JP2019132132A - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁本体の体格を大きくせずに、主弁体に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせ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】主弁体１０に、主弁体１０の上端部に作用する吸入圧力Ｐｓを主弁体１０の下端部に設けられたＰｓ導入室２４Ａに導き、主弁体１０の下端部に吸入圧力Ｐｓを作用させるための吸入圧通路１４が設けられる。主弁体１０の下部嵌挿部１０ｂの横断面積Ａｂ、弁口２２の実効開口面積Ａｃ、及び上部嵌挿部１０ｄの横断面積Ａｄが等しく設定される。【選択図】図４

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、弁体に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせることのできる可変容量型圧縮機用制御弁に関する。

一般に、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は、圧縮機の吐出室から吐出圧力Ｐｄが導入されるとともに、その吐出圧力Ｐｄを圧縮機の吸入圧力Ｐｓに応じて調圧することによりクランク室の圧力Ｐｃを制御するようになっており、通常、下記特許文献１等にも見られるように、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（弁棒）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ベローズ装置等の感圧応動部材と、を備えている。

また、下記特許文献２等に所載の可変容量型圧縮機用制御弁は、上記構成に加えて、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設けられるとともに、該弁内逃がし通路を開閉する副弁体（ボール弁体）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を開くようにされている。

特許第５５５３５１４号公報 特許第４５５０６５１号公報

ところで、この種の可変容量型圧縮機用制御弁では、主弁体（弁棒）にかかる冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが相違すると、制御に悪影響（制御精度の低下等）を及ぼす可能性がある（例えば、上記特許文献２等参照）。そこで、例えば、上記特許文献１に所載の従来の可変容量型圧縮機用制御弁では、主弁体の下端部が、吸入圧力Ｐｓが導入されるＰｓ導入室に面し、その主弁体の下端部に吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、弁本体に、吸入圧力Ｐｓを感圧応動部材に導き、主弁体の上端部に吸入圧力Ｐｓが作用するべく、圧縮機の吸入圧力Ｐｓを導入する吸入圧通路が設けられており、前記した主弁体に作用する冷媒圧力による制御への悪影響を受け難くなっている。

しかしながら、上記特許文献１に所載の従来の可変容量型圧縮機用制御弁では、弁本体に、圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入されるＰｓ導入室が設けられるとともに、圧縮機の吸入圧力Ｐｓを感圧応動部材に導く吸入圧通路が設けられているため、弁本体の体格が大きくなる懸念がある。

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、弁本体の体格を大きくせずに、主弁体に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせ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、主弁体部を有する主弁体と、前記主弁体部が接離する弁口が設けられた弁室と圧縮機の吸入室に連通するＰｓ入出口とを有し、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、前記主弁体を弁口開閉方向に移動させるための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、前記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、前記主弁体の一端部に、前記Ｐｓ入出口又は前記感圧室が設けられて前記吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、前記主弁体に、前記吸入圧力Ｐｓを前記主弁体の他端部に設けられたＰｓ導入室に導き、該主弁体の他端部に前記吸入圧力Ｐｓを作用させるための吸入圧通路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、前記弁本体における前記弁口より一端側に、前記主弁体の一端側嵌挿部が摺動自在に嵌挿される一端側案内孔が設けられ、前記弁本体における前記弁口より他端側に、前記主弁体の他端側嵌挿部が摺動自在に嵌挿される他端側案内孔が設けられ、前記一端側案内孔の一端側に前記Ｐｓ入出口又は前記感圧室が設けられ、前記他端側案内孔の他端側に前記Ｐｓ導入室が設けられており、前記主弁体に作用する冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが同じになるように、前記主弁体の一端側嵌挿部の横断面積、前記主弁体の他端側嵌挿部の横断面積、及び前記弁口の開口面積（すなわち、受圧面積あるいは実効開口面積）が等しく設定される。

