JP2000249050A - 可変容量型圧縮機用の容量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１弁体と第２弁体とが同時に開弁しない構
成において、良好な容量制御性及び容量制御の良好な応
答性を達成することが可能な可変容量型圧縮機用の容量
制御弁を提供すること。 【解決手段】 第１弁室４０は抽気通路３０上に設けら
れている。第１弁体４１は、第１弁室４０において第１
弁孔４６を開閉する。第２弁室４７は給気通路３１上に
設けられている。第２弁体４８は、第２弁室４７におい
て第２弁孔４９を開閉する。可動弁座４３は第１弁孔４
６を形成し、バルブハウジング３８において移動可能に
保持されている。第２弁体４８は可動弁座４３が弁座規
定部４４に当接した状態では第２弁孔４９を閉塞し、第
１弁体４１が第１弁孔４６を閉塞した状態にて可動弁座
４３とともに弁座付勢バネ４５の付勢力に抗して移動す
ることで、第２弁体４８が第２ロッド５９を介して移動
して第２弁孔４９を開放する。

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
装置に用いられる可変容量型圧縮機用の容量制御弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機（以下、単に
圧縮機と呼ぶ）としては、例えば、吸入圧領域と斜板を
収容するクランク室とを連通する抽気通路と、クランク
室と吐出圧領域とを連通する給気通路とを備え、クラン
ク室の圧力を調節することにより斜板の傾斜角を変更し
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、容量制御弁によって抽気通路及
び給気通路を開閉することで、クランク室から吸入圧領
域への冷媒ガスの排出量、及び吐出圧領域からクランク
室への高圧冷媒ガスの供給量が変更されて行われてい
る。

【０００３】この従来の圧縮機用の容量制御弁として
は、例えば、特開平５−９９１３６号公報において開示
されたものが存在する。すなわち、図６及び図７に示す
ように、第１弁室101 は、第１弁孔102 及び抽気通路20
1 の上流側を介してクランク室202 に連通されるととも
に、抽気通路201 の下流側を介して吸入圧領域203 に連
通されている。第１弁体103 は第１弁孔102 を開閉す
る。第２弁室104 は、給気通路204 の上流側を介して吐
出圧領域205 に連通されるとともに、第２弁孔105及び
給気通路204 の下流側を介してクランク室202 に連通さ
れている。第２弁体106 は第２弁孔105 を開閉する。第
１バネ107 は、第２弁孔105 を閉塞する方向に第２弁体
106 を付勢する。

【０００４】第１ロッド108 は、第１弁体103 に摺動可
能に内挿されている。第２ロッド109 は、下端部が第１
ロッド108 に固定されるとともに、上端部が第２弁孔10
5 に挿入されている。第２バネ111 は、第１ロッド108
に固定された止め輪110 と第１弁体103 との間に介在さ
れ、第１弁体103 を第１ロッド108 のストッパ部108a
（図６において拡大円中に示す）に常時当接させるよう
に付勢する。第３バネ112 は、第１ロッド108 、第２ロ
ッド109 、第１弁体103 、止め輪110 及び第２バネ111
が結合された結合系を、ダイヤフラム113 に常時押し付
ける。ダイヤフラム113 は、第１弁室101 に連通された
感圧室114 の吸入圧力と大気圧とのバランスで上下に変
位される。第１弁体103 はダイヤフラム114 の上下変位
に応じて動作し、第１弁孔102 を開閉する。

【０００５】例えば、前記感圧室114 の吸入圧力が設定
値（設定吸入圧力）より上昇すると、ダイヤフラム113
が下方に変位して第１弁体103 が第１弁孔102 を開放す
る方向に移動される。従って、クランク室202 から吸入
圧領域203 への冷媒ガスの排出量が増大し、クランク室
202 の圧力が低下して圧縮機の吐出容量が増大される。
また、感圧室114 の吸入圧力が設定吸入圧力より低下す
るとダイヤフラム113が上方に変位して、第１弁体103
が第１弁孔102 を閉塞する方向に移動される。従って、
クランク室202 から吸入圧領域203 への冷媒ガスの排出
量が減少し、クランク室202 の圧力が上昇して圧縮機の
吐出容量が減少される。

【０００６】ソレノイド部115 は、コイル116 への入力
電流値に応じて固定吸引子118 とプランジャ117 との間
の吸引力を変更可能である。固定吸引子118 とプランジ
ャ117 との間の吸引力は、第３ロッド119 を介してダイ
ヤフラム113 に上方への付勢力として作用する。この固
定吸引子118 とプランジャ117 との間に生じる吸引力に
よって、前述したダイヤフラム113 の変位の基準となる
設定吸入圧力が高い側にずれることとなる。設定吸入圧
力は、コイル116 への入力電流値が大きくなって、固定
吸引子118 とプランジャ117 との間の吸引力が強くなる
と高くなってゆく。逆に、コイル116 への入力電流値が
小さくなって、固定吸引子118 とプランジャ117 との間
の吸引力が弱くなると設定吸入圧力は低くなってゆく。

