JP2005307881A - 可変容量型圧縮機における容量制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】可変容量型圧縮機の起動後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮でき、かつ潤滑や容量制御に適した冷媒排出流量を確保できる容量制御機構を提供する。
【解決手段】リヤハウジング１３には第１制御弁３２、第２制御弁４６、第３制御弁７３及び第４制御弁４７が組み付けられている。第２制御弁４６の弁体４９は、バルブハウジング４８内に背圧室５２を区画している。第１制御弁３２が開状態にあるときには、吐出室１３２の圧力が背圧室５２に波及し、第２制御弁４６が閉状態となる。第１制御弁３２が閉状態にあるときには第２制御弁４６が開状態となる。第３制御弁７３は、閉状態から制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との差が増大してゆく過程で開状態へ移行する。第４制御弁４７は、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で閉状態から開状態へ移行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、吐出圧領域の冷媒を制御圧室に供給すると共に、前記制御圧室の冷媒を吸入圧領域に排出して前記制御圧室内の調圧を行い、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量を制御する可変容量型圧縮機における容量制御機構に関するものである。

傾角可変に斜板を収容する制御圧室を備えた可変容量型圧縮機においては、制御圧室の圧力が高くなると斜板の傾角が小さくなり、制御圧室の圧力が低くなると斜板の傾角が大きくなる。斜板の傾角が小さくなると、ピストンのストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、斜板の傾角が大きくなると、ピストンのストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。

制御圧室へ供給される冷媒は、圧縮された高圧の冷媒であるので、制御圧室から吸入圧領域へ排出される冷媒の排出流量が多くなるほど、可変容量型圧縮機における運転効率が悪くなる。そのため、可変容量型圧縮機における運転効率の観点からすると、制御圧室から吸入圧領域へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積は、できるだけ小さい方がよい。

可変容量型圧縮機を長時間にわたって停止しておくと、冷媒が液状化して制御圧室に溜まる。制御圧室に液状の冷媒が溜まった状態で可変容量型圧縮機を起動したとすると、排出通路の通路断面積を固定した状態で小さくしてある場合には、制御圧室内の液冷媒が吸入圧領域へ速やかに排出されず、制御圧室内の液冷媒の気化によって制御圧室の圧力が過大になってしまう。そのため、可変容量型圧縮機の起動後において吐出容量が大きくなるまでに時間が掛かり過ぎることになる。

このような問題を解消するための可変容量型圧縮機の容量制御機構が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示の容量制御機構は、吐出圧領域からクランク室（制御圧室）へ冷媒を供給する供給通路の通路断面積を変更するための第１制御弁と、クランク室から吸入圧領域へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積を変更するための第２制御弁とを備えている。第１制御弁は、電磁力を変更して弁開度を連続的に変更可能な弁開度可変型の制御弁である。第１制御弁に対する通電を行わない状態では、第１制御弁における弁開度が最大となり、可変容量型圧縮機は、斜板の傾角が最小となる。この状態は、吐出容量が最小容量に固定された最小容量運転状態である。第１制御弁に対して通電が行われる状態では、第１制御弁における弁開度が最大よりも小さくなり、可変容量型圧縮機は、斜板の傾角が最小以上となる。この状態は、吐出容量が最小容量に固定されない中間容量運転状態である。

第２制御弁のスプール（排出通路の通路断面積を変更するための弁体）は、背圧室を区画しており、背圧室は、第１制御弁より下流の圧力領域に連通されている。スプールには連通溝が形成されている。連通溝は、排出通路における微小な最小通路断面積を確保するためのものである。可変容量型圧縮機が起動されると、第１制御弁が閉じられ、スプールが排出通路の通路断面積を大きくする方向へ移動される。これにより制御圧室内の液冷媒が速やかに吸入圧領域へ排出され、可変容量型圧縮機の起動後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間が短縮される。
特開２００２−２１７２１号公報

第１制御弁が通電によって開状態にあるときには第２制御弁が閉状態（スプールが弁座に着座している状態）となり、クランク室から吸入圧領域への冷媒の排出は、連通溝のみを経由して行われる。このときには最小容量以上の容量の制御（中間容量制御）が行われている。連通溝の通路断面積を小さくし過ぎると、中間容量制御が行われ、かつ可変容量型圧縮機が高回転で運転されているときには、冷媒と共に流動する潤滑油の流量が不足し、可変容量型圧縮機内における潤滑必要部位の潤滑が十分に行われないおそれがある。逆に、連通溝の通路断面積を大きくし過ぎると、クランク室から吸入圧領域への冷媒排出流量が多くなり過ぎ、中間容量制御が行われ、かつ可変容量型圧縮機が低回転で運転されているときの運転効率が悪くなる。

本発明は、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮でき、かつ潤滑や運転効率向上に適した冷媒排出流量に調整できる容量制御機構を提供することを目的とする。

そのために本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒を制御圧室に供給すると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒を吸入圧領域に排出して前記制御圧室内の調圧を行い、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量を制御する可変容量型圧縮機における容量制御機構を対象とし、請求項１の発明では、前記供給通路の通路断面積を調整する第１制御弁と、前記排出通路の通路断面積を調整する第２制御弁と、前記第２の制御弁と互いに並列の関係にあり、前記制御圧室の圧力と前記吸入圧領域の圧力との差圧に基づいて、前記排出通路の通路断面積を調整する第３及び第４制御弁と、前記排出通路における最小通路断面積となっており、かつ前記制御圧室と前記吸入圧領域とを常に連通している常開通路とを備え、前記第１制御弁が閉状態のときには前記第２制御弁が開状態となり、前記第１制御弁が開状態のときには、前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆく過程で前記第３制御弁が開状態から閉状態へ移行可能になっており、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で前記第４制御弁が閉状態から開状態へ移行可能になっている容量制御機構を構成した。

供給通路の通路断面積とは、第１制御弁の弁開度によって規定される第１制御弁における通路断面積のことである。排出通路の通路断面積とは、常開通路の通路断面積と、第２制御弁の弁開度によって規定される第２制御弁における通路断面積と、第３制御弁の弁開度によって規定される第３制御弁における通路断面積と、第４制御弁の弁開度によって規定される第４制御弁における通路断面積との和のことである。

第２制御弁が開状態にあるときの第２制御弁の弁開度を大きくしておくことにより、第１制御弁を閉状態にして第２制御弁を開状態にすれば、制御圧室内にある液冷媒は、吸入圧領域へ速やかに排出される。可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間が短縮されるように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。

制御圧室と吸入圧領域との差圧が大きくなってゆく過程で第３制御弁が開状態から閉状態へ移行すると、制御圧室から吸入圧領域へ排出される冷媒排出流量が減る。つまり、第３制御弁は開状態から閉状態へ移行するが、第４制御弁の閉状態は変わらない。第３制御弁が閉状態かつ第４制御弁が閉状態にあるときの排出通路の通路断面積は、常開通路の通路断面積に一致する。このときの制御圧室から吸入圧領域への冷媒流出流量は、常開通路の通路断面積を小さくすることによって少なくすることができる。つまり、可変容量型圧縮機が低回転運転状態かつ最小容量以上の容量運転（中間容量運転）にあるときの運転効率が向上するように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。本明細書では、中間容量運転とは、吐出容量が最小容量に固定されない可変容量型圧縮機の運転のことを言う。

