JP2005307817A - 容量可変型圧縮機の容量制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入れ側制御機能と抜き側制御機能とを併せ持ち、冷媒ガスの圧力差に依存することなくかつ安価な構成によって抜き側制御を実行可能な容量可変型圧縮機の容量制御装置を提供すること。
【解決手段】容量制御装置は、給気通路の開度を調節可能な第1弁部43と、冷媒循環回路における絞りの前後の差圧に応じて第1弁部43を位置決めするベローズ50と、第1弁部43に対して閉塞方向への電磁付勢力を作用させる可動鉄心64と、第1抽気通路の開度を調節可能な第2弁部72と、第2弁部72を閉塞方向へ付勢するリング付勢バネ75と、第2弁部72に対して開放方向への電磁付勢力を作用させるバルブリング71とからなる。可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つのコイル67が配設され、該コイル67への通電によって、第1及び第2弁部43,72に対して同時に電磁付勢力が作用される。
【選択図】 図3
【解決手段】容量制御装置は、給気通路の開度を調節可能な第1弁部43と、冷媒循環回路における絞りの前後の差圧に応じて第1弁部43を位置決めするベローズ50と、第1弁部43に対して閉塞方向への電磁付勢力を作用させる可動鉄心64と、第1抽気通路の開度を調節可能な第2弁部72と、第2弁部72を閉塞方向へ付勢するリング付勢バネ75と、第2弁部72に対して開放方向への電磁付勢力を作用させるバルブリング71とからなる。可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つのコイル67が配設され、該コイル67への通電によって、第1及び第2弁部43,72に対して同時に電磁付勢力が作用される。
【選択図】 図3
Description
本発明は、例えば、車両用空調装置の冷媒循環回路を構成するとともに、クランク室の圧力が上昇すれば吐出容量を減少しクランク室の圧力が低下すれば吐出容量を増大する構成の容量可変型圧縮機に用いられる容量制御装置に関する。
車両用空調装置の容量可変型斜板式圧縮機(以下単に圧縮機とする)に用いられる容量制御装置としては、所謂入れ側制御と呼ばれる制御手法で、斜板収容室たるクランク室の圧力(クランク圧)を調節可能なものが存在する。
即ち、前記クランク室と冷媒循環回路の低圧領域(吸入圧領域(例えば圧縮機の吸入室))とは、固定絞りを備えた抽気通路によって接続されている。冷媒循環回路の高圧領域(吐出圧領域(例えば圧縮機の吐出室))とクランク室とは給気通路によって接続されている。給気通路上には、電磁弁よりなる制御弁が配設されている。そして、外部からの制御によって制御弁の開度を調節することで、給気通路を介したクランク室への高圧な冷媒ガスの導入量が調節される。該ガス導入量と、抽気通路を介したクランク室からのガス導出量とのバランスからクランク圧が決定される。
しかし、前記入れ側制御においては、固定絞りを備えた抽気通路によって、クランク室からの冷媒ガスの導出が緩慢となっている。従って、クランク圧を低下させる方向、つまり圧縮機の吐出容量を増大させる方向については応答性が悪い。特に、圧縮機の駆動が開始された直後においては、クランク室内に溜まっていた液冷媒の気化により、給気通路の開度に関わらずクランク圧が過大に上昇する傾向にある。従って、例えば、クールダウンの要求に応じて、圧縮機の吐出容量を増大すべく制御弁が給気通路を閉じたとしても、実際に圧縮機の吐出容量が増大するまでには時間がかかり、車両用空調装置の起動性が悪化する問題があった。
このような問題を解決するために、入れ側制御機能と抜き側制御機能とを併せ持つ容量制御装置が提案されている。例えば、図6に示す容量制御装置においては、制御弁(第1制御弁)156に加えて、抽気通路154の開度を調節可能な第2制御弁161が備えられている(例えば特許文献1参照。)。
即ち、前記給気通路152において、第1制御弁156の配置位置(詳しくは弁開度調節位置)よりもクランク室153側でかつ固定絞り169よりも第1制御弁156側には、領域Kが設定されている。第2制御弁161はスプール162を備えた差圧弁よりなり、該第2制御弁161の背圧室166には領域Kの圧力が導入されている。第2制御弁161の弁室167は、抽気通路154の一部を構成するとともに吸入室155に接続されている。弁室167は、抽気通路154の上流側部分を構成する弁孔168を介してクランク室153に接続されている。
前記スプール162は、圧縮機ハウジングに形成されたスプール保持凹部164内に、移動可能に嵌入されている。スプール162は、弁室167内に配置された弁部162aと、背圧室166内に配置された背面162bとを有している。スプール162は、背面162bに作用する背圧室166内の圧力(領域Kの圧力Pdk)に基づく、弁部162aを閉塞する方向への付勢力や、弁部162aを開放する方向への付勢バネ171の付勢力や、弁部162aに作用するクランク圧Pcに基づく開放方向への付勢力によって位置決めされる。
従って、例えば、前記第1制御弁156が給気通路152を閉塞すれば、第2制御弁161の背圧室166の圧力Pdkはクランク圧Pcとほぼ等しくなる。よって、第2制御弁161のスプール162(弁部162a)は、付勢バネ171によって弁孔168を最大開度とする。第2制御弁161が抽気通路154を大きく開けば、クランク室153から吸入室155への冷媒の導出が促進されることとなる。その結果、圧縮機の吐出容量を速やかに増大させることができ、車両用空調装置の起動性を良好とすることができる。
前記付勢バネ171としては、バネ力の弱いものが用いられている。このため、第1制御弁156が給気通路152を若干でも開いて領域Kの圧力PdKがクランク圧Pcよりも高くなれば、スプール162は付勢バネ171に抗して移動して、弁部162aが弁孔168をゼロではない最小開度とする。従って、ゼロではない最小開度の弁部162aが、抽気通路154の固定絞りとして機能する。よって、第2制御弁161の最小開度では、クランク室153から吸入室155への冷媒ガスの導出を緩慢とすることができ、クランク圧Pcを上昇させる方向つまり圧縮機の吐出容量を減少させる方向についても良好な応答性を得ることができる。
ところが、前記第2制御弁161においては、スプール162の外周面とスプール保持凹部164の内周面との間のクリアランスを小さく設定することで、該クリアランスを介した背圧室166と弁室167との連通つまり高圧冷媒ガスの低圧側への漏れを遮断して、圧縮機の効率低下を防止するようにしている。このため、スプール162の外周面とスプール保持凹部164の内周面との間に異物が噛み込まれ易く、スプール162がスムーズに移動できなくなるおそれがあった。
このような問題を解決するために、例えば図7に示すような構成を採用することが考えられる。なお、図7において図6の態様と同一又は同等の部材には同じ番号が付してある。即ち、第2制御弁161は第1制御弁156に内蔵されている。第2制御弁161の弁孔168には吸入室155が接続されている。給気通路152において第1制御弁156の弁開度調節位置(弁孔156a)よりも下流側は、第2制御弁161の背圧室166を経由されている。第2制御弁161のスプール162は、閉塞方向に作用する背圧室166のクランク圧Pcと、開放方向に作用する吸入室155の圧力(吸入圧Ps)との差に応じて動作される。
