JP2000018420A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作特性が制御通路の上流側の圧力領域の圧
力及び下流側の圧力領域の圧力に影響されることを低減
してなおかつ、ソレノイドロッドの断面積及びソレノイ
ドロッドガイド孔の開口面積の低精度化を許容する制御
弁を提供すること。 【解決手段】 制御通路４８は、吐出室３９と、斜板２
３を収容するクランク室１５とを連通する。制御弁４９
は制御通路４８上に介在され、制御通路４８の開度を調
節することで斜板２３の傾斜角を変更し、吐出容量を制
御する。制御弁４９の弁室７３は弁孔７５を介して制御
通路４８に連通されている。弁体７４は弁室７３に収容
され、弁孔７５を開閉する。ベローズ８７は、弁体７４
の一方側に感圧ロッド８９を介して作動連結されてい
る。ソレノイド部７２は、弁体７４の他方側にソレノイ
ドロッド９６を介して作動連結されている。弁孔７５は
吐出室３９に連通されている。隣接する弁室７３及びソ
レノイド部７２のプランジャ室９１は、共にクランク室
１５に連通されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両空調
システムに使用される可変容量型圧縮機の制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機としては、例
えば、吐出圧領域とカムプレートを収容するクランク室
とを接続する制御通路を備え、クランク室の圧力を調節
することによりカムプレートの傾斜角を変更して、吐出
容量を調節する構成のものが知られている。クランク室
の圧力調節は、制御通路の途中に設けられた制御弁の開
度を変更することで、吐出圧領域からクランク室への高
圧の圧縮冷媒ガスの供給量が変更されて行われる。

【０００３】この従来の可変容量型圧縮機用の制御弁と
しては、例えば、本出願人が特開平９−２６８９７３号
公報において開示したものが存在する。すなわち、図６
に示すように、弁室101 は、弁孔102 及び制御通路の下
流側を介してクランク室に連通されるとともに、制御通
路の上流側を介して吐出圧領域に連通されている。弁体
103 は弁室101 に収容され、弁孔102 を開閉する。強制
開放バネ104 は、弁体103 を弁孔102 の開放方向に付勢
している。

【０００４】感圧室105 は、検圧通路を介して吸入圧領
域に連通されている。ベローズ106は感圧室105 に収容
されている。設定バネ107 はベローズ106 内に配設され
ている。設定バネ107 は、ベローズ106 の初期長さを設
定するためのものである。感圧ロッド108 は一端側がベ
ローズ106 に嵌合されるとともに、他端側が弁体103に
作動連結されている。従って、感圧室105 に導入される
吸入圧力が上昇するとベローズ106 が縮められて、感圧
ロッド108 を介して弁体103 が弁孔102 を閉止する方向
に移動される。吸入圧力が低下するとベローズ106 が伸
ばされて、感圧ロッド108 を介して弁体103 が弁孔102
を開放する方向に移動される。

【０００５】プランジャ室109 は、区画壁の役目をなす
固定鉄心110 を介して弁室101 に隣接されている。可動
鉄心111 はプランジャ室109 に収容されている。追従バ
ネ112 は、可動鉄心111 とプランジャ室109 との間に介
在されている。ソレノイドロッドガイド孔113 は、プラ
ンジャ室109 と弁室101 との間で固定鉄心110 に貫設さ
れている。ソレノイドロッド114 はソレノイドロッドガ
イド孔113 に挿通されている。ソレノイドロッド114 の
可動鉄心111 側の端部は、強制開放バネ104 及び追従バ
ネ112 の付勢力によって可動鉄心111 に当接されてい
る。従って、可動鉄心111 と弁体103 は、ソレノイドロ
ッド114 を介して作動連結されている。

【０００６】そして、両鉄心110,111 間の吸引力（電磁
力）は、コイル115 に供給される電流の強弱により変更
される。従って、可動鉄心111 を弁体103 側へ付勢する
付勢力、つまり、ソレノイドロッド114 を介して弁体10
3 に作用する荷重が変更される。その結果、弁体103 に
作用する弁孔102 の開放方向への力が調節されて、ベロ
ーズ106 による感圧室105 の圧力に基づく弁体103 の制
御開始点が調節される。

【０００７】次に、前記公報の制御弁において、弁体10
3 に作用する力の釣り合いについて、図７及び次式に基
づいて説明する。 f0−S1・Ps−S2（Pc−Ps）＝S3（Pd−Pc）−S4（Pd−Px）＋F ＋f2−f1 ＝Pd（S3−S4）−S3・Pc＋S4・Px＋F ＋f2−f1 この式において各符号は S1…ベローズ106 の有効面積 S2…感圧ロッド108 の断面積 S3…弁孔102 の開口面積 S4…ソレノイドロッド114 の断面積 F …コイル115 への通電により発生する電磁力 f0…設定バネ107 及びベローズコア（ベローズ106 ）の
バネ力による付勢力 f1…強制開放バネ104 の付勢力 f2…追従バネ112 の付勢力 Ps…吸入圧力（感圧室105 の圧力） Pc…クランク室圧力（弁孔102 内の圧力） Pd…吐出圧力（弁室101 の圧力） Px…プランジャ室109 の圧力 である。

【０００８】上記式から、制御弁の動作特性は、感圧ロ
ッド108 の断面積S2、弁孔102 の開口面積S3及びソレノ
イドロッド114 の断面積S4の設定次第では、吐出圧力P
d、クランク室圧力Pc及びプランジャ室109 の圧力Pxの
影響を大きく受ける可能性があることがわかる。

