JP2006125292A - 可変容量圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソレノイドにより駆動される可変容量圧縮機用制御弁において、その駆動力を弁体に伝えるシャフトの円滑な動作を保持できるようにする。
【解決手段】 可変容量圧縮機用制御弁１においては、シャフト１９に溝部５３を形成することにより、シャフト１９とシャフト挿通孔１８との間に段差部を設けている。これにより、シャフト１９とシャフト挿通孔１８との摺動部が短くなり、仮に両者の間に吐出冷媒と共に異物が侵入したとしても、その異物は上流側の第１摺動部５１を通過して段差部に保留されるか、さらに下流側の第２摺動部５２を通過してシャフト挿通孔１８の外部に排出され易くなる。そして、仮にシャフト１９とシャフト挿通孔１８との間に異物が侵入した場合には、この段差部が異物溜めとなって摺動部への摺動抵抗が大きくなるのを防止又は抑制できる。その結果、シャフト１９の円滑な動作を保持することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に自動車用空調装置の可変容量圧縮機にて冷媒の吐出容量を制御するのに好適な可変容量圧縮機用制御弁に関する。

自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、走行状態によって回転数が変化するエンジンを駆動源としているので回転数制御を行うことができない。そこで、一般的には、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の吐出容量を可変することのできる可変容量圧縮機が用いられている。

可変容量圧縮機は、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により回転軸と平行な方向に往復運動するピストンが吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮した後、吐出室に吐出する。このとき、クランク室内の圧力を変化させることにより、揺動板の傾斜角度を変化させることができ、これによってピストンのストロークが変化され、冷媒の吐出量が変化させられる。このクランク室内の圧力（クランク圧力）を変化させるよう制御するのが、可変容量圧縮機用制御弁である。

このような可変容量圧縮機用制御弁は、吐出室から吐出された吐出圧力の冷媒の一部をクランク室に導入し、その導入量を制御することによってクランク圧力を制御するようにしている。この冷媒の導入量の制御は、例えば吸入室の吸入圧力に応じて行われる（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の可変容量圧縮機用制御弁の具体的構成を表す部分拡大断面図である。
この可変容量圧縮機用制御弁１０１のボディ１０２には、可変容量圧縮機の吐出圧力Ｐｄを導入する冷媒通路１０３と、その吐出圧力Ｐｄを減圧したクランク圧力Ｐｃを導出する冷媒通路１０４と、吸入圧力Ｐｓを導入するとともに、この吸入圧力Ｐｓを感知する感圧部につながる冷媒通路１０５とが形成されている。ボディ１０２の冷媒通路１０３と冷媒通路１０４との間には弁座１０６設けられ、その弁座１０６に接離可能に弁体１０７が配置されている。この弁体１０７は、冷媒通路１０３と冷媒通路１０５との間に設けられたシャフト挿通孔１０８に挿通されたシャフト１０９によって支持されている。また、可変容量圧縮機用制御弁１０１は、可変容量動作に入るときの吸入圧力Ｐｓの値を外部から自由に設定するために、感圧部の設定値を外部電流によって可変できるソレノイドを備えており、このソレノイドのプランジャ１１０がシャフト１０９に接続されている。そして、感圧部が感知した吸入圧力Ｐｓに応じてソレノイドのプランジャ１１０が駆動され、その駆動力がシャフト１０９を介して弁体１０７に伝達される。つまり、可変容量圧縮機用制御弁１０１は、吸入圧力Ｐｓを感じて、その吸入圧力Ｐｓが一定に保たれるように吐出室からクランク室に導入される吐出圧力Ｐｄの冷媒の流量を制御している。
特開２００４−２７８５１１号公報（図１２）

