特許 6103586 可変容量圧縮機用制御弁

(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】6103586

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】可変容量圧縮機用制御弁

(51)【国際特許分類】

   F04B 27/18 20060101AFI20170316BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   F04B27/18 A

   F04B27/18 B

   F16K31/06 305L

   F16K31/06 385A

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-66787(P2013-66787)

(22)【出願日】2013年3月27日

(65)【公開番号】特開2014-190247(P2014-190247A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2015年10月5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】利根川 正明

(72)【発明者】

【氏名】榊原 秀和

(72)【発明者】

【氏名】菅村 領太

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 真司

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３１５１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６４０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０４６５４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ２７／１８

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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において、
前記吐出室と前記クランク室とを連通させる主通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、
前記主通路に設けられた主弁座と、
前記主弁座に着脱して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と、
前記副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた前記主弁の開弁方向の駆動力を発生する感圧部と、
供給される電流量に応じた前記主弁の閉弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
を備え、
前記主弁の制御時には前記副弁の閉弁状態を保ち、前記主弁が閉じた後に前記副弁が開弁するように構成され、
前記主弁体の前記主弁座からのリフト量に対する前記主弁の開口面積の変化よりも、前記副弁体の前記副弁座からのリフト量に対する前記副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有し、
前記副弁体に前記主弁座が一体に設けられ、
前記主弁が閉じた後に前記主弁座が動くと同時に前記副弁が開く特性を有することを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。

【請求項2】

前記感圧部と前記ソレノイドとの間に介装された作動ロッドを備え、
前記作動ロッドは、前記副弁体に挿通される一方、前記主弁体が一体に設けられ、
前記主弁の制御状態においては前記作動ロッドが前記副弁体と相対変位することにより、前記副弁の閉弁状態が保たれたまま前記主弁体のリフト量が変化し、前記主弁が閉じると同時に前記作動ロッドと前記副弁体とが一体となることで、前記主弁の閉弁状態が保たれたまま前記副弁体のリフト量が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機用制御弁。

【請求項3】

前記副弁体に対し、前記吐出室の圧力と前記クランク室の圧力との差圧、および前記吐出室の圧力と前記吸入室の圧力との差圧の少なくとも一方が前記副弁の閉弁方向に作用するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量圧縮機用制御弁。

【請求項4】

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、クランク室から前記吸入室へ導出する冷媒の流量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において、
前記吐出室と前記クランク室とを連通させる主通路と、前記クランク室と前記吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、
前記主通路に設けられた主弁座と、
前記主弁座に着脱して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と、
前記副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、
所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた前記副弁の閉弁方向の駆動力を発生する感圧部と、
供給される電流量に応じた前記副弁の開弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、
を備え、
前記副弁の制御時には前記主弁の閉弁状態を保ち、前記副弁が閉じた後に前記主弁が開弁するように構成され、
前記主弁体の前記主弁座からのリフト量に対する前記主弁の開口面積の変化よりも、前記副弁体の前記副弁座からのリフト量に対する前記副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有し、
前記副弁体に前記主弁座が一体に設けられ、
前記主弁が閉じた後に前記主弁座が動くと同時に前記副弁が開く特性を有することを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可変容量圧縮機の吐出容量を制御するのに好適な制御弁に関する。

【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、圧縮機を比較的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】

ところで近年、車両メーカにおいて圧縮機をより早く起動させたいという要望がある。空調性能をより速やかに発揮させることで更なる快適性を追求し、車両の販売促進につなげるものである。そのためには、副弁開時の冷媒流量を大きくしなければならない。しかしながら、上述の制御弁は副弁孔を主弁体に形成するため、副弁の大きさは主弁の大きさによる制約をうけることになる。このため、所望の流量を得るのは容易ではない。

【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、副弁開時に大きな流量を得ることができるように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可変容量圧縮機用制御弁は、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、吐出室からクランク室に導入する冷媒、およびクランク室から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において、吐出室とクランク室とを連通させる主通路と、クランク室と吸入室とを連通させる副通路とが形成されたボディと、主通路に設けられた主弁座と、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と、副弁座に着脱して副弁を開閉する副弁体と、所定の被感知圧力を受圧し、その被感知圧力の大きさに応じた主弁の開弁方向の駆動力を発生する感圧部と、供給される電流量に応じた主弁の閉弁方向の駆動力を発生するソレノイドと、を備える。主弁の制御時には副弁の閉弁状態を保ち、主弁が閉じた後に副弁が開弁するように構成され、主弁体の主弁座からのリフト量に対する主弁の開口面積の変化よりも、副弁体の副弁座からのリフト量に対する副弁の開口面積の変化のほうが大きくなる特性を有する。

