JP2000352380A

JP2000352380A - 可変容量型の圧縮機の制御方法及び制御弁

Info

Publication number: JP2000352380A
Application number: JP11208548A
Authority: JP
Inventors: Hideki Higashidozono; 英樹東堂園; Kunisuke Kamimura; 訓右上村; Hiroyuki Nishinosono; 博幸西ノ薗; Yoshiki Watanabe; 孝樹渡辺
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2000-12-19
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP4474697B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒステリシスを抑え、応答性と制御精度を高
めることの可能な可変容量型の圧縮機の制御方法及び制
御弁を提供する。【解決手段】圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力Ｐ
ｄを調圧して斜板の傾斜角度を変更するクランクケース
圧力Ｐｃを得るためのバルブ３（弁手段）に対し、圧縮
機へと入力される冷媒の吸入圧力Ｐｓと基準圧力Ｐ０Ａ
との差圧に応答する感圧部１０（圧力応答手段）及びソ
レノイド部２による推力を利用して弁手段の開閉制御を
行う可変容量型の圧縮機の制御方法において、前記基準
圧力を、調圧した前記冷媒により得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可変容量型の圧縮機
の制御方法及び制御弁に関し、詳しくはヒステリシスを
抑え、応答性と制御精度を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両（自動車）の空調装置に用い
られる、可変容量型の圧縮機として図１４に模式的に示
される構造のものがある。この圧縮機３００は、車両の
エンジン等から回転駆動力が入力される回転軸３０１に
対し揺動して所定の傾き角に設定される斜板３０２の軸
方向変位をピストン３０３の往復動に変換して冷媒を圧
縮する斜板式の圧縮機である。

【０００３】この圧縮機３００では、斜板３０２の傾き
角θに応じてピストン３０３のストロークが定まり、回
転軸３０１の１回転あたりの圧縮機３００の冷媒の吐出
量が決まるので、斜板３０２の傾き角θが一定に固定さ
れた場合、入力される回転数の変化に応じて冷媒の吐出
量（冷房能力）が変化してしまう。

【０００４】従って、斜板３０２の回転数や必要とされ
る冷房能力に応じて斜板３０２の傾き角θを適切に制御
し、ピストン３０３の往復動ストロークを変更して冷房
能力の調整を行なうことが行なわれている。

【０００５】圧縮機３００の斜板３０２の傾き角θは、
図１５に示されるように圧縮機３００の吐出圧力Ｐｄ、
クランクケース圧力Ｐｃ、吸入圧力Ｐｓのバランスによ
り定めることができる。

【０００６】この冷房能力の調整においては、例えば、
冷媒が気化して吸熱作用を伴うエバポレータを通過する
冷風の吹き出し温度（冷風の吹き出し量及び冷却前の温
度にも関係する）と圧縮機３００への冷媒の吸入圧力Ｐ
ｓは、相関関係を有することから（冷風温度が上がると
吸入圧力Ｐｓは上昇し、冷風温度が下がると吸入圧力Ｐ
ｓは下降する）、吸入圧力Ｐｓの変化を利用して吐出圧
力Ｐｄを調圧することによりクランクケース圧力Ｐｃを
設定し、斜板３０２を所定の角度に設定する制御が行な
われている。

【０００７】図１６はこのような制御を行う従来の制御
弁２００の断面構成説明図である。制御弁２００は、概
略ソレノイド部２０２とバルブ部２０３及び感圧部２１
０により構成されている。

【０００８】ソレノイド部２０２は、概略円筒状のバル
ブボディ２０４の一方の端部に配置され、公知技術によ
る一般的に使用されているものと同様のものであり、電
流をコイル２０２ａに供給して磁力を発生させ、プラン
ジャ２０２ｂをセンタポスト２０２ｃへと引き付けるこ
とで、電流値に応じた大きさの付勢力（ソレノイド吸引
力）を発生可能としている。

【０００９】バルブ部２０３は、バルブボディ２０４の
内部に形成された弁室２０３ａに弁体２０３ｂを備えて
いる。弁体２０３ｂは弁室２０３ａに設けられた隔離壁
２０３ｃに開口する弁座２０３ｄを開閉するように、弁
室２０３ａ内を軸方向に移動可能な構成となっている。

【００１０】また、弁体２０３ｂは付勢手段としてのス
プリング２０３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノ
イド側ロッド２０２ｄと一体化されている。バルブ部２
０３の弁室２０３ａにはポート２０３ｆが接続し、弁座
２０３ｄの弁室２０３ａの反対側にはポート２０３ｇが
接続している。

【００１１】感圧部２１０は、ポート２０３ｈからの吸
入圧力Ｐｓを一端側に受け、大気圧Ｐ０の圧力及びスプ
リング２１１の付勢力を他端側に受ける感圧ピストン２
１２を備え、感圧ピストン２１２に働く軸方向力を接続
ロッド２１３を介して弁体２０３ｂに伝達している。

