WO2014148367A1

WO2014148367A1 - 制御弁及びこの制御弁を備えた可変容量圧縮機

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Publication number: WO2014148367A1
Application number: PCT/JP2014/056794
Authority: WO
Inventors: 田口　幸彦
Original assignee: サンデン株式会社
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-09-25
Also published as: CN105229352B; DE112014001574T5; JP6328610B2; CN105229352A; JPWO2014148367A1; US20160053755A1

Abstract

　本発明は、パルス幅変調された駆動電流により電磁コイル部に発生する電磁力で、弁体を、ベローズ組立体と開放バネの付勢力に抗して閉弁方向に駆動する制御弁において、ソレノイドハウジングの端壁に設けた貫通孔部の内周壁に切欠部を形成し、収容部材に収容された可動鉄心の周壁と貫通孔部の内周壁との間の磁気抵抗が、可動鉄心周りにおいて切欠部の領域とその他の領域とで異なるよう構成した。また、本発明の可変容量圧縮機は、この制御弁を用いて冷媒ガス吐出容量を制御する。

Description

制御弁及びこの制御弁を備えた可変容量圧縮機

　本発明は、電磁力を調整して弁開度を調整する制御弁に関する。また、この制御弁を備えた可変容量圧縮機に関する。

　この種の制御弁として、例えば、車両用エアコンシステム等に用いられる可変容量圧縮機の冷媒ガスの吐出容量を可変制御する用途に適用されるものがある（例えば、特許文献１参照）。この制御弁は、特許文献１に記載されているように、バルブハウジング内の流体通路を開閉する弁体と連結された可動鉄心を有底筒状の収容部材内に収容し、この収容部材の周囲に駆動コイル部を設け、駆動コイル部により発生した電磁力により、収容部材に沿って可動鉄心を駆動して弁体を駆動するよう構成されている。そして、前記可変容量圧縮機において、この制御弁を可変容量圧縮機の冷媒ガス吐出室とピストン背方のクランク室とを連通する圧力供給通路に介装し、冷媒ガス吸入室内の圧力変化に応じて圧力供給通路の開度を制御してクランク室への吐出冷媒ガス導入量を制御し、ピストンのストロークを変化させることにより、冷媒ガスの吐出容量を可変している。

国際公開第２００６／９０７６０号

　ところで、特許文献１に記載された制御弁を、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により駆動制御した場合、弁開度が小さい流量制御領域、言い換えれば、弁体と弁座が接近した流量制御領域では、弁体は弁座に対して衝突を繰り返しながら動作する。この場合、弁座との衝突による弁体の跳ね上がりに起因して、制御弁の流量制御特性が不安定になる虞れがある。また、弁体に連結される可動鉄心の姿勢も不安定となり、可動鉄心の外周壁と収容部材の内周壁との衝突も繰り返し発生する。可動鉄心の外周壁と収容部材の内周壁との衝突は、制御弁の振動発生源となっており、制御弁からの騒音発生の一要因となっている。

　本発明は上記問題点に着目してなされたもので、弁体駆動時における収容部材と可動鉄心との衝突を抑制した制御弁を提供することを目的とする。また、この制御弁を備えた可変容量圧縮機を提供することを目的とする。

　このため、本発明の制御弁は、バルブハウジング内の流体通路を開閉する弁体と該弁体に連結された可動鉄心とを有する弁ユニットと、有底筒状で前記可動鉄心を収容する収容部材と、該収容部材の周囲に配置された駆動コイル部と、該駆動コイル部を収容し、一端が前記バルブハウジングに固定され、他端に、前記駆動コイル部上方を覆うと共に前記収容部材の底壁側端部を貫通させる貫通孔部を有する端壁を設けたソレノイドハウジングと、前記弁ユニットを開弁方向に付勢する付勢手段と、を備え、パルス幅変調された駆動電流の供給により前記駆動コイル部に発生する電磁力で、前記弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して閉弁方向に駆動し、前記電磁力を調整して前記弁体の開度を調整する制御弁であって、収容部材内の前記可動鉄心と前記貫通孔部の内周壁との間の磁気抵抗が異なる領域を、可動鉄心周りに設ける構成としたことを特徴とする。
　また、本発明の可変容量圧縮機は、冷媒ガスの吐出室と制御圧室とを連通する圧力供給通路と、該圧力供給通路に介装された請求項１に記載の制御弁と、を備え、前記制御弁により前記圧力供給通路の開度を調整して前記制御圧室の圧力を制御し、前記冷媒ガスの吐出容量を可変する構成としたことを特徴とする。

