特許 6064123 制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6064123

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20170116BHJP

   F04B 27/18 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 305L

   F16K31/06 305S

   F16K31/06 385F

   F04B27/18 Z

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-242106(P2012-242106)

(22)【出願日】2012年11月1日

(65)【公開番号】特開2014-92207(P2014-92207A)

(43)【公開日】2014年5月19日

【審査請求日】2015年6月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000133652

【氏名又は名称】株式会社テージーケー

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】特許業務法人インターブレイン

(74)【代理人】

【識別番号】100120536

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 真司

(72)【発明者】

【氏名】金子 裕己

(72)【発明者】

【氏名】利根川 正明

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／１１９３８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０９５４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４４９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１４２２６２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体を導入又は導出する導入出ポート、作動流体を導入する導入ポート、作動流体を導出する導出ポートが設けられたボディと、
前記ボディに摺動可能に支持され、前記導入ポートと前記導入出ポートとの間に形成された主弁座に着脱して主弁を開閉する一方、前記導入出ポートと前記導出ポートとを連通させる内部通路が形成された主弁体と、
前記内部通路の端部又は内部に形成された副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
前記ボディの一端側に設けられて被感知圧力を感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると前記主弁体を開弁方向に駆動するための駆動力を発生させる感圧部と、
前記ボディの他端側に設けられ、供給される電流量に応じて前記主弁体を閉弁方向に駆動するためのソレノイド力を発生させるソレノイドと、
前記感圧部と前記ソレノイドとの間に介装され、前記ソレノイド力を前記主弁体および前記副弁体のいずれも介することなく前記感圧部に対して直接伝達可能な作動ロッドと、
を備え、
前記副弁体は、前記作動ロッドに固定されてはおらず、所定クリアランスにて遊嵌されていることを特徴とする制御弁。

【請求項2】

前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢する第１付勢部材と、
前記副弁体を前記副弁の閉弁方向に付勢する第２付勢部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。

【請求項3】

前記作動ロッドは、前記主弁の閉弁状態において前記副弁体を前記副弁の開弁方向に駆動するためのソレノイド力を、前記副弁体に伝達するための押圧部を有することを特徴とする請求項２に記載の制御弁。

【請求項4】

前記作動ロッドは、前記主弁体に設けられた被係合部に係合することにより前記ソレノイド力を前記主弁体に直接伝達可能な係合部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御弁。

【請求項5】

前記作動ロッドは、前記主弁体に設けられた被係合部に係合することにより前記ソレノイド力を前記主弁体に直接伝達可能な係合部を有し、
前記第１付勢部材は、前記副弁の閉弁状態において前記係合部と前記被係合部との間に所定間隔が形成されるよう、前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢することを特徴とする請求項２または３に記載の制御弁。

【請求項6】

前記第１付勢部材は、前記作動ロッドと前記主弁体との間に介装され、前記作動ロッドと一体変位可能であることを特徴とする請求項２，３，５のいずれかに記載の制御弁。

【請求項7】

前記副弁体と前記感圧部とが一体に構成され、
前記作動ロッドが、前記副弁体を貫通して前記感圧部に作動連結可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。

【請求項8】

吸入室に導入される冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機の吐出容量を、前記吐出室からクランク室に導入する冷媒、および前記クランク室から前記吸入室へ導出する冷媒の少なくとも一方の流量又は圧力を調整することにより変化させる可変容量圧縮機用制御弁として構成され、
前記ボディは、前記導入出ポートとして前記クランク室に連通するクランク室連通ポートと、前記導入ポートとして前記吐出室に連通する吐出室連通ポートと、前記導出ポートとして前記吸入室に連通する吸入室連通ポートとが形成され、
前記感圧部は、前記吸入室の吸入圧力または前記クランク室のクランク圧力を前記被感知圧力として感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると前記主弁体に開弁方向の力を作用させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は制御弁に関し、特に共用のボディに主弁と副弁とが設けられ、単一のソレノイドにより駆動される制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用空調装置は、一般に、その冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する圧縮機、そのガス冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された液冷媒を断熱膨張させることで低温・低圧の冷媒にする膨張装置、その冷媒を蒸発させることにより車室内空気との熱交換を行う蒸発器等を備えている。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻され、冷凍サイクルを循環する。

【0003】

この圧縮機としては、エンジンの回転数によらず一定の冷房能力が維持されるように、冷媒の吐出容量を可変できる可変容量圧縮機（単に「圧縮機」ともいう）が用いられている。この圧縮機は、エンジンによって回転駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結され、揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより冷媒の吐出量を調整する。揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に吐出冷媒の一部を導入し、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で連続的に変えられる。このクランク室内の圧力（以下「クランク圧力」という）Ｐｃは、圧縮機の吐出室とクランク室との間に設けられた可変容量圧縮機用制御弁（単に「制御弁」ともいう）により制御される。

【0004】

このような制御弁は、駆動部としてのソレノイドに外部から電流を供給することで、その弁開度が調整される。空調装置の起動時などその空調機能を速やかに発揮させる必要があるときには、例えばソレノイドに最大電流を流すことで弁部を閉弁状態とし、クランク圧力Ｐｃを低くして揺動板を回転軸に対して大きく傾けることで、圧縮機を最大容量で運転させることができる。車両のエンジン負荷が大きいときにはソレノイドをオフにすることで弁部を全開状態とし、クランク圧力Ｐｃを高くして揺動板を回転軸に対してほぼ直角にすることで、圧縮機を最小容量で運転させることができる。

【0005】

このような制御弁には、吐出室とクランク室とを連通させる主通路に主弁を設ける一方、クランク室と吸入室とを連通させる副通路に副弁を設け、それらの弁を単一のソレノイドにより駆動するものがある（例えば特許文献１参照）。この制御弁によれば、空調装置の定常運転時には副弁を閉じた状態で主弁の開度が調整される。それにより、上述のようにクランク圧力Ｐｃを制御し、圧縮機の吐出容量を制御することができる。一方、空調装置の起動時には主弁を閉じた状態で副弁が開かれ、それによりクランク圧力Ｐｃを速やかに低下させることで、圧縮機を速やかに最大容量運転状態へ移行させることができる。また、単一のソレノイドにより複数の弁を開閉させる構成としたため、制御弁全体をコンパクトに構成することができる。

