JP2008138540A - 可変容量コンプレッサの制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出圧の増大によって高圧弁部が不本意に閉じて斜板角度が大きくなるのを抑制することができ、さらに起動性を向上させることが可能な可変容量コンプレッサの制御弁を得る。
【解決手段】制御弁１は、ソレノイド１０によって高圧側弁体７ａが一方側に配置されるほど高圧弁部７の連通開度が拡がるとともに、当該高圧側弁体７ａに作用する吐出流路４側の圧力が減殺されるように構成され、ソレノイド１０によって低圧側弁体９ａが他方側に配置されるほど低圧弁部９の連通開度が拡がるように構成され、ソレノイド１０によって低圧側弁体９ａが他方側に配置されたときに高圧側弁体７ａと低圧側弁体９ａとが分離するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、可変容量コンプレッサの制御弁に関する。

従来、自動車用空調装置等の冷凍サイクルに用いられる可変容量コンプレッサの制御弁として、可変容量コンプレッサの吐出流路と制御圧室とを連通する導入側連通路の途中に設けられた高圧弁部と、吸入流路と当該制御圧室とを連通する排出側連通路の途中に設けられた低圧弁部とを備えて、高圧弁部および低圧弁部の連通開度を可変制御することにより制御圧室の圧力を変化させて斜板の角度を変化させるものが知られている。

かかる構成では、ケース室（クランク室）を制御圧室として用いる場合が多く、その場合、制御圧（制御圧室の圧力）を高くすると斜板角度が小さくなって吐出容量が少なくなり、制御圧を低くすると斜板角度が大きくなって吐出容量が多くなる（例えば特許文献１）。
国際公開ＷＯ２００４／０６５７８９号

しかしながら、上記特許文献１に開示される制御弁では、高圧弁部としてのボール弁において、吐出圧が弁体を閉じる方向に作用するため、斜板角度を小さくして吐出容量を減らす制御を行う場合において、当該吐出圧によって高圧弁部が不本意に閉弁し、制御圧が低下して斜板角度が増大し、吐出容量が増大してしまう虞がある。

また、上記高圧弁部としてボール弁を有するものの他に、従来、高圧弁部としてのスプール弁に低圧弁部の弁体が一体化されているものがあるが、その場合には、高圧弁部でスリーブとスプールとのクリアランスにおいてリークが生じる分、冷房開始時等において、起動が遅くなるという問題があった。

そこで、本発明は、吐出圧の増大によって高圧弁部が不本意に閉じて斜板角度が大きくなるのを抑制することができ、さらに起動性を向上させることが可能な可変容量コンプレッサの制御弁を得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、可変容量コンプレッサ（２）の吐出流路（４）と制御圧室（３）とを連通する導入側連通路（６）の途中に設けられた高圧弁部（７）と、吸入流路（５）と当該制御圧室（３）とを連通する排出側連通路（８）の途中に設けられた低圧弁部（９）と、を備え、高圧弁部（７）および低圧弁部（９）の連通開度を可変制御することにより制御圧室（３）の圧力を変化させて斜板（２ａ）の角度を変化させる可変容量コンプレッサの制御弁において、前記高圧弁部（７）の高圧側弁体（７ａ）および前記低圧弁部（９）の低圧側弁体（９ａ）の進退位置を制御する位置制御手段（１０）を備え、前記位置制御手段（１０）によって前記高圧側弁体（７ａ）が一方側に配置されるほど高圧弁部（７）の連通開度が拡がるとともに、当該高圧側弁体（７ａ）に作用する吐出流路（４）側の圧力が減殺されるように構成され、前記位置制御手段（１０）によって前記低圧側弁体（９ａ）が他方側に配置されるほど低圧弁部（９）の連通開度が拡がるように構成され、前記位置制御手段（１０）によって前記低圧側弁体（９ａ）が前記他方側に配置されたときに前記高圧側弁体（７ａ）と低圧側弁体（９ａ）とが分離するように構成されたことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、前記低圧弁部（９）は、前記位置制御手段（１０）によって高圧側弁体（７ａ）および低圧側弁体（９ａ）が一方側に配置されたときに、全閉するように構成されたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、前記高圧側弁体（７ａ）および低圧側弁体（９ａ）のうち低圧側弁体（９ａ）のみを他方側に付勢する付勢手段（１６）を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、高圧側弁体に作用する吐出流路側の圧力が減殺されるように構成されているため、高圧弁部が開いた状態にあるときに、高圧側弁体に作用した吐出流路側の圧力によって高圧弁部が閉じて制御圧室の圧力が低下するのを抑制することができる。したがって、可変容量コンプレッサの斜板の角度が小さい状態で、不本意に高圧弁部の連通開度が狭くなったり閉じたりして制御圧室内の圧力が低下し斜板の角度が大きくなるのを抑制することができる。

