JP7237919B2 - 容量制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、作動流体の容量または圧力を可変制御する容量制御弁に関し、例えば、自動車の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機の吐出量を圧力に応じて制御する容量制御弁に関する。

自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機は、エンジンにより回転駆動される回転軸、回転軸に対して傾斜角度を可変に連結された斜板、斜板に連結された圧縮用のピストン等を備え、斜板の傾斜角度を変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて流体の吐出量を制御するものである。この斜板の傾斜角度は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、流体を吸入する吸入室の吸入圧力Ｐｓ、ピストンにより加圧された流体を吐出する吐出室の吐出圧力Ｐｄ、斜板を収容した制御室の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで連続的に変化させ得るようになっている。

容量可変型圧縮機の連続駆動時（以下、単に「連続駆動時」と表記することもある）において、容量制御弁は、制御コンピュータにより通電制御され、ソレノイドで発生する電磁力により主弁体を軸方向に移動させ、主弁を開閉して制御室に吐出室の圧力を供給して制御圧力Ｐｃを調整する通常制御を行っている。

容量制御弁の通常制御時においては、容量可変型圧縮機における制御室の圧力が適宜制御されており、回転軸に対する斜板の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて吐出室に対する流体の吐出量を制御し、空調システムが所望の冷却能力となるように調整している。

このような容量可変型圧縮機は、容量可変型圧縮機が停止した後、長時間停止状態に放置されると、容量可変型圧縮機の吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄおよび制御圧力Ｐｃが均圧となり、制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓは連続駆動時における制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓよりもはるかに高い状態となり、制御室内の流体の一部で液化が起こることがある。この状態から容量可変型圧縮機を起動する際には、制御圧力Ｐｃは連続駆動時よりもはるかに高い状態にあるとともに、液化した流体により制御室が最大容量となり難いため、吐出量を目標値に制御するまでに長い時間を要していた。このことから、容量可変型圧縮機の起動時に、容量可変型圧縮機の制御室内から液化した流体を短時間で排出するようにした容量制御弁がある。

特許文献１に示される容量制御弁１００は、図７に示されるように、第１弁座１１０ａ（主弁座）が形成される第１弁室１２０と容量可変型圧縮機の吐出室とを連通する第１連通路１１２（Ｐｄポート）と、第２弁座１８２ａが形成される第２弁室１３０と容量可変型圧縮機の吸入室とを連通する第２連通路１１３（Ｐｓポート）と、第１弁室１２０を基準として第２弁室１３０と軸方向反対側に形成された第３弁室１４０（感圧室）と容量可変型圧縮機の制御室とを連通する第３連通路１１４（Ｐｃポート）と、を備えるバルブハウジング１１０と、第１弁室１２０にて第１弁座１１０ａと接離し吐出室と制御室との連通を開閉する第１弁部１５１ａ（主弁部）と、第２弁室１３０にて第２弁座１８２ａと接離し制御室と吸入室との連通を開閉する第２弁部１５１ｂとを一体的に有し、その往復動により互いに逆向きの開閉動作を行う主弁体１５１と、第２弁室１３０と第３弁室１４０とを連通させる中間連通路１５５と、第３弁室１４０内に配置され周囲の流体圧に応じて主弁体１５１に主弁の開弁方向への付勢力を付与する感圧体１６０と、感圧体１６０の伸縮方向の自由端に主弁体１５１に一体に設けられる感圧弁部１５２ａと接離し第３弁室１４０と中間連通路１５５との連通を開閉する環状の感圧弁座１７０ａを有するアダプタ１７０と、主弁体１５１に駆動力を及ぼすソレノイド１８０と、を備えている。

容量可変型圧縮機の起動時に、容量制御弁１００のソレノイド１８０に通電され主弁体１５１が軸方向に移動すると、第１弁部１５１ａが主弁を閉塞すると同時に第２弁部１５１ｂが第２弁を開放する。さらに、連続駆動時よりもはるかに高い状態にある吸入圧力Ｐｓにより感圧体１６０が収縮し、感圧弁を開放することで、中間連通路１５５によってバルブハウジング１１０内に第３弁室１４０から第２弁室１３０にかけて連通する流路が形成される。また、容量可変型圧縮機の起動に伴って吸入室の吸入圧力Ｐｓは低下するため、制御室の高圧状態にある液化した流体が吸入室との圧力差により移動し、バルブハウジング１１０内に形成された流路を通って短時間で排出される。

