(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御通路の開度を調節することで、制御通路内を流動される流体の流量又は圧力を制御する制御弁であって、
弁孔を介して前記制御通路に連通される弁室と、
弁室に収容され、弁孔を開閉する弁体と、
弁体の一方側に感圧ロッドを介して連結され、流体の圧力に応じてその圧力が上昇すると、弁孔の開度が減少する方向に弁体を付勢する感圧部と、
前記弁体の他方側にソレノイドロッドを介して連結され、弁体に電磁力を付与するソレノイド部とを備え、
前記ソレノイド部にはソレノイドロッドに当接するプランジャを往復動可能に収容するプランジャ室が区画形成され、プランジャ室と弁室とを区画する区画壁にはソレノイドロッドガイド孔が貫設され、ソレノイドロッドガイド孔にはソレノイドロッドが挿通されており、前記弁孔は制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通される構成の制御弁。
【請求項２】
前記感圧ロッドの断面積を弁孔の開口面積と等しくなるように形成した請求項１に記載の制御弁。
【請求項３】
前記プランジャ室は、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙及び弁室を介して、制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通されている請求項１又は２に記載の制御弁。
【請求項４】
前記弁体と感圧ロッドとを一体形成した請求項１〜３のいずれかに記載の制御弁。
【請求項５】
前記弁体とソレノイドロッドとを一体形成した請求項１〜４のいずれかに記載の制御弁。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の制御弁を備えた可変容量型圧縮機において、
前記制御通路は、その上流側となる吐出圧領域と下流側となるクランク室とを連通し、感圧部は吸入圧領域の圧力に応じてその圧力が上昇すると弁孔の開度が減少する方向に弁体を付勢し、弁孔は吐出圧領域又はクランク室の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は吐出圧領域又はクランク室の他方に連通されており、制御通路の開度を調節してクランク室の圧力を変更することで、クランク室に配置されたカムプレートの傾斜角を変更し、吐出容量を制御する構成の可変容量型圧縮機の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両空調システムに使用される可変容量型圧縮機の制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可変容量型圧縮機としては、例えば、吐出圧領域とカムプレートを収容するクランク室とを接続する制御通路を備え、クランク室の圧力を調節することによりカムプレートの傾斜角を変更して、吐出容量を調節する構成のものが知られている。クランク室の圧力調節は、制御通路の途中に設けられた制御弁の開度を変更することで、吐出圧領域からクランク室への高圧の圧縮冷媒ガスの供給量が変更されて行われる。
【０００３】
この従来の可変容量型圧縮機用の制御弁としては、例えば、本出願人が特開平９−２６８９７３号公報において開示したものが存在する。すなわち、図６に示すように、弁室101 は、弁孔102 及び制御通路の下流側を介してクランク室に連通されるとともに、制御通路の上流側を介して吐出圧領域に連通されている。弁体103 は弁室101 に収容され、弁孔102 を開閉する。強制開放バネ104 は、弁体103 を弁孔102 の開放方向に付勢している。
【０００４】
感圧室105 は、検圧通路を介して吸入圧領域に連通されている。ベローズ106 は感圧室105 に収容されている。設定バネ107 はベローズ106 内に配設されている。設定バネ107 は、ベローズ106 の初期長さを設定するためのものである。感圧ロッド108 は一端側がベローズ106 に嵌合されるとともに、他端側が弁体103 に作動連結されている。従って、感圧室105 に導入される吸入圧力が上昇するとベローズ106 が縮められて、感圧ロッド108 を介して弁体103 が弁孔102 を閉止する方向に移動される。吸入圧力が低下するとベローズ106 が伸ばされて、感圧ロッド108 を介して弁体103 が弁孔102 を開放する方向に移動される。
