感圧制御弁
【課題】感圧制御弁を改良し、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮する。
【解決手段】本体ケース１のガイド孔１２よりも外側に、クランク室側ポート１３とベローズ収容室２Ａとを連通するクランク室連通ポート１７を形成する。ベローズ収容室２Ａ内の感圧用ベローズ３の底部の下カバー３１に、逃し弁３１ａを形成する。圧縮機の容量制御運転時には、逃し弁３１ａをクランク室連通ポート１７の小径部１７ａ内に挿通した状態とする。吸入圧力Ｐｓが高い時、感圧用ベローズ３が収縮することにより、逃し弁３１ａをクランク室連通ポート１７の大径部１７ｂに変位させクランク室連通ポート１７を開き、クランク室圧力を、クランク室連通ポート１７を介して、ベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に逃がす。
【解決手段】本体ケース１のガイド孔１２よりも外側に、クランク室側ポート１３とベローズ収容室２Ａとを連通するクランク室連通ポート１７を形成する。ベローズ収容室２Ａ内の感圧用ベローズ３の底部の下カバー３１に、逃し弁３１ａを形成する。圧縮機の容量制御運転時には、逃し弁３１ａをクランク室連通ポート１７の小径部１７ａ内に挿通した状態とする。吸入圧力Ｐｓが高い時、感圧用ベローズ３が収縮することにより、逃し弁３１ａをクランク室連通ポート１７の大径部１７ｂに変位させクランク室連通ポート１７を開き、クランク室圧力を、クランク室連通ポート１７を介して、ベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に逃がす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる容量可変型圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結されているので回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、圧縮機の容量（吐出量）を変えることのできる容量可変型圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変型圧縮機においては、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが吸入圧力をシリンダ内に吸入して圧縮した後、吐出し、クランク室内の圧力を変化させることにより、揺動板の傾斜角度を変化させ、往復動するピストンの移動量を可変することによって、冷媒の吐出量を変化させるようになっている。
【０００４】
このような容量可変型圧縮機の容量を可変制御する制御弁として、例えば特開２０００−８８１３２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この特許文献１の制御弁は、圧縮機の吸入圧力Ｐｓに応じた感圧用ベローズの伸縮作用により、弁の開閉状態を変化させて、圧縮機の容量制御を行う自力式の感圧制御弁である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
容量可変型圧縮機（以下、単に「圧縮機」ともいう。）のクランク室に供給されるのは、高圧の吐出圧力であるので、クランク室から吸入側に流す冷媒の排出流量が多くなるほど圧縮機の運転効率は悪くなる。このため、運転効率の観点から、一般に容量可変型圧縮機では、感圧制御弁の外部に設けたクランク室圧力排出通路の面積は固定した状態で小さくしてある。
【０００７】
一方、圧縮機を例えば長期間停止しておくと、冷媒が液状化してクランク室に留まる。クランク室に液状の冷媒が溜まった状態で圧縮機を起動させると、クランク室圧力は液冷媒の気化によって過大な圧力となる。このときは、通常、外気温が高いため、吸入圧力Ｐｓも高くなっている。そのため、本来圧縮機はロード運転しなければならないのに、前記クランク室圧力排出通路だけではクランク室内の圧力が吸入側に速やかに排出されず、圧縮機はアンロード運転となってしまう。その結果、吐出容量が大きくなるまでに時間が掛かり、車内が冷えるまでに時間が掛かるという問題があった。
【０００８】
本発明は、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮することができる感圧制御弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の感圧制御弁は、吸入圧力側ポートに連通したベローズ収容室内に収容された感圧用ベローズを有し、圧縮機の吸入圧力の変化に応じて前記感圧用ベローズを伸縮させることにより、主弁部材で吐出圧力側ポートとクランク室側ポート間に設けた主弁ポートを開閉させ、圧縮機の吐出側からクランク室へ流入する冷媒の流量を制御することにより、クランク室圧力を調整し、圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁において、前記ベローズ収容室と前記クランク室側ポートとを連通するクランク室連通ポートを設けるとともに、該クランク室連通ポートのベローズ収容室の側に、前記感圧用ベローズの伸縮に連動して該クランク室連通ポートを開閉する逃し弁を設け、前記吸入圧力が低い時には、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを閉じ、前記吸入圧力が高い時には、前記主弁部材が前記主弁ポートを閉じるとともに、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを開くようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記クランク室連通ポートが、前記主弁ポートが形成された本体ケースの中心よりも外側に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記クランク室連通ポートが、前記主弁部材の弁部に感圧用ベローズの動きを伝達する弁ステム部に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部の中央に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記感圧用ベローズの前記主弁部材とは反対側に連結されたプランジャを駆動して該感圧用ベローズを弁閉側に移動する電磁コイル装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の感圧制御弁によれば、吸入圧力が高い時には、クランク室連通ポートが開くので、クランク室圧力が過大であったとしても、クランク室圧力を速やかに吸入側に抜くことができ、圧縮機の吐出容量を速やかに大きくすることができる。
【００１４】
請求項２の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、クランク室連通ポートと逃し弁とを、主弁ポートの外側に設けているので、例えば感圧用ベローズに当接する主弁部材をボール、弁ステム部及び弁体で構成した場合、このボールによる感圧用ベローズとの当接箇所において球面接続を維持したまま、クランク室連通ポートと逃し弁による逃がし構造を構成することができる。
【００１５】
請求項３の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、感圧用ベローズの動きを弁部に伝達する弁ステム部にクランク室連通ポートを形成しているので、本体ケースにクランク室連通ポートを形成する必要がなくなる。
【００１６】
請求項４の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、電磁コイル装置の切り替えにより、圧縮機を確実にアンロード運転とすることができ、圧縮機（エアコン）のＯＮ／ＯＦＦのためのマグネットクラッチ等を用いる必要がないため、圧縮機を安価かつ小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態及び第３実施形態の逃し弁の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の感圧制御弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図２は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図３は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図、図４は図３の要部拡大断面図である。なお、図１は圧縮機のアンロード運転時、図２及び図３は圧縮機のフルロード運転時に対応する。