特許第４７０００４８号公報（第８頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、容量可変型圧縮機の起動時において、制御室内の液化した冷媒を排出する流路における流路断面積は、感圧弁の開口面積分のみであるため、制御室から液化した流体が迅速に排出されず、制御室が最大容量となるまでに時間がかかっていた。また、容量可変型圧縮機の起動後、液化した流体が全て排出されて制御室が最大容量となると、容量制御弁１００は、この最大容量の状態を維持するために制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを同圧に維持しようとするが、吸入圧力Ｐｓが低い場合、感圧体１６０が収縮せず、感圧弁を開放できないため、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを同圧に維持することができなくなり、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの間に差圧が生じ、ピストンのストロークにふらつきが起こることにより、制御室の最大容量の状態を維持することができず、運転効率が下がってしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、起動時の応答性が良く、かつ運転効率が良い容量制御弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は、
バルブハウジングと、主弁座と接離する主弁部を有しソレノイドの駆動力により吐出圧の吐出流体が通過するＰｄポートと制御圧の制御流体が通過するＰｃポートとの連通を開閉する主弁体と、周囲の圧力により開閉する感圧弁と、前記感圧弁の開閉により前記Ｐｃポートと吸入圧の吸入流体が通過するＰｓポートとを連通させることが可能な中間連通路と、を備える容量制御弁であって、
前記バルブハウジングには、前記Ｐｃポートと、前記Ｐｓポートと、前記Ｐｄポートとが設けられ、前記Ｐｃポートと前記Ｐｓポートとの間を、前記Ｐｄポートからの吐出圧力により作動する作動部材の作動力により移動する差圧弁体によって開閉可能な差圧弁が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、容量可変型圧縮機の起動時には、感圧弁を開放し中間連通路を開放するとともに、差圧弁を開放しＰｃポートとＰｓポートとを連通させる差圧連通路を連通することにより、制御室内から感圧弁および差圧弁を通して液化した流体を吸入室内に短時間で排出して起動時の応答性を高めることができ、かつ容量可変型圧縮機の起動後には、吸入圧力の低下により感圧弁が閉塞されても、Ｐｄポートからの吐出圧力により差圧弁を開放しＰｃポートとＰｓポートとを連通させる差圧連通路を連通することにより、制御圧力と吸入圧力を同圧に維持することができるため、最大容量の状態を維持して運転効率を高めることができる。

好適には、前記作動部材には、感圧室からの圧力を受けるＰｃ受圧面と、前記吐出圧力を受けるＰｄ受圧面とが対向して配置されている。
これによれば、Ｐｃ受圧面とＰｄ受圧面とが対向しているので作動部材が傾き難く作動部材の移動が円滑である。

好適には、前記作動部材は、前記差圧弁体とは別部材により構成されている。
これによれば、組立作業性が良いばかりか、作動部材および差圧弁体がそれぞれ傾き難くなる。

好適には、前記作動部材は、前記バルブハウジングの貫通孔に配置されており、前記差圧弁が閉弁方向に移動したときに前記Ｐｄポートの壁部に当接する。
これによれば、作動部材を所望の位置に保持できるとともに差圧弁体の移動を作動部材によっても規制できる。

好適には、前記差圧弁体は円筒状に形成されており、前記感圧弁の外径側に同心状に設けられている。
これによれば、差圧弁を有する容量制御弁をコンパクトに構成することができる。

好適には、前記差圧弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを備える。
これによれば、吐出圧力が低いときには、差圧弁体を確実に閉弁位置に移動させることができる。

好適には、前記バルブハウジングは、前記主弁体を収容する第１バルブハウジングと感圧弁部材を収容する第２バルブハウジングとから構成されている。
これによれば、第２バルブハウジングに差圧弁体を組み付ければよいため、組立作業性に優れる。

本発明に係る実施例の容量制御弁が組み込まれる斜板式容量可変型圧縮機を示す概略構成図である。 容量制御弁の非通電状態において第１弁が開放され、差圧弁が開放された様子を示す断面図である。 容量制御弁の通電状態（起動時）において第１弁が閉塞され、感圧弁および差圧弁が開放された様子を示す拡大断面図である。 容量制御弁の通電状態（起動後）において感圧弁が閉塞され、差圧弁が開放された様子を示す拡大断面図である。 容量制御弁の通電状態（通常制御時）において第１弁が開放され、差圧弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、Ｐｄピストンの変形例を説明する拡大断面図である。 従来技術を示す特許文献１の容量制御弁の通電状態において第１弁が閉塞された様子を示す断面図である。

本発明に係る容量制御弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る容量制御弁につき、図１から図５を参照して説明する。以下、図２の正面側から見て左右側を容量制御弁の左右側として説明する。

本発明の容量制御弁Ｖは、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれ、冷媒である作動流体（以下、単に「流体」と表記する）の圧力を可変制御することにより、容量可変型圧縮機Ｍの吐出量を制御し空調システムを所望の冷却能力となるように調整している。

先ず、容量可変型圧縮機Ｍについて説明する。図１に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍは、吐出室２と、吸入室３と、制御室４と、複数のシリンダ４ａと、を備えるケーシング１を有している。尚、容量可変型圧縮機Ｍには、制御室４と吸入室３とを直接連通する図示しない連通路が設けられており、この連通路には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィスが設けられている。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、ケーシング１の外部に設置される図示しないエンジンにより回転駆動される回転軸５と、制御室４内において回転軸５に対してヒンジ機構８により偏心状態で連結される斜板６と、斜板６に連結され各々のシリンダ４ａ内において往復動自在に嵌合された複数のピストン７と、を備え、電磁力により開閉駆動される容量制御弁Ｖを用いて、流体を吸入する吸入室３の吸入圧力Ｐｓ、ピストン７により加圧された流体を吐出する吐出室２の吐出圧力Ｐｄ、斜板６を収容した制御室４の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室４内の圧力を適宜制御することで斜板６の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストン７のストローク量を変化させて流体の吐出量を制御している。尚、説明の便宜上、図１においては、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖの図示を省略している。

