JP7068320B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、作動流体の容量又は圧力を可変制御する電磁弁に関し、特に、自動車などの空調システムに用いられる容量可変型圧縮機などの吐出量を制御する電磁弁（容量制御弁）に関する。

自動車などの空調システムに用いられる容量可変型圧縮機は、特許文献１に示されるように、エンジンの駆動力により回転駆動される回転軸、回転軸に対して傾斜角度を可変に連結された斜板、斜板に連結された圧縮用のピストンなどを備え、斜板の傾斜角度を変化させることにより、ピストンのストロークを変化させて流体の吐出量を制御するものである。特に特許文献１は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、流体を吸入する吸入室の吸入圧力、ピストンにより加圧された流体を吐出する吐出室の吐出圧力、斜板を収容した制御室の制御圧力を利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで斜板の傾斜角度を連続的に変化させ得るようになっている。

容量制御弁は、金属材料または樹脂材料により形成されたバルブ本体と、バルブ本体内に往復動自在に配置された弁体と、弁体を一方向（駆動装置方向）に付勢する感圧体と、バルブ本体に接続されて弁体を他方向に動作させる駆動装置と、を備えている。弁体は軸方向の位置によって、バルブ本体に形成された吸入室と繋がるポート、吐出室と繋がるポート、制御室と繋がるポートをそれぞれ開閉できようになっている。

駆動装置は、バルブ本体に連結されるケーシングと、一端部が閉じたスリーブと、ケーシング及びスリーブの内側に配置された円筒状の固定鉄心と、固定鉄心の内側において往復動自在にかつその一端側の先端が弁体に連結固定される駆動ロッドと、駆動ロッドの他端側に固着された可動鉄心と、駆動装置の駆動力に抗して可動鉄心を付勢するコイルスプリング及び可動鉄心に電磁駆動力を及ぼすコイルなどを備えている。

また、駆動ロッドと固定鉄心との間には若干の隙間が形成されており、バルブ本体側の流体がこの隙間を通してスリーブ内において可動鉄心側に流入するため、バルブ本体側と可動鉄心の周辺空間の流体の圧力差が小さくなり、平時において容量制御弁が設定通りの性能で動作可能となっている。

特許第５１６７１２１号（第６頁、第１図）

しかしながら、特許文献１の容量制御弁にあっては、可動部(可動鉄心、駆動ロッド、弁体)を正確に往復動作させるため、可動鉄心とスリーブとの間の隙間が小さく形成されていることから、バルブ本体側の空間から可動鉄心側の空間に流体を短時間で流入させることができないものであった。そのため、バルブ本体側の流体の圧力の変化に対して可動鉄心側の流体の圧力の変化が遅れ応答性が悪いという問題、特にバルブ本体側の圧力の変化の大きい容量可変型圧縮機の起動時においては、これらの圧力差により設定通りの性能で動作できないという問題があった。さらに、特許文献１では、可動鉄心を設定通りの性能で往復動作させるために、可動鉄心の外周に軸線方向に延びるスリット状の溝を設け、可動鉄心の軸方向の両側の間で流体の移動を迅速に行えるようにしているが、溝により可動鉄心の往復動作の精度が低下するばかりか、加工性が悪くコスト高となるという問題もある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、バルブ本体側の流体の圧力の変化に対する応答性がよく、かつ低コストの電磁弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の電磁弁は、
バルブ本体と、該バルブ本体内に往復動自在に配置された弁体と、該弁体を一方向に付勢する付勢手段と、前記バルブ本体に接続されて前記弁体に駆動力を及ぼす駆動装置と、を備えた電磁弁であって、
前記駆動装置は、一端部が閉じられたスリーブと、少なくとも一部が該スリーブの内側に配置された筒状の固定鉄心と、閉じられた前記スリーブの一端側内部に配置された可動鉄心と、前記固定鉄心の内側に往復動自在に配置され一方端が前記弁体に連結され、他方端が前記可動鉄心に連結された駆動ロッドと、前記可動鉄心に電磁駆動力を及ぼすコイル部とを備え、
前記駆動ロッドは、前記固定鉄心の内周面に対向し軸方向の移動を案内する案内部と、該案内部よりも内径方向に凹む溝部と、を有し、前記溝部は前記バルブ本体側の空間から前記可動鉄心側の空間に亘り連続して形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、駆動ロッドに形成された案内部は、固定鉄心の内周面と対向し、固定鉄心の内周面に沿って案内されることで駆動ロッドを軸方向に正確に往復動作させることができるとともに、駆動ロッドに形成された溝部と固定鉄心の内周面との間には十分な空間が形成され、この空間を通してバルブ本体側の空間から可動鉄心側の空間に流体を短時間で流入させることができ、バルブ本体側の流体の圧力変化に可動鉄心側の流体の圧力が追随し易く、これらの間の圧力差を小さくでき、電磁弁を設定通りの性能で動作させることができる。

