JP2018053855A - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】小型であって、クランク室圧力Ｐｃや吸入圧力Ｐｓ等の差圧影響を低く抑えることのできる可変容量型圧縮機用制御弁を提供する。【解決手段】クランク室１０４の圧力ＰｃをＰｓ入出口２７を介して圧縮機１００の吸入室１０４に逃がすための弁内逃がし通路１６が弁本体２０内に設けられるとともに、プランジャ３７の移動により弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体１５が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、カーエアコン等に使用される可変容量型圧縮機用制御弁に係り、特に、圧縮機の運転効率を低下させることなく、圧縮機起動時において吐出容量を迅速に大きくすることのできる可変容量型圧縮機用制御弁に関する。

従来より、カーエアコン用圧縮機として、図１０に簡略図示されている如くの斜板式可変容量型圧縮機が使用されている。この斜板式可変容量型圧縮機１００は、車載エンジンに回転駆動される回転軸１０１、この回転軸１０１に取り付けられた斜板１０２、この斜板１０２が配在されたクランク室１０４、前記斜板１０２により往復運動せしめられるピストン１０５、このピストン１０５により圧縮された冷媒を吐出するための吐出室１０６、冷媒を吸入するための吸入室１０７、クランク室１０４の圧力Ｐｃを吸入室１０７へ逃がすための機内逃がし通路（固定オリフィス）１０８等を有している。

一方、上記可変容量型圧縮機に用いられる制御弁１’は、圧縮機１００の吐出室１０６から吐出圧力Ｐｄが導入されるとともに、その吐出圧力Ｐｄを圧縮機１００の吸入圧力Ｐｓに応じて調圧することによりクランク室１０４の圧力Ｐｃを制御するようになっており、基本構成として、弁口が設けられた弁室及び圧縮機１００の吸入室１０７に連通するＰｓ入出口を有し、前記弁口より上流側に圧縮機１００の吐出室１０６に連通するＰｄ導入口が設けられるとともに、前記弁口より下流側に前記圧縮機１００のクランク室１０４に連通するＰｃ入出口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉するための主弁体と、該主弁体を弁口開閉方向に移動させるためのプランジャを有する電磁式アクチュエータと、前記圧縮機１００から吸入圧力Ｐｓが前記Ｐｓ入出口を介して導入される感圧室と、該感圧室の圧力に応じて前記主弁体を弁口開閉方向に付勢する感圧応動部材と、を備え、前記クランク室１０４の圧力Ｐｃを前記Ｐｓ入出口を介して前記圧縮機１００の吸入室１０７に逃がすための弁内逃がし通路１６’が前記主弁体内に設けられるとともに、該弁内逃がし通路１６’を開閉する副弁体が設けられ、前記電磁式アクチュエータの吸引力により前記プランジャが最下降位置から上方向に連続的に移動せしめられるとき、前記プランジャと一緒に前記副弁体が前記弁内逃がし通路１６’を閉じたまま上方向に移動するとともに、該副弁体に追従するように主弁体が上方向に移動せしめられ、前記主弁体により前記弁口が閉じられた後、さらに前記プランジャが上方向に移動せしめられると、前記副弁体が前記弁内逃がし通路１６’を開くようにされており、前記主弁体と前記弁口とで図１０において符号１１’で示される主弁部が構成され、前記副弁体と前記弁内逃がし通路とで符号１２’で示される副弁部が構成される（例えば下記特許文献１等を参照）。

このような構成の制御弁１’においては、通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、電磁式アクチュエータのコイル、ステータ及び吸引子等からなるソレノイド部が通電されると、吸引子にプランジャが引き寄せられ、これに伴い、プランジャと一体に副弁体が上方向に移動するとともに、この動きに追従して、主弁体が閉弁ばねの付勢力により閉弁方向に移動せしめられる。一方、圧縮機１００からＰｓ入出口を介して導入された吸入圧力Ｐｓは、入出室からプランジャの横孔等を介して感圧室に導入され、感圧応動部材（例えばベローズ装置）は感圧室の圧力（吸入圧力Ｐｓ）に応じて伸縮変位（吸入圧力Ｐｓが高いと収縮、低いと伸張）し、該変位（付勢力）が主弁体に伝達され、それによって、弁口に対して主弁体の主弁体部が昇降して主弁部１１’の弁開度が調整される。すなわち、弁開度は、ソレノイド部によるプランジャの吸引力と、感圧応動部材の伸縮変位による付勢力（伸縮力）と、プランジャばね（開弁ばね）及び閉弁ばねによる付勢力と、主弁体に作用する開弁方向の力と閉弁方向の力とによって決定され、その弁開度に応じて、クランク室１０４の圧力Ｐｃ（以下、クランク室圧力Ｐｃあるいは単に圧力Ｐｃと呼ぶことがある）が制御される。この場合、主弁体は閉弁ばねの付勢力により常に上向きに付勢されているとともに、副弁体は開弁ばねの付勢力により常に下向きに付勢されているので、副弁部１２’が閉弁となり、弁内逃がし通路１６’は主弁体内で遮断され、弁内逃がし通路１６’を通じてクランク室圧力Ｐｃが吸入室１０７に逃がされることはない。

それに対し、圧縮機起動時には、ソレノイド部が通電されて、吸引子にプランジャが引き寄せられ、このプランジャと一緒に副弁体が上方向に移動するとともに、この上方向移動に追従して、主弁体が閉弁ばねの付勢力により閉弁方向に移動せしめられ、主弁体の主弁体部により弁口が閉じられた後、さらにプランジャが上方向に移動せしめられ、これによって副弁体が弁内逃がし通路１６’を開くようにされている。

