(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート側通路と、クランク室側通路と、吐出ポート側通路と、前記吸入ポート側通路及び前記クランク室側通路を連通接続する吸入圧弁ポートと、前記クランク室側通路及び前記吐出ポート側通路を連通接続する吐出圧弁ポートとが形成されている弁ハウジングと、前記吸入圧弁ポートと前記吐出圧弁ポートとを互いに相反する関係で開閉するように前記弁ハウジングに移動可能に設けられた弁体を一体に有するとともに、前記弁体が前記吸入圧弁ポートを閉する状態に弁ばねにより付勢された弁棒と、前記吸入圧弁ポートに連通されて吸入圧力が導入されているプランジャ室とプランジャと巻線部とを有し、前記巻線部への通電により前記プランジャを作動して前記弁ばねに抗して前記弁体が前記吐出圧弁ポートを閉する状態に前記弁棒を駆動する前記弁ハウジングの一端部に取り付けられた電磁コイル装置とを備え、前記電磁コイル装置のデューティ比制御により前記弁棒を駆動し、デューティ比に応じた単位時間当たりの前記吸入ポート側通路−前記クランク室側通路間流量と前記クランク室側通路−前記吐出ポート側通路間流量との比率により圧縮機のクランク室圧力を制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行う容量可変型圧縮機用制御弁において、
前記弁棒が、前記電磁コイル装置側の当該弁棒の一端に設けられ、前記電磁コイル装置に当接して前記吸入圧弁ポートを閉する前記弁体の弁閉位置を規制する第１のストッパと、当該弁棒の他端に設けられ、前記弁ハウジングの他端部に設けられたストッパ部に当接して前記吐出圧弁ポートを閉する前記弁体の弁閉位置を規制する第２のストッパとを有し、
前記第１のストッパが前記吸入圧弁ポートに連通した空所に、前記第２のストッパが前記弁体の弁径に合わせた前記吸入圧弁ポート及び前記吐出圧弁ポートの弁シート径に等しい径を有する前記吐出圧弁ポートを延長した空所にそれぞれ収容されるとともに、前記第２のストッパの端面に前記吸入圧弁ポートの吸入圧力が及ぼされている
ことを特徴とする容量可変型圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記ストッパ部は前記第２のストッパが規制する前記弁体の弁閉位置を調整する調整ねじ部材からなる
ことを特徴とする請求項１記載の容量可変型圧縮機用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容量可変型圧縮機用制御弁に関し、特に、車載空調装置などにて使用される斜板式容量可変型圧縮機のための容量制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式容量可変型圧縮機のための容量制御弁として、特公平７−８４８６５号公報、特開平５−９９１３６号公報、特開平９−１６６０８６号公報に示されているように、電磁コイル装置により開閉駆動される弁体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量可変型圧縮機用制御弁が従来より知られており、これら従来の容量可変型圧縮機用制御弁では、弁部がボール弁、ニードル弁、スプール弁により構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した弁部がボール弁、ニードル弁により構成された従来の容量可変型圧縮機用制御弁では、閉弁時に弁体が弁座（シート）に対して角度を持って接触することから、特に、弁体が繰り返し着座するデューティー制御を行うと、弁座が変形し圧力バランスが崩れて作動電圧が上昇してしまいやすいという不具合があり、耐久性に劣っていた。
【０００４】
また、スプール弁により構成された従来の容量可変型圧縮機用制御弁では、ボール弁やニードル弁のように閉弁時に弁体が弁座（シート）に対して角度を持って接触することがないので、弁座の変形により圧力バランスが崩れることはないものの、弁体の弁座に対する密着度が相対的に低くなることから、弁漏れが多くなってしまうという不具合があった。
