JP2006152803A

JP2006152803A - 可変容量型圧縮機用制御弁

Info

Publication number: JP2006152803A
Application number: JP2002372705A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kazahaya; 幸生風早; Akiyoshi Sekine; 章芳関根
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2006-06-15
Also published as: WO2004059166A1

Abstract

【課題】可変容量型圧縮機に用いる制御弁の軸方向の寸法の縮小化を図り、制御弁の小型化、引いては圧縮機の小型化を図る。また、このような小型化に伴って生じる不都合を解消する。
【解決手段】吐出室２７に連通する吐出圧力導入ポート４２とクランク室６に連通する圧力供給ポート４３とを連通する弁孔４５と、この弁孔４５の開度を調節する弁体３４と、吸入室２６に連通する感圧室５１ｂと、感圧室５１ｂに導かれた流体の圧力に応じて応動し、圧力が減少すると弁孔４５の開度を増加させる方向へ弁体３４を付勢する感圧部と、ソレノイド３８が励磁されると、弁孔４５の開度を増加させる付勢力を低減するソレノイド部と、弁孔４５の開度を減少させる方向へ弁体３４を付勢する閉弁ばね４７とを備え、感圧部をソレノイド部の内部に配設する。プランジャ３５と固定吸引子５２との対向面に、軸に垂直な平面に対して所定の角度で同方向に傾斜する錐面を形成するとよい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置などに用いられる可変容量型圧縮機に利用され、吐出圧領域とクランク室とを連通する給気通路上に配されて、該給気通路の開度を調節してクランク室の圧力を制御し得るようにしている可変容量型圧縮機用制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制御弁として、弁孔を開閉する弁体を中央に配し、弁体の一方側に、感圧ロッドを介して連結され、吸入圧領域の圧力が上昇すると弁孔の開度を減少する方向に弁体を付勢する感圧部を配設し、弁体の他方側に、ソレノイドロッドを介して連結され、コイルが励磁されると弁孔の開度を減少する方向に弁体を付勢するソレノイド部を配設するようにしたものが公知となっている（特許文献１及び２参照）。また、これらの文献にあっては、コイルの消磁により弁孔を強制的に開放する強制開放手段を備えた構成が示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２６８９７３号公報（００５１〜００５７欄、図１）
【特許文献２】
特開２０００−１８４２０号公報（００４１〜００４６欄、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの制御弁の構成は、弁体に対して感圧部とソレノイド部とが反対側に配置され、これらが軸方向に並べて配設されているので、制御弁自体が軸方向に長くなり、制御弁の小型化、引いてはこの制御弁を用いる圧縮機の小型化が図りにくくなる不都合があった。また、このような不都合を解消する構成を考える場合でも、それに伴う不都合を回避し得る構成であることが望ましい。
【０００５】
そこで、この発明においては、可変容量型圧縮機に用いる制御弁の軸方向の寸法の縮小化を図り、制御弁の小型化、引いては圧縮機の小型化を図ることを主たる課題としている。また、このような小型化に伴って生じる不都合を解消することをも課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明にかかる可変容量型圧縮機用制御弁は、吐出圧領域とクランク室とを連通する給気通路上に設けられ、前記給気通路の開度を調節して前記クランク室の圧力を制御するものであり、前記吐出圧領域に通じる吐出圧力導入ポートと前記クランク室に通じる圧力供給ポートとを連通する弁孔と、前記弁孔の開度を調節する弁体と、吸入圧領域に通じる感圧室と、前記感圧室に導かれた流体の圧力に応じて応動し、圧力が減少すると前記弁孔の開度を増加させる方向へ前記弁体を付勢する感圧部と、コイルの励磁により、前記弁孔の開度を増加させる付勢力を低減するソレノイド部と、前記弁孔の開度を減少させる方向へ前記弁体を付勢する閉弁方向付勢手段とを備え、前記感圧部を前記ソレノイド部の内部に配設するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