例えば、前記第1制御弁156が弁孔156a(給気通路152)を閉塞することで、クランク圧Pcが吸入圧Psとほぼ等しくなれば、スプール162は付勢バネ171の付勢力によって移動し、弁孔168と背圧室166とを連通して抽気通路154を開放する。また、第1制御弁156が弁孔156a(給気通路152)を開放することで、クランク圧Pcが吸入圧Psを上回れば、スプール162は付勢バネ171に抗して移動して抽気通路154を閉塞する。抽気通路154が閉塞されたなら、スプール162の外周側を介した背圧室166と弁孔168との連通も遮断され、給気通路152を流れる高圧冷媒ガスが弁孔168を介して吸入室155へと漏れ出すことを防止できる。なお、クランク室153と吸入室155との常時連通は、固定絞り170aを有した第2の抽気通路170によって確保されている。
特開2002−21721号公報
ここで、車両用空調装置に用いられる圧縮機としては、エンジンとの間の動力伝達機構として常時伝達型のクラッチレス機構を備えた、所謂クラッチレスタイプのものが存在する。クラッチレスタイプの圧縮機は、エンジンの起動時において該エンジンの回転開始と同時に駆動軸の回転が開始されることとなる。従って、クラッチレスタイプの圧縮機に用いられる容量制御装置においては、エンジンの圧縮機駆動負荷を軽減して該エンジンの起動性を良好とするため、該エンジンが完全に起動した後に、開放状態にある第1制御弁156を閉塞状態へと移行して、圧縮機の吐出容量を増大させるようになっている。
このため、前記圧縮機の駆動軸が回転を開始してから、第1制御弁156が閉塞状態へと移行するまでの時間差が大きくなり、その間においてクランク室153内の液冷媒が斜板の回転等によって多量に気化されてクランク圧Pcが過大に上昇してしまう。よって、クラッチレスタイプの圧縮機と図7の容量制御装置との組み合わせによっては、圧縮機の駆動開始から時間差をおいて第1制御弁156を閉塞状態へ移行させると、クランク圧Pcと吸入圧Psとの差を速やかに小さくすることができない場合がある。この場合には、第2制御弁161が開放されずに、車両用空調装置の起動性が悪化する問題があった。
以上のように、図6の態様や図7の態様等、第2制御弁161として、冷媒ガスの圧力差に基づいて動作する差圧弁を用いた場合には、様々な問題を生じることとなっていた。このような問題を解決するには、第2制御弁161も電磁弁とすることが考えられるが、該第2制御弁161に専用の電磁駆動構成を備えることは、コスト上昇につながる問題がある。
本発明の目的は、入れ側制御機能と抜き側制御機能とを併せ持ち、冷媒ガスの圧力差に依存することなくかつ安価な構成によって抜き側制御を実行可能な容量可変型圧縮機の容量制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために請求項1の発明の容量制御装置は、給気通路の開度を調節するための第1弁体へ電磁付勢力を作用させる第1プランジャ、及び抽気通路の開度を調節するための第2弁体へ電磁付勢力を作用させる第2プランジャに対して、一つのコイルが配設されている。
前記コイルへの通電によって、第1弁体及び第2弁体に対して同時に異なる調節方向への電磁付勢力が作用される。つまり、コイルへの通電によって、第1弁体に対して開放方向及び閉塞方向の一方に向かう電磁付勢力が作用されると同時に、第2弁体に対して開放方向及び閉塞方向の他方に向かう電磁付勢力が作用される。従って、例えば、第1弁体によって給気通路の開度を小さくすると同時に、第2弁体によって抽気通路の開度を大きくすることができる。よって、例えば、クランク室に液冷媒が溜まっている状態から容量可変型圧縮機の駆動が開始された場合でも、この駆動開始直後からクランク室の圧力を速やかに低下させることができ、容量可変型圧縮機の吐出容量を速やかに増大させることができる。
以上のように本発明においては、冷媒ガスの圧力差に依存することなく、かつ電磁駆動構成を共用した安価な構成により、第1弁体の位置決めに連動して第2弁体の位置決めが可能である。冷媒ガスの圧力差に依存することなく第2弁体の位置決めつまり抽気通路の開度調節が可能であることは、差圧弁を用いていた従来において生じていた様々な問題(例えば図6の態様にあっては異物の噛み込みによる動作不良。図7の態様にあってはクラッチレスタイプの容量可変型圧縮機との相性が悪い等)を解決することができる。
請求項2の発明は請求項1において、前記第1プランジャは、第1弁体に対して閉塞方向への電磁付勢力を作用させる。第2プランジャは、第2弁体に対して開放方向への電磁付勢力を作用させる。つまり、第2弁体用付勢バネは、第2弁体に対して閉塞方向への付勢力を作用させる。コイルは外部からPWM通電制御される。PWM通電制御によるデューティ比の変更に応じて、第1弁体に作用する電磁付勢力及び第2弁体に作用する電磁付勢力が変更される。
前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、コイルの温度が所定値未満でかつデューティ比が最大の場合において、第2弁体に作用する電磁付勢力を下回る。コイルの温度が所定値未満ではコイルの電気抵抗が低く、例えばコイルの温度が所定値以上の場合と比較して、同じデューティ比でも、より大きな電磁付勢力が第2弁体に作用する。
前記コイルの温度が所定値未満にまで低下するのは、例えば容量可変型圧縮機の停止から長時間が経過された後であり、この状態ではクランク室に液冷媒が溜まっていることが多い。従って、クランク室に液冷媒が溜まっている状態から容量可変型圧縮機の駆動を開始する場合において、コイルを最大デューティ比で通電すれば、第2弁体に作用する電磁付勢力が第2弁体用付勢バネの付勢力を上回る。よって、第2弁体によって抽気通路の開度を大きくすることができ、クランク室内の液冷媒を、抽気通路を介して速やかに排出することができる。その結果、クランク室の圧力を速やかに低下させること、つまり容量可変型圧縮機の吐出容量を速やかに増大させることができる。
また、前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、コイルの温度が所定値以上でかつデューティ比が最大未満の場合において第2弁体に作用する電磁付勢力を上回る。コイルの温度が所定値以上にまで上昇するのは、例えば容量可変型圧縮機の駆動が開始されてから或る程度の時間が経過された後である。この状態では、クランク室内に液冷媒が溜まっていることは殆どなく、クランク室の圧力を確実に低下させるにあたって、抽気通路の開度を大きくする必要性は殆どない。従って、この場合、コイルを最大デューティ比未満で通電すれば、第2弁体に作用する電磁付勢力が第2弁体用付勢バネの付勢力を下回り、該第2弁体によって抽気通路の開度を小さく維持しておくことができる。第2弁体が抽気通路の開度を小さくする状態では、一種の内部漏れである、吐出圧領域からクランク室及び抽気通路を経由した吸入圧領域への冷媒ガスの移動量を少なくでき、容量可変型圧縮機の効率低下を防止することができる。
請求項3の発明は請求項2において、前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、コイルの温度が所定値以上でかつデューティ比が最大の場合において、第2弁体に作用する電磁付勢力を上回る。つまり、第2弁体用付勢バネの付勢力は、コイルの温度が所定値以上の場合には、デューティ比の大小に関係なく第2弁体に作用する電磁付勢力を上回る。従って、コイルの温度が所定値以上の場合、つまりクランク室の圧力を確実に低下させるにあたって、抽気通路の開度を大きくする必要性が殆どない場合には、抽気通路の開度を確実に小さく維持することができる。よって、容量可変型圧縮機の効率低下をさらに効果的に防止することができる。