【０００５】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、吐出圧力の高圧化に拘わらず、電磁コイルを大型化する必要がなく、併せて圧力バランスを取ることができ、耐高圧性を有するストッパ構造を組み込むことができる容量可変型圧縮機用制御弁を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明による容量可変型圧縮機用制御弁は、吸入ポート側通路と、クランク室側通路と、吐出ポート側通路と、前記吸入ポート側通路及び前記クランク室側通路を連通接続する吸入圧弁ポートと、前記クランク室側通路及び前記吐出ポート側通路を連通接続する吐出圧弁ポートとが形成されている弁ハウジングと、前記吸入圧弁ポートと前記吐出圧弁ポートとを互いに相反する関係で開閉するように前記弁ハウジングに移動可能に設けられた弁体を一体に有するとともに、前記弁体が前記吸入圧弁ポートを閉する状態に弁ばねにより付勢された弁棒と、前記吸入圧弁ポートに連通されて吸入圧力が導入されているプランジャ室とプランジャと巻線部とを有し、前記巻線部への通電により前記プランジャを作動して前記弁ばねに抗して前記弁体が前記吐出圧弁ポートを閉する状態に前記弁棒を駆動する前記弁ハウジングの一端部に取り付けられた電磁コイル装置とを備え、前記電磁コイル装置のデューティ比制御により前記弁棒を駆動し、デューティ比に応じた単位時間当たりの前記吸入ポート側通路−前記クランク室側通路間流量と前記クランク室側通路−前記吐出ポート側通路間流量との比率により圧縮機のクランク室圧力を制御して容量可変型圧縮機の容量制御を行う容量可変型圧縮機用制御弁において、前記弁棒が、前記電磁コイル装置側の当該弁棒の一端に設けられ、前記電磁コイル装置に当接して前記吸入圧弁ポートを閉する前記弁体の弁閉位置を規制する第１のストッパと、当該弁棒の他端に設けられ、前記弁ハウジングの他端部に設けられたストッパ部に当接して前記吐出圧弁ポートを閉する前記弁体の弁閉位置を規制する第２のストッパとを有し、前記第１のストッパが前記吸入圧弁ポートに連通した空所に、前記第２のストッパが前記弁体の弁径に合わせた前記吸入圧弁ポート及び前記吐出圧弁ポートの弁シート径に等しい径を有する前記吐出圧弁ポートを延長した空所にそれぞれ収容されるとともに、前記第２のストッパの端面に前記吸入圧弁ポートの吸入圧力が及ぼされていることを特徴とする。
【０００７】
また、上述の目的を達成するために、請求項２記載の発明による容量可変型圧縮機用制御弁は、請求項１記載の容量可変型圧縮機用制御弁において、前記ストッパ部は前記第２のストッパが規制する前記弁体の弁閉位置を調整する調整ねじ部材からなる
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明による容量可変型圧縮機用制御弁によれば、弁ハウジングには、吸入ポート側通路と、クランク室側通路と、吐出ポート側通路と、吸入ポート側通路及びクランク室側通路を連通接続する吸入圧弁ポートと、クランク室側通路及び吐出ポート側通路を連通接続する吐出圧弁ポートとが形成されている。吸入圧弁ポートと吐出圧弁ポートとを互いに相反する関係で開閉するように弁ハウジングに移動可能に設けられた弁体を一体に有する弁棒は、弁体が吸入圧弁ポートを閉する状態に弁ばねにより付勢されている。弁ハウジングの一端部に取り付けられた電磁コイル装置は、吸入圧弁ポートに連通されて吸入圧力が導入されているプランジャ室とプランジャと巻線部とを有し、巻線部への通電によりプランジャを作動して弁ばねに抗して弁体が吐出圧弁ポートを閉する状態に弁棒を駆動する。電磁コイル装置のデューティ比制御により弁棒が駆動され、デューティ比に応じた単位時間当たりの吸入ポート側通路−クランク室側通路間流量とクランク室側通路−吐出ポート側通路間流量との比率により圧縮機のクランク室圧力が制御されて容量可変型圧縮機の容量制御が行われる。
しかも、弁棒は、電磁コイル装置側の当該弁棒の一端に設けられ、電磁コイル装置に当接して吸入圧弁ポートを閉する弁体の弁閉位置を規制する第１のストッパと、当該弁棒の他端に設けられ、弁ハウジングの他端部に設けられたストッパ部に当接して吐出圧弁ポートを閉する弁体の弁閉位置を規制する第２のストッパとを有し、第１のストッパが吸入圧弁ポートに連通した空所に、第２のストッパが弁体の弁径に合わせた吸入圧弁ポート及び吐出圧弁ポートの弁シート径に等しい径を有する吐出圧弁ポートを延長した空所にそれぞれ収容されるとともに、第２のストッパの端面に吸入圧弁ポートの吸入圧力が及ぼされていて、圧力バランスを崩すことがなく、しかも、弁体の弁シート面への食い込みも生じない。
