JP2014074472A - 可変容量圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】感圧部を備える可変容量圧縮機用制御弁において、その作動安定性を維持する。
【解決手段】制御弁１は、一端側が第１ガイド孔７３に摺動可能に支持され、主弁孔１８に接離して主弁を開閉する主弁体３２が設けられる一方、他端側が圧力室５６に配置され、第２ガイド孔７４に摺動可能に支持される摺動部８６が設けられた弁駆動体３０と、一端部が弁駆動体３０に固定され、吸入室の吸入圧力Ｐｓを感知し、その吸入圧力Ｐｓが設定圧力よりも低くなると弁駆動体３０に開弁方向の力を作用させるパワーエレメント６と、弁駆動体３０と作動連結可能に設けられた伝達ロッド５８と、設定圧力に応じた閉弁方向のソレノイド力を伝達ロッド５８を介して弁駆動体３０に作用させるソレノイド３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、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、感圧部による駆動力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２００８−４５５２６号公報

このような制御弁の感圧部は、一般にダイヤフラムやベローズといった感圧部材に区画された基準圧力室を有し、その基準圧力室の内外の圧力差による感圧部材の変位によりソレノイド力に対抗する駆動力を弁体に作用させる。このような制御弁においては、その弁体や感圧部を設けるためのスペースが必要となり、これらの配置構成を適切に設定しつつ、各部の動作を安定に維持する必要がある。特にベローズなどの動作ストロークの大きい感圧部を採用する場合には尚更である。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、感圧部を備える可変容量圧縮機用制御弁において、その作動安定性を維持することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の可変容量圧縮機用制御弁は、吸入室に導入される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可変容量圧縮機用制御弁において、吐出室に連通する吐出圧力室と、クランク室に連通するクランク圧力室と、被感知圧力が導入される圧力感知室と、吐出圧力室とクランク圧力室との間に設けられる主弁孔と、吐出圧力室と圧力感知室との間に設けられる第１ガイド孔と、圧力感知室に設けられる第２ガイド孔と、が形成されたボディと、一端側が第１ガイド孔に摺動可能に支持され、主弁孔に接離して主弁を開閉する主弁体が設けられる一方、他端側が圧力感知室に配置され、第２ガイド孔に摺動可能に支持される摺動部が設けられた弁駆動体と、一端部が弁駆動体に固定され、吸入室の吸入圧力またはクランク室のクランク圧力を被感知圧力として感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると弁駆動体に開弁方向の力を作用させる感圧部と、弁駆動体と作動連結可能に設けられた伝達ロッドと、設定圧力に応じた閉弁方向のソレノイド力を伝達ロッドを介して弁駆動体に作用させるソレノイドと、を備える。

この態様によれば、弁駆動体が主弁体のみならず、感圧部を一体に備えるため比較的重量が大きくなるところ、その一端側が第１ガイド孔に摺動可能に支持され、他端側が第２ガイド孔に摺動可能に支持される。すなわち、弁駆動体はその一端側と他端側の２点支持により安定に支持される。その結果、弁駆動体の軸ぶれが生じ難く、弁部の開弁特性を良好に維持することが可能となる。つまり、感圧部を備える制御弁において、その作動安定性を維持することができる。

本発明によれば、感圧部を備える可変容量圧縮機用制御弁において、その作動安定性を維持することができる。

実施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。 制御弁の動作を表す図である。 制御弁の動作を表す図である。

以下、本発明の実施形態を、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。図１は、実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。

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）の吐出容量を制御する電磁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。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その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ている。その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、冷媒の吐出量が調整される。制御弁１は、その圧縮機の吐出室からクランク室へ導入する冷媒流量を制御することで揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。

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、弁本体２とソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。弁本体２は、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。ソレノイド３は、その弁部を開閉方向に駆動してその開度を調整し、クランク室へ導入する冷媒流量を制御する。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、弁部の開度を調整するためにソレノイド力に対抗する力を発生するパワーエレメント６等を備えている。パワーエレメント６は、「感圧部」として機能する。