【００１２】また、大気圧Ｐ０側は開放しており、吸入
圧力Ｐｓを伴う冷媒の漏れを防止するためにシール部材
２１４により感圧ピストン２１２をシールしている。

【００１３】ポート２０３ｈは、連通路２０４ａによ
り、吸入圧力Ｐｓをプランジャ室２０２ｅに導いてい
る。

【００１４】従って、従来技術におけるこのような制御
弁２００は、吸入圧力Ｐｓ検知のために吸入圧力Ｐｓと
大気圧Ｐ０との間に感圧ピストン２１２を備え、感圧ピ
ストン２１２、スプリング２１１，２０３ｅ、ソレノイ
ド部２０２の発生させる推力Ｆ等のバランスにより弁体
２０３ｂの位置を制御し、バルブ部２０３の開弁制御を
行い、クランクケース圧力Ｐｃを設定して結果的に吸入
圧力Ｐｓの制御を行っていた。

【００１５】図１７は、制御弁２００のバランス式を説
明する図であり、Ａは感圧ピストン２１２の受圧面積、
Ｂは接続ロッド２１３の受圧面積、Ｃは弁座２０３ｄの
受圧面積、Ｄはソレノイド側ロッド２０２ｄの受圧面積
である。ｆ０はスプリング２１１の付勢力、ｆ１はスプ
リング２０３ｅの付勢力、Ｆはソレノイド部２０２の発
生させる推力である。

【００１６】バランス式は、ｆ０−ＰｓＡ＋ＰｓＢ−ＰｃＢ＋ＰｃＣ−ＰｄＣ＋ｆ１＋ＰｄＤ−ＰｓＤ−Ｆ＝０式となる。

【００１７】上記の式において、各受圧面積（各ポー
トに対応する）を、Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとすると、Ｐｓ＝（ｆ０＋ｆ１−Ｆ）／Ａ式となる。

【００１８】式において、各ポート径、スプリングの
付勢力及びソレノイドの推力のバランスをとると、例え
ば図１８に示される目標制御圧力特性を得ることができ
る。

【００１９】また、圧縮機３００の前述のＰｄ，Ｐｃ，
Ｐｓの圧力となる各ポート及びソレノイドバルブ２００
は、図１９に示される回路のように接続されている。
尚、クランクケース圧力Ｐｃは、圧縮機３００内部にて
オリフィス３０５を介して吸入圧力Ｐｓと接続され、圧
縮機３００の運転停止状態が続けば（エンジン停止時
等）圧縮機内の圧力は均一化するような構成となってい
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の制御弁２００では、吸入圧力Ｐｓ検知を行う感圧ピ
ストン２１２の両側に吸入圧力Ｐｓと大気圧Ｐ０とをか
けていることから、吸入圧力Ｐｓを伴う冷媒の大気漏れ
を防ぐためのシール部材２１４が必要となり、感圧ピス
トン２１２はシール部材２１４の縛る緊縛力により摺動
性が損なわれ、吸入圧力Ｐｓの制御にヒステリシスが発
生し、応答性と制御精度の向上が望まれている。

【００２１】本発明は、上記した従来技術の問題を解決
するものであり、その目的とするところは、ヒステリシ
スを抑え、応答性と制御精度を高めることの可能な可変
容量型の圧縮機の制御方法及び制御弁を提供することに
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、クランクケース内に配置され回転
する斜板の傾斜角度に応じて冷媒の吐出容量の制御が変
更し、圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を調圧して
前記斜板の傾斜角度を変更するクランクケース圧力を得
るための弁手段に対し、圧縮機へと入力される冷媒の吸
入圧力と基準圧力との差圧に応答する圧力応答手段及び
ソレノイドによる推力を利用して該弁手段の開閉制御を
行う可変容量型の圧縮機の制御方法であって、前記基準
圧力を、調圧した前記冷媒により得ることを特徴とす
る。

【００２３】このように基準圧力を調圧した冷媒により
制御することにより、圧力応答手段には同じ冷媒による
基準圧力と吸入圧力がかかることになり、両圧力をもた
らした冷媒が混合してしまうこと、あるいは高圧側から
低圧側に冷媒が移動してしまうことを防止するシール手
段や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がなくなる。従っ
て圧力応答手段のピストン部材等の可動部の移動におけ
る摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑え、応答性と
制御精度を高めることが可能となる。

【００２４】ここで、基準圧力を調圧するとは、所定の
圧力に調圧することを意味するものであり、この所定の
圧力とは微小変動を伴う一定の圧力であっても良いし、
制御条件に応じて変更される所定の圧力であっても良
い。

【００２５】前記基準圧力は、前記冷媒の吐出圧力を、
吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧力の範囲で調圧したもので
あることも好適である。

【００２６】このように基準圧力を設定することで、吐
出圧力を調圧利用することができ、容易に基準圧力を得
ることができる。

【００２７】また、制御弁においては、クランクケース
内に配置され回転する斜板の傾斜角度を変更することに
より冷媒の吐出容量の制御が行われる可変容量型の圧縮
機に用いられる制御弁であって、前記圧縮機から出力さ
れる冷媒の吐出圧力を調圧して前記斜板の傾斜角度を変
更するためのクランクケース圧力を得るための弁手段
と、圧縮機へと入力される冷媒の吸入圧力と基準圧力と
の差圧に応答する圧力応答手段と、可変推力を出力可能
としたソレノイドと、を備え、前記圧力応答手段及びソ
レノイドによる推力を利用して前記弁手段の開閉制御を
行い、前記基準圧力を、調圧した前記冷媒により得るこ
とを特徴とする。

