JP2010216418A

JP2010216418A - 可変容量圧縮機用制御弁

Info

Publication number: JP2010216418A
Application number: JP2009065879A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】可変容量圧縮機用制御弁における高圧ポートと低圧ポートとの間のゴミ詰まりを効果的に抑制する。
【解決手段】本発明のある態様の制御弁１は、吐出室に連通するポート１１と吸入室に連通するポート２７との間に減圧室５３が設けられ、その減圧室への冷媒の導入が第２の弁部を介して行われる。すなわち、ポート１１とポート２７とが隣り合うことなく、その間に中間圧力（クランク圧力Ｐｃ）が満たされるようにすることで、主弁体の摺動部の前後差圧が小さくなるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機の吐出容量を制御するのに好適な制御弁に関する。

自動車用空調装置は、一般に、その冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する圧縮機、そのガス冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された液冷媒を断熱膨張させることで低温・低圧の冷媒にする膨張装置、その冷媒を蒸発させることにより車室内空気との熱交換を行う蒸発器等を備えている。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻され、冷凍サイクルを循環する。

この圧縮機としては、エンジンの回転数によらず一定の冷房能力が維持されるように、冷媒の吐出容量を可変できる可変容量圧縮機（単に「圧縮機」ともいう）が用いられている。この圧縮機は、エンジンによって回転駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結され、揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより冷媒の吐出量を調整する。揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に吐出冷媒の一部を導入し、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることで連続的に変えられる。このクランク室内の圧力（以下「クランク圧力」という）Ｐｃ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設けられた可変容量圧縮機用制御弁（単に「制御弁」ともいう）により制御される。

このような制御弁として、例えば吸入圧力Ｐｓに応じてクランク室への冷媒の導入量を調整することにより、クランク圧力Ｐｃを制御するものがある（例えば特許文献１参照）。この制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知して変位する感圧部と、感圧部の駆動力を受けて吐出室からクランク室へ通じる通路を開閉制御する弁部と、感圧部の設定値を外部電流によって可変できるソレノイドとを備える。このような制御弁は、吸入圧力Ｐｓが外部電流により設定された設定圧力に保持されるように弁部を開閉する。一般に、吸入圧力Ｐｓは蒸発器出口の冷媒温度に比例するため、その設定圧力を所定値以上に保持することにより、蒸発器の凍結等を防止できる。また、車両のエンジン負荷が大きいときにはソレノイドをオフにすることで弁部を全開状態とし、クランク圧力Ｐｃを高くして揺動板を回転軸に対してほぼ直角にすることで、圧縮機を最小容量で運転させることができる。

特開２００５−２１４０５９号公報

ところで、このような制御弁は一般に、ボディにおいて吐出冷媒が導入される吐出室連通ポートに対して一方の側にクランク室に連通するクランク室連通ポートが設けられ、他方の側に吸入室に連通する吸入室連通ポートが設けられている。そして、その吸入室連通ポートがつながる圧力室に感圧部が設けられている。ボディの中央には各ポートを横断するように作動ロッドが挿通され、その作動ロッドにより感圧部による力やソレノイド力が弁部に伝達される。

このように高圧の吐出室連通ポートと低圧の吸入室連通ポートとが隣り合う構成においては、その差圧によってボディと作動ロッドとの摺動部を介した冷媒漏れが発生しやすくなるため、そのシール性を高めておく必要がある。そこで、従来はその摺動部の間隙周辺にパッキン等のシール部材を配置するなどしてこれに対処していた。しかしながら、冷媒中には金属粉などのゴミが含まれることも多く、大きな差圧によってそのゴミがシール部に固着し、作動ロッドの摺動性を低下させてしまうといった問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、可変容量圧縮機用制御弁における高圧ポートと低圧ポートとの間のゴミ詰まりを効果的に抑制することを目的とする。

本発明のある態様の可変容量圧縮機用制御弁は、吸入室から導入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、吐出室からクランク室に導入する冷媒の流量を制御することにより変化させる。この可変容量圧縮機用制御弁は、吐出室に連通する吐出室連通ポートと、クランク室に連通するクランク室連通ポートとがそれぞれ設けられたボディと、ボディにおける吐出室連通ポートに対してクランク室連通ポートとは反対側に設けられるとともに、クランク室に連通する減圧室と、吐出室連通ポートとクランク室連通ポートとを連通させる冷媒通路に設けられた第１の弁孔に接離して第１の弁部を開閉する第１弁体と、吐出室連通ポートと減圧室とを連通させる冷媒通路に設けられた第２の弁孔に接離して第２の弁部を開閉する第２弁体と、ボディにおける減圧室に対して吐出室連通ポートとは反対側に設けられ、第１弁体および第２弁体に対して開弁または閉弁方向のソレノイド力を付与可能なソレノイドと、を備える。

この態様によると、吐出室連通ポートから導入された吐出圧力が、その吐出室連通ポートの一方の側にある第１の弁部のみならず、他方の側にある第２の弁部によっても減圧され、クランク室へ導出されるクランク圧力となる。第２の弁部を経て減圧室に導入されたクランク圧力は、冷媒通路を介してクランク室へ導出されるが、クランク室へ直接導出されてもよいし、クランク室連通ポートを介してクランク室へ導出されてもよい。この態様によれば、吐出室連通ポートとソレノイドとの間に減圧室が介在するため、仮に吐出室連通ポートとソレノイドとの間に別の低圧の圧力室につながる摺動部があったとしても、その差圧を小さくできる。しかも、仮に第２の弁部を介してゴミが流入したとしても、そのままクランク室へと導出される。その結果、摺動部へのゴミ詰まりを効果的に防止または抑制することができる。

具体的には、ボディの一端側から順にクランク室連通ポート、吐出室連通ポート、吸入室に連通する吸入室連通ポートが設けられ、吐出室連通ポートと吸入室連通ポートとの間に減圧室が設けられた構成に有効である。この態様では、吐出室連通ポートと吸入室連通ポートとが隣り合う構成と比較し、吸入室連通ポートとそれに隣り合う圧力室（減圧室）との差圧を小さくでき、その間に摺動部が設けられていてもゴミ詰まりが抑制される。

本発明によれば、可変容量圧縮機用制御弁における高圧ポートと低圧ポートとの間のゴミ詰まりを効果的に抑制することができる。

第１の実施の形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。第２の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。第３の実施の形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。図４の上半部に対応する部分拡大断面図である。第４の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。第５の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。

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。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
本実施の形態の制御弁１は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される図示しない可変容量圧縮機（単に「圧縮機」という）を制御する可変容量圧縮機用制御弁として構成されている。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器（外部熱交換器）にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。