ボディ５の上端開口部にはポート１２が設けられ、側部にはポート１４が設けられている。ボディ５の下端開口部は、ソレノイド３の後述するコア４２に設けられたポート１６に連通する。ポート１２はクランク室に連通する「クランク室連通ポート」として機能し、ポート１４は吐出室に連通する「吐出室連通ポート」として機能し、ポート１６は吸入室に連通する「吸入室連通ポート」として機能する。また、ボディ５内には、ポート１２とポート１４とを連通させる第１内部通路と、ポート１２とポート１６とを連通させる第２内部通路とが形成されている。第１内部通路には主弁が設けられ、第２内部通路には副弁が設けられている。第１内部通路には主弁孔１８が設けられ、その下端開口端縁のテーパ面に主弁座２０が形成されている。

ポート１４は、吐出室から吐出圧力Ｐｄの冷媒を導入する。ポート１２は、圧縮機の定常動作時に主弁を経由したクランク圧力Ｐｃの冷媒をクランク室へ向けて導出する一方、圧縮機の起動時にはクランク室から排出されたクランク圧力Ｐｃの冷媒を導入する。このとき導入された冷媒は、副弁に導かれる。ポート１６は、圧縮機の定常動作時に吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入する一方、圧縮機の起動時には副弁を経由した吸入圧力Ｐｓの冷媒を吸入室へ向けて導出する。

ポート１４には環状のストレーナ１５が取り付けられている。ストレーナ１５は、ボディ５の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのフィルタを含む。一方、ポート１２には有底円筒状のストレーナ１３が取り付けられている。ストレーナ１３は、ボディ５の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのフィルタを含む。ボディ５の内方には段付円筒状の区画部材２２が配設されている。区画部材２２は、ボディ５の内方で軸線方向に延在し、その上端部がボディ５の上端開口部に圧入され、下端部には半径方向外向きに延出するフランジ部２４が設けられている。フランジ部２４の上面には第１副弁座２６が形成され、下面には第２副弁座２８が形成されている。

ボディ５には、主弁および副弁を開閉する機構を備えた弁駆動体３０が設けられている。弁駆動体３０は、上方に向けて段階的に縮径される有底段付円筒状の本体３１を有する。本体３１には、主弁体３２および第１副弁体３４が一体に設けられている。また、本体３１の内方には、第２副弁体３６およびパワーエレメント６が同軸状に配設されている。主弁体３２は、本体３１の上部に設けられ、主弁座２０に着脱して主弁を開閉し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を調整する。なお、本実施形態では、主弁体３２が主弁座２０に着座または離脱して主弁を開閉する構成を採用しているが、主弁体が主弁孔に挿抜されるスプール弁の態様を採用してもよい。すなわち、「主弁体が主弁孔に接離」は両者の構成を含みうる。

一方、パワーエレメント６は、本体３１の下半部に収容されるように設けられている。パワーエレメント６は、吸入圧力Ｐｓを感知して変位するベローズ３８を含み、そのベローズ３８の変位によりソレノイド力に対抗する力を弁駆動体３０ひいては主弁体３２に付与する。第２副弁体３６は、ベローズ３８と一体動作可能に設けられている。第１副弁体３４が第１副弁座２６に着座して第１の副弁を閉じるか、または第２副弁体３６が第２副弁座２８に着座して第２の副弁を閉じることにより、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフを遮断する。また、第１副弁体３４が第１副弁座２６から離間して第１の副弁を開き、かつ第２副弁体３６が第２副弁座２８から離間して第２の副弁を開くことにより、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフを許容する。区画部材２２と第２副弁体３６との間には、第２副弁体３６を開弁方向に付勢するスプリング４０（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

一方、ソレノイド３は、段付円筒状のコア４２と、コア４２の下端開口部を封止するように組み付けられた有底円筒状のスリーブ４４と、スリーブ４４に収容されてコア４２と軸線方向に対向配置された円筒状のプランジャ４６と、コア４２およびスリーブ４４に外挿された円筒状のボビン４８と、ボビン４８に巻回され、通電により磁気回路を生成する電磁コイル５０と、電磁コイル５０を外方から覆うように設けられ、ヨークとしても機能する円筒状のケース５２と、ケース５２の下端開口部を封止するように設けられた端部部材５４とを備える。なお、本実施形態においては、ボディ５、コア４２およびケース５２が制御弁１全体のボディを形成している。