ここで、上述した制御弁には、コイルの消磁により、弁孔を強制的に開放する強制開放手段を設けるようにしてもよい（請求項２）。
【０００８】
したがって、ソレノイド部の内部に感圧部が配されているので、軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。また、強制開放手段を設けて、コイルが消磁したときに、吐出圧領域とクランク室とを連通させてクランク室圧を吐出圧に強制的に均しくするようにしたので、圧縮機の吐出容量を最小にすることが可能となり、クラッチレスの可変容量型圧縮機に対応することが可能となる。
【０００９】
ところで、強制開放手段を設けたことから、コイルが消磁すると、弁体３４が強制的に全開位置に移動するので、プランジャと吸引子との間隔（エアギャップ）が大きくなる。このため、プランジャを引き寄せ、再び制御弁を稼動状態（ＯＮ状態）に復帰させる場合には、大きな吸引力が必要となる。また、ソレノイド部の内部に感圧部が設けられると、十分な磁路巾を確保しにくくなるので、このような点からもプランジャの吸引力を大きくする必要がある。
【００１０】
そこで、上述の構成においては、ソレノイド部に、前記弁体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と、このプランジャ室と感圧室との間に配された固定吸引子とを設け、プランジャと固定吸引子との対向面に、軸に垂直な平面に対して所定の角度で同方向に傾斜する錐面を形成することが好ましい（請求項３）。
【００１１】
このような構成によれば、固定吸引子の吸引面とこれに対向するプランジャの面に錐面が形成されるので、対向面間の距離が短くなり、磁束量を多くして吸引力を増大させることが可能となる。なお且つ、供給電流が増大した場合に、錐面を突出形成した部分が磁気飽和を起して磁気吸引力の過剰な増加を抑えるので、動作点をエアギャップの小さいところに設定することができ、吸引力を全体的に底上げできる利点もある。尚、発明者らの研究によれば、上記錐面は、軸に垂直な平面に対する角度が約４０度であることが望ましい（請求項４）。
【００１２】
また、上述のように、感圧部をソレノイド部の内部に配設すると、感圧部にアクセスしにくくなるので、感圧部のセット圧を如何に調節するかが問題となるが、例えば、制御弁を、弁体、感圧部、及び閉弁方向付勢手段を収容する第１ハウジングと、コイルを固設し、前記第１ハウジングに組付け可能な第２ハウジングとを有して構成し、前記第１ハウジングに感圧部のセット圧を調節するアジャストプラグを設け、前記第２ハウジングにアジャストプラグに嵌合可能な嵌合部を設け、第１ハウジングと第２ハウジングとを組付けた場合に、アジャストプラグと嵌合部とを嵌合させてハウジング同士の相対的な回動を可能とし、感圧部のセット圧をハウジングの位相を変えることで調節してもよい（請求項５）。
【００１３】
このような構成によれば、感圧部がソレノイド部で覆われても、第１ハウジングと第２ハウジングとを相対的に回動させることで、感圧部のセット圧の調節を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１において、圧縮機の一例としてクラッチレスの可変容量型斜板式圧縮機が示されている。この圧縮機は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１のリア側（図中、右側）にバルブプレート２を介して組み付けられたリアヘッド３と、シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド４とを有して構成されている。これらフロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、締結ボルト５により軸方向に締結されており、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００１５】
フロントヘッド４とシリンダブロック１とによって画設されるクランク室６には、一端がフロントヘッド４から突出する駆動シャフト７が収容されている。この駆動シャフト７のフロントヘッド４から突出した部分には、ボルト８によって軸方向に取り付けられた中継部材９が固定されており、この中継部材９にフロントヘッド４の端部に回転自在に外嵌され、且つ、車両のエンジンにベルトを介して連結される駆動プーリ１０がネジ止めなどの手段によって固定されている。また、この駆動シャフト７の一端側は、フロントヘッド４との間に設けられたシール部材１１を介してフロントヘッド４との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受１２にて回転自在に支持されており、駆動シャフト７の他端側は、シリンダブロック１に収容されたラジアル軸受１３にて回転自在に支持されている。