このように、上記従来の制御弁１’では、圧縮機起動時において、クランク室圧力Ｐｃが機内逃がし通路１０８と弁内逃がし通路１６’の二つの通路を通じて吸入室１０７に逃がされることになるため、吐出容量が大きくなるまでに要する時間を短縮することができる。また、通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、弁内逃がし通路１６’が副弁体により閉じられているため、圧縮機１００の運転効率が低下することはない。

特開２０１３−１３０１２６号公報

ところで、上記した如くの可変容量型圧縮機用制御弁１’においては、クランク室１０４の圧力Ｐｃを圧縮機１００の吸入室１０７に逃がすための弁内逃がし通路１６’が主弁体内に設けられているので、起動性の向上を図るために前記弁内逃がし通路１６’の通路径（つまり、主弁体の内径）を大きくすると、それに伴って、主弁体の外径も大きくなり、その結果、制御弁１’自体の体格が大きくなるとともに、主弁体（の上下）にかかるクランク室圧力Ｐｃや吸入圧力Ｐｓ等の差圧影響を受けやすくなる恐れがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型であって、クランク室圧力Ｐｃや吸入圧力Ｐｓ等の差圧影響を低く抑えることのできる可変容量型圧縮機用制御弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、基本的に、弁口が設けられた弁室及び圧縮機の吸入室に連通するＰｓ入出口を有し、前記弁口より上流側に圧縮機の吐出室に連通するＰｄ導入口が設けられるとともに、前記弁口より下流側に前記圧縮機のクランク室に連通するＰｃ入出口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉するための主弁体と、該主弁体を弁口開閉方向に移動させるためのプランジャを有する電磁式アクチュエータと、前記圧縮機から吸入圧力Ｐｓが前記Ｐｓ入出口を介して導入される感圧室と、該感圧室の圧力に応じて前記主弁体を弁口開閉方向に付勢する感圧応動部材と、を備え、前記クランク室の圧力Ｐｃを前記Ｐｓ入出口を介して前記圧縮機の吸入室に逃がすための弁内逃がし通路が前記弁本体内に設けられるとともに、前記プランジャの移動により前記弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記電磁式アクチュエータの吸引力により前記プランジャが最下降位置から上方向に連続的に移動せしめられるとき、前記副弁体が前記弁内逃がし通路を閉じたまま、前記プランジャと一緒に前記主弁体が上方向に移動せしめられ、前記主弁体により前記弁口が閉じられた後、さらに前記プランジャが上方向に移動せしめられると、前記主弁体が前記弁口を閉じたまま、前記プランジャと一緒に前記副弁体が上方向に移動せしめられて前記弁内逃がし通路を開くようにされる。

他の好ましい態様では、前記弁内逃がし通路は、前記弁本体内における前記Ｐｃ入出口に連なるＰｃ入出室と前記Ｐｓ入出口に連なるＰｓ入出室とを連通する弁本体内連通路を含んで構成される。

更に好ましい態様では、前記弁本体は、筒状の本体部材と、該本体部材に内挿固定されるシート部材とを有し、前記本体部材における前記シート部材の一端側に前記Ｐｃ入出室が形成され、前記本体部材における前記シート部材の他端側に前記Ｐｓ入出室が形成されており、前記弁本体内連通路は、前記本体部材と前記シート部材との間に配設される。

更に好ましい態様では、前記弁本体内連通路は、前記本体部材の内周もしくは前記シート部材の外周に形成された縦溝で構成される。

更なる好ましい態様では、前記副弁体は、前記Ｐｓ入出室に移動自在に配在される。

更に好ましい態様では、前記シート部材に、前記Ｐｓ入出室側に突出する突出部が設けられ、該突出部の外周に前記副弁体が摺動自在に配在される。

更に好ましい態様では、前記副弁体は、前記突出部に摺動自在に外挿されて前記弁本体内連通路の端縁部に接離する筒状部と、前記プランジャと一緒に移動させるべく前記プランジャにより掛止せしめられる鍔状係止部とを有する。

更に好ましい態様では、前記鍔状係止部は、前記筒状部における前記弁本体内連通路の端縁部に接離する一端部とは反対側の他端部に設けられる。

更に好ましい態様では、前記鍔状係止部は、前記筒状部における前記他端部から内側へ向けて設けられる。

別の好ましい態様では、前記突出部は、前記プランジャの最下降位置を規定するためのストッパ部とされる。

更に好ましい態様では、前記プランジャに、前記ストッパ部に対接せしめられるとともに前記副弁体の前記鍔状係止部を掛止するための外鍔状掛止部が設けられる。

更に好ましい態様では、前記プランジャに対して前記副弁体を横方向から移動させることにより、前記副弁体の前記鍔状係止部と前記プランジャの前記外鍔状掛止部とが係合せしめられるようにされる。

更に好ましい態様では、前記プランジャに、該プランジャに対して前記主弁体を横方向から挿入して該主弁体を係合させるためのスリットが設けられる。

別の好ましい態様では、前記副弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が配設される。

本発明によれば、クランク室の圧力ＰｃをＰｓ入出口を介して圧縮機の吸入室に逃がすための弁内逃がし通路が弁本体内に設けられるとともに、プランジャの移動により弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられているので、例えば弁内逃がし通路が主弁体内に設けられた従来の制御弁と比べて、主弁体の外径を小さくできる。そのため、制御弁自体を小型化できるとともに、クランク室圧力Ｐｃや吸入圧力Ｐｓ等の差圧影響を低く抑えることが可能となる。

