JP6647156B2 - 可変容量型圧縮機用制御弁 - Google Patents

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導入口を有し、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導出口が設けられた弁本体と、前記弁口を開閉するための弁体（弁棒）と、該弁体を弁口開閉方向（上下方向）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導入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弁体を弁口開閉方向に付勢する感圧応動部材と、を備えており、前記弁体と前記弁口とで図１０において符号１１’で示される弁部が構成される（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、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、弁体が閉弁ばねの付勢力により、プランジャに追従するように閉弁方向に移動せしめられる。一方、圧縮機１００からＰｓ導入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とその外周に配在された案内パイプとの間に形成される隙間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）が弁体に伝達され、それによって、弁口に対して弁体の弁体部が昇降して弁部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。

また、上記可変容量型圧縮機に対し、例えば、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短縮すること、通常制御時において圧縮機の運転効率が低下することを抑制ないし低減すること等を目的とした、図１１に簡略図示される如くの改良型の斜板式可変容量型圧縮機も既に提案されている。

この改良型の斜板式可変容量型圧縮機２００は、それに用いられる制御弁における弁体（弁棒）を主弁体と副弁体とで構成し、その主弁体内に弁内逃がし通路１６’を設けたもので、その制御弁２’は、基本的に、弁口が設けられた弁室及び圧縮機２００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２００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２００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２００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２００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１１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２等を参照）。

かかる構成の制御弁２’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２００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、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（詳細は、下記特許文献２等を参照されたい）。

特開２０１０−１８５２８５号公報 特開２０１３−１３０１２６号公報

しかし、上記特許文献２に所載の可変容量型圧縮機用制御弁２’においては、感圧応動部材（ベローズ装置）を構成する下ストッパと吸引子との間に、当該感圧応動部材を保持する圧縮コイルばねが縮装され、吸引子と副弁体（プランジャ）との間に、副弁体及びプランジャを保持する圧縮コイルばねからなるプランジャばね（開弁ばね）が縮装されており、前記感圧応動部材と副弁体及びプランジャとを保持するために、２つのばねを使用する必要がある。また、２つの圧縮コイルばねの合計のばね長さが必然的に長くなり、例えば副弁体（ベローズ荷重とプランジャ吸引力を伝達させる部材）の傾きを抑制するためのガイドを設けるスペースの確保が難しく、制御性が低下してしまうといった懸念がある。

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、部品点数の削減及びそれに伴うコストダウンと、制御性の安定化とを図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及び吸引子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主弁体内に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、前記副弁体に追従するよう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副弁体が前記弁内逃がし通路を開くようにされており、前記感圧応動部材と前記副弁体との間にプッシュロッドが介在され、前記副弁体を前記弁内逃がし通路を閉じる方向に付勢するとともに前記プッシュロッドを介して前記感圧応動部材を前記感圧室内で保持すべく、前記副弁体と前記プッシュロッドとの間に、該副弁体と該プッシュロッドとが離れる方向に付勢する付勢部材が介装されており、前記プッシュロッドは、前記感圧応動部材と前記副弁体との間に配在される前記電磁式アクチュエータの前記吸引子に設けられた挿通穴に摺動自在に内挿されており、前記付勢部材は、前記プッシュロッドにおける前記挿通穴に摺動する部分の前記副弁体側に形成された段差部と前記副弁体との間に介装されていることを特徴としている。

