JP2002242827A - 容量制御弁及び可変容量圧縮機 - Google Patents

容量制御弁及び可変容量圧縮機

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JP2002242827A
JP2002242827A JP2001042896A JP2001042896A JP2002242827A JP 2002242827 A JP2002242827 A JP 2002242827A JP 2001042896 A JP2001042896 A JP 2001042896A JP 2001042896 A JP2001042896 A JP 2001042896A JP 2002242827 A JP2002242827 A JP 2002242827A
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Masashi Tsutsumi
正志 堤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量圧縮機のクランク室圧力及び吸入室
圧力を内部で相殺し、動作に対する悪影響を排除した容
量制御弁を提供すること。 【解決手段】 可変容量圧縮機のクランク室３３に接続
される弁室９に、吐出室４２に接続される弁孔８を開閉
する弁体１９を備える。可変容量圧縮機の吸入室４１に
接続される感圧室１７の圧力をベローズ３により感知し
て弁体に弁孔を閉じる向きの第１の付勢力を与える。ま
た、外部信号に基づき電磁装置１４が、弁体に弁孔を開
く向きの第２の付勢力を与える。さらに、吸入室の圧力
を電磁装置１４に伝える圧力伝達路１５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用空
調装置等に使用する可変容量圧縮機に関し、特にそれの
容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用空調装置に使用する可変
容量圧縮機には、例えば特開２０００-１８４２０号公
報に示すものがある。その可変容量圧縮機には、圧縮す
る冷却媒体の容量を変化させる働きをもつ容量制御弁が
設けられている。
【０００３】その容量制御弁は、可変容量圧縮機の吐出
室に接続される弁孔と、可変容量圧縮機のクランク室に
接続される弁室と、弁室に配され弁孔を開閉する弁体
と、可変容量圧縮機の吸入室に接続される感圧室と、感
圧室の圧力を感知して弁体に弁孔を開く向きの第１の付
勢力を与える感圧部材と、外部信号に基づき弁体に弁孔
を閉じる向きの第２の付勢力を弁体に与える外力付与機
構とを含んでいる。
【０００４】第１の付勢力は感圧部材から感圧ロッドを
介して弁体に伝えられる。外力付与機構は、プランジャ
ー室に配され弁体が弁孔を開閉する方向において可動な
プランジャーを有している。第２の付勢力はプランジャ
ーから伝達ロッドを介して弁体に伝えられる。弁室は伝
達ロッドの周囲の隙間を通してプランジャー室に接続さ
れている。この結果、弁室とプランジャー室は共にクラ
ンク室圧力の雰囲気となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開２０００-１８４
２０号公報の可変容量圧縮機によると、プランジャー室
がクランク室圧力の雰囲気となるため、このクランク室
圧力がプランジャーを介して弁体に弁孔を閉じる向きの
力として作用する。また、感圧室は吸入室圧力の雰囲気
となるため、この吸入室圧力が感圧ロッドを介して弁体
に弁孔を開く向きの力として作用する。この結果、クラ
ンク室圧力及び吸入室圧力が制御弁の動作に悪影響を及
ぼすことになる。
【０００６】それ故に本発明の課題は、可変容量圧縮機
のクランク室圧力及び吸入室圧力を内部で相殺し、動作
に対する悪影響を排除した容量制御弁を提供することに
