JP2014190247A - Control valve for variable capacity compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変容量圧縮機の吐出容量を制御するのに好適な制御弁に関する。 The present invention relates to a control valve suitable for controlling the discharge capacity of a variable capacity compressor.
自動車用空調装置は、一般に、その冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する圧縮機、そのガス冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された液冷媒を断熱膨張させることで低温・低圧の冷媒にする膨張装置、その冷媒を蒸発させることにより車室内空気との熱交換を行う蒸発器等を備えている。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻され、冷凍サイクルを循環する。 In general, an air conditioner for an automobile compresses the refrigerant flowing through the refrigeration cycle and discharges it as a high-temperature / high-pressure gas refrigerant, a condenser that condenses the gas refrigerant, and adiabatic expansion of the condensed liquid refrigerant. And an expansion device that converts the refrigerant into a low-temperature and low-pressure refrigerant, an evaporator that exchanges heat with the air in the vehicle interior by evaporating the refrigerant, and the like. The refrigerant evaporated in the evaporator is returned to the compressor and circulates in the refrigeration cycle.
この圧縮機としては、エンジンの回転数によらず一定の冷房能力が維持されるように、冷媒の吐出容量を可変できる可変容量圧縮機(単に「圧縮機」ともいう)が用いられている。この圧縮機は、エンジンによって回転駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結され、揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより冷媒の吐出量を調整する。揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に吐出冷媒の一部を導入し、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることで連続的に変えられる。このクランク室内の圧力(以下「クランク圧力」という)Pcは、圧縮機の吐出室とクランク室との間に設けられた可変容量圧縮機用制御弁(単に「制御弁」ともいう)により制御される。 As this compressor, a variable capacity compressor (also simply referred to as “compressor”) capable of varying the refrigerant discharge capacity is used so that a constant cooling capacity is maintained regardless of the engine speed. In this compressor, a piston for compression is connected to a swing plate attached to a rotary shaft that is driven to rotate by an engine, and the discharge amount of the refrigerant is changed by changing the stroke of the piston by changing the angle of the swing plate. adjust. The angle of the swing plate can be continuously changed by introducing a part of the discharged refrigerant into the sealed crank chamber and changing the balance of pressure applied to both surfaces of the piston. The pressure in the crank chamber (hereinafter referred to as “crank pressure”) Pc is controlled by a variable displacement compressor control valve (also simply referred to as “control valve”) provided between the discharge chamber and the crank chamber of the compressor. The
このような制御弁は、駆動部としてのソレノイドに外部から電流を供給することで、その弁開度が調整される。空調装置の起動時などその空調機能を速やかに発揮させる必要があるときには、例えばソレノイドに最大電流を流すことで弁部を閉弁状態とし、クランク圧力Pcを低くして揺動板を回転軸に対して大きく傾けることで、圧縮機を最大容量で運転させることができる。車両のエンジン負荷が大きいときにはソレノイドをオフにすることで弁部を全開状態とし、クランク圧力Pcを高くして揺動板を回転軸に対してほぼ直角にすることで、圧縮機を最小容量で運転させることができる。 Such a control valve adjusts the valve opening degree by supplying current from the outside to a solenoid as a drive unit. When it is necessary to quickly exhibit the air conditioning function, such as when the air conditioner is started, the valve portion is closed by supplying a maximum current to the solenoid, for example, the crank pressure Pc is lowered and the swing plate is used as the rotating shaft. In contrast, the compressor can be operated at the maximum capacity by being tilted greatly. When the engine load on the vehicle is large, the solenoid is turned off to fully open the valve, and the crank pressure Pc is increased to make the swing plate substantially perpendicular to the rotating shaft, thereby reducing the compressor with the minimum capacity. Can be driven.
このような制御弁には、吐出室とクランク室とを連通させる主通路に主弁を設ける一方、クランク室と吸入室とを連通させる副通路に副弁を設け、それらの弁を単一のソレノイドにより駆動するものがある(例えば特許文献1参照)。この制御弁によれば、空調装置の定常運転時には副弁を閉じた状態で主弁の開度が調整される。それにより、上述のようにクランク圧力Pcを制御し、圧縮機の吐出容量を制御することができる。一方、空調装置の起動時には主弁を閉じた状態で副弁が開かれ、それによりクランク圧力Pcを速やかに低下させることで、圧縮機を比較的速やかに最大容量運転状態へ移行させることができる。また、単一のソレノイドにより複数の弁を開閉させる構成としたため、制御弁全体をコンパクトに構成することができる。 In such a control valve, a main valve is provided in a main passage communicating the discharge chamber and the crank chamber, while a sub valve is provided in a sub passage communicating the crank chamber and the suction chamber. Some are driven by a solenoid (see, for example, Patent Document 1). According to this control valve, the opening degree of the main valve is adjusted with the sub valve closed during the steady operation of the air conditioner. Thereby, the crank pressure Pc can be controlled as described above, and the discharge capacity of the compressor can be controlled. On the other hand, when the air conditioner is started, the auxiliary valve is opened with the main valve closed, thereby quickly reducing the crank pressure Pc, so that the compressor can be shifted to the maximum capacity operation state relatively quickly. . Moreover, since it was set as the structure which opens and closes a some valve with a single solenoid, the whole control valve can be comprised compactly.
このような制御弁は、単一のソレノイドにより主弁と副弁とを駆動する関係上、主弁体と副弁体とを同一軸線上に設け、その軸線に沿って配設された作動ロッドを介して各弁体にソレノイド力を伝達する機構を有する。制御弁のボディには主弁孔が設けられ、主弁体に副弁孔が設けられる。すなわち、副通路が主弁体を貫通するように設けられる。そして、主弁孔の開口端部に設けられた主弁座に対して主弁体が着脱することにより主弁が開閉され、副弁孔の開口端部に設けられた副弁座に対して副弁体が着脱することにより副弁が開閉される。ただし、圧縮機の定常運転時は副弁体が副弁座に押しつけられ、副弁の閉弁状態が維持される。圧縮機の起動時にはソレノイド力を最大にし、主弁体を主弁座に着座させた状態でさらに副弁体を開弁方向に付勢することにより副弁を開くことができる。 Such a control valve is provided with a main valve body and a sub-valve body on the same axis for driving the main valve and the sub-valve by a single solenoid, and an operating rod disposed along the axis. And a mechanism for transmitting a solenoid force to each valve body via the. A main valve hole is provided in the body of the control valve, and a sub valve hole is provided in the main valve body. That is, the auxiliary passage is provided so as to penetrate the main valve body. And the main valve is opened and closed by attaching and detaching the main valve body to the main valve seat provided at the opening end of the main valve hole, and with respect to the sub valve seat provided at the opening end of the sub valve hole. The auxiliary valve is opened and closed by attaching and detaching the auxiliary valve body. However, during the steady operation of the compressor, the auxiliary valve body is pressed against the auxiliary valve seat, and the closed state of the auxiliary valve is maintained. When the compressor is started, the solenoid force is maximized, and the auxiliary valve can be opened by further energizing the auxiliary valve body in the valve opening direction with the main valve element seated on the main valve seat.
