JPWO2018124156A1 - 容量制御弁 - Google Patents

Abstract

容量可変型圧縮機の起動時に制御室内の圧力を迅速に連続駆動時の圧力に低下させることができる容量制御弁を提供する。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を第２弁室３０と共に挟む位置に形成された第３弁室４０と、を備えるバルブ本体１０と、第１弁室２０にて吐出側通路を開閉する第１弁部５２と、第２弁室３０にて吸入側通路を開閉する第２弁部５３と、を一体的に有し、その往復動によりお互いに逆向きの開閉動作を行う弁体５０と、弁体５０に対して第１弁部５２を閉弁させる方向に電磁駆動力を及ぼすソレノイド８０を備える容量制御弁Ｖであって、バルブ本体１０には、その一端が第３弁室４０に連通しその他端が第２弁室３０に臨む第１連通路９０を構成する貫通孔９０ａが設けられている。

Description

本発明は、作動流体の容量又は圧力を可変制御する容量制御弁に関し、特に、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機等の吐出量を圧力に応じて制御する容量制御弁に関する。

自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機は、エンジンの回転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等を備え、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。この斜板の傾斜角度は、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Ｐｓ、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Ｐｄ、斜板を収容した制御室の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで連続的に変化させ得るようになっている。

ところで、このような容量可変型圧縮機においては、容量可変型圧縮機が停止した後、長時間停止状態に放置されると、容量可変型圧縮機の吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄ及び制御圧力Ｐｃが均圧となり、制御圧力Ｐｃ及び吸入圧力Ｐｓは容量可変型圧縮機の連続駆動時（以下、単に「連続駆動時」と表記することもある）における制御圧力Ｐｃ及び吸入圧力Ｐｓよりも遙かに高い状態となる。連続駆動時よりもはるかに高い状態にある制御圧力Ｐｃでは吐出量を適切に制御できないため、制御室内の流体を排出し制御圧力Ｐｃを低下させる必要がある。このことから、容量可変型圧縮機の起動時に、容量可変型圧縮機の制御室内から流体を短時間で排出することが可能な容量制御弁がある。

特許文献１に示される容量制御弁１００は、図６に示されるように、吐出室と制御室とを連通させる吐出側通路１１２ａ，１１２ｂの途中に形成された第１弁室１２０と、吸入室と制御室とを連通させる吸入側通路１１３ａ，１１３ｂの途中に形成された第２弁室１３０と、第１弁室１２０を第２弁室１３０と共に挟む位置に形成された第３弁室１４０（圧力室）と、を備えるバルブ本体１１０と、第１弁室１２０にて吐出側通路１１２ａ，１１２ｂを開閉する第１弁部１５２と、第２弁室１３０にて吸入側通路１１３ａ，１１３ｂを開閉する第２弁部１５３と、を一体的に有し、その往復動によりお互いに逆向きの開閉動作を行う弁体１５０と、第２弁室１３０と第３弁室１４０とを連通させる弁体１５０内に形成された中間連通路１５５（第２連通路）と、第３弁室１４０内に配置されてその伸長により第１弁部１５２を開弁させる方向に付勢力を及ぼすと共に周囲の圧力増加に伴って収縮する感圧体１６０と、感圧体１６０の伸縮方向の自由端に設けられて環状の座面を有するアダプタ１７０と、第３弁室１４０にて弁体１５０と一体的に移動すると共にアダプタ１７０との着座及び離脱により吸入側通路１１３ａ，１１３ｂを開閉し得る係合面を有する第３弁部１５４と、弁体１５０に電磁駆動力を及ぼすソレノイド１８０と、第３弁室１４０内と中間連通路１５５とを連通するようにアダプタ１７０に形成された補助連通路１９０と、が備えられたものが知られている。

