差圧制御弁及び容量可変型圧縮機
【課題】圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能な差圧制御弁を提供する。
【解決手段】弁座１１０は、磁性材料からなり、弁孔１１１回りに弁座座面１１５ａが形成されている。弁体１２０は、磁性材料からなり、弁座座面１１５ａと着座又は離座する弁体座面１２５ａが形成されている。弁座１１０及び弁体１２０の一方には、弁座１１０と弁体１２０とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石１５０が設けられている。弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａの少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂが設けられている。永久磁石１５０は、離座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度が着座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度よりも高くなるように、配置されている。
【解決手段】弁座１１０は、磁性材料からなり、弁孔１１１回りに弁座座面１１５ａが形成されている。弁体１２０は、磁性材料からなり、弁座座面１１５ａと着座又は離座する弁体座面１２５ａが形成されている。弁座１１０及び弁体１２０の一方には、弁座１１０と弁体１２０とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石１５０が設けられている。弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａの少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂが設けられている。永久磁石１５０は、離座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度が着座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度よりも高くなるように、配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は差圧制御弁及び容量可変型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図１〜１１に従来の差圧制御弁が開示されている。これらの差圧制御弁は、上流側から下流側に流体を流す流路上に配設されるものである。各差圧制御弁は、弁座と弁体と案内部材とを備えている。
【０００３】
弁座には、流体が通過する弁孔が形成されている。この弁座は磁性材料又は永久磁石からなる。この弁座には、弁孔回りに弁座座面が形成されている。
【０００４】
弁体は弁座に対して下流側に位置している。案内部材は、弁座に固定され、弁体を案内する。弁体は、上流側と下流側との圧力差に応じて弁座に対して着座又は離反することにより、弁孔を開閉する。引用文献１の図１〜８に開示された弁体は、弁座が磁性材料であれば永久磁石からなり、弁座が永久磁石であれば磁性材料からなる。この弁体には、弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成されている。引用文献１の図９〜１１に開示された弁体は、永久磁石又は磁性材料からなり、弁体座面が形成された弁体本体と、この弁体本体を包む樹脂とからなる。
【０００５】
これらの差圧制御弁では、永久磁石と磁性材料との間に作用する磁力により弁体が弁座に着座すれば、弁座座面と弁体座面とが当接して弁孔が閉じられ、流体の逆流を防止することが可能である。また、これらの差圧制御弁では、磁力に抗して弁体が弁座から離座すれば、弁座座面と弁体座面とが離れて弁孔が開かれ、流体が上流から下流に向かって流れる。これらの間、弁体は磁力によって弁座に向かって付勢される。永久磁石と磁性材料との間に作用する磁力は、弁体が弁座から離座しておれば吸引力として作用し、弁体が弁座に着座しておれば吸着力として作用する。
【０００６】
ここで、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁と、これらの差圧制御弁とを比較した場合、バネの付勢力は弁体が弁座から離れるほど強くなるのに対し、永久磁石による吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、これらの差圧制御弁は、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５５２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の図９〜１１に提案された差圧制御弁では、永久磁石が流体に含まれ得る磁性材料からなる異物を吸引し、弁座座面と弁体座面との間にその異物を吸着させて噛み込むおそれがある。この場合、弁座座面と弁体座面との間に隙間を生じ、弁孔を確実に閉じることができない。このため、これらの差圧制御弁を逆止弁として採用した圧縮機にあっては、流体の逆流を確実に防止することができない。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能な差圧制御弁を提供することを解決すべき課題としている。また、本発明は、差圧制御弁を備えた容量可変型圧縮機において、圧力損失を低減できるとともに、流体の逆流等を確実に防止することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の差圧制御弁は、流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体とを備える差圧制御弁において、
前記弁座は、磁性材料からなり、前記弁孔回りに弁座座面が形成された弁座本体を有し、
前記弁体は、磁性材料からなり、前記弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成された弁体本体を有し、
前記弁座及び前記弁体の一方には、前記弁座本体と前記弁体本体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石が設けられ、
前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な異物収容部が設けられ、
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が着座時の前記異物収容部における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明の差圧制御弁は、弁座と弁体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石を採用していることから、弁体が弁座から離れるほど永久磁石の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【００１２】
また、永久磁石は、その配置されている位置により、弁座座面及び弁体座面に対し、着座時に弁座と弁体とが着座可能な磁束密度を作用する。このため、弁座座面と弁体座面とは着座時に当接可能とされている。そして、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方の近傍には異物収容部が設けられている。また、永久磁石は、その配置されている位置により、離座時の異物収容部における磁束密度が着座時の異物収容部における磁束密度よりも高くされている。このため、流体に含まれ得る磁性材料からなる異物は、開弁時に磁束密度が高い異物収容部に吸引される。このため、閉弁時には、当接する弁座座面と弁体座面との間にその異物は吸着し難く、弁座座面と弁体座面との間に異物が噛み込み難い。このため、この差圧制御弁では、着座時に弁座座面と弁体座面との間に隙間を生じ難く、弁孔をより確実に閉じることができる。
【００１３】
したがって、本発明の差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能である。
【００１４】
弁座は弁座本体を有する。弁座本体は磁性材料からなる。また、弁座本体は、弁孔回りに弁座座面が形成されている。また、弁体は弁体本体を有する。弁体本体は磁性材料からなる。また、弁体本体は、弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成されている。磁性材料としては、Ｓ４５Ｃ等の高炭素鋼、ＳＣＭ４３５及びＳＣＭ４４０等のクロムモリブデン鋼等の鉄系材料、並びに磁性を持つマルテンサイト系ステンレス鋼等を採用することができる。弁座が弁座本体そのものでもよく、弁体が弁体本体そのものでもよい。弁座本体や弁体本体が摺動性等のために樹脂によって包まれることにより、弁座や弁体とされてもよい。異物収容部は、弁座に形成されてもよく、弁体に形成されてもよく、両者に形成されてもよい。
【００１５】
永久磁石は、離座時の異物収容部における磁束密度が離座時の弁座座面及び弁体座面における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることが好ましい（請求項２）。この場合、異物は、開弁時に異物収容部により吸引され易く、弁座座面と弁体座面との間により噛み込み難くなる。
【００１６】
異物収容部は、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方に形成された切欠き内に配置されていることが好ましい（請求項３）。この場合、弁座座面及び弁体座面の隣に異物収容部及び永久磁石が位置し、本発明の作用効果を生じやすい。
【００１７】
永久磁石は、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方から段差をもって奥まった位置に配置されていることが好ましい（請求項４）。この場合、段差によって異物収容部が確保され、本発明の作用効果を生じやすい。
【００１８】
永久磁石の先端側に異物収容部が位置する場合、永久磁石の先端面は凹設されていることが好ましい（請求項５）。これにより、異物収容部を大きくすることができ、多くの異物を収容することができる。
【００１９】
先端面は、弁座座面及び弁体座面に近い方が弁座座面及び弁体座面から遠い方よりも段差が大きいことが好ましい（請求項６）。この場合、弁座座面と弁体座面との間に異物がより一層噛み込み難くなる。このような先端面は、テーパ状に形成されてもよく、階段状に形成されてもよい。
【００２０】
永久磁石は、弁座本体における弁孔側に配置されていてもよく、弁体本体における弁孔とは反対側に配置されていてもよい（請求項７）。
【００２１】
具体的には、永久磁石は弁孔と同心の環状であり得る。そして、弁座本体は、先端が弁座座面とされて筒状に形成され、外周又は内周に切欠きが形成され得る（請求項８）。この場合、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項９）。弁座本体が永久磁石を保持すれば、弁体の重量を軽くできるので、上流側と下流側との圧力差の変動に対する弁体の作動性が向上する。
【００２２】
また、永久磁石は弁孔と同心の環状であり得る。そして、弁体本体は、先端が弁体座面とされて凸状に形成され、外周又は内周に切欠きが形成され得る（請求項１０）。この場合、弁座本体は、先端が弁座座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項１１）。永久磁石が弁体本体に固定されている場合、永久磁石の重量によって弁体を付勢することができる。
【００２３】
さらに、永久磁石は弁孔と同心の柱状であり得る。そして、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成され、内部に切欠きが形成され得る（請求項１２）。この場合、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項１３）。永久磁石が弁体本体に固定されている場合、永久磁石の重量によって弁体を付勢することができる。この場合、弁体本体は筒状に形成されていてもよい（請求項１４）。
【００２４】
本発明の差圧制御弁は、弁座に固定され、弁体を案内する非磁性材料からなる案内部材を備えていることが好ましい（請求項１５）。この場合、永久磁石の磁束線が案内部材に向かって流れ難くなる。このため、弁座本体と弁体本体との間の磁束密度が高くなるので、弁座本体と弁体本体との間に作用する磁力が大きくなり、弁体が弁座に向かって移動し易く、かつ弁座に安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石を小さくでき、小型化が実現される。非磁性材料としては、樹脂、アルミニウム系材料等を採用することができる。
【００２５】
本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていることができる。永久磁石の吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、バネによって弁体を弁座に向かって付勢すれば、弁体が弁座から大きく離反しても、弁体を確実に弁座に着座させることができる。バネは、ＳＵＳ３１６、樹脂又はＦＲＰ等の非磁性材料からなることが好ましい。
【００２６】
本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていなくてもよい。この場合、弁体は、永久磁石と磁性材料との間に作用する吸引力のみによって弁座に向かって付勢される。このため、この差圧制御弁は、バネが不要となるので、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現できる。
【００２７】
永久磁石は接着剤を用いて弁座本体及び弁体本体の一方に設けられ得る。また、永久磁石を圧入や嵌合によって弁座本体及び弁体本体の一方に設けてもよい。圧入や嵌合によって永久磁石を設ければ、永久磁石を接着剤で設けるよりも、組み付け作業の簡素化を実現できる。また、永久磁石が接着剤を用いて設けられる場合には、接着剤が高温により劣化して永久磁石が剥がれるおそれがあるのに対し、圧入や嵌合によって設ければ、永久磁石が高温の影響を受け難く、耐久性を向上させることができる。
【００２８】
永久磁石としては、（１）バリウムフェライト磁石、ストロンチウムフェライト磁石等のフェライト磁石、（２）アルニコ磁石や希土類磁石である金属磁石、（３）ゴム磁石やプラスチック磁石であるボンド磁石等を採用することが可能である。希土類磁石としては、１−５系磁石や１−１７磁石等のサマリウム−コバルト磁石の他、ネオジム磁石を採用することができる。ゴム磁石としては、フェライトゴム磁石、ネオジムゴム磁石を採用することができる。プラスチック磁石としては、フェライトプラスチック磁石、ネオジムプラスチック磁石を採用することができる。サマリウム−コバルト磁石は、ネオジム磁石と比べて磁力はやや低下するが、磁力の温度変化率（温度低下率）がネオジム磁石より小さく、温度特性に優れているとともに、錆びにくい。
【００２９】
本発明の差圧制御弁は、着座時に流体の逆流を防止する逆止弁として具体化できる他、着座時に弁座と弁体との間に一定の隙間を確保して差圧を制御するものとして具体化することもできる。
【００３０】
本発明の容量可変型圧縮機は、圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に上記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする（請求項１６）。
【００３１】
本発明の容量可変型圧縮機では、吐出室又は吐出通路における上流側と下流側との圧力差に応じて、差圧制御弁が弁孔を開閉する。具体的には、流体の吐出容量が最小となり、上流側と下流側との圧力差が所定値以下となれば、差圧制御弁が弁孔を閉鎖する。その結果、吐出通路から吐出室又は吐出室から圧縮室への流体の逆流が防止される。つまり、差圧制御弁は逆止弁として機能する。一方、流体の吐出容量が最小から増加し、上流側と下流側との圧力差が所定値より大きくなれば、差圧制御弁が弁孔を開放する。その結果、圧縮室から吐出された流体が吐出室から吐出通路へと流れる。
【００３２】
この際、この容量可変型圧縮機は、本発明の差圧制御弁が奏する作用効果により、圧力損失を低減できる。また、この容量可変型圧縮機は、本発明の差圧制御弁が奏する作用効果により、流体の逆流等を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能である。また、本発明の容量可変型圧縮機は、圧力損失を低減できるとともに、流体の逆流等を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１の差圧制御弁を採用した容量可変型圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の差圧制御弁の断面図である。
【図３】実施例１の差圧制御弁に係り、弁体の変位量と、弁体に作用する付勢力との関係を示すグラフである。
【図４】実施例１の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図５】実施例１の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図６】実施例２の差圧制御弁の断面図である。