ところで近年、車両メーカにおいて圧縮機をより早く起動させたいという要望がある。空調性能をより速やかに発揮させることで更なる快適性を追求し、車両の販売促進につなげるものである。そのためには、副弁開時の冷媒流量を大きくしなければならない。しかしながら、上述の制御弁は副弁孔を主弁体に形成するため、副弁の大きさは主弁の大きさによる制約をうけることになる。このため、所望の流量を得るのは容易ではない。 By the way, in recent years, there is a demand for a vehicle manufacturer to start the compressor more quickly. Pursuing further comfort by demonstrating air-conditioning performance more quickly will lead to vehicle sales promotion. For this purpose, the refrigerant flow rate when the auxiliary valve is open must be increased. However, since the control valve described above forms the sub valve hole in the main valve body, the size of the sub valve is restricted by the size of the main valve. For this reason, it is not easy to obtain a desired flow rate.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、主弁と副弁とを単一のソレノイドにより駆動する制御弁において、副弁開時に大きな流量を得ることができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems. In a control valve in which a main valve and a sub valve are driven by a single solenoid, a large flow rate can be obtained when the sub valve is opened. Objective.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の可変容量圧縮機用制御弁は、吸入室に導入される冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、吐出室からクランク室に導入する冷媒、およびクランク室から吸入室へ導出する冷媒の少なくとも一方の流量又は圧力を調整することにより変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、吐出室とクランク室とを連通させる主通路と、クランク室と吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、主通路に設けられた主弁座と、主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、副通路に設けられた副弁座と、副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた主弁の開弁方向の駆動力を発生する感圧部と、供給される電流量に応じた主弁の閉弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、を備える。主弁の制御時には副弁の閉弁状態を保ち、主弁が閉じた後に副弁が開弁するように構成され、主弁体の主弁座からのリフト量に対する主弁の開口面積の変化よりも、副弁体の副弁座からのリフト量に対する副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有する。 In order to solve the above problems, a control valve for a variable capacity compressor according to an aspect of the present invention provides a discharge capacity of a variable capacity compressor that compresses a refrigerant introduced into a suction chamber and discharges the refrigerant from the discharge chamber. The discharge chamber and the crank chamber communicate with each other in a control valve for a variable capacity compressor that is changed by adjusting the flow rate or pressure of at least one of the refrigerant introduced into the crank chamber and the refrigerant introduced from the crank chamber into the suction chamber A body formed with a main passage, a sub-passage communicating the crank chamber and the suction chamber, a main valve seat provided in the main passage, and a main valve body that is attached to and detached from the main valve seat to open and close the main valve; A sub-valve seat provided in the sub-passage, a sub-valve element that opens and closes the sub-valve by attaching to and detaching from the sub-valve seat, and a main valve that receives a predetermined sensed pressure and that corresponds to the magnitude of the sensed pressure A pressure sensing unit that generates a driving force in the valve opening direction, and Comprising a solenoid for generating the closing direction of the driving force of the main valve in accordance with the amount, the. When the main valve is controlled, the sub-valve is kept closed, and the sub-valve opens after the main valve is closed. The change in the opening area of the main valve with respect to the lift amount of the main valve body from the main valve seat The change in the opening area of the auxiliary valve with respect to the lift amount from the auxiliary valve seat of the auxiliary valve body is larger than that.
この態様によれば、主弁よりも副弁のほうが、弁体リフト量−弁開口面積の弁開度特性の傾きが大きくなる。すなわち、副弁開時に大きな流量を得ることができるため、圧縮機の起動性を向上させることができる。一方、主弁体のリフト量に対して主弁の開口面積を相対的に細かく調整でき、主弁の弁開度特性を安定に保つことができるため、圧縮機の容量制御を高精度に維持することができる。 According to this aspect, the sub valve has a larger inclination of the valve opening characteristic of the valve body lift amount-valve opening area than the main valve. That is, since a large flow rate can be obtained when the auxiliary valve is opened, the startability of the compressor can be improved. On the other hand, the opening area of the main valve can be adjusted relatively finely with respect to the lift amount of the main valve body, and the valve opening characteristic of the main valve can be kept stable, so that the capacity control of the compressor is maintained with high accuracy. can do.
本発明によれば、主弁と副弁とを単一のソレノイドにより駆動する制御弁において、副弁開時に大きな流量を得ることが可能になる。 According to the present invention, in a control valve in which a main valve and a sub valve are driven by a single solenoid, a large flow rate can be obtained when the sub valve is opened.
以下、本発明の実施形態を、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship between the structures may be expressed as upper and lower with reference to the illustrated state.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁1は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される図示しない可変容量圧縮機(単に「圧縮機」という)の吐出容量を制御する電磁弁として構成されている。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器(外部熱交換器)にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。その揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより、冷媒の吐出量が調整される。制御弁1は、その圧縮機の吐出室からクランク室へ導入する冷媒流量を制御することで揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a control valve according to the first embodiment.