【０００５】
プランジャ室109 は、区画壁の役目をなす固定鉄心110 を介して弁室101 に隣接されている。可動鉄心111 はプランジャ室109 に収容されている。追従バネ112 は、可動鉄心111 とプランジャ室109 との間に介在されている。ソレノイドロッドガイド孔113 は、プランジャ室109 と弁室101 との間で固定鉄心110 に貫設されている。ソレノイドロッド114 はソレノイドロッドガイド孔113 に挿通されている。ソレノイドロッド114 の可動鉄心111 側の端部は、強制開放バネ104 及び追従バネ112 の付勢力によって可動鉄心111 に当接されている。従って、可動鉄心111 と弁体103 は、ソレノイドロッド114 を介して作動連結されている。
【０００６】
そして、両鉄心110,111 間の吸引力（電磁力）は、コイル115 に供給される電流の強弱により変更される。従って、可動鉄心111 を弁体103 側へ付勢する付勢力、つまり、ソレノイドロッド114 を介して弁体103 に作用する荷重が変更される。その結果、弁体103 に作用する弁孔102 の開放方向への力が調節されて、ベローズ106 による感圧室105 の圧力に基づく弁体103 の制御開始点が調節される。
【０００７】
次に、前記公報の制御弁において、弁体103 に作用する力の釣り合いについて、図７及び次式に基づいて説明する。
0003728387.tif 000002
この式において各符号は
S1…ベローズ106 の有効面積
S2…感圧ロッド108 の断面積
S3…弁孔102 の開口面積
S4…ソレノイドロッド114 の断面積
F …コイル115 への通電により発生する電磁力
f0…設定バネ107 及びベローズコア（ベローズ106 ）のバネ力による付勢力
f1…強制開放バネ104 の付勢力
f2…追従バネ112 の付勢力
Ps…吸入圧力（感圧室105 の圧力）
Pc…クランク室圧力（弁孔102 内の圧力）
Pd…吐出圧力（弁室101 の圧力）
Px…プランジャ室109 の圧力
である。
【０００８】
上記式から、制御弁の動作特性は、感圧ロッド108 の断面積S2、弁孔102 の開口面積S3及びソレノイドロッド114 の断面積S4の設定次第では、吐出圧力Pd、クランク室圧力Pc及びプランジャ室109 の圧力Pxの影響を大きく受ける可能性があることがわかる。
【０００９】
さて、真夏の渋滞時等においては、圧縮機に接続された外部冷媒回路の凝縮器における熱交換容量が著しく低下する。この状態で、圧縮機が最大吐出容量運転されると、吐出圧力Pdは非常に高い値となるとともに、クランク室圧力Pcは吸入圧力Psに近い値となる。このため、制御弁の弁体103 は、弁室101 の吐出圧力Pdと弁孔102 内のクランク室圧力Pcとの大きな差により、弁孔102 に対して強く押し付けられた状態となる。このように、高吐出圧力Pd下では、制御通路が開放され難くなるとともに、ベローズ106 による吸入圧力Psの制御幅が狭くなってしまう。
【００１０】
そこで、前記特開平９−２６８９７３号公報の技術においては、前述したように、感圧ロッド108 が弁体103 の一方側に形成され、ソレノイドロッド114 が弁体103 の他方側に形成されている。従って、弁体103 を可動方向に投影した投影面積、つまり、受圧面積がソレノイドロッド114 の断面積分だけ減少されている。その結果、例えば、特開平９−２６８９７３号公報に従来技術として挙げられている特開平３−２３３８５号公報の技術と比較して、制御弁の動作特性において吐出圧力Ｐd の影響が低減されている。
【００１１】
それに加えて、前記ソレノイドロッド114 の断面積S4が弁孔102 の開口面積S3と等しくなるように形成されている（S3＝S4）。従って、上記式においては「Pd（S3−S4）＝０」となって、制御弁の動作特性において吐出圧力Pdの影響がほぼ完全に排除されている。