そして、位置制御手段によって低圧側弁体が他方側に配置されたときに、高圧側弁体と低圧側弁体とが分離するため、高圧側弁体によって低圧側弁体が制約を受けることなく低圧弁部の連通開度を拡げることができる。したがって、可変容量コンプレッサの始動時において、より迅速に低圧弁部の連通開度を拡大して制御室圧内の圧力を低下させ、斜板の角度を大きくして、所要の吐出容量を確保しやすくなる。

さらには、高圧弁部による低圧側弁体の動作に対する制約が減る分、低圧弁部の閉時におけるリーク流量を減らすことができる。

また、上記請求項１の発明によれば、高圧弁部と低圧弁部とが相互に分離可能に構成されているため、高圧側弁体に吐出流路側の圧力が一方側に作用していたとしても、高圧側弁体とは切り離して低圧側弁体を動作させることができるため、低圧弁部の連通開度をより迅速に大きくすることができ、切り換え応答性を向上することが可能となる。

請求項２の発明によれば、前記位置制御手段によって高圧側弁体および低圧側弁体が一方側に配置されたときに低圧弁部が全閉されるように構成したため、制御圧室の圧力を高圧状態に維持しやすくなるとともに、低圧弁部におけるリーク流量を減らすことができる分、エネルギロスを低減することができる。

また、低圧弁部を閉じる構成とした場合には、閉じない構成とした場合に比べて、低圧弁部における連通開度が確保しにくくなるが、本発明によれば、上述したように、高圧側弁体と低圧側弁体とが分離される構成とした分、低圧弁部における連通開度をより迅速に拡げることができ、低圧弁部が閉じた状態、すなわち制御圧室の圧力が高い状態から、低圧弁部が開いた状態、すなわち制御圧室の圧力が低い状態への切り替えをより迅速に行うことができて、制御応答性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、前記付勢手段によって高圧側弁体と低圧側弁体との分離をより迅速に行うことができるため、低圧弁部の連通開度をより迅速に拡大することができて、制御応答性を向上することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる可変容量コンプレッサおよび制御弁の装置構成の概略図、図２は、制御弁の縦断面図（中心軸を含む断面図）であって、高圧弁部が閉じていて低圧弁部が開いている状態を示す図、図３は、図２のＡ部の拡大図、図４は、図２のＢ部の拡大図、図５は、制御弁の縦断面図であって、高圧弁部が開いていて低圧弁部が閉じている状態を示す図、図６は、制御弁における可動部の位置と高圧弁部および低圧弁部の開口面積との相関関係を示すグラフである。

図１に示すように、本実施形態にかかる制御弁１は、可変容量コンプレッサ２の吐出容量を変化させるべく斜板２ａの傾斜角度を変化させる制御圧Ｐｃを制御するものであって、一例としては、制御圧室としてのケース室３内の圧力（制御圧）Ｐｃを制御するものである。この場合、ケース室３内の圧力Ｐｃが低いほど、可変容量コンプレッサ２内のピストンに作用する圧力差が大きくなって吐出容量が増大し、逆にケース室３内の圧力が高いほど吐出容量が減少することになる。