The
制御弁1は、圧縮機の吸入圧力Ps(「被感知圧力」に該当する)を設定圧力に保つように、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御するいわゆるPs感知弁として構成されている。制御弁1は、弁本体2とソレノイド3とを一体に組み付けて構成される。弁本体2は、圧縮機の運転時に吐出冷媒の一部をクランク室へ導入するための冷媒通路を開閉する主弁と、圧縮機の起動時にクランク室の冷媒を吸入室へ逃がすいわゆるブリード弁として機能する副弁とを含む。ソレノイド3は、主弁を開閉方向に駆動してその開度を調整し、クランク室へ導入する冷媒流量を制御する。弁本体2は、段付円筒状のボディ5、ボディ5内に設けられた主弁および副弁、主弁の開度を調整するためにソレノイド力に対抗する力を発生するパワーエレメント6等を備えている。パワーエレメント6は、「感圧部」として機能する。
The
ボディ5には、その上端側からポート12,14,16,18が設けられている。このうち、ポート12はボディ5の上端開口部に設けられ、ポート14,16,18はボディ5の側部に設けられている。ポート12,18は吸入室に連通する「吸入室連通ポート」として機能し、ポート14は吐出室に連通する「吐出室連通ポート」として機能し、ポート16はクランク室に連通する「クランク室連通ポート」として機能する。ボディ5の上端開口部には端部部材13が固定されている。端部部材13の外周面には、ポート12を形成するための複数の連通溝15が設けられている。ボディ5の下端部はソレノイド3の上端部に連結されている。
The
ボディ5内には、ポート14とポート16とを連通させる主通路と、ポート16とポート18とを連通させる副通路とが形成されている。主通路には小口径の主弁が設けられ、副通路には大口径の副弁が設けられている。副弁は主弁よりも下方、つまり主弁よりもソレノイド3に近い側に同軸状に配置されている。すなわち、制御弁1は図示のように、一端側からパワーエレメント6、主弁、副弁、ソレノイド3が順に配置される構成を有する。主通路には主弁孔20と主弁座22が設けられている。副通路には副弁孔32と副弁座34が設けられている。
In the
ポート12は、ボディ5の上部に区画された圧力室23と吸入室とを連通させ、圧力室23に吸入圧力Psの冷媒を導入する。パワーエレメント6は、圧力室23に配置されている。ポート14は、吐出室から吐出圧力Pdの冷媒を導入する。ポート16は、圧縮機の定常動作時に主弁を経由したクランク圧力Pcの冷媒をクランク室へ向けて導出する一方、圧縮機の起動時にはクランク室から排出されたクランク圧力Pcの冷媒を導入する。このとき導入された冷媒は、副弁に導かれる。ポート18は、圧縮機の定常動作時に吸入圧力Psの冷媒を導入する一方、圧縮機の起動時には副弁を経由した吸入圧力Psの冷媒を吸入室へ向けて導出する。
The
主弁孔20と副弁孔32とは同軸状に形成され、主弁孔20と副弁孔32との間の圧力室24がポート16と連通している。ポート14と圧力室23との間にはガイド孔25(「第1ガイド孔」として機能する)が設けられている。ポート14とポート16との間にはガイド孔26(「第2ガイド孔」として機能する)が設けられている。ポート16とポート18との間にはガイド孔27(「第3ガイド孔」として機能する)が設けられている。これらのガイド孔には、段付円筒状の副弁体36が挿通されている。ガイド孔26は、ガイド孔25,27よりも若干大きくされており、副弁体36は、その一端側および他端側においてガイド孔25,27に摺動可能に支持されている。すなわち、副弁体36は、ボディによる2点支持がなされている。ソレノイド3の上面に副弁座34が形成されている。副弁体36が副弁座34に着脱して副弁を開閉する。
The
副弁体36の上部の縮径部に主弁孔20が設けられ、その下端開口部に主弁座22が形成されている。一方、ボディ5の軸線に沿って長尺状の作動ロッド38が設けられている。作動ロッド38は、その上半部が副弁体36に挿通され、下半部がソレノイド3に挿通されている。作動ロッド38は、その上端部が副弁体36の上端部に摺動可能に支持され、その先端部にてパワーエレメント6と作動連結可能に接続される。作動ロッド38の下端部は、ソレノイド3の後述するプランジャ50に接続されている。また、作動ロッド38の中間部が拡径され、主弁体30を形成している。主弁体30は、圧力室24にて主弁座22に着脱することにより主弁を開閉し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を調整する。作動ロッド38は、主弁体30および副弁体36に対してソレノイド力を直接伝達する。
The
副弁体36が副弁座34に着座して副弁を閉じることにより、圧力室24とポート18との連通状態が遮断され、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフが遮断される。また、副弁体36が副弁座34から離間して副弁を開くことにより、圧力室24とポート18とが連通し、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフが許容される。副弁体36の上部および中間部には、それぞれ内外を連通する連通孔35,37が設けられている。連通孔35はポート14と主弁孔20とを連通させ、連通孔37はポート16と圧力室24とを連通させる。
When the
副弁体36とボディ5との間には、副弁体36を副弁の閉弁方向に付勢するスプリング44(「付勢部材」として機能する)が介装されている。パワーエレメント6は、吸入圧力Psを感知して変位するベローズ45(「感圧部材」として機能する)を含み、そのベローズ45の変位によりソレノイド力に対抗する力を発生させる。この対抗力は、作動ロッド38を介して主弁体30にも伝達される。
A spring 44 (which functions as an “urging member”) for biasing the
一方、ソレノイド3は、段付円筒状のコア46と、コア46の下端開口部を封止するように組み付けられた有底円筒状のスリーブ48と、スリーブ48に収容されてコア46と軸線方向に対向配置された円筒状のプランジャ50と、コア46およびスリーブ48に外挿された円筒状のボビン52と、ボビン52に巻回され、通電により磁気回路を生成する電磁コイル54と、電磁コイル54を外方から覆うように設けられ、ヨークとしても機能する円筒状のケース56と、ケース56の下端開口部を封止するように設けられた端部部材58とを備える。なお、本実施形態においては、ボディ5、コア46、ケース56および端部部材58が制御弁1全体のボディを形成している。プランジャ50とコア46との間には、プランジャ50をコア46から離間する方向に付勢するスプリング47(「付勢部材」として機能する)が介装されている。
On the other hand, the
弁本体2とソレノイド3とは、ボディ5の下端部がコア46の上端開口部に圧入されることにより固定されている。コア46と副弁体36との間に圧力室24が形成されている。一方、コア46の中央を軸線方向に貫通するように、作動ロッド38が挿通されている。作動ロッド38の下端部がプランジャ50の上半部に圧入され、作動ロッド38とプランジャ50とが同軸状に接続されている。
The
作動ロッド38は、プランジャ50により下方から支持され、主弁体30、副弁体36およびパワーエレメント6と作動連結可能に構成されている。作動ロッド38は、コア46とプランジャ50との吸引力であるソレノイド力を、主弁体30又は副弁体36に適宜伝達する。一方、作動ロッド38には、パワーエレメント6の伸縮作動による駆動力(「感圧駆動力」ともいう)がソレノイド力と対抗するように負荷される。すなわち、主弁の制御状態においては、ソレノイド力と感圧駆動力とにより調整された力が主弁体30に作用し、主弁の開度を適切に制御する。主弁の閉時には、ソレノイド力の大きさに応じて作動ロッド38がボディ5に対して相対変位し、副弁体36を押し上げて副弁を開弁させる。それによりブリード機能を発揮させる。
The operating
コア46の上端部にはリング状の軸支部材60が圧入されており、作動ロッド38は、その軸支部材60によって軸線方向に摺動可能に支持されている。軸支部材60の外周面の所定箇所には、軸線に平行な連通溝が形成されている。圧力室24のクランク圧力Pcは、その連通溝、作動ロッド38とコア46との間隙により形成される連通路62を通ってスリーブ48の内部にも導かれる。
A ring-shaped
連通路62は、スリーブ48内をオイルダンパ室とするためのオリフィスとして機能する。すなわち、本実施形態では、制御弁1の製造工程において、圧縮機の潤滑用として冷媒に含まれるオイルと同種のオイルを予めスリーブ48内に入れておく。本実施形態では、軸支部材60に設けられた連通溝が、スリーブ48へのオイルの出入りに対して抵抗となる絞り通路として機能する。このような構成により、スリーブ48をオイルダンパ室として機能させることができ、そのスリーブ48に配置されたプランジャ50の微小振動などが抑制される。その結果、そのような微小振動による騒音の発生が防止または抑制される。なお、変形例においては、連通路62が、スリーブ48へのオイルの出入りに対して抵抗となる絞り通路として機能するようにしてもよい。すなわち、軸支部材60に設けられた連通溝および連通路62の少なくとも一方が、絞り通路として機能するようにすればよい。なお、スプリング47が、コア46とプランジャ50とを両者を互いに離間させる方向に付勢するオフばねとして機能する。
The
スリーブ48は非磁性材料からなる。プランジャ50の側面には軸線に平行な複数の連通溝66が設けられ、プランジャ50の下端面には半径方向に延びて内外を連通する複数の連通溝68が設けられている。このような構成により、図示のようにプランジャ50が下死点に位置しても、クランク圧力Pcがプランジャ50とスリーブ48との間隙を通って背圧室70に導かれるようになっている。
The
ボビン52からは電磁コイル54につながる一対の接続端子72が延出し、それぞれ端部部材58を貫通して外部に引き出されている。同図には説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。端部部材58は、ケース56に内包されるソレノイド3内の構造物全体を下方から封止するように取り付けられている。端部部材58は、耐食性を有する樹脂材のモールド成形(射出成形)により形成され、その樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙にも満たされている。このように樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙に樹脂材を満たすことで、電磁コイル54で発生した熱をケース56に伝達しやすくし、その放熱性能を高めている。端部部材58からは接続端子72の先端部が引き出されており、図示しない外部電源に接続される。
A pair of
図2は、図1の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ5は、第1ボディ81と第2ボディ82とを組み付けて構成されている。第1ボディ81は、外径が上方に向かって段階的に小さくなる段付円筒状をなし、その内方に形成されたガイド孔27にて副弁体36の下半部を摺動可能に支持している。第2ボディ82は、段付円筒状をなし、その下半部が第1ボディ81の上半部に内挿されるように固定されている。ボディ5は、第1ボディ81と第2ボディ82との連結により、ソレノイド3の側からパワーエレメント6の側に向けて外径が小さくなるように構成され、図示しない圧縮機の取付穴への挿入容易性が高められている。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of FIG.