【０００７】さて、上記構成の容量制御弁においては、
例えば、図６に示す状態から、設定吸入圧力を最高値と
すべくコイル116 への入力電流値を最大とすると、固定
吸引子118 とプランジャ117 との間の吸引力が最大とな
り、ダイヤフラム113 に作用される上方への付勢力が増
大する。従って、ダイヤフラム113 が上方側へ変位し
て、第１ロッド108 及び第２ロッド109 が上方へ移動
し、第２バネ111 を介して第１弁体103 が第１弁孔102
を閉塞する位置まで移動される。

【０００８】コイル116 への入力電流値を最大とした直
後においては、クランク室202 の圧力はわずかに上昇す
るが、吸入圧領域203 の圧力は変化しない。固定吸引子
118とプランジャ117 との間の吸引力に基づく力は、吐
出圧力に基づき第２弁体106に作用される第２弁孔105
を閉塞する方向の付勢力と、第１バネ107 の付勢力及び
第２バネ111 の付勢力より大きい。従って、図７に示す
ように、第１ロッド108 及び第２ロッド109 は、第１弁
体103 により第１弁孔102 を閉塞させたままの状態でさ
らに上方へ移動し、第２ロッド109 が第２弁体106 を突
き上げて第２弁孔105 を開放する。その結果、吐出圧領
域205 からクランク室202 へ高圧冷媒ガスが多量に供給
され、クランク室202 の圧力が急激に上昇して圧縮機の
吐出容量が速やかに小さくされる。

【０００９】吐出容量が減少するとやがては感圧室114
の吸入圧力が上昇して、ダイヤフラム113 に作用される
下方への付勢力が増大する。従って、第１ロッド108 及
び第２ロッド109 が下方へ移動して、第２弁体106 は第
２弁孔105 の開度を減少させる。そして、感圧室114 の
吸入圧力が設定吸入圧力となった場合には、第２弁体10
6 により第２弁孔105 が閉塞されて、第１弁体103 のみ
によりクランク室202の圧力が制御される。

【００１０】以上のように、第１弁体103 と第２弁体10
6 の作動領域は完全に分離され、両弁体103,106 が同時
に開弁することはない。従って、第１弁体103 の作動領
域において、第２弁体106 は第２弁孔105 を閉塞してお
り、第２弁室104 において第２弁体106 に作用する吐出
圧力が第１弁体103 に作用されることはない。その結
果、設定吸入圧力の設定に吐出圧力が直接影響されるこ
とはなく、設定吸入圧力はソレノイド部115 からの付勢
力のみにより決定される。吐出圧力は、外気温度の変化
等による凝縮器の凝縮能力の変化により変化する。つま
り、設定吸入圧力の決定因子から外気温度等の外乱を排
除することができ、外部信号による安定した設定吸入圧
力の設定を行い得る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平５−
９９１３６号公報の容量制御弁においては、第１弁体10
3 と第２弁体106 とが同時に開弁しない構成を具体化す
るために、第１ロッド108 が第１弁体103 に摺動可能に
内挿されている。従って、第１弁体103 が第１弁孔102
を閉塞した状態において、高圧側である第１弁孔102 側
の冷媒ガスが、第１弁体103 の内周面と第１ロッド108
の外周面との間隙を介して低圧側である第１弁室101 側
に漏れ、クランク室202 を所望の圧力に調節することが
できない、つまり、容量制御性が悪化する問題を生じて
いた。

【００１２】このような問題を解決するためには、第１
弁体103 の内周面と第１ロッド108の外周面との間のシ
ール区間の距離を長く確保できれば良いが、これは第１
弁体103 の大型化（大重量化）につながる。容量制御時
において吸入圧力に応じて頻繁に作動する第１弁体103
の大重量化は、第１弁孔102 の開閉の遅延につながり、
ひいては容量制御の応答性が悪化する問題を生じてい
た。

【００１３】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、その目的は、第１弁
体と第２弁体とが同時に開弁しない構成において、良好
な容量制御性及び容量制御の良好な応答性を達成するこ
とが可能な可変容量型圧縮機用の容量制御弁を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、吸入圧領域とクランク室とを連
通する抽気通路及びクランク室と吐出圧領域とを連通す
る給気通路を開閉して吐出容量を変更するようにした可
変容量型圧縮機用の容量制御弁であって、バルブハウジ
ングに区画形成され、抽気通路上に設けられた第１弁室
と、第１弁室に収容され、第１弁孔を開閉する第１弁体
と、バルブハウジングに区画形成され、給気通路上に設
けられた第２弁室と、第２弁室に収容され、第２弁孔を
開閉する第２弁体と、第１弁孔を形成し、バルブハウジ
ングにおいて第１弁体の移動方向と同方向へ移動可能に
保持された可動弁座と、バルブハウジングに設けられ、
可動弁座の第１弁室側での位置を当接規定する弁座規定
部と、可動弁座を第１弁室側に付勢する弁座付勢部材
と、可動弁座の変位を第２弁体に伝達する伝達部材と、
第１弁体に作動連結され、吸入圧領域の圧力に応じて第
１弁体を作動させる感圧部材と、外部信号によって制御
されることで、感圧部材の動作の基準となる設定吸入圧
力を変更する設定吸入圧力変更手段とを備え、前記第２
弁体は可動弁座が弁座規定部に当接した状態では第２弁
孔を閉塞し、第１弁体が第１弁孔を閉塞した状態にて可
動弁座とともに弁座付勢部材の付勢力に抗して移動する
ことで、第２弁孔を開放する構成の容量制御弁である。