ある。
【０００７】本発明の他の課題は、上述した容量制御弁
を備えた可変容量圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、可変容
量圧縮機の吐出室に接続される弁孔と、前記可変容量圧
縮機のクランク室に接続される弁室と、前記弁室に配さ
れ前記弁孔を開閉する可動の弁体と、前記可変容量圧縮
機の吸入室に接続される感圧室と、前記感圧室の圧力を
感知して前記弁体に前記弁孔を開く向きの第１の付勢力
を与える感圧部材と、外部信号に基づき前記弁体に前記
弁孔を閉じる向きの第２の付勢力を前記弁体に与える外
力付与機構とを含む容量制御弁において、前記吸入室の
圧力を前記外力付与機構に伝える圧力伝達路を設けたこ
とを特徴とする容量制御弁が得られる。
【０００９】前記外力付与機構は、プランジャー室と、
前記プランジャー室に配され、前記弁体が前記弁孔を開
閉する方向において可動なプランジャーと、前記外部信
号により前記プランジャーを駆動する駆動装置とを有
し、前記圧力伝達路は、前記感圧室を前記プランジャー
室に連通させた連通路を有してもよい。
【００１０】前記第１の付勢力を前記感圧部材から前記
弁体に伝える感圧ロッドと、前記第２の付勢力を前記プ
ランジャーから前記弁体に伝える伝達ロッドとを含み、
前記感圧ロッドの断面積と前記伝達ロッドの断面積とを
互いに等しくしてもよい。
【００１１】前記弁体は前記感圧ロッドに結合されてい
てもよい。前記弁体は前記伝達ロッドに結合されていて
もよい。前記弁体は前記感圧ロッド及び前記伝達ロッド
に結合されていてもよい。
【００１２】本発明によれば、吐出室と、クランク室
と、吸入室と、請求項１−６のいずれかに記載の容量制
御弁とを有することを特徴とする可変容量圧縮機が得ら
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）は本発明の実
施の一形態に係る容量制御弁を示す。
【００１４】この容量制御弁１は可変容量圧縮機の圧縮
容量を制御するためのものであり、弁ケーシング２を含
んでいる。弁ケーシング２には感圧室１７が形成されて
いる。感圧室１７には、真空の内部にバネを配置し軸方
向即ち上下方向に伸縮可能にした感圧部材として働くベ
ローズ３が配設される。このベローズ３の図中下端は、
弁ケーシング２に移動可能なように支持されたガイド４
に受けられている。ガイド４はバネ部材５により図中上
方に付勢されている。
【００１５】ベローズ３の図中上端には、ロッドガイド
７に沿つて軸方向に可動な感圧ロッド６が当接してい
る。感圧ロッド６の上端には弁体１９が―体に形成され
ている。弁体１９はクランク室と連通される弁室９に配
され、感圧ロッド６の移動にしたがい上下動し、可変容
量圧縮機の吐出室に連通される弁孔８を開閉する。ベロ
ーズ３は感圧室１７の圧力を感知して弁体１９に、弁孔
８を開く向き即ち上向きの第１の付勢力を与える。
【００１６】感圧ロッド６のガイド部６ａはその断面積
が弁孔８の開孔部８ａの面積と等しくなるように形成さ
れている。さらに、感圧ロッド６の弁体１９に隣接した
部分即ち連結桂６ｂはその断面積が弁孔８よりも十分に
小さくかつ―定であるよう形成されている。
【００１７】弁ケーシング２の上方には外力付与機構と
して働く電磁装置１４が配設されている。電磁装置１４
は、固定のステータ１１と、ステータ１１の周囲に配さ
れ通電及び非通電を制御されるソレノイドコイル１３
と、ステータ１１の上方のプランジャー室１６に配され
たプランジャー１２とを含んでいる。ステータ１１の中
心には、伝達ロッド１０が上下動可能に配設されてい
る。伝達ロッド１０は弁体１９の上面に当接され、ソレ
ノイドコイル１３の電磁力にてプランジャー１２を介し
軸方向に駆動される。即ち、ソレノイドコイル１３は駆
動装置として働く。
【００１８】伝達ロッド１０の断面積は感圧ロッド６の