【図７】実施例２の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図８】実施例２の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図９】実施例３の差圧制御弁の断面図である。
【図１０】実施例３の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１１】実施例３の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１２】実施例４の差圧制御弁の断面図である。
【図１３】実施例４の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１４】実施例４の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１５】実施例５の差圧制御弁の断面図である。
【図１６】実施例６の差圧制御弁の断面図である。
【図１７】実施例６の差圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図１８】実施例６の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１９】実施例６の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図２０】実施例７の差圧制御弁の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した実施例１〜７を図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
（実施例１）
図１に示すように、実施例１の差圧制御弁１００は容量可変型斜板式圧縮機（以下、単に「圧縮機」という。）に組み付けられて逆止弁として機能するものである。この圧縮機は、シリンダブロック１に複数個のシリンダボア１ａが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック１は、前方に位置するフロントハウジング３と後方に位置するリヤハウジング５とに挟持され、この状態で締結されている。シリンダブロック１とフロントハウジング３とによって内部にクランク室９が形成されている。ここで、図１における紙面左側が前方であり、紙面右側が後方である。図２及び図４〜図２０も同様である。
【００３７】
フロントハウジング３には軸孔３ａが形成され、シリンダブロック１には軸孔１ｂが形成されている。軸孔３ａ、１ｂには軸封装置９ａ及び軸受装置９ｂ、９ｃを介して駆動軸１１が回転可能に支持されている。フロントハウジング３には軸受装置３ｂを介してプーリ１３が設けられている。プーリ１３は駆動軸１１に固定されている。プーリ１３には車両のエンジンやモータによって駆動されるベルト１３ｃが巻き掛けられている。なお、プーリ１３の代わりに電磁クラッチを設けることも可能である。
【００３８】
クランク室９内では、駆動軸１１にラグプレート１５が圧入されている。ラグプレート１５とフロントハウジング３との間には軸受装置９ｄ、９ｅが設けられている。また、駆動軸１１には斜板１７が挿通されている。ラグプレート１５と斜板１７との間には、駆動軸１１回りで傾角縮小バネ１９が設けられている。また、クランク室９内では、駆動軸１１にサークリップ１１ａが固定されている。駆動軸１１の周りには、サークリップ１１ａと斜板１７との間に復帰バネ２１が設けられている。また、ラグプレート１５と斜板１７とは、斜板１７を傾角変動可能に支持するリンク機構２３によって接続されている。
【００３９】
各シリンダボア１ａ内にはピストン２５が往復動可能に収納されている。各ピストン２５と斜板１７との間には前後で対をなすシュー２７ａ、２７ｂが設けられている。各対のシュー２７ａ、２７ｂによって斜板１７の揺動運動が各ピストン２５の往復動に変換されるようになっている。
【００４０】
シリンダブロック１とリヤハウジング５との間には弁ユニット２９が設けられている。各シリンダボア１ａはピストン２５と弁ユニット２９との間が圧縮室３１となっている。リヤハウジング５内には、径方向内側に位置する吸入室５ａと、径方向外側に位置する環状の吐出室５ｂとが形成されている。吸入室５ａには、熱交換用の流体としての冷媒ガスが供給される。
【００４１】
弁ユニット２９は、ピストン２５が吸入行程にあるときに吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１に吸入し、ピストン２５が吐出工程にあるときに圧縮室３１内の冷媒ガスを圧縮し、吐出室５ｂに吐出する。
【００４２】
クランク室９と吸入室５ａとは抽気通路４２によって接続されている。クランク室９と吐出室５ｂとは給気通路４４、４６によって接続されている。リヤハウジング５内には、吸入室５ａと検圧通路４８によって連通するとともに、給気通路４４、４６と連通する容量制御弁２が収納されている。
【００４３】
容量制御弁２は、検圧通路４８により検圧される冷媒ガスの流量差圧等に基づいて給気通路４４、４６を開閉する。そうすると、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給され、クランク室９内の圧力が所望の値に調整される。その結果、斜板１７の傾角が変化して、所望の吐出容量に変更される。
【００４４】
リヤハウジング５内には、吐出室５ｂに連通するとともに、リヤハウジング５の後面に開口する吐出通路５０が形成されている。圧縮機が車両用空調装置に搭載される際、吐出通路５０におけるリヤハウジング５の後面側の開口５ｃは、図示しない凝縮器に接続される。
【００４５】
図２に拡大して示すように、吐出通路５０は、前後方向と平行な軸線Ｘ１を中心軸として、吐出室５ｂの内壁面から後方に向かって凹設された大径穴部５０ａと、大径穴部５０ａと開口５ｃとを連通させる小径穴部５０ｂとからなる。大径穴部５０ａ内に差圧制御弁１００が配設されている。
【００４６】
差圧制御弁１００は、弁座１１０と、案内部材１３０と、弁体１２０とを備えている。差圧制御弁１００は、これらが組み付けられてユニット化されている。そして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂ側から大径穴部５０ａに挿入されて段部５０ｃに弁座１１０が当て止まった状態で、図示しないサークリップ等により抜け止めされる。弁座１１０の外周面にはＯリング１４０が設けられている。こうして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂと、吐出通路５０とを区分けした状態でリヤハウジング５内に固定されている。吐出室５ｂが吐出通路５０の上流側であり、大径穴部５０ａにおける弁座１１０を挟んで吐出室５ｂとは反対側が吐出通路５０の下流側である。
【００４７】
弁座１１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部１１３と、基部１１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部１１３に対して後方に位置する円筒部１１４とからなる。本実施例では、弁座１１０は、磁性材料としての鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁座本体そのものとされている。
【００４８】
基部１１３及び円筒部１１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔１１１が貫設されている。弁孔１１１は吐出室５ｂと、吐出通路５０の下流側とを連通させている。円筒部１１４は、先端側に位置する小径の凸部１１５と、凸部１１５と基部１１３との間に位置し、凸部１１５よりやや大径の案内部材保持部１１６とからなる。凸部１１５の外周が切欠き１１５ｂとされている。凸部１１５の後方を向く先端は弁座座面１１５ａとされている。弁座座面１１５ａは、軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。
【００４９】
案内部材１３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部１３３と、円筒部１３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部１３４とからなる。本実施例では、案内部材１３０は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。円筒部１３３の前端縁１３３ａが案内部材保持部１１６の外周面に対して外側から嵌合することにより、案内部材１３０が弁座１１０に固定されている。
【００５０】
円筒部１３３における前後方向の中間には、円筒部１３３の内部と外部とを連通させる複数の窓１３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。各窓１３３ｂは弁座１１０側が頂点となる三角形に形成されている。
【００５１】
弁体１２０は、弁座１１０の円筒部１１４と、案内部材１３０とにより囲まれた空間内に収容されて、弁座１１０に対して吐出通路５０の下流側に位置している。弁体１２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部１２１と、円筒部１２１の前端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部１２５とからなる。本実施例では、弁体１２０は、磁性材料としての鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁体本体そのものとされている。
【００５２】
弁体１２０の円筒部１２１の外周面と、案内部材１３０の円筒部１３３の内周面との間には、弁体１２０を前後方向に摺動可能とするクリアランスが確保されている。これにより、弁体１２０は、案内部材１３０に案内されて、前後方向に変位可能となっている。
【００５３】
弁体１２０の円盤部１２５の外径は凸部１１５の外径とほぼ等しくされ、円盤部１２５の前端面の外周域は弁体座面１２５ａとされている。弁体座面１２５ａも、軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。弁体１２０が前方に変位して、弁体座面１２５ａが弁座座面１１５ａに当接することにより、弁体１２０が弁座１１０に着座して弁孔１１１を閉鎖する。この際、弁体１２０の円筒部１２１は窓１３３ｂを閉じている。その状態から弁体１２０が後方に変位することにより、弁体１２０が弁座１１０から離反して弁孔１１１を開放する。この際、円筒部１２１は窓１３３ｂを開放する。そして、弁体１２０がさらに後方に変位して、円筒部１２１の後端が案内部材１３０の円盤部１３４に当て止まることにより、弁孔１１１が全開状態となる。この際、円筒部１２１は窓１３３ｂを全開にする。
【００５４】
弁座１１０の切欠き１１５ｂには永久磁石１５０が接着剤等によって固定されている。永久磁石１５０は弁座座面１１５ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。すなわち、永久磁石１５０の弁座座面１１５ａ側の先端面は軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。また、永久磁石１５０の先端面は、弁座座面１１５ａよりも弁体座面１２５ａから遠い位置にあり、弁体座面１２５ａとは接触しない。永久磁石１５０が弁座座面１１５ａから下がれば下がるほど、開弁時における弁座座面１１５ａの磁束密度は下がる。このため、切欠き１１５ｂのうち、永久磁石１５０の先端面から弁座座面１１５ａまでの空間が第１異物収容部１１５ｃとされている。永久磁石１５０は、弁体１２０と弁座１１０との間の吸引力、吸着力とともに、開弁時の磁束密度との関係により設定される。
【００５５】
永久磁石１５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔１１１と同心の環状である。本実施例では、永久磁石１５０はネオジム磁石である。この位置に設けられた永久磁石１５０は、弁座１１０と弁体１２０とを磁力に基づく吸引力により互いに接近するように付勢する。円盤部１２５の外周には、閉弁時に第１異物収容部１１５ｃと一体になる第２異物収容部１２５ｂが形成されている。この差圧制御弁は、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢するバネを備えていない。
【００５６】
図３に、弁体１２０の変位量と、弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力との関係を実線Ｓ１、Ｓ２により示す。実線Ｓ１は、弁体１２０の変位量と、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力との関係を示している。ここで、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力は、弁体１２０の変位量が０の場合は吸着力であり、変位量が０より大きい場合は吸引力である。
【００５７】
一方、実線Ｓ２は、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁において、バネが弁体を弁座に付勢する付勢力の一例を示している。この例では、本実施例の差圧制御弁１００から永久磁石１５０を除き、バネ１４０の代わりに付勢力が強いバネを採用した差圧制御弁を想定している。
【００５８】
実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の閉鎖時、すなわち、弁体１２０の変位量が０の場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸着力は、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下である場合に弁座１１０と弁体１２０との着座を維持できるように設定されている。また、この吸着力は、実線Ｓ２で示すように、一般的な差圧制御弁におけるバネが弁孔１１１の閉鎖時に弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力と同じになるように設定されている。
【００５９】
一方、一般的な差圧制御弁の場合、実線Ｓ２で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、バネが弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力が比例的に増加する。
【００６０】
これに対して、実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸引力が急激に低下する。
【００６１】
以上のように構成された圧縮機は、車両用空調装置において、吐出室５ｂが吐出通路５０を介して凝縮器に接続され、凝縮器が膨張弁を介して蒸発器に接続され、蒸発器が吸入室５ａに接続される。そして、エンジン等によって駆動軸１１が回転駆動されれば、斜板１７の傾角に応じた吐出容量で吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１で圧縮して吐出室５ｂに吐出する。
【００６２】
この間、例えば、搭乗者による空調温度の変更指令や、車両のエンジン等の回転数の変化等に対応して容量制御弁２が作動する。そして、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給されれば、斜板１７の傾角が減少して、吐出容量が小さくなる。逆に、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給され難くなれば、斜板１７の傾角が増加して、吐出容量が大きくなる。こうして、この圧縮機では、吐出容量が適宜変更され得ることとなる。
【００６３】
ここで、差圧制御弁１００は以下のように動作する。斜板１７の傾角が最小となって、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量が最小になると、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下となる。そうすると、図２に示すように、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸引力により、弁体１２０が弁座１１０に向かって付勢されて弁座１１０に着座し、弁体１２０が弁孔１１１を閉鎖する。そして、その状態が永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸着力により維持される。その結果、吐出通路５０が閉鎖状態となり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が停止する。
【００６４】
その一方、斜板１７の傾角が最小から増加すると、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量も増加し、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰを超える。そうすると、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸着力がその圧力差に負けて、弁体１２０が弁孔１１１を閉鎖できなくなり、弁体１２０が案内部材１３０に案内されて弁座１１０から離反する。そうすると、図３に実線Ｓ１で示すように、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸引力が急激に低下するので、弁孔１１１を通過する冷媒ガスに弁体１２０がさらに押される。このため、弁体１２０が弁座１１０から大きく離反して、弁体１２０が窓１３３ｂを開放する。その結果、吐出通路５０が速やかに全開状態に切り替わり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が行われる。