可変容量型圧縮機が低回転運転状態から高回転運転状態へ移行するに伴って制御圧室と吸入圧領域との差圧が増大する過程で、第４制御弁が閉状態から開状態へ移行すると、制御圧室から吸入圧領域へ排出される冷媒排出流量が増える。可変容量型圧縮機が高回転運転状態のときに第３制御弁が閉状態かつ第４制御弁が開状態にあるようにすれば、可変容量型圧縮機が高回転運転状態にあるときの潤滑に適した冷媒排出流量を確保することができる。つまり、可変容量型圧縮機が高回転運転状態かつ中間容量状態にあるときの潤滑が良好に行われるように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。

請求項２の発明では、請求項１において、前記第１制御弁は、前記供給通路の通路断面積を連続的に調整可能な弁開度可変型の制御弁であり、前記容量制御機構は、前記第１制御弁が最大の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にある第１制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が閉状態にある第２制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が開状態にある第３制御状態と、前記第１制御弁が閉状態、前記第２制御弁が開状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にある第４制御状態とを取り得るようになっており、第１制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第２制御状態へ移行可能になっており、第２制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第３制御状態へ移行可能になっている構成とした。

可変容量型圧縮機を起動させるときに容量制御機構を第４制御状態にしておくと、制御圧室内の液冷媒が第２制御弁を経由して吸入圧領域へ排出される。第２制御弁が開状態のときには排出通路の通路断面積が大きくなるようにしておくことにより、制御圧室内の液冷媒が吸入圧領域へ速やかに排出される。つまり、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間が短縮されるように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。

第１制御状態では、吐出圧領域の冷媒が制御圧室へ供給され、制御圧室の冷媒が第３制御弁及び常開通路を経由して吸入圧領域へ排出される。第３制御弁が開状態にあるときの排出通路の通路断面積は、常開通路の通路断面積よりも大きくなる。つまり、可変容量型圧縮機が最小容量運転にあるときの潤滑が良好に行われるように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。本明細書では、最小容量運転とは、吐出容量が最小容量に固定された可変容量型圧縮機の運転のことを言う。

第１制御状態から制御圧室と吸入圧領域との差圧が増大する過程で第３制御弁が開状態から閉状態へ移行（つまり、第１制御状態から第２制御状態へ移行）すると、制御圧室の冷媒が常開通路のみを経由して吸入圧領域へ排出される。このときの制御圧室から吸入圧領域への冷媒流出流量は、常開通路の通路断面積を小さくすることによって少なくすることができる。従って、中間容量運転時において、可変容量型圧縮機が低回転運転状態のときに容量可変機構が第２制御状態にあるようにすれば、可変容量型圧縮機が低回転運転状態、かつ中間容量運転時における運転効率が向上する。つまり、可変容量型圧縮機が低回転運転状態かつ中間容量運転にあるときの運転効率が向上するように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。

第２制御状態から制御圧室と吸入圧領域との差圧が増大する過程で第４制御弁が閉状態から開状態へ移行（つまり、第２制御状態から第３制御状態へ移行）すると、制御圧室から吸入圧領域へ排出される冷媒排出流量が増える。従って、中間容量運転時において、可変容量型圧縮機が高回転運転状態のときに容量可変機構が第３制御状態にあるようにすれば、可変容量型圧縮機が高回転運転状態かつ中間容量運転時における潤滑に適した冷媒排出流量を確保することができる。つまり、変容量型圧縮機が高回転運転状態かつ中間容量状態にあるときの潤滑が良好に行われるように、制御圧室から吸入圧領域への冷媒排出流量を調整することができる。

第１制御弁としては、例えば、電磁力を増大すると弁開度を増少する弁開度可変型の制御弁が好適である。さらには、吐出圧領域内の２地点間又は吸入圧領域内の２地点間の圧力差を拾う感圧手段を有し、吐出圧領域における冷媒流量が増大すると弁開度を増大し、吐出圧領域における冷媒流量が減少すると弁開度を減少する弁開度可変型の制御弁を第１制御弁として用いるのが好ましい。第１制御弁としては、例えば吸入圧領域の圧力に感応する感圧手段を有し、吸入圧領域の圧力が増大すると弁開度を低減し、吸入圧領域の圧力が低減すると弁開度を増大する制御弁を用いることもできる。

請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項において、前記第２制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を開く方向へ前記弁体を付勢するバネとを備え、かつ前記弁体が前記弁孔とは反対側に背圧室を区画し、前記第１制御弁よりも下流、かつ前記制御圧室よりも上流の圧力領域に前記背圧室を連通させる構成とした。

第１制御弁が開状態にあるときには第１制御弁を経由した冷媒の圧力が背圧室に波及し、第２制御弁の弁体が閉状態となる。第１制御弁が閉状態にあるときには吐出圧領域の冷媒が第１制御弁を経由することはないので、第２制御弁の弁体が開状態となる。第１制御弁の開閉状態によってもたらされる背圧室内の圧力状態に応じて開閉される第２制御弁は、制御圧室内の液冷媒を速やかに排出する制御弁として好適である。

請求項４の発明では、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記第３制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を開く開位置に向けて前記弁体を付勢するバネとを備え、前記第３制御弁の弁体が前記第３制御弁の弁孔を閉じているときには前記第３制御弁の弁体が前記第３制御弁の弁孔を介して前記吸入圧領域の圧力を受ける構成とした。

第１制御状態から前記差圧が大きくなってゆくと、第３制御弁の弁体がバネの作用に抗して弁孔を閉じる位置に移動される。制御圧室の圧力と吸入圧領域の圧力との弁体を介した圧力対抗によって開閉する第３制御弁は、排出通路の通路断面積を調整する制御弁として好適である。

請求項５の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記第４制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を閉じる閉位置に向けて前記弁体を付勢するバネとを備え、前記第４制御弁の弁体が前記第４制御弁の弁孔を閉じているときには前記第４制御弁の弁体が前記第４制御弁の弁孔を介して前記制御圧室の圧力を受ける構成とした。

第２制御状態から前記差圧が大きくなってゆくと、第４制御弁の弁体がバネの作用に抗して弁孔を開く位置に移動される。制御圧室の圧力と吸入圧領域の圧力との弁体を介した圧力対抗によって開閉する第４制御弁は、排出通路の通路断面積を調整する制御弁として好適である。

本発明は、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮でき、かつ潤滑や運転効率向上に適した冷媒排出流量に調整できるという優れた効果を奏する。

以下、クラッチレスの可変容量型圧縮機に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が接合されている。シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３がバルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６及びリテーナ形成プレート１７を介して接合固定されている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、クラッチレスの可変容量型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。

制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８がラジアルベアリング１９，２０を介して回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１８は、プーリ（図示略）及びベルト（図示略）を介して外部駆動源である車両エンジンＥから駆動力を得る。

回転軸１８には回転支持体２１が止着されていると共に、斜板２２が回転軸１８の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。回転支持体２１に形成されたガイド孔２１１には斜板２２に設けられたガイドピン２３がスライド可能に嵌入されている。斜板２２は、ガイド孔２１１とガイドピン２３との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。斜板２２の傾動は、ガイド孔２１１とガイドピン２３とのスライドガイド関係、及び回転軸１８のスライド支持作用により案内される。

斜板２２の半径中心部が回転支持体２１側へ移動すると、斜板２２の傾角が増大する。斜板２２の最大傾角は回転支持体２１と斜板２２との当接によって規制される。図１に実線で示す斜板２２は、最小傾角状態にあり、鎖線で示す斜板２２は、最大傾角状態にある。斜板２２の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくしてある。

シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン２４が収容されている。斜板２２の回転運動は、シュー２５を介してピストン２４の前後往復運動に変換され、ピストン２４がシリンダボア１１１内を往復動する。

リヤハウジング１３内には吸入室１３１及び吐出室１３２が区画形成されている。バルブプレート１４及び弁形成プレート１５，１６には吸入ポート１４１及び吐出ポート１４２が形成されている。弁形成プレート１５には吸入弁１５１が形成されており、弁形成プレート１６には吐出弁１６１が形成されている。吸入圧領域である吸入室１３１内の冷媒は、ピストン２４の復動動作により吸入ポート１４１から吸入弁１５１を押し退けてシリンダボア１１１内へ流入する。シリンダボア１１１内へ流入したガス状の冷媒は、ピストン２４の往動動作により吐出ポート１４２から吐出弁１６１を押し退けて吐出圧領域である吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１は、リテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。

吸入室１３１へ冷媒を導入する吸入通路２６と、吐出室１３２から冷媒を排出する吐出通路２７とは、外部冷媒回路２８で接続されている。外部冷媒回路２８上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器２９、膨張弁３０、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３１が介在されている。膨張弁３０は、熱交換器３１の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式自動膨張弁である。吐出通路２７より下流、かつ熱交換器３１よりも上流の外部冷媒回路（以下、外部冷媒回路２８Ａと記す）の途中には絞り２８１が設けられている。

図２に示すように、リヤハウジング１３には第１制御弁３２、第２制御弁４６及び第３制御弁７３が組み付けられている。第３制御弁７３内には第４制御弁４７が設けられている。

第１制御弁３２内に感圧室３４，３５を区画する感圧体３６は、感圧バネ３７によって感圧室３４側から感圧室３５側へ付勢されている。感圧室３４は、吐出室１３２に連通されており、感圧室３５は、絞り２８１よりも下流の外部冷媒回路２８Ａに連通されている。つまり、感圧室３４内は、吐出室１３２内の圧力になっており、感圧室３５内は、絞り２８１よりも下流、かつ熱交換器２９よりも上流の外部冷媒回路２８Ａの圧力になっている。感圧室３４内の圧力と、感圧室３５内の圧力とは、感圧体３６を介して対抗している。

感圧室３４，３５、感圧体３６及び感圧バネ３７は、吐出室１３２内の圧力と、絞り２８１より下流、かつ熱交換器３１よりも上流の外部冷媒回路２８の圧力との差圧に感応する感圧手段３３を構成する。外部冷媒回路２８Ａ（吐出圧領域）における冷媒流量が増大すると、絞り２８１の前後の圧力の差が増大し、外部冷媒回路２８（吐出圧領域）における冷媒流量が減少すると、絞り２８１の前後の圧力の差が減少する。感圧手段３３は、絞り２８１の前後の圧力差の増大によって、弁座３９から離間する方向へ弁体３８を遠ざけ、絞り２８１の前後の圧力差の減少によって、弁体３８を弁座３９に近づける。つまり、感圧手段３３は、吐出圧領域（外部冷媒回路２８Ａ）における冷媒流量の増大に応じて弁開度を増大し、吐出圧領域（外部冷媒回路２８Ａ）における冷媒流量の減少に応じて弁開度を減少する。

感圧体３６には弁体３８が連結されており、弁体３８は、弁孔４０を開閉する。感圧室３４内の圧力及び感圧バネ３７のバネ力は、弁体３８が弁座３９に接する着座位置から離間する方向へ弁体３８を付勢する。弁体３８が着座位置から離間しているときには、弁孔４０は、通路５７を介して吐出室１３２に連通している。

第１制御弁３２のソレノイド４１を構成する固定鉄芯４２は、コイル４３への電流供給による励磁に基づいて可動鉄芯４４を引き付ける。即ち、ソレノイド４１の電磁力は、開放付勢バネ４５のバネ力に抗して、弁座３９に接する着座位置に向けて弁体３８を付勢する。ソレノイド４１は、制御コンピュータＣの電流供給制御（本実施形態ではデューティ比制御）を受ける。

第２制御弁４６は、バルブハウジング４８と、バルブハウジング４８内に収容された弁体４９と、弁体４９を付勢するバネ５０とを備えている。弁体４９は、バルブハウジング４８内を交流室５１と背圧室５２とに区画している。交流室５１と背圧室５２とは、弁体４９の周囲のクリアランスを介して連通している。バルブハウジング４８には弁孔５３が交流室５１に面し、かつ吸入室１３１に連通するように形成されており、バネ５０は、交流室５１に収容されている。弁体４９は、弁孔５３を開閉し、バネ５０は、弁体４９が弁座５４に着座する位置から離間する方向に向けて弁体４９を付勢する。

バルブハウジング４８には交流ポート５５及び導入ポート５６が形成されている。交流ポート５５は、交流室５１に面しており、導入ポート５６は、背圧室５２に面している。交流室５１は、交流ポート５５及び通路５８を介して制御圧室１２１に連通しており、背圧室５２は、導入ポート５６及び通路５９を介して第１制御弁３２の弁孔４０に連通している。通路５８、交流ポート５５、交流室５１、背圧室５２、導入ポート５６、通路５９、弁孔４０及び通路５７は、吐出室１３２から制御圧室１２１へ冷媒を供給するための供給通路を構成する。

吐出室１３２から制御圧室１２１に至る供給通路の通路断面積とは、第１制御弁３２の弁開度によって規定される第１制御弁３２における通路断面積のことである。第１制御弁３２が閉状態にあるときには、吐出室１３２から制御圧室１２１に至る供給通路の通路断面積は、零である。

弁体４９が着座位置から離間しているとき（第２制御弁４６が開状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とは、通路５８、交流ポート５５、交流室５１及び弁孔５３を介して連通する。通路５８、交流ポート５５、交流室５１及び弁孔５３は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第１の排出通路を構成し、弁孔５３は、第１の排出通路の一部となる。

第３制御弁７３は、バルブハウジング７４と、バルブハウジング７４内に収容された弁体７５と、弁体７５を付勢するバネ７６とを備えている。バルブハウジング７４には弁孔７７が形成されており、弁体７５は、弁孔７７を開閉する。バネ７６は、弁体７５が弁座７８に接する着座位置から離間する方向に向けて弁体７５を付勢する。弁孔７７は、吸入室１３１に連通している。

バルブハウジング７４には通口７４２が通路６５を介して制御圧室１２１に連通するように形成されている。弁体７５が着座位置から離間しているときには、通口７４２は、バネ収容室７４１を介して弁孔７７に連通する。制御圧室１２１の圧力は、通路６５及び通口７４２を介して弁体７５に波及し、吸入室１３１の圧力は、弁孔７７及びバネ収容室７４１を介して弁体７５に波及する。つまり、制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力とは、弁体７５を介して対抗している。

弁体７５が着座位置から離間しているとき（第３制御弁７３が開状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、通口７４２、バネ収容室７４１及び弁孔７７を介して連通している。通路６５、通口７４２、バネ収容室７４１及び弁孔７７は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第２の排出通路を構成し、弁孔７７は、第２の排出通路の一部となる。第３制御弁７３は、制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との差圧に基づいて、第２の排出通路の通路断面積を調整する。

弁体７５には常開通路６６が形成されている。常開通路６６は、弁孔６３とバネ収容室７４１とを連通している。弁体７５が着座位置にあるとき（第３制御弁７３が閉状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、通口７４２、常開通路６６、バネ収容室６０１及び弁孔７７を介して連通する。