ところで、このような可変容量圧縮機用制御弁１０１においては、吐出冷媒がシャフト挿通孔１０８を通って冷媒通路１０５側、つまり感圧部側に流通するのを防止するために、シャフト挿通孔１０８とシャフト１０９との間のクリアランスが小さく構成されている。しかし、吐出圧力が吸入圧力よりも高圧であるため、両圧力の圧力差により吐出冷媒がこのクリアランスを通って僅かながら漏洩してしまう。この吐出冷媒の漏洩量は、冷凍サイクルの性能に影響するほどではないが、その吐出冷媒に含まれる異物（冷凍サイクルの運転時に発生したアルミ粉等）がそのクリアランスに侵入すると、この異物が摺動抵抗となってシャフト１０９の円滑な動作を妨げる。その結果、弁体１０７の制御位置が同じ設定位置に対して開弁時と閉弁時とで異なるヒステリシスの問題が大きくなる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ソレノイドにより駆動される可変容量圧縮機用制御弁において、その駆動力を弁体に伝えるシャフトの円滑な動作を保持できるようにすることを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機のクランク室内の圧力を制御することにより、前記可変容量圧縮機における冷媒の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、内部に冷媒通路が形成されたボディと、前記可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部を前記クランク室へ流入させる際の冷媒流量を調整するために前記ボディ内に形成された弁座に接離する弁体と、前記ボディに設けられたシャフト挿通孔に摺動可能に挿通されて軸支される一方、その一端側に前記弁体を支持して一体に動作可能なシャフトと、前記ボディに対して固定されたコアと、前記シャフトを介して前記弁体に駆動力を伝達するプランジャと、通電により前記プランジャおよび前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、を備え、前記シャフトおよび前記シャフト挿通孔の少なくとも一方の互いに摺動部となる部分の中間に、前記シャフトと前記シャフト挿通孔との間に所定の間隙を形成するための段差部が設けられたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。

このような可変容量圧縮機用制御弁においては、シャフトとシャフト挿通孔との間に段差部が設けられたため、シャフトとシャフト挿通孔との摺動部が短くなる。これにより、シャフトとシャフト挿通孔との間の異物詰まりの発生を防止又は抑制することができる。また、仮にシャフトとシャフト挿通孔との間に吐出冷媒と共に異物が侵入したとしても、その異物は上流側の摺動部を通過して段差部に保留されるか、さらに下流側の摺動部を通過してシャフト挿通孔の外部に排出され易くなる。このとき、段差部は、異物溜めとなって摺動部の摺動抵抗が大きくなるのを防止又は抑制する。

本発明の可変容量圧縮機用制御弁によれば、シャフトとシャフト挿通孔との間に段差部を設けたことにより、吐出冷媒に含まれる異物がシャフトとシャフト挿通孔との間に詰まることを防止又は抑制することができる。その結果、シャフトの円滑な動作を保持することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。

可変容量圧縮機用制御弁１は、図示しない可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部をそのクランク室へ流入させるための冷媒流路を開閉する弁部２と、その弁部２の開弁量を調整して通過する冷媒流量を制御するためのソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。ソレノイド３の下端には、内部に通電用の接続端子が配置された把手４が設けられている。

弁部２は、そのボディ１１の側部に可変容量圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１２が設けられ、その周りにはストレーナ１３が周着されている。ポート１２は、ボディ１１の上部に開口されたポート１４と内部で連通しており、そのポート１４は、可変容量圧縮機のクランク室に連通してクランク室に制御された圧力（クランク圧力）Ｐｃを導出する。ポート１４の上部開口部には、ストレーナ１５が嵌着されている。

ポート１２とポート１４とを連通する冷媒通路には、弁座１６がボディ１１と一体に形成されている。この弁座１６の圧力Ｐｃを導出する側から対向して弁体１７が軸線方向に接離自在に配置されている。この弁体１７は、弁孔を介して下方へ延びており、シャフト１９と一体に形成されている。シャフト１９は、ボディ１１に形成されたシャフト挿通孔１８に挿通されて軸線方向に進退自在に保持されている。弁体１７とシャフト１９とを結合している細径部には、吐出室からの吐出圧力Ｐｄが導入される。シャフト１９の外径は、弁座１６を構成する弁孔の内径と同じにして、弁体１７の受圧面積とシャフト１９の受圧面積とを同じにしている。これにより、吐出圧力Ｐｄが弁体１７を上方へ作用する力を、シャフト１９を下方へ作用する力によってキャンセルし、弁部２の制御が高圧の吐出圧力Ｐｄの影響を受けないようにしている。

弁体１７は、スプリング２０によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング２０は、ポート１４内に螺着されたアジャストネジ２１によって荷重が調整されている。
さらに、ボディ１１の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート２２が形成されている。