容量可変型圧縮機の起動時に、容量制御弁１００のソレノイド１８０に通電され弁体１５０が移動すると、第１弁部１５２が閉弁方向に移動すると同時に第２弁部１５３が開弁方向に移動することで、補助連通路１９０及び中間連通路１５５によって第３弁室１４０から第２弁室１３０にかけて連通されるため、吸入側通路１１３ａ，１１３ｂが開放された状態となる。これにより、容量可変型圧縮機の制御室の高圧状態にある流体が補助連通路１９０と中間連通路１５５を通って吸入室に排出される。また、制御圧力Ｐｃにより感圧体１６０が収縮され、第３弁部１５４をアダプタ１７０から離脱させて開弁した状態であれば、中間連通路１５５への流路が拡張されているため、流体を制御室内から吸入室内へ排出させてより速やかに制御圧力Ｐｃを低下させることが可能となる。その後、制御圧力Ｐｃが連続駆動時の圧力に低下すると、感圧体１６０は弾性復帰して伸長し、アダプタ１７０は第３弁部１５４と着座して閉弁するようになっている。

特許第５１６７１２１号（第１２頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、アダプタ１７０及び第３弁部１５４は、互いに接離を繰り返し行う部材であり、アダプタ１７０の環状の側壁部分に補助連通路１９０を形成していることから、補助連通路１９０を形成するにあたって径の大きさの自由度が低く、補助連通路１９０を形成することでアダプタ１７０の強度が損なわれていた。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、高い強度を保持しつつ容量可変型圧縮機の起動時に制御室内の圧力を迅速に連続駆動時の圧力に低下させることができる容量制御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、本発明の容量制御弁は、
流体を吐出する吐出室と流体の吐出量を制御する制御室とを連通させる吐出側通路の途中に形成された第１弁室と、流体を吸入する吸入室と前記制御室とを連通させる吸入側通路の途中に形成された第２弁室と、前記第１弁室を前記第２弁室と共に挟む位置に形成された圧力室と、を備えるバルブ本体と、
前記第１弁室にて前記吐出側通路を開閉する第１弁部と、前記第２弁室にて前記吸入側通路を開閉する第２弁部と、を一体的に有し、その往復動によりお互いに逆向きの開閉動作を行う弁体と、
前記弁体に対して前記第１弁部を閉弁させる方向に電磁駆動力を及ぼすソレノイドを備える容量制御弁であって、
前記バルブ本体には、その一端が前記圧力室に連通しその他端が前記第２弁室に臨む第１連通路の少なくとも一部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、バルブ本体は剛体であることから、第１連通路の少なくとも一部を形成する際の自由度が高く、かつ第１連通路の少なくとも一部がバルブ本体に形成されてもバルブ本体は高い強度を保持することができる。この第１連通路により、容量可変型圧縮機の起動時に、第１連通路を介して、制御室内における連続駆動時の圧力よりも高圧状態にある流体が第２弁室内に流入し、吸入室に排出される。これらのことから、高い強度を保持しつつ迅速に制御室内の圧力を連続駆動時の圧力に低下させることができる。

前記第１連通路は、前記バルブ本体の軸方向に延びる孔を有することを特徴としている。
この特徴によれば、バルブ本体は剛体であるため、軸方向に孔を形成しても構造強度が高い。

前記弁体は、前記第２弁室と前記圧力室とを軸方向に連通させる中空の第２連通路を備え、
前記圧力室は、その伸長により前記第１弁部を開弁させる方向に付勢力を及ぼすと共に周囲の圧力増加に伴って収縮する感圧体と、前記感圧体の伸縮方向の自由端に設けられて環状の座面を有するアダプタと、を備え、
前記弁体は、前記圧力室にて一体的に移動し前記第２連通路を備える第３弁部を備えており、
前記第３弁部は、前記アダプタの座面との着座及び離脱により前記吸入側通路を開閉する環状の係合面を有することを特徴としている。
この特徴によれば、圧力室の圧力増加に伴って感圧体が収縮することで第２連通路が圧力室と連通するため、第１連通路の流れと干渉し合うことなく第２連通路を介して第２弁室に流入させることができるとともに、細やかな圧力調整を行うことができる。