弁本体２とソレノイド３とは、ボディ５の下端部がコア４２の上端開口部に圧入されることにより固定されている。コア４２は、その上半部が拡径されており、ボディ５との間に吸入圧力Ｐｓを満たすための圧力室５６（「圧力感知室」として機能する）を形成する。ポート１６は、コア４２とボディ５との接合部近傍に設けられている。

コア４２の中央を軸線方向に貫通するように、長尺状の伝達ロッド５８が挿通されている。伝達ロッド５８の下端部がプランジャ４６の上半部に圧入されることにより、伝達ロッド５８とプランジャ４６とが同軸状に固定されている。伝達ロッド５８は、その上端部が弁駆動体３０およびパワーエレメント６と作動連結可能に構成されている。伝達ロッド５８は、一方でコア４２とプランジャ４６との吸引力であるソレノイド力を弁駆動体３０を介して主弁体３２に伝達する。伝達ロッド５８は、他方でパワーエレメント６の伸縮動作による反力、つまりソレノイド力に対抗する力をプランジャ４６に伝達する。

コア４２の上端部にはリング状の軸支部材６０が圧入されており、伝達ロッド５８は、その軸支部材６０によって軸線方向に摺動可能に支持されている。軸支部材６０の外周面の所定箇所には、軸線に平行な図示しない連通溝が形成されている。ポート１６から導入出される吸入圧力Ｐｓは、その連通溝、伝達ロッド５８とコア４２との間隙により形成される連通路６２を通ってスリーブ４４の内部にも導かれる。

連通路６２は、スリーブ４４内をオイルダンパ室とするためのオリフィスとして機能する。すなわち、本実施形態では、制御弁１の製造工程において、圧縮機の潤滑用として冷媒に含まれるオイルと同種のオイルを予めスリーブ４４内に入れておく。連通路６２は、スリーブ４４へのオイルの出入りに対して抵抗となる絞り通路として機能する。このような構成により、スリーブ４４をオイルダンパ室として機能させることができ、そのスリーブ４４に配置されたプランジャ４６の微小振動などが抑制される。その結果、そのような微小振動による騒音の発生が防止または抑制される。コア４２とプランジャ４６との間には、両者を互いに離間させる方向に付勢するスプリング６４（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

スリーブ４４は非磁性材料からなる。プランジャ４６の側面には軸線に平行な複数の連通溝６６が設けられ、プランジャ４６の下端面には半径方向に延びて内外を連通する複数の連通溝６８が設けられている。このような構成により、図示のようにプランジャ４６が下死点に位置しても、吸入圧力Ｐｓがプランジャ４６とスリーブ４４との間隙を通って背圧室７０に導かれるようになっている。

ボビン４８からは電磁コイル５０につながる一対の接続端子７２が延出し、それぞれ端部部材５４を貫通して外部に引き出されている。同図には説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。端部部材５４は、ケース５２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５４は、耐食性を有する樹脂材のモールド成形（射出成形）により形成され、その樹脂材がケース５２と電磁コイル５０との間隙にも満たされている。このように樹脂材がケース５２と電磁コイル５０との間隙に樹脂材を満たすことで、電磁コイル５０で発生した熱をケース５２に伝達しやすくし、その放熱性能を高めている。端部部材５４からは接続端子７２の先端部が引き出されており、図示しない外部電源に接続される。

図２は、図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ５の軸線方向中間部には主弁孔１８と第１ガイド孔７３とが同軸状に設けられ、その主弁孔１８と第１ガイド孔７３との間にポート１４が設けられている。ボディ５は、主弁孔１８のポート１４とは反対側にて拡径されるとともに、第１ガイド孔７３のポート１４とは反対側にて拡径されている。ボディ５の下部は第２ガイド孔７４を形成する。