本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態の主弁：開、副弁：閉の状態（通常制御時）を示す縦断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態の主弁：閉、副弁：閉の状態（圧縮機起動移行時（その１））を示す縦断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態の主弁：閉、副弁：閉の状態（圧縮機起動移行時（その２））を示す縦断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態の主弁：閉、副弁：開の状態（圧縮機起動時）を示す縦断面図。 図１のＡ−Ａ矢視線に従う断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の主要部分の分解斜視図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁に用いられるプランジャを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁に用いられる副弁体を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は上面図、（Ｄ）は下面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁のプランジャリフト量と弁口開口面積及び弁内逃がし通路の通路開口面積との関係を示す図。 従来例における圧縮機と制御弁との間の冷媒圧力流通状況を示す図であり、（Ａ）は通常制御時、（Ｂ）は圧縮機起動時を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１〜図４は、それぞれ本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の一実施形態を示す縦断面図であり、図１は主弁：開、副弁：閉の状態（通常制御時）、図２及び図３は主弁：閉、副弁：閉の状態（圧縮機起動移行時）、図４は主弁：閉、副弁：開の状態（圧縮機起動時）を示している。また、図５は、図１のＡ−Ａ矢視線に従う断面図であり、図６は、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の主要部分の分解斜視図である。なお、図６では、図１〜図４に対して、プランジャが軸線（中心線）周りで１８０°回転した状態を示している。

なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際に圧縮機に組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。

図示実施形態の制御弁１は、基本的に、弁口２２が設けられた弁本体２０と、弁口２２を開閉するための主弁体１０と、該主弁体１０を弁口開閉方向（上下方向）に移動させるための電磁式アクチュエータ３０と、感圧応動部材としてのベローズ装置４０とを備えている。

電磁式アクチュエータ３０は、ボビン３８、該ボビン３８に外装された通電励磁用のコイル３２、コイル３２の内周側に配在されたステータ３３及び吸引子３４、ステータ３３及び吸引子３４の下端部外周（段差部）にその上端部が溶接により接合された案内パイプ３５、吸引子３４の下方で案内パイプ３５の内周側に上下方向に摺動自在に配在された断面凹状のプランジャ３７、前記コイル３２に外挿される円筒状のハウジング６０、取付板３９を介してハウジング６０の上側に取り付けられたコネクタヘッド３１、及び、ハウジング６０の下端部と案内パイプ３５の下端部との間に配在されてそれらを弁本体２０の上部に固定するためのホルダ２９を備えている。本例においては、円筒状のステータ３３の下部内周に、該ステータ３３の内径より小径の挿通穴３４ａがその中央に（軸線Ｏに沿って）形成された円筒状の吸引子３４が一体成形されている。また、コネクタヘッド３１の外周（に形成された環状の装着溝）に、シール材としてのＯリング３１Ａが装着されている。ここでは、電磁式アクチュエータ３０のうちの、プランジャ３７を除いた、コイル３２、ステータ３３、及び吸引子３４等からなる部分をソレノイド部３０Ａと称する。

前記ステータ３３の上部には、短円柱状の固定子６５が圧入等により固着せしめられ、ステータ３３の内周側における前記固定子６５と吸引子３４との間には、圧縮機１００の吸入圧力Ｐｓが導入される感圧室４５が形成され、この感圧室４５には感圧応動部材としての、ベローズ４１、逆凸字状の上ストッパ４２、逆凹字状の下ストッパ４３、及び圧縮コイルばね４４からなるベローズ装置４０が配在されている。さらに、ベローズ装置４０の下側には、推力伝達部材としての段付き棒状のプッシュロッド４６が軸線Ｏに沿って配在されている。このプッシュロッド４６は、上側から、上部小径部４６ｄ、中間胴部４６ｃ、軸線Ｏ方向（上下方向）に比較的長い下部小径部４６ｂを有し、下ストッパ４３の凹部内には前記プッシュロッド４６の上部小径部４６ｄが嵌挿されて支持され、吸引子３４の挿通穴３４ａに前記プッシュロッド４６の中間胴部４６ｃが摺動自在に内挿されている。また、前記プッシュロッド４６の下部小径部４６ｂは、断面凹状のプランジャ３７の凹穴３７ｂ（ここでは、前記吸引子３４の挿通穴３４ａと略同径の縦長の凹穴）に内挿され、その下端部４６ａが、凹穴３７ｂの底部中央に形成された凹状の嵌挿穴３７ｃに嵌め込まれている。

プッシュロッド４６の上部小径部４６ｄと中間胴部４６ｃとの間に形成される段差部（下向きの環状の段丘面）とプランジャ３７の凹穴３７ｂの底部（における嵌挿穴３７ｃ周りの上向きの面）との間には、前記プッシュロッド４６の下部小径部４６ｂに外挿されるようにして、円筒状の圧縮コイルばねからなるプランジャばね（開弁ばね）４７が縮装されている。このプランジャばね４７（の圧縮力）により、プランジャ３７が下方（開弁方向）に付勢されるとともに、プッシュロッド４６を介して前記ベローズ装置４０が感圧室４５内で保持されている。