請求項4の発明は請求項1〜3のいずれか一項において、前記第2プランジャに第2弁体が一体形成されている。従って、容量制御装置の部品点数を低減できて、該容量制御装置の構造を簡素化することができる。
請求項5の発明は請求項1〜4のいずれか一項において、前記第1プランジャ及び第2プランジャに対して一つのコアが配設されている。電磁付勢力は、第1プランジャとコアとの間及び第2プランジャとコアとの間でそれぞれ発生する。第1プランジャと第2プランジャは、コアを挟んだ反対側に配置されている。従って、第1プランジャとコアとの間に生じる電磁付勢力の大小が、第2プランジャの配置位置の影響を受けることを抑制できてなおかつ、第2プランジャとコアとの間に生じる電磁付勢力の大小が、第1プランジャの配置位置の影響を受けることを抑制できる。よって、第1弁体及び第2弁体の位置決めがそれぞれ安定し、容量可変型圧縮機の容量制御性を高めることができる。
請求項6の発明は、本発明の容量制御装置が、クラッチレスタイプの容量可変型圧縮機に適する旨を明確化したものである。即ち、請求項6の発明は請求項1〜5のいずれか一項において、前記空調装置は車両用であって、容量可変型圧縮機は、その駆動軸が車両の走行駆動源たるエンジンに対して常時伝達型のクラッチレス機構よりなる動力伝達機構を介して接続されたクラッチレスタイプである。
本発明によれば、入れ側制御機能と抜き側制御機能とを併せ持ち、冷媒ガスの圧力差に依存することなくかつ安価な構成によって抜き側制御を実行可能な容量可変型圧縮機の容量制御装置を提供することができる。
以下、本発明の容量制御装置を、車両用空調装置に用いられて冷媒ガスの圧縮を行う容量可変型斜板式圧縮機(以下、単に圧縮機とする)に適用した一実施形態について説明する。
(圧縮機)
図1に示すように前記圧縮機Cは、シリンダブロック1と、該シリンダブロック1の前端に接合固定されたフロントハウジング2と、シリンダブロック1の後端に弁・ポート形成体3を介して接合固定されたリヤハウジング4とを備えている。シリンダブロック1、フロントハウジング2及びリヤハウジング4が、圧縮機Cのハウジングを構成している。ハウジング内においてシリンダブロック1とフロントハウジング2とで囲まれた領域には、クランク室5が区画されている。クランク室5内には駆動軸6が回転可能に配置されている。クランク室5において駆動軸6上には、ラグプレート11が一体回転可能に固定されている。
図1に示すように前記圧縮機Cは、シリンダブロック1と、該シリンダブロック1の前端に接合固定されたフロントハウジング2と、シリンダブロック1の後端に弁・ポート形成体3を介して接合固定されたリヤハウジング4とを備えている。シリンダブロック1、フロントハウジング2及びリヤハウジング4が、圧縮機Cのハウジングを構成している。ハウジング内においてシリンダブロック1とフロントハウジング2とで囲まれた領域には、クランク室5が区画されている。クランク室5内には駆動軸6が回転可能に配置されている。クランク室5において駆動軸6上には、ラグプレート11が一体回転可能に固定されている。
前記駆動軸6の機外側端部は、動力伝達機構PTを介して、車両の走行駆動源たるエンジン(内燃機関)Eに作動連結されている。動力伝達機構PTは、外部からの電気制御によって動力の伝達/遮断を選択可能なクラッチ機構(例えば電磁クラッチ)であってもよく、又は、そのようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレス機構(例えばベルト/プーリの組合せ)であってもよい。本実施形態では、クラッチレス機構からなる動力伝達機構PTが採用されている。
前記クランク室5内には斜板12が収容されている。斜板12は、駆動軸6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13は、ラグプレート11と斜板12との間に介在されている。従って、斜板12は、ヒンジ機構13を介したラグプレート11との間でのヒンジ連結、及び駆動軸6の支持により、ラグプレート11及び駆動軸6と同期回転可能であるとともに、駆動軸6の軸方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸6に対して傾動可能となっている。
前記シリンダブロック1には、複数(図面には一つのみ示す)のシリンダボア1aが、駆動軸6を取り囲むようにして貫通形成されている。片頭型のピストン20は、各シリンダボア1a内に往復動可能に収容されている。シリンダボア1aの前後開口は、弁・ポート形成体3及びピストン20によって閉塞されており、このシリンダボア1a内にはピストン20の往復動に応じて容積変化する圧縮室18が区画されている。各ピストン20は、シュー19を介して斜板12の外周部に係留されている。従って、駆動軸6の回転にともなう斜板12の回転運動が、シュー19を介してピストン20の往復直線運動に変換される。
前記弁・ポート形成体3とリヤハウジング4との間には、中心域に位置する吸入室21と、それを取り囲む吐出室22とが区画形成されている。弁・ポート形成体3には各圧縮室18に対応して、吸入ポート23及び該吸入ポート23を開閉する吸入弁24、並びに、吐出ポート25及び該吐出ポート25を開閉する吐出弁26がそれぞれ形成されている。吸入室21の冷媒ガスは、各ピストン20の上死点位置から下死点位置側への移動により、吸入ポート23及び吸入弁24を介して圧縮室18へと吸入される。圧縮室18に吸入された冷媒ガスは、ピストン20の下死点位置から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮された後、吐出ポート25及び吐出弁26を介して吐出室22へと吐出される。
(冷媒循環回路)
車両用空調装置の冷媒循環回路(冷凍サイクル)は、上述した圧縮機Cと外部冷媒回路30とを備えている。外部冷媒回路30は例えば、ガスクーラ31、膨張弁32及び蒸発器33を備えている。外部冷媒回路30の下流域には、蒸発器33の出口と圧縮機Cの吸入室21とをつなぐ冷媒の流通管35が設けられている。外部冷媒回路30の上流域には、圧縮機Cの吐出室22とガスクーラ31の入口とをつなぐ冷媒の流通管36が設けられている。
車両用空調装置の冷媒循環回路(冷凍サイクル)は、上述した圧縮機Cと外部冷媒回路30とを備えている。外部冷媒回路30は例えば、ガスクーラ31、膨張弁32及び蒸発器33を備えている。外部冷媒回路30の下流域には、蒸発器33の出口と圧縮機Cの吸入室21とをつなぐ冷媒の流通管35が設けられている。外部冷媒回路30の上流域には、圧縮機Cの吐出室22とガスクーラ31の入口とをつなぐ冷媒の流通管36が設けられている。
前記圧縮機Cは、外部冷媒回路30の下流域から吸入室21へと導入された冷媒ガスを吸入して圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを外部冷媒回路30の上流域へとつながる吐出室22へと吐出する。圧縮機Cにおいて吐出室22と流通管36とは、リヤハウジング4内に設けられた吐出通路17を介して接続されている。吐出通路17の途中には絞り17aが配設されている。
