JP2006112417A

JP2006112417A - 可変容量圧縮機用制御弁

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Publication number: JP2006112417A
Application number: JP2005161179A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-04-27
Also published as: EP1637736A2; US20060053812A1

Abstract

【課題】差圧を検出するための圧力センサを必要とせずにコンパクトに構成できる定流量制御の可変容量圧縮機用制御弁を提供する。
【解決手段】吐出室からの吐出圧力Ｐｄｈと可変容量圧縮機の出口の吐出圧力Ｐｄｌとの差圧で開閉する逆止弁構成の第１の弁１１と、吐出圧力Ｐｄｈとクランク室の圧力Ｐｃとの差圧を感知して開閉する第２の弁１２と、第１の弁１１の差圧を設定するソレノイド１４とを有し、第１の弁１１の弁体２０の動きをシャフト２９を介して第２の弁１２の弁体２７に伝達する構成にした。これにより、第２の弁１２は、第１の弁１１の前後の差圧がソレノイド１４によって設定された一定の差圧になるようにクランク室の圧力Ｐｃを制御して、可変容量圧縮機の出口から吐出される冷媒の流量を一定に制御することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機に装着されてそれから吐出される冷媒の流量を一定に制御する可変容量圧縮機用制御弁に関する。

自動車用空調装置の冷凍サイクル中で冷媒を圧縮するために用いられる圧縮機は、エンジンを駆動源としているので、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、冷媒の圧縮容量を変えることができる可変容量圧縮機が用いられている。

このような可変容量圧縮機においては、エンジンによって回転駆動される軸に取り付けられた揺動板に圧縮用ピストンが連結され、揺動板の角度を変えることによって圧縮用ピストンのストロークを変えることで冷媒の吐出量を変えるようにしている。

揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に圧縮された冷媒の一部を導入し、その導入する冷媒の圧力を変化させ、圧縮用ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えている。

クランク室内の圧力の変化は、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間、またはクランク室と吸入室との間に設けられた可変容量圧縮機用制御弁により行っている。この可変容量圧縮機用制御弁は、たとえば吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量を制御する弁の前後差圧を所定の圧力値に保つように連通または閉塞させるように制御するものであって、具体的には外部から可変容量圧縮機用制御弁の制御電流値を変化させることによって、差圧を所定の圧力値に設定することができるようになっている。これにより、エンジンの回転数が上昇して吐出圧力が大きくなったときには、クランク室に導入される圧力が増加して圧縮できる冷媒の容量を小さく可変し、回転数が低下したときには、クランク室に導入される圧力が減少して圧縮できる冷媒の容量を大きく可変して、エンジンの回転数に関係なく可変容量圧縮機の圧縮容量が一定に保たれるようにしている。

このような可変容量圧縮機の圧縮容量を制御する方法の１つとして、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量が一定になるように制御する可変容量圧縮機用制御弁が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。

この可変容量圧縮機用制御弁によれば、吸入室へ向かう冷媒通路の流れ方向に離間された位置に２つの圧力センサを設け、その２つの圧力監視点間の差圧を検出することにより吸入される冷媒の流量を間接的に把握し、この吸入流量が一定になるように可変容量圧縮機用制御弁が吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御し、これによって、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量が一定になるように制御されている。
特開２００１−１０７８５４号公報（段落番号〔００３４〕〜〔００３６〕，図２，図３）

しかしながら、冷媒の吐出流量が一定になるように可変容量圧縮機を制御する従来の可変容量圧縮機用制御弁では、冷媒循環通路の差圧を検出してこの可変容量圧縮機用制御弁を制御するための高価な圧力センサおよび制御装置を必要とし、自動車用空調装置のコストアップに繋がるという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、冷媒の吐出流量を一定に制御するようにした可変容量圧縮機に用いられるものであって、差圧を検出するための圧力センサを必要とせずにコンパクトに構成できる可変容量圧縮機用制御弁を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機から吐出される冷媒を一定の流量に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、前記可変容量圧縮機の吐出室から導入されて前記可変容量圧縮機の出口へ流出する冷媒の流量に応じて通路面積が設定される第１の弁と、前記第１の弁の前後の差圧を所定の差圧に保つように前記可変容量圧縮機のクランク室の圧力を前記第１の弁に連動して制御する第２の弁と、前記第１の弁によって設定された前記通路面積の前後の差圧を制御しようとする冷媒の流量に応じた前記所定の差圧に設定するソレノイドと、を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。

このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、第１の弁が吐出室側の吐出圧力と可変容量圧縮機の出口側の吐出圧力との差圧を検出し、第２の弁が吐出室側の吐出圧力とクランク室の圧力との差圧を検出して、第１の弁の前後の差圧がソレノイドによって設定された所定の差圧に保たれるように第２の弁がクランク室の圧力を制御するように動作する。これにより、第１の弁が冷媒の吐出流量を間接的に計測することになるため、そのための圧力センサが不要になり、自動車用空調装置のコストを低減することができる。

本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、第１の弁で冷媒の吐出流量を間接的に計測し、その値を基に第２の弁を制御してクランク室の圧力を制御する構成にしたことで、吐出流量を計測する高価な圧力センサが不要になり、自動車用空調装置のコストを低減できるという利点がある。

また、第１の弁は、可変容量圧縮機の吐出室から出口へ向かって流れる冷媒の流量に応じて開弁する構造であるため、可変容量圧縮機がその最小容量の運転に移行して冷媒の流量が最小流量になったときは閉弁し、さらに最小容量の運転に移行直後のように、可変容量圧縮機の吐出室と出口とにおける圧力の関係が逆転したときは、閉弁を維持して出口における圧力を最小容量運転移行前の圧力に維持するので、この目的のために可変容量圧縮機の出口に設けられている逆止弁を廃止することができ、可変容量圧縮機のコストを低減できるという利点がある。