また、図６及び図７を参照すればよく分かるように、プランジャ３７の下部（下端部から所定距離だけ上方の部分）には、当該プランジャ３７の中央（軸線Ｏ上）付近まで延びる平面視で略半円形の切込み３７ｔが（横方向に向けて）形成され、その切込み３７ｔの下側（すなわち、切込み３７ｔとプランジャ３７の下端部との間の部分）に、当該プランジャ３７の下端縁部から中央まで直線状に延びるスリット３７ｓが形成されている。前記切込み３７ｔの（上下方向の）高さは、主弁体１０の鍔状係止部１０ｋの高さより若干大きくされており、前記スリット３７ｓの（上下方向の）高さは、主弁体１０の上部小径部１０ｄの高さより若干小さくされており、主弁体１０は、プランジャ３７に対して上下動可能となっている（後で詳述）。また、前記スリット３７ｓの（横方向の）幅は、組立性等を考慮して、主弁体１０の上部小径部１０ｄの外径より若干大きくされるとともに、主弁体１０の鍔状係止部１０ｋの外径より小さくされており、前記スリット３７ｓの外周部分（の上向きの面）が、主弁体１０の鍔状係止部１０ｋを掛止するための内鍔状掛止部３７ｋとされている。

さらに、前記プランジャ３７の下面には、前記スリット３７ｓに対応する部分が切り欠かれた（具体的には、主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃの外径より幅広の部分が切り欠かれた）平面視で略Ｃ字状の筒状脚部３７ａが（下向きに）突設されている。この筒状脚部３７ａは、主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃ（の上端部分）に（若干の隙間を持って）外挿されるとともに、その下端部に、後述する副弁体１５の鍔状係止部１５ｊを掛止するための外鍔状掛止部３７ｊが（外向きに）突設されている。

また、本例では、プランジャ３７の外周の所定位置（図示例では、切込み３７ｔ及びスリット３７ｓが形成された部分）に、Ｄカット面３７ｄが形成されており、プランジャ３７（のＤカット面３７ｄ）の外周と案内パイプ３５との間に隙間３６が形成されている。同様に、プッシュロッド４６の中間胴部４６ｃの外周の所定位置に、Ｄカット面４６ｅが形成されており、プッシュロッド４６（のＤカット面４６ｅ）の外周と吸引子３４との間に隙間３８が形成されている。なお、プランジャ３７のＤカット面３７ｄやプッシュロッド４６のＤカット面４６ｅに代えて、１つもしくは複数の縦溝を形成して、プランジャ３７の外周と案内パイプ３５との間やプッシュロッド４６の外周と吸引子３４との間に隙間を形成しても良い。

主弁体１０は、例えば金属製とされ、軸線Ｏに沿って配置された段付き軸状の中実部材から形成されている。この主弁体１０は、下から順に、比較的大径の主弁体部１０ａ、下部小径部１０ｂ、上下方向に長い中間嵌挿部１０ｃ、上部小径部１０ｄ、及び鍔状係止部１０ｋからなっており、中間嵌挿部１０ｃの下部外周（に上下二段で設けられた環状溝）には、シール材としてのＯリング１０Ａが二段介装されている。

前記のように、主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃ（の上端部分）は、プランジャ３７の下面に設けられた筒状脚部３７ａに内挿され、上部小径部１０ｄは、前記スリット３７ｓに緩く内嵌され、鍔状係止部１０ｋは、前記切込み３７ｔに緩く内嵌される。前記鍔状係止部１０ｋは前記スリット３７ｓの幅より大径とされており、プランジャ３７が主弁体１０に対して上方向に移動せしめられるとき、前記スリット３７ｓの外周部分からなる内鍔状掛止部３７ｋが鍔状係止部１０ｋに引っ掛けられて抜け止め係止されるようになっている。また、前記中間嵌挿部１０ｃも前記スリット３７ｓの幅より大径とされており、前記プランジャ３７の下面における前記スリット３７ｓの外周部分が主弁体１０における中間嵌挿部１０ｃと上部小径部１０ｄとの段差部に対接せしめられるようになっている。

一方、弁本体２０は、上部中央に嵌合用の凹穴２０Ｃが設けられるとともに下部中央に前記凹穴２０Ｃに連なる若干小径の収容穴１８が設けられた段付き円筒状の本体部材２０Ａと、前記凹穴２０Ｃに圧入等により内挿固定される円筒状のシート部材２０Ｂとの二分割構成とされている。

シート部材２０Ｂは、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の比較的硬度の高い材料から作製され、前記凹穴２０Ｃに嵌挿される嵌挿部２４の上側に（言い換えれば、嵌挿部２４からＰｓ入出室２８側へ向けて突出するように）、プランジャ３７の最下降位置を規定するためのストッパ部（突出部）２４Ａが突設されている。シート部材２０Ｂ（の嵌挿部２４）の下端部は、本体部材２０Ａの凹穴２０Ｃと収容穴１８との間の段差部（段丘部）に当接せしめられている。また、シート部材２０Ｂの中央部には、縦方向に貫通するように（つまり、軸線Ｏに沿って）前記主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃが摺動自在に嵌挿される案内孔１９が形成され、この案内孔１９の下端部が前記主弁体１０の主弁体部１０ａにより開閉される弁口２２（弁シート部）となっている。ここでは、主弁体部１０ａと弁口２２とで主弁部１１が構成される。

