特開 2024-130571 スクロール型圧縮機用制御弁

(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】P2024130571

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】スクロール型圧縮機用制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/363 20060101AFI20240920BHJP

   F04C 18/02 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F16K31/363

F04C18/02 311X

F04C18/02 311J

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040390

(22)【出願日】2023-03-15

(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】弁理士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】菅村 領太

(72)【発明者】

【氏名】利根川 正明

【テーマコード（参考）】

3H039

3H056

【Ｆターム（参考）】

3H039AA12

3H039BB15

3H039CC02

3H039CC03

3H039CC24

3H039CC30

3H056AA02

3H056BB24

3H056CB02

3H056CD03

3H056DD03

3H056EE06

(57)【要約】

【課題】スクロール型圧縮機用制御弁において、基準圧力室を介した流体の外部漏れを防止する。
【解決手段】制御弁１は、吐出圧力室２０、第１圧力室２２、吸入圧力室２８、第２圧力室３０、弁孔２４および基準圧力室Ｓを有するボディ２と、弁孔２４に近接又は離間することにより弁部の開度を調整する弁体３６と、を備える。基準圧力室Ｓは、いずれか２つの圧力室の間に形成される封止空間である。弁体３６は、少なくとも上記２つの圧力室の各圧力に応じて動作する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定スクロールと可動スクロールとが背圧室の圧力によって互いに押し付けられ、吸入室に導入された流体を両スクロール間に形成される圧縮室にて圧縮し、吐出室から吐出するスクロール型圧縮機に適用され、前記背圧室の圧力を制御する制御弁であって、
前記吐出室に連通する吐出圧力室と、前記背圧室に連通する第１圧力室と、前記吸入室に連通する吸入圧力室と、前記背圧室に連通する第２圧力室と、前記吐出圧力室と前記第１圧力室とを連通させる弁孔と、いずれか２つの圧力室の間に形成される封止空間である基準圧力室と、を有するボディと、
少なくとも前記２つの圧力室の各圧力に応じて動作し、前記弁孔に近接又は離間することにより弁部の開度を調整する弁体と、
を備えることを特徴とする制御弁。

【請求項2】

内部に前記基準圧力室を有し、前記吸入圧力室と前記第２圧力室とを仕切るように前記ボディに組み付けられるパワーエレメントと、
一端側に前記弁体を有し、他端側が前記パワーエレメントに当接する弁駆動体と、
を備え、
前記パワーエレメントは、
前記ボディの内周面に組み付けられる筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一端開口部を封止し、前記吸入圧力室の圧力を感知して前記弁駆動体の軸線方向に変位する第１ダイヤフラムと、
前記ハウジングの他端開口部を封止し、前記第２圧力室の圧力を感知して前記弁駆動体の軸線方向に変位する第２ダイヤフラムと、
前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムとの間に配置されるばね部材と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御弁。

【請求項3】

前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムは、それぞれ金属ダイヤフラムであり、前記ハウジングに溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の制御弁。

【請求項4】

前記ハウジングが、前記ボディに圧入されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の制御弁。

【請求項5】

前記ばね部材は、
前記第１ダイヤフラムと当接するように配置される第１皿ばねと、
前記第２ダイヤフラムと当接するように配置される第２皿ばねと、
を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の制御弁。

【請求項6】

前記パワーエレメントは、前記第１皿ばねと前記第２皿ばねとの間に介装される芯材を含むことを特徴とする請求項５に記載の制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はスクロール型圧縮機制御弁に関し、特にスクロール型圧縮機の固定スクロールと可動スクロールとを互いに押し付けるための背圧を制御する制御弁の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電動圧縮機として、固定スクロールと可動スクロールを備えたスクロール型圧縮機が知られている（特許文献１参照）。この圧縮機は、吸入室に導入された流体を両スクロール間に形成される圧縮室に導いた後、可動スクロールを回転させる。それにより、圧縮室の容積を徐々に小さくすることで流体を圧縮できる。圧縮された流体は、吐出室から導出される。可動スクロールに対して固定スクロールとは反対側に背圧室が設けられている。その背圧室の圧力（「背圧」ともいう）により両スクロールが互いに押し付けられることで、圧縮性能が確保されている。すなわち、圧縮運転中の圧力上昇により両スクロールが離れることによる圧縮不良が防止されている。