【０００９】さて、真夏の渋滞時等においては、圧縮機
に接続された外部冷媒回路の凝縮器における熱交換容量
が著しく低下する。この状態で、圧縮機が最大吐出容量
運転されると、吐出圧力Pdは非常に高い値となるととも
に、クランク室圧力Pcは吸入圧力Psに近い値となる。こ
のため、制御弁の弁体103 は、弁室101 の吐出圧力Pdと
弁孔102 内のクランク室圧力Pcとの大きな差により、弁
孔102 に対して強く押し付けられた状態となる。このよ
うに、高吐出圧力Pd下では、制御通路が開放され難くな
るとともに、ベローズ106 による吸入圧力Psの制御幅が
狭くなってしまう。

【００１０】そこで、前記特開平９−２６８９７３号公
報の技術においては、前述したように、感圧ロッド108
が弁体103 の一方側に形成され、ソレノイドロッド114
が弁体103 の他方側に形成されている。従って、弁体10
3 を可動方向に投影した投影面積、つまり、受圧面積が
ソレノイドロッド114 の断面積分だけ減少されている。
その結果、例えば、特開平９−２６８９７３号公報に従
来技術として挙げられている特開平３−２３３８５号公
報の技術と比較して、制御弁の動作特性において吐出圧
力Ｐd の影響が低減されている。

【００１１】それに加えて、前記ソレノイドロッド114
の断面積S4が弁孔102 の開口面積S3と等しくなるように
形成されている（S3＝S4）。従って、上記式においては
「Pd（S3−S4）＝０」となって、制御弁の動作特性にお
いて吐出圧力Pdの影響がほぼ完全に排除されている。

【００１２】また、前記プランジャ室109 は、均圧通路
116 及び制御通路の下流側を介してクランク室に連通さ
れている。均圧通路116 は、制御弁の内部に形成された
連通溝116a及び連通孔116b、並びに制御弁の装着状態に
おいて圧縮機のハウジングとの間に形成される小室116c
を備えている。従って、プランジャ室109 はクランク室
圧力Pcの雰囲気となっている。つまり、弁体103 及びソ
レノイドロッド114 を介して対向する弁孔102 とプラン
ジャ室109 とが、同じ圧力雰囲気となっている（Px＝P
c）。従って、上記式においては「−S3・Pc＋S4・Px＝
０」となって、制御弁の動作特性においてクランク室圧
力Pcの影響が低減されている。

【００１３】以上のことから、上記式をさらに展開すれ
ば、 f0−S1・Ps−S2（Pc−Ps）＝F ＋f2−f1 ↓ Ps＝（f0＋f1−f2−F −S2・Pc）／（S1−S2） となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平９−
２６８９７３号公報の技術においては、次のような問題
を生じていた。

【００１５】（１）弁室101 は吐出圧力Pdの雰囲気であ
って、この弁室101 に対して固定鉄心110 を介して隣接
するプランジャ室109 は、クランク室圧力Pcの雰囲気で
ある。従って、ソレノイドロッドガイド孔113 を介し
た、弁室101 からプランジャ室109 への圧力の漏れを防
止する必要があった。弁室101 の圧力Pdがプランジャ室
109 へ漏れると、プランジャ室109 の圧力Pxがクランク
室圧力Pcよりも大きく上昇される。その結果、上記式に
おいては「−S3・Pc＋S4・Px＞＞０」となって、弁体10
3 が弁孔102 に強く押し付けられた状態となり、制御通
路が開放され難い状況が解消されなくなってしまう。こ
のため、ソレノイドロッド114 の断面積とソレノイドロ
ッドガイド孔113 の開口面積に精度が必要であり、高精
度なソレノイドロッド114 及びソレノイドロッドガイド
孔113 の加工は、制御弁の製造コストの上昇を招いてい
た。

【００１６】（２）プランジャ室109 と制御通路の下流
側とを接続する専用の均圧通路116が必要で、この均圧
通路116 の加工工程の増加により、制御弁の製造コスト
が上昇されていた。

【００１７】本発明は上記従来技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、その第１の目的は、動
作特性が制御通路の上流側の圧力領域の圧力及び下流側
の圧力領域の圧力に影響されることを低減してなおか
つ、ソレノイドロッドの断面積及びソレノイドロッドガ
イド孔の開口面積の低精度化を許容する制御弁を提供す
ることにあり、第２の目的は、第１の目的を達成してな
おかつ、プランジャ室と制御通路の上流側の圧力領域或
いは下流側の圧力領域の他方とを連通するための専用の
均圧通路が不必要な制御弁を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１の発明では、弁孔を介して前記制御通
路に連通される弁室と、弁室に収容され、弁孔を開閉す
る弁体と、弁体の一方側に感圧ロッドを介して連結さ
れ、流体の圧力に応じてその圧力が上昇すると、弁孔の
開度が減少する方向に弁体を付勢する感圧部と、前記弁
体の他方側にソレノイドロッドを介して連結され、弁体
に電磁力を付与するソレノイド部とを備え、前記ソレノ
イド部にはソレノイドロッドに当接するプランジャを往
復動可能に収容するプランジャ室が区画形成され、プラ
ンジャ室と弁室とを区画する区画壁にはソレノイドロッ
ドガイド孔が貫設され、ソレノイドロッドガイド孔には
ソレノイドロッドが挿通されており、前記弁孔は制御通
路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の一方に連
通されるとともに、弁室及びプランジャ室は制御通路の
上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通さ
れる構成の制御弁である。

【００１９】請求項２の発明では、感圧ロッドの断面積
を弁孔の開口面積と等しくなるように形成したものであ
る。上記第２の目的を達成するために請求項３の発明で
は、プランジャ室は、ソレノイドロッドとソレノイドロ
ッドガイド孔との間の間隙及び弁室を介して、制御通路
の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通
されている。