【0011】

この態様によれば、主弁よりも副弁のほうが、弁体リフト量−弁開口面積の弁開度特性の傾きが大きくなる。すなわち、副弁開時に大きな流量を得ることができるため、圧縮機の起動性を向上させることができる。一方、主弁体のリフト量に対して主弁の開口面積を相対的に細かく調整でき、主弁の弁開度特性を安定に保つことができるため、圧縮機の容量制御を高精度に維持することができる。

【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、副弁開時に大きな流量を得ることが可能になる。

【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】制御弁の弁開度特性を表す図である。

【図6】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7】図６の上半部に対応する部分拡大断面図である。

【図8】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9】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。

【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（「被感知圧力」に該当する）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内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には、その上端側からポート１２，１４，１６，１８が設けられている。このうち、ポート１２はボディ５の上端開口部に設けられ、ポート１４，１６，１８はボディ５の側部に設けられている。ポート１２，１８は吸入室に連通する「吸入室連通ポート」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」として機能する。ボディ５の上端開口部には端部部材１３が固定されている。端部部材１３の外周面には、ポート１２を形成するための複数の連通溝１５が設けられている。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。

【0018】

ボディ５内には、ポート１４とポート１６とを連通させる主通路と、ポート１６とポート１８とを連通させる副通路とが形成されている。主通路には小口径の主弁が設けられ、副通路には大口径の副弁が設けられている。副弁は主弁よりも下方、つまり主弁よりもソレノイド３に近い側に同軸状に配置されている。すなわち、制御弁１は図示のように、一端側からパワーエレメント６、主弁、副弁、ソレノイド３が順に配置される構成を有する。主通路には主弁孔２０と主弁座２２が設けられている。副通路には副弁孔３２と副弁座３４が設けられている。

【0019】

ポート１２は、ボディ５の上部に区画された圧力室２３と吸入室とを連通させ、圧力室２３に吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入する。パワーエレメント６は、圧力室２３に配置されている。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１６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１８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。

【0020】

主弁孔２０と副弁孔３２とは同軸状に形成され、主弁孔２０と副弁孔３２との間の圧力室２４がポート１６と連通している。ポート１４と圧力室２３との間にはガイド孔２５（「第１ガイド孔」として機能する）が設けられている。ポート１４とポート１６との間にはガイド孔２６（「第２ガイド孔」として機能する）が設けられている。ポート１６とポート１８との間にはガイド孔２７（「第３ガイド孔」として機能する）が設けられている。これらのガイド孔には、段付円筒状の副弁体３６が挿通されている。ガイド孔２６は、ガイド孔２５，２７よりも若干大きくされており、副弁体３６は、その一端側および他端側においてガイド孔２５，２７に摺動可能に支持されている。すなわち、副弁体３６は、ボディによる２点支持がなされている。ソレノイド３の上面に副弁座３４が形成されている。副弁体３６が副弁座３４に着脱して副弁を開閉する。

【0021】

副弁体３６の上部の縮径部に主弁孔２０が設けられ、その下端開口部に主弁座２２が形成されている。一方、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は、その上半部が副弁体３６に挿通され、下半部がソレノイド３に挿通されている。作動ロッド３８は、その上端部が副弁体３６の上端部に摺動可能に支持され、その先端部にてパワーエレメント６と作動連結可能に接続される。作動ロッド３８の下端部は、ソレノイド３の後述するプランジャ５０に接続されている。また、作動ロッド３８の中間部が拡径され、主弁体３０を形成している。主弁体３０は、圧力室２４にて主弁座２２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。作動ロッド３８は、主弁体３０および副弁体３６に対してソレノイド力を直接伝達する。

【0022】

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、圧力室２４とポート１８との連通状態が遮断され、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、圧力室２４とポート１８とが連通し、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。副弁体３６の上部および中間部には、それぞれ内外を連通する連通孔３５，３７が設けられている。連通孔３５はポート１４と主弁孔２０とを連通させ、連通孔３７はポート１６と圧力室２４とを連通させる。

【0023】

副弁体３６とボディ５との間には、副弁体３６を副弁の閉弁方向に付勢するスプリング４４（「付勢部材」として機能する）が介装されている。パワーエレメント６は、吸入圧力Ｐｓを感知して変位するベローズ４５（「感圧部材」として機能する）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を介して主弁体３０にも伝達される。

【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。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４７（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

【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と副弁体３６との間に圧力室２４が形成されている。一方、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の上半部に圧入され、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。