具体的には、制御室４内の制御圧力Ｐｃが高圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は小さくなりピストン７のストローク量が減少するが、一定以上の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が略垂直状態（垂直よりわずかに傾斜した状態）となる。このとき、ピストン７のストローク量は最小となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最小となることで、吐出室２への流体の吐出量が減少し、空調システムの冷却能力は最小となる。一方で、制御室４内の制御圧力Ｐｃが低圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は大きくなりピストン７のストローク量が増加するが、一定以下の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が最大傾斜角度となる。このとき、ピストン７のストローク量は最大となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最大となることで、吐出室２への流体の吐出量が増加し、空調システムの冷却能力は最大となる。

図２に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖは、ソレノイド８０を構成するコイル８６に通電する電流を調整し、容量制御弁Ｖにおける主弁としての第１弁５０、第２弁５４の開閉制御を行うとともに、周囲の流体圧により感圧弁５３の開閉制御を行い、制御室４内に流入する、または制御室４から流出する流体を制御することで制御室４内の制御圧力Ｐｃを可変制御している。

本実施例において、第１弁５０は、主弁体５１バルブハウジングとしての第１バルブハウジング１０の内周面に形成された主弁座としての第１弁座１０ａとにより構成されており、主弁体５１の軸方向左端に形成される主弁部としての第１弁部５１ａが第１弁座１０ａに接離するようになっている。第２弁５４は、主弁体５１と固定鉄心８２の開口端面である軸方向左端面に形成される第２弁座８２ａとにより構成されており、主弁体５１の軸方向右端に形成される第２弁部５１ｂが第２弁座８２ａに接離するようになっている。感圧弁５３は、感圧体６０のアダプタ７０と感圧弁部材５２の軸方向左端部に形成される感圧弁座５２ａとにより構成されており、アダプタ７０の軸方向右端７０ａが感圧弁座５２ａに接離するようになっている。

次いで、容量制御弁Ｖの構造について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、金属材料または樹脂材料により形成されたバルブハウジングとしての第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１６と、第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１６内に軸方向に往復動自在に配置された主弁体５１、感圧弁部材５２と、周囲の流体圧に応じて主弁体５１、感圧弁部材５２に軸方向右方への付勢力を付与する感圧体６０と、第１バルブハウジング１０に接続され主弁体５１、感圧弁部材５２に駆動力を及ぼすソレノイド８０と、感圧体６０の外径側に同心状に設けられる差圧弁９０と、から主に構成されている。本実施例において、差圧弁９０は、後述する差圧弁体９１の外周面に形成される差圧弁部９１ａと、後述する第２バルブハウジング１６の内周面に形成される差圧弁座１６ａとにより構成されている（図３～図５参照）。

図２に示されるように、ソレノイド８０は、軸方向左方に開放する開口部８１ａを有するケーシング８１と、ケーシング８１の開口部８１ａに対して軸方向左方から挿入されケーシング８１の内径側に固定される略円筒形状の固定鉄心８２と、固定鉄心８２の内径側において軸方向に往復動自在、かつその軸方向左端部が主弁体５１と接続固定される駆動ロッド８３と、駆動ロッド８３の軸方向右端部に固着される可動鉄心８４と、固定鉄心８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４を軸方向右方に付勢するコイルスプリング８５と、固定鉄心８２の外側にボビンを介して巻き付けられた励磁用のコイル８６と、から主に構成されている。

ケーシング８１には、軸方向左端の径方向中心から軸方向右方に凹む凹部８１ｂが形成され、この凹部８１ｂに対して第１バルブハウジング１０の軸方向右端部が挿嵌・固定されている。

固定鉄心８２は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成され、軸方向に延び駆動ロッド８３が挿通される挿通孔８２ｃが形成される円筒部８２ｂと、円筒部８２ｂの軸方向左端部の外周面から外径方向に延びる環状のフランジ部８２ｄとを備え、円筒部８２ｂの軸方向左端の径方向中心から軸方向右方に凹む凹部８２ｅが形成されている。

図２に示されるように、第１バルブハウジング１０は、軸方向左端の径方向中心から軸方向右方に凹む凹部１０ｃが形成され、第２バルブハウジング１６の軸方向右端部に形成される挿嵌部１６ｂが軸方向左方から挿嵌されることにより一体に密封状態で連結されている。第２バルブハウジング１６は、軸方向左端部に仕切調整部材１１が圧入されることにより有底略円筒形状を成している。

第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１６の内部には、主弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向に往復動自在に配置され、第１バルブハウジング１０の内周面の一部には、主弁体５１の外周面が摺接可能な小径のガイド面１０ｂが形成されている。尚、仕切調整部材１１は、第２バルブハウジング１６の軸方向における設置位置を調整することで、感圧体６０２の付勢力を調整できるようになっている。

