【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷凍サイクルに用いられる容量可変型圧縮機の吐出容量を調節するための弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアシリンダにおいては、ロッドやピストンのシールにＯリングが用いられている（例えば特許文献１参照。）。このＯリングを用いたシール構造は、エアシリンダに限らず、広い技術分野で用いられている。例えば、図５（ａ）は、冷凍サイクルを構成する容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）に用いられる弁装置（バイパス弁）１１１に、Ｏリングを用いたシール構造を採用した一例を示している。
【０００３】
すなわち、前記圧縮機は、斜板収容室たるクランク室１０１の圧力を調節することで、吐出容量を変更可能である。圧縮機のクランク室１０１と、冷凍サイクルの吐出圧力領域１０２とは、バイパス通路１０３を介して接続されている。
【０００４】
前記バイパス弁１１１は、バイパス通路１０３の一部を構成する弁収容孔１１２を備えている。弁収容孔１１２内には、バイパス通路１０３を開閉するための球状の弁体１１３と、該弁体１１３をすり鉢状の端面１１４ａで以て当接支持する弁支持体１１４とが移動可能に収容されている。弁収容孔１１２は隔壁１１５によって閉塞されている。隔壁１１５に対して弁体１１３と反対側にはスプール１１６が配置されており、該スプール１１６は付勢バネ１１７によって隔壁１１５側に付勢されている。
【０００５】
前記隔壁１１５には挿通孔１１５ａが貫通形成されており、該挿通孔１１５ａには作動ロッド１１８が挿通されている。該作動ロッド１１８は、スプール１１６と弁体１１３とを作動連結する。弁支持体１１４は作動ロッド１１８の一部であり（以下弁支持体部１１４とする）、該弁支持体部１１４は弁体１１３を安定支持するために、ロッド本体１１８ａよりも大径となっている。ロッド本体１１８ａの外周面には、弁収容孔１１２の内周面との間をシールするゴム製のＯリング１１９が装着されている。
【０００６】
前記弁収容孔１１２内において、可動側たる弁支持体部１１４と固定側たる隔壁１１５との対向端面間でかつロッド本体１１８ａの外側には、該ロッド本体１１８ａを取り囲むロッド包囲空間１２０が形成されている。ロッド包囲空間１２０は、弁体１１３（弁支持体部１１４）の移動によって容積が変化する。弁体１１３は、常には付勢バネ１１７の付勢力によって弁閉方向に付勢されてバイパス通路１０３を閉塞しており、この状態においてロッド包囲空間１２０の容積は最大となっている。
【０００７】
そして、前記バイパス弁１１１は、弁体１１３に作用する吐出圧力領域１０２の圧力が所定値を超えると、該弁体１１３が付勢バネ１１７に抗して内部自律的に移動してバイパス通路１０３を開放する。従って、吐出圧力領域１０２の圧力がクランク室１０１に導入されて該クランク室１０１の圧力が上昇し、圧縮機の吐出容量が低下される。よって、吐出圧力領域１０２の圧力が過大に上昇することはなく、該圧力の過大な上昇に起因した、圧縮機や配管等の不具合を防止することができる。なお、弁体１１３がバイパス通路１０３を開放すれば、ロッド包囲空間１２０の容積は最大から減少されることとなる。
【０００８】
【特許文献１】
実開昭６３−１４６２０５号公報のＣＤ−ＲＯＭ（第１１頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記冷凍サイクルを流れる冷媒中には、圧縮機の潤滑を目的として潤滑油が含まれている。従って、冷媒を取り扱うバイパス弁１１１においては、弁支持体部１１４の外周面と弁収容孔１１２の内周面との間の隙間から潤滑油が漏れ、該潤滑油によってＯリング１１９が膨潤される。そして、従来においては、図５（ｂ）に示すように、膨潤により容積を増大したＯリング１１９によって、最大容積状態にあるロッド包囲空間１２０が埋まってしまうことがあった。
【００１０】
前記弁支持体部１１４はロッド本体１１８ａよりも大径であるため、最大容積状態にあるロッド包囲空間１２０が埋まると、作動ロッド１１８が弁開方向に移動し難くなる。このため、吐出圧力領域１０２の圧力が所定値を超えたとしても、弁体１１３によるバイパス通路１０３の開放が遅れ、バイパス弁１１１がその機能を発揮できなくなる、つまり吐出圧力領域１０２の過大な圧力上昇を抑制できなくなる問題を生じていた。
【００１１】
また、前記弁体１１３がバイパス通路１０３を開放できたとしても、今度は弁支持体部１１４の外周面と弁収容孔１１２の内周面との間の隙間に、膨潤したＯリング１１９の一部を噛み込んでしまうおそれがある。弁支持体部１１４と弁収容孔１１２との間にＯリング１１９が噛み込まれると、作動ロッド１１８が弁閉方向に移動し難くなる。従って、吐出圧力領域１０２の圧力低下から、弁体１１３がバイパス通路１０３を閉塞するまでに時間がかかり、圧縮機の吐出容量が速やかに増大せずに空調フィーリングが悪化される問題を生じていた。
【００１２】
なお、上記の問題は、弁体１１３の移動を電磁アクチュエータで行う、所謂電磁弁タイプの弁装置においても同様に生じる。
本発明の目的は、シール部材が膨潤されたとしても作動不良を生じ難い弁装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の弁装置は、流路の一部を構成する弁収容孔を備えている。弁収容孔内には、流路の開度を調節可能な弁体が移動可能に収容されている。弁収容孔は隔壁によって閉塞されており、該隔壁に対して弁体と反対側には付勢手段が配設されている。隔壁には挿通孔が貫通形成されており、該挿通孔にはロッドが挿通されている。弁体と付勢手段とはロッドを介して作動連結されており、付勢手段の付勢力は、ロッドを介して弁体に伝達されて該弁体の位置決めに関与する。ロッドと弁体との間には、ロッドよりも大径な弁支持体が介在されている。弁収容孔の内周面とロッドの外周面との間にはシール部材が介在されており、両周面間はシール部材によってシールされている。
【００１４】
前記弁収容孔内において、弁支持体と隔壁との間でかつロッドの外側には、ロッド包囲空間が形成されている。ロッド包囲空間は、弁支持体（弁体）の移動によって容積が変化される。そして、本発明においては、前記ロッド包囲空間の最大容積が、液体の吸収によって膨潤した状態でのシール部材の容積よりも大きく設定されている。従って、シール部材の膨潤によっても、最大容積状態にあるロッド包囲空間内に空間を確保することができ、ロッド包囲空間の容積を最大から減少する側へ、弁体を確実に移動させることができる。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１において、好適な態様を限定するものである。すなわち、前記シール部材は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム又は水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムを材質として構成されている。そして、ロッド包囲空間の最大容積は、膨潤していない状態でのシール部材の容積の２倍を超える容積に設定されている。
【００１６】
つまり、アクリロニトリル−ブタジエンゴム又は水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムよりなるシール部材は、液体を吸収して膨潤すると、最大約２倍にまで容積が大きくなる。従って、本発明においては、最大容積状態にあるロッド包囲空間が、膨潤されたシール部材によって埋められてしまわないように、該ロッド包囲空間の最大容積を、膨潤によって容積を約２倍としたシール部材の容積よりも大きくしている。
