JP4160669B2 - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の空調装置に使用される可変容量型圧縮機用の制御弁に係り、特に、必要に応じて吐出圧領域からクランク室内への冷媒ガスの供給を制御する可変容量型圧縮機用制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、シリンダ、ピストン、斜板等を備えた可変容量型圧縮機は、例えば、自動車用の空気調和装置の冷媒ガスを圧縮して吐出するために用いられており、該可変容量型圧縮機は、吐出圧領域とクランク室とを連通する冷媒ガス通路を備え、前記クランク室内の圧力を調整することにより、斜板の傾斜角度を変更して、吐出容量を変更するよう構成されたものが知られている。クランク室内の圧力調整は、前記冷媒ガス通路の途中に設けられた制御弁の開度調整により、前記吐出圧領域から前記クランク室に高圧の圧縮冷媒ガスを供給することで行なわれる。
【０００３】
このような制御弁としては、例えば、図６及び図７に示すような可変容量型圧縮機用の制御弁１００′（以下、単に制御弁という）がある（特開平９−２６８９７４号公報参照）。該制御弁１００′は、可変容量型圧縮機２００のリヤハウジング２１０側に設けられているものであって、可変容量型圧縮機２００のシリンダブロック２２０に連接されているフロントハウジング２３０内のクランク室２３１の圧力調整を行なうものである。
【０００４】
ここで、クランク室２３１内部には、カムプレートとしての斜板２４０が駆動シャフト２５０の軸線方向にスライド可能且つ斜動可能に支持されていると共に、斜板２４０のガイドピン２４１が回転支持体２５１の支持アーム２５２にスライド自在に支持されている。また、斜板２４０は、該斜板２４０の一対のシュー２４２を介してシリンダボア２２１内に摺動自在に配設されているピストン２６０に連結されている。
【０００５】
そして、シリンダボア２２１内の吸入圧力Ｐｓと前記クランク室２３１内のクランク室圧力Ｐｃとの差に応じて、前記斜板２４０が矢印方向に回動動作を行ない傾斜角度を変更するようになっている。該傾斜角度に基づいてピストン２６０のシリンダボア２２１内での前後動のストローク幅が決定される。また、斜板２４０の矢印方向への回動動作に伴い、斜板２４０の中腹部に当接している遮断体２７０が収容孔２２２内を前後動するようになっている。
【０００６】
更に、前記リヤハウジング２１０には、吸入圧領域を構成する吸入室２１１ａ，２１１ｂ及び吐出圧領域を構成する吐出室２１２ａ，２１２ｂが区画形成されており、前記斜板２４０の回転に基づいてピストン２６０が前後動作することで、吸入室２１１ａ内の冷媒ガスが、吸入ポート２１３からシリンダボア２２１内に吸入され、その後、所定の圧力に達するまで圧縮された後、吐出ポート２１４から吐出室２１２ａに吐出される。
【０００７】
更にまた、リヤハウジング２１０の中心部分に形成されている吸入通路２１５は、前記収容孔２２２に連通すると共に、通孔２１６を介して前記吸入室２１１ｂに連通している。そして、例えば斜板２４０が遮断体２７０側に移動することにより、遮断体２７０が前記吸入通路２１５側に移動し、やがて遮断体２７０によって通孔２１６を閉鎖する。
【０００８】
また、前記吸入通路２１５と前記制御弁１００′の上端部側との間には、該制御弁１００′内に吸入圧力Ｐｓを導くための検圧通路２１７が形成されている。更に、前記吐出室２１２ｂと前記クランク室２３１とは、制御弁１００′の給気通路２１８及び給気通路２１９を介して連通されると共に、これらの給気通路２１８及び給気通路２１９は、制御弁１００′の弁体１０６′によって開閉されるようになっている。ここで、吐出室２１２ｂの吐出圧力Ｐｄが、給気通路２１８を介して弁室ポート１１３′に導かれ、前記クランク室内圧力Ｐｃが、給気通路２１９を介してポート１１４′に導かれるようになっている。更に、前記検圧通路２１７を介して前記吸入圧力Ｐｓが吸入圧導入ポート１１５′に導かれるようになっている。
【０００９】
そして、例えば空調装置の作動スイッチ２８０がオンされた時、室内センサ２８１から得られる検出温度が室温設定器２８２の設定温度以上である場合、制御コンピュータ２８３が、前記制御弁１００′のソレノイド１０１′の励磁を指令し、駆動回路２８４を介して所定の電流が供給されると、該ソレノイド１０１′による吸引力により、可動鉄心１０２′がバネ１０３′の付勢力に抗して固定鉄心１０４′側に引き寄せられる。
【００１０】
該可動鉄心１０２′の移動に伴い、ソレノイドロッド１０５′に取り付けられている弁体１０６′が強制開放バネ１０７′の付勢力に抗して弁孔１０８′の弁開度を減少する側に移動する。弁体１０６′の移動に伴い、該弁体１０６′に一体に設けられている感圧ロッド１０９′が上昇することで、感圧ロッド受け部１１０′を介して接離自在に連結されているベローズ１１１′を押し付ける。
【００１１】