区画部材２２は、段付円筒状の第１部材７６と有底段付円筒状の第２部材７８とを軸線方向に接合して構成される。第１部材７６は、その上端部が拡径され、ボディ５の上端開口部に圧入されている。第１部材７６の上部には、内外を連通する複数の連通孔８０が設けられている。一方、第２部材７８は、その上半部が縮径されて第１部材７６の下端部に圧入されている。第２部材７８の上端部はその底部により閉止されているため、区画部材２２の内部を介して冷媒が流通することはない。第２部材７８の下半部はスプリング４０を上方から支持する「ばね受け」としても機能する。第２部材７８の下端開口部には上述したフランジ部２４が設けられている。区画部材２２は、このような構成により、ボディ５に片持ち状に支持される態様で軸線方向に延在する。

弁駆動体３０の本体３１は、段付円筒状の第１部材８１と、段付円筒状の第２部材８２と、有底円筒状の第３部材８３とを軸線方向に順次接合して構成される。すなわち、第１部材８１の下部が第２部材８２の上部に内挿されるように圧入され、第２部材８２の下部が第３部材８３の上部に内挿されるように圧入されることにより、上方に向けて段階的に縮径される態様の本体３１が構成されている。第１部材８１は、第１ガイド孔７３に摺動可能に支持され、その上端部が主弁体３２を構成し、下端部が第１副弁体３４を構成する。第１部材８１の摺動面には、冷媒の流通を抑制するための複数の環状溝からなるラビリンスシール８４が設けられている。

一方、第２部材８２の軸線方向中間部には、摺動部８６が環状に突設されている。第２部材８２は、その摺動部８６を介して第２ガイド孔７４に摺動可能に支持されている。すなわち、弁駆動体３０は、その一端側が第１ガイド孔７３に摺動可能に支持され、他端側が第２ガイド孔７４に摺動可能に支持される態様で、ボディ５により２点支持されている。なお、本実施形態においては、弁駆動体３０、第２副弁体３６およびパワーエレメント６を合わせたユニットとしての重心が、その２点の支持部の間に位置するように構成されている。

主弁体３２は主弁座２０に着脱して主弁を開閉する。一方、第１副弁体３４は第１副弁座２６に着脱して第１の副弁を開閉する。これら主弁体３２と第１副弁体３４がそれぞれ第１部材８１の一端および他端に一体に設けられているため、主弁の閉弁時には第１の副弁は全開状態となり、主弁の全開時には第１の副弁は閉弁状態となる。フランジ部２４は、第１部材８１を主弁の開弁方向（第１の副弁の閉弁方向）に係止し、主弁の全開時の開度を規制する係止部としても機能する。

第２部材８２は、摺動部８６のやや上方で内外を連通する連通孔８８を有する。第２部材８２の軸線方向中間部には、内径がやや縮小された第３ガイド孔９０が設けられている。第２副弁体３６は、第３ガイド孔９０に摺動可能に支持されている。第２副弁体３６は、有底円筒状の本体を有し、その底部の周縁部近傍に冷媒を通過させるための複数の連通孔９２が形成されている。第２副弁体３６は、区画部材２２とパワーエレメント６との間に介装され、その上端部にて第２副弁座２８に着脱して第２の副弁を開閉する。

第３部材８３は、その内部においてパワーエレメント６の一端を固定する。第３部材８３の側部には、内外を連通する連通孔９４が設けられている。第３部材８３の底部中央には、伝達ロッド５８の上端部を挿通させるための挿通孔９６が設けられている。パワーエレメント６は、ベース部材９８とベローズ３８を含んで構成される。ベース部材９８は、金属材をプレス成形して有底円筒状に構成されており、その下端開口部に半径方向外向きに延出するフランジ部１００を有する。フランジ部１００の下面が第３部材８３の底面に接合（溶接）されることにより、パワーエレメント６が弁駆動体３０に固定されている。