更に好ましい態様では、前記Ｐｓ導入室を形成するように、前記弁本体に、前記他端側案内孔を有する蓋状案内部材が気密的に取付固定される。

他の好ましい態様では、前記Ｐｓ導入室に、前記主弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が装着される。

別の好ましい態様では、前記主弁体は、前記主弁体部を有する筒状部材と、該筒状部材に内嵌固定される軸状部材とで構成され、前記筒状部材と前記軸状部材との間に前記吸入圧通路が形成される。

更に好ましい態様では、前記吸入圧通路は、弁口開閉方向に直線状に延設される。

別の好ましい態様では、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主弁体内又は前記弁本体内に設けられるとともに、前記弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられる。

更に好ましい態様では、前記弁内逃がし通路は、前記主弁体内にクランク状に形成された貫通逃がし孔を含んで構成される。

別の好ましい態様では、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主弁体内に設けられるとともに、前記弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられ、前記主弁体は、前記主弁体部を有する筒状部材と、該筒状部材に内嵌固定される軸状部材とで構成され、前記筒状部材と前記軸状部材との間に前記吸入圧通路が形成されるとともに、前記弁内逃がし通路が前記軸状部材に設けられた縦穴を含んで構成される。

本発明によれば、主弁体に、主弁体の一端部に作用する吸入圧力Ｐｓを主弁体の他端部に設けられたＰｓ導入室に導き、主弁体の他端部に吸入圧力Ｐｓを作用させるための吸入圧通路が設けられるので、例えば、弁本体に吸入圧通路等が設けられた従来のものと比べて、弁本体の体格を大きくすることなく、主弁体に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせることができる。

より詳しくは、主弁体の一端部に吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、主弁体の他端部に吸入圧力Ｐｓが導入されるＰｓ導入室が設けられ、主弁体に、前記吸入圧力Ｐｓを前記Ｐｓ導入室に導く吸入圧通路が設けられるので、主弁体の一端側嵌挿部の横断面積、主弁体の他端側嵌挿部の横断面積、及び弁口の開口面積（すなわち、受圧面積あるいは実効開口面積）を同じにすれば、主弁体に作用する冷媒圧力による開弁方向にかかる力と閉弁方向にかかる力とは同じに（相殺）されるため、主弁体に作用する冷媒圧力による制御への悪影響を受け難くできる。

また、主弁体は、主弁体部を有する筒状部材と、筒状部材に内嵌固定される軸状部材とで構成され、筒状部材と軸状部材との間に吸入圧通路が形成されるので、簡単な構造でもって、当該吸入圧通路を形成することができ、主弁体に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせることができる。

また、圧縮機のクランク室の圧力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前記主弁体内又は前記弁本体内に設けられるとともに、弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられるので、簡単な構造でもって、起動性向上を図ることができる。

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）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の要部拡大縦断面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図３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は主弁：閉、副弁：閉の状態（圧縮機起動移行時）、図３は主弁：閉、副弁：開の状態（圧縮機起動時）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。

［制御弁１の構成］
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有底円筒状のプランジャ３７、前記コイル３２に外挿される有底穴付き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部３１、及び、ハウジング６０の下端部（底部穴）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、ステータ３３の上部に形成された外周段差部とハウジング６０の上部に形成された内周段差部との間にリング状の取付板３９が配置されるとともに、ハウジング６０の上端部（薄肉部）は、シール材としてのＯリング３１Ａを装着するためにコネクタ部３１の外周に設けられた環状の嵌凹溝３１ａにかしめ固定されている（かしめ部６１）。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の略中央は大径（大径部４６ｂ）とされ、下ストッパ４３の凹部内には前記プッシュロッド４６の上端部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の大径部４６ｂが（若干の隙間３４ｂを持って）内挿されている。また、前記プッシュロッド４６の下部は、後述する断面凹状の副弁体１７の凹穴１７ｂに内挿され、その下端部４６ａが、凹穴１７ｂの底部中央に形成された凹状の嵌挿穴１７ｃに嵌め込まれている。