【００１５】請求項２の発明では、前記設定吸入圧力変
更手段は、固定吸引子と、第１弁体に作動連結されたプ
ランジャと、入力電流値に応じて固定吸引子とプランジ
ャとの間の吸引力を変更するコイルとからなるソレノイ
ド部により構成され、ソレノイド部は、コイルへの入力
電流値が小さくなるに連れて設定吸入圧力を高くし、コ
イルの無通電時には設定吸入圧力を最高値とする構成で
ある。

【００１６】請求項３の発明では、前記抽気通路におい
て第１弁体の開閉位置とクランク室との間と、給気通路
において第２弁体の開閉位置とクランク室との間は、一
部が共通の通路で構成されている。

【００１７】（作用）上記構成の請求項１の発明におい
ては、例えば、吸入圧領域の圧力（吸入圧力）が設定値
（設定吸入圧力）より上昇すると、感圧部材の動作によ
って第１弁体が第１弁孔を開放する方向に移動される。
従って、クランク室から吸入圧領域へのガスの排出量が
増大し、クランク室の圧力が低下して圧縮機の吐出容量
が増大される。また、吸入圧力が設定吸入圧力より低下
すると、感圧部材の動作によって第１弁体が第１弁孔を
閉塞する方向に移動される。従って、クランク室から吸
入圧領域へのガスの排出量が減少し、クランク室の圧力
が上昇して圧縮機の吐出容量が減少される。

【００１８】設定吸入圧力変更手段は、外部信号により
制御されることで第１弁体に作用させる付勢力を変更
し、感圧部材の動作の基準となる設定吸入圧力を変更す
る。さて、設定吸入圧力が高く設定される等して、第１
弁体に作用される第１弁孔を閉塞する方向の力が所定値
よりも大きくなると、第１弁体は第１弁孔を閉塞した状
態にて、さらに可動弁座とともに弁座付勢部材の付勢力
に抗して移動する。従って、可動弁座が弁座規定部との
当接状態から離脱し、第２弁体が可動弁座の変位を伝達
部材を介して受けることで移動して第２弁孔を開放す
る。その結果、吐出圧領域からクランク室へ高圧ガスが
供給され、クランク室が速やかに昇圧して吐出容量が応
答性良く減少される。

【００１９】この状態から、第１弁体に作用される第１
弁孔を閉塞する方向の力が所定値よりも小さくなると、
第１弁体が第１弁孔を閉塞したまま、第１弁体、可動弁
座及び伝達部材の結合系が共に移動して、第２弁体は第
２弁孔の開度を減少させる。そして、可動弁座が弁座規
定部に当接されるとともに、第２弁体により第２弁孔が
閉塞されて、第１弁体のみによりクランク室の圧力が制
御される。

【００２０】請求項２の発明においては、ソレノイド部
のコイルへの入力電流値が小さくなり、固定吸引子とプ
ランジャとの間の吸引力が小さくなると設定吸入圧は高
くなってゆき、コイルの無通電時には設定吸入圧力が最
高値となる。従って、何らかの理由によりコイルが断線
する等して通電不能な状態となった場合、設定吸入圧力
が最高値に固定され、圧縮機の吐出容量は最小側に調節
される。その結果、圧縮機の圧縮負荷は常に小さくさ
れ、例えば、圧縮機の駆動源が過回転状態となった場合
においても、圧縮機が過負荷状態に陥る危惧は解消され
るとともに、空調装置の最低限の冷房能力は確保され
る。

【００２１】請求項３の発明においては、抽気通路と給
気通路とを別個に形成する場合と比較して、圧縮機内部
でのスペース効率が良好となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を車両空調装置に
用いられる可変容量型圧縮機の容量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。

【００２３】先ず、可変容量型圧縮機（以下、単に圧縮
機と呼ぶ）の構成について説明する。図１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１２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。

【００２４】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。駆動軸１６は、外
部駆動源としての車両エンジンＥｇに、電磁クラッチ等
のクラッチ機構Ｃを介して連結されている。従って、駆
動軸１６は、車両エンジンＥｇの起動時において、クラ
ッチ機構Ｃの接続により回転駆動される。

【００２５】回転支持体１７は、クランク室１５におい
て駆動軸１６に止着されている。斜板１８は、駆動軸１
６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１９は回転支持体
１７と斜板１８との間に介在されている。斜板１８はヒ
ンジ機構１９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と一体回転可能となっている。斜
板１８は、その半径中心部が回転支持体１７側に移動す
ると傾斜角が増大され、逆にシリンダブロック１２側に
移動すると傾斜角が減少される。

【００２６】シリンダボア２１はシリンダブロック１２
に貫設形成されている。片頭型のピストン２２はシリン
ダボア２１に収容されている。ピストン２２は、シュー
２３を介して斜板１８の外周部に係留されており、斜板
１８の回転運動によりシリンダボア２１内で前後往復運
動される。