また、第１バルブハウジング１０の内部には、主弁体５１の第１弁部５１ａ側が配置される第１弁室２０と、主弁体５１の背圧側である軸方向右側に形成される第２弁室３０と、が形成されている。また、第２バルブハウジング１６の内部には、第１バルブハウジング１０の第１弁室２０を基準として第２弁室３０とは反対側の位置に形成される感圧室４０が形成されている。尚、第２弁室３０は、主弁体５１の背圧側の外周面と、固定鉄心８２の開口端面である軸方向左端面および凹部８２ｅと、第１バルブハウジング１０のガイド面１０ｂよりも軸方向右側の内周面とにより画成されている。

また、第１バルブハウジング１０には、第１弁室２０と容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２とを連通するＰｄポート１２と、第２弁室３０と容量可変型圧縮機Ｍの吸入室３とを連通する第１Ｐｓポート１３と、が形成されている。Ｐｄポート１２には、軸方向左側の内周面から軸方向左方に延びて感圧室４０に連通する貫通孔１２ａ（図３～図５参照）が形成され、貫通孔１２ａには、後述する作動部材としてのＰｄピストン９３（図３～図５参照）が軸方向に移動可能に挿通されている。

また、第２バルブハウジング１６には、感圧室４０と容量可変型圧縮機Ｍの制御室４とを連通するＰｃポート１４と、Ｐｃポート１４の軸方向左方に隣接し感圧室４０と容量可変型圧縮機Ｍの吸入室３とを連通するＰｓポートとしての第２Ｐｓポート１５と、が形成されている。さらに、第２バルブハウジング１６には、挿嵌部１６ｂの軸方向右端の径方向中心から軸方向左方に凹む凹部１６ｃが形成され、挿嵌部１６ｂは内径側に段形状の筒状を有している。尚、凹部１６ｃは、感圧室４０の一部を構成しており、第１バルブハウジング１０と第２バルブハウジング１６とが連結された状態において、貫通孔１２ａの軸方向左側の開口から突出するＰｄピストン９３の軸方向左端部が軸方向に進退可能となっている。

図２に示されるように、主弁体５１は、略円筒形状に構成されており、軸方向左端部には、略円筒形状かつ側面視略砲台形状の感圧弁部材５２が接続固定され、軸方向右端部には、駆動ロッド８３が接続固定されており、これらは一体に軸方向に移動するようになっている。また、主弁体５１および感圧弁部材５２の内部には、中空孔が接続されることにより軸方向に亘って貫通する中間連通路５５が形成されている。尚、中間連通路５５は、主弁体５１の軸方向右端部において径方向に貫通する複数の貫通孔５１ｃを介して第２弁室３０と連通している。

図２に示されるように、感圧体６０は、コイルスプリング６２が内蔵されるベローズコア６１と、ベローズコア６１の軸方向右端部に形成されるアダプタ７０と、から主に構成され、ベローズコア６１の軸方向左端は、仕切調整部材１１に固定されている。

また、感圧体６０は、感圧室４０内に配置されて、コイルスプリング６２とベローズコア６１の付勢力により、アダプタ７０の軸方向右端７０ａは感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａに着座するようになっている。尚、感圧体６０は、中間連通路５５内における吸入圧力Ｐｓが高い場合には周囲の流体圧により収縮し、アダプタ７０の軸方向右端７０ａを感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａから離間させるように作動することにより、感圧弁５３を開放させる（図示略）。これにより、例えば、第２弁室３０内の吸入圧力Ｐｓが高い場合には、制御圧力Ｐｃを中間連通路５５および主弁体５１の貫通孔５１ｃを通して第２弁室３０に迅速にリリースすることができる。

図３～図５に示されるように、差圧弁体９１は、フランジ付き略円筒形状に構成されており、感圧室４０内において感圧体６０の外径側に同心状に配置されている。また、差圧弁体９１には、小径の基部９１ｂの軸方向右端部の外周面から外径方向に延びる環状のフランジ部９１ｆが形成されている。フランジ部９１ｆの軸方向右側の端面部９１ｈには、Ｐｄピストン９３の基部９３ａの軸方向左側の端面が当接し、軸方向左側の端面部９１ｋには、Ｐｄピストン９３の基部９３ａの径方向の中心の延長線上に配置されるスプリングとしてのコイルスプリング９２の軸方向右端が当接し、コイルスプリング９２の軸方向左端は、第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄに当接している。尚、説明の便宜上、図示を省略するが、フランジ部９１ｆの軸方向左側のＰｃ受圧面としての端面部９１ｋと、第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄとの間には、複数のコイルスプリング９２が周方向に等配されている。また、コイルスプリング９２の少なくとも軸方向一端は、フランジ部９１ｆの軸方向左側の端面部９１ｋまたは第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄに固定されている。

また、差圧弁体９１は、略円筒形状の小径の基部９１ｂと、基部９１ｂの軸方向左端部に形成される大径の摺接部９１ｃと、基部９１ｂの軸方向略中央において基部９１ｂの外周面から外径方向に突出し摺接部９１ｃと同外径の環状凸部９１ｄと、を有し、第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄとフランジ部９１ｆの軸方向左側の端面との間に配置されるコイルスプリング９２により差圧弁９０の閉弁方向である軸方向右方に付勢されている。