【００１９】
この第１実施形態の感圧制御弁は、本体ケース１と本体ケース１の上部にかしめ結合されたベローズケース２とにより弁ハウジングを構成している。本体ケース１とベローズケース２は金属の切削加工等により形成されている。ベローズケース２は、大径円筒状で端部を本体ケース１にかしめ結合され、その内部にベローズ収容室２Ａを形成している。ベローズ収容室２Ａ内には感圧用ベローズ３が配置されている。また、ベローズケース２の側部には吸入圧力側ポート２１が形成されており、この吸入圧力側ポート２１には圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００２０】
感圧用ベローズ３は、下カバー３１と、下端板３２と、ベローズ本体３３と、ベローズカバー３４と、調整ばね３５と、ストッパ当金３６とで構成されている。下端板３２とベローズ本体３３は一体に成形されており、ベローズ本体３３はベローズカバー３４と気密に溶接されて、その内部は真空気密室となっている。また、ストッパ当金３６とベローズカバー３４との間に調整ばね３５が圧縮状態で配設されている。下カバー３１の外周近傍には後述のクランク室連通ポート１７に挿通するピン状の逃し弁３１ａが形成されている。
【００２１】
本体ケース１のベローズケース２とは反対側には、弁室１Ａが形成され、この弁室１Ａとベローズ収容室２Ａとの間には、円形の主弁ポート１１、円筒形のガイド孔１２及びクランク室側ポート１３が形成されている。このクランク室側ポート１３には圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが導入される。また、本体ケース１の下端部には、弁室１Ａを画定するばね受け部材１４がかしめ結合されており、このばね受け部材１４には吐出圧力側ポート１５が形成されている。また。本体ケース１の下部にはバルブフィルタ１６が取り付けられており、圧縮機の吐出圧力Ｐｄがバルブフィルタ１６及び吐出圧力側ポート１５を介して弁室１Ａに導入される。
【００２２】
弁室１Ａ内には「弁部」としてのボール状の主弁体４が設けられている。主弁体４の上には弁ステム部４１及びボール４２が配設されており、この主弁体４、弁ステム部４１及びボール４２が「主弁部材」を構成している。弁ステム部４１とボール４２は、本体ケース１に形成されたガイド孔１２を摺動可能に貫通しており、ボール４２の上端がベローズ収容室２Ａ内に僅かに突出し、このボール４２が感圧用ベローズ３に当接している。このボール４２と感圧用ベローズ３との当接箇所は球面接続をしており、中心位置出しの精度が高まる。また、弁ステム部４１は感圧用ベローズ３の動きを主弁体４に伝達する役割をする。主弁体４にはボール受け４３が係合しており、ボール受け４３とばね受け部材１４との間に、主弁体４を閉弁方向（上方）へ付勢する閉弁ばね４４が設けられている。主弁体４は、図にて上下に変位することにより、弁座１１ａに着座、離間して主弁ポート１１を開閉し、弁リフト量に応じて吐出圧力側ポート１５より主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３へ流れる流体の流量を定量的に制御（可変制御）する。
【００２３】
ベローズケース２の上部には、調整ネジ５が取り付けられている。調整ネジ５の上端部には雄ねじ部５ａが形成され、この雄ねじ部５ａがベローズケース２の上部に形成された雌ねじ部２ａに螺合されている。調整ネジ５の下端にはボール５１が係合されている。感圧用ベローズ３のベローズカバー３４の中心にはストレートな円筒状の保持部３４ａが形成されており、この保持部３４ａ内に調整ねじ５及びボール５１が嵌め込まれている。
【００２４】
ベローズ収容室２Ａの底部すなわち本体ケース１には、ガイド孔１２の周囲を囲うように円環状の溝１ａが形成されており、この溝１ａ内には、感圧用ベローズ３の下カバー３１に当接するように中間ばね６が圧縮された状態で配設されている。この中間ばね６は、感圧用ベローズ３を調整ねじ５側に付勢しているので、感圧用ベローズ３が調整ねじ５に連結されている。なお、中間ばね６のばね力は、耐最大振動性仕様で、感圧用ベローズ３が振動しない程度のばね力である。
【００２５】
本体ケース１には、溝１ａの外側の複数箇所（例えば４箇所）に、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とを連通させるクランク室連通ポート１７が形成されている。クランク室連通ポート１７はクランク室側ポート１３側の径の小さな小径部１７ａと、ベローズ収容室２Ａ側の径の大きな大径部１７ｂとで構成されている。そして、感圧用ベローズ３の下カバー３１に形成された逃し弁３１ａが、大径部１７ｂを通して、小径部１７ａ内に挿通可能となっている。
【００２６】
以上の構成により、吸入圧力Ｐｓが低いときは、図１に示すように、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸長し、主弁体４は感圧用ベローズ３の下端に当接したボール４２、弁ステム部４１を介し降下し、主弁ポート１１を開く。これにより、吐出圧力側ポート１５から主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３に高圧冷媒が流れ、クランク室が高圧になって、圧縮機がアンロード運転となる。吸入圧力Ｐｓが高くなると、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として収縮し、主弁体４は閉弁ばね４４の付勢力により閉弁方向に変位し、図２に示すように、主弁体４が主弁ポート１１を全閉とすると、圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと実質的に等しい圧力になり圧縮機はフルロード運転となる。なお、調整ねじ５のねじ込み量を調整する事により、感圧用ベローズ３の圧縮量（圧縮荷重）が調整される。これにより感圧制御弁のＰｓ設定（弁閉する）圧力が調整される。
【００２７】
以上の図１の状態と図２の状態の間で、吸入圧力Ｐｓの変化に応じて、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸縮し、主弁体４のリフト量に応じて主弁ポート１１の開度が調整され、圧縮機は容量制御運転となるが、主弁体４が主弁ポート１１を開いている時は、逃し弁３１ａはクランク室連通ポート１７の小径部１７ａ内に常時挿通されており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート１３を介し、ベローズ収容室２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００２８】
図２の状態から、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図３に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、感圧用ベローズ３がボール４２から切り離されて、主弁体４は主弁ポート１１の全閉状態を維持する。これにより圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３１ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、クランク室連通ポート１７の大径部１７ｂに変位するので、このクランク室連通ポート１７が開かれ、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通される。
【００２９】
ここで、圧縮機を例えば長期間停止しておき冷媒が液状化してクランク室に留まった状態で圧縮機を起動させると、クランク室圧力は液冷媒の気化によって過大な圧力となる。このとき、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図３の状態となり、クランク室連通ポート１７により、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通された状態となる。そして、図４に矢印で示したように、クランク室圧力が、クランク室側ポート１３から、クランク室連通ポート１７の小径部１７ｂ及び大径部１７ａを通ってベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に抜ける。したがって、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００３０】
