特許 6064132 複合弁

(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】6064132

(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】複合弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20170116BHJP

   F04B 27/18 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 305L

   F04B27/18 A

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-250958(P2012-250958)

(22)【出願日】2012年11月15日

(65)【公開番号】特開2014-95463(P2014-95463A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年5月22日

(31)【優先権主張番号】特願2012-224423(P2012-224423)

(32)【優先日】2012年10月9日

(33)【優先権主張国】JP

(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】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２４９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３５１２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００７／１１９３８０（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１４４５８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｆ０４Ｂ ２７／１８

(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、
前記導入ポートと前記導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、
前記導入出ポートと前記導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、
前記ボディに設けられたガイド孔に摺動可能に支持され、前記主通路に設けられた主弁座に着脱して前記主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座に着脱して前記副弁を開閉する副弁体と、
供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、
前記ソレノイドに連結され、前記主弁体および前記副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、
前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、
前記ソレノイド力の大きさに応じて、前記作動ロッドを前記副弁体と一体に変位させて前記副弁を開弁させる動作と、その副弁の開弁開始後に前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる動作とを、連続的に実現させる連動機構と、
を備え、
前記副通路が前記主弁体を貫通するように設けられ、
前記主弁体に前記副弁座が形成されていることを特徴とする複合弁。

【請求項2】

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、
前記導入ポートと前記導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、
前記導入出ポートと前記導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、
前記ボディに設けられたガイド孔に摺動可能に支持され、前記主通路に設けられた主弁座に着脱して前記主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座に着脱して前記副弁を開閉する副弁体と、
供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、
前記ソレノイドに連結され、前記主弁体および前記副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、
前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、
前記ソレノイド力の大きさに応じて、前記作動ロッドを前記副弁体と一体に変位させて前記副弁を開弁させる動作と、その副弁の開弁開始後に前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる動作とを、連続的に実現させる連動機構と、
を備え、
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する係合部を有し、
前記連動機構は、前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記係合部を前記主弁体に係合させ、前記ソレノイド力を前記主弁体に直接付与することを特徴とする複合弁。

【請求項3】

前記付勢部材は、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に記載の複合弁。

【請求項4】

前記副弁の閉弁状態における前記所定間隔が、前記副弁の全開時における前記副弁体の前記副弁座からのリフト量と同一となるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の複合弁。

【請求項5】

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、
前記導入ポートと前記導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、
前記導入出ポートと前記導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、
前記ボディに設けられたガイド孔に摺動可能に支持され、前記主通路に設けられた主弁座に着脱して前記主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座に着脱して前記副弁を開閉する副弁体と、
供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、
前記ソレノイドに連結され、前記主弁体および前記副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、
前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、
前記ソレノイド力の大きさに応じて、前記作動ロッドを前記副弁体と一体に変位させて前記副弁を開弁させる動作と、その副弁の開弁開始後に前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる動作とを、連続的に実現させる連動機構と、
を備え、
前記連動機構は、前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより、前記付勢部材により前記主弁体を閉弁方向に押圧する荷重を前記副弁が閉じている状態での荷重よりも大きくする機構として構成され、
前記付勢部材は、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に構成されていることを特徴とする複合弁。

【請求項6】

前記主弁体が前記主弁の閉弁方向に動作することにより、前記主弁体の摺動部が前記ガイド孔の高圧側に部分的に突出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合弁。

【請求項7】

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の流量を制御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設けられた前記ボディと、
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作動ロッドを介して前記主弁体に開弁方向の力を作用させる感圧部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の複合弁。

【請求項8】

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、
前記導入ポートと前記導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、
前記導入出ポートと前記導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、
前記ボディに摺動可能に支持され、前記主通路に設けられた主弁座に着脱して前記主弁を開閉する主弁体と、
前記副通路に設けられた副弁座に着脱して前記副弁を開閉する副弁体と、
供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、
前記ソレノイドに連結され、前記主弁体および前記副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、
前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、
前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記主弁体を前記主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる押圧機構と、
を備え、
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する係合部を有し、
前記押圧機構は、前記作動ロッドを前記主弁体に対して相対変位させることにより前記係合部を前記主弁体に係合させ、前記ソレノイド力を前記主弁体に直接付与することを特徴とする複合弁。