【0003】

このような圧縮機は一般に、背圧の制御応答性を高めるべく、高圧である吐出室の圧力（「吐出圧力」ともいう）を利用して背圧を高める。ただし、背圧が必要以上に高くなると、両スクロール間の摩擦抵抗が大きくなり、動力損失が大きくなる。そこで、吐出室と背圧室との間に制御弁を設け、吐出圧力に応じて背圧を制御する、つまり吐出圧力と背圧とが概ね比例関係を有するような制御特性が実現されている（特許文献２参照）。

【0004】

特許文献２の制御弁では、ボディの一端側から吐出室に連通する弁孔、背圧室に連通する第１圧力室、吸入室に連通する吸入圧力室、基準圧力として大気が導入される基準圧力室、および背圧室に連通する第２圧力室が設けられている。ボディの軸線に沿って弁体と一体変位可能な可動体が設けられている。可動体は３つのセグメント（第１～第３セグメント）が直列に連結して構成される。第１セグメントは、ボディ内の隔壁を摺動可能に貫通し、その先端に弁体が設けられる。第２セグメントおよび第３セグメントは、それぞれ周縁部のゴムを介してボディの内面と流体シール方式で連結されている。

【0005】

弁孔と隔壁との間に第１圧力室が形成され、隔壁と第２セグメントとの間に吸入圧力室が形成される。第２セグメントと第３セグメントとの間に基準圧力室が形成され、第３セグメントの基準圧力室とは反対側に第２圧力室が形成される。基準圧力室は大気に開放される。このような構成により、第２セグメントで圧縮機の吸入圧力を感知しつつ、背圧を制御できる。背圧が高くなると、弁体に作用する閉弁方向の圧力が大きくなるため、その背圧の上昇を適度に抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－１５０８３５号公報

【特許文献2】特表２０１８－５３６１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、セグメントのゴムをボディの内面に固定するには煩雑な工程を要する。また、ゴムの不良や材質などに起因して、吸入圧力室や第２圧力室の冷媒が基準圧力室に漏洩した場合、冷媒が大気に放出されるおそれもある。

【0008】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、スクロール型圧縮機用制御弁において、基準圧力室を介した流体の外部漏れを防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のある態様の制御弁は、固定スクロールと可動スクロールとが背圧室の圧力によって互いに押し付けられ、吸入室に導入された流体を両スクロール間に形成される圧縮室にて圧縮し、吐出室から吐出するスクロール型圧縮機に適用され、背圧室の圧力を制御する。この制御弁は、吐出室に連通する吐出圧力室と、背圧室に連通する第１圧力室と、吸入室に連通する吸入圧力室と、背圧室に連通する第２圧力室と、吐出圧力室と第１圧力室とを連通させる弁孔と、いずれか２つの圧力室の間に形成される封止空間である基準圧力室と、を有するボディと、少なくとも上記２つの圧力室の各圧力に応じて動作し、弁孔に近接又は離間することにより弁部の開度を調整する弁体と、を備える。

【0010】

この態様の制御弁をスクロール型圧縮機に適用すれば、吐出圧力や吸入圧力に応じた背圧を実現できる。基準圧力室がボディ内に設けられた封止空間とされるため、大気の導入が不要となる。封止空間が２つの圧力室の間に形成されるため、基準圧力室がボディの内部に収まる。このため、万が一基準圧力室が破損するようなことがあったとしても、流体が基準圧力室から大気へ放出されることもない。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、スクロール型圧縮機用制御弁において、基準圧力室を介した流体の外部漏れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る制御弁の構成を表す断面図である。

【図2】制御弁の組立方法を表す分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

図１は、実施形態に係る制御弁の構成を表す断面図である。
制御弁１は、モータにより駆動されるスクロール型圧縮機（以下、単に「圧縮機」ともいう）に適用される。この圧縮機は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される。この冷凍サイクルは、二酸化炭素を冷媒とするいわゆる超臨界冷凍サイクルであるため、冷媒をその臨界温度を超える超臨界域まで昇圧させる。このため、制御弁１にも高い耐圧強度が要求される。

【0015】

圧縮機では、固定スクロールと可動スクロールとが背圧室の圧力（背圧）によって互いに押し付けられる。圧縮機は、吸入室に導入された冷媒を両スクロール間に形成される圧縮室にて圧縮し、吐出室から吐出する。その吐出冷媒の一部が制御弁１を介して背圧室に導入される。制御弁１は圧縮機に組み込まれ、その背圧を制御する。なお、このような圧縮機は、例えば特開２０１８－１５０８３５号公報（特許文献１）に記載のように公知であるため、その詳細な説明については省略する。