第４制御弁４７は、第３制御弁７３のバネ収容室７４１に収容されている。第４制御弁４７は、第３制御弁７３の弁体７５と、弁体７５に形成された弁孔６３と、弁孔６３を開閉する弁体６１と、弁体６１を付勢するバネ６２とから構成されている。バネ６２は、弁体６１が弁座６４に接する着座位置に向けて弁体６１を付勢する。弁孔６３は、通口７４２及び通路６５を介して制御圧室１２１に連通している。

制御圧室１２１の圧力は、通路６５、通口７４２及び弁孔６３を介して弁体６１に波及し、吸入室１３１の圧力は、弁孔７７及びバネ収容室７４１を介して弁体６１に波及する。つまり、制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力とは、弁体６１を介して対抗している。

弁体６１が着座位置から離間しているとき（第４制御弁４７が開状態にあるとき）には、弁孔６３は、バネ収容室７４１を介して弁孔７７に連通する。第３制御弁７３が閉状態にあり、かつ弁体６１が着座位置から離間しているときには、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、通口７４２、弁孔６３、バネ収容室７４１及び弁孔７７を介して連通する。通路６５、通口７４２、弁孔６３、バネ収容室７４１及び弁孔７７は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第３の排出通路を構成し、弁孔６３，７７は、第３の排出通路の一部となる。第４制御弁４７は、制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との差圧に基づいて、第３の排出通路の通路断面積を調整する。

第３制御弁７３が閉状態にあり、かつ弁体６１が着座位置にあるとき（第４制御弁４７が閉状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、通口７４２、常開通路６６、バネ収容室７４１及び弁孔７７を介して連通する。通路６５、通口７４２、常開通路６６、バネ収容室７４１及び弁孔７７は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第４の排出通路を構成し、常開通路６６は、制御圧室１２１と吸入室１３１とを常に連通する第４の排出通路の一部となる。

制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための排出通路は、第１〜第４の排出通路によって構成される。第１制御弁３２、第２制御弁４６、第３制御弁７３、第４制御弁４７及び常開通路６６は、前記した供給通路、第１，２，３の排出通路と共に容量制御機構を構成する。第１の排出通路と第２の排出通路と第３の排出通路とは、互いに並列の関係にあり、第２制御弁４６と第３制御弁７３と第４制御弁４７とは、互いに並列の関係にある。

第２制御弁４６が開状態にあるときの第２制御弁４６の通路断面積をφ１、常開通路６６の通路断面積をφ４とする。第４制御弁４７が開状態にあるときの第４制御弁４７の通路断面積をφ３とすると、常開通路６６の通路断面積φ４と第４制御弁４７の通路断面積φ３との和（φ３＋φ４）は、弁孔７７の通路断面積φ２よりも小さくしてある。第２制御弁４６と第３制御弁７３とが閉状態にあって第４制御弁４７が開状態にあるときには、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通過断面積は、（φ３＋φ４）となる。通路断面積φ１，φ２，φ３，φ４の間にはφ４＜（φ３＋φ４）＜φ２＜φ１の関係が設定されている。通路断面積φ１は、可及的に大きくしてあり、通路断面積φ４は、可及的に小さくしてある。

第１の排出通路の通路断面積は、第２制御弁４６の弁開度によって規定される第２制御弁４６における通路断面積のことである。第２の排出通路の通路断面積は、第３制御弁７３の弁開度によって規定される第３制御弁７３における通路断面積のことである。第３の排出通路の通路断面積は、第４制御弁４７の弁開度によって規定される第４制御弁４７における通路断面積のことである。第４の排出通路の通路断面積は、常開通路６６の通路断面積φ４のことである。制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積とは、第１〜第４の排出通路の通路断面積の総和である。例えば、第２制御弁４６と第３制御弁７３と第４制御弁４７とがいずれも閉状態であるときには、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積は、φ４である。第２制御弁４６と第４制御弁４７とが閉状態にあり、かつ第３制御弁７３が大きい弁開度の開状態であるときには、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積は、φ２である。第２制御弁４６と第３制御弁７３とが閉状態であり、かつ第４制御弁４７が開状態であるときには、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積は、（φ３＋φ４）である。第２制御弁４６と第３制御弁７３とが開状態であり、かつ第４制御弁４７が閉状態であるときには、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積は、（φ１＋φ２）である。

図１及び図２に示すように、第１制御弁３２のソレノイド４１に対して電流供給制御（デューティ比制御）を行なう制御コンピュータＣは、空調装置作動スイッチ６７のＯＮによってソレノイド４１に電流を供給し、空調装置作動スイッチ６７のＯＦＦによって電流供給を停止する。制御コンピュータＣには室温設定器６８及び室温検出器６９が信号接続されている。空調装置作動スイッチ６７がＯＮ状態にある場合、制御コンピュータＣは、室温設定器６８によって設定された目標室温と、室温検出器６９によって検出された検出室温との温度差に基づいて、ソレノイド４１に対する電流供給を制御する。

弁孔４０における開閉具合、即ち第１制御弁３２における弁開度は、ソレノイド４１で生じる電磁力、開放付勢バネ４５のばね力、感圧手段３３の付勢力のバランスによって決まる。第１制御弁３２は、電磁力を変える（デューティ比を変える）ことによって弁体３８と弁座３９との間隔（弁開度）を連続的に調整できる。つまり、第１制御弁３２は、デューティ比を変えることによって第１制御弁３２の通路断面積を連続的に調整可能、かつ外部冷媒回路２８Ａにおける冷媒流量が増大すると弁開度を増大し、外部冷媒回路２８Ａにおける冷媒流量が減少すると弁開度を減少する弁開度可変型の制御弁である。つまり、第１制御弁３２は、電磁力を変えることによって第１制御弁３２の通路断面積を連続的に調整可能、かつ吐出圧領域における冷媒流量が増大すると弁開度を増大し、吐出圧領域における冷媒流量が減少すると弁開度を減少する弁開度可変型の制御弁である。空調装置作動スイッチ６７、室温設定器６８、室温検出器６９及び制御コンピュータＣは、第１制御弁３２における電磁力を変更する電磁力変更手段を構成する。

図１は、ソレノイド４１に対する電流供給制御としてデューティ比を零とした状態を表している。この状態では、第１制御弁３２における弁開度が最大となる。車両エンジンＥが長時間にわたって停止している場合には、可変容量型圧縮機１０内の冷媒圧力が均一になり、制御圧室１２１内の圧力（制御圧）と吸入室１３１内の圧力（吸入圧）との差圧が零になる。この差圧が零のときには、第２制御弁４６における弁体４９がバネ５０のバネ力によって弁孔５３から最大に離間した位置に保持されると共に、第４制御弁４７における弁体６１がバネ６２のバネ力によって弁孔６３を閉じる位置に保持される。

制御コンピュータＣは、エンジン始動時には所定時間ｔ１（例えば数秒程度）にわたって、ソレノイド４１に対する電流供給制御としてデューティ比を零とする制御を行なう。この制御は、可変容量型圧縮機１０の運転による負荷トルクを最小にしてエンジンストールを回避するためである。

図２は、エンジンが始動して可変容量型圧縮機１０が運転状態にあり、かつソレノイド４１に対する電流供給制御としてデューティ比を零とした状態を表している。第１制御弁３２は、非通電によって弁開度最大の開状態にある。可変容量型圧縮機１０が運転開始すると、シリンダボア１１１内の冷媒が吐出室１３２へ吐出され、吐出室１３２内の冷媒圧力が第２制御弁４６の背圧室５２へ波及する。これにより第２制御弁４６における弁体４９は、図２に示すようにバネ５０のバネ力に抗して弁孔５３を閉じる位置に配置される。