　本発明の制御弁によれば、駆動コイル部の通電時に可動鉄心の径方向のばたつきが抑制され、可動鉄心と収容部材との衝突音が低減する。また、可動鉄心と弁体の連結体の姿勢が安定するので、弁体の開閉動作が不安定となることが抑制でき、これによって、特に、パルス幅変調制御により閉弁方向に駆動される制御弁においては、弁開度の小さい領域での流体制御特性の乱れを抑制できる。
　また、本発明の可変容量圧縮機によれば、可動鉄心と収容部材との衝突音を低減した制御弁を用いることで、可変容量圧縮機から外部に放射される騒音を低減できる。また、弁体の開閉動作の安定度を高めた制御弁を用いることで、流体の吐出容量制御特性の精度が向上する。

本発明の制御弁を適応した可変容量圧縮機の一実施形態を示す断面図である。本発明の制御弁の第１実施形態の断面図である。同上第１実施形態の制御弁の要部拡大断面図である。ソレノイドハウジングの第２端壁の拡大断面図である。図３の矢印Ａ方向から見た第２端壁部分の状態図である。本発明の制御弁の第２実施形態の要部拡大断面図である。図６の矢印Ｂ方向から見た状態図である。本発明の制御弁の第３実施形態の要部断面図である。図８の矢印Ｃ方向から見た状態図である。本発明の制御弁の第４実施形態の要部断面図である。可動鉄心の断面図である。図１０の矢印Ｄ方向から見た可動鉄心の図である。

　以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１に、本発明の制御弁の第１実施形態を採用した可変容量圧縮機の一実施形態の概略構成を示し、車両用エアコンシステムに使用されるクラッチレス可変容量圧縮機の例を示す。
　図１において、この可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３等を介して設けられたシリンダヘッド１０４と、を備えている。

　シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって形成されるクランク室１４０内を横断するように駆動軸１１０が設けられている。駆動軸１１０の中間部周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結し、駆動軸１１０によって傾角が変化可能に支持されている。

　前記リンク機構１２０は、ロータ１１２から突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１から突設された第２アーム１１１ａと、一端が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに対して回動可能に連結され、他端が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに対して回動可能に連結されたリンクアーム１２１と、を備える。

　斜板１１１には、駆動軸１１０が貫通する貫通孔１１１ｂが形成されている。この貫通孔１１１ｂは、斜板１１１が最大傾角（θmax）と最小傾角（θmin）の範囲で傾動可能な形状に形成され、貫通孔１１１ｂには駆動軸１１０と当接する最小傾角規制部が形成されている。斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板１１１の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ｂの最小傾角規制部は、斜板１１１を略０°まで傾角変位が可能に形成されている。尚、斜板１１１の最大傾角は、斜板１１１がロータ１１２に当接することにより規制される。

　ロータ１１２と斜板１１１の間には、斜板１１１を最小傾角に向けて付勢する傾角減少バネ１１４が駆動軸１１０周囲に装着されている。また、斜板１１１と駆動軸１１０に設けたバネ支持部材１１６との間には、斜板１１１の傾角を増大する方向に付勢する傾角増大バネ１１５が駆動軸１１０周囲に装着されている。ここで、最小傾角における傾角増大バネ１１５の付勢力は、傾角減少バネ１１４の付勢力より大きく設定されており、駆動軸１１０が回転していないときは、斜板１１１は、傾角減少バネ１１４の付勢力と傾角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする傾角に位置する。

　駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａ内を貫通してフロントハウジング１０２の外側まで延在し、図示しない動力伝達装置に連結される。駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には、軸封装置１３０が挿入され、クランク室１４０の内部と外部空間とを遮断している。

　駆動軸１１０とロータ１１２の連結体は、ラジアル方向に軸受１３１、１３２で支持され、スラスト方向に軸受１３３、スラストプレート１３４で支持されている。駆動軸１１０のスラストプレート１３４が当接する部分とスラストプレート１３４との隙間は、調整ネジ１３５によって所定の隙間に調整される。そして、外部駆動源（車両のエンジン）からの動力が動力伝達装置に伝達され、駆動軸１１０は動力伝達装置と同期して回転する。

　シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が配置され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は、一対のシュー１３７を介して、ピストン１３６と連動する。従って、斜板１１１の回転によりピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。

　シリンダヘッド１０４には、中央部に形成された吸入室１４１とこの吸入室１４１を環状に取り囲む吐出室１４２とが区画形成されている。吸入室１４１は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａ及び吸入弁形成体に形成された吸入弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通し、吐出室１４２は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂ及び吐出弁形成体に形成された吐出弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通する。

　フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、吸入弁形成体（図示せず）、吐出弁形成体（図示せず）、シリンダヘッド１０４は、図示しないガスケットを介して複数の通しボルト１０５によって締結され、圧縮機ハウジングが形成される。