【0016】

制御弁１は、段付円筒状のボディ２を有する。ボディ２は、第１ボディ４と第２ボディ６とを同軸状に接続して構成される。第１ボディ４の下端部に雄ねじ部５、第２ボディ６の上端部に雌ねじ部７がそれぞれ形成されており、第１ボディ４を第２ボディ６に螺入することで、両者が直列に連結されている。第２ボディ６の下部には、パワーエレメント８が組み付けられている。

【0017】

ボディ２には、その上端側からポート１０，１２，１４が設けられている。このうち、ポート１０は第１ボディ４の上端部に設けられ、ポート１２は第１ボディ４の側部に設けられている。ポート１４は第２ボディ６の側部に設けられている。ポート１０は「吐出室連通ポート」として機能し、圧縮機の吐出室に連通する。ポート１２は「背圧室連通ポート」として機能し、圧縮機の背圧室に連通する。ポート１４は「吸入室連通ポート」として機能し、圧縮機の吸入室に連通する。

【0018】

第１ボディ４の内部を軸線方向に３つの領域に区画するように隔壁１６，１８が設けられている。隔壁１６の上方に吐出圧力室２０が形成され、下方に第１圧力室２２が形成されている。そして、隔壁１６の中央を軸線方向に貫通するように弁孔２４が設けられている。弁孔２４は、吐出圧力室２０と第１圧力室２２とを連通させる。弁孔２４の第１圧力室２２側の開口端に弁座２６が形成されている。吐出圧力室２０は、ポート１０を介して圧縮機の吐出室と連通する。第１圧力室２２は、ポート１２を介して背圧室と連通する。吐出圧力室２０に導入された吐出圧力Ｐｄは、弁部（弁孔２４）を経ることで背圧Ｐｂとなり、第１圧力室２２から背圧室に向けて導出される。

【0019】

隔壁１８の下方に吸入圧力室２８が形成されている。より詳細には、第１ボディ４と第２ボディ６とパワーエレメント８とに囲まれた空間により吸入圧力室２８が形成される。吸入圧力室２８は、ポート１４を介して吸入室に連通し、吸入圧力Ｐｓを導入する。第２ボディ６におけるパワーエレメント８の下方に第２圧力室３０が形成されている。すなわち、パワーエレメント８は、吸入圧力室２８と第２圧力室３０とを仕切るようにボディ２に組み付けられている。第２ボディ６の下端部には、径方向に開放される複数のスリット３１が設けられている。第２圧力室３０は、第２ボディ６の下端開口部を介して背圧室に連通し、背圧Ｐｂを導入する。

【0020】

隔壁１８の中央を軸線方向に貫通するようにガイド孔３２が設けられている。そのガイド孔３２を軸線方向に貫通するように長尺状の弁駆動体３４が配設されている。弁駆動体３４は、ガイド孔３２に摺動可能に支持されている。弁駆動体３４は、一端側（上端側）にテーパ状の弁体３６を有する一方、他端側（下端側）がパワーエレメント８に当接する。弁体３６が弁孔２４に近接又は離間することにより弁部の開度が調整される。

【0021】

弁駆動体３４の下端部には、半径方向外向きに突出するフランジ部３８が設けられている。第１ボディ４の底面とフランジ部３８との間に、弁駆動体３４を開弁方向に付勢するスプリング４０（付勢部材）が介装されている。第１ボディ４の第２ボディ６への螺入量を調整することで制御弁１の特性を調整できる。弁駆動体３４の下端面は球面状をなし、パワーエレメント８の上面中央と滑らかに当接している。このような構成により、弁駆動体３４とパワーエレメント８との作動連結に関し、パワーエレメント８に傾きが生じたとしてもこれを吸収できる。

【0022】

本実施形態では、弁駆動体３４とガイド孔３２とのクリアランスが微小に設定されており、いわゆるクリアランスシールが実現され、第１圧力室２２から吸入圧力室２８への冷媒の漏洩が規制されている。なお、変形例においては、弁駆動体３４とガイド孔３２との間にＯリング等のシール部材を設け、冷媒の流通を規制してもよい。