好適には、前記可動鉄心は軸方向に貫通する貫通孔を有する筒状に形成されており、該可動鉄心の内部空間に前記駆動ロッドの前記溝部が連通していることを特徴としている。
これによれば、駆動ロッドの溝部が可動鉄心の内部空間に連通し、可動鉄心の内部空間を通して、バルブ本体側の空間から可動鉄心の軸方向の両端の空間に流体を迅速に流入させることができる。

好適には、前記駆動ロッドは、前記可動鉄心の内周面に前記案内部が当接した状態で該可動鉄心に固定されていることを特徴としている。
これによれば、駆動ロッドの溝部と可動鉄心の内周面との間に空間を確保し、駆動ロッドの溝部と可動鉄心の内部とを連通するとともに、駆動ロッドと可動鉄心との固定強度を高めることができる。

好適には、前記可動鉄心は、断面が略正円の円筒形状であることを特徴としている。
これによれば、可動鉄心は内部に駆動ロッドの溝部が連通し、外周面側に溝などの流路が形成されない断面が略正円の円筒形状であるため、可動鉄心の往復動作の精度が高い。

好適には、前記電磁弁は、
前記弁体に対して前記駆動力に抗する方向に付勢力を及ぼすとともに、周囲の圧力増加に伴って収縮可能であり、前記弁体と対応する座面を備えた弁座部材を備え、
前記弁体は軸方向に貫通する筒状に形成され、該弁体の内周面に前記駆動ロッドの前記一方端が挿入された状態で固定されていることを特徴としている。
これによれば、弁体の内周面と駆動ロッドの溝部との間に形成された隙間を通して弁体内部と弁体の外側とが連通しており、容量可変型圧縮機の起動時において、周囲の圧力増加に伴い弁座部材が収縮し、弁体の弁座部材側から内部に流れ込んだ流体は、弁体の内周面と駆動ロッドの溝部との間に形成された隙間を通して弁体の駆動ロッド側の外部へ少ない流体抵抗で排出されるため、弁体の弁座部材側の圧力を迅速に下げることができる。

本発明の実施例に係る容量制御弁を備えた斜板式容量可変型圧縮機を示す概略構成図である。 コイルに通電がなされ第２弁部が開放された容量制御弁の全体を示す断面図である。 駆動ロッドを示す斜視図である。 弁体と固定鉄心と可動鉄心と駆動ロッドとの組み付け構造を示す拡大図である。 図４のＡ‐Ａ断面図である。 図４のＢ‐Ｂ断面図である。 通常制御においてコイルに通電がなされ第１弁部が開放された容量制御弁の全体を示す断面図である。 コイルに通電がなされ第２弁部が開放された最大容量の状態の容量制御弁の全体を示す断面図である。 コイルに通電がなされた直後の第２弁部と第３弁部とが開放された容量制御弁の全体を示す断面図である。 駆動ロッドの変形例を示す断面図である。

本発明に係る電磁弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る電磁弁につき、図１から図１０を参照して説明する。

本発明の電磁弁が適用される容量可変型圧縮機Ｍは、図１に示すように、吐出室２と、吸入室３と、制御室４と、複数のシリンダ４ａとを備え、吐出室２と制御室４とを連通させる吐出側通路としての連通路５と、吸入室３と制御室４とを連通させる吸入側通路としての連通路６と、吐出側通路としての役割及び吸入側通路としての役割を兼ねる連通路７とを画定するケーシング１を有している。このケーシング１には、本発明の電磁弁である容量制御弁Ｖ（図２参照）が組み込まれている。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、吐出室２及び吸入室３が外部の冷凍・冷却回路に接続されている。尚、ここでいう冷凍・冷却回路とは、コンデンサ（凝縮器）Ｃ、膨張弁ＥＶ、エバポレータ（蒸発器）Ｅが順次に配列して設けられたものであり、空調システムの主要部を構成している。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路９が設けられており、連通路９には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィス９ａが設けられている。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、ケーシング１の外部にて図示しないＶベルトに接続される被動プーリ８と、制御室４内からケーシング１の外部に突出し被動プーリ８に固定される回動自在な回転軸８ａと、ヒンジ機構８ｅにより偏心状態で回転軸８ａに連結された斜板８ｂと、各々のシリンダ４ａ内において往復動自在に嵌合された複数のピストン８ｃと、斜板８ｂと各々のピストン８ｃを連結する複数の連結部材８ｄと、回転軸８ａに挿通されるスプリング８ｆとを備えている。