プランジャ３７には、前記吸引子３４の挿通穴３４ａと略同径の凹穴１７ｂを有する断面凹状の副弁体１７が圧入等により内挿固定されており、副弁体１７とプランジャ３７とが一緒に上下動するようになっている。この副弁体１７は、その上端部がプランジャ３７の上端部と位置合わせされ（言い換えれば、その上端部がプランジャ３７の上端部内周に位置決めされ）、その下端部がプランジャ３７の底部と隙間を持った状態で（後で詳述するが、主弁体１０（の軸状部材１０Ｂ）の鍔状係止部１０ｋが若干の上下動可能に配置される隙間を持った状態で）、前記プランジャ３７に内嵌されている。副弁体１７の凹穴１７ｂの底部中央には、前記プッシュロッド４６の下端部４６ａが嵌挿される凹状の嵌挿穴１７ｃが形成されている。

プッシュロッド４６の大径部４６ｂの上部に形成される段差部（下向きの環状の段丘面）４６ｃとプランジャ３７に内嵌された副弁体１７の凹穴１７ｂの底部（における嵌挿穴１７ｃ周りの上向きの面）との間には、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、副弁体１７を介してプランジャ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、このプランジャばね４７（の圧縮力）により、副弁体１７は後述する弁内逃がし通路１６（貫通逃がし孔１６Ａ）を閉じる方向に付勢されており、この副弁体１７の下端部（平坦面）は、弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体部１７ａとされている（後で詳述）。

プランジャ３７の底部には、その外周付近から中央（軸線Ｏ上）まで直線状に延びる、主弁体１０（の軸状部材１０Ｂ）の鍔状係止部１０ｋを通すための通し穴付きのスリット３７ｓが形成されている。前記スリット３７ｓの（上下方向の）高さ（つまり、プランジャ３７の底部の厚さ（上下方向の高さ））は、主弁体１０の上部小径部１０ｅ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１０ｅの外径（つまり、主弁体１０を構成する軸状部材１０Ｂ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、前記プランジャ３７の底部上面における前記スリット３７ｓの外周部分が、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。

また、本例では、副弁体１７の外周の所定位置（図示例では、スリット３７ｓの上側）に、Ｄカット面又は１つもしくは複数の縦溝等からなる連通溝１７ｄが形成されており、当該連通溝１７ｄによって、副弁体１７の外周とプランジャ３７の内周との間に隙間３６が形成されている。

なお、前記連通溝１７をプランジャ３７の外周に設け、プランジャ３７の外周と案内パイプ３５の内周との間に前記隙間３６を形成してもよい。

前記したプランジャ３７及び副弁体１７の下側に配置される主弁体１０は、例えば非磁性の金属製とされ、軸線Ｏに沿って配置された段付き円筒状の筒状部材１０Ａと、該筒状部材１０Ａの中央に（つまり、軸線Ｏに沿って）設けられた嵌装穴１３に内挿固定される軸状部材１０Ｂとの二部品構成とされている。

前記筒状部材１０Ａは、下から順に、下部嵌挿部１０ｂ、下部嵌挿部１０ｂより若干大径の主弁体部１０ａ、下部嵌挿部１０ｂ及び主弁体部１０ａより小径の中間小径部１０ｃ、並びに、上部嵌挿部１０ｄからなっている。ここでは、下部嵌挿部１０ｂと上部嵌挿部１０ｄの外径（横断面積）はほぼ等しく設定されている（後で詳述）。

また、前記筒状部材１０Ａに形成された嵌装穴１３は、軸状部材１０Ｂとほぼ同径の下部小径穴１３ｂと、軸状部材１０Ｂより若干大径の上部大径穴１３ａとからなっている。本例では、当該筒状部材１０Ａの下部嵌挿部１０ｂ及び主弁体部１０ａに対応する部分が下部小径穴１３ｂとされ、中間小径部１０ｃ及び上部嵌挿部１０ｄに対応する部分が上部大径穴１３ａとされている。前記軸状部材１０Ｂは、その上端部に比較的大径（かつ、前記副弁体１７の外径より小径）の鍔状係止部１０ｋが設けられるとともに、当該鍔状係止部１０ｋを含む上部を突出させるようにして、前記上部大径穴１３ａに（環状の隙間を持って）内挿され、その下部が前記下部小径穴１３ｂに圧入等により内嵌固定されて、筒状部材１０Ａと軸状部材１０Ｂとが一体化されている。