The
第2ボディ82の下方側部には、内外を連通する連通孔83が設けられている。第1ボディ81と第2ボディ82とのオーバラップ部にポート14が形成されている。パワーエレメント6は、第2ボディ82の上半部に収容されるように設けられている。第2ボディ82の下半部の内径がやや縮径されることによりガイド孔25,26が形成されている。ガイド孔26の摺動面には、シール用のOリング28(「シール部材」として機能する)が設けられている。これにより、ポート14から導入された高圧の冷媒が、副弁体36とガイド孔26との間隙を通ってポート16へ漏洩することが防止されている。
A
主弁体30の上面90は、主弁座22に着脱して主弁を開閉する「着脱部」として機能するとともに、主弁座22に着座した状態で副弁体36を上方(副弁の開弁方向)に押圧する「係合部」としても機能する。一方、副弁体36の中間部の上面92は、第2ボディ82の下面に係止されることで副弁体36の上方への変位が規制される「係止部」として機能する。作動ロッド38の上端部94は、副弁体36の上端部に摺動可能に挿通され、圧力室23を他の圧力室から隔離する隔壁としても機能している。
The
このような構成により、ソレノイド3が非通電のときには、スプリング47(図1参照)の付勢力により作動ロッド38が押し下げられる。その結果、図示のように、主弁体30が主弁座22から離間し、主弁が全開状態となる。副弁体36は、スプリング44の付勢力により副弁の閉弁状態を維持するが、副弁体36が副弁座34に着座することによりその下方への変位が規制されている。本実施形態では、副弁の閉弁状態において上面92が第2ボディ82の下面から所定間隔L1をあけて離間するように副弁体36の形状および大きさが設定されている。
With such a configuration, when the
パワーエレメント6は、ベローズ45の上端開口部を第1ストッパ84(「ベース部材」に該当する)により閉止し、下端開口部を第2ストッパ86(「ベース部材」に該当する)により閉止して構成されている。第1ストッパ84は段付円柱状をなし、ベローズ45の内方にて軸線方向に延在する。第2ストッパ86は円板状をなし、その上面中央部が第1ストッパ84の下端面と対向配置される。ベローズ45の内部は密閉された基準圧力室Sとなっており、第1ストッパ84と第2ストッパ86との間に、ベローズ45を伸長方向に付勢するスプリング88が介装されている。基準圧力室Sは、本実施形態では真空状態とされている。第1ストッパ84は、端部部材13と一体成形されている。したがって、第1ストッパ84は、ボディ5に対して固定された状態となる。ベローズ45は、圧力室23の吸入圧力Psと基準圧力室Sの基準圧力との差圧に応じて軸線方向(主弁の開閉方向)に伸長または収縮する。ただし、その差圧が大きくなってもベローズ45が所定量収縮すると、第2ストッパ86が第1ストッパ84に当接して係止されるため、その収縮は規制される。
The
以上の構成において、主弁体30と主弁座22とにより主弁が構成され、その主弁の開度によって吐出室からクランク室へ導入される冷媒流量が調整される。また、副弁体36と副弁座34とにより副弁が構成され、その副弁の開閉によりクランク室から吸入室への冷媒の導出が許容または遮断される。すなわち、制御弁1は、主弁と副弁のいずれか一方を開弁させることにより冷媒の流れを切り替える三方弁としても機能する。
In the above configuration, the
本実施形態においては、副弁体36の副弁における有効受圧径A(シール部径)と、副弁体36のガイド孔27との摺動部の有効受圧径B(シール部径)とが等しく設定されている。このため、副弁体36に作用するクランク圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響の大部分がキャンセルされる。また、副弁体36のガイド孔25との摺動部の有効受圧径C(シール部径)と、副弁体36のガイド孔26との摺動部の有効受圧径D(シール部径)とが等しく設定されている。このため、副弁体36に作用する吐出圧力Pdの影響はキャンセルされる。
In the present embodiment, the effective pressure receiving diameter A (seal part diameter) of the sub valve of the
すなわち、副弁体36を大きく形成した部分については、クランク圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響がキャンセルされる。一方、副弁体36の上半部である小径部には、クランク圧力Pcと吸入圧力Psとの差圧(Pc−Ps)が副弁の開弁方向に作用するが、この差圧は比較的小さいため、スプリング44による副弁の閉弁方向の付勢力よりも大きくはならない。その結果、副弁体36を大きく構成したにもかかわらず、圧縮機の制御時には副弁の閉弁状態を安定に保持することができ、圧縮機の起動時にはソレノイド3の起動により副弁を速やかに開弁させることができる。言い換えれば、副弁体36を大きく形成する部分についてクランク圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響をキャンセルするため、この部分の大きさを変更しても、差圧(Pc−Ps)により副弁体36が受ける荷重は大きくならない。このため、副弁体36の大きさを自由に設定することが可能となる。また、主弁体30の主弁における有効受圧径E(シール部径)と、主弁体30の摺動部の有効受圧径F(シール部径)とが等しく設定されている。これにより、主弁体30に作用する吐出圧力Pdの影響がキャンセルされ、主弁の制御時に主弁体30の挙動を安定に保つことができる。
なお、変形例においては、副弁体36の下端開口部の外径を小さくして段差形状にするなどして、有効受圧径Dと有効受圧径Eとの差(D−E)による有効受圧面積と、有効受圧径Bと有効受圧径Aとの差(B−A)による有効受圧面積とを等しくしてもよい。それにより、副弁体36に作用する差圧(Pc−Ps)による影響をキャンセルしてもよい。あるいは、有効受圧径Cによる有効受圧面積(有効受圧径Fによる有効受圧面積を含む中実部分の面積)と、有効受圧径Bと有効受圧径Aとの差(B−A)による有効受圧面積とを等しくしてもよい。それにより、主弁体30と副弁体36とが一体になったときに作用する吸入圧力Psの影響をキャンセルしてもよい。
That is, the influence of the crank pressure Pc and the suction pressure Ps is canceled for the portion where the
In the modified example, the effective pressure received by the difference (D−E) between the effective pressure receiving diameter D and the effective pressure receiving diameter E is obtained by reducing the outer diameter of the lower end opening of the
このような構成において、制御弁1の安定した制御状態においては、圧力室23の吸入圧力Psが所定の設定圧力Psetとなるよう主弁が自律的に動作する。この設定圧力Psetは、基本的にはスプリング44,47,88のばね荷重およびベローズ45の荷重によって予め調整され、蒸発器内の温度と吸入圧力Psとの関係から、蒸発器の凍結を防止できる圧力値として設定される。設定圧力Psetは、ソレノイド3への供給電流(設定電流)を変えることにより変化させることができる。本実施形態では、制御弁1の組み付けが概ね完了した状態で端部部材13の圧入量を再調整することで、スプリングの設定荷重を微調整することができ、設定圧力Psetを正確に調整することができる。
In such a configuration, when the
一方、制御弁1の起動時においては、ソレノイド3への通電により作動ロッド38を副弁体36に対して相対変位させることにより、主弁体30を主弁座22に着座させて主弁を閉じ、その主弁体30を介して副弁体36に開弁方向の駆動力を与えることができる。それにより、副弁体36を副弁座34からリフトさせて副弁を開くことができる。すなわち、制御弁1は、ソレノイド3の駆動力を用いて副弁を強制的に開弁させるための「強制開弁機構」を有する。なお、この構成は、副弁体36とガイド孔25,26,27との摺動部への異物の噛み込みにより副弁体36がロックした場合に、それを解除するロック解除機構(連動機構、押圧機構)としても機能する。
On the other hand, when the
次に、制御弁の動作について説明する。
図3および図4は、制御弁の動作を表す図であり、図2に対応する。既に説明した図2は、制御弁の最小容量運転状態を示している。図3は、制御弁のブリード機能を動作させたときの状態を示している。図4は、比較的安定した制御状態を示している。以下においては、図1に基づき、適宜図2〜図4を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the control valve will be described.
3 and 4 are diagrams showing the operation of the control valve, and correspond to FIG. FIG. 2 which has already been described shows the minimum capacity operation state of the control valve. FIG. 3 shows a state when the bleed function of the control valve is operated. FIG. 4 shows a relatively stable control state. In the following, description will be given based on FIG. 1 and with reference to FIGS.