ベローズ３８は、蛇腹状の本体の上端部が閉止され、下端開口部がフランジ部１００の上面に気密に溶接されている。ベローズ３８は、ベース部材９８の本体を軸芯としつつ、フランジ部１００に片持ち状に固定されている。ベース部材９８の本体は、ベローズ３８の内方をその底部近傍まで延在し、その上底部がベローズ３８の底部に近接配置される。ベース部材９８の本体には、伝達ロッド５８の上端部が遊嵌されている。すなわち、伝達ロッド５８の上端部は縮径されており、その縮径部が挿通孔９６を介してベース部材９８に部分的に挿通される。ただし、伝達ロッド５８の挿入量は、その縮径部の基端である段部１０２が第３部材８３に係止されることにより規制される。伝達ロッド５８は、段部１０２が第３部材８３に係止された状態で弁駆動体３０と一体に変位可能であり、また、段部１０２が第３部材８３から離間した状態で弁駆動体３０と相対変位可能となっている。

ベローズ３８の内部は密閉された基準圧力室Ｓとなっている。ベローズ３８の底部とフランジ部１００との間には、ベローズ３８を伸長方向に付勢するスプリング１０４が介装されている。基準圧力室Ｓは、本実施形態では真空状態とされている。ベローズ３８は、圧力室５６の吸入圧力Ｐｓと基準圧力室Ｓの基準圧力との差圧に応じて軸線方向（弁部の開閉方向）に伸長または収縮する。ただし、その差圧が大きくなってもベローズ３８が所定量収縮すると、ベース部材９８の先端面が当接して係止されるため、その収縮は規制される。

ベローズ３８と第２副弁体３６との間には、円板状の支持部材１０６が介装されている。支持部材１０６の下面には凹部が設けられ、ベローズ３８の上面中央の凸部と嵌合している。支持部材１０６の上面は曲面に形成されており、第２副弁体３６の下面中央部に当接している。このような構成により、弁駆動体３０の内方における第２副弁体３６とパワーエレメント６との組付性を向上させている。

このような構成において、制御弁１の安定した制御状態においては、圧力室５６内の吸入圧力Ｐｓが所定の設定圧力Ｐsetとなるよう主弁が自律的に動作する。この設定圧力Ｐsetは、基本的にはスプリング４０，６４，１０４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。設定圧力Ｐsetは、ソレノイド３への供給電流（設定電流）を変えることにより変化させることができる。本実施形態では、制御弁１の組み付けが概ね完了した状態で区画部材２２の圧入量を再調整することで、スプリングの設定荷重を微調整することができ、設定圧力Ｐsetを正確に調整することが可能となっている。

本実施形態においては、主弁体３２の主弁における有効受圧経Ａ、主弁体３２の摺動部の有効受圧経Ｂ、第１副弁体３４の第１の副弁における有効受圧経Ｃ、第２副弁体３６の第２の副弁における有効受圧経Ｄが等しく設定されている。このため、主弁体３２、第１副弁体３４および第２副弁体３６に作用する冷媒圧力の影響がキャンセルされる。

次に、制御弁の動作について説明する。
図３および図４は、制御弁の動作を表す図であり、図２に対応する。既に説明した図２は、制御弁の最小容量運転状態を示している。図３は、制御弁のブリード機能を動作させたときの状態を示している。図４は、比較的安定した制御状態を示している。以下においては、図１に基づき、適宜図２〜図４を参照しつつ説明する。

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４２とプランジャ４６との間に吸引力が作用しない。このため、図２に示すように、スプリング４０の付勢力によりパワーエレメント６が下方に変位し、主弁体３２が主弁座２０から離間して主弁が全開状態となる。また、第１副弁体３４が第１副弁座２６に着座するため、第１の副弁は閉弁状態となる。このとき、圧縮機の吐出室からポート１４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１２からクランク室へと流れることになる。したがって、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。このとき、第２の副弁の開閉状態にかかわらず、パワーエレメント６は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５０に最大の制御電流が供給されると、図３に示すように、ソレノイド力が伝達ロッド５８を介して弁駆動体３０にそのまま伝達される。その結果、主弁体３２が主弁座２０に着座して主弁を閉じるとともに第１副弁体３４が第１副弁座２６から離間して第１の副弁を開弁させる。一方、起動時は吸入圧力Ｐｓが比較的高いため、第２副弁体３６も第２副弁座２８から離間し、第２の副弁の開弁状態が維持される。すなわち、ソレノイド３に起動電流が供給されると、主弁が閉じてクランク室への吐出冷媒の導入を規制すると同時に副弁が直ちに開いてクランク室内の冷媒を吸入室に速やかにリリーフさせる。その結果、圧縮機を速やかに起動させることができる。

