JPH0221080A - 圧電式流量調整弁の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば自動車用冷房装置に使用される圧縮機の
容量を制御するため、冷媒ガス通路の開閉用に使用され
る圧電式流量調整弁の駆動制御方法に関するものである
。

［従来の技術１ 従来、圧縮機の容量をエンジンの回転数、蒸発器の出口
温度あるいはクランク室圧力等の外部検出信号に基づい
て変更するため、電気的に制御される外部容量制御弁を
設けたものがある。（例えば特開昭６２−２５３９７０
号公報）そして、この外部容量制御弁にバイモル型圧電
素子（ｂｉｍｏｒｐｈ　　ｃｅｌｌ）を用いたものも考
えられている。従来、バイモル型圧電素子を流量調整弁
として使用する場合には、第４図に示すようにケーシン
グ１に形成された冷媒ガス通路の高圧側通路２ａ及び低
圧側通路２ｂの一端が開口された弁室３内に圧電素子４
が配設されている。圧電素子４は印加電圧がＯのとき流
体通路入口部としての低圧側通路２ｂの入口部が設けら
れた平面部３ａに！着する状態でホルダ５を介して固定
されている。そして、印加電圧がＯのときには圧電素子
４は第４図に実線で示す閉塞位置に配置され、電圧が印
加されると同図に鎖線で示すように圧電素子はその先端
側はど平面部３ａから離間するように湾曲し、低圧側通
路２ｂが開放されて冷媒ガスが高圧側通路２ａから低圧
側通路２ｂへと流れるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の装置では圧電素子４は低圧側通路
２ｂを完全に開放する位置と完全に閉塞する位置との２
通りの位置にしか設定できず、流量を連続的に変化させ
るために印加電圧を変えて圧電素子４と平面部３ａとの
隙間を微少範囲で変化させようとしても、圧電素子４が
低圧側通路２ｂに吸引されてしまい、微少隙間を保持す
ることにより流量を調整するのは不可能であった。その
ため、従来の装置では流量を調整するためにはデユーテ
ィ比制御を行う必要があり、制御が複雑になるとともに
圧電素子４に対する印加電圧のオン、オフの繰り返しが
多くなり、圧電素子４の寿命が短くなるという問題があ
る。従来装置において圧電素子４を低圧側通路２ｂとの
隙間が微少な状態に保持できない原因としては、圧電素
子４の湾曲変形時に圧電素子４がその一端のみをホルダ
５により支持された片持ち状態となるため、低圧側通路
２ｂの入口部における圧力と高圧側通路２ａの圧力との
差圧による力に打ち勝つことができないためと考えられ
る。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は圧電素子に対する印加電圧の大きさを変更す
ることにより流量を連続的に変化させることができる圧
電式流量調整弁の駆動制御方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、バイモル
型圧電素子を印加電圧がＯのとき、流体通路入口部が設
けられた平面部に密着する状態に固定し、前記圧電素子
に対して電圧を印加することにより流体通路の開閉を行
う圧電式流量調整弁において、印加電圧の向きを、圧電
素子を前記入口部と対向する面と反対側の面が凸となる
ように変形させる向きとし、印加電圧の大きさを変更す
ることにより前記入口部と圧電素子との間隔を変更させ
るようにした。

［作用コ 本発明の方法では流体通路の開閉を行う圧電素子に電圧
が印加されると、圧電素子は流体通路の入口部と対向す
る面と反対側の面が凸となるように変形する。すなわら
、圧電素子はその両端部が平面部に対して接触する状態
に変形するため、圧Ｎ素子４を平面部側へ押圧付勢する
力に対する抵抗力が大きくなり、流体通路入口部と圧電
素子との間隔を小さな状態に保持することができる。そ
して、印加電圧の大きさを変化させることにより圧電素
子と流体通路入口部との間隔が連続的に変化し、流量が
連続的に変更される。

［実施例］ 以下本発明を具体化した一実施例を第１．２図に従って
説明する。流量調整弁の閤械的構成は従来のものと同様
であるが、圧電素子４に対する印加電圧の方向が従来と
は逆方向となるように端子（図示せず）の接続位置が逆
になっている。

さて、圧電素子４に電圧が印加されない状態においては
第１図＜ａ　＞に示すように圧電素子４は平面部３ａに
密着した状態に配置され、低圧側通路２ｂの入口部と圧
電素子４との間隔はＯとなり流出調整弁の流量はＯとな
る。圧電素子４に電圧を印加すると、圧電素子４は従来
と異なり低圧側通路２ｂの入口部と対向する面と反対側
の面が凸となるように変形する。そのため、圧電素子４
はホルダ５により弁室３に固定された基端と、反対側の
自由端とが常に平面部３ａと当接する状態となる。又、
第２図に示すように圧電素子４は単に低圧側通路２ｂと
反対側に湾曲するのではなく、その中央部が最も高くな
るように変形する。従って、低圧側通路２ｂの入口部と
圧電素子４との間隔δが小さい場合、すなわち圧電素子
４と低圧側通路２ｂの入口部との隙間における流体圧力
と高圧側通路２ａにおける流体圧力との差圧が大きな状
態においても圧電素子４はその力に打ち勝って所定の間
隔δを保持することができる。そのため、例えば第１図
（Ｃ）に示すように従来装置における印加電圧に等しい
１００Ｖを印加した場合は、圧電素子４は低圧側通路２
ｂとの間隔δが低圧側通路２ｂを流れる流体に影響を与
えない大きさに保持される。又、その半分の大きさの電
圧５０Ｖを印加した場合には第１図（ｂ　）に示すよう
に、間隔δはそのほぼ２分の１となり低圧側通路２ｈに
流れる流体の流量が小さくなる。従って、圧電素子４に
対する印加電圧の大きさを変更することにより圧電素子
４と低圧側通路２ｂの入口部との間隔δの大きさを連続
的に変化させることが可能となり、流量を連続的に変化
させることが可能となる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、第３図に示すように高圧側通路２ａを低圧側通
路２ｂと別の壁面に形成したり、圧縮機以外の他の装置
に使用される圧電式流量調整弁に具体化してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、圧電素子と流体通
路入口部との間隔を印加電圧の大きさに応じて連続的に
変更することができるので、流量調整を複雑なりｊ御を
必要とするデユーティ比制御で行う代わりに、印加電圧
の大きさを変えるという極めて簡単な方法で連続的に行
うことができるばかりでなく、デユーティ比制御が不要
となるため圧電素子の変形の繰り返し回数が少なくなり
、結果的に圧電素子の寿命が長くなるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図＜ａ　＞〜（Ｃ）は作用を示す断面図、第２図は
圧電素子の変形状態を示す顆路斜視図、第３図は変更例
の断面図、第４図は従来装置の作用を示す断面図である
。 流体通路としての低圧側通路２ｂ、弁室３、平面部３ａ
、圧電素子４、間隔δ。 特許出願人　　株式会社豊田自動織機製作所代　理　人
　　弁理士　　恩１）博宵 第３Ｊ！１ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．バイモル型圧電素子を印加電圧が０のとき、流体通
   路入口部が設けられた平面部に密着する状態に固定し、
   前記圧電素子に対して電圧を印加することにより流体通
   路の開閉を行う圧電式流量調整弁において、印加電圧の
   向きを、前記圧電素子を前記入口部と対向する面と反対
   側の面が凸となるように変形させる向きとし、印加電圧
   の大きさを変更することにより前記入口部と圧電素子と
   の間隔を変更させる圧電式流量調整弁の駆動制御方法。