ガイド部６ａの断面積と等しくなっている。電磁装置１
４はソレノイドコイル１３に通電されると電磁力を発生
し、伝達ロッド１０を介して弁体１９に、弁孔８を閉じ
る向き即ち下向きの第２の付勢力を与える。なお、伝達
ロッド１０トステータ１１とのクリアランスを小さくし
て圧力の伝達を排除することは好ましい。
【００１９】さらに、感圧室１７とプランジャー室１６
は、弁ケーシング２及びステータ１１内に形成された圧
力伝達路１５で連通されている。圧力伝達路１５は、感
圧室１７の圧力をプランジャー室１６に伝える。
【００２０】次に図２を参昭して、上述した容量制御弁
１を備えた可変容量圧縮機について説明する。
【００２１】この可変容量圧縮機は、車両用空調装置に
使用されるものであり、管状のケーシング２１と、この
ケーシング２１の軸方向―端を閉塞したフロントハウジ
ング２２と、このケーシング２１の軸方向他端に弁板ア
センブリ２３を介して取り付けられたシリンダヘッド２
４とを含む。ケーシング２１、フロントハウジング２
２、及びンリンダヘッド２４はボルト２５にて互いに固
定される。
【００２２】ケーシング２１は内部にシリンダブロック
２６を―体に有している。ケーシング２１の中心にはシ
ャフト２７が軸方向に延在している。このシャフト２７
はフロントハウジング２２及びシリンダブロック２６に
よつて回転可能に支持されている。
【００２３】フロントハウジング２２にはプーリ２８が
回転可能に支持されている。このプーリ２８は車両のエ
ンジンにて駆動される。シャフト２７の外端にはリング
状のアーマチュア３１がゴム部材２９を介して軸方向に
可動なように支持されている。
【００２４】アーマチュア３１はプーリ２８の軸端面に
対向し、吸着装置３２によって、プーリ２８に吸着され
たりそこから切り離されたりするように制御される。即
ち、吸着装置３２が駆動されると、アーマチュア３１は
電磁力によりプーリ２８に吸着され、エンジンのトルク
がシャフト２７に伝達される。他方、吸着装置３２の駆
動が停止されると、アーマチュア３１はゴム部材２９の
復元力によってプーリ２８から切り離され、エンジンの
トルクがシャフト２７には伝達されない。
【００２５】フロントハウジング２２とシリンダブロッ
ク２６との間にクランク室３３が規定されている。この
クランク室３３内にはロータ３４が配され、そしてロー
タ３４はシャフト２７に固定されている。ロータ３４に
はヒンジ機構３５を介して斜板３６が結合されている。
ヒンジ機構３５はシャフト２７の軸心に対する斜板３６
の傾斜角を可変にするものである。斜板３６はロータ３
４と共に回転する。
【００２６】斜板３６の周辺部分には複数のピストン３
７がシューを介して係合している。ピストン３７は、シ
リンダブロック２６に形成された対応するシリンダボア
３８に軸方向で摺動可能なように挿入されている。斜板
３６が回転すると、ピストン３７は斜板の傾斜角によっ
て決まるストロークをもって対応するシリンダボア３８
内で往復運動する。
【００２７】シリンダヘッド４は、その周辺部分に吸入
室４１を形成され、また中心部分に吐出室５２を形成さ
れている。吸入室４１と吐出室４２とに間には、公知の
冷凍回路が接続される。
【００２８】弁板アセンブリ２３は、シリンダボア３８
を吸入室４１及び吐出室４２に連通させる吸入孔４３及
び吐出孔４４と、これらの吸入孔４３及び吐出孔４４の
ための弁機構とを備えている。
【００２９】シャフト２７が回転すると、ピストン３７
はシリンダボア３８内で往復運動を起こす。ピストン３
７の往復運動にしたがい、冷凍回路の冷媒ガスが吸入室
４１からシリンダボア３８中に吸入され、吐出室４２か
ら冷凍回路中へ吐出される。
【００３０】この容量可変圧縮機の圧縮容量は、斜板３
６の傾斜角によって決まるピストン３７のストロークに
依存する。斜板３６の傾斜角を制御するため、シンリン
ダヘッド２４に形成された制御弁室４５に上述した容量