【０００９】
請求項２の発明による容量可変型圧縮機用制御弁によれば、前記ストッパ部は前記第２のストッパが規制する前記弁体の弁閉位置を調整する調整ねじ部材からなっていて、前記巻線部への通電により前記プランジャを作動して前記弁体が前記吐出圧弁ポートを閉する状態に駆動された前記弁棒の規制位置が調整できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３は実施の形態の容量可変型圧縮機用制御弁を示している。
【００１２】
容量可変型圧縮機用制御弁１０は円柱状の弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１はねじ又はかしめにて結合された上部ハウジング１１Ａと下部ハウジング１１Ｂとにより構成されており、この弁ハウジング１１には、弁ハウジング１１の中間部を径方向に横切って延在する吸入ポート側通路１２、クランク室側通路１３、吐出ポート側通路１４と、吸入ポート側通路１２とクランク室側通路１３とを連通接続する吸入圧弁ポート１５と、クランク室側通路１３と吐出ポート側通路１４とを連通接続する吐出圧弁ポート１６とが形成されている。
【００１３】
弁ハウジング１１には吸入圧弁ポート１５と吐出圧弁ポート１６とを互いに相反する関係で開閉する弁体１７を一体に有する弁棒１８が上下動可能に設けられている。この実施の形態では、弁体１７の上昇移動によって吸入圧弁ポート１５の開度が減少して吐出圧弁ポート１６の開度が増大し、これとは反対に弁体１７の降下移動によって吸入圧弁ポート１５の開度が増大して吐出圧弁ポート１６の開度が減少する。
【００１４】
弁ハウジング１１の下端部には調整ねじ部材１９がねじ係合しており、調整ねじ部材１９と弁棒１８の下端に形成されている第２のストッパとしての下部ストッパ２０との間に弁ばね２１が設けられており、弁ばね２１は弁棒１８を上方へ付勢している。調整ねじ部材１９と下部ストッパ２０との間には弁ばね２１を収容するばね室２２が第２のストッパを収容するための吐出圧弁ポート１６を延長した空所としても画定されており、弁ハウジング１１には圧力バランスのためにばね室２２に圧縮機の吸入圧力Ｐｓを導入する吸入圧力導入ポート２３が形成されている。
【００１５】
弁ハウジング１１の上端部には電磁コイル装置２４が取り付けられている。電磁コイル装置２４は、弁ハウジング１１に固定された吸引子２５と、吸引子２５に固定された下蓋２６と、吸引子２５に固定されたプランジャチューブ２７と、下蓋２６に固定された外函２７Ａと、外函２７Ａの内側に固定されたコイルボビン２８、巻線部２９、磁気ガイド部材３０と、プランジャチューブ２７を蓋するプラグ部材３１と、プランジャチューブ２７内（プランジャ室３２）に上下動可能に設けられたプランジャ３３と、プラグ部材３１とプランジャ３３との間に設けられたプランジャばね３４とにより構成されている。
【００１６】
吸引子２５には中心孔３５が貫通形成されており、中心孔３５にはプランジャ３３と弁棒１８とを連繋する連結棒３６が上下動可能に嵌合している。
【００１７】
吸入ポート側通路１２は弁棒１８の上端に形成されている第１のストッパとしての上部ストッパ３７と上部ストッパ３７を受け入れる弁ハウジング１１の嵌合孔３８との間の間隙、連結棒３６と吸引子２５の中心孔３５との間の間隙を経てプランジャ室３２に連通しており、プランジャ３３には均圧孔（貫通孔）３９が形成されている。
【００１８】
下部ストッパ２０は、調整ねじ部材１９のストッパ部４０の上面と対向し、ストッパ部４０に当接して弁棒１８の最降下位置、すなわち、吐出圧弁ポート１６を閉する弁体１７の弁閉位置を規定している。また、上部ストッパ３７は吸引子２５の下底面と対向し、電磁コイル装置２４の一部を構成する吸引子２５に当接して弁棒１８の最上昇位置、すなわち、吸入圧弁ポート１５を閉する弁体１７の弁閉位置を規定している。
【００１９】
次に上述の構成よりなる容量可変型圧縮機用制御弁１０の動作を説明する。
電磁コイル装置２４のデューティ比制御、すなわち、単位時間当たりの通電制御により、電磁コイル装置２４の発生荷重と弁ばね２１のばね荷重との平衡関係により弁体１７を含む弁棒１８が上下動し、デューティ比に応じて吸入圧弁ポート１５と吐出圧弁ポート１６との単位時間当たりの開度が互い相反する関係で増減する。これにより、吸入ポート側通路１２とクランク室側通路１３との流量と、クランク室側通路１３と吐出ポート側通路１４との流量が相反する関係で増減し、Ｐｄ−Ｐｃ間流量とＰｃ−Ｐｓ間流量との比率により圧縮機のクランク室圧力が制御され、容量可変型圧縮機の容量制御が行われる。