【００１７】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記ロッド包囲空間の最小容積を、前記液体の吸収によって膨潤した状態でのシール部材の容積以上とした。従って、ロッド包囲空間の容積が最大から最小に至るまでの間、少なくとも最小を除く容積状態では、ロッド包囲空間内に空間を確保することができる。よって、ロッド包囲空間の容積の最大と最小との間での変更、つまり、弁体の最小開度と最大開度との間での移動を確実とすることができる。
【００１８】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、前記流路は、冷凍サイクルを構成する容量可変型圧縮機においてクランク室と吐出圧力領域とを接続する冷媒通路である。弁体には、弁開方向に吐出圧力領域の圧力が作用される。付勢手段は、弁閉方向の付勢力を弁体に作用させる付勢バネである。容量可変型圧縮機は、クランク室の圧力が低下すると吐出容量が増大し、逆にクランク室の圧力が上昇すると吐出容量が減少される。
【００１９】
そして、弁装置は、吐出圧力領域の圧力が所定値を超えた場合には、弁体が付勢バネに抗して弁開方向に移動して通路の開度を大きくする。従って、吐出圧力領域からクランク室への高圧冷媒ガスの供給量が多くなり、クランク室の圧力が上昇する。よって、容量可変型圧縮機の吐出容量が減少され、吐出圧力領域の圧力の過大な上昇が防止される。
【００２０】
このような構成において請求項１〜３のいずれかの発明を適用することで、冷媒中に含まれた潤滑油によるシール部材の膨潤によっても、弁装置を確実に動作させることができ、吐出圧力領域の過大な圧力上昇を確実に抑制することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の弁装置を、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する容量可変型斜板式圧縮機に用いられるバイパス弁において具体化した一実施形態について説明する。
【００２２】
先ず、容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）について詳述する。
図１に示すように、圧縮機のハウジングは、シリンダブロック１１と、その前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲まれた領域にはクランク室１５が区画されている。クランク室１５内には駆動軸１６が回転可能に配設されている。駆動軸１６は、車両の走行駆動源である図示しないエンジンに作動連結されており、エンジンから動力の供給を受けて回転される。
【００２３】
前記クランク室１５において駆動軸１６上には、ラグプレート２１が一体回転可能に固定されている。クランク室１５内には斜板２３が収容されている。斜板２３は、駆動軸１６にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構２４は、ラグプレート２１と斜板２３との間に介在されている。従って、斜板２３は、ヒンジ機構２４を介したラグプレート２１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸１６の支持により、ラグプレート２１及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対し傾動可能となっている。
【００２４】
複数のシリンダボア１１ａ（図面においては一箇所のみ示す）は、前記シリンダブロック１１において駆動軸１６を取り囲むようにして、駆動軸１６と平行に貫通形成されている。片頭型のピストン２５は、各シリンダボア１１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア１１ａの前後開口は、弁・ポート形成体１３及びピストン２５によって閉塞されており、このシリンダボア１１ａ内にはピストン２５の往復動に応じて容積変化する圧縮室２６が区画されている。各ピストン２５は、シュー２７を介して斜板２３の外周部に係留されている。従って、駆動軸１６の回転にともなう斜板２３の回転運動が、シュー２７を介してピストン２５の往復直線運動に変換される。
【００２５】
前記リヤハウジング１４内には、吸入室２８及び吐出圧力領域としての吐出室２９がそれぞれ区画形成されている。吸入室２８の冷媒ガスは、各ピストン２５の上死点位置から下死点側への移動により、弁・ポート形成体１３に形成された吸入ポート３０及び吸入弁３１を介して圧縮室２６に吸入される。圧縮室２６に吸入された冷媒ガスは、ピストン２５の下死点位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体１３に形成された吐出ポート３２及び吐出弁３３を介して吐出室２９に吐出される。なお、冷凍サイクルの冷媒には二酸化炭素が用いられており、該冷媒には圧縮機の潤滑を目的として、潤滑油が含まれている。
【００２６】
前記圧縮機のハウジング内には、抽気通路４０及び給気通路４１並びに制御弁４２が設けられている。抽気通路４０はクランク室１５と吸入室２８とを接続する。給気通路４１は吐出室２９とクランク室１５とを接続する。給気通路４１の途中には電磁弁よりなる制御弁４２が配設されている。
【００２７】
そして、前記制御弁４２の開度を、冷房負荷等に応じて外部から調節することで、給気通路４１を介したクランク室１５への高圧な吐出ガスの導入量と抽気通路４０を介したクランク室１５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１５の圧力が決定される。クランク室１５の圧力変更に応じて、ピストン２５を介してのクランク室１５の圧力と圧縮室２６の圧力との差が変更され、斜板２３の傾斜角度が変更される結果、ピストン２５のストロークすなわち圧縮機の吐出容量が調節される。
【００２８】
例えば、前記制御弁４２の開度が減少してクランク室１５の圧力が低下されると、斜板２３の傾斜角度が増大し、ピストン２５のストロークが増大して圧縮機の吐出容量が増大される。図１において二点鎖線は斜板２３の最大傾斜角度状態を示している。逆に、制御弁４２の開度が増大してクランク室１５の圧力が上昇されると斜板２３の傾斜角度が減少し、ピストン２５のストロークが減少して圧縮機の吐出容量が減少される。図１において実線は斜板２３の最小傾斜角度状態を示している。
【００２９】
前記圧縮機のハウジング内には、吐出室２９とクランク室１５とを接続するバイパス通路５２が設けられている。つまり、バイパス通路５２は冷媒の流路であるとともに、該冷媒中に含まれる、液体としての潤滑油の流路でもある。
【００３０】
前記バイパス通路５２の途中には、該バイパス通路５２を開閉するための弁装置としてのバイパス弁５３が配設されている。バイパス弁５３は、常にはバイパス通路５２を閉塞しており、吐出室２９の圧力が所定値を超えて上昇した場合には、該圧力に基づく内部自律的な動作によってバイパス通路５２を開放する。
【００３１】
次に、前記バイパス弁５３について詳述する。
図２（ａ）に示すように、前記圧縮機のリヤハウジング１４内には、バイパス通路５２の一部を構成する円筒状の弁収容孔５７が、図面の上下方向に形成されている。弁収容孔５７の一端側（図面の下方側）には、バイパス通路５２の吐出室２９側の部分つまり上流側部分５２ａが接続されている。弁収容孔５７の側方には、バイパス通路５２のクランク室１５側の部分つまり下流側部分５２ｂが接続されている。
【００３２】
前記弁収容孔５７内には、球状をなす弁体５４が収容されている。弁体５４は、弁収容孔５７と、該孔５７よりも小径なバイパス通路５２の上流側部分５２ａとの境界に位置する段差５５に対して、接離する方向に移動可能である。該段差５５に弁体５４が当接することで、バイパス通路５２の上流側部分５２ａが閉塞されるとともに、該段差５５から弁体５４が離間することで上流側部分５２ａが弁収容孔５７に開放される。つまり、段差５５は弁座をなしており、上流側部分５２ａは一種の弁孔をなしている。なお、弁体５４には、バイパス通路５２の上流側部分５２ａの圧力つまり吐出室２９側の圧力が、弁開方向に作用されている。
【００３３】