【請求項9】

前記作動ロッドと前記副弁体とが相対変位可能に構成され、
前記作動ロッドは、前記ボディに対して相対変位することにより前記副弁体に係合し、前記副弁体に前記副弁の開弁方向のソレノイド力を直接伝達可能な押圧部を有することを特徴とする請求項８に記載の複合弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複合弁に関し、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複合弁に関する。

【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スプリングの付勢力により副弁座に押しつけられるため、副弁が閉じた状態が維持される。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】

ところで、このような制御弁は、主弁体がボディに摺動可能に支持される構成を有するところ、その摺動部への異物の噛み込みが問題とされることが多い。すなわち、圧縮機におけるピストンの摩擦で剥がれた金属粉等の異物が吐出冷媒に含まれることがあり、その異物が主弁体とボディとの摺動部に侵入して主弁体の円滑な動作を妨げ、最悪の場合には主弁体をロックしてしまうことが懸念される。特に、圧縮機がオンからオフに切り替えられ、主弁体が全開状態へ向けて大きく変位するときに異物が摺動部に引き込まれ、主弁の全開時に摺動部に固着することが考えられる。

【0009】

このような場合、例えば引用文献１に記載のように、主弁体をスプリングのみにより閉弁方向に付勢する構成では、圧縮機を再びオンにしても、主弁体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、副弁を開くことができても圧縮機を起動することが困難となる。このため、このようなロックを防止するための対策を施すことはもちろん、仮にロックが生じた場合にもそれを速やかに解除できるようにする必要がある。この点につき、例えば作動ロッドと主弁体とを一体化し、作動ロッドにより主弁体を直接押す構成とすることも考えられる。しかしながら、そうすると作動ロッドにより副弁体を主弁体に対して変位させることができず、副弁をソレノイド力に応じて開弁することができなくなってしまうといったジレンマに陥ってしまう。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複合弁においては、同様に発生し得る。

【0010】

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複合弁において、主弁体のロックを解除するための機能と、副弁をソレノイド力により開閉する機能の双方を実現可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の複合弁は、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、導入ポートと導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、導入出ポートと導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、ボディに設けられたガイド孔に摺動可能に支持され、主通路に設けられた主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、副通路に設けられた副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、ソレノイドに連結され、主弁体および副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、主弁体を主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、ソレノイド力の大きさに応じて、作動ロッドを副弁体と一体に変位させて副弁を開弁させる動作と、その副弁の開弁開始後に作動ロッドを主弁体に対して相対変位させることにより主弁体を主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる動作とを、連続的に実現させる連動機構と、を備える。

【0012】

この態様によれば、仮に主弁の開弁時におけるガイド孔への異物の侵入により主弁体がロックしたとしても、ソレノイド力の大きさに応じて連動機構が作動する。その連動機構による作動ロッドの変位により、副弁体が一体に変位して副弁を確実に開くことができる。また、副弁の開弁後に作動ロッドが主弁体に対して相対変位することにより主弁体を主弁の閉弁方向（つまりロックを解除する方向）に押圧する荷重が増大するため、そのロックを解除することが可能となる。このようにして、作動ロッドを変位させる過程で主弁体のロックを解除するための機能と副弁をソレノイド力により開閉する機能の双方を実現できるようになる。

【0013】

本発明の別の態様もまた、複合弁である。この複合弁は、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、導入ポートと導入出ポートとを連通させる主通路に設けられた主弁と、導入出ポートと導出ポートとを連通させる副通路に設けられた副弁と、ボディに摺動可能に支持され、主通路に設けられた主弁座に着脱して主弁を開閉する主弁体と、副通路に設けられた副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、供給される電流量に応じた大きさのソレノイド力を発生させるソレノイドと、ソレノイドに連結され、主弁体および副弁体に対して直接又は間接的にソレノイド力を伝達可能な作動ロッドと、主弁体を主弁の閉弁方向に付勢する付勢部材と、作動ロッドを主弁体に対して相対変位させることにより主弁体を主弁の閉弁方向に押圧する荷重を増大させる押圧機構と、を備える。