　シリンダヘッド１０４には、吸入ポート１０４ａ及び吸入通路１０４ｂが形成され、これによって、吸入室１４１は、吸入ポート１０４ａ及び吸入通路１０４ｂを介して、車両用エアコンシステム（冷媒装置）の低圧側冷媒回路（吸入側冷媒回路）と接続される。吸入通路１０４ｂは、シリンダヘッド１０４の外側から吸入室１４１に向かって吐出室１４２の一部を横切るように直線状に延設される。

　シリンダブロック１０１の上部には、冷媒の脈動による騒音・振動を低減するマフラ１６０が設けられている。マフラ１６０は、シリンダブロック１０１の上部に区画形成された形成壁１０１ｂに図示しないシール部材を介して蓋部材１０６をボルトにより締結して形成される。マフラ１６０内のマフラ空間１４３には、吐出側冷媒回路から吐出室１４２への冷媒ガスの逆流を抑制する逆止弁２００が配置されている。

　逆止弁２００は、シリンダヘッド１０４、バルブプレート１０３、シリンダブロック１０１に跨って形成されて吐出室１４２に連通する連通路１４４とマフラ空間１４３との接続部に配置されている。逆止弁２００は、連通路１４４（上流側）とマフラ空間１４３（下流側）との圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合には連通路１４４を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合には連通路１４４を開放する。従って、吐出室１４２は、連通路１４４、逆止弁２００、マフラ空間１４３及び吐出ポート１０６ａで構成される吐出通路を介して、車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続される。

　シリンダヘッド１０４には、本発明の制御弁３００が設けられている。
　制御弁３００は、吐出室１４２とピストン１３６背方の制御圧室であるクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５に介装される。また、圧力導入通路１４７を介して吸入室１４１の圧力が導入される。そして、吸入室１４１の圧力が所定の値に維持されるように、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５の開度を調整し、クランク室１４０への吐出冷媒ガス導入量を制御する。これにより、制御弁３００によってクランク室１４０の圧力を変化させ、斜板１１１の傾角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることにより、可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。また、クランク室１４０内の冷媒は、連通路１０１ｃ、空間１０１ｄ、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃを経由する放圧通路１４６を介して吸入室１４１へ流れる。

　上述の可変容量圧縮機１００に適用した本発明の制御弁の第１実施形態である制御弁３００の構成を具体的に説明する。
　図２は、本実施形態の制御弁３００の断面図である。この制御弁３００は、バルブハウジング３０１内に形成されて連通孔３０１ａを介してクランク室１４０側の圧力供給通路１４５によりクランク室１４０と連通する第１感圧室３０２と、連通孔３０１ｂを介して吐出室１４２側の圧力供給通路１４５により吐出室１４２と連通する弁室３０３と、第１感圧室３０２と弁室３０３とを連通する弁孔３０１ｃと、一端側が弁孔３０１ｃ周囲の弁座３０１ｆに接離して弁孔３０１ｃを開閉し、他端側がバルブハウジング３０１に形成された支持孔３０１ｄに摺動可能に内挿された弁体３０４と、真空にした内部にバネを有し第１感圧室３０２に配設されてクランク室１４０の圧力を受圧するベローズ組立体３０５と、一端がベローズ組立体３０５に接離可能に連結し他端が弁体３０４の一端に固定されてベローズ組立体３０５の変位を弁体３０４に伝達する連結部３０６と、連通孔３０１ｅを介して圧力導入通路１４７により吸入室１４１に連通する第２感圧室３０７と、一端側が第２感圧室３０７に配設される弁体３０４と一体に連結し他端側に可動鉄心３０８が圧入固定されたソレノイドロッド３０４ａと、ソレノイドロッド３０４ａが内挿され所定の隙間を隔てて可動鉄心３０８と対向配置された固定鉄心３０９と、固定鉄心３０９と可動鉄心３０８の間に介装されて可動鉄心３０８及びソレノイドロッド３０４ａを介して弁体３０４を開弁方向に弾性付勢する開放バネ３１０と、有底筒状で底壁側端部近傍に可動鉄心３０８が配置されるように固定鉄心３０９及び可動鉄心３０８を収容した非磁性体からなる収容部材３１２と、収容部材３１２の外周囲に配置され表面が樹脂で覆われた駆動コイル部としての電磁コイル部３１３と、電磁コイル部３１３を収容するソレノイドハウジング３１１と、を備えて構成されている。ここで、前記弁体３０４と、ソレノイドロッド３０４ａと、可動鉄心３０８と、を備えて弁ユニットが構成される。また、可動鉄心３０８、固定鉄心３０９及びソレノイドハウジング３１１は、電磁コイル部３１３の通電時に磁気回路を構成する。
　尚、弁ユニットの弁体３０４の外周面の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接したとき、この当接位置と対角位置にある弁ユニットの可動鉄心３０８の外周面の一点が収容部材３１２の後述する周壁３１２ａの内面に当接して、対角上の２点で支持されるように、弁体３０４の外周面と支持孔３０１ｄの内面との隙間及び可動鉄心３０８の外周面と収容部材３１２の周壁３１２ａの内面との隙間が調整されている。これにより、支持孔３０１ｄで弁体３０４が２点で支持されること及び収容部材３１２の周壁３１２ａの内面で可動鉄心３０８が２点で支持されることが回避でき、弁ユニットの軸方向（弁体３０４の開閉方向）の動きが阻害されることなく、弁ユニットがスムースに摺動することができる。