【００２８】この制御弁によると、圧力応答手段には同
じ冷媒による基準圧力と吸入圧力がかかることになり、
両圧力をもたらした冷媒が混合してしまうこと、あるい
は高圧側から低圧側に冷媒が移動してしまうことを防止
するシール手段や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がな
くなる。従って圧力応答手段のピストン部材等の可動部
の移動における摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑
え、応答性と制御精度を高めることが可能となる。

【００２９】前記圧力応答手段は、シリンダ内周面を摺
動するピストン部材を有し、該ピストン部材の軸方向両
端部をそれぞれ前記冷媒の吸入圧力と基準圧力の受圧部
としたことも好適である。

【００３０】前記冷媒を調圧して前記基準圧力とする圧
力調整手段を備えることも好適である。

【００３１】圧力調整手段としては、例えば圧力調整弁
が利用でき、また、圧縮機側あるいは制御弁に付属させ
て配置させたり、独立して配置して圧力伝達経路により
基準圧力を制御弁へと伝達することも可能である。

【００３２】前記圧力調整手段は、内部圧力を一定とし
外部圧力との差圧により伸縮するベローズと、該ベロー
ズにより開閉制御される弁手段を有し、圧縮機から出力
される冷媒の吐出圧力を所定の圧力に調圧して基準圧力
として出力することも好適である。

【００３３】前記圧力調整手段は、基準圧力とされた冷
媒が導入されると共に、冷媒を微小流量で排出可能とす
るドレインを有する基準圧力室を備え、前記基準圧力室
の圧力が所定値よりも高圧になった場合に前記ドレイン
を疎通させる圧力弁を備えることも好適である。

【００３４】これにより、基準圧力を発生させるための
冷媒の消費流量を抑えることが可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
を適用した第１の実施の形態の制御弁としてのソレノイ
ドバルブ１の断面構成を説明する図である。このソレノ
イドバルブ１は、例えば自動車の空調装置に用いられる
可変容量型の圧縮機（従来技術の項にて説明した圧縮機
３００と同様のもの）の吸入圧力Ｐｓの制御を行なうも
のとして用いられる。

【００３６】吸入圧力Ｐｓの制御は、可変容量型の圧縮
機の吐出圧力Ｐｄとクランクケース圧力Ｐｃとを弁手段
としてのバルブ部３により制御することにより結果的に
行なわれる。

【００３７】ソレノイドバルブ１は、概略ソレノイド部
２と弁手段であるバルブ部３及び圧力応答手段である感
圧部１０により構成されている。

【００３８】ソレノイド部２は、概略円筒状のバルブボ
ディ４の一方の端部に配置され、公知技術による一般的
に使用されているものと同様のものであり、電流をコイ
ル２ａに供給して磁力を発生させ、プランジャ２ｂをセ
ンタポスト２ｃへと引き付けることで、電流値に応じた
大きさの付勢力（ソレノイド吸引力）を発生可能として
いる。

【００３９】バルブ部３は、バルブボディ４の内部に形
成された弁室３ａに弁体３ｂを備えている。弁体３ｂは
弁室３ａに設けられた隔離壁３ｃに開口する弁座３ｄを
開閉するように、弁室３ａ内を軸方向に移動可能な構成
となっている。

【００４０】また、弁体３ｂは付勢手段としてのスプリ
ング３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノイド側ロ
ッド２ｄと一体化されている。バルブ部３の弁室３ａに
はポート３ｆが接続し、弁座３ｄの弁室３ａの軸方向反
対側にはポート３ｇが接続している。

【００４１】感圧部１０は、圧縮機で使用される冷媒を
利用する。ポート３ｈからの吸入圧力Ｐｓを一端側に受
け、圧縮機内部で発生させた基準圧力Ｐ０Ａまたは、後
述する圧力調整手段による基準圧力Ｐ０Ａ及びスプリン
グ１１の付勢力を他端側に受けるピストン部材としての
感圧ピストン１２を備えている。

【００４２】感圧ピストン１２に働く軸方向力は、接続
ロッド１３を介して弁体３ｂに伝達されている。接続ロ
ッド１３はスプリング１４により弁体３ｂを閉弁させる
方向に付勢されている。

【００４３】また、感圧ピストン１２の他端側、即ち基
準圧力Ｐ０Ａの受圧部１２ａには、所定量の冷媒（基準
圧力Ｐ０Ａとされた）を収容保持する基準圧力室１５が
エンドキャップ１６により形成されている。１５ａは基
準圧力ポートである。

【００４４】感圧ピストン１２は、バルブボディ４がシ
リンダハウジングとなり、そのシリンダ内周面４ｂを微
小隙間（クリアランスシールではあるが、良好な摺動特
性を発揮させることを重要視して多少の流体の移動を許
容可能としている）を介し、摺動抵抗及びヒステリシス
の少ない移動が可能となっている。