図２の状態では、制御圧室１２１内の圧力（制御圧）が吸入室１３１内の圧力（吸入圧）より少し高い程度であり、制御圧室１２１内の圧力（制御圧）と吸入室１３１内の圧力（吸入圧）との差圧は小さい。そのため、第４制御弁４７における弁体６１は、バネ６２のばね力によって弁孔６３を閉じている。従って、図２の状態では、制御圧室１２１内の冷媒は、通路６５及び常開通路６６を経由して吸入室１３１へ流出する。この状態、つまり、第１制御弁３２が最大の弁開度の開状態、第２制御弁４６が閉状態、第４制御弁４７が閉状態にある第１制御状態では、斜板２２の傾角は、最小となっており、可変容量型圧縮機１０は、最小容量運転を行なう。

斜板２２の最小傾角は０°よりも僅かに大きく、最小容量運転においてもシリンダボア１１１から吐出室１３２への吐出は行われている。本実施形態では、可変容量型圧縮機１０が最小容量運転を行なう状態（つまり、斜板２２の傾角が最小である状態）では、外部冷媒回路２８における冷媒循環が停止する構成となっている。シリンダボア１１１から吐出室１３２へ吐出された冷媒は、供給通路を通って制御圧室１２１へ流入し、制御圧室１２１内の冷媒は、放出通路を通って吸入室１３１へ流出する。そして、吸入室１３１内の冷媒は、シリンダボア１１１内へ吸入されて吐出室１３２へ吐出される。即ち、最小容量運転では、冷媒が吐出室１３２、制御圧室１２１、吸入室１３１及びシリンダボア１１１を循環し、冷媒と共に流動する潤滑油が圧縮機内を潤滑する。

制御コンピュータＣは、エンジン始動後に所定時間ｔ１経過すると、空調装置作動スイッチ６７のＯＮ−ＯＦＦに関わりなく、第１制御弁３２に対してデューティ比１００％の通電を所定時間ｔ２にわたって行なう。この通電により第１制御弁３２の弁体３８が弁孔４０を閉じる閉位置に配置され、弁孔４０が閉じられる。弁孔４０が閉じられるので、吐出室１３２内の冷媒が制御圧室１２１へ流入することはなく、かつ吐出室１３２内の吐出圧が第２制御弁４６の背圧室５２に波及することはない。従って、図３に示すように、第２制御弁４６の弁体４９が弁孔５３を開く位置に配置される。

エンジン停止が長期にわたった場合には、制御圧室１２１内に液冷媒が溜まるが、エンジン始動後の所定時間ｔ１後には第２制御弁４６の弁孔５３が開かれる。制御圧室１２１から通路５８及び弁孔５３を経由して吸入室１３１に至る第１の排出通路の通路断面積φ１が大きくしてあるので、制御圧室１２１内の液冷媒は、通路５８及び第２制御弁４６の弁孔５３を経由して吸入室１３１へ速やかに流出する。つまり、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒流入がなく、かつ液冷媒の気化による制御圧室１２１内の圧力上昇が抑制されるので、制御圧室１２１内の圧力（制御圧）と吸入室１３１内の圧力（吸入圧）との差圧が最も小さくなり、斜板２２の傾角が最大となる。制御圧室１２１内の圧力（制御圧）と吸入室１３１内の圧力（吸入圧）との差圧が最も小さいので、第４制御弁４７における弁体６１は、バネ６２のばね力によって弁孔６３を閉じている。従って、制御圧室１２１内の冷媒は、通路５８及び第２制御弁４６の弁孔５３を経由して吸入室１３１へ流出すると共に、通路６５及び常開通路６６を経由して吸入室１３１へ流出する。この状態、つまり、図３に示すように、第１制御弁３２が閉状態、第２制御弁４６が開状態、第４制御弁４７が閉状態にある第４制御状態では、斜板２２の傾角は、最大となっており、可変容量型圧縮機１０は、最大容量運転を行なう。本明細書では、最大容量運転とは、吐出容量が最大容量に固定された可変容量型圧縮機の運転のことを言う。

図４及び図５は、空調装置作動スイッチ６７がＯＮ状態にあって、室温設定器６８の操作によって設定された目標室温と、室温設定器６８によって検出された検出室温との温度差に応じた通電制御（デューティ比制御）が行われている状態を示す。

図４の状態では、第１制御弁３２は、通電して弁開度が中間（零ではなく、かつ最大ではない中間の弁開度）の開状態となっており、吐出室１３２内の冷媒が制御圧室１２１へ供給されると共に、第２制御弁４６が閉状態となる。又、可変容量型圧縮機１０の回転速度は、低回転速度である。図４の状態では、制御圧室１２１内の圧力と吸入室１３１内の圧力との差圧は、大きくなっており、この差圧により第３制御弁７３の弁体７５が弁孔７７を通口７４２から遮断した閉位置（つまり、弁体７５が弁座７８に着座した位置）に配置される。制御圧室１２１内の冷媒は、通路６５、通口７４２、常開通路６６、バネ収容室７４１及び弁孔７７を経由する第４の排出通路を通って吸入室１３１へ流出する。この状態、つまり、第１制御弁３２が開状態、第２制御弁４６が閉状態、第３制御弁７３が閉状態、第４制御弁４７が閉状態にある第２制御状態では、斜板２２の傾角は、最小傾角以上となっており、可変容量型圧縮機１０は、第１の中間容量運転を行なう。

図５の状態では、第１制御弁３２は、通電して弁開度が中間（零ではなく、かつ最大ではない中間の弁開度）の開状態となっており、吐出室１３２内の冷媒が制御圧室１２１へ供給されると共に、第２制御弁４６が閉状態となる。又、可変容量型圧縮機１０の回転速度は、高回転速度である。図５の状態では、制御圧室１２１内の圧力と吸入室１３１内の圧力との差圧は、最も大きくなっており、この差圧により第３制御弁７３が閉状態になり、かつ第４制御弁４７の弁体６１が弁孔６３を開いた開位置（つまり、弁体６１が弁座６４から離間した位置）に配置される。制御圧室１２１内の冷媒は、通路６５、通口７４２、弁孔６３、バネ収容室７４１及び弁孔７７を経由する第３の排出通路と、通路６５、通口７４２、常開通路６６、バネ収容室７４１及び弁孔７７を経由する第４の排出通路とを通って吸入室１３１へ流出する。この状態、つまり、第１制御弁３２が開状態、第２制御弁４６が閉状態、第３制御弁７３が閉状態、第４制御弁４７が開状態にある第３制御状態では、斜板２２の傾角は、最小傾角以上となっており、可変容量型圧縮機１０は、第２の中間容量運転を行なう。

図４の第２制御状態及び図５の第３制御状態において、デューティ比が高められると第１制御弁３２における弁開度が減少し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が減る。制御圧室１２１内の冷媒は、第２の排出通路及び第３の排出通路を介して吸入室１３１へ流出しているため、制御圧室１２１内の圧力が下がる。従って、斜板２２の傾角が増大して吐出容量が増える。逆に、デューティ比が下げられると第１制御弁３２における弁開度が増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が増える。従って、制御圧室１２１内の圧力が上がり、斜板２２の傾角が減少して吐出容量が減る。