前記圧縮機のリヤハウジング１４において、弁収容孔５７の他端側（図面の上方側）には、該弁収容孔５７よりも大径なバネ収容孔５８が連続して形成されている。バネ収容孔５８内には、弁収容孔５７との境界に位置する段差５８ａまで隔壁６０が圧入され、該隔壁６０によって弁収容孔５７の他端側が閉塞されている。リヤハウジング１４においてバネ収容孔５８の開口には蓋６１が装着されており、該バネ収容孔５８内には、蓋６１と隔壁６０とによって収容室６２が区画形成されている。なお、蓋６１には透孔６１ａが形成されており、収容室６２は透孔６１ａを介して大気に開放されている。
【００３４】
前記収容室６２内には、隔壁６０側が底となる有底円筒状のスプール６３が、隔壁６０に対して接離する方向に移動可能に収容されている。収容室６２内においてスプール６３と蓋６１との間には、スプール６３を隔壁６０に向けて付勢する、付勢手段としての付勢バネ６４が介在されている。
【００３５】
前記隔壁６０には挿通孔６０ａが貫通形成されており、該挿通孔６０ａには作動ロッド６５が挿通されている。該作動ロッド６５は、ロッドとしての円柱状のロッド本体６５ａと、同じく円柱状をなす弁支持体としての弁支持体部６５ｂとからなっている。作動ロッド６５は、ロッド本体６５ａを以て隔壁６０の挿通孔６０ａに挿通されており、ロッド本体６５ａの端面を以てスプール６３に当接されているとともに、弁支持体部６５ｂのすり鉢状をなす端面６５ｃを以て弁体５４に当接されている。つまり、弁体５４と付勢バネ６４とは、作動ロッド６５及びスプール６３を介して作動連結されており、付勢バネ６４の付勢力は、弁体５４に対して弁閉方向に作用する。
【００３６】
図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、前記作動ロッド６５において弁支持体部６５ｂは、弁体５４を安定支持するために、ロッド本体６５ａよりも大径に構成されている。弁収容孔５７内において、可動側たる弁支持体部６５ｂと固定側たる隔壁６０との対向端面間でかつロッド本体６５ａの外側には、該ロッド本体６５ａを取り囲むロッド包囲空間６６が形成されている（図２（ｂ）においては網線で示す）。ロッド包囲空間６６は、弁体５４（弁支持体部６５ｂ）の移動によって容積が変化する。ロッド包囲空間６６は、弁体５４が段差５５に着座してバイパス通路５２を閉塞した状態では、容積が最大となる。つまり、段差５５を、ロッド包囲空間６６の最大容積を規定する規定手段として把握することができる。
【００３７】
前記バイパス弁５３は、常には、付勢バネ６４の付勢力によって弁体５４が段差５５に着座してバイパス通路５２を閉塞している。そして、バイパス弁５３は、弁体５４に作用する吐出室２９の吐出圧力が所定値を超えると、該弁体５４が付勢バネ６４に抗して内部自律的に移動してバイパス通路５２を開放する。従って、吐出室２９の吐出圧力がクランク室１５に導入されて該クランク室１５の圧力が上昇し、圧縮機の吐出容量が低下される。よって、吐出室２９の吐出圧力が過大に上昇することはなく、該圧力の過大な上昇に起因した、圧縮機や配管等の不具合の発生を防止することができる。
【００３８】
なお、前記弁体５４がバイパス通路５２を開放すれば、ロッド包囲空間６６の容積は最大から最小に減少されることとなる。このロッド包囲空間６６の最小容積は、バイパス弁５３の動作特性と該バイパス弁５３が適用される圧縮機の圧力条件等から、シミュレーションにより導き出すことができる。本実施形態においてロッド包囲空間６６の最小容積は、最大容積の９０％となっている。
【００３９】
さて、前記ロッド包囲空間６６内においてロッド本体６５ａの外周面には、環状をなすシール収容溝６５ｄが形成されている。このシール収容溝６５ｄの内空間は、ロッド包囲空間６６の一部を構成する。シール収容溝６５ｄには、シール部材としてのＯリング７１が、弁収容孔５７の内周面に対して摺動可能に嵌め込まれている。ロッド本体６５ａの外周面と弁収容孔５７の内周面との間は、Ｏリング７１によってシールされている。従って、ロッド本体６５ａの外周面と弁収容孔５７の内周面との間を介した、バイパス通路５２から圧縮機外側への冷媒（潤滑油も含む）の漏出は、Ｏリング７１によって抑制される。
【００４０】
前記Ｏリング７１はゴム製であって、本実施形態においては、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）又はＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム）が用いられている。図３（ｂ）に示すように、ＮＢＲ又はＨＮＢＲよりなるＯリング７１は、冷媒中に含まれる潤滑油を吸収して膨潤すると、最大約２倍にまで容積が大きくなる。つまり、Ｏリング７１の膨潤は有限膨潤である。
【００４１】
従って、本実施形態においては、最大容積状態にあるロッド包囲空間６６が、膨潤されたＯリング７１によって埋められてしまわないように、該ロッド包囲空間６６の最大容積を、膨潤によって容積を２倍としたＯリング７１の容積よりも大きくしている。つまり、ロッド包囲空間６６の最大容積は、膨潤していない状態でのＯリング７１の容積の２倍を超える容積に設定されている。
【００４２】
また、本実施形態においては、ロッド包囲空間６６の最小容積が、膨潤によって容積を２倍としたＯリング７１の容積以上とされている。前述したように、ロッド包囲空間６６の最小容積は、最大容積の９０％である。従って、本実施形態においてロッド包囲空間６６の最大容積は、膨潤していない状態でのＯリング７１の容積の約２．２３倍以上の容積に設定されている。
【００４３】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）ロッド包囲空間６６の最大容積が、膨潤した状態でのＯリング７１の容積よりも大きく設定されている。従って、Ｏリング７１の膨潤によっても、最大容積状態にあるロッド包囲空間６６内に空間を確保することができ、ロッド包囲空間６６の容積を最大から減少する側へつまり全閉状態から弁開方向へ、弁体５４を確実に移動させることができる。よって、バイパス弁５３は、吐出室２９の吐出圧力が所定値を超えた場合には、速やかにバイパス通路５２を開放することができ、吐出圧力の過大な上昇を確実に抑制することができる。
【００４４】
（２）ロッド包囲空間６６の最小容積は、膨潤した状態でのＯリング７１の容積以上とされている。従って、ロッド包囲空間６６の容積が最大から最小に至るまでの間、少なくとも最小を除く容積状態では、ロッド包囲空間６６内に空間を確保することができる。よって、ロッド包囲空間６６の容積の最大と最小との間での変更、つまり、弁体５４の全閉状態と全開状態との間での移動を確実とすることができる。その結果、バイパス弁５３は、吐出室２９の吐出圧力が所定値を超えた場合には、速やかにバイパス通路５２を全開することができ、吐出圧力の過大な上昇をより確実に抑制することができる。
【００４５】
また、前記弁体５４が全閉状態から全開状態となるまで、つまりロッド包囲空間６６の容積が最大から最小となるまで、該ロッド包囲空間６６の容積は、膨潤したＯリング７１の容積を下回ることはない。従って、弁支持体部６５ｂの外周面と弁収容孔５７の内周面との間の隙間に、膨潤したＯリング７１がロッド包囲空間６６内から溢れ出て噛み込まれることをさらに効果的に抑制でき、全開状態にある弁体５４の全閉状態への移動をスムーズとすることができる。よって、バイパス弁５３は、吐出室２９の吐出圧力が低下すれば、全開状態にある弁体５４をスムーズに全閉状態に移動させてバイパス通路５２を閉塞することができる。その結果、圧縮機の吐出容量を速やかに増大させて空調フィーリングを良好とすることができる。
【００４６】
（３）バイパス弁５３は、吐出圧力の過大な上昇による冷凍サイクルの各機器及び配管の破損を避けるために、緊急避難的にバイパス通路５２の開度を調節する弁装置である。従って、バイパス弁５３は、例えば、動作不良が空調フィーリングの低下を招く程度の制御弁４２と比較して、より確実な動作保証が要求される。そういった意味において、本発明をバイパス弁５３に具体化して動作の信頼性を確保できることは、冷凍サイクル全体の信頼性を確保する上でも特に有効となる。
