JPH11280660A - 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

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JPH11280660A JP10100366A JP10036698A JPH11280660A JP H11280660 A JPH11280660 A JP H11280660A JP 10100366 A JP10100366 A JP 10100366A JP 10036698 A JP10036698 A JP 10036698A JP H11280660 A JPH11280660 A JP H11280660A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用空調装置の可変容量圧縮機の容量制
御弁機構に関し、電磁アクチェーターへの通電量に対し
て、第２の弁機構が吐出室圧に影響を無くして、吸入室
圧力制御点が一義的に決まるようにし、且つ最小容量が
強制的に維持できるようにする。 【解決手段】 容量制御弁機構は、第２の弁機構が吐出
圧の影響を受けないようにクランク室又は吸入室の圧力
を弁体の背圧部にも掛かるようにし、且つ吐出圧自体も
弁体で圧力を調整し、全体として吐出圧が掛からないよ
うにしたことで、吐出圧の影響をなくす。また、吸入室
圧力が上昇し、ベローズが収縮してもバネにより付勢さ
れているので、第１の弁体は閉じ、第２の弁体は開弁状
態を維持し、電流値がゼロになっても、常時最小容量を
保つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量制御弁に関す
る。特に、車両、自動車等の空調装置に使用する可変容
量圧縮機の容量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、米国特許第４６０
６７０５号明細書、実開昭６４ー２７４８７号公報等が
ある。
【０００３】従来の容量制御弁は、例えば、前記特許明
細書である図４に示すように、ベローズ２は吸入室圧力
を感知し、吸入室圧力に応答して、クランク室から吸入
室に至る通路の開度を調整する第１の弁機構４、そして
吐出室からクランク室に至る通路の開度を調整する第２
の弁機構１１を連動して開閉制御する、いわゆる内部制
御タイプの圧力制御弁構造をベースに、さらにベローズ
２の下部に電磁アクチェーターを配置し、電磁力が第１
の弁機構に作用するように構成したものである。したが
って図５に示すように、電磁アクチェーターへの通電量
によりベローズ弁の動作点、つまり吸入室圧力制御点を
変化させることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、第２
の弁機構の弁体が、吐出室圧力を受ける構造となってい
るため、図５に示すように、電磁アクチェーターの通電
量が一定でも吐出室圧力により吸入室圧力制御点が変化
してしまう。つまり通電量に対して、吸入室圧力制御点
が―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。
【０００５】また従来の構造では制御吸入室圧力に上限
があり、例えば、図５では３.７kg/cm2Ｇ以上の吸入室
圧力で制御させることができない。
【０００６】通常の車両走行時では吸入室圧力は２kg/c
m2Ｇ前後に制御されている場合が多いが、車両加速時等
にこの状態から吐出容量を減少させようとする場合、吐
出容量が減少して、吸入室圧力が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制御さ
れ、運転条件によつては、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。
【０００７】本発明は、上記問題に着目し、電磁アクチ
ェーターへ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、かつ強制的に最小容量に維持できる
ことを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、吐出室、吸入室及びクランク室を備え、
クランク室圧力を調整することによりピストンストロー
クを制御する可変容量圧縮機の容量制御弁において、吸
入室圧力またはクランク室圧力を感知する感圧部材の伸
縮に応答して 開閉され、クランク室から吸入室に至る
通路の開度を調整する第１の弁機構と、この第１の弁機