【００４５】ポート３ｈは、連通路４ａにより、吸入圧
力Ｐｓをプランジャ室２ｅに導いている。

【００４６】従って、ソレノイドバルブ１は、吸入圧力
Ｐｓ検知のために同じ冷媒による吸入圧力Ｐｓ（吸入圧
力Ｐｓは、連通路４ａによりプランジャ室２ｅ側から感
圧ピストン１２に対してかかり、接続ロッド１３側にか
かる吸入圧力Ｐｓをキャンセルしている。）と基準圧力
Ｐ０Ａとの間に感圧ピストン１２を備え、感圧ピストン
１２、スプリング１１，１４，３ｅ、ソレノイド部２の
発生させる推力Ｆ等のバランスにより弁体３ｂの位置を
制御し、バルブ部３の開弁制御を行い、クランクケース
圧力Ｐｃを設定して結果的に吸入圧力Ｐｓの制御を行
う。

【００４７】この場合の、基準圧力Ｐ０Ａは、吸入圧力
Ｐｓ≦基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄの範囲（例えば
０．５[ＭＰａ]≦基準圧力Ｐ０Ａ≦０．６[ＭＰａ]）で
調圧したものとすることで、吐出圧力Ｐｄを調圧利用す
ることができ、容易に基準圧力Ｐ０Ａを得ることができ
る。

【００４８】ここで、基準圧力を調圧するとは、所定の
圧力に調圧することを意味するものであり、この所定の
圧力とは微小変動を伴う一定の圧力であっても良いし、
制御条件に応じて変更される所定の圧力であっても良
い。

【００４９】図２は、ソレノイドバルブ１のバランス式
を説明する図であり、Ａは感圧ピストン１２の受圧面
積、Ｂは接続ロッド１３の受圧面積、Ｃは弁座３ｄの受
圧面積、Ｄはソレノイド側ロッド２ｄの受圧面積であ
る。ｆ０はスプリング１１の付勢力、ｆ１はスプリング
１４の付勢力、ｆ２はスプリング３ｅの付勢力、Ｆはソ
レノイド部２の発生させる推力である。

【００５０】バランス式は、ｆ０＋Ｐ０ＡＡ−ＰｓＡ＋ＰｓＢ−ｆ１−ＰｃＢ＋ＰｃＣ−ＰｄＣ＋ｆ２＋ＰｄＤ−ＰｓＤ−Ｆ＝０式となる。

【００５１】上記の式において、各受圧面積（各ポー
トに対応する）を、Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄとすると、Ｐｓ＝Ｐ０Ａ−（Ｆ＋ｆ１−ｆ０−ｆ２）／Ａ式となる。

【００５２】式において、各ポート径、スプリングの
付勢力及びソレノイドの推力のバランスをとると、目標
制御圧力特性を得ることができる。

【００５３】また、ソレノイドバルブ１と圧縮機（従来
技術における圧縮機３００と同じもの）との関係は、図
３に示される回路のように接続されている。尚、クラン
クケース圧力Ｐｃは、圧縮機３００内部にてオリフィス
３０５を介して吸入圧力Ｐｓと接続され、圧縮機３００
の運転停止状態が続けば（エンジン停止時等）圧縮機内
の圧力は均一化するような構成となっている。

【００５４】次に、図４を参照して基準圧力Ｐ０Ａを発
生させる圧力調整手段としての基準圧弁２０の形態を説
明する。基準圧力Ｐ０Ａは密閉容器内で形成されること
が望ましい（冷媒の漏出を抑える）ので、この実施の形
態では、内部を真空または一定圧力として密封したベロ
ーズ組立体２１を使用している。

【００５５】基準圧弁２０は、吐出圧力Ｐｄを基準圧力
Ｐ０Ａとなるように調圧するもので、概略ハウジング２
２と、基準圧力Ｐ０Ａとなる基準圧力室２３と、弁手段
２４とを備えている。

【００５６】ベローズ組立体２１は基準圧力室２３内に
配置され、内部を真空状態または一定圧として密封した
ベローズコア２１ａと、ベローズコア２１ａの両端部を
保持するストッパ２１ｂ，ホルダ２１ｃとベローズコア
２１ａの内部で伸長して付勢力を与え、つぶれを防止す
るスプリング２１ｄを備えている。

【００５７】そして、ベローズコア２１ａの周囲の圧力
（基準圧力Ｐ０Ａ）に応答して伸縮し、ホルダ２１ｃに
摺動自在に保持されたベローズ側ロッド２１ｅを介し
て、所定の長さ以上に伸長した場合に（基準圧力Ｐ０Ａ
が低下した場合）弁体２４ａをシート部２４ｂから離し
て開弁させ、基準圧力室２３内に吐出圧力Ｐｄを導入し
て基準圧力Ｐ０Ａの圧力回復を行う。

【００５８】尚、弁体２４ａのベローズ組立体２１と反
対側の端部は、連通路２５により基準圧力Ｐ０Ａがかけ
られ、また、スプリング２６により閉弁方向に付勢され
ている。

【００５９】図５は、基準圧弁２０のバランス式を説明
する図であり、Ｓはベローズ組立体２１の受圧面積、Ａ
１はシート部２４ｂの受圧面積、Ｂ１は弁体２４ａの受
圧面積である。ｆ０はスプリング２１ｄの付勢力、ｆ１
はスプリング２６の付勢力である。