図４の第２制御状態及び図５の第３制御状態において、可変容量型圧縮機１０の回転数が高くなると、外部冷媒回路２８Ａにおける冷媒流量が増大し、吐出室１３２内の冷媒圧力と、絞り２８１より下流の外部冷媒回路２８Ａ内の冷媒圧力との差圧が大きくなる。感圧手段３３は、この差圧の増大に応じて第１制御弁３２の弁体３８を弁座３９から遠ざけ、第１制御弁３２における弁開度が増える。第１制御弁３２における弁開度の増大は、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量を増やす。従って、制御圧室１２１内の圧力が上がり、斜板２２の傾角が減少して吐出容量が減る。逆に、可変容量型圧縮機１０の回転数が低くなると、外部冷媒回路２８Ａにおける冷媒流量が減少し、吐出室１３２内の冷媒圧力と、絞り２８１より下流の外部冷媒回路２８Ａ内の冷媒圧力との差圧が小さくなる。感圧手段３３は、この差圧の減少に応じて第１制御弁３２の弁体３８を弁座３９に近づけ、第１制御弁３２における弁開度が減少する。第１制御弁３２における弁開度の減少は、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量を減らす。従って、制御圧室１２１内の圧力が下がり、斜板２２の傾角が増大して吐出容量が増える。

本実施形態では、容量制御機構は、図２に示す最小容量運転をもたらす第１制御状態と、図４に示す第１の中間容量運転をもたらす第２制御状態と、図５に示す第２の中間容量運転をもたらす第３制御状態と、図３に示す最大容量運転をもたらす第４制御状態とを取り得るようになっている。即ち、容量制御機構は、第１制御弁３２と第２制御弁４６と第３制御弁７３と第４制御弁４７とを組み合わせることによって、第１制御状態と第２制御状態と第３制御状態と第４制御状態とを取り得るように構成されている。そして、容量制御機構は、第１制御弁３２が閉状態のときには第２制御弁４６が開状態となり、第１制御弁３２が開状態のときには、制御圧室１２１と吸入室１３１（吸入圧領域）との差圧が大きくなってゆく過程で第３制御弁７３が開状態から閉状態へ移行可能になっている。そして、容量制御機構は、第３制御弁７３が開状態から閉状態へ移行した後に、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で第４制御弁４７が閉状態から開状態へ移行可能になっている。即ち、容量制御機構は、第１制御弁３２が開状態のときには、制御圧室１２１と吸入室１３１（吸入圧領域）との差圧が大きくなってゆく過程で第３制御弁７３が開状態から閉状態へ移行可能になっており、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で第４制御弁４７が閉状態から開状態へ移行可能になっている。即ち、容量制御機構は、第１制御弁３２が開状態のときには、制御圧室１２１と吸入室１３１との差圧が大きくなってゆく過程で第３制御弁７３が開状態から閉状態へ移行できる構成になっており、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で第４制御弁４７が閉状態から開状態へ移行できる構成になっている。

なお、図４の第２制御状態では、斜板２２の傾角は、第１制御弁３２に対する通電制御（デューティ比制御）と可変容量型圧縮機１０の回転数とに依存するが、外部冷媒回路２８Ａにおける冷媒流量は、主として通電制御（デューティ比制御）に依存する。

以上のような容量可変動作を行うクラッチレスの可変容量型圧縮機１０に本発明を適用した第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１−１）可変容量型圧縮機１０を起動させるときに容量制御機構を第４制御状態にしておくと、制御圧室１２１内の液冷媒が第２制御弁４６の弁孔５３を経由して吸入室１３１へ排出される。開状態にある第２制御弁４６の通路断面積φ１が大きくしてあるので、制御圧室１２１内の液冷媒が吸入室１３１へ速やかに排出される。しかも、容量制御機構が第４制御状態にあるときには、吐出室１３２の冷媒が制御圧室１２１へ供給されないので、制御圧室１２１の増圧が抑制される。つまり、制御圧室１２１内の液冷媒の気化に起因して可変容量型圧縮機１０の起動後において吐出容量が大きくなるまでに時間が掛かるという不都合は回避される。

容量制御機構が図２に示す第１制御状態にあるときには、吐出室１３２内の冷媒が制御圧室１２１へ供給され、制御圧室１２１の冷媒が第２の排出通路を経由して吸入室１３１へ排出される。つまり、容量制御機構が第１制御状態にあるときには、斜板２２の傾角は最小傾角となり、可変容量型圧縮機１０は、最小容量運転される。最小容量運転状態では、第３制御弁７３が開状態にあって制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積が常開通路６６の通路断面積φ４よりも大きいφ２となる。そのため、通路断面積φ４が可及的に小さくしてあっても、制御圧室１２１から吸入室１３１への冷媒流出流量が極端に少なくなってしまうことはない。その結果、吐出室１３２、制御圧室１２１、吸入室１３１を経由する冷媒と共に流動する潤滑油の流量が適度に確保され、最小容量運転時における制御圧室１２１内の潤滑必要部位の潤滑が良好に行われる。

図４に示すように、容量制御機構が第２制御状態にあり、かつ可変容量型圧縮機１０の回転速度が低回転速度であるときには、吐出室１３２の冷媒が制御圧室１２１へ供給され、制御圧室１２１の冷媒が第４の排出通路（常開通路６６及び第３制御弁７３の弁孔７７）のみを経由して吸入室１３１へ排出される。常開通路６６の通路断面積φ４が小さくしてあるので、制御圧室１２１から吸入室１３１への冷媒流出流量を少なくすることができ、可変容量型圧縮機１０が低回転速度であって中間容量運転であるときの運転効率が向上する。

可変容量型圧縮機１０が高回転速度であって中間容量運転であるときには、可変容量型圧縮機１０内の潤滑必要部位の良好な潤滑が望まれる。図５に示すように、容量制御機構が第３制御状態にあり、かつ可変容量型圧縮機１０の回転速度が高回転速度であるときには、吐出室１３２の冷媒が制御圧室１２１へ供給され、制御圧室１２１の冷媒が第４制御弁４７の弁孔６３と常開通路６６とを経由して吸入室１３１へ排出される。つまり、制御圧室１２１の冷媒は、第３の排出通路（第４制御弁４７の弁孔６３）と第４の排出通路（常開通路６６）とを経由して吸入室１３１へ排出される。図５に示す第２の中間容量運転状態では、第４制御弁４７が開状態にあって制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路の通路断面積が常開通路６６の通路断面積φ４よりも大きい（φ３＋φ４）となる。そのため、通路断面積φ４が可及的に小さくしてあっても、制御圧室１２１から吸入室１３１への冷媒流出流量が極端に少なくなってしまうことはない。その結果、吐出室１３２、制御圧室１２１、吸入室１３１を経由する冷媒と共に流動する潤滑油の流量が適度に確保され、可変容量型圧縮機１０が高回転速度であって中間容量運転であるときの制御圧室１２１内の潤滑必要部位の潤滑が良好に行われる。

（１−２）第１制御弁３２が開状態にあるときには第１制御弁３２の弁孔４０を経由した冷媒の圧力が第２制御弁４６の背圧室５２に波及し、第２制御弁４６が閉状態となる。第１制御弁３２が閉状態にあるときには吐出室１３２の冷媒が第１制御弁３２を流通することはないので、第２制御弁４６が開状態となる。第２制御弁４６は、第１制御弁３２の開閉状態によってもたらされる背圧室５２内の圧力状態に応じて迅速に開閉される。第１制御弁３２の開閉状態によってもたらされる背圧室５２内の圧力状態に応じて開閉される第２制御弁４６は、制御圧室１２１内の液冷媒を速やかに排出するための制御弁として好適である。