【００１６】
シリンダブロック１には、前記ラジアル軸受１３が収容される貫通孔１４と、この貫通孔１４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１５とが形成されており、それぞれのシリンダボア１５には、片頭ピストン１６が往復摺動可能に挿入されている。この片頭ピストン１６は、シリンダボア１５内に挿入される頭部１６ａと、クランク室に突出する係合部１６ｂとを軸方向に接合して中空に形成されている。
【００１７】
前記駆動シャフト７には、クランク室６内において、該駆動シャフト７と一体に回転するスラストフランジ１７が固定されている。このスラストフランジ１７は、フロントヘッド４に対してスラスト軸受１８を介して回転自在に支持されており、このスラストフランジ１７には、リンク部材１９を介して斜板２０が連結されている。斜板２０は、駆動シャフト７上に設けられたヒンジボール２１を中心に傾動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ１７の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２０は、その周縁部分が前後に設けられた一対のシュー２２を介して片頭ピストン１６の係合部１６ｂに係留されている。
【００１８】
したがって、駆動シャフト７が回転すると、これに伴って斜板２０が回転し、この斜板２０の回転運動がシュー２２を介して片頭ピストン１６の往復直線運動に変換され、シリンダボア内において片頭ピストン１６とバルブプレート２との間に形成される圧縮室の容積が変更されるようになっている。
【００１９】
バルブプレート２には、それぞれのシリンダボア１５に対応して吸入孔２４と吐出孔２５とが形成され、また、リアヘッド３には、圧縮室に供給する作動流体を収容する吸入室２６と、圧縮室から吐出した作動流体を収容する吐出室２７とが画設されている。吸入室２６は、リアヘッド３の中央部分に形成されており、蒸発器の出口側に通じる吸入口２８に連通すると共にバルブプレート２の吸入孔２４を介して圧縮室に連通可能となっている。また、吐出室２７は、吸入室２６の周囲に連続的に形成されており、図示しない凝縮器の入口側に通じる吐出口に連通すると共にバルブプレート２の吐出孔２５を介して圧縮室に連通可能となっている。ここで、吸入孔２４は、バルブプレート２のフロント側端面に設けられた吸入弁２９によって開閉され、吐出孔２５は、バルブプレート２のリア側端面に設けられた吐出弁３０によって開閉されるようになっている。
【００２０】
この圧縮機の吐出容量は、ピストン１６のストロークによって決定され、このストロークは、ピストン１６の前面にかかる圧力、即ち圧縮室の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストンの背面にかかる圧力、即ちクランク室６内の圧力（クランク室圧Ｐｃ）との差圧によって決定される。具体的には、クランク室６内の圧力を高くすれば、圧縮室とクランク室６との差圧が小さくなるので、斜板２０の傾斜角度（揺動角度）が小さくなり、このため、ピストン１６のストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、逆に、クランク室６の圧力を低くすれば、圧縮室とクランク室６との差圧が大きくなるので、斜板２０の傾斜角度（揺動角度）が大きくなり、このため、ピストン１６のストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。
【００２１】
そして、この例においては、シリンダヘッド１、バルブプレート２、及びリアヘッド３に亘って吐出室２７とクランク室６とを連通する給気通路３１が形成され、この給気通路３１上に制御弁３２が設けられている。この制御弁３２は、リアヘッド３に形成された制御弁装着孔３３に装着されているもので、給気通路３１の開度を調節することで、クランク室６の圧力（クランク室圧Ｐｃ）を制御している。
【００２２】
図２〜図４において、制御弁３２の具体的構成例が示されており、以下、この制御弁３２について詳述する。
制御弁３２は、弁体３４、プランジャ３５、感圧素子３６が収容された第１ハウジング３７と、コイル３８が固設された第２ハウジング３９とを組み付けて構成されている。
【００２３】