前記冷媒循環回路において蒸発器33の出口から圧縮機Cの吸入室21までの領域は、該冷媒循環回路の吸入圧(Ps)領域として把握することができる。冷媒循環回路において圧縮機Cの吐出室22からガスクーラ31の入口までの領域は、該冷媒循環回路の吐出圧領域として把握することができる。この吐出圧領域において、特に、吐出通路17の絞り17aよりも上流側(吐出室22側)の領域は高圧側吐出圧領域P1として、また該絞り17aよりも下流側(ガスクーラ31側)の領域は低圧側吐出圧領域P2として、それぞれ把握することができる。
(容量制御装置)
前記斜板12の傾斜角度(駆動軸6の軸線に対して直交する平面との間でなす角度)は、クランク室5の圧力(クランク圧Pc)の変更に応じて変更される。図2に示すように、クランク圧Pcを制御するための容量制御装置は、圧縮機Cのハウジング内に設けられた、抽気通路としての第1抽気通路27、第2抽気通路28、給気通路29及び制御弁CVによって構成されている。
前記斜板12の傾斜角度(駆動軸6の軸線に対して直交する平面との間でなす角度)は、クランク室5の圧力(クランク圧Pc)の変更に応じて変更される。図2に示すように、クランク圧Pcを制御するための容量制御装置は、圧縮機Cのハウジング内に設けられた、抽気通路としての第1抽気通路27、第2抽気通路28、給気通路29及び制御弁CVによって構成されている。
前記第1及び第2抽気通路27,28は、それぞれクランク室5と冷媒循環回路の吸入圧領域(詳しくは吸入室21)とを接続している。第1抽気通路27の途中には制御弁CVが配設されている。第2抽気通路28は固定絞り28aを備えている。給気通路29は、冷媒循環回路の低圧側吐出圧領域P2(詳しくは吐出通路17において絞り17aよりも下流側)と、クランク室5とを接続している。第1抽気通路27及び給気通路29の途中には、制御弁CVが配設されている。制御弁CVは、給気通路29の開度を調節可能な所謂入れ側制御機能と、第1抽気通路27の開度を調節可能な所謂抜き側制御機能とを有している。
前記制御弁CVの入れ側制御機能及び抜き側制御機能によって、給気通路29を介したクランク室5への高圧な吐出ガスの導入量と、第1及び第2抽気通路27,28を介したクランク室5からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧Pcが決定される。このクランク圧Pcの変更に応じて、ピストン20を介してのクランク圧Pcと圧縮室18の内圧との差が変更され、斜板12の傾斜角度が変更される結果、ピストン20のストローク即ち圧縮機Cの吐出容量が調節される(図1参照)。例えば、クランク圧Pcが低下すると斜板12の傾斜角度が増大し、圧縮機Cの吐出容量が増大される。逆に、クランク圧Pcが上昇すると斜板12の傾斜角度が減少し、圧縮機Cの吐出容量が減少される。
(制御弁)
図3に示すように前記制御弁CVは、該図中の上半部を占める弁機能部59と、下半部を占めるソレノイド部60とを備えている。弁機能部59は、給気通路29の開度及び第1抽気通路27の開度をそれぞれ調節可能である。制御弁CV内にはバルブロッド40が配置されている。ソレノイド部60は、外部からの通電制御に基づきバルブロッド40を付勢制御するための一種の電磁アクチュエータである。バルブロッド40は、先端部を小径としてなる連結部42、略中央に位置する第1弁体としての第1弁部43、及び基端部たるガイドロッド部44を備えた棒状部材である。
図3に示すように前記制御弁CVは、該図中の上半部を占める弁機能部59と、下半部を占めるソレノイド部60とを備えている。弁機能部59は、給気通路29の開度及び第1抽気通路27の開度をそれぞれ調節可能である。制御弁CV内にはバルブロッド40が配置されている。ソレノイド部60は、外部からの通電制御に基づきバルブロッド40を付勢制御するための一種の電磁アクチュエータである。バルブロッド40は、先端部を小径としてなる連結部42、略中央に位置する第1弁体としての第1弁部43、及び基端部たるガイドロッド部44を備えた棒状部材である。
前記制御弁CVのバルブハウジング45は、上半部のバルブボディ45aと、下半部のアクチュエータハウジング45bとからなっている。バルブボディ45a内には、図面上側から順に、感圧室48、第1連通路47、第1弁室46及び第2弁室49が連接配置されている。バルブボディ45a内において第1弁室46よりも径方向(図面左右方向)外側には、複数の第2連通路57が区画されている。第2連通路57は、第1弁室46よりも径方向外側で第2弁室49に連接されている。感圧室48、第1及び第2弁室46,49、並びに第1連通路47内には、バルブロッド40がバルブハウジング45の軸方向(図面上下方向)へと移動可能に配置されている。
前記感圧室48内には、感圧部材たるベローズ50が収容配置されている。ベローズ50の上端部(固定端部)はバルブボディ45aに固定されている。ベローズ50の下端部(可動端部)には、バルブロッド40の連結部42が当接可能となっている。感圧室48内は、有底円筒状をなすベローズ50によって、該ベローズ50の内部空間である第1圧力室54と、外部空間である第2圧力室55とに区画されている。第2圧力室55内には、コイルバネよりなるベローズ付勢バネ39が配置されている。ベローズ付勢バネ39は、ベローズ50を収縮方向に向けて付勢する。
前記第1圧力室54は、第1導圧通路37を介して冷媒循環回路の高圧側吐出圧領域P1(詳しくは吐出室22)に接続されている。従って、第1圧力室54内には、冷媒循環回路の高圧側吐出圧領域P1の圧力PdHが導入されている。第2圧力室55は、第2導圧通路38を介して冷媒循環回路の低圧側吐出圧領域P2(詳しくは吐出通路17において絞り17aよりも下流側)に接続されている。従って、第2圧力室55内には、冷媒循環回路の低圧側吐出圧領域P2の圧力PdLが導入されている。本実施形態においては、感圧室48(第1及び第2圧力室54,55)、ベローズ50、ベローズ付勢バネ39、第1及び第2導圧通路37,38等によって、感圧機構が構成されている。
前記ベローズ50は、第1圧力室54の内圧と第2圧力室55の内圧との差、つまり吐出通路17における絞り17aの前後の差圧(ΔPd=PdH−PdL)に応じて伸縮することで、この差圧ΔPdの変動をバルブロッド40(第1弁部43)の位置決めに反映させる。絞り17aの前後の差圧ΔPdには、冷媒循環回路の冷媒流量が反映されている。例えば、冷媒循環回路の冷媒流量が多くなると、絞り17aの前後の差圧ΔPdが大きくなる。従って、ベローズ50が、ベローズ付勢バネ39に抗して伸長する。逆に、冷媒循環回路の冷媒流量が少なくなると、絞り17aの前後の差圧ΔPdが小さくなる。従って、ベローズ50が、ベローズ付勢バネ39の付勢力によって収縮する。
前記バルブボディ45aの周壁には、第2弁室49に連通する第1ポート51と、第2連通路57に連通する第2ポート52とが設けられている。第1ポート51とクランク室5とは、クランク室通路58を介して接続されている。第2ポート52と吸入室21とは、吸入室通路69を介して接続されている。
前記第1弁室46内には、バルブロッド40の第1弁部43が配置されている。バルブボディ45a内において、第1弁室46と第1連通路47との境界に位置する段差は第1弁座部53をなしている。そして、バルブロッド40が、図3の位置つまり第1弁部43が第1連通路47と第1弁室46との連通を許容する状態から、図4の位置つまり第1弁部43が第1弁座部53に着座する位置へ上動すると、第1連通路47と第1弁室46との連通が遮断される。