構の開閉に連動して吐出室からクランク室に至る通路の
開度を調整し、かつ弁体の弁座との当接側（クランク室
圧力受圧）と反対側の面にクランク室圧力または吸入室
圧力を受け、前記弁体の両面の受圧面積を調整すること
により弁体の開閉方向への吐出室圧力の影響を実質的に
排除した第２の弁機構と、この第２の弁機構に外部信号
により付勢力を与え、前記第１および第２の弁機構の実
質的な開度を調整する外力付勢機構を備えた可変容量圧
縮機の容量制御弁を提供する。
【０００９】本発明は、容量制御弁おいて、前記第１の
弁機構をバイパスして前記クランク室から吸入室に至る
通路を連通する固定絞りを備えたことを特徴とする可変
容量圧縮機の容量制御弁である。
【００１０】本発明は、容量制御弁おいて 前記感圧部
材を前記第１の弁機構の閉弁方向に付勢するばね部材
を、前記感圧部材を収容する弁ケーシングとの間に介在
させたことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁で
ある。
【００１１】本発明は、容量制御弁おいて 前記第１の
弁機構の弁体を閉弁方向に付勢するばね部材を、前記感
圧部材との間に介在させたことを特徴とする可変容量圧
縮機の容量制御弁である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図を参照
して、実施例に基づき説明する。本発明の容量制御弁
は、図１に示すように、主な部分は、第１の弁機構、第
２の弁機構と電磁コイル機構からなる。
【００１３】第１の弁機構は、弁ケーシング１と、この
弁ケーシング１内に配設され、内部を真空にして、ばね
を配置し、クランク室圧力を受圧するベローズ２と、こ
のベローズ２に固着され、クランク室と吸入室との連通
路３を開閉する弁体と、該弁体４をバイパスする固定絞
り５と、ベローズ２の図中下端を受け、弁ケーシング１
に可動可能なように支持されたガイド６と、このガイド
６を図中上方に付勢するばね７と、ベローズ２の伸縮量
を調整し、弁ケーシング１の一部を構成する調整ネジ８
を設けている。
【００１４】第２の弁機構では、第２の弁体１１及び関
連機構が次のように構成されている。
【００１５】第１の弁体４の図中上端に当接して、弁ケ
ーシング１に可動可能なように支持された伝達ロッド９
と、この伝達ロッド９の他端に当接し、ベローズ２の伸
縮に応じて、吐出室とクランク室との連通路を開閉する
第２の弁体１１が設けられる。
【００１６】図１で、１０１が吐出室と連通する連通
路、１０２がクランク室と連通する連通路である。
【００１７】電磁コイル機構では、電磁コイル１４は、
第２の弁体１１の上に設けられ、第２の弁体１１をプラ
ンジャ１２及び伝達ロッド１３を介して閉弁方向に付勢
する電磁力を発生させる。
【００１８】尚第２の弁体１１の側面１１ａは、弁ケー
シング１に可動可能なように支持され、かつ側面１１ａ
と弁ケーシング１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。
【００１９】また第２の弁体１１の弁座との当接面１１
ｂとの反対側の面１１ｃは、導圧路１５によってクラン
ク室圧力を受圧するように構成され、弁座との当接面１
１ｂ側のクランク室圧力受圧面積と反対側の面１１ｃの
クランク室圧力受圧面積を調整し、第２の弁体１１の開
閉方向に作用する吐出室圧力の力を排除している。
【００２０】クランク室圧力の背圧を受ける面１１cに
働く圧力Ｐｋと面積Ａｂ、当接面１１bの圧力Ｐｋと面
積Ａｋとして、Ｐｋ×Ａｋ＝Ｐｋ×Ａｂ となるように
面積を調整し打ち消し合わせる。そこで、クランク室圧
による弁への影響はなくなる。
【００２１】更に、第２の弁体１１の弁座との当接面１
１ｂ側の形状は、図６のようになっており、吐出圧力Ｐ
ｄは、弁体の上下でお互いに打ち消し合うので、吐出室
圧の影響は、少ないか又はなくすことができる。
【００２２】この場合に、第２の弁体１１の下方の接点
は、上方の圧力と下方から上に向かう圧力が釣り合うよ
うに、図で云えば、接点と上方の圧力の作用点は、当然
同じ線上に並んでいるのが好ましいもし、接点が内側に
ずれれば、吐出力の影響を受けることになり、クランク
室の圧力調整は前記背圧によっても調整される（例え
ば、弁座が面接触の場合が考えられる。）。このように
クランク室圧を平衡させ、また吐出圧の影響をなくすこ
とができる。
【００２３】このため第１の弁体４及び第２の弁体１１
は、実質的に吸入室圧力と電磁力に応答して動作するよ
うになる。