制御圧Ｐｃは、吐出流路４（例えば吐出ポート）における媒体の圧力（吐出圧）Ｐｄと、吸入流路５（例えば吸入ポート）における媒体の圧力（吸入圧）Ｐｓとの中間圧として生成される。このために、制御弁１は、吐出流路４とケース室３とを連通する導入側連通路６の途中に設けられてその連通開度を可変制御する高圧弁部７と、吸入流路５とケース室３とを連通する排出側連通路８の途中に設けられてその連通開度を可変制御する低圧弁部９とを備えており、これらの連通開度の調整によって、制御圧Ｐｃを生成するようになっている。かかる構成の場合、高圧弁部７における連通開度が大きいほど制御圧Ｐｃは吐出圧Ｐｄに近付いて高圧となる一方、低圧弁部９における連通開度が大きいほど制御圧Ｐｃは吸入圧Ｐｓに近付いて低圧となる。また、高圧弁部７の連通開度と低圧弁部９の連通開度との双方を制御することによって、吐出流路４から吸入流路５への媒体の流出をなるべく抑えてエネルギロスを小さくしながら制御圧Ｐｃを生成することが可能となる。

また、本実施形態では、この制御圧Ｐｃの生成に用いる媒体の流通経路（導入側連通路６および排出側連通路８を含む）をケース室３内の媒体循環経路としても利用しており、摺動部分の潤滑や冷却に役立てている。このため、ケース室３に臨む導入側連通路６の開口６ａと排出側連通路８の開口８ａとは相互に適宜に離間させて配置されるとともに、高圧弁部７から低圧弁部９に至るまでの媒体経路もある程度長くなっている。したがって、高圧弁部７におけるケース室３側の圧力Ｐｃ１は、低圧弁部９におけるケース室３側の圧力Ｐｃ２よりも僅かに高くなっている。

図２に示すように、制御弁１は、位置制御手段としてのソレノイドが内蔵されるソレノイド１０と、高圧弁部７および低圧弁部９が内蔵される弁部１１とを備えている。

弁部１１において、高圧弁部７の弁体（高圧側弁体７ａ）と低圧弁部９の弁体（低圧側弁体９ａ）は、ソレノイドの可動部１０ａの進退方向に縦列配置されて相互に当接されるとともに、付勢手段としてのコイルスプリング１４，１６等によって可動部１０ａに押し付けられており、可動部１０ａの進退位置を可変することで、高圧側弁体７ａおよび低圧側弁体９ａの位置を可変させ、高圧弁部７および低圧弁部９の双方の連通開度を制御できるようになっている。本実施形態では、可動部１０ａに近い側に低圧側弁体９ａを、遠い側に高圧側弁体７ａを配置している。なお、以下の説明では、便宜上、図２〜図５中の矢印Ｘの指示方向を先端側、その逆側を基端側と称することにする。可動部１０ａ、低圧側弁体９ａ、および高圧側弁体７ａともに、Ｘ方向に沿って進退する。このＸ方向は、スリーブ１２、スプール１３、およびソレノイドの可動部１０ａの軸方向に沿っている。

弁部１１は、長手方向に断面円形の貫通孔１２ａが形成された略円筒状のスリーブ１２を備えており、その貫通孔１２ａ内に、適宜なクリアランスをもってスプール１３が挿入され、貫通孔１２ａ内でその長手方向に沿って進退可能となっている。

弁部１１の先端側には、高圧弁部７が形成されている。ここで、図２および図３を参照しながら、この高圧弁部７の具体的な構成について説明する。

スリーブ１２の貫通孔１２ａの先端側には当該貫通孔１２ａより径が大きい有底円筒状の凹部１２ｂが形成され、その凹部１２ｂの開口１２ｅ側は蓋体１２ｄによって塞がれている。