このとき、該ベローズ１１１′は、検圧通路２１７を介して感圧室１１２′内に導入される吸入圧力Ｐｓの変動に応じて変位し、前記感圧ロッド１０９′に対し負荷を与える。即ち、制御弁１００′は、前記ソレノイド１０１′による吸引力、前記ベローズ１１１′からの付勢力及び前記強制開放バネ１０７′の付勢力のバランスによって、前記弁体１０６′による前記弁孔１０８′の弁開度が決定されるようになっている。
【００１２】
ここで、例えば冷房負荷が大きい場合、即ち前記室内センサ２８１の検出温度と室温設定器２８２の設定温度との差が大きいとき、可動鉄心１０２′と固定鉄心１０４′との間の吸引力が強くされ、前記弁体１０６′による弁孔１０８′の弁開度が減少する方向への付勢力が増大されることで、より低い吸入圧力Ｐｓにて前記弁体１０６′の開閉が行なわれる。
【００１３】
該弁体１０６′による弁開度が小さくなると、前記吐出室２１２ｂから前記クランク室２３１への給気通路２１８及び給気通路２１９を介しての冷媒ガス量が少なくなり、前記クランク室２３１内のクランク室圧力Ｐｃも低くなる。
また、前記冷房負荷が大きい場合には、前記シリンダボア２２１内の吸入圧力Ｐｓが高く、該シリンダボア２２１内の吸入圧力Ｐｓと前記クランク室２３１内のクランク室圧力Ｐｃとに差が生じ、前記斜板２４０の傾斜角度が大きくなることで、前記遮断体２７０が前記吸入通路２１５側から離れて通路２１６を開く。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来の制御弁１００′では、図７に示したように、制御弁１００′の弁室ポート１１３′に、前記給気通路２１８を介して吐出圧力Ｐｄが導かれるようになっている。該吐出圧力Ｐｄは高圧であり、しかも吐出圧力Ｐｄをもたらす冷媒ガスは、前記ピストン２６０の前後動作により所定の圧力に達するまで圧縮されることで高熱を放つため、該高熱により前記制御弁１００′自体が高温となってしまう。
【００１５】
このように、制御弁１００′自体が高温となると、ソレノイド１０１′の温度も上昇してしまうことから、該ソレノイド１０１′による前記可動鉄心１０２′の吸引力が低下してしまい、前記弁体１０６′による前記弁孔１０８′の開閉精度が低下してしまうという問題がある。 また、従来の制御弁１００′では、前記感圧室１１２′内部を密閉とした状態で前記ベローズ１１１′を感圧室１１２′内に組み込む必要があり、外部から調整治具等を差し込むスペースを設けることができないことから、前記ベローズ１１１′の負荷力の調整を行なうことが不可能となっている。
【００１６】
更に、前記ソレノイド１０１′によるソレノイドロッド１０５′への吸引の作用点と前記ベローズ１１１′による付勢力の作用点とが離れた状態にあるため、閉弁時における前記ソレノイドロッド１０５′の移動時に該ソレノイドロッド１０５′にガタ付きが生じる虞があるばかりか、前記弁孔１０８′を閉塞する前記弁体１０６′の先端部が単にフラット形状とされているため、前記ガタ付きによって前記弁体１０６′が前記弁孔１０８′に不均等に当接する虞もあるために、弁開閉精度を向上させる上で妨げとなっている。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁開閉精度を向上させると共に、ベローズの負荷力の調整を容易に行なうことができる可変容量型圧縮機用制御弁を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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、該可変容量型圧縮機の吐出圧領域とクランク室とを連通する冷媒ガス通路に配置されている弁体の開度を、制御弁本体に設けられているソレノイドハウジング内部のソレノイドの励磁作用によって調整して、前記クランク室内の斜板の傾斜角度を変えることによって、前記圧縮機の吐出容量を変更するものであって、前記制御弁本体が、前記可変容量型圧縮機のリヤハウジング側に埋設されていると共に、前記ソレノイドハウジングと前記リヤハウジングとの間に、前記可変容量型圧縮機の吸入圧領域に連通する低温冷媒ガス導入空間を設けたことを特徴としている。
【００１８】
前記の如く構成された本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁は、前記吸入領域から制御弁本体の感圧室内に低温冷媒ガスが導入されると共に、該低温冷媒ガスが、前記ソレノイドハウジングと前記リヤハウジングとの間に設けられている低温冷媒ガス導入空間にも導かれて、該ソレノイドハウジングの側面全体を該温冷媒ガスによって冷却させるので、熱等に基づくハウジング内部のソレノイドの励磁力の低下を抑えることができる。
【００１９】
また、前記制御弁本体に、可変容量型圧縮機の吸入圧領域に連通する感圧室と、該感圧室内に収容され前記吸入圧領域の圧力が上昇すると前記弁体をその開度が減少する方向に移動させるベローズと、前記感圧室に密閉状態に連接され前記ベローズの強さを調整する調整ネジを有した調整ネジホルダとを具備したので、前記感圧室内部の密閉状態を維持しつつ、該感圧室内部のベローズの強さの調整を容易に行なうことができる。
【００２０】