【００２４】なお、上記の例では、クランク室圧を用い
たが、吸入室圧であっても、平衡を保つだけであるので
構わない。
【００２５】尚第２の弁体１１が閉弁しているとき、第
１の弁体４は開弁しており、第１の弁体４が閉じる方向
に移動すると第２の弁体１１は開弁し、弁開度が増加す
るように構成されている。また、固定絞り５の開度は第
２の弁体１１の最大開度より充分小さく設定されてい
る。
【００２６】次に図１ａ、図１ｂ及び図２を参照して容
量制御弁の動作について説明する。
【００２７】電磁コイル１４に通電しない状態では、電
磁力は発生しないため、圧カバランス状態では第２の弁
体１１を閉弁方向に付勢する力は無く、またバランス圧
力が高い場合ベローズ２は収縮するが、ばね７によっ
て、図中上方に付勢されているため、第１の弁体４は、
閉弁し、かつ第２の弁体１１は最大開度で開弁している
（図１ｂ）。
【００２８】この状態で圧縮機を起動した場合、第１の
弁体４が閉じているため、クランク室ガスは固定絞り５
を介してのみ吸入室に流れることが可能であるが、固定
絞り５の開度は、第２の弁体１１の最大開度より充分小
さいため、吐出室ガスの供給過剰となり、この結果クラ
ンク室と吸入室との圧力差が増加し最小容量に維持され
る。この時クランク室と吸入室との圧力差は１kg/cm2以
下になるように設定されている。
【００２９】尚、ばね７の付勢力は小さく、また最小容
量状態において第１の弁体４を閉じる方向に作用するク
ランク室と吸入室との圧力差も１kg/cm2以下と小さいた
め、例えば電磁コイル１４への微小通電量ｉoＡ以上の
電流領域では、第２の弁体１１は閉弁し第１の弁体４は
開弁することが可能である。
【００３０】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１４への通電量を調整すると
(電流値ｉ3Ａ)、第２の弁体１１は閉弁し、かつ第１の
弁体４は開弁する。これによりクランク室圧力が低下し
吸入室圧力と同等になるため、圧縮機は最大容量に維持
され、吸入室圧力が徐々に低下する。
【００３１】吸入室圧力が低下するに従いベローズ２が
伸長し、ガイド６の図中下端が調整ネジ８に当接するた
め(図１ａ)、ばね７の機能が消失する。この時、第２の
弁体１１に作用するクランク室圧力による力は面１１ｂ
側と面１１c側で相殺され、吐出室圧力は第２の弁体１
１の軸方向には作用しないため、第１の弁体４及び第２
の弁体１１は、電磁力とベローズ２に作用する吸入室圧
力に応じて開閉制御される。
【００３２】つまり、吸入室圧力が２kg/cm2Ｇまで低下
すると、ベローズ２が、伸長し、第１の弁体４が閉じる
方向に動作し、かつ第２の弁体１１が開く方向に動作す
るため、吐出室ガスがクランク室に導入され、また連通
路３の開度が減少するため、クランク室と吸入室との圧
力差が増大し吐出容量が減少する。
【００３３】これにより、吸入室圧力が上昇すると、ベ
ローズ２が収縮して第１の弁体４が開く方向に動作し、
かつ第２の弁体１１が閉じる方向に動作するため、クラ
ンク室に導入される吐出室ガス量が滅少し、また連通路
３の開度が増大するため、クランク室と吸入室との圧力
差が滅少し吐出容量が増加する。
【００３４】このようにして、吸入室圧力が所定値にな
るように第１の弁体４および第２の弁体１１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実質的に吸入室圧力制御点が−義
的に決まる。
【００３５】尚この状態から電流値をゼロにすると、ベ
ローズ２が伸長して、第１の弁体４が全閉となり、かつ
第２の弁体１１が全開となるため、クランク室と吸入室
との圧力差が著しく増加し瞬時に最小容量に移行する。
これにより吸入室圧力が上昇し（図５で３.５kg/cm2Ｇ
以上）、ベローズ２が収縮するような状態になっても、
ベローズ２は、ばね７により図中上方に付勢されている
ため、第１の弁体４は閉弁し、かつ第２の弁体１１は開
弁状態を維持する。これにより電流値ゼロの場合、常時
最小容量に維持される。
【００３６】図３は本発明の他の実施例である。図１の
実施例では、ベローズを図中上方に押し上げるばね７
で、第１の弁体４が閉じるように構成されているが、図
３の実施例では、第１の弁体４は、ベローズ２に固定さ
れたガイド６に可動可能なように支持され、第１の弁体
４とベローズ２の間にばね７を介在させ、第１の弁体４
が閉じるように構成されたものである。
【００３７】その他の構成は同じであって、これによ
り、図１の実施例と最小容量の維持に関して、同じ効果