【0023】

第１ボディ４の上端開口部には、ポート１０への異物の侵入を抑制するフィルタ部材４２が嵌着されている。圧縮機の吐出冷媒には金属粉等の異物が含まれることがあるため、フィルタ部材４２は、その異物が制御弁１の内部に侵入することを防止又は抑制する。フィルタ部材４２は、有底筒状のフィルタ４４を有し、そのフィルタ４４の開口端部をリング状の金属プレート４６にて補強して構成される。フィルタ４４は金属メッシュからなる。フィルタ部材４２は、その底部を上にした状態で金属プレート４６をボディ２に圧入することにより固定される。フィルタ部材４２は、図示のようにボディ２の内側に装着されることにより、外部構造物との接触による変形が防止されている。

【0024】

ポート１２にも円筒状のフィルタ部材４３がそれぞれ取り付けられている。フィルタ部材４３は、ボディ２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。

【0025】

一方、パワーエレメント８は、円筒状のハウジング５０を有し、ハウジング５０の上端開口部をダイヤフラム５２により封止し、下端開口部をダイヤフラム５４により封止して構成される。パワーエレメント８の内部に真空状態の基準圧力室Ｓが形成されている。基準圧力室Ｓは、基準圧力Ｐｏが満たされる封止空間である。ダイヤフラム５２が「第１ダイヤフラム」として機能し、ダイヤフラム５４が「第２ダイヤフラム」として機能する。ダイヤフラム５２，５４は、いずれも金属ダイヤフラムである。

【0026】

ハウジング５０は、その内周面の上部と下部が環状に切り欠かれて段部５６，５８が形成されている。そして、段部５６と嵌合するように皿ばね６０が配設され、段部５８と嵌合するように皿ばね６２が配設されている。皿ばね６０，６２は「ばね部材」を構成し、皿ばね６０が「第１皿ばね」として機能し、皿ばね６２が「第２皿ばね」として機能する。なお、本実施形態では、皿ばね６０，６２がその耐圧強度を確保するためにいずれも皿ばねの積層体とされているが、変形例においては少なくとも一方が単層（一枚）の皿ばねであってもよい。

【0027】

皿ばね６０とダイヤフラム５２との間に、両者間の摩耗を抑制するための薄膜状の耐摩耗シート（薄膜状部材）を介装してもよい。同様に、皿ばね６２とダイヤフラム５４との間にも耐摩耗シートを介装してもよい。各皿ばねの積層体を構成する複数の皿ばね間にも耐摩耗シートを介装してもよい。耐摩耗シートとしては、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなる薄膜シートあるいはポリイミドフィルム等を使用することができる。

【0028】

皿ばね６０と皿ばね６２との間には、段付円柱状の芯材６４が介装されている。芯材６４は、その軸線方向中央部に半径方向外向きに突出するフランジ部６６が設けられている。ハウジング５０の内周面とフランジ部６６の外周面とのクリアランスを微小に設定することで、芯材６４の径方向への変位が規制されている。すなわち、芯材６４は、パワーエレメント８の内部を軸線に沿って変位する。

【0029】

皿ばね６０は概ね円板状をなすが、その周縁部がやや下方に向けて傾斜するテーパ部６１を有するため、全体的にみて吸入圧力室２８側に向けてやや膨らんだ形状をなしている。一方、皿ばね６２も概ね円板状をなすが、その周縁部がやや上方に向けて傾斜するテーパ部６３を有するため、全体的にみて第２圧力室３０側に向けてやや膨らんだ形状をなしている。

【0030】

ダイヤフラム５２は、皿ばね６０を上方から押さえるように設けられ、その周縁部がハウジング５０の上面との当接部に沿って環状に溶接されている。このため、ダイヤフラム５２は、皿ばね６０の上面に沿った形状となる。皿ばね６０はダイヤフラム５２の下面に当接するように配置される。一方、ダイヤフラム５４は、皿ばね６２を下方から押さえるように設けられ、その周縁部がハウジング５０の下面との当接部に沿って環状に溶接されている。このため、ダイヤフラム５４は、皿ばね６２の下面に沿った形状となる。皿ばね６２はダイヤフラム５４の上面に当接するように配置される。

【0031】

芯材６４は、上面が皿ばね６０の下面におけるテーパ部６１の内側の平坦部に当接し、下面が皿ばね６２の上面におけるテーパ部６３の内側の平坦部に当接する。このような構成により、ダイヤフラム５２，５４が冷媒圧力を受けることで変位（変形）するとしても軸線に沿った変位となり、弁駆動体３４を軸線方向に安定に駆動できる。