制御弁１は、圧縮機の吸入圧力Ｐｓを設定圧力に保つように、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御するいわゆるＰｓ感知弁として構成されている。制御弁１は、吐出冷媒の一部をクランク室へ導入するための冷媒通路を開閉する弁部を含む弁本体２と、その弁部の開度を調整してクランク室へ導入する冷媒流量を制御するソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。弁本体２は、段付円筒状のボディ５、ボディ５の内部に設けられた弁部、ボディ５の内部に設けられて弁部を開閉するための駆動力を発生するパワーエレメント４（「感圧部」に該当する）等を備えている。

ボディ５の側部には、圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１１（「吐出室連通ポート」に該当する）が設けられている。ポート１１の周囲には、ボディ５の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのストレーナ１２が取り付けられている。ポート１１は、ボディ５の上部に設けられたポート１３（「クランク室連通ポート」に該当する）と内部で連通している。ポート１１の周囲にはばね受け部材５０が嵌着され、その外側を覆うように、ボディ５の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのストレーナ１４が嵌着されている。ポート１３は、圧縮機のクランク室に連通し、そのクランク室に制御されたクランク圧力Ｐｃを導出する。ボディ５の下端開口部は、ソレノイド３との間に形成された空間を介して圧縮機の吸入室に連通する。

ポート１１とポート１３とを連通する冷媒通路には弁孔１５が形成され、その弁孔１５の吐出室側の開口端縁により弁座１６（第１の弁座）が形成されている。そして、その弁座１６にポート１１側から接離可能に対向するように、段付円筒状の弁体１７（第１弁体）が配設されている。弁体１７は、弁座１６とともに「第１の弁部」を構成する。弁体１７の上端部には半径方向外向きに延出する複数の脚部１８が周設されており、弁体１７は、脚部１８がボディ５の内周面に沿って摺動しつつガイドされることで軸線方向に動作可能となっている。弁体１７は、その上端外縁にテーパ面を有し、そのテーパ面にて弁座１６に着脱することによって第１の弁部を開閉し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を調整する。弁体１７の上端内縁に形成されたフラット面により弁座１９（副弁座）が形成されている。

弁体１７の下端部には、円筒状の弁体２０（第２弁体）が外挿されるように圧入されている。弁体１７と弁体２０とは「主弁体」を構成する。ボディ５の下端開口部には段付円筒状のばね受け部材２１が固定され、そのばね受け部材２１の上部内周端縁によって弁座２２（第２の弁座）が形成されている。弁体２０は、弁座２２に下方から接離可能に配置されている。弁体２０は、弁座２２とともに「第２の弁部」を構成する。弁体２０は、その上端外縁にテーパ面を有し、そのテーパ面にて弁座２２に着脱することによって第２の弁部を開閉する。第１の弁部と第２の弁部とは、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を調整する「主弁」を構成し、本実施の形態では同時に開閉するように構成されている。すなわち、主弁体として弁体１７と弁体２０とを組み付ける際には、ボディ５に弁体１７を挿入した後、ばね受け部材２１を圧入して固定する。そして、弁体１７を弁座１６に着座させて閉弁状態とした状態で弁体２０を弁座２２に着座するまで弁体１７に圧入する。その結果、弁体１７と弁体２０とが弁座１６、弁座２２に同時に着座し、また離間するようになる。

また、ボディ５の中央をその軸線方向に延びるように、長尺状の作動ロッド２３が挿通されている。作動ロッド２３は弁体１７を貫通し、その上端部には円板状の弁体２４（副弁体）が圧入固定されている。弁体２４の外周部には半径方向外向きに延出する複数の脚部２５が周設されており、作動ロッド２３は、脚部２５が弁孔１５に沿って摺動しつつガイドされることで弁体２４とともに軸線方向に動作可能となっている。弁体２４は、その下端面にて弁座１９に着脱することによって副弁を開閉し、クランク室から吸入室へリリーフする冷媒流量を調整する。弁体２４と弁孔１５との間には、隣接する脚部２５間により軸線方向の冷媒通路が形成されるため、ポート１１から導入された冷媒はその冷媒通路を介してポート１３側に流れることが可能になる。

ボディ５の下端開口部は、その内径が下方に向かって拡径されており、有底段付円筒状のばね受け部材２１が圧入されている。ばね受け部材２１は、その下半部に設けられたガイド孔５７にて弁体２０を軸線方向に摺動可能に支持する。ばね受け部材２１の上端部は縮径して弁孔２６を形成し、その基端部の内周縁によって弁座２２が形成されている。

ボディ５の下部は、ソレノイド３の上端部に圧入されている。ボディ５の下端部とソレノイド３との間には、圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート２７（「吸入室連通ポート」に該当する）が形成されている。ポート２７は、弁体１７の下端開口部に連通している。ボディ５とソレノイド３とに囲まれた内部空間は、吸入圧力Ｐｓが導入される圧力室２８を形成する。この圧力室２８には、吸入圧力Ｐｓを感知して軸線方向に動作するパワーエレメント４が配置されている。

一方、ソレノイド３は、ヨークとしても機能するケース３１と、ケース３１に固定されたコア３２と、ケース３１内においてコア３２と軸線方向に対向配置されたプランジャ３３と、外部からの供給電流により磁気回路を生成する電磁コイル３４と、ケース３１の下端開口部を封止するように設けられた端部部材３５とを備えている。コア３２は、その上部が拡径されつつケース３１の上方に延出し、その上端開口部にボディ５の下端部が圧入されている。その結果、弁本体２とソレノイド３とが一体に組み付けられている。コア３２の上端側部には、ポート２７を形成する連通孔が設けられている。ケース３１は、円筒状をなし、その上端開口部が内方に加締められることによりコア３２に固定されている。

コア３２には、その中央を軸線方向に貫通する挿通孔３６が設けられており、ソレノイド力を弁体１７へ伝達するためのシャフト３７を挿通している。シャフト３７は、その下端部がプランジャ３３に圧入固定され、その上端部がパワーエレメント４に支持されている。圧力室２８内の吸入圧力Ｐｓは、シャフト３７と挿通孔３６との間隙を介してソレノイド３の内部にも導入される。

コア３２には、また、下端が閉じた有底スリーブ３９が外挿されている。コア３２の拡径部下面、有底スリーブ３９の上端面、およびケース３１の上端部内周面により囲まれた空間には、シールリング９０が介装されており、内外のシールを確保している。シールリング９０は、特にその上下面にてコア３２、有底スリーブ３９の平坦面にそれぞれ密着している。プレス成形品の側面は金型と擦れる際に縦傷が付きやすいのに対し、その平坦面にはそのような傷が付きにくいため、平坦面にシール部材を密着させてそのシール性を高めようとするものである。