更に好ましい態様では、前記付勢部材は、円筒状の圧縮コイルばねで構成される。

別の好ましい態様では、前記プッシュロッド及び前記付勢部材は、前記副弁体もしくは前記プランジャに設けられた凹穴に内挿される。

他の好ましい態様では、前記プッシュロッドの下端部は、前記副弁体もしくは前記プランジャに設けられた嵌挿穴に嵌め込まれる。

別の好ましい態様では、前記副弁体は前記プランジャに固定される。

更に好ましい態様では、前記プランジャは筒状を有し、該プランジャに前記副弁体が内挿固定される。

他の好ましい態様では、前記副弁体と前記プランジャとが別部材で構成される。

他の好ましい態様では、前記副弁体と前記プランジャとが一体成形される。

別の好ましい態様では、前記副弁体は、前記プランジャと同材質もしくは異材質の磁性材で構成される、又は、非磁性材で構成される。

別の好ましい態様では、前記吸引子の下面の水平面に対する投影面積と前記副弁体及び／又は前記プランジャの上面の水平面に対する投影面積とが同じとされる。

本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁によれば、感圧応動部材と副弁体との間にプッシュロッドが介在され、副弁体を弁内逃がし通路を閉じる方向に付勢するとともにプッシュロッドを介して感圧応動部材を感圧室内で保持すべく、副弁体とプッシュロッドとの間に、該副弁体と該プッシュロッドとが離れる方向に付勢する付勢部材が介装されている。すなわち、副弁体とプッシュロッドとの間に介装された１つの付勢部材で感圧応動部材と副弁体（プランジャ）とを保持できるため、部品点数・製品コストを削減できるとともに、付勢部材の長さ（例えば、ばね長さ）を短くして、制御性を安定させることが可能となる。

また、前記プッシュロッドは、感圧応動部材と副弁体との間に配在される電磁式アクチュエータの吸引子に設けられた挿通穴に摺動自在に内挿されているので、前記プッシュロッドが吸引子によってガイドされるため、これによっても、制御性を安定させることが可能となる。

また、前記付勢部材は、前記プッシュロッドにおける挿通穴に摺動する部分の副弁体側に形成された段差部と副弁体との間に介装されているので、当該制御弁の外径の小型化を図ることが可能となる。

また、前記吸引子の下面（プランジャ側の対向面）の水平面に対する投影面積（磁路面積に対応する面積）と前記副弁体及び／又は前記プランジャの上面（吸引子側の対向面）の水平面に対する投影面積（磁路面積に対応する面積）とが同じとされているので、体格を大きくすることなく、電磁式アクチュエータの吸引力を確保できるため、更なる小型化（特に、電磁式アクチュエータのコイル部分の小型化）を図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第１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第１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第１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。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の第１実施形態に用いられるプランジャ及び副弁体を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は（Ｂ）の上面図、（Ｄ）は（Ｂ）の下面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。 図４に示されるプランジャ及び副弁体の変形例を示す断面図。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の第２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第２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第２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。 本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の第２実施形態に用いられる副弁体付きプランジャを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は（Ｄ）のＶ−Ｖ矢視線に従う断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＷ−Ｗ矢視線に従う断面図。 第１の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。 第２の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。

＜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第１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。

［制御弁の構成］
図示実施形態の制御弁１は、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１５を有する弁体１０と、該弁体１０（主弁体１５）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。

また、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（摺動部）４６ｃ、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（副弁体１７側とは反対側の端部）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、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と略同径の縦長の凹穴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１５の鍔状係止部１５ｋ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（の下部小径部４６ｂ）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。

また、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）（プランジャ３７）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、副弁体１７及びプランジャ３７を下方（開弁方向）に付勢する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が縮装されており、当該プランジャばね４７により副弁体１７が下方に付勢された状態で当該副弁体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。このプランジャばね４７（の圧縮力）により、副弁体１７が後述する弁内逃がし通路１６を閉じる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。

さらに、図４を参照すればよく分かるように、プランジャ３７の底部には、その中央（軸線Ｏ上）に、プランジャ３７の内径より小径の中央穴３７ｂが形成されるとともに、中央からやや偏心した位置に、一部が前記中央穴３７ｂに重なるようにして、前記プランジャ３７の内径とほぼ同径（言い換えれば、中央穴３７ｂより大径）の挿入穴３７ｃが形成されている。この挿入穴３７ｃは、プランジャ３７の内部空間と連通する深さ（上下方向深さ）まで穿設されている。前記挿入穴３７ｃの穴径（プランジャ３７の内径、副弁体１７の外径）は、後述する主弁体１５の鍔状係止部１５ｋより若干大径とされるとともに、前記中央穴３７ｂの穴径は、主弁体１５の上部小径部１５ｆより若干大径かつ鍔状係止部１５ｋより若干小径とされ、プランジャ３７の底部上面における前記中央穴３７ｂの外周部分が、主弁体１５の鍔状係止部１５ｋを掛止するための内鍔状掛止部３７ｋとされている。また、プランジャ３７の底部（の上面）と副弁体１７の下端部（平坦面）との（上下方向の）間隔は、主弁体１５の鍔状係止部１５ｋの高さより若干大きくされており、プランジャ３７の底部の厚み（上下方向の高さ）は、主弁体１５の上部小径部１５ｆの高さより若干大きくされており、主弁体１５は、プランジャ３７に対して上下動可能となっている（詳細は後述）。