【００２０】請求項４の発明では、弁体と感圧ロッドと
を一体形成したものである。請求項５の発明では、弁体
とソレノイドロッドとを一体形成したものである。請求
項６の発明では、制御通路は、その上流側となる吐出圧
領域と下流側となるクランク室とを連通し、感圧部は吸
入圧領域の圧力に応じてその圧力が上昇すると弁孔の開
度が減少する方向に弁体を付勢し、弁孔は吐出圧領域又
はクランク室の一方に連通されるとともに、弁室及びプ
ランジャ室は吐出圧領域又はクランク室の他方に連通さ
れており、制御通路の開度を調節してクランク室の圧力
を変更することで、クランク室に配置されたカムプレー
トの傾斜角を変更し、吐出容量を制御する構成の可変容
量型圧縮機の制御弁である。

【００２１】（作用）上記構成の請求項１及び６の発明
においては、弁体には、弁室の圧力、つまり、吐出圧領
域又はクランク室の他方の圧力が作用している。しか
し、弁体の一方側には感圧部と連結される感圧ロッドが
形成され、弁体の他方側にはソレノイド部と連結される
ソレノイドロッドが形成されている。従って、弁体は、
両ロッドの存在により、その可動方向に投影した投影面
積、つまり、受圧面積が減少されている。その結果、制
御弁の動作特性において、吐出圧領域の圧力又はクラン
ク室の圧力の他方の影響が低減される。

【００２２】また、弁体には、弁孔内の圧力、つまり、
吐出圧領域又はクランク室の一方の圧力が開弁方向へ直
接的に作用している。しかし、弁体には、弁孔内の圧力
が感圧ロッドを介して閉弁方向へ間接的に作用してい
る。従って、制御弁の動作特性において、弁体に作用す
る吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の一方の影響
が低減される。

【００２３】ここで、区画壁を介して隣接する弁室とプ
ランジャ室は、共に吐出圧領域又はクランク室の他方の
圧力雰囲気となっている。従って、ソレノイドロッドと
ソレノイドロッドガイド孔との間の間隙を介した、弁室
とプランジャ室との間での圧力漏れを敢えて防止する必
要がない。その結果、ソレノイドロッドの断面積とソレ
ノイドロッドガイド孔の開口面積の低精度化が許容さ
れ、制御弁の製造コストを低減できる。

【００２４】請求項２の発明においては、感圧ロッドの
断面積と弁孔の開口面積とが等しくなっている。つま
り、弁体が直接的に受ける弁孔内の圧力の受圧面積と、
弁体が感圧ロッドを介して受ける弁孔内の圧力の受圧面
積とが等しくなっている。従って、制御弁の動作特性に
おいて、弁孔内の圧力の影響がほぼ完全に排除される。

【００２５】請求項３の発明においては、プランジャ室
を吐出圧領域又はクランク室の他方に連通するための専
用の均圧通路を必要とせず、制御弁の製造コストを低減
できる。言い換えれば、隣接する弁室とプランジャ室と
を同じ圧力雰囲気としたため、ソレノイドロッドとソレ
ノイドロッドガイド孔との間の間隙を均圧通路に利用す
ることができた。

【００２６】請求項４の発明においては、感圧ロッドと
弁体とが離間することはなく、制御弁の動作特性から吐
出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の一方の影響を排
除するための機構が損なわれることがない。

【００２７】請求項５の発明においては、ソレノイドロ
ッドと弁体とが離間することはなく、制御弁の動作特性
から吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の他方の影
響を排除するための機構が損なわれることがない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をクラッチレス可
変容量型圧縮機の制御弁において具体化した一実施形態
について説明する。

【００２９】先ず、クラッチレス可変容量型圧縮機の構
成について説明する。図２に示すように、フロントハウ
ジング１１はシリンダブロック１２の前端に接合固定さ
れている。リヤハウジング１３は、シリンダブロック１
２の後端に弁・ポート形成体１４を介して接合固定され
ている。クランク室１５は、フロントハウジング１１と
シリンダブロック１２とに囲まれて区画形成されてい
る。駆動軸１６は、クランク室１５を通るようにフロン
トハウジング１１とシリンダブロック１２との間で回転
可能に架設支持されている。プーリ１７はフロントハウ
ジング１１に回転可能に支持されている。プーリ１７は
駆動軸１６に連結されており、その外周部に巻き掛けら
れたベルト１９を介して、外部駆動源としての車両エン
ジン２０に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介するこ
となく直結されている。

【００３０】回転支持体２２は、クランク室１５におい
て駆動軸１６に止着されている。カムプレートとしての
斜板２３は、駆動軸１６に対してその軸線Ｌ方向へスラ
イド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ
機構２４は回転支持体２２と斜板２３との間に介在され
ている。斜板２３はヒンジ機構２４により、駆動軸１６
の軸線Ｌに対して傾動可能でかつ駆動軸１６と一体的に
回転可能となっている。斜板２３の半径中心部がシリン
ダブロック１２側に移動すると、斜板２３の傾斜角が減
少される。傾斜角減少バネ２６は、回転支持体２２と斜
板２３との間に介在されている。傾斜角減少バネ２６
は、斜板２３を傾斜角の減少方向に付勢する。斜板２３
の最大傾斜角は、回転支持体２２との当接により規定さ
れる。

【００３１】図３に示すように、収容孔２７は、シリン
ダブロック１２の中心部において駆動軸１６の軸線Ｌ方
向に貫設されている。遮断体２８は有蓋円筒状をなし、
収容孔２７にスライド可能に収容されている。吸入通路
開放バネ２９は、収容孔２７の端面と遮断体２８との間
に介在され、遮断体２８を斜板２３側へ付勢している。

【００３２】前記駆動軸１６は、その後端部を以て遮断
体２８の内部に挿入されている。ラジアルベアリング３
０は、駆動軸１６の後端部と遮断体２８の内周面との間
に介在され、遮断体２８とともに駆動軸１６に対して軸
線Ｌ方向へスライド移動可能である。