一方、スプール１３の先端部には、貫通孔１２ａよりも僅かに径外方向に張り出す傘状のポペット１３ａが形成されている。このポペット１３ａは凹部１２ｂ内に収容されている。図２および図３の状態では、ポペット１３ａの底面１３ｂと凹部１２ｂの底面１２ｃとは相互に当接している。本実施形態では、このポペット１３ａが高圧弁部７の高圧側弁体７ａに相当し、凹部１２ｂの底面１２ｃがそのシール面（着座面）に相当する。

ここで、蓋体１２ｄとポペット１３ａとの間には付勢手段としてのコイルスプリング１４が介装されており、ポペット１３ａは、このコイルスプリング１４によってＸ方向基端側、すなわち高圧側弁体７ａの閉弁方向に付勢されている。

また、スリーブ１２には、貫通孔１２ａの先端側の開口１２ｅからＸ方向基端側に所定距離だけ離間した位置において、当該貫通孔１２ａと直交する横穴ポート１２ｆが形成される一方、スプール１３には、ポペット１３ａの底面１３ｂからこの横穴ポート１２ｆに対向する位置まで細く抉られた略一定の円形断面を有する細径部１３ｃが形成されている。

そして、図２，図３には図示しない導入側連通路６のケース室３側が蓋体１２ｄに形成された貫通孔１２ｇを介して凹部１２ｂ内に連通される一方、導入側連通路６の吐出流路４側が、横穴ポート１２ｆに連通されている。よって、凹部１２ｂ内の圧力、すなわちポペット１３ａの背圧は制御圧（Ｐｃ１）となり、横穴ポート１２ｆおよびスプール１３の細径部１３ｃに対応する間隙１２ｈ内の圧力は吐出圧Ｐｄとなる。

ここで、スプール１３の細径部１３ｃのＸ方向先端側の端面には吐出圧Ｐｄが当該Ｘ方向先端側に作用し、スプール１３の細径部１３ｃのＸ方向基端側の端面には吐出圧Ｐｄが当該Ｘ方向先端側に作用する。したがって、スプール１３に作用する吐出圧Ｐｄは、スプール１３の軸方向に減殺（相殺）される。

上記構成で、スプール１３がＸ方向先端側に移動して高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａが着座面としての底面１２ｃから離間すると、高圧弁部７が開いた状態となって導入側連通路６が連通することになる。この高圧弁部７による連通開度は、ポペット１３ａの底面１２ｃからの離間距離に応じて拡がることになる。一方、スプール１３がＸ方向で最も基端側に位置してポペット１３ａが底面１２ｃに着座した状態は、高圧弁部７が閉じた状態に相当し、この状態では、導入側連通路６が遮断されるようになっている。かかる構成では、ポペット１３ａを底面１２ｃに押し付けるなどして馴染ませることで、高圧弁部７におけるシール性を高めることができる。そして、ポペット１３ａのＸ方向位置、すなわち高圧弁部７の連通開度は、後述する位置制御手段としてのソレノイドによって制御されることになる。

弁部１１の基端側には、低圧弁部９が形成されている。ここで、図２，図４および図５を参照しながら、この低圧弁部９の具体的な構成について説明する。

スリーブ１２には、横穴ポート１２ｆからＸ方向基端側に所定距離だけ離間した位置において、貫通孔１２ａと直交する別の横穴ポート１２ｉが形成される一方、スプール１３には、当該横穴ポート１２ｉと対向する位置から基端側の端部にかけて細く抉られた略一定の円形断面を有する細径部１３ｄが形成されている。

なお、スプール１３のうち横穴ポート１２ｆと横穴ポート１２ｉとの間に存在する区間（一般部１３ｅ）と貫通孔１２ａとのクリアランスは狭くして、横穴ポート１２ｆ，１２ｉ間の媒体の漏れが少なくなるようにしてある。

また、スリーブ１２の貫通孔１２ａより基端側には、当該貫通孔１２ａより径が大きい有底円筒状の凹部１２ｊが形成されている。この凹部１２ｊの側壁１２ｋの先端側は、ソレノイド１０の先端側に設けられた凹溝１０ｂ内に圧入されており、これにより、弁部１１とソレノイド１０とが結合されている。