さらに、第１の弁は、第２の弁よりも吐出室側の吐出圧力を受ける受圧面積が大きく設定されているため、可変容量圧縮機の回転数が急激に変化した場合に、それによる容量変化を抑える方向に速やかに反応することができ、応答性のよい可変容量圧縮機を構成することができる。

以下、本発明の実施の形態を、吐出される冷媒流量を一定に制御する流量制御式の可変容量圧縮機に適用される制御弁を例に図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。

この第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０は、可変容量圧縮機から吐出される冷媒流量に応じた動作をする第１の弁１１と、可変容量圧縮機のクランク室の圧力Ｐｃを制御する第２の弁１２と、冷媒の漏れ量を制御する第３の弁１３と、可変容量圧縮機から吐出される冷媒流量を外部から設定することができるソレノイド１４とから構成されている。

第１の弁１１は、図の上端に配置された第１ボディ１５の中に形成されている。第１ボディ１５は、この可変容量圧縮機用制御弁１０が可変容量圧縮機に装着されたときに、可変容量圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄｈの冷媒が導入されるポート１６と、可変容量圧縮機の出口に連通して吐出圧力Ｐｄｌの冷媒を導出するポート１７とを有し、内部には、これらポート１６，１７を繋ぐ冷媒通路１８が設けられている。この冷媒通路１８には、途中に弁座１９が形成され、その弁座１９よりもポート１７のある側には、その弁座１９に対して接離自在に弁体２０が配置され、その弁体２０は、ばね力の弱いスプリング２１によって冷媒通路１８を閉じる方向に付勢されている。ここで、弁座１９および弁体２０は、第１の弁１１を構成し、ポート１６における吐出圧力Ｐｄｈがポート１７における吐出圧力Ｐｄｌよりもスプリング２１の付勢力以上に高いときに開弁し、それ以外は閉弁する逆止弁の構成を有している。

第２の弁１２は、上部に第１ボディ１５が圧入によって固定された第２ボディ２２の中に形成されている。第２ボディ２２は、第１ボディ１５が嵌合することによって第１ボディ１５との間に形成された冷媒導入空間を有し、その冷媒導入空間は、第１ボディ１５に形成された冷媒通路２３を介して可変容量圧縮機の吐出室から吐出圧力Ｐｄｈの冷媒が導入されるようになっている。第１ボディ１５に形成された冷媒通路２３の冷媒入口側には、ストレーナ２４が設けられている。第２ボディ２２は、また、この可変容量圧縮機用制御弁１０が可変容量圧縮機に装着されたときに、可変容量圧縮機のクランク室に連通して制御された圧力Ｐｃの冷媒がクランク室に向かって導出されるポート２５を有している。そして、第２ボディ２２の上部中央には、冷媒導入空間とポート２５に連通する内部空間との間に弁孔が設けられ、その弁孔の下端面に形成される弁座２６に対して接離自在な弁体２７が第２ボディ２２に保持されている。この弁体２７は、スプリング２８によって弁座２６から離れる方向に付勢されている。ここで、弁座２６および弁体２７は、吐出圧力Ｐｄｈの冷媒の流量を制御して圧力Ｐｃの冷媒をクランク室へ供給する第２の弁１２、いわゆるＰｄ−Ｐｃ弁を構成している。

第１ボディ１５は、さらに、その軸線方向に貫通孔が形成されており、その貫通孔と第２の弁１２の弁孔とを貫通して軸線方向に進退自在にシャフト２９が配置されている。このシャフト２９の図の上部は、第１の弁１１の弁体２０に遊嵌され、図の下部は、第２の弁１２の弁体２７に遊嵌されている。シャフト２９は、また、その図の上部が第１ボディ１５の貫通孔の内径よりも大きな外径を有している。これにより、シャフト２９が図の下方へ移動したときに、上部と下部との境界のテーパ段差部が貫通孔の上端面に当接してシャフト２９と貫通孔との間のクリアランスが閉止されることになり、この弁機構が第３の弁１３を構成している。

第２ボディ２２の図の下部中央には、孔が形成されていて、この孔には、有底スリーブ３０の開口縁部が緊密に結合されている。有底スリーブ３０の中には、ソレノイド１４のコア３１およびプランジャ３２が設けられている。コア３１は、第１ボディ１５の下部中央の孔および有底スリーブ３０に圧入により固定されている。プランジャ３２は、有底スリーブ３０の中に軸線方向に摺動自在に配置され、コア３１を軸線方向に貫通して配置されたシャフト３３の一端に固定されている。プランジャ３２は、また、スプリング３４によってコア３１の方向へ付勢されており、シャフト３３の他端が第２の弁１２の弁体２７の図の下端面に当接するようにしている。有底スリーブ３０の外周には、コイル３５が配置され、これに給電するためのハーネス３６が外部に導出されている。有底スリーブ３０の中部は、第２ボディ２２に形成された均圧孔３７によってポート２５に連通する内部空間に連通している。

以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁１０において、ソレノイド１４が非通電状態のときは、図１に示したように、第２の弁１２のスプリング２８がソレノイド１４のスプリング３４の付勢力に抗して弁体２７を弁座２６から離れる方向へ付勢し、第２の弁１２は全開状態になっている。また、第１の弁１１は、弁体２０がスプリング２１の付勢力によって弁座１９に着座されており、全閉状態になっている。

この図１は、また、自動車用空調装置が運転を停止した直後の可変容量圧縮機用制御弁１０の状態をも示している。これは、今まで自動車用空調装置が運転していて、ソレノイド１４が非通電状態になった場合である。この場合、ソレノイド１４は、プランジャ３２がコア３１に吸引される力がなくなるので、第２の弁１２は、そのスプリング２８がソレノイド１４のスプリング３４の付勢力に抗して弁体２７を開弁方向に付勢していることにより、全開状態になる。したがって、導入された吐出圧力Ｐｄｈの冷媒は、ストレーナ２４、冷媒通路２３および第２の弁１２を介してポート２５からクランク室へ供給され、可変容量圧縮機は、その最小容量運転に移行される。これにより、可変容量圧縮機は、ほとんど仕事をしなくなるので、可変容量圧縮機用制御弁１０に導入される吐出圧力Ｐｄｈは、可変容量圧縮機の出口の吐出圧力Ｐｄｌよりも低くなり、その差圧によって第１の弁１１は全閉状態になる。