【００３３】吸入圧領域を構成する吸入通路３２は、リ
ヤハウジング１３及び弁・ポート形成体１４の中心部に
形成されている。吸入通路３２は収容孔２７に連通され
ており、その弁・ポート形成体１４の前面に表れる開口
周囲には、位置決め面３３が形成されている。遮断面３
４は遮断体２８の先端面に形成され、遮断体２８の移動
により位置決め面３３に接離される。遮断面３４が位置
決め面３３に当接されることにより、両者間３３，３４
のシール作用で吸入通路３２と収容孔２７の内空間との
連通が遮断される。

【００３４】スラストベアリング３５は斜板２３と遮断
体２８との間に介在され、駆動軸１６上にスライド移動
可能に支持されている。スラストベアリング３５は、吸
入通路開放バネ２９に付勢されて、常には斜板２３と遮
断体２８との間で挟持されている。そして、斜板２３が
遮断体２８側へ傾動するのに伴い、斜板２３の傾動がス
ラストベアリング３５を介して遮断体２８に伝達され
る。従って、遮断体２８が吸入通路開放バネ２９の付勢
力に抗して位置決め面３３側に移動され、遮断体２８は
遮断面３４を以て位置決め面３３に当接される。遮断面
３４が位置決め面３３に当接された状態にて、遮断体２
８を介して斜板２３のそれ以上の傾動が規制され、この
規制された状態にて斜板２３は、０°よりも僅かに大き
な最小傾斜角となる。

【００３５】シリンダボア１２ａはシリンダブロック１
２に貫設形成されている。片頭型のピストン３６はシリ
ンダボア１２ａに収容されている。ピストン３６は、シ
ュー３７を介して斜板２３の外周部に係留されており、
斜板２３の回転運動によりシリンダボア１２ａ内で前後
往復運動される。

【００３６】吸入圧領域を構成する吸入室３８及び吐出
圧領域を構成する吐出室３９は、リヤハウジング１３に
ぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート４０、吸入弁
４１、吐出ポート４２及び吐出弁４３は、それぞれ弁・
ポート形成体１４に形成されている。そして、吸入室３
８の冷媒ガスは、ピストン３６の復動動作により吸入ポ
ート４０及び吸入弁４１を介してシリンダボア１２ａに
吸入される。シリンダボア１２ａに吸入された冷媒ガス
は、ピストン３６の往動動作により所定の圧力にまで圧
縮され、吐出ポート４２及び吐出弁４３を介して吐出室
３９へ吐出される。

【００３７】吸入室３８は、弁・ポート形成体１４に貫
設された通口４５を介して収容孔２７に連通されてい
る。そして、遮断体２８がその遮断面３４を以て位置決
め面３３に当接されると、通口４５は吸入通路３２から
遮断される。通路４６は駆動軸１６の軸芯に形成され、
通路４６を介してクランク室１５と遮断体２８の内空間
とが連通されている。放圧通口４７は遮断体２８の周面
に貫設され、放圧通口４７を介して遮断体２８の内空間
と収容孔２７の内空間とが連通されている。

【００３８】制御通路４８は、その上流側となる吐出室
３９と下流側となるクランク室１５とを連通する。制御
弁４９は制御通路４８上に介在されている。検圧通路５
０は吸入通路３２と制御弁４９との間に形成されてい
る。

【００３９】前記吸入室３８へ冷媒ガスを導入するため
の吸入通路３２と、吐出室３９から冷媒ガスを排出する
吐出フランジ５１とは、外部冷媒回路５２で接続されて
いる。凝縮器５３、膨張弁５４及び蒸発器５５は外部冷
媒回路５２上に介在されている。蒸発器温度センサ５６
は蒸発器５５の近傍に設置されている。蒸発器温度セン
サ５６は蒸発器５５における温度を検出し、この検出温
度情報が制御コンピュータ５７に送られる。車両の車室
内の温度を設定するための車室温度設定器５８、車室温
度センサ５９及びエアコンスイッチ６０は制御コンピュ
ータ５７に接続されている。

【００４０】前記制御コンピュータ５７は、例えば、車
室温度設定器５８によって予め指定された室温、蒸発器
温度センサ５６から得られる検出温度、車室温度センサ
５９から得られる検出温度及びエアコンスイッチ６０か
らのオンあるいはオフ信号等の外部信号に基づいて、入
力電流値を駆動回路６１に指令する。駆動回路６１は、
指令された入力電流値を制御弁４９に対して出力する。
その他の外部信号としては、図示しない外気温度センサ
やエンジン回転数センサ等からの信号があり、これら車
両の環境に応じて入力電流値は決定される。

【００４１】次に、前記制御弁４９について詳細に説明
する。図１〜図３に示すように、制御弁４９は、バルブ
ハウジング７１とソレノイド部７２とを中央付近におい
て接合することで構成されている。弁室７３は、バルブ
ハウジング７１とソレノイド部７２との間に区画形成さ
れている。弁体７４は弁室７３に収容されている。弁孔
７５は、弁室７３において弁体７４と対向するように開
口されている。弁孔７５と対向する弁体７４の端面７４
ａは、平面状に形成されている。突状部７４ｂは弁体７
４の端面７４ａに突設され、弁孔７５側に小径となるテ
ーパ状をなしている。弁孔７５は、バルブハウジング７
１の軸線方向に延びるように形成されている。強制開放
バネ７６は、弁体７４と弁室７３の内壁面との間に介装
され、弁体７４を弁孔７５の開放方向に付勢している。
弁室７３は、弁室ポート７７及び制御通路４８の下流側
を介してクランク室１５に連通されている。

【００４２】感圧室８４は、バルブハウジング７１の先
端部に区画形成されている。前記検圧通路５０は感圧室
８４に接続されている。従って、感圧室８４は、検圧ポ
ート８６及び検圧通路５０を介して吸入通路３２に連通
されている。感圧部材としてのベローズ８７は感圧室８
４に収容されている。設定バネ８５はベローズ８７内に
配設されている。設定バネ８５は、ベローズ８７内部が
略真空に近い状態にあるので、大気圧によって縮められ
るのを防止して初期長さを設定するとともに、後述する
感圧ロッド８９を介して弁体７４に付勢力（荷重）を作
用させるためのものである。