【００４７】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態においてバイパス弁５３は、吐出室２９の吐出圧力に応じて内部自律的に動作する、所謂感圧弁であった。これを変更し、例えば、図４に示すように、バイパス弁５３を電磁弁とすること。電磁弁よりなるバイパス弁５３においても、上記実施形態と同様な効果を奏する。
【００４８】
以下に、図４の態様について詳述するが、該図において上記実施形態と同一又は相当部材には、同じ番号を付して説明を省略する。
隔壁６０に対して弁収容孔５７と反対側には、付勢手段としての電磁アクチュエータ８１が配設されている。電磁アクチュエータ８１は、隔壁６０に対して接離可能に配置されるとともに作動ロッド６５が作動連結された可動鉄心８２と、該可動鉄心８２に対して隔壁６０とは反対側に配設された固定鉄心８３を備えている。両鉄心８２，８３の外側にはコイル８４が配置されている。可動鉄心８２は付勢バネ８５によって、隔壁６０側に付勢されている。
【００４９】
前記可動鉄心８２には作動ロッド６５が固定されている。ロッド本体６５ａにおいて、可動鉄心８２とは反対側の端部には、弁機能部８６が一体形成されている。弁機能部８６は、ロッド本体６５ａに接続されてなおかつ該ロッド本体６５ａよりも大径な円柱部８６ａと、バイパス通路５２を開閉する半球部８６ｂとからなっている。本態様では、弁機能部８６において、バイパス通路５２を開閉する半球部８６ｂを弁体として把握することができるとともに、ロッド本体６５ａにおいて半球部８６ｂを支持する円柱部８６ａを、弁支持体として把握することができる。
【００５０】
そして、前記コイル８４には、吐出圧センサ８７からの検知情報に基づくコンピュータ８８の指令によって、駆動回路８９から電力が供給される。すなわち、コンピュータ８８は、吐出圧センサ８７から提供される吐出圧力情報が所定値以上となった場合には、コイル８４への電力供給を駆動回路８９に指令する。コイル８４に電力が供給されると、可動鉄心８２と固定鉄心８３との間に電磁吸引力（電磁力）が生じ、可動鉄心８２が付勢バネ８５に抗して、隔壁６０から離間する方向に移動される。従って、作動ロッド６５の半球部８６ｂがバイパス通路５２を開放し、クランク室１５の圧力が上昇して圧縮機の吐出容量が低下される。よって、吐出室２９の吐出圧力の過大な上昇が防止される。
【００５１】
前記コンピュータ８８は、吐出圧センサ８７から提供される吐出圧力情報が所定値を下回れば、コイル８４への電力供給の停止を駆動回路８９に指令する。従って、可動鉄心８２と固定鉄心８３との間の電磁吸引力が消滅し、可動鉄心８２が付勢バネ８５によって、隔壁６０に近接する方向へ移動し、作動ロッド６５の半球部８６ｂがバイパス通路５２を閉塞する。つまり、本態様においては、電磁アクチュエータ８１の付勢バネ８５の付勢力と両鉄心８２，８３間に生じる電磁吸引力とを、「弁体の位置決めに関与する付勢手段の付勢力」として把握することができる。
【００５２】
○上記実施形態及び図４の態様において弁支持体（弁支持体部６５ｂ、円柱部８６ａ）は、ロッド（ロッド本体６５ａ）に一体形成されていた。これを変更し、弁支持体をロッドとは別体とすること。この場合、弁支持体と弁体とは、上記実施形態のように別体であってもよいし、図４の態様のように一体であってもよい。
【００５３】
○シール部材を、ＮＢＲ及びＨＮＢＲ以外の材質により構成すること。
○上記実施形態及び図４の態様においてシール部材（Ｏリング７１）は、ロッド（ロッド本体６５ａ）に取り付けられていた。これを変更し、シール部材を、弁収容孔の内周面に取り付けること。
【００５４】
○シール部材は、Ｏリングに限定されるもではなく、例えば、断面四角形状の角リング、断面Ｘ字状のＸリング、Ｖパッキン、Ｕパッキン等であってもよい。
○本発明の弁装置は、容量可変型圧縮機のバイパス弁、つまり緊急避難的な容量変更に用いられる弁装置において具体化することに限定されるものではない。例えば、冷房負荷等に応じて容量可変型圧縮機の吐出容量を調節する弁装置（例えば上記実施形態の制御弁４２）において、ロッド包囲空間が区画されてなおかつ該空間が容積変化する構成を採用した場合には、該弁装置に本発明を適用してもよい。
【００５５】
○本発明の弁装置は、冷媒圧縮機内の冷媒（潤滑油）流路に適用することに限定されるものではなく、冷凍サイクルにおける冷媒圧縮機内以外の冷媒（潤滑油）流路や、冷凍サイクル以外にも、油圧回路等の液体流路に適用してもよい。つまり、本発明の弁装置は、シール部材が膨潤される可能性のある液体の流路に適用すれば、その効果を奏し得る。
【００５６】
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載すると、前記付勢手段は電磁アクチュエータよりなり、外部からの指令に基づいて電磁力を変更することで、弁体を移動させて流路の開度を調節する請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置。
【００５７】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、シール部材が膨潤されたとしても作動不良を生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。
【図２】（ａ）は図１におけるバイパス弁付近の拡大図、（ｂ）はロッド包囲空間を説明する模式図。
【図３】（ａ）は図２におけるＯリング付近の拡大図、（ｂ）はＯリングが膨潤した状態を示す図。
【図４】別例のバイパス弁の断面図。
【図５】従来技術を示す図であり、（ａ）はバイパス弁の断面図、（ｂ）はＯリングが膨潤した状態を示す要部拡大図。
【符号の説明】
１５…クランク室、２９…吐出圧力領域としての吐出室、５２…流路としてのバイパス通路、５３…弁装置としてのバイパス弁、５４…弁体、５７…弁収容孔、６０…隔壁、６０ａ…挿通孔、６４…付勢手段としての付勢バネ、６５ａ…ロッドとしてのロッド本体、６５ｂ…弁支持体としての弁支持体部、６６…ロッド包囲空間、７１…シール部材としてのＯリング、８１…付勢手段としての電磁アクチュエータ、８６ａ…弁支持体としての円柱部、８６ｂ…弁体としての半球部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve device for adjusting a discharge capacity of a variable displacement compressor used for a refrigeration cycle, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an air cylinder, an O-ring is used for sealing a rod or a piston (for example, see Patent Document 1). The seal structure using the O-ring is used not only in the air cylinder but also in a wide range of technical fields. For example, FIG. 5A shows a seal structure using an O-ring for a valve device (bypass valve) 111 used in a variable displacement swash plate type compressor (hereinafter simply referred to as a compressor) constituting a refrigeration cycle. An example is shown.