また、本例では、プランジャ３７の外周の所定位置に、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。なお、Ｄカット面３７ｄ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との間に隙間３６を形成しても良い。

弁体１０は、縦方向に並んで（軸線Ｏ方向に沿って）配置された段付き軸状の主弁体１５と前述の副弁体１７とからなっている。

下側に配置された主弁体１５は、非磁性材で作製され、下から順に、主弁体部１５ａ、中間小径部１５ｄ、比較的長い嵌挿部１５ｅ、上部小径部１５ｆ、及び鍔状係止部１５ｋからなっており、その内部中央には縦方向に貫通するように弁内逃がし通路１６の一部を構成する貫通逃がし孔１６Ａが設けられている。この貫通逃がし孔１６Ａの上端部（逆立円錐台面部）が、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。

主弁体１５の上部小径部１５ｆは、前記中央穴３７ｂに緩く内嵌され、主弁体１５の鍔状係止部１５ｋは前記中央穴３７ｂより大径（かつプランジャ３７の内径より小径）とされており、プランジャ３７が主弁体１５に対して上方向に移動せしめられるとき、前記中央穴３７ｂの外周部分からなる内鍔状掛止部３７ｋにより鍔状係止部１５ｋが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、副弁体１７は、前述のように、前記主弁体１５の上側で前記プランジャ３７に内挿固定されており、その外径（＝プランジャ３７の内径）は、前記主弁体１５の鍔状係止部１５ｋの外径より大きくされており、その下端部（平坦面）が、貫通逃がし孔１６Ａの上端縁部である副弁シート部２３に接離して弁内逃がし通路１６を開閉する副弁体部１７ａとされている。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。

この副弁体１７は、磁性材からなるプランジャ３７と同材質の磁性材で構成しても良いし、また、プランジャ３７と異材質の磁性材で構成しても良いが、プランジャ３７と異材質の、換言すれば、異なる磁性力を有する磁性材で構成すれば、電磁式アクチュエータ３０の吸引力の特性を適宜に調整できる。また、この副弁体１７は、非磁性材で構成しても良い。

また、ここでは、前記副弁体１７は、一部材（一部品）で構成されているが、複数の部材を組み付けて構成しても良い。

前記弁体１０（主弁体１５及び副弁体１７）とプランジャ３７との組み付けに際しては、例えば、副弁体１７をプランジャ３７（の内側の所定位置）に圧入等により固定し、予め弁本体２０（の案内孔１９）に組み付けた主弁体１５の鍔状係止部１５ｋ及び上部小径部１５ｆをプランジャ３７の挿入穴３７ｃに下から挿入し、当該主弁体１５をプランジャ３７に対して横移動させ、プランジャ３７の底部中央に設けられた中央穴３７ｂに主弁体１５の上部小径部１５ｆを嵌挿して、副弁体１７の下側に主弁体１５（の鍔状係止部１５ｋ）を配置すればよい。

一方、前記弁本体２０は、上部中央に嵌合用の凹穴２０Ｃが設けられた本体部材２０Ａと、前記凹穴２０Ｃに圧入等により内挿固定される支持部材２０Ｂとの二分割構成とされている。

支持部材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、プランジャ３７の最下降位置を規定するための凸状のストッパ部２４Ａが突設されている。また、前記嵌挿部２４は段付きで形成されており、上側大径部２４ａの下側に、該上側大径部２４ａより上下方向長さが長い下側小径部２４ｂが設けられ、その下側小径部２４ｂの下端に、本体部材２０Ａの凹穴２０Ｃと収容穴１８との間の段差部（段丘面）に当接せしめられる鍔状当接部２４ｃが外側に向けて張り出すように設けられている。支持部材２０Ｂの中央部には、縦方向に貫通するように前記主弁体１５の嵌挿部１５ｅ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１５の主弁体部１５ａ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１５ａと弁口２２とで主弁部１１が構成される。上述のように、支持部材２０Ｂは、ステンレス等の高硬度の材料で作製されているので、その比重も高い。

