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JP4046530B2 - Capacity control valve for variable capacity compressor - Google Patents
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JP4046530B2 - Capacity control valve for variable capacity compressor - Google Patents

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JP4046530B2 JP2002086084A JP2002086084A JP4046530B2 JP 4046530 B2 JP4046530 B2 JP 4046530B2 JP 2002086084 A JP2002086084 A JP 2002086084A JP 2002086084 A JP2002086084 A JP 2002086084A JP 4046530 B2 JP4046530 B2 JP 4046530B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変容量圧縮機用容量制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルの中で冷媒ガスを圧縮する可変容量圧縮機に使用される可変容量圧縮機用容量制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の圧縮容量を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。
【0003】
このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板に冷媒圧縮用のピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによってピストンのストロークを変えることで圧縮機の吐出容量を変えるようにしている。
【0004】
揺動板の角度は、密閉されたクランク室に圧縮された冷媒の一部を導入してクランク室内の圧力を変化させ、ピストンの両端面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。その圧縮された冷媒の導入量を制御するのが可変容量圧縮機用容量制御弁である。
【0005】
たとえば特開2001−132650号公報に記載の圧縮容量制御装置では、圧縮機の吐出室とクランク室との間またはクランク室と吸入室との間に電磁制御の可変容量圧縮機用容量制御弁を備えている。この可変容量圧縮機用容量制御弁は、吐出室の圧力とクランク室の圧力との差圧または吐出室の圧力と吸入室の圧力との差圧を所定値に保つように連通または閉塞させる制御をしており、制御される差圧の所定値をソレノイドの電流値によって外部から設定することができるようにしている。これにより、エンジンの回転数が上昇したときには、クランク室に導入される圧力を増加させて圧縮できる容量を小さくし、回転数が低下したときには、クランク室に導入される圧力を減少させて圧縮できる容量を大きくするようにして、圧縮機から吐出される冷媒の吐出量がエンジンの回転数変動によって変らないようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の可変容量圧縮機用容量制御弁では、圧縮機の運転容量を最小にしようとするとき、クランク室へ導入する冷媒量を最大にする必要があるが、そのとき弁の大きさが小さいと、導入される冷媒量が少ないため、最小運転への移行に時間がかかり制御性が悪化する場合があった。
【0007】
そのために、導入される冷媒量を増やそうと弁の大きさを大きくすると、弁の受圧面積も大きくなるため、弁を制御するには大きなソレノイド力が必要になり、その結果、ソレノイドが大型化して、コストアップに繋がるという問題点があった。
【0008】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、弁のサイズを大きくしても大きなソレノイド力を必要としないで動作することができる可変容量圧縮機用容量制御弁を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧を所定の差圧に保つように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒量を制御して可変容量圧縮機からの冷媒の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用容量制御弁において、前記吐出室と前記クランク室とに連通する冷媒通路の間に前記クランク室の側から着座するように配置されて前記冷媒通路を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向に延びていて一端が弁孔を介して前記弁体に固定されるとともに前記弁体の有効受圧面積より小さな受圧面積を有し、前記弁体と一体に形成されている第1のピストンロッドと、前記弁体に隣接して同軸上に配置され、前記弁体の有効受圧面積と同じ受圧面積を有し、かつ、前記弁体の側と反対の側の端部に前記吸入室の吸入圧力を受ける第2のピストンロッドと、前記弁体に対して前記所定の差圧に対応したソレノイド力を与えるソレノイド部と、を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁が提供される。
【0010】
このような可変容量圧縮機用容量制御弁によれば、受圧面積が大きく弁開の方向に吐出圧力がかかる弁体と受圧面積が小さく弁閉の方向に吐出圧力がかかる第1のピストンロッドとを備えるようにしたことで、弁サイズが大きいにも拘らず、受圧面積の差に相当する作動力の小さな弁を構成することができる。これにより、制御しようとする差圧値を設定するソレノイド力は小さくてよいので、容量制御弁を小型化することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【0012】