図５は第２実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図６は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図７は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図、図８は図７の要部拡大断面図である。なお、図５は圧縮機のアンロード運転時、図６及び図７は圧縮機のフルロード運転時に対応する。この図５〜図８において、前記第１実施形態と同じ要素には図１乃至図４と同符号を付記してある。なお、その要素の構造、作用効果は前述のとおりであるのでその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第２実施形態では、本体ケース１に形成されたガイド孔１２内の弁ステム部４５に縦孔４５ａと横孔４５ｂを形成し、この縦孔４５ａと横孔４５ｂが「クランク室連通ポート」を構成している。なお、主弁体４と弁ステム部４５が「主弁部材」を構成しており、弁ステム部４５は感圧用ベローズ３の動きを主弁体４に伝達する役割をする。また、感圧用ベローズ３の下端部の下カバー３７の中央に、ボール状の逃し弁３７ａが配設されており、この逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されている。
【００３２】
以上の構成により、吸入圧力Ｐｓが低いときは、図５に示すように、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸長し、主弁体４は感圧用ベローズ３の下端の逃し弁３７ａ、弁ステム部４５を介し降下し、主弁ポート１１を開く。そして、第１実施形態と同様に吐出圧力側ポート１５から主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３に高圧冷媒が流れ、圧縮機はアンロード運転となる。吸入圧力Ｐｓが高くなると、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として収縮し、主弁体４は閉弁ばね４４の付勢力により閉弁方向に変位し、図６に示すように、主弁体４が主弁ポート１１を全閉とすると、圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと実質的に等しい圧力になり、圧縮機はフルロード運転となる。
【００３３】
第１実施形態と同様に、図５の状態と図６の状態の間で圧縮機は容量制御運転となるが、主弁体４が主弁ポート１１を開いている時は、逃し弁３７ａは弁ステム部４５の縦孔４５ａ（クランク室連通ポート）を常時閉状態としており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート１３を介し、ベローズ収容室２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００３４】
そして、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図７に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、逃し弁３７ａが弁ステム部４５から切り離され、主弁体４は主弁ポート１１の全閉状態を維持する。これにより、圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３７ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、弁ステム部４５の縦孔４５ａを開いて、この縦孔４５ａ及び横孔４５ｂ（クランク室連通ポート）を介してベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通される。
【００３５】
また、第１実施形態と同様に、圧縮機の起動時にクランク室圧力が液冷媒の気化によって過大な圧力となると、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図７の状態となり、縦孔４５ａ及び横孔４５ｂ（クランク室連通ポート）により、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通された状態となる。したがって、図８に矢印で示したように、クランク室圧力が、クランク室側ポート１３から、横孔４５ｂ、縦孔４５ａを通ってベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に抜け、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００３６】
図９は第３実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図１０は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図１１は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。なお、図９は圧縮機のアンロード運転時、図１０及び図１１は圧縮機のフルロード運転時に対応する。この図９〜図１１において、前記第１実施形態及び第２実施形態と同じ要素には図１乃至図８と同符号を付記してある。なお、その要素の構造、作用効果は前述のとおりであるのでその詳細な説明は省略する。
【００３７】
この第３実施形態の感圧制御弁は、本体ケース７１と本体ケース７１の上部にかしめ結合されたベローズケース７２とにより弁ハウジングを構成している。本体ケース７１は金属の切削加工等により形成されている。ベローズケース７２はステンレス（ＳＵＳ）板のプレス加工により形成したものであり、このベローズケース７２は、大径円筒状で端部を本体ケース７１にかしめ結合したベローズ収容函７２ａと、小径円筒状のプランジャケース７２ｂとを一体に形成して構成されている。また、ベローズケース７２（ベローズ収容函７２ａ）の外周にはステンレス（ＳＵＳ）板のプレス加工により形成した蓋７３が嵌合固着されている。蓋７３の上部及びプランジャケース７２ｂの外周に電磁コイル装置１０が設けられている。
【００３８】
ベローズ収容函７２ａはその内部にベローズ収容室７２Ａを形成しており、ベローズ収容室７２Ａには感圧用ベローズ３が配置されている。また、ベローズ収容函７２ａの側部には吸入圧力側ポート７２１が形成されており、この吸入圧力側ポート７２１には圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００３９】
本体ケース７１のベローズケース７２とは反対側には、弁室７１Ａが形成され、この弁室７１Ａとベローズ収容室７２Ａとの間には、円形の主弁ポート７１１、円筒形のガイド孔７１２及びクランク室側ポート７１３が形成されている。このクランク室側ポート７１３には圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが導入される。また、本体ケース７１の下端部には、弁室７１Ａを画定するばね受け部材７４がかしめ結合されており、このばね受け部材７４には吐出圧力側ポート７５が形成されている。そして、圧縮機の吐出圧力Ｐｄが吐出圧力側ポート７５を介して弁室７１Ａに導入される。
【００４０】
弁室７１Ａ、主弁ポート７１１及びガイド孔７１２内には、円柱状の弁部７６ａと円柱棒状の弁ステム部７６ｂとを一体形成した主弁部材７６が設けられている。弁ステム部７６ｂは感圧用ベローズ３の動きを弁部７６ａに伝達する役割をする。弁部７６ａの下部にはフランジ部が形成されており、このフランジ部とばね受け部材７４との間に、弁部７６ａを閉弁方向（上方）へ付勢する閉弁ばね７７が設けられている。
【００４１】
弁ステム部７６ｂには縦孔７６ｂ１と横孔７６ｂ２が形成され、この縦孔７６ｂ１と横孔７６ｂ２が「クランク室連通ポート」を構成している。また、第２実施形態と同様に、感圧用ベローズ３の下端部の下カバー３７の中央に、ボール状の逃し弁３７ａが配設されており、この逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されている。
