容量制御弁
【課題】可変容量型圧縮機の起動時の圧縮機負荷の制御を容易に行えるようにする。
【解決手段】容量制御弁３３は、電磁ソレノイド３４と、電磁ソレノイド３４によって駆動される駆動力伝達体４９と、感圧室４４内の圧力に応じて駆動力伝達体４９の移動方向に伸縮する感圧体４５を有する感圧手段とを備えている。排出通路の一部である弁孔５７１における通過断面積を調整する第１弁体５４が感圧体４５に設けられており、供給通路の一部である弁孔４０の通過断面積を調整する第２弁体３８に駆動力伝達体４９が連結されている。感圧体４５は、感圧室４４内において駆動力伝達体４９の移動方向に移動可能であり、感圧室４４は、制御圧室１２１に連通されている。
【解決手段】容量制御弁３３は、電磁ソレノイド３４と、電磁ソレノイド３４によって駆動される駆動力伝達体４９と、感圧室４４内の圧力に応じて駆動力伝達体４９の移動方向に伸縮する感圧体４５を有する感圧手段とを備えている。排出通路の一部である弁孔５７１における通過断面積を調整する第１弁体５４が感圧体４５に設けられており、供給通路の一部である弁孔４０の通過断面積を調整する第２弁体３８に駆動力伝達体４９が連結されている。感圧体４５は、感圧室４４内において駆動力伝達体４９の移動方向に移動可能であり、感圧室４４は、制御圧室１２１に連通されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
傾角可変に斜板を収容する制御圧室を備えた可変容量型圧縮機においては、制御圧室の圧力が高くなると斜板の傾角が小さくなり、制御圧室の圧力が低くなると斜板の傾角が大きくなる。斜板の傾角が小さくなると、ピストンのストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、斜板の傾角が大きくなると、ピストンのストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。
【０００３】
制御圧室の圧力の調整には、例えば特許文献１に開示される容量制御弁が用いられる。特許文献１に開示の容量制御弁は、吸入室圧力またはクランク室圧力を感知するベローズの伸縮に応答して開閉されてクランク室から吸入室に至る通路の開度を調整する第１の弁機構を備えている。又、特許文献１に開示の容量制御弁は、第１の弁機構の開閉に連動して吐出室からクランク室に至る通路の開度を調整し、かつ第２の弁体の弁座との当接側と反対側の面にクランク室圧力または吸入室圧力を受け、第２の弁体の両面の受圧面積を調整することにより第２の弁体の開閉方向への吐出室圧力の影響を実質的に排除した第２の弁機構を備えている。さらに、ベローズを第１の弁機構の閉弁方向に付勢する付勢ばねがベローズを収容する弁ケーシングとベローズとの間に介在されている。
【０００４】
容量制御弁は、第２の弁機構が吐出圧の影響を受けないようにクランク室又は吸入室の圧力を弁体の背圧部にも掛かるようにし、且つ吐出圧自体も弁体で圧力を調整し、全体として吐出圧が掛からないようになっている。又、吸入室圧力が上昇してベローズが収縮してもベローズがバネにより付勢されているので第１の弁体が閉じ、さらに、第２の弁体が開弁状態を維持するので、電磁ソレノイドにおける電流値がゼロになっても常時最小容量が保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の弁体は、弁孔閉じ位置に向かうようにベローズが付勢ばねによって付勢されている。付勢ばねの付勢力は、吸入室圧力が上昇してベローズが収縮しても第１の弁体が閉じた状態を維持できるほど大きく設定されている。従って、第１の弁体を電磁ソレノイドにより開弁状態に付勢する際、付勢ばねの付勢力に応じて、大きな電流値を電磁ソレノイドに流す必要がある。また、第１の弁体を閉弁状態に維持する最小容量でクランク室圧力が上昇した場合、クランク室圧力がガイドを付勢し、第１の弁体を開弁しようとする。付勢ばねの付勢力がクランク室圧力に対して小さい場合、第１の弁体が開弁してしまう。
【０００７】
このように従来の構造では、第１の弁体を閉弁状態に維持する最小容量で、クランク室圧力が上昇した場合、第１の弁体が開弁してしまい、最小容量を維持することができず、圧縮機の動力消費を抑制することができない。
【０００８】
本発明は、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁であって、前記容量制御弁は、電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって駆動される駆動力伝達体と、前記制御圧室に連通した感圧室内の圧力に応じて前記駆動力伝達体の移動方向に伸縮する感圧体を有する感圧手段とを備えている容量制御弁を対象とし、請求項１の発明では、前記排出通路における通過断面積を調整する第１弁体が前記感圧体に設けられており、前記供給通路における通過断面積を調整する第２弁体と前記駆動力伝達体とが連結されており、前記感圧体は、前記感圧室内において前記駆動力伝達体の移動方向に移動可能であり、前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に前記制御圧室の圧力によって付勢されている。
【００１０】
第１弁体を弁孔閉じ位置に配置した状態で制御圧が上昇したとしても、制御圧が感圧体を縮小させた状態で、感圧体の第１弁体を有する面と感圧体の移動方向で反対側の面に制御圧を受け、弁孔を閉じる方向に感圧体は制御圧によって付勢される。従って、第１弁体を弁孔閉じ位置に配置した状態で制御圧が上昇したとしても、第１弁体が開弁せず、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持することができる。
【００１１】
好適な例では、前記第１弁体によって開閉される前記排出通路の一部となる弁孔の断面積は、前記感圧体の有効受圧面積と同じである。
第１弁体によって開閉される弁孔の断面積と感圧体の有効受圧面積との同一化は、制御圧と吸入圧との差圧と電磁ソレノイドの駆動力とのバランスによる容量制御をもたらす。
【００１２】
好適な例では、前記駆動力伝達体の移動方向に前記感圧体の移動を案内する案内手段が設けられている。
感圧体の傾きが防止され、駆動力伝達体の移動方向への感圧体の移動が円滑に行なわれる。
【００１３】
好適な例では、前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に付勢ばねによって付勢されている。
付勢ばねは、電磁ソレノイドが消磁状態において第１弁体を閉じ位置に確実に保持する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の容量制御弁は、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態を示す実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。
【図２】ＯＦＦ運転時の部分拡大側断面図。
【図３】ＯＮ運転時の部分拡大側断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、ＯＦＦ運転時のベローズに掛かる力の釣り合いを説明するための説明図。
【図５】ＯＮ運転時のベローズに掛かる力の釣り合いを説明するための説明図。
【図６】制御圧、吸入圧、吐出容量の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、クラッチレスの可変容量型圧縮機に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が連結されている。シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３がバルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６及びリテーナ形成プレート１７を介して連結されている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、可変容量型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。
【００１７】
制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８がラジアルベアリング１９，２０を介して回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１８は、図示しない外部駆動源Ｅ（例えば車両エンジン）から回転駆動力を得る。