制御弁1においてソレノイド3が非通電のとき、つまり自動車用空調装置が動作していないときには、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しない。一方、吸入圧力Psは比較的高い状態にある。このため、図2に示すように、ベローズ45が縮小し、パワーエレメント6は実質的に機能しない。また、スプリング47の付勢力により作動ロッド38が押し下げられ、主弁体30が主弁座22から離間して主弁が全開状態となる。一方、スプリング44の付勢力により副弁体36が副弁座34に着座した状態を保ち、副弁は閉弁状態を保持する。
When the
一方、自動車用空調装置の起動時など、ソレノイド3の電磁コイル54に制御電流が供給されると、図3に示すように、ソレノイド力により作動ロッド38が上方に駆動され、主弁が閉じられ、副弁が開かれる。すなわち、まず作動ロッド38が副弁体36に対して相対変位することにより、主弁体30が主弁座22に着座して主弁を閉じる。続いて、主弁体30を主弁座22に着座させたまま、作動ロッド38がボディ5に対してさらに相対変位することにより、副弁体36が副弁座34から離間して副弁を開弁させる。ただし、副弁体36の上面92がボディ5に係止されることにより、副弁体36のリフト量(つまり副弁の開度)は規制される。なお、起動時は通常、吸入圧力Psが比較的高いため、ベローズ45が縮小状態を維持し、副弁の開弁状態が維持される。
On the other hand, when a control current is supplied to the
すなわち、ソレノイド3に起動電流が供給されると、主弁が閉じてクランク室への吐出冷媒の導入を規制するとともに副弁が開いてクランク室内の冷媒を吸入室に速やかにリリーフさせる。その結果、圧縮機を速やかに起動させることができる。なお、例えば車両が低温環境下におかれた場合のように、吸入圧力Psが低く、ベローズ45が伸長した状態においても、ソレノイド3に大きな電流を供給することで副弁を開弁させることができ、圧縮機を速やかに起動させることができる。
That is, when a starting current is supplied to the
なお、このような制御弁1の起動時に、仮に副弁体36の摺動部への異物の噛み込みにより副弁体36が開弁方向にロックしていたとしても、ソレノイド力により副弁体36を押圧することによりそのロックを解除させることができる。また、仮に副弁体36の摺動部への異物の噛み込みにより副弁体36が閉弁方向にロックしたとしても、制御弁1の起動により吸入圧力Psが低下し、ベローズ45が伸長すると、第2ストッパ86が副弁体36の上端面に当接してこれを下方に押圧することによりそのロックを解除させることができる。
Even when the
そして、ソレノイド3に供給される電流値が所定値に設定された制御状態にあるときには、図4に示すように、吸入圧力Psが比較的低いためにベローズ45が伸長し、作動ロッド38と作動連結される。これにより、主弁体30が動作して主弁の開度を調整する。このとき、主弁体30は、スプリング47による開弁方向の力と、ソレノイド3による閉弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Psに応じて動作するパワーエレメント6によるソレノイド力に対抗する力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。なお、主弁の制御状態においては、スプリング44の付勢力により副弁体36が副弁座34に着座した状態を保つため、副弁の閉弁状態が維持される。
When the current value supplied to the
そして、たとえば冷凍負荷が大きくなり吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも高くなると、ベローズ45が縮小するため、主弁体30が相対的に上方(閉弁方向)へ変位する。その結果、主弁の弁開度が小さくなり、圧縮機は吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが低下する方向に変化する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも低くなると、ベローズ45が伸長する。その結果、パワーエレメント6による付勢力がソレノイド力に対抗する方向に作用する。この結果、主弁体30への閉弁方向の力が低減されて主弁の弁開度が大きくなり、圧縮機は吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが設定圧力Psetに維持される。
For example, when the refrigeration load increases and the suction pressure Ps becomes higher than the set pressure Pset, the
このような定常制御が行われている間にエンジンの負荷が大きくなり、空調装置への負荷を低減させたい場合、制御弁1においてソレノイド3がオンからオフに切り替えられる。そうすると、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しなくなるため、スプリング47の付勢力により主弁体30が主弁座22から離間し、主弁が全開状態となる。このとき、副弁体36は副弁座34に着座しているため、副弁は閉弁状態となる。圧縮機の吐出室からポート16に導入された吐出圧力Pdの冷媒は、全開状態の主弁を通過し、ポート14からクランク室へと流れることになる。したがって、クランク圧力Pcが高くなり、圧縮機は最小容量運転を行うようになる。
When such steady control is being performed, the load on the engine increases, and when it is desired to reduce the load on the air conditioner, the
図5は、制御弁の弁開度特性を表す図である。同図の横軸は作動ロッド38の変位を示し、縦軸は主弁および副弁の弁開度(開口面積)を示している。作動ロッド38の変位は、主弁体30の主弁座22からのリフト量および副弁体36の副弁座34からのリフト量に対応している。図中の実線が主弁を示し、一点鎖線が副弁を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a valve opening characteristic of the control valve. In the figure, the horizontal axis indicates the displacement of the operating
図2に示したようにソレノイド3がオフされて作動ロッド38が下死点にあるときに、主弁体30のリフト量が最大となり、図3に示したようにソレノイド3がオフからオンにされて作動ロッド38が上死点にあるときに副弁体36のリフト量が最大となる。作動ロッド38の変位の中間点には、主弁体30と副弁体36のリフト量がともにゼロ、つまり主弁と副弁が同時に閉弁状態となる全閉ポイントが存在する。作動ロッド38がその全閉ポイントを基準に下方へ変位すると、副弁が閉じられたまま主弁の開度が徐々に大きくなる。逆に、作動ロッド38がその全閉ポイントを基準に上方へ変位すると、主弁が閉じられたまま副弁の開度が徐々に大きくなる。作動ロッド38が上方へ変位する過程で主弁が閉じると同時に副弁が開き始める。また、作動ロッド38が下方へ変位する過程で副弁が閉じると同時に主弁が開き始めるようになる。
As shown in FIG. 2, when the
ただし、本実施形態では、副弁体36の副弁におけるシール部径が、主弁体30の主弁におけるシール部径よりも相当大きいため、主弁よりも副弁のほうが、弁体リフト量−弁開度(開口面積)の弁開度特性の傾きが大きくなる。すなわち、副弁体36のリフト量(作動ロッド38の変位)に対して副弁の開口面積を大きく変化させることができるため、副弁開時に大きな流量を得ることができる。その結果、圧縮機の起動性を向上させることができる。特に、圧縮機の起動時においては差圧(Pc−Ps)が小さい状態で液冷媒を抜かなければならないため、副弁の開度は大きいほうが望ましく、本実施形態の構成はその点でメリットがある。一方、主弁体30のリフト量(作動ロッド38の変位)に対して主弁の開口面積を相対的に細かく調整できるため、主弁の弁開度特性を安定に保つことができるとともに、圧縮機の容量制御を高精度に維持することができる。
However, in this embodiment, since the seal part diameter in the subvalve of the
以上に説明したように、本実施形態では、副弁座34が主弁体30に形成されるのではなく、ボディ5の一部に形成される。このため、主弁体30の大きさに関わりなく、副弁孔32および副弁体36の大きさを設定することができる。すなわち、主弁の大きさに関わりなく副弁の大きさを設定することができる。特に、副弁体36をパワーエレメント6よりもソレノイド3に近い側、つまりボディ5の外径が大きくなる側に設けることにより、副弁体36を十分に大きくすることができる。本実施形態では上述のように、副弁の弁開度特性の傾きが主弁のそれより相当大きくなるようにしたため、副弁開時に大きな流量が得られ、ブリード機能を高めることができる。また、副弁体36に主弁座22を一体に設けたことで、部品点数を削減することができる。さらに、主弁座22(弁座形成部)と副弁体36が一体となることで、主弁が閉じた後に主弁座22が動くと同時に、その主弁座22と一体である副弁体36が動いて副弁が開くため、主弁の閉じるタイミングと副弁の開くタイミングとを個別に調整する必要がなくなり、部品の選定や調整部位が削減でき、組み立て性が飛躍的に向上する。
As described above, in the present embodiment, the
[第2実施形態]
図6は、第2実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。以下では第1実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第1実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of the control valve according to the second embodiment. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
制御弁201は、弁本体202とソレノイド203とを一体に組み付けて構成される。ボディ205は単一の部材からなり、その上端開口部にアジャスト部材213が螺着されている。ポート12は、ボディ205の上部において側方に開口している。ポート14には環状のストレーナ17が取り付けられている。ストレーナ17は、ボディ205の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのフィルタを含む。作動ロッド238の上端部は、パワーエレメント206の内方にまで延在している。副弁体236の上端部は圧力室23には露出しておらず、吐出圧力Pdを受圧する。
The
一方、ソレノイド203は、コア246、スリーブ248と、プランジャ250、ボビン52、電磁コイル54、ケース256、および端部部材58とを備える。なお、本実施形態においては、ボディ205、ケース256および端部部材58が制御弁201全体のボディを形成している。プランジャ250の上部には、作動ロッド238の下端部が挿通されている。プランジャ250とコア246との間にスプリングは設けられていない。一方、副弁体236と作動ロッド238との間に、プランジャ250をコア246から離間する方向に付勢するためのスプリング247(「付勢部材」として機能する)が介装されている。
On the other hand, the
弁本体202とソレノイド203とは、ボディ205の下端部がケース256の上端部に圧入されることにより固定されている。コア246の上面には弁座部材260が嵌着されており、その弁座部材260の上面が副弁座34を形成している。弁座部材260は、非磁性の環状部材であり、本実施形態ではPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなるが、ゴム等の弾性体であってもよい。弁座部材260は、コア246に対して嵌着されてもよいし、焼き付けられてもよい。
The
図7は、図6の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ205のガイド孔25は、作動ロッド238の上部262を摺動可能に支持する。作動ロッド238における主弁体30の下方には、ばね受け部材240が設けられている。副弁体236とばね受け部材240との間にスプリング247が介装されている。スプリング247は、副弁体236を開弁方向に付勢する。本実施形態では、第1実施形態のように作動ロッド238とプランジャ250とを固定していないが、スプリング247の反力により作動ロッド238がプランジャ250の側に付勢されるため、作動ロッド238とプランジャ250との当接状態を常に維持することができる。言い換えれば、作動ロッド238をプランジャ250に圧入する必要のない構成とされている。
7 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of FIG.