一方、ソレノイド３は、そのケース３１内に固定されたコア３２と、弁部２を開閉制御するためにシャフト１９を介して弁体１７を進退させるプランジャ３３と、外部からの供給電流によりコア３２およびプランジャ３３を含む磁気回路を生成する電磁コイル３４とを備えている。プランジャ３３は、第１プランジャ３５と第２プランジャ３６とに分割されて構成されている。弁部２のボディ１１とソレノイド３のケース３１との間には、円筒状の磁性体からなるホルダ３７が配置され、そのホルダ３７の中には第２プランジャ３６が部分的に挿通され、軸線方向に進退自在に配置されている。

第２プランジャ３６は、例えばポリテトラフルオロエチレンで作られた摺動抵抗の低い非磁性のガイド３８が周設されていて、その外周面はホルダ３７の内壁に摺接されており、第２プランジャ３６が軸線方向に進退移動するときにホルダ３７の内壁面と所定間隔を保ちながらガイドする機能を有している。このガイド３８の周方向の一部は切断されていて、吸入圧力Ｐｓが第２プランジャ３６の下端面側に形成される感圧部に導入できるようになっている。

また、第２プランジャ３６は、その上端位置に環状のフランジ部材３９が組み込んで固定されており、そのフランジ部材３９とホルダ３７の上端面との間にスプリング４０が介挿されている。第２プランジャ３６の上部軸線位置には、後に詳述するシャフト１９の下端部が当接している。

第２プランジャ３６を上方へ付勢しているスプリング４０は、弁体１７を閉弁方向に付勢しているスプリング２０よりも大きなバネ力を有するようにしている。従って、ソレノイド３への通電がないときには、シャフト１９の先端の弁体１７が弁座１６から離間して、弁部２はその全開状態に位置している。

第２プランジャ３６の下方には、感圧部を構成するダイヤフラム４１が配置されている。このダイヤフラム４１は、その外周縁部がホルダ３７とソレノイド３のケース３１とによって挾持されている。これにより、このダイヤフラム４１によって仕切られた部分までが可変容量圧縮機用制御弁１の圧力室を構成し、これよりも下方部分に大気圧がかかるようになっている。

ケース３１の内側には電磁コイル３４が配置され、その内側にはスリーブ４２が配置されている。このスリーブ４２の下方部分には、コア３２が挿入されて固定されている。コア３２とダイヤフラム４１との間には、第１プランジャ３５がスリーブ４２内を軸線方向に進退自在に配置されている。この第１プランジャ３５は、軸線位置に配置されたシャフト４３の上端部が挿通されて接続されており、そのシャフト４３の下端部は、把手４内に設けられた軸受部材４４によって支持されている。軸受部材４４とシャフト４３に周設されたフランジ部４５との間には、スプリング４６が配置され、第１プランジャ３５をダイヤフラム４１の方へ付勢している。

以上のような構成により、ダイヤフラム４１が第１プランジャ３５を配置している空間と第２プランジャ３６を配置している空間とを流体的に隔離している。つまり、弁部２からこの弁部２の開度制御を行う側の第２プランジャ３６を含めてダイヤフラム４１の配置されているところまでを圧力がかかる部分として構成し、その第２プランジャ３６を除くソレノイド３は圧力室に収容することなく、大気開放状態で構成することを可能にしている。しかも、弁部２の開度制御を行う側の第２プランジャ３６がダイヤフラム４１から離れる方向に付勢されているため、ソレノイド３の非通電時は、ダイヤフラム４１の変位が弁部２には伝達されず、かつ、弁部２は全開状態に維持されることから、可変容量圧縮機を最小容量に制御することを可能にしている。

また、ソレノイド３の分割された第１プランジャ３５と第２プランジャ３６は、非通電時では互いに離間されており、通電時には互いに吸引されて１つのプランジャとして振舞う。このため、ソレノイド３を通電したときには、第１プランジャ３５と第２プランジャ３６とが吸着して一体となったプランジャにより制御を行うことになる。第１プランジャ３５と第２プランジャ３６との間にはダイヤフラム４１が配置されているので、第１プランジャ３５と第２プランジャ３６との対向面は、それぞれ平面状に形成されている。従って、ソレノイド３の通電時には、その平らな対向面間で磁気回路が形成され、第１プランジャ３５と第２プランジャ３６とはダイヤフラム４１を介装した状態で互いに吸引されることになる。