【００１８】
回転軸１８には回転支持体２１が止着されている。又、回転軸１８には斜板２２が回転支持体２１に対向するように支持されている。斜板２２は、回転軸１８の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。
【００１９】
回転支持体２１に形成されたガイド孔２１１には斜板２２に設けられたガイドピン２３がスライド可能に嵌入されている。斜板２２は、ガイド孔２１１とガイドピン２３との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。斜板２２の傾動は、ガイド孔２１１とガイドピン２３とのスライドガイド関係、及び回転軸１８のスライド支持作用により案内される。
【００２０】
斜板２２の径中心部が回転支持体２１側へ移動すると、斜板２２の傾角が増大する。斜板２２の最大傾角は、回転支持体２１と斜板２２との当接によって規制される。図１に実線で示す斜板２２は、最小傾角状態にあり、鎖線で示す斜板２２は、最大傾角状態にある。斜板２２の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくしてある。
【００２１】
シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン２４が収容されている。斜板２２の回転運動は、シュー２５を介してピストン２４の前後往復運動に変換され、ピストン２４がシリンダボア１１１内を往復動する。
【００２２】
リヤハウジング１３内には吸入圧領域である吸入室１３１及び吐出圧領域である吐出室１３２が区画形成されている。バルブプレート１４、弁形成プレート１６及びリテーナ形成プレート１７には吸入ポート２６が形成されており、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５には吐出ポート２７が形成されている。弁形成プレート１５には吸入弁１５１が形成されており、弁形成プレート１６には吐出弁１６１が形成されている。シリンダボア１１１、弁形成プレート１５、ピストン２４により圧縮室１１２がシリンダブロック１１内に区画形成されている。
【００２３】
吸入室１３１内の冷媒は、ピストン２４の復動動作〔図１において右側から左側への移動〕により吸入ポート２６から吸入弁１５１を押し退けて圧縮室１１２内へ流入する。圧縮室１１２内へ流入した冷媒は、ピストン２４の往動動作〔図１において左側から右側への移動〕により吐出ポート２７から吐出弁１６１を押し退けて吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１は、リテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。
【００２４】
制御圧室１２１内の圧力が下がると、斜板２２の傾角が増大して吐出容量が増え、最大傾角となると最大容量となり、制御圧室１２１内の圧力が上がると、斜板２２の傾角が減少して吐出容量が減り、最小傾角となると最小容量となる。
【００２５】
吸入室１３１と吐出室１３２とは、外部冷媒回路２８で接続されている。外部冷媒回路２８上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器２９、膨張弁３０、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３１が介在されている。膨張弁３０は、熱交換器３１の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式自動膨張弁である。吐出室１３２から外部冷媒回路２８に至る途中には循環阻止手段３２が設けられている。循環阻止手段３２が開いているときには、吐出室１３２内の冷媒は、外部冷媒回路２８へ流出して吸入室１３１へ還流する。
【００２６】
制御圧室１２１と吸入室１３１とは、シリンダブロック１１に貫設された通路５９と、リテーナ形成プレート１７、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５，１６に貫設された絞り通路６０とを介して、吸入室１３１に連通している。通路５９及び絞り通路６０は、制御圧室１２１と吸入室１３１とを常に連通している常開通路６１を構成する。
【００２７】
リヤハウジング１３には電磁式の容量制御弁３３が組み付けられている。
図２に示すように、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４を構成する固定鉄心３５は、コイル３６への電流供給による励磁に基づいて可動鉄心３７を引き付ける。可動鉄心３７には第２弁体３８が止着されている。電磁ソレノイド３４は、図示しない制御コンピュータの電流供給制御（本実施形態ではデューティ比制御）を受ける。
【００２８】
容量制御弁３３を構成するバルブハウジング４１には隔壁４２が形成されている。隔壁４２は、バルブハウジング４１内を弁室４３と感圧室４４とに区画している。弁室４３には第２弁体３８の先端側が配設されており、感圧室４４には感圧体４５が配設されている。感圧室４４は、通路４７を介して制御圧室１２１に連通している。バルブハウジング４１には蓋４８が感圧室４４を閉鎖するように嵌入して固定されている。
【００２９】
隔壁４２には弁孔４０が貫設されている。第２弁体３８は、隔壁４２に接離して弁孔４０を開閉可能である。電磁ソレノイド３４の電磁力は、ばね３９のバネ力に抗して、弁孔４０を閉じる位置に向けて第２弁体３８を付勢する。
【００３０】
感圧体４５は、ベローズ５２と、ベローズ５２の一端に結合された受圧体５３と、ベローズ５２の他端に結合された第１弁体５４と、ベローズ５２内で受圧体５３と第１弁体５４とを互いに遠ざける方向に付勢する付勢ばね５６とを備えている。蓋４８の内端面には段付き凹部４８１が形成されており、段付き凹部４８１の小径部４８２には付勢ばね５５が収容されている。付勢ばね５５は、受圧体５３を第１弁体５４に近づける方向に付勢する。受圧体５３は、段付き凹部４８１の大径部４８３に嵌入されている。大径部４８３は、受圧体５３（感圧体４５）を駆動力伝達体４９の移動方向へ案内する案内手段である。
【００３１】
ベローズ５２内において受圧体５３にはストッパ５３１が一体形成されており、ベローズ５２内において第１弁体５４にはストッパ５４１がストッパ５３１と接離可能に一体形成されている。ストッパ５３１とストッパ５４１とは、伸縮するベローズ５２の最短長を規定する。
【００３２】
感圧室４４内においてバルブハウジング４１の内周面には筒形状の弁座５７が嵌合して止着されている。弁座５７に接離可能な第１弁体５４は、感圧室４４内を第１感圧室４４１と第２感圧室４４２とに区画する。大径部４８３の内周面と受圧体５３の外周面との間には、第１感圧室４４１と段付き凹部４８１の小径部４８２とを連通させる連通路６２が設けられており、小径部４８２は、第１感圧室４４１に連通している。第２感圧室４４２は、弁座５７内の弁孔５７１、弁孔５７１に通じる通口５７２及び通路５８を介して吸入室１３１に連通している。通路４７、第１感圧室４４１、弁孔５７１、第２感圧室４４２、通口５７２及び通路５８は、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路を構成する。第１弁体５４は、排出通路における通過断面積を調整する。
【００３３】
ベローズ５２は、感圧室４４の圧力に応じて駆動力伝達体４９の移動方向に伸縮する。感圧体４５及び感圧室４４は、感圧手段を構成する。第１感圧室４４１の圧力を受圧体５３の小径部４８２側の面で受けることによって、第１弁体５４が排出通路の一部である弁孔５７１を閉じる閉弁方向に感圧体４５は付勢されている。
【００３４】
駆動力伝達体４９は、小径部４９１と大径部４９２とから構成されており、大径部４９２が弁孔４０を貫通して第２感圧室４４２内に突出している。大径部４９２の先端部は、第１弁体５４に接離可能である。大径部４９２は、第２感圧室４４２と弁室４３とを遮断しており、小径部４９１の周りには環状の間隙４０１が残されている。間隙４０１は、通路５１を介して吐出室１３２に連通している。弁室４３は、弁孔４０を介して吐出室１３２に連通可能である。通路５１、弁孔４０、弁室４３及び通路４６は、吐出室１３２から制御圧室１２１に至る供給通路を構成する。第２弁体３８は、供給通路における通過断面積を調整する。
【００３５】