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に支持部材２０Ｂ（の嵌挿部２４）が内挿された状態で、前記ストッパ部２４Ａの外周には、圧縮機１００の吸入圧力Ｐｓの入出室２８が形成されるとともに、その入出室２８の外周側に複数個のＰｓ入出口２７が形成されている。このＰｓ入出口２７から入出室２８に導入された吸入圧力Ｐｓは、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）等を介して前記感圧室４５に導入される。

また、本体部材２０Ａにおける凹穴２０Ｃも段付きで形成され、前記支持部材２０Ｂの上側大径部２４ａが嵌挿される上側大径穴２０Ｃａと前記下側小径部２４ｂが嵌挿される下側小径穴２０Ｃｂとで構成され、上側大径部２４ａの外周と上側大径穴２０Ｃａの内周とが当接し（言い換えれば、上側大径穴２０Ｃａに上側大径部２４ａが嵌合（内接）せしめられ）、下側小径部２４ｂの外周と下側小径穴２０Ｃｂの内周との間に若干の隙間を有する姿勢で、本体部材２０Ａの凹穴２０Ｃに支持部材２０Ｂが内挿固定されている。また、下側小径穴２０Ｃｂの底部中央には、主弁体１５の主弁体部１５ａを収容する段付きの収容穴１８が連設されている。収容穴１８の内周に設けられた段差部と主弁体１５の主弁体部１５ａの下部外周に設けられた段差部（段丘面）１５ｇ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１５（の嵌挿部１５ｅと上部小径部１５ｆとの段差部）がプランジャ３７（の底部）に押し付けられる。

また、収容穴１８内（前記支持部材２０Ｂの弁口２２より下側部分）が弁室２１となっており、前記凹穴２０Ｃにおける下側小径穴２０Ｃｂに、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が外装され、前記嵌挿部２４における下側小径部２４ｂに、前記Ｐｄ導入口２５に連通する複数個の横孔２５ｓが設けられている。

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１５ａとの間の隙間→案内孔１９の下部と中間小径部１５ｄとの間の隙間→下側小径部２４ｂの横孔２５ｓ→下側小径部２４ｂと下側小径穴２０Ｃｂとの間の隙間を介して前記Ｐｄ導入口２５に連通する。

また、本実施形態では、主弁体１５に形成された貫通逃がし孔１６Ａ、プランジャ３７内に設けられた中央穴３７ｂ及び挿入穴３７ｃ、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、主弁体１５の貫通逃がし孔１６Ａの上端縁部である副弁シート部２３に副弁体１７の副弁体部１７ａが接離することにより、前記弁内逃がし通路１６が開閉されるようになっている。

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１５、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２４Ａに当接、主弁部１１は全開、副弁部１２は全閉）において、主弁体１５の主弁体部１５ａ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Ｌｖとされ、プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋと主弁体１５の鍔状係止部１５ｋとの離隔距離は所定量Ｌａとされ、前記プランジャ３７の最大リフト量（第２リフト量）Ｌｐ（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Ｌｖ＋所定量Ｌａとなっている。

［制御弁の動作］
次に、上記構成とされた制御弁１の動作を概説する。

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Ｌｖ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Ｌｐ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１５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、入出室２８からプランジャ３７の外周と案内パイプ３５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１５に伝達され、それによって、弁開度（弁口２２と主弁体部１５ａ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。

この場合、主弁体１５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１５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１５が上方向に移動せしめられ、主弁体１５の主弁体部１５ａ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（及び副弁体１７）の上方向移動量が第１リフト量Ｌｖに達するまでは、主弁体１５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Ｌｖに達すると、主弁体１５の主弁体部１５ａ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Ｌａ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Ｌｖに達した後、プランジャ３７の内鍔状掛止部３７ｋが主弁体１５の鍔状係止部１５ｋに係止されるまでの所定量Ｌａ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Ｌｖ＋所定量Ｌａ＝第２リフト量Ｌｐ）。この場合、主弁体１５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１５の鍔状係止部１５ｋ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。