そして、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、図４に示すように、吸入圧力Ｐｓが比較的低いためにベローズ３８が伸長し、第２副弁体３６が第２副弁座２８に着座して第２の副弁を閉弁させる。一方、そのように第２の副弁が閉じられた状態で主弁体３２が動作して主弁の開度を調整する。このとき、主弁体３２は、スプリング４０による開弁方向の力と、スプリング６４による開弁方向の力と、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６によるソレノイド力び対抗する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、ベローズ３８が縮小するため、弁駆動体３０ひいては主弁体３２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、ベローズ３８が伸長する。その結果、パワーエレメント６による付勢力がソレノイド力を低減させる方向に作用する。この結果、主弁体３２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。

以上に説明したように、本実施形態によれば、弁駆動体３０の内部にパワーエレメント６が一体に設けることで、その弁駆動体３０の重量が比較的大きくなるところ、その一端側が第１ガイド孔７３に摺動可能に支持され、他端側が第２ガイド孔７４に摺動可能に支持される。すなわち、弁駆動体３０がその一端側と他端側で２点支持されるため、その軸ぶれが生じ難い。特に、弁駆動体３０の内部にさらに副弁を設ける都合上、予め分割された第１部材８１と第２部材８２とを圧入して本体３１を構成する構造となるところ、その第１部材８１および第２部材８２のそれぞれが支持される。このため、弁駆動体３０の作動時のボディ５に対する同軸度を高く維持することができる。その結果、主弁体３２の開弁特性を良好に維持することができる。また、弁駆動体３０の支持荷重が分散されるため、各支持部の摩耗を抑制することができる。

また、伝達ロッド５８と弁駆動体３０とを作動連結するために、伝達ロッド５８の上端部を弁駆動体３０の挿通孔９６を介して弁駆動体３０のベース部材９８に遊嵌させる構成とした。すなわち、弁駆動体３０、パワーエレメント６および伝達ロッド５８は本来同軸状に連結しなければならないところ、伝達ロッド５８の上端部を弁駆動体３０やパワーエレメント６に固定するのではなく、遊びとなる間隙を確保した状態で連結する構成とした。このため、弁駆動体３０に対する伝達ロッド５８の同軸度を多少緩和することもでき、各部の寸法公差が主弁体３２の円滑な作動に影響を及ぼすことを防止できる。また、仮に伝達ロッド５８と弁駆動体３０とを圧入する構成とする場合、弁駆動体３０とボディ５との同軸度を確保することが難しくなる。すなわち、ボディ５とコア４２についても圧入が行われるため、２箇所を同時に圧入しなければならず、その組み付け精度を確保するのは難しい。本実施形態によれば、伝達ロッド５８を弁駆動体３０に対して遊嵌する構成としたため、そうした問題がなくなり、組付性を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定実施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、上記実施形態では、制御弁１として、副弁によりクランク室の圧力を吸入室にリリーフ可能ないわゆるブリード機能を有するものを示したが、このようなブリード機能を有しない構成としてもよい。その場合、弁駆動体３０の内方に内部通路を設ける必要がなくなる。また、上記実施形態では、吸入圧力Ｐｓを感知して動作するいわゆるＰｓ感知弁として構成する例を示したが、クランク圧力Ｐｃを感知して動作するいわゆるＰｃ感知弁として構成してもよい。その場合、ポート１６をクランク室に連通させるようにする。

上記実施形態では、パワーエレメント６を構成する感圧部材としてベローズ３８を採用する例を示したが、ダイヤフラムを採用してもよい。その場合、その感圧部材として必要な動作ストロークを確保するために、複数のダイヤフラムを軸線方向に連結する構成としてもよい。