容量制御弁３３の弁孔４０における開閉具合、即ち容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、電磁ソレノイド３４で生じる電磁力、ばね３９のばね力、感圧手段の付勢力のバランスによって決まる。容量制御弁３３は、電磁力を変えることによって容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度を連続的に調整可能である。電磁力を増大すると、容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、減少方向に移行する。
【００３６】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
図２は、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４に対する電流供給が停止されている状態（デューティ比が０であり、以下においてはＯＦＦ運転という）を示し、容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、最大になっている。斜板２２の最小傾角は０°よりも僅かに大きく、斜板２２の傾角が最小傾角の場合にもシリンダボア１１１から吐出室１３２への吐出は行われている。斜板２２の傾角が最小である状態では、循環阻止手段３２が閉じて外部冷媒回路２８における冷媒循環が停止する構成で、最小容量運転となっている。シリンダボア１１１から吐出室１３２へ吐出された冷媒の一部は、容量制御弁３３の弁孔４０、弁室４３及び通路４６を経由して制御圧室１２１へ流入する。
【００３７】
図４（ａ），（ｂ）は、電磁ソレノイド３４に対する電流供給が停止されている状態（ＯＦＦ運転）におけるベローズ５２に掛かる力の釣り合いを説明するための説明図である。
【００３８】
図４（ａ）における矢印Ｑ１は、第１感圧室４４１内の制御圧Ｐｃとベローズ５２における有効受圧面積Ｓ（ベローズ５２の伸縮方向の有効受圧面積）との積Ｐｃ×Ｓで表される力の方向を示す。有効受圧面積Ｓは、弁孔５７１の断面積と同じにしてある。力Ｐｃ×Ｓは、受圧体５３を第１弁体５４の閉弁方向に向けて付勢する。矢印Ｑ２は、付勢ばね５５による力Ｆｓｐの方向を示す。力Ｆｓｐは、受圧体５３を第１弁体５４の閉弁方向に向けて付勢する。矢印Ｒ１は、第２感圧室４４２内の吸入圧Ｐｓとベローズ５２における有効受圧面積Ｓとの積Ｐｓ×Ｓで表される力の方向を示す。力Ｐｓ×Ｓは、第１弁体５４を受圧体５３に向けて付勢する。矢印Ｂ１は、付勢ばね５６による力Ｆｂの方向を示し、矢印Ｂ２は、付勢ばね５６による力Ｆｂの方向を示す。矢印Ｂ１で示す方向の力Ｆｂは、受圧体５３を第１弁体５４から離れる方向へ付勢し、矢印Ｂ２で示す方向の力Ｆｂは、第１弁体５４を受圧体５３から離れる方向へ付勢する。
【００３９】
付勢ばね５６による力Ｆｂは、Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓの大きさに設定されている。Ｐｃ２は、電磁ソレノイド３４に通電が行なわれている（以下においてはＯＮ運転という）ときの制御圧Ｐｃの上限値（Ｐｃ２≧Ｐｃ）である。ベローズ５２は、縮小方向にＦｓｐ＋Ｐｃ×Ｓの力を受けている。
【００４０】
図４（ａ）の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２を超えている状態であり、ベローズ５２を縮小させる方向の力Ｆｓｐ＋Ｐｃ×Ｓは、ベローズ５２を伸長させる方向の付勢ばね５６の力Ｆｂ＝Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓを上回る。そのため、ストッパ５３１，５４１同士が当接した状態にベローズ５２が縮小されると共に、第１弁体５４が力Ｆｓｐ＋（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓ（Ｐｃ＞Ｐｓ）で弁座５７に押し付けられる。その結果、弁孔５７１が閉じられ、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１のみから吸入室１３１へ流出する。これにより、斜板２２が最小傾角の状態で回転し、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最小となる最小容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は閉じられるので、冷媒が外部冷媒回路２８を循環することはない。
【００４１】
図４（ｂ）の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２より小さい状態であり、ベローズ５２を縮小させる方向の力Ｆｓｐ＋Ｐｃ×Ｓは、ベローズ５２を伸長させる方向の付勢ばね５６の力Ｆｂ＝Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓより小さい。そのため、ストッパ５３１，５４１同士が当接しない状態にベローズ５２が縮小されるが、第１弁体５４は、力Ｆｂ−Ｐｓ×Ｓで弁座５７に押し付けられる。その結果、弁孔５７１が閉じられ、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１のみから吸入室１３１へ流出する。これにより、斜板２２が最小傾角の状態で回転し、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最小となる最小容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は閉じられるので、冷媒が外部冷媒回路２８を循環することはない。
【００４２】
図３は、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４に対する電流供給が行なわれている状態（デューティ比が０より大きく、以下においてはＯＮ運転という）を示し、制御圧室１２１内の冷媒の一部は、通路４７、感圧室４４及び通路５８を経由して吸入室１３１へ流入する。
【００４３】
図５は、ＯＮ運転におけるベローズ５２に掛かる力の釣り合いを説明するための説明図である。
矢印Ｑ３は、受圧体５３が段付き凹部４８１の段差４８４に当接しているときの段差４８４から受圧体５３への反力Ｆｎの方向を示している。反力Ｆｎは、Ｆｂ−Ｆｓｐ−Ｐｃ×Ｓの大きさである。矢印Ｒ２は、制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差（Ｐｃ−Ｐｓ）と、駆動力伝達体４９の大径部４９２の断面積Ｓｒｏｄとの積（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓｒｏｄで表される力の方向を示す。弁室４３内は、制御圧雰囲気にあり、力Ｐｃ×Ｓｒｏｄは、第２弁体３８を矢印Ｒ２の方向へ付勢している。第２感圧室４４２内は、吸入圧Ｐｓ雰囲気にあり、力Ｐｓ×Ｓｒｏｄは、第２弁体３８を矢印Ｒ２とは反対の方向へ付勢している。矢印Ｒ３は、電磁ソレノイド３４への通電によって生じる電磁力Ｆｓｏの方向を示す。
【００４４】
図５の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２を超えていない状態であり、ストッパ５３１，５４１同士が当接しない状態でベローズ５２が縮小しており、受圧体５３が力Ｆｎで段差４８４に押接されている。又、第１弁体５４は、Ｆｓｏ＋（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓｒｏｄ＋Ｐｓ×Ｓ−Ｆｂ＝０で示すバランスによって、弁孔５７１を開き、第１弁体５４の弁開度が安定する。その結果、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１から吸入室１３１へ流出すると共に、通路４７、第１感圧室４４１、弁孔５７１、第２感圧室４４２、通口５７２及び通路５８という排出通路を経由して吸入室１３１へ流出する。この状態では、斜板２２の傾角は、最小傾角より大きくなり、可変容量型圧縮機１０は、斜板２２の傾角が最小傾角より大きくなる中間容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は開き、冷媒が外部冷媒回路２８を循環する。
【００４５】