また、可変容量圧縮機が所定の容量で運転しているときには、第１の弁１１の弁体２０が弁座１９から離れる方向に移動しており、そのときに、シャフト２９は、図の下方へ押されて第３の弁１３が閉じた状態にある。この状態で、ソレノイド１４が非通電状態になって第１の弁１１の弁体２０が図の上方へ移動し、第２の弁１２の弁体２７が図の下方へ移動すると、シャフト２９は、その上部に高い吐出圧力Ｐｄｌがかかり、下部にそれよりも低い吐出圧力Ｐｄｈがかかることにより、閉弁状態を維持する。これにより、シャフト２９と貫通孔との間のクリアランスが閉止されることになり、高圧に維持された吐出圧力Ｐｄｌがこれよりも低くなった第２の弁１２の上流側にクリアランスを介して漏れることがなくなる。

この結果、可変容量圧縮機の出口の圧力は、自動車用空調装置の運転停止前の吐出圧力Ｐｄｌを維持することができる。このことは、その後に、自動車用空調装置が運転を再開したときに、最初からその吐出圧力Ｐｄｌまで圧縮する必要がないので、可変容量圧縮機の効率がよくなるという効果がある。また、通常は、この目的のための逆止弁が可変容量圧縮機の出口に備えられているが、その機能をこの可変容量圧縮機用制御弁１０の第１の弁１１が備えていることにより、逆止弁が不要になり、可変容量圧縮機のコストを低減できるという効果もある。

次に、この可変容量圧縮機用制御弁１０の動作について、図２ないし図５を参照して詳細に説明する。
図２は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電直後の状態を示す要部拡大断面図、図３は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電後の遷移状態を示す要部拡大断面図、図４は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁のバランス状態を示す要部拡大断面図、図５は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吐出圧力急増時の過渡状態を示す要部拡大断面図である。

まず、図１に示したソレノイド１４が非通電時の状態からソレノイド１４に所定の電流を流したとすると、その直後は、図２に示したように、第２の弁１２がソレノイド１４の付勢力によって瞬間的に全閉にされる。これにより、可変容量圧縮機は、最大容量で運転を開始するが、この通電直後では、まだ、吐出圧力Ｐｄｈは、可変容量圧縮機の出口の吐出圧力Ｐｄｌよりも低いので、第１の弁１１は、全閉状態にある。なお、このとき、シャフト２９が第２の弁１２の弁体２７によって図の上方へ押し上げられ、第３の弁１３は、開弁するが、シャフト２９と貫通孔との間のクリアランスを介して吐出圧力Ｐｄｌが吐出圧力Ｐｄｈへ漏れるが、この漏れは微少であり、吐出圧力Ｐｄｈも直ぐに上昇しようとしているため、特に問題にはなることはない。

可変容量圧縮機は、最大容量で運転を開始し、吐出圧力Ｐｄｈが吐出圧力Ｐｄｌよりも十分高くなると、図３に示したように、これらの差圧によって弁体２０が弁座１９から離れる方向に移動する。これにより、第１の弁１１が開いて、ポート１６に導入された吐出圧力Ｐｄｈの冷媒が吐出圧力Ｐｄｌとなってポート１７から可変容量圧縮機の出口へと流れるようになる。このとき、第１の弁１１が開くことによってできる通路面積に第１の弁１１の前後差圧を乗じた値の冷媒流量がこの第１の弁１１を流れることになる。

この第１の弁１１の弁体２０は、開弁方向に移動することにより、第２の弁１２の弁体２７によって図の上方へ持ち上げられたシャフト２９の上端に当接されるようになる。これにより、第１の弁１１と第２の弁１２とは、シャフト２９を介して互いに連動することになり、第２の弁１２は、第１の弁１１の吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧と、吐出圧力Ｐｄｈと圧力Ｐｃとの差圧とを検出して動作することになる。

そして、第１の弁１１の吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧がさらに大きくなると、第１の弁１１の弁体２０の受圧面積が第２の弁１２の弁体２７の受圧面積よりも大きいので、第１の弁１１の弁体２０は、その前後の差圧によって第２の弁１２の弁体２７を開弁方向に付勢し、吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧が所定値に達すると、図４に示したように、第１の弁１１および第２の弁１２の前後の差圧と、スプリング２１，２８の荷重と、ソレノイド１４の電流値に応じた付勢力とが釣り合う場所に第２の弁１２が微小に開き、制御された圧力Ｐｃがクランク室に供給されて、可変容量圧縮機は、容量が制御される状態になる。

つまり、可変容量圧縮機用制御弁１０は、吐出室から流出した冷媒が第１の弁１１を流れることによってできる通路面積の前後差圧がソレノイド１４によって設定された差圧に保つように第２の弁１２がクランク室の圧力を制御して、可変容量圧縮機の吐出流量を一定に制御するという動きをする。すなわち、たとえばエンジンの回転数が増加して吐出圧力Ｐｄｈが増えたとすると、第１の弁１１の弁体２０は、その前後の差圧が大きくなった分、第２の弁１２の弁体２７をより開ける方向に付勢する。これにより、クランク室の圧力Ｐｃが増加するので、可変容量圧縮機は、容量を減らす方向に動作して、所定の吐出流量になるように制御される。逆に、吐出圧力Ｐｄｈが低下して第１の弁１１の前後差圧が小さくなると、弁体２０は、第２の弁１２の弁体２７をより閉じる方向に付勢する。これにより、クランク室の圧力Ｐｃが低下するので、可変容量圧縮機は、容量を増やす方向に動作して、所定の吐出流量になるように制御される。