[0003]
That is, the compressor can change the discharge capacity by adjusting the pressure of the crank chamber 101 as the swash plate housing chamber. The crank chamber 101 of the compressor and the discharge pressure region 102 of the refrigeration cycle are connected via a bypass passage 103.
[0004]
The bypass valve 111 has a valve housing hole 112 that forms a part of the bypass passage 103. A spherical valve body 113 for opening and closing the bypass passage 103 and a valve support body 114 for supporting the valve body 113 with a mortar-shaped end surface 114a are movably housed in the valve housing hole 112. Have been. The valve housing hole 112 is closed by a partition 115. A spool 116 is disposed on the side opposite to the valve body 113 with respect to the partition 115, and the spool 116 is urged toward the partition 115 by an urging spring 117.
[0005]
An insertion hole 115a is formed through the partition wall 115, and an operation rod 118 is inserted into the insertion hole 115a. The operation rod 118 operatively connects the spool 116 and the valve body 113. The valve support 114 is a part of the operating rod 118 (hereinafter referred to as a valve support 114). The valve support 114 has a larger diameter than the rod body 118a in order to stably support the valve 113. ing. An O-ring 119 made of rubber is mounted on the outer peripheral surface of the rod body 118a to seal between the outer peripheral surface of the rod body 118a and the inner peripheral surface of the valve housing hole 112.
[0006]
In the valve receiving hole 112, a rod surrounding space 120 surrounding the rod body 118a is formed between opposing end faces of the movable-side valve support portion 114 and the fixed-side partition wall 115 and outside the rod body 118a. ing. The volume of the rod surrounding space 120 changes due to the movement of the valve body 113 (valve support portion 114). The valve element 113 is always urged in the valve closing direction by the urging force of the urging spring 117 to close the bypass passage 103, and in this state, the volume of the rod surrounding space 120 is maximized.
[0007]
When the pressure in the discharge pressure region 102 acting on the valve element 113 exceeds a predetermined value, the bypass valve 111 moves internally and autonomously against the urging spring 117 to move the bypass passage 103. To release. Accordingly, the pressure in the discharge pressure region 102 is introduced into the crank chamber 101, the pressure in the crank chamber 101 increases, and the discharge capacity of the compressor decreases. Therefore, the pressure in the discharge pressure region 102 does not increase excessively, and it is possible to prevent problems such as the compressor and the piping caused by the excessive increase in the pressure. When the valve element 113 opens the bypass passage 103, the volume of the rod surrounding space 120 is reduced from the maximum.
[0008]
[Patent Document 1]
CD-ROM of JP-A-63-146205 (page 11, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the refrigerant flowing through the refrigeration cycle contains lubricating oil for the purpose of lubricating the compressor. Therefore, in the bypass valve 111 that handles the refrigerant, the lubricating oil leaks from the gap between the outer peripheral surface of the valve support portion 114 and the inner peripheral surface of the valve housing hole 112, and the O-ring 119 is swollen by the lubricating oil. . Conventionally, as shown in FIG. 5B, the O-ring 119 whose volume has been increased by swelling may fill the rod surrounding space 120 in the maximum volume state.
[0010]
Since the valve support portion 114 has a larger diameter than the rod main body 118a, when the rod surrounding space 120 in the maximum volume state is filled, the operating rod 118 becomes difficult to move in the valve opening direction. For this reason, even if the pressure in the discharge pressure region 102 exceeds a predetermined value, the opening of the bypass passage 103 by the valve body 113 is delayed, and the bypass valve 111 cannot perform its function, that is, the excessive pressure in the discharge pressure region 102. There has been a problem that the rise cannot be suppressed.
[0011]
Even if the valve body 113 can open the bypass passage 103, this time, the gap between the outer peripheral surface of the valve support portion 114 and the inner peripheral surface of the valve accommodating hole 112 may cause one of the swollen O-rings 119. There is a possibility that the portion may be bitten. When the O-ring 119 is bitten between the valve support portion 114 and the valve accommodating hole 112, it becomes difficult for the operating rod 118 to move in the valve closing direction. Therefore, it takes time until the valve body 113 closes the bypass passage 103 from the pressure drop in the discharge pressure region 102, and the discharge capacity of the compressor does not increase quickly, and the air conditioning feeling deteriorates. Was.
[0012]
The above problem also occurs in a so-called solenoid valve type valve device in which the valve element 113 is moved by an electromagnetic actuator.
An object of the present invention is to provide a valve device that is unlikely to cause malfunction even when the seal member is swollen.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the valve device according to claim 1 includes a valve housing hole that forms a part of the flow path. A valve body capable of adjusting the opening degree of the flow path is movably housed in the valve housing hole. The valve accommodating hole is closed by a partition, and a biasing means is provided on the opposite side of the partition from the valve body. An insertion hole is formed through the partition wall, and a rod is inserted into the insertion hole. The valve body and the urging means are operatively connected via a rod, and the urging force of the urging means is transmitted to the valve body via the rod and participates in positioning the valve body. A valve support having a larger diameter than the rod is interposed between the rod and the valve body. A seal member is interposed between the inner peripheral surface of the valve receiving hole and the outer peripheral surface of the rod, and the two peripheral surfaces are sealed by the seal member.
[0014]
In the valve receiving hole, a rod surrounding space is formed between the valve support and the partition wall and outside the rod. The volume of the rod surrounding space is changed by the movement of the valve support (valve element). In the present invention, the maximum volume of the rod surrounding space is set to be larger than the volume of the seal member in a state of being swollen by absorbing liquid. Therefore, even when the seal member swells, a space can be secured in the rod surrounding space in the maximum volume state, and the valve body can be reliably moved to the side where the volume of the rod surrounding space decreases from the maximum. .
[0015]
The invention of claim 2 limits the preferable mode in claim 1. That is, the seal member is made of acrylonitrile-butadiene rubber or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber. The maximum volume of the rod surrounding space is set to a volume that is more than twice as large as the volume of the seal member in a non-swelled state.
[0016]
In other words, the volume of the seal member made of acrylonitrile-butadiene rubber or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber increases up to about twice when the liquid absorbs and swells. Therefore, in the present invention, the maximum volume of the rod-enclosing space is approximately doubled by swelling so that the rod-enclosing space in the maximum volume state is not filled with the swollen sealing member. It is larger than the volume of the member.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the minimum volume of the rod surrounding space is equal to or larger than the volume of the seal member in a state of being swollen by the absorption of the liquid. Therefore, a space can be secured in the rod surrounding space in the volume state excluding at least the minimum until the volume of the rod surrounding space goes from the maximum to the minimum. Therefore, the change of the volume of the rod surrounding space between the maximum and the minimum, that is, the movement of the valve body between the minimum opening and the maximum opening can be ensured.