そして、凹部１２ｊ内には、低圧側弁体９ａとしてのポペット１５が配置されている。このポペット１５には、略円筒状の凹部１５ａが形成されており、この凹部１５ａ内にスプール１３の細径部１３ｄが緩挿されている。

このポペット１５のＸ方向先端側には、環状の突起１５ｂが設けられており、図５に示すように、当該ポペット１５がＸ方向の最も先端側に位置した状態では、突起１５ｂは貫通孔１２ａの基端側の開口１２ｍから当該貫通孔１２ａ内に挿入されるとともに、突起１５ｂの周囲の頂面１５ｃと凹部１２ｊの底面１２ｎとが当接するようになっている。上述したように、本実施形態では、このポペット１５が低圧弁部９の低圧側弁体９ａに相当するとともに、凹部１２ｊの底面１２ｎがそのシール面（着座面）に相当する。

また、底面１２ｎとポペット１５との間には付勢手段としてのコイルスプリング１６が介装されており、ポペット１５は、このコイルスプリング１６によってＸ方向基端側、すなわち低圧側弁体９ａの開弁方向に付勢されている。

そして、図２，図４および図５には図示しない排出側連通路８のケース室３側が横穴ポート１２ｉに連通される一方、排出側連通路８の吸入流路５側が、側壁１２ｋに形成された貫通孔１２ｏを介して凹部１２ｊ内に連通されている。よって、凹部１２ｊ内の圧力、すなわちポペット１５の背圧は吸入圧Ｐｓとなり、横穴ポート１２ｉの圧力は制御圧（Ｐｃ２）となる。

すなわち、本実施形態では、スプール１３がＸ方向基端側に移動して低圧側弁体９ａとしてのポペット１５が着座面としての底面１２ｎから離間すると、低圧弁部９が開いた状態となって排出側連通路８が連通することになる。この低圧弁部９による連通開度は、ポペット１５の底面１２ｎからの離間距離に応じて拡がることになる。一方、スプール１３がＸ方向で最も先端側に位置してポペット１５が底面１２ｎに着座した状態は、低圧弁部９が閉じた状態に相当し、この状態では、排出側連通路８が遮断されるようになっている。かかる構成では、ポペット１５を底面１２ｎに押し付けるなどして馴染ませることで、低圧弁部９におけるシール性を高めることができる。そして、ポペット１５のＸ方向の位置、すなわち低圧弁部９の連通開度は、後述する位置制御手段としてのソレノイドによって制御されることになる。

ソレノイド１０の可動部１０ａは、低圧側弁体９ａとしてのポペット１５の基端側に配置されている。

本実施形態では、可動部１０ａは、Ｘ方向先端側に位置する第１部材１０ｃと基端側に位置する第２部材１０ｄとをＸ方向に並べて相互に一体的に結合した形状となっている。第１部材１０ｃには、先端側がすり鉢状に拡開するとともに基端側が略円筒状となる凹部１０ｅが形成されており、この凹部１０ｅ内にポペット１５が緩挿されている。このとき、ポペット１５の底面１５ｄが、凹部１０ｅの底面１０ｆに当接するようになっており、当該ポペット１５は、コイルスプリング１６によって第１部材１０ｃに押し付けられている。凹部１０ｅの内壁とポペット１５の外壁とのクリアランスにより、ポペット１５と可動部１０ａとの軸ずれを吸収できるようになっている。

第１部材１０ｃの先端部にはフランジ部１０ｇが形成されている。このフランジ部１０ｇが、ソレノイド１０のケーシング１０ｈの先端側に形成された凹部１０ｉの開口縁部に係止されることによって、可動部１０ａの基端側への移動が規制されている。

フランジ部１０ｇの裏面１０ｊと凹部１０ｉの側壁に形成された段差部１０ｋとの間には付勢手段としてのコイルスプリング１７が介装されており、このコイルスプリング１７により、可動部１０ａはＸ方向先端側に付勢されている。