制御弁１が備えられる。その際、連通路１ａが通路４６
を介して吐出室４２に接続され、連通路１ｂが通路４７
を介してクランク室３３に接続される。また、ベローズ
３の周囲の空間は吸入室４１に通路４８を介して接続さ
れる。
【００３１】次に、上述した可変容量圧縮機の動作につ
いて説明する。
【００３２】ソレノイドコイル１３に通電しない状態で
は電磁力は発生しないため圧力バランス状態では弁体１
９を閉弁方向に付勢する力は弱く、また可変容量圧縮機
の吸入室４１の圧力が高い場合にはベローズ３は収縮す
るが、バネ部材５によって上方に付勢されているため、
弁体１８は常時開弁している。この状態で圧縮機を起動
した場合、吐出室４２のガスがクランク室３３に導入さ
れ、クランク室３３と吸入室４１との圧力差が増加する
ため、最小容量に維持される。
【００３３】ソレノイドコイル１３への通電量を調整し
た結果、ソレノイドコイル１３により発生する電磁力が
バネ部材５の付勢力より大きくなると、弁体１９は閉弁
し、これによりクランク室３３の圧力が低下し、吸入室
４１の圧力と同等になるため、圧縮機は最大容量に維持
され、吸入室４１の圧力が徐々に低下する。
【００３４】吸入室４１の圧力が低下するに従いベロー
ズ３が伸長し、弁体１９が開く方向に動作するため、吐
出室４２のガスがクランク室３３に導入され、クランク
室３３と吸入室４１との圧力差の増加により吐出容量が
減少する。これにより吸入室４１の圧力が上昇するとベ
ローズ３が収縮し弁体１９が閉じる方向に動作するた
め、クランク室圧力が低下し、クランク室３３と吸入室
４１との圧力差の減少により、吐出容量が増加する。
【００３５】このようにして吸入室４１の圧力が所定値
になるように弁体１９の開度が調整され、吐出容量が制
御される。したがって電流値により吸入室圧力の制御点
が一義的に決まる。この状態から電流値をゼロにする
と、ベローズ３が伸長し弁体１９が全開となり、クラン
ク室３３と吸入室４１との圧力差が著しく増加するため
最小容量に移行する。これにより吸入室４１の圧力が上
昇し、ベローズ３が収縮するような状態になっても弁体
１９はバネ部材５により上方に付勢されているため、弁
体１９は常時開弁し、最小容量に維持される。
【００３６】さて、上述した容量制御弁１においては、
感圧ロッド６のガイド部６ａの断面積と弁孔８の開ロ部
８ａの断面積とが等しくされている。さらに弁体１９と
ガイド部６ａとの間を連結した連結柱６ｂの断面積が軸
方向にわたり一定になっている。また弁孔８内には吐出
圧力が作用している。よって、感圧ロッド６の軸方向に
かかる吐出圧力の受圧面積が、開弁方向側と閉弁方向側
とで等しくなり、吐出圧力の影響がほぼ完全に排除され
る。
【００３７】また弁室９にはクランク室３３の圧力が作
用しており、クランク室３３の圧力は弁室９内で相殺さ
れる。
【００３８】さらに、感圧室１７とプランジャー室１６
には吸入室４１の圧力が作用している。また、ソレノイ
ドロッド１０の断面積は感圧ロッド６のガイド部６ａの
断面積と等しくなっている。よって、ソレノイドロッド
１０にかかる吸入圧力が、感圧ロッド６に係る吸入室圧
力により相殺される。
【００３９】したがって、この容量制御弁１の開閉は、
吐出室４２の圧力やクランク室３３の圧力の影響を受け
ず、電磁装置１４により生じる電磁力と吸入圧力を感知
して生じるベローズ３の伸縮力とにより行われる。
【００４０】図１及び図２においては、弁体１９は感圧
ロッド６に結合されているが、図３に示すように弁体１
９が伝達ロッド１０に一体形成により結合されていても
よい。
【００４１】また図４に示すように、弁体１９が感圧ロ
ッド６及び伝達ロッド１０と―体形成により結合されて
いてもよい。即ち、感圧ロッド６、弁体１９、及び伝達
ロッド１０が―体の部品として形成されてもよい。
【００４２】また上述では吸入室圧力を感圧室１７を介