[0018]
In a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the flow path is a refrigerant passage that connects a crank chamber and a discharge pressure region in a variable displacement compressor that forms a refrigeration cycle. The pressure in the discharge pressure region acts on the valve body in the valve opening direction. The urging means is an urging spring that applies an urging force in the valve closing direction to the valve body. In the variable displacement compressor, the discharge capacity increases when the pressure in the crank chamber decreases, and conversely, the discharge capacity decreases when the pressure in the crank chamber increases.
[0019]
When the pressure in the discharge pressure region exceeds a predetermined value, the valve device moves the valve body in the valve opening direction against the urging spring to increase the opening degree of the passage. Therefore, the supply amount of the high-pressure refrigerant gas from the discharge pressure region to the crank chamber increases, and the pressure in the crank chamber increases. Therefore, the discharge capacity of the variable displacement compressor is reduced, and an excessive increase in pressure in the discharge pressure region is prevented.
[0020]
By applying any one of the first to third aspects of the invention in such a configuration, the valve device can be reliably operated even by the swelling of the seal member due to the lubricating oil contained in the refrigerant, and the discharge pressure Excessive pressure increase in the region can be reliably suppressed.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the valve device of the present invention is embodied in a bypass valve used in a variable displacement swash plate type compressor constituting a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner will be described.
[0022]
First, a variable capacity swash plate type compressor (hereinafter simply referred to as a compressor) will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the housing of the compressor is joined and fixed to a cylinder block 11, a front housing 12 joined and fixed to the front end thereof, and a rear end of the cylinder block 11 via a valve / port forming body 13. And a rear housing 14. A crank chamber 15 is defined in a region surrounded by the cylinder block 11 and the front housing 12. A drive shaft 16 is rotatably disposed in the crank chamber 15. The drive shaft 16 is operatively connected to an engine (not shown), which is a driving source for the vehicle, and is rotated by receiving power from the engine.
[0023]
A lug plate 21 is fixed on the drive shaft 16 in the crank chamber 15 so as to be integrally rotatable. A swash plate 23 is accommodated in the crank chamber 15. The swash plate 23 is slidably supported by the drive shaft 16 and tiltably supported. The hinge mechanism 24 is interposed between the lug plate 21 and the swash plate 23. Accordingly, the swash plate 23 can be rotated synchronously with the lug plate 21 and the drive shaft 16 by the hinge connection with the lug plate 21 via the hinge mechanism 24 and the support of the drive shaft 16, and the drive shaft 16 Can be tilted with respect to the drive shaft 16 while being slid in the axial direction.
[0024]
A plurality of cylinder bores 11 a (only one is shown in the drawing) are formed through the cylinder block 11 so as to surround the drive shaft 16 in parallel with the drive shaft 16. The single-headed piston 25 is accommodated in each cylinder bore 11a so as to be able to reciprocate. The front and rear openings of the cylinder bore 11a are closed by the valve / port forming body 13 and the piston 25, and a compression chamber 26 whose volume changes in accordance with the reciprocation of the piston 25 is defined in the cylinder bore 11a. Each piston 25 is moored on the outer peripheral portion of the swash plate 23 via a shoe 27. Therefore, the rotational movement of the swash plate 23 accompanying the rotation of the drive shaft 16 is converted into the reciprocating linear movement of the piston 25 via the shoe 27.
[0025]
In the rear housing 14, a suction chamber 28 and a discharge chamber 29 as a discharge pressure area are separately formed. The refrigerant gas in the suction chamber 28 moves from the top dead center position to the bottom dead center side of each piston 25 to the compression chamber 26 via the suction port 30 and the suction valve 31 formed in the valve / port forming body 13. Inhaled. The refrigerant gas sucked into the compression chamber 26 is compressed to a predetermined pressure by moving from the bottom dead center position of the piston 25 to the top dead center side, and is discharged to the discharge port 32 formed in the valve / port formation body 13 and the discharge port 32. Discharged into the discharge chamber 29 via the valve 33. Note that carbon dioxide is used as a refrigerant in the refrigeration cycle, and the refrigerant contains lubricating oil for the purpose of lubricating the compressor.
[0026]
A bleed passage 40, a supply passage 41, and a control valve 42 are provided in a housing of the compressor. The bleed passage 40 connects the crank chamber 15 and the suction chamber 28. The air supply passage 41 connects the discharge chamber 29 and the crank chamber 15. In the middle of the air supply passage 41, a control valve 42 composed of an electromagnetic valve is provided.
[0027]
The amount of high-pressure discharge gas introduced into the crank chamber 15 through the air supply passage 41 and the amount of high-pressure discharge gas introduced through the bleed passage 40 are adjusted by externally adjusting the opening of the control valve 42 according to the cooling load or the like. The balance with the amount of gas derived from the crank chamber 15 is controlled, and the pressure in the crank chamber 15 is determined. In accordance with the change in the pressure in the crank chamber 15, the difference between the pressure in the crank chamber 15 via the piston 25 and the pressure in the compression chamber 26 is changed, and the inclination angle of the swash plate 23 is changed. That is, the displacement of the compressor is adjusted.
[0028]
For example, when the opening of the control valve 42 decreases and the pressure in the crank chamber 15 decreases, the inclination angle of the swash plate 23 increases, the stroke of the piston 25 increases, and the displacement of the compressor increases. You. In FIG. 1, the two-dot chain line indicates the maximum inclination angle state of the swash plate 23. Conversely, when the opening of the control valve 42 increases and the pressure in the crank chamber 15 increases, the inclination angle of the swash plate 23 decreases, the stroke of the piston 25 decreases, and the discharge capacity of the compressor decreases. . In FIG. 1, the solid line indicates the state of the minimum inclination angle of the swash plate 23.
[0029]
A bypass passage 52 connecting the discharge chamber 29 and the crank chamber 15 is provided in the housing of the compressor. That is, the bypass passage 52 is a flow passage for the refrigerant and also a flow passage for the lubricating oil as a liquid contained in the refrigerant.
[0030]
A bypass valve 53 as a valve device for opening and closing the bypass passage 52 is provided in the middle of the bypass passage 52. The bypass valve 53 always closes the bypass passage 52, and when the pressure in the discharge chamber 29 rises above a predetermined value, opens the bypass passage 52 by an internal autonomous operation based on the pressure.
[0031]
Next, the bypass valve 53 will be described in detail.
As shown in FIG. 2A, a cylindrical valve housing hole 57 that forms a part of the bypass passage 52 is formed in the rear housing 14 of the compressor in the vertical direction in the drawing. A portion of the bypass passage 52 on the discharge chamber 29 side, that is, an upstream portion 52a is connected to one end side (the lower side in the drawing) of the valve housing hole 57. A portion of the bypass passage 52 on the crank chamber 15 side, that is, a downstream portion 52b is connected to a side of the valve housing hole 57.
[0032]
A spherical valve element 54 is accommodated in the valve accommodation hole 57. The valve body 54 is movable in a direction of coming and coming from a step 55 located at a boundary between the valve housing hole 57 and the upstream portion 52 a of the bypass passage 52 having a smaller diameter than the hole 57. When the valve element 54 contacts the step 55, the upstream portion 52a of the bypass passage 52 is closed, and when the valve element 54 separates from the step 55, the upstream portion 52a opens to the valve housing hole 57. Is done. In other words, the step 55 forms a valve seat, and the upstream portion 52a forms a kind of valve hole. The pressure of the upstream portion 52a of the bypass passage 52, that is, the pressure of the discharge chamber 29 is applied to the valve body 54 in the valve opening direction.