可変容量圧縮機は、気密に形成されたクランク室1を有し、中には回転自在に支持された回転軸2を有している。この回転軸2の一端は、図示しない軸封装置を介してクランク室1の外まで延びていて、その端部にプーリ3が固定されている。このプーリ3には、エンジンの出力軸から駆動力がクラッチおよびベルトを介して伝達される。回転軸2には、揺動板4が傾斜角可変に設けられている。回転軸2の軸線の回りには、複数(図示の例では1つ)のシリンダ5が配置されている。各シリンダ5には、揺動板4の回転運動を往復運動に変換するピストン6が配置されている。各シリンダ5は、それぞれ吸入用リリーフ弁7および吐出用リリーフ弁8を介して吸入室9および吐出室10に接続されている。各シリンダ5の吸入室9は、互いに連通して1つの部屋になっており、冷凍サイクルの蒸発器に接続される。各シリンダ5の吐出室10も、互いに連通して1つの部屋になっており、冷凍サイクルのガスクーラまたは凝縮器に接続される。
【0013】
この可変容量圧縮機は、また、吐出室10からクランク室1へ向かう冷媒流路の途中に冷媒流量を制御する弁を備えた容量制御弁11が設けられ、吐出室10とクランク室1との間、およびクランク室1と吸入室9との間には、それぞれオリフィス12,13が設けられている。
【0014】
以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンの駆動力によって回転軸2が回転し、その回転軸2に設けられた揺動板4が回転すると、揺動板4に連結されたピストン6が往復運動し、これによって吸入室9の冷媒がシリンダ5に吸入され、シリンダ5内で圧縮され、圧縮された冷媒が吐出室10へ吐出される。
【0015】
このとき、通常運転のときは、容量制御弁11は、吐出室10の冷媒の吐出圧力Pdを受けて、吸入室9の吸入圧力Psとの差圧が所定の差圧に保つように、クランク室1へ導入する冷媒量を制御する。これによって、クランク室1内の圧力Pcが所定値に保たれ、シリンダ5の容量が所定値に制御される。
【0016】
なお、最大運転のとき、容量制御弁11は、吐出室10からクランク室1への冷媒流路を閉塞するように動作するが、吐出室10からオリフィス12を介してクランク室1へ、さらにクランク室1からオリフィス13を介して吸入室9へ微小の冷媒が流れる循環路を有しているので、冷媒に混入された潤滑オイルをクランク室1へ供給することができ、ピストン6が焼き付くなどの圧縮機の故障を回避している。
【0017】
次に、本発明による容量制御弁11について詳細に説明する。
図2は容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。
この容量制御弁11は、上部ボディ20に形成されて、一方は、吐出室10に連通し、他方はクランク室1に連通する冷媒通路に配置された大径の弁体21を有している。この弁体21は、上部ボディ20に形成された弁座22にクランク室に連通する空間の側から対向しており、弁座22から離れる方向にスプリング23によって付勢されている。弁体21は、また、弁孔22aを介して軸線方向に延びるピストンロッド24が一体に形成されている。このピストンロッド24は、弁座22の直径よりも小さな直径を有し、上部ボディ20を貫通してその軸線方向に進退自在に配置されている。上部ボディ20は、その軸線と平行に延びる通路25が貫通形成されており、図の上端部にはプレート26により閉止された空間を有している。これにより、ピストンロッド24の上端面には、クランク室の圧力Pcを受圧するようになっている。
【0018】
上部ボディ20は、中間ボディ27の上部開口部に圧入されており、その上縁部には、上部ボディ20を覆うようにストレーナ28が冠着されている。中間ボディ27の軸線位置には、径の異なる2つのピストンロッド29,30が軸線方向に進退自在に配置されている。その上側のピストンロッド29は、弁座22の直径と同じ直径を有し、その上端部は弁体21に当接している。下側のピストンロッド30は、弁体21と一体に形成されたピストンロッド24と同じ直径を有している。これらのピストンロッド29,30の連結部は、縮径されていて、吸入室に連通した空間を構成している。中間ボディ27は、その軸線と平行に延びる通路31が貫通形成されている。
【0019】
中間ボディ27は、下部ボディ32の上部開口部へ螺着されている。この下部ボディ32の中央開口部には、ソレノイド部50の固定鉄芯33およびスリーブ34のそれぞれの上端部が固着されている。固定鉄芯33の中央開口部の上部は、中間ボディ27の下部と螺着されている。その固定鉄芯33の螺着部分は、その軸線と平行に穿設されかつ半径方向に貫通形成された通路35を有し、弁体21が収容されている空間とソレノイド部50の内部とを連通するようにしている。
【0020】
固定鉄芯33の中央開口部の中には、ソレノイド部50のシャフト36の上端部を軸線方向に摺動自在に保持するガイド37が内設されている。このシャフト36の下端部は、スリーブ34の下端部を閉止しているストッパ38に設けられたガイド39によって軸線方向に摺動自在に保持されている。このシャフト36の上端部は、下側のピストンロッド30に当接している。
【0021】
シャフト36の下方部分には、ソレノイド部50の可動鉄芯40が嵌合されている。可動鉄芯40は、シャフト36に嵌め込まれたE型止め輪41によって上方への移動が規制されている。この可動鉄芯40は、また、固定鉄芯33との間にスプリング42が配置され、反対側のストッパ38との間には、スプリング43が配置されている。また、スリーブ34の外周には、電磁コイル44およびヨーク45が配置されている。
【0022】
この容量制御弁11が可変容量圧縮機に装着されたときにおいて、吐出室10に連通して吐出圧力Pdを受ける部分とクランク室1に連通して圧力Pcを受ける部分との間をシールするために、中間ボディ27にOリング46が周設されている。下部ボディ32には、クランク室1に連通して圧力Pcを受ける部分と吸入室に連通して吸入圧力Psを受ける部分との間をシールするためのOリング47と、吸入室に連通して吸入圧力Psを受ける部分とソレノイド部50との間をシールするためのOリング48とが周設されている。さらに、下部ボディ32と固定鉄芯33との間にも、Oリング49が設けられて、ソレノイド部50内のクランク室1の圧力Pcと吸入圧力Psとの間のシールを行っている。
【0023】
なお、クランク室1の圧力Pcは、中間ボディ27の通路31および下部ボディ32の通路35を介してピストンロッド30の下部の空間に導入されており、この圧力Pcは、さらに、ソレノイド部50の中に充満されている。スリーブ34の中が圧力Pcによって均圧になっているので、この圧力Pcが可動鉄芯40の動作に影響を与えることはない。
【0024】