【００４２】
プランジャケース７２ｂの上端部には電磁コイル装置１０の吸引子１０ａが固着されている。プランジャケース７２ｂの内部にはプランジャ１０ｂが配設されており、このプランジャ１０ｂと吸引子１０ａとの間にはプランジャばね１０ｃが圧縮して配設されている。プランジャケース７２ｂの外周部には電磁コイル１０ｄが設けられており、電磁コイル１０ｄの励磁により、吸引子１０ａの下端面がプランジャ１０ｂに対する磁気吸引面となる。感圧用ベローズ３のベローズカバー３４の保持部３４ａ内にプランジャ１０ｂの端部の円柱状のボス部１０ｂ１が嵌め込まれている。また、感圧用ベローズ３は中間ばね６によりプランジャ１０ｂ側に付勢されている。なお、プランジャ１０ｂに対する吸引子１０ａによる吸引力、閉弁ばね７７のばね力及び中間ばね６のばね力の合成力は、プランジャばね１０ｃのばね力より大きく設定されている。また、プランジャばね１０ｃのばね力は、閉弁ばね７７のばね力及び中間ばね６のばね力の合成力より大きく設定されている。
【００４３】
吸引子１０ａ内には調整ねじ２０がその上端部を吸引子１０ａに螺合されて配設されている。調整ねじ２０は、感圧用ベローズ３側に延びるロッド部２０ａを有し、このロッド部２０ａは、吸引子１０ａとプランジャ１０ｂの中心の貫通孔を通して、感圧用ベローズ３のベローズカバー３４内まで延びている。なお、この第３実施形態では、感圧用ベローズ３の圧縮量（荷重）の調整を、電磁コイル装置１０の通電時に調整ねじ２０のねじ込み量を調整し、調整ねじ２０のロッド部２０ａの先端でベローズカバー３４を直接圧縮させて行い、感圧制御弁のＰｓ設定（弁閉する）圧力を調整する。
【００４４】
以上の構成により、電磁コイル装置１０が非通電時（非励磁時）には、図９に示すように、プランジャ１０ｂがプランジャばね１０ｃのばね力により吸引子１０ａから離間する。これにより、感圧用ベローズ３の下側がベローズ収容室７２Ａの底部（本体ケース７１）に当接し、主弁部材７６は最大弁開位置に位置する。そして、吸入圧力Ｐｓに変化が生じても、感圧用ベローズ３はベローズ収容室７２Ａの底部を固定点として伸縮する。これにより、感圧制御弁は最大弁開位置を保持できるから、感圧制御弁を非通電状態にすることで圧縮機のアンロード運転の状態が確実に維持される。
【００４５】
また、電磁コイル装置１０が通電時（励磁時）には、図１０に示すように、プランジャ１０ｂが吸引子１０ａに吸着した状態となる。この状態で、吸入圧力Ｐｓが低くなると、感圧用ベローズ３は、プランジャ１０ｂのボス部１０ｂ１側を固定点として伸長し、逆に吸入圧力Ｐｓが高くなるとボス部１０ｂ１側を固定点として収縮する。これにより、主弁部材７６が変位し、圧縮機は容量制御運転となるが、主弁部材７６の弁部７６ａが主弁ポート７１１を開いている時は、逃し弁３７ａは弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１（クランク室連通ポート）を常時閉状態としており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート７１３を介し、ベローズ収容室７２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００４６】
そして、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図１１に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、逃し弁３７ａが弁ステム部７６ｂから切り離され、主弁部材７６は主弁ポート７１１の全閉状態を維持する。これにより、圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３７ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１を開いて、この縦孔７６ｂ１及び横孔７６ｂ２（クランク室連通ポート）を介してベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３とが連通される。
【００４７】
また、第２実施形態と同様に、圧縮機の起動時にクランク室圧力が液冷媒の気化によって過大な圧力となると、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図１１の状態となり、縦孔７６ｂ１及び横孔７６ｂ２（クランク室連通ポート）により、ベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３とが連通された状態となる。したがって、クランク室圧力が、クランク室側ポート７１３から横孔７６ｂ２及び縦孔７６ｂ１を通ってベローズ収容室７２Ａ及び吸入圧力側ポート７２１に抜け、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００４８】
この第３実施形態では、電磁コイル装置１０の通電／非通電の切り替えにより、圧縮機を確実にアンロード運転とすることができる。したがって、圧縮機（エアコン）のＯＮ／ＯＦＦのためのマグネットクラッチ等を用いる必要がないため、圧縮機を安価かつ小型に構成することができる。
【００４９】
第２実施形態及び第３実施形態では、逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されているが、この構成に限らず、逃し弁３７ａは下カバー３７に代えて、例えば図１２のような下カバー３８を感圧用ベローズ３の下端部に設けてもよい。この下カバー３８は金属板のプレス加工により形成したものであり、中央部に「逃し弁」としての突出部３８ａが形成されている。この突出部３８ａにより、前記弁ステム部４５の縦孔４５ａ、あるいは前記弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１をそれぞれ開閉するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 本体ケース
１Ａ 弁室
１１ 主弁ポート
１２ ガイド孔
１３ クランク室側ポート
１５ 吐出圧力側ポート
１７ クランク室連通ポート
１７ａ 小径部
１７ｂ 大径部
２ ベローズケース
２Ａ ベローズ収容室
２１ 吸入圧力側ポート
３ 感圧用ベローズ
３１ 下カバー
３１ａ 逃し弁
４ 主弁体（弁部、主弁部材）
４１ 弁ステム部（主弁部材）
４２ ボール（主弁部材）
４５ 弁ステム部
４５ａ 縦孔（クランク室連通ポート）
４５ｂ 横孔（クランク室連通ポート）
３７ 下カバー
３７ａ 逃し弁
７１ 本体ケース
７１Ａ 弁室
７１１ 主弁ポート
７１２ ガイド孔
７１３ クランク室側ポート
７２ ベローズケース
７２Ａ ベローズ収容室
７２１ 吸入圧力側ポート
７５ 吐出圧力側ポート
７６ａ 弁部
７６ｂ 弁ステム部
７６ 主弁部材
７６ｂ１ 縦孔（クランク室連通ポート）
７６ｂ２ 横孔（クランク室連通ポート）
１０ 電磁コイル装置
１０ａ 吸引子
１０ｂ プランジャ
１０ｃ プランジャばね
１０ｄ 電磁コイル
１０ｂ１ ボス部
３８ 下カバー
３８ａ 突出部（逃し弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空調装置などの冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる容量可変型圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、エンジンにベルトで直結されているので回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、圧縮機の容量（吐出量）を変えることのできる容量可変型圧縮機が用いられている。
【０００３】
そのような容量可変型圧縮機においては、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により往復動するピストンが吸入圧力をシリンダ内に吸入して圧縮した後、吐出し、クランク室内の圧力を変化させることにより、揺動板の傾斜角度を変化させ、往復動するピストンの移動量を可変することによって、冷媒の吐出量を変化させるようになっている。
【０００４】