【0014】

この態様によれば、仮に主弁の開弁時に主弁体とボディとの間隙に異物が侵入して主弁体がロックしたとしても、ソレノイド力の大きさに応じて押圧機構が作動する。その押圧機構の作動により作動ロッドが主弁体に対して相対変位することにより、主弁体を主弁の閉弁方向（ロックを解除する方向）に押圧する荷重が増大するため、そのロックを解除することが可能となる。また、主弁体のロックが解除されることにより作動ロッドの負荷が軽減されるため、副弁体にソレノイド力を伝達しやすくなる。

【発明の効果】

【0015】

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複合弁において、主弁体のロックを解除するための機能と、副弁をソレノイド力により開閉する機能の双方を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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】図２のＤ部拡大図に相当し、ロック解除機構の動作例を示す図である。

【図6】図２のＤ部拡大図に相当し、ロック解除機構の動作例を示す図である。

【図7】変形例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２実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。

【図9】図８の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図10】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。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。
［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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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を許容する。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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が構成される。

【0031】

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の上端部を挿通させている。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。

【0032】

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）として機能するが、その詳細については後述する。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。

【0033】

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。

【0034】

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ている。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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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に最大の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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。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るところ、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。以下、その詳細について説明する。

【0046】

図５および図６は、図２のＤ部拡大図に相当し、ロック解除機構の動作例を示す図である。各図の（Ａ）〜（Ｃ）はその動作過程を示している。なお、各図には便宜上、図２のＤ部拡大図の左側半部が示されている。図中の黒点は金属粉などの異物を表している。

【0047】

図５（Ａ）に示すように、ポート１４から導入される吐出冷媒には金属粉等の異物（黒点参照）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。

【0048】

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。

【0049】

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、図５（Ｂ）に示すように、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。

【0050】

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、図５（Ｃ）に示すように、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、例えば図６（Ａ）に示すように、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。

【0051】

そして、図６（Ｂ）に示すように、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（図中太線矢印参照）。それにより圧縮機が起動し、図６（Ｃ）に示すように主弁が開かれると、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、図示のように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（図中太線矢印参照）。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。

【0052】

以上に説明したように、本実施形態によれば、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。

【0053】

［変形例］
図７は、変形例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。同図は図２に対応する。なお、同図において上記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。本変形例の制御弁１０１は、スプリング４２を作動ロッド１３８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１６０と主弁体３０との間にスプリング４２を介装している。このような構成においても、主弁体３０とガイド孔２４との間に異物が噛み込んだ場合には、ソレノイド３への電流供給により副弁を開くことができ、また作動ロッド１３８の段差にて主弁体３０を直接押すことができ、ロックを解除することができる。

【0054】

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。図９は、図８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、弁本体の構成が第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。

【0055】

図８に示すように、制御弁２０１は、Ｐｓ感知弁として構成されるが、パワーエレメント２０６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。なお、本実施形態においても、ボディ２０５、ハウジング２０７、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、円筒状のハウジング２０７を有し、ボディ２０５の上端開口部を封止するように固定されている。ハウジング２０７の上端開口部は端部部材２１３により封止され、下端開口部には副弁体２３６が摺動可能に支持されている。ボディ２０５とハウジング２０７との接続部にポート１２が設けられている。副弁体２３６は、作動ロッド２３８の上端部に圧入固定されており、第１実施形態とは異なり、副弁体２３６を副弁の閉弁方向に直接付勢するスプリングは設けられていない。一方、プランジャ５０とコア４６との間には、プランジャ５０をコア４６から離間する方向に付勢するスプリング２４４（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

【0057】

副弁体２３６には、これを軸線方向に貫通する連通孔２３７が形成されている。その結果、主弁体２３０と副弁体２３６との間には、ハウジング２０７内の圧力室２２２と圧力室２８とを連通させる連通路２３５が形成される。このような構成により、ポート１６から導入された吸入圧力Ｐｓは、その連通路２３５を介してハウジング２０７内にも導入され、パワーエレメント２０６により直接感知される。