前記軸状部材１０Ｂにおける嵌装穴１３から突出した部分（詳しくは、軸状部材１０Ｂにおける鍔状係止部１０ｋと筒状部材１０Ａの上端部（上部嵌挿部１０ｄ）との間の部分からなる上部小径部１０ｅ）は、前記プランジャ３７のスリット３７ｓに緩く内嵌され、上部小径部１０ｅの上側の鍔状係止部１０ｋは、前記プランジャ３７の内側における副弁体１７より下側（言い換えれば、プランジャ３７の底部と副弁体１７の下端部との間の空間）に緩く内嵌される。前述したように、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、本例においては、軸状部材１０Ｂの下部外周（下部小径穴１３ｂに内嵌される部分）に、下端部から上方に延びて前記上部大径穴１３ａに連なる１つもしくは複数の縦溝１０ｆが形成されており、当該縦溝１０ｆによって、軸状部材１０Ｂの外周と筒状部材１０Ａの内周（下部小径穴１３ｂ）との間に縦方向に延びる隙間が形成されている。

一方、弁本体２０は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、高硬度真鍮、アルミニウム等の金属製とされ、その上端部（面）が、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２０Ａとなっている。

前記弁本体２０は、前記主弁体１０（の筒状部材１０Ａ）の下部嵌挿部１０ｂが摺動自在に嵌挿される下側摺動孔１９Ｂ及び上部嵌挿部１０ｄが摺動自在に嵌挿される上側摺動孔１９Ｄを有し、下側案内孔１９Ｂと上側案内孔１９Ｄとの間に、主弁体１０の主弁体部１０ａにより開閉される弁口（弁シート部）２２が設けられた弁室２１を有する。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。

より詳細には、前記弁本体２０の下部中央には、組立時に主弁体１０を挿通させるための、上側案内孔１９Ｄ及び主弁体部１０ａより大径の挿通穴１８が設けられている。この挿通穴１８の下部には、有底円筒状（言い換えれば、断面凹状）の蓋状案内部材２４が圧入等により気密的に挿着固定（取付固定）されている。この蓋状案内部材２４の内周は、主弁体１０（の筒状部材１０Ａ）の下部嵌挿部１０ｂが摺動自在に嵌挿される下側案内孔１９Ｂとなっており、蓋状案内部材２４（の内面）と主弁体１０の下端部（下部嵌挿部１０ｂ）との間（下側案内孔１９Ｂの下側）に、後述する吸入圧通路１４を介して吸入圧力Ｐｓが導入されるＰｓ導入室２４Ａが形成されている。また、蓋状案内部材２４の底部と主弁体１０の下端部（詳しくは、下部嵌挿部１０ｂの下部に設けられたばね受け穴）との間（すなわち、Ｐｓ導入室２４Ａの内部）には、円筒状の圧縮コイルばねからなる閉弁ばね（付勢部材）５０が縮装（装着）されている。この閉弁ばね５０の付勢力により、主弁体１０が閉弁方向（上向き）に付勢され、主弁体１０（の鍔状係止部１０ｋ）の上端部は副弁体１７の下端部（副弁体部１７ａ）に押し付けられる。