【００１２】
また、前記プランジャ室109 は、均圧通路116 及び制御通路の下流側を介してクランク室に連通されている。均圧通路116 は、制御弁の内部に形成された連通溝116a及び連通孔116b、並びに制御弁の装着状態において圧縮機のハウジングとの間に形成される小室116cを備えている。従って、プランジャ室109 はクランク室圧力Pcの雰囲気となっている。つまり、弁体103 及びソレノイドロッド114 を介して対向する弁孔102 とプランジャ室109 とが、同じ圧力雰囲気となっている（Px＝Pc）。従って、上記式においては「−S3・Pc＋S4・Px＝０」となって、制御弁の動作特性においてクランク室圧力Pcの影響が低減されている。
【００１３】
以上のことから、上記式をさらに展開すれば、
0003728387.tif 000003
となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平９−２６８９７３号公報の技術においては、次のような問題を生じていた。
【００１５】
（１）弁室101 は吐出圧力Pdの雰囲気であって、この弁室101 に対して固定鉄心110 を介して隣接するプランジャ室109 は、クランク室圧力Pcの雰囲気である。従って、ソレノイドロッドガイド孔113 を介した、弁室101 からプランジャ室109 への圧力の漏れを防止する必要があった。弁室101 の圧力Pdがプランジャ室109 へ漏れると、プランジャ室109 の圧力Pxがクランク室圧力Pcよりも大きく上昇される。その結果、上記式においては「−S3・Pc＋S4・Px＞＞０」となって、弁体103 が弁孔102 に強く押し付けられた状態となり、制御通路が開放され難い状況が解消されなくなってしまう。このため、ソレノイドロッド114 の断面積とソレノイドロッドガイド孔113 の開口面積に精度が必要であり、高精度なソレノイドロッド114 及びソレノイドロッドガイド孔113 の加工は、制御弁の製造コストの上昇を招いていた。
【００１６】
（２）プランジャ室109 と制御通路の下流側とを接続する専用の均圧通路116 が必要で、この均圧通路116 の加工工程の増加により、制御弁の製造コストが上昇されていた。
【００１７】
本発明は上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、その第１の目的は、動作特性が制御通路の上流側の圧力領域の圧力及び下流側の圧力領域の圧力に影響されることを低減してなおかつ、ソレノイドロッドの断面積及びソレノイドロッドガイド孔の開口面積の低精度化を許容する制御弁を提供することにあり、第２の目的は、第１の目的を達成してなおかつ、プランジャ室と制御通路の上流側の圧力領域或いは下流側の圧力領域の他方とを連通するための専用の均圧通路が不必要な制御弁を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために請求項１の発明では、弁孔を介して前記制御通路に連通される弁室と、弁室に収容され、弁孔を開閉する弁体と、弁体の一方側に感圧ロッドを介して連結され、流体の圧力に応じてその圧力が上昇すると、弁孔の開度が減少する方向に弁体を付勢する感圧部と、前記弁体の他方側にソレノイドロッドを介して連結され、弁体に電磁力を付与するソレノイド部とを備え、前記ソレノイド部にはソレノイドロッドに当接するプランジャを往復動可能に収容するプランジャ室が区画形成され、プランジャ室と弁室とを区画する区画壁にはソレノイドロッドガイド孔が貫設され、ソレノイドロッドガイド孔にはソレノイドロッドが挿通されており、前記弁孔は制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通される構成の制御弁である。
【００１９】
請求項２の発明では、感圧ロッドの断面積を弁孔の開口面積と等しくなるように形成したものである。
上記第２の目的を達成するために請求項３の発明では、プランジャ室は、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙及び弁室を介して、制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通されている。