更に、前記制御弁本体を、前記調整ネジホルダを外部に向けた状態で、前記可変容量型圧縮機のリヤハウジング側に埋設すると共に、前記調整ネジホルダは、前記調整ネジを一体化した気密キャップとすることで、該制御弁本体を該リヤハウジングに装着した状態であっても、前記感圧室内部のベローズの強さの調整を外部から容易に行なえる。
【００２１】
更にまた、前記制御弁本体が、中央部にソレノイド、一端部にベローズを配設した感圧室、及び、他端部に前記弁体を配設した弁室を配設し、前記ソレノイドのプランジャの一端にステムの一端を固定し、該ステムの他端に前記感圧室に配設したベローズのストッパが接離自在に当接配置し、前記プランジャの他端に前記弁体に当接するロッドを連結固定し、前記ソレノイドのプランジャの一端に該プランジャを前記弁体側に付勢するバネを配設したので、前記プランジャがソレノイドで励磁されない時には、前記感圧室内のベローズの作用に影響されずに、前記弁体を常時最大開度位置の状態にしておくことができる。
【００２２】
また、前記感圧室とソレノイドとを接近配設したことで、該ソレノイドの吸引による作用点と前記ベローズによる作用点とが近づけられたことで、作動杆を構成する前記ロッドやステムの弁閉方向への移動時における該作動杆のガタ付きが必要最小限に抑えられる。
また、前記弁体を球形状とすることで、弁閉作動時に前記作動杆に傾きが生じた場合であっても、前記弁体を弁孔に対して均等に当接させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の可変容量型圧縮機用制御弁の一実施の形態について説明する。
図１と図２は、本実施形態の制御弁１００を備えた可変容量型圧縮機１を示しており、図１は、該可変容量型圧縮機１の吐出通路が開いた状態を示す縦断面図、図２は、吐出通路が閉じた状態を示す縦断面図である。
可変容量型圧縮機１のシリンダブロック２の一端面には、バルブプレート２ａを介してリヤハウジング３が、他端面には、フロントハウジング４がそれぞれ固定されている。シリンダブロック２には、シャフト（回転軸）５を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア６が配設されている。これらのシリンダボア６内には、それぞれピストン７が摺動可能に収容されている。
【００２４】
フロントハウジング４内には、クランク室８が形成され、該クランク室８内には、斜板１０が収納されている。該斜板１０の摺動面１０ａには、コネクティングロッド１１の球体状の一端部１１ａを相対転動可能に支持するシュー５０がリテーナ５３で保持されている。リテーナ５３はラジアル軸受５５を介して斜板１０のボス部１０ｂに装着され、斜板１０に対して相対回転可能である。ラジアル軸受５５は、ボス部１０ｂにねじ４５で固定されたストッパ５４によって抜け止めされている。
【００２５】
シュー５０は、コネクティングロッド１１の一端部１１ａの先端面を相対転動可能に支持するシュー本体５１と、コネクティングロッド１１の一端部１１ａの後端面を相対転動可能に支持するワッシャ５２とで構成されている。
リヤハウジング３には、吐出室１２と吸入室１３とが形成されている。該吸入室１３は、吐出室１２を包囲するように配置されている。前記リヤハウジング３には、エバポレータ（図示省略）の出口に通じる吸入口（図示省略）が設けられている。図１は、吐出通路３９が開いた状態を示し、図２は該吐出通路３９が閉じた状態を示している。前記吐出室１２と吐出口１ａとを連通させる吐出通路３９の途中には、スプール弁（吐出制御弁）３１が設けられており、吐出通路３９は、リヤハウジング３に形成された通路３９ａと、バルブプレート２ａに形成された通路３９ｂとで構成されている。通路３９ｂは、シリンダブロック２に形成された吐出口１ａに通じている。
【００２６】
有底筒状のスプール弁３１内には、ばね（付勢部材）３２が収容され、前記リヤハウジング３にキャップ５９で固定されたストッパ５６には、ばね３２の一端が当接し、前記ばね３２の他端は、スプール弁３１の底面に当接している。該スプール弁３１の内部空間３３は、通路３４を介してクランク室８に連通している。
【００２７】
前記スプール弁３１の一方（上側）には、ばね３２の付勢力とクランク室８の圧力とが閉弁方向（弁開度が小さくなる方向）に作用する。前記スプール弁３１の開弁時、吐出口１ａと吐出室１２とは、吐出通路３９を介して連通している（図１参照）。従って、スプール弁３１の他方には、吐出口１ａの圧力及び吐出室１２の圧力が開弁方向（弁開度が大きくなる方向）に作用する。但し、クランク室８と吐出口１ａの圧力差が所定値以下になったときには、スプール弁３１が閉弁方向に移動して吐出通路３９が遮断され、スプール弁３１の下側には、吐出室１２の圧力だけが開弁方向に作用する。即ち、スプール弁３１の下側には、吐出口１ａの圧力が作用しなくなる。
【００２８】
吐出室１２とクランク室８とは、第二の通路５７を介して連通する。通路５７の途中には、詳細を後述する本実施形態の制御弁（可変容量型圧縮機用制御弁）１００が設けられている。熱負荷が大きいとき、該制御弁１００のソレノイド１３１Ａへの通電により弁体１２６が着座して第二の通路５７が遮断され、熱負荷が小さいとき、ソレノイド１３１Ａへの通電停止により弁体１２６が弁座から離れて第二の通路５７が解放される。前記制御弁１００の作動は図示しないコンピュータによって制御される。
