特開 2022-126942 可変容量圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022126942

(43)【公開日】2022-08-31

(54)【発明の名称】可変容量圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 27/18 20060101AFI20220824BHJP

   F04B 49/12 20060101ALI20220824BHJP

【ＦＩ】

F04B27/18 Z

F04B27/18 A

F04B49/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021024807

(22)【出願日】2021-02-19

(71)【出願人】

【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

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓介

(72)【発明者】

【氏名】利根川 正明

【テーマコード（参考）】

3H076

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H076AA06

3H076AA33

3H076BB36

3H076CC12

3H076CC16

3H076CC41

3H145AA04

3H145AA27

3H145AA44

3H145BA12

3H145CA01

3H145CA12

3H145DA25

3H145EA33

3H145EA34

(57)【要約】

【課題】圧縮機において制御弁のソレノイドをオフにしたときの制御圧力の急上昇を抑制しつつ起動性能を高める。
【解決手段】圧縮機１００は、給気通路に第１弁部を有する第１制御弁１と、抽気通路に第２弁部を有する第２制御弁２０１と、外部駆動源の動力を回転軸１３０に選択的に伝達するためのクラッチ１６０を備える。第２制御弁２０１は、給気通路における第１弁部の下流側の中間圧力と、抽気通路における制御圧力との差圧に応動し、抽気通路の開度を変化させる第２弁体を含む。第１制御弁１は、第１弁部を開閉する第１弁体と、ソレノイドの駆動力を第１弁体に伝達する伝達部材と、吸入圧力の大きさに応じて第１弁部の開閉方向の力を発生させる感圧部材を含み、ソレノイドへの通電がオフにされたときに第１弁体が閉弁方向に動作する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入室、吐出室および制御室を有し、前記吸入室に導入される冷媒を圧縮して前記吐出室から吐出する一方、前記制御室の制御圧力を調整することにより前記吐出室からの冷媒の吐出容量が可変となる可変容量圧縮機であって、
前記吐出室と前記制御室とをつなぐ給気通路に第１弁部を有し、前記吐出室から前記制御室へ導入する冷媒の流量を調整する第１制御弁と、
前記制御室と前記吸入室とをつなぐ抽気通路に第２弁部を有し、前記制御室から前記吸入室へ導出する冷媒の流量を調整する第２制御弁と、
外部駆動源の動力を当該圧縮機の回転軸に選択的に伝達するためのクラッチと、
を備え、
前記第２制御弁は、前記給気通路における前記第１弁部の下流側の中間圧力と、前記抽気通路における前記制御圧力との差圧に応動し、前記抽気通路の開度を変化させる第２弁体を含み、
前記第１制御弁は、
前記第１弁部を開閉する第１弁体と、
供給電流値に応じた軸線方向の駆動力を発生するソレノイドと、
前記ソレノイドの駆動力を前記第１弁体に伝達する伝達部材と、
前記吸入室の吸入圧力を感知し、前記吸入圧力の大きさに応じて前記第１弁部の開閉方向の力を発生させる感圧部材と、
を含み、
前記ソレノイドへの通電がオフにされたときに前記第１弁体が閉弁方向に動作することを特徴とする可変容量圧縮機。

【請求項2】

前記第１制御弁は、
前記吸入圧力が前記ソレノイドへの供給電流値に対応した設定圧力に近づくように、前記第１弁部の開度が制御され、
前記第１弁部の制御状態において前記吐出室の吐出圧力の上昇に伴って前記第１弁部の開度が小さくなる作動特性を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。

【請求項3】

前記第１制御弁は、
前記吸入圧力が前記ソレノイドへの供給電流値に対応した設定圧力に近づくように、前記第１弁部の開度が制御され、
前記第１弁部の制御状態において前記吐出室の吐出圧力の上昇に伴って前記吸入圧力が低下する制御特性を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機。

【請求項4】

前記第１制御弁は、弁本体と前記ソレノイドとを軸線方向に組み付けて構成され、
前記弁本体は、前記給気通路を形成する内部通路と、前記吸入室と連通する圧力室とを有するボディを含み、
前記ソレノイドは、
電磁コイルと、
前記電磁コイルを外側から取り囲むヨークと、
電磁コイルの内側に配置されるコアと、
前記コアと同軸状に固定される非磁性のスリーブと、
前記スリーブに挿通されて前記コアと軸線方向に対向配置され、前記伝達部材と軸線方向に一体変位可能なプランジャと、
を含み、
前記スリーブ内の作動空間と前記圧力室とを仕切るように前記感圧部材が設けられ、
前記作動空間において前記感圧部材と前記コアとの間に前記プランジャが配置され、
前記感圧部材が、前記吸入圧力と前記作動空間の圧力との差圧による感圧駆動力を前記プランジャに付与することを特徴とする請求項２又は３に記載の可変容量圧縮機。

【請求項5】

前記給気通路の前記第１弁部よりも下流側と前記抽気通路とをつなぐ連通路を有し、
前記連通路に前記第２弁体が配設され、
前記給気通路における前記連通路との接続点よりも下流側に逆止弁が設けられ、
前記逆止弁は、
前記給気通路に設けられた弁座と、
前記弁座に下流側から着脱して第３弁部を開閉する第３弁体と、
前記第３弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材と、
を含み、前記第１制御弁の開弁状態において、前記中間圧力と前記制御圧力との差圧に応じて開弁することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の可変容量圧縮機。

【請求項6】

前記第２制御弁は、前記第２弁体を前記第２弁部の開弁方向に付勢する部材を有しておらず、前記中間圧力と前記制御圧力との差圧に応じて開閉する開閉弁であり、
前記抽気通路の開度は、前記第２弁部が閉弁状態にあるときの最小開度と、前記第２弁部が全開状態にあるときの最大開度の二段階に変化することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の可変容量圧縮機。

【請求項7】

前記第１制御弁は、
前記第１弁体に対して前記第１弁部の閉弁方向の付勢力を付与する第１付勢部材と、
前記第１弁体に対して前記第１弁部の開弁方向の付勢力を付与可能な第２付勢部材と、
をさらに含み、
前記クラッチの遮断時に前記ソレノイドへの通電がオフにされたときに前記第１弁体が閉弁方向に動作するように前記第１付勢部材および前記第２付勢部材の荷重が設定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可変容量圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチ式の可変容量圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器等を冷凍サイクルに配置して構成される。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。

【0003】

圧縮機は、エンジンによって駆動される回転軸を有する。その回転軸に取り付けられた斜板に圧縮用のピストンが連結され、斜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容量を調整する。斜板の角度は、圧縮機の制御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。この制御室の圧力（以下「制御圧力」という）は、例えば圧縮機の吐出室と制御室との間に設けられた制御弁（電磁弁）により制御される。

