JPH11107929A - 可変容量圧縮機の容量制御弁 - Google Patents
可変容量圧縮機の容量制御弁Info
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- F04B2027/184—Valve controlling parameter
- F04B2027/1859—Suction pressure
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁アクチュエータの通電量に対して吸入室
圧力制御点が一義的に決まるようにし、かつ通電しない
状態で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。 【解決手段】 可変容量圧縮機の吐出室からクランク室
に導入するガス量を調整する弁機構の弁体１８の弁座に
当接する側とは反対側の面１８ｂに可変容量圧縮機のク
ランク室又は吸入室の圧力を受けるように構成した。弁
機構はベローズ１２の伸縮に応答して開閉される。弁機
構の実質的な開度の調整は弁機構に外部信号により付勢
力を与える外力付勢機構により行われる。こうしてクラ
ンク室の圧力を調整することにより可変容量圧縮機のピ
ストンのストロークを制御する。
圧力制御点が一義的に決まるようにし、かつ通電しない
状態で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。 【解決手段】 可変容量圧縮機の吐出室からクランク室
に導入するガス量を調整する弁機構の弁体１８の弁座に
当接する側とは反対側の面１８ｂに可変容量圧縮機のク
ランク室又は吸入室の圧力を受けるように構成した。弁
機構はベローズ１２の伸縮に応答して開閉される。弁機
構の実質的な開度の調整は弁機構に外部信号により付勢
力を与える外力付勢機構により行われる。こうしてクラ
ンク室の圧力を調整することにより可変容量圧縮機のピ
ストンのストロークを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本案は特に自動車用空調装置
に使用する可変容量圧縮機に関する。
に使用する可変容量圧縮機に関する。
【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６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７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。
弁としては、例えば図６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７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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６の容量制御弁では
ボ−ル弁が吐出室圧力を受ける構造となっているため、
図７に示すように電磁アクチュエーターへの通電量が一
定でも吐出室圧力Ｐｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，…により吸
入室圧力制御点が変化してしまう。つまり電磁アクチュ
エーターの通電量に対して吸入室圧力制御点が一義的に
決まらず、最適な吐出容量制御を行わせるための制御方
法が複雑になるという問題がある。
ボ−ル弁が吐出室圧力を受ける構造となっているため、
図７に示すように電磁アクチュエーターへの通電量が一
定でも吐出室圧力Ｐｄ１，Ｐｄ２，Ｐｄ３，…により吸
入室圧力制御点が変化してしまう。つまり電磁アクチュ
エーターの通電量に対して吸入室圧力制御点が一義的に
決まらず、最適な吐出容量制御を行わせるための制御方
法が複雑になるという問題がある。
【０００４】図６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７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。
圧力に上限があり、例えば図７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。
【０００５】通常の車両走行時では吸入室の圧力は２ｋ
ｇ／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。
ｇ／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。
【０００６】それ故に本発明の課題は、電磁アクチュエ
ータの通電量に対して吸入室圧力制御点が一義的に決ま
るようにし、かつ通電しない状態で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。
ータの通電量に対して吸入室圧力制御点が一義的に決ま
るようにし、かつ通電しない状態で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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、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、前記弁機構の弁
体の弁座に当接する側とは反対側の面に前記クランク室
又は前記吸入室の圧力を受けるように構成したことを特
徴とする容量制御弁が得られる。
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、前記弁機構の弁
体の弁座に当接する側とは反対側の面に前記クランク室
又は前記吸入室の圧力を受けるように構成したことを特
徴とする容量制御弁が得られる。
【０００８】好ましくは、前記弁体の弁座に当接する側
とは反対側の面の受圧面積は、前記弁体の弁座に当接す
る側で前記弁体が弁座と当接している状態での前記クラ
ンク室の圧力の受圧面積と同等に設定される。
とは反対側の面の受圧面積は、前記弁体の弁座に当接す
る側で前記弁体が弁座と当接している状態での前記クラ
ンク室の圧力の受圧面積と同等に設定される。
【０００９】前記感圧部材は弁ケーシングに収容されて
おり、前記感圧部材と前記弁ケーシングとの間に前記感
圧部材を開弁方向に付勢するばね部材を介在させるとよ
い。
おり、前記感圧部材と前記弁ケーシングとの間に前記感
圧部材を開弁方向に付勢するばね部材を介在させるとよ
い。
【００１０】前記弁機構は前記感圧部材の一端側に配置
されており、前記感圧部材の他端は前記ケーシングに対
して移動可能なように支持されているとよい。
されており、前記感圧部材の他端は前記ケーシングに対
して移動可能なように支持されているとよい。
【００１１】
【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。
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。
【００１２】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、弁
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１
７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。
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、弁
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１
７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。
【００１３】また弁体１８の弁座に当接する当接面１８
ａとは反対側の面１８ｂは導圧路２２によってクランク
室の圧力を受圧するように構成されている。尚、弁体１
８の当接面１８ａ側のクランク室圧力受圧面積とこれと
は反対側の面１８ｂのクランク室圧力受圧面積とは同等
に設定されている。また弁体１８の側面１８ｃは弁ケー