[0033]
In the rear housing 14 of the compressor, a spring housing hole 58 having a larger diameter than the valve housing hole 57 is continuously formed on the other end side (upper side in the drawing) of the valve housing hole 57. The partition wall 60 is press-fitted into the spring storage hole 58 up to a step 58 a located at the boundary with the valve storage hole 57, and the other end side of the valve storage hole 57 is closed by the partition wall 60. A lid 61 is attached to the opening of the spring housing hole 58 in the rear housing 14, and a housing chamber 62 is defined in the spring housing hole 58 by the lid 61 and the partition wall 60. The lid 61 has a through hole 61a, and the housing chamber 62 is open to the atmosphere through the through hole 61a.
[0034]
A cylindrical spool 63 with a bottom on the side of the partition wall 60 is accommodated in the storage chamber 62 so as to be movable in a direction of coming into contact with and separating from the partition wall 60. An urging spring 64 as urging means for urging the spool 63 toward the partition wall 60 is interposed between the spool 63 and the lid 61 in the accommodation chamber 62.
[0035]
An insertion hole 60a is formed through the partition wall 60, and an operating rod 65 is inserted into the insertion hole 60a. The operating rod 65 includes a cylindrical rod body 65a as a rod, and a valve support portion 65b as a valve support also having a cylindrical shape. The operating rod 65 is inserted into the insertion hole 60a of the partition wall 60 with the rod body 65a, is in contact with the spool 63 with the end face of the rod body 65a, and has a mortar-shaped end face 65c of the valve support portion 65b. It is in contact with the valve element 54. That is, the valve element 54 and the urging spring 64 are operatively connected via the operating rod 65 and the spool 63, and the urging force of the urging spring 64 acts on the valve element 54 in the valve closing direction.
[0036]
As shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 3 (a), the valve support portion 65b of the operating rod 65 is larger than the rod body 65a in order to stably support the valve body 54. The diameter is configured. In the valve receiving hole 57, a rod surrounding space 66 surrounding the rod body 65a is formed between opposing end faces of the movable-side valve support portion 65b and the fixed-side partition wall 60 and outside the rod body 65a. (In FIG. 2 (b), it is indicated by a hatched line). The volume of the rod surrounding space 66 changes due to the movement of the valve element 54 (valve support part 65b). The volume of the rod surrounding space 66 is maximized when the valve body 54 is seated on the step 55 to close the bypass passage 52. That is, the step 55 can be grasped as a defining means for defining the maximum volume of the rod surrounding space 66.
[0037]
In the bypass valve 53, the valve element 54 is always seated on the step 55 by the urging force of the urging spring 64 to close the bypass passage 52. When the discharge pressure of the discharge chamber 29 acting on the valve body 54 exceeds a predetermined value, the bypass valve 53 moves internally and autonomously against the urging spring 64 to move the bypass passage 52 through the bypass passage 52. Open. Therefore, the discharge pressure of the discharge chamber 29 is introduced into the crank chamber 15, and the pressure in the crank chamber 15 increases, and the discharge capacity of the compressor decreases. Therefore, the discharge pressure of the discharge chamber 29 does not increase excessively, and it is possible to prevent the occurrence of troubles such as the compressor and the piping due to the excessive increase in the pressure.
[0038]
When the valve element 54 opens the bypass passage 52, the volume of the rod surrounding space 66 is reduced from the maximum to the minimum. The minimum volume of the rod surrounding space 66 can be derived by simulation from the operating characteristics of the bypass valve 53 and the pressure conditions of the compressor to which the bypass valve 53 is applied. In the present embodiment, the minimum volume of the rod surrounding space 66 is 90% of the maximum volume.
[0039]
In the rod surrounding space 66, an annular seal accommodation groove 65d is formed on the outer peripheral surface of the rod body 65a. The inner space of the seal housing groove 65d forms a part of the rod surrounding space 66. An O-ring 71 as a seal member is slidably fitted in the seal accommodation groove 65 d with respect to the inner peripheral surface of the valve accommodation hole 57. An O-ring 71 seals between the outer peripheral surface of the rod body 65a and the inner peripheral surface of the valve housing hole 57. Therefore, leakage of refrigerant (including lubricating oil) from the bypass passage 52 to the outside of the compressor through the space between the outer peripheral surface of the rod body 65a and the inner peripheral surface of the valve housing hole 57 is suppressed by the O-ring 71. You.
[0040]
The O-ring 71 is made of rubber, and in this embodiment, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber) or HNBR (hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber) is used. As shown in FIG. 3B, when the O-ring 71 made of NBR or HNBR absorbs the lubricating oil contained in the refrigerant and swells, the volume of the O-ring 71 increases up to about twice. That is, the swelling of the O-ring 71 is finite swelling.
[0041]
Therefore, in the present embodiment, the maximum volume of the rod surrounding space 66 is doubled by swelling so that the rod surrounding space 66 in the maximum volume state is not filled with the swollen O-ring 71. Is larger than the volume of the O-ring 71. That is, the maximum volume of the rod surrounding space 66 is set to a volume that is more than twice the volume of the O-ring 71 in a state where it is not swollen.
[0042]
In the present embodiment, the minimum volume of the rod surrounding space 66 is equal to or larger than the volume of the O-ring 71 whose volume has been doubled by swelling. As described above, the minimum volume of the rod surrounding space 66 is 90% of the maximum volume. Therefore, in the present embodiment, the maximum volume of the rod surrounding space 66 is set to be about 2.23 times or more the volume of the O-ring 71 in a non-swelled state.
[0043]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) The maximum volume of the rod surrounding space 66 is set to be larger than the volume of the O-ring 71 in a swollen state. Therefore, even by the swelling of the O-ring 71, a space can be secured in the rod surrounding space 66 in the maximum volume state, and the volume of the rod surrounding space 66 decreases from the maximum, that is, from the fully closed state to the valve opening direction. The valve body 54 can be reliably moved. Therefore, when the discharge pressure of the discharge chamber 29 exceeds the predetermined value, the bypass valve 53 can quickly open the bypass passage 52, and it is possible to reliably suppress an excessive increase in the discharge pressure.
[0044]
(2) The minimum volume of the rod surrounding space 66 is equal to or larger than the volume of the O-ring 71 in a swollen state. Therefore, a space in the rod surrounding space 66 can be ensured in the volume state excluding at least the minimum until the volume of the rod surrounding space 66 reaches the minimum from the maximum. Therefore, the change of the volume of the rod surrounding space 66 between the maximum and the minimum, that is, the movement of the valve body 54 between the fully closed state and the fully opened state can be ensured. As a result, when the discharge pressure of the discharge chamber 29 exceeds a predetermined value, the bypass valve 53 can quickly fully open the bypass passage 52, thereby more reliably suppressing an excessive increase in the discharge pressure. it can.