図６のグラフにおけるＤｏは、電磁ソレノイド３４への通電量の変化（電磁力の変化）を表す。曲線Ｅｃｏは、波形Ｄｏの推移に応じた制御圧Ｐｃの変化の一例を示し、曲線Ｅｓｏは、波形Ｄｏの推移に応じた吸入圧Ｐｓの変化の一例を示す。曲線Ｙｏは、波形Ｄｏの推移に応じた吐出容量の変化の一例を示す。波形Ｄｏで示す通電量のデューティ比は、デューティ比１００％より小さいデューティ比である。
【００４６】
予め設定された（Ｐｃ−Ｐｓ）の上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘと有効受圧面積Ｓとの積（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘ×Ｓで表される力を起動時の電磁力Ｆｓｏとすると、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘを超えると、第２弁体３８が弁孔４０をさらに開いて急激な容量増加が妨げられる。例えば、電磁ソレノイド３４への通電が開始されると、弁孔４０における弁開度が小さくなり、制御圧Ｐｃが低下して吐出容量が増大するが、吸入圧Ｐｓが制御圧Ｐｃよりもさらに大きく低下する。この制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）の増大により、弁孔４０における弁開度が増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒流量が増える。そのため、制御圧室１２１の制御圧が上昇し、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）がさらに増大する。しかし、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘを超えると、弁孔４０における弁開度がさらに増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒流量がさらに増える。そのため、制御圧室１２１の制御圧がさらに上昇し、斜板２２の傾角の増大が鈍化して吐出容量の急激な増大が回避される。又、吐出容量の増大に伴って吸入圧Ｐｓが上昇し、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が減少する。これにより、弁孔４０における弁開度が減少し、吐出容量が増加する。
【００４７】
曲線Ｄ１で示す通電は、デューティ比１００％の場合である。曲線Ｅｃ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の制御圧の変化を示す。曲線Ｅｓ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の吸入圧の変化を示す。曲線Ｙ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の吐出容量の変化を示す。
【００４８】
曲線Ｅｃｏ，Ｅｓｏと曲線Ｅｃ１，Ｅｓ１との比較から明らかなように、波形Ｄｏで示す通電の場合のＯＮ運転初期の制御圧及び吸入圧の変化は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の制御圧及び吸入圧の変化よりも緩やかである。又、波形Ｄｏで示す通電の場合のＯＮ運転初期の曲線Ｙｏで示す吐出容量の変化は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の曲線Ｙ１で示す吐出容量の変化よりも緩やかである。
【００４９】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）電磁ソレノイド３４が消磁状態では第１弁体５４の弁開度が最大となっており、制御圧室１２１の圧力（制御圧）が高くなっている。制御圧室１２１の圧力を受圧体５３の小径部４８２側の面で受けることによって、第１弁体５４が排出通路の一部である弁孔５７１を閉じる閉弁方向に感圧体４５は付勢されている。従って、制御圧室１２１の圧力が高くなったとしても、第１弁体５４を閉弁した状態を維持でき、可変容量型圧縮機１０の最小容量運転を確実に維持することができる。
【００５０】
（２）吸入圧が制御範囲を超えている場合には、吸入圧より高い制御圧がベローズ５２を最短に縮小させた状態で第１弁体５４を弁孔閉じ位置に配置する。このような状態（ＯＦＦ運転）から電磁ソレノイド３４が励磁（ＯＮ運転開始）されると、第２弁体３８の弁開度が小さくなって吸入圧が制御圧よりも先に低下してゆくが、この際の吸入圧と制御圧との差圧は、電磁ソレノイド３４の励磁状態を制御することによって容易に制御できる。その結果、可変容量型圧縮機１０の起動時（ＯＦＦ運転からＯＮ運転への切り換え時）の圧縮機負荷の制御、起動時の容量の急激な増加を抑制する制御を容易に行なうことができる。
【００５１】
（３）第１弁体５４によって開閉される弁孔５７１の断面積とベローズ５２の有効受圧面積との同一設定は、制御圧と吸入圧との差圧と電磁ソレノイド３４の電磁駆動力とのバランスによる容量制御をもたらす。
【００５２】
（４）受圧体５３が凹部４８１の大径部４８３に嵌入されてガイドされるため、感圧体４５の傾きが防止され、駆動力伝達体４９の移動方向への感圧体４５の移動が円滑に行なわれる。
【００５３】
（５）付勢ばね５５は、感圧体４５を弁座５７に向けて付勢しており、第１弁体５４は、弁孔５７１を閉じる位置に向けて付勢ばね５５のばね力によって付勢されている。そのため、第１弁体５４は、電磁ソレノイド３４が消磁状態（ＯＦＦ運転状態）において付勢ばね５５によって閉じ位置に確実に保持される。その結果、制御圧室１２１の冷媒が弁孔５７１を経由して吸入室１３１へ流出することはなく、斜板２２の傾角が最小傾角に確実に保持される。
【００５４】
（６）弁座５７は、嵌合位置を変えられるため、ベローズ５２の最大伸縮量を調整することができる。これは、感圧体４５におけるばね特性の微妙な調整を可能にする。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
【００５５】
○ＯＦＦ運転からＯＮ運転への切り換えの際に、電磁ソレノイド３４への通電電流の大きさを通電開始時の初期の短時間（瞬間）には可動鉄心３７の吸引に充分な大きさ（デューティ比１００％）とし、その後は第１の実施形態のように小さくするようにしてもよい。この場合にも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
○連通路６２は、大径部４８３の内周面と受圧体５３の外周面との間隙により構成してもよい。
○本発明の容量制御弁を電磁クラッチ付きの可変容量型圧縮機に用いてもよい。
【００５７】
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記第１弁体に対する前記弁孔は、弁座に形成されており、前記弁座は、前記第１弁体５４を収容するバルブハウジングに前記駆動力伝達体の移動方向へ嵌合位置調整可能に嵌合されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【符号の説明】
【００５８】
１０…可変容量型圧縮機。１２１…制御圧室。１３１…吸入圧領域である吸入室。１３２…吐出圧領域である吐出室。３３…容量制御弁。３４…電磁ソレノイド。３８…第２弁体。４４…感圧手段を構成する感圧室。４５…感圧手段を構成する感圧体。４６，５１…供給通路を構成する通路。４７，５８…排出通路を構成する通路。４９…駆動力伝達体。４９２…案内手段を構成する大径部。５２…感圧体を構成するベローズ。５３…感圧手段を構成する受圧体。５４…感圧体を構成する第１弁体。５５…付勢ばね。５７１…弁孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
傾角可変に斜板を収容する制御圧室を備えた可変容量型圧縮機においては、制御圧室の圧力が高くなると斜板の傾角が小さくなり、制御圧室の圧力が低くなると斜板の傾角が大きくなる。斜板の傾角が小さくなると、ピストンのストロークが小さくなって吐出容量が小さくなり、斜板の傾角が大きくなると、ピストンのストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。
【０００３】
制御圧室の圧力の調整には、例えば特許文献１に開示される容量制御弁が用いられる。特許文献１に開示の容量制御弁は、吸入室圧力またはクランク室圧力を感知するベローズの伸縮に応答して開閉されてクランク室から吸入室に至る通路の開度を調整する第１の弁機構を備えている。又、特許文献１に開示の容量制御弁は、第１の弁機構の開閉に連動して吐出室からクランク室に至る通路の開度を調整し、かつ第２の弁体の弁座との当接側と反対側の面にクランク室圧力または吸入室圧力を受け、第２の弁体の両面の受圧面積を調整することにより第２の弁体の開閉方向への吐出室圧力の影響を実質的に排除した第２の弁機構を備えている。さらに、ベローズを第１の弁機構の閉弁方向に付勢する付勢ばねがベローズを収容する弁ケーシングとベローズとの間に介在されている。