【００２９】
前記吸入室１３とクランク室８とは、第一の通路５８を介して連通する。該通路５８は、バルブプレート２ａに形成されたオリフィス（第二のオリフィス）５８ａと、シリンダブロック２に形成された通路５８ｂと、シャフト５に固定されたリング（環状体）９に形成された孔５８ｃとで構成されている。吸入室１３とクランク室８とは第三の通路６０を介して連通している。該通路６０は、フロントハウジング４に形成された通路６０ａと、フロント側軸受収容空間６０ｂと、シャフト５に形成された通路６０ｃと、シリンダブロック２に形成されたリヤ側軸受収容空間６０ｄと、シリンダブロック２の通路５８ｂと、バルブプレート２ａのオリフィス５８ａとで構成されている。シリンダブロック２の通路５８ｂとバルブプレート２ａのオリフィス５８ａとは、前記第一の通路５８の一部を構成するとともに、第三の通路６０の一部をも構成する。
【００３０】
前記通路６０ｃのリヤ側端部の内周面には、雌ねじ６１が形成され、該雌ねじ６１には、スクリュー６２がねじ込まれている。該スクリュー６２には、オリフィス（第一のオリフィス）６２ａが形成され、該オリフィス６２ａの通路面積は、前記第一の通路５８の一部を構成するバルブプレート２ａの第二のオリフィス５８ａの通路面積よりも小さい。従って、斜板１０のボス部１０ｂがリング９の孔５８ｃをほぼ塞ぎ、第一の通路５８の通路断面積が大幅に減少したときだけ、第三の通路６０を通じてクランク室８の冷媒が吸入室１３に導かれる。
【００３１】
前記バルブプレート２ａには、圧縮室８２と吐出室１２とを連通させる吐出ポート１６と、圧縮室８２と吸入室１３とを連通させる吸入ポート１５とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。吐出ポート１６は、吐出弁１７により開閉され、該吐出弁１７は、バルブプレート２ａのリヤハウジング側端面に弁押さえ１８とともにボルト１９、ナット２０により固定されている。また、吸入ポート１５は吸入弁２１により開閉され、吸入弁２１はバルブプレート２ａとシリンダブロック２との間に配設されている。
【００３２】
シリンダブロック２のリヤ側軸受収納空間６０ｄに収納されたラジアル軸受（リヤ側軸受）２４及びスラスト軸受（リヤ側軸受）２５によってシャフト５のリヤ側端部が回転可能に支持され、フロントハウジング４のフロント側軸受収容空間６０ｂに収容されたラジアル軸受（フロント側軸受）２６によってシャフト５のフロント側端部が回転可能に支持される。フロント側の軸受収納空間６０ｂには、ラジアル軸受２６の他にシャフトシール４６が収容されている。
【００３３】
シリンダブロック２の中央部には、雌ねじ１ｂが設けられ、この雌ねじ１ｂには、アジャストナット８３が螺合している。該アジャストナット８３を締め込むことによって、スラスト軸受２５を介してシャフト５にプレロードを与える。また、シャフト５のフロント側端部にはプーリ（図示省略）が固定される。
シャフト５には、シャフト５の回転を斜板１０に伝達するためのスラストフランジ４０が固定され、該スラストフランジ４０は、スラスト軸受３３を介してフロントハウジング４の内壁面に支持されている。スラストフランジ４０と斜板１０とは、ヒンジ機構４１を介して連結され、斜板１０は、シャフト５と直角な仮想面に対して傾斜可能である。斜板１０は、シャフト５に摺動かつ傾斜可能に装着されている。
【００３４】
ヒンジ機構４１は、斜板１０のフロント面１０ｃに設けられたブラケット１０ｅと、該ブラケット１０ｅに設けられた直線的ガイド溝１０ｆと、スラストフランジ４０の斜板側側面４０ａに螺合されたロッド４３とで、構成されている。ガイド溝１０ｆの長手軸は、斜板１０のフロント面１０ｃに対して所定角度傾いている。ロッド４３の球状部４３ａは、前記ガイド溝１０ｆに相対摺動可能に嵌合している。
【００３５】
次に、本実施形態の可変容量型圧縮機用制御弁（以下、単に制御弁という）１００自体について、詳細に説明する。図３は、制御弁１００を可変容量型圧縮機１に組み込んだ状態を示す縦断面図、図４は、図３の制御弁の詳細を示す断面図である。
図３に示す制御弁１００は、前記図１、図２の可変容量型圧縮機１のリヤハウジング３側に設けられており、制御弁１００の制御弁本体１２０は、冷媒の吐出圧力Ｐｄの前記吐出室１２に連通された空間８４に、Ｏリング１２１ａ，１２１ｂを介して気密性を保った状態で配設されている。制御弁本体１２０の端部には、ストレーナ１２２が嵌着固定されており、該ストレーナ１２２を通して制御弁本体１２０内部の弁室１２３内部に高圧の吐出圧力Ｐｄをもたらす冷媒ガスが取り込まれるようになっている。
【００３６】
弁室１２３内部には、ストッパ１２４と弁孔１２５の開閉を行なう球状弁体１２６が配設されていると共に、これらストッパ１２４と球状弁体１２６との間には、該球状弁体１２６を弁閉方向に付勢する弁閉バネ１２７が介在されている。また、前記制御弁本体１２０には、図１のクランク室８に前記通路５７を介して連通すると共に、該クランク室８のクランク室圧力Ｐｃが導かれるポート１１４が設けられており、前記球状弁体１２６による前記弁孔１２５の開放によって、前記ストレーナ１２２を介し前記弁室１２３内部に導かれた高圧の冷媒ガスが該ポート１１４及び前記通路５７から前記クランク室８側に導かれるようになっている。