【0058】

図９に示すように、主弁体２３０の軸線方向中間部には隔壁２５０が設けられており、その隔壁２５０の下面が作動面７６となっている。作動ロッド２３８は、隔壁２５０の中央に設けられた挿通孔を貫通し、作動面７６の近傍に設けられた段差により係合部７８が構成される。本実施形態においても、作動ロッド２３８は、図示のように副弁体２３６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段差の位置が設定されている。作動ロッド３８の中間部には止輪２８２が嵌合され、その止輪２８２と隔壁２５０との間にスプリング４２が介装されている。副弁体２３６は、ハウジング２０７の下端部近傍に設けられたガイド孔２９０に摺動可能に支持されている。主弁体２３０における隔壁２５０の近傍の側部には、内外を連通する連通孔３５が形成されている。

【0059】

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２３８を主弁体２３０に対して相対変位させ、それにより副弁体２３６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２３０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２３０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２３０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２３０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。

【0060】

パワーエレメント２０６は、有底円筒状のベローズ２４５の上端開口部をストッパ２８４（「ベース部材」に該当する）により閉止して構成されている。ストッパ２８４は、端部部材２１３と一体成形されている。ベローズ２４５は、その底面にて副弁体２３６の上端面に着脱可能に当接する。スプリング８８は、ベローズ２４５を伸長させる方向に付勢する。ベローズ２４５は、圧力室２２２の吸入圧力Ｐｓ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２４５が所定量収縮すると、その底面がストッパ２８４の下面に当接して係止されるため、その収縮は規制される。

【0061】

本実施形態においては、副弁体２３６の摺動部の有効受圧径Ａと、主弁体２３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体２３０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２３０と副弁体２３６との結合体に作用する吐出圧力Ｐｄ、クランク圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの影響はキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体２３０は、圧力室２２２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。

【0062】

このような構成において、制御弁２０１の安定した制御状態においては、圧力室２２２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４２，２４４，８８のばね荷重によって予め調整される。設定圧力Ｐsetは、ソレノイド２０３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。

【0063】

［第３実施形態］
図１０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、弁本体の構成が第１，第２実施形態と異なる。このため、以下では第１，第２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，第２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。

【0064】

制御弁３０１は、パワーエレメント３０６が吸入圧力Ｐｓを直接感知している点で第２実施形態と共通するが、副弁座３４が主弁体３３０にではなく、ハウジング３０７に設けられている点で第１，第２実施形態とは異なる。制御弁３０１は、弁本体３０２とソレノイド３０３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、ハウジング３０７、コア３４６、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。

【0065】

主弁体３３０の隔壁３５０には、冷媒を通過させるための複数の貫通孔３３５が形成されている。また、作動ロッド３８の中間部には円筒状の係止部材３４０が圧入されている。このため、係合部７８と係止部材３４０とにより隔壁３５０の相対的な移動範囲が規制されることになる。同図には、隔壁３５０が係止部材３４０に当接し、主弁体３３０が作動ロッド３８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。このような構成により、ソレノイド３０３が非通電のときには、スプリング２４４（図８参照）の付勢力により作動ロッド３８が押し下げられるが、その際、係止部材３４０が隔壁３５０に当接して主弁体３３０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。

【0066】

ハウジング３０７の下部が縮径され、その内方に副弁孔３２が形成されている。副弁孔３２の上端開口部に副弁座３４が形成されている。副弁体３３６は段付円柱状をなし、その軸線に沿って貫通孔３３８が設けられている。作動ロッド３８の上端部は、その貫通孔３３８を貫通してパワーエレメント３０６に接続される。副弁体３３６は、その本体が副弁孔３２を貫通するように配置され、上端部が半径方向外向きに延出して着脱部３３９を構成する。着脱部３３９が圧力室２２２側から副弁座３４に着脱して副弁を開閉する。

【0067】

作動ロッド３８の上部に設けられた段差は、押圧部３８０として機能する。すなわち、押圧部３８０は、図示の状態では副弁体３３６から離間しているが、作動ロッド３８がボディ３０５に対して相対変位することにより副弁体３３６の底面に係合し、副弁体３３６に副弁の開弁方向のソレノイド力を直接伝達可能となる。