前記挿通穴１８と上側案内孔１９Ｄとの間に形成された段差部分は、前記主弁体１０の主弁体部１０ａが下側から接離して開閉される弁口２２とされている。

また、前記弁本体２０の上部中央には、主弁体１０（の筒状部材１０Ａ）の上部嵌挿部１０ｄより大径、かつ、前記プランジャ３７の外径より小径の凹穴１９Ｃが設けられ、前記弁本体２０の上端部（面）における凹穴１９Ｃ周りが前記ストッパ部２０Ａとなっており、この凹穴１９Ｃの底部中央に前記上側案内孔１９Ｄが連設されている。

前記凹穴１９Ｃ（言い換えれば、凹穴１９Ｃに内挿された主弁体１０の上部嵌挿部１０ｄの外周）は、圧縮機の吸入圧力ＰｓのＰｓ入出室２８とされており、そのＰｓ入出室２８の外周部に複数個の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（凹穴１９Ｃ内）に導入された吸入圧力Ｐｓは、プランジャ３７の内部（スリット３７ｓ、及び、副弁体１７とプランジャ３７との間に形成される隙間３６）、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３４ｂ等を介して前記感圧室４５に導入される。

また、前記上側摺動孔１９Ｄの下部（主弁体１０の中間小径部１０ｃが挿通される部分）の外周部（弁口２２より上流側）には、圧縮機の吐出室に連通するフィルタ２５Ａ付きＰｄ導入口２５が複数個開口せしめられ、前記弁室２１（言い換えれば、挿通穴１８）の外周部（弁口２２の下流側）には、圧縮機のクランク室に連通するＰｃ入出口２６が複数個開口せしめられている。このＰｃ入出口２６は、弁室２１→弁口２２と主弁体部１０ａとの間の隙間→上側摺動孔１９Ｄの下部と中間小径部１０ｃとの間の隙間を介して前記Ｐｄ導入口２５に連通する。

また、当該制御弁１の外周部の要所には、吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄ、クランク室の圧力Ｐｃが洩れないように、シール材としてのＯリング５１、５２、５３が配在されている。

さらに、本実施形態では、前記主弁体１０内に、Ｐｃ入出口２６とＰｓ入出室２８（Ｐｓ入出口２７）とを連通するための貫通逃がし孔１６Ａが設けられている。

詳しくは、前記主弁体１０を構成する軸状部材１０Ｂの中央に、上端から下端付近（筒状部材１０Ａの主弁体部１０ａ）まで軸線Ｏ方向に延びる縦穴１６ａが設けられ、その縦穴１６ａの下端付近から軸線Ｏ方向に対して垂直な方向に向けて横穴１６ｂが設けられている。また、軸状部材１０Ｂに外装される筒状部材１０Ａの主弁体部１０ａには、前記横穴１６ｂに連なるとともに弁室２１（及びＰｃ入出口２６）に開放する、前記横穴１６ｂより若干大径の横穴からなる通し穴１６ｃが形成されている。この筒状部材１０Ａの通し穴１６ｃと軸状部材１０Ｂの横穴１６ｂ及び縦穴１６ａとによって、Ｐｃ入出口２６とＰｓ入出室２８とを連通する貫通逃がし孔１６Ａが形成されている。この貫通逃がし孔１６Ａは、弁内逃がし通路１６の一部を構成するとともに、この貫通逃がし孔１６Ａの上端部（つまり、縦穴１６ａの上端部）が、前記副弁体１７の下端部（副弁体部）１７ａが接離する副弁シート部２３となっている（後で詳述）。ここでは、副弁シート部２３と副弁体部１７ａとで副弁部１２が構成される。

本実施形態では、前記のように、Ｐｃ入出口２６、弁室２１、前記主弁体１０に形成された貫通逃がし孔１６Ａ、プランジャ３７内、Ｐｓ入出室２８（凹穴１９Ｃ内）などで、クランク室の圧力ＰｃをＰｓ入出口２７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１６が構成され、主弁体１０の貫通逃がし孔１６Ａの上端縁部である副弁シート部（逆立円錐台面部）２３に副弁体１７の副弁体部（下端部）１７ａ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。