【００３７】
更に、前記制御弁本体１２０には、図１の通路８０を介して吸入室１３に連通すると共に、該吸入室１３の吸入圧力Ｐｓが導かれる吸入ポート１２９が設けられている。また、該吸入ポート１２９は吸入通路１３０を介して後述する感圧室１４５内に導かれると共に、前記リヤハウジング３とソレノイドハウジング１３１との間に設けられている吸入圧力導入空間８５に連通している。更に、該吸入圧力導入空間８５は、ソレノイドハウジング１３１の側部に設けられている突部１３１ａのＯリング１３１ｂを介して密閉されている。吸入圧力導入空間８５を設けることで、前記吸入室１３側からの低温の冷媒ガスによりソレノイドハウジング１３１の側面全体が冷却され、ソレノイドハウジング１３１内部のソレノイド１３１Ａの温度上昇が抑えられるようになっている。
【００３８】
ソレノイドハウジング１３１内部には、前記球状弁体１２６を当接して支持固定するロッド１３２に連結固定されているプランジャ１３３が配設されている。また、該プランジャ１３３は、前記制御弁本体１２０の端部１２０ａに対しＯリング１３４を介して密接状態に接するパイプホルダ１３５に取り付けられたパイプ１３６によって摺動自在に支持されている。なお、前記ロッド１３２は、後述するステム１３８と共に作動杆を構成している。
【００３９】
プランジャ１３３の後端部１３３ａに形成されている収容孔１３７には、ステム１３８の一端部１３９が挿通固定されていると共に、前記ステム１３８の他端部１４０は、吸引子１４１の収容孔１４２側から収容孔１４３側に突き出す状態で、吸引子１４１に対し摺動自在に支持されている。前記プランジャ１３３側の収容孔１３７と前記吸引子１４１側の収容孔１４２との間には、プランジャ１３３を吸引子１４１側から離す方向に付勢するバネ１４４が介在されている。
【００４０】
また、ステム１３８の他端部１４０には、感圧室１４５内に配設されているベローズ１４６内部の一対のストッパ１４７，１４８のうち、該ストッパ１４７側が接離自在に装着されている。該ストッパ１４７のフランジ１４９と前記吸引子１４１側の収容孔１４３との間には、ストッパ１４７を吸引子１４１側から離す方向に付勢するバネ１５０が介在されている。
【００４１】
そして、感圧室１４５内の吸入圧力Ｐｓが高くなり、ベローズ１４６の収縮により一対のストッパ１４７，１４８同士が当接することにより、ベローズ１４６の最大変位位置が規制されるようになっている。また、ベローズ１４６の最大変位量は、前記ステム１３８の他端部１４０とベローズ１４６のストッパ１４７との最大嵌合量よりも小さくなるように設定されているため、前記ステム１３８の他端部１４０が前記ベローズ１４６のストッパ１４７から離脱することがない。
【００４２】
更に、前記感圧室１４５を形成すると共に、Ｏリング１５６を介してプレート１５７に密着保持されているパイプ１５１には、調整ネジホルダ１５２が嵌着固定されている。該調整ネジホルダ１５２内部には、前記ベローズ１４６の強さを調整する調整ネジ１５３がＯリング１５４を介して密接状態に設けられていると共に、調整ネジ１５３の端部１５５が前記ベローズ１４６のストッパ１４８に当接している。
更にまた、前記ソレノイド１３１Ａ側には、前記制御コンピュータ（図示省略）によって制御される所定の励磁電流が供給されるコード１５８が接続されている。
【００４３】
次に、本実施形態の可変容量型圧縮機１と制御弁１００との作動について説明する。先に可変容量型圧縮機１の全体の作動を説明し、次いで、制御弁１００の作動について説明する。
車載エンジンの回転動力は、図示しないベルトを介して図示しないプーリから前記シャフト５に常時伝達され、シャフト５の回転力は、スラストフランジ４０、ヒンジ機構４１を経て斜板１０に伝達され、該斜板１０が回転する。
【００４４】
斜板１０の回転によりシュー５０が斜板１０の摺動面１０ａ上を相対回転するので、斜板１０からの回転力は、ピストン７の直線往復運動に変換される。該ピストン７は、シリンダボア６内を往復運動をし、その結果シリンダボア６内の圧縮室８２の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行われ、斜板１０の傾斜角度に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。吸入時、吸入弁２１が開き、吸入室１３からシリンダボア６内の圧縮室８２へ低圧の冷媒ガスが吐出される。
【００４５】
熱負荷が小さくなると（クラッチ付きコンプレッサのクラッチオフ相当時）、制御弁１００のソレノイドへの通電が停止されて制御弁１００（プランジャ１３３）が開方向に移動し、該制御弁１００の球状弁体１２６が弁閉バネ１２７の付勢力に抗して開弁方向へ移動し、第二の通路５７が開く。その結果、第二の通路５７を介して吐出室１２からクランク室８へ高圧の冷媒ガスが流出し、該クランク室８の圧力が高くなる。