【0026】

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、主弁体３０又は副弁体３６に適宜伝達する。一方、作動ロッド３８には、パワーエレメント６の伸縮作動による駆動力（「感圧駆動力」ともいう）がソレノイド力と対抗するように負荷される。すなわち、主弁の制御状態においては、ソレノイド力と感圧駆動力とにより調整された力が主弁体３０に作用し、主弁の開度を適切に制御する。主弁の閉時には、ソレノイド力の大きさに応じて作動ロッド３８がボディ５に対して相対変位し、副弁体３６を押し上げて副弁を開弁させる。それによりブリード機能を発揮させる。

【0027】

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、軸線に平行な連通溝が形成されている。圧力室２４のクランク圧力Ｐｃ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。

【0028】

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４７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。

【0029】

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、クランク圧力Ｐｃ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。

【0030】

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。

【0031】

図２は、図１の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ５は、第１ボディ８１と第２ボディ８２とを組み付けて構成されている。第１ボディ８１は、外径が上方に向かって段階的に小さくなる段付円筒状をなし、その内方に形成されたガイド孔２７にて副弁体３６の下半部を摺動可能に支持している。第２ボディ８２は、段付円筒状をなし、その下半部が第１ボディ８１の上半部に内挿されるように固定されている。ボディ５は、第１ボディ８１と第２ボディ８２との連結により、ソレノイド３の側からパワーエレメント６の側に向けて外径が小さくなるように構成され、図示しない圧縮機の取付穴への挿入容易性が高められている。

【0032】

第２ボディ８２の下方側部には、内外を連通する連通孔８３が設けられている。第１ボディ８１と第２ボディ８２とのオーバラップ部にポート１４が形成されている。パワーエレメント６は、第２ボディ８２の上半部に収容されるように設けられている。第２ボディ８２の下半部の内径がやや縮径されることによりガイド孔２５，２６が形成されている。ガイド孔２６の摺動面には、シール用のＯリング２８（「シール部材」として機能する）が設けられている。これにより、ポート１４から導入された高圧の冷媒が、副弁体３６とガイド孔２６との間隙を通ってポート１６へ漏洩することが防止されている。

【0033】

主弁体３０の上面９０は、主弁座２２に着脱して主弁を開閉する「着脱部」として機能するとともに、主弁座２２に着座した状態で副弁体３６を上方（副弁の開弁方向）に押圧する「係合部」としても機能する。一方、副弁体３６の中間部の上面９２は、第２ボディ８２の下面に係止されることで副弁体３６の上方への変位が規制される「係止部」として機能する。作動ロッド３８の上端部９４は、副弁体３６の上端部に摺動可能に挿通され、圧力室２３を他の圧力室から隔離する隔壁としても機能している。

【0034】

このような構成により、ソレノイド３が非通電のときには、スプリング４７（図１参照）の付勢力により作動ロッド３８が押し下げられる。その結果、図示のように、主弁体３０が主弁座２２から離間し、主弁が全開状態となる。副弁体３６は、スプリング４４の付勢力により副弁の閉弁状態を維持するが、副弁体３６が副弁座３４に着座することによりその下方への変位が規制されている。本実施形態では、副弁の閉弁状態において上面９２が第２ボディ８２の下面から所定間隔Ｌ１をあけて離間するように副弁体３６の形状および大きさが設定されている。

【0035】

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。第１ストッパ８４は段付円柱状をなし、ベローズ４５の内方にて軸線方向に延在する。第２ストッパ８６は円板状をなし、その上面中央部が第１ストッパ８４の下端面と対向配置される。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。ベローズ４５は、圧力室２３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２ストッパ８６が第１ストッパ８４に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２２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、副弁体３６の副弁における有効受圧径Ａ（シール部径）と、副弁体３６のガイド孔２７との摺動部の有効受圧径Ｂ（シール部径）とが等しく設定されている。このため、副弁体３６に作用するクランク圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの影響の大部分がキャンセルされる。また、副弁体３６のガイド孔２５との摺動部の有効受圧径Ｃ（シール部径）と、副弁体３６のガイド孔２６との摺動部の有効受圧径Ｄ（シール部径）とが等しく設定されている。このため、副弁体３６に作用する吐出圧力Ｐｄの影響はキャンセルされる。