斜板８ｂは、制御圧力Ｐｃに応じて傾斜角度が可変となっている。これは、斜板８ｂにはスプリング８ｆとヒンジ機構８ｅにより常時力が作用しているが、制御室４内の圧力である制御圧力Ｐｃにより複数のピストン８ｃのストローク幅が変化するため、複数のピストン８ｃのストローク幅に斜板８ｂの傾斜角度が制限されることによる。そのため、制御圧力Ｐｃが高圧であるほど斜板８ｂの傾斜角度は小さくなるが、一定以上の圧力となると、ヒンジ機構８ｅによって制限がなされ、斜板８ｂが回転軸８ａに対して略垂直状態（垂直よりわずかに傾斜した状態）となる。尚、制御圧力Ｐｃが低圧であるほど斜板８ｂの傾斜角度は大きくなるが、一定以下の圧力となると、ヒンジ機構８ｅによって制限がなされ、その時の角度が最大傾斜角度となる。

尚、斜板８ｂが回転軸８ａに対して略垂直である時、ピストン８ｃのストローク量が最小となり、シリンダ４ａとピストン８ｃによる流体に対する加圧が最小となり、空調システムの冷却能力は最小となり、斜板８ｂが最大傾斜角度である時、ピストン８ｃのストローク幅が最大となり、シリンダ４ａとピストン８ｃによる流体に対する加圧が最大となり、空調システムの冷却能力は最大となる。ここで、流体は冷媒ガスと僅かな量の潤滑油の混在物である。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、容量制御弁Ｖの電磁力を例えばデューティ制御により調整して、制御室４内の制御圧力Ｐｃを調整することで、吐出量を調整している。具体的には、容量制御弁Ｖのコイル８７に通電する電流を調整し、後述する第１弁部５２及び第２弁部５３の開度調整を行い、制御室４内に流入する、または制御室４から流出する流体を調整することで制御圧力Ｐｃを調整している。この調整により、容量可変型圧縮機Ｍは、複数のピストン８ｃのストローク量を変化させている。

容量制御弁Ｖは、図２に示すように、金属材料または樹脂材料により形成されたバルブ本体１０と、バルブ本体１０内に往復動自在に配置された弁体５０と、弁体５０を一方向（駆動装置８０方向）に付勢する感圧体６０と、バルブ本体１０に接続されて弁体５０に駆動力を及ぼす駆動装置８０などを備えている。

尚、以下説明の便宜上、図２，図４，図７，図８，図９に示される容量制御弁Ｖの断面図は、軸心で直交する２つの平面により切断した断面により示している。

駆動装置８０は、バルブ本体１０に連結されるケーシング８１と、一端部が閉じられた筒状のスリーブ８２と、ケーシング８１及びスリーブ８２の内側に配置された円筒状の固定鉄心８３と、固定鉄心８３の内側において往復動自在にかつその一方側の先端が弁体５０に連結される駆動ロッド８４と、駆動ロッド８４の他端側に固定された可動鉄心８５と、第１弁部５２を開弁させる方向に可動鉄心８５を付勢するコイルスプリング８６と、スリーブ８２の外側にボビンを介して巻回された励磁用のコイル８７などを備える所謂ソレノイドである。

固定鉄心８３は、鉄やケイ素鋼などの磁性材料である剛体から形成されている。固定鉄心８３の一方端には、スリーブ８２から軸方向他方端側に突出し径方向外側に延びる環状のフランジ部８３ａが形成されており、このフランジ部８３ａは、後述するバルブ本体１０の開口部１１に挿嵌され、フランジ部８３ａの大径面８３ｇは開口部１１の内周面１１ａに緊密に当接された状態で固定されている。

バルブ本体１０は、略円筒形状に形成されており、一方端には後述する仕切調整部材１６が圧入される開口部１７と、その内周には後述する弁体５０を摺動可能に当接する小径のガイド面１５と、が形成され、他方端には駆動装置８０が組み付け固定される断面視凹字状の開口部１１が形成されている。

また、バルブ本体１０は、吐出側通路として機能する連通路１２ａ，１２ｂ，１４ａと、弁体５０の内部空間５５と共に吸入側通路として機能する連通路１３ａ，１４ａと、吐出側通路の途中に形成された第１弁室２０と、吸入側通路の途中に形成された第２弁室３０と、第１弁室２０を基準に第２弁室３０とは反対側に形成された第３弁室４０（圧力室）とを備えている。すなわち、連通路１４ａ及び第３弁室４０は、吐出側通路及び吸入側通路の一部を兼ねるように形成されている。