さらに、上記構成に加えて、本実施形態では、前記主弁体１０に作用する冷媒圧力による開弁方向（下向き）の力と閉弁方向（上向き）の力とをバランス（差圧をキャンセル）させるべく、次のような方策が講じられている。

すなわち、前記主弁体１０内に、主弁体１０の上端部側に設けられたＰｓ入出室２８（Ｐｓ入出口２７）又は感圧室４５と主弁体１０の下端部側に設けられたＰｓ導入室２４Ａとを連通するための吸入圧通路１４が設けられている。

詳しくは、前記した主弁体１０の筒状部材１０Ａの上部大径穴１３ａと軸状部材１０Ｂの下部外周の縦溝１０ｆによって、主弁体１０における筒状部材１０Ａと軸状部材１０Ｂとの間に、Ｐｓ入出室２８（Ｐｓ入出口２７）又は感圧室４５とＰｓ導入室２４Ａとを連通する吸入圧通路１４が形成されている。換言すれば、本例においては、前記主弁体１０内に形成された貫通逃がし孔１６Ａの周囲に、当該吸入圧通路１４が配在されていることになる。この吸入圧通路１４によって、主弁体１０の上端部側に作用する吸入圧力Ｐｓが、当該主弁体１０の下端部に設けられたＰｓ導入室２４Ａに導かれ、主弁体１０の下端部（下部嵌挿部１０ｂ）に前記吸入圧力Ｐｓが（常時）作用するようにされている。

また、主弁体１０の下部嵌挿部１０ｂの外径（横断面積Ａｂ）（言い換えれば、下側摺動孔１９Ｂの孔径（開口面積すなわち受圧面積））、弁口２２の口径（横断面積もしくは実効開口面積Ａｃ）、及び主弁体１０の上部嵌挿部１０ｄの外径（横断面積Ａｄ）（言い換えれば、上側摺動孔１９Ｄの孔径（開口面積すなわち受圧面積））がほぼ等しく設定されている（図４参照）。

このような構成とされた制御弁１においては、主弁体１０に作用する冷媒圧力によって、開弁方向（下向き）及び閉弁方向（上向き）にそれぞれ次のような力がかかる（図４参照）。
開弁方向にかかる力＝Ｐｓ×Ａｄ＋Ｐｄ×Ａｃ＋Ｐｃ×Ａｂ
閉弁方向にかかる力＝Ｐｄ×Ａｄ＋Ｐｃ×Ａｃ＋Ｐｓ×Ａｂ

ここで、前述したように、主弁体１０の下部嵌挿部１０ｂの横断面積Ａｂ、弁口２２の実効開口面積Ａｃ、及び主弁体１０の上部嵌挿部１０ｄの横断面積Ａｄがほぼ同じとされている（Ａｂ＝Ａｃ＝Ａｄ）ので、開弁方向にかかる力と閉弁方向にかかる力とがほぼ同じに（相殺）される。

なお、上記実施形態では、主弁体１０を筒状部材１０Ａと軸状部材１０Ｂとの二部品構成とし、その筒状部材１０Ａと軸状部材１０Ｂとの間に、縦方向（軸線Ｏ方向、弁口２２開閉方向）に略直線状に延びる吸入圧通路１４が形成されているが、例えば、主弁体１０を一部品で構成し、その主弁体１０の内部に吸入圧通路１４を形成してもよいことは勿論である。

また、上記実施形態では、クランク室の圧力ＰｃをＰｓ入出口２７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１６が、主弁体１０内にクランク状に形成された貫通逃がし孔１６Ａを含んで構成されているが、例えば、弁内逃がし通路１６を（主弁体１０内ではなく）弁本体２０側に設けてもよいことは詳述するまでも無い。また、当該弁内逃がし通路１６自体を、省略してもよいことは勿論である。

また、前記吸入圧通路１４や弁内逃がし通路１６（貫通逃がし孔１６Ａ）の形成方法や形状、配置態様等は、図示例に限られないことは当然である。

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１７が最下降位置にある状態（プランジャ３７の最下端面がストッパ部２０Ａ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（弁シート部）２２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Ｌｙとされ、前記プランジャ３７の最大リフト量（第２リフト量）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Ｌｙとなっている。