【0004】

圧縮機には、冷媒の循環路として、冷凍サイクルを循環させるための外部循環路のほか、圧縮機内を循環させるための内部循環路が設けられる。この内部循環路は、吐出室と制御室とを連通させる給気通路と、制御室と吸入室とを連通させる抽気通路を含む。一般に、給気通路は上述した制御弁を経る通路として構成され、抽気通路は圧縮機のハウジングに設けられたオリフィスにより構成される。

【0005】

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。空調装置の起動時には、ソレノイドに最大電流を流すことで弁部を閉状態として給気通路を遮断する。このとき、制御室からの冷媒の排出は、抽気通路のオリフィスを介して継続される。このため、圧縮機の制御圧力を低くして斜板を回転軸に対して大きく傾けることができ、圧縮機を最大容量で運転させることができる。それにより、空調装置を速やかに機能させることができる。

【0006】

ところで、圧縮機は、エンジンの大きな負荷になり得る。このため、例えば車両の急加速時や登坂走行時など、エンジンの動力を車両の推進力に振り向けたい高負荷時には、その圧縮機の負荷トルクを低減する必要がある。従来、この負荷トルクを一時的にカットできるように、回転軸の一端にエンジンの駆動力を伝達または遮断する電磁クラッチが設けられたいわゆるクラッチ式圧縮機が採用されていた。しかし、コスト等の理由から近年では電磁クラッチを用いずにエンジンと回転軸とを直結したいわゆるクラッチレス式圧縮機が主流になりつつある。

【0007】

クラッチレス式圧縮機を採用する場合、圧縮機とエンジンとが常に作動連結されているため、空調装置のオフ時にエンジンに無用な負荷がかからないよう、圧縮機を最小容量で運転させる必要がある。このため、制御弁には、ソレノイドをオフにしたときに弁部を全開状態にするいわゆるオフ機能を有するものが採用される（特許文献１参照）。そのオフ機能により給気通路を介した制御室への冷媒の導入を促し、制御圧力を高くして斜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ものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１５２９５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１の圧縮機では、その起動性能を高めることを目的とし、抽気通路にオリフィスと並列に開放通路を設け、その開放通路を開閉可能な技術が提案されている。開放通路には逆止弁が設けられている。圧縮機の制御運転時は開放通路を閉じて制御室からの冷媒排出を最小限とすることで、圧縮機の運転効率が維持される。一方、圧縮機の起動時には開放通路を開放することで制御室からの冷媒排出を促進し、その起動性能を高めることができる。給気通路の下流側には、昇圧手段としての逆止弁が設けられる。

【0010】

より具体的には、圧縮機のハウジングに給気通路と抽気通路とを連通させる連通路が設けられ、その連通路の一部が、制御室と吸入室とを連通させる開放通路を構成する。開放通路上の逆止弁は、給気通路の圧力（以下「中間圧力」ともいう）と抽気通路の制御圧力との差圧に応じて開閉方向に動作する。

【0011】

圧縮機の定常制御状態では制御弁が開弁状態を維持して給気通路を介した制御室への冷媒の導入を継続するため、中間圧力のほうが制御圧力よりも高くなる（中間圧力＞制御圧力）。このため、開放通路が閉じ、制御室からの必要以上の冷媒の排出を防止できる。

【0012】

圧縮機の駆動停止に際してソレノイドがオフにされると、制御弁が全開状態となるため、制御室への冷媒の導入を促され、圧縮機を最小容量運転に移行させることができる。圧縮機が長時間停止すると、中間圧力と制御圧力とはほぼ等しくなる。この状態から圧縮機を起動すると、制御弁が即座に閉弁状態となり、中間圧力が制御圧力よりも低くなり（中間圧力＜制御圧力）、スプリングの付勢力によって開放通路が開く。このため、制御室からの冷媒の排出が促進され、圧縮機を最大容量運転へと移行させることができる。

【0013】

しかしながら、このような圧縮機では起動停止時に制御弁のオフ機能により制御圧力を急上昇させるため、制御室内の構造物、例えば回転軸の軸受近傍に設けられたシール部材にダメージを与えやすい。また、圧縮機が駆動停止から速やかに再起動される場合には、中間圧力のほうが制御圧力よりも高い状態での起動となるため（中間圧力＞制御圧力）、開放通路が開かず、開放通路を設けたことによる起動性能向上効果が得られない点で改善の余地がある。さらに、圧縮機の起動時に制御弁が全開状態から閉弁状態へ作動するため、弁開度の変化が大きい。このため、給気圧力の変動が大きく、起動性能の安定性の面では改善の余地がある。

【0014】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変容量圧縮機において制御弁のソレノイドをオフにしたときの制御圧力の急上昇を抑制しつつ起動性能を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明のある態様は、吸入室、吐出室および制御室を有し、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一方、制御室の制御圧力を調整することにより吐出室からの冷媒の吐出容量が可変となる可変容量圧縮機である。この可変容量圧縮機は、吐出室と制御室とをつなぐ給気通路に第１弁部を有し、吐出室から制御室へ導入する冷媒の流量を調整する第１制御弁と、制御室と吸入室とをつなぐ抽気通路に第２弁部を有し、制御室から吸入室へ導出する冷媒の流量を調整する第２制御弁と、外部駆動源の動力を圧縮機の回転軸に選択的に伝達するためのクラッチと、を備える。

【0016】

第２制御弁は、給気通路における第１弁部の下流側の中間圧力と、抽気通路における制御圧力との差圧に応動し、抽気通路の開度を変化させる第２弁体を含む。第１制御弁は、第１弁部を開閉する第１弁体と、供給電流値に応じた軸線方向の駆動力を発生するソレノイドと、ソレノイドの駆動力を第１弁体に伝達する伝達部材と、吸入室の吸入圧力を感知し、吸入圧力の大きさに応じて第１弁部の開閉方向の力を発生させる感圧部材と、を含み、ソレノイドへの通電がオフにされたときに第１弁体が閉弁方向に動作する。