【００４６】
そして、圧縮行程中のピストン７のリヤ面にかかる力が大きくなり、ピストン７のリヤ面にかかる力の総和は、ピストン７のフロント面（トップ面）にかかる力の総和を上回る結果、斜板１０の傾斜角度が小さくなる。斜板１０の傾斜角度が最小になったとき、斜板１０のボス部１０ｂがリング９の孔５８ｃをほぼ塞ぎ、第一の通路５８の通路断面積が大幅に減少するので、クランク室８の圧力低下が抑制される。
【００４７】
前記吐出室１２とクランク室８との圧力差が所定値Ｐｏ以下になり、スプール弁３１の上側に作用するクランク室８の圧力とばね３２の付勢力との合力とがスプール弁３１の下側に作用する吐出室１２の冷媒ガスの圧力に打ち勝つと、前記スプール弁３１が閉弁方向に移動して吐出通路３９を遮断する（図２）。その結果、吐出口１ａからコンデンサ８８への冷媒ガスの流出が阻止される。このとき、前記のように、斜板１０のボス部１０ｂがリング９の孔５８ｃをほぼ塞いで第一の通路５８の通路断面積が大幅に減少するが、第三の通路６０を通じてクランク室８内の冷媒ガスが吸入室１３に流れる。これによりクランク室８の過度の圧力上昇が抑制されると共に、冷媒ガスの圧縮機１内での循環が可能になる。
【００４８】
最小ピストンストローク時（図２の状態）、冷媒ガスが吸入室１３、圧縮室８２、吐出室１２、第二の通路５７、クランク室８、及び第三の通路６０を、順次経て再び吸入室１３に戻る。
【００４９】
また、クランク室８の冷媒ガスは、フロントハウジング４の通路６０ａからフロント側軸受収容空間６０ｂ、シャフト５の通路６０ｃ、リヤ側軸受収容空間６０ｄ、シリンダブロック２の通路５８ｂ、及びバルブプレート２ａのオリフィス５８ａを通って吸入室１３に流れる。このとき、冷媒ガスはシャフト５の通路６０ｃの途中にあるスクリュー６２のオリフィス６２ａで絞られた後、バルブプレート２ａのオリフィス５８ａで再び絞られ、圧力が減少する。
【００５０】
なお、本実施形態では、吐出制御弁としてのスプール弁３１の一方に、クランク室８の圧力を作用させ、スプール弁３１の他方に吐出室１２の圧力を作用させる構造を採用し、スプール弁３１を閉弁方向に付勢するばね３２として比較的小さなばね力のものを用いるようにしたので、熱負荷が小さくなって吐出室１２の圧力が次第に低下したとき、最小ピストンストローク（極低負荷）になり、斜板１０が第一の通路５８の通路面積を減少させるまで、スプール弁３１は開いた状態に保たれる。
【００５１】
これに対し、熱負荷が大きくなると、制御弁１００のソレノイド１３１Ａへの通電によりプランジャ１３３が閉弁方向に移動し、球状弁体１２６が弁閉バネ１２７の付勢力によって閉弁方向へ移動し、第二の通路５７への冷媒ガスの流通を閉じる。その結果、吐出室１２からクランク室８への高圧の冷媒ガスの流入が阻止され、クランク室８の圧力は低くなる。
【００５２】
そして、圧縮行程中のピストン７のリヤ面にかかる力は小さくなり、該ピストン７のリヤ面にかかる力の総和は、ピストン７のフロント面にかかる力の総和を下回る結果、斜板１０の傾斜角度が大きくなる。斜板１０の傾斜角度が最小から最大になるとき、斜板１０のボス部１０ｂがリング９の孔５８ｃから離れ、第一の通路５８が全開になり、クランク室８の冷媒ガスが第一の通路５８を介して吸入室に流れるので、クランク室８の圧力の低下が促進される。第一の通路５８の通路面積が最大になると、第三の通路６０から吸入室１３には冷媒ガスがほとんど流れなくなる。
【００５３】
また、吐出室１２の圧力が高くなって、吐出室１２とクランク室８との圧力差が所定値Ｐｏ以上になると、スプール弁３１に作用する吐出室１２の冷媒の圧力がクランク室８の冷媒ガスの圧力とばね３２の付勢力との合力に打ち勝ち、スプール弁３１が開弁方向に移動して吐出通路３９が開く（図１）。その結果、吐出室１２の冷媒ガスが、吐出口１ａからコンデンサ８８に流出する。
【００５４】
続いて、本実施形態の制御弁１００自体の動作について詳細に説明する。
まず、制御弁１００のソレノイド１３１Ａが励磁された状態では、前記プランジャ１３３が、前記バネ１４４の付勢力に抗して前記吸引子１４１側に引き込まれ、プランジャ１３３に連結されているロッド１３２が移動することで該ロッド１３２に取り付けられている前記球状弁体１２６は、前記制御弁本体１２０の弁孔１２５を閉じる方向に移動する。一方、吸入室１３に連通する吸入通路８０側から低温の冷媒ガスが、制御弁本体１２０の吸入ポート１２９及び吸入通路１３０を介して感圧室１４５に導かれ、吸入室１３の吸入圧力Ｐｓである前記冷媒ガスの圧力に基づいて、前記感圧室１４５のベローズ１４６が変位し、該変位が、前記ステム１３８、前記プランジャ１３３、及び前記ロッド１３２を介して前記球状弁体１２６に伝達される。このとき、前記球状弁体１２６の前記弁孔１２５に対する開度位置は、前記ソレノイド１３１Ａによる吸引力と、前記ベローズ１４６の変位力と、前記弁弁閉バネ１２７と、バネ１４４とによって決定される。
【００５５】