前記ソレノイドは、通電により磁場を発生するコイルと、前記バルブ本体の一端を閉塞する固定鉄心と、を備え、
前記固定鉄心の前記バルブ本体の一端を閉塞する端部には、前記第２弁部が着座する座面と、径方向に貫通して形成され前記第１連通路の一部をなす貫通孔と、を備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、固定鉄心は剛体であるため、第１連通路の一部をなす貫通孔が径方向に形成されていても構造強度が高いことから、第２弁部を安定して着座させることができる。

本発明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。 本発明の実施形態に係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。 コイルに通電がなされず第１弁部が開放された容量制御弁のバルブ本体の拡大図である。 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バルブ本体の拡大図である。 コイルに通電がなされ第２弁部及び第３弁部が開放された容量制御弁のバルブ本体の拡大図である。 従来技術１の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。

本発明に係る容量制御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。

実施例に係る容量制御弁につき、図１から図５を参照して説明する。以下、図２の正面側から見て左右側を容量制御弁の左右側として説明する。

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、本発明の容量制御弁Ｖ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。

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（左方向）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に電磁駆動力を及ぼすソレノイド８０等を備えている。

尚、以下説明の便宜上、図２〜５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。

ソレノイド８０は、バルブ本体１０に連結されるケーシング８１と、一端部が閉じたスリーブ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の他端側に固着された可動鉄心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等を備えている。

固定鉄心８３は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成されている。固定鉄心８３の一端は、径方向外側に延びる環状のフランジ部８３ｄが形成されており、このフランジ部８３ｄ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８３ｄ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。また、フランジ部８３ｄには可動鉄心８５側に窪む凹部８３ｅが形成されている。フランジ部８３ｄの軸方向一端側かつ径方向外側には、軸方向に略平行に形成され大径面８３ｇよりも小径の小径面８３ｂと、小径面８３ｂの可動鉄心８５側にて小径面８３ｂから外径方向に略垂直に形成された垂直面８３ｆが形成されており、垂直面８３ｆの外径側は大径面８３ｇに連なっている。さらに、フランジ部８３ｄには、小径面８３ｂから凹部８３ｅにかけて、径方向に貫通する貫通孔８３ａが形成されている。

バルブ本体１０は、略円筒形状に形成されており、一端にはソレノイド８０が組み付け固定される断面視凹字状の開口部１１と、他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、が形成されている。

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調整することで、後述する感圧体６０の感度を調整することができる。

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、後述する第１連通路９０及び弁体５０の第２連通路５５と共に吸入側通路として機能する連通路１３ａ，１３ｂ，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を第２弁室３０と共に挟むように形成された第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。尚、連通路１３ｂは、詳しくはバルブ本体１０と固定鉄心８３のフランジ部８３ｄ及び凹部８３ｅにより形成されている。

また、バルブ本体１０には、第２弁室３０と第３弁室４０とを連通する第１連通路９０が形成されている。第１連通路９０は、バルブ本体１０を軸方向に貫通する貫通孔９０ａと、固定鉄心８３を径方向に貫通する貫通孔８３ａと、バルブ本体１０に固定鉄心８３が組み付け固定することにより形成された連結空間９１により構成されている。

また、連通路１２ａ，１３ａがバルブ本体１０の周方向に２等配に形成され、貫通孔９０ａは連通路１２ａ，１３ａとはバルブ本体１０の周方向において９０度ずれた位置に形成されていることで、バルブ本体１０の形状が小さく構成されている。尚、貫通孔９０ａは、連通路１２ａ，１３ａに干渉しない位置であれば、連通路１２ａ，１３ａとはバルブ本体１０の周方向において９０度ずれた位置に形成されていなくともよく、複数形成されていてもよい。