【００６５】
ここで、実施例１の差圧制御弁１００は、弁座１１０と弁体１２０とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石１５０を採用していることから、図３に実線Ｓ１、Ｓ２で示すように、弁体１２０が弁座１１０から離れるほど永久磁石１５０の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔１１１の開放時に弁体１２０が弁座１１０から離れ易い。このため、この差圧制御弁１００は、特に低流量時に、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が小さくても、弁孔１１１を確実に開放でき、冷媒ガスが吐出室５ｂから弁孔１１１を介して吐出通路５０の下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【００６６】
また、この差圧制御弁では、図４に示すように、永久磁石１５０は、その配置されている位置により、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａに対し、着座時に弁座１１０と弁体１２０とが着座可能な磁束密度を作用する。このため、弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａとは着座時に当接可能とされている。図５は、弁孔１１１が閉鎖され、差圧制御弁が閉じた状態を示している。この状態では、冷媒ガスに含まれ得る磁性材料からなる異物が弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａ付近に侵入しても、これらが既に当接しているため、異物はこれらに吸着して噛み込むおそれはない。
【００６７】
そして、弁座座面１１５ａの近傍には第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂが設けられている。また、図４及び図５に示すように、永久磁石１５０は、その配置されている位置により、離座時には、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂ内の磁束密度が変化し、磁束密度が集中する領域が発生する。このため、図４に示す離座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度は、図５に示す着座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度よりも高くされている。一方、図４に示す離座時の弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａにおける磁束密度は、図５に示す着座時のそれらの磁束密度より低い。また、図４に示す離座時の第１異物収容部１１５ｃにおける磁束密度は、図５に示す離座時の弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａの磁束密度より高い。図４は、弁孔１１１が開放され、差圧制御弁が開いた状態を示している。この状態では、弁体１２０と弁座１１０との距離が広がるため、永久磁石１５０からの磁束線が変化し、弁体１２０よりも近い弁座１１０を磁束線が通る。このため、永久磁石１５０と弁座１１０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、弁座１１０側の第１異物収容部１１５ｃ及び弁体１２０側の第２異物収容部１２５ｂに収容される。
【００６８】
このため、異物は、開弁時において、永久磁石１５０が設けられた弁体１２０の弁体座面１２５ａ近傍に設けられ、磁束線が集中して磁束密度が高い第１異物収容部１２５ｂに吸引される。吸引された異物は、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂに収容される。このため、閉弁時には、当接する弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａとの間にその異物は吸着し難く、弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ｂとの間に異物が噛み込み難い。このため、この差圧制御弁では、着座時に弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ｂとの間に隙間を生じ難く、弁孔１１１をより確実に閉じることができる。
【００６９】
なお、この差圧制御弁では、磁性材料からなる弁座１１０が永久磁石１５０により磁化するため、弁体１２０が弁座１１０から離座しても、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂに磁力により吸着している。
【００７０】
したがって、この差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔１１１を確実に閉鎖可能である。また、容量可変型圧縮機は、この差圧制御弁が奏する作用効果により、圧力損失を低減できるとともに、冷媒ガスの逆流を確実に防止することができる。
【００７１】
また、この差圧制御弁では、弁座１１０が永久磁石１５０を保持しているため、弁体１２０の重量は軽く、上流側と下流側との圧力差の変動に対する弁体１２０の作動性が向上している。
【００７２】
さらに、この差圧制御弁は、非磁性材料からなる案内部材１３０を備えているため、永久磁石１５０の磁束線が案内部材１３０に向かって流れ難い。このため、弁座１１０と弁体１２０との間の磁束密度が高くなるので、弁座１１０と弁体１２０との間に作用する磁力が大きくなり、弁体１２０が弁座１１０に向かって移動し易く、かつ弁座１１０に安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石１５０を小さくでき、小型化が実現されている。
【００７３】
また、この差圧制御弁は、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢するバネを備えていないため、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現している。
【００７４】
なお、弁体１２０及び弁座１１０は、全体が磁性材料でなくともよい。永久磁石１５０と弁体１２０又は弁座１１０との間に磁束集中領域を発生させて異物を吸引できればよいので、弁体１２０及び弁座１１０は、少なくとも永久磁石１５０の側面に配置される部分が磁性材料であればよい。また、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａ自体が磁性材料でなくともよい。弁体１２０及び弁座１１０を磁性材料で形成し、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａに樹脂コートをしてもよい。
【００７５】
（実施例２）
図６に示すように、実施例２の差圧制御弁２００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁２００は、弁座２１０と、案内部材２３０と、弁体２２０とを備えている。
【００７６】
弁座２１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部２１３と、基部２１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部２１３に対して後方に位置する凸部２１４とからなる。基部２１３及び凸部２１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔２１１が貫設されている。凸部２１４の後方を向く先端は弁座座面２１４ａとされている。
【００７７】
案内部材２３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部２３３と、円筒部２３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部２３４とからなる。案内部材２３０は弁座２１０の凸部２１４に固定されている。
【００７８】
案内部材２３０の円筒部２３３における前後方向の中間には、円筒部２３３の内部と外部とを連通させる複数の窓２３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００７９】
弁体２２０は、弁座２１０の凸部２１４と、案内部材２３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体２２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部２２１と、円筒部２２１の前端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部２２５とからなる。
【００８０】
弁体２２０の円盤部２２５の前端面の外周域は弁体座面２２５ａとされている。弁座２１０の凸部２１４の内周には切欠き２１４ｄが形成され、切欠き２１４ｄ内には永久磁石２５０が圧入によって固定されている。永久磁石２５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔２１１と同心の環状である。永久磁石２５０には弁孔２１１と同径の貫通孔２５０ａが形成されている。
【００８１】
また、永久磁石２５０は、弁座座面２１４ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。凸部２１４の内周のうち、永久磁石２５０の先端面から弁座座面２１４ａまでの空間が異物収容部２１４ｃとされている。他の構成は実施例１と同様である。
【００８２】
この差圧制御弁では、永久磁石２５０は、図８に示すように、弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａに対し、着座時には弁座２１０と弁体２２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面２１４ａと弁体座面２２５ａとは着座時に当接可能とされている。
【００８３】
そして、弁体２２０が弁座２１０に着座した状態においても、永久磁石２５０の後方には異物収容部２１４ｃが存在する。図７は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体２２０と弁座２１０との距離が広がるため、永久磁石２５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁体２２０よりも近い弁座２１０を磁束線が通る。このため、永久磁石２５０と弁座２１０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部２１４ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部２１４ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面２１４ａや弁体座面２２５ａには吸着せず、異物収容部２１４ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部２１４ｃは永久磁石２５０の隣にあるため、弁体２２０が弁座２１０から離座しても、収容された異物は異物収容部２１４ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００８４】
（実施例３）
図９に示すように、実施例３の差圧制御弁３００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁３００は、弁座３１０と、案内部材３３０と、弁体３２０とを備えている。
【００８５】
弁座３１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部３１３と、基部３１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部３１３に対して後方に位置する円筒部３１４とからなる。基部３１３及び円筒部３１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔３１１が貫設されている。円筒部３１４の後方を向く先端は弁座座面３１４ａとされている。
【００８６】
案内部材３３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部３３３と、円筒部３３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部３３４とからなる。案内部材３３０は弁座３１０の円筒部３１４に固定されている。
【００８７】
案内部材３３０の円筒部３３３における前後方向の中間には、円筒部３３３の内部と外部とを連通させる複数の窓３３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００８８】
弁体３２０は、弁座３１０の円筒部３１４と、案内部材３３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体３２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部３２１からなる。凸部３２１の前端面は弁体座面３２１ａとされている。凸部３２１の内周には永久磁石３５０が圧入によって固定されている。永久磁石３５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔３１１と同心の柱状である。
【００８９】
また、永久磁石３５０は、弁体座面３２１ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。凸部３２１の内周のうち、永久磁石３５０の先端面から弁体座面３２１ａまでの空間が異物収容部３２１ｃとされている。他の構成は実施例１と同様である。
【００９０】
この差圧制御弁では、永久磁石３５０は、図１１に示すように、弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａに対し、着座時には弁座３１０と弁体３２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面３１４ａと弁体座面３２１ａとは着座時に当接可能とされている。
【００９１】
そして、弁体３２０が弁座３１０に着座した状態においても、永久磁石３５０の前方には異物収容部３２１ｃが存在する。図１０は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体３２０と弁座３１０との距離が広がるため、永久磁石３５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁座３１０よりも近い弁体３２０を磁束線が通る。このため、永久磁石３５０と弁体３２０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部３２１ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部３２１ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面３１４ａや弁体座面３２１ａには吸着せず、異物収容部３２１ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部３２１ｃも永久磁石３５０の隣にあるため、弁体３２０が弁座３１０から離座しても、収容された異物は異物収容部３２１ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００９２】
（実施例４）
図１２に示すように、実施例４の差圧制御弁４００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁４００は、弁座４１０と、案内部材４３０と、弁体４２０とを備えている。
【００９３】
弁座４１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部４１３と、基部４１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部４１３に対して後方に位置する円筒部４１４とからなる。基部４１３及び円筒部４１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔４１１が貫設されている。円筒部４１４の後方を向く先端は弁座座面４１４ａとされている。
【００９４】
案内部材４３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部４３３と、円筒部４３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部４３４とからなる。案内部材４３０は弁座４１０の円筒部４１４に固定されている。
【００９５】