【0017】

この態様によれば、クラッチ式圧縮機に給気通路の開度を調整する第１制御弁が設けられる。第１制御弁は、ソレノイドがオフにされたときに閉弁方向に作動する。このため、第１制御弁は、圧縮機の起動前から起動時にかけて閉弁状態を保ちやすい。圧縮機の起動前から中間圧力を低く抑えることができるため、起動時において第２制御弁を開弁状態に保ちやすい。その結果、圧縮機の起動タイミングにかかわらず、その起動時に速やかに最大運転に移行させやすい。また、第１制御弁のソレノイドがオフにされたときにおける制御圧力の急上昇を抑制できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、可変容量圧縮機において制御弁のソレノイドをオフにしたときの制御圧力の急上昇を抑制しつつ起動性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係る圧縮機を含む冷凍サイクルを概略的に表す図である。

【図2】第１制御弁の構成を示す断面図である。

【図3】図２のＡ部拡大図である。

【図4】第２制御弁および第３制御弁の構成を表す部分拡大断面図である。

【図5】圧縮機の制御特性を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0021】

（冷凍サイクル）
図１は、実施形態に係る圧縮機を含む冷凍サイクルを概略的に表す図である。
圧縮機１００は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置されるクラッチ式の可変容量圧縮機である。圧縮機１００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１１１（外部熱交換器）にて凝縮され、さらに膨張装置１１３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１１５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１１５で蒸発された冷媒は、再び圧縮機１００へと戻されて冷凍サイクルを循環する。冷媒には例えば代替フロン（ＨＦＣ－１３４ａ）が使用されるが、他の冷媒（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ等）を使用してもよい。圧縮機１００は、そのハウジング内に冷媒を圧縮するための機構のほか、冷媒の内部循環を制御する制御弁１，２０１，２０３を備える。

【0022】

（圧縮機）
圧縮機１００のハウジングは、シリンダブロック１０２と、シリンダブロック１０２の前端側に接合されたフロントハウジング１０４と、シリンダブロック１０２の後端側に接合されたリアハウジング１０６とを組み付けて構成される。シリンダブロック１０２とリアハウジング１０６との間にはバルブプレート１０８が介装されている。シリンダブロック１０２は、その軸線周りに複数のシリンダ１１０を有する。シリンダブロック１０２とフロントハウジング１０４とに囲まれた空間に制御室１１２が形成されている。

【0023】

リアハウジング１０６の内部に吸入室１１４、吐出室１１６および取付孔１１８が区画形成されている。制御弁１は、取付孔１１８に収容されるようにして圧縮機１００に取り付けられる。制御弁１は、吐出室１１６から制御室１１２へ導入する冷媒の流量を調整する「第１制御弁」として機能する。

【0024】

リアハウジング１０６には、また、蒸発器１１５側から吸入室１１４に冷媒を導入する冷媒入口１２０、吐出室１１６から凝縮器１１１側へ吐出冷媒を導出する冷媒出口１２２、吸入室１１４と取付孔１１８とを連通させる連通路１２４、取付孔１１８と制御室１１２とを連通させる連通路１２６、吐出室１１６と取付孔１１８とを連通させる連通路１２８が設けられている。リアハウジング１０６には、さらに、連通路１２６と吸入室１１４とを連通させる連通路１２７が設けられている。連通路１２７には、制御弁２０１が配設されている。制御弁２０１は、制御室１１２から吸入室１１４へ導出する冷媒の流量を調整する「第２制御弁」として機能する。

【0025】

シリンダブロック１０２には、連通路１２６と制御室１１２とを連通させる連通路１８０、および連通路１２７と制御室１１２とを連通させる連通路１８２が設けられている。連通路１２８、制御弁１の内部通路、連通路１２６および連通路１８０が「給気通路」を構成する。連通路１２７の一部と連通路１８２が「抽気通路」を構成する。連通路１８０には、制御弁２０３が配設されている。制御弁２０３は、給気通路における冷媒の逆流を防止する「逆止弁」として機能する。なお、制御弁１，２０１，２０３およびその周辺の構成については後に詳述する。

【0026】

制御室１１２には、その中心を貫通するように回転軸１３０が配置されている。回転軸１３０は、シリンダブロック１０２に設けられた軸受１３２と、フロントハウジング１０４に設けられた軸受１３４とによって回転自在に支持されている。回転軸１３０にはラグプレート１３６が固定されており、ラグプレート１３６に突設された支持アーム１３８等を介して斜板１４０が支持されている。

【0027】

斜板１４０は、回転軸１３０の軸線に対して傾動可能となっており、複数のシリンダ１１０に摺動自在に配置されたピストン１４２にシュー１４４を介して連結されている。回転軸１３０は、その前端部分がフロントハウジング１０４を貫通して外部に延出しており、その先端部分にはブラケット１４６が螺着されている。また、回転軸１３０とフロントハウジング１０４との前端部分の隙間を外側からシールするようにリップシール１４８（シール部材）が設けられている。リップシール１４８は、回転軸１３０の周面に摺接しつつ、その周面に沿った冷媒ガスの漏洩を防止している。

【0028】

フロントハウジング１０４の前端部分には軸受１５０が設けられ、プーリ１５２が回転自在に支持されている。プーリ１５２は、電磁クラッチ１６０を構成し、エンジン１７０の駆動力を回転軸１３０に伝達する。すなわち、回転軸１３０の前端部は、電磁クラッチ１６０および図示略のベルトを介してエンジン１７０（外部駆動源）に作動連結されている。

【0029】

電磁クラッチ１６０は、プーリ１５２、電磁コイル１６２、アーマチュア１６４および板ばね１６６を有する。アーマチュア１６４は、ブラケット１４６に支持されている。電磁コイル１６２への通電によりアーマチュア１６４がプーリ１５２に接合されることで、エンジン１７０の駆動力が回転軸１３０に伝達される。電磁コイル１６２への通電を遮断すると、板ばね１６６の付勢力によりアーマチュア１６４がプーリ１５２から離間し動力伝達が遮断される。このように、電磁コイル１６２への通電制御によってエンジン１７０の駆動力が回転軸１３０に選択的に伝達される。

【0030】

吸入室１１４は、バルブプレート１０８に設けられた吸入用リリーフ弁１５４を介してシリンダ１１０に連通する一方、冷媒入口１２０を介して蒸発器１１５の出口にも連通している。吐出室１１６は、バルブプレート１０８に設けられた吐出用リリーフ弁１５６を介してシリンダ１１０に連通する一方、冷媒出口１２２を介して凝縮器１１１の入口にも連通している。

【0031】

斜板１４０の角度は、制御室１１２内でその斜板１４０を付勢するスプリング１５７、１５８の荷重や、斜板１４０につながるピストン１４２の両面にかかる圧力による荷重等がバランスした位置に保持される。この斜板１４０の角度は、制御室１１２内に吐出冷媒の一部を導入して制御圧力Ｐｃを変化させ、ピストン１４２の両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変化させることができる。この斜板１４０の角度の変化によってピストン１４２のストロークを変えることにより、冷媒の吐出容量が調整される。定常制御時における制御室１１２内の圧力は、制御弁１により制御される。