が得られる。本発明は可変容量圧縮機用として、その他
の種々の形式のものに適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、上記の構成によって以下のよ
うな効果が期待できる。
【００３９】第２の弁機構の弁体の弁座との当接側と反
対側の面の受圧面積を調整し、弁体の開閉方向へ作用す
る吐出室圧力を実質的に排除したため、吐出室圧力に影
響しない安定した吸入室圧力制御特性が得られる。
【００４０】第１の弁機構の弁体が全閉となっても、固
定絞りによりクランク室と吸入室が連通しているため、
最小容量時にクランク室と吸入室の圧力差が過大になる
ことが無く、圧縮機の耐久性を損なうことが無い。
【００４１】電磁コイル機構では、電磁アクチェーター
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、第１の弁機構の弁体が閉弁し、
かつ第２の弁機構の弁体が開弁するため、常時最小容量
が維持される。
【００４２】電磁コイル機構では、電磁アクチェーター
への通電をゼロとした場合、ばね部材により、第１の弁
機構の弁体が図中上方にシフトして閉弁し、かつ第２の
弁機構の弁体が開弁するため、常時最小容量が維持され
る。
【００４３】従って、車両や自動車用の空調用として適
用すれば、常時最小容量が維持されるために、過分な負
荷を与えずに安定した自動車の走行が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変容量圧縮機の容量制御弁の１実施
例を示す。
【図２】図１の実施例の圧力制御特性を示す。
【図３】本発明の可変容量圧縮機の容量制御弁の他の実
施例を示す。
【図４】従来の可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示
す。
【図５】従来の容量制御弁の圧力制御特性を示す。
【図６】図１における実施例の第２の弁体にかかる圧力
の関係を示す。
【符号の説明】
１ 弁ケーシング ２ ベローズ ３ 連通路（クランク室から吸入室） ４ 第１の弁体 ５ 固定絞り ６ ガイド ７ ばね ８ 調整ネジ ９ 伝達ロッド １０１ 連通路（吐出室） １０２ 連通路（クランク室） １１ 第２の弁体 １１ａ 側面 １１ｂ 当接面 １１ｃ 反対側の面 １２ プランジャ １３ 伝達ロッド １４ 電磁コイル １５ 導圧路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吐出室、吸入室及びクランク室を備え、ク
    ランク室圧力を調整することによりピストンストローク
    を制御する可変容量圧縮機の容量制御弁において、吸入
    室圧力またはクランク室圧力を感知する感圧部材の伸縮
    に応答して開閉され、クランク室から吸入室に至る通路
    の開度を調整する第１の弁機構と、この第１の弁機構の
    開閉に連動して吐出室からクランク室に至る通路の開度
    を調整し、かつ弁体の弁座との当接側（クランク室圧力
    受圧）と反対側の面にクランク室圧力または吸入室圧力
    を受け、前記弁体の両面の受圧面積を調整することによ
    り弁体の開閉方向への吐出室圧力の影響を実質的に排除
    した第２の弁機構と、この第２の弁機構に外部信号によ
    り付勢力を与え、前記第１および第２の弁機構の実質的
    な開度を調整する外力付勢機構を備えたことをことを特
    徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁。
  2. 【請求項２】請求項第１項記載の容量制御弁おいて、前
    記第１の弁機構をバイパスして前記クランク室から吸入
    室に至る通路を連通する固定絞りを備えたことを特徴と
    する可変容量圧縮機の容量制御弁。
  3. 【請求項３】請求項第１項または第２項記載の容量制御
    弁おいて 前記感圧部材を前記第１の弁機構の閉弁方向
    に付勢するばね部材を、前記感圧部材を収容する弁ケー
    シングとの間に介在させたことを特徴とする可変容量圧
    縮機の容量制御弁。
  4. 【請求項４】請求項第１項または第２項記載の容量制御
    弁おいて 前記第１の弁機構の弁体を閉弁方向に付勢す
    るばね部材を、前記感圧部材との間に介在させたことを
    特徴とする可変容量圧縮機の容量制御弁。
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