第１ハウジング３７は、弁体３４が収容されたバルブハウジング４０と、このバルブハウジング４０に気密に結合されて第１ハウジング３７の基端部３７ａを構成すると共にプランジャ３５や感圧素子３６を収容する基端部構成ハウジング４１と、磁性材料によって形成され、基端部構成ハウジング４１にＬ字状のスペーサ６７を介して圧着されると共に、基端部構成ハウジング４１の周囲を所定の隙間を隔てて覆うように形成された筒状の外覆部材６１とから構成されている。
【００２４】
バルブハウジング４０には、前記吐出室２７に給気通路３１を介して連通する吐出圧力導入ポート４２が先端近傍の周面に形成され、クランク室６に給気通路３１を介して連通する圧力供給ポート４３が先端に形成されている。また、吐出圧力導入ポート４２と圧力供給ポート４３との間には、圧力供給ポート４３に続いて形成された弁収容空間４４と、この弁収容空間４４から軸方向に延設されて、吐出圧力導入ポート４２が接続される弁孔４５が形成されている。そして、この弁孔４５には、弁体３４が軸方向に摺動可能に挿入されている。弁体３４は、その先端に弁収容空間４４に収容された大径の弁頭部３４ａを有し、弁孔４５の開口周縁部に形成されたシート部４６からの弁頭部３４ａのリフト量を調節して弁孔４５の開度を制御するようにしている。また、この弁体３４は、弁収容空間４４に弾装された閉弁ばね４７により、弁孔４５の開度を減少させる方向へ弁体３４を常時付勢するようにしている。さらに、バルブハウジング４０には、リアヘッド３に形成された検圧通路４８を介して吸入室２６と連通する吸入圧力導入ポート４９が形成されている。尚、図中、Ｐｄとあるのは吐出圧力、Ｐｓとあるのは吸入圧力をそれぞれ示す。
【００２５】
基端部構成ハウジング４１は、非磁性材料で構成されてプランジャの周囲に肉薄に形成された筒状の非磁性部４１ａと、これに溶接されて一体に形成されると共に磁性材料で筒状に形成された磁性部４１ｂとによって構成されているもので、バルブハウジング４０に結合する側と反対側の端部が軸方向に進退可能に螺合されたアジャストプラグ５０によって閉塞され、バルブハウジング４０との間に軸方向に延びる内部空間５１を形成している。この内部空間５１は、中程に固定された固定吸引子５２によって軸方向に前後する２つの空間に分けられており、一方の空間によって、吸入圧力導入ポート４９が接続されると共に、プランジャ３５を軸方向に変位可能に収容するプランジャ室５１ａが構成され、他方の空間によって、感圧素子３６を収容する感圧室５１ｂが構成されている。
【００２６】
プランジャ３５は、固定吸引子５２や後述するコイルアセンブリと共にソレノイド部を構成しているもので、弁孔４５を介してプランジャ室５１ａに突出する弁体３４の基端と当接し、固定吸引子５２との間に弾装された強制開放ばね５３により、弁孔４５の開度を増加させる方向へ弁体３４を常時付勢するようにしている。尚、強制開放ばね５３のばね力は、閉弁ばね４７のばね力よりも大きくなっており、弁体３４とプランジャ３５とは、これらばね４７，５３によって当接状態を保つように作動連結されている。
【００２７】
感圧素子３６は、例えば、金属ベローズによって構成されているもので、感圧室５１ｂの流体の圧力に応じて応動し、この流体の圧力が増加すると収縮し、減少すると伸長する特性を有しており、一端がアジャストプラグ５０に固定され、他端が固定吸引子５２に対して圧縮ばね５４を介して軸方向に変位可能に配されたエンド部材５５に固定されている。ここで、金属ベローズの内部は、真空又は所定の作動体が封入され、周囲の圧力に対して所定の伸縮特性が得られるようになっている。また、金属ベローズ内には、該ベローズに所定のバネ定数を与える内部ばね５６が弾装され、エンド部材５５とストッパ部材５７との当接によりベローズが限界以上に収縮しないようになっている。さらに、基端部構成ハウジング４１から表出したアジャストプラグ５０の基端には、六角レンチ等を挿着可能とする六角孔５８が形成され、このアジャストプラグ５０を軸方向に進退させて感圧素子（金属ベローズ）３６のセット圧を調節可能としている。
【００２８】
そして、前記プランジャ３５には、図５にも示されるように、固定吸引子５２の中央に形成された通孔５２ａを挿通するプランジャロッド６０が固定され、このプランジャロッド６０の先端を、エンド部材５５に形成された凹部５５ａに嵌合代を変更し得るように遊嵌させている。また、前記吸入圧力導入ポート４９が接続されたプランジャ室５１ａは、プランジャ３５の側面に設けられた平面取り５９ａ又は凹溝、及びプランジャロッドに設けられた平面取り５９ｂを介して感圧室５１ｂに連通しており、感圧室５１ｂには、吸入圧力導入ポート４９から導入された吸入室２６の流体が満たされるようになっている。