【0032】

以上のように構成された圧縮機１００は、電磁クラッチ１６０が連結された状態で容量制御がなされる。電磁クラッチ１６０は、空調装置の使用時に接続され、空調装置を使用しないときは切断される。空調装置の使用中であっても、車両の急加速時や登坂走行時などエンジン１７０の動力を車両の推進力に振り向けたい高負荷時には電磁クラッチ１６０が切断され、圧縮機１００の負荷トルクが一時的にカットされる。

【0033】

圧縮機１００は、蒸発器１１５側から吸入室１１４に導入された冷媒ガスをシリンダ１１０に導入して圧縮し、吐出室１１６から凝縮器１１１側へ高温・高圧の冷媒を吐出する。その吐出冷媒の一部は、制御弁１を介して制御室１１２内に導入され、圧縮機１００の容量制御に供される。

【0034】

圧縮機１００には冷媒の循環路として、冷凍サイクルを循環させるための外部循環路のほか、圧縮機１００内を循環させるための内部循環路が形成される。圧縮機１００のシリンダ１１０に導入された冷媒の一部は、いわゆるブローバイガスとして、シリンダ１１０とピストン１４２とのクリアランスを通って制御室１１２へ漏れる。このブローバイガスも内部循環に寄与している。なお、本実施形態の制御室１１２はクランク室からなるが、変形例においてはクランク室内又はクランク室外に別途設けられた圧力室でもよい。

【0035】

（第１制御弁）
図２は、第１制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁１は、圧縮機１００の吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧（つまり吸入圧力のゲージ圧）を感知して動作し、吸入圧力Ｐｓを設定圧力に保つように、吐出室１１６から制御室１１２に導入する冷媒流量を制御するＰｓ感知弁として構成されている。制御弁１は、いわゆる入れ制御の制御弁である。

【0036】

制御弁１は、弁本体２とソレノイド３とをダイヤフラム４を介して軸線方向に組み付けて構成される。弁本体２は、圧縮機１００の運転時に吐出冷媒の一部を制御室１１２へ導入するための冷媒通路を開閉する弁部（第１弁部）を含む。ソレノイド３は、弁部を開閉方向に駆動し、その開度を調整する。それにより、制御室１１２へ導入される冷媒流量が制御される。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弁部等を備えている。ダイヤフラム４は、弁本体２のボディ５と、ソレノイド３のボディ７との間に配置され、吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧を感知して軸線方向に変位する。ボディ５は「バルブボディ」として機能し、ボディ７は「ソレノイドボディ」として機能する。ダイヤフラム４は「感圧部材」として機能する。

【0037】

ボディ５は、アルミニウム合金からなる素材を段付円筒状に切削加工して得られ、エロージョンなどへの耐性が高い。ボディ５の上端開口部にはポート１２が設けられ、側部には上方からポート１４，１６が設けられている。ポート１２は「吐出室連通ポート」として機能し、圧縮機１００の吐出室１１６に連通する。ポート１４は「制御室連通ポート」として機能し、圧縮機１００の制御室１１２に連通する。ポート１６は「吸入室連通ポート」として機能し、圧縮機１００の吸入室１１４に連通する。ボディ５の下端部が拡径され、その拡径部１７がボディ７の上端部に組み付けられている。拡径部１７の上半部にテーパ面が形成され、ボディ７の上端部がそのテーパ面に向けて内方に加締められることで、弁本体２とソレノイド３とが固定されている。

【0038】

ボディ５には、ポート１４とポート１２とを連通させる流通路１８（内部通路）と、ポート１６と連通する圧力室２０とが形成されている。流通路１８の中途には弁孔２２が設けられ、弁孔２２の上流側端部に弁座２４が設けられている。ポート１２は、吐出室１１６から吐出圧力Ｐｄの冷媒を導入する「導入ポート」として機能する。ポート１４は、弁部を経由した中間圧力Ｐｃｅの冷媒を制御室１１２へ向けて導出する「導出ポート」として機能する。なお、中間圧力Ｐｃｅの冷媒は、給気通路の下流側で制御弁２０３を経ることで減圧され、制御圧力Ｐｃとなって制御室１１２に導入される。ポート１６は、吸入室１１４から吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入する「導入ポート」として機能する。ポート１２には、有底円筒状のフィルタ部材１５が取り付けられている。フィルタ部材１５は、ボディ５の内部への異物の侵入を抑制するためのメッシュを含む。

【0039】

ボディ５において流通路１８と圧力室２０との隔壁を貫通するように、ガイド孔２８が設けられている。弁孔２２およびガイド孔２８は、ボディ５の軸線に沿って同軸状に形成されている。圧力室２０は、ボディ５の下方に向けて大きく開口し、その下端開口部がダイヤフラム４およびＯリング３７（後述）によって封止されている。圧力室２０には、有底円筒状の連結部材３０がボディ５と同軸状に配置されている。また、ガイド孔２８の外側には連通路３２が設けられている。連通路３２は、ガイド孔２８と平行に延び、ポート１６と圧力室２０とを連通させている。

【0040】

ポート１２と弁孔２２との間に弁室３４が形成され、その弁室３４にボール状の弁体３６（第１弁体）が配置されている。弁座２４は、弁体３６の着脱を容易にするよう、テーパ状に形成されている。弁体３６が上流側から弁座２４に着脱することにより弁部を開閉する。ボディ５の上端部にはばね受け３８が固定され、弁体３６とばね受け３８との間にスプリング４０（「第１付勢部材」として機能する）が介装されている。スプリング４０は、弁体３６を閉弁方向に付勢する。ボディ５におけるばね受け３８の固定位置によってスプリング４０の荷重が調整される。

【0041】

弁孔２２およびガイド孔２８を軸線方向に貫通するようにシャフト４２が設けられている。シャフト４２は、ステンレス鋼からなる円柱状の部材であり、窒化処理等の表面処理によって硬度が高められている。シャフト４２は、ガイド孔２８に摺動可能に支持されている。シャフト４２の上端部が弁孔２２に挿通され、弁体３６を下流側から支持する。シャフト４２の下端部は、圧力室２０に突出する。連結部材３０は、シャフト４２の下端部を同軸状に収容しつつ、シャフト４２とダイヤフラム４との間に介装される。なお、シャフト４２および連結部材３０が、「伝達部材」として機能する。