ここで、前記感圧室１４５内部の吸入圧力Ｐｓが高くなると、前記ベローズ１４６が該吸入圧力Ｐｓに応じて収縮するため、該収縮方向が前記ソレノイド１３１Ａによる前記プランジャ１３３の吸引方向と一致し、ベローズ１４６の変位に前記球状弁体１２６が追従し、前記弁孔１２５の開度が減少する。これにより、吐出室１２からストレーナ１２２を介して弁室１２３内部に導かれ、前記ポート１１４及び第二の通路５７を介して図１のクランク室８に導かれる高圧の冷媒ガスの量が減少し（クランク室圧力Ｐｃが低下する）、図１の斜板１０の傾斜角度が増大される。
【００５６】
また、吸入室１３に連通する吸入通路８０側から低温の冷媒ガスは、リヤハウジング３とソレノイドハウジング１３１との間に設けられている吸入圧力導入空間８５に連通しているため、前記吸入室１３側からの低温の冷媒ガスによりソレノイドハウジング１３１の側面全体が冷却され、該ソレノイドハウジング１３１内部のソレノイド１３１Ａの温度上昇が抑えられる。 これに対して、前記感圧室１４５内部の吸入圧力Ｐｓが低くなると、前記ベローズ１４６は、バネ１５９とベローズ自身の復元力作用により伸長し、ベローズ１４６の変位に球状弁体１２６が追従すべく、ステム１３８、プランジャ１３３、ロッド１３２を介して前記球状弁体１２６を押圧して、該球状弁体１２６を前記弁孔１２５の開度が増加する方向に移動させる。これにより、吐出室１２から前記ストレーナ１２２を介して前記弁室１２３内部に導かれ、前記ポート１１４を介して前記第二の通路５７から図１のクランク室８側に導かれる高圧の冷媒ガスの量が増大し（クランク室圧力Ｐｃが上昇する）、図１の斜板１０の傾斜角度が減少される。
【００５７】
一方、前記ソレノイド１３１Ａが消磁された状態では、プランジャ１３３の吸引子１４１側への引き込みが消失され、前記バネ１４４の付勢力により、前記プランジャ１３３が前記吸引子１４１側と反対方向に移動し、ロッド１３２を介して球状弁体１２６を、制御弁本体１２０の弁孔１２５を開放する方向に移動させる。この状態で、前記感圧室１４５内部の吸入圧力Ｐｓが上昇すると、前記ベローズ１４６が収縮し、前記球状弁体１２６の開度を減少させる方向に変位するが、前記ステム１３８の他端部１４０は、前記ベローズ１４６のストッパ１４７に対して接離自在に装着されているため、前記ベローズ１４６の変位が、前記球状弁体１２６に対して影響されることはない。
【００５８】
その結果、球状弁体１２６は、感圧室１４５内部の吸入圧力Ｐｓの上昇の影響を受けることなく、最大開度位置に保持される。また、ベローズ１４６の最大変位量は、前記ステム１３８の他端部１４０と前記ベローズ１４６のストッパ１４７との最大嵌合量よりも小さくなるように設定されているため、該ステム１３８の他端部１４０が、該ベローズ１４６のストッパ１４７から離脱することがない。
【００５９】
このように、本実施形態の制御弁１００は、吸入室１３から前記制御弁本体１２０の感圧室１４５内に前記低温冷媒ガスが導入されるとき、該低温冷媒ガスを前記ソレノイドハウジング１３１と前記リヤハウジング３との間に設けられている低温冷媒ガス導入空間８５に導き、該ソレノイドハウジング１３１の側面全体を該低温冷媒ガスによって冷却するようにしたので、前記ソレノイドハウジング１３１内部のソレノイド１３１Ａによる励磁力の低下を抑えることができる。
【００６０】
また、制御弁１００には、ベローズ１４６の強さを調整する調整ネジ１５３を有する調整ネジホルダ１５２を、前記感圧室１４５に密閉状態で装着し、前記制御弁本体１２０の外部から前記感圧室１４５内部のベローズ１４６の強さを前記調整ネジ１５３で調整するようにしたので、感圧室１４５内部のベローズ１４６の強さの調整を容易に行なうことができる。更に、前記制御弁本体１２０を、前記調整ネジホルダ１５２を外部に向けた状態で、前記可変容量型圧縮機２００のリヤハウジング２１０側に埋設したので、制御弁本体１２０をリヤハウジング２１０に装着した状態であっても、前記感圧室１４５内部のベローズ１４６の強さの調整を外部から容易に行なうことができる。
【００６１】
更にまた、前記感圧室１４５の近傍には、前記作動杆の一部を成す前記ステム１３８を、前記球状弁体１２６による前記開度が減少する方向に引き込むソレノイド１３１Ａ内部に配設し、作動杆に対する該ソレノイド１３１Ａの吸引による作用点と前記ベローズ１４６による付勢力の作用点とを近づけたので、作動杆の弁閉方向への移動時における作動杆のガタ付きが必要最小限に抑えられる。また、前記球状弁体１２６は球形状であるため、弁閉作動時に前記ロッド１３２に傾きが生じた場合であっても、前記球状弁体１２６を弁孔１２５に対して均等に当接させることができる。
【００６２】
以上、本実施形態では、調整ネジ１５３と調整ネジホルダ１５２とを別体にした場合を示したが、本発明は、前記のような構成に限らず、図５にその要部を示す他の実施形態の如く、調整ネジと調整ネジホルダとを一体化したキャップ１５２ａ構造を用いることができることは勿論である。該キャップ１５２ａは、プレート１５７の内周に刻設した調整雌ネジ部１５７ａに前記キャップ１５２ａの外周に刻設した調整雄ネジ部１５２ｂを螺合して位置調節自在とすると共に、Ｏリング１５４によって気密を確保している。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁によれば、制御弁本体の感圧室内に低温冷媒ガスが導入される時、該低温冷媒ガスを前記ソレノイドハウジングと前記リヤハウジングとの間に設けられている低温冷媒ガス導入空間に導き、該ソレノイドハウジングの側面全体を該低温冷媒ガスによって冷却し、該ソレノイドハウジング内部のソレノイドによる励磁力の低下を抑えることができる。