前記第2弁室49内には、第2プランジャとしての円筒状をなすバルブリング71が、バルブハウジング45の軸線方向へ移動可能に配置されている。バルブリング71は磁性材料よりなっている。バルブリング71において第2連通路57側に位置する上端部には、第2弁体としての第2弁部72が設けられている。つまり、本実施形態においては、第2プランジャに第2弁体が一体形成されている。バルブリング71の中心部にはバルブロッド40が挿通されている。バルブリング71とバルブロッド40との間には隙間が確保されており、該隙間は、第2弁室49内においてバルブリング71の上端面側と下端面側とを接続するバイパス通路73をなしている。
前記バルブボディ45a内において、第2連通路57と第2弁室49との境界に位置する段差は第2弁座部74をなしている。第2弁室49内には、第2弁体用付勢バネとしてのコイルバネよりなるリング付勢バネ75が配置されている。リング付勢バネ75は、第2弁部72が第2弁座部74へ着座する閉塞方向(一方の調節方向)に向けてバルブリング71を付勢する。バルブリング71が、図3の位置つまり第2弁部72が第2弁座部74に着座して第2連通路57と第2弁室49との連通が遮断された状態から、図4の位置つまり第2弁部72が第2弁座部74から離間した位置へ下動すると、第2連通路57と第2弁室49との連通が許容される。
図3に示すように、前記バルブロッド40(第1弁部43)が第1連通路47と第1弁室46との連通を許容する状態でかつ、バルブリング71(第2弁部72)が第2連通路57と第2弁室49との連通を遮断する状態では、冷媒循環回路の低圧側吐出圧領域P2の圧力PdLが、第2導圧通路38、第2圧力室55、第1連通路47、第1弁室46、第2弁室49(バイパス通路73)、第1ポート51及びクランク室通路58を同順に経由してクランク室5へと導入される。つまり、この状態では、第2導圧通路38、第2圧力室55、第1連通路47、第1弁室46、第2弁室49、第1ポート51及びクランク室通路58が、給気通路29をなしている。
図4に示すように、前記バルブロッド40(第1弁部43)が第1連通路47と第1弁室46との連通を遮断した状態でかつ、バルブリング71(第2弁部72)が、第2連通路57と第2弁室49との連通を許容する状態では、圧縮機Cのクランク圧Pcが、クランク室通路58、第1ポート51、第2弁室49、第2連通路57、第2ポート52及び吸入室通路69を同順に経由して吸入室21へと導出される。この状態では、クランク室通路58、第1ポート51、第2弁室49、第2連通路57、第2ポート52及び吸入室通路69が、第1抽気通路27をなしている。つまり、クランク室通路58及び第1ポート51並びに第2弁室49は、第1抽気通路27と給気通路29との間で共用されている。
図3に示すように、前記ソレノイド部60は、アクチュエータハウジング45b内の中心部に有底円筒状の収容筒61を備えている。収容筒61において上側の開口には、円柱状の固定鉄心(コア)62が嵌入固定されている。この固定鉄心62の嵌入により、収容筒61内の最下部にはソレノイド室63が区画されている。固定鉄心62の上端面は、第2弁室49内に面してバルブリング71の下端面と対向されている。
前記ソレノイド室63内には、第1プランジャとしての可動鉄心64が軸方向へ移動可能に収容されている。つまり、可動鉄心64とバルブリング71は、固定鉄心62を挟んだ反対側に配置されている。固定鉄心62の中心部には、軸方向に延びるガイド孔65が貫通形成されている。ガイド孔65内には、バルブロッド40のガイドロッド部44が軸方向へ移動可能に配置されている。ガイドロッド部44は、ソレノイド室63内において可動鉄心64に嵌合固定されている。従って、可動鉄心64とバルブロッド40とは常時一体となって上下動する。
前記ソレノイド室63内において固定鉄心62と可動鉄心64との間には、コイルバネよりなるロッド付勢バネ66が配置されている。ロッド付勢バネ66は、第1弁部43が第1弁座部53から離間する方向に向けてバルブロッド40を付勢する。
前記アクチュエータハウジング45b内において固定鉄心62及び可動鉄心64の外周側には、これら鉄心62,64を跨ぐ範囲にコイル67が巻回配置されている。このコイル67には、冷房負荷等に応じた制御コンピュータ(制御手段)81の指令に基づき、駆動回路82から電力が供給される。従って、コイル67への電力供給量に応じた大きさの電磁付勢力(電磁吸引力)が、固定鉄心62と可動鉄心64との間に発生する。この電磁付勢力は、可動鉄心64を介してバルブロッド40(第1弁部43)へと伝達される。なお、コイル67への通電制御は、該コイル67への印加電圧を調整することでなされ、本実施形態においてコイル67への印可電圧の調整にはPWM(パルス幅変調)制御が採用されている。
前記制御弁CVにおいては、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力を外部からの電力供給量に応じて変更することで、ベローズ50による第1弁部43の位置決め動作の基準となる、冷媒循環回路における絞り17aの前後の差圧ΔPdの制御目標(設定圧たる設定差圧)を変更可能である。ベローズ50は、コイル67への電力供給量によって決定された設定差圧を維持するように、絞り17aの前後における差圧ΔPdの変動に応じて、内部自律的にバルブロッド40(第1弁部43)を位置決めする。
例えば、前記エンジンEの回転速度の増大によって冷媒循環回路における冷媒流量が増大して、絞り17aの前後の差圧ΔPdが増大変動すると、ベローズ50が伸長し、バルブロッド40が下動して第1弁部43が第1弁座部53から遠ざかる。従って、給気通路29の開度が大きくなってクランク圧Pcが増大傾向となる。よって、圧縮機Cの吐出容量が減少傾向となって、絞り17aの前後の差圧ΔPdが減少傾向となる。
逆に、前記エンジンEの回転速度の減少によって冷媒循環回路における冷媒流量が減少して、絞り17aの前後の差圧ΔPdが減少変動すると、ベローズ50が収縮し、バルブロッド40が上動して第1弁部43が第1弁座部53へと近づく。従って、給気通路29の開度が小さくなってクランク圧Pcが減少傾向となる。よって、圧縮機Cの吐出容量が増大傾向となって、絞り17aの前後の差圧ΔPdが増大傾向となる。
また、前記制御弁CVの設定差圧は、コイル67への電力供給量を調節することで外部から変更可能となっている。
即ち、例えば、前記制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が増大すると、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が大きくなり、制御弁CVの設定差圧が大きくなる。設定差圧が増大変更されると、給気通路29の開度が減少傾向となる。従って、圧縮機Cの吐出容量が増大傾向となって、絞り17aの前後の差圧ΔPdは増大傾向となる。制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大(100%)となると、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最大となる。ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最大となると、第1弁部43の位置決めにはこの電磁付勢力が支配的となり、該第1弁部43によって給気通路29が閉塞されて圧縮機Cの吐出容量は最大となる。