連結空間９１は、バルブ本体１０の断面視略凹字状に形成された開口部１１に、固定鉄心８３のフランジ部８３ｄを組み付け固定することで形成された環状の空間であり、詳しくは、開口部１１の内周面１１ａと、フランジ部８３ｄの小径面８３ｂ及び垂直面８３ｆとにより画成され形成されている。

これら貫通孔９０ａ，８３ａ及び連結空間９１は、貫通孔９０ａ，８３ａがそれぞれ連結空間９１に連通している。尚、連結空間９１が環状であることから、バルブ本体１０に固定鉄心８３を位置決め固定することで、貫通孔９０ａは連結空間９１に連結され、第１連通路９０を形成することができる。

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の一端側に備わる第１弁部５２と、主弁体５６の他端側に備わる第２弁部５３と、第１弁部５２を挟んで第２弁部５３の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等を備えている。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。

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第２連通路５５を備える略円筒状に形成されている。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、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８３ｃに着座することで、吸入側通路を閉鎖することができる。

主弁体５６は、第２弁部５３からソレノイド８０方向において第２弁部５３より小径に形成され凹部８３ｅに挿通される首部５６ｂと、首部５６ｂよりソレノイド８０方向に位置し首部５６ｂよりも大径の頭部５６ａを有しており、頭部５６ａは、固定鉄心８３の凹部８３ｅ内に挿入されている。また、頭部５６ａには駆動ロッド８４が頭部５６ａの径方向の中心に固定されている。

また、主弁体５６は、バルブ本体１０のガイド面１５に案内にされながら往復動するため、正確な動作を繰り返し行うことができる。

また、主弁体５６の首部５６ｂは、径方向に貫通孔５６ｃが周方向において４等配に形成されており、各貫通孔５６ｃ、第２弁室３０及び第２連通路５５と連通している。

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、連通路１２ｂを挿通すると共に、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は、ベローズ６１と、アダプタ７０等を備えており、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、断面視略上向きコ字状に形成されている。

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、第３弁室４０内における圧力の上昇に伴って収縮することでアダプタ７０の第３座面７０ｃが第３弁部５４の係合面５４ｃより離間するように作動する。

これまで、容量制御弁Ｖの構成について説明してきたが、これより図１〜４を用いて、容量制御弁Ｖが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）から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）に切り替えられ、さらに非通電状態が継続される場合の態様について詳しく説明する。

容量制御弁Ｖは、非通電時、図３に示されるように、弁体５０は感圧体６０によりソレノイド８０方向へと押圧されることで、第２弁部５３が固定鉄心８３の第２座面８３ｃに着座し、吸入側通路である連通路１３ａ，１３ｂが閉鎖される。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，１４ａ（図３において点線の矢印で図示）が開放される。

通電されていたソレノイド８０のコイル８７が非通電となった時には、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，１４ａが開放されることで、吐出室２から容量制御弁Ｖを経由して制御室４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。

制御圧力Ｐｃは、制御室４に吐出圧力Ｐｄが流入することで非通電状態前の制御圧力Ｐｃよりも高い圧力となっているため、吸入圧力Ｐｓよりも高い圧力となっており、関係式で表すとＰｓ＜Ｐｃ≦Ｐｄとなっている。そのため、制御室４内の流体は、連通路９及び固定オリフィス９ａを経由して吸入室３に流入していく。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る。故に、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）となり、吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃは、連続駆動時における圧力よりもはるかに高い状態となっている。

尚、長時間放置された容量制御弁Ｖは、第２弁室３０が第２弁部５３と第２座面８３ｃによって寸断されているが、寸断された第２弁室３０のソレノイド８０側は第２弁室３０と第３弁室４０とが第１連通路９０によって連通され、かつ、寸断された第２弁室３０の連通路１３ａ側内も吸入室３に連通されているため、第２弁室３０の圧力も吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃと平衡し均圧となっている。また、第２連通路５５についても、第２弁室３０のソレノイド８０側に連通されているため、同様に均圧となっている。これらのことから、容量制御弁Ｖ内部は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃと平衡し均圧となっている。尚、流体は例えば二酸化炭素等の冷媒用の流体であり、通常運転時において制御室４内においてはガス状であるが、長時間放置されることで流体が液化することがある。