このような容量可変型圧縮機の容量を可変制御する制御弁として、例えば特開２０００−８８１３２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この特許文献１の制御弁は、圧縮機の吸入圧力Ｐｓに応じた感圧用ベローズの伸縮作用により、弁の開閉状態を変化させて、圧縮機の容量制御を行う自力式の感圧制御弁である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
容量可変型圧縮機（以下、単に「圧縮機」ともいう。）のクランク室に供給されるのは、高圧の吐出圧力であるので、クランク室から吸入側に流す冷媒の排出流量が多くなるほど圧縮機の運転効率は悪くなる。このため、運転効率の観点から、一般に容量可変型圧縮機では、感圧制御弁の外部に設けたクランク室圧力排出通路の面積は固定した状態で小さくしてある。
【０００７】
一方、圧縮機を例えば長期間停止しておくと、冷媒が液状化してクランク室に留まる。クランク室に液状の冷媒が溜まった状態で圧縮機を起動させると、クランク室圧力は液冷媒の気化によって過大な圧力となる。このときは、通常、外気温が高いため、吸入圧力Ｐｓも高くなっている。そのため、本来圧縮機はロード運転しなければならないのに、前記クランク室圧力排出通路だけではクランク室内の圧力が吸入側に速やかに排出されず、圧縮機はアンロード運転となってしまう。その結果、吐出容量が大きくなるまでに時間が掛かり、車内が冷えるまでに時間が掛かるという問題があった。
【０００８】
本発明は、可変容量型圧縮機の起動直後において吐出容量が大きくなるまでに掛かる時間を短縮することができる感圧制御弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の感圧制御弁は、吸入圧力側ポートに連通したベローズ収容室内に収容された感圧用ベローズを有し、圧縮機の吸入圧力の変化に応じて前記感圧用ベローズを伸縮させることにより、主弁部材で吐出圧力側ポートとクランク室側ポート間に設けた主弁ポートを開閉させ、圧縮機の吐出側からクランク室へ流入する冷媒の流量を制御することにより、クランク室圧力を調整し、圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁において、前記ベローズ収容室と前記クランク室側ポートとを連通するクランク室連通ポートを設けるとともに、該クランク室連通ポートのベローズ収容室の側に、前記感圧用ベローズの伸縮に連動して該クランク室連通ポートを開閉する逃し弁を設け、前記吸入圧力が低い時には、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを閉じ、前記吸入圧力が高い時には、前記主弁部材が前記主弁ポートを閉じるとともに、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを開くようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記クランク室連通ポートが、前記主弁ポートが形成された本体ケースの中心よりも外側に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記クランク室連通ポートが、前記主弁部材の弁部に感圧用ベローズの動きを伝達する弁ステム部に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部の中央に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の感圧制御弁は、請求項１に記載の感圧制御弁であって、前記感圧用ベローズの前記主弁部材とは反対側に連結されたプランジャを駆動して該感圧用ベローズを弁閉側に移動する電磁コイル装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の感圧制御弁によれば、吸入圧力が高い時には、クランク室連通ポートが開くので、クランク室圧力が過大であったとしても、クランク室圧力を速やかに吸入側に抜くことができ、圧縮機の吐出容量を速やかに大きくすることができる。
【００１４】
請求項２の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、クランク室連通ポートと逃し弁とを、主弁ポートの外側に設けているので、例えば感圧用ベローズに当接する主弁部材をボール、弁ステム部及び弁体で構成した場合、このボールによる感圧用ベローズとの当接箇所において球面接続を維持したまま、クランク室連通ポートと逃し弁による逃がし構造を構成することができる。
【００１５】
請求項３の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、感圧用ベローズの動きを弁部に伝達する弁ステム部にクランク室連通ポートを形成しているので、本体ケースにクランク室連通ポートを形成する必要がなくなる。
【００１６】
請求項４の感圧制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、電磁コイル装置の切り替えにより、圧縮機を確実にアンロード運転とすることができ、圧縮機（エアコン）のＯＮ／ＯＦＦのためのマグネットクラッチ等を用いる必要がないため、圧縮機を安価かつ小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の感圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の感圧制御弁の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態及び第３実施形態の逃し弁の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の感圧制御弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図２は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図３は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図、図４は図３の要部拡大断面図である。なお、図１は圧縮機のアンロード運転時、図２及び図３は圧縮機のフルロード運転時に対応する。
【００１９】
この第１実施形態の感圧制御弁は、本体ケース１と本体ケース１の上部にかしめ結合されたベローズケース２とにより弁ハウジングを構成している。本体ケース１とベローズケース２は金属の切削加工等により形成されている。ベローズケース２は、大径円筒状で端部を本体ケース１にかしめ結合され、その内部にベローズ収容室２Ａを形成している。ベローズ収容室２Ａ内には感圧用ベローズ３が配置されている。また、ベローズケース２の側部には吸入圧力側ポート２１が形成されており、この吸入圧力側ポート２１には圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００２０】
感圧用ベローズ３は、下カバー３１と、下端板３２と、ベローズ本体３３と、ベローズカバー３４と、調整ばね３５と、ストッパ当金３６とで構成されている。下端板３２とベローズ本体３３は一体に成形されており、ベローズ本体３３はベローズカバー３４と気密に溶接されて、その内部は真空気密室となっている。また、ストッパ当金３６とベローズカバー３４との間に調整ばね３５が圧縮状態で配設されている。下カバー３１の外周近傍には後述のクランク室連通ポート１７に挿通するピン状の逃し弁３１ａが形成されている。
【００２１】
本体ケース１のベローズケース２とは反対側には、弁室１Ａが形成され、この弁室１Ａとベローズ収容室２Ａとの間には、円形の主弁ポート１１、円筒形のガイド孔１２及びクランク室側ポート１３が形成されている。このクランク室側ポート１３には圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが導入される。また、本体ケース１の下端部には、弁室１Ａを画定するばね受け部材１４がかしめ結合されており、このばね受け部材１４には吐出圧力側ポート１５が形成されている。また。本体ケース１の下部にはバルブフィルタ１６が取り付けられており、圧縮機の吐出圧力Ｐｄがバルブフィルタ１６及び吐出圧力側ポート１５を介して弁室１Ａに導入される。
【００２２】