案内部材４３０の円筒部４３３における前後方向の中間には、円筒部４３３の内部と外部とを連通させる複数の窓４３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００９６】
弁体４２０は、弁座４１０の円筒部４１４と、案内部材４３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体４２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部４２１と、凸部４２１の前方を塞ぐ円盤形状とされた円盤部４２５と、円盤部４２５から前方に突出し、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部４２６とからなる。弁体４２０における凸部４２１の内周には、永久磁石４５０が弁孔４１１とは反対側に圧入によって固定されている。
【００９７】
永久磁石４５０は弁体座面４２６ａから円盤部４２５を含む段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。永久磁石４５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔４１１と同心の柱状である。凸部４２６の前端面は弁体座面４２６ａとされている。凸部４２６の内周には、異物収容部４２６ｃが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００９８】
この差圧制御弁では、永久磁石４５０は、図１４に示すように、弁座座面４１４ａ及び弁体座面４２６ａに対し、着座時には弁座４１０と弁体４２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面４１４ａと弁体座面４２６ａとは着座時に当接可能とされている。
【００９９】
そして、弁体４２０が弁座４１０に着座した状態においても、円盤部４２５の前方には異物収容部４２６ｃが存在する。図１３は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体４２０と弁座４１０との距離が広がるため、永久磁石４５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁座４１０よりも近い弁体４２０を磁束線が通る。このため、永久磁石４５０と弁体４２０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部４２６ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面４２６ａ及び弁体座面４１４ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部４２６ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面４１４ａ及び弁体座面４２６ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面４１４ａや弁体座面４２６ａには吸着せず、異物収容部４２６ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部４２６ｃは円盤部４２５を挟んで永久磁石４５０の背面側にあるため、弁体４２０が弁座４１０から離座しても、収容された異物は異物収容部４２６ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【０１００】
（実施例５）
図１５に示すように、実施例５の差圧制御弁５００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁５００は、弁座５１０と、案内部材５３０と、弁体５２０とを備えている。
【０１０１】
弁座５１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部５１３と、基部５１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部５１３に対して後方に位置する円筒部５１４とからなる。基部５１３及び円筒部５１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔５１１が貫設されている。円筒部５１４の後方を向く先端は弁座座面５１４ａとされている。
【０１０２】
案内部材５３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部５３３と、円筒部５３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部５３４とからなる。案内部材５３０は弁座５１０の円筒部５１４に固定されている。
【０１０３】
案内部材５３０の円筒部５３３における前後方向の中間には、円筒部５３３の内部と外部とを連通させる複数の窓５３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【０１０４】
弁体５２０は、弁座５１０の円筒部５１４と、案内部材５３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体５２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円柱形状とされた凸部５２１と、凸部５２１の後方に一体に円盤形状に設けられた円盤部５２５とからなる。凸部５２１の外周には永久磁石５５０が圧入によって固定されている。
【０１０５】
永久磁石５５０は弁体座面５２６ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。永久磁石５５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔５１１と同心の環状である。
【０１０６】
凸部５２１は永久磁石５５０よりも前方に凸部５２６を有している。凸部５２６の前端面は弁体座面５２６ａとされている。凸部５２６の外周には、異物収容部５２６ｃが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。この差圧制御弁５００によっても実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０７】
（実施例６）
図１６に示すように、実施例６の差圧制御弁６００は、弁座６１０と、案内部材６３０と、弁体６２０とを備えている。
【０１０８】
弁座６１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部６１３と、基部６１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部６１３に対して後方に位置する円筒部６１４とからなる。
【０１０９】
基部６１３及び円筒部６１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔６１１が貫設されている。円筒部６１４は、先端側に位置する小径の凸部６１５と、凸部６１５と基部６１３との間に位置し、凸部６１５よりやや大径の案内部材保持部６１６とからなる。凸部６１５の外周が切欠き６１５ｂとされている。凸部６１５の後方を向く先端は弁座座面６１５ａとされている。
【０１１０】
案内部材６３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部６３３と、円筒部６３３の後端縁を塞ぐ円盤部６３４とからなる。円筒部６３３の前端縁６３３ａが案内部材保持部６１６の外周面に対して外側から嵌合することにより、案内部材６３０が弁座６１０に固定されている。案内部材６３０は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。
【０１１１】
円筒部６３３における前後方向の中間には、円筒部６３３の内部と外部とを連通させる複数の窓６３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。各窓６３３ｂは四角形に形成されている。
【０１１２】
弁体６２０は、弁座６１０の円筒部６１４と、案内部材６３０とにより囲まれた空間内に収容されて、弁座６１０に対して吐出通路５０の下流側に位置している。弁体６２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円盤形状とされた円盤部６２５と、円盤部６２５を前端に位置させて円盤部６２５と一体成形された円筒形状の円筒部６２１とからなる。本実施例では、円盤部６２５が鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁体本体である。また、円筒部６２１は、案内部材６３０と同種の樹脂からなる。
【０１１３】
円盤部６２５の外径は凸部６１５の外径とほぼ等しくされ、円盤部６２５の前端面の外周域は弁体座面６２５ａとされている。
【０１１４】
弁座６１０の切欠き６１５ｂには永久磁石６５０が圧入によって固定されている。永久磁石６５０は弁座座面６１５ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。図１７に示すように、切欠き６１５ｂのうち、永久磁石６５０の先端面６５０ａから弁座座面６１５ａまでの空間が第１異物収容部６１５ｃとされている。円盤部６２５の外周には、閉弁時に第１異物収容部６１５ｃと一体になる第２異物収容部６２５ｂが形成されている。永久磁石６５０の先端面６５０ａは凹設されている。より詳細には、永久磁石６５０の先端面６５０ａは、弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａに近い方が弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａから遠い方よりも段差Ｄが大きいテーパ状に形成されている。
【０１１５】
この差圧制御弁６００では、図１８及び図１９に示すように、離座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度が着座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度よりも高くなるように、永久磁石６５０が配置されている。また、離座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度が離座時の弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａにおける磁束密度よりも高くなるように、永久磁石６５０が配置されている。また、弁座座面６１５ａと第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂとの磁束密度の差を大きくしている。他の構成は実施例１と同様である。
【０１１６】
この差圧制御弁６００では、弁座座面６１５ａと第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂとの磁束密度の差が大きいことから、弁座座面６１５ａと弁体座面６２５ａとの間に異物がより一層噛み込み難い。
【０１１７】
また、この差圧制御弁６００では、永久磁石６５０の先端側に第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂが位置し、永久磁石６５０の先端面６５０ａが凹設されている。これにより、第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂを大きくすることができ、多くの異物を収容することができる。また、先端面６５０ａがテーパ状に形成されているため、先端面６５０ａと弁座座面６１５ａとの間に磁束が集中する領域が発生し、確実に異物を吸着させることができるので、弁座座面６１５ａと弁体座面６２５ａとの間に異物がより一層噛み込み難い。
【０１１８】
また、この差圧制御弁６００では、弁体６２０の円筒部６２１が案内部材６３０と同種の樹脂からなるため、異物が案内部材６３０と円筒部６２１との間に噛み込み難い。他の作用効果は実施例１と同様である。
【０１１９】
（実施例７）
図２０に示すように、実施例７の差圧制御弁７００では、永久磁石６５１の先端面６５１ａは、弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａに近い方が弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａから遠い方よりも段差Ｄが大きい２段の階段状に形成されている。他の構成は実施例１と同様である。この差圧制御弁７００においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２０】
以上において、本発明を実施例１〜７に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜７に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【０１２１】
例えば、差圧制御弁１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００の向きを上下方向に向けてもよいし、リヤハウジング５以外の位置に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…差圧制御弁
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０…弁座、弁座本体
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１…弁孔
１１５、２１４、３２１、４２１、５２１、６１５…凸部
１１５ｂ、６１５ｂ…切欠き
１１５ａ、２１４ａ、３１４ａ、４１４ａ、５１４ａ、６１５ａ…弁座座面
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０…弁体、弁体本体
６２５…円盤部（弁体本体）
１２５ａ、２２５ａ、３２１ａ、４２６ａ、５２６ａ、６２５ａ…弁体座面
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０…案内部材
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０…永久磁石
１１５ｃ、１２５ｂ、２１４ｃ、３２１ｃ、４２６ｃ、５２６ｃ、６１５ｃ、６２５ｂ…異物収容部
２１４ｂ、３２１ｂ、４２６、５２６…凸部
３１…圧縮室
５ｂ…吐出室
５０…吐出通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は差圧制御弁及び容量可変型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図１〜１１に従来の差圧制御弁が開示されている。これらの差圧制御弁は、上流側から下流側に流体を流す流路上に配設されるものである。各差圧制御弁は、弁座と弁体と案内部材とを備えている。
【０００３】
弁座には、流体が通過する弁孔が形成されている。この弁座は磁性材料又は永久磁石からなる。この弁座には、弁孔回りに弁座座面が形成されている。
【０００４】
弁体は弁座に対して下流側に位置している。案内部材は、弁座に固定され、弁体を案内する。弁体は、上流側と下流側との圧力差に応じて弁座に対して着座又は離反することにより、弁孔を開閉する。引用文献１の図１〜８に開示された弁体は、弁座が磁性材料であれば永久磁石からなり、弁座が永久磁石であれば磁性材料からなる。この弁体には、弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成されている。引用文献１の図９〜１１に開示された弁体は、永久磁石又は磁性材料からなり、弁体座面が形成された弁体本体と、この弁体本体を包む樹脂とからなる。
【０００５】
これらの差圧制御弁では、永久磁石と磁性材料との間に作用する磁力により弁体が弁座に着座すれば、弁座座面と弁体座面とが当接して弁孔が閉じられ、流体の逆流を防止することが可能である。また、これらの差圧制御弁では、磁力に抗して弁体が弁座から離座すれば、弁座座面と弁体座面とが離れて弁孔が開かれ、流体が上流から下流に向かって流れる。これらの間、弁体は磁力によって弁座に向かって付勢される。永久磁石と磁性材料との間に作用する磁力は、弁体が弁座から離座しておれば吸引力として作用し、弁体が弁座に着座しておれば吸着力として作用する。
【０００６】
ここで、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁と、これらの差圧制御弁とを比較した場合、バネの付勢力は弁体が弁座から離れるほど強くなるのに対し、永久磁石による吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、これらの差圧制御弁は、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５５２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の図９〜１１に提案された差圧制御弁では、永久磁石が流体に含まれ得る磁性材料からなる異物を吸引し、弁座座面と弁体座面との間にその異物を吸着させて噛み込むおそれがある。この場合、弁座座面と弁体座面との間に隙間を生じ、弁孔を確実に閉じることができない。このため、これらの差圧制御弁を逆止弁として採用した圧縮機にあっては、流体の逆流を確実に防止することができない。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能な差圧制御弁を提供することを解決すべき課題としている。また、本発明は、差圧制御弁を備えた容量可変型圧縮機において、圧力損失を低減できるとともに、流体の逆流等を確実に防止することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の差圧制御弁は、流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体とを備える差圧制御弁において、