有底スリーブ３９は、非磁性材料からなり、その内部にはプランジャ３３がコア３２の下方で軸線方向に進退可能に配置されている。有底スリーブ３９は、その下端中央部が上方に凸となるよう成形されており、その下端中央部にてプランジャ３３を下方から支持できるように構成されている。プランジャ３３の上半部には、シャフト３７の下端部が軸線に沿って圧入されている。プランジャ３３の外周面の所定箇所には軸線方向に沿った溝部４０が形成されており、挿通孔３６を通過した吸入圧力Ｐｓの冷媒は、さらにその溝部４０と有底スリーブ３９との間に形成された通路を通ってプランジャ３３の下部、つまり背圧室４１に導入される。また、有底スリーブ３９にはボビン４３が外挿されており、そのボビン４３に電磁コイル３４が巻回されている。

ケース３１の下端開口部には、その下端部を内方に加締めることにより円板状のカラー４４が固定されている。カラー４４は、磁性部材からなり、ケース３１とともに磁気回路を構成する。カラー４４の底部中央には挿通孔４５が設けられ、有底スリーブ３９の下端部がその挿通孔４５を介して露出している。ボビン４３からは電磁コイル３４につながる一対の接続端子４６が延出し、それぞれカラー４４を貫通して端部部材３５内の空間に引き出されている。同図においては説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。

端部部材３５は、ケース３１に内包されるソレノイド３内の構造物全体を下方から封止するように取り付けられている。端部部材３５は樹脂成形部材からなり、外部電源につながる接続端子４６を部分的にモールドしつつ有底段付円筒状に形成されている。樹脂成形部材の材質としては、例えばガラスを含有した６６ナイロン等のように耐食性を有し、適度な硬さと弾性を有するものが好ましい。一定以上の取付精度を確保するために、ゴムよりも硬度の高いものであるのが好ましい。

端部部材３５は、図示のように爪部４７を介してカラー４４に装着されることでケース３１に対して固定されている。ケース３１の下端部と端部部材３５の上端外周部との間には、比較的小さなＯリング４８が介装されており、ソレノイド３の内外を気密に保持している。また、端部部材３５には、圧縮機に取り付けられる際にその取付孔の内外を気密に保持するためのシール部４９が一体成形されている。このシール部４９は、端部部材３５の上端部近傍に設けられたフランジ部に切り欠き５０を形成することにより構成されている。シール部４９は、その切り欠き５０の近傍部分にて半径方向内向きに弾性変形可能であり、その弾性反力により取付孔に密着してシールを実現する。

図２は、図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ばね受け部材５０と弁体２４との間には、弁体２４を下方に付勢するスプリング５１が介装されている。すなわち、スプリング５１は、弁体２４を弁座１９に着座させる方向（副弁の閉弁方向）に付勢するとともに、弁体１７および弁体２０をそれぞれ弁座１６、弁座２２から離間させる方向（主弁の開弁方向）に付勢する。一方、弁体１７の脚部１８とばね受け部材２１との間には、弁体１７および弁体２０を上方、つまりそれぞれ弁座１６、弁座２２に着座させる方向（主弁の閉弁方向）に付勢するスプリング５２が介装されている。スプリング５２の荷重はスプリング５１の荷重よりも小さく設定されている。

ばね受け部材２１は、その上端部が小径化されており、その小径部とボディ５との間の空間により減圧室５３が形成されている。また、ばね受け部材２１の上端部には、弁孔２６と減圧室５３とを連通する連通孔５４が設けられ、第２の弁部を通過した冷媒を減圧室５３に導く。さらに、ボディ５の周縁部近傍には、軸線に平行に形成された連通路５５が形成され、減圧室５３とポート１３とを連通させている。したがって、第２の弁部を通過した冷媒は、減圧室５３および連通路５５を介してポート１３へ導かれ、第１の弁部を通過した冷媒とともにクランク室へと導出される。ばね受け部材２１の側部には、内外を連通させる連通孔５９が設けられている。また、ばね受け部材２１の底部中央には挿通孔５６が設けられ、作動ロッド２３の下端部を挿通させている。

パワーエレメント４は、作動ロッド２３とシャフト３７との間に介装されて弁部の開閉方向に変位可能に支持された中空のハウジング６１と、ハウジング６１内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設された可撓性部材としてのダイヤフラム６２と、密閉空間Ｓ１に配設された付勢部材としてのスプリング６３と、開放空間Ｓ２に収容されるとともに、ハウジング６１を貫通して上方に延びる３本の脚部６４を有する反力伝達部材６５とを備えている。開放空間Ｓ２は、圧力室２８に連通している。

ハウジング６１は、ともにステンレスからなる有蓋状の第１ハウジング６６および第２ハウジング６７からなり、これらの開口部を突き合わせてその外縁部に金属薄板からなるダイヤフラム６２の外縁部を挟むようにして組み付けられる。このハウジング６１は、第１ハウジング６６と第２ハウジング６７との間にダイヤフラム６２を挟んだ状態でその接合部に沿って外周溶接が施されることにより、容器状に形成されている。この溶接は真空雰囲気内で行われるため、密閉空間Ｓ１は真空状態となっているが、密閉空間Ｓ１内に大気等を満たすようにしてもよい。

ダイヤフラム６２は、複数の薄膜状の金属ダイヤフラムを半径方向の内外端部にて連結して重ね、各ダイヤフラム間に所定の間隙が形成されるように構成されている。すなわち、図示のように、最も外径が大きい第１ダイヤフラム８１と、それより外径が小さくほぼフラットな第２ダイヤフラム８２との間に、これらを接続する第３ダイヤフラム８３を配置している。第１ダイヤフラム８１と第３ダイヤフラム８３とは、その中央に挿通孔が形成されており、その内周縁にてオーバラップした所定長さ部分が軸線に平行となる形で溶接されている。また、第２ダイヤフラム８２と第３ダイヤフラム８３とは、その外周縁にてオーバラップした所定長さ部分が軸線に平行となる形で溶接されている。このように溶接箇所において各ダイヤフラムを所定長さオーバラップさせることにより連結部の強度を確保することができる。また、オーバラップした溶接部が軸線方向に平行に延びているため、ダイヤフラム６２が変形したときにその溶接部に荷重がかかりにくくなっている。

第１ダイヤフラム８１は、第２ハウジング６７の開口部近傍の側面に位置する第１挟持部８４と、第２ハウジング６７の周縁部上面に位置する第２挟持部８６にて挟持される。溶接は、第１ハウジング６６と第２ハウジング６７との下方に面した接合部に沿って施される。図示のように、第１挟持部８４と第２挟持部８６との間には空隙８８が形成されているため、外周溶接が実施される際に第１ダイヤフラム８１の周縁部が膨張して内方に変位したとしても、空隙８８がその周縁部の変形を吸収する。このため、第２挟持部８６よりも内方にある第１ダイヤフラム８１の受圧部の変形が防止される。