【０００４】
容量制御弁は、第２の弁機構が吐出圧の影響を受けないようにクランク室又は吸入室の圧力を弁体の背圧部にも掛かるようにし、且つ吐出圧自体も弁体で圧力を調整し、全体として吐出圧が掛からないようになっている。又、吸入室圧力が上昇してベローズが収縮してもベローズがバネにより付勢されているので第１の弁体が閉じ、さらに、第２の弁体が開弁状態を維持するので、電磁ソレノイドにおける電流値がゼロになっても常時最小容量が保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の弁体は、弁孔閉じ位置に向かうようにベローズが付勢ばねによって付勢されている。付勢ばねの付勢力は、吸入室圧力が上昇してベローズが収縮しても第１の弁体が閉じた状態を維持できるほど大きく設定されている。従って、第１の弁体を電磁ソレノイドにより開弁状態に付勢する際、付勢ばねの付勢力に応じて、大きな電流値を電磁ソレノイドに流す必要がある。また、第１の弁体を閉弁状態に維持する最小容量でクランク室圧力が上昇した場合、クランク室圧力がガイドを付勢し、第１の弁体を開弁しようとする。付勢ばねの付勢力がクランク室圧力に対して小さい場合、第１の弁体が開弁してしまう。
【０００７】
このように従来の構造では、第１の弁体を閉弁状態に維持する最小容量で、クランク室圧力が上昇した場合、第１の弁体が開弁してしまい、最小容量を維持することができず、圧縮機の動力消費を抑制することができない。
【０００８】
本発明は、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁であって、前記容量制御弁は、電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって駆動される駆動力伝達体と、前記制御圧室に連通した感圧室内の圧力に応じて前記駆動力伝達体の移動方向に伸縮する感圧体を有する感圧手段とを備えている容量制御弁を対象とし、請求項１の発明では、前記排出通路における通過断面積を調整する第１弁体が前記感圧体に設けられており、前記供給通路における通過断面積を調整する第２弁体と前記駆動力伝達体とが連結されており、前記感圧体は、前記感圧室内において前記駆動力伝達体の移動方向に移動可能であり、前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に前記制御圧室の圧力によって付勢されている。
【００１０】
第１弁体を弁孔閉じ位置に配置した状態で制御圧が上昇したとしても、制御圧が感圧体を縮小させた状態で、感圧体の第１弁体を有する面と感圧体の移動方向で反対側の面に制御圧を受け、弁孔を閉じる方向に感圧体は制御圧によって付勢される。従って、第１弁体を弁孔閉じ位置に配置した状態で制御圧が上昇したとしても、第１弁体が開弁せず、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持することができる。
【００１１】
好適な例では、前記第１弁体によって開閉される前記排出通路の一部となる弁孔の断面積は、前記感圧体の有効受圧面積と同じである。
第１弁体によって開閉される弁孔の断面積と感圧体の有効受圧面積との同一化は、制御圧と吸入圧との差圧と電磁ソレノイドの駆動力とのバランスによる容量制御をもたらす。
【００１２】
好適な例では、前記駆動力伝達体の移動方向に前記感圧体の移動を案内する案内手段が設けられている。
感圧体の傾きが防止され、駆動力伝達体の移動方向への感圧体の移動が円滑に行なわれる。
【００１３】
好適な例では、前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に付勢ばねによって付勢されている。
付勢ばねは、電磁ソレノイドが消磁状態において第１弁体を閉じ位置に確実に保持する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の容量制御弁は、可変容量型圧縮機の最小容量運転を確実に維持できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態を示す実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。
【図２】ＯＦＦ運転時の部分拡大側断面図。
【図３】ＯＮ運転時の部分拡大側断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、ＯＦＦ運転時のベローズに掛かる力の釣り合いを説明するための説明図。
【図５】ＯＮ運転時のベローズに掛かる力の釣り合いを説明するための説明図。
【図６】制御圧、吸入圧、吐出容量の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、クラッチレスの可変容量型圧縮機に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が連結されている。シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３がバルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６及びリテーナ形成プレート１７を介して連結されている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、可変容量型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。
【００１７】
制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８がラジアルベアリング１９，２０を介して回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１８は、図示しない外部駆動源Ｅ（例えば車両エンジン）から回転駆動力を得る。
【００１８】
回転軸１８には回転支持体２１が止着されている。又、回転軸１８には斜板２２が回転支持体２１に対向するように支持されている。斜板２２は、回転軸１８の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。
【００１９】
回転支持体２１に形成されたガイド孔２１１には斜板２２に設けられたガイドピン２３がスライド可能に嵌入されている。斜板２２は、ガイド孔２１１とガイドピン２３との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。斜板２２の傾動は、ガイド孔２１１とガイドピン２３とのスライドガイド関係、及び回転軸１８のスライド支持作用により案内される。
【００２０】
斜板２２の径中心部が回転支持体２１側へ移動すると、斜板２２の傾角が増大する。斜板２２の最大傾角は、回転支持体２１と斜板２２との当接によって規制される。図１に実線で示す斜板２２は、最小傾角状態にあり、鎖線で示す斜板２２は、最大傾角状態にある。斜板２２の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくしてある。
【００２１】
シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン２４が収容されている。斜板２２の回転運動は、シュー２５を介してピストン２４の前後往復運動に変換され、ピストン２４がシリンダボア１１１内を往復動する。
【００２２】
リヤハウジング１３内には吸入圧領域である吸入室１３１及び吐出圧領域である吐出室１３２が区画形成されている。バルブプレート１４、弁形成プレート１６及びリテーナ形成プレート１７には吸入ポート２６が形成されており、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５には吐出ポート２７が形成されている。弁形成プレート１５には吸入弁１５１が形成されており、弁形成プレート１６には吐出弁１６１が形成されている。シリンダボア１１１、弁形成プレート１５、ピストン２４により圧縮室１１２がシリンダブロック１１内に区画形成されている。
【００２３】