ところで、吐出室から吐出される冷媒の吐出圧力Ｐｄｈは、可変容量圧縮機の回転数の変化に敏感に反応して変化する。したがって、エンジンの回転数が急激に増加して可変容量圧縮機の回転数が急激に増加すると、吐出圧力Ｐｄｈも急激に増加する。このような場合、この可変容量圧縮機用制御弁１０では第１の弁１１の弁体２０の受圧面積が第２の弁１２の弁体２７の受圧面積よりも大きく設定されているため、第１の弁１１の弁体２０がその前後の差圧の変化によって第２の弁１２の弁体２７をさらに開弁方向に付勢する力は、瞬間的に大きくなり、図５に示したように、第２の弁１２は、通常の開弁動作よりも一瞬大きく開く動作をして、可変容量圧縮機は、速やかに容量を減らす方向へ制御されることになる。逆に、エンジンの回転数が急激に低下して吐出圧力Ｐｄｈが急激に低下するような場合には、第１の弁１１の弁体２０が瞬間的に閉じる方向に大きく動作するため、第２の弁１２も瞬間的に大きく閉弁する方向に動作して、可変容量圧縮機は、速やかに容量を増やす方向へ制御されることになる。このように吐出圧力Ｐｄｈの急激な圧力変化に応答よく反応した後、この可変容量圧縮機用制御弁１０は、可変容量圧縮機を速やかに所定の吐出容量に回復させることができる。

図６は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。なお、この図６において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ａは、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０と比較して、第２の弁１２が感知して動作する圧力を変更している。すなわち、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０の第２の弁１２は、吐出側の吐出圧力Ｐｄｈとクランク室の圧力Ｐｃとの差圧を感知しているのに対し、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ａの第２の弁１２は、吐出側の吐出圧力Ｐｄｈと吸入室の吸入圧力Ｐｓとの差圧を感知するようにしている。

この可変容量圧縮機用制御弁１０ａでは、これが可変容量圧縮機に装着されたときに、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓが導入されるポート３８が第２ボディ２２に設けられている。第２ボディ２２は、また、圧力Ｐｃのポート２５と吸入圧力Ｐｓのポート３８との間に、第２の弁１２の弁体２７と一体に形成されたシャフト３９を軸線方向に進退自在に保持している。シャフト３９は、第２の弁１２が吐出圧力Ｐｄｈを受ける有効径と概略等しい外径を有し、第２の弁１２を、弁体２７が吐出側の吐出圧力Ｐｄｈを受け、シャフト３９の図の下端面が吸入室の吸入圧力Ｐｓを受けてそれらの差圧を感知するような構成にしている。なお、吐出圧力Ｐｄｈと吸入圧力Ｐｓとの差圧を正確に感知するには、シャフト３９の外径を第２の弁１２の弁孔の内径に等しくするとよいが、この第２の実施の形態では、シャフト３９を支持する部分の構成を簡略化するため、第２の弁１２の作用に実質的に影響がない程度にシャフト３９の外径を第２の弁１２の弁孔の内径より大きくしてある。シャフト３９の下端部には、第２の弁１２の弁体２７を開弁方向に付勢するスプリング２８が設けられている。また、この可変容量圧縮機用制御弁１０ａにおいては、ソレノイド１４の有底スリーブ３０は、ポート３８と連通されていて、中に吸入圧力Ｐｓが導入されるようになっている。

以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁１０ａにおいては、第２の弁１２が吐出圧力Ｐｄｈと吸入圧力Ｐｓとの差圧を感知して動作する以外、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０と同じ動作をするので、その詳細な説明は省略する。

図７は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図、図８は図７のＡ−Ａ矢視断面を拡大して示した図、図９は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を非通電の状態で示す要部拡大断面図、図１０は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電直後の状態を示す要部拡大断面図、図１１は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の制御時の状態を示す要部拡大断面図である。なお、この図７〜図１１において、図１に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｂにおいて、第１および第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０，１０ａと比較して大きく異なる点は、第１の弁１１の構成にある。すなわち、第１および第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０，１０ａの第１の弁１１が冷媒流量に応じた通路面積になるのに対し、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｂの第１の弁１１は、通常の制御域では、通路面積が冷媒流量に応じて変化しない構成にしている。

第１の弁１１は、第１ボディ１５の中に形成された冷媒通路１８をその軸線方向に進退自在に配置された弁体２０を有している。この弁体２０は、図８に示したように、外周に複数のガイド４０が一体に形成されていて、弁体２０を冷媒通路１８に沿って軸線方向にガイドするとともに、冷媒流量が変化して弁リフトが変化しても冷媒通路１８の内壁との間に通路面積が変化しない冷媒通路４１を形成している。

第１の弁１１では、その弁体２０に対向して上流側に筒状の弁座形成部材４２が配置されている。この弁座形成部材４２は、吐出圧力Ｐｄｈの冷媒が導入されるポート１６に圧入されて、弁体２０とともに第１の弁１１を構成している。

また、第１の弁１１の弁体２０の中には、第３の弁１３の弁体を構成するシャフト２９が弁体２０の軸線方向に進退自在に配置されている。弁体２０とシャフト２９との間には、スプリング２１が介挿され、弁体２０およびシャフト２９を互いに離れる方向に付勢して、ソレノイド１４が非通電状態にあるときには、第１の弁１１および第３の弁１３が閉弁状態を維持するようにしている。

第２の弁１２では、その弁体２７がソレノイド１４のシャフト３３と一体に形成され、その弁体２７を開弁方向に付勢しているスプリング２８は、ソレノイド１４のコア３１とプランジャ３２との間に介挿されている。ソレノイド１４のシャフト３３は、また、第２の弁１２の弁孔を貫通して延びる伝達シャフト４３によって終端されており、その伝達シャフト４３は、冷媒通路２３とこの可変容量圧縮機の出口につながるポート１７との間に形成された孔にシャフト３３の軸線方向に摺動自在に配置されている。