【００２９】
これに対して、第２ハウジング３９は、プランジャ３５や感圧素子３６が収容された第１ハウジング３７の基端部３７ａ（基端部構成ハウジング４１）を覆うように形成されているもので、円筒状に形成されたコイルボビン６２と、このコイルボビン６２に巻設されたコイル３８と、このコイル３８に電気的に接続された端子６４と、コイルボビンに固定された磁性板６５とを樹脂でモールドしてコイルアセンブリを構成している。ここで用いられる樹脂モールド６３は、コイルボビン６２の一端側を閉塞するように形成され、この閉塞部６３ａに続いて端子６４を表出させた入力ソケット部６３ｂを有している。前記コイル３８は、図示しないコントロールユニットから入力ソケット部６３ｂを介して通電されるようになっている。
【００３０】
尚、樹脂モールド６３の閉塞部６３ａには、第１ハウジング３７と第２ハウジング３９とを組付けた際に、アジャストプラグ５０の六角孔５８に嵌合する突起６６が形成されている。また、コイルアセンブリ（コイルボビン６２）の内径は、第１ハウジング３７の基端部３７ａ（基端部構成ハウジング４１）の外径以上に設定され、コイルアセンブリ（コイルボビン６２）の外径は、外覆部材６１の内径以下に設定されている。
【００３１】
したがって、第２ハウジング３９は、入力ソケット部６３ｂと反対側の端部に開口部３９ａが形成され、この開口部３９ａを介して第１ハウジング３７の基端部３７ａをコイルボビン６２の内側に挿入させると共に、外覆部材６１をコイルボビン６２の外側に配設させる構成となっている。即ち、第１ハウジング３７の基端部構成ハウジング４１と外覆部材６１との間に、第２ハウジングのコイルアセンブリを挿入できる構成となっている。
【００３２】
よって、第１ハウジング３７を第２ハウジングに装着すると、第１ハウジング３７に設けられたプランジャ３５及び固定吸引子５２と、第２ハウジング３９に設けられたコイルアセンブリとによってソレノイド部が構成され、このソレノイド部の内部に、感圧室５１ｂ、感圧素子３６、圧縮ばね５４、内部ばね５６等によって構成された感圧部が配設されることとなる。そして、コイル３８の周囲には、外覆部材６１、プランジャ３５、固定吸引子５２、基端部構成ハウジング４１の磁性部４１ｂ、及び磁性板６５によって磁路が構成されることとなる。尚、第１ハウジング３７と第２ハウジング３９とは、外覆部材６１の開口端部に一体に形成されたかしめ部６１ａを第２ハウジング３９の樹脂モールド６３にかしめ付けて固定されている。
【００３３】
以上の構成において、コイル３８に通電して励磁すると、図２に示されるように、プンラジャ３５と固定吸引子５２との間で吸引力が働き、プンラジャ３５が固定吸引子５２に向って吸引され、弁体３４は、閉弁ばね４７の付勢力によって閉弁方向に移動する。この際、プランジャロッド６０に段部を形成し、プランジャ３５が固定吸引子５２に吸着する手前でこの段部を固定吸引子５２に当接させ、プランジャ３５と固定吸引子５２との間に所定の隙間を形成するようしてもよい。
【００３４】
弁孔４５の開度、即ち、弁体３４のリフト量は、感圧室５１ｂの圧力によって弁体３４が感圧素子（ベローズ）３６から受ける力とコイル３８への通電量によって決まるプランジャ３５の吸引力、及び各種ばねのばね力の釣り合いによって決定されるが、コイル３８への通電量が一定であれば、感圧室５１ｂの圧力が高くなるほど感圧素子（ベローズ）３６は収縮するので、弁孔４５の開度を大きくする付勢力は小さくなり、感圧室５１ｂの圧力が低くなるほど感圧素子（ベローズ）３６は伸長するので、弁孔４５の開度を大きくする付勢力は大きくなる。また、感圧室５１ｂの圧力が一定であれば、コイル３８への通電量が多くなるほどプランジャ３５の吸引力は大きくなるので、弁孔４５の開度を大きくする付勢力は小さくなり、コイル３８への通電量が小さくなるほどプランジャ３５の吸引力は小さくなるので、弁孔４５の開度を大きくする付勢力は大きくなる。
【００３５】
これに対して、コイル３８への通電が遮断され、コイル３８が消磁されると、プランジャ３５の吸引力はなくなるので、プランジャ３５は、図３に示すように、固定吸引子５２との間に弾装された強制開放ばね５３により弁孔４５の開度を大きくする方向に弁体３４を付勢する。この際、強制開放ばね５３のバネ力は閉弁ばね４７のバネ力よりも大きく設定され、また、プランジャロッド６０はエンド部材５５の凹部５５ａに遊嵌されているので、弁体３４は、ベローズ３６によって閉弁方向に付勢されることなく、閉弁ばね４７のバネ力に抗して弁孔４５の開度を増大する方向に変位して全開状態となる。このため、吐出室２７とクランク室６とが連通し、高圧圧力（吐出圧力Ｐｄ）がクランク室６に一気に流れ込むので、クランク室６の圧力が急増し、斜板２０が最小傾動角へ移行する。この際、最小傾動角においてもピストンは僅かな量でストロークするが、圧縮ガスは圧縮機吐出ポート部に設けた所定の開弁圧を有する逆止弁（図示せず）によって圧縮機外部への吐出が阻止され、全開状態となった制御弁内部を介して圧縮機内を内部循環する。