吸入室１３１内の冷媒は、ピストン２４の復動動作〔図１において右側から左側への移動〕により吸入ポート２６から吸入弁１５１を押し退けて圧縮室１１２内へ流入する。圧縮室１１２内へ流入した冷媒は、ピストン２４の往動動作〔図１において左側から右側への移動〕により吐出ポート２７から吐出弁１６１を押し退けて吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１は、リテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。
【００２４】
制御圧室１２１内の圧力が下がると、斜板２２の傾角が増大して吐出容量が増え、最大傾角となると最大容量となり、制御圧室１２１内の圧力が上がると、斜板２２の傾角が減少して吐出容量が減り、最小傾角となると最小容量となる。
【００２５】
吸入室１３１と吐出室１３２とは、外部冷媒回路２８で接続されている。外部冷媒回路２８上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器２９、膨張弁３０、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３１が介在されている。膨張弁３０は、熱交換器３１の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する温度式自動膨張弁である。吐出室１３２から外部冷媒回路２８に至る途中には循環阻止手段３２が設けられている。循環阻止手段３２が開いているときには、吐出室１３２内の冷媒は、外部冷媒回路２８へ流出して吸入室１３１へ還流する。
【００２６】
制御圧室１２１と吸入室１３１とは、シリンダブロック１１に貫設された通路５９と、リテーナ形成プレート１７、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５，１６に貫設された絞り通路６０とを介して、吸入室１３１に連通している。通路５９及び絞り通路６０は、制御圧室１２１と吸入室１３１とを常に連通している常開通路６１を構成する。
【００２７】
リヤハウジング１３には電磁式の容量制御弁３３が組み付けられている。
図２に示すように、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４を構成する固定鉄心３５は、コイル３６への電流供給による励磁に基づいて可動鉄心３７を引き付ける。可動鉄心３７には第２弁体３８が止着されている。電磁ソレノイド３４は、図示しない制御コンピュータの電流供給制御（本実施形態ではデューティ比制御）を受ける。
【００２８】
容量制御弁３３を構成するバルブハウジング４１には隔壁４２が形成されている。隔壁４２は、バルブハウジング４１内を弁室４３と感圧室４４とに区画している。弁室４３には第２弁体３８の先端側が配設されており、感圧室４４には感圧体４５が配設されている。感圧室４４は、通路４７を介して制御圧室１２１に連通している。バルブハウジング４１には蓋４８が感圧室４４を閉鎖するように嵌入して固定されている。
【００２９】
隔壁４２には弁孔４０が貫設されている。第２弁体３８は、隔壁４２に接離して弁孔４０を開閉可能である。電磁ソレノイド３４の電磁力は、ばね３９のバネ力に抗して、弁孔４０を閉じる位置に向けて第２弁体３８を付勢する。
【００３０】
感圧体４５は、ベローズ５２と、ベローズ５２の一端に結合された受圧体５３と、ベローズ５２の他端に結合された第１弁体５４と、ベローズ５２内で受圧体５３と第１弁体５４とを互いに遠ざける方向に付勢する付勢ばね５６とを備えている。蓋４８の内端面には段付き凹部４８１が形成されており、段付き凹部４８１の小径部４８２には付勢ばね５５が収容されている。付勢ばね５５は、受圧体５３を第１弁体５４に近づける方向に付勢する。受圧体５３は、段付き凹部４８１の大径部４８３に嵌入されている。大径部４８３は、受圧体５３（感圧体４５）を駆動力伝達体４９の移動方向へ案内する案内手段である。
【００３１】
ベローズ５２内において受圧体５３にはストッパ５３１が一体形成されており、ベローズ５２内において第１弁体５４にはストッパ５４１がストッパ５３１と接離可能に一体形成されている。ストッパ５３１とストッパ５４１とは、伸縮するベローズ５２の最短長を規定する。
【００３２】
感圧室４４内においてバルブハウジング４１の内周面には筒形状の弁座５７が嵌合して止着されている。弁座５７に接離可能な第１弁体５４は、感圧室４４内を第１感圧室４４１と第２感圧室４４２とに区画する。大径部４８３の内周面と受圧体５３の外周面との間には、第１感圧室４４１と段付き凹部４８１の小径部４８２とを連通させる連通路６２が設けられており、小径部４８２は、第１感圧室４４１に連通している。第２感圧室４４２は、弁座５７内の弁孔５７１、弁孔５７１に通じる通口５７２及び通路５８を介して吸入室１３１に連通している。通路４７、第１感圧室４４１、弁孔５７１、第２感圧室４４２、通口５７２及び通路５８は、制御圧室１２１から吸入室１３１に至る排出通路を構成する。第１弁体５４は、排出通路における通過断面積を調整する。
【００３３】
ベローズ５２は、感圧室４４の圧力に応じて駆動力伝達体４９の移動方向に伸縮する。感圧体４５及び感圧室４４は、感圧手段を構成する。第１感圧室４４１の圧力を受圧体５３の小径部４８２側の面で受けることによって、第１弁体５４が排出通路の一部である弁孔５７１を閉じる閉弁方向に感圧体４５は付勢されている。
【００３４】
駆動力伝達体４９は、小径部４９１と大径部４９２とから構成されており、大径部４９２が弁孔４０を貫通して第２感圧室４４２内に突出している。大径部４９２の先端部は、第１弁体５４に接離可能である。大径部４９２は、第２感圧室４４２と弁室４３とを遮断しており、小径部４９１の周りには環状の間隙４０１が残されている。間隙４０１は、通路５１を介して吐出室１３２に連通している。弁室４３は、弁孔４０を介して吐出室１３２に連通可能である。通路５１、弁孔４０、弁室４３及び通路４６は、吐出室１３２から制御圧室１２１に至る供給通路を構成する。第２弁体３８は、供給通路における通過断面積を調整する。
【００３５】
容量制御弁３３の弁孔４０における開閉具合、即ち容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、電磁ソレノイド３４で生じる電磁力、ばね３９のばね力、感圧手段の付勢力のバランスによって決まる。容量制御弁３３は、電磁力を変えることによって容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度を連続的に調整可能である。電磁力を増大すると、容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、減少方向に移行する。
【００３６】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
図２は、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４に対する電流供給が停止されている状態（デューティ比が０であり、以下においてはＯＦＦ運転という）を示し、容量制御弁３３における第１弁体５４の弁開度は、最大になっている。斜板２２の最小傾角は０°よりも僅かに大きく、斜板２２の傾角が最小傾角の場合にもシリンダボア１１１から吐出室１３２への吐出は行われている。斜板２２の傾角が最小である状態では、循環阻止手段３２が閉じて外部冷媒回路２８における冷媒循環が停止する構成で、最小容量運転となっている。シリンダボア１１１から吐出室１３２へ吐出された冷媒の一部は、容量制御弁３３の弁孔４０、弁室４３及び通路４６を経由して制御圧室１２１へ流入する。
【００３７】
図４（ａ），（ｂ）は、電磁ソレノイド３４に対する電流供給が停止されている状態（ＯＦＦ運転）におけるベローズ５２に掛かる力の釣り合いを説明するための説明図である。
【００３８】
図４（ａ）における矢印Ｑ１は、第１感圧室４４１内の制御圧Ｐｃとベローズ５２における有効受圧面積Ｓ（ベローズ５２の伸縮方向の有効受圧面積）との積Ｐｃ×Ｓで表される力の方向を示す。有効受圧面積Ｓは、弁孔５７１の断面積と同じにしてある。力Ｐｃ×Ｓは、受圧体５３を第１弁体５４の閉弁方向に向けて付勢する。矢印Ｑ２は、付勢ばね５５による力Ｆｓｐの方向を示す。力Ｆｓｐは、受圧体５３を第１弁体５４の閉弁方向に向けて付勢する。矢印Ｒ１は、第２感圧室４４２内の吸入圧Ｐｓとベローズ５２における有効受圧面積Ｓとの積Ｐｓ×Ｓで表される力の方向を示す。力Ｐｓ×Ｓは、第１弁体５４を受圧体５３に向けて付勢する。矢印Ｂ１は、付勢ばね５６による力Ｆｂの方向を示し、矢印Ｂ２は、付勢ばね５６による力Ｆｂの方向を示す。矢印Ｂ１で示す方向の力Ｆｂは、受圧体５３を第１弁体５４から離れる方向へ付勢し、矢印Ｂ２で示す方向の力Ｆｂは、第１弁体５４を受圧体５３から離れる方向へ付勢する。