また、凹部１０ｉは、円環板状のダイヤフラム１８によって隔絶されている。このダイヤフラム１８の周縁部は、ケーシング１０ｈにシールが確保された状態で装着される一方、ダイヤフラム１８の中央部は第１部材１０ｃと第２部材１０ｄとでシールが確保された状態で挟持されている。

ここで、凹部１０ｉは、フランジ部１０ｇの表裏を貫通する通路１０ｍを介して凹部１２ｊと連通されているため、当該凹部１０ｉ内、すなわちダイヤフラム１８の先端側の面（表面）に作用する圧力は吸入圧Ｐｓとなる。一方、ダイヤフラム１８によるシールにより、当該ダイヤフラム１８の基端側の面（裏面）に作用する圧力は大気圧となっている。したがって、吸入圧Ｐｓが所定値より増大するとダイヤフラム１８に作用する差圧により、可動部１０ａが基端側に移動する。

また、可動部１０ａにはシャフト１９が結合されており、このシャフト１９は、基端側に配置された付勢手段としてのコイルスプリング２０によって先端側へ付勢されている。

上記構成で、コイル２１に通電すると、可動部１０ａ（第２部材１０ｄ）に対して基端側へ向かう吸引力が作用することになるが、コイル２１への電流制御によって吸引力を調整することで、この吸引力と付勢手段としてのコイルスプリング１４，１６，１７，２０による付勢力とのバランスによって可動部１０ａ、およびこれに当接する低圧側弁体９ａとしてのポペット１５、ならびに当該ポペット１５に当接するスプール１３に設けられる高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａのＸ方向の位置が定まることになる。

ここで、コイル２１への通電制御、あるいはダイヤフラム１８に作用する吸入圧Ｐｓの上昇によって可動部１０ａが基端側に移動すると、付勢手段としてのコイルスプリング１６の作用によって低圧側弁体９ａとしてのポペット１５も可動部１０ａに連動して基端側に移動し、さらに、付勢手段としてのコイルスプリング１４の作用によってスプール１３に設けられた高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａも可動部１０ａに連動して基端側に移動することになる。

ただし、本実施形態では、ポペット１３ａが設けられるスプール１３とポペット１５とは結合されてなく、分離可能な構成となっているため、図２に示すように、高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａが着座面としての底面１２ｃに着座した以降は、スプール１３からポペット１５が分離して、低圧弁部９のみ連通開度が拡大することになる。

図６は、以上の構成を備える制御弁１における可動部１０ａのＸ方向の位置に対する高圧弁部７および低圧弁部９の連通開度を示している。この図６において、横軸は、可動部１０ａのＸ方向の位置を示しており、右側が基端側、左側が先端側となっている。また、縦軸は連通開度（開口面積）である。

高圧弁部７の連通開度は、可動部１０ａの位置すなわちポペット１３ａの位置によって線形的に変化する。すなわち、可動部１０ａが最も先端側に位置する状態（図５）で高圧弁部７の連通開度は最大となり、可動部１０ａの位置が基端側に変化するにしたがって高圧弁部７の連通開度は線形的に減少し、高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａが着座面としての底面１２ｃに当接した時点で高圧弁部７が閉弁し、その連通開度は０となる。なお、高圧弁部７が閉弁すると、導入側連通路６を介してのケース室３内への媒体の供給が停止されるが、ピストン−シリンダ間のクリアランスからのリーク等によりケース室３内への媒体の供給を確保することができる。

低圧弁部９の連通開度も可動部１０ａの位置に応じて変化するが、可動部１０ａの位置に応じてその変化の仕方が異なっている。すなわち、まず、可動部１０ａが最も先端側に位置する状態では、低圧側弁体９ａとしてのポペット１５が着座面としての底面１２ｎに当接して低圧弁部９は閉弁している。