以上の構成の可変容量圧縮機用制御弁１０ｂにおいて、ソレノイド１４が非通電状態のときは、図９に示したように、第１の弁１１および第３の弁１３は、スプリング２１によって弁体２０およびシャフト２９が互いに離れる方向に付勢されていて、弁体２０が弁座形成部材４２の端面に着座され、シャフト２９が伝達シャフト４３を支持している孔の開口端に着座されていて、ともに全閉状態になっている。また、ソレノイド１４のスプリング２８がスプリング３４の付勢力に抗してプランジャ３２をコア３１から離れる方向へ付勢し、これによってプランジャ３２に固定されているシャフト３３と一体に形成された第２の弁１２の弁体２７を図の下方へ移動されて、第２の弁１２は全開状態になっている。

したがって、可変容量圧縮機がエンジンにより回転駆動され、これにより可変容量圧縮機の吐出室から導入された吐出圧力Ｐｄｈの冷媒は、ストレーナ２４、冷媒通路２３および第２の弁１２を介してポート２５からクランク室へすべて供給されることになるので、可変容量圧縮機は、その最小容量にて運転される。また、このソレノイド１４の非通電状態が、可変容量圧縮機を所定の容量で運転後の状態のときは、吐出室につながるポート１６の吐出圧力Ｐｄｈは、可変容量圧縮機の出口につながるポート１７の吐出圧力Ｐｄｌよりも小さくなるので、その差圧によって逆止弁構成の第１の弁１１は全閉状態が維持される。

次に、図９に示したソレノイド１４が非通電時の状態からソレノイド１４に所定の電流を流したとすると、その直後は、図１０に示したように、第２の弁１２がソレノイド１４の付勢力によって瞬間的に全閉にされる。これにより、可変容量圧縮機は、最大容量の運転に移行するが、この通電直後では、まだ、吐出圧力Ｐｄｈは、可変容量圧縮機の出口の吐出圧力Ｐｄｌよりも低いので、第１の弁１１は、全閉状態にある。このとき、第３の弁１３のシャフト２９は、第２の弁１２の弁体２７と一体の伝達シャフト４３によって図の上方へ押し上げられている。

可変容量圧縮機がその最大容量で運転を続け、吐出圧力Ｐｄｈが吐出圧力Ｐｄｌよりも所定値以上高くなると、図１１に示したように、これらの差圧によって弁体２０が押し開けられる。これにより、第１の弁１１では、ポート１６に導入された吐出圧力Ｐｄｈの冷媒は、弁体２０と冷媒通路１８の内壁との間に形成される冷媒通路４１を通り、吐出圧力Ｐｄｌとなってポート１７から可変容量圧縮機の出口へ流れていく。

第１の弁１１が開くことによって、その弁体２０はシャフト２９の図の上端面に当接し、そのシャフト２９の図の下端面は伝達シャフト４３の図の上端面に当接しているので、第１の弁１１の開弁後は、第１の弁１１の弁体２０、第２の弁１２の弁体２７および第３の弁１３のシャフト２９は、一体になって動作するようになる。このため、第１の弁１１および第２の弁１２は、シャフト２９を介して互いに連動することになり、第２の弁１２は、第１の弁１１の吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧と、吐出圧力Ｐｄｈと圧力Ｐｃとの差圧とを検出して動作することになる。

ここで、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｂが所定の通電電流を受けて可変容量圧縮機を所定の容量に制御し、図１１に示した状態でバランスしているとする。ここで、たとえばエンジンの回転数が増加して吐出圧力Ｐｄｈが増えたとすると、第１の弁１１の弁体２０は、その前後の差圧が大きくなった分リフトし、シャフト２９を介して第２の弁１２の弁体２７をより開ける方向に付勢する。これにより、クランク室の圧力Ｐｃが増加するので、可変容量圧縮機は、容量を減らす方向に動作して、所定の吐出流量になるように制御される。逆に、吐出圧力Ｐｄｈが低下して第１の弁１１の前後差圧が小さくなると、弁体２０は、第２の弁１２の弁体２７をより閉じる方向に付勢する。これにより、クランク室の圧力Ｐｃが低下するので、可変容量圧縮機は、容量を増やす方向に動作して、所定の吐出流量になるように制御される。

図１２は第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。なお、この図１２において、図７に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｃは、第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｂと比較して、第２の弁１２に冷媒を導入するポート４４を第１の弁１１に冷媒を導入するポート１６とは独立して形成した点で異なる。このポート４４は、第２ボディ２２の側面に設けられ、これを挟んで弁体２７の軸線方向両側にＯリングが設けられている。

この第２の弁１２のポート４４には、可変容量圧縮機の吐出室から第１の弁１１のポート１６に導入される吐出圧力Ｐｄｈの冷媒の一部を導入することができる。しかし、好ましくは、吐出室の下流に油分離器を備えた可変容量圧縮機にこの可変容量圧縮機用制御弁１０ｃを適用して、油分離器の出口における吐出圧力Ｐｄｈ２の冷媒をこのポート４４に導入すると良い。

図１３は第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。なお、この図１３において、図１２に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｄは、第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｃと比較して、内部構造がまったく同じであるが、第２の弁１２に対して冷媒を導入するポート４４と冷媒を導出するポート２５との位置を入れ替えて使用する点で異なる。

このようなポート配置にしたことにより、ソレノイド１４のシャフト３３と一体に形成された第２の弁１２の弁体２７と伝達シャフト４３との間から制御された圧力Ｐｃの冷媒がポート２５を介して導出される。圧力Ｐｃは、弁体２７および伝達シャフト４３に対して軸線方向逆向きにかかっていてキャンセルされているので、可変容量圧縮機用制御弁１０ｄの制御動作に圧力Ｐｃの影響をなくすことができる。したがって、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｄは、圧力Ｐｃの影響を受けることなく、第１の弁１１の弁体２０と冷媒通路１８の内壁との間の冷媒通路４１の通路面積と、その冷媒通路４１の前後の吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧とによって決まる流量を流すことができる。その吐出圧力Ｐｄｈと吐出圧力Ｐｄｌとの差圧はソレノイド１４によって設定され、その設定された差圧は、第１の弁１１と第２の弁１２とが連動してクランク室の圧力Ｐｃを制御することにより所定の値に保たれるようになるので、結局、第１の弁１１を通過して可変容量圧縮機の出口に向かう冷媒の流量は一定に保持されることになる。