【００６０】バランス式は、ベローズ組立体２１の内部
を真空とすると、 −Ｐ０ＡＳ＋ｆ０＋Ｐ０ＡＡ１−ＰｄＡ１＋ＰｄＢ１−Ｐ０ＡＢ１−ｆ１＝０式上記の式において、各受圧面積（各ポートに対応す
る）を、Ａ＝Ｂとすると、Ｐ０Ａ＝（ｆ０−ｆ１）／Ｓ
式となる。

【００６１】図６は、基準圧弁２０を用いる場合の圧縮
機の圧力制御部のブロック構成を示す図であり、基準圧
弁２０により発生させた基準圧力Ｐ０Ａを基準圧力室２
３のポート２３ａよりソレノイドバルブ１の基準圧力ポ
ート１５ａへと導入している。このとき、基準圧力室２
３（基準圧力室１５でも良い）から一定量（少量）の基
準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓ側に排出することにより
（図６において、オリフィス２７を介して吸入圧力Ｐｓ
側へ排出する）、基準圧力Ｐ０Ａをより安定させること
が可能である。

【００６２】ソレノイドバルブ１と基準圧弁２０の配置
構成は、別体構成でも一体構成でも良く、あるいは基準
圧弁２０を圧縮機側に備えることも可能である。

【００６３】（実施の形態２）第１の実施の形態におけ
る基準圧弁２０のように、微小流量ではあるが基準圧力
Ｐ０Ａをドレインさせると、間接的ではあるが吐出圧力
Ｐｄを吸入圧力Ｐｓへと排出することになるため、圧縮
機の効率を低下させることが懸念される。

【００６４】そこで、第２の実施の形態では、基準圧力
Ｐ０Ａから吸入圧力Ｐｓへの排出を最小限に抑えると共
に、基準圧力Ｐ０Ａを安定させることを目的とし、基準
圧弁３０の基準圧力Ｐ０Ａを検知し、基準圧力Ｐ０Ａが
所定の圧力より高圧になったときのみ、基準圧力Ｐ０Ａ
を吸入圧力Ｐｓに排出させる構成とした。

【００６５】図７は基準圧弁３０の断面構成説明図であ
る。基準圧弁２０と同様の構成には同じ符号を付し、そ
の説明は省略する。

【００６６】基準圧弁３０の特徴的な構成としては、ハ
ウジング２２のベローズ組立体２１とは逆の部位にドレ
インとして利用される連通路２５に接続する排圧室３１
を形成している。

【００６７】排圧室３１の内部にはベローズ組立体３２
が備えられている。このベローズ組立体３２は、連通路
２５を通じて入力される基準圧力Ｐ０Ａが所定の圧力よ
り高圧になったときのみ、弁体３３をシート部３４から
離して排圧室３１へと排出するように制御する。

【００６８】排圧室３１へと排出された冷媒は、排圧ポ
ート３５より吸入圧力Ｐｓ側へと排出される。

【００６９】図８は、基準圧弁３０のバランス式を説明
する図であり、Ｓ１はベローズ組立体２１の受圧面積、
Ａ２はシート部２４ｂの受圧面積、Ｂ２は弁体２４ａの
受圧面積、Ｃ２はシート部３４の受圧面積である。ｆ０
はスプリング２１ｄの付勢力、ｆ１はスプリング２６の
付勢力、ｆ２はスプリング３２ｄ（ベローズ組立体内部
に備えられたもの）の付勢力である。

【００７０】この基準圧弁３０では、吐出圧力Ｐｄから
基準圧力Ｐ０Ａ、基準圧力Ｐ０Ａから吸入圧力Ｐｓへの
制御が独立しているため、バランス式は、吐出圧力Ｐｄ
→基準圧力Ｐ０Ａ、基準圧力Ｐ０Ａ→吸入圧力Ｐｓで別
々となる。各ベローズ組立体の内部を真空とすると、吐出圧力Ｐｄ→基準圧力Ｐ０Ａ側： −Ｐ０ＡＳ１＋ｆ０＋Ｐ０ＡＡ２−ＰｄＡ２＋ＰｄＢ２−Ｐ０ＡＢ２＝０式式において、各受圧面積（各ポートに対応する）を、
Ａ２＝Ｂ２とすると、Ｐ０Ａ＝（ｆ０−ｆ１）／Ｓ１式となる。

【００７１】基準圧力Ｐ０Ａ→吸入圧力Ｐｓ側：Ｐ０ＡＣ２−ＰｓＣ２−ｆ２＋ＰｓＳ２＝０式式において、各受圧面積（各ポートに対応する）を、
Ｓ２＝Ｃ２とすると、Ｐ０Ａ＝ｆ２／Ｓ２（１０）式となる。

【００７２】基準圧力Ｐ０Ａが所定の圧力より高圧にな
ったときのみ、基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓに排出さ
せる構成とすることにより、吐出圧力Ｐｄの消費を抑え
ることができる。

【００７３】尚、基準圧弁３０は、２つのベローズ組立
体２１，３２をハウジング２２に一体的に備えた構成を
採用しているが、それぞれ独立させて別体構成としても
何ら問題ない。また、圧力調整手段にベローズ組立体を
利用して説明したが、ダイアフラムを用いることも可能
で、同様の作用・効果を得ることができる。