【0006】

このような制御弁は、単一のソレノイドにより主弁と副弁とを駆動する関係上、主弁体と副弁体とを同一軸線上に設け、その軸線に沿って配設された作動ロッドを介して各弁体にソレノイド力を伝達する機構を有する。制御弁のボディには主弁孔が設けられ、主弁体に副弁孔が設けられる。すなわち、副通路が主弁体を貫通するように設けられる。そして、主弁孔の開口端部に設けられた主弁座に対して主弁体が着脱することにより主弁が開閉され、副弁孔の開口端部に設けられた副弁座に対して副弁体が着脱することにより副弁が開閉される。ただし、圧縮機の定常運転時は副弁体が副弁座に押しつけられ、副弁の閉弁状態が維持される。圧縮機の起動時にはソレノイド力を最大にし、主弁体を主弁座に着座させた状態でさらに副弁体を開弁方向に付勢することにより副弁を開くことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−２４０５８０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、引用文献１に具体的に開示された制御弁は、副弁体にソレノイド力を直接伝達するために、作動ロッドの一端部と副弁体とを固定した構造を有する。一方、作動ロッドの他端部はソレノイドのプランジャに固定される。すなわち、副弁体と作動ロッドとプランジャとが一体に設けられている。このため、副弁の開閉に際して副弁体が副弁座に着座するたびに、副弁座には副弁体のみならず、作動ロッドやプランジャの重量が合わさって衝撃荷重として負荷されるようになる。その結果、主弁体における副弁座の形成部分に摩耗や変形が生じ、副弁のシール性能に支障をきたす虞があった。また、副弁座に衝撃荷重を与える稼働部の重量が大きくなるため、打撃音の問題も発生する。なお、このような問題は、引用文献１に示されるような可変容量圧縮機用制御弁に限らず、主弁と副弁とを単一のソレノイドにより駆動する制御弁においては、同様に発生し得る。

【0009】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、主弁と副弁とを単一のソレノイドにより駆動する制御弁において、副弁の閉弁時における摩耗や打撃音の発生を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御弁は、作動流体を導入又は導出する導入出ポート、作動流体を導入する導入ポート、作動流体を導出する導出ポートが設けられたボディと、ボディに摺動可能に支持され、導入ポートと導入出ポートとの間に形成された主弁座に着脱して主弁を開閉する一方、導入出ポートと導出ポートとを連通させる内部通路が形成された主弁体と、内部通路の端部又は内部に形成された副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、ボディの一端側に設けられて被感知圧力を感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると主弁体を開弁方向に駆動するための駆動力を発生させる感圧部と、ボディの他端側に設けられ、供給される電流量に応じて主弁体を閉弁方向に駆動するためのソレノイド力を発生させるソレノイドと、感圧部とソレノイドとの間に介装され、ソレノイド力を主弁体および副弁体のいずれも介することなく感圧部に対して直接伝達可能な作動ロッドと、を備える。

【0011】

この態様によれば、感圧部とソレノイドとの間に作動ロッドが介装されることにより、主弁の開弁方向と閉弁方向の駆動力のバランスが調整されるところ、ソレノイド力が主弁体および副弁体のいずれも介することなく感圧部に対して直接伝達可能とされている。このため、ソレノイドをオフにした際に副弁体が副弁座に着座するとしても、その着座に際して作動ロッドやソレノイドの重量の影響は実質的に生じない。その結果、副弁の閉弁時における摩耗や打撃音の発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、主弁と副弁とを単一のソレノイドにより駆動する制御弁において、副弁の閉弁時における摩耗や打撃音の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。

【図2】図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図3】制御弁の動作を表す図である。

【図4】制御弁の動作を表す図である。

【図5】第２実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図6】第３実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図7】第４実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図8】第５実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図9】第６実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。

【図10】図９の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁１は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される図示しない可変容量圧縮機（単に「圧縮機」という）の吐出容量を制御する電磁弁として構成されている。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器（外部熱交換器）にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。その揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより、冷媒の吐出量が調整される。制御弁１は、その圧縮機の吐出室からクランク室へ導入する冷媒流量を制御することで揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。

【0016】

制御弁１は、圧縮機の吸入圧力Ｐｓを設定圧力に保つように、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御するいわゆるＰｓ感知弁として構成されている。制御弁１は、弁本体２とソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。弁本体２は、圧縮機の運転時に吐出冷媒の一部をクランク室へ導入するための冷媒通路を開閉する主弁と、圧縮機の起動時にクランク室の冷媒を吸入室へ逃がすいわゆるブリード弁として機能する副弁とを含む。ソレノイド３は、主弁を開閉方向に駆動してその開度を調整し、クランク室へ導入する冷媒流量を制御する。弁本体２は、段付円筒状のボディ５、ボディ５の内部に設けられた主弁および副弁、主弁の開度を調整するためにソレノイド力に対抗する力を発生するパワーエレメント６等を備えている。パワーエレメント６は、「感圧部」として機能する。

【0017】

ボディ５の側部には、その上端側からポート１２，１４，１６が設けられている。ポート１２はクランク室に連通する「クランク室連通ポート」として機能し、ポート１４は吐出室に連通する「吐出室連通ポート」として機能し、ポート１６は吸入室に連通する「吸入室連通ポート」として機能する。ボディ５の上端開口部は端部部材１３により封止され、ボディ５の下端部はソレノイド３の上端部に連結されている。ボディ５内には、ポート１２とポート１４とを連通させる主通路と、ポート１２とポート１６とを連通させる副通路とが形成されている。主通路には主弁が設けられ、副通路には副弁が設けられている。主通路には主弁孔１８が設けられ、その下端開口端縁のテーパ面に主弁座２０が形成されている。

【0018】

ポート１４は、吐出室から吐出圧力Ｐｄの冷媒を導入する。ポート１２は、圧縮機の定常動作時に主弁を経由したクランク圧力Ｐｃの冷媒をクランク室へ向けて導出する一方、圧縮機の起動時にはクランク室から排出されたクランク圧力Ｐｃの冷媒を導入する。このとき導入された冷媒は、副弁に導かれる。ポート１２と主弁孔１８との間には、クランク圧力Ｐｃが満たされる作動室２２が形成される。パワーエレメント６は、作動室２２に配置される。ポート１６は、圧縮機の定常動作時に吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入する一方、圧縮機の起動時には副弁を経由した吸入圧力Ｐｓの冷媒を吸入室へ向けて導出する。

【0019】

ポート１４とポート１６との間には、主弁孔１８と同軸状にガイド孔２４が形成されている。ガイド孔２４とポート１４との間には弁室２６が形成され、ガイド孔２４とポート１６との間には圧力室２８が形成されている。ガイド孔２４には、円筒状の主弁体３０が摺動可能に挿通されている。主弁体３０は、弁室２６側から主弁座２０に着脱することにより主弁を開閉し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒流量を調整する。一方、主弁体３０の内部には副弁孔３２が設けられ、その副弁孔３２の上端開口部に副弁座３４が形成されている。主弁体３０の下部は圧力室２８に延在し、その下端部近傍に内外を連通する連通孔３５が設けられている。作動室２２には、段付円板状の副弁体３６が配設されている。副弁体３６は、主弁体３０と軸線方向に対向配置され、副弁座３４に着脱することにより副弁を開閉する。