なお、上記実施形態では、副弁体１７の上端部がプランジャ３７の上端部と位置合わせされた状態で副弁体１７がプランジャ３７に内挿固定されているが、例えば図５に示される如くに、副弁体１７の上端部の位置をプランジャ３７の上端部の位置に対して変更することにより、電磁式アクチュエータ３０の吸引力の特性を調整することもできる。

このように、本実施形態の可変容量型圧縮機用制御弁１では、感圧応動部材としてのベローズ装置４０と副弁体１７との間にプッシュロッド４６が介在され、副弁体１７を弁内逃がし通路１６を閉じる方向に付勢するとともにプッシュロッド４６を介してベローズ装置４０を感圧室４５内で保持すべく、副弁体１７とプッシュロッド４６との間に、該副弁体１７と該プッシュロッド４６とが離れる方向に付勢するプランジャばね（付勢部材）４７が介装されている。すなわち、副弁体１７とプッシュロッド４６との間に介装された１つの付勢部材でベローズ装置４０と副弁体１７（プランジャ３７）とを保持できるため、部品点数・製品コストを削減できるとともに、プランジャばね４７の長さを短くして、制御性を安定させることが可能となる。

また、前記プッシュロッド４６（の中間胴部４６ｃ）は、ベローズ装置４０と副弁体１７との間に配在される電磁式アクチュエータ３０の吸引子３４に設けられた挿通穴３４ａに摺動自在に内挿されているので、前記プッシュロッド４６が吸引子３４によってガイドされるため、これによっても、制御性を安定させることが可能となる。

また、前記プランジャばね４７は、前記プッシュロッド４６における挿通穴３４ａに摺動する部分（中間胴部４６ｃ）の副弁体１７側に形成された段差部と副弁体１７との間に介装されているので、当該制御弁１の外径の小型化を図ることが可能となる。

また、前記吸引子３４の下面（挿通穴３４ａ以外の部分）（プランジャ３７側の対向面）の水平面に対する投影面積（磁路面積に対応する面積）と前記副弁体１７及び前記プランジャ３７の上面（具体的には、副弁体１７の上面とプランジャ３７の上面とを合わせた面）（吸引子３４側の対向面）の水平面に対する投影面積（磁路面積に対応する面積）とがほぼ同じとされているので、体格を大きくすることなく、電磁式アクチュエータ３０の吸引力を確保できるため、更なる小型化（特に、電磁式アクチュエータ３０のコイル３２部分の小型化）を図ることが可能となる。

＜第２実施形態＞
図６〜図８は、それぞれ本発明に係る可変容量型圧縮機用制御弁の第２実施形態を示す縦断面図であり、図６は主弁：開、副弁：閉の状態（通常制御時）、図７は主弁：閉、副弁：閉の状態（圧縮機起動移行時）、図８は主弁：閉、副弁：開の状態（圧縮機起動時）を示している。

本第２実施形態の制御弁２は、上記第１実施形態における制御弁１に対し、基本的に、プランジャ３７及び副弁体１７の構成のみが相違している。したがって、第１実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

上記第１実施形態の制御弁１では、プランジャ３７と副弁体１７とが別部材（別部品）で構成されているが、本実施形態の制御弁２では、プランジャ３７と副弁体１７とが一体に成形されている（以下、纏めて副弁体付きプランジャ３７Ａとする）。つまり、ここでは、副弁体１７は、プランジャ３７と同材質の磁性材から作製されている。

また、図９を参照すればよく分かるように、本例では、副弁体付きプランジャ３７Ａの下部に、上記第１実施形態と同様の中央穴３７ｂが形成されるとともに、その中央穴３７ｂから外周に向けて直線状に延びる、前記中央穴３７ｂの穴径と略同幅のスリット３７ｓが形成されており、前記中央穴３７ｂ及びスリット３７ｓの上側に、その中央穴３７ｂ及びスリット３７ｓに重なるように、平面視で略半円形の切込み３７ｔが（横方向に向けて）形成されている。

前記切込み３７ｔの（上下方向の）高さは、主弁体１５の鍔状係止部１５ｋの高さより若干大きくされており、前記スリット３７ｓ及び中央穴３７ｂの（上下方向の）高さは、主弁体１５の上部小径部１５ｆの高さより若干小さくされており、主弁体１５は、プランジャ３７に対して上下動可能となっている。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１５の上部小径部１５ｆの外径より若干大きくされるとともに、主弁体１５の鍔状係止部１５ｋの外径より小さくされている。