弁室１Ａ内には「弁部」としてのボール状の主弁体４が設けられている。主弁体４の上には弁ステム部４１及びボール４２が配設されており、この主弁体４、弁ステム部４１及びボール４２が「主弁部材」を構成している。弁ステム部４１とボール４２は、本体ケース１に形成されたガイド孔１２を摺動可能に貫通しており、ボール４２の上端がベローズ収容室２Ａ内に僅かに突出し、このボール４２が感圧用ベローズ３に当接している。このボール４２と感圧用ベローズ３との当接箇所は球面接続をしており、中心位置出しの精度が高まる。また、弁ステム部４１は感圧用ベローズ３の動きを主弁体４に伝達する役割をする。主弁体４にはボール受け４３が係合しており、ボール受け４３とばね受け部材１４との間に、主弁体４を閉弁方向（上方）へ付勢する閉弁ばね４４が設けられている。主弁体４は、図にて上下に変位することにより、弁座１１ａに着座、離間して主弁ポート１１を開閉し、弁リフト量に応じて吐出圧力側ポート１５より主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３へ流れる流体の流量を定量的に制御（可変制御）する。
【００２３】
ベローズケース２の上部には、調整ネジ５が取り付けられている。調整ネジ５の上端部には雄ねじ部５ａが形成され、この雄ねじ部５ａがベローズケース２の上部に形成された雌ねじ部２ａに螺合されている。調整ネジ５の下端にはボール５１が係合されている。感圧用ベローズ３のベローズカバー３４の中心にはストレートな円筒状の保持部３４ａが形成されており、この保持部３４ａ内に調整ねじ５及びボール５１が嵌め込まれている。
【００２４】
ベローズ収容室２Ａの底部すなわち本体ケース１には、ガイド孔１２の周囲を囲うように円環状の溝１ａが形成されており、この溝１ａ内には、感圧用ベローズ３の下カバー３１に当接するように中間ばね６が圧縮された状態で配設されている。この中間ばね６は、感圧用ベローズ３を調整ねじ５側に付勢しているので、感圧用ベローズ３が調整ねじ５に連結されている。なお、中間ばね６のばね力は、耐最大振動性仕様で、感圧用ベローズ３が振動しない程度のばね力である。
【００２５】
本体ケース１には、溝１ａの外側の複数箇所（例えば４箇所）に、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とを連通させるクランク室連通ポート１７が形成されている。クランク室連通ポート１７はクランク室側ポート１３側の径の小さな小径部１７ａと、ベローズ収容室２Ａ側の径の大きな大径部１７ｂとで構成されている。そして、感圧用ベローズ３の下カバー３１に形成された逃し弁３１ａが、大径部１７ｂを通して、小径部１７ａ内に挿通可能となっている。
【００２６】
以上の構成により、吸入圧力Ｐｓが低いときは、図１に示すように、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸長し、主弁体４は感圧用ベローズ３の下端に当接したボール４２、弁ステム部４１を介し降下し、主弁ポート１１を開く。これにより、吐出圧力側ポート１５から主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３に高圧冷媒が流れ、クランク室が高圧になって、圧縮機がアンロード運転となる。吸入圧力Ｐｓが高くなると、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として収縮し、主弁体４は閉弁ばね４４の付勢力により閉弁方向に変位し、図２に示すように、主弁体４が主弁ポート１１を全閉とすると、圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと実質的に等しい圧力になり圧縮機はフルロード運転となる。なお、調整ねじ５のねじ込み量を調整する事により、感圧用ベローズ３の圧縮量（圧縮荷重）が調整される。これにより感圧制御弁のＰｓ設定（弁閉する）圧力が調整される。
【００２７】
以上の図１の状態と図２の状態の間で、吸入圧力Ｐｓの変化に応じて、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸縮し、主弁体４のリフト量に応じて主弁ポート１１の開度が調整され、圧縮機は容量制御運転となるが、主弁体４が主弁ポート１１を開いている時は、逃し弁３１ａはクランク室連通ポート１７の小径部１７ａ内に常時挿通されており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート１３を介し、ベローズ収容室２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００２８】
図２の状態から、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図３に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、感圧用ベローズ３がボール４２から切り離されて、主弁体４は主弁ポート１１の全閉状態を維持する。これにより圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３１ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、クランク室連通ポート１７の大径部１７ｂに変位するので、このクランク室連通ポート１７が開かれ、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通される。
【００２９】
ここで、圧縮機を例えば長期間停止しておき冷媒が液状化してクランク室に留まった状態で圧縮機を起動させると、クランク室圧力は液冷媒の気化によって過大な圧力となる。このとき、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図３の状態となり、クランク室連通ポート１７により、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通された状態となる。そして、図４に矢印で示したように、クランク室圧力が、クランク室側ポート１３から、クランク室連通ポート１７の小径部１７ｂ及び大径部１７ａを通ってベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に抜ける。したがって、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００３０】
図５は第２実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図６は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図７は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図、図８は図７の要部拡大断面図である。なお、図５は圧縮機のアンロード運転時、図６及び図７は圧縮機のフルロード運転時に対応する。この図５〜図８において、前記第１実施形態と同じ要素には図１乃至図４と同符号を付記してある。なお、その要素の構造、作用効果は前述のとおりであるのでその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第２実施形態では、本体ケース１に形成されたガイド孔１２内の弁ステム部４５に縦孔４５ａと横孔４５ｂを形成し、この縦孔４５ａと横孔４５ｂが「クランク室連通ポート」を構成している。なお、主弁体４と弁ステム部４５が「主弁部材」を構成しており、弁ステム部４５は感圧用ベローズ３の動きを主弁体４に伝達する役割をする。また、感圧用ベローズ３の下端部の下カバー３７の中央に、ボール状の逃し弁３７ａが配設されており、この逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されている。
【００３２】
以上の構成により、吸入圧力Ｐｓが低いときは、図５に示すように、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として伸長し、主弁体４は感圧用ベローズ３の下端の逃し弁３７ａ、弁ステム部４５を介し降下し、主弁ポート１１を開く。そして、第１実施形態と同様に吐出圧力側ポート１５から主弁ポート１１を経てクランク室側ポート１３に高圧冷媒が流れ、圧縮機はアンロード運転となる。吸入圧力Ｐｓが高くなると、感圧用ベローズ３は調整ねじ５側を固定点として収縮し、主弁体４は閉弁ばね４４の付勢力により閉弁方向に変位し、図６に示すように、主弁体４が主弁ポート１１を全閉とすると、圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓと実質的に等しい圧力になり、圧縮機はフルロード運転となる。