また、前記シート部材２０Ｂ（並びに、後述する副弁体１５の筒状部１５ｂ）（の外径）は、前記プランジャ３７より小径とされている。

本体部材２０Ａは、例えばアルミニウムや真鍮、あるいは樹脂等のステンレス等と比べると比較的比重の低い材料（すなわち、比較的硬度の低い材料）から作製され、本体部材２０Ａの凹穴２０Ｃにシート部材２０Ｂ（の嵌挿部２４）が内挿された状態で、前記ストッパ部２４Ａの外周（言い換えれば、本体部材２０Ａにおけるシート部材２０Ｂの上端側）には、圧縮機１００の吸入圧力ＰｓのＰｓ入出室２８が形成されるとともに、そのＰｓ入出室２８の外周側に複数個（図示例では、２個）のＰｓ入出口２７が形成されている。このＰｓ入出口２７からＰｓ入出室２８に導入された吸入圧力Ｐｓは、プランジャ３７の底部に形成されたスリット３７ｓ及び切込み３７ｔ、プランジャ３７の外周と案内パイプ３５との間に形成される隙間３６（本例では、Ｄカット面３７ｄにより形成される隙間）、プッシュロッド４６の外周と吸引子３４との間に形成される隙間３８（本例では、Ｄカット面４６ｅにより形成される隙間）等を介して前記感圧室４５に導入される。

また、本体部材２０Ａの凹穴２０Ｃの底部中央に、主弁体１０の主弁体部１０ａを収容するための、案内孔１９及び主弁体部１０ａより大径の前記収容穴１８が連設されている。収容穴１８の底部外周角部と主弁体１０の主弁体部１０ａの下部外周に設けられた段差部（段丘部）１０ｇとの間には、円錐状の圧縮コイルばねからなる閉弁ばね５０が縮装され、この閉弁ばね５０の付勢力により主弁体１０（の中間嵌挿部１０ｃと上部小径部１０ｄとの段差部）がプランジャ３７（の下面）に押し付けられる。ここでは、前記収容穴１８内（シート部材２０Ｂの弁口２２より下側部分）が、弁室２１となっている。

前記凹穴２０Ｃには、圧縮機１００の吐出室１０６に連通するＰｄ導入口２５が複数個開口せしめられ、そのＰｄ導入口２５の外周に、リング状のフィルタ部材２５Ａが配在されるとともに、前記凹穴２０Ｃに内挿されたシート部材２０Ｂの嵌挿部２４（特に、主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃが内挿される部分より下側の部分）に、前記Ｐｄ導入口２５に連通するとともに前記案内孔１９に連なる複数個の横孔２５ｓが設けられている。図示例では、Ｐｄ導入口２５及び横孔２５ｓは、等角度間隔で４個ずつ設けられている（特に、図５参照）。

また、本体部材２０Ａの下端部には、フィルタとして機能する蓋状部材４８が係合・圧入等により固定されており、この蓋状部材４８より上側で収容穴１８より下側（言い換えれば、本体部材２０Ａにおけるシート部材２０Ｂの下端側）が、圧縮機１００のクランク室１０４に連通するＰｃ入出室（入出口）２６となっている。このＰｃ入出室（入出口）２６は、弁室２１→弁口２２と主弁体部１０ａとの間の隙間→案内孔１９の下部と下部小径部１０ｂとの間の隙間→嵌挿部２４の横孔２５ｓを介して前記Ｐｄ導入口２５に連通する。

さらに、本実施形態では、前記弁本体２０における本体部材２０Ａとシート部材２０Ｂとの間に、Ｐｃ入出室２６とＰｓ入出室２８とを連通する弁本体内連通路１６Ａが設けられている。

詳しくは、図５を参照すればよく分かるように、前記弁本体２０における本体部材２０Ａの内周、より詳細には、シート部材２０Ｂの嵌挿部２４が内挿される凹穴２０Ｃ及び該凹穴２０Ｃに連なる収容穴１８の上端部分の周壁に、平面視で略半円形であって、下端が弁室２１（及びＰｃ入出室２６）に開口し且つ上端がＰｓ入出室２８に開口する縦溝が（周方向で）複数個形成されており、この複数個の（上下方向に延びる）縦溝によって、Ｐｃ入出室２６とＰｓ入出室２８とを連通する弁本体内連通路１６Ａが形成されている。図示例では、各縦溝（弁本体内連通路１６Ａ）は、隣り合うＰｄ導入口２５の中間に位置するように、等角度間隔で４個設けられている。この弁本体内連通路１６Ａは、弁内逃がし通路１６の一部を構成することともに、この弁本体内連通路１６Ａの上端部が、副弁体１５の下端部（副弁体部）１５ａが接離する副弁シート部２３となっている（後で詳述）。

一方、前記シート部材２０ＢにおけるＰｓ入出室２８側に突出したストッパ部２４Ａの外周には、前記弁内逃がし通路１６（弁本体内連通路１６Ａ）を開閉するための副弁体１５が上下方向に摺動自在に配在されている。

前記副弁体１５は、例えば金属製とされ、前記ストッパ部２４Ａに摺動自在に外挿される、ストッパ部２４Ａ（の外径）と略同径の筒状部１５ｂを有し、この筒状部１５ｂの下端部が、前記弁本体内連通路１６Ａの上端縁部である副弁シート部２３に接離して前記弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体部１５ａとなっている。ここでは、副弁シート部２３と副弁体部１５ａとで副弁部１２が構成される。