第１ハウジング６６のダイヤフラム６２と反対側の底部中央にはプレス成形により凹状のロッド連結部７０が形成されており、作動ロッド２３の下端部（つまり弁体２４と反対側の端部）を収容するようにして下方から支持している。また、第１ハウジング６６の底部のロッド連結部７０の周囲には、作動ロッド２３を取り囲む３カ所に貫通孔７１が形成されており、反力伝達部材６５の３つの脚部６４のそれぞれを挿通してばね受け部材２１側に突出させている。第１ハウジング６６の内部は、貫通孔７１を介して圧力室２８と連通しており、吸入圧力Ｐｓが導入される。ダイヤフラム６２は、この吸入圧力Ｐｓを感知して弁部の開閉方向に伸縮動作する。

一方、第２ハウジング６７のダイヤフラム６２と反対側の底部中央はプレス成形により凹状のシャフト連結部７２が形成されており、シャフト３７の上端部が遊嵌されている。このようにして、ハウジング６１は、作動ロッド２３とシャフト３７との間に挟まれるように介装され、弁部の開閉方向に変位可能に支持されている。

ダイヤフラム６２の第２ハウジング６７側の端面には、ステンレスからなる有底段付円筒状のディスク７３がその底部にて溶接され、ディスク７３の底部と第２ハウジング６７の底部との間に、設定荷重調整用のスプリング６３が介装されている。ディスク７３は、その外径が第２ハウジング６７の内径にほぼ等しくなるように形成されており、第２ハウジング６７にガイドされる。それにより、ダイヤフラム６２が、軸線方向に精度良く変位するようになる。

ダイヤフラム６２の第１ハウジング６６側の面の中央部には、ステンレスからなる円板状の反力伝達部材６５が溶接されている。この反力伝達部材６５の外周部の３カ所には、上方（つまりダイヤフラム６２と反対側）に延出して第１ハウジング６６の貫通孔７１から突出する脚部６４が設けられている。これらの脚部６４は、パワーエレメント４の動作により、ボディ５内のシャフト３７に対向する面、具体的には、ばね受け部材２１の下面に着脱可能になっている。

ここでは、圧力室２８内の吸入圧力Ｐｓが所定の設定圧力Ｐsetよりも低くなるとダイヤフラム６２が弁体１７側に変形し、反力伝達部材６５の脚部６４がばね受け部材２１の下面を押圧する。その結果、反力伝達部材６５に作用する反力が、ダイヤフラム６２、ディスク７３、スプリング６３および第２ハウジング６７を介してシャフト３７に伝達され、ソレノイド３によるソレノイド力を低減する方向の力が作用するようになっている。この設定圧力Ｐsetは、基本的にはスプリング６３のばね荷重によって予め調整され、蒸発器内の温度と吸入圧力Ｐｓとの関係から、蒸発器の凍結を防止できる圧力値として設定されている。

本実施の形態においては、弁孔１５の内径（有効径）Ａと弁孔２６の内径（有効径）Ｂとが等しく形成されている。したがって、弁体１７に作用する吐出圧力Ｐｄによる力がキャンセルされる。一方、弁体１７にはその有効径にてクランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が作用するが、その差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）は通常の制御状態において支障がないほど小さい。このため、弁体１７は、制御状態においては実質的にパワーエレメント４の感圧部材が感知する吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。

図１に戻り、以上のように構成された制御弁１は、圧縮機のハウジングに形成された取付孔に組み付けられる。その組み付けの際には、制御弁１をその弁本体２側から取付孔に挿入し、Ｃリングやワッシャ等を取付孔の開口端部に取り付けることにより固定する。この取付過程において、シール部４９は、取付孔に差し掛かる前はその外径が取付孔の内径よりも大きくなっているが、取付孔に差し掛かると切り欠き５０の幅を小さくするように内方に弾性変形しながら圧入される態様で挿入されていく。このとき、その弾性反力によってシール部４９の外周面と取付孔の内周面とが密着する。このため、制御弁１の取り付けが完了したときには、シール部４９によるシール機能が有効に作用する。このとき、端部部材３５がそのシール部４９により取付孔の開口部を密封する。このようなシール機能が端部部材３５そのものに設けられるため、シール構造の簡素化と低コスト化が実現される。

次に、図１および図２に基づいて制御弁の動作について説明する。
制御弁１において、ソレノイド３が非通電のとき、つまり自動車用空調装置が動作していないときには、コア３２とプランジャ３３との間に吸引力が作用しない。また、スプリング５１が作動ロッド２３およびパワーエレメント４を介してシャフト３７を下方に付勢しているため、弁体１７および弁体２０がそれぞれ弁座１６、弁座２２から離間して主弁が全開状態となる。一方、スプリング５１およびスプリング５２の付勢力により弁体２４が弁座１９に着座した状態が保持されるため、副弁は閉弁状態となっている。このとき、圧縮機の吐出室からポート１１に導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、全開状態の主弁を通過し、ポート１３からクランク室へと流れることになる。すなわち、ポート１１に導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、一方で弁体１７と弁座１９とによる第１の弁部を通過することでクランク圧力Ｐｃとなってポート１３へ導出され、他方で弁体２０と弁座２２とによる第２の弁部を通過することでクランク圧力Ｐｃとなり、減圧室５３および連通路５５を介してポート１３へ導出される。その結果、クランク圧力Ｐｃが高くなり、圧縮機は最小容量運転を行うようになる。また、この場合には吸入圧力Ｐｓが比較的高いので、ダイヤフラム６２が下方に位置した状態となる。このとき、脚部６４がばね受け部材２１から離間した状態となるため、パワーエレメント４は作動ロッド２３とシャフト３７との間に介装されてはいるが、実質的に機能しない。

一方、自動車用空調装置の起動時など、ソレノイド３の電磁コイル３４に最大の制御電流が供給されると、プランジャ３３は、コア３２に最大の吸引力で吸引される。このとき、弁体２４を含む作動ロッド２３、パワーエレメント４、シャフト３７およびプランジャ３３が、一体になってスプリング５１の付勢力に抗して閉弁方向に動作する。本実施の形態では、自動車用空調装置の起動時にクランク室内の圧力を速やかに低減するために、圧縮機に形成された減圧通路（クランク室と吸入室とをつなぐオリフィス等）を利用するのみならず、副弁を開弁させて減圧効率を高める。

すなわち、ソレノイド力を最大にすることで、作動ロッド２３を最大限に押し上げる。このとき、スプリング５２の付勢力によって主弁が閉じられる一方、副弁が開弁される。すなわち、クランク室への吐出冷媒の導入が規制されるだけでなく、クランク室内の冷媒が副弁を介して吸入室にリリーフされる。このときは、ストレーナ１４から導入されたクランク圧力Ｐｃの冷媒が、弁体２４と弁座１９とによる副弁を通過することで吸入圧力Ｐｓに減圧され、さらに弁体１７の内部通路５８および連通孔５９を介してポート２７に導出される。その結果、クランク圧力Ｐｃが速やかに低下し、制御弁１が最大容量運転状態に移行される。この状態から、ソレノイド３に供給する制御電流をやや低減すると、主弁および副弁の双方が閉じた通常の最大容量運転状態となる。