（１−３）容量制御機構が第１制御状態にあるときから制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との差圧が大きくなってゆくと、第３制御弁７３の弁体７５がバネ７６のバネ力に抗して弁孔７７を閉じる閉位置に移動される。制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との弁体７５を介した圧力対抗によって開閉する第３制御弁７３は、簡素な機構である。このような第３制御弁７３は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積を調整するための制御弁として好適である。

（１−４）容量制御機構が第２制御状態にあるときから制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との差圧が大きくなってゆくと、第４制御弁４７の弁体６１がバネ６２のバネ力に抗して弁孔６３を閉じる閉位置に移動される。制御圧室１２１の圧力と吸入室１３１の圧力との弁体６１を介した圧力対抗によって開閉する第４制御弁４７は、簡素な機構である。このような第４制御弁４７は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための排出通路の通路断面積を調整するための制御弁として好適である。

（１−５）リヤハウジング１３に第１〜第４の制御弁を組み付けた構成は、第１〜第３の制御弁と、吸入室１３１や吐出室１３２との通路接続を簡素にする上で好適である。つまり、リヤハウジング１３は、第１〜第４の制御弁を組み付ける場所として好適である。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
（１）図６に示すように、第１制御弁３２の弁孔４０と制御圧室１２１とを供給通路７０で連通し、供給通路７０の途中に接続された分岐通路７１を第２制御弁４６の背圧室５２Ａに接続してもよい。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

背圧室５２Ａは、弁体４９Ａによってバネ５０を収容する収容室７２から遮断されている。第１制御弁３２が開状態にあるときには、吐出室１３２の圧力が背圧室５２に波及し、第２制御弁４６Ａが閉状態となる。第１制御弁３２が閉状態にあるときには、第２制御弁４６Ａが開状態となり、制御圧室１２１内の冷媒が通路５８、収容室７２及び弁孔５３を経由して吸入室１３１へ排出可能である。

（２）図７に示すように、弁孔５３Ｂが通路５８に直通し、弁体４９Ａが弁孔５３Ｂを閉じているときには、制御圧室１２１の圧力が弁体４９Ａを弁孔５３Ｂから遠ざける方向へ弁体４９Ａを付勢するようにした第２制御弁４６Ｂを用いてもよい。弁体４９Ａが弁孔５３Ｂを開いた状態では、制御圧室１２１の冷媒が通路５８、弁孔５３Ｂ，収容室７２及び排出ポート４８１を経由して吸入室１３１へ排出される。図６の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

（３）図８に示すように、通路６５に常に連通し、かつ吸入室１３１に常に連通するように、バルブハウジング７４に常開通路６６Ｃを設けた第３制御弁７３Ｃを用いてもよい。図６の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

（４）図９に示すように、バルブハウジング７４Ｄ内に弁体７５Ｄを収容した第３制御弁７３Ｄと、バルブハウジング７９内に弁体８０を収容した第４制御弁４７Ｄとを並列状態でリヤハウジング１３に組み付けた実施形態も可能である。

第３制御弁７３Ｄのバルブハウジング７４Ｄには弁孔７４３及び通口７４２が形成されており、第３制御弁７３Ｄの弁体７５Ｄは、バネ８１の作用によって弁孔７４３を閉じる位置に向けて付勢される。弁体７５Ｄには常開通路６６Ｄが形成されている。常開通路６６Ｄは、弁孔７４３と通口７４２とを連通している。弁体７５Ｄが着座位置から離間しているとき（第３制御弁７３Ｄが開状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、弁孔７４３及び通口７４２を介して連通する。通路６５、弁孔７４３及び通口７４２は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第２の排出通路を構成し、弁孔７４３は、第２の排出通路の一部となる。

弁体７５Ｄが着座位置にあるとき（第３制御弁７３Ｄが閉状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、通口７４２、常開通路６６Ｄ及び弁孔７４３を介して連通する。通路６５、通口７４２、常開通路６６Ｄ及び弁孔７４３は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第４の排出通路を構成し、常開通路６６Ｄは、制御圧室１２１と吸入室１３１とを常に連通する第４の排出通路の一部となる。

第４制御弁４７Ｄのバルブハウジング７９には弁孔７９１及び排出ポート７９２が形成されており、第４制御弁４７Ｄの弁体８０は、バネ８２の作用によって弁孔７９１を閉じる位置に向けて付勢される。弁体８０が着座位置から離間しているとき（第４制御弁４７Ｄが開状態にあるとき）には、弁孔７９１は、排出ポート７９２に連通する。弁体８０が着座位置から離間しているときには、制御圧室１２１と吸入室１３１とが通路６５、弁孔７９１及び排出ポート７９２を介して連通する。弁体８０が着座位置にあるとき（第４制御弁４７Ｄが閉状態にあるとき）には、制御圧室１２１と吸入室１３１との連通が遮断される。通路６５、弁孔７９１及び排出ポート７９２は、制御圧室１２１から吸入室１３１へ冷媒を排出するための第３の排出通路を構成する。

（５）図６あるいは図７の実施形態において、第２制御弁として電磁開閉弁を用いてもよい。この場合、第１制御弁３２に通電を行なって第１制御弁３２を開状態にしているときには、通路５８を経由する排出通路を閉じ、第１制御弁３２に通電を行なって第１制御弁３２を閉状態にしているときには、通路５８を経由する排出通路を開くように、電磁開閉弁を開閉制御すればよい。

（６）第１制御弁３２における感圧手段３３の代わりに吸入圧に感応する感圧手段を備えた制御弁を第１制御弁として用いてもよい。吸入圧に感応する感圧手段は、弁体を弁孔から遠ざける方向へ付勢する。つまり、吸入圧に感応する感圧手段は、第１制御弁の弁開度を増大する方向へ付勢する。

可変容量型圧縮機の回転数が増大すると外部冷媒回路における冷媒流量が増え、冷房能力が増大するため、吸入圧が低減する。吸入圧が低減すると、第１制御弁の弁体を弁孔から遠ざける方向へ付勢する感圧手段の付勢力が強くなり、第１制御弁における弁開度が大きくなる。可変容量型圧縮機の回転数が低減すると外部冷媒回路における冷媒流量が減り、冷房能力が低減するため、吸入圧が増大する。吸入圧が増大すると、弁体を弁孔から遠ざける方向へ付勢する感圧手段の付勢力が弱くなり、第１制御弁における弁開度が小さくなる。

吸入圧に感応する感圧手段を備えた第１制御弁における弁開度は、ソレノイド４１（図２参照）で生じる電磁力、開放付勢バネ４５（図２参照）のばね力、感圧手段３３の付勢力のバランスによって決まる。このような制御弁を第１制御弁として用いた場合には、吸入圧が通電制御（デューティ比制御）に応じた吸入設定圧に規定される。

（７）吸入圧領域における２地点間の差圧に応じて弁開度を増減する感圧手段を備えた電磁力可変型の制御弁を第１制御弁として用いてもよい。つまり、吸入圧領域における冷媒流量が増大すると弁開度を増大し、吸入圧領域における冷媒流量が減少すると弁開度を減少する制御弁を第１制御弁として用いてもよい。