【００７４】（実施の形態３）図１０は、第３の実施の
形態のソレノイドバルブ５１の断面構成説明図である。
この実施の形態の特徴としては、第１の実施の形態にお
いて、別体構成で説明したようなソレノイドバルブ１と
基準圧弁２０とを一つのソレノイドバルブ５１に一体的
に構成させたものである。

【００７５】ソレノイドバルブ５１は、概略ソレノイド
部５２と弁手段であるバルブ部５３と、圧力応答手段で
ある感圧部６０及び基準圧力Ｐ０Ａを発生させる圧力調
整手段である基準圧弁７０により構成されている。

【００７６】ソレノイド部５２は、概略円筒状のバルブ
ボディ５４の一方の端部に配置され、公知技術による一
般的に使用されているものと同様のものであり、電流を
コイル５２ａに供給して磁力を発生させ、プランジャ５
２ｂをセンタポスト５２ｃへと引き付けることで、電流
値に応じた大きさの付勢力（ソレノイド吸引力）を発生
可能としている。

【００７７】バルブ部５３は、バルブボディ５４の内部
に形成された弁室５３ａに弁体５３ｂを備えている。弁
体５３ｂは弁室５３ａの側壁面部５３ｃに開口する弁座
５３ｄを開閉するように、弁室５３ａ内を軸方向に移動
可能な構成となっている。

【００７８】また、弁体５３ｂは付勢手段としてのスプ
リング５３ｅによって開弁方向に付勢され、ソレノイド
側ロッド５２ｄと当接している。バルブ部５３の弁室５
３ａにはポート５３ｆが接続し、弁座５３ｄの弁室５３
ａの軸方向反対側にはポート５３ｇが接続している。ポ
ート５３ｆはクランクケース圧力Ｐｃとなり、ポート５
３ｇには吐出圧力Ｐｄが導入される。

【００７９】感圧部６０には、弁体５３ｂと接続される
感圧ピストン６２と、吸入圧力Ｐｓとなる圧縮機で使用
される冷媒が導入される吸入圧力室６５が備えられてい
る。吸入圧力Ｐｓは、吸入圧力室６５から連通路６６を
介してプランジャ室５２ｅに導入されている。

【００８０】吸入圧力室６５には、第１の実施の形態で
説明したものと同様の構成を有するベローズ組立体７１
を利用した基準圧弁７０が配置され、バルブボディ５４
の端部に形成されたシート部５４ａに当接する弁体７２
の開閉制御を行っている。

【００８１】シート部５４ａと感圧ピストン６２との間
には、冷媒を所定容量保持可能とする基準圧力室７３が
設けられている。基準圧力室７３は基準圧弁７０により
感圧ピストン６２の摺動部の隙間を伝わる吐出圧力Ｐｄ
からの漏れ圧力が調圧された基準圧力Ｐ０Ａとされてい
る。

【００８２】この場合の、基準圧力Ｐ０Ａは、吸入圧力
Ｐｓ≦基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄの範囲（例えば
０．５[ＭＰａ]≦基準圧力Ｐ０Ａ≦０．６[ＭＰａ]）で
調圧したものとすることで、吐出圧力Ｐｄを調圧利用す
ることができ、容易に基準圧力Ｐ０Ａを得ることができ
る。

【００８３】尚、基準圧力Ｐ０Ａを安定させるために
は、基準圧力室７３の容量が大きいほうが好ましく、必
要であれば、基準圧力室７３の寸法を軸方向及び径方向
に拡大することも可能である。

【００８４】図１１は、ソレノイドバルブ５１のバラン
ス式を説明する図であり、Ｓ３はベローズ組立体７１の
受圧面積、Ｓ４はシート部５４ａの受圧面積、Ａ３は感
圧ロッド６２の受圧面積、Ｂ３は弁座５３ｄの受圧面
積、Ｃ３はソレノイド側ロッド５２ｄの受圧面積、ｆ０
はベローズ組立体７１内部のスプリングの付勢力、ｆ１
はスプリング５３ｅの付勢力、Ｆはソレノイドの推力で
ある。

【００８５】基準圧力発生側では、ｆ０−ＰｓＳ３＋ＰｓＳ４−Ｐ０ＡＳ４＝０（１１）式（１１）式において、Ｓ３＝Ｓ４とすると、Ｐ０Ａ＝ｆ０／Ｓ３（１２）式となる。

【００８６】クランクケース圧力Ｐｃ生成側では、ＰｏＡＡ３−ＰｄＡ３＋ＰｄＢ３−ＰｃＢ３＋ｆ１＋ＰｃＣ３−ＰｓＣ３−Ｆ＝０（１３）式（１３）式において各受圧面積を、Ａ３＝Ｂ３＝Ｃ３と
すると、Ｐｓ＝Ｐ０Ａ−（Ｆ−ｆ１）／Ａ（１４）式となり、目標の制御が可能となる。

【００８７】従って、ソレノイドバルブと基準圧弁とを
一つのソレノイドバルブ５１に一体的に構成させたこと
により、感圧ピストン６２には同じ冷媒による圧力がか
かり、冷媒の大気漏れを防止するシール部材が不要とな
り、シール部材の緊縛力によるヒステリシスをなくすこ
とが可能となる。

【００８８】（実施の形態４）図１２は、第４の実施の
形態のソレノイドバルブ５１Ｒの断面構成説明図であ
る。図１２において、ソレノイドバルブ５１と同様の構
成には同じ符号が付されている。