可動部１０ａの位置が基端側に変化すると、ポペット１５が底面１２ｎから離間する。ポペット１５が底面１２ｎからさほど離間していない間は連通開度は線形的に変化する（領域１）。それ以降、ポペット１５の底面１２ｎからの離間距離が増大しても、突起１５ｂが貫通孔１２ａ内に挿入されている間は、低圧弁部９の連通開度については突起１５ｂと貫通孔１２ａとのクリアランスが支配的となり、固定オリフィスに等価な状態となる。よって、この区間では、連通開度の変化がほぼ一定となる（領域２）。その後、突起１５ｂが貫通孔１２ａから抜け出ると、ポペット１５の底面１２ｎからの離間距離に応じて低圧弁部９の連通開度が線形的に増大する（領域３）。そして、この領域３においては、上述したように、ポペット１５すなわち低圧側弁体９ａが、ポペット１３ａすなわち高圧側弁体７ａを備えるスプール１３より分離して離間するため（隙間Ｇ）、高圧弁部７が閉じて高圧側弁体７ａの基端側への移動が規制されるのに拘わらず、低圧弁部９の連通開度を速やかに拡大することができる。

以上のように、本実施形態によれば、高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａに対して作用する吐出圧Ｐｄがスプール１３のＸ方向基端側および先端側の双方に作用して減殺されるように構成されているため、従来のように、高圧弁部が開いた状態にあるときに、高圧側弁体に作用した吐出流路側の圧力Ｐｄによって高圧弁部が閉じてケース室内の圧力が低下するのを抑制することができる。したがって、可変容量コンプレッサ２の斜板２ａの角度が小さい状態で、高圧弁部７の連通開度が狭くなったり閉じたりしてケース室３内の圧力が低下し、斜板２ａの角度が大きくなるのを抑制することができる。

すなわち、本実施形態によれば、斜板２ａの角度を小さく維持して吐出容量が殆ど無い状態をより確実に得ることができるため、所謂クラッチレスシステム用の可変容量コンプレッサに適用するのに好適である。その場合、クラッチを用いてコンプレッサの回転を停止させるシステムに比べて、部品点数を減らして、装置構成を簡素化し、重量を低減できるという利点がある。

そして、本実施形態によれば、位置制御手段としてのソレノイド１０によって低圧側弁体９ａとしてのポペット１５が基端側に配置されたときに、高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａと低圧側弁体９ａとしてのポペット１５とが分離するため、ポペット１３ａによってポペット１５が制約を受けることなく低圧弁部９の連通開度を拡げることができる。したがって、可変容量コンプレッサ２の始動時において、より迅速に低圧弁部９の連通開度を拡大してケース室３内の制御圧Ｐｃを低下させ、斜板２ａの角度を大きくして、所要の吐出容量をより迅速に確保できるようになる。

また、高圧側弁体７ａと低圧側弁体９ａとが分離可能な構成であるため、高圧側弁体７ａに対してＸ方向先端側に向けて吐出圧Ｐｄが作用していたとしても、低圧側弁体９ａのＸ方向基端側への動作に対しては支障が無い。

また、本実施形態によれば、位置制御手段としてのソレノイド１０によって高圧側弁体７ａとしてのポペット１３ａおよび低圧側弁体９ａとしてのポペット１５が先端側に配置されたときに低圧弁部９が全閉されるように構成したため、ケース室３の制御圧Ｐｃを高圧状態に維持しやすくなるとともに、低圧弁部９におけるリーク流量を減らすことができる分、エネルギロスを低減することができる。

また、低圧弁部９が閉じる構成としたため、閉じない構成に比べて低圧弁部９の閉弁状態における連通開度は当然小さくなるが、本実施形態によれば、高圧側弁体７ａと低圧側弁体９ａとが分離される構成とした分、これらが一体化されている場合に比べて低圧弁部９における連通開度をより迅速に拡げることができ、低圧弁部９が閉じた状態、すなわちケース室３の制御圧Ｐｃが高い状態から、低圧弁部９が開いた状態、すなわちケース室３の制御圧Ｐｃが低い状態への切り替えをより迅速に行うことができて、制御応答性を向上することができる。