【００２０】
請求項４の発明では、弁体と感圧ロッドとを一体形成したものである。
請求項５の発明では、弁体とソレノイドロッドとを一体形成したものである。請求項６の発明では、制御通路は、その上流側となる吐出圧領域と下流側となるクランク室とを連通し、感圧部は吸入圧領域の圧力に応じてその圧力が上昇すると弁孔の開度が減少する方向に弁体を付勢し、弁孔は吐出圧領域又はクランク室の一方に連通されるとともに、弁室及びプランジャ室は吐出圧領域又はクランク室の他方に連通されており、制御通路の開度を調節してクランク室の圧力を変更することで、クランク室に配置されたカムプレートの傾斜角を変更し、吐出容量を制御する構成の可変容量型圧縮機の制御弁である。
【００２１】
（作用）
上記構成の請求項１及び６の発明においては、弁体には、弁室の圧力、つまり、吐出圧領域又はクランク室の他方の圧力が作用している。しかし、弁体の一方側には感圧部と連結される感圧ロッドが形成され、弁体の他方側にはソレノイド部と連結されるソレノイドロッドが形成されている。従って、弁体は、両ロッドの存在により、その可動方向に投影した投影面積、つまり、受圧面積が減少されている。その結果、制御弁の動作特性において、吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の他方の影響が低減される。
【００２２】
また、弁体には、弁孔内の圧力、つまり、吐出圧領域又はクランク室の一方の圧力が開弁方向へ直接的に作用している。しかし、弁体には、弁孔内の圧力が感圧ロッドを介して閉弁方向へ間接的に作用している。従って、制御弁の動作特性において、弁体に作用する吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の一方の影響が低減される。
【００２３】
ここで、区画壁を介して隣接する弁室とプランジャ室は、共に吐出圧領域又はクランク室の他方の圧力雰囲気となっている。従って、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙を介した、弁室とプランジャ室との間での圧力漏れを敢えて防止する必要がない。その結果、ソレノイドロッドの断面積とソレノイドロッドガイド孔の開口面積の低精度化が許容され、制御弁の製造コストを低減できる。
【００２４】
請求項２の発明においては、感圧ロッドの断面積と弁孔の開口面積とが等しくなっている。つまり、弁体が直接的に受ける弁孔内の圧力の受圧面積と、弁体が感圧ロッドを介して受ける弁孔内の圧力の受圧面積とが等しくなっている。従って、制御弁の動作特性において、弁孔内の圧力の影響がほぼ完全に排除される。
【００２５】
請求項３の発明においては、プランジャ室を吐出圧領域又はクランク室の他方に連通するための専用の均圧通路を必要とせず、制御弁の製造コストを低減できる。言い換えれば、隣接する弁室とプランジャ室とを同じ圧力雰囲気としたため、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙を均圧通路に利用することができた。
【００２６】
請求項４の発明においては、感圧ロッドと弁体とが離間することはなく、制御弁の動作特性から吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の一方の影響を排除するための機構が損なわれることがない。
【００２７】
請求項５の発明においては、ソレノイドロッドと弁体とが離間することはなく、制御弁の動作特性から吐出圧領域の圧力又はクランク室の圧力の他方の影響を排除するための機構が損なわれることがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をクラッチレス可変容量型圧縮機の制御弁において具体化した一実施形態について説明する。
【００２９】
先ず、クラッチレス可変容量型圧縮機の構成について説明する。