図１４は第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。なお、この図１４において、図１２に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｅは、第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｄと比較して、可変容量制御時における内部の冷媒漏れによる影響を改善した構成にしている。

すなわち、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｅは、可変容量圧縮機用制御弁１０ｄのポート配置に対して、吐出圧力Ｐｄｌのポート１７とクランク室の圧力Ｐｃのポート２５との間に吸入室へ連通する吸入圧力Ｐｓのポート４５が形成されている。これにより、吐出圧力Ｐｄｌのポート１７と圧力Ｐｃのポート２５との間の距離が長くなり、シャフト３３の伝達シャフト４３も長くなることから、伝達シャフト４３と第３の弁１３との間に別部品のシャフト４６を介挿し、ソレノイド１４の可動部の一端の支持を伝達シャフト４３のみによって行うようにしている。

このような構成により、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｅが可変容量圧縮機の容量可変制御を行っているとき、第３の弁１３は開いているので、シャフト４６とこれを支持している第１ボディ１５との間のクリアランスを介して吐出圧力Ｐｄｌの冷媒が漏れたとしても、その漏れた冷媒は、ポート４５を介して吸入室へ流れ出し、クランク室へ通じるポート２５までは流れていかない。したがって、可変容量圧縮機の吐出容量を直接的に決めるクランク室に対して冷媒漏れが発生しないので、クランク室内の圧力Ｐｃが変化することがなく、可変容量圧縮機の容量制御を正確に行うことができる。なお、制御された圧力Ｐｃを導出するポート２５と吸入圧力Ｐｓのポート４５との間においても、伝達シャフト４３とこれを支持している第１ボディ１５との間のクリアランスを介しても冷媒漏れが発生する。しかし、このクリアランスは、可変容量圧縮機内にてクランク室と吸入室との間に設けられてクランク室から吸入室へ冷媒を流しているオリフィスよりは通路面積が小さいので、可変容量圧縮機の容量制御に影響を与えることはなく、そのクリアランスを考慮してオリフィスの通路面積を設定すれば、このクリアランスの冷媒漏れによる影響は実質的になくすことができる。

以上の実施の形態では、冷凍サイクルの冷媒として代替フロンのＨＦＣ−１３４ａを使用したシステムへ適用することを想定している。これに対し、二酸化炭素のように作動圧力が非常に高い冷媒を使用したシステムに適用する場合には、高い圧力を制御しなければならないことから、特に第２の弁１２では、その受圧面積を減らすために、弁径などを小さく設計する必要があり、可変容量圧縮機用制御弁を可変容量圧縮機に装着したときの外部とのシール方法を変更する必要がある。以下、たとえば二酸化炭素を冷媒とするシステムへの適用を考慮した実施の形態について説明する。

図１５は第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。なお、この図１５において、図１３に示した構成要素と同じまたは同等の構成要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｆは、第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１０ｄでは、ソレノイド１４のシャフト３３と一体に形成していた第２の弁１２の弁体２７および伝達シャフト４３を、別体に構成し、スプリング２８によって第２の弁１２の開弁方向に付勢するようにしている。これにより、第２の弁１２の弁体２７は、細くても丈夫な材料で形成することができ、設計の自由度を上げることができる。また、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｆでは、第２ボディ２２とソレノイド１４のコア３１とを一体に形成し、開口端にフランジを形成した有底スリーブ３０にコア３１を圧入する構成にしている。フランジの外周縁部には、パッキン４７が配置されている。このパッキン４７は、冷媒が浸透して外部漏れを生じることのない材料によって形成されている。さらに、ソレノイドのヨークを構成しているケース４８の、フランジに近い外周部には、可変容量圧縮機に取り付けるためのねじ山４９が刻設されている。

図１６は第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を二酸化炭素システムの可変容量圧縮機に適用した一例を示す図である。
可変容量圧縮機は、気密に形成されたクランク室５１を有し、中には回転自在に支持された回転軸５２を有している。この回転軸５２の一端は、図示しない軸封装置を介してクランク室５１の外まで延びていて、車輌用エンジンから駆動力が伝達されるプーリ５３が固定されている。回転軸５２には、揺動板５４が傾斜角可変に設けられている。回転軸５２の軸線の回りには、複数（図示の例では１つ）のシリンダ５５が配置されている。各シリンダ５５には、揺動板５４の回転運動を往復運動に変換するピストン５６が配置されている。各シリンダ５５は、それぞれ吸入用リリーフ弁５７および吐出用リリーフ弁５８を介して吸入室５９および吐出室６０に接続されている。この吐出室６０とこれに連通するよう形成された出口ポート６１との間、および吐出室６０とクランク室５１との間には、可変容量圧縮機用制御弁１０ｆが配置され、クランク室５１と吸入室５９との間には、オリフィス６２が設けられている。この可変容量圧縮機は、さらに、吐出室６０から可変容量圧縮機用制御弁１０ｆへ連通する図中破線で示した通路も有している。可変容量圧縮機用制御弁１０ｆは、可変容量圧縮機の取付穴に挿入し、ねじ込むことによって可変容量圧縮機に装着される。

この可変容量圧縮機は、その出口ポート６１が高圧冷媒管路によりガスクーラ６３、内部熱交換器６４および膨張弁６５に接続され、この膨張弁６５からは低圧冷媒管路により蒸発器６６、アキュムレータ６７および、再度、内部熱交換器６４を経由して吸入室５９に連通するよう形成された入口ポートまで接続されることによって、閉回路の冷凍サイクルが構成されている。