【0038】

すなわち、副弁体３６を大きく形成した部分については、クランク圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの影響がキャンセルされる。一方、副弁体３６の上半部である小径部には、クランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が副弁の開弁方向に作用するが、この差圧は比較的小さいため、スプリング４４による副弁の閉弁方向の付勢力よりも大きくはならない。その結果、副弁体３６を大きく構成したにもかかわらず、圧縮機の制御時には副弁の閉弁状態を安定に保持することができ、圧縮機の起動時にはソレノイド３の起動により副弁を速やかに開弁させることができる。言い換えれば、副弁体３６を大きく形成する部分についてクランク圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの影響をキャンセルするため、この部分の大きさを変更しても、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）により副弁体３６が受ける荷重は大きくならない。このため、副弁体３６の大きさを自由に設定することが可能となる。また、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｅ（シール部径）と、主弁体３０の摺動部の有効受圧径Ｆ（シール部径）とが等しく設定されている。これにより、主弁体３０に作用する吐出圧力Ｐｄの影響がキャンセルされ、主弁の制御時に主弁体３０の挙動を安定に保つことができる。
なお、変形例においては、副弁体３６の下端開口部の外径を小さくして段差形状にするなどして、有効受圧径Ｄと有効受圧径Ｅとの差（Ｄ−Ｅ）による有効受圧面積と、有効受圧径Ｂと有効受圧径Ａとの差（Ｂ−Ａ）による有効受圧面積とを等しくしてもよい。それにより、副弁体３６に作用する差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）による影響をキャンセルしてもよい。あるいは、有効受圧径Ｃによる有効受圧面積（有効受圧径Ｆによる有効受圧面積を含む中実部分の面積）と、有効受圧径Ｂと有効受圧径Ａとの差（Ｂ−Ａ）による有効受圧面積とを等しくしてもよい。それにより、主弁体３０と副弁体３６とが一体になったときに作用する吸入圧力Ｐｓの影響をキャンセルしてもよい。

【0039】

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２３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４４，４７，８８のばね荷重およびベローズ４５の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。

【0040】

一方、制御弁１の起動時においては、ソレノイド３への通電により作動ロッド３８を副弁体３６に対して相対変位させることにより、主弁体３０を主弁座２２に着座させて主弁を閉じ、その主弁体３０を介して副弁体３６に開弁方向の駆動力を与えることができる。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。すなわち、制御弁１は、ソレノイド３の駆動力を用いて副弁を強制的に開弁させるための「強制開弁機構」を有する。なお、この構成は、副弁体３６とガイド孔２５，２６，２７との摺動部への異物の噛み込みにより副弁体３６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）としても機能する。

【0041】

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。

【0042】

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、パワーエレメント６は実質的に機能しない。また、スプリング４７の付勢力により作動ロッド３８が押し下げられ、主弁体３０が主弁座２２から離間して主弁が全開状態となる。一方、スプリング４４の付勢力により副弁体３６が副弁座３４に着座した状態を保ち、副弁は閉弁状態を保持する。

【0043】

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が上方に駆動され、主弁が閉じられ、副弁が開かれる。すなわち、まず作動ロッド３８が副弁体３６に対して相対変位することにより、主弁体３０が主弁座２２に着座して主弁を閉じる。続いて、主弁体３０を主弁座２２に着座させたまま、作動ロッド３８がボディ５に対してさらに相対変位することにより、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、副弁体３６の上面９２がボディ５に係止されることにより、副弁体３６のリフト量（つまり副弁の開度）は規制される。なお、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。

【0044】

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ともに副弁が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。なお、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。

【0045】

なお、このような制御弁１の起動時に、仮に副弁体３６の摺動部への異物の噛み込みにより副弁体３６が開弁方向にロックしていたとしても、ソレノイド力により副弁体３６を押圧することによりそのロックを解除させることができる。また、仮に副弁体３６の摺動部への異物の噛み込みにより副弁体３６が閉弁方向にロックしたとしても、制御弁１の起動により吸入圧力Ｐｓが低下し、ベローズ４５が伸長すると、第２ストッパ８６が副弁体３６の上端面に当接してこれを下方に押圧することによりそのロックを解除させることができる。

【0046】

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、作動ロッド３８と作動連結される。これにより、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４７による開弁方向の力と、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。なお、主弁の制御状態においては、スプリング４４の付勢力により副弁体３６が副弁座３４に着座した状態を保つため、副弁の閉弁状態が維持される。

【0047】

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。

【0048】

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、スプリング４７の付勢力により主弁体３０が主弁座２２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。圧縮機の吐出室からポート１６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１４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。

【0049】

図５は、制御弁の弁開度特性を表す図である。同図の横軸は作動ロッド３８の変位を示し、縦軸は主弁および副弁の弁開度（開口面積）を示している。作動ロッド３８の変位は、主弁体３０の主弁座２２からのリフト量および副弁体３６の副弁座３４からのリフト量に対応している。図中の実線が主弁を示し、一点鎖線が副弁を示している。