また、差圧弁体９１には、摺接部９１ｃと環状凸部９１ｄとの間において基部９１ｂの径方向に貫通する第１貫通孔９１ｅと、環状凸部９１ｄとフランジ部９１ｆとの間において基部９１ｂの径方向に貫通する第２貫通孔９１ｇとが形成されている。第１貫通孔９１ｅは、内径側の小径孔部９１ｅ１に外径側の大径孔部９１ｅ２が連結されており、大径孔部９１ｅ２は、小径孔部９１ｅ１よりも軸方向両側に延びている。これにより、第１貫通孔９１ｅは、第２Ｐｓポート１５と連通しやすくなっている。同様に、第２貫通孔９１ｇは、内径側の小径孔部９１ｇ１に外径側の大径孔部９１ｇ２が連結されており、大径孔部９１ｇ２は、小径孔部９１ｇ１よりも軸方向両側に延びている。これにより、第２貫通孔９１ｇは、Ｐｃポート１４と連通しやすくなっている。さらに、大径孔部９１ｇ２は、フランジ部９１ｆの軸方向左側の端面部９１ｋと第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄとの間の空間に連通しているため、フランジ部９１ｆに制御圧力Ｐｃを導きやすくなっている。尚、摺接部９１ｃおよび環状凸部９１ｄの外周面と第２バルブハウジング１６の内周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、差圧弁体９１は軸方向にスムーズに移動可能となっている。

また、摺接部９１ｃの外周面の軸方向右端部には、第２Ｐｓポート１５よりも軸方向右側の第２バルブハウジング１６の内周面に形成される差圧弁座１６ａと軸方向に摺接する差圧弁部９１ａが形成されている。また、摺接部９１ｃの外周面の軸方向左端部は、第２Ｐｓポート１５よりも軸方向左側の第２バルブハウジング１６の内周面と差圧弁９０の開弁時および閉弁時において常時摺接するように構成されている。

また、基部９１ｂに形成される第２貫通孔９１ｇは、第２バルブハウジング１６に形成されるＰｃポート１４と略同開口面積であり、かつ軸方向位置が対応するように配置されている。

図３～図５に示されるように、Ｐｄピストン９３は、軸方向に延びる円柱状に構成される基部９３ａと、基部９３ａの軸方向右端に形成されるＰｄ受圧面としての端面部９３ｃの径方向中心から軸方向右方に延出し軸方向右端部がＰｄポート１２内に配置される小径の規制部９３ｂと、から構成されている。

また、Ｐｄピストン９３には、差圧弁９０の閉弁時においてＰｄポート１２の軸方向右側の壁部に当接可能なＰｄ受圧面としての端面部９３ｄが形成されている。尚、Ｐｄピストン９３は、規制部９３ｂの端面部９３ｄがＰｄポート１２の軸方向右側の壁部に当接することにより、差圧弁体９１およびＰｄピストン９３のＰｄポート１２内への脱落が防止されている。また、規制部９３ｂを小径としてＰｄポート１２内の流体の流れを阻害しないようになっている。

また、容量制御弁Ｖは、第１バルブハウジング１０の貫通孔１２ａの軸方向左側の開口からＰｄピストン９３を挿入するとともに、差圧弁体９１のフランジ部９１ｆの軸方向左側の端面部９１ｋと第２バルブハウジング１６の凹部１６ｃの底面部１６ｄとの間にコイルスプリング９２を配置した状態で、第２バルブハウジング１６の軸方向右端から差圧弁体９１を挿入した後、第１バルブハウジング１０と第２バルブハウジング１６を連結し、第２バルブハウジング１６の軸方向左端から感圧室４０に感圧体６０を挿入し、仕切調整部材１１を圧入して全体を固定することにより組立てることができる。尚、差圧弁体９１とＰｄピストン９３は、一体に構成されていてもよい。

次いで、差圧弁９０の開閉機構について説明する。Ｐｄピストン９３の基部９３ａの軸方向右端の端面部９３ｃおよび規制部９３ｂの軸方向右端の端面部９３ｄに対して軸方向右方から作用する吐出圧力Ｐｄが低い状態では、差圧弁体９１はコイルスプリング９２の付勢力を受けて軸方向右方へ移動し、差圧弁部９１ａが差圧弁座１６ａと摺接することにより、差圧弁９０は閉塞される（図５参照）。

一方、Ｐｄピストン９３の基部９３ａの軸方向右端の端面部９３ｃおよび規制部９３ｂの軸方向右端の端面部９３ｄに対して軸方向右方から作用する吐出圧力Ｐｄが高い状態では、Ｐｄピストン９３に軸方向左方へ移動させる力（図３および図４において白矢印で図示）が作用し、差圧弁体９１はコイルスプリング９２の付勢力に抗し軸方向左方へ移動し、差圧弁９０は開放される（図３および図４参照）。