【0032】

本実施形態では、段部５６の内径が段部５８の内径よりも大きく、皿ばね６０の外径が皿ばね６２の外径よりも大きい。言い換えれば、ハウジング５０の上端面の内径が、下端面の内径よりも大きい。このため、２つのダイヤフラムの有効受圧径（有効受圧面積）が異なる。ダイヤフラム５２の有効受圧面積Ａ１が、ダイヤフラム５４の有効受圧面積Ａ２よりも大きくなっている（Ａ１＞Ａ２）。ダイヤフラム５２は、吸入圧力Ｐｓを感知して弁駆動体３４の軸線方向（弁部の開閉方向）に変位する。ダイヤフラム５４は、背圧Ｐｂを感知して弁駆動体３４の軸線方向（弁部の開閉方向）に変位する。ダイヤフラム５２とダイヤフラム５４との間に剛体（芯材６４）が介在するため、これら２つのダイヤフラムの動きが連動する。すなわち、パワーエレメント８は、吸入圧力Ｐｓおよび背圧Ｐｂの２つの圧力を感知して動作する（連動する）。

【0033】

一方、ダイヤフラム５２の有効受圧面積Ａ１がガイド孔３２の断面積Ｂよりも大きく、かつダイヤフラム５４の有効受圧面積Ａ２が、ガイド孔３２の断面積Ｂと弁孔２４の断面積Ｃとの差よりも大きい（Ａ１＞Ｂ、Ａ２＞Ｂ－Ｃ）。このような構成により、弁駆動体３４には実質的に背圧Ｐｂが閉弁方向に作用する一方、吸入圧力Ｐｓおよび吐出圧力Ｐｄが開弁方向に作用する。弁駆動体３４およびパワーエレメント８の有効受圧面積（相殺後の受圧面積）について、吐出圧力Ｐｄが作用する有効受圧面積Ａｄ、吸入圧力Ｐｓが作用する有効受圧面積Ａｓ、背圧Ｐｂが作用する有効受圧面積Ａｂとすると、Ａｓ＞Ａｂ＞Ａｄの関係が成立する。制御弁１は、吸入圧力Ｐｓを感知して弁部を開閉作動させることになる。なお、本実施形態では、制御弁１において所定の特性を得る都合上、ガイド孔３２の断面積Ｂは、弁孔２４の断面積Ｃよりも大きく、ダイヤフラム５２，５４の有効受圧面積よりも小さい（Ａ１＞Ａ２＞Ｂ＞Ｃ）。これらの有効受圧面積の関係は、制御弁１の特性の狙いに応じて調整できる。

【0034】

図２は、制御弁１の組立方法を表す分解図である。
制御弁１を組み立てる際には、ボディ２とパワーエレメント８をそれぞれ個別に作製しておく。また、弁駆動体３４にスプリング４０を組み付けておく。そして図示のように、ボディ２の下方から弁駆動体３４、パワーエレメント８を順次挿入する。パワーエレメント８は、ボディ２の下部に気密に圧入される。このように、パワーエレメント８が独立した単体の部品として構成されるため、ボディ２への組み付けも容易に行うことができ、制御弁１を簡易な構造で実現できる。

【0035】

次に、図１を参照しつつ、制御弁１の制御動作について説明する。
圧縮機が駆動されると、可動スクロールが固定スクロールの軸線周りに公転し、冷媒圧力が吸入圧力Ｐｓから吐出圧力Ｐｄへ昇圧される。その吐出冷媒が冷凍サイクルを循環することにより、車両用空調装置の空調が行われる。このとき、吐出冷媒の一部が制御弁１のポート１０へ供給される。

【0036】

このとき、制御弁１により圧縮機の背圧Ｐｂが制御される。弁体３６は、吐出圧力Ｐｄによる開弁方向の力、吸入圧力Ｐｓによる開弁方向の力、背圧Ｐｂによる閉弁方向の力、およびスプリング４０による開弁方向の力がつり合う弁リフト位置に保たれる。

【0037】

背圧Ｐｂの制御過程で吐出圧力Ｐｄおよび吸入圧力Ｐｓのいずれか一方が上昇すると、弁体３６に作用する開弁方向の力が大きくなる。このため、その荷重につり合う閉弁方向の力を大きくするよう背圧Ｐｂも上昇する。本実施形態によれば、吐出圧力Ｐｄおよび吸入圧力Ｐｓの上昇に伴って背圧Ｐｂが上昇する制御特性が得られる。