ここで、この容量制御弁11の中の圧力関係について説明する。まず、吐出室10から導入される冷媒の吐出圧力Pdは、弁体21とピストンロッド24とに軸線方向逆向きにかかる。弁体21の有効受圧面積をA、ピストンロッド24の有効受圧面積をBとすると、弁体21には図の下向きの方向にPd・Aの力が働き、ピストンロッド24には図の上向きの方向にPd・Bの力が働く。弁体21の有効受圧面積Aおよびピストンロッド24の有効受圧面積Bは、A>Bの関係にしてあるため、弁体21およびピストンロッド24には、図の下向き方向に開弁する力Pd(A−B)が働く。この差(A−B)が従来の弁体の有効受圧面積に相当するものであり、従来では、その有効受圧面積が冷媒を流す量を制限していた。しかし、本発明では、Aという大きな有効受圧面積を有し、冷媒量を増やすことができるにも拘らず、その弁体21に対して開弁方向に働く力は、Pd(A−B)という小さな力となる。しかも、クランク室1における圧力Pcは、一方では通路25を介してピストンロッド24に図の下向き方向の力Pc・Bが働き、他方では通路31を介してピストンロッド24と同じ直径を有するピストンロッド30に図の上向き方向の力Pc・Bが働いているため、弁体21に対する圧力Pcによる影響はキャンセルされている。このように、弁体21は、弁サイズが大きいにも拘らず、実質的に小さな受圧面積(A−B)を持った弁を構成することができる。
【0025】
また、弁体21に当接しているピストンロッド29は、弁座22の直径と同じ直径を有しており、吸入圧力Psを受ける受圧面積はAであり、ピストンロッド29には、図の上向き方向の力Ps・Aが働いている。したがって、吐出室10からクランク室1へ流れる冷媒の流量を制御する弁体21は、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧を感じて動作する差圧弁を構成していることになる。
【0026】
以上の容量制御弁11において、ソレノイド部50の電磁コイル44に制御電流が供給されていないときには、図2に示したように、吐出圧力Pdが弁体21を押し開くため、弁体21は全開である。したがって、クランク室1の圧力Pcは、吐出圧力Pdに近い値になり、ピストン6の両面にかかる圧力差が最も小さくなって、揺動板4はピストン6のストロークが最も小さくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は最小容量の運転になっている。
【0027】
ソレノイド部50の電磁コイル44に最大の制御電流が供給されると、可動鉄芯40が固定鉄芯33に吸引されて図の上方へ移動し、弁体21は全閉する。これにより、クランク室1の冷媒がオリフィス13を介して吸入室9へ流れ、クランク室1の圧力Pcが吸入室9の吸入圧力Psに近い値まで低下し、ピストン6の両面にかかる圧力差が最も大きくなって、揺動板4はピストン6のストロークが最も大きくなるような傾斜角になり、可変容量圧縮機は、最大容量の運転に移行する。
【0028】
ソレノイド部50の電磁コイル44に所定の制御電流が供給される通常の制御をしている場合は、その制御電流の大きさに応じて可動鉄芯40が固定鉄芯33に吸引されて図の上方へ移動する力が生じる。この力が、差圧弁として動作する弁体21の設定値になる。したがって、この容量制御弁11は、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧を感知し、その差圧がソレノイド部50によって設定された値の差圧に保つように、吐出室10からクランク室1へ流れる冷媒の流量を制御するように動作することになる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、受圧面積の大きな弁体と受圧面積の小さなピストンロッドと一体に形成し、実質的にそれらの受圧面積の差の大きさを有する弁にし、かつ、クランク室の圧力の影響をキャンセルする構成にした。弁サイズを大きくすることができるため、吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量を多くすることができるとともに、弁サイズに依らず実質的な受圧面積を小さく設定できることから、ソレノイド力は小さくてよく、その結果、容量制御弁を小型化することができる。
【0030】
また、一体に形成された弁体とピストンロッドとの受圧面積の差が同じであるならば、同じソレノイド部50を用いながら任意サイズの弁を自由に作ることができるため、適用される可変容量圧縮機の特性に応じて適正な冷媒の導入量が設定される弁サイズにすることが容易であり、汎用性を持たせることができる。
【0031】
さらに、クランク室の圧力の影響がなく、純粋に吐出圧力と吸入圧力との差で弁体が動いて流量を制御し、しかも、それらの吐出圧力および吸入圧力は、それぞれ一体に形成した弁体とピストンロッドとの受圧面積の差および一体に形成された2つのピストンロッドの受圧面積の差であるため、冷媒にたとえば二酸化炭素を使用した場合のように、冷凍サイクルの作動圧力が非常に高い可変容量圧縮機にも有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による容量制御弁を適用した可変容量圧縮機の概略を示す断面図である。
【図2】 容量制御弁の構造を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
1 クランク室
2 回転軸
3 プーリ
4 揺動板
5 シリンダ
6 ピストン
7 吸入用リリーフ弁
8 吐出用リリーフ弁
9 吸入室
10 吐出室
11 容量制御弁
12,13 オリフィス
20 上部ボディ
21 弁体
22 弁座
22a 弁孔
23 スプリング
24 ピストンロッド
25 通路
26 プレート
27 中間ボディ
28 ストレーナ
29,30 ピストンロッド
31 通路
32 下部ボディ
33 固定鉄芯
34 スリーブ
35 通路
36 シャフト
37 ガイド
38 ストッパ
39 ガイド
40 可動鉄芯
41 E型止め輪
42,43 スプリング
44 電磁コイル
45 ヨーク
46,47,48,49 Oリング