　また、制御弁３００の外周部には、３つのＯリング３１３ａ～３１３ｃが配設されており、これらＯリング３１３ａ～３１３ｃによって、シリンダヘッド１０４に形成された制御弁３００の収納空間を、吸入室１４１の圧力が作用する領域、吐出室１４２の圧力が作用する領域及びクランク室１４０の圧力が作用する領域に区画している。

　次に、本実施形態の制御弁３００の要部について、図３～図５を参照して詳述する。
　ソレノイドハウジング３１１は、電磁コイル部３１３周囲を覆う円筒状の周壁３１１ａと、周壁３１１ａの一端を閉塞すると共に中央部に貫通孔３１１ｂ１が形成された第１端壁３１１ｂと、電磁コイル部３１３上方を覆い周壁３１１ａの他端を閉塞するように当該周壁３１１ａと一体に形成された第２端壁３１１ｃと、から構成されている。前記第２端壁３１１ｃは、収容部材３１２の底壁３１２ｂ側端部を貫通させる貫通孔部３１１ｃ１を有し、この貫通孔部３１１ｃ１は、その内周壁３１１ｃ２が収容部材３１２内の可動鉄心３０８を取り囲むように外方側（図３において上側）に立設されている。従って、第２端壁３１１ｃが、駆動コイル部上方を覆うと共に収容部材３１２の底壁側端部を貫通させる貫通孔部を有する端壁に相当する。そして、周壁３１１ａの一端を第１端壁３１１ｂの外周に位置決め固定し、第１端壁３１１ｂがバルブハウジング３０１に固定されている。尚、周壁３１１ａと第２端壁３１１ｃとを別部材で構成しても良い。

　収容部材３１２は、円筒状の周壁３１２ａと、周壁３１２ａの一端を閉塞する底壁３１２ｂ（図３の上側）とから構成され、周壁３１２ａの開口端側（図３の下側）がソレノイドハウジング３１１の貫通孔３１１ｂ１の周壁に位置決めされ、ソレノイドハウジング３１１と一体化されている。

　前記ソレノイドハウジング３１１の第２端壁３１１ｃの貫通孔部３１１ｃ１は、その内周壁３１１ｃ２が収容部材３１２の周壁３１２ａを介して可動鉄心３０８を取り囲むように形成されており、可動鉄心３０８との磁気受渡し部となる。この貫通孔部３１１ｃ１には、図４及び図５に示すように、その一部の領域Ｗ１に四角形状の切欠部３１１ｃ３を形成し高さ（図の上下方向）を低く設定している。これにより、この領域Ｗ１は、可動鉄心３０８の外周壁と対面する面積が、貫通孔部３１１ｃ１の内周壁３１１ｃ２の他の領域に比べて小さく、電磁コイル部３１３に通電したときに、領域Ｗ１と可動鉄心３０８との間の磁気抵抗が貫通孔部３１１ｃ１の内周壁３１１ｃ２の他の領域より大きくなるよう構成されている。

　かかる構成の制御弁３００の制御動作について簡単に説明する。
　ベローズ組立体３０５のベローズ有効面積Ｓｂと、弁体３０４に作用する弁孔３０１ｃ側より受けるクランク室１４０の圧力受圧面積Ｓｖと、第２感圧室３０７において弁体３０４に作用する吸入室１４１の圧力受圧面積Ｓｒとを、略同一値に設定すると、弁体３０４に作用する力は下記の式（１）で表される。
　Ｐｓ＝－（１／Ｓｂ）・Ｆ（ｉ）＋（Ｆ＋ｆ）／Ｓｂ　・・・（１）
　ここで、Ｐｓは吸入室１４１の圧力、Ｆ（ｉ）は電磁力、ｆは開放バネ３１０の付勢力、Ｆはベローズ組立体３０５の付勢力である。尚、式（１）は摩擦力を考慮していない。