[0045]
Further, the volume of the rod surrounding space 66 is smaller than the volume of the swollen O-ring 71 until the valve element 54 is changed from the fully closed state to the fully opened state, that is, until the volume of the rod surrounding space 66 is reduced from the maximum to the minimum. Never. Accordingly, the swollen O-ring 71 overflows from the rod surrounding space 66 and is caught in the gap between the outer peripheral surface of the valve support portion 65b and the inner peripheral surface of the valve housing hole 57 more effectively. The movement of the valve element 54 in the fully open state to the fully closed state can be suppressed. Therefore, when the discharge pressure of the discharge chamber 29 decreases, the bypass valve 53 can smoothly move the valve element 54 in the fully opened state to the fully closed state to close the bypass passage 52. As a result, the discharge capacity of the compressor can be quickly increased, and the air conditioning feeling can be improved.
[0046]
(3) The bypass valve 53 is a valve device that adjusts the opening degree of the bypass passage 52 in an emergency evacuation in order to avoid breakage of each device and piping of the refrigeration cycle due to an excessive rise in the discharge pressure. Therefore, the bypass valve 53 is required to have a more reliable operation guarantee, for example, as compared with the control valve 42 in which an operation failure causes a decrease in air conditioning feeling. In that sense, the fact that the present invention is embodied in the bypass valve 53 and the reliability of the operation can be ensured is particularly effective in ensuring the reliability of the entire refrigeration cycle.
[0047]
The present invention can be implemented in the following modes without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the bypass valve 53 is a so-called pressure-sensitive valve that operates autonomously internally according to the discharge pressure of the discharge chamber 29. By changing this, for example, as shown in FIG. 4, the bypass valve 53 may be an electromagnetic valve. The same effect as in the above-described embodiment can be obtained in the bypass valve 53 including the solenoid valve.
[0048]
Hereinafter, the mode of FIG. 4 will be described in detail. In the figure, the same or corresponding members as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
On the side opposite to the valve housing hole 57 with respect to the partition wall 60, an electromagnetic actuator 81 as an urging means is provided. The electromagnetic actuator 81 is arranged so as to be able to approach and separate from the partition wall 60 and is operatively connected to the operating rod 65, and a fixed core disposed on the opposite side of the movable iron core 82 from the partition wall 60. An iron core 83 is provided. A coil 84 is arranged outside the two cores 82 and 83. The movable iron core 82 is urged toward the partition wall 60 by an urging spring 85.
[0049]
An operating rod 65 is fixed to the movable iron core 82. In the rod body 65a, a valve function portion 86 is integrally formed at an end opposite to the movable iron core. The valve function portion 86 is composed of a cylindrical portion 86a connected to the rod body 65a and having a larger diameter than the rod body 65a, and a hemispherical portion 86b for opening and closing the bypass passage 52. In this aspect, in the valve function part 86, the hemispherical part 86b that opens and closes the bypass passage 52 can be grasped as a valve body, and the cylindrical part 86a that supports the hemispherical part 86b in the rod body 65a is grasped as a valve support. can do.
[0050]
The coil 84 is supplied with electric power from a drive circuit 89 according to a command from a computer 88 based on detection information from a discharge pressure sensor 87. That is, the computer 88 instructs the drive circuit 89 to supply power to the coil 84 when the discharge pressure information provided from the discharge pressure sensor 87 becomes equal to or more than a predetermined value. When power is supplied to the coil 84, an electromagnetic attraction (electromagnetic force) is generated between the movable iron core 82 and the fixed iron core 83, and the movable iron core 82 is separated from the partition wall 60 against the biasing spring 85. Moved to Accordingly, the hemispherical portion 86b of the operating rod 65 opens the bypass passage 52, the pressure in the crank chamber 15 increases, and the discharge capacity of the compressor decreases. Therefore, an excessive increase in the discharge pressure of the discharge chamber 29 is prevented.
[0051]
When the discharge pressure information provided by the discharge pressure sensor 87 falls below a predetermined value, the computer 88 instructs the drive circuit 89 to stop supplying power to the coil 84. Therefore, the electromagnetic attraction force between the movable core 82 and the fixed core 83 disappears, the movable core 82 moves in the direction approaching the partition wall 60 by the biasing spring 85, and the hemispherical portion 86b of the operating rod 65 passes through the bypass passage. 52 is closed. That is, in this embodiment, the urging force of the urging spring 85 of the electromagnetic actuator 81 and the electromagnetic attraction force generated between the two iron cores 82 and 83 are grasped as “the urging force of the urging means involved in the positioning of the valve element”. can do.
[0052]
In the above embodiment and the embodiment of FIG. 4, the valve support (valve support 65b, cylindrical portion 86a) is formed integrally with the rod (rod main body 65a). Change this to make the valve support separate from the rod. In this case, the valve support and the valve body may be separate bodies as in the above embodiment, or may be integrated as in the embodiment of FIG.
[0053]
○ The seal member is made of a material other than NBR and HNBR.
The seal member (O-ring 71) is attached to the rod (rod body 65a) in the above embodiment and the aspect of FIG. This is changed, and the sealing member is attached to the inner peripheral surface of the valve receiving hole.
[0054]
The seal member is not limited to the O-ring, but may be, for example, a square ring having a square cross section, an X ring having an X-shaped cross section, a V packing, a U packing, or the like.
The valve device of the present invention is not limited to being embodied in a bypass valve of a variable displacement compressor, that is, a valve device used for emergency evacuation of a capacity change. For example, in a valve device (for example, the control valve 42 of the above-described embodiment) that adjusts the discharge capacity of the variable displacement compressor according to a cooling load or the like, a configuration is adopted in which the rod-enclosed space is partitioned and the volume changes. In this case, the present invention may be applied to the valve device.
[0055]
The valve device of the present invention is not limited to being applied to a refrigerant (lubricating oil) flow path in a refrigerant compressor, but is not limited to a refrigerant (lubricating oil) flow path other than in a refrigerant compressor in a refrigeration cycle, or a refrigeration cycle. Alternatively, the present invention may be applied to a liquid flow path such as a hydraulic circuit. In other words, the valve device of the present invention can exert its effect if applied to a liquid flow path in which the seal member may swell.
[0056]
To describe the technical idea that can be grasped from the above embodiment, the urging means is composed of an electromagnetic actuator, and by changing the electromagnetic force based on an external command, the valve body is moved and the opening degree of the flow path is changed. 4. The valve device according to claim 1, wherein the valve device is adjusted.
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above configuration, even if the seal member is swollen, it is difficult for malfunction to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a variable displacement swash plate type compressor.
2A is an enlarged view of the vicinity of a bypass valve in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic view illustrating a rod surrounding space.
3A is an enlarged view of the vicinity of the O-ring in FIG. 2, and FIG. 3B is a view showing a state where the O-ring has swollen.
FIG. 4 is a sectional view of another example of a bypass valve.
FIGS. 5A and 5B are views showing a conventional technique, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a bypass valve, and FIG.
[Explanation of symbols]
15 ... Crank chamber, 29 ... Discharge chamber as discharge pressure area, 52 ... Bypass passage as flow path, 53 ... Bypass valve as valve device, 54 ... Valve, 57 ... Valve receiving hole, 60 ... Partition wall, 60a ... Inserting hole, 64: urging spring as urging means, 65a: rod body as rod, 65b: valve support part as valve support, 66: rod surrounding space, 71: O-ring as seal member, 81 ... Electromagnetic actuator as urging means, 86a ... Cylinder part as valve support, 86b ... Hemisphere part as valve body.