50 ソレノイド部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacity control valve for a variable capacity compressor, and more particularly to a capacity control valve for a variable capacity compressor used in a variable capacity compressor that compresses refrigerant gas in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Since the compressor used for compressing the refrigerant in the refrigeration cycle of the air conditioner for automobiles uses the engine as a drive source, the rotational speed control cannot be performed. Therefore, in order to obtain an appropriate cooling capacity without being restricted by the engine speed, a variable capacity compressor capable of changing the compression capacity of the refrigerant is used.
[0003]
In such a variable capacity compressor, a piston for refrigerant compression is connected to a swing plate attached to a shaft that is rotationally driven by an engine, and the stroke of the piston is changed by changing the angle of the swing plate. The discharge capacity of the compressor is changed.
[0004]
The angle of the oscillating plate is continuously changed by introducing a part of the compressed refrigerant into the sealed crank chamber to change the pressure in the crank chamber and changing the balance of pressure applied to both end faces of the piston. ing. The capacity control valve for the variable capacity compressor controls the introduction amount of the compressed refrigerant.
[0005]
For example, in a compression capacity control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-132650, an electromagnetically controlled variable capacity compressor capacity control valve is provided between a discharge chamber and a crank chamber of a compressor or between a crank chamber and a suction chamber. I have. This capacity control valve for a variable capacity compressor is controlled to communicate or close so as to keep a differential pressure between the pressure in the discharge chamber and the crank chamber or a differential pressure between the pressure in the discharge chamber and the pressure in the suction chamber at a predetermined value. The predetermined value of the differential pressure to be controlled can be set from the outside by the current value of the solenoid. As a result, when the engine speed increases, the pressure introduced into the crank chamber can be increased to reduce the compression capacity, and when the engine speed decreases, the pressure introduced into the crank chamber can be decreased and compressed. The capacity is increased so that the amount of refrigerant discharged from the compressor does not change due to fluctuations in the engine speed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional capacity control valve for a variable capacity compressor, when the operation capacity of the compressor is to be minimized, it is necessary to maximize the amount of refrigerant introduced into the crank chamber. If it is small, the amount of refrigerant to be introduced is small, so it takes time to shift to the minimum operation, and the controllability may deteriorate.