（８）開状態における弁開度が一定となる一対の電磁開閉弁を並列に設けて第１制御弁を構成してもよい。一方の電磁開閉弁の開状態における通路断面積と、他方の電磁開閉弁の開状態における通路断面積とを異ならせると、一対の電磁開閉弁の開閉の組み合わせにより、供給通路の通路断面積を零、小、大の３通り、又は零、小、中、大の４通りに設定することができる。供給通路の通路断面積を零、小、大の３通りに設定した場合、供給通路の通路断面積が大のときには最小容量運転が行なわれるようにし、供給通路の通路断面積が零のときには最大容量運転が行なわれるようにすることができる。そして、供給通路の通路断面積が小のときには、最小容量より大きく、最大容量より小さい中間の容量の運転が行なわれるようにすることができる。供給通路の通路断面積を零、小、中、大の４通りに設定した場合、供給通路の通路断面積が大のときには最小容量運転が行なわれるようにし、供給通路の通路断面積が小又は中のときには、最小容量より大きく、最大容量より小さい２通りの中間容量の運転が行なわれるようにすることができる。

（９）第１制御弁、第２制御弁、第３制御弁及び第４制御弁を可変容量型圧縮機のハウジングから離し、これら制御弁と可変容量型圧縮機内の吸入室あるいは吐出室とを配管で接続するように構成してもよい。

（１０）クラッチを介して外部駆動源から駆動力を得る可変容量型圧縮機に本発明を適用してもよい。このような可変容量型圧縮機では、クラッチが接続状態にあるときには、斜板の傾角が最小のときにも外部冷媒回路を冷媒が循環する構成となっており、クラッチを遮断することによって冷媒が外部冷媒回路を循環しないようにすることができる。

前記した実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
〔１〕前記第１制御弁は、弁開度を連続的に調整可能な弁開度可変型の制御弁であり、前記容量制御機構は、前記第１制御弁が最大の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にあって最小容量運転をもたらす第１制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が閉状態にあって第１の中間容量運転をもたらす第２制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が開状態にあって第２の中間容量運転をもたらす第３制御状態と、前記第１制御弁が閉状態、前記第２制御弁が開状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にあって最大容量運転をもたらす第４制御状態とを取り得るようになっており、第１制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第２制御状態へ移行可能になっており、第２制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第３制御状態へ移行可能になっている請求項１に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

〔２〕前記第１制御弁は、電磁力を変えることによって供給通路の通路断面積を連続的に調整可能な弁開度可変型の制御弁であり、前記第１制御弁の弁開度は、電磁力変更手段の電流供給制御によって制御される請求項２、前記〔１〕項のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

〔３〕前記排出通路は、並列に設けられた第１の排出通路と第２の排出通路と第３の排出通路とを含み、前記第２制御弁の弁孔は、前記第１の排出通路の一部であり、前記第３制御弁の弁孔は、前記第２の排出通路の一部であり、前記第４制御弁の弁孔は、前記第３の排出通路の一部である請求項１乃至請求項５、前記〔１〕，〔２〕項のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

〔４〕前記第１制御弁、前記第２制御弁、前記３制御弁及び前記４制御弁は、可変容量型圧縮機のハウジングに組み付けられている請求項１乃至請求項５、前記〔１〕〜〔３〕項のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

第１の実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。 第１制御状態を示す要部拡大側断面図。 第４制御状態を示す要部拡大側断面図。 第２制御状態を示す要部拡大側断面図。 第３制御状態を示す要部拡大側断面図。 別の実施形態を示す要部拡大側断面図。 別の実施形態を示す要部拡大側断面図。 別の実施形態を示す要部拡大側断面図。 別の実施形態を示す要部拡大側断面図。

符号の説明

１０…可変容量型圧縮機。１２１…制御圧室。１３１…吸入圧領域としての吸入室。１３２…吐出圧領域としての吐出室。３２…容量制御機構を構成する第１制御弁。４０…供給通路の一部となる第１制御弁の弁孔。４６，４６Ａ，４６Ｂ…容量制御機構を構成する第２制御弁。４７，４７Ｄ…容量制御機構を構成する第４制御弁。４９，４９Ａ…第２制御弁の弁体。５０…第２制御弁のバネ。５２，５２Ａ…背圧室。５３，５３Ｂ…第１の排出通路の一部となる第２制御弁の弁孔。６１…第４制御弁の弁体。６２…第４制御弁のバネ。６３…第２の排出通路の一部となる第４制御弁の弁孔。６６，６６Ｃ，６６Ｄ…常開通路。７０…供給通路。７３，７３Ｃ，７３Ｄ…容量制御機構を構成する第３制御弁。７５，７５Ｄ…第３制御弁の弁体。７６，８１…第３制御弁のバネ。７７，７４１…第３制御弁の弁孔。φ１，φ２，φ３，φ４…通路断面積。

Claims (5)

1. 供給通路を介して吐出圧領域の冷媒を制御圧室に供給すると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒を吸入圧領域に排出して前記制御圧室内の調圧を行い、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量を制御する可変容量型圧縮機における容量制御機構において、
   前記供給通路の通路断面積を調整する第１制御弁と、
   前記排出通路の通路断面積を調整する第２制御弁と、
   前記第２の制御弁と互いに並列の関係にあり、前記制御圧室の圧力と前記吸入圧領域の圧力との差圧に基づいて、前記排出通路の通路断面積を調整する第３及び第４制御弁と、
   前記排出通路における最小通路断面積となっており、かつ前記制御圧室と前記吸入圧領域とを常に連通している常開通路とを備え、
   前記第１制御弁が閉状態のときには前記第２制御弁が開状態となり、前記第１制御弁が開状態のときには、前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆく過程で前記第３制御弁が開状態から閉状態へ移行可能になっており、前記差圧がさらに大きくなってゆく過程で前記第４制御弁が閉状態から開状態へ移行可能になっている可変容量型圧縮機における容量制御機構。
2. 前記第１制御弁は、弁開度を連続的に調整可能な弁開度可変型の制御弁であり、前記容量制御機構は、前記第１制御弁が最大の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にある第１制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が閉状態にある第２制御状態と、前記第１制御弁が中間の弁開度の開状態、前記第２制御弁が閉状態、前記第３制御弁が閉状態、前記第４制御弁が開状態にある第３制御状態と、前記第１制御弁が閉状態、前記第２制御弁が開状態、前記第３制御弁が開状態、前記第４制御弁が閉状態にある第４制御状態とを取り得るようになっており、第１制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第２制御状態へ移行可能になっており、第２制御状態から前記制御圧室と前記吸入圧領域との差圧が大きくなってゆくと第３制御状態へ移行可能になっている請求項１に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
3. 前記第２制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を開く方向へ前記弁体を付勢するバネとを備え、かつ前記弁体が前記弁孔とは反対側に背圧室を区画し、前記第１制御弁よりも下流、かつ前記制御圧室よりも上流の圧力領域に前記背圧室を連通させる構成とした請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
4. 前記第３制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を開く開位置に向けて前記弁体を付勢するバネとを備え、前記第３制御弁の弁体が前記第３制御弁の弁孔を閉じているときには前記第３制御弁の弁体が前記第３制御弁の弁孔を介して前記吸入圧領域の圧力を受ける構成とした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。
5. 前記第４制御弁は、前記排出通路の一部となる弁孔と、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁孔を閉じる閉位置に向けて前記弁体を付勢するバネとを備え、前記第４制御弁の弁体が前記第４制御弁の弁孔を閉じているときには前記第４制御弁の弁体が前記第４制御弁の弁孔を介して前記制御圧室の圧力を受ける構成とした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の可変容量型圧縮機における容量制御機構。

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