［制御弁１の動作］
次に、上記構成とされた制御弁１の動作を概説する。

なお、本例の制御弁１では、前記した吸入圧通路１４を通して、主弁体１０に作用する冷媒圧力による開弁方向（下向き）の力と閉弁方向（上向き）の力（すなわち、主弁体１０の移動方向（軸線Ｏ方向）に作用する力）が常時バランス（差圧がキャンセル）されている。

通常制御時（Ｐｄ→Ｐｃ制御時）には、プランジャ３７（及び副弁体１７）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（及び副弁体１７）のリフト量は、前記第２リフト量Ｌｂ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及び副弁体１７が共に（上方向に）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の内部（スリット３７ｓ及び副弁体１７の外周とプランジャ３７との間の隙間３６）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や副弁体１７等を介して主弁体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、クランク室の圧力Ｐｃが調整される。

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、副弁体１７は開弁ばね４７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１７ａ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は主弁体１０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の圧力Ｐｃが吸入室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及び副弁体１７が共に（上方向に）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及び副弁体１７が上方向に移動せしめられ、これによって副弁体１７が弁内逃がし通路１６を開くようにされ、クランク室の圧力Ｐｃが弁内逃がし通路１６を通じて吸入室に逃がされる。

詳細には、プランジャ３７（及び副弁体１７Ｂ）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及び副弁体１７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（図２に示す状態）、この主弁部１１の閉弁状態からさらにプランジャ３７及び副弁体１７が前記所定量Ｌｙ分上方向に移動せしめられる（図３に示す状態）。言い換えれば、プランジャ３７及び副弁体１７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所定量Ｌｙ分だけ副弁体１７がプランジャ３７と共に吸引子３４側に引き寄せられる（第１リフト量Ｌａ＋所定量Ｌｙ＝第２リフト量Ｌｂ）。この場合、主弁体１０は閉弁状態のまま不動であるので、副弁体１７の副弁体部１７ａは、副弁シート部２３から所定量Ｌｙ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１７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、クランク室の圧力Ｐｃは弁内逃がし通路１６を通じて吸入室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１７により閉じられているため、圧縮機の運転効率が低下することはない。

また、本実施形態の制御弁１においては、主弁体１０に、主弁体１０の上端部に作用する吸入圧力Ｐｓを主弁体１０の下端部に設けられたＰｓ導入室２４Ａに導き、主弁体１０の下端部に吸入圧力Ｐｓを（常時）作用させるための吸入圧通路１４が設けられるので、例えば、弁本体に吸入圧通路等が設けられた従来のものと比べて、弁本体２０の体格を大きくすることなく、主弁体１０に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせることができる。

より詳しくは、本実施形態の制御弁１は、主弁体１０の上端部に吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、主弁体１０の下端部に吸入圧力Ｐｓが導入されるＰｓ導入室２４Ａが設けられ、主弁体１０に、前記吸入圧力Ｐｓを前記Ｐｓ導入室２４Ａに導く吸入圧通路１４が設けられるので、主弁体１０の下部嵌挿部１０ｂの横断面積Ａｂ、弁口２２の実効開口面積Ａｃ、及び上部嵌挿部１０ｄの横断面積Ａｄを同じにすれば、主弁体１０に作用する冷媒圧力による開弁方向にかかる力と閉弁方向にかかる力とは同じに（相殺）されるため、主弁体１０に作用する冷媒圧力による制御への悪影響を受け難くできる。

また、主弁体２０は、主弁体部１０ａ等を有する筒状部材１０Ａと、筒状部材１０Ａに内嵌固定される軸状部材１０Ｂとで構成され、筒状部材１０Ａと軸状部材１０Ｂとの間に吸入圧通路１４が形成されるので、簡単な構造でもって、当該吸入圧通路１４を形成することができ、主弁体１０に作用する冷媒圧力の影響をキャンセルさせることができる。