前記弁座は、磁性材料からなり、前記弁孔回りに弁座座面が形成された弁座本体を有し、
前記弁体は、磁性材料からなり、前記弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成された弁体本体を有し、
前記弁座及び前記弁体の一方には、前記弁座本体と前記弁体本体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石が設けられ、
前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な異物収容部が設けられ、
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が着座時の前記異物収容部における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明の差圧制御弁は、弁座と弁体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石を採用していることから、弁体が弁座から離れるほど永久磁石の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【００１２】
また、永久磁石は、その配置されている位置により、弁座座面及び弁体座面に対し、着座時に弁座と弁体とが着座可能な磁束密度を作用する。このため、弁座座面と弁体座面とは着座時に当接可能とされている。そして、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方の近傍には異物収容部が設けられている。また、永久磁石は、その配置されている位置により、離座時の異物収容部における磁束密度が着座時の異物収容部における磁束密度よりも高くされている。このため、流体に含まれ得る磁性材料からなる異物は、開弁時に磁束密度が高い異物収容部に吸引される。このため、閉弁時には、当接する弁座座面と弁体座面との間にその異物は吸着し難く、弁座座面と弁体座面との間に異物が噛み込み難い。このため、この差圧制御弁では、着座時に弁座座面と弁体座面との間に隙間を生じ難く、弁孔をより確実に閉じることができる。
【００１３】
したがって、本発明の差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能である。
【００１４】
弁座は弁座本体を有する。弁座本体は磁性材料からなる。また、弁座本体は、弁孔回りに弁座座面が形成されている。また、弁体は弁体本体を有する。弁体本体は磁性材料からなる。また、弁体本体は、弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成されている。磁性材料としては、Ｓ４５Ｃ等の高炭素鋼、ＳＣＭ４３５及びＳＣＭ４４０等のクロムモリブデン鋼等の鉄系材料、並びに磁性を持つマルテンサイト系ステンレス鋼等を採用することができる。弁座が弁座本体そのものでもよく、弁体が弁体本体そのものでもよい。弁座本体や弁体本体が摺動性等のために樹脂によって包まれることにより、弁座や弁体とされてもよい。異物収容部は、弁座に形成されてもよく、弁体に形成されてもよく、両者に形成されてもよい。
【００１５】
永久磁石は、離座時の異物収容部における磁束密度が離座時の弁座座面及び弁体座面における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることが好ましい（請求項２）。この場合、異物は、開弁時に異物収容部により吸引され易く、弁座座面と弁体座面との間により噛み込み難くなる。
【００１６】
異物収容部は、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方に形成された切欠き内に配置されていることが好ましい（請求項３）。この場合、弁座座面及び弁体座面の隣に異物収容部及び永久磁石が位置し、本発明の作用効果を生じやすい。
【００１７】
永久磁石は、弁座座面及び弁体座面の少なくとも一方から段差をもって奥まった位置に配置されていることが好ましい（請求項４）。この場合、段差によって異物収容部が確保され、本発明の作用効果を生じやすい。
【００１８】
永久磁石の先端側に異物収容部が位置する場合、永久磁石の先端面は凹設されていることが好ましい（請求項５）。これにより、異物収容部を大きくすることができ、多くの異物を収容することができる。
【００１９】
先端面は、弁座座面及び弁体座面に近い方が弁座座面及び弁体座面から遠い方よりも段差が大きいことが好ましい（請求項６）。この場合、弁座座面と弁体座面との間に異物がより一層噛み込み難くなる。このような先端面は、テーパ状に形成されてもよく、階段状に形成されてもよい。
【００２０】
永久磁石は、弁座本体における弁孔側に配置されていてもよく、弁体本体における弁孔とは反対側に配置されていてもよい（請求項７）。
【００２１】
具体的には、永久磁石は弁孔と同心の環状であり得る。そして、弁座本体は、先端が弁座座面とされて筒状に形成され、外周又は内周に切欠きが形成され得る（請求項８）。この場合、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項９）。弁座本体が永久磁石を保持すれば、弁体の重量を軽くできるので、上流側と下流側との圧力差の変動に対する弁体の作動性が向上する。
【００２２】
また、永久磁石は弁孔と同心の環状であり得る。そして、弁体本体は、先端が弁体座面とされて凸状に形成され、外周又は内周に切欠きが形成され得る（請求項１０）。この場合、弁座本体は、先端が弁座座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項１１）。永久磁石が弁体本体に固定されている場合、永久磁石の重量によって弁体を付勢することができる。
【００２３】
さらに、永久磁石は弁孔と同心の柱状であり得る。そして、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成され、内部に切欠きが形成され得る（請求項１２）。この場合、弁体本体は、先端が弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有し得る（請求項１３）。永久磁石が弁体本体に固定されている場合、永久磁石の重量によって弁体を付勢することができる。この場合、弁体本体は筒状に形成されていてもよい（請求項１４）。
【００２４】
本発明の差圧制御弁は、弁座に固定され、弁体を案内する非磁性材料からなる案内部材を備えていることが好ましい（請求項１５）。この場合、永久磁石の磁束線が案内部材に向かって流れ難くなる。このため、弁座本体と弁体本体との間の磁束密度が高くなるので、弁座本体と弁体本体との間に作用する磁力が大きくなり、弁体が弁座に向かって移動し易く、かつ弁座に安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石を小さくでき、小型化が実現される。非磁性材料としては、樹脂、アルミニウム系材料等を採用することができる。
【００２５】
本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていることができる。永久磁石の吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、バネによって弁体を弁座に向かって付勢すれば、弁体が弁座から大きく離反しても、弁体を確実に弁座に着座させることができる。バネは、ＳＵＳ３１６、樹脂又はＦＲＰ等の非磁性材料からなることが好ましい。
【００２６】
本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていなくてもよい。この場合、弁体は、永久磁石と磁性材料との間に作用する吸引力のみによって弁座に向かって付勢される。このため、この差圧制御弁は、バネが不要となるので、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現できる。
【００２７】
永久磁石は接着剤を用いて弁座本体及び弁体本体の一方に設けられ得る。また、永久磁石を圧入や嵌合によって弁座本体及び弁体本体の一方に設けてもよい。圧入や嵌合によって永久磁石を設ければ、永久磁石を接着剤で設けるよりも、組み付け作業の簡素化を実現できる。また、永久磁石が接着剤を用いて設けられる場合には、接着剤が高温により劣化して永久磁石が剥がれるおそれがあるのに対し、圧入や嵌合によって設ければ、永久磁石が高温の影響を受け難く、耐久性を向上させることができる。
【００２８】
永久磁石としては、（１）バリウムフェライト磁石、ストロンチウムフェライト磁石等のフェライト磁石、（２）アルニコ磁石や希土類磁石である金属磁石、（３）ゴム磁石やプラスチック磁石であるボンド磁石等を採用することが可能である。希土類磁石としては、１−５系磁石や１−１７磁石等のサマリウム−コバルト磁石の他、ネオジム磁石を採用することができる。ゴム磁石としては、フェライトゴム磁石、ネオジムゴム磁石を採用することができる。プラスチック磁石としては、フェライトプラスチック磁石、ネオジムプラスチック磁石を採用することができる。サマリウム−コバルト磁石は、ネオジム磁石と比べて磁力はやや低下するが、磁力の温度変化率（温度低下率）がネオジム磁石より小さく、温度特性に優れているとともに、錆びにくい。
【００２９】
本発明の差圧制御弁は、着座時に流体の逆流を防止する逆止弁として具体化できる他、着座時に弁座と弁体との間に一定の隙間を確保して差圧を制御するものとして具体化することもできる。
【００３０】
本発明の容量可変型圧縮機は、圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に上記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする（請求項１６）。
【００３１】
本発明の容量可変型圧縮機では、吐出室又は吐出通路における上流側と下流側との圧力差に応じて、差圧制御弁が弁孔を開閉する。具体的には、流体の吐出容量が最小となり、上流側と下流側との圧力差が所定値以下となれば、差圧制御弁が弁孔を閉鎖する。その結果、吐出通路から吐出室又は吐出室から圧縮室への流体の逆流が防止される。つまり、差圧制御弁は逆止弁として機能する。一方、流体の吐出容量が最小から増加し、上流側と下流側との圧力差が所定値より大きくなれば、差圧制御弁が弁孔を開放する。その結果、圧縮室から吐出された流体が吐出室から吐出通路へと流れる。
【００３２】
この際、この容量可変型圧縮機は、本発明の差圧制御弁が奏する作用効果により、圧力損失を低減できる。また、この容量可変型圧縮機は、本発明の差圧制御弁が奏する作用効果により、流体の逆流等を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔を確実に閉鎖可能である。また、本発明の容量可変型圧縮機は、圧力損失を低減できるとともに、流体の逆流等を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１の差圧制御弁を採用した容量可変型圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の差圧制御弁の断面図である。
【図３】実施例１の差圧制御弁に係り、弁体の変位量と、弁体に作用する付勢力との関係を示すグラフである。
【図４】実施例１の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図５】実施例１の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図６】実施例２の差圧制御弁の断面図である。
【図７】実施例２の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図８】実施例２の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図９】実施例３の差圧制御弁の断面図である。
【図１０】実施例３の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１１】実施例３の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１２】実施例４の差圧制御弁の断面図である。
【図１３】実施例４の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１４】実施例４の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１５】実施例５の差圧制御弁の断面図である。
【図１６】実施例６の差圧制御弁の断面図である。
【図１７】実施例６の差圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図１８】実施例６の差圧制御弁に係り、離座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図１９】実施例６の差圧制御弁に係り、着座時における永久磁石の磁束線を示す説明図である。
【図２０】実施例７の差圧制御弁の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した実施例１〜７を図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
（実施例１）
図１に示すように、実施例１の差圧制御弁１００は容量可変型斜板式圧縮機（以下、単に「圧縮機」という。）に組み付けられて逆止弁として機能するものである。この圧縮機は、シリンダブロック１に複数個のシリンダボア１ａが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック１は、前方に位置するフロントハウジング３と後方に位置するリヤハウジング５とに挟持され、この状態で締結されている。シリンダブロック１とフロントハウジング３とによって内部にクランク室９が形成されている。ここで、図１における紙面左側が前方であり、紙面右側が後方である。図２及び図４〜図２０も同様である。
【００３７】
フロントハウジング３には軸孔３ａが形成され、シリンダブロック１には軸孔１ｂが形成されている。軸孔３ａ、１ｂには軸封装置９ａ及び軸受装置９ｂ、９ｃを介して駆動軸１１が回転可能に支持されている。フロントハウジング３には軸受装置３ｂを介してプーリ１３が設けられている。プーリ１３は駆動軸１１に固定されている。プーリ１３には車両のエンジンやモータによって駆動されるベルト１３ｃが巻き掛けられている。なお、プーリ１３の代わりに電磁クラッチを設けることも可能である。
【００３８】
クランク室９内では、駆動軸１１にラグプレート１５が圧入されている。ラグプレート１５とフロントハウジング３との間には軸受装置９ｄ、９ｅが設けられている。また、駆動軸１１には斜板１７が挿通されている。ラグプレート１５と斜板１７との間には、駆動軸１１回りで傾角縮小バネ１９が設けられている。また、クランク室９内では、駆動軸１１にサークリップ１１ａが固定されている。駆動軸１１の周りには、サークリップ１１ａと斜板１７との間に復帰バネ２１が設けられている。また、ラグプレート１５と斜板１７とは、斜板１７を傾角変動可能に支持するリンク機構２３によって接続されている。
【００３９】
各シリンダボア１ａ内にはピストン２５が往復動可能に収納されている。各ピストン２５と斜板１７との間には前後で対をなすシュー２７ａ、２７ｂが設けられている。各対のシュー２７ａ、２７ｂによって斜板１７の揺動運動が各ピストン２５の往復動に変換されるようになっている。
【００４０】
シリンダブロック１とリヤハウジング５との間には弁ユニット２９が設けられている。各シリンダボア１ａはピストン２５と弁ユニット２９との間が圧縮室３１となっている。リヤハウジング５内には、径方向内側に位置する吸入室５ａと、径方向外側に位置する環状の吐出室５ｂとが形成されている。吸入室５ａには、熱交換用の流体としての冷媒ガスが供給される。
【００４１】
弁ユニット２９は、ピストン２５が吸入行程にあるときに吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１に吸入し、ピストン２５が吐出工程にあるときに圧縮室３１内の冷媒ガスを圧縮し、吐出室５ｂに吐出する。
【００４２】
クランク室９と吸入室５ａとは抽気通路４２によって接続されている。クランク室９と吐出室５ｂとは給気通路４４、４６によって接続されている。リヤハウジング５内には、吸入室５ａと検圧通路４８によって連通するとともに、給気通路４４、４６と連通する容量制御弁２が収納されている。
【００４３】
容量制御弁２は、検圧通路４８により検圧される冷媒ガスの流量差圧等に基づいて給気通路４４、４６を開閉する。そうすると、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給され、クランク室９内の圧力が所望の値に調整される。その結果、斜板１７の傾角が変化して、所望の吐出容量に変更される。
【００４４】