【００６４】
また、前記ソレノイドのプランジャの一端にステムの一端を固定し、該ステムの他端に前記感圧室に配設したベローズのストッパが接離自在に当接配置し、前記プランジャの他端に前記弁体に当接するロッドを連結固定し、前記ソレノイドのプランジャの一端に該プランジャを前記弁体側に付勢するバネを配設したので、前記プランジャがソレノイドで励磁されない時には、前記感圧室内のベローズの作用に影響されずに、前記弁体を常時最大開度位置の状態にしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の制御弁を備えた可変容量圧縮機の吐出通路が開いた状態を示す縦断面図。
【図２】図１の可変容量圧縮機の吐出通路が閉じた状態を示す縦断面図。
【図３】図１の可変容量型圧縮機用の制御弁の拡大縦断面図。
【図４】図３の可変容量型圧縮機用の制御弁の詳細を示す縦断面図。
【図５】本発明の可変容量型圧縮機用の制御弁に係る他の実施形態の要部を示す断面図。
【図６】従来の制御弁を備えた可変容量型圧縮機を示す縦断面図。
【図７】図６の可変容量型圧縮機用制御弁の詳細を示す縦断面図。
【符号の説明】
１ 可変容量型圧縮機
３ リヤハウジング
８ クランク室
１０ 斜板
８５ 低温冷媒ガス導入空間
１００ 制御弁
１２０ 制御弁本体
１２６ 球状弁体
１３１ ソレノイドハウジング
１３１Ａ ソレノイド
１３２ ロッド
１３３ プランジャ
１３８ ステム
１４５ 感圧室
１４６ ベローズ
１４７ ストッパ
１５３ 調整ネジ
１５２ 調整ネジホルダ

Claims (5)

1. 可変容量型圧縮機の吐出圧領域とクランク室とを連通する冷媒ガス通路に配置されている弁体の開度を、制御弁本体に設けられているソレノイドハウジング内部のソレノイドの励磁作用によって調整して、前記クランク室内の斜板の傾斜角度を変えることによって、前記圧縮機の吐出容量を変更するようにした可変容量型圧縮機用制御弁において、
   前記制御弁本体は、前記可変容量型圧縮機のリヤハウジング側に埋設されていると共に、前記ソレノイドハウジングと前記リヤハウジングとの間に、前記可変容量型圧縮機の吸入圧領域に連通する低温冷媒ガス導入空間を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
2. 可変容量型圧縮機の吐出圧領域とクランク室とを連通する冷媒ガス通路に配置されている弁体の開度を、制御弁本体に設けられているソレノイドハウジング内部のソレノイドの励磁作用によって調整して、前記クランク室内の斜板の傾斜角度を変えることによって、前記圧縮機の吐出容量を変更するようにした可変容量型圧縮機用制御弁において、
   前記制御弁本体は、前記可変容量型圧縮機の吸入圧領域に連通する感圧室と、該感圧室内に収容され前記吸入圧領域の圧力が上昇すると前記弁体をその開度が減少する方向に移動させるベローズと、前記感圧室に密閉状態に連接され前記ベローズの強さを調整する調整ネジを有した調整ネジホルダと、を具備し、前記調整ネジホルダを外部に向けた状態で、前記可変容量型圧縮機のリヤハウジング側に埋設されており、
   前記調整ネジホルダは、前記調整ネジを一体化した気密キャップであることを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
3. 可変容量型圧縮機の吐出圧領域とクランク室とを連通する冷媒ガス通路に配置されている弁体の開度を、制御弁本体に設けられているソレノイドハウジング内部のソレノイドの励磁作用によって調整して、前記クランク室内の斜板の傾斜角度を変えることによって、前記圧縮機の吐出容量を変更するようにした可変容量型圧縮機用制御弁において、
   前記制御弁本体は、中央部にソレノイド、一端部にベローズを配設した感圧室、及び、他端部に前記弁体を配設した弁室を配設し、
   前記ソレノイドのプランジャの一端には、該プランジャを吸引子側から離す前記弁体側に付勢するバネが配設されていることを特徴とする可変容量型圧縮機用制御弁。
4. 前記ソレノイドのプランジャの一端には、ステムの一端を固定し、該ステムの他端には、前記感圧室に配設した前記ベローズのストッパが接離自在に当接配置され、前記プランジャの他端には、前記弁体に当接するロッドが連結固定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. 前記弁体は、球形状と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。

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