さらに、本実施形態によれば、ポペット１３ａは付勢せずにポペット１５のみを基端側に付勢するコイルスプリング１７によって、ポペット１３ａとポペット１５との分離をより迅速に行うことができるため、低圧弁部９の連通開度をより迅速に拡大することができて、制御応答性を向上することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ポペット弁をボール弁やニードル弁に変更してもよい。また、ソレノイドによる吸引力の方向や、吸引力を生じさせる構成、各弁部の構成、付勢手段の構成等も上記実施形態には限定されない。

本発明の実施形態にかかる可変容量コンプレッサおよび制御弁の装置構成の概略図。 本発明の実施形態にかかる可変容量コンプレッサの制御弁の縦断面図であって、高圧弁部が閉じていて低圧弁部が開いている状態を示す図。 図２のＡ部の拡大図。 図２のＢ部の拡大図。 本発明の実施形態にかかる可変容量コンプレッサの制御弁の縦断面図であって、高圧弁部が開いていて低圧弁部が閉じている状態を示す図。 本発明の実施形態にかかる可変容量コンプレッサの制御弁における可動部の位置と高圧弁部および低圧弁部の開口面積との相関関係を示すグラフ。

符号の説明

１ 制御弁
２ 可変容量コンプレッサ
２ａ 斜板
３ ケース室
４ 吐出流路
５ 吸入流路
６ 導入側連通路
７ 高圧弁部
７ａ 高圧側弁体
８ 排出側連通路
９ 低圧弁部
９ａ 低圧側弁体
１０ ソレノイド（位置制御手段）
１１ 弁部
１２ スリーブ
１３ スプール
１３ａ ポペット（高圧側弁体）
１６ コイルスプリング（付勢手段）
１５ ポペット（低圧側弁体）
１８ ダイヤフラム
Ｐｃ 制御圧
Ｐｄ 吐出圧（吐出側の圧力）
Ｐｓ 吸入圧（吸入側の圧力）

Claims (3)

1. 可変容量コンプレッサ（２）の吐出流路（４）と制御圧室（３）とを連通する導入側連通路（６）の途中に設けられた高圧弁部（７）と、吸入流路（５）と当該制御圧室（３）とを連通する排出側連通路（８）の途中に設けられた低圧弁部（９）と、を備え、高圧弁部（７）および低圧弁部（９）の連通開度を可変制御することにより制御圧室（３）の圧力を変化させて斜板（２ａ）の角度を変化させる可変容量コンプレッサの制御弁において、
   前記高圧弁部（７）の高圧側弁体（７ａ）および前記低圧弁部（９）の低圧側弁体（９ａ）の進退位置を制御する位置制御手段（１０）を備え、
   前記位置制御手段（１０）によって前記高圧側弁体（７ａ）が一方側に配置されるほど高圧弁部（７）の連通開度が拡がるとともに、当該高圧側弁体（７ａ）に作用する吐出流路（４）側の圧力が減殺されるように構成され、
   前記位置制御手段（１０）によって前記低圧側弁体（９ａ）が他方側に配置されるほど低圧弁部（９）の連通開度が拡がるように構成され、
   前記位置制御手段（１０）によって前記低圧側弁体（９ａ）が前記他方側に配置されたときに前記高圧側弁体（７ａ）と低圧側弁体（９ａ）とが分離するように構成されたことを特徴とする可変容量コンプレッサの制御弁。
2. 前記低圧弁部（９）は、前記位置制御手段（１０）によって高圧側弁体（７ａ）および低圧側弁体（９ａ）が一方側に配置されたときに、全閉するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量コンプレッサの制御弁。
3. 前記高圧側弁体（７ａ）および低圧側弁体（９ａ）のうち低圧側弁体（９ａ）のみを他方側に付勢する付勢手段（１６）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量コンプレッサの制御弁。

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