【００３９】
付勢ばね５６による力Ｆｂは、Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓの大きさに設定されている。Ｐｃ２は、電磁ソレノイド３４に通電が行なわれている（以下においてはＯＮ運転という）ときの制御圧Ｐｃの上限値（Ｐｃ２≧Ｐｃ）である。ベローズ５２は、縮小方向にＦｓｐ＋Ｐｃ×Ｓの力を受けている。
【００４０】
図４（ａ）の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２を超えている状態であり、ベローズ５２を縮小させる方向の力Ｆｓｐ＋Ｐｃ×Ｓは、ベローズ５２を伸長させる方向の付勢ばね５６の力Ｆｂ＝Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓを上回る。そのため、ストッパ５３１，５４１同士が当接した状態にベローズ５２が縮小されると共に、第１弁体５４が力Ｆｓｐ＋（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓ（Ｐｃ＞Ｐｓ）で弁座５７に押し付けられる。その結果、弁孔５７１が閉じられ、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１のみから吸入室１３１へ流出する。これにより、斜板２２が最小傾角の状態で回転し、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最小となる最小容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は閉じられるので、冷媒が外部冷媒回路２８を循環することはない。
【００４１】
図４（ｂ）の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２より小さい状態であり、ベローズ５２を縮小させる方向の力Ｆｓｐ＋Ｐｃ×Ｓは、ベローズ５２を伸長させる方向の付勢ばね５６の力Ｆｂ＝Ｆｓｐ＋Ｐｃ２×Ｓより小さい。そのため、ストッパ５３１，５４１同士が当接しない状態にベローズ５２が縮小されるが、第１弁体５４は、力Ｆｂ−Ｐｓ×Ｓで弁座５７に押し付けられる。その結果、弁孔５７１が閉じられ、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１のみから吸入室１３１へ流出する。これにより、斜板２２が最小傾角の状態で回転し、可変容量型圧縮機１０は、吐出容量が最小となる最小容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は閉じられるので、冷媒が外部冷媒回路２８を循環することはない。
【００４２】
図３は、容量制御弁３３の電磁ソレノイド３４に対する電流供給が行なわれている状態（デューティ比が０より大きく、以下においてはＯＮ運転という）を示し、制御圧室１２１内の冷媒の一部は、通路４７、感圧室４４及び通路５８を経由して吸入室１３１へ流入する。
【００４３】
図５は、ＯＮ運転におけるベローズ５２に掛かる力の釣り合いを説明するための説明図である。
矢印Ｑ３は、受圧体５３が段付き凹部４８１の段差４８４に当接しているときの段差４８４から受圧体５３への反力Ｆｎの方向を示している。反力Ｆｎは、Ｆｂ−Ｆｓｐ−Ｐｃ×Ｓの大きさである。矢印Ｒ２は、制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差（Ｐｃ−Ｐｓ）と、駆動力伝達体４９の大径部４９２の断面積Ｓｒｏｄとの積（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓｒｏｄで表される力の方向を示す。弁室４３内は、制御圧雰囲気にあり、力Ｐｃ×Ｓｒｏｄは、第２弁体３８を矢印Ｒ２の方向へ付勢している。第２感圧室４４２内は、吸入圧Ｐｓ雰囲気にあり、力Ｐｓ×Ｓｒｏｄは、第２弁体３８を矢印Ｒ２とは反対の方向へ付勢している。矢印Ｒ３は、電磁ソレノイド３４への通電によって生じる電磁力Ｆｓｏの方向を示す。
【００４４】
図５の状態は、制御圧Ｐｃが上限値Ｐｃ２を超えていない状態であり、ストッパ５３１，５４１同士が当接しない状態でベローズ５２が縮小しており、受圧体５３が力Ｆｎで段差４８４に押接されている。又、第１弁体５４は、Ｆｓｏ＋（Ｐｃ−Ｐｓ）×Ｓｒｏｄ＋Ｐｓ×Ｓ−Ｆｂ＝０で示すバランスによって、弁孔５７１を開き、第１弁体５４の弁開度が安定する。その結果、制御圧室１２１内の冷媒は、常開通路６１から吸入室１３１へ流出すると共に、通路４７、第１感圧室４４１、弁孔５７１、第２感圧室４４２、通口５７２及び通路５８という排出通路を経由して吸入室１３１へ流出する。この状態では、斜板２２の傾角は、最小傾角より大きくなり、可変容量型圧縮機１０は、斜板２２の傾角が最小傾角より大きくなる中間容量運転を行なう。この場合、循環阻止手段３２は開き、冷媒が外部冷媒回路２８を循環する。
【００４５】
図６のグラフにおけるＤｏは、電磁ソレノイド３４への通電量の変化（電磁力の変化）を表す。曲線Ｅｃｏは、波形Ｄｏの推移に応じた制御圧Ｐｃの変化の一例を示し、曲線Ｅｓｏは、波形Ｄｏの推移に応じた吸入圧Ｐｓの変化の一例を示す。曲線Ｙｏは、波形Ｄｏの推移に応じた吐出容量の変化の一例を示す。波形Ｄｏで示す通電量のデューティ比は、デューティ比１００％より小さいデューティ比である。
【００４６】
予め設定された（Ｐｃ−Ｐｓ）の上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘと有効受圧面積Ｓとの積（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘ×Ｓで表される力を起動時の電磁力Ｆｓｏとすると、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘを超えると、第２弁体３８が弁孔４０をさらに開いて急激な容量増加が妨げられる。例えば、電磁ソレノイド３４への通電が開始されると、弁孔４０における弁開度が小さくなり、制御圧Ｐｃが低下して吐出容量が増大するが、吸入圧Ｐｓが制御圧Ｐｃよりもさらに大きく低下する。この制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）の増大により、弁孔４０における弁開度が増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒流量が増える。そのため、制御圧室１２１の制御圧が上昇し、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）がさらに増大する。しかし、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が上限（Ｐｃ−Ｐｓ）ｍａｘを超えると、弁孔４０における弁開度がさらに増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒流量がさらに増える。そのため、制御圧室１２１の制御圧がさらに上昇し、斜板２２の傾角の増大が鈍化して吐出容量の急激な増大が回避される。又、吐出容量の増大に伴って吸入圧Ｐｓが上昇し、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が減少する。これにより、弁孔４０における弁開度が減少し、吐出容量が増加する。
【００４７】
曲線Ｄ１で示す通電は、デューティ比１００％の場合である。曲線Ｅｃ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の制御圧の変化を示す。曲線Ｅｓ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の吸入圧の変化を示す。曲線Ｙ１は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の吐出容量の変化を示す。
【００４８】
曲線Ｅｃｏ，Ｅｓｏと曲線Ｅｃ１，Ｅｓ１との比較から明らかなように、波形Ｄｏで示す通電の場合のＯＮ運転初期の制御圧及び吸入圧の変化は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の制御圧及び吸入圧の変化よりも緩やかである。又、波形Ｄｏで示す通電の場合のＯＮ運転初期の曲線Ｙｏで示す吐出容量の変化は、曲線Ｄ１で示す通電の場合の曲線Ｙ１で示す吐出容量の変化よりも緩やかである。