ついで、容量可変型圧縮機Ｍを起動させた際の、制御室４から流体が排出されるまでの態様について図１〜５を用いて詳しく説明する。

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、ピストン８ｃのストロークが最小となり、斜板８ｂが回転軸８ａに対して略垂直となっている。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、図３に示される非通電状態にあるとき、ソレノイド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及びソレノイド８０のコイルスプリング８６の押圧力を上回ると、図２，４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。

これにより、容量制御弁Ｖは、図４に示されるように、第１弁部５２が連通路１２ｂの縁部に形成された第１座面１２ｃに着座し吐出側通路である連通路１２ａ，１２ｂ，１４ａが閉鎖される。一方、弁体５０が感圧体６０方向へと摺動することで、第２弁部５３が固定鉄心８３の第２座面８３ｃより離間し吸入側通路である連通路１３ａ，１３ｂが開放される。

また、容量制御弁Ｖは、吸入側通路である連通路１３ａ，１３ｂが開放されることで、制御室４から順に、連通路１４ａ、第３弁室４０、第１連通路９０（貫通孔９０ａ・連結空間９１・貫通孔８３ａ）、第２弁室３０及び貫通孔５６ｃ、連通路１３ｂ、連通路１３ａまでの流路（図４、図５において実線の矢印で図示）が形成されている。

吸入圧力Ｐｓは、シリンダ４ａにてピストン８ｃにより流体が圧縮され、吐出室２へと圧縮された流体が流入することから、均圧状態であったときよりも起動直後の圧力が低下している。一方、吐出室２は、流入してきた流体の分だけ吐出圧力Ｐｄが上昇する。

このようにして、容量可変型圧縮機Ｍの起動前まで均圧であった吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃとの間で圧力の差が発生する。要約すると、容量可変型圧縮機Ｍの起動直後においては、関係式がＰｓ＜Ｐｃ≦Ｐｄとなる。これにより、制御室４内の流体は、容量制御弁Ｖを介して吸入室３への流入を開始する。

制御室４内の流体は、図４に示されるように、容量制御弁Ｖの連通路１４ａから流入し、第３弁室４０から第１連通路９０を経由して第２弁室３０に流入し、連通路１３ｂ，１３ａの順に通過し、吸入室３に流入していく。

また、制御室４内の流体は長時間放置されることで液化することがある。また、上述の通り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）となるため、第３弁室４０内の圧力が上昇することで、図５に示されるように、ベローズ６１が収縮し、第３弁部５４の係合面５４ｃからアダプタ７０の座面７０ｃが離間すると、第２連通路５５が第２弁室３０から第３弁室４０を連通した状態となる。この状態で容量可変型圧縮機Ｍが起動されることで、第２連通路５５を介して液化した流体の排出が可能となっている。尚、放置されている際の第３弁室４０内の圧力が低い場合には弁座７０ｃは係合面５４ｃから離間しないものの、容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍの起動後に第３弁部５４が閉弁状態であっても、第１連通路９０が連通した状態であるため、液化した流体の排出が可能となっている。

容量制御弁Ｖは、第２連通路５５が開放されることで、制御室４から順に、連通路１４ａ、第３弁室４０及び第２連通路５５、第２弁室３０及び貫通孔５６ｃ、連通路１３ｂ、連通路１３ａまでの流路（図５において一点破線の矢印で図示）が形成されるため、第２弁室３０と第３弁室４０とを連通する吸入側通路が第１連通路９０と第２連通路５５との２本となり、吸入側通路の断面積が増加する。すなわち、第１連通路９０のみであった時よりも制御室４内の流体が吸入室３に移動しやすい状態となる。故に、制御室４内の流体の排出が促進されるため、制御圧力Ｐｃの下降が速やかに行われ、制御圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと平衡状態となるまで流体の移動が行われる。