即ち、例えば、前記制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が増大すると、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が大きくなり、制御弁CVの設定差圧が大きくなる。設定差圧が増大変更されると、給気通路29の開度が減少傾向となる。従って、圧縮機Cの吐出容量が増大傾向となって、絞り17aの前後の差圧ΔPdは増大傾向となる。制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大(100%)となると、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最大となる。ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最大となると、第1弁部43の位置決めにはこの電磁付勢力が支配的となり、該第1弁部43によって給気通路29が閉塞されて圧縮機Cの吐出容量は最大となる。
逆に、前記制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が減少すると、ソレノイド部60の電磁付勢力が小さくなり、制御弁CVの設定差圧が小さくなる。設定差圧が減少変更されると、給気通路29の開度が増大傾向となる。従って、圧縮機Cの吐出容量が減少傾向となって、絞り17aの前後の差圧ΔPdは減少傾向となる。制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最小(0%(通電停止))となると、ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最小となる(消失する)。ソレノイド部60が第1弁部43に付与する電磁付勢力が最小となると、第1弁部43の位置決めにはロッド付勢バネ66の付勢力が支配的となり、給気通路29が全開状態とされて圧縮機Cの吐出容量は最小となる。
ここで、前記制御弁CVにおいては、バルブリング71が磁性材料よりなることから、コイル67への電力供給量に応じた大きさの電磁付勢力(電磁吸引力)が、固定鉄心62とバルブリング71との間にも発生する。つまり、コイル67は、可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つが配設されている。また、固定鉄心62は、可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つが配設されている。
前記固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力は、バルブリング71に対して、第2弁部72が第2弁座部74から離間する開放方向(他方の調節方向)、つまりバルブロッド40(第1弁部43)に作用する閉塞方向への電磁付勢力とは異なる調節方向に作用する。バルブリング71(第2弁部72)は、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力と、該電磁付勢力に対抗するリング付勢バネ75の付勢力との大小関係に応じて位置決めされる。
なお、前記位置決めに関して、バルブリング71に作用する、自重に基づく重力や冷媒ガスの圧力に基づく力は無視できるものとする。バルブリング71の最大ストロークは小さいため、該バルブリング71に作用するリング付勢バネ75の付勢力は、バルブリング71のストローク位置に関係なくほぼ一定とみなすことができる。バルブリング71の最大ストロークは小さいため、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力は、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が同じ場合には、バルブリング71のストローク位置に関係なくほぼ一定とみなすことができる。
さて、例えば、図4に示すように、前記固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力がリング付勢バネ75の付勢力を上回る状態では、バルブリング71の下端面が固定鉄心62の上端面に当接して、第2弁部72が第2連通路57(第1抽気通路27)を開放(全開)する。逆に、図3に示すように、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力がリング付勢バネ75の付勢力を下回る状態では、バルブリング71の第2弁部72が第2弁座部74に着座して第2連通路57(第1抽気通路27)が閉塞される。
ここで、前記コイル67の温度が所定値(40〜80℃)未満の場合には、コイル67の電気抵抗が低くなる。従って、コイル67の温度が所定値未満の場合には、例えばコイル67の温度が所定値以上の場合と比較して、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が同じでも、より大きな電磁付勢力が固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する。リング付勢バネ75の付勢力は、コイル67の温度が所定値未満でかつ、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大の場合において、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力を下回る設定となっている。リング付勢バネ75の付勢力は、コイル67の温度が所定値以上の場合には、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比の大小に関係なく、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力を上回る設定となっている。
つまり、本実施形態においては、前記コイル67の温度が所定値未満の場合にのみ、制御コンピュータ81から駆動回路82に最大デューティ比が指令されることで、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力がリング付勢バネ75の付勢力を上回る状態がもたらされる。
さて、前記圧縮機Cにおいては、エンジンEの停止から長時間が経過すると、クランク室5内に多量の液冷媒が停留された状態となる。この状態からエンジンEが冷間起動し、該エンジンEの回転開始と同時に圧縮機Cの駆動(駆動軸6の回転駆動)が開始されると(上述したように動力伝達機構PTはクラッチレス機構である)、斜板12によって掻き回されること等で液冷媒が気化して、クランク圧Pcが過大に上昇しようとする。
前記エンジンEの起動時において、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比は最小とされる。従って、エンジンEの起動時においてバルブリング71は、リング付勢バネ75の付勢力によって第2弁部72が第2弁座部74に着座して、第1抽気通路27を閉塞している。よって、圧縮機Cの吐出容量は、最小デューティ比つまり給気通路29の全開状態に応じた最小に維持される。圧縮機Cの吐出容量が最小であれば、エンジンEの圧縮機駆動負荷を軽減できて該エンジンEの起動性を良好とすることができる。