弁体５０は、主弁体５６と、副弁体５７から形成されており、主弁体５６の固定鉄心８３の反対側における端部に備わる第１弁部５２と、第１弁部５２の反対側の端部に備わる第２弁部５３と、第１弁部５２を基準に第２弁部５３とは反対側に後付けにより主弁体５６に連結された副弁体５７に備わる第３弁部５４などを備えている。尚、副弁体５７は、主弁体５６に連結されているため、主弁体５６と一体的に移動する。さらに尚、弁部は、座面（弁座）と係合して弁を構成するものである。

また、弁体５０は、その軸線方向において第２弁部５３から第３弁部５４まで貫通し吸入側通路として機能する内部空間５５を備える略円筒状に形成されている。

また、弁体５０は、第１弁部５２が第１弁室２０の連通路１２ｂの縁部に形成された第１座面１２ｃに着座することで吐出側通路を閉鎖し、第２弁部５３が第２弁室３０において、固定鉄心８３の端部に形成された第２座面８３ｂに着座することで、吸入側通路を閉鎖することができる。

副弁体５７は、略円筒状に形成されており、感圧体６０側に末広がり状に形成された第３弁部５４を備え、第３弁部５４は、その外周縁において後述するアダプタ７０と対向する環状の係合面５４ｃを備えている。

感圧体６０（弁座部材）は、ベローズ６１と、アダプタ７０などを備えており、ベローズ６１は、その一端が仕切調整部材１６に固定され、その他端（自由端）にアダプタ７０を保持している。このアダプタ７０は、先端に第３弁部５４の係合面５４ｃと対向して着座及び離脱する環状の第３座面７０ｃを備える、断面視略コ字状に形成されている。アダプタ７０には、径方向に孔部７０ａが形成されており、孔部７０ａを介して弁体５０の内部空間５５と第３弁室４０は連通している。

感圧体６０は、第３弁室４０内に配置されて、その伸長（膨張）により第１弁部５２を開弁させる方向に付勢すると共に、周囲の圧力が所定以上となったときにベローズ６１が収縮する構造となっており、収縮時には、アダプタ７０の第３座面７０ｃを第３弁部５４の係合面５４ｃより離間させるように作動する。

また、仕切調整部材１６は、バルブ本体１０の一部を構成すると共に後述する第３弁室４０を画定しており、仕切調整部材１６が開口部１７に圧入される位置を適宜変更することで第３弁室４０内における圧力を調整でき、後述する感圧体６０の感度を調整することができる。

図３に示されるように、駆動ロッド８４は、押出成形などで形成されており、外周に４等配され長手方向に亘り形成された溝部９１を有する形状となっている。隣り合う溝部９１同士の間には、平坦面９２と平坦面９２の幅方向両側で溝部９１と連続する湾曲面９３とが形成されている（図５参照）。

図３に示されるように、湾曲面９３は平坦面９２より外径側に位置するため、湾曲面９３は駆動ロッド８４が固定鉄心８３の円形状の内周面８３ｃに摺動する際の当接箇所となり、駆動ロッド８４の固定鉄心８３に対する軸方向の移動方向を案内する案内部として機能している。

図４に示されるように、主弁体５６は、略円筒状に形成されており、固定鉄心８３側の開口５６ａには、駆動ロッド８４の一方端８４ａが挿入された状態で固定されている。開口５６ａには、小径の段部５６ｂが形成されており、駆動ロッド８４の一方端８４ａが当接する構造となっている。これによれば、駆動装置８０により弁体５０がバルブ本体１０側に移動される際における過挿入を防止することができる。

図５に示されるように、固定構造としては、駆動ロッド８４が主弁体５６の開口５６ａに圧入され、駆動ロッド８４の湾曲面９３が主弁体５６の円形状の内周面５６ｄに圧接されることで駆動ロッド８４と主弁体５６とが一体となっている。駆動ロッド８４の溝部９１と主弁体５６の内周面５６ｄとの間には空間Ｓ１が形成されている。尚、溝部９１の最小径部は主弁体５６に形成された小径の段部５６ｂの内径よりも小さくなっており、主弁体５６の内部と空間Ｓ１とが連通し、流体の流路が確保されている。