[0007]
Therefore, if the size of the valve is increased in order to increase the amount of refrigerant introduced, the pressure receiving area of the valve also increases, so that a large solenoid force is required to control the valve. As a result, the solenoid becomes larger. There was a problem that it led to cost increase.
[0008]
The present invention has been made in view of these points, and provides a displacement control valve for a variable displacement compressor that can operate without requiring a large solenoid force even if the valve size is increased. Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention controls the amount of refrigerant introduced from the discharge chamber into the crank chamber so as to keep the differential pressure between the suction chamber pressure and the discharge chamber pressure at a predetermined differential pressure. In a capacity control valve for a variable capacity compressor that changes a discharge capacity of a refrigerant from a compressor, the variable capacity compressor is disposed so as to be seated from a side of the crank chamber between refrigerant passages communicating with the discharge chamber and the crank chamber. a valve body for opening and closing the refrigerant passage, have a smaller pressure receiving area than the effective pressure receiving area of the valve body with one end extend in the axial direction of the valve body is fixed to the valve body through the valve hole, A first piston rod formed integrally with the valve body; and coaxially disposed adjacent to the valve body, having the same pressure receiving area as an effective pressure receiving area of the valve body, and the valve body The suction pressure of the suction chamber at the end opposite to the side of A displacement control valve for a variable displacement compressor is provided, comprising: a second piston rod that receives the pressure and a solenoid portion that applies a solenoid force corresponding to the predetermined differential pressure to the valve body. Is done.
[0010]
According to such a capacity control valve for a variable capacity compressor, the valve body having a large pressure receiving area and a discharge pressure applied in the valve opening direction, and the first piston rod having a small pressure receiving area and a discharge pressure applied in the valve closing direction, By providing the above, it is possible to configure a valve having a small operating force corresponding to the difference in pressure receiving area despite the large valve size. Thereby, the solenoid force for setting the differential pressure value to be controlled may be small, so that the capacity control valve can be downsized.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a variable capacity compressor to which a capacity control valve according to the present invention is applied.
[0012]
The variable capacity compressor has a crank chamber 1 formed in an airtight manner, and has a rotary shaft 2 that is rotatably supported therein. One end of the rotary shaft 2 extends to the outside of the crank chamber 1 through a shaft seal device (not shown), and a pulley 3 is fixed to the end portion. A driving force is transmitted to the pulley 3 from the output shaft of the engine via a clutch and a belt. The rotating shaft 2 is provided with a swing plate 4 with a variable inclination angle. Around the axis of the rotary shaft 2, a plurality (one in the illustrated example) of cylinders 5 are arranged. Each cylinder 5 is provided with a piston 6 that converts the rotational movement of the swing plate 4 into a reciprocating movement. Each cylinder 5 is connected to a suction chamber 9 and a discharge chamber 10 via a suction relief valve 7 and a discharge relief valve 8, respectively. The suction chamber 9 of each cylinder 5 communicates with each other to form one chamber, and is connected to the evaporator of the refrigeration cycle. The discharge chambers 10 of the respective cylinders 5 are also communicated with each other into one chamber, and are connected to a gas cooler or a condenser of the refrigeration cycle.
[0013]
This variable capacity compressor is also provided with a capacity control valve 11 having a valve for controlling the flow rate of the refrigerant in the middle of the refrigerant flow path from the discharge chamber 10 to the crank chamber 1. Orifices 12 and 13 are respectively provided between the crank chamber 1 and the suction chamber 9.
[0014]
In the variable capacity compressor configured as described above, when the rotary shaft 2 rotates by the driving force of the engine and the swing plate 4 provided on the rotary shaft 2 rotates, the piston 6 connected to the swing plate 4 reciprocates. As a result, the refrigerant in the suction chamber 9 is sucked into the cylinder 5 and compressed in the cylinder 5, and the compressed refrigerant is discharged into the discharge chamber 10.
[0015]
At this time, during normal operation, the capacity control valve 11 receives the refrigerant discharge pressure Pd in the discharge chamber 10 and keeps the differential pressure with the suction pressure Ps in the suction chamber 9 at a predetermined differential pressure. The amount of refrigerant introduced into the chamber 1 is controlled. As a result, the pressure Pc in the crank chamber 1 is maintained at a predetermined value, and the capacity of the cylinder 5 is controlled to a predetermined value.