次いで、容量制御弁Ｖの非通電状態が継続された状態の態様について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、可動鉄心８４がソレノイド８０を構成するコイルスプリング８５の付勢力やコイルスプリング６２とベローズコア６１の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、駆動ロッド８３、主弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向右方へ移動し、主弁体５１の第２弁部５１ｂが固定鉄心８２の第２弁座８２ａに着座し第２弁５４が閉塞されるとともに、主弁体５１の第１弁部５１ａが第１バルブハウジング１０の内周面に形成された第１弁座１０ａから離間し、第１弁５０が開放されている。尚、図２は、吐出圧力Ｐｄの高い圧力により差圧弁９０が開放された状態を示している。

このように、容量制御弁Ｖの非通電状態において、容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２内の流体は、第１弁５０が開放されることで、吐出室２から容量制御弁Ｖを経由して制御室４に流入していく。これは、吐出圧力Ｐｄが制御圧力Ｐｃより高い圧力であるためである。

制御圧力Ｐｃは、制御室４に吐出圧力Ｐｄが流入することで非通電状態前の制御圧力Ｐｃよりも高く、吸入圧力Ｐｓよりも高い圧力となっており、関係式で表すとＰｓ＜Ｐｃ≦Ｐｄとなっている。そのため、制御室４内の流体は、前述した制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路および固定オリフィスを経由して吸入室３に流入していく。これら流体の流入は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが平衡するまで行われる。そのため、容量制御弁Ｖが非通電状態で長時間放置されると、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが平衡し均圧（Ｐｓ＝Ｐｃ＝Ｐｄ）となり、吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃは、連続駆動時における圧力よりもはるかに高い状態となる。このとき、制御室４内の流体の一部で液化が起こる。尚、制御室４の制御圧力Ｐｃと吸入室３の吸入圧力Ｐｓとの圧力が平衡し均圧となることにより、感圧室４０内においてＰｃポート１４から第２Ｐｓポート１５に向かう流体の流れがなくなる。

連続駆動時よりもはるかに高い状態にある制御圧力Ｐｃでは、容量可変型圧縮機Ｍの吐出量を適切に制御できないため、制御室４内から液化した流体を排出し制御圧力Ｐｃを低下させる必要がある。

次いで、容量可変型圧縮機Ｍの起動時において、制御室４内から液化した流体が排出されるまでの態様について説明する。

容量可変型圧縮機Ｍは、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが均圧である状態で起動させると、このときの制御圧力Ｐｃが連続駆動時の制御圧力Ｐｃよりもはるかに高い状態にあるため、回転軸５に対して斜板６が略垂直状態となっており、ピストン７のストローク量が最小となっている。また、容量可変型圧縮機Ｍは、自身の起動に合わせて容量制御弁Ｖに通電を開始する。

容量制御弁Ｖは、非通電状態（第１弁５０が開放された状態）からソレノイド８０のコイル８６に通電されることで励磁され磁力を発生させ、この磁力を受けた固定鉄心８２に可動鉄心８４が吸引され、可動鉄心８４に軸方向右端部が連結された駆動ロッド８３が従動し、駆動ロッド８３の軸方向左端部に連結された主弁体５１が軸方向左方へと移動する（図３参照）。このとき、主弁体５１、感圧弁部材５２は軸方向左方に一体に移動する。

これにより、容量制御弁Ｖは、図３に示されるように、主弁体５１の第１弁部５１ａが第１バルブハウジング１０の内周面に形成された第１弁座１０ａに着座し、第１弁５０が閉塞される。このとき、主弁体５１の第２弁部５１ｂが固定鉄心８２の開口端面に形成される第２弁座８２ａから離間し第２弁５４が開放される。尚、感圧体６０は、連続駆動時よりもはるかに高い状態にある吸入圧力Ｐｓにより収縮するため、アダプタ７０の軸方向右端７０ａが感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａから離間し、感圧弁５３が開放される。

また、容量可変型圧縮機Ｍの起動時においては、ピストン７のストロークにより吸入室３の吸入圧力Ｐｓが僅かに低下するため、制御室４の制御圧力Ｐｃと吸入室３の吸入圧力Ｐｓとの圧力差により、感圧室４０内においてＰｃポート１４から感圧弁５３を介して中間連通路５５を通って第１Ｐｓポート１３（図２参照）に向かう流体の流れと、Ｐｃポート１４から差圧弁９０を介して第２Ｐｓポート１５に向かう流体の流れが発生する。

これによれば、本実施例の容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍの起動時には、感圧弁５３および差圧弁９０を開放しＰｃポート１４から第１Ｐｓポート１３および第２Ｐｓポート１５を連通させる２つの流路、すなわち中間連通路５５および差圧連通路（図３において実線の矢印で図示）を連通させることにより、制御室４の液化した冷媒を排出するための流路断面積を十分に確保することができるため、制御室４内から感圧弁５３および差圧弁９０を通して液化した流体を短時間で排出して起動時の応答性を高めることができる。