【0050】

図２に示したようにソレノイド３がオフされて作動ロッド３８が下死点にあるときに、主弁体３０のリフト量が最大となり、図３に示したようにソレノイド３がオフからオンにされて作動ロッド３８が上死点にあるときに副弁体３６のリフト量が最大となる。作動ロッド３８の変位の中間点には、主弁体３０と副弁体３６のリフト量がともにゼロ、つまり主弁と副弁が同時に閉弁状態となる全閉ポイントが存在する。作動ロッド３８がその全閉ポイントを基準に下方へ変位すると、副弁が閉じられたまま主弁の開度が徐々に大きくなる。逆に、作動ロッド３８がその全閉ポイントを基準に上方へ変位すると、主弁が閉じられたまま副弁の開度が徐々に大きくなる。作動ロッド３８が上方へ変位する過程で主弁が閉じると同時に副弁が開き始める。また、作動ロッド３８が下方へ変位する過程で副弁が閉じると同時に主弁が開き始めるようになる。

【0051】

ただし、本実施形態では、副弁体３６の副弁におけるシール部径が、主弁体３０の主弁におけるシール部径よりも相当大きいため、主弁よりも副弁のほうが、弁体リフト量−弁開度（開口面積）の弁開度特性の傾きが大きくなる。すなわち、副弁体３６のリフト量（作動ロッド３８の変位）に対して副弁の開口面積を大きく変化させることができるため、副弁開時に大きな流量を得ることができる。その結果、圧縮機の起動性を向上させることができる。特に、圧縮機の起動時においては差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が小さい状態で液冷媒を抜かなければならないため、副弁の開度は大きいほうが望ましく、本実施形態の構成はその点でメリットがある。一方、主弁体３０のリフト量（作動ロッド３８の変位）に対して主弁の開口面積を相対的に細かく調整できるため、主弁の弁開度特性を安定に保つことができるとともに、圧縮機の容量制御を高精度に維持することができる。

【0052】

以上に説明したように、本実施形態では、副弁座３４が主弁体３０に形成されるのではなく、ボディ５の一部に形成される。このため、主弁体３０の大きさに関わりなく、副弁孔３２および副弁体３６の大きさを設定することができる。すなわち、主弁の大きさに関わりなく副弁の大きさを設定することができる。特に、副弁体３６をパワーエレメント６よりもソレノイド３に近い側、つまりボディ５の外径が大きくなる側に設けることにより、副弁体３６を十分に大きくすることができる。本実施形態では上述のように、副弁の弁開度特性の傾きが主弁のそれより相当大きくなるようにしたため、副弁開時に大きな流量が得られ、ブリード機能を高めることができる。また、副弁体３６に主弁座２２を一体に設けたことで、部品点数を削減することができる。さらに、主弁座２２（弁座形成部）と副弁体３６が一体となることで、主弁が閉じた後に主弁座２２が動くと同時に、その主弁座２２と一体である副弁体３６が動いて副弁が開くため、主弁の閉じるタイミングと副弁の開くタイミングとを個別に調整する必要がなくなり、部品の選定や調整部位が削減でき、組み立て性が飛躍的に向上する。

【0053】

［第２実施形態］
図６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。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。

【0054】

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。ボディ２０５は単一の部材からなり、その上端開口部にアジャスト部材２１３が螺着されている。ポート１２は、ボディ２０５の上部において側方に開口している。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２０５の内部へのごみ等の侵入を抑制するためのフィルタを含む。作動ロッド２３８の上端部は、パワーエレメント２０６の内方にまで延在している。副弁体２３６の上端部は圧力室２３には露出しておらず、吐出圧力Ｐｄを受圧する。

【0055】

一方、ソレノイド２０３は、コア２４６、スリーブ２４８と、プランジャ２５０、ボビン５２、電磁コイル５４、ケース２５６、および端部部材５８とを備える。なお、本実施形態においては、ボディ２０５、ケース２５６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。プランジャ２５０の上部には、作動ロッド２３８の下端部が挿通されている。プランジャ２５０とコア２４６との間にスプリングは設けられていない。一方、副弁体２３６と作動ロッド２３８との間に、プランジャ２５０をコア２４６から離間する方向に付勢するためのスプリング２４７（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

【0056】

弁本体２０２とソレノイド２０３とは、ボディ２０５の下端部がケース２５６の上端部に圧入されることにより固定されている。コア２４６の上面には弁座部材２６０が嵌着されており、その弁座部材２６０の上面が副弁座３４を形成している。弁座部材２６０は、非磁性の環状部材であり、本実施形態ではＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなるが、ゴム等の弾性体であってもよい。弁座部材２６０は、コア２４６に対して嵌着されてもよいし、焼き付けられてもよい。