【００４３】感圧ロッドガイド孔８８は、感圧室８４と
弁室７３との間でバルブハウジング７１の区画壁７１ａ
に貫設されている。感圧ロッドガイド孔８８は弁孔７５
に連続して形成されている。感圧ロッド８９は、感圧ロ
ッドガイド孔８８に摺動可能に挿通されるともに、その
先端がベローズ８７に嵌合されている。感圧ロッド８９
は弁体７４に一体形成され、ベローズ８７と弁体７４と
を作動連結している。感圧ロッド８９において弁体７４
に連続する部分は、弁孔７５における冷媒ガスの通路を
確保するために小径となっている（小径部８９ａ）。感
圧ロッド８９の断面積S2は弁孔７５の開口面積S3と等し
くなるように形成されている。前記感圧室８４、ベロー
ズ８７、設定バネ８５及び感圧ロッド８９等が感圧部を
構成する。

【００４４】ポート９０は、バルブハウジング７１の区
画壁７１ａにおいて弁室７３と感圧室８４との間に形成
されている。ポート９０は弁孔７５と直交されている。
ポート９０は、制御通路４８の上流側を介して吐出室３
９に連通されている。つまり、前記弁室ポート７７、弁
室７３、弁孔７５及びポート９０は、制御通路４８の一
部を構成する。

【００４５】プランジャ室９１はソレノイド部７２に形
成され、その上方開口部には弁室７３と区画すべく区画
壁としての固定鉄心９２が嵌合されている。プランジャ
としての可動鉄心９３は略有蓋円筒状をなし、プランジ
ャ室９１においてバルブハウジング７１の軸線方向に往
復動可能に収容されている。追従バネ９４は可動鉄心９
３とプランジャ室９１の底面との間に介装されている。

【００４６】ソレノイドロッドガイド孔９５は、プラン
ジャ室９１と弁室７３との間で固定鉄心９２に貫設され
ている。ソレノイドロッド９６は弁体７４と一体形成さ
れており、ソレノイドロッドガイド孔９５に摺動可能に
挿通されている。ソレノイドロッド９６の可動鉄心９３
側の端部は、強制開放バネ７６及び追従バネ９４の付勢
力によって可動鉄心９３に当接されている。従って、可
動鉄心９３と弁体７４は、ソレノイドロッド９６を介し
て作動連結されている。

【００４７】図１において拡大円Ａ中に示すように、前
記プランジャ室９１は、ソレノイドロッド９６の円筒外
面とソレノイドロッドガイド孔９５の円筒内面との間の
間隙を介して弁室７３に連通されている。従って、プラ
ンジャ室９１は、弁室７３と同じ圧力雰囲気、つまり、
クランク室圧力Pcの雰囲気となっている。図１において
拡大円Ｂ中に示すように、プランジャ室９１において、
可動鉄心９３を境とした上方の空間と下方側の空間との
間での冷媒ガスの流通は、プランジャ室９１の内壁面と
可動鉄心９３の外周面との間隙が可能としている。

【００４８】円筒状のコイル９７は、固定鉄心９２及び
可動鉄心９３の外側において両鉄心９２，９３を跨ぐよ
うに配置されている。コイル９７には、制御コンピュー
タ５７の指令に基づいて駆動回路６１から所定の電流が
供給されるようになっている。

【００４９】次に、前記制御弁４９の動作について説明
する。エアコンスイッチ６０がオン状態のもと、車室温
度センサ５９から得られる検出温度が車室温度設定器５
８の設定温度以上である場合には、制御コンピュータ５
７はソレノイド部７２の励磁を指令する。すると、駆動
回路６１を介してコイル９７に所定の電流が供給され、
両鉄心９２，９３間には入力電流値に応じた吸引力（電
磁力）が生じる。この吸引力は、強制開放バネ７６の付
勢力に抗し、弁孔７５の開度が減少する方向の力として
弁体７４に伝達される。

【００５０】一方、このソレノイド部７２の励磁状態に
おいては、ベローズ８７が吸入通路３２から検圧通路５
０を介して感圧室８４に導入される吸入圧力の変動に応
じて変位する。そして、ベローズ８７は吸入圧力に感応
し、このベローズ８７の変位が感圧ロッド８９を介して
弁体７４に伝えられる。従って、制御弁４９は、ソレノ
イド部７２からの付勢力、設定バネ８５を含めたベロー
ズ８７からの付勢力及び強制開放バネ７６の付勢力との
バランスにより、弁孔７５の開度が決定される。

【００５１】冷房負荷が大きい場合には、例えば、車室
温度センサ５９によって検出された温度と車室温度設定
器５８の設定温度との差が大きくなる。制御コンピュー
タ５７は、検出温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧
力を変更するように入力電流値を制御する。すなわち、
制御コンピュータ５７は、駆動回路６１に対して、検出
温度が高いほど入力電流値を大きくするように指令す
る。よって、固定鉄心９２と可動鉄心９３との間の吸引
力が強くなって、弁体７４による弁孔７５の開度の設定
値を小さくする方向への付勢力が増大する。そして、よ
り低い吸入圧力にて、弁体７４による弁孔７５の開閉が
行われる。従って、制御弁４９は、電流値が増大される
ことによって、より低い吸入圧力を保持するように作動
する。

【００５２】弁孔７５の開度が小さくなれば、吐出室３
９から制御通路４８を経由してクランク室１５へ流入す
る冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室１
５の冷媒ガスは、通路４６、放圧通口４７、収容孔２７
及び通口４５を経由して吸入室３８へ流出している。こ
のため、クランク室１５の圧力が低下する。また、冷房
負荷が大きい状態では、吸入室３８の圧力も高くて、ク
ランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの圧力との差
が小さくなる。このため、斜板２３の傾斜角が大きくな
る。