ここで、ソレノイド３に供給される電流値が所定値に設定された制御状態にあるときには、弁体２４を含む作動ロッド２３、パワーエレメント４、シャフト３７およびプランジャ３３が、副弁を閉じた状態で一体動作する。このとき、弁体１７は、スプリング５１による開弁方向の力と、スプリング５２による閉弁方向の力と、ソレノイド３による閉弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Ｐｓにより動作するパワーエレメント４によるソレノイド力を低減する方向の力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。

そして、たとえば冷凍負荷が大きくなり吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetよりも高くなると、ダイヤフラム６２および反力伝達部材６５が下方に変位するため、弁体１７が相対的に上方（閉弁方向）へ変位する。その結果、主弁の弁開度が小さくなり、圧縮機は吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが低下する方向に変化する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetよりも低くなると、ダイヤフラム６２が上方へ変位して反力伝達部材６５がばね受け部材２１に着座し、その反力がシャフト３７に対してソレノイド力を低減させる方向に作用する。この結果、弁体１７への閉弁方向の力が低減されて主弁の弁開度が大きくなり、圧縮機は吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetに維持され、過剰冷房が防止される。

このような最大容量運転状態または定常的な制御状態からソレノイド３への通電がオフにされると、再び最小容量運転状態へ移行するが、本実施の形態ではその移行を速やかに行うことができる。すなわち、本実施の形態では、弁体１７にクランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が作用するため、主弁の開弁方向の感度が高く、クランク圧力Ｐｃが上昇するとそのクランク圧力Ｐｃのバイアス分だけ主弁が開弁方向に動作しやすくなる。すなわち、主弁を速やかに開弁させて最少容量運転状態へ移行させる。

以上に説明したように、本実施の形態の制御弁１は、吐出室に連通するポート１１と吸入室に連通するポート２７との間に減圧室５３が設けられ、その減圧室への冷媒の導入が第２の弁部を介して行われる。すなわち、ポート１１とポート２７とが隣り合うことなく、その間に中間圧力（クランク圧力Ｐｃ）が満たされるようにすることで、主弁体の摺動部の前後差圧が小さくなるように構成されている。このように高圧のポート１１の両側に弁部を設けることで、吐出圧力Ｐｄの高圧冷媒が主弁体の摺動部に直接流れ込むことを防止し、その高圧冷媒に含まれるゴミが摺動部に引き込まれることが抑制される。すなわち、主弁体の弁体２０とガイド孔５７との間には摺動部が形成されるが、減圧室５３にて圧力が大きく減圧されており、その摺動部の前後差圧が小さくされている。しかも、仮に第２の弁部を介して減圧室５３にゴミが流入したとしても、連通路５５を介してポート１３側へ導出される構成となっている。その結果、摺動部へのゴミ詰まりを効果的に防止または抑制することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る制御弁は、弁本体の構造が異なる点を除き、第１の実施の形態とほぼ同様である。このため、上記第１の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図３は、第２の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。

制御弁２０１の弁本体２０２においては、ボディ２０５の上端開口部に円筒状の弁座形成部材２５０が圧入されている。弁座形成部材２５０の下端開口部は拡径されており、その開口端部の内周縁により弁座１６が形成されている。

弁体２２０（第２弁体）は、その上端部が弁体１７の下端部に圧入される一方、下端部が内方にやや突出する段部となっており、その段部の上面内周縁部に弁座１９が形成されている。弁体２２０の側部には、弁体１７の内部通路５８と減圧室５３とを連通する連通孔５４が形成されている。すなわち、本実施の形態の減圧室５３は、弁体１７の内部通路５８を介してポート１３に連通している。弁体２２４（副弁体）は、円筒状をなし、作動ロッド２２３に中央部に外挿されるように圧入されている。弁体２２４の上端部には半径方向外向きに突出するフランジ部が形成され、そのフランジ部にて弁座１９に上方から着脱して副弁を開閉する。

パワーエレメント２０４は、第１ハウジング２６６と第２ハウジング２６７との間に一枚のダイヤフラム２６２を挟んで構成されている。第１ハウジング２６６は、その外径がボディ２０５の下端開口部の内径にほぼ等しくなっており、そのボディ２０５の内周面にそって摺動しつつ軸線方向に動作可能となっている。第１ハウジング２６６の中央にはねじ孔２６４が設けられ、その周囲に複数の貫通孔７１が形成されている。反力伝達部材２６５は、その外径が第１ハウジング２６６の内径にほぼ等しくなっており、その第１ハウジング２６６の内周面にそって摺動しつつ軸線方向に動作可能となっている。反力伝達部材２６５からは複数の脚部６４（本実施の形態では４つ）が上方に延出し、その先端が貫通孔７１の外部に突出している。第１ハウジング２６６の側部には、内外を連通する連通孔２５６が設けられている。さらに、第１ハウジング２６６の外周縁とボディ２０５との間には、パワーエレメント２０４を下方に付勢するスプリング２５１が介装されている。

作動ロッド２２３は、その下半部にねじ部２２５が形成され、第１ハウジング２６６の中央に形成されたねじ孔２６４に螺合されるようにして挿通されている。第１ハウジング２６６の中央には下方に突出するボス部が設けられており、ねじ孔２６４は、そのボス部の内周面に形成されている。一方、第１ハウジング２６６内には、作動ロッド２２３と反力伝達部材２６５との間に有底筒状のばね受け部材２６９が介装されている。ばね受け部材２６９は、その下半部が反力伝達部材２６５の中央に凹状に形成されたロッド連結部７０に内挿され、上半部が第１ハウジング２６６のボス部に外挿されている。ばね受け部材２６９の上端開口部には、半径方向外向きに延出したフランジ部が設けられ、そのフランジ部と反力伝達部材２６５との間に調整用のスプリング２５９（「調整用付勢部材」に該当する）が介装されている。スプリング２５９は、反力伝達部材２６５を介してスプリング６３に対抗する付勢力を発生させる。すなわち、作動ロッド２２３およびばね受け部材２６９が「調整部材」として機能し、作動ロッド２２３の第１ハウジング２６６への螺入によってばね受け部材２６９が反力伝達部材２６５に近接する方向に変位し、スプリング２５９の荷重を大きくする。つまり、作動ロッド２２３の螺入量（反力伝達部材２６５への進退変位）を調整することにより、ダイヤフラム２６２に作用するトータルのばね荷重の設定値（設定荷重）を調整可能に構成されている。

また、コア３２の拡径部下面、有底スリーブ３９の上端面、およびケース３１の上端部内周面により囲まれた空間には、シールリング２９０が介装されており、内外のシールを確保している。シールリング２９０は、第１の実施の形態のシールリング９０と比較して半径方向の厚みが大きく、その上下面にてコア３２、有底スリーブ３９の平坦面にそれぞれ密着するとともに、その内周部においてもコア３２の外周面に密着し、外周面においてもケース３１の内周面に密着しており、そのシール性能を高めている。