【0057】

図７は、図６の上半部に対応する部分拡大断面図である。
ボディ２０５のガイド孔２５は、作動ロッド２３８の上部２６２を摺動可能に支持する。作動ロッド２３８における主弁体３０の下方には、ばね受け部材２４０が設けられている。副弁体２３６とばね受け部材２４０との間にスプリング２４７が介装されている。スプリング２４７は、副弁体２３６を開弁方向に付勢する。本実施形態では、第１実施形態のように作動ロッド２３８とプランジャ２５０とを固定していないが、スプリング２４７の反力により作動ロッド２３８がプランジャ２５０の側に付勢されるため、作動ロッド２３８とプランジャ２５０との当接状態を常に維持することができる。言い換えれば、作動ロッド２３８をプランジャ２５０に圧入する必要のない構成とされている。

【0058】

副弁体２３６は、ガイド孔２６およびガイド孔２７に摺動可能に挿通されている。すなわち、副弁体２３６は、ボディによる２点支持がなされている。副弁体２３６のガイド孔２６との対向面には、シール用のＯリング２２８（「シール部材」として機能する）が設けられている。これにより、ポート１４から導入された冷媒が、副弁体２３６とガイド孔２６との間隙を通ってポート１６へ漏洩することが防止されている。

【0059】

パワーエレメント２０６は、ベース部材２８４とベローズ２４５を含んで構成される。ベース部材２８４は、金属材をプレス成形して有底円筒状に構成されており、その下端開口部に半径方向外向きに延出するフランジ部２８６を有する。ベローズ２４５は、蛇腹状の本体の上端部が閉止され、下端開口部がフランジ部２８６の上面に気密に溶接されている。ベローズ４５は、ベース部材２８４の本体を軸芯として伸縮する。ベローズ２４５は、フランジ部２８６とは反対側端部がアジャスト部材２１３に支持されている。フランジ部２８６とボディ２０５との間には、ベローズ２４５を縮小方向に付勢するスプリング２９０（「付勢部材」として機能する）が介装されている。

【0060】

すなわち、パワーエレメント２０６は、アジャスト部材２１３とボディ２０５との間に弾性的に支持されている。アジャスト部材２１３のボディ２０５への螺入量を調整することにより、パワーエレメント２０６の設定荷重（スプリング８８の設定荷重）を調整できるようにされている。なお、ベース部材２８４の本体は、ベローズ２４５の内方をその底部近傍まで延在し、その上底部がベローズ２４５の底部に近接配置される。作動ロッド２３８の上端部は、そのベース部材２８４の本体に挿通されている。

【0061】

本実施形態においても、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｅ（シール部径）と、作動ロッド２３８の摺動部の有効受圧径Ｆ（シール部径）とが等しく設定されている。これにより、主弁体３０に作用する吐出圧力Ｐｄの影響がキャンセルされ、主弁の制御が安定化される。一方、副弁体２３６の上端部がポート１４に開放されているため、副弁体２３６には、吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃとの差圧（Ｐｄ−Ｐｃ）が副弁の閉弁方向に作用する。主弁の制御時には、この差圧（Ｐｄ−Ｐｃ）により副弁体２３６が副弁座３４に押し付けられるため、副弁の閉弁状態が安定に保持される。つまり、主弁の制御が安定に維持される。

【0062】

一方、圧縮機の起動時には差圧（Ｐｄ−Ｐｃ）が小さいため、ソレノイド２０３の駆動力により副弁を速やかに開くことができる。副弁体２３６が一旦リフトを開始すると、上述のように副弁の開口面積が速やかに大きくなるため、ブリード機能を有効に発揮することができる。本実施形態の制御弁２０１によっても図５に示した弁開度特性を実現することができる。

【0063】

また、本実施形態では、磁性体からなるコア２４６に対して非磁性の弁座部材２６０を設け、その弁座部材２６０に副弁体２３６を着脱させる構成としたため、第１実施形態と比較して副弁のシール性が向上している。すなわち、ポート１４を介して導入される冷媒には金属粉等の異物が含まれることがある。圧縮機のピストン等にて摩耗して発生した金属粉が冷媒とともに吐出されるためである。このような異物は、コア等の磁気回路を構成する部材の表面に引き寄せられ易い。このため、第１実施形態のようにコア自体に弁座（副弁座）が形成される構成では、その弁座に異物が付着・滞留し、弁部のシール性を低下させる虞がある。

【0064】

この点につき、本実施形態では、コア２４６に非磁性の弁座部材２６０を設け、その弁座部材２６０に副弁座３４を形成したため、そのような異物の付着を防止又は抑制することができる。その結果、副弁体２３６と副弁座３４との間のシール性を良好に維持することができる。なお、弁座部材２６０を弾性又は可撓性を有する部材にて構成することにより、仮に僅かな異物が付着したとしても、副弁体２３６が着座したときの弁座部材２６０の撓みにより、シール性を維持することはできる。