図２は、可変容量圧縮機用制御弁の主要部をなすシャフト周辺部の構造を表す部分拡大断面図である。
シャフト１９の軸線方向の中間部には、シャフト挿通孔１８との間に摺動部のクリアランスよりも大きな間隙を形成するための段差部が形成されている。すなわち、シャフト１９には、シャフト挿通孔１８の両端開口部近傍のそれぞれにおいて摺動する第１摺動部５１および第２摺動部５２と、これら第１摺動部５１と第２摺動部５２との中間部で縮径して段差部を構成する所定深さの溝部５３とを有する。本実施の形態では、この溝部５３の軸線方向の長さＬ３は、第１摺動部５１の長さＬ１とほぼ等しく、第２摺動部５２の長さＬ２よりも長くなっている。また、溝部５３は、シャフト１９の中央の外周面に沿って周設されており、その深さＤ１は、第１摺動部５１および第２摺動部５２とシャフト挿通孔１８との間のクリアランスよりも十分に大きく構成されている。

このため、冷凍サイクルを循環するアルミ粉等の異物がポート１２から導入され、吐出圧力と吸入圧力との圧力差によって、吐出冷媒と共に第１摺動部５１側から流入したとしても、この異物は溝部５３に保留されるか、下流側の第２摺動部５２側を通過してシャフト挿通孔１８の外部に排出される。その際、溝部５３と各摺動部との接続部にはテーパ部が形成されているため、異物の溝部５３への導入および溝部５３からの排出が円滑に行われる。一方、高圧側であるポート１２側の第１摺動部５１の長さを比較的長く設定し、低圧側であるポート２２側の第２摺動部５２の長さを短く設定したため、シャフト挿通孔１８への吐出冷媒の流入漏れを抑制することができるとともに、流入した場合には速やかに排出することができる。

図１に戻り、以上に説明した可変容量圧縮機用制御弁１は、以下のように動作する。
可変容量圧縮機用制御弁１の図示の状態は、ソレノイド３が通電されていなくて、吸入圧力Ｐｓが高い場合の状態、すなわち、自動車用空調装置が動作していないときの状態を示している。吸入圧力Ｐｓが高いので、ダイヤフラム４１に当接した第１プランジャ３５は、スプリング４６の荷重に抗して下方へ変位し、第１プランジャ３５をコア３２へ当接させている。一方、第２プランジャ３６は、スプリング４０によって第１プランジャ３５から離れるよう上方へ付勢されているため、シャフト１９を介して弁体１７をその全開位置に付勢している。従って、この状態で、可変容量圧縮機の回転軸がエンジンによって回転駆動されていても、可変容量圧縮機は吐出容量が最小の状態で運転されることになる。

ここで、自動車用空調装置が起動されたときのように、ソレノイド３の電磁コイル３４に最大の制御電流が供給されると、第１プランジャ３５がダイヤフラム４１を介しスプリング４０の付勢力に抗して第２プランジャ３６を吸引する。第２プランジャ３６は、吸引されてダイヤフラム４１に当接されることにより下方へ移動し、これに伴って、弁体１７がスプリング２０により押し下げられて弁座１６に着座し、弁は全閉状態になる。これにより、吐出室からクランク室への通路は遮断されるので、可変容量圧縮機は、速やかに最大容量の運転に移行するようになる。

可変容量圧縮機が最大容量の運転を続けて、吸入室の吸入圧力Ｐｓが十分に低くなると、ダイヤフラム４１がその吸入圧力Ｐｓを感知して上方へ変位しようとする。このとき、ソレノイド３の電磁コイル３４に供給される制御電流を空調の設定温度に応じて小さくすると、第２プランジャ３６および第１プランジャ３５は吸着状態のまま一体となって、吸入圧力Ｐｓとスプリング２０，４０，４６の荷重とソレノイド３の吸引力とがバランスした位置まで上方へ移動する。これにより、弁体１７が第２プランジャ３６により押し上げられ、弁座１６から離れて所定の開度に設定される。従って、吐出圧力Ｐｄの冷媒が開度に応じた流量に制御されてクランク室に導入され、可変容量圧縮機は、制御電流に対応した容量の運転に移行するようになる。