【００２０】
なお、電磁コイル装置２４のコイル無通電時には、図示されているように、吸入圧弁ポート１５が全閉になって吐出圧弁ポート１６が全開になり、容量可変型圧縮機はフルアンロード運転状態になる。
【００２１】
圧縮機の吸入圧力Ｐｓは、吸入ポート側通路１２より、上部ストッパ３７と嵌合孔３８との間の間隙、連結棒３６と中心孔３５との間の間隙を経てプランジャ室３２に入る。これにより、プランジャ室３２に圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００２２】
また、弁棒１８の最降下位置は、下部ストッパ２０と調整ねじ部材１９のストッパ部４０とにより規定され、弁棒１８の最上昇位置は、上部ストッパ３７と吸引子２５とにより規定されるから、弁体１７にストッパ機能を持たせる必要（圧力バランスを犠牲にして弁体１７のフランジ径をシート径より充分に大きくすること）がなくなって、弁径Ｄ１４をシート径Ｄ１１あるいはＤ１２に略合わせることが可能になり、図２に示すように、上部ストッパ３７を嵌合孔３８からなる吸入圧弁ポート１５に連通した空所に、下部ストッパ２０を弁ポートの弁シート径Ｄ１１及びＤ１２に等しい径Ｄ１３を有する吐出圧弁ポート１６を延長した空所にそれぞれ収容するとともに、下部ストッパ２０の端面に吸入圧弁ポート１５の吸入圧力を及ぼすことにより、弁棒１８の上下両端に同じ吸入圧力Ｐｓを及ぼされることとなるとともに、Ｄ１１＝Ｄ１２＝Ｄ１３（＝Ｄ１４）とすることができるようになって完全な圧力バランス構造を取ることができる。
【００２３】
これにより、弁体１７への圧力影響をなくすことができ、吐出圧力Ｐｄが高圧になっても弁開度特性に影響を与えることがなく、併せて弁駆動力の低減により電磁コイル装置２４の小型化が可能になる。
【００２４】
また、上述のような上下のストッパ機構がない場合には、弁径Ｄ１４を略シート径Ｄ１１あるいはＤ１２にすると、弁体のシート面への食い込みにより耐久性が低下するが、上下のストッパ機構が設けられていることで、デューティ比制御が行われても、弁体１７が弁シート面４１（図３参照）へ食い込むことがなく、高耐圧性のもとに、これらの部分の耐久性が確保される。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１の発明による容量可変型圧縮機用制御弁によれば、圧力バランスを崩すことがなく、しかも、弁体の弁シート面への食い込みも生じないから、ＣＯ2 等の冷媒を使用する超臨界蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置で、吐出圧力が高圧になっても、電磁コイル装置を大型化する必要がなくなり、小型化設計が可能になり、併せてデューティー制御での充分な耐久性を得ることができる。
【００２９】
請求項２の発明による容量可変型圧縮機用制御弁によれば、プランジャ作動時の弁棒の規制位置が調整できるから、より充分な耐久性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実施の形態を示す断面図である。
【図２】  この発明による容量可変型圧縮機用制御弁の実施の形態の要部を示す拡大断面図である。
【図３】  図２のＢ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  容量可変型圧縮機用制御弁
１１  弁ハウジング
１２  吸入ポート側通路
１３  クランク室側通路
１４  吐出ポート側通路
１５  吸入圧弁ポート
１６  吐出圧弁ポート
１７  弁体
１８  弁棒
１９  調整ねじ部材
２０  下部ストッパ（第２のストッパ）
２１  弁ばね
２３  吸入圧力導入ポート
２４  電磁コイル装置
２５  吸引子
２７  プランジャチューブ
２９  巻線部
３２  プランジャ室
３３  プランジャ
３７  上部ストッパ（第１のストッパ）
４０  ストッパ部
【図１】
0004359379.tif 000002
【図２】
0004359379.tif 000003
【図３】
0004359379.tif 000004