また、容量可変型圧縮機Ｍの起動後には、制御室４の制御圧力Ｐｃと吸入室３の吸入圧力Ｐｓが共に低下するとともに、制御室４から液化した流体は排出される。

さらに、本実施例の容量制御弁Ｖは、制御室４が最大容量の状態において、吸入圧力Ｐｓの低下によって感圧体６０が伸張することにより、アダプタ７０の軸方向右端７０ａが感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａに着座し、吸入圧力Ｐｓが低く感圧弁５３が開弁しない程度の時でも、吐出圧力Ｐｄの高い圧力により差圧弁体９１およびＰｄピストン９３が軸方向左方へ移動して差圧弁９０を開放しＰｃポート１４から第２Ｐｓポート１５を連通させる差圧連通路（図４において実線の矢印で図示）を連通することにより、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを均圧（同圧）に維持することができる。そのため、制御室４のシリンダ４ａ内におけるピストン７のストロークを安定させ、最大容量の状態を維持して運転効率を高めることができる。

また、図４に示されるように、通電状態が維持され第１弁５０が閉塞される通常制御時には、感圧室４０内の制御圧力Ｐｃを吐出圧力Ｐｄよりも低い圧力の吸入圧力Ｐｓと均圧（同圧）に維持されることにより、Ｐｄピストン９３のＰｄ受圧面（主に端面部９３ｃ）に対して軸方向右方から作用する吐出圧力Ｐｄと、Ｐｄ受圧面と対向配置される差圧弁体９１のＰｃ受圧面である端面部９１ｋに対して軸方向左方から作用する制御圧力Ｐｃとの差圧が発生し、コイルスプリング９２の付勢力に抗して吐出圧力Ｐｄにより差圧弁体９１が軸方向左方へさせる力（図４において白矢印で図示）が作用することとなるため、通常制御時において差圧弁９０が開放された状態が維持されやすい。

また、通常制御時において、通電状態から非通電状態に切り換えて第１弁５０を開放させると、吐出室２から容量制御弁Ｖに吐出圧力Ｐｄが流入しＰｄポート１２内の吐出圧力Ｐｄが低下するとともに、感圧室４０の制御圧力Ｐｃが上昇するため、コイルスプリング９２の付勢力により差圧弁体９１およびＰｄピストン９３が軸方向右方へ移動し、差圧弁９０が閉塞される（図５において点線の矢印で図示）。これにより、Ｐｃポート１４から第２Ｐｓポート１５への流体の漏れを防止することができるため、容量制御弁Ｖによる制御圧力Ｐｃの制御精度を高めることができる。

また、軸方向右方から吐出圧力Ｐｄを受けるＰｄピストン９３の基部９３ａの軸方向右端の端面部９３ｃおよび規制部９３ｂの軸方向右端の端面部９３ｄと、感圧室４０からの制御圧力Ｐｃを受ける差圧弁体９１のフランジ部９１ｆの軸方向左側の端面部９１ｋとが軸方向に対向して配置されているため、Ｐｄピストン９３が傾き難く、Ｐｄピストン９３の軸方向への移動が円滑である。さらに、Ｐｄピストン９３は、差圧弁体９１とは別部材により構成されているため、組立作業性が良いばかりか、Ｐｄピストン９３および差圧弁体９１がそれぞれ傾き難くなる。

また、Ｐｄピストン９３は、第１バルブハウジング１０の貫通孔１２ａに配置されており、差圧弁９０が閉弁方向に移動したときに規制部９３ｂの軸方向右側の端面部９３ｄがＰｄポート１２の軸方向右側の壁部に当接することにより、Ｐｄピストン９３を所望の位置に保持できるとともに、差圧弁体９１の移動をＰｄピストン９３によっても規制できる。

また、差圧弁９０を構成する略円筒形状の差圧弁体９１は、感圧弁５３（感圧体６０）の外径側に同心状に設けられているため、差圧弁９０を有する容量制御弁Ｖをコンパクトに構成することができる。

また、差圧弁体９１およびＰｄピストン９３を閉弁方向である軸方向右方に付勢するコイルスプリング９２を備えることにより、吐出圧力Ｐｄが低いときには、差圧弁体９１を確実に閉弁位置に移動させることができる。

また、バルブハウジングが主弁体５１を収容する第１バルブハウジング１０と感圧弁部材５２を収容する第２バルブハウジング１６とから構成されており、第２バルブハウジング１６に差圧弁体９１を組み付ければよいため、組立作業性に優れる。

また、差圧弁体９１は、摺接部９１ｃおよび環状凸部９１ｄの外周面を第２バルブハウジング１６の内周面にガイドされることにより、差圧弁９０の開閉動作を安定して行うことができるため、差圧弁９０の構造を単純化できる。

また、第２バルブハウジング１６には、感圧弁５３の開閉により中間連通路５５を介して吸入室３と連通する第１Ｐｓポート１３とは別に、差圧弁９０により開閉される差圧連通路（図５において実線の矢印で図示）を構成し吸入室３と連通する第２Ｐｓポート１５が設けられることにより、第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１６の構造を単純化することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例のように、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路および固定オリフィスは設けなくてもよい。

また、前記実施例では、第２弁は設けなくともよく、主弁体の第２弁部は、軸方向の荷重を受ける支持部材として機能すればよく、必ずしも密閉機能は必要ではない。

また、差圧弁およびＰｃポートは、第２弁室内に設けられてもよい。

また、第２弁室３０はソレノイド８０と軸方向反対側に設けられるとともに感圧室４０はソレノイド８０側に設けられていてもよい。

また、容量可変型圧縮機Ｍは、長時間放置されると吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃが均圧である態様として説明したが、これに限らず、吸入圧力Ｐｓのみが常時わずかに低い態様であってもよい。