弁体１０（主弁体１５）と副弁体付きプランジャ３７Ａ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）に組み付けた主弁体１５の鍔状係止部１５ｋ及び上部小径部１５ｆがそれぞれ副弁体付きプランジャ３７Ａの切込み３７ｔ及びスリット３７ｓに挿入されるように、当該主弁体１５を副弁体付きプランジャ３７Ａに対して横移動させ、副弁体付きプランジャ３７Ａの下部中央に設けられた中央穴３７ｂに上部小径部１５ｆを嵌挿すればよい。

かかる構成とされた本第２実施形態の制御弁２においては、上記第１実施形態の制御弁１と同様の作用効果が得られるとともに、プランジャ３７と副弁体１７とが一部品（一体成形品）として構成されているので、部品点数・製品コストを更に削減することが可能となる。

１ 可変容量型圧縮機用制御弁（第１実施形態）
２ 可変容量型圧縮機用制御弁（第２実施形態）
１０ 弁体
１１ 主弁部
１２ 副弁部
１５ 主弁体
１５ａ 主弁体部
１５ｋ 鍔状係止部
１６ 弁内逃がし通路
１７ 副弁体
１７ａ 副弁体部
１７ｂ 凹穴
１７ｃ 嵌挿穴
１８ 収容穴
１９ 案内孔
２０ 弁本体
２０Ａ 本体部材
２０Ｂ 支持部材
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
２５ Ｐｄ導入口
２６ Ｐｃ入出口
２７ Ｐｓ入出口
２８ 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
３４ａ 挿通穴
３５ 案内パイプ
３７ プランジャ
３７Ａ 副弁体付きプランジャ（第２実施形態）
３７ｂ 中央穴
３７ｃ 挿入穴
３７ｋ 内鍔状掛止部
３７ｓ スリット（第２実施形態）
３７ｔ 切込み（第２実施形態）
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
４６ａ プッシュロッドの下端部
４６ｂ 下部小径部
４６ｃ 中間胴部
４６ｄ 上部小径部
４７ プランジャばね（圧縮コイルばね）（付勢部材）
５０ 閉弁ばね
Ｌｖ 第１リフト量
Ｌａ 所定量
Ｌｐ 第２リフト量

Claims (10)

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及び吸引子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主弁体内に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、前記副弁体に追従するよう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副弁体が前記弁内逃がし通路を開くようにされており、
   前記感圧応動部材と前記副弁体との間にプッシュロッドが介在され、前記副弁体を前記弁内逃がし通路を閉じる方向に付勢するとともに前記プッシュロッドを介して前記感圧応動部材を前記感圧室内で保持すべく、前記副弁体と前記プッシュロッドとの間に、該副弁体と該プッシュロッドとが離れる方向に付勢する付勢部材が介装されており、
   前記プッシュロッドは、前記感圧応動部材と前記副弁体との間に配在される前記電磁式アクチュエータの前記吸引子に設けられた挿通穴に摺動自在に内挿されており、
   前記付勢部材は、前記プッシュロッドにおける前記挿通穴に摺動する部分の前記副弁体側に形成された段差部と前記副弁体との間に介装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。
2. 前記付勢部材は、円筒状の圧縮コイルばねで構成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. 前記プッシュロッド及び前記付勢部材は、前記副弁体もしくは前記プランジャに設けられた凹穴に内挿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. 前記プッシュロッドの下端部は、前記副弁体もしくは前記プランジャに設けられた嵌挿穴に嵌め込ま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. 前記副弁体は前記プランジャに固定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. 前記プランジャは筒状を有し、該プランジャに前記副弁体が内挿固定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. 前記副弁体と前記プランジャとが別部材で構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
8. 前記副弁体と前記プランジャとが一体成形されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
9. 前記副弁体は、前記プランジャと同材質もしくは異材質の磁性材で構成されている、又は、非磁性材で構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
10. 前記吸引子の下面の水平面に対する投影面積と前記副弁体及び／又は前記プランジャの上面の水平面に対する投影面積とが同じとされていることを特徴とする請求項１から９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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