【００８９】前記された第３の実施の形態のソレノイド
バルブ５１においては、吸入圧力室６５から連通路６６
を介してプランジャ室５２ｅに吸入圧力Ｐｓが導入され
ていたが、この実施の形態では連通路６６は設けられて
おらず、プランジャ室５２ｅにはセンタポスト５２ｃと
ソレノイド側ロッド５２ｄとの隙間から導入されるクラ
ンクケース圧力Ｐｃが導入される。

【００９０】その他の構成はソレノイドバルブ５１と同
じである。

【００９１】図１３は、ソレノイドバルブ５１Ｒのバラ
ンス式を説明する図であり、Ｓ３はベローズ組立体７１
の受圧面積、Ｓ４はシート部５４ａの受圧面積、Ａ３は
感圧ロッド６２の受圧面積、Ｂ３は弁座５３ｄの受圧面
積、ｆ０はベローズ組立体７１内部のスプリングの付勢
力、ｆ１はスプリング５３ｅの付勢力、Ｆはソレノイド
の推力である。

【００９２】基準圧力（Ｐ０Ａ）発生側では（図１３
（ａ）参照）、ｆ０−ＰｓＳ３＋ＰｓＳ４−Ｐ０ＡＳ４＝０（１５）式（１５）式より基準圧力Ｐ０Ａを左辺として変形する
と、Ｐ０Ａ＝（ｆ０−Ｐｓ（Ｓ３＋Ｓ４））／Ｓ３（１６）式となり、ベローズ組立体７１の受圧面積Ｓ３とシート部
５４ａの受圧面積Ｓ４の設定により、基準圧力Ｐ０Ａ
は、吸入圧力Ｐｓの変化に応じた設定が可能となる。
尚、基準圧力室７３への圧力供給は吐出圧力Ｐｄからの
漏れ（バルブボディ５４と感圧ピストン６２と摺動部の
隙間により）を用いる。

【００９３】クランクケース圧力Ｐｃ生成側では（図１
３（ｂ）参照）、ＰｏＡＡ３−Ｐｄ（Ａ３−Ｂ３）−ＰｃＢ３＋ｆ１−Ｆ＝０（１７）式（１７）式において、感圧ロッド６２の受圧面積Ａ３と
弁座５３ｄの受圧面積Ｂ３の関係をＡ３＝Ｂ３とする
と、Ｐ０Ａ＝Ｐｃ＋（Ｆ−ｆ１）／Ａ３（１８）式となる。

【００９４】（１６）式を（１８）式に代入すると、Ｐｓ＝（Ｓ４（ｆ１−ＰｃＡ３−Ｆ）＋Ａ４ｆ０）／（Ａ４（Ｓ３−Ｓ４））（１９）式となる。

【００９５】閉弁時は、Ｐｓ＝Ｐｃとなることから、
（１９）式は、Ｐｓ＝（Ｓ４（ｆ１−Ｆ）／（Ａ４Ｓ３）＋ｆ０／Ｓ３（２０）式となる。

【００９６】（２０）式より、各受圧面積、スプリング
セット荷重及びソレノイド推力のバランスをとると、目
標制御圧力特性を得ることが可能となる。

【００９７】従って、基準圧力Ｐ０Ａを吸入圧力Ｐｓの
変化に応じて変化するよう調圧し、感圧ピストン６２に
は同じ冷媒による圧力がかかり、冷媒の大気漏れを防止
するシール部材が不要となり、シール部材の緊縛力によ
るヒステリシスをなくすことが可能となる。

【００９８】この時の基準圧力Ｐ０Ａは吸入圧力Ｐｓ≦
基準圧力Ｐ０Ａ≦吐出圧力Ｐｄであり、例えば０．１
（ＭＰａ）≦基準圧力Ｐ０Ａ≦１（ＭＰａ）の範囲で可
変するように調圧することが望ましい。

【００９９】

【発明の効果】上記のように説明された本発明による
と、可変容量型の圧縮機をヒステリシスを抑え、応答性
と制御精度を高めて制御することが可能となる。

【０１００】基準圧力を調圧した冷媒により制御するこ
とにより、制御弁の圧力応答手段には同じ冷媒による基
準圧力と吸入圧力がかかることになり、両圧力をもたら
した冷媒が混合してしまうこと、あるいは高圧側から低
圧側に冷媒が移動してしまうことを防止するシール手段
や精密な嵌め合い嵌合を用いる必要がなくなる。従って
圧力応答手段のピストン部材等の可動部の移動における
摺動抵抗が抑制され、ヒステリシスを抑え、応答性と制
御精度を高めることが可能となる。

【０１０１】基準圧力を、吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧
力の範囲で調圧することで、吐出圧力を調圧利用するこ
とができ、容易に基準圧力を得ることができる。

【０１０２】圧力調整手段の基準圧力室の圧力が所定値
よりも高圧になった場合にドレインを疎通させる圧力弁
を備えることで、基準圧力を発生させるための冷媒の消
費流量を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の形態に係るソレノイドバルブの断
面構成説明図である。