また、第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１６は一体に形成されていてもよい。

また、差圧弁体９１は、差圧弁９０の閉弁時にＰｄピストン９３および／またはバルブハウジング（第１バルブハウジング１０または第２バルブハウジング１６）により移動を規制されてもよい。

また、Ｐｄピストン９３には、図６（ａ）に示すように、小径の規制部９３ｂに貫通孔１２ａよりも大径の板状の傘部９３ｆが形成されていてもよい。これによれば、Ｐｄピストン９３が吐出圧力Ｐｄによって軸方向左方へ移動すると、傘部９３ｆはＰｄポート１２の内面に当接する（図６（ｂ）参照）ため、Ｐｄポート１２内の流体が貫通孔１２ａを通して感圧室４０に漏れ難くなっている。

また、Ｐｄピストン９３は、１つでも複数でもよく、複数設けられる場合には、コイルスプリング９２に対応して周方向に等配されることが好ましい。

また、コイルスプリング９２は、圧縮バネに限らず、引張バネでもよく、コイル形状以外であってもよい。

また、感圧体６０は、内部にコイルスプリングを使用しないものであってもよい。

１ ケーシング
２ 吐出室
３ 吸入室
４ 制御室
１０ 第１バルブハウジング（バルブハウジング）
１０ａ 第１弁座（主弁座）
１１ 仕切調整部材
１２ Ｐｄポート
１２ａ 貫通孔
１３ 第１Ｐｓポート
１４ Ｐｃポート
１５ 第２Ｐｓポート（Ｐｓポート）
１６ 第２バルブハウジング（バルブハウジング）
１６ａ 差圧弁座
２０ 第１弁室
３０ 第２弁室
４０ 感圧室
５０ 第１弁（主弁）
５１ 主弁体
５１ａ 第１弁部（主弁部）
５１ｂ 第２弁部
５２ 感圧弁部材
５２ａ 感圧弁座
５３ 感圧弁
５４ 第２弁
５５ 中間連通路
６０ 感圧体
６１ ベローズコア
６２ コイルスプリング
７０ アダプタ
７０ａ 軸方向右端
８０ ソレノイド
８２ 固定鉄心
８２ａ 第２弁座
９０ 差圧弁
９１ 差圧弁体
９１ａ 差圧弁部
９１ｂ 基部
９１ｃ 摺接部
９１ｄ 環状凸部
９１ｅ 第１貫通孔
９１ｅ１ 小径孔部
９１ｅ２ 大径孔部
９１ｆ フランジ部
９１ｇ 第２貫通孔
９１ｇ１ 小径孔部
９１ｇ２ 大径孔部
９１ｈ 端面部
９１ｋ 端面部（Ｐｃ受圧面）
９２ コイルスプリング（スプリング）
９３ Ｐｄピストン（作動部材）
９３ａ 基部
９３ｂ 規制部
９３ｃ 端面部（Ｐｄ受圧面）
９３ｄ 端面部（Ｐｄ受圧面）
９３ｆ 傘部
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｖ 容量制御弁

Claims (7)

1. バルブハウジングと、主弁座と接離する主弁部を有しソレノイドの駆動力によりＰｄポートとＰｃポートとの連通を開閉する主弁体と、周囲の圧力により開閉する感圧弁と、前記感圧弁の開閉により前記ＰｃポートとＰｓポートとを連通させることが可能な中間連通路と、を備える容量制御弁であって、
   前記バルブハウジングには、前記Ｐｃポートと、前記Ｐｓポートと、前記Ｐｄポートとが設けられ、前記Ｐｃポートと前記Ｐｓポートとの間を、前記Ｐｄポートからの吐出圧力により作動する作動部材の作動力により移動する差圧弁体によって開閉可能な差圧弁が設けられ、
   前記差圧弁体は、前記Ｐｄポートからの吐出圧力が高まることで開方向に移動し、前記Ｐｄポートからの吐出圧力が低下することで閉方向に移動することを特徴とする容量制御弁。
2. 前記作動部材には、感圧室からの圧力を受けるＰｃ受圧面と、前記吐出圧力を受けるＰｄ受圧面とが対向して配置されている請求項１に記載の容量制御弁。
3. 前記作動部材は、前記差圧弁体とは別部材により構成されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
4. 前記作動部材は、前記バルブハウジングの貫通孔に配置されており、前記差圧弁が閉弁方向に移動したときに前記Ｐｄポートの壁部に当接する請求項１ないし３のいずれかに記
   載の容量制御弁。
5. 前記差圧弁体は円筒状に形成されており、前記感圧弁の外径側に同心状に設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の容量制御弁。
6. 前記差圧弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを備える請求項１ないし５のいずれかに記載の容量制御弁。
7. 前記バルブハウジングは、前記主弁体を収容する第１バルブハウジングと感圧弁部材を収容する第２バルブハウジングとから構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の容量制御弁。

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