JP3862380B2 - 可変容量圧縮機の容量制御弁 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用空調装置に使用する可変容量圧縮機に関し、特に圧縮容量を制御するための容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変容量圧縮機のための容量制御弁としては、例えば図５に示すように、クランク室の圧力を調整することによりピストンのストロークを制御するものがある。その容量制御弁は、ベローズ１で吸入室の圧力を感知し、これに応じてボール弁２を開閉してクランク室に導入する吐出室からのガス量を調整するようにしている。これは、所謂内部制御タイプのベローズ弁構造である。このベローズ弁構造をベースとし、さらにボール弁２の上部に電磁アクチュエータ３を配置し、電磁力がボール弁２に作用するように構成している。したがって図６に示す様に電磁アクチュエータへの通電量によりベローズ弁の動作点、つまり吸入室の圧力制御点を変化させることが可能となる。なお図６において、吐出室の圧力は一定とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図５の構造では可変容量圧縮機の吸入室の圧力に上限があり、例えば図６では吸入室の圧力を３．７ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上で制御させることができない。
【０００４】
通常の車両走行時では吸入室の圧力は２ｋｇ／ｃｍ２Ｇ前後に維持制御されている場合が多いため問題はない。一方、車両加速時等には加速性能を高めるために吐出容量を減少させようとする場合がある。その場合には、吐出容量が減少して吸入室の圧力が上昇する。吸入室の圧力が３．７ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで上昇すると、この圧力を維持するように吐出容量が制御され、運転条件によっては最小容量が維持できない場合が発生し、車両の走行性能に重大な影響を与えかねない。
【０００５】
それ故に本発明の課題は、可変容量圧縮機を強制的に最小容量に維持できるように構成した容量制御弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、弁ケーシングに収容され、可変容量圧縮機の吸入室又はクランク室の圧力を感知して伸縮する感圧部材と、前記感圧部材の伸縮に応答して開閉され、前記可変容量圧縮機の吐出室から前記クランク室に導入するガス量を調整する弁機構と、前記弁機構に外部信号により閉弁方向の付勢力を与え、前記弁機構の実質的な開度を調整する外力付勢機構とを備え、前記クランク室の圧力を調整することにより前記可変容量圧縮機のピストンのストロークを制御する容量制御弁において、前記感圧部材を前記弁機構からみて前記外力付勢機構とは反対側に配置し、前記感圧部材の一端側には前記弁機構が配置されており、前記感圧部材の他端は、前記弁ケーシングに対して移動可能であるが、前記弁ケーシングの一部に当接した状態で支持されており、前記感圧部材と前記弁ケーシングとの間に、前記外力付勢機構による付勢力よりも小さい力で前記感圧部材を開弁方向に付勢するばね部材を介在させたことを特徴とする容量制御弁が得られる。
【０００７】
前記感圧部材の一端側には前記弁機構が配置されており、前記感圧部材の他端は前記弁ケーシングに対して移動可能に支持されているとよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態に係る容量制御弁を示し、（ａ）は可変容量圧縮機の通常運転時の状態であり、（ｂ）は最小容量の状態である。
【０００９】
この容量制御弁は可変容量圧縮機の圧縮容量を制御するためのものであり、弁ケーシング１１と、この弁ケーシング１１内に配設され、内部を真空にしてばねを配置したベローズ１２と、このベローズ１２の図中下端を受け、弁ケーシング１１に移動可能なように支持されたガイド１３と、このガイド１３を図中上方に付勢するばね１４と、ベローズ１２の伸縮量を調整し、ケーシング１１の一部を構成する調整ネジ１５と、ベローズ１２の図中上端に当接して弁ケーシング１１に移動可能なように支持された伝達ロッド１６と、この伝達ロッド１６の他端に当接し、ベローズ１２の伸縮に応じて可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間の連通路１７を開閉する弁体１８と、この弁体１８をプランジャー１９及び伝達ロッド２０を介して閉弁方向に付勢する電磁力を発生させる電磁コイル２１とから横成される。
【００１０】
次に図２をも参照して図１の容量制御弁の動作について説明する。なお吐出室の圧力は一定とする。
【００１１】
電磁コイル２１に通電しない状態では電磁力は発生しないため、圧力バランス状態では弁体１８を閉弁方向に付勢する力は無く、また可変容量圧縮機の吸入室の圧力が高い場合にはベロ−ズ１２は収縮するが、ばね１４によって図中上方に付勢されているため、弁体１８は常時開弁している。この状態で圧縮機を起動した場合、吐出室のガスが常時クランク室に導入されクランク室と吸入室との圧力差が増加するため、最小容量に維持される。
【００１２】