【0042】

ボディ５の外周面には、制御弁１が圧縮機１００の取付孔１１８に取り付けられた際に冷媒の漏洩を規制するための複数のシールリングが装着される。すなわち、ポート１４の上方位置に環状溝２１が周設され、Ｏリング３１が嵌着されている。ポート１４とポート１６の中間位置に環状溝２３が周設され、Ｏリング３３が嵌着されている。ポート１６の下方位置に環状溝２５が周設され、Ｏリング３５が嵌着されている。

【0043】

一方、ソレノイド３は、ボディ７の内方に駆動機構を収容して構成される。すなわち、ボディ７は、上端部が縮径された段付円筒状のケース５０と、ケース５０の上端部に同軸状に圧入された段付筒状の接続部材５１と、ケース５０内に収容された円筒状のボビン５２と、ボビン５２に巻回された電磁コイル５４と、ボビン５２の内方に挿通された円筒状のスリーブ５６と、ケース５０の下端開口部を概ね封止するように設けられた端部材５８と、ボビン５２の下方にて端部材５８に埋設されたカラー５９を備える。スリーブ５６は、非磁性材料からなる。ケース５０、接続部材５１およびカラー５９は、磁性材料からなり、ソレノイド３の「ヨーク」を構成する。

【0044】

ボディ７の内方に形成される作動空間６０にプランジャ６２およびコア６４が配設されている。スリーブ５６は、接続部材５１に対して下方から挿入され、同軸状に固定されている。コア６４は、上部の外径がやや小径化された段付円筒状をなし、その上部がスリーブ５６の下部に挿通されるように組み付けられている。コア６４は、スリーブ５６と同軸状に固定されている。両者の固定は圧入と加締めによりなされている。すなわち、コア６４におけるスリーブ５６との圧入面６５には、環状の嵌合溝６７が周設されている。そして、嵌合溝６７に対応するスリーブ５６の外周面を半径方向に加締めることにより、スリーブ５６とコア６４との固定がより確実なものとされている。

【0045】

コア６４は、軸線方向の貫通孔６６を有する。貫通孔６６は、上半部がやや拡径された段付孔からなり、その大径部にスプリング６８（「第２付勢部材」として機能する）を収容している。コア６４は、プランジャ６２を支持する部材としてスプリング６８のみを挿通している。スプリング６８は、電磁コイル５４により生成される磁気回路の中に配置されることとなる。

【0046】

プランジャ６２は、円柱状をなし、スリーブ５６に摺動可能に支持されている。プランジャ６２は、コア６４とダイヤフラム４との間に位置するように作動空間６０に配置され、コア６４と軸線方向に対向する。コア６４とプランジャ６２との間には、円板状のスペーサ７０が配置されている。スペーサ７０は、非磁性材料からなる。

【0047】

より詳細には、プランジャ６２の下面に円形状の凹部８２が設けられ、スペーサ７０が収容されている。スペーサ７０の外径は、凹部８２の内径とほぼ等しい。一方、コア６４の上面には環状の凸部８４が設けられている。凸部８４は、凹部８２と概ね相補形状とされているが、その外径はスペーサ７０の外径よりやや小さい。凸部８４の高さは、凹部８２の深さよりもやや大きい。このため、ソレノイド３がオンされてプランジャ６２とコア６４とが最も近接した状態となっても、両者が直接接触することはない。

【0048】

スプリング６８は、貫通孔６６に設けられた段部とスペーサ７０との間に介装される。スプリング６８は、スペーサ７０を介してプランジャ６２を軸線方向に支持し、プランジャ６２をコア６４から離間する方向に付勢する。

【0049】

本実施形態では、プランジャ６２を支持するシャフトや、そのシャフトの軸受部が設けられておらず、プランジャ６２はスプリング６８により支持される。このため、プランジャ６２の作動安定性が懸念される。この点、貫通孔６６の大径部の内径が、スプリング６８の外径とほぼ等しくされている。それにより、コア６４におけるスプリング６８のガタつきを防止又は抑制でき、結果的にプランジャ６２の作動安定性を確保できる。

【0050】

ボディ５の下端面に環状溝２７が設けられ、Ｏリング３７が取り付けられている。接続部材５１の上面とボディ５の下面との間にダイヤフラム４の外周縁部およびＯリング３７を挟むようにして、ボディ５が接続部材５１に固定されている。それにより、ダイヤフラム４は、弁本体２側の圧力室２０とソレノイド３側の作動空間６０とを仕切るようにして、ボディ５とボディ７との間に介装される。Ｏリング３７は、ダイヤフラム４とボディ５との間をシールすることで冷媒の外部漏れを防止する。

【0051】

なお、ダイヤフラム４は、本実施形態では金属薄板からなるが、ポリイミドフィルム等の薄膜状の樹脂材からなるものでもよい。樹脂膜は金属膜よりも大きな変形ストロークが得られる点で好ましい。特に制御弁１の小型化を実現するうえでダイヤフラム４の受圧径を小さくしたり、ソレノイド３を小さくする必要がある場合、ダイヤフラム４のストロークを相対的に大きくできる樹脂材を選択するのが好ましい。

【0052】

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７４が延出し、それぞれ端部材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。端部材５８は、ケース５０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、その樹脂材が電磁コイル５４を外側から覆うように設けられている。端部材５８の先端部がコネクタ接続部７６とされ、そのコネクタ接続部７６から接続端子７４の先端部が引き出されている。このコネクタ接続部７６に、外部電源とつながる図示しないコネクタが接続される。

【0053】

端部材５８には、作動空間６０の内外を連通させる通気通路７８が設けられている。通気通路７８の一端は作動空間６０に開口し、他端はコネクタ接続部７６に開口している。外部の大気は、その通気通路７８を介して作動空間６０に導入される。端部材５８の下部外周面に環状溝２９が周設され、Ｏリング３９が取り付けられている。Ｏリング３９は、制御弁１が圧縮機１００の取付孔１１８に取り付けられた際に、外部雰囲気がその取付孔１１８に侵入することを抑制する。

【0054】

図３は、図２のＡ部拡大図である。
接続部材５１の上端開口部５３が拡径部１７のテーパ面１９に向けて加締められることにより、ボディ５と接続部材５１とがしっかりと固定されている。接続部材５１の上面と拡径部１７の下面との間にダイヤフラム４が挟まれ、固定されている。

【0055】

ダイヤフラム４は、ソレノイド３の上端開口部を封止し、ボディ７の内方に作動空間６０を形成する。接続部材５１の上面は、その外周縁近傍において軸線と垂直な平坦面１９０を有し、その平坦面１９０の内端から半径方向内側に向かってダイヤフラム４から離れる方向に傾斜する二段のテーパ面１９２，１９４を有する。ボディ５の下面と平坦面１９０との間にダイヤフラム４の外周縁部が挟持されている。