１ 可変容量型圧縮機用制御弁
１０ 主弁体
１０Ａ 筒状部材
１０Ｂ 軸状部材
１０ａ 主弁体部
１０ｂ 下部嵌挿部
１０ｃ 中間小径部
１０ｄ 上部嵌挿部
１０ｅ 上部小径部
１０ｆ 縦溝
１０ｋ 鍔状係止部
１１ 主弁部
１２ 副弁部
１３ 嵌装穴
１３ａ 上部大径穴
１３ｂ 下部小径穴
１４ 吸入圧通路
１６ 弁内逃がし通路
１６Ａ 貫通逃がし孔
１６ａ 縦穴
１６ｂ 横穴
１６ｃ 通し穴
１７ 副弁体
１７ａ 副弁体部
１７ｄ 連通溝
１８ 挿通穴
１９Ｂ 下側案内孔
１９Ｃ 凹穴
１９Ｄ 上側案内孔
２０ 弁本体
２０Ａ ストッパ部
２１ 弁室
２２ 弁口
２３ 副弁シート部
２４ 蓋状案内部材
２４Ａ Ｐｓ導入室
２５ Ｐｄ導入口
２６ Ｐｃ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
３７ｓ スリット
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（付勢部材）

Claims (9)

1. 主弁体部を有する主弁体と、
   前記主弁体部が接離する弁口が設けられた弁室と圧縮機の吸入室に連通するＰｓ入出口とを有し、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、
   前記主弁体を弁口開閉方向に移動させるための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、
   前記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、
   前記主弁体の一端部に、前記Ｐｓ入出口又は前記感圧室が設けられて前記吸入圧力Ｐｓが作用するようにされるとともに、前記主弁体に、前記吸入圧力Ｐｓを前記主弁体の他端部に設けられたＰｓ導入室に導き、該主弁体の他端部に前記吸入圧力Ｐｓを作用させるための吸入圧通路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. 前記弁本体における前記弁口より一端側に、前記主弁体の一端側嵌挿部が摺動自在に嵌挿される一端側案内孔が設けられ、前記弁本体における前記弁口より他端側に、前記主弁体の他端側嵌挿部が摺動自在に嵌挿される他端側案内孔が設けられ、前記一端側案内孔の一端側に前記Ｐｓ入出口又は前記感圧室が設けられ、前記他端側案内孔の他端側に前記Ｐｓ導入室が設けられており、
   前記主弁体に作用する冷媒圧力による開弁方向の力と閉弁方向の力とが同じになるように、前記主弁体の一端側嵌挿部の横断面積、前記主弁体の他端側嵌挿部の横断面積、及び前記弁口の開口面積が等しく設定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Ｐｓ導入室を形成するように、前記弁本体に、前記他端側案内孔を有する蓋状案内部材が気密的に取付固定されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
4. 前記Ｐｓ導入室に、前記主弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が装着されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
5. 前記主弁体は、前記主弁体部を有する筒状部材と、該筒状部材に内嵌固定される軸状部材とで構成され、前記筒状部材と前記軸状部材との間に前記吸入圧通路が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
6. 前記吸入圧通路は、弁口開閉方向に直線状に延設されていることを特徴とする請求項５に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
7. 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主弁体内又は前記弁本体内に設けられるとともに、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請求項１から６のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
8. 前記弁内逃がし通路は、前記主弁体内にクランク状に形成された貫通逃がし孔を含んで構成され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主弁体内に設けられるとともに、前記弁内逃がし通路を開閉する副弁体が設けられ、
   前記主弁体は、前記主弁体部を有する筒状部材と、該筒状部材に内嵌固定される軸状部材とで構成され、前記筒状部材と前記軸状部材との間に前記吸入圧通路が形成されるとともに、前記弁内逃がし通路が前記軸状部材に設けられた縦穴を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。

Images