【0020】

また、ボディ５の軸線に沿って長尺状の作動ロッド３８が設けられている。作動ロッド３８の上端部はパワーエレメント６と作動連結可能に接続され、下端部はソレノイド３の後述するプランジャ５０に作動連結可能に接続されている。作動ロッド３８の上半部は主弁体３０および副弁体３６を貫通し、その上端部近傍に設けられた段部にて副弁体３６を下方から支持する。作動ロッド３８の中間部には、ばね受け部材４０が設けられている。主弁体３０とばね受け部材４０との間には、主弁体３０を主弁の閉弁方向に付勢するスプリング４２（「第１付勢部材」，「弾性体」として機能する）が介装されている。一方、パワーエレメント６と副弁体３６との間には、副弁体３６を副弁の閉弁方向に付勢するとともに、主弁体３０を主弁の開弁方向に付勢可能なスプリング４４（「第２付勢部材」，「弾性体」として機能する）が介装されている。

【0021】

なお、副弁体３６は、作動ロッド３８に固定されてはおらず、所定クリアランスにて遊嵌されつつ下方から支持されている。一方、作動ロッド３８の下端部は、プランジャ５０に固定されてはおらず、所定クリアランスにて遊嵌されつつ下方から支持されている。すなわち、作動ロッド３８は、パワーエレメント６とプランジャ５０との間に介装されているが、いずれにも固定されてはいない。ただし、作動ロッド３８の上端部はパワーエレメント６に設けられた凹部に挿通され、作動ロッド３８の下端部はプランジャ５０に設けられた凹部に挿通されているため、作動ロッド３８がパワーエレメント６およびプランジャ５０から脱落することはない。

【0022】

一方、パワーエレメント６は、クランク圧力Ｐｃを感知して変位するベローズ４５を含み、そのベローズ４５の変位によりソレノイド力に対抗する力を発生させる。この対抗力は、作動ロッド３８および副弁体３６を介して主弁体３０にも伝達される。副弁体３６が副弁座３４に着座して副弁を閉じることにより、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフが遮断される。また、副弁体３６が副弁座３４から離間して副弁を開くことにより、クランク室から吸入室への冷媒のリリーフが許容される。

【0023】

一方、ソレノイド３は、段付円筒状のコア４６と、コア４６の下端開口部を封止するように組み付けられた有底円筒状のスリーブ４８と、スリーブ４８に収容されてコア４６と軸線方向に対向配置された円筒状のプランジャ５０と、コア４６およびスリーブ４８に外挿された円筒状のボビン５２と、ボビン５２に巻回され、通電により磁気回路を生成する電磁コイル５４と、電磁コイル５４を外方から覆うように設けられ、ヨークとしても機能する円筒状のケース５６と、ケース５６の下端開口部を封止するように設けられた端部部材５８とを備える。なお、本実施形態においては、ボディ５、コア４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁１全体のボディを形成している。

【0024】

弁本体２とソレノイド３とは、ボディ５の下端部がコア４６の上端開口部に圧入されることにより固定されている。コア４６は、その上半部が拡径されており、ボディ５との間に吸入圧力Ｐｓを満たすための圧力室２８を形成する。コア４６の中央を軸線方向に貫通するように、作動ロッド３８が挿通されている。作動ロッド３８の下端部がプランジャ５０の上半部に挿通されることにより、作動ロッド３８とプランジャ５０とが同軸状に接続されている。作動ロッド３８は、プランジャ５０により下方から支持され、主弁体３０、副弁体３６およびパワーエレメント６と作動連結可能に構成されている。作動ロッド３８は、コア４６とプランジャ５０との吸引力であるソレノイド力を、一方で副弁体３６に直接伝達し、他方でスプリング４２を介して主弁体３０に伝達する。作動ロッド３８は、また、パワーエレメント６の伸縮動作による反力、つまりソレノイド力に対抗する力をプランジャ５０に伝達する。なお、本実施形態では、スプリング４４の付勢力が副弁体３６を介して作動ロッド３８に伝達され、それにより作動ロッド３８がプランジャ５０に押しつけられるため、作動ロッド３８とプランジャ５０との接続状態が安定に維持される。

【0025】

コア４６の上端部にはリング状の軸支部材６０が圧入されており、作動ロッド３８は、その軸支部材６０によって軸線方向に摺動可能に支持されている。軸支部材６０の外周面の所定箇所には、軸線に平行な図示しない連通溝が形成されている。ポート１６から導入出される吸入圧力Ｐｓは、その連通溝、作動ロッド３８とコア４６との間隙により形成される連通路６２を通ってスリーブ４８の内部にも導かれる。

【0026】

連通路６２は、スリーブ４８内をオイルダンパ室とするためのオリフィスとして機能する。すなわち、本実施形態では、制御弁１の製造工程において、圧縮機の潤滑用として冷媒に含まれるオイルと同種のオイルを予めスリーブ４８内に入れておく。本実施形態では、軸支部材６０に設けられた連通溝が、スリーブ４８へのオイルの出入りに対して抵抗となる絞り通路として機能する。このような構成により、スリーブ４８をオイルダンパ室として機能させることができ、そのスリーブ４８に配置されたプランジャ５０の微小振動などが抑制される。その結果、そのような微小振動による騒音の発生が防止または抑制される。なお、変形例においては、連通路６２が、スリーブ４８へのオイルの出入りに対して抵抗となる絞り通路として機能するようにしてもよい。すなわち、軸支部材６０に設けられた連通溝および連通路６２の少なくとも一方が、絞り通路として機能するようにすればよい。なお、スプリング４４が、コア４６とプランジャ５０とを両者を互いに離間させる方向に付勢するオフばねとして機能する。スプリング４４のばね荷重は、スプリング４２のばね荷重よりも大きく設定されている。

【0027】

スリーブ４８は非磁性材料からなる。プランジャ５０の側面には軸線に平行な複数の連通溝６６が設けられ、プランジャ５０の下端面には半径方向に延びて内外を連通する複数の連通溝６８が設けられている。このような構成により、図示のようにプランジャ５０が下死点に位置しても、吸入圧力Ｐｓがプランジャ５０とスリーブ４８との間隙を通って背圧室７０に導かれるようになっている。

【0028】

ボビン５２からは電磁コイル５４につながる一対の接続端子７２が延出し、それぞれ端部部材５８を貫通して外部に引き出されている。同図には説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。端部部材５８は、ケース５６に内包されるソレノイド３内の構造物全体を下方から封止するように取り付けられている。端部部材５８は、耐食性を有する樹脂材のモールド成形（射出成形）により形成され、その樹脂材がケース５６と電磁コイル５４との間隙にも満たされている。このように樹脂材がケース５６と電磁コイル５４との間隙に樹脂材を満たすことで、電磁コイル５４で発生した熱をケース５６に伝達しやすくし、その放熱性能を高めている。端部部材５８からは接続端子７２の先端部が引き出されており、図示しない外部電源に接続される。