制御弁２０１の動作は、第１の実施の形態の制御弁１とほぼ同様である。主弁が開弁すると、ポート１１から導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、第１の弁部のほか第２の弁部を介してクランク圧力Ｐｃに減圧され、クランク室へ導出される。第２の弁部を通過した冷媒は、減圧室５３および弁体１７の内部通路５８を介してポート１３へ導出される。そして、ソレノイド力が最大になると、作動ロッド２２３とともに弁体２２４が押し上げられて副弁が開弁し、クランク室内の冷媒が第１ハウジング２６６内を通過し、連通孔２５６およびポート２７を介して吸入室にリリーフされる。

本実施の形態によれば、弁体１７の内部通路５８と減圧室５３とを連通させることで、第２の弁部とポート１３とを連通する通路構成が簡素化されている。また、作動ロッド２２３の螺入量を調整するという簡単な作業によりパワーエレメント２０４の設定荷重を容易に調整することができる。さらに、スプリング２５１をスプリング５２よりも下方に配置することで、パワーエレメント２０４を下方へ付勢する付勢力の支点と作用点との距離を短くでき、パワーエレメント２０４の軸方向の動作を安定に保持できるようになる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る制御弁は、主弁の構造が異なる点を除き、第１および第２の実施の形態とほぼ同様である。このため、第１および第２の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図４は、第３の実施の形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。

制御弁３０１は、弁本体３０２とソレノイド３０３とを一体に組み付けて構成される。制御弁３０１は、第１の実施の形態とは異なり、ソレノイド３０３のケース３３１が軸線方向に大きく形成されており、その上端部に弁本体３０２のボディ３０５が圧入されている。ポート２７は、ケース３３１の側壁を貫通するように設けられている。ケース３３１は、プレス成形にてその軸線方向の数カ所において加締められており、その加締め部の外周面にシール用のＯリングが嵌着されている。一方、コア３３２の上端開口部は、パワーエレメント３０４を下方から摺動可能に支持している。

図５は、図４の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ３０５の上端開口部には、段付円筒状の弁座形成部材３５０が圧入されている。弁座形成部材３５０の下端開口部は拡径されており、その開口端部の内周縁により弁座１６が形成されている。弁座形成部材３５０の内方には弁孔１５が形成されている。

弁体３１７（第１弁体）には、弁座１６に着脱するテーパ面よりも上方に延出するガイド部３１５が設けられ、そのガイド部３１５の上半部が弁座形成部材３５０の内周面に摺動するようにして軸線方向にガイドされる。ガイド部３１５の下半部の側部には、内外を連通する連通孔３１６が設けられ、第１の弁部を通過した冷媒を、弁体３１７の内部通路５８に導入させたうえでポート１３に導出できるようになっている。

弁体３２４（副弁体）は、段付円筒状をなし、作動ロッドとしても機能する。弁体３２４の上端部にはリング状の弁部材３２５が加締め接合され、その弁部材３２５が弁体２２０の弁座１９に上方から着脱して副弁を開閉する。弁体３２４は、その軸線方向中央部に半径方向外向きに延出するフランジ部を有し、そのフランジ部とボディ３０５との間に弁体３２４を下方（閉弁方向）に付勢するスプリング３５１が介装されている。

パワーエレメント３０４は、第１ハウジング３６６と第２ハウジング２６７との間にダイヤフラム２６２を挟んで構成されている。第１ハウジング３６６は、その外径がボディ３０５の下端開口部の内径にほぼ等しくなっており、そのボディ３０５の内周面にそって摺動しつつ軸線方向に動作可能となっている。第１ハウジング３６６の中央には挿通孔３６４が設けられ、弁体３２４の下端部を挿通している。挿通孔３６４の周囲に複数の貫通孔７１が形成されている。反力伝達部材３６５は、その上面中央に凹状のロッド連結部７０を有し、弁体３２４の下端部を摺動可能に挿通している。反力伝達部材３６５からは複数の脚部６４（本実施の形態では３つ）が上方に延出し、その先端が貫通孔７１の外部に突出している。

また、コア３３２の拡径部外周面、有底スリーブ３９の上端面、およびケース３１の上端部内周面により囲まれた空間には、シールリング３９０が介装されており、内外のシールを確保している。シールリング３９０は、その上下面にてケース３３１、有底スリーブ３９の平坦面にそれぞれ密着する。

制御弁３０１の動作は、第２の実施の形態の制御弁２０１とほぼ同様である。主弁が開弁すると、ポート１１から導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、第１の弁部のほか第２の弁部を介してクランク圧力Ｐｃに減圧され、クランク室へ導出される。第２の弁部を通過した冷媒は、減圧室５３および弁体３１７の内部通路５８を介してポート１３へ導出される。そして、ソレノイド力が最大になると、弁体３２４が押し上げられて副弁が開弁し、クランク室内の冷媒が第１ハウジング３６６内を通過し、連通孔２５６およびポート２７を介して吸入室にリリーフされる。

本実施の形態においても、スプリング３５１をスプリング５２よりも下方に配置することで、弁体３２４ひいてはパワーエレメント３０４を下方へ付勢する付勢力の支点と作用点との距離を短くでき、それらの軸方向の動作を安定に保持できるようになる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る制御弁は、制御方式が異なるものの、構成上、第２の実施の形態と共通する部分が多い。このため、第２の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図６は、第４の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。

制御弁４０１は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を設定差圧に保つように、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御するいわゆるＰｄ−Ｐｓ弁として構成されている。大きくみると、図３に示した制御弁２０１においてパワーエレメント２０４や副弁を除いたような構成を有する。

すなわち、弁本体４０２のボディ４０５とソレノイド３との間の圧力室２８にはパワーエレメントは設けられていない。図示の例では、第２の実施の形態との比較が容易となるよう圧力室２８が相当大きく構成されているが、圧力室２８を小さくすることにより、ボディ４０５の小型化を実現することも可能である。ボディ４０５の下端開口部には円板状のガイド部材４６９が圧入され、弁本体４０２とソレノイド３とを区画している。ガイド部材４６９には軸線に沿ってガイド孔４７０が設けられており、ソレノイド３のプランジャにつながるシャフト４３７の上端部を貫通させてこれを摺動可能にガイドしている。