容量制御弁Ｖは、制御圧力Ｐｃが下降することで、第３弁室４０内の圧力も下降していく。アダプタ７０は、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４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、第２連通路５５と第３弁室４０との連通が閉鎖される。

以上説明してきたように、本実施例における容量制御弁Ｖは、バルブ本体１０は剛体であることから、第１連通路９０の少なくとも一部を形成する際の自由度が高く、第１連通路９０の少なくとも一部がバルブ本体１０に形成されてもバルブ本体１０は高い強度を保持することができる。その一端が第３弁室４０に連通しその他端が第２弁室３０に臨む第１連通路９０を備えていることにより、容量可変型圧縮機Ｍの起動時に、第１連通路９０を介して、制御室４内における連続駆動時の圧力よりも高圧状態にある流体が第２弁室３０内に流入し、吸入室３に排出される。これらのことから、容量制御弁Ｖは、高い強度を保持したまま速やかに制御室４内の圧力を連続駆動時の圧力に低下させることができる。

また、第１連通路９０は、アダプタ７０又は／及び副弁体５７ではなく、バルブ本体１０及び固定鉄心８３に形成されているため、形成の際の径の大きさの自由度が高く、構造強度が高い。また、バルブ本体１０及び固定鉄心８３は、固定された部材であって動作することがなく、構造強度も高いことからも、破損の虞が少ない。

一方、特許文献１のように、アダプタ７０又は／及び副弁体５７に貫通孔が設けてあった場合、容量制御弁Ｖがアダプタ７０と副弁体５７は弁を構成し、互いに接離しあうものであるため、破損する虞があり、径の大きな貫通孔を設けることができなかった。

また、特許文献１では、制御圧力Ｐｃが感圧体１６０を収縮させ、中間連通路１５５への流路が拡張されたとき、制御室の流体は第３弁部１５４とアダプタ１７０が離間した間と補助連通路１９０との近接した２か所から中間連通路１５５内に流入する。そして、それぞれの流れは中間連通路１５５内で合流するが、２つの流れの方向が異なっているため、合流の際にエネルギ損失が生じており、制御圧力Ｐｃを迅速に低下させることの妨げとなっていた。これに対して本実施例では、第１連通路９０及び第２連通路５５は、共に開放された状態であるとき、共に独立した流路であることから互いに干渉し合うことがなく、すなわち、第１連通路９０と第２連通路５５とのそれぞれの流れが、第１連通路９０内、または第２連通路５５内で合流することがないため、エネルギ損失が生ぜず、制御圧力Ｐｃを迅速に低下させ、迅速に流体を第２弁室３０に流入させることができる。

また、第１連通路９０は、バルブ本体１０だけでなく、一部がバルブ本体１０の一端を閉塞する固定鉄心８３の端部において径方向に形成されており、固定鉄心８３は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成されている。故に、固定鉄心８３は、第１連通路９０が径方向に形成されていても構造強度が高いことから、第２弁部５３を安定して着座させることができる。

また、容量制御弁Ｖは、通電されていないときであっても、第１連通路９０が第２弁室３０に連通しており、第２弁室３０に第２連通路５５が連通されているため、制御圧力Ｐｃの上昇に応じて、第２連通路５５内の圧力も上昇する。これにより、第２連通路５５からアダプタ７０に対して、感圧体６０の収縮方向への圧力が高まった状態となるため、感圧体６０が収縮しやすい状態となっている。

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。

第２弁部５３が着座する第２座面８３ｃ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、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。