ここで例えば、前記エンジンEが完全起動した(回転速度が所定値を超えた)直後において車室内が暑いと、制御コンピュータ81は乗員の冷房要求操作(図示しないエアコンスイッチのオン及び温度設定器による低温度の設定)に基づき、クールダウンを行うべく駆動回路82に最大デューティ比を指令する。従って、制御弁CVのバルブロッド40は、第1弁部43が第1弁座部53に着座する位置へ移動して、給気通路29を閉塞する。よって、低圧側吐出圧領域P2からクランク室5への高圧冷媒ガスの供給が停止される。
前記エンジンEの冷間起動直後においては、圧縮機Cの温度も低くて、コイル67の温度が所定値よりも低い。この状態で、駆動回路82に最大デューティ比が指令されることで、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力が、リング付勢バネ75の付勢力を上回る。従って、バルブリング71は、第2弁部72が第2弁座部74から離間して、第1抽気通路27を開放する位置へ移動される。
よって、前記クランク室5の液冷媒は、第2抽気通路28に加えて、開放状態の第1抽気通路27を介して速やかに吸入室21へと導出されることとなる。このため、クランク圧Pcは、最大デューティ比に応じた低い状態に維持され、圧縮機Cは斜板12の傾斜角度を速やかに増大させて吐出容量を最大とする。その結果、車両用空調装置は、エンジンEの冷間起動後、速やかに所望のクールダウン状態を得ることができる。
前記圧縮機Cの最大吐出容量運転によって車室内が或る程度にまで冷えてくれば、制御コンピュータ81は駆動回路82へ指令するデューティ比を最大から減少変更する。また、エンジンEの冷間起動から或る程度時間が経過すれば、該エンジンEや圧縮機Cの発熱によって、コイル67の温度が所定値以上へと上昇する。制御コンピュータ81が駆動回路82へ指令するデューティ比が最大から減少変更されるか、或いはコイル67の温度が所定値以上に上昇すると、固定鉄心62とバルブリング71との間に発生する電磁付勢力が、リング付勢バネ75の付勢力を下回る。従って、バルブリング71は、第2弁部72が第2弁座部74に着座する位置へ移動して、第1抽気通路27を閉塞する。
前記バルブリング71が第1抽気通路27を閉塞して以降、エンジンEが停止されるまでは、バルブロッド40(第1弁部43)の位置決めのみつまり入れ側制御のみによって、クランク圧Pcの調節が行われる。つまり、制御弁CVの抜き側制御機能は、エンジンEの冷間時において圧縮機Cの吐出容量を最大とする場合にのみ働く。
ここで、図4に示すように、前記第2弁室49は、バルブロッド40(第1弁部43)が第1連通路47と第1弁室46との連通を許容する状態でかつ、バルブリング71(第2弁部72)が第2連通路57と第2弁室49との連通を遮断する状態では、第1抽気通路27ではなく給気通路29を構成していると言える。従って、この状態において、第2弁部72が第2連通路57と第2弁室49との連通を遮断することは、第1抽気通路27が閉塞されるのと同時に、制御弁CV内における給気通路29と第1抽気通路27(第2連通路57)との間の連通も遮断されることを意味する。よって、給気通路29を流れる冷媒ガスが、制御弁CV内において第1抽気通路27(第2連通路57)へと漏れ出すことを防止でき、圧縮機Cの効率低下を防止できる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つのコイル67が配設され、該コイル67への通電によって、バルブロッド40(第1弁部43)及びバルブリング71(第2弁部72)に対して同時に電磁付勢力が作用される。従って、冷媒ガスの圧力差に依存することなく、かつ電磁駆動構成(コイル67や駆動回路82等の電気回路構成や制御コンピュータ81のプログラム)を共用した安価な構成により、第1弁部43の位置決めに連動して第2弁部72の位置決めつまり第1抽気通路27の確実な開度調節が可能である。冷媒ガスの圧力差に依存することなく第1抽気通路27の開度調節が可能であることは、差圧弁を用いていた従来において生じていた様々な問題(例えば図6の態様にあっては異物の噛み込みによる動作不良。図7の態様にあってはクラッチレスタイプの圧縮機との相性が悪い等)を解決することができる。
(1)可動鉄心64及びバルブリング71に対して一つのコイル67が配設され、該コイル67への通電によって、バルブロッド40(第1弁部43)及びバルブリング71(第2弁部72)に対して同時に電磁付勢力が作用される。従って、冷媒ガスの圧力差に依存することなく、かつ電磁駆動構成(コイル67や駆動回路82等の電気回路構成や制御コンピュータ81のプログラム)を共用した安価な構成により、第1弁部43の位置決めに連動して第2弁部72の位置決めつまり第1抽気通路27の確実な開度調節が可能である。冷媒ガスの圧力差に依存することなく第1抽気通路27の開度調節が可能であることは、差圧弁を用いていた従来において生じていた様々な問題(例えば図6の態様にあっては異物の噛み込みによる動作不良。図7の態様にあってはクラッチレスタイプの圧縮機との相性が悪い等)を解決することができる。
(2)リング付勢バネ75の付勢力は、コイル67の温度が所定値以上でかつ、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大未満の場合において、バルブリング71に作用する電磁付勢力を上回る設定となっている。コイル67の温度が所定値以上にまで上昇するのは、例えば圧縮機Cの駆動が開始されてから或る程度の時間が経過された後である。この状態では、クランク室5内に液冷媒が溜まっていることは殆どなく、クランク圧Pcを確実に低下させるにあたって、第1抽気通路27を開放する必要性は殆どない。従って、この場合、コイル67を最大デューティ比未満で通電すれば、バルブリング71に作用する電磁付勢力がリング付勢バネ75の付勢力を下回り、該バルブリング71によって第1抽気通路27を閉塞状態に維持しておくことができる。バルブリング71が第2抽気通路27を閉塞する状態では、一種の内部漏れである、吐出室22からクランク室5及び第1抽気通路27を経由した吸入室21への冷媒ガスの移動量を少なくでき、圧縮機Cの効率低下を防止することができる。
(3)リング付勢バネ75の付勢力は、コイル67の温度が所定値以上でかつ、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大の場合において、バルブリング72に作用する電磁付勢力を上回る設定となっている。従って、コイル67の温度が所定値以上の場合、つまりクランク圧Pcを確実に低下させるにあたって第1抽気通路27を開放する必要性が殆どない場合には、制御コンピュータ81が駆動回路82に指令するデューティ比に関係なく、第1抽気通路27を閉塞状態に維持することができる。よって、圧縮機Cの効率低下をさらに効果的に防止することができる。
(4)バルブリング71(第2プランジャ)に第2弁部72(第2弁体)が一体形成されている。従って。制御弁CVの部品点数を低減できて、該制御弁CVの構造を簡素化することができる。
(5)可動鉄心64(第1プランジャ)及びバルブリング71(第2プランジャ)に対して一つの固定鉄心62が配設されている。可動鉄心64とバルブリング71は、固定鉄心62を挟んだ反対側に配置されている。従って、可動鉄心64と固定鉄心62との間に生じる電磁付勢力の大小が、バルブリング71の配置位置の影響を受けることを抑制できる。また、バルブリング71と固定鉄心62との間に生じる電磁付勢力の大小が、可動鉄心64の配置位置の影響を受けることを抑制できる。よって、バルブロッド40(第1弁部43)及びバルブリング71(第2弁部72)の位置決めがそれぞれ安定し、圧縮機Cの容量制御性を高めることができる。