してプランジャー室１６に導いているが、感圧室１７を
介すことなくプランジャー室１６に直接に導くようにし
てもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変容量圧縮機のクランク室圧力及び吸入室圧力を内部
で相殺し、動作に対する悪影響を排除した容量制御弁、
及びそれを備えた可変容量圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る容量制御弁の縦断
面図である。
【図２】図１の容量制御弁を備えた可変容量圧縮機の縦
断面図である。
【図３】本発明の実施の他の形態に係る容量制御弁の縦
断面図である。
【図４】本発明の実施のさらに他の形態に係る容量制御
弁の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 容量制御弁 １ａ，１ｂ 連通路 ２ 弁ケーシング ３ ベローズ ４ ガイド ５ バネ部材 ６ 感圧ロッド ７ ロッドガイド ８ 弁孔 ９ 弁室 １１ ステータ １２ プランジャー １３ ソレノイドコイル １４ 電磁装置 １５ 圧力伝達路 １６ 弁室 １７ 感圧室 １９ 弁体 ２０ 電磁装置 ２１ ケーシング ２２ フロントハウジング ２３ 弁板アセンブリ ２４ シンリンダヘッド ２５ ボルト ２６ シンリンダブロック ２７ シャフト ２８ プーリ ２９ ゴム部材 ３１ アーマチュア ３２ 吸着装置 ３３ クランク室 ３４ ロータ ３５ ヒンジ機構 ３６ 斜板 ３７ ピストン ３８ シリンダボア ４１ 吸入室 ４２ 吐出室 ４３ 吸入孔 ４４ 吐出孔 ４５ 制御弁室 ４６，４７ 通路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可変容量圧縮機の吐出室に接続される弁
    孔と、前記可変容量圧縮機のクランク室に接続される弁
    室と、前記弁室に配され前記弁孔を開閉する可動の弁体
    と、前記可変容量圧縮機の吸入室に接続される感圧室
    と、前記感圧室の圧力を感知して前記弁体に前記弁孔を
    開く向きの第１の付勢力を与える感圧部材と、外部信号
    に基づき前記弁体に前記弁孔を閉じる向きの第２の付勢
    力を前記弁体に与える外力付与機構とを含む容量制御弁
    において、前記吸入室の圧力を前記外力付与機構に伝え
    る圧力伝達路を設けたことを特徴とする容量制御弁。
  2. 【請求項２】 前記外力付与機構は、プランジャー室
    と、前記プランジャー室に配され、前記弁体が前記弁孔
    を開閉する方向において可動なプランジャーと、前記外
    部信号により前記プランジャーを駆動する駆動装置とを
    有し、前記圧力伝達路は、前記感圧室を前記プランジャ
    ー室に連通させた連通路を有する請求項１に記載の容量
    制御弁。
  3. 【請求項３】 前記第１の付勢力を前記感圧部材から前
    記弁体に伝える感圧ロッドと、前記第２の付勢力を前記
    プランジャーから前記弁体に伝える伝達ロッドとを含
    み、前記感圧ロッドの断面積と前記伝達ロッドの断面積
    とを互いに等しくした請求項２に記載の容量制御弁。
  4. 【請求項４】 前記弁体は前記感圧ロッドに結合されて
    いる請求項３に記載の容量制御弁。
  5. 【請求項５】 前記弁体は前記伝達ロッドに結合されて
    いる請求項３に記載の容量制御弁。
  6. 【請求項６】 前記弁体は前記感圧ロッド及び前記伝達
    ロッドに結合されている請求項３に記載の容量制御弁。
  7. 【請求項７】 吐出室と、クランク室と、吸入室と、請
    求項１−６のいずれかに記載の容量制御弁とを有するこ
    とを特徴とする可変容量圧縮機。
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