The
副弁体236は、ガイド孔26およびガイド孔27に摺動可能に挿通されている。すなわち、副弁体236は、ボディによる2点支持がなされている。副弁体236のガイド孔26との対向面には、シール用のOリング228(「シール部材」として機能する)が設けられている。これにより、ポート14から導入された冷媒が、副弁体236とガイド孔26との間隙を通ってポート16へ漏洩することが防止されている。
The
パワーエレメント206は、ベース部材284とベローズ245を含んで構成される。ベース部材284は、金属材をプレス成形して有底円筒状に構成されており、その下端開口部に半径方向外向きに延出するフランジ部286を有する。ベローズ245は、蛇腹状の本体の上端部が閉止され、下端開口部がフランジ部286の上面に気密に溶接されている。ベローズ45は、ベース部材284の本体を軸芯として伸縮する。ベローズ245は、フランジ部286とは反対側端部がアジャスト部材213に支持されている。フランジ部286とボディ205との間には、ベローズ245を縮小方向に付勢するスプリング290(「付勢部材」として機能する)が介装されている。
The
すなわち、パワーエレメント206は、アジャスト部材213とボディ205との間に弾性的に支持されている。アジャスト部材213のボディ205への螺入量を調整することにより、パワーエレメント206の設定荷重(スプリング88の設定荷重)を調整できるようにされている。なお、ベース部材284の本体は、ベローズ245の内方をその底部近傍まで延在し、その上底部がベローズ245の底部に近接配置される。作動ロッド238の上端部は、そのベース部材284の本体に挿通されている。
That is, the
本実施形態においても、主弁体30の主弁における有効受圧径E(シール部径)と、作動ロッド238の摺動部の有効受圧径F(シール部径)とが等しく設定されている。これにより、主弁体30に作用する吐出圧力Pdの影響がキャンセルされ、主弁の制御が安定化される。一方、副弁体236の上端部がポート14に開放されているため、副弁体236には、吐出圧力Pdとクランク圧力Pcとの差圧(Pd−Pc)が副弁の閉弁方向に作用する。主弁の制御時には、この差圧(Pd−Pc)により副弁体236が副弁座34に押し付けられるため、副弁の閉弁状態が安定に保持される。つまり、主弁の制御が安定に維持される。
Also in the present embodiment, the effective pressure receiving diameter E (seal part diameter) of the main valve of the
一方、圧縮機の起動時には差圧(Pd−Pc)が小さいため、ソレノイド203の駆動力により副弁を速やかに開くことができる。副弁体236が一旦リフトを開始すると、上述のように副弁の開口面積が速やかに大きくなるため、ブリード機能を有効に発揮することができる。本実施形態の制御弁201によっても図5に示した弁開度特性を実現することができる。
On the other hand, since the differential pressure (Pd−Pc) is small when the compressor is started, the auxiliary valve can be quickly opened by the driving force of the
また、本実施形態では、磁性体からなるコア246に対して非磁性の弁座部材260を設け、その弁座部材260に副弁体236を着脱させる構成としたため、第1実施形態と比較して副弁のシール性が向上している。すなわち、ポート14を介して導入される冷媒には金属粉等の異物が含まれることがある。圧縮機のピストン等にて摩耗して発生した金属粉が冷媒とともに吐出されるためである。このような異物は、コア等の磁気回路を構成する部材の表面に引き寄せられ易い。このため、第1実施形態のようにコア自体に弁座(副弁座)が形成される構成では、その弁座に異物が付着・滞留し、弁部のシール性を低下させる虞がある。
In the present embodiment, a non-magnetic
この点につき、本実施形態では、コア246に非磁性の弁座部材260を設け、その弁座部材260に副弁座34を形成したため、そのような異物の付着を防止又は抑制することができる。その結果、副弁体236と副弁座34との間のシール性を良好に維持することができる。なお、弁座部材260を弾性又は可撓性を有する部材にて構成することにより、仮に僅かな異物が付着したとしても、副弁体236が着座したときの弁座部材260の撓みにより、シール性を維持することはできる。
In this regard, in the present embodiment, since the nonmagnetic
すなわち、本実施形態のようにソレノイドの磁気回路を形成する磁性部材に弁座を設ける構成においては、その磁性部材の一部に非磁性体を装着するなどして「非磁性部」を設け、その非磁性部に弁座を形成すると同様の作用効果を得ることができる。「非磁性部」は弾性部材又は可撓性部材からなるのが好ましい。なお、そのような弁座に着脱する弁体の着脱部を弾性部材又は可撓性部材にて構成してもよい。このような技術思想は、副弁に限らず、主弁にも適用することができる。また、単一の弁を有する制御弁についても適用することができる。 That is, in the configuration in which the valve seat is provided on the magnetic member forming the magnetic circuit of the solenoid as in the present embodiment, a “nonmagnetic part” is provided by attaching a nonmagnetic material to a part of the magnetic member, When a valve seat is formed in the nonmagnetic part, the same effect can be obtained. The “nonmagnetic part” is preferably made of an elastic member or a flexible member. In addition, you may comprise the attachment or detachment part of the valve body attached to or detached from such a valve seat with an elastic member or a flexible member. Such a technical idea can be applied not only to the auxiliary valve but also to the main valve. It can also be applied to a control valve having a single valve.