【００５３】制御通路４８における通過断面積が零、つ
まり弁体７４が端面７４ａを以って弁室７３の内壁面に
当接し、弁孔７５を完全に閉止した状態になると、吐出
室３９からクランク室１５への高圧冷媒ガスの供給は行
われなくなる。そして、クランク室１５の圧力は吸入室
３８の圧力とほぼ同一となり、斜板２３の傾斜角が最大
となって吐出容量は最大となる。

【００５４】逆に、冷房負荷が小さい場合には、例え
ば、車室温度センサ５９によって検出された温度と車室
温度設定器５８の設定温度との差は小さくなる。制御コ
ンピュータ５７は、駆動回路６１に対して、検出温度が
低いほど入力電流値を小さくするように指令する。この
ため、固定鉄心９２と可動鉄心９３との間の吸引力が弱
くなって、弁体７４による弁孔７５の開度の設定値を小
さくする方向への付勢力が減少する。そして、より高い
吸入圧力にて、弁孔７５の開閉が行われる。従って、制
御弁４９は、電流値が減少されることによって、より高
い吸入圧力を保持するように作動する。

【００５５】弁孔７５の開度が大きくなれば、吐出室３
９からクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が多くな
り、クランク室１５の圧力が上昇する。また、この冷房
負荷が小さい状態では、吸入室３８の圧力が低くて、ク
ランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの圧力との差
が大きくなる。このため、斜板２３の傾斜角が小さくな
る。

【００５６】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器５５における温度がフロスト発生をもたらす温度に
近づくように低下してゆく。蒸発器温度センサ５６から
の検出温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ
５７は駆動回路６１に対してソレノイド部７２の消磁を
指令する。この設定温度は、蒸発器５５においてフロス
トを発生しそうな状況を反映する。そして、コイル９７
への電流の供給が停止されて、ソレノイド部７２が消磁
され、固定鉄心９２と可動鉄心９３との吸引力が消失す
る。

【００５７】このため、弁体７４は強制開放バネ７６の
付勢力により、可動鉄心９３を介して作用する追従バネ
９４の付勢力に抗して下方に移動される。そして、弁体
７４が弁孔７５を最大に開いた開度位置に移行する。よ
って、吐出室３９の高圧冷媒ガスが、制御通路４８を介
してクランク室１５へ多量に供給され、クランク室１５
の圧力が高くなる。このクランク室１５の圧力上昇によ
って、図３に示すように、斜板２３の傾斜角が最小傾斜
角へ移行する。

【００５８】また、制御コンピュータ５７は、エアコン
スイッチ６０のオフ信号に基づいてソレノイド部７２の
消磁を指令する。ソレノイド部７２の消磁によっても、
斜板２３の傾斜角が最小傾斜角へ移行する。

【００５９】このように、制御弁４９の開閉動作は、ソ
レノイド部７２のコイル９７に対する入力電流値の大小
に応じて変わる。すなわち、入力電流値が大きくなると
低い吸入圧力にて制御通路４８の開閉が実行され、入力
電流値が小さくなると高い吸入圧力にて制御通路４８の
開閉動作が行われる。圧縮機は、設定された吸入圧力を
維持するように斜板２３の傾斜角を変更して、その吐出
容量を変更する。

【００６０】つまり、制御弁４９は、入力電流値を変え
て吸入圧力の設定値を変更する役割、及び吸入圧力に関
係なく最小容量運転を行う役割を担っている。このよう
な制御弁４９を具備することにより、圧縮機は冷凍回路
の冷凍能力を変更する役割を担っている。

【００６１】斜板２３の傾斜角が最小になると、遮断体
２８が遮断面３４を以って位置決め面３３に当接し、吸
入通路３２が遮断される。この状態では、吸入通路３２
における通過断面積が零となり、外部冷媒回路５２から
吸入室３８への冷媒ガス流入が阻止される。この斜板２
３の最小傾斜角は、０°よりも僅かに大きくなるように
設定されている。この最小傾斜角状態は、遮断体２８が
吸入通路３２と収容孔２７との連通を遮断する閉位置に
配置されたときにもたらされる。遮断体２８は、前記閉
位置とこの位置から離間した開位置とへ、斜板２３の傾
動に連動して切り換え配置される。

【００６２】斜板２３の最小傾斜角は０°ではないた
め、最小傾斜角状態においても、シリンダボア１２ａか
ら吐出室３８への冷媒ガスの吐出は行われている。シリ
ンダボア１２ａから吐出室３８へ吐出された冷媒ガス
は、制御通路４８を通ってクランク室１５へ流入する。
クランク室１５の冷媒ガスは、通路４６、遮断体２８の
内部、放圧通口４７、収容孔２７及び通口４５を通って
吸入室３８へ流入する。吸入室３８の冷媒ガスは、シリ
ンダボア１２ａへ吸入されて、再度吐出室３９へ吐出さ
れる。

【００６３】すなわち、最小傾斜角状態では、吐出圧領
域である吐出室３９、制御通路４８、クランク室１５、
通路４６、遮断体２８の内部、放圧通口４７、収容孔２
７、通口４５、吸入圧領域である吸入室３８、シリンダ
ボア１２ａを経由する循環通路が、圧縮機内部に形成さ
れている。そして、吐出室３９、クランク室１５及び吸
入室３８の間では圧力差が生じている。従って、冷媒ガ
スが前記循環通路を循環し、冷媒ガスとともに流動する
潤滑油が圧縮機内の各摺動部分を潤滑する。