【００２７】吸入圧領域を構成する吸入室２４、及び吐
出圧領域を構成する吐出室２５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２６、吸入
弁２７、吐出ポート２８及び吐出弁２９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
２４の冷媒ガスは、ピストン２２の復動動作により吸入
ポート２６及び吸入弁２７を介してシリンダボア２１に
吸入される。シリンダボア２１に吸入された冷媒ガス
は、ピストン２２の往動動作により所定の圧力にまで圧
縮された後、吐出ポート２８及び吐出弁２９を介して吐
出室２５へ吐出される。

【００２８】抽気通路３０はクランク室１５と吸入室２
４とを連通する。給気通路３１は吐出室２５とクランク
室１５とを連通する。本実施形態の容量制御弁３２は、
抽気通路及び給気通路を開閉可能となっている。

【００２９】車両の車室内の温度を設定するための車室
温度設定器３３、車室の温度を検出するための車室温度
センサ３４、容量制御弁３２に接続された駆動回路３
５、及び前記クラッチ機構Ｃは、制御コンピュータＸに
接続されている。

【００３０】次に、前記容量制御弁３２の構成について
説明する。図２及び図３に示すように、容量制御弁３２
は、バルブハウジング３８と、設定吸入圧力変更手段と
してのソレノイド部３９とを中央付近において接合する
ことで構成されている。感圧室を兼ねる第１弁室４０
は、バルブハウジング３８の基端部に区画形成されてい
る。第１弁室４０は、抽気通路３０の下流側を介して吸
入室２４に連通されている。第１弁体４１は、第１弁室
４０においてバルブハウジング３８の軸線方向（図面の
上下方向）に移動可能に収容されている。

【００３１】弁座収容室４２は、バルブハウジング３８
において第１弁室４０の上方に形成され、第１弁室４０
に空間続きとなっている。可動弁座４３は、中心部に貫
通孔を有して円筒状をなしている。この貫通孔が第１弁
孔４６をなしている。弁座面４３ａは可動弁座４３の下
端面が形成し、この下端面において弁座面４３ａの周囲
には段差部４３ｂが形成されている。可動弁座４３は、
弁座収容室４２においてバルブハウジング３８の軸線方
向に移動可能に収容されている。可動弁座４３は、外周
面を以って弁座収容室４２の内周面に環状領域で接触さ
れ、この外周面の幅方向（バルブハウジング３８の軸線
方向）のシール区間によるシール作用によって、第１弁
孔４６以外における第１弁室４０と弁座収容室４２との
連通を遮断している。

【００３２】弁座規定部４４はサークリップよりなり、
弁座収容室４２の内周面に第１弁室４０側で嵌合固定さ
れている。弁座規定部４４は、可動弁座４３の第１弁室
４０側での位置を段差部４３ｂとの当接により規制す
る。弁座付勢部材としての弁座付勢バネ４５はコイルバ
ネよりなり、弁座収容室４２に収容されて可動弁座４３
を第１弁室４０側に付勢する。

【００３３】第２弁室４７はバルブハウジング３８の先
端部に区画形成されている。第２弁室４７は、給気通路
３１の上流側を介して吐出室２５に連通されている。第
２弁体４８は、第２弁室４７においてバルブハウジング
３８の軸線方向に移動可能に収容されている。第２弁孔
４９は、第２弁室４７において第２弁体４８と対向する
ように開口されている。第１バネ５０は第２弁室４７に
収容され、第２弁孔４９を閉塞する方向に第２弁体４８
を付勢する。

【００３４】プランジャ室５１はソレノイド部３９に区
画形成され、その下方開口部には固定吸引子５２が嵌合
固定されている。プランジャ５３は、プランジャ室５１
においてバルブハウジング３８の軸線方向に移動可能に
収容されている。円筒状のコイル５４は、プランジャ室
５１の外周側において、固定吸引子５２及びプランジャ
５３を跨ぐように配置されている。前記駆動回路３５は
コイル５４に接続されている。

【００３５】ロッドガイド孔５５ａは、第１弁室４０と
プランジャ室５１とを区画する区画壁５５に貫設されて
いる。第１ロッド５６は、ロッドガイド孔５５ａに摺動
可能に挿通されている。第１ロッド５６の下端部はプラ
ンジャ５３に固定されるとともに、上端部は第１弁室４
０内に延出配置されている。感圧部材としてのベローズ
５７は第１弁室４０に収容され、バルブハウジング３８
の軸線方向上下に伸縮可能である。設定バネ５８はベロ
ーズ５７内に配置されている。設定バネ５８はベローズ
５７の初期長さを設定するためのものである。ベローズ
５７は、上端部が第１弁体４１に嵌合固定されるととも
に、下端部が第１ロッド５６の上端部に嵌合されてい
る。従って、プランジャ５３と第１弁体４１は、第１ロ
ッド５６及びベローズ５７を介して作動連結されてい
る。

【００３６】前記第１弁孔４６と第２弁孔４９は同一直
線上に配置されるとともに、弁座収容室４２を介して連
通されている。第２ロッド５９は、第１弁孔４６及び第
２弁孔４９に挿通されている。第２ロッド５９の外径
は、両弁孔４６，４９の内径よりも小さい。第２ロッド
５９は下端部が第１弁体４１に固定されている。