【0068】

パワーエレメント３０６は、ベローズ４５の底部が円板状のストッパ３８６により封止されている。ストッパ３８６の底面は平坦面となっているが、作動ロッド３８の上端面はＲ形状とされている。このため、作動ロッド３８がパワーエレメント３０６に対して作動連結する際には、作動ロッド３８とストッパ３８６とがほぼ点接触となる。このため、仮に作動ロッド３８とパワーエレメント３０６の一方に横荷重が生じても、その横荷重が他方に作用し難くなり、作動連結される各弁体の挙動が安定に保持される。副弁体３３６とストッパ３８６との間にはスプリング４４が介装されている。

【0069】

端部部材１３の外周面には複数の連通溝３１５が設けられており、ハウジング３０７と連通溝３１５との間にポート３１６が形成されている。ポート３１６は、ポート１６とは別に吸入室に連通する「吸入室連通ポート」として機能する。副弁を経た吸入圧力Ｐｓの冷媒は、このポート３１２を介して吸入室へ導出される。なお、本実施例においもポート１６が吸入室に連通するが、ポート１６の吸入圧力Ｐｓが圧力室２８に導入されることはない。圧力室２８には、ポート１２から導入又は導出されるクランク圧力Ｐｃが満たされる。ポート１６は、ポート１４から導入された高圧の吐出圧力Ｐｄがガイド孔２４を介して漏洩した場合に、これを圧力室２８に導かれることがないよう吸入室に逃がすためのものである。

【0070】

このような構成において、ソレノイド力を大きくすると、作動ロッド３８をボディ３０５に対して相対変位させ、それにより副弁体３３６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３３０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３３０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３３０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３３０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、押圧機構）として機能する。

【0071】

本実施形態においては、主弁体３３０の主弁における有効受圧径Ｂと、主弁体３３０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３３０に作用する吐出圧力Ｐｄ、クランク圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの影響はキャンセルされる。その結果、主弁の制御状態において、主弁体３３０は、圧力室２２２の吸入圧力Ｐｓに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁３０１は、いわゆるＰｓ感知弁として機能する。

【0072】

本実施形態によれば、主弁の制御状態においては、副弁体３３６が主弁体３３０と一体に動作することはない。主弁体３３０が主弁座２０に着座して主弁を閉じ、さらに作動ロッド３８が上方に駆動されることにより、押圧部３８０が副弁体３３６に係合してこれを押圧する。それにより、副弁体３３６が副弁座３４から離間し、副弁を開弁させることができる。このように、副弁座３４を主弁体３３０ではなく制御弁３０１のボディに設けることで、副弁孔３２の大きさを主弁体３３０に関わりなく設定することができる。このため、副弁を大きくして冷媒流量を増大させることができ、ブリード機能を高めることができるようになる。本実施形態では、副弁体３３６の副弁における有効受圧径Ａと、主弁体３３０の主弁における有効受圧径Ｂとを等しくしたが、有効受圧径Ａを有効受圧径Ｂよりも大きくすることもできる。

【0073】

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。

【0074】

上記各実施形態では、作動ロッド３８，２３８に設けた段差を利用して係合部７８を構成し、その係合部７８により主弁体３０，２３０の作動面７６を直接押せる構成とした。変形例においては、例えばスプリング４２のばね荷重又はばね定数を十分に大きくすることで、スプリング４２（弾性体）を介しつつもソレノイド力が主弁体３０，２３０，３３０に対して大きく伝達される構成としてもよい。すなわち、主弁体３０，２３０，３３０がロックした後に、ソレノイド力が大きくなるにつれてスプリング４２の荷重がその設定荷重（定常制御のために設定された荷重）よりも増大し、そのロックを解除できるような構成としてもよい。