シング１１に移動可能なように支持され、かつ側面１８
ｃと弁ケーシング１１側の挿入部との隙間は極小となる
ように設定されている。
ａとは反対側の面１８ｂは導圧路２２によってクランク
室の圧力を受圧するように構成されている。尚、弁体１
８の当接面１８ａ側のクランク室圧力受圧面積とこれと
は反対側の面１８ｂのクランク室圧力受圧面積とは同等
に設定されている。また弁体１８の側面１８ｃは弁ケー
シング１１に移動可能なように支持され、かつ側面１８
ｃと弁ケーシング１１側の挿入部との隙間は極小となる
ように設定されている。
【００１４】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。
動作について説明する。
【００１５】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。
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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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１
８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
消失する。この時弁体１８に作用するクランク室圧力に
よる力は面１８ａ側と面１８ｂ側で相殺され、また吐出
室圧力は弁体１８の軸方向には作用しないため、弁体１
８は電磁力とベローズ１２に作用する吸入室圧力に応じ
て開閉制御される。つまり、吸入室の圧力が２ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ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。
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１
８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
消失する。この時弁体１８に作用するクランク室圧力に
よる力は面１８ａ側と面１８ｂ側で相殺され、また吐出
室圧力は弁体１８の軸方向には作用しないため、弁体１
８は電磁力とベローズ１２に作用する吸入室圧力に応じ
て開閉制御される。つまり、吸入室の圧力が２ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ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。
【００１８】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。したがって図２に示すように電流値により吸入室
圧力制御点が一義的に決まる。この状態から電流値をゼ
ロにすると、ベロ−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上昇
し図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
常時開弁し、最小容量に維持される。
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。したがって図２に示すように電流値により吸入室
圧力制御点が一義的に決まる。この状態から電流値をゼ
ロにすると、ベロ−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上昇
し図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
常時開弁し、最小容量に維持される。
【００１９】なお図３〜図５に本発明の実施の他の形態
に係る容量制御弁をそれぞれ示すように、様々な変形が
可能なことは言うまでもない。
に係る容量制御弁をそれぞれ示すように、様々な変形が
可能なことは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】請求項１記載の発明では、弁体の弁座に
当接する側とは反対側の面がクランク室又は吸入室の圧
力を受けているため、弁体に作用する吐出室の圧力によ
る力を小さくすることができ、吐出室の圧力にほとんど
影響しない吸入室圧力制御特性が得られる。
当接する側とは反対側の面がクランク室又は吸入室の圧
力を受けているため、弁体に作用する吐出室の圧力によ
る力を小さくすることができ、吐出室の圧力にほとんど
影響しない吸入室圧力制御特性が得られる。
【００２１】請求項２記載の発明では、弁体の弁座に当
接する側とは反対側の面の受圧面積を、弁体が弁座に当
接している状態でのクランク室の圧力の受圧面積と同等
に設定しているため、弁体に作用する吐出室の圧力によ
る力を無くすことができ、吐出室の圧力に影響しない吸
入室圧力制御特性が得られる。
接する側とは反対側の面の受圧面積を、弁体が弁座に当
接している状態でのクランク室の圧力の受圧面積と同等
に設定しているため、弁体に作用する吐出室の圧力によ
る力を無くすことができ、吐出室の圧力に影響しない吸
入室圧力制御特性が得られる。
【００２２】請求項３記載の発明では、電磁アクチエー
ターへの通電をゼロとした場合、ばね部材により感圧部
材が図中上方にシフトし、弁体が開弁するため、常時最
小容量が維持される。
ターへの通電をゼロとした場合、ばね部材により感圧部
材が図中上方にシフトし、弁体が開弁するため、常時最
小容量が維持される。
【００２３】請求項４記載の発明では、ベロ−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−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。
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−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。
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。
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。
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。
弁の縦断面図である。
【図５】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。
弁の縦断面図である。
【図６】従来の容量制御弁の縦断面図である。
【図７】図６の容量制御弁の圧力制御特性を示すグラフ
である。
である。
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 １８ａ 弁座に当接する当接面 １８ｂ 反対側の面 １８ｃ 側面 １９ プランジャー ２０ 伝達ロッド ２１ 電磁コイル ２２ 導圧路
Claims (4)
- 【請求項１】 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、前記弁機構の弁体の弁座に当接する側とは反対側
の面に前記クランク室又は前記吸入室の圧力を受けるよ
うに構成したことを特徴とする容量制御弁。 - 【請求項２】 前記弁体の弁座に当接する側とは反対側
の面の受圧面積は、前記弁体の弁座に当接する側で前記
弁体が弁座と当接している状態での前記クランク室の圧
力の受圧面積と同等に設定されている請求項１記載の容
量制御弁。 - 【請求項３】 前記感圧部材は弁ケーシングに収容され
ており、前記感圧部材と前記弁ケーシングとの間に前記
感圧部材を開弁方向に付勢するばね部材を介在させた請
求項１又は２記載の容量制御弁。 - 【請求項４】 前記弁機構は前記感圧部材の一端側に配
置されており、前記感圧部材の他端は前記ケーシングに
対して移動可能なように支持されている請求項３記載の
容量制御弁。
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