図２に示すように、フロントハウジング１１はシリンダブロック１２の前端に接合固定されている。リヤハウジング１３は、シリンダブロック１２の後端に弁・ポート形成体１４を介して接合固定されている。クランク室１５は、フロントハウジング１１とシリンダブロック１２とに囲まれて区画形成されている。駆動軸１６は、クランク室１５を通るようにフロントハウジング１１とシリンダブロック１２との間で回転可能に架設支持されている。プーリ１７はフロントハウジング１１に回転可能に支持されている。プーリ１７は駆動軸１６に連結されており、その外周部に巻き掛けられたベルト１９を介して、外部駆動源としての車両エンジン２０に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介することなく直結されている。
【００３０】
回転支持体２２は、クランク室１５において駆動軸１６に止着されている。カムプレートとしての斜板２３は、駆動軸１６に対してその軸線Ｌ方向へスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構２４は回転支持体２２と斜板２３との間に介在されている。斜板２３はヒンジ機構２４により、駆動軸１６の軸線Ｌに対して傾動可能でかつ駆動軸１６と一体的に回転可能となっている。斜板２３の半径中心部がシリンダブロック１２側に移動すると、斜板２３の傾斜角が減少される。傾斜角減少バネ２６は、回転支持体２２と斜板２３との間に介在されている。傾斜角減少バネ２６は、斜板２３を傾斜角の減少方向に付勢する。斜板２３の最大傾斜角は、回転支持体２２との当接により規定される。
【００３１】
図３に示すように、収容孔２７は、シリンダブロック１２の中心部において駆動軸１６の軸線Ｌ方向に貫設されている。遮断体２８は有蓋円筒状をなし、収容孔２７にスライド可能に収容されている。吸入通路開放バネ２９は、収容孔２７の端面と遮断体２８との間に介在され、遮断体２８を斜板２３側へ付勢している。
【００３２】
前記駆動軸１６は、その後端部を以て遮断体２８の内部に挿入されている。ラジアルベアリング３０は、駆動軸１６の後端部と遮断体２８の内周面との間に介在され、遮断体２８とともに駆動軸１６に対して軸線Ｌ方向へスライド移動可能である。
【００３３】
吸入圧領域を構成する吸入通路３２は、リヤハウジング１３及び弁・ポート形成体１４の中心部に形成されている。吸入通路３２は収容孔２７に連通されており、その弁・ポート形成体１４の前面に表れる開口周囲には、位置決め面３３が形成されている。遮断面３４は遮断体２８の先端面に形成され、遮断体２８の移動により位置決め面３３に接離される。遮断面３４が位置決め面３３に当接されることにより、両者間３３，３４のシール作用で吸入通路３２と収容孔２７の内空間との連通が遮断される。
【００３４】
スラストベアリング３５は斜板２３と遮断体２８との間に介在され、駆動軸１６上にスライド移動可能に支持されている。スラストベアリング３５は、吸入通路開放バネ２９に付勢されて、常には斜板２３と遮断体２８との間で挟持されている。そして、斜板２３が遮断体２８側へ傾動するのに伴い、斜板２３の傾動がスラストベアリング３５を介して遮断体２８に伝達される。従って、遮断体２８が吸入通路開放バネ２９の付勢力に抗して位置決め面３３側に移動され、遮断体２８は遮断面３４を以て位置決め面３３に当接される。遮断面３４が位置決め面３３に当接された状態にて、遮断体２８を介して斜板２３のそれ以上の傾動が規制され、この規制された状態にて斜板２３は、０°よりも僅かに大きな最小傾斜角となる。
【００３５】
シリンダボア１２ａはシリンダブロック１２に貫設形成されている。片頭型のピストン３６はシリンダボア１２ａに収容されている。ピストン３６は、シュー３７を介して斜板２３の外周部に係留されており、斜板２３の回転運動によりシリンダボア１２ａ内で前後往復運動される。
【００３６】
吸入圧領域を構成する吸入室３８及び吐出圧領域を構成する吐出室３９は、リヤハウジング１３にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート４０、吸入弁４１、吐出ポート４２及び吐出弁４３は、それぞれ弁・ポート形成体１４に形成されている。そして、吸入室３８の冷媒ガスは、ピストン３６の復動動作により吸入ポート４０及び吸入弁４１を介してシリンダボア１２ａに吸入される。シリンダボア１２ａに吸入された冷媒ガスは、ピストン３６の往動動作により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート４２及び吐出弁４３を介して吐出室３９へ吐出される。