【００６４】さて、前記構成の制御弁４９において、弁
体７４に作用する力の釣り合いについて図５及び次式に
基づいて説明する。 f0−S1・Ps−S2（Pd−Ps）＝−S3（Pd−Pc）−S4（Pc−Px）＋F ＋f2−f1 ↓ f0−S1・Ps＝Pd（S2−S3）−S2・Ps＋S3・Pc−S4（Pc−Px）＋F ＋f2−f1 この式において各符号は S1…ベローズ８７の有効面積 S2…感圧ロッド８９の断面積 S3…弁孔７５の開口面積 S4…ソレノイドロッド９６の断面積 F …コイル９７への通電により発生する電磁力 f0…設定バネ８５及びベローズコア（ベローズ８７）の
バネ力による付勢力 f1…強制開放バネ７６の付勢力 f2…追従バネ９４の付勢力 Ps…吸入圧力（感圧室８４の圧力） Pc…クランク室圧力（弁室７３の圧力） Pd…吐出圧力（弁孔７５内の圧力） Px…プランジャ室９１の圧力 である。

【００６５】ここで、上述したように、本実施形態にお
いては、感圧ロッド８９の断面積S2が弁孔７５の開口面
積S3と等しくなるように形成されている（S2＝S3）。つ
まり、弁体７４が弁孔７５を閉止した状態にて、弁体７
４が端面７４ａを介して直接的に受ける弁孔７５内の圧
力Pdの受圧面積と、弁体７４が感圧ロッド８９を介して
間接的に受ける弁孔７５内の圧力Pdの受圧面積とが同じ
となっている。従って、上記式においては「Pd（S2−S
3）＝０」となっている。

【００６６】また、プランジャ室９１はクランク室圧力
Pcの雰囲気となっている（Px＝Pc）。つまり、弁体７４
が弁孔７５を閉止した状態にて、弁体７４がソレノイド
ロッド９６を介して受けるプランジャ室９１の圧力Px
と、弁体７４が弁室７３内において受ける圧力Pcとが同
じとなっている。従って、上記式においては「−S4（Pc
−Px）＝０」となっている。

【００６７】以上のことから、上記式をさらに展開すれ
ば、 f0−S1・Ps＝−S2・Ps＋S2・Pc＋F ＋f2−f1 ↓ Ps＝（f0＋f1−f2−F −S2・Pc）／（S1−S2） となる。

【００６８】つまり、本実施形態の制御弁４９は、特開
平９−２６８９７３号公報の制御弁と同様な動作特性、
つまり、吐出圧力Pdの影響が排除されているとともに、
クランク室圧力Pcの影響が低減された動作特性を示して
いる。このため、制御弁４９は、吸入圧力Psの変動によ
り、確実かつ正確な弁体７４の開度制御を実行できると
共に、特開平３−２３３８５号公報の技術と比較して設
定吸入圧力を設定する電磁力を小さくすること、つま
り、ソレノイド部７２を小さくすることができる。

【００６９】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。 （１）固定鉄心９２を介して隣接する弁室７３とプラン
ジャ室９１は、共にクランク室圧力Pcの雰囲気となって
いる。従って、ソレノイドロッド９６とソレノイドロッ
ドガイド孔９５との間の間隙を介した、弁室７３とプラ
ンジャ室９１との間での圧力漏れを敢えて防止する必要
がない。その結果、ソレノイドロッド９６の断面積とソ
レノイドロッドガイド孔９５の開口面積の低精度化、よ
り詳しくは、両者９５，８６間の間隙が大きくなる側の
低精度化が許容され、制御弁４９の製造コストを低減で
きる。

【００７０】（２）弁室７３は、ソレノイドロッド９６
とソレノイドロッドガイド孔８５との間の間隙を均圧通
路とすることで、プランジャ室９１に連通されている。
従って、プランジャ室９１をクランク室１５に連通する
ための専用の均圧通路を必要とせず、制御弁４９の製造
コストを低減できる。言い換えれば、隣接する弁室７３
とプランジャ室９１とを同じ圧力雰囲気としたため、ソ
レノイドロッド９６とソレノイドロッドガイド孔９５と
の間の間隙を均圧通路として利用することができた。

【００７１】（３）感圧ロッド８９と弁体７４が一体形
成されている。従って、感圧ロッド８９と弁体７４とを
別体とした場合のように、両者８９，７４が離間するこ
とはなく、制御弁４９の動作特性から吐出圧力Pdの影響
を排除するための機構が損なわれることがない。また、
制御弁４９の部品点数を低減できて、構成の簡素化を図
り得る。

【００７２】（４）ソレノイドロッド９６と弁体７４が
一体形成されている。従って、ソレノイドロッド９６と
弁体７４とを別体とした場合のように、両者９６，７４
が離間することはなく、制御弁４９の動作特性からクラ
ンク室圧力Pcの影響を排除するための機構が損なわれる
ことがない。また、制御弁４９の部品点数を低減でき
て、構成の簡素化を図り得る。

【００７３】（５）弁体７４の端面７４ａは平面状に形
成されている。従って、何らかの理由により、弁体７４
と両ロッド８９，９６との間に軸心ずれが生じたとして
もそれを許容し、弁体７４と弁孔７５との間のシール性
を確保することができる。

【００７４】（６）テーパ状をなす突状部７４ｂが、弁
体７４の端面７４ａに突設されている。突状部７４ｂ
は、弁体７４により弁孔７５が閉止された状態にて弁孔
７５内に入り込む。従って、弁孔７５を弁体７４により
開閉する際、突状部７４ｂが徐々に弁孔７５の通過断面
積を変化させる。その結果、高圧の圧縮冷媒ガスのクラ
ンク室１５への供給が、急激に開始されたり、停止され
たりすることを防止できる。よって、圧縮機の容量制御
特性を安定化できる。

【００７５】（７）ソレノイド部７２の消磁状態におい
て、弁体７４が強制開放バネ７６により制御通路４８の
開放位置に配置されて、圧縮機の最小吐出容量状態が確
保される。従って、制御弁４９は、駆動軸１６が車両エ
ンジン２０に常時作動連結され、冷房負荷のない状態で
も最小吐出容量での運転が継続されるクラッチレス可変
容量型圧縮機の制御弁として好適である。