【００３７】前記第２ロッド５９の長さは、例えば、図
２に示す状態から、第１弁体４１が可動弁座４３の弁座
面４３ａに着座すると、上端部が第２弁孔４９内で第２
弁体４８に当接する程度である。つまり、可動弁座４３
が弁座規定部４４に当接した状態では、第２弁体４８は
第２弁孔４９を閉塞した状態を維持する。しかし、第１
弁体４１が弁座面４３ａに着座した状態で、さらに可動
弁座４３及び第２ロッド５９とともに上方側へ移動する
と、第２ロッド５９が第２弁体４８を押し上げて第２弁
孔４９を開放する。つまり、第２弁体４８は、可動弁座
４３が弁座規定部４４に非当接状態となると、可動弁座
４４の変位が伝達部材としての第１弁体４１及び第２ロ
ッド５９を介して伝達されて第２弁孔４９を開放する。

【００３８】ポート６０は、バルブハウジング３８にお
いて弁座収容室４２と第２弁室４７との間に、第２弁孔
４９と直交して形成されている。ポート６０は、制御通
路６１を介してクランク室１５に連通されている。前記
第１弁室４０、第１弁孔４６、弁座収容室４２、第２弁
孔４９の一部、ポート６０及び制御通路６１は、抽気通
路３０を構成する。前記第２弁室４７、第２弁孔４９、
ポート６０及び制御通路６１は、給気通路３１を構成す
る。つまり、抽気通路３０において第１弁体４１の開閉
位置（第１弁孔４６）とクランク室１５との間と、給気
通路３１において第２弁体４８の開閉位置（第２弁孔４
９）とクランク室１５との間は、一部が共通の通路（ポ
ート６０及び制御通路６１）で構成されている。

【００３９】調整室６２は、ソレノイド部３９において
固定吸引子５２の下方に区画形成されている。調整プラ
ンジャ６３は調整室６２に収容されている。ロッドガイ
ド孔５２ａは固定吸引子５２に貫設されている。第３ロ
ッド６４はロッドガイド孔５２ａに摺動可能に挿通さ
れ、上端部がプランジャ室５１に、下端部が調整室６２
にそれぞれ突出されている。第３バネ６５は調整室６２
に収容され、調整プランジャ６３を上方側に付勢する。
従って、第３バネ６５は、調整プランジャ６３、第３ロ
ッド６４、プランジャ５３、第１ロッド５６及びベロー
ズ５７を介することで、第１弁体４１に対して上方への
付勢力を作用させている。第３バネ６５の付勢力は、調
節室６２に螺入された調整ネジ６６を上下させることで
調整可能となっている。

【００４０】次に、前記容量制御弁３２の作用について
説明する。車両エンジンＥｇの起動時に、車両空調装置
の図示しない作動スイッチのオン状態のもとで、車室温
度センサ３４からの検出温度が車室温度設定器３３の設
定温度以上となると、制御コンピュータＸによりクラッ
チ機構Ｃが接続されて圧縮機が起動される。この状態で
容量制御弁３２のベローズ５７は、第１弁室４０の吸入
圧力に応じて伸縮しようとし、この伸縮により第１弁体
４１には第１弁孔４６を開放又は閉塞する方向の付勢力
が作用される。

【００４１】クラッチ機構Ｃが接続された状態で、制御
コンピュータＸは、車室温度設定器３３によって設定さ
れた室温、及び車室温度センサ３４から得られる検出温
度等の外部信号に基づいて、入力電流値を駆動回路３５
に指令する。駆動回路３５は、指令された入力電流値を
容量制御弁３２のコイル５４に対して出力する。駆動回
路３５からコイル５４に電流が入力されると、固定吸引
子５２とプランジャ５３との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、ソレノイド
部３９が第１弁体４１に対して作用させる、第３バネ６
５による第１弁孔４６を閉塞する方向の付勢力を弱める
方向に作用される。

【００４２】容量制御弁３２は、上述した、ベローズ５
７からの付勢力及びソレノイド部３８からの付勢力によ
り第１弁孔４６の開度が決定される。例えば、冷房負荷
が大きい場合には、車室温度センサ３４からの検出温度
と車室温度設定器３３の設定温度との差が大きくなる。
制御コンピュータＸは、検出温度と設定室温との大きな
差に基づいて、ベローズ５７の伸縮動作の基準となる設
定吸入圧力を低くするように、容量制御弁３２のコイル
５４に対する入力電流値を制御する。すなわち、制御コ
ンピュータＸは、駆動回路３５に対して、この温度差が
大きいほどコイル５４への入力電流値を大きくして、固
定吸引子５２とプランジャ５３との間の吸引力を強くす
るように指令する。従って、ソレノイド部３９は、第１
弁体４１に作用させる第１弁孔４６を閉塞する方向への
付勢力を小さくする。その結果、ベローズ５７は、より
低い吸入圧力を維持すべく第１弁体を動作させて第１弁
孔４６を開閉する。

【００４３】第１弁孔４６の開度が大きくなれば、クラ
ンク室１５から抽気通路３０を経由して吸入室２４へ排
出される冷媒ガス量が多くなり、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、吸入圧
力も高くて、クランク室１５の圧力とシリンダボア２１
の圧力とのピストン２２を介した差が小さくなる。この
ため、斜板１８の傾斜角が大きくなって、圧縮機の吐出
容量が大きくなる。第１弁体４１が第１弁孔４６を全開
した状態となると、クランク室１５の圧力が吸入室２４
の圧力とほぼ同一となり、斜板１８の傾斜角が最大とな
って圧縮機の吐出容量は最大となる。