また、前記筒状部１５ａの下端部には鍔状の下側ばね受け部１５ｃが（外向きに）突設されるとともに、弁本体２０（の本体部材２０Ａ）の上端部（内周）には鍔状の上側ばね受け部２０ｃが突設されており、下側ばね受け部１５ｃと上側ばね受け部２０ｃとの間に、副弁体１５を下方（弁内逃がし通路１６（弁本体内連通路１６Ａ）を閉じる閉弁方向）に付勢する逆立円錐状の圧縮コイルばねからなる閉弁ばね（付勢部材）５１が縮装されている。

前記副弁体１５（の筒状部１５ｂ）の上端は、前記ストッパ部２４Ａ（の上端）より所定寸法だけ上側に位置せしめられており、図６及び図８を参照すればよく分かるように、その副弁体１５（の筒状部１５ｂ）の上端開口（副弁体部１５ａとは反対側の上端部）に、当該副弁体１５をプランジャ３７と連動して移動させるための鍔状係止部１５ｊが内向きに突設されている。ここでは、前記上端開口の半周強の部分に、前記鍔状係止部１５ｊが設けられている。この鍔状係止部１５ｊは、前記筒状部１５ｂの上端開口から、主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃに外挿されるプランジャ３７の筒状脚部３７ａ側へ向けて突出しており、プランジャ３７が副弁体１５に対して上方向に移動せしめられるとき、前記プランジャ３７（の筒状脚部３７ａ）の外鍔状掛止部３７ｊにより前記鍔状係止部１５ｊが引っ掛けられて掛止されるようになっている。

本実施形態では、前記のように、Ｐｃ入出室２６、弁室２１、前記弁本体２０に設けられた弁本体内連通路１６Ａ、Ｐｓ入出室２８などで、クランク室１０４の圧力ＰｃをＰｓ入出口２７を介して圧縮機１００の吸入室１０７に逃がすための弁内逃がし通路１６が構成され、弁本体内連通路１６Ａの上端縁部である副弁シート部２３に副弁体１５の副弁体部（下端部）１５ａが離接することにより、前記弁内逃がし通路１６が開閉されるようになっている。

なお、前記主弁体１０及び副弁体１５とプランジャ３７との組み付けに際しては、例えば、予め弁本体２０の案内孔１９に主弁体１０を（下側から）組み付けるとともにストッパ部２４Ａに副弁体１５を（上側から）組み付けた後、プランジャ３７の切込み３７ｔ及びスリット３７ｓに前記主弁体１０の鍔状係止部１０ｋ及び上部小径部１０ｄがそれぞれ挿入されるとともに、平面視で略Ｃ字状の筒状脚部３７ａの開放部分から主弁体１０の中間嵌挿部１０ｃが当該筒状脚部３７ａの内側に配置され、副弁体１５の上端の開放部分（鍔状係止部１５ｊが設けられていない部分）を介して前記筒状脚部３７ａが前記副弁体１５の筒状部１５ｂの上端及び鍔状係止部１５ｊの内側に配置されるように、当該主弁体１０及び副弁体１０に対してプランジャ３７を横移動させ、主弁体１０の鍔状係止部１０ｋ及び上部小径部１０ｄをプランジャ３７の切込み３７ｔ及びスリット３７ｓの奥側（つまり、プランジャ３７の中心軸線Ｏ上）に嵌挿すればよい。なお、図６以外の各図では、プランジャ３７の外鍔状掛止部３７ｊを副弁体１５の鍔状係止部１５ｊに確実に係合させるべく、主弁体１０及び副弁体１５に対してプランジャ３７を横移動させた後、当該プランジャ３７を軸線Ｏ回りで略１８０°回転させた状態を示している。

ここで、本実施形態の制御弁１では、図１に示される如くに、プランジャ３７、主弁体１０、及び副弁体１５が最下降位置にある状態（プランジャ３７の最下端面（つまり、プランジャ３７の筒状脚部３７ａの外鍔状掛止部３７ｊの下端面）がストッパ部２４Ａ（の上面）に当接、主弁部１１は全開、副弁部１２は全閉）において、主弁体１０の主弁体部１０ａと弁口２２（弁シート部）との間の上下方向の離隔距離が第１リフト量Ｌａとされ、プランジャ３７の外鍔状掛止部３７ｊと副弁体１５の鍔状係止部１５ｊとの離隔距離が第２リフト量Ｌｂ（＞Ｌａ）とされ、プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋと主弁体１０の鍔状係止部１０ｋとの離隔距離は所定量Ｌｘとされ、前記プランジャ３７の最大リフト量（第３リフト量）Ｌｃ（＞Ｌｂ）（プランジャ３７の最下降位置から最上昇位置までのリフト量）は、第１リフト量Ｌａ＋所定量Ｌｘとなっている。すなわち、Ｌｘ＞Ｌｂ−Ｌａの関係となるように各離隔距離が設定されている。

次に、上記構成とされた制御弁１の動作を概説する。

通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、プランジャ３７のリフト量は、最大でも前記第１リフト量Ｌａ強とされ、圧縮機起動時（Ｐｃ→Ｐｓ制御時）には、プランジャ３７のリフト量は、前記第３リフト量Ｌｃとされる。