【0038】

以上に説明したように、本実施形態では、制御弁１をスクロール型圧縮機に適用することで、吐出圧力Ｐｄや吸入圧力Ｐｓに応じた背圧Ｐｂを実現できる。パワーエレメント８を設けることで、基準圧力室Ｓがボディ２内に設けられた封止空間とされるため、ボディ２への大気の導入が不要となる。封止空間が吸入圧力室２８と第２圧力室３０との間に形成されるため、基準圧力室Ｓがボディ２の内部に収まる。このため、ダイヤフラムが割れるなどして万が一、基準圧力室Ｓが破損するようなことがあったとしても、冷媒が基準圧力室Ｓから大気へ放出されることもない。

【0039】

より具体的には、パワーエレメント８の内部に閉じた基準圧力室Ｓが形成されるため、基準圧力室Ｓと外部との通路が不要となる。このため、冷媒が外部漏れをするリスクを低減できる。基準圧力室Ｓを真空状態としたため、大気等の圧力媒体を導入する場合と比較して制御精度を向上できる。すなわち、大気を導入する場合には、基準圧力（大気圧）が気候変動の影響を受ける。大気含む圧力媒体を封入する場合には、基準圧力が温度影響を受けることになる。この点、本実施形態によれば、基準圧力室Ｓを真空状態としたため、このような影響を受け難い。また、吸入圧力Ｐｓと背圧Ｐｂを感知するパワーエレメント８が単体の部品として構成されるため、ボディ２への組み付けも容易に行うことができ、制御弁１を簡易な構造で実現できる。制御弁１に対して外部から基準圧力の導入が不要となるため、結果的に圧縮機側にもその基準圧力を導入させるための通路を設ける必要がなくなる。このため、圧縮機の構造の簡素化も実現できる。

【0040】

また、ハウジング５０をボディ２に固定（シール）して、その両側を別の圧力室とすることで、１つのパワーエレメント８で２つの圧力を感知できる。パワーエレメント８の中間部に剛体（芯材６４）を配置して２つのダイヤフラム５２，５４を連結することで、ダイヤフラム５４の動きも弁駆動体３４に伝達できる。つまり、２つのダイヤフラム５２，５４の動きを連動できる。このように１つのパワーエレメント８に２つのダイヤフラム５２，５４を設けることで、パワーエレメントを２つ設ける必要がなく、制御弁１の小型・簡素化および低コスト化を実現できる。また、複雑な連結手段を必要とせず、それぞれの圧力による動きを弁駆動体３４に伝達できる。このことも制御弁１の小型・簡素化および低コスト化につながる。

【0041】

さらに、ダイヤフラム５２の有効受圧面積Ａ１とダイヤフラム５４の有効受圧面積Ａ２とをそれぞれ独立して調整（変更）できる。このため、パワーエレメント８に作用する２つの圧力（本実施形態では吸入圧力Ｐｓ，背圧Ｐｂ）に対する特性依存度を任意に設計できる。

【0042】

また、本実施形態の冷凍サイクルでは、冷媒をその臨界温度を超える超臨界域まで昇圧させることになるため、冷媒圧力が非常に高くなる。この点、パワーエレメント８の構成部品を全て金属製としたため、耐圧強度を十分に確保できる。

【0043】

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。

【0044】

上記実施形態では、第１ボディ４と第２ボディ６とをねじ構造（ねじ部５，７）にて接合する構成を例示した。変形例においては、第１ボディ４と第２ボディ６とを圧入により固定してもよい。その圧入量を調整することで制御弁１の特性を調整できる。

【0045】

上記実施形態では、ボディ２にパワーエレメント８を圧入することにより、両者間のシールを実現する構成を例示した。変形例においては、ボディ２とパワーエレメント８との間にＯリングなどのシール部材を介装してシールを実現してもよい。その場合、ボディ２の内周面に雌ねじ部を設け、パワーエレメント８の外周面に雄ねじ部を設けることで、両者をねじにより固定してもよい。

【0046】

上記実施形態では、弁体３６を弁駆動体３４と一体成形する構成を例示した。変形例においては、弁体とロッド状の伝達部材とを連結して弁駆動体としてもよい。すなわち、弁駆動体が複数の部材を含むものとしてもよい。