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○図5に示すように、前記制御弁CVにおいて第1ポート51と第2ポート52の配置位置を入れ替えること。この場合、第1弁室46と第2弁室49との間に弁座部材85が配置されており、該弁座部材85には第2ポート52が接続される第2連通路57が設けられている。第1弁室46と第2弁室49は、第1抽気通路27の一部をなすバルブロッド40と弁座部材85との隙間を介して連通されている。
○図5に示すように、前記制御弁CVにおいて第1ポート51と第2ポート52の配置位置を入れ替えること。この場合、第1弁室46と第2弁室49との間に弁座部材85が配置されており、該弁座部材85には第2ポート52が接続される第2連通路57が設けられている。第1弁室46と第2弁室49は、第1抽気通路27の一部をなすバルブロッド40と弁座部材85との隙間を介して連通されている。
○例えば、前記リング付勢バネ75の付勢力を若干弱く設定することで、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比が最大の場合には、コイル67の温度が所定値以上の場合でも、バルブリング71(第2弁部72)が第1抽気通路27を開放する設定とすること。このようにすれば、エンジンEの冷間起動時でなくとも、圧縮機Cの吐出容量を速やかに最大とすることができる。
○第2弁部72に、第2連通路57と第2弁室49とを常時連通する絞りを兼ねる細溝を設け、該第2弁部72の最小開度をゼロとしないこと。このようにすれば、クランク室5と吸入室21とを常時連通するための第2抽気通路28を削除することができ、容量制御装置の構成を簡素化することができる。
○制御弁CVを、制御コンピュータ81が駆動回路82に指令するデューティ比が増大すると設定差圧が小さくなり、逆にデューティが減少すると設定差圧が大きくなる構成とすること。この場合、第2弁体用付勢バネは第2弁体を開放方向に向けて付勢し、かつ第2プランジャは第2弁体に対して閉塞方向への電磁付勢力を作用させる構成を採用することとなる。
○第1抽気通路27と給気通路29との間で通路を共用せずに、第1抽気通路27及び給気通路29をそれぞれ独立した通路とすること。
○感圧機構として、冷媒循環回路の吸入圧領域の圧力に応じて、該圧力の変動を打ち消す側へ圧縮機の吐出容量が変更されるように内部自律的に第1弁体を位置決めする構成を採用すること。この場合、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比に応じて、感圧機構の動作の基準となる、設定圧としての設定吸入圧が変更される。
○感圧機構として、冷媒循環回路の吸入圧領域の圧力に応じて、該圧力の変動を打ち消す側へ圧縮機の吐出容量が変更されるように内部自律的に第1弁体を位置決めする構成を採用すること。この場合、制御コンピュータ81から駆動回路82に指令されるデューティ比に応じて、感圧機構の動作の基準となる、設定圧としての設定吸入圧が変更される。
○本発明の容量制御装置を、ワッブル式の容量可変型圧縮機に適用すること。
5…クランク室、6…駆動軸、21…吸入圧領域としての吸入室、22…吐出圧領域としての吐出室、27…抽気通路としての第1抽気通路、29…給気通路、30…冷媒循環回路を構成する外部冷媒回路、43…第1弁体としての第1弁部、50…感圧機構を構成するベローズ、62…コアとしての固定鉄心、64…第1プランジャとしての可動鉄心、67…コイル、71…第2プランジャとしてのバルブリング、72…第2弁体としての第2弁部、75…第2弁体用付勢バネとしてのリング付勢バネ、C…容量可変型圧縮機、E…エンジン、Pc…クランク室の圧力、PdH…冷媒循環回路内の圧力としての高圧側吐出圧領域の圧力、PdL…同じく低圧側吐出圧領域の圧力、PT…動力伝達機構。
Claims (6)
- 空調装置の冷媒循環回路を構成するとともに、クランク室の圧力が上昇すれば吐出容量を減少し前記クランク室の圧力が低下すれば吐出容量を増大する構成の容量可変型圧縮機に用いられ、
前記クランク室と前記冷媒循環回路の吐出圧領域とを接続する給気通路と、該給気通路の開度を調節可能な第1弁体と、前記冷媒循環回路内の圧力に応じて、該圧力の変動を打ち消す側へ前記容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように内部自律的に前記第1弁体を位置決めする感圧機構と、前記第1弁体に対して電磁付勢力を作用させる第1プランジャと、該電磁付勢力を変更することで前記感圧機構の動作の基準となる設定圧を変更可能であることと、前記クランク室と前記冷媒循環回路の吸入圧領域とを接続する抽気通路と、該抽気通路の開度を調節可能な第2弁体と、該第2弁体を開放方向及び閉塞方向のうちの一方の調節方向に向けて付勢する第2弁体用付勢バネと、前記第2弁体に対して開放方向及び閉塞方向のうちの他方の調節方向への電磁付勢力を作用させる第2プランジャとを備え、
前記第1プランジャ及び前記第2プランジャに対して一つのコイルが配設され、該コイルへの通電によって、前記第1弁体及び前記第2弁体に対して同時に異なる調節方向へ電磁付勢力が作用されることを特徴とする容量制御装置。 - 前記第1プランジャは前記第1弁体に対して閉塞方向への電磁付勢力を作用させ、前記第2プランジャは前記第2弁体に対して開放方向への電磁付勢力を作用させ、前記コイルは外部からPWM通電制御され、該PWM通電制御によるデューティ比の変更に応じて、前記第1弁体に作用する電磁付勢力及び前記第2弁体に作用する電磁付勢力が変更され、前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、前記コイルの温度が所定値未満でかつ前記デューティ比が最大の場合において、前記第2弁体に作用する電磁付勢力を下回り、前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、前記コイルの温度が所定値以上でかつ前記デューティ比が最大未満の場合において、前記第2弁体に作用する電磁付勢力を上回る請求項1に記載の容量制御装置。
- 前記第2弁体用付勢バネの付勢力は、前記コイルの温度が所定値以上でかつ前記デューティ比が最大の場合において、前記第2弁体に作用する電磁付勢力を上回る請求項2に記載の容量制御装置。
- 前記第2プランジャに前記第2弁体が一体形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の容量制御装置。
- 前記第1プランジャ及び前記第2プランジャに対して一つのコアが配設され、前記電磁付勢力は、前記第1プランジャと前記コアとの間及び前記第2プランジャと前記コアとの間でそれぞれ発生し、前記第1プランジャと前記第2プランジャは、前記コアを挟んだ反対側に配置されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の容量制御装置。
- 前記空調装置は車両用であって、前記容量可変型圧縮機は、その駆動軸が車両の走行駆動源たるエンジンに対して常時伝達型のクラッチレス機構よりなる動力伝達機構を介して接続されたクラッチレスタイプである請求項1〜5のいずれか一項に記載の容量制御装置。
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