すなわち、通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、コイル３２、ステータ３３及び吸引子３４等からなるソレノイド部３０Ａが通電励磁されると、吸引子３４にプランジャ３７が引き寄せられ、この動きに追従して、閉弁ばね５０の付勢力により主弁体１０が上方（閉弁方向）に移動せしめられる。一方、圧縮機１００からＰｓ入出口２７に導入された吸入圧力Ｐｓは、Ｐｓ入出室２８からプランジャ３７のスリット３７ｓ及び切込み３７ｔ等を介して感圧室４５に導入され、ベローズ装置４０（内部は真空圧）は感圧室４５の圧力（吸入圧力Ｐｓ）に応じて伸縮変位（吸入圧力Ｐｓが高いと収縮、低いと伸張）し、該変位がプッシュロッド４６やプランジャ３７を介して主弁体１０に伝達され、それによって、弁開度（弁口２２と主弁体部１０ａとの離隔距離）が調整され、その弁開度に応じて、クランク室１０４の圧力Ｐｃが調整される。これに伴い、圧縮機１００の斜板１０２の傾斜角度及びピストン１０５のストロークが調整されて、吐出容量が増減される（図９に示されるＡ領域）。

この場合、主弁体１０は閉弁ばね５０の付勢力により常に上向きに付勢されているとともに、プランジャ３７の外鍔状掛止部３７ｊに副弁体１５の鍔状係止部１５ｊは掛止されておらず（Ｌｂ＞Ｌａであるため）、副弁体１５は閉弁ばね５１の付勢力により常に下向きに付勢されているので、副弁体部１５ａは副弁シート部２３に押し付けられた状態（副弁部１２が閉弁）となり、弁内逃がし通路１６は弁本体２０内で遮断されている。そのため、弁内逃がし通路１６を通じてクランク室圧力Ｐｃが吸入室１０７に逃がされることはない。

それに対し、圧縮機起動時には、ソレノイド部３０Ａが通電励磁されて、吸引子３４にプランジャ３７が引き寄せられ、この上方向移動に追従して主弁体１０が上方向に移動せしめられ、主弁体１０の主弁体部１０ａにより弁口２２が閉じられた後、さらにプランジャ３７が上方向に移動せしめられ、これによって副弁体１５が弁内逃がし通路１６を開くようにされ、クランク室１０４の圧力Ｐｃが機内逃がし通路１０８と弁内逃がし通路１６の二つの通路を通じて吸入室１０７に逃がされる。

詳細には、プランジャ３７の上方向移動量が第１リフト量Ｌａに達するまでは、主弁体１０が閉弁ばね５０の付勢力によりプランジャ３７の上方向移動に追従するように閉弁方向に移動し、前記上方向移動量が前記第１リフト量Ｌａに達すると、主弁体１０の主弁体部１０ａにより弁口２２が閉じられる（図２に示される状態）。圧縮機起動時には、この主弁部１１の閉弁状態から（主弁体１０は閉弁状態のまま不動から）さらにプランジャ３７が上方向に移動せしめられる。プランジャ３７の上方向移動量が第２リフト量Ｌｂに達するまでは、副弁体１５は閉弁ばね５１の付勢力により閉弁状態のまま（副弁体部１５ａが副弁シート部２３に押し付けられたまま）不動である（図９に示されるＢ領域）。前記上方向移動量が前記第２リフト量Ｌｂに達すると、プランジャ３７の外鍔状掛止部３７ｊが副弁体１５の鍔状係止部１５ｊに係止される（図３に示される状態）。そして、この状態から、プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋが主弁体１０の鍔状係止部１０ｋに係止されるまで、つまり、Ｌｘ−（Ｌｂ−Ｌａ）分だけプランジャ３７がさらに上方向に移動せしめられる（図４に示される状態）（図９に示されるＣ領域）。言い換えれば、プランジャ３７の上方向移動量が前記第１リフト量Ｌａに達した後、プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋが主弁体１０の鍔状係止部１０ｋに係止されるまでのＬｘ−（Ｌｂ−Ｌａ）分だけ副弁体１５が（弁本体２０から）引き上げられる。この場合、主弁体１０は閉弁状態のまま不動である一方で、副弁体１５の副弁体部１５ａは副弁シート部２３から前記Ｌｘ−（Ｌｂ−Ｌａ）分リフトせしめられ、これによって弁内逃がし通路１６が開かれる。プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋが主弁体１０の鍔状係止部１０ｋに係止されると、ソレノイド部３０Ａが吸引力を発生しても、プランジャ３７及び副弁体１５はそれ以上引き上げられない。

このように、本実施形態の制御弁１においては、圧縮機起動時に、クランク室１０４の圧力Ｐｃは機内逃がし通路１０８と弁内逃がし通路１６の二つの通路を通じて吸入室１０７に逃がされることになるため、圧縮機起動時において吐出容量が大きくなるまでに要する時間を大幅に短縮することができる。また、通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、弁内逃がし通路１６は副弁体１５により閉じられているため、圧縮機１００の運転効率が低下することはない。

また、クランク室１０４の圧力ＰｃをＰｓ入出口２７を介して圧縮機１００の吸入室１０４に逃がすための弁内逃がし通路１６が弁本体２０内に設けられるとともに、プランジャ３７の移動により弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体１５が設けられているので、例えば弁内逃がし通路が主弁体内に設けられた従来の制御弁と比べて、主弁体１０の外径を小さくできる。そのため、制御弁１自体を小型化できるとともに、クランク室圧力Ｐｃや吸入圧力Ｐｓ等の差圧影響を低く抑えることが可能となる。

なお、上記実施形態では、弁本体２０における本体部材２０Ａの内周に形成した縦溝によって、弁内逃がし通路１６の一部を構成する弁本体内連通路１６Ａを形成しているが、例えば、前記縦溝（弁本体内連通路１６Ａ）は、シート部材２０Ｂの外周に設けても良いし、本体部材２０Ａとシート部材２０Ｂとの両方に設けても良い。また、例えば、前記弁本体２０を（本体部材２０Ａとシート部材２０Ｂとの二部品ではなく）一部品で形成し、その弁本体に貫通孔等からなる弁本体内連通路を形成しても良い。