【0029】

図２は、図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。
主弁体３０のガイド孔２４との摺動面には、冷媒の流通を抑制するための複数の環状溝からなるラビリンスシール７４が設けられている。主弁体３０の下端開口部は内径がやや縮径されており、その縮径部の下端面が作動ロッド３８と適宜係合連結可能な作動面７６（「被係合部」として機能する）を構成する。作動ロッド３８は、上方に向かって段階的に縮径する段付円柱状をなし、作動面７６の近傍に設けられた第１の段差により係合部７８が構成される。また、副弁座３４の近傍に設けられた第２の段差により支持部８０（「押圧部」として機能する）が構成される。

【0030】

副弁体３６の中央には、軸線方向の貫通孔が形成されており、作動ロッド３８の上端部を貫通させている。副弁体３６は、その下端面中央が平坦に形成され、支持部８０に当接するようにして下方から支持されている。副弁体３６は、その下端面中央よりも外側に上方に向かって断面が大きくなるテーパ形状を有し、そのテーパ面にて副弁座３４に着脱する。作動ロッド３８は、図示のように副弁体３６が副弁座３４に着座した状態においては、係合部７８が作動面７６から所定間隔Ｌをあけて離間するように各段差の位置が設定されている。この所定間隔Ｌは、いわゆる「遊び」として機能する。

【0031】

ソレノイド力を大きくすると、スプリング４２の付勢力に抗して作動ロッド３８を主弁体３０に対して相対変位させ、それにより副弁体３６を副弁座３４からリフトさせて副弁を開くことができる。また、係合部７８と作動面７６とを係合（当接）させた状態でソレノイド力を主弁体３０に直接伝達することができ、スプリング４２の付勢力よりも大きな力で主弁体３０を主弁の閉弁方向に押圧することができる。この構成は、主弁体３０とガイド孔２４との摺動部への異物の噛み込みにより主弁体３０がロックした場合に、それを解除するロック解除機構（連動機構）として機能することができる。なお、本実施形態では、主弁体３０に「被係合部」としての作動面７６を設け、作動ロッド３８の係合部７８が作動面７６に面接触してこれを押圧する構成としたが、係合部７８と被係合部との当接状態は面接触に限らず、線接触でも点接触でもよく、両者の係合によりソレノイド力が主弁体３０に直接伝達できればよい。

【0032】

作動ロッド３８の中間部には止輪８２が嵌合され、その止輪８２によって下方への移動が規制されるようにばね受け部材４０が設けられている。パワーエレメント６は、ベローズ４５の上端開口部を第１ストッパ８４（「ベース部材」に該当する）により閉止し、下端開口部を第２ストッパ８６（「ベース部材」に該当する）により閉止して構成されている。ベローズ４５の内部は密閉された基準圧力室Ｓとなっており、第１ストッパ８４と第２ストッパ８６との間に、ベローズ４５を伸長方向に付勢するスプリング８８が介装されている。基準圧力室Ｓは、本実施形態では真空状態とされている。第１ストッパ８４は、端部部材１３と一体成形されている。したがって、第１ストッパ８４は、ボディ５に対して固定された状態となる。

【0033】

一方、第２ストッパ８６の下面中央には、軸線方向に沿った所定深さの嵌合溝９０が設けられ、作動ロッド３８の上端部が着脱可能に連結される。嵌合溝９０は、その平坦な底面９２にて作動ロッド３８の上端面と当接する。嵌合溝９０は、底面９２から下方に向けて内径が拡大されるテーパ形状を有するため、作動ロッド３８の上端部は嵌合溝９０に対して摺動はしない。作動ロッド３８は、その上端面が第２ストッパ８６に係止された状態でパワーエレメント６と一体に変位可能であり、その上端面が第２ストッパ８６から離間した状態でパワーエレメント６と相対変位可能となっている。

【0034】

スプリング８８が第１ストッパ８４と第２ストッパ８６とを互いに離間させる方向に付勢するため、ベローズ４５は、作動室２２のクランク圧力Ｐｃと基準圧力室Ｓの基準圧力との差圧に応じて軸線方向（主弁および副弁の開閉方向）に伸長または収縮する。ただし、その差圧が大きくなってもベローズ４５が所定量収縮すると、第１ストッパ８４と第２ストッパ８６の互いの先端面が当接して係止されるため、その収縮は規制される。

【0035】

以上の構成において、主弁体３０と主弁座２０とにより主弁が構成され、その主弁の開度によって吐出室からクランク室へ導入される冷媒流量が調整される。また、副弁体３６と副弁座３４とにより副弁が構成され、その副弁の開閉によりクランク室から吸入室への冷媒の導出が許容または遮断される。すなわち、制御弁１は、主弁と副弁のいずれか一方を開弁させることにより冷媒の流れを切り替える三方弁としても機能する。

【0036】

本実施形態においては、ベローズ４５の有効受圧径Ａと、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このため、主弁体３０とパワーエレメント６とが作動連結した状態においては、主弁体３０に作用する吐出圧力Ｐｄおよびクランク圧力Ｐｃの影響が実質的にキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体３０は、圧力室２８にて受ける吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0037】

このような構成において、制御弁１の安定した制御状態においては、圧力室２８の吸入圧力Ｐｓが所定の設定圧力Ｐsetとなるよう主弁が自律的に動作する。この設定圧力Ｐsetは、基本的にはスプリング４２，４４，８８のばね荷重によって予め調整され、蒸発器内の温度と吸入圧力Ｐｓとの関係から、蒸発器の凍結を防止できる圧力値として設定される。設定圧力Ｐsetは、ソレノイド３への供給電流（設定電流）を変えることにより変化させることができる。本実施形態では、制御弁１の組み付けが概ね完了した状態で端部部材１３の圧入量を再調整することで、スプリングの設定荷重を微調整することができ、設定圧力Ｐsetを正確に調整することができる。

【0038】

次に、制御弁の動作について説明する。
図３および図４は、制御弁の動作を表す図であり、図２に対応する。既に説明した図２は、制御弁の最小容量運転状態を示している。図３は、制御弁のブリード機能を動作させたときの状態を示している。図４は、比較的安定した制御状態を示している。以下においては、図１に基づき、適宜図２〜図４を参照しつつ説明する。

【0039】

制御弁１においてソレノイド３が非通電のとき、つまり自動車用空調装置が動作していないときには、コア４６とプランジャ５０との間に吸引力が作用しない。一方、吸入圧力Ｐｓは比較的高い状態にある。このため、図２に示すように、ベローズ４５が縮小した状態でスプリング４４の付勢力が副弁体３６を介して主弁体３０に伝達される。その結果、主弁体３０が主弁座２０から離間して主弁が全開状態となる。このとき、副弁体３６は副弁座３４に着座しているため、副弁は閉弁状態となる。パワーエレメント６は実質的に機能しない。