【図２】図２はソレノイドバルブのバランス状態を説明
する図である。

【図３】図３はソレノイドバルブと圧縮機との関係を示
す回路図。

【図４】図４は圧力調整手段の断面構成説明図である。

【図５】図５は圧力調整手段のバランス状態を説明する
図である。

【図６】図６は圧力調整手段を用いる場合の圧力制御部
のブロック構成図である。

【図７】図７は圧力調整手段の断面構成説明図である。

【図８】図８は圧力調整手段のバランス状態を説明する
図である。

【図９】図９は圧力調整手段を用いる場合の圧力制御部
のブロック構成図である。

【図１０】図１０はレノイドバルブの断面構成説明図で
ある。

【図１１】図１１はソレノイドバルブのバランス状態を
説明する図である。

【図１２】図１２はソレノイドバルブの断面構成説明図
である。

【図１３】図１３はソレノイドバルブのバランス式を説
明する図である。

【図１４】図１４は圧縮機の構成を模式的に説明する図
である。

【図１５】図１５は圧縮機に係る圧力の関係を説明する
図である。

【図１６】図１６は従来技術に係わるソレノイドバルブ
の断面構成説明図である。

【図１７】図１７は従来技術に係わるソレノイドバルブ
のバランス状態を説明する図である。

【図１８】図１８は目標制御圧力特性を示す図。

【図１９】図１９は圧縮機の圧力経路を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ソレノイドバルブ（制御弁）２ソレノイド部２ａコイル２ｂプランジャ２ｃセンタポスト２ｄソレノイド側ロッド２ｅプランジャ室３バルブ部（弁手段）３ａ弁室３ｂ弁体３ｃ隔離壁３ｄ弁座３ｅスプリング３ｆ，３ｇ，３ｈポート４バルブボディ４ａ連通路４ｂシリンダ内周面１０感圧部（圧力応答手段）１１スプリング１２感圧ピストン１３接続ロッド１４スプリング１５基準圧力室１５ａ基準圧力ポート１６エンドキャップ２０基準圧弁（圧力調整手段）２１ベローズ組立体２２ハウジング２３基準圧力室２４弁手段２５連通路２６スプリングＰｓ吸入圧力Ｐｄ吐出圧力Ｐｃクランクケース圧力Ｐ０Ａ基準圧力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西ノ薗博幸神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号エヌオーケー株式会社内 (72)発明者渡辺孝樹神奈川県藤沢市辻堂新町４丁目３番１号エヌオーケー株式会社内Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA13 AA27 BA19 BA28 CA01 CA02 CA03 CA29 DA25 EA33 3H056 AA01 BB01 CD06 EE06 GG01 GG11 GG13 3H106 DA05 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC08 DD09 EE04 GB06 KK17 KK23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランクケース内に配置され回転する斜
板の傾斜角度に応じて冷媒の吐出容量の制御が変更し、圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を調圧して前記斜
板の傾斜角度を変更するクランクケース圧力を得るため
の弁手段に対し、圧縮機へと入力される冷媒の吸入圧力
と基準圧力との差圧に応答する圧力応答手段及びソレノ
イドによる推力を利用して該弁手段の開閉制御を行う可
変容量型の圧縮機の制御方法であって、前記基準圧力を、調圧した前記冷媒により得ることを特
徴とする可変容量型の圧縮機の制御方法。
【請求項２】前記基準圧力は、前記冷媒の吐出圧力
を、吸入圧力≦基準圧力≦吐出圧力の範囲で調圧したも
のであることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型
の圧縮機の制御方法。
【請求項３】クランクケース内に配置され回転する斜
板の傾斜角度を変更することにより冷媒の吐出容量の制
御が行われる可変容量型の圧縮機に用いられる制御弁で
あって、前記圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を調圧して前
記斜板の傾斜角度を変更するためのクランクケース圧力
を得るための弁手段と、圧縮機へと入力される冷媒の吸入圧力と基準圧力との差
圧に応答する圧力応答手段と、可変推力を出力可能としたソレノイドと、を備え、前記圧力応答手段及びソレノイドによる推力を
利用して前記弁手段の開閉制御を行い、前記基準圧力を、調圧した前記冷媒により得ることを特
徴とする制御弁。
【請求項４】前記圧力応答手段は、シリンダ内周面を
摺動するピストン部材を有し、該ピストン部材の軸方向
両端部をそれぞれ前記冷媒の吸入圧力と基準圧力の受圧
部としたことを特徴とする請求項３に記載の制御弁。
【請求項５】前記冷媒を調圧して前記基準圧力とする
圧力調整手段を備えることを特徴とする請求項３または
４に記載の制御弁。
【請求項６】前記圧力調整手段は、内部圧力を一定と
し外部圧力との差圧により伸縮するベローズと、該ベロ
ーズにより開閉制御される弁手段を有し、圧縮機から出力される冷媒の吐出圧力を所定の圧力に調
圧して基準圧力として出力することを特徴とする請求項
５に記載の制御弁。
【請求項７】前記圧力調整手段は、基準圧力とされた
冷媒が導入されると共に、冷媒を微小流量で排出可能と
するドレインを有する基準圧力室を備え、前記基準圧力室の圧力が所定値よりも高圧になった場合
に前記ドレインを疎通させる圧力弁を備えることを特徴
とする請求項５または６に記載の制御弁。