リヤハウジング５内には、吐出室５ｂに連通するとともに、リヤハウジング５の後面に開口する吐出通路５０が形成されている。圧縮機が車両用空調装置に搭載される際、吐出通路５０におけるリヤハウジング５の後面側の開口５ｃは、図示しない凝縮器に接続される。
【００４５】
図２に拡大して示すように、吐出通路５０は、前後方向と平行な軸線Ｘ１を中心軸として、吐出室５ｂの内壁面から後方に向かって凹設された大径穴部５０ａと、大径穴部５０ａと開口５ｃとを連通させる小径穴部５０ｂとからなる。大径穴部５０ａ内に差圧制御弁１００が配設されている。
【００４６】
差圧制御弁１００は、弁座１１０と、案内部材１３０と、弁体１２０とを備えている。差圧制御弁１００は、これらが組み付けられてユニット化されている。そして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂ側から大径穴部５０ａに挿入されて段部５０ｃに弁座１１０が当て止まった状態で、図示しないサークリップ等により抜け止めされる。弁座１１０の外周面にはＯリング１４０が設けられている。こうして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂと、吐出通路５０とを区分けした状態でリヤハウジング５内に固定されている。吐出室５ｂが吐出通路５０の上流側であり、大径穴部５０ａにおける弁座１１０を挟んで吐出室５ｂとは反対側が吐出通路５０の下流側である。
【００４７】
弁座１１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部１１３と、基部１１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部１１３に対して後方に位置する円筒部１１４とからなる。本実施例では、弁座１１０は、磁性材料としての鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁座本体そのものとされている。
【００４８】
基部１１３及び円筒部１１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔１１１が貫設されている。弁孔１１１は吐出室５ｂと、吐出通路５０の下流側とを連通させている。円筒部１１４は、先端側に位置する小径の凸部１１５と、凸部１１５と基部１１３との間に位置し、凸部１１５よりやや大径の案内部材保持部１１６とからなる。凸部１１５の外周が切欠き１１５ｂとされている。凸部１１５の後方を向く先端は弁座座面１１５ａとされている。弁座座面１１５ａは、軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。
【００４９】
案内部材１３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部１３３と、円筒部１３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部１３４とからなる。本実施例では、案内部材１３０は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。円筒部１３３の前端縁１３３ａが案内部材保持部１１６の外周面に対して外側から嵌合することにより、案内部材１３０が弁座１１０に固定されている。
【００５０】
円筒部１３３における前後方向の中間には、円筒部１３３の内部と外部とを連通させる複数の窓１３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。各窓１３３ｂは弁座１１０側が頂点となる三角形に形成されている。
【００５１】
弁体１２０は、弁座１１０の円筒部１１４と、案内部材１３０とにより囲まれた空間内に収容されて、弁座１１０に対して吐出通路５０の下流側に位置している。弁体１２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部１２１と、円筒部１２１の前端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部１２５とからなる。本実施例では、弁体１２０は、磁性材料としての鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁体本体そのものとされている。
【００５２】
弁体１２０の円筒部１２１の外周面と、案内部材１３０の円筒部１３３の内周面との間には、弁体１２０を前後方向に摺動可能とするクリアランスが確保されている。これにより、弁体１２０は、案内部材１３０に案内されて、前後方向に変位可能となっている。
【００５３】
弁体１２０の円盤部１２５の外径は凸部１１５の外径とほぼ等しくされ、円盤部１２５の前端面の外周域は弁体座面１２５ａとされている。弁体座面１２５ａも、軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。弁体１２０が前方に変位して、弁体座面１２５ａが弁座座面１１５ａに当接することにより、弁体１２０が弁座１１０に着座して弁孔１１１を閉鎖する。この際、弁体１２０の円筒部１２１は窓１３３ｂを閉じている。その状態から弁体１２０が後方に変位することにより、弁体１２０が弁座１１０から離反して弁孔１１１を開放する。この際、円筒部１２１は窓１３３ｂを開放する。そして、弁体１２０がさらに後方に変位して、円筒部１２１の後端が案内部材１３０の円盤部１３４に当て止まることにより、弁孔１１１が全開状態となる。この際、円筒部１２１は窓１３３ｂを全開にする。
【００５４】
弁座１１０の切欠き１１５ｂには永久磁石１５０が接着剤等によって固定されている。永久磁石１５０は弁座座面１１５ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。すなわち、永久磁石１５０の弁座座面１１５ａ側の先端面は軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。また、永久磁石１５０の先端面は、弁座座面１１５ａよりも弁体座面１２５ａから遠い位置にあり、弁体座面１２５ａとは接触しない。永久磁石１５０が弁座座面１１５ａから下がれば下がるほど、開弁時における弁座座面１１５ａの磁束密度は下がる。このため、切欠き１１５ｂのうち、永久磁石１５０の先端面から弁座座面１１５ａまでの空間が第１異物収容部１１５ｃとされている。永久磁石１５０は、弁体１２０と弁座１１０との間の吸引力、吸着力とともに、開弁時の磁束密度との関係により設定される。
【００５５】
永久磁石１５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔１１１と同心の環状である。本実施例では、永久磁石１５０はネオジム磁石である。この位置に設けられた永久磁石１５０は、弁座１１０と弁体１２０とを磁力に基づく吸引力により互いに接近するように付勢する。円盤部１２５の外周には、閉弁時に第１異物収容部１１５ｃと一体になる第２異物収容部１２５ｂが形成されている。この差圧制御弁は、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢するバネを備えていない。
【００５６】
図３に、弁体１２０の変位量と、弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力との関係を実線Ｓ１、Ｓ２により示す。実線Ｓ１は、弁体１２０の変位量と、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力との関係を示している。ここで、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力は、弁体１２０の変位量が０の場合は吸着力であり、変位量が０より大きい場合は吸引力である。
【００５７】
一方、実線Ｓ２は、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁において、バネが弁体を弁座に付勢する付勢力の一例を示している。この例では、本実施例の差圧制御弁１００から永久磁石１５０を除き、バネ１４０の代わりに付勢力が強いバネを採用した差圧制御弁を想定している。
【００５８】
実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の閉鎖時、すなわち、弁体１２０の変位量が０の場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸着力は、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下である場合に弁座１１０と弁体１２０との着座を維持できるように設定されている。また、この吸着力は、実線Ｓ２で示すように、一般的な差圧制御弁におけるバネが弁孔１１１の閉鎖時に弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力と同じになるように設定されている。
【００５９】
一方、一般的な差圧制御弁の場合、実線Ｓ２で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、バネが弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力が比例的に増加する。
【００６０】
これに対して、実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸引力が急激に低下する。
【００６１】
以上のように構成された圧縮機は、車両用空調装置において、吐出室５ｂが吐出通路５０を介して凝縮器に接続され、凝縮器が膨張弁を介して蒸発器に接続され、蒸発器が吸入室５ａに接続される。そして、エンジン等によって駆動軸１１が回転駆動されれば、斜板１７の傾角に応じた吐出容量で吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１で圧縮して吐出室５ｂに吐出する。
【００６２】
この間、例えば、搭乗者による空調温度の変更指令や、車両のエンジン等の回転数の変化等に対応して容量制御弁２が作動する。そして、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給されれば、斜板１７の傾角が減少して、吐出容量が小さくなる。逆に、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給され難くなれば、斜板１７の傾角が増加して、吐出容量が大きくなる。こうして、この圧縮機では、吐出容量が適宜変更され得ることとなる。
【００６３】
ここで、差圧制御弁１００は以下のように動作する。斜板１７の傾角が最小となって、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量が最小になると、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下となる。そうすると、図２に示すように、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸引力により、弁体１２０が弁座１１０に向かって付勢されて弁座１１０に着座し、弁体１２０が弁孔１１１を閉鎖する。そして、その状態が永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸着力により維持される。その結果、吐出通路５０が閉鎖状態となり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が停止する。
【００６４】
その一方、斜板１７の傾角が最小から増加すると、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量も増加し、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰを超える。そうすると、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸着力がその圧力差に負けて、弁体１２０が弁孔１１１を閉鎖できなくなり、弁体１２０が案内部材１３０に案内されて弁座１１０から離反する。そうすると、図３に実線Ｓ１で示すように、永久磁石１５０と弁体１２０との間に作用する吸引力が急激に低下するので、弁孔１１１を通過する冷媒ガスに弁体１２０がさらに押される。このため、弁体１２０が弁座１１０から大きく離反して、弁体１２０が窓１３３ｂを開放する。その結果、吐出通路５０が速やかに全開状態に切り替わり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が行われる。
【００６５】
ここで、実施例１の差圧制御弁１００は、弁座１１０と弁体１２０とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石１５０を採用していることから、図３に実線Ｓ１、Ｓ２で示すように、弁体１２０が弁座１１０から離れるほど永久磁石１５０の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔１１１の開放時に弁体１２０が弁座１１０から離れ易い。このため、この差圧制御弁１００は、特に低流量時に、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が小さくても、弁孔１１１を確実に開放でき、冷媒ガスが吐出室５ｂから弁孔１１１を介して吐出通路５０の下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。
【００６６】
また、この差圧制御弁では、図４に示すように、永久磁石１５０は、その配置されている位置により、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａに対し、着座時に弁座１１０と弁体１２０とが着座可能な磁束密度を作用する。このため、弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａとは着座時に当接可能とされている。図５は、弁孔１１１が閉鎖され、差圧制御弁が閉じた状態を示している。この状態では、冷媒ガスに含まれ得る磁性材料からなる異物が弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａ付近に侵入しても、これらが既に当接しているため、異物はこれらに吸着して噛み込むおそれはない。
【００６７】
そして、弁座座面１１５ａの近傍には第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂが設けられている。また、図４及び図５に示すように、永久磁石１５０は、その配置されている位置により、離座時には、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂ内の磁束密度が変化し、磁束密度が集中する領域が発生する。このため、図４に示す離座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度は、図５に示す着座時の第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂにおける磁束密度よりも高くされている。一方、図４に示す離座時の弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａにおける磁束密度は、図５に示す着座時のそれらの磁束密度より低い。また、図４に示す離座時の第１異物収容部１１５ｃにおける磁束密度は、図５に示す離座時の弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａの磁束密度より高い。図４は、弁孔１１１が開放され、差圧制御弁が開いた状態を示している。この状態では、弁体１２０と弁座１１０との距離が広がるため、永久磁石１５０からの磁束線が変化し、弁体１２０よりも近い弁座１１０を磁束線が通る。このため、永久磁石１５０と弁座１１０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、弁座１１０側の第１異物収容部１１５ｃ及び弁体１２０側の第２異物収容部１２５ｂに収容される。
【００６８】
このため、異物は、開弁時において、永久磁石１５０が設けられた弁体１２０の弁体座面１２５ａ近傍に設けられ、磁束線が集中して磁束密度が高い第１異物収容部１２５ｂに吸引される。吸引された異物は、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂに収容される。このため、閉弁時には、当接する弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ａとの間にその異物は吸着し難く、弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ｂとの間に異物が噛み込み難い。このため、この差圧制御弁では、着座時に弁座座面１１５ａと弁体座面１２５ｂとの間に隙間を生じ難く、弁孔１１１をより確実に閉じることができる。
【００６９】
なお、この差圧制御弁では、磁性材料からなる弁座１１０が永久磁石１５０により磁化するため、弁体１２０が弁座１１０から離座しても、第１、２異物収容部１１５ｃ、１２５ｂに磁力により吸着している。
【００７０】
したがって、この差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、弁孔１１１を確実に閉鎖可能である。また、容量可変型圧縮機は、この差圧制御弁が奏する作用効果により、圧力損失を低減できるとともに、冷媒ガスの逆流を確実に防止することができる。