【0056】

接続部材５１の内周面上部に段差が設けられ、その段差下側の嵌合部１９６にスリーブ５６の上端部が遊嵌されている。プランジャ６２がスリーブ５６に摺動可能に支持され、ダイヤフラム４を介して連結部材３０に作動連結される。接続部材５１の上部内周面が、作動空間６０に露出している。このため、プランジャ６２は、上部においてスリーブ５６を介することなく、接続部材５１（ヨーク）と径方向に対向する。

【0057】

接続部材５１の上部にはテーパ面１９４が存在するため、プランジャ６２と接続部材５１とのクリアランスは、テーパ面１９４の下方かつスリーブ５６の上方位置にて最小となる。以下、この最小クリアランスが形成される領域を「最小クリアランス領域Ｒmin」ともいう。最小クリアランス領域Ｒminでは、プランジャ６２と接続部材５１との間の磁気損失を効果的に低減できる。このように、接続部材５１とプランジャ６２との間にスリーブ５６を介在させずに、ヨークとプランジャとを直接対向させる領域を設けることで、ソレノイド３の磁気効率を高めることができる。

【0058】

図４は、第２制御弁および第３制御弁の構成を表す部分拡大断面図である。
（第２制御弁）
バルブプレート１０８には、連通路１８２と連通路１２７とを連通させる連通孔２０２が貫通形成されている。連通路１２７は、連通孔２０２と対向する側、つまり連通路１２６とは反対側に拡径部を有し、その拡径部が弁室２０４を構成している。弁室２０４の内周面がガイド孔２０６を構成する。

【0059】

制御弁２０１は、有底円筒状の弁体２１０（第２弁体）を有する。弁体２１０は、ガイド孔２０６に沿って軸線方向に摺動可能に支持される。弁体２１０は、連通孔２０２を取り囲むようにバルブプレート１０８に着脱して弁部（第２弁部）を開閉する。すなわち、バルブプレート１０８は、制御弁２０１の弁座２１２として機能する。弁体２１０の内方には制御圧力Ｐｃの冷媒が導入される。弁室２０４の底部２０５と弁体２１０の底部との間に背圧室２１４が形成される。背圧室２１４には中間圧力Ｐｃｅの冷媒が導入される。

【0060】

弁体２１０は、中間圧力Ｐｃｅと制御圧力Ｐｃとの差圧に応動して軸線方向、つまり弁部の開閉方向に変位する。本実施形態では、弁体２１０を開弁方向に付勢するスプリング等の付勢部材が設けられていない。このため、制御弁２０１は、実質的に中間圧力Ｐｃｅと制御圧力Ｐｃとの差圧に応じてのみ弁部を開閉する「開閉弁」として機能する。圧縮機１００の定常制御状態のように中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも高いとき（Ｐｃｅ＞Ｐｃ）、制御弁２０１は閉弁状態となる。一方、圧縮機１００の起動時のように中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも低いとき（Ｐｃｅ＜Ｐｃ）、制御弁２０１は全開状態となる（詳細後述）。

【0061】

また、弁室２０４と吸入室１１４との境界部に連通路２１６が設けられる一方、弁体２１０の開口端部にスリット２１８（切欠き）が形成されている。スリット２１８は、連通路２１６と連通し、その連通路２１６とともに抽気通路を形成する。図示のように、制御弁２０１が閉弁状態にあるとき、スリット２１８とバルブプレート１０８との間に形成される流路断面が、連通路２１６の流路断面よりも小さくなり、抽気通路の開度は最小となる。つまり、制御弁２０１の弁部における抽気通路の開口面積はスリット２１８の流路断面そのものとなる。

【0062】

一方、図示を省略するが、制御弁２０１が全開状態にあるとき、スリット２１８とバルブプレート１０８との間に形成される流路断面は、連通路２１６の流路断面よりも大きくなり、抽気通路の開度は最大となる。つまり、制御弁２０１の弁部における抽気通路の開口面積は連通路２１６の流路断面そのものとなる。なお、弁体２１０は、弁室２０４の底部２０５に係止されることでその開弁方向への移動が規制される。抽気通路の開度は、制御弁２０１の弁部が閉弁状態にあるときの最小開度と、弁部が全開状態にあるときの最大開度の二段階に変化することとなる。

【0063】

（第３制御弁）
バルブプレート１０８には、また、連通路１２６と連通路１８０とを連通させる連通孔２２０が貫通形成されている。連通路１８０の下流側端部が拡径され、その拡径部が弁室２２２を構成している。弁室２２２の上流側開口端に弁座２２４が形成されている。制御弁２０３は、ボール状の弁体２２６（第３弁体）を有する。弁体２２６は、弁室２２２に配置されている。

【0064】

弁座２２４は、弁体２２６の着脱を容易にするようテーパ状に形成されている。弁体２２６が下流側から弁座２２４に着脱することにより弁部（第３弁部）を開閉する。弁室２２２の下流側端部にはばね受け２２８が固定され、弁体２２６とばね受け２２８との間にスプリング２３０（「付勢部材」として機能する）が介装されている。スプリング２３０は、弁体２２６を閉弁方向に付勢する。弁体２２６におけるばね受け２２８の固定位置によってスプリング２３０の荷重が調整されている。

【0065】

中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも高く、その差圧（Ｐｃｅ－Ｐｃ）が所定の開弁差圧以上となったとき、制御弁２０３は開弁状態となる。その差圧（Ｐｃｅ－Ｐｃ）が開弁差圧未満であるときは、制御弁２０３は閉弁状態となる。制御弁２０３（逆止弁）により、給気通路における冷媒の逆流は防止される。

【0066】

（圧縮機の動作）
次に、図１～図４を参照しつつ圧縮機１００の動作について説明する。
圧縮機１００の起動中は、制御弁１においてソレノイド３に制御電流が供給され、コア６４とプランジャ６２との間に吸引力が作用する。制御電流が空調の設定温度に応じて変化すると、弁体３６は、吐出圧力Ｐｄと中間圧力Ｐｃｅとの差圧による力（つまり弁体３６に作用する差圧による力）と、中間圧力Ｐｃｅと吸入圧力Ｐｓとの差圧による力（つまりシャフト４２に作用する差圧による力）と、吸入圧力Ｐｓと大気との差圧による力（つまりダイヤフラム４が吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧を感知することにより発生する力：「感圧駆動力」ともいう）と、スプリング４０，６８の合力と、ソレノイド３の吸引力とがバランスする位置へ変位する。それにより弁部の開度が調整され、その開度に応じた流量の冷媒が制御室に導入される。すなわち、圧縮機１００は、制御電流に対応した容量運転状態となる。