【００３６】
よって、上述した構成によれば、給気通路３１の開度を調節する従来と同様の機能を持ちつつ、ソレノイド部の内側に感圧部が配設されているので、制御弁３２の軸方向寸法を小さくすることが可能となり、圧縮機の小型化を図ることが可能となる。
【００３７】
また、コイル３８が消磁したときには、強制開放ばね５３により弁体３４を全開させ、クランク室圧（Ｐｃ）と吐出圧力（Ｐｄ）とを強制的に均しくしたので、圧縮機が常に回転しているクラッチレスの可変容量型圧縮機に対応させることが可能となる。
【００３８】
ところで、強制開放ばね５３を設けたことから、コイル３８が消磁すると、弁体３４が強制的に全開位置に移動することとなるので、プランジャ３５と固定吸引子５２との間隔（エアギャップ）が大きくなる。このため、このような全開状態からプランジャを引き寄せ、弁体を再び稼動状態（ＯＮ状態）に復帰させる場合には、大きな吸引力が必要となる。また、ソレノイド部の内部に感圧部が設けられると、基端部構成ハウジング４１の磁性部４１ｂの磁路巾が確保しにくくなるので、このような観点からもプランジャの吸引力を増大する必要がある。
【００３９】
そこで、上述の構成においては、図５にも示されるように、プランジャ３５と固定吸引子５２との対向面に、軸に垂直な平面に対して所定の角度で同方向に傾斜する錐面７０ａ，７０ｂを形成し、対向面間の距離を短くすることで、同じ通電量でも磁束量を多くして吸引力の増大を図るようにしている。特に、この例においては、プランジャ３５の周縁をテーパ状にカットして錐面７０ａを形成し、固定吸引子５２の周縁をプランジャ側に突出させて錐面７０ｂを形成することで、供給電流が増大した場合に錐面７０ｂを形成した部分が磁気飽和を起して磁気吸引力の過剰な増加を抑え、動作点をエアギャップの小さいところに設定して吸引力を全体的に底上げするようにしている。
【００４０】
ここで、発明者らの研究によれば、プランジャ３５と固定吸引子５２との対向面に形成されるそれぞれの錐面７０ａ，７０ｂは、軸に垂直な平面に対して約４０度であることが好ましいとの知見を得ている。
【００４１】
ソレノイド部は、要求仕様に基づき所定の制御特性（即ち、所定の電流に対して、所定の吸入圧力Ｐｓに制御する特性）を得る必要があるので、軸に垂直な平面に対する錐面７０ａ，７０ｂの角度（θ）を変更した場合でも、それぞれの電流で発生する吸引力の相対差は同じでなければならない。
【００４２】
このため、上述の知見は、軸に垂直な平面に対する錐面７０ａ，７０ｂの角度（θ）が０°である場合に、図６に示されるように、ある大きさのエアギャップｇ１において所定の制御特性（最大吸引力MaxFと最小吸引力MinFとの差）が得られていることから、この制御特性を維持するような動作点を角度（θ）を変化させた場合に見出せるかどうかを検証した結果に基づいている。
【００４３】
即ち、θを２０度にすれば、図７に示されるように、吸引力の差（MaxF−MinF）が等しくなる動作点でのエアギャップはｇ２と小さくなり（ｇ２＜ｇ１）、同じ供給電流でも吸引力が全体的に大きくなった。また、θ＝３０度、４０度と錐面７０ａ，７０ｂの角度を大きくしていくと、図８及び図９に示されるように、プランジャと固定吸引子との対向面のエアギャップはｇ３，ｇ４とさらに小さくなり（ｇ４＜ｇ３＜ｇ２）、同じ供給電流に対する吸引力も徐々に大きくなる傾向が見られた。ところが、θ＝５０度とすると、図１０に示されるように、吸引力の差（MaxF−MinF）がθ＝０度と同じになる動作点を見出すことができなくなった。また、軸に垂直な平面に対する角度（θ）が４０度を越えると、プランジャ３５に対して軸方向のみならず、径方向にも吸引力が作用し、プランジャ３５がコイルボビン６２の内壁に押し付けられて、摺動抵抗の増大によりプランジャ３５のスムーズな動きが阻害されることとなる。このため、以上の結果から、プランジャ３５と固定吸引子５２との対向面に形成される錐面７０ａ，７０ｂの角度は、軸に垂直な平面に対して約４０度とすることが最も好ましいとの知見を得るに至った。
【００４４】
