を仕切っている。そして、この受圧部材３５は、合成樹脂材からなるポリイミドから構成されている。具体的には、板厚が約０．０５ｍｍ程度の厚さのポリイミドシートから作られる。好ましくは、ポリイミドシートの図１において上側、つまりディスク１４と接する側に、テフロンコーティングが施されている。あるいは、ポリイミドシートのディスク１４側は、テフロンシートを積層した構造のものでも良い。
【００２４】
このポリイミドシートの片側、すなわち、ディスク側に、テフロンコーティングまたはテフロンシートを積層することにより、水分或いは蒸気による受圧部材３５の強度劣化を防止して寿命を著しく延ばし、耐久性の向上を図ることができるものである。
【００２５】
受圧部材３５と当接する回路構成部材３２の上部内周面およびプランジャー２３の上部外周面は、図３に示すように、前記受圧部材３５との当接面、つまり接触面の周縁部（曲率半径：ｍ）Ｒが、０．３〜２．０、好ましくは０．５の曲面となっている。この曲率の曲面とすることで、該受圧部材３５が電磁駆動部２の駆動及びスプリング２７によるプランジャー２３の上下動によって、図１、２において上下方向に撓むことによる弾性変形が容易となり、また、該受圧部材３５の弾性変形時における損傷を防止することができる。
【００２６】
さらに、ソレノイド２２が非通電である図１の状態と、ソレノイド２２に通電してプランジャー２３を下方に駆動させた図２の状態における、受圧部材３５の中央部分の撓み部隙間ｓ、即ち、図３に示すｓは、０．８〜４．０ｍｍ、好ましくは１〜１．２ｍｍに規制するのが望ましく、これにより、前記のように受圧部材３５の弾性変形時における損傷を防止することができる。
【００２７】
上記構成である可変容量圧縮機用の制御弁では、圧縮機における傾動板４２の傾斜角度が大きく、該圧縮機の吐出量が大きい状態では弁部１７が閉じて、圧縮機内の圧力は吸入室４６内の圧力とほぼ等圧になっている。
【００２８】
一方、圧縮機の吐出量を小さくするためには、通電しているソレノイド２２への通電を遮断する。電磁力を失ったプランジャー２３は、スプリング２７の弾発力により上方に移動し、図１に示した状態、即ち、弁部１７を開弁させる。
【００２９】
プランジャー２３が上方に移動すると、受圧部材３５とデイスク１４を介して作動棒１３は、ばね１６の弾発力に抗して弁部１７を押し上げて弁口１８を開弁する。そして、弁口１８が開いたことで、第１の連通路６と第２の連通路７を介してクランク室４１内の圧力が上昇し、この結果、傾動板４２の傾斜角が小さくなって圧縮機の吐出量を小さくできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、受圧部材にポリイミドシートと、テフロンコーティングまたはテフロンシートからなる防水材との２層構造にしたダイアフラムを用いることで、受圧部材の剛性を小さくすることができる。このため、電磁駆動部の作動特性のばらつきが小さく安定したものとすることができ、特性の安定した可変容量圧縮機用の制御弁を提供することができる。また、受圧部材の少なくとも一面に防水加工を施すことにより、水分及び蒸気などによる強度劣化を防止し、受圧部材の寿命を著しく延ばして耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる可変容量圧縮機用の制御弁を示す断面図である。
【図２】  図１に示す制御弁の他の動作状態を示した断面図である。
【図３】  制御弁部と電磁駆動部の間に介在して取付けた受圧部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  制御弁部
２  電磁駆動部
１３  作動棒
１７  弁部
２３  プランジャー
３５  受圧部材
４０  可変容量圧縮機
４１  クランク室
４６  吸入室
４７  吐出室
ｓ  受圧部材の撓み部隙間
【図１】
0003993737.tif 000002
【図２】
0003993737.tif 000003
【図３】
0003993737.tif 000004