可動鉄心８５は軸方向両端に開口する貫通孔８５ａを有する筒状に形成されており、一方の開口８５ｃに駆動ロッド８４の他方端８４ｂが挿入された状態で固定されている。

図６に示されるように、固定構造としては、駆動ロッド８４が可動鉄心８５の開口８５ｃに圧入され、駆動ロッド８４の湾曲面９３が可動鉄心８５の円形状の内周面８５ｂに圧接されることで駆動ロッド８４と可動鉄心８５とが一体となっている。駆動ロッド８４の溝部９１と可動鉄心８５の内周面８５ｂとの間には空間Ｓ２が形成されており、可動鉄心８５の内部と空間Ｓ２とが連通し、流体の流路が確保されている。尚、平坦面９２と可動鉄心８５の内周面８５ｂとの間には空間Ｓ５が形成され、空間Ｓ２と同様に流体の流路を構成している。

これまで、容量制御弁Ｖの構成について説明してきたが、これより容量制御弁Ｖに通電されていない状態（以降、「非通電状態」と表記することもある。図示しない。）と、容量制御弁Ｖに通電されている状態（以降、「通電状態」と表記することもある。図７に示す。）とをそれぞれ詳しく説明する。

容量制御弁Ｖは非通電状態では、弁体５０は感圧体６０により駆動装置８０方向へと押圧されており、第２弁部５３が固定鉄心８３の第２座面８３ｂに着座し、吸入側通路である連通路１３ａ，１４ａが閉鎖された状態となる。一方、第１弁部５２は連通路１２ｂの縁部に形成された第１座面１２ｃより離間し、吐出側通路である連通路１２ａ，１２ｂと連通路１４ａとが連通した状態となる。

この非通電状態にあっては、吐出室２内の流体は、容量制御弁Ｖにより吐出側通路である連通路１２ａ，１２ｂと連通路１４ａとが連通していることから、吐出室２から容量制御弁Ｖを経由して制御室４（図１参照）に流入していく。これは、吐出圧力Ｐｄが制御圧力Ｐｃより高い圧力であり、吐出圧力Ｐｄと制御圧力Ｐｃが平衡となるためにおこるものである。これら流体の流入は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが平衡するまで行われ、長時間放置されると、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが平衡し均圧（Ｐｓ＝Ｐｃ＝Ｐｄ）となる。

容量可変型圧縮機Ｍは、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが均圧である状態で起動させると、このときの制御圧力Ｐｃが連続駆動時の制御圧力Ｐｃよりもはるかに高い圧力を有しているため、斜板８ｂが回転軸８ａに対して略垂直となり、ピストン８ｃのストロークが最小となっている。また、容量可変型圧縮機Ｍは、自身の起動に合わせて容量制御弁Ｖに通電を開始する。

容量制御弁Ｖは、駆動装置８０のコイル８７に通電されることで励磁され磁力が発生する。この磁力が感圧体６０及び駆動装置８０のコイルスプリング８６の押圧力を上回ると、図７に示されるように、磁力を受けた固定鉄心８３に可動鉄心８５が吸着され、可動鉄心８５に一端が連結された駆動ロッド８４が従動し、駆動ロッド８４の他端に連結された弁体５０が感圧体６０方向へと移動する。弁体５０が感圧体６０方向へと移動することで、第２弁部５３が固定鉄心８３の第２座面８３ｂより離間し、連通路１３ａが開放され、連通路１３ａ、空間Ｓ１、弁体５０の内部空間５５、アダプタ７０の孔部７０ａおよび連通路１４ａが連通し、吸入室３と制御室４とを繋ぐ流路が開放された状態となる。非通電状態から通電状態に切り換わった直後には、第２弁部５３が離間するため、第３弁室４０、弁体５０の内部空間５５、空間Ｓ１、第２弁室３０（図２参照）が連通し、制御室４の圧力は低下する。

また、非通電となると、感圧体６０及びコイルスプリング８６の押圧力により可動鉄心８５、駆動ロッド８４、弁体５０がスリーブ８２方向へ移動する。非通電時には、第２弁部５３が固定鉄心８３の第２座面８３ｂに着座しており、吸入側通路である連通路１３ａ，１４ａの間が遮断され、吸入室３と制御室４とを繋ぐ流路が閉鎖された状態となる。

図７に示すように、容量制御弁Ｖは、通常制御状態では、コイル８７に通電する電流を調整し、第１弁部５２の開度調整を行い、制御室４内に流入する（黒矢印にて示しいる。）、または制御室４から流出する流体を調整することで制御圧力Ｐｃを調整しており、図８に示す最大容量の状態では、第１弁部５２が連通路１２ｂの縁部に形成された第１座面１２ｃに着座し吸入側通路が最大に開放しており、吐出側通路である連通路１２ａ，１２ｂ，１４ａが閉鎖さている。