ところで、錐面の角度（θ）を４０度にした場合には、ｇ４なるエアギャップでθ＝０度と同等の制御特性（MaxF−MinF）が得られることとなるが、実際には、吸引力が全体的に大きくなるので、同じ電流値であっても閉弁方向の力が強くなり、その結果、クランク室が増大（吐出容量が増大）して吸入圧の制御値が低下する。このため、このような制御値の低下を修正するために、アジャストプラグ５０で開弁方向への付勢力を調節し、θ＝０度と同等の制御特性を得るようにしている。
【００４５】
また、上述の構成においては、弁体が全開状態となる場合には、プランジャロッド６０がエンド部材５５の凹部５５ａに遊嵌されてその底部から離反されるので、プランジャ３５には、ベローズ３６やアジャストプラグ５０からの力が作用しなくなる。このため、全開時においては、錐面を形成したことによる吸引力の増加を純粋にプランジャ３５を吸引するために用いることができ、制御弁３２をＯＮ状態に復帰させる電流をさらに少なくすることが可能となる。
【００４６】
また、感圧部をソレノイド部の内部に配設した場合には、感圧素子（ベローズ）３６のセット圧を調節するアジャストプラグ５０が第２ハウジング３９に覆われることになるが、第２ハウジング３９には、アジャストプラグ５０の六角孔５８に嵌合する突起６６が設けられているので、第１ハウジング３７を第２ハウジング３９に挿着した後、これらハウジング３７，３９を相対的に回動させることでアジャストプラグ５０を軸方向に変位させることが可能となる。このため、アジャストプラグ５０が第２ハウジング３９で覆わる場合でも感圧素子（ベローズ）３６のセット圧を調節することが可能となり、所定の制御特性値が得られた時点で外覆部材６１のかしめ部６１ａを第２ハウジングにかしめ付けることで、双方のハウジング３７，３９が軸方向及び周方向に相対的にずれないように固定される。したがって、第１ハウジング３７をわざわざ取り外し、アジャストプラグ５０の六角孔５８に六角レンチを挿着してベローズのセット圧を調節する作業が不要となり、微調整を簡易に行うことが可能となる。
【００４７】
尚、上述の構成においては、プランジャ３５と固定吸引子５２との対向面に形成される錐面７０ａ，７０ｂを、プランジャ３５の周縁をテーパ状にカットして形成すると共に、固定吸引子５２の周縁をプランジャ側に突出させて形成するようにしたが、この関係を逆にして、プランジャ３５の周縁を固定吸引子側に突出させ、固定吸引子５２の周縁をテーパ状にカットして形成してもよい。また、上述の構成においては、第１ハウジング３７のアジャストプラグ５０に六角孔５８を、また第２ハウジング３９にこの六角孔５８と嵌合する突起６６を設けるようにしたが、六角孔５８とこれに嵌合する突起６６との位置関係を逆にし、第２ハウジングに六角孔を設け、第１ハウジングにこれと嵌合する突起を設けるようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、ソレノイド部の内部に感圧部を配設するようにしたので、制御弁の軸方向寸法を短くすることが可能となり、引いては、コンプレッサの小型化を図ることができる。
【００４９】
また、強制開放手段を設けて、コイルが消磁した場合に弁孔を強制的に開放するようにしたので、このような場合にクランク室圧を速やかに吐出圧にすることが可能となり、クラッチレスの可変容量型圧縮機に適した制御弁を提供することが可能となる。
【００５０】
そして、感圧部をソレノイド部の内部に配設したことによる不都合は、プランジャと固定吸引子との対向面に錐面を設けたことにより、また、弁体、感圧部、及び閉弁方向付勢手段を第１ハウジングに収容し、コイルを前記第１ハウジングに組付け可能な第２ハウジングに固設し、第１ハウジングに感圧部のセット圧を調節するアジャストプラグを設け、第２ハウジングに前記アジャストプラグと嵌合可能な嵌合部を設け、第１ハウジングと第２ハウジングとを組付けた場合に、アジャストプラグと嵌合部とを嵌合させてハウジング同士の相対的な回動を可能にしたことで解消することが可能となる。
【００５１】
即ち、感圧部をソレノイド部の内部に配設したことで磁路巾が十分に確保できない場合でも、プランジャと固定吸引子との対向面に錐面を設けることで、コイルへの供給電流を増加せずに吸引力の増大を図ることが可能となる。また、感圧部を備えた第１ハウジングとコイルを備えた第２ハウジングとを相対的に回動させて感圧部のセット圧を調節できるようにすることで、感圧部がソレノイド部で覆われる場合でも、感圧部のセット圧を容易に調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願発明の実施の形態に係る可変容量型圧縮機の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る制御弁の通電時の状態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る制御弁の無通電時の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る制御弁を構成する第１ハウジングと第２ハウジングとを組み付ける前の状態を示す断面図である。