１ 制御弁、 ２ 弁本体、 ３ ソレノイド、 ５ ボディ、 ６ パワーエレメント、 １２，１４，１６ ポート、 １８ 主弁孔、 ２０ 主弁座、 ２２ 区画部材、 ２６ 第１副弁座、 ２８ 第２副弁座、 ３０ 弁駆動体、 ３１ 本体、 ３２ 主弁体、 ３４ 第１副弁体、 ３６ 第２副弁体、 ３８ ベローズ、 ４０ スプリング、 ４２ コア、 ４４ スリーブ、 ４６ プランジャ、 ５８ 伝達ロッド、 ６２ 連通路、 ６４ スプリング、 ７０ 背圧室、 ７３ 第１ガイド孔、 ７４ 第２ガイド孔、 ９８ ベース部材、 １０４ スプリング。

Claims (9)

1. 吸入室に導入される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圧力室と、前記クランク室に連通するクランク圧力室と、被感知圧力が導入される圧力感知室と、前記吐出圧力室と前記クランク圧力室との間に設けられる主弁孔と、前記吐出圧力室と前記圧力感知室との間に設けられる第１ガイド孔と、前記圧力感知室に設けられる第２ガイド孔と、が形成されたボディと、
   一端側が前記第１ガイド孔に摺動可能に支持され、前記主弁孔に接離して主弁を開閉する主弁体が設けられる一方、他端側が前記圧力感知室に配置され、前記第２ガイド孔に摺動可能に支持される摺動部が設けられた弁駆動体と、
   一端部が前記弁駆動体に固定され、前記吸入室の吸入圧力または前記クランク室のクランク圧力を前記被感知圧力として感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると前記弁駆動体に開弁方向の力を作用させる感圧部と、
   前記弁駆動体と作動連結可能に設けられた伝達ロッドと、
   前記設定圧力に応じた閉弁方向のソレノイド力を前記伝達ロッドを介して前記弁駆動体に作用させるソレノイドと、
   を備えることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
2. 前記感圧部は、前記弁駆動体の内方に収容されるように設けられることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
3. 前記伝達ロッドは、前記弁駆動体の前記主弁体とは反対側の端部に遊嵌され、前記弁駆動体に対して近接方向に駆動されることにより前記弁駆動体と作動連結し、前記弁駆動体に対して離間方向に駆動されることにより前記弁駆動体との作動連結が解除されることを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
4. 前記ソレノイドに設けられ、前記伝達ロッドを前記主弁の開弁方向に付勢するための第１の付勢部材と、
   前記ボディと前記感圧部との間に設けられ、前記感圧部を前記主弁の開弁方向に付勢するための第２の付勢部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。
5. 前記吸入室の吸入圧力を前記被感知圧力として感知する制御弁として構成され、
   前記ボディの一端側から、前記クランク室と前記クランク圧力室とを連通させるクランク室連通ポート、前記吐出室と前記吐出圧力室とを連通させる吐出室連通ポート、前記吸入室と前記圧力感知室とを連通させる吸入室連通ポートが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。
6. 前記弁駆動体の内方に形成され、前記クランク室連通ポートと前記吸入室連通ポートとを連通させるための内部通路と、
   前記内部通路に設けられた副弁を開閉する副弁体をさらに備え、
   前記感圧部は、前記副弁体に前記副弁の開閉方向の駆動力を付与可能であ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。
7. 前記クランク圧力室から前記内部通路に延在する区画部材をさらに備え、
   前記区画部材の先端部に副弁座が設けられ、
   前記感圧部の一端部が前記弁駆動体の前記主弁体とは反対側の端部に固定され、
   前記副弁体が前記感圧部の他端部と一体動作可能に設けられ、前記副弁座に着脱して前記副弁を開閉することを特徴とする請求項６に記載の可変容量圧縮機用制御弁。
8. 前記ソレノイドに設けられ、前記伝達ロッドを前記主弁の開弁方向に付勢するための第１のスプリングと、
   前記ボディと前記感圧部との間に設けられ、前記感圧部を前記主弁の開弁方向に付勢するための第２のスプリングと、
   を備え、
   前記区画部材と前記副弁体との間に前記第２のスプリングを介装している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。
9. 前記感圧部は、
   前記弁駆動体に固定されるベース部材と、
   一端が前記ベース部材に固定され、他端が封止されたベローズと、
   前記ベローズの内方に設けられ、前記ベローズの他端と前記ベース部材とを離間方向に付勢する第３のスプリングと、
   を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。

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