弁体４１７には、第１弁体４１８と第２弁体４２０が一体成形されている。弁体４１７は、有底段付円筒状をなし、第１弁体４１８の弁座１６に着脱するテーパ面よりも上方に延出するガイド部４１５が設けられ、そのガイド部４１５の上半部が弁孔１５の内周面に摺動するようにして軸線方向にガイドされる。ガイド部４１５の下半部の側部には、内外を連通する連通孔４１６が設けられ、第１の弁部を通過した冷媒を、弁体４１７の内部通路５８に導入させたうえでポート１３に導出できるようになっている。弁体４１７の下端には、半径方向外向きに延出するフランジ部４１９が設けられ、そのフランジ部４１９の外周部がボディ４０５の内周面に摺動しつつ、弁体４１７が軸線方向（弁部の開閉方向）に安定にガイドされるように構成されている。フランジ部４１９とボディ４０５との間には、弁体４１７を開弁方向に付勢するスプリング２５１が介装されている。第２弁体４２０の側部には、減圧室５３と内部通路５８とを連通させる連通孔５４が設けられ、弁体４１７の底部にも内外を連通させる連通孔４５５が設けられている。

以上の構成において、第１弁体４１８が接離する弁孔１５の有効径Ａよりも第２弁体４２０が接離する弁孔２６の有効径Ｂのほうが所定量大きくなるように構成されている。このため、弁体４１７には吐出圧力Ｐｄの影響がキャンセルされることなく作用する。制御弁４０１の制御状態においてクランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧は吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧と比較して相当小さいため、弁体４１７には、実質的に吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が作用するようになる。

すなわち、ソレノイド３に供給される電流値が所定値に設定されているときには、弁体４１７、シャフト４３７およびプランジャ（図１参照）が一体動作する。このとき、弁体４１７は、弁体４１７を開弁方向に付勢するスプリング２５１のばね荷重と、プランジャを閉弁方向に付勢するソレノイド力と、弁体４１７が開弁方向に受圧する差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）による力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。

このバランスが取れた状態で、エンジンの回転数とともに圧縮機の回転数が上がって吐出容量が増えると、吐出圧力Ｐｄが上がって吸入圧力Ｐｓが下がる。その結果、その差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が大きくなって弁体４１７に開弁方向の力が作用し、弁体４１７は、さらにリフトして吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を増やす。これにより、クランク圧力Ｐｃが上昇し、圧縮機は、その吐出容量を減少させる方向に動作し、差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように制御される。エンジンの回転数が低下した場合には、その逆の動作が行われ、差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように制御される。なお、この設定差圧は、ソレノイド３へ供給する電流値によって設定される。

このように、本実施の形態では、いわゆるＰｄ−Ｐｓ弁においてもポート１１とポート２７とが隣り合うことなく、その間の減圧室５３に中間圧力（クランク圧力Ｐｃ）が満たされるようにすることで、ガイド部材４６９とシャフト４３７との間の摺動部の前後差圧が小さくなるように構成されている。しかも、仮に第２の弁部を介して減圧室５３にゴミが流入したとしても、弁体４１７の内部通路５８を介してポート１３側へ導出される構成となっている。その結果、摺動部へのゴミ詰まりを効果的に防止または抑制することができる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る制御弁は、制御方式が異なるものの、構成上、第２および第４の実施の形態と共通する部分が多い。このため、第２および第４の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図７は、第５の実施の形態に係る制御弁の上半部の部分拡大断面図である。

制御弁５０１は、いわゆるＰｄ−Ｐｓ弁およびＰｓ感知弁の双方の機能を有する多機能弁として構成されている。すなわち、制御弁５０１は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を設定差圧に保つように、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御するとともに、その制御過程で吸入圧力Ｐｓを設定圧力よりも低下させないようにするものである。

すなわち、第４の実施の形態とは異なり、弁本体５０２のボディ５０５とソレノイド３との間の圧力室２８にはパワーエレメント５０４が設けられている。弁体５１７には、第１弁体５１８と第２弁体５２０が一体成形されている。弁体５１７は、有底段付円筒状をなし、第１弁体５１８の弁座１６に着脱するテーパ面よりも上方に延出するガイド部４１５および連通孔４１６が設けられている。弁体５１７の下端には、半径方向外向きに延出するフランジ部４１９が設けられ、そのフランジ部４１９の外周部がボディ５０５の内周面に摺動しつつ、弁体５１７が軸線方向（弁部の開閉方向）に安定にガイドされるように構成されている。弁体５１７の下端面中央には凹状の収容部５１９が設けられ、パワーエレメント５０４の上端部を収容可能に構成されている。

パワーエレメント５０４は、第１ハウジング５６６と第２ハウジング２６７との間にダイヤフラム２６２を挟んで構成されている。第１ハウジング５６６は、その外径がボディ５０５の下端開口部の内径にほぼ等しくなっており、そのボディ５０５の内周面にそって摺動しつつ軸線方向に動作可能となっている。第１ハウジング５６６の中央には上方にボス状に突出するように成形された連結部５６８が設けられている。反力伝達部材５６５は、その上面中央に上方に突出するガイド部５６９が設けられ、そのガイド部５６９が連結部５６８に摺動可能に内挿されるようにしてガイドされる。反力伝達部材５６５からは複数の脚部６４（本実施の形態では３つ）が上方に延出し、その先端が第１ハウジング５６６の貫通孔７１の外部に突出している。

以上の構成において、第１弁体５１８が接離する弁孔１５の有効径Ａよりも第２弁体５２０が接離する弁孔２６の有効径Ｂのほうが所定量大きくなるように構成されている。このため、弁体５１７には吐出圧力Ｐｄの影響がキャンセルされることなく作用する。制御弁４０１の制御状態においてクランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧は吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧と比較して相当小さいため、弁体５１７には、実質的に吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が作用するようになる。

すなわち、ソレノイド３に供給される電流値が所定値に設定されているときには、弁体５１７、パワーエレメント５０４、シャフト３７およびプランジャ（図１参照）が一体動作する。このとき、弁体５１７は、弁体５１７を開弁方向に付勢するスプリング２５１のばね荷重と、プランジャを閉弁方向に付勢するソレノイド力と、弁体５１７が開弁方向に受圧する差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）による力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。

このバランスが取れた状態で、エンジンの回転数とともに圧縮機の回転数が上がって吐出容量が増えると、吐出圧力Ｐｄが上がって吸入圧力Ｐｓが下がる。その結果、その差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が大きくなって弁体５１７に開弁方向の力が作用し、弁体５１７は、さらにリフトして吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を増やす。これにより、クランク圧力Ｐｃが上昇し、圧縮機は、その吐出容量を減少させる方向に動作し、差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように制御される。エンジンの回転数が低下した場合には、その逆の動作が行われ、差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が設定差圧になるように制御される。なお、この設定差圧は、ソレノイド３へ供給する電流値によって設定される。