[0016]
In the maximum operation, the capacity control valve 11 operates so as to close the refrigerant flow path from the discharge chamber 10 to the crank chamber 1, but further from the discharge chamber 10 to the crank chamber 1 through the orifice 12. Since there is a circulation path through which a minute refrigerant flows from the chamber 1 through the orifice 13 to the suction chamber 9, lubricating oil mixed in the refrigerant can be supplied to the crank chamber 1, and the piston 6 is seized. A compressor failure is avoided.
[0017]
Next, the capacity control valve 11 according to the present invention will be described in detail.
FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing the structure of the capacity control valve.
This capacity control valve 11 is formed in the upper body 20, one having a large-diameter valve body 21 disposed in a refrigerant passage communicating with the discharge chamber 10 and the other communicating with the crank chamber 1. . The valve body 21 faces the valve seat 22 formed in the upper body 20 from the side of the space communicating with the crank chamber, and is biased by a spring 23 in a direction away from the valve seat 22. The valve body 21 is also integrally formed with a piston rod 24 extending in the axial direction via the valve hole 22a . The piston rod 24 has a diameter smaller than the diameter of the valve seat 22, and is disposed so as to be able to advance and retract in the axial direction through the upper body 20. The upper body 20 is formed with a passage 25 extending in parallel with the axis thereof, and has a space closed by a plate 26 at the upper end in the figure. Thereby, the upper end surface of the piston rod 24 receives the pressure Pc of the crank chamber.
[0018]
The upper body 20 is press-fitted into the upper opening of the intermediate body 27, and a strainer 28 is attached to the upper edge of the upper body 20 so as to cover the upper body 20. Two piston rods 29 and 30 having different diameters are disposed at the axial position of the intermediate body 27 so as to be capable of moving forward and backward in the axial direction. The upper piston rod 29 has the same diameter as that of the valve seat 22, and the upper end of the piston rod 29 is in contact with the valve body 21. The lower piston rod 30 has the same diameter as the piston rod 24 formed integrally with the valve body 21. The connecting portions of these piston rods 29 and 30 have a reduced diameter and constitute a space communicating with the suction chamber. The intermediate body 27 is formed with a passage 31 extending parallel to the axis thereof.
[0019]
The intermediate body 27 is screwed into the upper opening of the lower body 32. The upper ends of the fixed iron core 33 and the sleeve 34 of the solenoid unit 50 are fixed to the central opening of the lower body 32. The upper part of the central opening of the fixed iron core 33 is screwed to the lower part of the intermediate body 27. The threaded portion of the fixed iron core 33 has a passage 35 that is drilled in parallel to the axis and formed in a radial direction so as to connect the space in which the valve body 21 is accommodated and the interior of the solenoid unit 50. I try to communicate.
[0020]
A guide 37 for holding the upper end of the shaft 36 of the solenoid unit 50 slidably in the axial direction is provided in the central opening of the fixed iron core 33. The lower end portion of the shaft 36 is held slidable in the axial direction by a guide 39 provided on a stopper 38 that closes the lower end portion of the sleeve 34. The upper end portion of the shaft 36 is in contact with the lower piston rod 30.
[0021]
The movable iron core 40 of the solenoid unit 50 is fitted to the lower part of the shaft 36. The movable iron core 40 is restricted from moving upward by an E-type retaining ring 41 fitted into the shaft 36. A spring 42 is disposed between the movable iron core 40 and the fixed iron core 33, and a spring 43 is disposed between the movable iron core 40 and the stopper 38 on the opposite side. An electromagnetic coil 44 and a yoke 45 are disposed on the outer periphery of the sleeve 34.
[0022]
When the displacement control valve 11 is mounted on a variable displacement compressor, the portion between the portion communicating with the discharge chamber 10 and receiving the discharge pressure Pd and the portion communicating with the crank chamber 1 and receiving the pressure Pc are sealed. In addition, an O-ring 46 is provided around the intermediate body 27. The lower body 32 communicates with the suction chamber and an O-ring 47 for sealing between a portion communicating with the crank chamber 1 and receiving the pressure Pc and a portion communicating with the suction chamber and receiving the suction pressure Ps. An O-ring 48 for sealing between a portion that receives the suction pressure Ps and the solenoid unit 50 is provided. Furthermore, an O-ring 49 is also provided between the lower body 32 and the fixed iron core 33 to seal between the pressure Pc of the crank chamber 1 in the solenoid unit 50 and the suction pressure Ps.