【００４９】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）電磁ソレノイド３４が消磁状態では第１弁体５４の弁開度が最大となっており、制御圧室１２１の圧力（制御圧）が高くなっている。制御圧室１２１の圧力を受圧体５３の小径部４８２側の面で受けることによって、第１弁体５４が排出通路の一部である弁孔５７１を閉じる閉弁方向に感圧体４５は付勢されている。従って、制御圧室１２１の圧力が高くなったとしても、第１弁体５４を閉弁した状態を維持でき、可変容量型圧縮機１０の最小容量運転を確実に維持することができる。
【００５０】
（２）吸入圧が制御範囲を超えている場合には、吸入圧より高い制御圧がベローズ５２を最短に縮小させた状態で第１弁体５４を弁孔閉じ位置に配置する。このような状態（ＯＦＦ運転）から電磁ソレノイド３４が励磁（ＯＮ運転開始）されると、第２弁体３８の弁開度が小さくなって吸入圧が制御圧よりも先に低下してゆくが、この際の吸入圧と制御圧との差圧は、電磁ソレノイド３４の励磁状態を制御することによって容易に制御できる。その結果、可変容量型圧縮機１０の起動時（ＯＦＦ運転からＯＮ運転への切り換え時）の圧縮機負荷の制御、起動時の容量の急激な増加を抑制する制御を容易に行なうことができる。
【００５１】
（３）第１弁体５４によって開閉される弁孔５７１の断面積とベローズ５２の有効受圧面積との同一設定は、制御圧と吸入圧との差圧と電磁ソレノイド３４の電磁駆動力とのバランスによる容量制御をもたらす。
【００５２】
（４）受圧体５３が凹部４８１の大径部４８３に嵌入されてガイドされるため、感圧体４５の傾きが防止され、駆動力伝達体４９の移動方向への感圧体４５の移動が円滑に行なわれる。
【００５３】
（５）付勢ばね５５は、感圧体４５を弁座５７に向けて付勢しており、第１弁体５４は、弁孔５７１を閉じる位置に向けて付勢ばね５５のばね力によって付勢されている。そのため、第１弁体５４は、電磁ソレノイド３４が消磁状態（ＯＦＦ運転状態）において付勢ばね５５によって閉じ位置に確実に保持される。その結果、制御圧室１２１の冷媒が弁孔５７１を経由して吸入室１３１へ流出することはなく、斜板２２の傾角が最小傾角に確実に保持される。
【００５４】
（６）弁座５７は、嵌合位置を変えられるため、ベローズ５２の最大伸縮量を調整することができる。これは、感圧体４５におけるばね特性の微妙な調整を可能にする。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
【００５５】
○ＯＦＦ運転からＯＮ運転への切り換えの際に、電磁ソレノイド３４への通電電流の大きさを通電開始時の初期の短時間（瞬間）には可動鉄心３７の吸引に充分な大きさ（デューティ比１００％）とし、その後は第１の実施形態のように小さくするようにしてもよい。この場合にも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
○連通路６２は、大径部４８３の内周面と受圧体５３の外周面との間隙により構成してもよい。
○本発明の容量制御弁を電磁クラッチ付きの可変容量型圧縮機に用いてもよい。
【００５７】
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記第１弁体に対する前記弁孔は、弁座に形成されており、前記弁座は、前記第１弁体５４を収容するバルブハウジングに前記駆動力伝達体の移動方向へ嵌合位置調整可能に嵌合されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【符号の説明】
【００５８】
１０…可変容量型圧縮機。１２１…制御圧室。１３１…吸入圧領域である吸入室。１３２…吐出圧領域である吐出室。３３…容量制御弁。３４…電磁ソレノイド。３８…第２弁体。４４…感圧手段を構成する感圧室。４５…感圧手段を構成する感圧体。４６，５１…供給通路を構成する通路。４７，５８…排出通路を構成する通路。４９…駆動力伝達体。４９２…案内手段を構成する大径部。５２…感圧体を構成するベローズ。５３…感圧手段を構成する受圧体。５４…感圧体を構成する第１弁体。５５…付勢ばね。５７１…弁孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁であって、前記容量制御弁は、電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって駆動される駆動力伝達体と、前記制御圧室に連通した感圧室内の圧力に応じて前記駆動力伝達体の移動方向に伸縮する感圧体を有する感圧手段とを備えている容量制御弁において、
前記排出通路における通過断面積を調整する第１弁体が前記感圧体に設けられており、
前記供給通路における通過断面積を調整する第２弁体と前記駆動力伝達体とが連結されており、
前記感圧体は、前記感圧室内において前記駆動力伝達体の移動方向に移動可能であり、
前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に前記制御圧室の圧力によって付勢されている容量制御弁。
【請求項２】
前記第１弁体によって開閉される前記排出通路の一部となる弁孔の断面積は、前記感圧体の有効受圧面積と同じである請求項１に記載の容量制御弁。
【請求項３】
前記駆動力伝達体の移動方向に前記感圧体の移動を案内する案内手段が設けられている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【請求項４】
前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に付勢ばねによって付勢されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【請求項１】
供給通路を介して吐出圧領域の冷媒が制御圧室に供給されると共に、排出通路を介して前記制御圧室の冷媒が吸入圧領域に排出されて前記制御圧室内の調圧が行われ、前記制御圧室内の調圧によって吐出容量が制御される可変容量型圧縮機に用いる容量制御弁であって、前記容量制御弁は、電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって駆動される駆動力伝達体と、前記制御圧室に連通した感圧室内の圧力に応じて前記駆動力伝達体の移動方向に伸縮する感圧体を有する感圧手段とを備えている容量制御弁において、
前記排出通路における通過断面積を調整する第１弁体が前記感圧体に設けられており、
前記供給通路における通過断面積を調整する第２弁体と前記駆動力伝達体とが連結されており、
前記感圧体は、前記感圧室内において前記駆動力伝達体の移動方向に移動可能であり、
前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に前記制御圧室の圧力によって付勢されている容量制御弁。
【請求項２】
前記第１弁体によって開閉される前記排出通路の一部となる弁孔の断面積は、前記感圧体の有効受圧面積と同じである請求項１に記載の容量制御弁。
【請求項３】
前記駆動力伝達体の移動方向に前記感圧体の移動を案内する案内手段が設けられている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【請求項４】
前記感圧体は、前記第１弁体が閉弁する方向に付勢ばねによって付勢されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の容量制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０８３６４（Ｐ２０１３−１０８３６４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１８２０（Ｐ２０１１−２５１８２０）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１８７９）イーグル工業株式会社 (119)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１８７９）イーグル工業株式会社 (119)
【Ｆターム（参考）】
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