第１連通路９０の一部は、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、第１連通路９０はバルブ本体１０にのみ形成されていてもよく、例えばバルブ本体１０に軸方向の孔と該軸方向の孔に連通する径方向の孔が穿設される態様としてもよい。また、第１連通路９０はバルブ本体１０及び固定鉄心８３とは異なる別部材に形成されていてもよい。

また、第１連通路９０は、連結空間９１に連通する貫通孔９０ａ，８３ａがそれぞれ一つである態様のように説明をしたが、これに限らず、第１連通路９０は貫通孔９０ａ，８３ａが共に、バルブ本体１０又は固定鉄心８３の構造強度が許す限り複数形成されていてもよく、また、それぞれの貫通孔９０ａ，８３ａが形成される数は異なっていてもよく、径の大きさが異なっていてもよく、貫通孔の形状は断面視略円状でなくともよい。

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、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。

弁体５０は、第２連通路５５を備える態様として説明をしたが、これに限らず、中実であってもよい。

２ 吐出室
３ 吸入室
４ 制御室
１０ バルブ本体
１２ａ，１２ｂ 連通路（吐出側通路）
１２ｃ 座面
１３ａ，１３ｂ 連通路（吸入側通路）
１４ａ 連通路（吐出側通路及び吸入側通路）
２０ 第１弁室
３０ 第２弁室
４０ 第３弁室（圧力室）
５０ 弁体
５２ 第１弁部
５３ 第２弁部
５４ 第３弁部
５４ｃ 係合面
５５ 第２連通路
６０ 感圧体
７０ アダプタ
７０ｃ 座面
８０ ソレノイド
８３ 固定鉄心
８３ａ 貫通孔（第１連通路）
８３ｃ 座面
８７ コイル
９０ 第１連通路
９０ａ 貫通孔（第１連通路）
９１ 連結空間（第１連通路）
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｖ 容量制御弁

Claims (4)

1. 流体を吐出する吐出室と流体の吐出量を制御する制御室とを連通させる吐出側通路の途中に形成された第１弁室と、流体を吸入する吸入室と前記制御室とを連通させる吸入側通路の途中に形成された第２弁室と、前記第１弁室を前記第２弁室と共に挟む位置に形成された圧力室と、を備えるバルブ本体と、
   前記第１弁室にて前記吐出側通路を開閉する第１弁部と、前記第２弁室にて前記吸入側通路を開閉する第２弁部と、を一体的に有し、その往復動によりお互いに逆向きの開閉動作を行う弁体と、
   前記弁体に対して前記第１弁部を閉弁させる方向に電磁駆動力を及ぼすソレノイドを備える容量制御弁であって、
   前記バルブ本体には、その一端が前記圧力室に連通しその他端が前記第２弁室に臨む第１連通路の少なくとも一部が設けられていることを特徴とする容量制御弁。
2. 前記第１連通路は、前記バルブ本体の軸方向に延びる孔を有することを特徴とする請求項１に記載の容量制御弁。
3. 前記弁体は、前記第２弁室と前記圧力室とを軸方向に連通させる中空の第２連通路を備え、
   前記圧力室は、その伸長により前記第１弁部を開弁させる方向に付勢力を及ぼすと共に周囲の圧力増加に伴って収縮する感圧体と、前記感圧体の伸縮方向の自由端に設けられて環状の座面を有するアダプタと、を備え、
   前記弁体は、前記圧力室にて一体的に移動し前記第２連通路を備える第３弁部を備えており、
   前記第３弁部は、前記アダプタの座面との着座及び離脱により前記吸入側通路を開閉する環状の係合面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の容量制御弁。
4. 前記ソレノイドは、通電により磁場を発生するコイルと、前記バルブ本体の一端を閉塞する固定鉄心と、を備え、
   前記固定鉄心の前記バルブ本体の一端を閉塞する端部には、前記第２弁部が着座する座面と、径方向に貫通して形成され前記第１連通路の一部をなす貫通孔と、を備え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容量制御弁。

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