【００７１】
また、この差圧制御弁では、弁座１１０が永久磁石１５０を保持しているため、弁体１２０の重量は軽く、上流側と下流側との圧力差の変動に対する弁体１２０の作動性が向上している。
【００７２】
さらに、この差圧制御弁は、非磁性材料からなる案内部材１３０を備えているため、永久磁石１５０の磁束線が案内部材１３０に向かって流れ難い。このため、弁座１１０と弁体１２０との間の磁束密度が高くなるので、弁座１１０と弁体１２０との間に作用する磁力が大きくなり、弁体１２０が弁座１１０に向かって移動し易く、かつ弁座１１０に安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石１５０を小さくでき、小型化が実現されている。
【００７３】
また、この差圧制御弁は、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢するバネを備えていないため、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現している。
【００７４】
なお、弁体１２０及び弁座１１０は、全体が磁性材料でなくともよい。永久磁石１５０と弁体１２０又は弁座１１０との間に磁束集中領域を発生させて異物を吸引できればよいので、弁体１２０及び弁座１１０は、少なくとも永久磁石１５０の側面に配置される部分が磁性材料であればよい。また、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａ自体が磁性材料でなくともよい。弁体１２０及び弁座１１０を磁性材料で形成し、弁座座面１１５ａ及び弁体座面１２５ａに樹脂コートをしてもよい。
【００７５】
（実施例２）
図６に示すように、実施例２の差圧制御弁２００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁２００は、弁座２１０と、案内部材２３０と、弁体２２０とを備えている。
【００７６】
弁座２１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部２１３と、基部２１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部２１３に対して後方に位置する凸部２１４とからなる。基部２１３及び凸部２１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔２１１が貫設されている。凸部２１４の後方を向く先端は弁座座面２１４ａとされている。
【００７７】
案内部材２３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部２３３と、円筒部２３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部２３４とからなる。案内部材２３０は弁座２１０の凸部２１４に固定されている。
【００７８】
案内部材２３０の円筒部２３３における前後方向の中間には、円筒部２３３の内部と外部とを連通させる複数の窓２３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００７９】
弁体２２０は、弁座２１０の凸部２１４と、案内部材２３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体２２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部２２１と、円筒部２２１の前端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部２２５とからなる。
【００８０】
弁体２２０の円盤部２２５の前端面の外周域は弁体座面２２５ａとされている。弁座２１０の凸部２１４の内周には切欠き２１４ｄが形成され、切欠き２１４ｄ内には永久磁石２５０が圧入によって固定されている。永久磁石２５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔２１１と同心の環状である。永久磁石２５０には弁孔２１１と同径の貫通孔２５０ａが形成されている。
【００８１】
また、永久磁石２５０は、弁座座面２１４ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。凸部２１４の内周のうち、永久磁石２５０の先端面から弁座座面２１４ａまでの空間が異物収容部２１４ｃとされている。他の構成は実施例１と同様である。
【００８２】
この差圧制御弁では、永久磁石２５０は、図８に示すように、弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａに対し、着座時には弁座２１０と弁体２２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面２１４ａと弁体座面２２５ａとは着座時に当接可能とされている。
【００８３】
そして、弁体２２０が弁座２１０に着座した状態においても、永久磁石２５０の後方には異物収容部２１４ｃが存在する。図７は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体２２０と弁座２１０との距離が広がるため、永久磁石２５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁体２２０よりも近い弁座２１０を磁束線が通る。このため、永久磁石２５０と弁座２１０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部２１４ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部２１４ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面２１４ａ及び弁体座面２２５ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面２１４ａや弁体座面２２５ａには吸着せず、異物収容部２１４ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部２１４ｃは永久磁石２５０の隣にあるため、弁体２２０が弁座２１０から離座しても、収容された異物は異物収容部２１４ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００８４】
（実施例３）
図９に示すように、実施例３の差圧制御弁３００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁３００は、弁座３１０と、案内部材３３０と、弁体３２０とを備えている。
【００８５】
弁座３１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部３１３と、基部３１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部３１３に対して後方に位置する円筒部３１４とからなる。基部３１３及び円筒部３１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔３１１が貫設されている。円筒部３１４の後方を向く先端は弁座座面３１４ａとされている。
【００８６】
案内部材３３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部３３３と、円筒部３３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部３３４とからなる。案内部材３３０は弁座３１０の円筒部３１４に固定されている。
【００８７】
案内部材３３０の円筒部３３３における前後方向の中間には、円筒部３３３の内部と外部とを連通させる複数の窓３３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００８８】
弁体３２０は、弁座３１０の円筒部３１４と、案内部材３３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体３２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部３２１からなる。凸部３２１の前端面は弁体座面３２１ａとされている。凸部３２１の内周には永久磁石３５０が圧入によって固定されている。永久磁石３５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔３１１と同心の柱状である。
【００８９】
また、永久磁石３５０は、弁体座面３２１ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。凸部３２１の内周のうち、永久磁石３５０の先端面から弁体座面３２１ａまでの空間が異物収容部３２１ｃとされている。他の構成は実施例１と同様である。
【００９０】
この差圧制御弁では、永久磁石３５０は、図１１に示すように、弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａに対し、着座時には弁座３１０と弁体３２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面３１４ａと弁体座面３２１ａとは着座時に当接可能とされている。
【００９１】
そして、弁体３２０が弁座３１０に着座した状態においても、永久磁石３５０の前方には異物収容部３２１ｃが存在する。図１０は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体３２０と弁座３１０との距離が広がるため、永久磁石３５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁座３１０よりも近い弁体３２０を磁束線が通る。このため、永久磁石３５０と弁体３２０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部３２１ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部３２１ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面３１４ａ及び弁体座面３２１ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面３１４ａや弁体座面３２１ａには吸着せず、異物収容部３２１ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部３２１ｃも永久磁石３５０の隣にあるため、弁体３２０が弁座３１０から離座しても、収容された異物は異物収容部３２１ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００９２】
（実施例４）
図１２に示すように、実施例４の差圧制御弁４００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁４００は、弁座４１０と、案内部材４３０と、弁体４２０とを備えている。
【００９３】
弁座４１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部４１３と、基部４１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部４１３に対して後方に位置する円筒部４１４とからなる。基部４１３及び円筒部４１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔４１１が貫設されている。円筒部４１４の後方を向く先端は弁座座面４１４ａとされている。
【００９４】
案内部材４３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部４３３と、円筒部４３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部４３４とからなる。案内部材４３０は弁座４１０の円筒部４１４に固定されている。
【００９５】
案内部材４３０の円筒部４３３における前後方向の中間には、円筒部４３３の内部と外部とを連通させる複数の窓４３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【００９６】
弁体４２０は、弁座４１０の円筒部４１４と、案内部材４３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体４２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部４２１と、凸部４２１の前方を塞ぐ円盤形状とされた円盤部４２５と、円盤部４２５から前方に突出し、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた凸部４２６とからなる。弁体４２０における凸部４２１の内周には、永久磁石４５０が弁孔４１１とは反対側に圧入によって固定されている。
【００９７】
永久磁石４５０は弁体座面４２６ａから円盤部４２５を含む段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。永久磁石４５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔４１１と同心の柱状である。凸部４２６の前端面は弁体座面４２６ａとされている。凸部４２６の内周には、異物収容部４２６ｃが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００９８】
この差圧制御弁では、永久磁石４５０は、図１４に示すように、弁座座面４１４ａ及び弁体座面４２６ａに対し、着座時には弁座４１０と弁体４２０とが着座可能な所定の磁束密度を作用する。このため、弁座座面４１４ａと弁体座面４２６ａとは着座時に当接可能とされている。
【００９９】
そして、弁体４２０が弁座４１０に着座した状態においても、円盤部４２５の前方には異物収容部４２６ｃが存在する。図１３は離座時の磁束線を示す。離座時には、弁体４２０と弁座４１０との距離が広がるため、永久磁石４５０からの磁束線が閉弁時から変化し、弁座４１０よりも近い弁体４２０を磁束線が通る。このため、永久磁石４５０と弁体４２０との間に磁束線が集中する領域が発生し、異物が吸い寄せられる。吸い寄せられた異物は、異物収容部４２６ｃに収容される。一方、離座時の弁座座面４２６ａ及び弁体座面４１４ａにおける磁束密度は着座時のそれらの磁束密度より低い。また、離座時の異物収容部４２６ｃにおける磁束密度は離座時の弁座座面４１４ａ及び弁体座面４２６ａの磁束密度より高い。このため、異物は、弁座座面４１４ａや弁体座面４２６ａには吸着せず、異物収容部４２６ｃに収容されることとなる。なお、異物収容部４２６ｃは円盤部４２５を挟んで永久磁石４５０の背面側にあるため、弁体４２０が弁座４１０から離座しても、収容された異物は異物収容部４２６ｃ内に残存する。他の作用効果は実施例１と同様である。
【０１００】
（実施例５）
図１５に示すように、実施例５の差圧制御弁５００は、吐出通路５０の大径穴部５０ａ内に配設されている。この差圧制御弁５００は、弁座５１０と、案内部材５３０と、弁体５２０とを備えている。
【０１０１】
弁座５１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部５１３と、基部５１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部５１３に対して後方に位置する円筒部５１４とからなる。基部５１３及び円筒部５１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔５１１が貫設されている。円筒部５１４の後方を向く先端は弁座座面５１４ａとされている。
【０１０２】
案内部材５３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部５３３と、円筒部５３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部５３４とからなる。案内部材５３０は弁座５１０の円筒部５１４に固定されている。
【０１０３】
案内部材５３０の円筒部５３３における前後方向の中間には、円筒部５３３の内部と外部とを連通させる複数の窓５３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。
【０１０４】
弁体５２０は、弁座５１０の円筒部５１４と、案内部材５３０とにより囲まれた空間内に収容されている。弁体５２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円柱形状とされた凸部５２１と、凸部５２１の後方に一体に円盤形状に設けられた円盤部５２５とからなる。凸部５２１の外周には永久磁石５５０が圧入によって固定されている。
【０１０５】
永久磁石５５０は弁体座面５２６ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。永久磁石５５０は、軸線Ｘ１を中心軸とし、弁孔５１１と同心の環状である。
【０１０６】
凸部５２１は永久磁石５５０よりも前方に凸部５２６を有している。凸部５２６の前端面は弁体座面５２６ａとされている。凸部５２６の外周には、異物収容部５２６ｃが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。この差圧制御弁５００によっても実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０７】