[第3実施形態]
図8は、第3実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、副弁と主弁との位置関係が第2実施形態と異なる。このため、以下では第2実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第2実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of the control valve according to the third embodiment. The control valve of this embodiment differs from the second embodiment in the positional relationship between the sub valve and the main valve. For this reason, below, it demonstrates centering on difference with 2nd Embodiment. In the figure, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
制御弁301は、弁本体302とソレノイド303とを一体に組み付けて構成される。ボディ305の上端開口部には、アジャスト部材313が螺着されている。ポート12は、アジャスト部材313を貫通するように設けられている。ポート12とポート14との間にポート16が設けられている。ボディ305の上部には、ガイド孔327(「第3ガイド孔」として機能する)が設けられている。ガイド孔26は、ガイド孔25,327よりも若干大きくされている。
The
副弁体336は、段付円筒状をなし、ガイド孔327,25,26に挿通されている。すなわち、副弁体336は、ボディによる2点支持がなされている。ボディ305においてポート14とポート16とを離隔する隔壁の上面に副弁座34が形成されている。副弁体336は、ガイド孔327の下方においてボディ305を内側の圧力室325と外側の圧力室326に区画する。圧力室325は、圧力室23を介してポート12に連通する。一方、圧力室326はポート16に連通する。副弁体36の中間部および下部には、それぞれ内外を連通する連通孔337,35が設けられている。連通孔337は、副弁孔32と圧力室23とを連通させる。
The
副弁体336の下部に主弁孔20が設けられ、その下端開口部に主弁座22が形成されている。作動ロッド338は、その上半部が副弁体336を貫通してパワーエレメント206と作動連結可能に接続される。副弁体336のガイド孔26との対向面にはOリング228が設けられている。
The
ボディ305とソレノイド303との間には、中間圧力室328が形成されている。副弁体336の下端部(主弁座22)が中間圧力室328に露出する。主弁体30は、中間圧力室328側から主弁座22に着脱して主弁を開閉する。一方、ボディ305には、中間圧力室328と圧力室326とを連通させる連通路350が設けられている。すなわち、ポート14から導入された吐出圧力Pdの冷媒は、主弁を経ることでクランク圧力Pcに減圧されて一旦中間圧力室328に導入され、連通路350および圧力室326を介してポート16へ導かれる。
An
なお、同図には示されないが、コア346とプランジャ250との間にプランジャ250をコア346から離間する方向に付勢するスプリング47が介装されている(図1,図6参照)。パワーエレメント206と副弁体336との間にスプリング290が介装されている。本実施形態においては、ボディ305、ケース256および端部部材58が制御弁301全体のボディを形成している。
Although not shown in the figure, a
このような構成により、ソレノイド303が非通電のときには図示のように、スプリング290の付勢力により副弁の閉弁状態が維持される。また、スプリング47(図1参照)により作動ロッド338が下方へ押し下げられるため、主弁体30が主弁座22から離間し、主弁が全開状態となる。
With such a configuration, when the
制御弁301の安定した制御状態においては、主弁体330は、ソレノイド力により押し上げられているが、副弁体336とは係合しないため、副弁が開かれることはない。主弁体330は、圧力室23の吸入圧力Psが所定の設定圧力Psetとなるように自律的に動作する。
In a stable control state of the
一方、制御弁301の起動時においては、ソレノイド303への通電により作動ロッド338が副弁体336に対して相対変位することにより、主弁体330が主弁座22に着座して主弁を閉じる。このとき、主弁を閉じたまま作動ロッド338をボディ305に対してさらに変位させることで、副弁体336を副弁座34からリフトさせて副弁を開くことができる。すなわち、制御弁301も、ソレノイド303の駆動力を用いて副弁を強制的に開弁させるための「強制開弁機構」を有する。なお、この構成は、副弁体336とガイド孔25,26,327との摺動部への異物の噛み込みにより副弁体36がロックした場合に、それを解除するロック解除機構(連動機構、押圧機構)としても機能する。また、制御弁301によっても図5に示した弁開度特性を実現することができる。
On the other hand, when the
[第4実施形態]
図9は、第4実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、主弁体の受圧構成が第2実施形態と異なる。このため、以下では第2実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第2実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of the control valve according to the fourth embodiment. The control valve of the present embodiment is different from the second embodiment in the pressure receiving configuration of the main valve body. For this reason, below, it demonstrates centering on difference with 2nd Embodiment. In the figure, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
制御弁401は、弁本体402とソレノイド403とを一体に組み付けて構成される。ボディ405のポート16にもストレーナ17が設けられている。コア446の上端部がボディ405の内方にやや突出し、その上端開口部にリング状のガイド部材460が圧入されている。副弁体436は、コア446の上端面に着脱して副弁を開閉する。コア446には、ガイド部材460と軸支部材60とにより囲まれる圧力室462が形成され、その圧力室462とポート18とを連通させる連通孔448が形成されている。
The
作動ロッド438は、第1ロッド440と第2ロッド442に分割されている。第1ロッド440はパワーエレメント206に連結され、第2ロッド442はプランジャ250(図6参照)に連結される。第1ロッド440は、その下端部がガイド部材460に摺動可能に支持されている。第2ロッド442は、その上端部が軸支部材60に摺動可能に支持され、その先端が半球状に形成されている。第2ロッド442は、第1ロッド440の下端面に点接触する態様で作動連結される。圧力室462に吸入圧力Psが導入されるため、スリーブ248(図6参照)の内方には吸入圧力Psが満たされ、第1ロッド440の下端面には吸入圧力Psが作用するようになる。主弁体30およびばね受け部材240は、第1ロッド440に設けられている。
The operating
このような構成において、主弁体30の主弁における有効受圧径E(シール部径)と、第1ロッド440の上側摺動部の有効受圧径F(シール部径)と、第1ロッド440の下側摺動部の有効受圧径G(シール部径)とが等しく設定されている。これにより、主弁体30に作用する吐出圧力Pd、クランク圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響がキャンセルされる。主弁体30には差圧(Pc−Ps)が作用しなくなり、主弁の制御時に主弁体30の挙動をより安定に保つことができる。なお、変形例においては、第1ロッド440と第2ロッド442とを一体に形成してもよい。
In such a configuration, the effective pressure receiving diameter E (seal part diameter) of the main valve of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Absent.
上記各実施形態では、制御弁として、被感知圧力として吸入圧力Psを感知して動作するいわゆるPs感知弁を示したが、クランク圧力Pcを感知して動作するいわゆるPc感知弁として構成してもよい。その場合、ポート12をクランク室に連通させる。
In each of the above embodiments, the control valve is a so-called Ps sensing valve that operates by sensing the suction pressure Ps as the sensed pressure. However, the control valve may be configured as a so-called Pc sensing valve that operates by sensing the crank pressure Pc. Good. In that case, the
上記実施形態では、パワーエレメント6を構成する感圧部材としてベローズ45,245を採用する例を示したが、ダイヤフラムを採用してもよい。その場合、その感圧部材として必要な動作ストロークを確保するために、複数のダイヤフラムを軸線方向に連結する構成としてもよい。
In the said embodiment, although the example which employ | adopts the bellows 45,245 as a pressure sensitive member which comprises the
上記各実施形態では、クランク室に連通するクランク室連通ポート(導入出ポート)として、単一のポート16を設ける例を示した。変形例においては、クランク室連通ポートを、主弁を経由した冷媒をクランク室へ導出する第1ポート(導出ポート)と、クランク室の冷媒を導入する第2ポート(導入ポート)とに分けて構成してもよい。
In each of the above embodiments, an example in which a
上記実施形態では、スプリング44,47,247,290等に関し、付勢部材としてスプリング(コイルスプリング)を例示したが、ゴムや樹脂等の弾性材料、あるいは板ばね等の弾性機構を採用してもよいことは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the spring (coil spring) is exemplified as the biasing member with respect to the
上記実施形態では、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室に導入する冷媒の流量又は圧力を調整するいわゆる入れ制御の制御弁を示したが、変形例においては、クランク室から吸入室へ導出する冷媒の流量又は圧力を調整するいわゆる抜き制御の制御弁として構成してもよい。抜き制御とする場合、例えば上記第1〜第4実施形態のいずれかの制御弁において、副弁の開弁領域を制御領域として使用するようソレノイド力を調整することが考えられる。すなわち、上記実施形態では入れ制御を行っていたため、図5における全閉ポイントの左側、つまり主弁の開弁領域を制御領域として使用していた。抜き制御の場合には、図5における全閉ポイントの右側、つまり副弁の開弁領域を制御領域として使用することになる。また、作動ロッドの長さ、プランジャの長さ、あるいは作動ロッドにおける主弁体の位置を調整することにより、図5における全閉ポイントをより下死点側に変更し、作動ロッドの変位に対する副弁体の制御範囲を大きくしてもよい。それにより、副弁の開弁領域を制御領域とする抜き制御を実現してもよい。また、例えば他の形態の三方弁など、共用のボディに主弁と副弁とが設けられ、単一のソレノイドにより駆動される複合弁であれば、上記実施形態の構成を適用することができる。 In the above embodiment, a so-called control valve for adjusting the flow rate or pressure of the refrigerant introduced from the discharge chamber of the variable capacity compressor to the crank chamber has been shown. However, in a modified example, the control valve is led out from the crank chamber to the suction chamber. You may comprise as a control valve of what is called extraction control which adjusts the flow volume or pressure of a refrigerant | coolant. In the case of the removal control, for example, in the control valve of any of the first to fourth embodiments, it is conceivable to adjust the solenoid force so as to use the valve opening region of the auxiliary valve as the control region. That is, since the insertion control is performed in the above embodiment, the left side of the fully closed point in FIG. 5, that is, the open region of the main valve is used as the control region. In the case of the removal control, the right side of the fully closed point in FIG. 5, that is, the open region of the auxiliary valve is used as the control region. Further, by adjusting the length of the actuating rod, the length of the plunger, or the position of the main valve element in the actuating rod, the fully closed point in FIG. You may enlarge the control range of a valve body. Thereby, the removal control using the valve opening region of the auxiliary valve as the control region may be realized. Further, for example, the configuration of the above embodiment can be applied as long as it is a compound valve in which a main valve and a subvalve are provided in a common body, such as a three-way valve of another form, and is driven by a single solenoid. .