スリーブ８２における可動鉄心８５側の空間は、可動鉄心８５と固定鉄心８３との間の空間Ｓ６と、可動鉄心８５の貫通孔８５ａと駆動ロッド８４の溝部９１との間の空間Ｓ２と、可動鉄心８５の貫通孔８５ａと駆動ロッド８４の平坦面９２との間の空間Ｓ５（図５参照）と、可動鉄心８５の貫通孔８５ａ内の空間Ｓ４と、可動鉄心８５とスリーブ８２の閉じられた端面８２ａ（図２参照）との間の空間Ｓ７とから構成されている。通電状態では、連通路１３ａは、空間Ｓ３を介して可動鉄心８５側の空間（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）に連通した状態となる。

可動鉄心８５が固定鉄心８３に近づく方向に移動する際には、空間Ｓ６の体積が減少して、空間Ｓ６の流体は、空間Ｓ２、空間Ｓ５、空間Ｓ４を通って空間Ｓ７に流入するとともに、一部の流体は空間Ｓ３側にも移動する。
一方、可動鉄心８５が固定鉄心８３から離れる方向に移動する際には、空間Ｓ７の体積が減少して、空間Ｓ７の流体は、空間Ｓ４、空間Ｓ２、空間Ｓ５を通って空間Ｓ６に流入するとともに、一部の流体は空間Ｓ３側にも移動する。
また、弁体５０側から流体が流れ込む場合には、流体は空間Ｓ３を通り一部が空間Ｓ６に流入し、残りが空間Ｓ２、空間Ｓ５、空間Ｓ４を通って空間Ｓ７に流入する。
このように、空間Ｓ４を介して空間Ｓ６と空間Ｓ７との間で流体の流入及び流出が行われることから、バルブ本体１０側の流体の圧力変化に可動鉄心８５側の流体の圧力を追随させることができ、これらの間の圧力差を小さくでき、容量制御弁Ｖを設定通りの性能で動作させることができる。また、駆動ロッド８４に溝部９１を設ければよいので、鉄製の可動鉄心を加工する場合、例えば可動鉄心の外側面を切り欠き断面略Ｄ字に加工する場合や可動鉄心の径方向に貫通する貫通孔を加工する場合に比べ構造が簡単で加工性に優れる。

コイル８７への通電状態から非通電状態に切り換わる際には、可動鉄心８５の移動に伴い、連通路１３ａ、孔部７０ａと空間Ｓ３、空間Ｓ５、空間Ｓ２とによって構成される流路を通して空間Ｓ７から空間Ｓ６および吸入室３、制御室４へ流体が移動ないし排出される。このように、可動鉄心８５側の空間と吸入室３、制御室４との間で流体の流入及び流出が行われることから、バルブ本体１０側の流体の圧力変化に可動鉄心８５側の流体の圧力を追随させることができ、これらの間の圧力差を小さくでき、容量制御弁Ｖを設定通りの性能で動作させることができる。

ベローズ６１は、周囲の圧力が所定以上となったときに収縮する構造となっており、実施例の構造では、容量可変型圧縮機Ｍを長時間放置した後の駆動時等において容量制御弁Ｖを通電すると、第３弁室４０内の圧力すなわち制御圧力Ｐｃが所定以上に上昇した場合には、ベローズ６１が収縮することで第３弁部５４の係合面５４ｃからアダプタ７０の第３座面７０ｃが離間し、弁体５０の内部空間５５と第３弁室４０とが連通し、図９に示される黒矢印のように、第３弁室４０の流体は第２弁部５３を通って速やかに吸入室３に排出される。このとき、図９の破線矢印で示されるように、空間Ｓ３を通して、制御室４から可動鉄心８５側の空間にも圧力の高い流体が流入するが、溝部９１は駆動ロッド８４を軸方向端面が開放しているため、可動鉄心８５を固定鉄心８３から離間させる方向への力は作用せず、容量制御弁Ｖを設定通りの性能で動作させることができる。

その後、流動の移動により制御圧力Ｐｃが下降することで、第３弁室４０内の圧力も下降し、第３弁室４０内の圧力がベローズ６１の付勢力を下回ると、ベローズ６１がアダプタ７０を第３弁部５４に向かって押圧し、図８に示されるように、第３弁部５４の係合面５４ｃにアダプタ７０の第３座面７０ｃが着座し、内部空間５５と第３弁室４０との連通が閉鎖される。