【0040】

一方、自動車用空調装置の起動時など、ソレノイド３の電磁コイル５４に制御電流が供給されると、図３に示すように、ソレノイド力により作動ロッド３８が駆動される。このソレノイド力は、一方でスプリング４２を介して主弁体３０に伝達され、他方で作動ロッド３８により副弁体３６に直接伝達される。その結果、主弁体３０が主弁座２０に着座して主弁を閉じ、その主弁の閉弁とともに副弁体３６が副弁座３４から離間して副弁を開弁させる。ただし、係合部７８が作動面７６に係止されることにより作動ロッド３８の変位が規制されるため、副弁体３６のリフト量（つまり副弁の開度）は、図２に示した所定間隔Ｌに一致する。一方、起動時は通常、吸入圧力Ｐｓが比較的高いため、ベローズ４５が縮小状態を維持し、副弁の開弁状態が維持される。すなわち、ソレノイド３に起動電流が供給されると、主弁が閉じてクランク室への吐出冷媒の導入を規制すると同時に副弁が直ちに開いてクランク室内の冷媒を吸入室に速やかにリリーフさせる。その結果、圧縮機を速やかに起動させることができる。また、例えば車両が低温環境下におかれた場合のように、吸入圧力Ｐｓが低く、ベローズ４５が伸長した状態においても、ソレノイド３に大きな電流を供給することで副弁を開弁させることができ、圧縮機を速やかに起動させることができる。

【0041】

そして、ソレノイド３に供給される電流値が所定値に設定された制御状態にあるときには、図４に示すように、吸入圧力Ｐｓが比較的低いためにベローズ４５が伸長し、副弁体３６が副弁座３４に着座して副弁を閉弁させる。一方、そのように副弁が閉じられた状態で主弁体３０が動作して主弁の開度を調整する。このとき、主弁体３０は、スプリング４４による開弁方向の力と、スプリング４２による閉弁方向の力と、ソレノイド３による閉弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Ｐｓに応じて動作するパワーエレメント６によるソレノイド力に対抗する力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。

【0042】

そして、たとえば冷凍負荷が大きくなり吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetよりも高くなると、ベローズ４５が縮小するため、主弁体３０が相対的に上方（閉弁方向）へ変位する。その結果、主弁の弁開度が小さくなり、圧縮機は吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが低下する方向に変化する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetよりも低くなると、ベローズ４５が伸長する。その結果、パワーエレメント６による付勢力がソレノイド力に対抗する方向に作用する。この結果、主弁体３０への閉弁方向の力が低減されて主弁の弁開度が大きくなり、圧縮機は吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが設定圧力Ｐsetに維持される。

【0043】

このような定常制御が行われている間にエンジンの負荷が大きくなり、空調装置への負荷を低減させたい場合、制御弁１においてソレノイド３がオンからオフに切り替えられる。そうすると、コア４６とプランジャ５０との間に吸引力が作用しなくなるため、ベローズ４５が伸長し、スプリング４４の付勢力により主弁体３０が主弁座２０から離間し、主弁が全開状態となる。このとき、副弁体３６は副弁座３４に着座しているため、副弁は閉弁状態となる。このとき、圧縮機の吐出室からポート１４に導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、全開状態の主弁を通過し、ポート１２からクランク室へと流れることになる。したがって、クランク圧力Ｐｃが高くなり、圧縮機は最小容量運転を行うようになる。

【0044】

特に、このようにソレノイド３がオンからオフに切り替えられる際、ポート１４から冷媒とともに侵入した異物が、主弁体３０の開弁動作に合わせて主弁体３０とガイド孔２４との摺動部に引き込まれやすくなる。ソレノイド３のオフ直後はポート１４とポート１６との間の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）が比較的大きく、また、ガイド孔２４の高圧側開口端に堆積した異物を主弁体３０がその摺動部に引き込む方向に動作するからである。そして、再びソレノイド３をオフからオンに切り替えることにより主弁体３０が閉弁方向に変位しようとした際に、その異物の噛み込みによるロックが発生する可能性がある。本実施形態では、このようなロックが発生した場合であっても、それを解除可能な連動機構（ロック解除機構）を提供する。

【0045】

なお、副弁体３６は、スプリング４４による閉弁方向の力と、スプリング４２による開弁方向の力と、ソレノイド３による開弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Ｐｓに応じて動作するパワーエレメント６によるソレノイド力に対抗する力とのバランスにより開閉状態が決まり、起動時以外等で所定の吸入圧力Ｐｓ値よりも低いときは副弁を閉弁するようにそれらのバランスが設定されている。このため、副弁が開弁するときの吸入圧力Ｐｓの設定値（開弁設定値）を、ソレノイド３へ供給する電流値によって設定変更することができる。すなわち、本実施形態の連動機構によれば、副弁の開弁設定値をソレノイド３への供給電流により変化させることが可能であるとともに、そのソレノイド力により主弁体３０のロックを解除することができる。

【0046】

すなわち、ポート１４から導入される吐出冷媒には金属粉等の異物が含まれることがあり、その異物が主弁体３０とガイド孔２４との摺動部に侵入して主弁体３０の円滑な動作を妨げ、最悪の場合には主弁体３０の作動をロックしてしまうことが懸念される。ポート１４とポート１６との間に比較的大きな差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）があるために、ポート１４から侵入した異物がガイド孔２４の開口部に引き寄せられやすく、圧縮機がオンからオフに切り替えられると、主弁体３０が全開状態へ向けて大きく変位するときに、その異物が摺動部に引き込まれやすくなるためである。

【0047】

このようにして、主弁の全開時に異物が摺動部に堆積して固着すると、圧縮機を再びオンにしたときに主弁体３０とガイド孔２４との間にその異物が噛み込み、主弁体３０の動作をロックしてしまう虞がある。この場合、仮にスプリング４２のみにより閉弁方向に付勢する構成では、異物を押し出して主弁体３０を閉弁方向へ動作させるだけの駆動力が得られない場合がある。そうなると、仮に副弁を開くことができても主弁の開度のほうが大きいため、圧縮機を起動することは困難となる。

【0048】

そこで、本実施形態では、ソレノイド力を作動ロッド３８の係合部７８を介して主弁体３０に直接伝達することによりロックを解除させる。また、このような構成により、定常制御のときに供給される最大電流を上回る電流供給することで、更に大きな荷重を付与してロックを解除することも可能になる。すなわち、主弁体３０とガイド孔２４との間にその異物が噛み込み、主弁体３０の動作をロックした場合には、ソレノイド力により作動ロッド３８を主弁の閉弁方向に駆動する。このとき、本来ならば副弁は閉弁状態を維持すべきところ、主弁体３０がロックされているために、作動ロッド３８が主弁体３０に対して相対変位し、副弁体３６を副弁座３４からリフトさせてしまう。すなわち、副弁は主弁が閉じる前に開弁状態となってしまう。しかし、ここでは作動ロッド３８をそのまま駆動し、係合部７８を作動面７６に突き当て、ソレノイド力を主弁体３０に直接付与する。