【0067】

圧縮機１００の定常制御状態において、制御弁１のソレノイド３に供給される制御電流が一定の場合、ダイヤフラム４が吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧を感知して弁開度を制御する。例えば冷凍負荷が大きくなって吸入圧力Ｐｓと大気との差圧が大きくなった場合、弁体３６がシャフト４２，連結部材３０，ダイヤフラム４およびプランジャ６２と一体となって下方へ変位する。このため、弁開度が小さくなり、圧縮機１００は、吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが低下して設定圧力に近づく。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧が小さくなった場合は、弁体３６が上方へ変位して弁開度を大きくするので、圧縮機１００は、吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Ｐｓが上昇して設定圧力に近づく。このようにして、制御弁１は、吸入圧力Ｐｓがソレノイド３によって設定された設定圧力Ｐsetになるよう圧縮機１００の吐出容量を制御する。

【0068】

このとき、中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも十分に高くなるため（Ｐｃｅ＞Ｐｃ）、制御弁２０３（逆止弁）が開弁状態を保ち、給気通路は開放される。一方、制御弁２０１は閉弁状態を維持して抽気通路の開度を最小状態とし、抽気通路を介した必要最小限の冷媒の排出（漏洩）を許容する。

【0069】

電磁クラッチ１６０の切断により圧縮機１００への動力伝達が遮断されると、ソレノイド３への通電もオフにされる。このとき、制御弁１にはオフ機能がないため、吸入圧力Ｐｓを受圧することで弁体３６は閉弁方向に動作する。より詳細には、電磁クラッチ１６０の遮断時にソレノイド３への通電がオフにされたときに３６が閉弁方向に動作するようにスプリング４０および６８の荷重が設定されている。

【0070】

その結果、中間圧力Ｐｃｅが低下し、制御弁２０３が閉じる。一方、電磁クラッチ１６０が切断されても、圧縮機１００は慣性力によりしばらく作動を継続するため、ブローバイガスが制御室１１２へ侵入し、制御圧力Ｐｃは中間圧力Ｐｃｅよりも遅れて低下することになる。このとき、制御弁２０３が閉弁状態を保つため、制御圧力Ｐｃの影響を受けて中間圧力Ｐｃｓが上昇することもない。このため、中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも低くなり（Ｐｃｅ＜Ｐｃ）、制御弁２０１は全開状態となり、それを維持する。

【0071】

この状態から電磁クラッチ１６０が連結され、圧縮機１００が再び起動されると、制御弁１のソレノイド３に制御電流が供給される。このとき、スプリング６８の付勢力に抗してコア６４がプランジャ６２を吸引する。このため、弁体３６には相対的に閉弁方向の力が作用するが、制御弁１は、圧縮機１００の起動前から閉弁状態であるため、圧縮機１０の起動時においてもその閉弁状態を維持することとなる。

【0072】

すなわち、制御弁１が圧縮機１００の起動前から起動時にかけて閉弁状態を保ち、起動時の中間圧力Ｐｃｅを低く抑えることができるため、制御弁２０１を全開状態に保つことができる。圧縮機１００が駆動停止から速やかに再起動される場合であっても、制御弁２０１を全開状態に維持できる。その結果、圧縮機１００の起動タイミングにかかわらず、起動直後から抽気通路の開度を大きくでき、制御室１１２から吸入室１１４へ冷媒を逃がす冷媒排出性能が高まる。それにより、空調機能を速やかに発揮させることができる。

【0073】

圧縮機１００の制御運転中は、上述のとおり、中間圧力Ｐｃｅが制御圧力Ｐｃよりも高くなるため（Ｐｃｅ＞Ｐｃ）、制御弁２０１が閉じ、圧縮機１００において安定した容量制御を行えるようになる。

【0074】

図５は、圧縮機１００の制御特性を表す図である。
本実施形態では、図１の圧縮機１００を模擬した測定装置を作製し、吐出圧力Ｐｄの変化に伴う制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓの変化を測定した。同図の横軸は吐出圧力Ｐｄ（ＭｐａＧ）を示し、縦軸は制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓ（ＭｐａＧ）を示す。図中の一点鎖線が制御圧力Ｐｃ、実線が吸入圧力Ｐｓをそれぞれ示している。なお、同図には、圧縮機１００の定常制御状態における各圧力の変化が示されている。

【0075】

図示のように、圧縮機１００は、吐出圧力Ｐｄの上昇に伴って吸入圧力Ｐｓが下がる、いわゆる右肩下がりの特性を有する。これは、制御弁１が、その制御状態において吐出圧力Ｐｄの上昇に伴って弁部の開度が小さくなる作動特性を有するためである。言い換えれば、制御弁１が、その制御状態において吐出圧力Ｐｄの上昇に伴って吸入圧力Ｐｓが低下する制御特性を有するためである。

【0076】

以上に説明したように、本実施形態では、圧縮機１００の給気通路を開閉する制御弁１が設けられる。制御弁１は、ソレノイド３がオフにされたときに吸入圧力を受圧して閉弁方向に作動するよう構成される。このため、空調装置をオフにしたときに制御室１１２における制御圧力Ｐｃの急上昇を防止でき、圧縮機１００の内部に設けられるリップシール１４８等へのダメージを抑制できる。

【0077】

また、圧縮機１００の起動前から起動時にかけて制御弁１が吸入圧力を受圧することで閉弁状態を保つため、中間圧力Ｐｃｅを低く抑えることができる。このため、圧縮機１００の起動時に制御弁２０１を開弁状態に保ちやすく、制御室１１２からの冷媒の排出性能を高めることができる。その結果、圧縮機１００の起動タイミングにかかわらず、その起動時に速やかに最大運転に移行させやすい。さらに、圧縮機１００の起動時に制御弁１が閉弁状態を保つ、つまり開閉作動し難いため、圧縮機１００の起動性能の安定性が向上する。このような効果は、ソレノイドがオフにされたときに弁部が全開状態となる、いわゆるオフ機能を有する制御弁では得られない。

【0078】

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。

【0079】

上記実施形態では、制御弁１をソレノイド３がオフにされたときに閉弁方向に作動する構成として説明したが、以下のような構成と言い換えることもできる。すなわち、ソレノイド３がオフにされたときに弁部を常に全開させる機能を有しないものでもよい。感圧部材（ダイヤフラム）と伝達部材とが開弁側には離れない構成であってもよい。