【００４４】逆に、冷房負荷が小さい場合には、車室温
度センサ３４によって検出された温度と車室温度設定器
３３の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ
Ｘは、検出温度と設定室温との小さな差に基づいて、設
定吸入圧力を高くするように容量制御弁３２のコイル５
４に対する入力電流値を制御する。すなわち、制御コン
ピュータＸは駆動回路３５に対して、この温度差が小さ
いほどコイル５４への入力電流値を小さくして、固定吸
引子５２とプランジャ５３との間の吸引力を弱くするよ
うに指令する。従って、ソレノイド部３９は、第１弁体
４１に作用させる第１弁孔４６を閉塞する方向への付勢
力を強くする。その結果、ベローズ５７は、より高い吸
入圧力を維持すべく第１弁体４１を動作させて第１弁孔
４６を開閉する。

【００４５】第１弁孔４６の開度が小さくなれば、クラ
ンク室１５から抽気通路３０を経由して吸入室２４へ排
出される冷媒ガス量が少なくなり、クランク室１５の圧
力が上昇する。また、冷房負荷が小さい状態では、吸入
室２４の圧力が低くて、クランク室１５の圧力とシリン
ダボア２１の圧力とのピストン２２を介した差が大きく
なる。このため、斜板１８の傾斜角が小さくなって、圧
縮機の吐出容量が小さくなる。第１弁体４６が第１弁孔
４６を完全に閉塞した状態となると、クランク室１５か
ら吸入室２４へ冷媒ガスが排出されなくなり、クランク
室１５の圧力が大きく上昇して斜板１８の傾斜角が最小
となり、圧縮機の吐出容量が最小となる。

【００４６】ここで、上述したような、容量制御弁３２
のコイル５４へ駆動回路３５から電流が入力されている
時、固定吸引子５２とプランジャ５３との間の吸引力
は、第３バネ６５が第１弁体４１に対して作用させる、
第１弁孔４６を閉塞する方向の付勢力を弱める方向に作
用されている。従って、第１弁室４１の吸入圧力が設定
吸入圧力よりも低くなり、第１弁体４１が弁座面４３ａ
に着座して第１弁孔４６を完全に閉塞したとしても、第
１弁体４１が可動弁座４３とともに弁座付勢バネ４５及
び第１バネ５０の付勢力に抗して第２弁体４８側に移動
されることはない。つまり、容量制御弁３２のコイル５
４へ駆動回路３５から電流が入力されている時には、第
２弁体４８は常に第２弁孔４９を閉塞した状態にある。

【００４７】さて、冷房負荷が殆ど無く、車室温度セン
サ３４によって検出された温度と車室温度設定器３３の
設定温度との差がほとんど無い場合には、制御コンピュ
ータＸは駆動回路３５に対して、コイル５４への入力電
流値をゼロとして、固定吸引子５２とプランジャ５３と
の間の吸引力を消失させ、設定吸入圧力を最高値とする
ように指令する。従って、固定吸引子５２とプランジャ
５３との間の吸引力が消失し、第１弁体４１には第３バ
ネ６５による第１弁孔４６を閉塞する方向の大きな付勢
力が作用される。また、コイル５４への入力電流値をゼ
ロとした直後においては、クランク室１５の圧力はわず
かに上昇するが、吸入室２４の圧力は変化しない。第３
バネ６５の付勢力は、吐出圧力に基づき第２弁体４８に
作用される第２弁孔４９を閉塞する方向の付勢力と、第
１バネ５０の付勢力及び弁座付勢バネ４５の付勢力より
大きい。従って、図３に示すように、第１弁体４１は第
１弁孔４６を閉塞したままの状態で可動弁座４３ととも
にさらに上方へ移動し、第２ロッド５９が第２弁体４８
を突き上げて第２弁孔４９が開放される。その結果、吐
出室２５からクランク室１５へ高圧冷媒ガスが多量に供
給され、クランク室１５の圧力が急激に上昇して圧縮機
の吐出容量が応答性良く小さくされる。

【００４８】吐出容量が減少するとやがては第１弁室４
０の吸入圧力が上昇して、ベローズ５７に作用される収
縮方向への付勢力が増大する。従って、第１弁体４１が
第１弁孔４６を閉塞したままの状態で、第１弁体４１、
可動弁座４３及び第２ロッド５９の結合系が下方へ移動
して、第２弁体４８は第２弁孔４９の開度を減少させ
る。そして、第１弁室４０の吸入圧力が設定吸入圧力と
なった場合には、可動弁座４３が弁座規定部４４に当接
されるとともに、第２弁体４８により第２弁孔４９が閉
塞されて、第１弁体４１のみによりクランク室１５の圧
力が制御される。このように、第２弁体４８は、コイル
５４への入力電流値をゼロとした場合にのみ動作可能で
あり、言い換えれば設定吸入圧力を最高値とするような
過渡的な状態にのみ動作する。