【0065】

すなわち、本実施形態のようにソレノイドの磁気回路を形成する磁性部材に弁座を設ける構成においては、その磁性部材の一部に非磁性体を装着するなどして「非磁性部」を設け、その非磁性部に弁座を形成すると同様の作用効果を得ることができる。「非磁性部」は弾性部材又は可撓性部材からなるのが好ましい。なお、そのような弁座に着脱する弁体の着脱部を弾性部材又は可撓性部材にて構成してもよい。このような技術思想は、副弁に限らず、主弁にも適用することができる。また、単一の弁を有する制御弁についても適用することができる。

【0066】

［第３実施形態］
図８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、副弁と主弁との位置関係が第２実施形態と異なる。このため、以下では第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。

【0067】

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。ボディ３０５の上端開口部には、アジャスト部材３１３が螺着されている。ポート１２は、アジャスト部材３１３を貫通するように設けられている。ポート１２とポート１４との間にポート１６が設けられている。ボディ３０５の上部には、ガイド孔３２７（「第３ガイド孔」として機能する）が設けられている。ガイド孔２６は、ガイド孔２５，３２７よりも若干大きくされている。

【0068】

副弁体３３６は、段付円筒状をなし、ガイド孔３２７，２５，２６に挿通されている。すなわち、副弁体３３６は、ボディによる２点支持がなされている。ボディ３０５においてポート１４とポート１６とを離隔する隔壁の上面に副弁座３４が形成されている。副弁体３３６は、ガイド孔３２７の下方においてボディ３０５を内側の圧力室３２５と外側の圧力室３２６に区画する。圧力室３２５は、圧力室２３を介してポート１２に連通する。一方、圧力室３２６はポート１６に連通する。副弁体３６の中間部および下部には、それぞれ内外を連通する連通孔３３７，３５が設けられている。連通孔３３７は、副弁孔３２と圧力室２３とを連通させる。

【0069】

副弁体３３６の下部に主弁孔２０が設けられ、その下端開口部に主弁座２２が形成されている。作動ロッド３３８は、その上半部が副弁体３３６を貫通してパワーエレメント２０６と作動連結可能に接続される。副弁体３３６のガイド孔２６との対向面にはＯリング２２８が設けられている。

【0070】

ボディ３０５とソレノイド３０３との間には、中間圧力室３２８が形成されている。副弁体３３６の下端部（主弁座２２）が中間圧力室３２８に露出する。主弁体３０は、中間圧力室３２８側から主弁座２２に着脱して主弁を開閉する。一方、ボディ３０５には、中間圧力室３２８と圧力室３２６とを連通させる連通路３５０が設けられている。すなわち、ポート１４から導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、主弁を経ることでクランク圧力Ｐｃに減圧されて一旦中間圧力室３２８に導入され、連通路３５０および圧力室３２６を介してポート１６へ導かれる。

【0071】

なお、同図には示されないが、コア３４６とプランジャ２５０との間にプランジャ２５０をコア３４６から離間する方向に付勢するスプリング４７が介装されている（図１，図６参照）。パワーエレメント２０６と副弁体３３６との間にスプリング２９０が介装されている。本実施形態においては、ボディ３０５、ケース２５６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。

【0072】

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図示のように、スプリング２９０の付勢力により副弁の閉弁状態が維持される。また、スプリング４７（図１参照）により作動ロッド３３８が下方へ押し下げられるため、主弁体３０が主弁座２２から離間し、主弁が全開状態となる。

【0073】

制御弁３０１の安定した制御状態においては、主弁体３３０は、ソレノイド力により押し上げられているが、副弁体３３６とは係合しないため、副弁が開かれることはない。主弁体３３０は、圧力室２３の吸入圧力Ｐｓが所定の設定圧力Ｐsetとなるように自律的に動作する。

【0074】

一方、制御弁３０１の起動時においては、ソレノイド３０３への通電により作動ロッド３３８が副弁体３３６に対して相対変位することにより、主弁体３３０が主弁座２２に着座して主弁を閉じる。このとき、主弁を閉じたまま作動ロッド３３８をボディ３０５に対してさらに変位させることで、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。すなわち、制御弁３０１も、ソレノイド３０３の駆動力を用いて副弁を強制的に開弁させるための「強制開弁機構」を有する。なお、この構成は、副弁体３３６とガイド孔２５，２６，３２７との摺動部への異物の噛み込みにより副弁体３６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）としても機能する。また、制御弁３０１によっても図５に示した弁開度特性を実現することができる。

【0075】

［第４実施形態］
図９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、主弁体の受圧構成が第２実施形態と異なる。このため、以下では第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。