【0080】

上記実施形態では、制御弁２０１を圧縮機１００のリアハウジング１０６に設ける例を示した。変形例においては、制御弁２０１と制御弁１とを一体に設けた複合弁を、圧縮機１００のリアハウジングに組み付けてもよい。

【0081】

上記実施形態では、制御弁１として、制御中の吐出圧力Ｐｄの上昇に伴って吸入圧力Ｐｓが下がる、いわゆる右肩下がりの特性が得られる構成を例示した。このような制御弁１を採用することにより、仮に圧縮機１００の制御運転中に負荷が大きくなり、吐出圧力Ｐｄが急上昇したとしても、制御圧力Ｐｃの急上昇を抑制できる。すなわち、圧縮機１００の負荷が急変しても、その制御性能を安定に維持することができる。

【0082】

言い換えれば、仮に制御弁１（第１制御弁）が制御中の吐出圧力Ｐｄの上昇に伴って吸入圧力Ｐｓが上がる、いわゆる右肩上がりの特性を有する場合、吐出圧力Ｐｄが急上昇すると、制御圧力Ｐｃも急上昇する。制御弁１の制御中は制御弁２０１（第２制御弁）の開度が最小の状態、つまり制御室１１２から吸入室１１４へ冷媒が抜け難いためである。すなわち、負荷が急上昇したときに圧縮機１００が制御ハンチングなどにより不安定になる懸念がある。上記実施形態によれば、このような課題に対応でき、圧縮機の負荷が急変してもその制御性能の低下を抑制できる。このような制御弁は、以下のように表現することができる。

【0083】

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一方、制御室の制御圧力を調整することにより前記吐出室からの冷媒の吐出容量が可変となる可変容量圧縮機に適当される制御弁であって、
前記吐出室と前記制御室とをつなぐ給気通路を開閉する弁体と、
供給電流値に応じた軸線方向の駆動力を発生するソレノイドと、
前記ソレノイドの駆動力を前記弁体に伝達する伝達部材と、
前記吸入室の吸入圧力を感知し、前記吸入圧力の大きさに応じて前記弁部の開閉方向の力を発生させる感圧部材と、
を備え、
前記吸入圧力が前記ソレノイドへの供給電流値に対応した設定圧力となるように、前記弁部の開度が制御され、
前記設定圧力に基づく前記第１弁部の制御状態において、前記吐出室の吐出圧力の上昇に伴って前記弁部の開度が小さくなる作動特性を有することを特徴とする制御弁。

【0084】

あるいは、以下のようにも表現できる。
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一方、制御室の制御圧力を調整することにより前記吐出室からの冷媒の吐出容量が可変となる可変容量圧縮機に適当される制御弁であって、
前記吐出室と前記制御室とをつなぐ給気通路を開閉する弁体と、
供給電流値に応じた軸線方向の駆動力を発生するソレノイドと、
前記ソレノイドの駆動力を前記弁体に伝達する伝達部材と、
前記吸入室の吸入圧力を感知し、前記吸入圧力の大きさに応じて前記弁部の開閉方向の力を発生させる感圧部材と、
を備え、
前記吸入圧力が前記ソレノイドへの供給電流値に対応した設定圧力となるように、前記弁部の開度が制御され、
前記設定圧力に基づく前記弁部の制御状態において、前記吐出室の吐出圧力の上昇に伴って前記吸入圧力が低下する制御特性を有することを特徴とする制御弁。

【0085】

上記実施形態では、コア６４とスリーブ５６との圧入部に追加で施す固定処理として加締め処理を例示した。変形例においては、溶接やロー付その他の固定処理を施してもよい。あるいは、接着等を採用してもよい。

【0086】

上記実施形態では、制御弁として、冷媒圧力としての吸入圧力Ｐｓと大気圧との差圧を感知して動作するいわゆるＰｓ感知弁を例示した。変形例においては、冷媒圧力としての制御圧力Ｐｃと大気圧との差圧を感知して動作するいわゆるＰｃ感知弁としてもよい。その場合、圧力室２０に制御圧力Ｐｃを導入してよい。また、作動空間６０を密閉空間として真空状態とし、吸入圧力Ｐｓの絶対圧を感知させてもよい。あるいは、制御圧力Ｐｃの絶対圧を感知させてもよい。

【0087】

上記実施形態では、シャフト４２および連結部材３０を「伝達部材」として機能させる例を示した。変形例においては、弁体が感圧部材と直接連結されるものであってもよい。その場合、弁体の一部が「伝達部材」として機能する。

【0088】

上記実施形態では、感圧部材としてダイヤフラムを例示したが、ベローズその他の感圧部材としてもよい。ただし、制御弁の小型化を実現するうえでは薄膜状のダイヤフラムを採用するのが好ましい。

【0089】

上記実施形態では、ボディの材質としてアルミニウム合金を採用したが、真鍮等の銅合金その他の材質を採用してもよい。

【0090】

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】

【0091】

１ 制御弁、２ 弁本体、３ ソレノイド、４ ダイヤフラム、１８ 流通路、２０ 圧力室、２２ 弁孔、２４ 弁座、２８ ガイド孔、３０ 連結部材、３２ 連通路、３４ 弁室、３６ 弁体、３７ Ｏリング、４０ スプリング、４２ シャフト、５０ ケース、５１ 接続部材、５４ 電磁コイル、５６ スリーブ、６０ 作動空間、６２ プランジャ、６４ コア、６８ スプリング、１００ 圧縮機、１０２ シリンダブロック、１０４ フロントハウジング、１０６ リアハウジング、１０８ バルブプレート、１１０ シリンダ、１１１ 凝縮器、１１２ 制御室、１１３ 膨張装置、１１４ 吸入室、１１５ 蒸発器、１１６ 吐出室、１１８ 取付孔、１２０ 冷媒入口、１２２ 冷媒出口、１２４ 連通路、１２６ 連通路、１２７ 連通路、１２８ 連通路、１３０ 回転軸、１４０ 斜板、１４２ ピストン、１４８ リップシール、１５２ プーリ、１６０ 電磁クラッチ、１７０ エンジン、１８０ 連通路、１８２ 連通路、２０１ 制御弁、２０２ 連通孔、２０３ 制御弁、２０４ 弁室、２０６ ガイド孔、２１０ 弁体、２１２ 弁座、２１４ 背圧室、２１６ 連通路、２１８ スリット、２２０ 連通孔、２２２ 弁室、２２４ 弁座、２２６ 弁体、２２８ ばね受け、２３０ スプリング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】