【0049】

これにより、主弁体３０にはスプリング４２の付勢力のみならず、大きなソレノイド力が直接付与される。また、このときスプリング４２も押し縮められるため、定常制御のために設定された設定荷重よりも大きな付勢力にて主弁体３０を押圧するようになる。その結果、摺動部に噛み込んだ異物による主弁体３０のロックを解除し、主弁体３０を閉弁方向に動作させる過程でその異物を押し出すことも可能となる。このとき押し出された異物は、弁室２６に浮遊する。一方、主弁体３０のロックを解除できたことで、主弁を閉じることができる。このように主弁体３０を主弁の閉弁方向に動作させる過程でロックが解除されると、スプリング４２の付勢力により係合部７８が作動面７６から離間し、副弁が一時的に閉じた状態となる。

【0050】

そして、主弁の閉弁後にさらに作動ロッド３８を駆動することで、本来のように副弁を開き、クランク室から吸入室へ冷媒を逃がすことができる。それにより圧縮機が起動し、主弁が開かれると、吐出室からクランク室へ冷媒を供給することができる。このとき、浮遊した異物を冷媒とともに主弁を介して排出することも可能となる。なお、主弁体３０に対する異物の固着状況によっては、異物によるロックを破壊することはできても、固着した異物の全てを剥がすことができない場合も想定される。しかし、このようにしてロックを解除できることで、制御弁１の機能を確保することはできる。また、残留した異物についてもソレノイド３のオン・オフを繰り返す過程で徐々に除去されることが期待できる。

【0051】

以上に説明したように、本実施形態においては、パワーエレメント６とプランジャ５０との間に作動ロッド３８が介装されることにより、主弁の開弁方向と閉弁方向の駆動力のバランスが調整される。そのような構成において、作動ロッド３８が主弁体３０および副弁体３６を貫通してパワーエレメント６に連結されるため、ソレノイド力を主弁体３０および副弁体３６のいずれも介することなくパワーエレメント６に対して直接伝達可能となっている。一方、副弁体３６は、作動ロッド３８に圧入等により固定されてはおらず、作動ロッド３８に遊嵌された状態で下方から支持される。このため、副弁体３６は作動ロッド３８を介して副弁の開弁方向の力は受けるものの、閉弁方向の力は受けない構成となっている。このため、ソレノイド３をオフにした際にスプリング４４の付勢力により副弁体３６が副弁座３４に着座するとしても、その着座に際して作動ロッド３８やプランジャ５０の重量の影響はない。その結果、副弁の閉弁時における弁部の摩耗や打撃音の発生を抑制することができる。

【0052】

また、本実施形態においては、作動ロッド３８が副弁体３６およびプランジャ５０のいずれにも固定されてはいない。すなわち、副弁の開閉時にはこれらが作動連結されるところ、互いに遊嵌されているため、副弁体３６が副弁座３４に着座する際に自律的に調心できるだけの余裕ができる。言い換えれば、これらの連結部の寸法精度を緩和することができ、その組立性を向上させることができる。

【0053】

さらに、本実施形態ににおいては、仮に主弁の開弁時におけるガイド孔２４への異物の侵入により主弁体３０がロックしたとしても、ソレノイド力によるロック解除機構が作動する。なお、定常制御の最大電流を供給してもロックを解除できない場合には、ソレノイド３への追加電流の供給により更に大きなソレノイド力を付与してロックを解除することが可能になる。それにより、作動ロッド３８の駆動に伴う付勢力が、主弁体３０に対して主弁を閉じる方向（つまりロックを解除する方向）に作用するとともに、副弁体３６に対して副弁を開く方向（つまり副弁を機能させる方向）に作用する。すなわち、主弁体３０のロックを解除するための機能と、副弁を開閉する機能（副弁の開弁設定値を電流供給値により変化させる機能）とを同時に作動させることができる。その結果、ロックを確実に解除するとともに、副弁を開いて圧縮機を正常に起動させることができる。

【0054】

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、感圧部の構成や主弁体の支持構造が第１実施形態と異なる。このため、以下では第１実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

【0055】

制御弁２０１は、パワーエレメント２０６が感圧部材としてベローズではなく、ダイヤフラムを備える点で第１実施形態とは異なる。制御弁２０１は、弁本体２０２とソレノイド２０３とを一体に組み付けて構成される。本実施形態においても、ボディ２０５、コア４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁２０１全体のボディを形成している。

【0056】

パワーエレメント２０６は、ボディ２０５の上端開口部に固定された中空のハウジング２１０と、ハウジング２１０内を密閉空間Ｓ１と開放空間Ｓ２とに仕切るように配設された薄膜状のダイヤフラム２４５を含んで構成される。開放空間Ｓ２は、作動室２２に連通する。ダイヤフラム２４５は、本実施形態ではポリイミドフィルムからなるが、例えばベリリウム銅やステンレス鋼等の金属薄板からなるものでもよい。

【0057】

ハウジング２１０は、ともにステンレス等の金属材からなる第１ハウジング２１２および第２ハウジング２１４を有する。第１ハウジング２１２と第２ハウジング２１４との間を仕切るようにダイヤフラム２４５が配設されている。ダイヤフラム２４５の密閉空間Ｓ１側の面には円板状のディスク２１６が溶接され、ディスク２１６と第１ハウジング２１２との間には、ダイヤフラム２４５を下方（主弁の開弁方向）に付勢するスプリング８８が介装されている。また、ダイヤフラム２４５の開放空間Ｓ２側の面にも有底円筒状のディスク２１８が溶接され、その下面中央に設けられた嵌合溝９０にて作動ロッド２３８と作動連結可能となっている。

【0058】

ダイヤフラム２４５は、作動室２２のクランク圧力Ｐｃと密閉空間Ｓ１（基準圧力室）の基準圧力との差圧に応じて軸線方向（主弁および副弁の開閉方向）に変形する。ただし、その差圧が大きくなってもダイヤフラム２４５が所定量上方へ変位すると、ディスク２１６が第１ハウジング２１２に係止されるため、その変位は規制される。

【0059】

また、スプリング４２を作動ロッド２３８により直接支持するのではなく、主弁体３０とソレノイド３との間に介装している。具体的には、コア４６の上端部に圧入された軸支部材２６０と主弁体３０との間にスプリング４２を介装している。

【0060】

以上の構成において、ダイヤフラム２４５の有効受圧径Ａと、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このため、主弁体３０とパワーエレメント２０６とが作動連結した状態においては、主弁体３０に作用する吐出圧力Ｐｄおよびクランク圧力Ｐｃの影響が実質的にキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体３０は、圧力室２８にて受ける吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁２０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0061】

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、感圧部の受圧構造が第１実施形態と異なる。このため、以下では第１実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