　上記式（１）から吸入室１４１の圧力は電磁コイル部３１３の電流値によって決まる。電磁コイル部３１３の通電時、弁体３０４には可動鉄心３０８及びソレノイドロッド３０４ａを介して電磁力が閉弁方向に作用するので、電磁コイル部３１３への通電量を増加すると、圧力供給通路１４５の開度を小さくする方向の力が増大し、クランク室１４０の圧力を低下させ、吐出容量を増大させ、吸入室１４１の圧力が低下する方向に変化する。電磁コイル部３１３への通電量を減少すると、圧力供給通路１４５の開度を大きくする方向に弁体が動作し、クランク室１４０の圧力を上昇させ、吐出容量が減少して吸入室１４１の圧力が上昇する方向に変化する。このように、制御弁３００は、吸入室１４１の圧力が電磁コイル部３１３の電流値によって設定された設定圧力に維持されるように、圧力供給通路１４５の開度を自律制御する。

　制御弁３００を備えた可変容量圧縮機１００では、エアコン作動時、つまり可変容量圧縮機１００の作動状態では、空調設定や外部環境に基づいて電磁コイル部３１３への通電量が調整され、吸入室１４１の圧力が前記通電量に対応する設定圧力になるように圧力供給通路１４５の開度を制御して吐出容量が制御される。また、エアコン非作動時、つまり可変容量圧縮機１００の非作動状態では、電磁コイル部３１３への通電をＯＦＦすることにより、開放バネ３１０により圧力供給通路１４５を開放し、吐出容量を最小の状態に制御する。

　本実施形態の制御弁３００にあっては、可動鉄心３０８は、可動鉄心３０８の外周壁と収容部材３１２の周壁３１２ａ内面との間の隙間の範囲で径方向（図３の左右方向）に可動可能に構成されている。また、弁体３０４も、弁体３０４の外周壁とバルブハウジング３０１の支持孔３０１ｄの内周壁との間の隙間の範囲で径方向に可動可能に構成されている。そして、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体（弁ユニット）は、４００Ｈｚ～５００Ｈｚの範囲の所定の周波数でパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により駆動され、電磁コイル部３１３の通電時には、発生する電流振幅に応じた外力を繰り返し受けて軸方向（弁体３０４の開閉方向）に振動する。このとき、ソレノイドハウジング３１１の貫通孔部３１１ｃ１と可動鉄心３０８との間の磁気抵抗が、貫通孔部３１１ｃ１の領域Ｗ１と他の領域とで異なり、可動鉄心３０８周りの磁気抵抗のアンバランスにより可動鉄心３０８の径方向にサイドフォースが作用し、可動鉄心３０８は磁気抵抗の小さい方向（領域Ｗ１の反対側）に吸引されてその外周壁の一点が収容部材３１２の周壁３１２ａ内面に当接し、且つ、可動鉄心３０８の当接位置と対角位置にある弁体３０４の外周壁の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接し、弁ユニットが対角上の２点で摺動支持される。

　従って、かかる構成の制御弁３００によれば、電磁コイル部３１３の通電時に、可動鉄心３０８の径方向のばたつきが抑制され、可動鉄心３０８と収容部材３１２との衝突音が低減する。また、可動鉄心３０８、ソレノイドロッド３０４ａ及び弁体３０４の連結体からなる弁ユニットの姿勢が安定するので、弁孔３０１ｃの開閉が不安定となることが抑制される。特に、弁体３０４の開度が小さく、ＰＷＭ制御による電流振幅或いは弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ、可動鉄心３０８及びベローズ組立体３０５の連結体の自励振動により弁体３０４が弁座３０１ｆに対して接離動作を繰り返しても、可動鉄心３０８が磁気抵抗の小さい方向（領域Ｗ１の反対側）に吸引されて収容部材３１２の周壁３１２ａ内面に当接し、可動鉄心３０８の当接位置と対角位置にある弁体３０４の外周壁の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接し、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体からなる弁ユニットが対角上の２点で摺動支持されるので、弁ユニットの姿勢が安定し、弁孔３０１ｃの開閉が不安定となることが抑制される。これによって、制御弁３００による吸入室１４１の圧力制御特性が乱れることが抑制される。そして、弁体３０４の開度が小さいときは電磁力が強く、吸引力が強まるので、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体の姿勢の安定度が増し、吸入室１４１の圧力制御特性の乱れをより一層抑制できる。