ソレノイド３の電磁コイル３４に供給される制御電流が一定の場合、ダイヤフラム４１が吸入圧力Ｐｓを感知して弁開度を制御する。例えば冷凍負荷が大きくなって吸入圧力Ｐｓが高くなった場合には、弁体１７がシャフト１９，第２プランジャ３６，ダイヤフラム４１および第１プランジャ３５と一体となって下方へ変位するので、弁開度が小さくなり、可変容量圧縮機は、吐出容量を増やすよう動作する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓが低くなった場合は、弁体１７が上方へ変位して弁開度を大きくするので、可変容量圧縮機は、吐出容量を減らすよう動作する。このようにして、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓがソレノイド３によって設定された値になるよう可変容量圧縮機の吐出容量を制御する。

以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁１においては、シャフト１９に溝部５３を形成することにより、シャフト１９とシャフト挿通孔１８との間に段差部を設けている。これにより、シャフト１９とシャフト挿通孔１８との摺動部が短くなり、仮に両者の間に吐出冷媒と共に異物が侵入したとしても、その異物は上流側の摺動部を通過して段差部に保留されるか、さらに下流側の摺動部を通過してシャフト挿通孔１８の外部に排出され易くなる。すなわち、この段差部の形成により異物詰まりを発生させる摺動部の長さを短くでき、仮にシャフト１９とシャフト挿通孔１８との間に異物が侵入した場合には、この段差部が異物溜めとなって摺動部への摺動抵抗が大きくなるのを防止又は抑制できる。その結果、ヒステリシスも軽減でき、シャフト１９の円滑な動作を保持することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、ソレノイドのプランジャが分割されておらず、また、ボディにおける吐出冷媒の流れ方向が異なる点で上記第１の実施の形態の構成と異なる。なお、以下の説明においては、上記第１の実施の形態の構成とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図３は、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。

可変容量圧縮機用制御弁２０１は、弁部２０２と、ソレノイド２０３と、把手２０４とを備える。弁部２０２とソレノイド２０３との間には、感圧部材のダイヤフラム２３０が配置され、図示しない可変容量圧縮機に組み込まれたときに、弁部２０２が吐出室およびクランク室にそれぞれ連通する連通路に接続され、ダイヤフラム２３０の受圧する空間が吸入室に連通する連通路に接続される。

弁部２０２は、そのボディ２０５の長手方向一端部に、可変容量圧縮機の吐出室に連通されて吐出圧力Ｐｄを受けるポート２０６が設けられ、ボディ２０５の側面には可変容量圧縮機のクランク室に連通されて制御された圧力Ｐｃをクランク室に供給するポート２０７が設けられている。ポート２０６とポート２０７との間には、弁座２０８がボディ２０５と一体に形成されており、その弁座２０８に対向して吐出圧力Ｐｄを受けるポート２０６の側にボール形状の弁体２０９が配置されている。この弁体２０９は、スプリング２０の一端が当接され、そのスプリング２０によって弁座２０８に着座される方向に付勢されている。弁体２０９は、下方に配置されたシャフト２１０の端面に当接している。シャフト２１０は、ボディ２０５に形成されたシャフト挿通孔２１１に挿通され、その軸線方向に進退自在に保持されている。

ボディ２０５の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通されて吸入圧力Ｐｓを受けるポート２１２が形成され、その吸入圧力Ｐｓは、ボディ２０５とソレノイド２０３とによって外周縁部が挟持されたダイヤフラム２３０によって感知されるようになっている。吸入圧力Ｐｓが導入される空間には、ダイヤフラム２３０の中央部に当接するようディスク２１３が配置されており、そのディスク２１３は、シャフト２１０の下端部が当接している。

ソレノイド２０３は、電磁コイル２２１が周設されたスリーブ２２２を有し、その下端部よりコア２２３が圧入されている。そのコア２２３とダイヤフラム２３０との間には、プランジャ２２４がスリーブ２２２内に摺動自在に配置されている。このプランジャ２２４には、コア２２３を貫通して配置されたシャフト２１０の一端が圧入されている。把手２０４の下部には軸受部２２５が設けられ、この軸受部２２５によりシャフト２１０の他端が支持されている。軸受部２２５とシャフト２１０に周設されたフランジ部４５との間には、スプリング４６が配置され、プランジャ２２４をダイヤフラム４１の方へ付勢している。