【図５】図５は、制御弁の吸入圧力導入ポートから感圧室に至る部分の構成を示す拡大断面図である。
【図６】図６は、プランジャと固定吸引子との対向面に錐面を形成しない場合（θ＝０度の場合）のプランジャ−固定吸引子間のエアギャップと吸引力との関係を示す特性線図である。
【図７】図７は、プランジャと固定吸引子との対向面に軸に垂直な平面に対する角度（θ）が２０度となる錐面を形成した場合のプランジャ−固定吸引子間のエアギャップと吸引力との関係を示す特性線図である。
【図８】図８は、プランジャと固定吸引子との対向面に軸に垂直な平面に対する角度（θ）が３０度となる錐面を形成した場合のプランジャ−固定吸引子間のエアギャップと吸引力との関係を示す特性線図である。
【図９】図９は、プランジャと固定吸引子との対向面に軸に垂直な平面に対する角度（θ）が４０度となる錐面を形成した場合のプランジャ−固定吸引子間のエアギャップと吸引力との関係を示す特性線図である。
【図１０】図１０は、プランジャと固定吸引子との対向面に軸に垂直な平面に対する角度（θ）が５０度となる錐面を形成した場合のプランジャ−固定吸引子間のエアギャップと吸引力との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
６クランク室
２６吸入室
２７吐出室
３１供給通路
３２制御弁
３４弁体
３５プランジャ
３７第１ハウジング
３８コイル
３９第２ハウジング
４２吐出圧力導入ポート
４３圧力供給ポート
４５弁孔
４７閉弁ばね
５０アジャストプラグ
５１ｂ感圧室
５１ａプランジャ室
５２固定吸引子
５３強制開放ばね
６６突起
７０ａ，７０ｂ錐面

Claims

吐出圧領域とクランク室とを連通する給気通路上に設けられ、前記給気通路の開度を調節して前記クランク室の圧力を制御するようにしている可変容量型圧縮機用制御弁において、
前記吐出圧領域に通じる吐出圧力導入ポートと前記クランク室に通じる圧力供給ポートとを連通する弁孔と、
前記弁孔の開度を調節する弁体と、
吸入圧領域に通じる感圧室と、
前記感圧室に導かれた流体の圧力に応じて応動し、圧力が減少すると前記弁孔の開度を増加させる方向へ前記弁体を付勢する感圧部と、
コイルの励磁により、前記弁孔の開度を増加させる付勢力を低減するソレノイド部と、
前記弁孔の開度を減少させる方向へ前記弁体を付勢する閉弁方向付勢手段とを備え、
前記感圧部を前記ソレノイド部の内部に配設するようにしたことを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
前記コイルの消磁により、前記弁孔を強制的に開放する強制開放手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
前記ソレノイド部には、前記弁体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を有し、このプランジャ室と前記感圧室との間に固定吸引子を設け、前記プランジャと前記固定吸引子との対向面に、軸に垂直な平面に対して所定の角度で同方向に傾斜する錐面を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
前記プランジャと前記固定吸引子との対向面に形成される錐面は、前記所定の角度が約４０度であることを特徴とする請求項３記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
前記弁体、前記感圧部、及び前記閉弁方向付勢手段を収容する第１ハウジングと、前記コイルを固設し、前記第１ハウジングに組付け可能な第２ハウジングとを有し、前記第１ハウジングに前記感圧部のセット圧を調節するアジャストプラグを設け、前記第２ハウジングに前記アジャストプラグに嵌合可能な嵌合部を設け、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを組付けた場合に、前記アジャストプラグと前記嵌合部とを嵌合させて前記ハウジング同士の相対的な回動を可能にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の可変容量型圧縮機用制御弁。