【００７６】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、以下の態様でも実施できる。 ○弁孔７５をクランク室１５に連通させ、弁室７３及び
プランジャ室９１を吐出室３９に連通させること。

【００７７】○プランジャ室９１をクランク室圧領域
（例えば、弁室７３、弁室ポート７７、制御通路４８の
下流側或いはクランク室１５）に接続するための均圧通
路を、専用に設けること。

【００７８】○クラッチ付の可変容量型圧縮機の制御弁
において具体化すること。 ○圧縮機以外の流体機械や流体回路に適用される制御弁
において具体化すること。

【００７９】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。 （１）弁体７４の弁孔７５との当接面７４ａを平面状に
形成した請求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。

【００８０】この構成においては、弁体７４と両ロッド
８９，９６との間に軸心ずれが生じたとしてもそれを許
容し、弁体７４と弁孔７５との間のシール性を確保する
ことができる。

【００８１】（２）弁体７４の弁孔７５との当接面７４
ａに、弁孔７５内に突出する突状部７４ｂを形成した請
求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。この構成におい
ては、弁孔７５を弁体７４により開閉する際、突状部７
４ｂが徐々に弁孔７５の通過断面積を変化させ、高圧の
圧縮冷媒ガスのクランク室１５への供給が、急激に開始
されたり、停止されたりすることを防止できる。

【００８２】（３）ソレノイド部７２が消磁された状態
では、制御通路４９を強制的に開放する方向に弁体７４
を付勢する付勢手段７６を備えた請求項１〜６のいずれ
かに記載の制御弁。

【００８３】この構成においては、例えば、クラッチレ
ス可変容量型圧縮機の制御弁として好適となる。

【００８４】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、区画壁を介
して隣接する弁室とプランジャ室は、同じ圧力雰囲気と
なっている。従って、ソレノイドロッドとソレノイドロ
ッドガイド孔との間の間隙を介した、弁室とプランジャ
室との間での圧力漏れを敢えて防止する必要がない。そ
の結果、ソレノイドロッドの断面積とソレノイドロッド
ガイド孔の開口面積の低精度化が許容され、制御弁の製
造コストを低減できる。

【００８５】また、弁室は、ソレノイドロッドとソレノ
イドロッドガイド孔との間の間隙を均圧通路とすること
で、プランジャ室に連通されている。従って、プランジ
ャ室を、制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力
領域の他方に連通するための専用の均圧通路を必要とせ
ず、制御弁の製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 制御弁の縦断面図。

【図２】 クラッチレス可変容量型圧縮機の縦断面図。

【図３】 図２の要部拡大図。

【図４】 圧縮機の最小吐出容量状態を示す要部拡大断
面図。

【図５】 制御弁を示す模式図。

【図６】 特開平９−２６８９７３号公報の制御弁を示
す縦断面図。

【図７】 制御弁を示す模式図。

【符号の説明】

１５…制御通路の下流側の圧力領域としてのクランク
室、３９…制御通路の上流側の圧力領域としての吐出
室、４８…制御通路、４９…制御弁、７２…ソレノイド
部、７３…弁室、７４…弁体、７５…弁孔、８４…感圧
部を構成する感圧室、８７…同じくベローズ、８９…感
圧ロッド、９１…プランジャ室、９２…区画壁としての
ソレノイド部を構成する固定鉄心、９３…ソレノイド部
を構成するプランジャとしての可動鉄心、９５…ソレノ
イドロッドガイド孔、９６…ソレノイドロッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 清宏 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 兼重 雄二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 平田 一朗 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 (72)発明者 上村 訓右 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 福永 秀二 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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御通路の開度を調節することで、制御
   通路内を流動される流体の流量又は圧力を制御する制御
   弁であって、 弁孔を介して前記制御通路に連通される弁室と、 弁室に収容され、弁孔を開閉する弁体と、 弁体の一方側に感圧ロッドを介して連結され、流体の圧
   力に応じてその圧力が上昇すると、弁孔の開度が減少す
   る方向に弁体を付勢する感圧部と、 前記弁体の他方側にソレノイドロッドを介して連結さ
   れ、弁体に電磁力を付与するソレノイド部とを備え、 前記ソレノイド部にはソレノイドロッドに当接するプラ
   ンジャを往復動可能に収容するプランジャ室が区画形成
   され、プランジャ室と弁室とを区画する区画壁にはソレ
   ノイドロッドガイド孔が貫設され、ソレノイドロッドガ
   イド孔にはソレノイドロッドが挿通されており、前記弁
   孔は制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域
   の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は
   制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他
   方に連通される構成の制御弁。
2. 【請求項２】 前記感圧ロッドの断面積を弁孔の開口面
   積と等しくなるように形成した請求項１に記載の制御
   弁。
3. 【請求項３】 前記プランジャ室は、ソレノイドロッド
   とソレノイドロッドガイド孔との間の間隙及び弁室を介
   して、制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領
   域の他方に連通されている請求項１又は２に記載の制御
   弁。
4. 【請求項４】 前記弁体と感圧ロッドとを一体形成した
   請求項１〜３のいずれかに記載の制御弁。
5. 【請求項５】 前記弁体とソレノイドロッドとを一体形
   成した請求項１〜４のいずれかに記載の制御弁。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の制御弁
   を備えた可変容量型圧縮機において、 前記制御通路は、その上流側となる吐出圧領域と下流側
   となるクランク室とを連通し、感圧部は吸入圧領域の圧
   力に応じてその圧力が上昇すると弁孔の開度が減少する
   方向に弁体を付勢し、弁孔は吐出圧領域又はクランク室
   の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は
   吐出圧領域又はクランク室の他方に連通されており、制
   御通路の開度を調節してクランク室の圧力を変更するこ
   とで、クランク室に配置されたカムプレートの傾斜角を
   変更し、吐出容量を制御する構成の可変容量型圧縮機の
   制御弁。