【００３３】
第１実施形態と同様に、図５の状態と図６の状態の間で圧縮機は容量制御運転となるが、主弁体４が主弁ポート１１を開いている時は、逃し弁３７ａは弁ステム部４５の縦孔４５ａ（クランク室連通ポート）を常時閉状態としており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート１３を介し、ベローズ収容室２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００３４】
そして、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図７に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、逃し弁３７ａが弁ステム部４５から切り離され、主弁体４は主弁ポート１１の全閉状態を維持する。これにより、圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３７ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、弁ステム部４５の縦孔４５ａを開いて、この縦孔４５ａ及び横孔４５ｂ（クランク室連通ポート）を介してベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通される。
【００３５】
また、第１実施形態と同様に、圧縮機の起動時にクランク室圧力が液冷媒の気化によって過大な圧力となると、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図７の状態となり、縦孔４５ａ及び横孔４５ｂ（クランク室連通ポート）により、ベローズ収容室２Ａとクランク室側ポート１３とが連通された状態となる。したがって、図８に矢印で示したように、クランク室圧力が、クランク室側ポート１３から、横孔４５ｂ、縦孔４５ａを通ってベローズ収容室２Ａ及び吸入圧力側ポート２１に抜け、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００３６】
図９は第３実施形態の感圧制御弁の全開状態の縦断面図、図１０は同感圧制御弁の全閉状態の縦断面図、図１１は同感圧制御弁の全閉状態でベローズ最収縮状態の縦断面図である。なお、図９は圧縮機のアンロード運転時、図１０及び図１１は圧縮機のフルロード運転時に対応する。この図９〜図１１において、前記第１実施形態及び第２実施形態と同じ要素には図１乃至図８と同符号を付記してある。なお、その要素の構造、作用効果は前述のとおりであるのでその詳細な説明は省略する。
【００３７】
この第３実施形態の感圧制御弁は、本体ケース７１と本体ケース７１の上部にかしめ結合されたベローズケース７２とにより弁ハウジングを構成している。本体ケース７１は金属の切削加工等により形成されている。ベローズケース７２はステンレス（ＳＵＳ）板のプレス加工により形成したものであり、このベローズケース７２は、大径円筒状で端部を本体ケース７１にかしめ結合したベローズ収容函７２ａと、小径円筒状のプランジャケース７２ｂとを一体に形成して構成されている。また、ベローズケース７２（ベローズ収容函７２ａ）の外周にはステンレス（ＳＵＳ）板のプレス加工により形成した蓋７３が嵌合固着されている。蓋７３の上部及びプランジャケース７２ｂの外周に電磁コイル装置１０が設けられている。
【００３８】
ベローズ収容函７２ａはその内部にベローズ収容室７２Ａを形成しており、ベローズ収容室７２Ａには感圧用ベローズ３が配置されている。また、ベローズ収容函７２ａの側部には吸入圧力側ポート７２１が形成されており、この吸入圧力側ポート７２１には圧縮機の吸入圧力Ｐｓが導入される。
【００３９】
本体ケース７１のベローズケース７２とは反対側には、弁室７１Ａが形成され、この弁室７１Ａとベローズ収容室７２Ａとの間には、円形の主弁ポート７１１、円筒形のガイド孔７１２及びクランク室側ポート７１３が形成されている。このクランク室側ポート７１３には圧縮機のクランク室圧力Ｐｃが導入される。また、本体ケース７１の下端部には、弁室７１Ａを画定するばね受け部材７４がかしめ結合されており、このばね受け部材７４には吐出圧力側ポート７５が形成されている。そして、圧縮機の吐出圧力Ｐｄが吐出圧力側ポート７５を介して弁室７１Ａに導入される。
【００４０】
弁室７１Ａ、主弁ポート７１１及びガイド孔７１２内には、円柱状の弁部７６ａと円柱棒状の弁ステム部７６ｂとを一体形成した主弁部材７６が設けられている。弁ステム部７６ｂは感圧用ベローズ３の動きを弁部７６ａに伝達する役割をする。弁部７６ａの下部にはフランジ部が形成されており、このフランジ部とばね受け部材７４との間に、弁部７６ａを閉弁方向（上方）へ付勢する閉弁ばね７７が設けられている。
【００４１】
弁ステム部７６ｂには縦孔７６ｂ１と横孔７６ｂ２が形成され、この縦孔７６ｂ１と横孔７６ｂ２が「クランク室連通ポート」を構成している。また、第２実施形態と同様に、感圧用ベローズ３の下端部の下カバー３７の中央に、ボール状の逃し弁３７ａが配設されており、この逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されている。
【００４２】
プランジャケース７２ｂの上端部には電磁コイル装置１０の吸引子１０ａが固着されている。プランジャケース７２ｂの内部にはプランジャ１０ｂが配設されており、このプランジャ１０ｂと吸引子１０ａとの間にはプランジャばね１０ｃが圧縮して配設されている。プランジャケース７２ｂの外周部には電磁コイル１０ｄが設けられており、電磁コイル１０ｄの励磁により、吸引子１０ａの下端面がプランジャ１０ｂに対する磁気吸引面となる。感圧用ベローズ３のベローズカバー３４の保持部３４ａ内にプランジャ１０ｂの端部の円柱状のボス部１０ｂ１が嵌め込まれている。また、感圧用ベローズ３は中間ばね６によりプランジャ１０ｂ側に付勢されている。なお、プランジャ１０ｂに対する吸引子１０ａによる吸引力、閉弁ばね７７のばね力及び中間ばね６のばね力の合成力は、プランジャばね１０ｃのばね力より大きく設定されている。また、プランジャばね１０ｃのばね力は、閉弁ばね７７のばね力及び中間ばね６のばね力の合成力より大きく設定されている。
【００４３】
吸引子１０ａ内には調整ねじ２０がその上端部を吸引子１０ａに螺合されて配設されている。調整ねじ２０は、感圧用ベローズ３側に延びるロッド部２０ａを有し、このロッド部２０ａは、吸引子１０ａとプランジャ１０ｂの中心の貫通孔を通して、感圧用ベローズ３のベローズカバー３４内まで延びている。なお、この第３実施形態では、感圧用ベローズ３の圧縮量（荷重）の調整を、電磁コイル装置１０の通電時に調整ねじ２０のねじ込み量を調整し、調整ねじ２０のロッド部２０ａの先端でベローズカバー３４を直接圧縮させて行い、感圧制御弁のＰｓ設定（弁閉する）圧力を調整する。
【００４４】
以上の構成により、電磁コイル装置１０が非通電時（非励磁時）には、図９に示すように、プランジャ１０ｂがプランジャばね１０ｃのばね力により吸引子１０ａから離間する。これにより、感圧用ベローズ３の下側がベローズ収容室７２Ａの底部（本体ケース７１）に当接し、主弁部材７６は最大弁開位置に位置する。そして、吸入圧力Ｐｓに変化が生じても、感圧用ベローズ３はベローズ収容室７２Ａの底部を固定点として伸縮する。これにより、感圧制御弁は最大弁開位置を保持できるから、感圧制御弁を非通電状態にすることで圧縮機のアンロード運転の状態が確実に維持される。
【００４５】
また、電磁コイル装置１０が通電時（励磁時）には、図１０に示すように、プランジャ１０ｂが吸引子１０ａに吸着した状態となる。この状態で、吸入圧力Ｐｓが低くなると、感圧用ベローズ３は、プランジャ１０ｂのボス部１０ｂ１側を固定点として伸長し、逆に吸入圧力Ｐｓが高くなるとボス部１０ｂ１側を固定点として収縮する。これにより、主弁部材７６が変位し、圧縮機は容量制御運転となるが、主弁部材７６の弁部７６ａが主弁ポート７１１を開いている時は、逃し弁３７ａは弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１（クランク室連通ポート）を常時閉状態としており、この感圧制御弁側において、ベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３との間は閉塞されている。このため、圧縮機の容量制御運転中に吐出圧力Ｐｄがクランク室側ポート７１３を介し、ベローズ収容室７２Ａ（吸入側）に流入する事は無く、圧縮機の運転効率を悪化させることもない。