空間Ｓ３は、溝部９１が所定の深さに形成され、かつ直線的に可動鉄心８５の内部に連通していることから、流体の抵抗が小さく、空間Ｓ３を通してバルブ本体１０側の空間から可動鉄心８５側の空間Ｓ４に流体を短時間で流入させることができ、バルブ本体１０側の流体の圧力変化に可動鉄心８５側の流体の圧力が迅速に追随し、これらの間の圧力差を小さくでき、容量制御弁Ｖを起動時においても設定通りの性能で動作させることができる。

また、空間Ｓ４に流れ込んだ流体は、可動鉄心８５と固定鉄心８３との間の空間Ｓ６と、可動鉄心８５とスリーブ８２の閉じられた端面８２ａとの間の空間Ｓ７とにそれぞれ流入するため、可動鉄心８５の両側の空間Ｓ６と空間Ｓ７の圧力が迅速に均衡するため、可動鉄心８５は流体から非通電状態側への付勢力を略受けることがなく、駆動装置８０の駆動が安定する。

また、駆動ロッド８４に形成された湾曲面９３は、固定鉄心８３の内周面８３ｃと対向し、これらの隙間が小さく、固定鉄心８３の内周面８３ｃに当接した場合には内周面８３ｃに案内される案内部として機能するため、駆動ロッド８４の移動方向における中心軸が保証され正確に往復動作させることができるとともに、駆動ロッド８４の強度も高い。

また、可動鉄心８５は軸方向に開口する筒状に形成されており、可動鉄心８５の内部空間に駆動ロッド８４の溝部９１が連通しているため、可動鉄心８５側の空間（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）内における流体抵抗が小さく、可動鉄心８５の貫通孔８５ａを通して、バルブ本体１０側の空間から可動鉄心８５側の空間（Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）に流体を迅速に流入させることができる。さらに、図７にて白抜き矢印で示すように、通電状態から非通電状態に切り換わる際には、空間Ｓ７から空間Ｓ６へ可動鉄心８５の貫通孔８５ａを通して直接流体を移動させることができ、可動鉄心８５の両側の空間Ｓ６と空間Ｓ７の圧力が迅速に均衡させることができる。

また、可動鉄心８５は内部空間に駆動ロッド８４の溝部９１が連通していることから、外周面側に溝などの流路が形成されない断面が略正円の円筒形状であるため、可動鉄心８５の往復動作の精度が高く、かつ加工に伴うコストが低い。また、冷媒ガスと混在する潤滑油が空間Ｓ７に溜った際に、可動鉄心８５は内部空間、空間Ｓ４、空間Ｓ３を介して弁体５０側に潤滑油を排出することができる。

また、上述したように、駆動ロッド８４は、可動鉄心８５の内周面８５ｂに湾曲面９３が当接した状態に圧入固定されているため、駆動ロッド８４と可動鉄心８５との固定強度を高めることができるとともに、特別な固定部材などを用いずに駆動ロッド８４の溝部９１と可動鉄心８５の内周面８５ｂとの間に空間を確保し、駆動ロッド８４の溝部９１と可動鉄心８５の内部空間とを連通することができる。

また、上述したように、駆動ロッド８４は、弁体５０の内周面５６ｄに湾曲面９３が当接した状態に圧入固定されているため、弁体５０と可動鉄心８５との固定強度を高めることができるとともに、特別な固定部材などを用いずに駆動ロッド８４の溝部９１と弁体５０の内周面５６ｄとの間に空間Ｓ１を確保し、駆動ロッド８４の溝部９１と弁体５０の内部空間５５とを連通することができる。

また、駆動ロッド８４の溝部９１と弁体５０の内周面５６ｄとの間に形成された空間Ｓ１は、弁体５０と駆動ロッド８４の軸方向に沿って形成されるため、弁体５０の内部空間５５を軸方向に移動する流体は、弁体５０の駆動ロッド８４側の外部（第３弁室４０）へ少ない流体抵抗で制御室４に必要な圧力に対して余分な流体を排出することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、第２弁部５３が着座する第２座面８３ｂは、バルブ本体１０の一端を閉塞する固定鉄心８３の端部に形成されている態様として説明したが、これに限らず、バルブ本体１０及び固定鉄心８３と異なる別体に形成されていてもよい。

また、連通路１２ａ，１３ａは、バルブ本体１０に２等配に形成されている態様のように説明をしたが、これに限らず、例えばバルブ本体１０の同じ側にそれぞれ一つだけ形成されていてもよく、バルブ本体１０の周方向に構造強度が許す限り複数形成されていてもよい。