　可動鉄心３０８が軸方向（図３の上下方向）に移動するときに可動鉄心３０８の外周壁と収容部材３１２の周壁３１２ａ内面との間に電磁力に応じた摺動抵抗が作用するが、磁気抵抗のアンバランスによってサイドフォースが大きくなり過ぎると可動鉄心３０８が軸方向にスムースに移動できなくなる虞れが生じる。このため、切欠部３１１ｃ３は、可動鉄心３０８の径方向のばたつきが抑制され且つＰＷＭ制御による電流振幅によって可動鉄心３０８が軸方向にスムースに移動できるようにその形状が決定されている。尚、切欠部３１１ｃ３の形状は、四角形状に限るものではなく、逆三角等、任意の形状で良い。また、貫通孔部３１１ｃ１を斜めに切断して貫通孔部３１１ｃ１の高さを徐々に異なるようにしても良い。

　次に、図６に、本発明の制御弁の第２実施形態の要部を示す。尚、上述の第１実施形態と同一要素には同一符号を付してある。
　この制御弁４００は、第２端壁の貫通孔部の内周壁と収容部材の周壁との間の隙間が、可動鉄心周りにおいて異なる構成である。

　制御弁４００は、ソレノイドハウジング４１１の第２端壁４１１ｃを、周壁４１１ａとは別部材で構成した以外は、第１実施形態と同様の構成である。前記第２端壁４１１ｃは、平板状で、ソレノイドハウジング４１１の周壁４１１ａ端部を折り曲げてかしめることで周壁４１１ａ端部に固定されている。また、図７に示すように、第２端壁４１１ｃの中央部には、収容部材３１２を貫通させる貫通孔部４１１ｃ１が形成され、その内周壁４１１ｃ２の一部の領域Ｗ２に切欠部４１１ｃ３が形成され、図６に示すように内周壁４１１ｃ２の高さ（図６の上下方向）が低く設定されている。この切欠部４１１ｃ３の領域Ｗ２が、貫通孔部４１１ｃ１の内周壁４１１ｃ２と収容部材３１２の周壁３１２ａとの間の隙間が異なる領域であり、内周壁４１１ｃ２の他の領域より領域Ｗ２の方が大きくなっている。貫通孔部４１１ｃ１の内周壁４１１ｃ２が収容部材３１２内の可動鉄心３０８を取り囲んで可動鉄心３０８との磁気受渡し部となっており、電磁コイル部３１３に通電したときに、貫通孔部４１１ｃ１の内周壁４１１ｃ２の領域Ｗ２と可動鉄心３０８との間の磁気抵抗は、貫通孔部４１１ｃ１の周壁４１１ｃ２の他の領域より大きくなる。

　かかる制御弁４００によれば、第１実施形態と同様に、電磁コイル部３１３に通電したときに磁気抵抗のアンバランスにより可動鉄心３０８の径方向にサイドフォースが作用し、可動鉄心３０８が磁気抵抗の小さい方向（領域Ｗ２の反対側）に引き寄せられて収容部材３１２の周壁３１２ａ内面に当接し、可動鉄心３０８の当接位置と対角位置にある弁体３０４の外周壁の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接し、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体からなる弁ユニットが対角上の２点で摺動支持される。従って、可動鉄心３０８の径方向のばたつきが抑制され、可動鉄心３０８と収容部材３１２との衝突音が低減すると共に、可動鉄心３０８、ソレノイドロッド３０４ａ及び弁体３０４の連結体である弁ユニットの姿勢が安定し、弁孔３０１ｃの開閉が不安定となることが抑制される。尚、可動鉄心３０８の径方向に作用するサイドフォースの大きさは、例えば切欠部４１１ｃ３の幅と深さを調整することで任意に設定できる。

　図８に、本発明の制御弁の第３実施形態の要部を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付してある。
　図８において、本実施形態の制御弁３００′は、第２端壁の貫通孔部の内周壁と可動鉄心の周壁との間の隙間が、可動鉄心周りにおいて異なる構成の別の例である。制御弁３００′は、ソレノイドハウジング３１１′の第２端壁３１１ｃ１′における貫通孔部３１１ｃ１′の軸心を、収容部材３１２の軸心に対してオフセットする構成である。その他の構成は第１実施形態と同じである。