【0062】

制御弁３０１は、Ｐｓ感知弁として構成されるが、パワーエレメント６がクランク圧力Ｐｃではなく、吸入圧力Ｐｓを直接感知している点で第１実施形態とは異なる。制御弁３０１は、弁本体３０２とソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。なお、本実施形態においても、ボディ３０５、コア４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁３０１全体のボディを形成している。

【0063】

ボディ３０５には、その上部に設けられた区画壁３０６により作動室３２２が区画されている。作動室３２２にはパワーエレメント６が収容されている。区画壁３０６の中央には挿通孔３０８が設けられている。作動ロッド３８は、その上端部が挿通孔３０８を摺動可能に貫通し、パワーエレメント６と作動連結可能とされている。ポート１２は、区画壁３０６の下方に設けられている。スプリング４４は、区画壁３０６と副弁体３６との間に介装されている。また、ボディ３０５には、作動室３２２と圧力室２８とを連通する連通路３１０が設けられている。圧力室２８の吸入圧力Ｐｓは、この連通路３１０を介して作動室３２２にも導入される。

【0064】

本実施形態においては、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このため、主弁体３０と副弁体３６との結合体に作用する吐出圧力Ｐｄの影響はキャンセルされる。パワーエレメント６の配置されている作動室３２２が吸入圧力Ｐｓで満たされるため、制御弁３０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。なお、主弁の制御状態において主弁体３０と副弁体３６との結合体にはクランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が作用するため、特に吐出圧力Ｐｄが低い場合の主弁の開弁感度が高くなる。

【0065】

［第４実施形態］
図７は、第４実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、感圧部の構成や主弁体の支持構造が第３実施形態と異なる。このため、以下では第３実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第２，３実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

【0066】

制御弁４０１は、第２実施形態と同様にダイヤフラムを感圧部材とするパワーエレメント２０６を備える。制御弁４０１は、パワーエレメント２０６が吸入圧力Ｐｓを直接感知して動作するＰｓ感知弁として構成される。制御弁４０１は、弁本体４０２とソレノイド４０３とを一体に組み付けて構成される。本実施形態においても、ボディ４０５、コア４４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁４０１全体のボディを形成している。

【0067】

ボディ４０５は、その上端開口部がパワーエレメント２０６により封止され、そのパワーエレメント２０６と区画壁３０６との間に作動室３２２が区画形成されている。圧力室２８の吸入圧力Ｐｓは、連通路３１０を介して作動室３２２にも導入される。コア４４６の上端部には、第３実施形態のような軸支部材６０は設けられていない。スプリング４２は、主弁体３０とコア４４６との間に介装されている。

【0068】

以上の構成において、第３実施形態と同様に、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このため、主弁体３０と副弁体３６との結合体に作用する吐出圧力Ｐｄの影響はキャンセルされる。パワーエレメント２０６の配置されている作動室３２２が吸入圧力Ｐｓで満たされるため、制御弁４０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0069】

［第５実施形態］
図８は、第５実施形態に係る制御弁の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、感圧部や各弁体の構成が第１実施形態と異なる。このため、以下では第１実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第１実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

【0070】

制御弁５０１は、弁本体５０２とソレノイド３とを一体に組み付けて構成される。本実施形態においても、ボディ５０５、コア４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁５０１全体のボディを形成している。ポート１２は、ボディ５０５の上端開口部に設けられている。ボディ５０５の上端開口部には端部部材５１３が固定されている。端部部材５１３の外周面に設けられた複数の連通溝１５と、端部部材５１３の中央に設けられた連通孔５１５を介して冷媒が導入又は導出される。

【0071】

ポート１２と主弁孔１８との間には、クランク圧力Ｐｃが満たされる作動室５２２が形成される。パワーエレメント５０６は、作動室５２２に配置される。ポート１４には環状のストレーナ１７が取り付けられている。ストレーナ１７は、ボディ５０５の内部への異物の侵入を抑制するためのフィルタを含む。一方、ポート１２には有底円筒状のストレーナ１１が取り付けられている。ストレーナ１１は、ボディ５０５の内部への異物の侵入を抑制するためのフィルタを含む。

【0072】

主弁孔１８の作動室５２２とは反対側には弁室２６が設けられ、ポート１４と連通している。弁室２６の主弁孔１８とは反対側には、主弁孔１８と同軸状にガイド孔２４が形成されている。ポート１６は、ガイド孔２４の軸線方向中間部において内外を連通するように設けられている。ガイド孔２４の弁室２６とは反対側には圧力室２８が形成されている。主弁体５３０の軸線方向中間部には隔壁５７６が設けられている。隔壁５７６は、その下面にて作動ロッド５３８の係合部７８と適宜係合連結可能な「被係合部」として機能する。作動ロッド５３８は、上方に向かって段階的に縮径する段付円柱状をなし、隔壁５７６の中央に設けられた挿通孔を貫通する。隔壁５７６の挿通孔の周囲には、冷媒を通過させるための複数の連通孔５３２が形成されている。ポート１６は、この連通孔５３２を介して主弁体５３０の内部通路５３５および圧力室２８に連通する。スプリング４２は、隔壁５７６と軸支部材６０との間に介装されている。

【0073】

副弁体５３６は、段付円筒状をなし、パワーエレメント５０６に一体に設けられている。パワーエレメント５０６は、ベローズ４５の上端開口部を第１ストッパ５８４により閉止し、下端開口部を第２ストッパ５８６により閉止して構成されている。第１ストッパ５８４は、断面Ｔ字状をなし、ボディ５０５に摺動可能に支持される大径部５９０と、ベローズ４５内で軸芯を構成する小径部５９２を有する。大径部５９０の外周面には、冷媒と流通させるための複数の連通溝５９４が設けられている。すなわち、本実施形態においては、パワーエレメント５０６がボディ５０５に固定されておらず、軸線方向に変位可能とされている。端部部材５１３と第１ストッパ５８４との間には、パワーエレメント５０６を下方（主弁の開弁方向であって副弁の閉弁方向）に付勢するスプリング５９６（「付勢部材」として機能する）が介装されている。なお、スプリング５９６は、コア４６とプランジャ５０とを両者を互いに離間させる方向に付勢するオフばねとして機能する。スプリング５９６のばね荷重は、スプリング４２のばね荷重よりも大きく設定されている。

【0074】

第２ストッパ５８６は、有底円筒状をなし、その底部にてベローズ４５の下端開口部を閉止している。第２ストッパ５８６には、内外を連通させるＴ字状の連通路５３９が形成されている。副弁体５３６は、第２ストッパ５８６の下半部に圧入固定されている。これにより、副弁体５３６がベローズ４５と一体動作するように構成されている。副弁体５３６の内方には挿通孔５４０が設けられ、作動ロッド５３８の上端部がこれを摺動可能に貫通している。作動ロッド５３８の上端はＲ形状に形成されており、第２ストッパ５８６の底部中央に着脱可能に当接する。このような構成により、第２ストッパ５８６の内部にはクランク圧力Ｐｃが満たされるようになる。すなわち、作動ロッド５３８の上端部は、クランク圧力Ｐｃを受圧するようになる。なお、作動ロッド５３８は、副弁体５３６が副弁座３４に着座した状態においては、係合部７８が隔壁５７６から所定間隔Ｌをあけて離間するように係合部７８の位置が設定されている。この所定間隔Ｌは、いわゆる「遊び」として機能する。