【００４６】
そして、吸入圧力Ｐｓがさらに高くなると、図１１に示すように、感圧用ベローズ３がさらに収縮し、逃し弁３７ａが弁ステム部７６ｂから切り離され、主弁部材７６は主弁ポート７１１の全閉状態を維持する。これにより、圧縮機のフルロード運転が維持される。このとき、逃し弁３７ａは感圧用ベローズ３の収縮に連動して変位し、弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１を開いて、この縦孔７６ｂ１及び横孔７６ｂ２（クランク室連通ポート）を介してベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３とが連通される。
【００４７】
また、第２実施形態と同様に、圧縮機の起動時にクランク室圧力が液冷媒の気化によって過大な圧力となると、前述のように吸入圧力Ｐｓも高くなっているので、感圧制御弁は図１１の状態となり、縦孔７６ｂ１及び横孔７６ｂ２（クランク室連通ポート）により、ベローズ収容室７２Ａとクランク室側ポート７１３とが連通された状態となる。したがって、クランク室圧力が、クランク室側ポート７１３から横孔７６ｂ２及び縦孔７６ｂ１を通ってベローズ収容室７２Ａ及び吸入圧力側ポート７２１に抜け、圧縮機は速やかにロード運転に移行し、車内を速やかに冷やすことができる。
【００４８】
この第３実施形態では、電磁コイル装置１０の通電／非通電の切り替えにより、圧縮機を確実にアンロード運転とすることができる。したがって、圧縮機（エアコン）のＯＮ／ＯＦＦのためのマグネットクラッチ等を用いる必要がないため、圧縮機を安価かつ小型に構成することができる。
【００４９】
第２実施形態及び第３実施形態では、逃し弁３７ａは下カバー３７に溶接等により固着されているが、この構成に限らず、逃し弁３７ａは下カバー３７に代えて、例えば図１２のような下カバー３８を感圧用ベローズ３の下端部に設けてもよい。この下カバー３８は金属板のプレス加工により形成したものであり、中央部に「逃し弁」としての突出部３８ａが形成されている。この突出部３８ａにより、前記弁ステム部４５の縦孔４５ａ、あるいは前記弁ステム部７６ｂの縦孔７６ｂ１をそれぞれ開閉するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 本体ケース
１Ａ 弁室
１１ 主弁ポート
１２ ガイド孔
１３ クランク室側ポート
１５ 吐出圧力側ポート
１７ クランク室連通ポート
１７ａ 小径部
１７ｂ 大径部
２ ベローズケース
２Ａ ベローズ収容室
２１ 吸入圧力側ポート
３ 感圧用ベローズ
３１ 下カバー
３１ａ 逃し弁
４ 主弁体（弁部、主弁部材）
４１ 弁ステム部（主弁部材）
４２ ボール（主弁部材）
４５ 弁ステム部
４５ａ 縦孔（クランク室連通ポート）
４５ｂ 横孔（クランク室連通ポート）
３７ 下カバー
３７ａ 逃し弁
７１ 本体ケース
７１Ａ 弁室
７１１ 主弁ポート
７１２ ガイド孔
７１３ クランク室側ポート
７２ ベローズケース
７２Ａ ベローズ収容室
７２１ 吸入圧力側ポート
７５ 吐出圧力側ポート
７６ａ 弁部
７６ｂ 弁ステム部
７６ 主弁部材
７６ｂ１ 縦孔（クランク室連通ポート）
７６ｂ２ 横孔（クランク室連通ポート）
１０ 電磁コイル装置
１０ａ 吸引子
１０ｂ プランジャ
１０ｃ プランジャばね
１０ｄ 電磁コイル
１０ｂ１ ボス部
３８ 下カバー
３８ａ 突出部（逃し弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入圧力側ポートに連通したベローズ収容室内に収容された感圧用ベローズを有し、圧縮機の吸入圧力の変化に応じて前記感圧用ベローズを伸縮させることにより、主弁部材で吐出圧力側ポートとクランク室側ポート間に設けた主弁ポートを開閉させ、圧縮機の吐出側からクランク室へ流入する冷媒の流量を制御することにより、クランク室圧力を調整し、圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁において、
前記ベローズ収容室と前記クランク室側ポートとを連通するクランク室連通ポートを設けるとともに、該クランク室連通ポートのベローズ収容室の側に、前記感圧用ベローズの伸縮に連動して該クランク室連通ポートを開閉する逃し弁を設け、
前記吸入圧力が低い時には、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを閉じ、
前記吸入圧力が高い時には、前記主弁部材が前記主弁ポートを閉じるとともに、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを開くようにしたことを特徴とする感圧制御弁。
【請求項２】
前記クランク室連通ポートが、前記主弁ポートが形成された本体ケースの中心よりも外側に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【請求項３】
前記クランク室連通ポートが、前記主弁部材の弁部に感圧用ベローズの動きを伝達する弁ステム部に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部の中央に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【請求項４】
前記感圧用ベローズの前記主弁部材とは反対側に連結されたプランジャを駆動して該感圧用ベローズを弁閉側に移動する電磁コイル装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【請求項１】
吸入圧力側ポートに連通したベローズ収容室内に収容された感圧用ベローズを有し、圧縮機の吸入圧力の変化に応じて前記感圧用ベローズを伸縮させることにより、主弁部材で吐出圧力側ポートとクランク室側ポート間に設けた主弁ポートを開閉させ、圧縮機の吐出側からクランク室へ流入する冷媒の流量を制御することにより、クランク室圧力を調整し、圧縮機の容量制御を行う感圧制御弁において、
前記ベローズ収容室と前記クランク室側ポートとを連通するクランク室連通ポートを設けるとともに、該クランク室連通ポートのベローズ収容室の側に、前記感圧用ベローズの伸縮に連動して該クランク室連通ポートを開閉する逃し弁を設け、
前記吸入圧力が低い時には、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを閉じ、
前記吸入圧力が高い時には、前記主弁部材が前記主弁ポートを閉じるとともに、前記逃し弁が前記クランク室連通ポートを開くようにしたことを特徴とする感圧制御弁。
【請求項２】
前記クランク室連通ポートが、前記主弁ポートが形成された本体ケースの中心よりも外側に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【請求項３】
前記クランク室連通ポートが、前記主弁部材の弁部に感圧用ベローズの動きを伝達する弁ステム部に形成され、前記逃し弁が前記感圧用ベローズの前記本体ケース側の端部の中央に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【請求項４】
前記感圧用ベローズの前記主弁部材とは反対側に連結されたプランジャを駆動して該感圧用ベローズを弁閉側に移動する電磁コイル装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の感圧制御弁。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８７８６３（Ｐ２０１３−８７８６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８７８４（Ｐ２０１１−２２８７８４）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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