　かかる構成の制御弁３００′では、貫通孔部３１１ｃ１′の内周壁３１１ｃ２′と収容部材３１２の周壁３１２ａ内面との間の隙間が、可動鉄心３０８周りにおいて異なり、図９に示すように最大隙間δ１と最小隙間δ２の領域ができる。これにより、電磁コイル部３１３に通電したときに磁気抵抗のアンバランスにより可動鉄心３０８の径方向にサイドフォースが作用し、可動鉄心３０８が磁気抵抗の小さい方向（最小隙間δ２側）に引き寄せられて収容部材３１２の周壁３１２ａ内面に当接し、可動鉄心３０８の当接位置と対角位置にある弁体３０４の外周壁の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接し、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体からなる弁ユニットが対角上の２点で摺動支持される。従って、可動鉄心３０８の径方向のばたつきが抑制され、可動鉄心３０８、ソレノイドロッド３０４ａ及び弁体３０４の連結体である弁ユニットの姿勢が安定するので、可動鉄心３０８と収容部材３１２との衝突音を低減でき、弁孔３０１ｃの開閉が不安定となることを抑制できる。尚、可動鉄心３０８の径方向に作用するサイドフォースの大きさは、例えば貫通孔部３１１ｃ１′の径とオフセット量を調整することで任意に設定できる。

　尚、収容部材３１２の軸心と貫通孔部３１１ｃ１′の軸心を第１実施形態のように同軸として、例えば図６に示した第２実施形態における切欠部４１１ｃ３のような切欠を、貫通孔部３１１ｃ１′の全長（図８の上下方向）に亘って形成することにより、貫通孔部３１１ｃ１′の内周壁３１１ｃ２′と収容部材３１２の周壁３１２ａとの間の隙間を、可動鉄心３０８周りにおいて異ならせる構成としてもよい。

　図１０に、本発明の制御弁の第４実施形態の要部を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付してある。
　本実施形態の制御弁５００は、第２端壁３１１ｃの貫通孔部３１１ｃ１の内周壁３１１ｃ２と収容部材３１２を介して対峙する可動鉄心３０８の周壁と収容部材３１２の周壁３１２ａ内面との間の隙間が、可動鉄心３０８周りにおいて異なる構成としたものである。具体的には、可動鉄心３０８の周壁の一部に、切欠部３０８ａを形成する。この切欠部３０８ａの領域Ｗ３（図１２に示す）は、収容部材３１２の周壁３１２ａ内面と可動鉄心３０８周壁との間の隙間が、可動鉄心３０８周りにおいてその他の領域と異なり、大きくなる。前記切欠部３０８ａは、可動鉄心３０８の上端周縁３０８ｂが収容部材３１２の周壁３１２ａ内面との当接部となるので、可動鉄心３０８の上端周縁３０８ｂより下側の周壁部分に形成する。制御弁５００は、可動鉄心３０８を除いてその他の構成は、第１実施形態と同様である。

　かかる構成の制御弁５００では、可動鉄心３０８の切欠部３０８ａの領域Ｗ３と貫通孔部３１１ｃ１の内周壁３１１ｃ２との間の距離が、可動鉄心３０８の周壁のその他の領域より大きく、磁気抵抗が増大する。これにより、電磁コイル部３１３に通電したときに磁気抵抗のアンバランスが生じ、可動鉄心３０８の径方向にサイドフォースが作用して可動鉄心３０８が磁気抵抗の小さい方向（領域Ｗ３の反対側）に吸引されて収容部材３１２の周壁３１２ａ内面に当接し、可動鉄心３０８の当接位置と対角位置にある弁体３０４の外周壁の一点が支持孔３０１ｄの内面に当接し、弁体３０４、ソレノイドロッド３０４ａ及び可動鉄心３０８の連結体からなる弁ユニットが対角上の２点で摺動支持される。従って、上述した各実施形態と同様に、可動鉄心３０８の径方向のばたつきが抑制され、可動鉄心３０８と収容部材３１２との衝突音が低減すると共に、可動鉄心３０８、ソレノイドロッド３０４ａ及び弁体３０４の連結体である弁ユニットの姿勢が安定し、弁孔３０１ｃの開閉が不安定となることが抑制される。尚、可動鉄心３０８の径方向に作用するサイドフォースの大きさは、例えば、切欠部３０８ａの幅と深さで調整することができる。

　尚、上記各実施形態では、弁ユニットの弁体外周面の一点が支持孔内面に当接したとき、可動鉄心の外周面が収容部材の周壁内面に当接する構造としたが、これに限定されない。例えば、可動鉄心の外周面を収容部材の周壁内面に当接させず、ソレノイドロッドを固定鉄心のソレノイドロッド挿通孔に当接させるようにしても良い。このようにすれば、磁気抵抗のアンバランスにより可動鉄心の径方向にサイドフォースが作用して可動鉄心が磁気抵抗の小さい方向に引き寄せられると、ソレノイドロッドが固定鉄心のソレノイドロッド挿通孔に当接し、ソレノイドロッドと弁体との対角上の２点で摺動支持されることになる。