以上の構成の可変容量圧縮機において、エンジンから駆動力が伝達されて回転軸５２が回転すると、その回転軸５２に設けられた揺動板５４が回転しながら揺動する。すると、揺動板５４の外周部に連結されたピストン５６が回転軸５２の軸線方向と平行な方向に往復運動し、これによって吸入室５９における吸入圧力Ｐｓの冷媒がシリンダ５５に吸入され、シリンダ５５内で圧縮され、圧縮された吐出圧力Ｐｄｈの冷媒が吐出室６０へ吐出される。このとき、吐出室６０の高圧の冷媒は、可変容量圧縮機用制御弁１０ｆを通るときに吐出圧力Ｐｄｌに減圧され、出口ポート６１からガスクーラ６３へ送り出されるが、その一部の吐出圧力Ｐｄｈ２の冷媒は、可変容量圧縮機用制御弁１０ｆを介してクランク室５１へ導入される。これにより、クランク室５１内の圧力Ｐｃが上昇し、ピストン５６の下死点がシリンダ５５内の圧力とクランク室５１内の圧力Ｐｃとが釣り合う位置になるよう揺動板５４の傾斜角が決められる。その後、クランク室５１に導入された冷媒は、オリフィス６２を介して吸入室５９に戻される。

可変容量圧縮機用制御弁１０ｆでは、第１の弁１１が吐出室６０からガスクーラ６３へ送り出される冷媒の流量を検出し、その検出流量に応じた流量の冷媒を第２の弁１２がクランク室５１に導入して、吐出室６０からガスクーラ６３へ送り出される冷媒の流量が一定になるように制御する。たとえば、エンジンの回転数が上昇すると、吐出圧力Ｐｄｈが上昇する。これによって、この可変容量圧縮機用制御弁１０ｆを介して吐出室６０からガスクーラ６３へ送り出される冷媒の流量が増加し、第１の弁１１の前後差圧が増加する。差圧の増加に伴って第２の弁１２が開き、クランク室５１に導入される吐出圧力Ｐｄｈ２の冷媒の流量も増加するので、クランク室５１内の圧力Ｐｃが上昇する。したがって、可変容量圧縮機は、揺動板５４が回転軸５２に対して直角になる方向に傾動してピストン５６のストロークを小さくするので、シリンダ５５の圧縮容量が減る方向に作用し、冷媒の吐出流量を減らすようにする。このように、エンジンの回転数が上昇して吐出される冷媒の流量が増加しようとしても、可変容量圧縮機用制御弁１０ｆが冷媒流量の増加に応じてクランク室５１へ導入する冷媒流量を増やし、クランク室５１の圧力Ｐｃを増加させて、吐出容量を減少させるように制御するため、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の流量は、一定に制御されることになる。同様に、エンジンの回転数が低下した場合は、可変容量圧縮機用制御弁１０ｆを介して吐出室６０からガスクーラ６３へ送り出される吐出圧力Ｐｄｌの冷媒の流量が減少するので、クランク室５１に導入される吐出圧力Ｐｄｈ２の冷媒の流量も減少して、クランク室５１内の圧力Ｐｃが低下するので、可変容量圧縮機は、冷媒の吐出容量が増加するよう制御されて、吐出される冷媒の流量が一定になるように制御される。

第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電直後の状態を示す要部拡大断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電後の遷移状態を示す要部拡大断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁のバランス状態を示す要部拡大断面図である。第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の吐出圧力急増時の過渡状態を示す要部拡大断面図である。第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。図７のＡ−Ａ矢視断面を拡大して示した図である。第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を非通電の状態で示す要部拡大断面図である。第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の通電直後の状態を示す要部拡大断面図である。第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の制御時の状態を示す要部拡大断面図である。第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の詳細な構成を示す中央縦断面図である。第７の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁を二酸化炭素システムの可変容量圧縮機に適用した一例を示す図である。

符号の説明

１０，１０ａ〜１０ｆ可変容量圧縮機用制御弁
１１第１の弁
１２第２の弁
１３第３の弁
１４ソレノイド
１５第１ボディ
１６，１７ポート
１８冷媒通路
１９弁座
２０弁体
２１スプリング
２２第２ボディ
２３冷媒通路
２４ストレーナ
２５ポート
２６弁座
２７弁体
２８スプリング
２９シャフト
３０有底スリーブ
３１コア
３２プランジャ
３３シャフト
３４スプリング
３５コイル
３６ハーネス
３７均圧孔
３８ポート
３９シャフト
４０ガイド
４１冷媒通路
４２弁座形成部材
４３伝達シャフト
４４，４５ポート
４６シャフト
４７パッキン
４８ケース
４９ねじ山
５１クランク室
５２回転軸
５３プーリ
５４揺動板
５５シリンダ
５６ピストン
５７吸入用リリーフ弁
５８吐出用リリーフ弁
５９吸入室
６０吐出室
６１出口ポート
６２オリフィス
６３ガスクーラ
６４内部熱交換器
６５膨張弁
６６蒸発器
６７アキュムレータ