（実施例６）
図１６に示すように、実施例６の差圧制御弁６００は、弁座６１０と、案内部材６３０と、弁体６２０とを備えている。
【０１０８】
弁座６１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする基部６１３と、基部６１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部６１３に対して後方に位置する円筒部６１４とからなる。
【０１０９】
基部６１３及び円筒部６１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔６１１が貫設されている。円筒部６１４は、先端側に位置する小径の凸部６１５と、凸部６１５と基部６１３との間に位置し、凸部６１５よりやや大径の案内部材保持部６１６とからなる。凸部６１５の外周が切欠き６１５ｂとされている。凸部６１５の後方を向く先端は弁座座面６１５ａとされている。
【０１１０】
案内部材６３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部６３３と、円筒部６３３の後端縁を塞ぐ円盤部６３４とからなる。円筒部６３３の前端縁６３３ａが案内部材保持部６１６の外周面に対して外側から嵌合することにより、案内部材６３０が弁座６１０に固定されている。案内部材６３０は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。
【０１１１】
円筒部６３３における前後方向の中間には、円筒部６３３の内部と外部とを連通させる複数の窓６３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。各窓６３３ｂは四角形に形成されている。
【０１１２】
弁体６２０は、弁座６１０の円筒部６１４と、案内部材６３０とにより囲まれた空間内に収容されて、弁座６１０に対して吐出通路５０の下流側に位置している。弁体６２０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円盤形状とされた円盤部６２５と、円盤部６２５を前端に位置させて円盤部６２５と一体成形された円筒形状の円筒部６２１とからなる。本実施例では、円盤部６２５が鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる弁体本体である。また、円筒部６２１は、案内部材６３０と同種の樹脂からなる。
【０１１３】
円盤部６２５の外径は凸部６１５の外径とほぼ等しくされ、円盤部６２５の前端面の外周域は弁体座面６２５ａとされている。
【０１１４】
弁座６１０の切欠き６１５ｂには永久磁石６５０が圧入によって固定されている。永久磁石６５０は弁座座面６１５ａから段差Ｄをもって奥まった位置に配置されている。図１７に示すように、切欠き６１５ｂのうち、永久磁石６５０の先端面６５０ａから弁座座面６１５ａまでの空間が第１異物収容部６１５ｃとされている。円盤部６２５の外周には、閉弁時に第１異物収容部６１５ｃと一体になる第２異物収容部６２５ｂが形成されている。永久磁石６５０の先端面６５０ａは凹設されている。より詳細には、永久磁石６５０の先端面６５０ａは、弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａに近い方が弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａから遠い方よりも段差Ｄが大きいテーパ状に形成されている。
【０１１５】
この差圧制御弁６００では、図１８及び図１９に示すように、離座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度が着座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度よりも高くなるように、永久磁石６５０が配置されている。また、離座時の第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂにおける磁束密度が離座時の弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａにおける磁束密度よりも高くなるように、永久磁石６５０が配置されている。また、弁座座面６１５ａと第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂとの磁束密度の差を大きくしている。他の構成は実施例１と同様である。
【０１１６】
この差圧制御弁６００では、弁座座面６１５ａと第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂとの磁束密度の差が大きいことから、弁座座面６１５ａと弁体座面６２５ａとの間に異物がより一層噛み込み難い。
【０１１７】
また、この差圧制御弁６００では、永久磁石６５０の先端側に第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂが位置し、永久磁石６５０の先端面６５０ａが凹設されている。これにより、第１、２異物収容部６１５ｃ、６２５ｂを大きくすることができ、多くの異物を収容することができる。また、先端面６５０ａがテーパ状に形成されているため、先端面６５０ａと弁座座面６１５ａとの間に磁束が集中する領域が発生し、確実に異物を吸着させることができるので、弁座座面６１５ａと弁体座面６２５ａとの間に異物がより一層噛み込み難い。
【０１１８】
また、この差圧制御弁６００では、弁体６２０の円筒部６２１が案内部材６３０と同種の樹脂からなるため、異物が案内部材６３０と円筒部６２１との間に噛み込み難い。他の作用効果は実施例１と同様である。
【０１１９】
（実施例７）
図２０に示すように、実施例７の差圧制御弁７００では、永久磁石６５１の先端面６５１ａは、弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａに近い方が弁座座面６１５ａ及び弁体座面６２５ａから遠い方よりも段差Ｄが大きい２段の階段状に形成されている。他の構成は実施例１と同様である。この差圧制御弁７００においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２０】
以上において、本発明を実施例１〜７に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜７に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【０１２１】
例えば、差圧制御弁１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００の向きを上下方向に向けてもよいし、リヤハウジング５以外の位置に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…差圧制御弁
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０…弁座、弁座本体
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１…弁孔
１１５、２１４、３２１、４２１、５２１、６１５…凸部
１１５ｂ、６１５ｂ…切欠き
１１５ａ、２１４ａ、３１４ａ、４１４ａ、５１４ａ、６１５ａ…弁座座面
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０…弁体、弁体本体
６２５…円盤部（弁体本体）
１２５ａ、２２５ａ、３２１ａ、４２６ａ、５２６ａ、６２５ａ…弁体座面
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０…案内部材
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０…永久磁石
１１５ｃ、１２５ｂ、２１４ｃ、３２１ｃ、４２６ｃ、５２６ｃ、６１５ｃ、６２５ｂ…異物収容部
２１４ｂ、３２１ｂ、４２６、５２６…凸部
３１…圧縮室
５ｂ…吐出室
５０…吐出通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体とを備える差圧制御弁において、
前記弁座は、磁性材料からなり、前記弁孔回りに弁座座面が形成された弁座本体を有し、
前記弁体は、磁性材料からなり、前記弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成された弁体本体を有し、
前記弁座及び前記弁体の一方には、前記弁座本体と前記弁体本体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石が設けられ、
前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な異物収容部が設けられ、
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が着座時の前記異物収容部における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることを特徴とする差圧制御弁。
【請求項２】
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が離座時の前記弁座座面及び前記弁体座面における磁束密度よりも高くなるように、配置されている請求項１記載の差圧制御弁。
【請求項３】
前記異物収容部は、前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方に形成された切欠き内に配置されている請求項２記載の差圧制御弁。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方から段差をもって奥まった位置に配置されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項５】
前記永久磁石の先端側に前記異物収容部が位置する場合、前記永久磁石の先端面は凹設されている請求項４記載の差圧制御弁。
【請求項６】
前記先端面は、前記弁座座面及び前記弁体座面に近い方が前記弁座座面及び前記弁体座面から遠い方よりも前記段差が大きい請求項５記載の差圧制御弁。
【請求項７】
前記永久磁石は、前記弁体本体における前記弁孔とは反対側に配置されている請求項２記載の差圧制御弁。
【請求項８】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の環状であり、
前記弁座本体は、先端が前記弁座座面とされて筒状に形成され、外周又は内周に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項９】
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項８記載の差圧制御弁。
【請求項１０】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の環状であり、
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて凸状に形成され、外周又は内周に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項１１】
前記弁座本体は、先端が前記弁座座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項１０記載の差圧制御弁。
【請求項１２】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の柱状であり、
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成され、内部に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項１３】
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項１２記載の差圧制御弁。
【請求項１４】
前記弁体本体は筒状に形成されている請求項１３記載の差圧制御弁。
【請求項１５】
前記弁座に固定され、前記弁体を案内する非磁性材料からなる案内部材を備えている請求項１乃至１４のいずれか１項記載の差圧制御弁。
【請求項１６】
圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に請求項１乃至１５のいずれか１項記載の前記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする容量可変型圧縮機。
【請求項１】
流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体とを備える差圧制御弁において、
前記弁座は、磁性材料からなり、前記弁孔回りに弁座座面が形成された弁座本体を有し、
前記弁体は、磁性材料からなり、前記弁座座面と着座又は離座する弁体座面が形成された弁体本体を有し、
前記弁座及び前記弁体の一方には、前記弁座本体と前記弁体本体とを吸引力により互いに接近するように付勢する永久磁石が設けられ、
前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方の近傍には、磁性材料からなる異物を収容可能な異物収容部が設けられ、
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が着座時の前記異物収容部における磁束密度よりも高くなるように、配置されていることを特徴とする差圧制御弁。
【請求項２】
前記永久磁石は、離座時の前記異物収容部における磁束密度が離座時の前記弁座座面及び前記弁体座面における磁束密度よりも高くなるように、配置されている請求項１記載の差圧制御弁。
【請求項３】
前記異物収容部は、前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方に形成された切欠き内に配置されている請求項２記載の差圧制御弁。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記弁座座面及び前記弁体座面の少なくとも一方から段差をもって奥まった位置に配置されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項５】
前記永久磁石の先端側に前記異物収容部が位置する場合、前記永久磁石の先端面は凹設されている請求項４記載の差圧制御弁。
【請求項６】
前記先端面は、前記弁座座面及び前記弁体座面に近い方が前記弁座座面及び前記弁体座面から遠い方よりも前記段差が大きい請求項５記載の差圧制御弁。
【請求項７】
前記永久磁石は、前記弁体本体における前記弁孔とは反対側に配置されている請求項２記載の差圧制御弁。
【請求項８】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の環状であり、
前記弁座本体は、先端が前記弁座座面とされて筒状に形成され、外周又は内周に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項９】
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項８記載の差圧制御弁。
【請求項１０】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の環状であり、
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて凸状に形成され、外周又は内周に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項１１】
前記弁座本体は、先端が前記弁座座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項１０記載の差圧制御弁。
【請求項１２】
前記永久磁石は前記弁孔と同心の柱状であり、
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成され、内部に前記切欠きが形成されている請求項３記載の差圧制御弁。
【請求項１３】
前記弁体本体は、先端が前記弁体座面とされて筒状に形成される凸部を有している請求項１２記載の差圧制御弁。
【請求項１４】
前記弁体本体は筒状に形成されている請求項１３記載の差圧制御弁。
【請求項１５】
前記弁座に固定され、前記弁体を案内する非磁性材料からなる案内部材を備えている請求項１乃至１４のいずれか１項記載の差圧制御弁。
【請求項１６】
圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に請求項１乃至１５のいずれか１項記載の前記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする容量可変型圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−５０１２３（Ｐ２０１３−５０１２３Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６９０４（Ｐ２０１１−１８６９０４）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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