【００４９】以上のように本実施形態の容量制御弁３２
は、図４に示すように、第１弁体４１と第２弁体４８の
作動領域が、可動弁座４３が弁座規定部４４に当接した
状態（第１弁体４１）と非当接状態（第２弁体４８）と
で完全に分離され、両弁体４１，４８が同時に開弁する
ことはない。従って、第１弁体４１の作動領域におい
て、第２弁体４８は第２弁孔４９を閉塞しており、第２
弁室４７において第２弁体４８に作用する吐出圧力が第
１弁体４１に作用することはない。その結果、設定吸入
圧力の設定に吐出圧力が直接影響されることはなく、設
定吸入圧力はソレノイド部３９からの付勢力のみにより
決定される。吐出圧力は、外気温度の変化等による凝縮
器の凝縮能力の変化により変化する。つまり、設定吸入
圧力の決定因子から外気温度等の外乱を排除することが
でき、外部信号による安定した設定吸入圧力の設定を行
い得る。

【００５０】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）第１弁体４１と第２弁体４８とが同時に開弁しな
い構成を具体化するために、第１弁孔４６を形成する弁
座４３を可動構成とした。ここで、弁座４３を可動構成
としたために、弁座収容室４２の内周面と可動弁座４３
の外周面との間からの冷媒ガスの漏れについて配慮する
必要が新たに生じる。この部分からの冷媒ガスの漏れを
回避するためには、可動弁座４３をバルブハウジング３
８の軸線方向に長くし、弁座収容室４２の内周面と可動
弁座４３の外周面との間のシール区間を長く確保すれば
良い。可動弁座４３は、設定吸入圧を最高値とするよう
な過渡的な状況にのみ作動する部材である。従って、可
動弁座４３が大型化（大重量化）したとしても、吸入圧
力に応じた第１弁体４１による第１弁孔４６の開閉動作
に影響を与えることはない。つまり、本実施形態におい
ては、特開平５−９９１３６号公報の容量制御弁では一
方が犠牲とならざるを得なかった、良好な容量制御性と
容量制御の良好な応答性とを両立することが可能とな
る。

【００５１】（２）容量制御弁３２は、設定吸入圧力を
最高値とする場合、コイル５４への入力電流値をゼロと
する構成である。従って、何らかの理由によりコイル５
４が断線する等して通電不能な状態となった場合、設定
吸入圧力が最高値に固定され、圧縮機の吐出容量は最小
側に調節される。その結果、圧縮機の圧縮負荷は常に小
さくされ、車両エンジンＥｇが過回転状態となった場合
においても、圧縮機が過負荷状態に陥る危惧は解消され
るとともに、車両空調装置の最低限の冷房能力は確保さ
れる。

【００５２】（３）抽気通路３０において第１弁体４１
の開閉位置（第１弁孔４６）とクランク室１５との間
と、給気通路３１において第２弁体４８の開閉位置（第
２弁孔４９）とクランク室１５との間は、一部が共通の
通路（ポート６０及び制御通路６１）で構成されてい
る。従って、互いに完全に独立した両通路３０，３１を
形成する場合と比較して、圧縮機内部におけるスペース
効率が良好となる。

【００５３】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、例えば、以下の態様でも実施できる。 ○図５に示すように、伝達部材としての第２ロッド５９
を可動弁座４３に固定し、可動弁座４３の変位を第２弁
体４８に直接伝達させる構成とすること。このようにす
れば、第１弁体４１はその作動領域において重量物であ
る第２ロッド５９とともに移動する必要がなくなり、第
１弁孔４６の開閉の応答性、つまり、容量制御の応答性
が良好となる。

【００５４】○例えば、図５において仮想線にて示すよ
うに、弁座収容室４２の内周面と可動弁座４３の外周面
との間に、Ｏリング等のシール部材７１を介在させるこ
と。このようにすれば、両者間４２，４３のシール性が
良好となり、可動弁座４３の小型化、ひいては容量制御
弁３２の小型化を達成できる。

【００５５】○感圧部材として、ベローズ５７ではなく
ダイヤフラムを用いること。 ○抽気通路３０と給気通路３１とを互いに完全に独立し
た通路とすること。 ○容量制御弁３２においてソレノイド部３９を、コイル
５４への入力電流値が大きくなるに連れて設定吸入圧力
を高くし、コイル５４への入力電流値が最高値の時には
設定吸入圧力を最高値とする構成とすること。このよう
にすれば、コイル５４が断線する等して通電不能となっ
た場合には、圧縮機の吐出容量が最大に固定され、空調
装置の大きな冷房負荷にも対応できる。

【００５６】○ソレノイド部３９を流体圧アクチュエー
タに変更し、例えば、プランジャ５３に作用される油圧
や空圧等の流体圧を変更することで設定吸入圧力を変更
する構成とすること。

【００５７】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）前記設定吸入圧力変更手段は、固定吸引子５２
と、第１弁体４１に作動連結されたプランジャ５３と、
入力電流値に応じて固定吸引子５２とプランジャ５３と
の間の吸引力を変更するコイル５４とからなるソレノイ
ド部３９により構成され、ソレノイド部３９は、コイル
５４への入力電流値が大きくなるに連れて設定吸入圧力
を高くし、コイル５４への入力電流値が最高値の時には
設定吸入圧力を最高値とする構成である請求項１に記載
の容量制御弁。

【００５８】このようにすれば、コイル５４が断線する
等して通電不能となった場合には、圧縮機の吐出容量が
最大に固定され、例えば、空調装置の大きな冷房負荷に
も対応できる。