　また、上記各実施形態では、可動鉄心と固定鉄心の両方が収容部材に収容されているが、少なくとも可動鉄心が収容部材に収容される構造であればよい。

　また、各実施形態では、電磁コイル部とソレノイドハウジングの第２端壁とは別々に構成されているが、ソレノイドハウジングの周壁と第２端壁とを別部材で構成し、第２端壁を電磁コイル部と一体にして樹脂で覆ってモールドコイルとしても良い。

　また、各実施形態では、感圧部材（ベローズ組立体）を備えた制御弁としたが、パルス幅変調により電磁コイル部を駆動して、バルブハウジング内の流体通路の開度を制御する構成としてもよい。この場合、感圧手段を設けなくてよい。

　また、各実施形態では、車両用エアコンシステム等に使用される可変容量圧縮機の吐出容量制御に用いる制御弁の例を示したが、用途はこれに限定されず、本発明の制御弁は、流体通路の開閉制御を必要とするものであれば、どのようなものにも適用可能である。

　また、上記実施形態では、本発明の制御弁を適用した可変容量圧縮機として往復動式可変容量圧縮機の例を示したが、本発明の制御弁の適用が可能な可変容量圧縮機は、どのようなタイプの可変容量圧縮機でも良い。

１００…可変容量圧縮機　１３６…ピストン　１４０…クランク室（制御圧室）　１４１…吸入室　１４２…吐出室　１４５…圧力供給通路　３００，３００’，４００，５００…制御弁　３０１…バルブハウジング　３０４…弁体　３０４ａ…ソレノイドロッド　３０８…可動鉄心　３０８ａ…切欠部　３１１，３１１′，４１１…ソレノイドハウジング　３１１ａ，３１１ａ′，４１１ａ…周壁　３１１ｃ，４１１ｃ…第２端壁　３１１ｃ１，４１１ｃ１…貫通孔部　３１１ｃ２，４１１ｃ２…内周壁（貫通孔の）　３１１ｃ３，４１１ｃ３…切欠部　３１２…収容部材　３１３…電磁コイル部

Claims

　バルブハウジング内の流体通路を開閉する弁体と該弁体に連結された可動鉄心とを有する弁ユニットと、
　有底筒状で前記可動鉄心を収容する収容部材と、
　該収容部材の周囲に配置された駆動コイル部と、
　該駆動コイル部を収容し、一端が前記バルブハウジングに固定され、他端に、前記駆動コイル部上方を覆うと共に前記収容部材の底壁側端部を貫通させる貫通孔部を有する端壁を設けたソレノイドハウジングと、
　前記弁ユニットを開弁方向に付勢する付勢手段と、
　を備え、
　パルス幅変調された駆動電流の供給により前記駆動コイル部に発生する電磁力で、前記弁体を前記付勢手段の付勢力に抗して閉弁方向に駆動し、前記電磁力を調整して前記弁体の開度を調整する制御弁であって、
　収容部材内の前記可動鉄心と前記貫通孔部の内周壁との間の磁気抵抗が異なる領域を、可動鉄心周りに設ける構成としたことを特徴とする制御弁。
　前記弁体は、前記バルブハウジングに形成された支持孔に摺動可能に内挿され、前記駆動コイル部に通電したときに、前記可動鉄心が前記磁気抵抗の小さい方向に吸引されてその外周壁の一点が前記収容部材の周壁内面に当接し、且つ、前記可動鉄心の当接位置と対角位置にある前記弁体の外周面の一点が前記支持孔の内面に当接し、前記弁ユニットが対角上の２点で摺動可能に支持される構成とした請求項１に記載の制御弁。
　前記端壁の貫通孔部の内周壁に、高さの異なる領域を設ける構成とした請求項１に記載の制御弁。
　前記端壁の貫通孔部の内周壁と前記収容部材の周壁との間の隙間が、可動鉄心周りにおいて異なる構成とした請求項１に記載の制御弁。
　前記端壁の貫通孔部の軸心を、前記収容部材の軸心に対してオフセットした請求項４に記載の制御弁。
　前記端壁の貫通孔部の内周壁に切欠部を設けた請求項４に記載の制御弁。
　前記端壁の貫通孔部の内周壁と前記収容部材を介して対峙する前記可動鉄心の周壁に、切欠部を設けた請求項１に記載の制御弁。
　冷媒ガスの吐出室と制御圧室とを連通する圧力供給通路と、
　該圧力供給通路に介装された請求項１に記載の制御弁と、
　を備え、
　前記制御弁により前記圧力供給通路の開度を調整して前記制御圧室の圧力を制御し、前記冷媒ガスの吐出容量を可変する構成としたことを特徴とする可変容量圧縮機。