上記実施形態では、ベローズ45,245の内部の基準圧力室Sを真空状態としたが、大気を満たしたり、基準となる所定のガスを満たすなどしてもよい。あるいは、吐出圧力Pd、クランク圧力Pc、および吸入圧力Psのいずれかを満たすようにしてもよい。そして、パワーエレメント6,206が適宜ベローズの内外の圧力差を感知して作動する構成としてもよい。
In the above embodiment, the reference pressure chamber S inside the
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and modification, A component can be deform | transformed and embodied in the range which does not deviate from a summary. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications. Moreover, you may delete some components from all the components shown by the said embodiment and modification.
1 制御弁、 3 ソレノイド、 5 ボディ、 6 パワーエレメント、 22 主弁座、 30 主弁体、 34 副弁座、 36 副弁体、 38 作動ロッド、 45 ベローズ、 201 制御弁、 203 ソレノイド、 205 ボディ、 206 パワーエレメント、 236 副弁体、 238 作動ロッド、 245 ベローズ、 260 弁座部材、 301 制御弁、 303 ソレノイド、 305 ボディ、 330 主弁体、 336 副弁体、 338 作動ロッド、 401 制御弁、 402 弁本体、 403 ソレノイド、 405 ボディ、 438 作動ロッド、 460 ガイド部材、 462 圧力室。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記吐出室と前記クランク室とを連通させる主通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、
前記主通路に設けられた主弁座と、
前記主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座と、
前記副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた前記主弁の開弁方向の駆動力を発生する感圧部と、
供給される電流量に応じた前記主弁の閉弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
を備え、
前記主弁の制御時には前記副弁の閉弁状態を保ち、前記主弁が閉じた後に前記副弁が開弁するように構成され、
前記主弁体の前記主弁座からのリフト量に対する前記主弁の開口面積の変化よりも、前記副弁体の前記副弁座からのリフト量に対する前記副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有することを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。 Control for variable capacity compressor that changes the discharge capacity of the variable capacity compressor that compresses the refrigerant introduced into the suction chamber and discharges it from the discharge chamber by adjusting the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber into the crank chamber In the valve
A body formed with a main passage for communicating the discharge chamber and the crank chamber, and a sub-passage for communicating the crank chamber and the suction chamber;
A main valve seat provided in the main passage;
A main valve body that opens and closes the main valve by attaching to and detaching from the main valve seat;
An auxiliary valve seat provided in the auxiliary passage;
A sub-valve element that opens and closes the sub-valve by attaching to and detaching from the sub-valve seat;
A pressure sensing unit that receives a predetermined sensed pressure and generates a driving force in the valve opening direction of the main valve in accordance with the magnitude of the sensed pressure;
A solenoid that generates a driving force in the valve closing direction of the main valve in accordance with the amount of current supplied;
With
When the main valve is controlled, the auxiliary valve is kept closed, and the auxiliary valve is configured to open after the main valve is closed,
The change in the opening area of the sub valve with respect to the lift amount of the sub valve body from the sub valve seat is greater than the change in the opening area of the main valve with respect to the lift amount of the main valve body from the main valve seat. A control valve for a variable displacement compressor, characterized in that:
前記作動ロッドは、前記副弁体に挿通される一方、前記主弁体が一体に設けられ、
前記副弁体に前記主弁座が一体に設けられ、
前記主弁の制御状態においては前記作動ロッドが前記副弁体と相対変位することにより、前記副弁の閉弁状態が保たれたまま前記主弁体のリフト量が変化し、前記主弁が閉じると同時に前記作動ロッドと前記副弁体とが一体となることで、前記主弁の閉弁状態が保たれたまま前記副弁体のリフト量が変化するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の可変容量圧縮機用制御弁。 An operating rod interposed between the pressure-sensitive part and the solenoid;
The operating rod is inserted into the sub-valve body, while the main valve body is provided integrally,
The main valve seat is provided integrally with the sub valve body,
In the control state of the main valve, the operating rod is displaced relative to the sub valve body, so that the lift amount of the main valve body changes while the sub valve is kept closed, and the main valve is The actuating rod and the sub-valve element are integrated with each other at the same time as the closing, so that the lift amount of the sub-valve element is changed while the main valve is kept closed. The control valve for a variable capacity compressor according to claim 2.
前記吐出室と前記クランク室とを連通させる主通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、
前記主通路に設けられた主弁座と、
前記主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座と、
前記副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた前記副弁の閉弁方向の駆動力を発生する感圧部と、
供給される電流量に応じた前記副弁の開弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
を備え、
前記副弁の制御時には前記主弁の閉弁状態を保ち、前記副弁が閉じた後に前記主弁が開弁するように構成され、
前記主弁体の前記主弁座からのリフト量に対する前記主弁の開口面積の変化よりも、前記副弁体の前記副弁座からのリフト量に対する前記副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有することを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。 For a variable capacity compressor that changes the discharge capacity of a variable capacity compressor that compresses the refrigerant introduced into the suction chamber and discharges it from the discharge chamber by adjusting the flow rate of the refrigerant that is led from the crank chamber to the suction chamber In the control valve,
A body formed with a main passage for communicating the discharge chamber and the crank chamber, and a sub-passage for communicating the crank chamber and the suction chamber;
A main valve seat provided in the main passage;
A main valve body that opens and closes the main valve by attaching to and detaching from the main valve seat;
An auxiliary valve seat provided in the auxiliary passage;
A sub-valve element that opens and closes the sub-valve by attaching to and detaching from the sub-valve seat;
A pressure sensing unit that receives a predetermined sensed pressure and generates a driving force in the valve closing direction of the auxiliary valve in accordance with the magnitude of the sensed pressure;
A solenoid that generates a driving force in the valve opening direction of the auxiliary valve according to the amount of current supplied;
With
When the sub valve is controlled, the main valve is kept closed, and the main valve is configured to open after the sub valve is closed,
The change in the opening area of the sub valve with respect to the lift amount of the sub valve body from the sub valve seat is greater than the change in the opening area of the main valve with respect to the lift amount of the main valve body from the main valve seat. A control valve for a variable displacement compressor, characterized in that:
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