【００５９】（２）前記バルブハウジング３８と可動弁
座４３との摺動面間にはシール部材７１が介在されてい
る請求項１〜３又は前記（１）のいずれかに記載の容量
制御弁。

【００６０】このようにすれば、バルブハウジング３８
と可動弁座４３との間のシール性が良好となる。 （３）前記伝達部材５９は可動弁座４３に固定されてい
る請求項１〜３、前記（１）又は（２）のいずれかに記
載の容量制御弁。

【００６１】このようにすれば、第１弁体４１はその作
動領域において重量物である伝達部材５９とともに移動
する必要がなくなり、第１弁孔４６の開閉の応答性、つ
まり、容量制御の応答性が良好となる。

【００６２】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、第１弁体と
第２弁体とが同時に開弁しない構成を具体化するため
に、第１弁孔を形成する弁座を可動構成とした。ここ
で、弁座を可動構成としたために、新たにバルブハウジ
ングと可動弁座との摺動面間からのガス漏れについて配
慮する必要が生じる。このガス漏れを回避するには、可
動弁座を大型化してバルブハウジングとの摺動面間のシ
ール区間を長く確保すれば良い。可動弁座が大型化（大
重量化）したとしても、吸入圧力に応じた第１弁体によ
る第１弁孔の開閉動作に影響を与えることはない。つま
り、本発明においては、特開平５−９９１３６号公報の
容量制御弁では一方が犠牲とならざるを得なかった、良
好な容量制御性と容量制御の良好な応答性とを両立する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量型圧縮機の縦断面図。

【図２】 容量制御弁の拡大断面図。

【図３】 容量制御弁の動作を説明する図。

【図４】 容量制御弁の動作特性を説明するチャート。

【図５】 別例を示す容量制御弁の要部拡大断面図。

【図６】 従来の容量制御弁の拡大断面図。

【図７】 容量制御弁の動作を説明する図。

【符号の説明】

１５…クランク室、２４…吸入圧領域としての吸入室、
２５…吐出圧領域としての吐出室、３０…抽気通路、３
１…給気通路、３２…容量制御弁、３８…バルブハウジ
ング、３９…設定圧力変更手段としてのソレノイド部、
４０…第１弁室、４１…伝達部材を構成する第１弁体、
４３…可動弁座、４４…弁座規定部、４５…弁座付勢部
材としての弁座付勢バネ、４６…第１弁孔、４７…第２
弁室、４８…第２弁体、４９…第２弁孔、５７…感圧部
材としてのベローズ、５９…伝達部材を構成する第２ロ
ッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉掛 浩隆 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 西村 健太 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 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA12 AA27 BA12 BA28 BA31 CA02 CA24 CA28 DA01 DA11 DA12 DA15 DA25 DA41 EA13 EA38 3H076 AA06 BB10 BB21 BB32 BB36 BB38 BB43 BB50 CC41 CC81 CC84 CC98 CC99

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入圧領域とクランク室とを連通する抽
   気通路及びクランク室と吐出圧領域とを連通する給気通
   路を開閉して吐出容量を変更するようにした可変容量型
   圧縮機用の容量制御弁であって、 バルブハウジングに区画形成され、抽気通路上に設けら
   れた第１弁室と、 第１弁室に収容され、第１弁孔を開閉する第１弁体と、 バルブハウジングに区画形成され、給気通路上に設けら
   れた第２弁室と、 第２弁室に収容され、第２弁孔を開閉する第２弁体と、 第１弁孔を形成し、バルブハウジングにおいて第１弁体
   の移動方向と同方向へ移動可能に保持された可動弁座
   と、 バルブハウジングに設けられ、可動弁座の第１弁室側で
   の位置を当接規定する弁座規定部と、 可動弁座を第１弁室側に付勢する弁座付勢部材と、 可動弁座の変位を第２弁体に伝達する伝達部材と、 第１弁体に作動連結され、吸入圧領域の圧力に応じて第
   １弁体を作動させる感圧部材と、 外部信号によって制御されることで、感圧部材の動作の
   基準となる設定吸入圧力を変更する設定吸入圧力変更手
   段とを備え、 前記第２弁体は可動弁座が弁座規定部に当接した状態で
   は第２弁孔を閉塞し、第１弁体が第１弁孔を閉塞した状
   態にて可動弁座とともに弁座付勢部材の付勢力に抗して
   移動することで、第２弁孔を開放する構成の容量制御
   弁。
2. 【請求項２】 前記設定吸入圧力変更手段は、固定吸引
   子と、第１弁体に作動連結されたプランジャと、入力電
   流値に応じて固定吸引子とプランジャとの間の吸引力を
   変更するコイルとからなるソレノイド部により構成さ
   れ、ソレノイド部は、コイルへの入力電流値が小さくな
   るに連れて設定吸入圧力を高くし、コイルの無通電時に
   は設定吸入圧力を最高値とする構成である請求項１に記
   載の容量制御弁。
3. 【請求項３】 前記抽気通路において第１弁体の開閉位
   置とクランク室との間と、給気通路において第２弁体の
   開閉位置とクランク室との間は、一部が共通の通路で構
   成されている請求項１又は２に記載の容量制御弁。