【００３７】
吸入室３８は、弁・ポート形成体１４に貫設された通口４５を介して収容孔２７に連通されている。そして、遮断体２８がその遮断面３４を以て位置決め面３３に当接されると、通口４５は吸入通路３２から遮断される。通路４６は駆動軸１６の軸芯に形成され、通路４６を介してクランク室１５と遮断体２８の内空間とが連通されている。放圧通口４７は遮断体２８の周面に貫設され、放圧通口４７を介して遮断体２８の内空間と収容孔２７の内空間とが連通されている。
【００３８】
制御通路４８は、その上流側となる吐出室３９と下流側となるクランク室１５とを連通する。制御弁４９は制御通路４８上に介在されている。検圧通路５０は吸入通路３２と制御弁４９との間に形成されている。
【００３９】
前記吸入室３８へ冷媒ガスを導入するための吸入通路３２と、吐出室３９から冷媒ガスを排出する吐出フランジ５１とは、外部冷媒回路５２で接続されている。凝縮器５３、膨張弁５４及び蒸発器５５は外部冷媒回路５２上に介在されている。蒸発器温度センサ５６は蒸発器５５の近傍に設置されている。蒸発器温度センサ５６は蒸発器５５における温度を検出し、この検出温度情報が制御コンピュータ５７に送られる。車両の車室内の温度を設定するための車室温度設定器５８、車室温度センサ５９及びエアコンスイッチ６０は制御コンピュータ５７に接続されている。
【００４０】
前記制御コンピュータ５７は、例えば、車室温度設定器５８によって予め指定された室温、蒸発器温度センサ５６から得られる検出温度、車室温度センサ５９から得られる検出温度及びエアコンスイッチ６０からのオンあるいはオフ信号等の外部信号に基づいて、入力電流値を駆動回路６１に指令する。駆動回路６１は、指令された入力電流値を制御弁４９に対して出力する。その他の外部信号としては、図示しない外気温度センサやエンジン回転数センサ等からの信号があり、これら車両の環境に応じて入力電流値は決定される。
【００４１】
次に、前記制御弁４９について詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、制御弁４９は、バルブハウジング７１とソレノイド部７２とを中央付近において接合することで構成されている。弁室７３は、バルブハウジング７１とソレノイド部７２との間に区画形成されている。弁体７４は弁室７３に収容されている。弁孔７５は、弁室７３において弁体７４と対向するように開口されている。弁孔７５と対向する弁体７４の端面７４ａは、平面状に形成されている。突状部７４ｂは弁体７４の端面７４ａに突設され、弁孔７５側に小径となるテーパ状をなしている。弁孔７５は、バルブハウジング７１の軸線方向に延びるように形成されている。強制開放バネ７６は、弁体７４と弁室７３の内壁面との間に介装され、弁体７４を弁孔７５の開放方向に付勢している。弁室７３は、弁室ポート７７及び制御通路４８の下流側を介してクランク室１５に連通されている。
【００４２】
感圧室８４は、バルブハウジング７１の先端部に区画形成されている。前記検圧通路５０は感圧室８４に接続されている。従って、感圧室８４は、検圧ポート８６及び検圧通路５０を介して吸入通路３２に連通されている。感圧部材としてのベローズ８７は感圧室８４に収容されている。設定バネ８５はベローズ８７内に配設されている。設定バネ８５は、ベローズ８７内部が略真空に近い状態にあるので、大気圧によって縮められるのを防止して初期長さを設定するとともに、後述する感圧ロッド８９を介して弁体７４に付勢力（荷重）を作用させるためのものである。
【００４３】