尚、ばね１４の付勢力は小さく、例えば電磁コイル２１に通電された電流値ｉ０（Ａ）にて発生する電磁力より小さく設定されている。このためｉ０（Ａ）以上の電流領域では弁体１８は閉弁することが可能である。
【００１３】
例えば圧力が６ｋｇ／ｃｍ２Ｇでバランスしている状態から圧縮機を起動し、吸入室圧力が２ｋｇ／ｃｍ２Ｇになるように電磁コイル２１への通電量を電流値ｉ３（Ａ）に調整すると、電磁コイル２１により発生する電磁力がばね１４の付勢力より大きいため弁体１８は閉弁し、これによりクランク室の圧力が低下し吸入室の圧力と同等になるため、圧縮機は最大容量に維持され、吸入室の圧力が徐々に低下する。吸入室の圧力が低下するに従いベローズ１２が伸長し、ガイド１３の図中下端が調整ネジ１５に当接するため、ばね１４の機能が消失し、これにより図５に示す従来の容量制御弁と同じ機能が得られる。つまり、吸入室の圧力が２ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで低下するとベローズ１２が伸長し、弁体１８が開く方向に動作するため、吐出室のガスがクランク室に導入され、クランク室と吸入室との圧力差の増加により吐出容量が減少する。これにより吸入室の圧力が上昇するとベローズ１２が収縮し、弁体１８が閉じる方向に動作するため、クランク室の圧力が低下し、クランク室と吸入室との圧力差の減少により、吐出容量が増加する。
【００１４】
このようにして吸入室の圧力が所定値になるように弁体１８の開度が調整され、吐出容量が制御される。この状態から電流値をゼロにすると、ベローズ１２が伸長し弁体１８が全開となり、クランク室と吸入室との圧力差が著しく増加するため最小容量に移行する。これにより吸入室の圧力が図２で３．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以上に上昇し、ベローズ１２が収縮するような状態になっても、弁体１８はばね１４により図中上方に付勢されているため、弁体１８は常開弁し、最小容量に維持される。
【００１５】
図３は本発明の実施の他の形態に係る容量制御弁を示す。この容量制御弁では、ばね１４が調整ネジ１５に当接するのに対し、ガイド１３は弁ケーシング１１の本体部分に軸方向で当接する構造となっている。この構造によれば、調整ネジ１５を操作することにより、ばね１４の付勢力を任意に調節できできる。なお図３の容量制御弁も図１の容量制御弁と同様な動作を行う。
【００１６】
図４は本発明の実施のさらに他の形態に係る容量制御弁を示す。この容量制御弁では、ガイド１３がベローズ１２の図中上端に固着されている。図４の容量制御弁も図１の容量制御弁と同様な動作を行う。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、ベローズとケーシングの間にばねを介在させ、電磁アクチュエーターへの通電を遮断した時に開弁するように構成しているため、吐出室のガスが常時クランク室に導入され、最小容量に維持することが可能となる。
【００１８】
請求項２記載の発明では、ベローズの弁機構とは反対側の端部がケーシングに対して移動可能なように支持されているため、ベローズの軸ずれが防止でき、制御機能及び耐久信頼性向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る容量制御弁を示し、（ａ）は可変容量圧縮機の通常運転時の状態の縦断面図であり、（ｂ）は最小容量の状態の縦断面図である。
【図２】図１の容量制御弁の圧力制御特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の他の形態に係る容量制御弁の縦断面図である。
【図４】本発明の実施のさらに他の形態に係る容量制御弁の縦断面図である。
【図５】従来の容量制御弁の縦断面図である。
【図６】図５の容量制御弁の圧力制御特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 弁ケーシング
１２ ベローズ
１３ ガイド
１４ ばね
１５ 調整ネジ
１６ 伝達ロッド
１７ 連通路
１８ 弁体
１９ プランジャー
２０ 伝達ロッド
２１ 電磁コイル

Claims (1)

  1. 弁ケーシングに収容され、可変容量圧縮機の吸入室又はクランク室の圧力を感知して伸縮する感圧部材と、前記感圧部材の伸縮に応答して開閉され、前記可変容量圧縮機の吐出室から前記クランク室に導入するガス量を調整する弁機構と、前記弁機構に外部信号により閉弁方向の付勢力を与え、前記弁機構の実質的な開度を調整する外力付勢機構とを備え、前記クランク室の圧力を調整することにより前記可変容量圧縮機のピストンのストロークを制御する容量制御弁において、前記感圧部材を前記弁機構からみて前記外力付勢機構とは反対側に配置し、前記感圧部材の一端側に前記弁機構が配置されており、前記感圧部材の他端は、前記弁ケーシングに対して移動可能であるが、前記弁ケーシングの一部に当接した状態で支持されており、前記感圧部材と前記弁ケーシングとの間に、前記外力付勢機構による付勢力よりも小さい力で前記感圧部材を開弁方向に付勢するばね部材を介在させたことを特徴とする容量制御弁。
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