図４は、可変容量圧縮機用制御弁の主要部をなすシャフト周辺部の構造を表す部分拡大断面図である。
シャフト２１０には、シャフト挿通孔２１１の両端開口部近傍のそれぞれにおいて摺動する第１摺動部２５１および第２摺動部２５２と、これら第１摺動部２５１の長さと第２摺動部２５２との中間部で縮径して段差部を構成する所定深さの溝部２５３とを有する。本実施の形態では、この溝部２５３の軸線方向の長さＬ２３は、第１摺動部２５１の長さＬ２１および第２摺動部２５２の長さＬ２２よりも長くなっている。また、溝部２５３は、シャフト２１０の中央の外周面に沿って周設されており、その深さＤ２は、第１摺動部２５１および第２摺動部２５２とシャフト挿通孔２１１との間のクリアランスよりも十分に大きく構成されている。

さらに、ボディ２０５には、溝部２５３に連通する排出孔２２６が側面に開口するように形成されている。この排出孔２２６は、溝部２５３に導入された異物を外部に排出する機能を有する。

このため、冷凍サイクルを循環するアルミ粉等の異物が、クランク圧力と吸入圧力との圧力差によって、冷媒と共に第１摺動部２５１側から流入したとしても、この異物は溝部２５３に保留されるか、溝部２５３から排出孔２２６を介して外部に排出されるか、あるいは下流側の第２摺動部２５２側を通過してシャフト挿通孔２１１の外部に排出される。その際、溝部２５３と各摺動部との接続部にはテーパ部が形成されているため、異物の溝部２５３への導入および溝部２５３からの排出が円滑に行われる。特に排出孔２２６を設けたことにより、溝部２５３からの異物の排出がスムーズに行われる。

図３に戻り、以上のように構成された可変容量圧縮機用制御弁２０１において、自動車用空調装置が起動時のように吸入圧力Ｐｓが高くて、電磁コイル２２１に最大電流が供給された場合は、プランジャ２２４がコア２２３に吸引され、それに伴ってダイヤフラム２３０がソレノイド２０３の側に変位するので、弁体２０９はスプリング２０によって弁座２０８に着座されて閉弁状態になり、可変容量圧縮機は最大容量運転となる。一方、電磁コイル２２１が非通電状態では、プランジャ２２４にはスプリング４６の付勢力が作用して、ダイヤフラム２３０およびディスク２１３を介してシャフト２１０が押圧されるので、弁体２０９を所定の距離だけ開弁方向にリフトし、開弁状態になり、可変容量圧縮機は最小容量運転となる。そして、電磁コイル２２１に制御された電流が供給されると、弁体２０９のリフト量は、その制御された電流に応じた値に設定され、可変容量圧縮機は容量制御運転となる。

ここで、電磁コイル２２１に制御された電流が供給され、可変容量圧縮機が所定の容量の運転に制御されているときに、例えば、吸入圧力Ｐｓが低くなると、ダイヤフラム２３０が上方へ変位して弁体２０９を開弁方向に駆動し、リフト量が大きくなる。これにより、クランク室に供給される冷媒流量が増えて中の圧力Ｐｃが高くなり、吐出容量を減らして、吸入圧力Ｐｓを高くしようとする。反対に、吸入圧力Ｐｓが高くなると、ダイヤフラム２３０が下方へ変位して弁体２０９を閉弁方向に移動し、リフト量が小さくなる。これにより、クランク室に供給される冷媒流量が減少して中の圧力Ｐｃが低くなり、吐出容量を増やして、吸入圧力Ｐｓを低くしようとする。これにより、この容量制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知して可変容量圧縮機の吸入圧力Ｐｓが一定になるようにクランク室内の圧力Ｐｃを制御する。

以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁２０１においても、シャフト２１０に溝部２５３を形成することにより、シャフト２１０とシャフト挿通孔２１１との間に段差部を設けている。これにより、シャフト２１０とシャフト挿通孔２１１との摺動部が短くなり、仮に両者の間に吐出冷媒と共に異物が侵入したとしても、その異物は上流側の摺動部を通過して段差部に保留されるか、排出孔２２６を介して外部に排出されるか、さらに下流側の摺動部を通過してシャフト挿通孔２１１の外部に排出され易くなる。その結果、シャフト２１０の円滑な動作を保持することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記各実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁においては、感圧部材としてダイヤフラムを採用した構成を示したが、ベローズその他の感圧部材を採用してもよい。
また、上記各実施の形態では、シャフトに段差部を一つ設けた構成を示したが、異物の導入を阻害しない程度の長さが確保できれば、二つ以上形成することもできる。