また、前記弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体１５の配置箇所や形状、プランジャ３７との連結機構等は、適宜に変更できることは詳述するまでも無い。

１ 可変容量型圧縮機用制御弁
１０ 主弁体
１０ａ 主弁体部
１０ｂ 下部小径部
１０ｃ 中間嵌挿部
１０ｄ 上部小径部
１０ｋ 鍔状係止部
１１ 主弁部
１２ 副弁部
１５ 副弁体
１５ａ 副弁体部
１５ｂ 筒状部
１５ｊ 鍔状係止部
１６ 弁内逃がし通路
１６Ａ 弁本体内連通路
１８ 収容穴
１９ 案内孔
２０ 弁本体
２０Ａ 本体部材
２０Ｂ シート部材
２０Ｃ 凹穴
２１ 弁室
２２ 弁口
２３ 副弁シート部
２４ 嵌挿部
２４Ａ ストッパ部（突出部）
２５ Ｐｄ導入口
２５ｓ 横孔
２６ Ｐｃ入出室（入出口）
２７ Ｐｓ入出口
２８ Ｐｓ入出室
３０ 電磁式アクチュエータ
３０Ａ ソレノイド部
３２ コイル
３３ ステータ
３４ 吸引子
３７ プランジャ
３７ａ 筒状脚部
３７ｊ 外鍔状掛止部
３７ｋ 内鍔状掛止部
３７ｓ スリット
３７ｔ 切込み
４０ ベローズ装置（感圧応動部材）
４５ 感圧室
４６ プッシュロッド
５０ 閉弁ばね
５１ 閉弁ばね（付勢部材）

Claims (15)

1. 弁口が設けられた弁室及び圧縮機の吸入室に連通するＰｓ入出口を有し、前記弁口より上流側に圧縮機の吐出室に連通するＰｄ導入口が設けられるとともに、前記弁口より下流側に前記圧縮機のクランク室に連通するＰｃ入出口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉するための主弁体と、該主弁体を弁口開閉方向に移動させるためのプランジャを有する電磁式アクチュエータと、前記圧縮機から吸入圧力Ｐｓが前記Ｐｓ入出口を介して導入される感圧室と、該感圧室の圧力に応じて前記主弁体を弁口開閉方向に付勢する感圧応動部材と、を備え、
   前記クランク室の圧力Ｐｃを前記Ｐｓ入出口を介して前記圧縮機の吸入室に逃がすための弁内逃がし通路が前記弁本体内に設けられるとともに、前記プランジャの移動により前記弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられていることを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
2. 前記電磁式アクチュエータの吸引力により前記プランジャが最下降位置から上方向に連続的に移動せしめられるとき、前記副弁体が前記弁内逃がし通路を閉じたまま、前記プランジャと一緒に前記主弁体が上方向に移動せしめられ、前記主弁体により前記弁口が閉じられた後、さらに前記プランジャが上方向に移動せしめられると、前記主弁体が前記弁口を閉じたまま、前記プランジャと一緒に前記副弁体が上方向に移動せしめられて前記弁内逃がし通路を開くようにされていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
3. 前記弁内逃がし通路は、前記弁本体内における前記Ｐｃ入出口に連なるＰｃ入出室と前記Ｐｓ入出口に連なるＰｓ入出室とを連通する弁本体内連通路を含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
4. 前記弁本体は、筒状の本体部材と、該本体部材に内挿固定されるシート部材とを有し、前記本体部材における前記シート部材の一端側に前記Ｐｃ入出室が形成され、前記本体部材における前記シート部材の他端側に前記Ｐｓ入出室が形成されており、
   前記弁本体内連通路は、前記本体部材と前記シート部材との間に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
5. 前記弁本体内連通路は、前記本体部材の内周もしくは前記シート部材の外周に形成された縦溝で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
6. 前記副弁体は、前記Ｐｓ入出室に移動自在に配在されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
7. 前記シート部材に、前記Ｐｓ入出室側に突出する突出部が設けられ、該突出部の外周に前記副弁体が摺動自在に配在されていることを特徴とする請求項６に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
8. 前記副弁体は、前記突出部に摺動自在に外挿されて前記弁本体内連通路の端縁部に接離する筒状部と、前記プランジャと一緒に移動させるべく前記プランジャにより掛止せしめられる鍔状係止部とを有していることを特徴とする請求項７に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
9. 前記鍔状係止部は、前記筒状部における前記弁本体内連通路の端縁部に接離する一端部とは反対側の他端部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
10. 前記鍔状係止部は、前記筒状部における前記他端部から内側へ向けて設けられていることを特徴とする請求項９に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
11. 前記突出部は、前記プランジャの最下降位置を規定するためのストッパ部とされていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
12. 前記プランジャに、前記ストッパ部に対接せしめられるとともに前記副弁体の前記鍔状係止部を掛止するための外鍔状掛止部が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
13. 前記プランジャに対して前記副弁体を横方向から移動させることにより、前記副弁体の前記鍔状係止部と前記プランジャの前記外鍔状掛止部とが係合せしめられるようにされていることを特徴とする請求項１２に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
14. 前記プランジャに、該プランジャに対して前記主弁体を横方向から挿入して該主弁体を係合させるためのスリットが設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
15. 前記副弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が配設されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
    

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