そして、以上のような圧縮機の動作による冷凍サイクルの運転の過程で吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetよりも低くなると、反力伝達部材５６５の脚部６４がボディ５０５に着座し、その反力がシャフト３７に対してソレノイド力に対抗するように作用する。それにより、弁体５１７への閉弁方向の力が低減されて弁部が開放される。この結果、クランク圧力Ｐｃが上昇して吐出容量を低減させる。その結果、吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetに維持され、過剰冷房が防止される。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記各実施の形態では、パワーエレメントを構成する感圧部材として金属ダイヤフラムを用いた例を示したが、例えばダイヤフラムに代わり、皿ばねを用いてもよい。あるいは、皿ばねとダイヤフラムとを重ね合わせて感圧部材としてもよい。

また、上記各実施の形態では、パワーエレメントにより吸入圧力Ｐｓを感知する例を示したが、クランク圧力Ｐｃを感知してそのクランク圧力Ｐｃが設定圧力以下とならないように制御する制御弁として構成してもよい。具体的には、ポート２７からクランク圧力Ｐｃを導入する構成としてもよい。

１制御弁、２弁本体、３ソレノイド、４パワーエレメント、５ボディ、１１，１３ポート、１５弁孔、１６弁座、１７弁体、１９弁座、２０弁体、２２弁座、２３作動ロッド、２４弁体、２６弁孔、２７ポート、２８圧力室、３１ケース、３２コア、３３プランジャ、３７シャフト、４９シール部、５３減圧室、５５連通路、５８内部通路、６１ハウジング、６２ダイヤフラム、６５反力伝達部材、２０１制御弁、２０２弁本体、２０４パワーエレメント、２０５ボディ、２２０弁体、２２３作動ロッド、２２４弁体、２６５反力伝達部材、３０１制御弁、３０２弁本体、３０３ソレノイド、３０４パワーエレメント、３０５ボディ、３１７，３２４弁体、３３１ケース、３３２コア、３６５反力伝達部材、４０１制御弁、４０２弁本体、４０５ボディ、４１７弁体、４１８第１弁体、４２０第２弁体、４３７シャフト、５０１制御弁、５０２弁本体、５０４パワーエレメント、５０５ボディ、５１７弁体、５１８第１弁体、５２０第２弁体、５６５反力伝達部材、Ｓ１密閉空間、Ｓ２開放空間。

Claims

吸入室から導入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、前記吐出室からクランク室に導入する冷媒の流量を制御することにより変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、
前記吐出室に連通する吐出室連通ポートと、前記クランク室に連通するクランク室連通ポートとがそれぞれ設けられたボディと、
前記ボディにおける前記吐出室連通ポートに対して前記クランク室連通ポートとは反対側に設けられるとともに、前記クランク室に連通する減圧室と、
前記吐出室連通ポートと前記クランク室連通ポートとを連通させる冷媒通路に設けられた第１の弁孔に接離して第１の弁部を開閉する第１弁体と、
前記吐出室連通ポートと前記減圧室とを連通させる冷媒通路に設けられた第２の弁孔に接離して第２の弁部を開閉する第２弁体と、
前記ボディにおける前記減圧室に対して前記吐出室連通ポートとは反対側に設けられ、前記第１弁体および前記第２弁体に対して開弁または閉弁方向のソレノイド力を付与可能なソレノイドと、
を備えることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
前記ボディの一端側から順に前記クランク室連通ポート、前記吐出室連通ポート、吸入室に連通する吸入室連通ポートが設けられ、
前記吐出室連通ポートと前記吸入室連通ポートとの間に前記減圧室が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第１弁体と前記第２弁体とが主弁体として一体に形成され、
前記主弁体が、前記第２の弁孔に対して前記吐出室連通ポートとは反対側にて前記ボディ内に設けられたガイド孔に沿って摺動しつつ、各弁部の開閉方向に動作可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記ボディと前記ソレノイドとの間に形成されるとともに、前記吸入室連通ポートに連通する圧力室と、
前記ソレノイドに連結されて軸線方向にソレノイド力を伝達可能なシャフトと、
前記主弁体に開閉方向に作動連結される作動ロッドと、
前記圧力室にて前記シャフトと前記作動ロッドとの間に挟まれるように配置されて前記圧力室の圧力を感知し、その圧力室の圧力が設定圧力よりも低くなったときに前記ソレノイド力に対抗する力を発生させる感圧部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記感圧部は、
前記圧力室内で変位可能に前記シャフトに支持されたハウジングと、
前記ハウジング内を密閉空間と前記圧力室に連通する空間とに仕切るように設けられ、前記圧力室の圧力が前記設定圧力よりも低くなったときに前記シャフトから離れる方向に変形する可撓性部材と、
前記可撓性部材の前記シャフトと反対側に接続されるとともに前記ハウジングの外部に延出する脚部を有し、前記圧力室の圧力が前記設定圧力よりも低くなったときに前記可撓性部材の変形により前記脚部が前記ボディを直接又は間接的に押圧し、その反力によって前記ハウジングを介して前記シャフトに前記ソレノイド力に対抗する力を付与する反力伝達部材と、
前記可撓性部材と前記ハウジングとの間に配設され、前記可撓性部材を介して前記反力伝達部材を前記脚部が前記ハウジングから突出する方向に付勢する付勢部材と、
を備えていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記ハウジングを貫通するように取り付けられ、前記反力伝達部材に近接または離間する方向に進退可能な調整部材と、
前記調整部材と前記反力伝達部材との間に介装され、前記反力伝達部材を介して前記付勢部材に対抗する付勢力を発生させる調整用付勢部材と、をさらに備え、
前記調整部材の進退位置を調整することにより、前記可撓性部材に作用する各付勢部材によるトータルの設定荷重を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第１の弁孔と前記第２の弁孔の有効径を等しくし、前記主弁体に作用する前記吐出室の吐出圧力の影響をキャンセルすることにより、前記主弁体が、実質的に前記吸入室の吸入圧力に応じて作動するように構成されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記主弁体を貫通するように設けられるとともに、その一端側が前記クランク室連通ポートに連通する一方、他端側が前記吸入室連通ポートに連通する内部通路と、
前記主弁体に着脱して前記内部通路を開閉する副弁体と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記副弁体は、その一端側が前記感圧部に当接する一方、他端側が前記内部通路に挿通されるようにして前記主弁体と前記感圧部との間に介装され、
前記主弁体の前記副弁体側の端部に設けられた段部により副弁座が形成され、
前記副弁体の他端側端部が、前記内部通路の内方から前記副弁座に着脱することにより前記内部通路を開閉するように構成され、
前記主弁体の前記副弁体とは反対側の端部と前記ボディとの間には、前記主弁体を閉弁方向に付勢する第１のスプリングが介装され、
前記副弁体の前記主弁体とは反対側の端部と前記ボディとの間には、前記副弁体を閉弁方向に付勢する第２のスプリングが介装されていることを特徴とする請求項８に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第１の弁孔よりも前記第２の弁孔の有効径を大きくすることにより、前記主弁体が実質的に前記吐出室の吐出圧力と前記吸入室の吸入圧力との差圧に応じて作動するように構成されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。