【0047】

上記実施形態では、パワーエレメント８について、ダイヤフラム５２の有効受圧面積Ａ１をダイヤフラム５４の有効受圧面積Ａ２よりも大きくした（Ａ１＞Ａ２）。制御弁１に求められる特性によっては逆に、有効受圧面積Ａ１を有効受圧面積Ａ２よりも小さくしてもよい（Ａ１＜Ａ２）。あるいは、有効受圧面積Ａ１と有効受圧面積Ａ２とを等しくしてもよい（Ａ１＝Ａ２）。これらの有効受圧面積の関係は、制御弁１の特性の狙いに応じて調整できる。

【0048】

上記実施形態では、上記制御弁を、二酸化炭素を冷媒とする超臨界冷凍サイクルに適用する例を示した。変形例においては、二酸化炭素以外を冷媒とする超臨界冷凍サイクルに適用してもよい。あるいは、超臨界域での動作はしないものの、冷媒の圧力が高圧となる冷凍サイクルに適用してもよい。例えば、ＨＦＣ－１３４ａやＨＦＯ－１２３４ｙｆ等を冷媒とする冷凍サイクルに適用してもよい。耐圧強度に問題がなければ、パワーエレメントを構成する２つのダイヤフラムとして樹脂製ダイヤフラムを採用することもできる。

【0049】

上記実施形態では、パワーエレメント８の内部を真空状態としたが、大気その他の圧力媒体を封入し、基準圧力を満たしてもよい。

【0050】

上記実施形態では、皿ばね６０（第１皿ばね）と皿ばね６２（第２皿ばね）との間に芯材６４（剛体）を介装させる構成を例示した。変形例においては、第１皿ばねと第２皿ばねとの間に別のばね（コイルスプリング、板ばねなど）を介装させてもよい。

【0051】

上記実施形態では述べなかったが、弁駆動体３４とパワーエレメント８との間に緩衝部材等（例えばゴム等）の接続部材を設けてもよい。それにより、ダイヤフラム５２の破損や損傷を防止又は抑制できる。端面に緩衝部材等が設けられた弁駆動体としてもよい。

【0052】

上記実施形態では詳細を述べなかったが、パワーエレメント８の一端であるダイヤフラム５４をボディ２の開口端（下端）の近傍に配置している（図１参照）。このため、例えばボディ２の開口端を圧縮機の固定スクロールやハウジングなどの壁面に突き当てることにより、その壁面を弁部の最大開度を規定するストッパとして機能させることができる。

【0053】

すなわち、吐出圧力Ｐｄの昇圧により弁駆動体３４が開弁方向に動作したとき、パワーエレメント８のダイヤフラム５２，５４が変位することになるが、壁面がダイヤフラム５４を係止することでその最大変位、つまり弁部の最大開度を規制することができる。その場合、パワーエレメント８とストッパ（壁面）との間に緩衝部材等の接続部材を設けてもよい。それにより、パワーエレメント８の破損や損傷を防止又は抑制できる。

【0054】

上記実施形態では、ボディ２の先端側から吐出圧力室２０、第１圧力室２２、吸入圧力室２８、第２圧力室３０を配置する構成を例示した。変形例においては、ボディ２の先端側から第１圧力室２２、吐出圧力室２０、吸入圧力室２８、第２圧力室３０を配置する構成としてもよい。その場合、弁駆動体３４およびパワーエレメント８の各部の有効受圧面積を調整することにより、上記実施形態と同様の制御特性が得られるようにする。

【0055】

上記実施形態では、制御弁１が適用されるスクロール型圧縮機として、自動車用空調装置に搭載される圧縮機を例示した。変形例においては、一般用（家庭用、業務用）の空調装置に搭載されるスクロール型圧縮機に対し、制御弁１を適用してもよい。また、冷媒以外を作動流体とするスクロール型圧縮機に制御弁１を適用してもよい。

【0056】

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】

【0057】

１ 制御弁、２ ボディ、４ 第１ボディ、６ 第２ボディ、８ パワーエレメント、１０ ポート、１２ ポート、１４ ポート、２０ 吐出圧力室、２０ 吸入圧力室、２２ 第１圧力室、２４ 弁孔、２６ 弁座、２８ 吸入圧力室、３０ 第２圧力室、３２ ガイド孔、３４ 弁駆動体、３６ 弁体、４０ スプリング、５０ ハウジング、５２ ダイヤフラム、５４ ダイヤフラム、６０ 皿ばね、６２ 皿ばね、６４ 芯材、Ｓ 基準圧力室。

【図1】

【図2】