Claims

可変容量圧縮機から吐出される冷媒を一定の流量に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吐出室から導入されて前記可変容量圧縮機の出口へ流出する冷媒の流量に応じて通路面積が設定される第１の弁と、
前記第１の弁の前後の差圧を所定の差圧に保つように前記可変容量圧縮機のクランク室の圧力を前記第１の弁に連動して制御する第２の弁と、
前記第１の弁によって設定された前記通路面積の前後の差圧を制御しようとする冷媒の流量に応じた前記所定の差圧に設定するソレノイドと、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
前記第１の弁は、前記吐出室から冷媒を導入して前記出口へ流出させる第１の冷媒通路に形成される第１の弁座と、前記第１の弁座に対向して下流側から閉弁方向に付勢状態で配置された第１の弁体とを有し、
前記第２の弁は、前記吐出室から冷媒を導入して前記クランク室へ流出させる第２の冷媒通路に形成される第２の弁座と、前記第２の弁座に対向して下流側に配置されていて前記第１の弁体よりも受圧面積の小さな第２の弁体と、前記第２の弁体を前記ソレノイドの付勢力に抗して開弁方向に付勢するスプリングとを有し、
さらに、前記第１の弁体と前記第２の弁体との間に配置されて前記ソレノイドの付勢力を前記第１の弁体に伝達するとともに前記第１の弁体が受ける前記通路面積の前後の差圧の変化を前記第２の弁体に伝達するシャフトを備えていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記シャフトは、前記第１の弁のボディに形成された貫通孔に前記第１の弁体および前記第２の弁体の開弁または閉弁方向に進退自在に保持され、前記第１の弁体の側が前記貫通孔の内径より大きな外径を有し、前記ソレノイドの非通電時において前記第２の弁が前記スプリングの付勢力によって全開になったときに、前記貫通孔との間のクリアランスを閉止する第３の弁を構成していることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の弁は、前記吐出室から導入した冷媒の吐出圧力と前記クランク室へ流出させる冷媒の圧力との差圧を感知して動作するように構成したことを特徴とする請求項２または３記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の弁は、前記吐出室から導入した冷媒の吐出圧力と前記可変容量圧縮機の吸入室における吸入圧力との差圧を感知して動作するように構成したことを特徴とする請求項２または３記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の弁は、前記第２の弁体とこれが前記吐出室から導入した冷媒の吐出圧力を受ける有効径に概略等しい外径を有していて端面に前記吸入圧力を受ける別のシャフトとが一体に形成されていることを特徴とする請求項５記載の可変容量圧縮機用制御弁。
可変容量圧縮機から吐出される冷媒を一定の流量に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吐出室から導入されて前記可変容量圧縮機の出口へ流出する第１の冷媒通路内に配置された逆止弁構成の第１の弁と、
前記吐出室から導入されて前記可変容量圧縮機のクランク室へ流出する第２の冷媒通路内に配置された第２の弁と、
前記第１の弁と前記第２の弁との間に配置され、前記第１の弁の前後の差圧の変化を前記第２の弁に伝達して互いに同じ開閉方向に連動させるシャフトと、
電流値に応じて前記第２の弁に閉弁方向の付勢力を与えるとともに前記シャフトを介して前記第１の弁の前後の差圧を制御しようとする冷媒の流量に応じた所定の差圧に設定するソレノイドと、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
可変容量圧縮機から吐出される冷媒を一定の流量に制御する可変容量圧縮機用制御弁において、
前記可変容量圧縮機の吐出室から導入されて前記可変容量圧縮機の出口へ流出する冷媒の流量に応じてリフトし、開弁後はリフト量によらず冷媒通路の通路面積が変化しない第１の弁と、
前記第１の弁の前後の差圧を所定の差圧に保つように前記可変容量圧縮機のクランク室の圧力を前記第１の弁に連動して制御する第２の弁と、
前記第１の弁が開弁したときの前記冷媒通路の前後の差圧を制御しようとする冷媒の流量に応じた前記所定の差圧に設定するソレノイドと、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
前記第１の弁は、前記吐出室から冷媒を導入して前記出口へ流出させる第１の冷媒通路に形成される第１の弁座と、前記第１の弁座の下流側にて外周面が前記第１の冷媒通路の内壁とは所定の間隔を置いた状態で前記第１の弁座に対向して軸線方向に進退自在に配置された第１の弁体と、前記第１の弁体を閉弁方向に付勢するスプリングとを有し、
前記第２の弁は、前記吐出室から冷媒を導入して前記クランク室へ流出させる第２の冷媒通路に形成される第２の弁座と、前記第２の弁座に対向して前記ソレノイドの側にて軸線方向に進退自在にかつ開弁方向に付勢状態で配置されていて前記第１の弁体よりも受圧面積の小さな第２の弁体と、弁孔を介して前記第１の冷媒通路に連通する貫通孔に配置されて前記第２の弁体と一体に動作する伝達シャフトとを有し、
さらに、前記第２の弁体に与えられる前記ソレノイドの付勢力を前記伝達シャフトを介して前記第１の弁体に伝達するとともに前記第１の弁体が受ける前記冷媒通路の前後の差圧の変化を前記第２の弁体に伝達するシャフトを備えていることを特徴とする請求項８記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記シャフトは、前記第１の弁体にその軸線方向に進退自在にかつ前記スプリングにより前記第１の弁体に関して前記第２の弁の方向に付勢された状態で配置され、前記ソレノイドが通電されているとき、前記貫通孔から前記第１の冷媒通路へ進むよう付勢された前記伝達シャフトに当接されて前記第１の弁体および前記第２の弁体と一体になって動作し、前記ソレノイドの非通電時においては、前記第２の弁体が開弁方向に付勢されていることによって前記伝達シャフトが中に退避した前記貫通孔を閉止する第３の弁を構成していることを特徴とする請求項９記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の弁の前記第２の弁体および前記伝達シャフトは、前記ソレノイドのシャフトと一体に形成されていることを特徴とする請求項９記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記吐出室から冷媒を導入する前記第１の冷媒通路および前記第２の冷媒通路の冷媒入口は、独立して形成された第１および第２のポートに連通されていることを特徴とする請求項９記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の冷媒通路の冷媒入口である前記第２のポートは、前記第２の弁座よりも前記第１の弁の側に配置され、前記第２の弁座よりも前記ソレノイドの側には、前記第２の冷媒通路の冷媒出口に連通する第３のポートが配置されていることを特徴とする請求項１２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第２の冷媒通路の冷媒入口である前記第２のポートは、前記第２の弁座よりも前記ソレノイドの側に配置され、前記第２の弁座よりも前記第１の弁の側には、前記第２の冷媒通路の冷媒出口に連通する第３のポートが配置されていることを特徴とする請求項１２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
前記第３のポートと前記第１の冷媒通路の冷媒出口に連通する第４のポートとの間に前記可変容量圧縮機の吸入室に連通する第５のポートを配置し、前記貫通孔と前記伝達シャフトとの間のクリアランスを介して漏れる冷媒を前記第５のポートに流すようにしたことを特徴とする請求項１４記載の可変容量圧縮機用制御弁。