さらに、上記各実施の形態では、シャフト側に段差部を設けた例を示したが、シャフト挿通孔側に段差部を設けてよいし、あるいは両者に段差部を設けるようにしてもよい。シャフト挿通孔に段差部を形成する方法としては、例えばボディの下端中央部に下方に拡径した段付穴を形成した後、その段付穴の開口部から所定長さのリング状の挿入部材を圧入し、その段付穴の段部と挿入部材との間に溝部を形成することができる。あるいは、ボディの下端中央部に下方に開口した穴部を形成しておき、その穴部の開口部から所定長さの中実の挿入部材を圧入し、その穴部と挿入部材との間に空間部を形成した後、ボディと挿入部材とを同時に貫通加工してシャフト挿通孔を形成すると同時に溝部を形成するようにしてもよい。

第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁の主要部をなすシャフト周辺部の構造を表す部分拡大断面図である。 第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す中央縦断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁の主要部をなすシャフト周辺部の構造を表す部分拡大断面図である。 従来の可変容量圧縮機用制御弁の具体的構成を表す部分拡大断面図である。

符号の説明

１，２０１ 可変容量圧縮機用制御弁
２，２０２ 弁部
３，２０３ ソレノイド
４，２０４ 把手
１１，２０５ ボディ
１２，１４，２２，２０６，２０７，２１２ ポート
１６，２０８ 弁座
１７，２０９ 弁体
１８，２１１ シャフト挿通孔
１９，２１０ シャフト
３２，２２３ コア
３３，２２４ プランジャ
３４，２２１ 電磁コイル
４１，２３０ ダイヤフラム
５１，２５１ 第１摺動部
５２，２５２ 第２摺動部
５３，２５３ 溝部

Claims (8)

1. 可変容量圧縮機のクランク室内の圧力を制御することにより、前記可変容量圧縮機における冷媒の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、
   内部に冷媒通路が形成されたボディと、
   前記可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部を前記クランク室へ流入させる際の冷媒流量を調整するために前記ボディ内に形成された弁座に接離する弁体と、
   前記ボディに設けられたシャフト挿通孔に摺動可能に挿通されて軸支される一方、その一端側に前記弁体を支持して一体に動作可能なシャフトと、
   前記ボディに対して固定されたコアと、前記シャフトを介して前記弁体に駆動力を伝達するプランジャと、通電により前記プランジャおよび前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、
   を備え、
   前記シャフトおよび前記シャフト挿通孔の少なくとも一方の互いに摺動部となる部分の中間に、前記シャフトと前記シャフト挿通孔との間に所定の間隙を形成するための段差部が設けられたことを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
2. 前記シャフトは、前記シャフト挿通孔の両端開口部近傍のそれぞれにおいて摺動する第１摺動部および第２摺動部と、前記第１摺動部と前記第２摺動部との中間部で縮径して前記段差部を構成する所定深さの溝部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
3. 前記溝部は、少なくとも前記第１摺動部および前記第２摺動部のいずれか一方よりも、その軸線方向の長さが長くなるように構成されたことを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
4. 前記第１摺動部および前記第２摺動部のうち、高圧側の冷媒通路に近い方を他方よりも長く形成したことを特徴とする請求項３記載の可変容量圧縮機用制御弁。
5. 前記第１摺動部および前記第２摺動部のぞれぞれと前記溝部との接続部にテーパ部が設けられたことを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
6. 前記シャフト挿通孔が、前記可変容量圧縮機の吐出圧力を導入する冷媒通路と、前記可変容量圧縮機の吸入圧力を導入する冷媒通路との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
7. 前記シャフト挿通孔が、前記可変容量圧縮機へ吐出圧力を減圧したクランク圧力を導出する冷媒通路と、前記可変容量圧縮機の吸入圧力を導入する冷媒通路との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
8. 前記ボディの前記段差部に対向する部分に、前記段差部と外部とを連通させる排出孔が設けられたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
   
   
   
   
   

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