また、溝部９１は、駆動ロッド８４の外周に４等配される態様のように説明をしたが、これに限らず、例えば図１０（ａ）に示すように、溝部１０１が３等配される構成でもよいし、図示しないが外周に１本形成される構成でもよいし、溝部は直線に限らず螺旋状に形成されてもよい。

また、駆動ロッド８４の外周の形状としては、溝部９１と平坦面９２と湾曲面９３とから構成される構成に限らず、例えば図１０（ｂ）に示すように、溝部１０２と平坦面１０３とを連続して設けることで湾曲面を省略した構成であってもよく、この場合、平坦面１０３と溝部１０２との境界である角部１０４が最も外径側に位置し、固定鉄心８３の内周面８３ｃに近接する案内部として機能する。

また、図１０（ｃ）に示すように、隣り合う溝部１０５の間を固定鉄心８３の内周面８３ｃに沿う湾曲面１０６で構成してもよく、この場合、湾曲面１０６が案内部として機能する。

また、溝部は、図３等に示されるような曲面に形成される態様に限らず、例えば図１０（ｄ）に示される溝部１０７のように略直角に形成されていてもよい。さらに、溝部９１が形成される深さについても、長手方向に一定に限らず、例えば弁体５０側の溝部９１を可動鉄心８５側に比べて深く形成してもよい。

また、弁体５０の内部空間５５と第３弁室４０側とを連通させる溝部９１とは別に、弁体５０の内部空間５５と第３弁室４０側と連通させる貫通孔を弁体５０に設けてもよい。

また、容量制御弁Ｖにおける吐出室２、吸入室３、制御室４にそれぞれ連通する連通路の位置は上述した構成に限らず、搭載される容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２、吸入室３、制御室４の位置に対応して適宜変更できることはいうまでもない。

また、電磁弁として容量制御弁Ｖを例に説明したが、固定鉄心の内部に駆動ロッドが配置されるものであれば他の電磁弁であってもよい。

２ 吐出室
３ 吸入室
４ 制御室
４ａ シリンダ
８ａ 回転軸
８ｂ 斜板
８ｃ ピストン
９ 連通路
１０ バルブ本体
２０ 第１弁室
３０ 第２弁室
４０ 第３弁室
５０ 弁体
５５ 弁体内部空間
５６ 主弁体
５７ 副弁体
６０ 感圧体（付勢手段）
６１ ベローズ
８０ 駆動装置
８２ スリーブ
８３ 固定鉄心
８３ｃ 固定鉄心内周面
８４ 駆動ロッド
８５ 可動鉄心
８５ｂ 内周面
８６ コイルスプリング（付勢手段）
８７ コイル
９１ 溝部
９２ 平坦面
９３ 湾曲面（案内部）
Ｍ 容量可変型圧縮機
Ｓ１～Ｓ７ 空間
Ｖ 容量制御弁（電磁弁）

Claims (4)

1. バルブ本体と、該バルブ本体内に往復動自在に配置された弁体と、該弁体を一方向に付勢する付勢手段と、前記バルブ本体に接続されて前記弁体に駆動力を及ぼす駆動装置と、を備えた電磁弁であって、
   前記駆動装置は、一端部が閉じられたスリーブと、少なくとも一部が該スリーブの内側に配置された筒状の固定鉄心と、閉じられた前記スリーブの一端側内部に配置された可動鉄心と、前記固定鉄心の内側に往復動自在に配置され一方端が前記弁体に連結され、他方端が前記可動鉄心に連結された駆動ロッドと、前記可動鉄心に電磁駆動力を及ぼすコイル部とを備え、
   前記駆動ロッドは、前記固定鉄心の内周面に対向し軸方向の移動を案内する案内部と、該案内部よりも内径方向に凹む溝部と、を有し、前記溝部は前記バルブ本体側の空間から前記可動鉄心側の空間に亘り連続して形成され、
   前記可動鉄心は軸方向に貫通する貫通孔を有する筒状に形成されており、該可動鉄心の内部空間に前記駆動ロッドの前記溝部が連通していることを特徴とする電磁弁。
2. 前記駆動ロッドは、前記可動鉄心の内周面に前記案内部が当接した状態で該可動鉄心に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記可動鉄心は、断面が正円の円筒形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。
4. 前記電磁弁は、
   前記弁体に対して前記駆動力に抗する方向に付勢力を及ぼすとともに、周囲の圧力増加に伴って収縮可能であり、前記弁体と対応する座面を備えた弁座部材を備え、
   前記弁体は軸方向に貫通する筒状に形成され、該弁体の内周面に前記駆動ロッドの前記一方端が挿入された状態で固定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁弁。

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