[0023]
The pressure Pc in the crank chamber 1 is introduced into the space below the piston rod 30 via the passage 31 of the intermediate body 27 and the passage 35 of the lower body 32, and this pressure Pc is further applied to the solenoid portion 50 . The inside is full. Since the inside of the sleeve 34 is equalized by the pressure Pc, the pressure Pc does not affect the operation of the movable iron core 40.
[0024]
Here, the pressure relationship in the capacity control valve 11 will be described. First, the discharge pressure Pd of the refrigerant introduced from the discharge chamber 10 is applied to the valve body 21 and the piston rod 24 in the opposite axial direction. When the effective pressure receiving area of the valve body 21 is A and the effective pressure receiving area of the piston rod 24 is B, a force of Pd · A acts on the valve body 21 in the downward direction in the figure, and the piston rod 24 has an upward direction in the figure. Pd · B force works in the direction. Since the effective pressure receiving area A of the valve body 21 and the effective pressure receiving area B of the piston rod 24 are in a relationship of A> B, the valve body 21 and the piston rod 24 exert a force Pd ( A-B) works. This difference (A−B) corresponds to the effective pressure receiving area of the conventional valve body, and conventionally, the effective pressure receiving area limits the amount of refrigerant flowing. However, in the present invention, although it has a large effective pressure receiving area of A and the amount of refrigerant can be increased, the force acting in the valve opening direction with respect to the valve body 21 is referred to as Pd (AB). It becomes a small power. Moreover, the pressure Pc in the crank chamber 1 is, on the one hand, a downward force Pc · B acting on the piston rod 24 via the passage 25, and on the other hand, the piston rod having the same diameter as the piston rod 24 via the passage 31. Since the upward force Pc · B acts on the valve 30, the influence of the pressure Pc on the valve body 21 is cancelled. Thus, although the valve body 21 is large, the valve body 21 can constitute a valve having a substantially small pressure receiving area (AB).
[0025]
The piston rod 29 in contact with the valve body 21 has the same diameter as that of the valve seat 22, and the pressure receiving area for receiving the suction pressure Ps is A. Directional force Ps · A is working. Therefore, the valve body 21 that controls the flow rate of the refrigerant flowing from the discharge chamber 10 to the crank chamber 1 constitutes a differential pressure valve that operates by feeling the differential pressure between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps.
[0026]
In the capacity control valve 11 described above, when the control current is not supplied to the electromagnetic coil 44 of the solenoid unit 50 , the discharge pressure Pd pushes the valve body 21 open as shown in FIG. It is. Therefore, the pressure Pc in the crank chamber 1 becomes a value close to the discharge pressure Pd, the pressure difference applied to both surfaces of the piston 6 becomes the smallest, and the swinging plate 4 has an inclination angle at which the stroke of the piston 6 becomes the smallest. Therefore, the variable capacity compressor is operated at the minimum capacity.
[0027]
When the maximum control current is supplied to the electromagnetic coil 44 of the solenoid unit 50 , the movable iron core 40 is attracted to the fixed iron core 33 and moves upward in the figure, and the valve body 21 is fully closed. As a result, the refrigerant in the crank chamber 1 flows to the suction chamber 9 through the orifice 13, the pressure Pc in the crank chamber 1 decreases to a value close to the suction pressure Ps in the suction chamber 9, and the pressure difference applied to both surfaces of the piston 6 is reduced. At the maximum, the swinging plate 4 has an inclination angle at which the stroke of the piston 6 is maximized, and the variable capacity compressor shifts to the maximum capacity operation.
[0028]
In the case of normal control in which a predetermined control current is supplied to the electromagnetic coil 44 of the solenoid unit 50 , the movable iron core 40 is attracted to the fixed iron core 33 in accordance with the magnitude of the control current and is shown in the figure. A force that moves upward is generated. This force becomes a set value of the valve body 21 that operates as a differential pressure valve. Therefore, the capacity control valve 11 senses the differential pressure between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps and maintains the differential pressure at a value set by the solenoid unit 50 from the discharge chamber 10 to the crank chamber. 1 to operate so as to control the flow rate of the refrigerant flowing to 1.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a valve body having a large pressure receiving area and a piston rod having a small pressure receiving area are formed integrally with each other to form a valve having a magnitude of a difference between the pressure receiving areas, and a crank chamber. The configuration is designed to cancel the effects of pressure. Since the valve size can be increased, the flow rate of refrigerant flowing from the discharge chamber to the crank chamber can be increased, and the substantial pressure receiving area can be set small regardless of the valve size, so the solenoid force can be small. As a result, the capacity control valve can be reduced in size.