【0075】

以上の構成において、ベローズ４５の有効受圧径Ａと、主弁体５３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体５３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このような構成において、主弁体５３０とパワーエレメント５０６とが作動連結した主弁の制御状態においては、ソレノイド力によりパワーエレメント５０６が端部部材５１３に押しつけられ、パワーエレメント５０６が実質的にボディ５０５に固定された状態となる。このとき、主弁体５３０に作用する吐出圧力Ｐｄおよびクランク圧力Ｐｃの影響が実質的にキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体３０は、圧力室２８にて受ける吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁５０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0076】

［第６実施形態］
図９は、第６実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。図１０は、図９の上半部に対応する部分拡大断面図である。本実施形態の制御弁は、感圧部や弁体の支持構造が第５実施形態と若干異なる。このため、以下では第５実施形態との相異点を中心に説明する。なお、同図において第５実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付している。

【0077】

図９に示すように、制御弁６０１は、弁本体６０２とソレノイド６０３とを一体に組み付けて構成される。本実施形態においても、ボディ６０５、コア６４６、ケース５６および端部部材５８が制御弁６０１全体のボディを形成している。本実施形態においては、ボディ６０５の上端開口部に端部部材６１３が固定されており、パワーエレメント６０６がその端部部材６１３に固定されている。一方、ソレノイド６０３におけるプランジャ５０とコア６４６との間には、プランジャ５０をコア６４６から離間する方向に付勢するスプリング４７（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

【0078】

図１０に示すように、パワーエレメント６０６の第１ストッパ６８４は、端部部材６１３に一体成形されている。主弁体６３０は、その下端開口部がコア６４６の上端面に着脱することにより、その内部通路６３５と圧力室２８との連通状態が遮断又は開放される。すなわち、主弁体６３０の下端開口部とコア６４６の上端面とにより、内部通路６３５を開閉する「遮断弁部」が構成される。

【0079】

一方、作動ロッド５３８の上端部に円筒状の係止部材６１２が圧入されており、係合部７８と係止部材６１２とにより隔壁５７６の相対的な移動範囲が規制される。同図には、隔壁５７６が係止部材６１２に当接し、主弁体６３０が作動ロッド６３８に対して相対的に上死点に位置した状態が示されている。

【0080】

このような構成により、ソレノイド６０３が非通電のときには、スプリング４７の付勢力により作動ロッド５３８が押し下げられるが、その際、係止部材６１２が隔壁５７６に当接して主弁体６３０を開弁方向に付勢する。その結果、図示のように、主弁が全開状態となるとともに遮断弁部が閉弁状態となる。なお、このとき遮断弁部が確実に閉弁するように、本実施形態においてはソレノイド６０３がオフとなっても、プランジャ５０の下面とスリーブ４８の底面との間に間隙が形成されるような寸法構成とされている。

【0081】

また、このとき副弁体５３６はパワーエレメント６０６とともに主弁体６３０から離間して副弁が開放される。その結果、クランク圧力Ｐｃが主弁体６３０の内部通路６３５に導入される。これにより、主弁体６３０および副弁体６３６に作用するクランク圧力Ｐｃの影響がキャンセルされる。これにより、弁体には差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が作用しなくなるため、次にソレノイド３へ通電したときには主弁体６３０を小さなソレノイド力で閉弁方向に駆動することができる。

【0082】

以上の構成において、ベローズ４５の有効受圧径Ａと、主弁体６３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体６３０の摺動部の有効受圧径Ｃとが等しく設定されている。このため、主弁体６３０に作用する吐出圧力Ｐｄおよびクランク圧力Ｐｃの影響が実質的にキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体６３０は、圧力室２８にて受ける吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁６０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0083】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

【0084】

上記各実施形態では、制御弁として、吸入圧力Ｐｓを感知して動作するいわゆるＰｓ感知弁を示したが、クランク圧力Ｐｃを感知して動作するいわゆるＰｃ感知弁として構成してもよい。その場合、ポート１６をクランク室に連通させるようにする。

【0085】

上記各実施形態では、クランク室に連通するクランク室連通ポート（導入出ポート）として、単一のポート１２を設ける例を示した。変形例においては、クランク室連通ポートを、作動室２２，３２２，５２２の冷媒をクランク室へ導出する第１ポート（導出ポート）と、クランク室の冷媒を作動室２２，３２２，５２２へ導入する第２ポート（導入ポート）とに分けて構成してもよい。

【0086】

上記実施形態では、スプリング４２，４４，４７，８８等に関し、付勢部材としてスプリング（コイルスプリング）を例示したが、ゴムや樹脂等の弾性材料、あるいは板ばね等の弾性機構を採用してもよいことは言うまでもない。

【0087】

上記実施形態では可変容量圧縮機用制御弁を例示したが、例えば他の形態の三方弁など、共用のボディに主弁と副弁とが設けられ、単一のソレノイドにより駆動される複合弁であれば、同様の実施形態を適用することができる。

【0088】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ 制御弁、 ２ 弁本体、 ３ ソレノイド、 ５ ボディ、 ６ パワーエレメント、 １２，１４，１６ ポート、 ２０ 主弁座、 ２２ 作動室、 ２４ ガイド孔、 ２６ 弁室、 ２８ 圧力室、 ３０ 主弁体、 ３４ 副弁座、 ３６ 副弁体、 ３８ 作動ロッド、 ４２，４４ スプリング、 ４５ ベローズ、 ５０ プランジャ、 ７６ 作動面、 ７８ 係合部、 ２３８ 作動ロッド、 ２０１ 制御弁、 ２０２ 弁本体、 ２０３ ソレノイド、 ２０５ ボディ、 ２０６ パワーエレメント、 ２２２ 圧力室、 ２３０ 主弁体、 ２３６ 副弁体、 ２４５ ダイヤフラム、 ３０１ 制御弁、 ３０２ 弁本体、 ３０５ ボディ、 ３２２ 作動室、 ４０１ 制御弁、 ４０２ 弁本体、 ４０３ ソレノイド、 ４０５ ボディ、 ５０１ 制御弁、 ５０２ 弁本体、 ５０５ ボディ、 ５０６ パワーエレメント、 ５２２ 作動室、 ５３０ 主弁体、 ５３５ 内部通路、 ５３６ 副弁体、 ５３８ 作動ロッド、 ６０１ 制御弁、 ６０２ 弁本体、 ６０３ ソレノイド、 ６０５ ボディ、 ６０６ パワーエレメント、 ６３０ 主弁体、 ６３５ 内部通路、 ６３６ 副弁体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】