【0076】

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。ボディ４０５のポート１６にもストレーナ１７が設けられている。コア４４６の上端部がボディ４０５の内方にやや突出し、その上端開口部にリング状のガイド部材４６０が圧入されている。副弁体４３６は、コア４４６の上端面に着脱して副弁を開閉する。コア４４６には、ガイド部材４６０と軸支部材６０とにより囲まれる圧力室４６２が形成され、その圧力室４６２とポート１８とを連通させる連通孔４４８が形成されている。

【0077】

作動ロッド４３８は、第１ロッド４４０と第２ロッド４４２に分割されている。第１ロッド４４０はパワーエレメント２０６に連結され、第２ロッド４４２はプランジャ２５０（図６参照）に連結される。第１ロッド４４０は、その下端部がガイド部材４６０に摺動可能に支持されている。第２ロッド４４２は、その上端部が軸支部材６０に摺動可能に支持され、その先端が半球状に形成されている。第２ロッド４４２は、第１ロッド４４０の下端面に点接触する態様で作動連結される。圧力室４６２に吸入圧力Ｐｓが導入されるため、スリーブ２４８（図６参照）の内方には吸入圧力Ｐｓが満たされ、第１ロッド４４０の下端面には吸入圧力Ｐｓが作用するようになる。主弁体３０およびばね受け部材２４０は、第１ロッド４４０に設けられている。

【0078】

このような構成において、主弁体３０の主弁における有効受圧径Ｅ（シール部径）と、第１ロッド４４０の上側摺動部の有効受圧径Ｆ（シール部径）と、第１ロッド４４０の下側摺動部の有効受圧径Ｇ（シール部径）とが等しく設定されている。これにより、主弁体３０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の影響がキャンセルされる。主弁体３０には差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が作用しなくなり、主弁の制御時に主弁体３０の挙動をより安定に保つことができる。なお、変形例においては、第１ロッド４４０と第２ロッド４４２とを一体に形成してもよい。

【0079】

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。

【0080】

上記各実施形態では、制御弁として、被感知圧力として吸入圧力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１２をクランク室に連通させる。

【0081】

上記実施形態では、パワーエレメント６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。

【0082】

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１６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、主弁を経由した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。

【0083】

上記実施形態では、スプリング４４，４７，２４７，２９０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。

【0084】

上記実施形態では、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室に導入する冷媒の流量又は圧力を調整するいわゆる入れ制御の制御弁を示したが、変形例においては、クランク室から吸入室へ導出する冷媒の流量又は圧力を調整するいわゆる抜き制御の制御弁として構成してもよい。抜き制御とする場合、例えば上記第１〜第４実施形態のいずれかの制御弁において、副弁の開弁領域を制御領域として使用するようソレノイド力を調整することが考えられる。すなわち、上記実施形態では入れ制御を行っていたため、図５における全閉ポイントの左側、つまり主弁の開弁領域を制御領域として使用していた。抜き制御の場合には、図５における全閉ポイントの右側、つまり副弁の開弁領域を制御領域として使用することになる。また、作動ロッドの長さ、プランジャの長さ、あるいは作動ロッドにおける主弁体の位置を調整することにより、図５における全閉ポイントをより下死点側に変更し、作動ロッドの変位に対する副弁体の制御範囲を大きくしてもよい。それにより、副弁の開弁領域を制御領域とする抜き制御を実現してもよい。また、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、上記実施形態の構成を適用することができる。

【0085】

上記実施形態では、ベローズ４５，２４５の内部の基準圧力室Ｓを真空状態としたが、大気を満たしたり、基準となる所定のガスを満たすなどしてもよい。あるいは、吐出圧力Ｐｄ、クランク圧力Ｐｃ、および吸入圧力Ｐｓのいずれかを満たすようにしてもよい。そして、パワーエレメント６，２０６が適宜ベローズの内外の圧力差を感知して作動する構成としてもよい。

【0086】

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】

【0087】

１ 制御弁、 ３ ソレノイド、 ５ ボディ、 ６ パワーエレメント、 ２２ 主弁座、 ３０ 主弁体、 ３４ 副弁座、 ３６ 副弁体、 ３８ 作動ロッド、 ４５ ベローズ、 ２０１ 制御弁、 ２０３ ソレノイド、 ２０５ ボディ、 ２０６ パワーエレメント、 ２３６ 副弁体、 ２３８ 作動ロッド、 ２４５ ベローズ、 ２６０ 弁座部材、 ３０１ 制御弁、 ３０３ ソレノイド、 ３０５ ボディ、 ３３０ 主弁体、 ３３６ 副弁体、 ３３８ 作動ロッド、 ４０１ 制御弁、 ４０２ 弁本体、 ４０３ ソレノイド、 ４０５ ボディ、 ４３８ 作動ロッド、 ４６０ ガイド部材、 ４６２ 圧力室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】