【0075】

すなわち、主弁体３０，２３０，３３０に対してソレノイド力を直接付与するのが望ましいところ、このように弾性体を介して間接的に付与する構成としても、主弁体３０，２３０，３３０の開弁荷重よりも大きな荷重を与えることにより、ロックを解除することが可能となる。また、弾性体を介して主弁体と作動ロッドとが相対変位できるため、ソレノイドへの電流供給により副弁を開くことができる。すなわち、ソレノイド力の付与によるロック解除と副弁の開閉とを両立させることができる。また、このように構成すれば、係合部７８をなくし、作動ロッド３８，２３８をより簡素な形状にて構成することができる。ただし、第１実施形態の場合のように作動ロッドと副弁体が固定されず、スプリング４２の荷重を副弁体を介してスプリング４４にて受ける形態の場合には、スプリング４２のばね荷重が大きくなると、スプリング４４，２４４のばね荷重とのバランスが難しくなり、ソレノイド３，２０３をオフにした状態で主弁の開弁状態を保つことが難しくなる可能性がある。このような点を考慮すると、上記実施形態のように段差で押す構成とするほうが好ましいと言える。

【0076】

上記第１実施形態では、制御弁１として、クランク圧力Ｐｃが満たされる作動室２２にパワーエレメント６を配置する一方、クランク圧力Ｐｃをキャンセルする構造を採用することで、実質的に吸入圧力Ｐｓを感知して動作するいわゆるＰｓ感知弁を示した。変形例においては、吸入圧力Ｐｓが満たされる圧力室にパワーエレメント６を配置し、吸入圧力Ｐｓを直接感知して動作するいわゆるＰｓ感知弁として構成してもよい。例えば、図２に示した作動室２２を上下に仕切り、上部圧力室にパワーエレメント６を配置して吸入圧力Ｐｓを導入するようにし、下部圧力室を作動室２２としてクランク圧力Ｐｃを満たすようにしてもよい。作動ロッド３８については、必要なシール性を確保しつつその仕切りを貫通するように設けるようにするとよい。

【0077】

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。

【0078】

上記実施形態では、パワーエレメント６，２０６，３０６を構成する感圧部材としてベローズ４５，２４５を採用する例を示したが、ダイヤフラムを採用してもよい。その場合、その感圧部材として必要な動作ストロークを確保するために、複数のダイヤフラムを軸線方向に連結する構成としてもよい。

【0079】

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。

【0080】

上記実施形態では、主弁体３０がロックした状況を前提とした説明を行ったが、上記構成によれば、そのロックのない状況においても、主弁の閉弁後に副弁をソレノイド力により開く構成が実現可能であることはもちろんである。すなわち、上記実施形態によれば、通常制御状態(ロックしていない状態)にて、主弁の閉弁後に副弁をソレノイド電流に応じ
た吸入圧力Ｐｓの値にて開くことできる。上記実施形態は、主弁の閉弁後に副弁を開くことができるという構成そのものにも特徴があると言える。

【0081】

上記実施形態では、スプリング４２，４４，８８，２４４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。

【0082】

上記実施形態では、パワーエレメント６，２０６，３０６を構成要件としたが、そのような感圧部を有しない制御弁に対し、上述したロック解除機構（連動機構）を適用してもよい。ただし、制御弁の駆動部としてソレノイドを備えるものとする。

【0083】

上述したロック解除機構（連動機構）を可変容量圧縮機用制御弁に適用した例を示した。変形例においては、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、上述したロック解除機構を適用することができる。

【0084】

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】

【0085】

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、 １８ 主弁孔、 ２０ 主弁座、 ２２ 作動室、 ２４ ガイド孔、 ２６ 弁室、 ２８ 圧力室、 ３０ 主弁体、 ３２ 副弁孔、 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、 ７６ 作動面、 ７８ 係合部、 １０１ 制御弁、 １３８ 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、 ２３４ 副弁座、 ２３６ 副弁体、 ２３８ 作動ロッド、 ２４４ スプリング、 ２４５ ベローズ、 ２９０ ガイド孔、 ３０１ 制御弁、 ３０２ 弁本体、 ３０３ ソレノイド、 ３０５ ボディ、 ３０６ パワーエレメント、 ３３０ 主弁体、 ３３６ 副弁体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】