[0030]
Further, if the difference in pressure receiving area between the integrally formed valve body and the piston rod is the same, a valve of any size can be freely made while using the same solenoid unit 50 , so that the applied variable capacity It is easy to make a valve size that sets an appropriate refrigerant introduction amount according to the characteristics of the compressor, and versatility can be provided.
[0031]
Furthermore, there is no influence of the pressure in the crank chamber, the valve body moves purely by the difference between the discharge pressure and the suction pressure to control the flow rate, and these discharge pressure and suction pressure are respectively formed integrally with the valve body. The difference in pressure receiving area between the piston rod and the pressure receiving area between the two integrally formed piston rods, so that the operating pressure of the refrigeration cycle is very high, for example, when carbon dioxide is used as the refrigerant. It can be effectively applied to a variable capacity compressor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a variable capacity compressor to which a capacity control valve according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing the structure of a capacity control valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crank chamber 2 Rotating shaft 3 Pulley 4 Swing plate 5 Cylinder 6 Piston 7 Suction relief valve 8 Discharge relief valve 9 Suction chamber 10 Discharge chamber 11 Capacity control valve 12, 13 Orifice 20 Upper body 21 Valve body 22 Valve seat
22a Valve hole 23 Spring 24 Piston rod 25 Passage 26 Plate 27 Intermediate body 28 Strainer 29, 30 Piston rod 31 Passage 32 Lower body 33 Fixed iron core 34 Sleeve 35 Passage 36 Shaft 37 Guide 38 Stopper 39 Guide 40 Movable iron core 41 E type Retaining ring 42, 43 Spring 44 Electromagnetic coil 45 Yoke 46, 47, 48, 49 O-ring
50 Solenoid part

Claims (2)

吸入室の圧力と吐出室の圧力との差圧を所定の差圧に保つように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒量を制御して可変容量圧縮機からの冷媒の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用容量制御弁において、
前記吐出室と前記クランク室とに連通する冷媒通路の間に前記クランク室の側から着座するように配置されて前記冷媒通路を開閉する弁体と、
前記弁体の軸線方向に延びていて一端が弁孔を介して前記弁体に固定されるとともに前記弁体の有効受圧面積より小さな受圧面積を有し、前記弁体と一体に形成されている第1のピストンロッドと、
前記弁体に隣接して同軸上に配置され、前記弁体の有効受圧面積と同じ受圧面積を有し、かつ、前記弁体の側と反対の側の端部に前記吸入室の吸入圧力を受ける第2のピストンロッドと、
前記弁体に対して前記所定の差圧に対応したソレノイド力を与えるソレノイド部と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用容量制御弁。
The refrigerant discharge capacity from the variable capacity compressor is changed by controlling the amount of refrigerant introduced from the discharge chamber into the crank chamber so that the differential pressure between the suction chamber pressure and the discharge chamber pressure is maintained at a predetermined differential pressure. In capacity control valve for variable capacity compressor,
A valve body that is disposed so as to be seated from the crank chamber side between the refrigerant passages communicating with the discharge chamber and the crank chamber, and opens and closes the refrigerant passage;
Have a smaller pressure receiving area than the effective pressure receiving area of the valve body with one end extend in the axial direction of the valve body is fixed to the valve body through the valve hole is formed in the valve body and integral A first piston rod;
The valve body is arranged coaxially and has the same pressure receiving area as the effective pressure receiving area of the valve body, and the suction pressure of the suction chamber is applied to the end opposite to the valve body side. A second piston rod to receive,
A solenoid unit that applies a solenoid force corresponding to the predetermined differential pressure to the valve body;
A capacity control valve for a variable capacity compressor.
前記弁体の軸線方向に延びていて一端が前記第2のピストンロッドに固定されるとともに前記第1のピストンロッドと同じ受圧面積を有する第3のピストンロッドを備え、前記第1のピストンロッドの他端と前記第3のピストンロッドの他端とに前記クランク室の圧力を互いに軸線方向逆向きに受けるようにして前記クランク室の圧力の影響をキャンセルし、前記第3のピストンロッドは、前記第2のピストンロッドと一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の可変容量圧縮機用容量制御弁。A third piston rod extending in the axial direction of the valve body and having one end fixed to the second piston rod and having the same pressure receiving area as the first piston rod; The other end and the other end of the third piston rod receive the crank chamber pressure in opposite axial directions to cancel the influence of the crank chamber pressure, and the third piston rod The capacity control valve for a variable capacity compressor according to claim 1, wherein the capacity control valve is formed integrally with the second piston rod.
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