感圧ロッドガイド孔８８は、感圧室８４と弁室７３との間でバルブハウジング７１の区画壁７１ａに貫設されている。感圧ロッドガイド孔８８は弁孔７５に連続して形成されている。感圧ロッド８９は、感圧ロッドガイド孔８８に摺動可能に挿通されるともに、その先端がベローズ８７に嵌合されている。感圧ロッド８９は弁体７４に一体形成され、ベローズ８７と弁体７４とを作動連結している。感圧ロッド８９において弁体７４に連続する部分は、弁孔７５における冷媒ガスの通路を確保するために小径となっている（小径部８９ａ）。感圧ロッド８９の断面積S2は弁孔７５の開口面積S3と等しくなるように形成されている。前記感圧室８４、ベローズ８７、設定バネ８５及び感圧ロッド８９等が感圧部を構成する。
【００４４】
ポート９０は、バルブハウジング７１の区画壁７１ａにおいて弁室７３と感圧室８４との間に形成されている。ポート９０は弁孔７５と直交されている。ポート９０は、制御通路４８の上流側を介して吐出室３９に連通されている。つまり、前記弁室ポート７７、弁室７３、弁孔７５及びポート９０は、制御通路４８の一部を構成する。
【００４５】
プランジャ室９１はソレノイド部７２に形成され、その上方開口部には弁室７３と区画すべく区画壁としての固定鉄心９２が嵌合されている。プランジャとしての可動鉄心９３は略有蓋円筒状をなし、プランジャ室９１においてバルブハウジング７１の軸線方向に往復動可能に収容されている。追従バネ９４は可動鉄心９３とプランジャ室９１の底面との間に介装されている。
【００４６】
ソレノイドロッドガイド孔９５は、プランジャ室９１と弁室７３との間で固定鉄心９２に貫設されている。ソレノイドロッド９６は弁体７４と一体形成されており、ソレノイドロッドガイド孔９５に摺動可能に挿通されている。ソレノイドロッド９６の可動鉄心９３側の端部は、強制開放バネ７６及び追従バネ９４の付勢力によって可動鉄心９３に当接されている。従って、可動鉄心９３と弁体７４は、ソレノイドロッド９６を介して作動連結されている。
【００４７】
図１において拡大円Ａ中に示すように、前記プランジャ室９１は、ソレノイドロッド９６の円筒外面とソレノイドロッドガイド孔９５の円筒内面との間の間隙を介して弁室７３に連通されている。従って、プランジャ室９１は、弁室７３と同じ圧力雰囲気、つまり、クランク室圧力Pcの雰囲気となっている。図１において拡大円Ｂ中に示すように、プランジャ室９１において、可動鉄心９３を境とした上方の空間と下方側の空間との間での冷媒ガスの流通は、プランジャ室９１の内壁面と可動鉄心９３の外周面との間隙が可能としている。
【００４８】
円筒状のコイル９７は、固定鉄心９２及び可動鉄心９３の外側において両鉄心９２，９３を跨ぐように配置されている。コイル９７には、制御コンピュータ５７の指令に基づいて駆動回路６１から所定の電流が供給されるようになっている。
【００４９】
次に、前記制御弁４９の動作について説明する。
エアコンスイッチ６０がオン状態のもと、車室温度センサ５９から得られる検出温度が車室温度設定器５８の設定温度以上である場合には、制御コンピュータ５７はソレノイド部７２の励磁を指令する。すると、駆動回路６１を介してコイル９７に所定の電流が供給され、両鉄心９２，９３間には入力電流値に応じた吸引力（電磁力）が生じる。この吸引力は、強制開放バネ７６の付勢力に抗し、弁孔７５の開度が減少する方向の力として弁体７４に伝達される。
【００５０】
一方、このソレノイド部７２の励磁状態においては、ベローズ８７が吸入通路３２から検圧通路５０を介して感圧室８４に導入される吸入圧力の変動に応じて変位する。そして、ベローズ８７は吸入圧力に感応し、このベローズ８７の変位が感圧ロッド８９を介して弁体７４に伝えられる。従って、制御弁４９は、ソレノイド部７２からの付勢力、設定バネ８５を含めたベローズ８７からの付勢力及び強制開放バネ７６の付勢力とのバランスにより、弁孔７５の開度が決定される。
【００５１】
冷房負荷が大きい場合には、例えば、車室温度センサ５９によって検出された温度と車室温度設定器５８の設定温度との差が大きくなる。制御コンピュータ５７は、検出温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧力を変更するように入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピュータ５７は、駆動回路６１に対して、検出温度が高いほど入力電流値を大きくするように指令する。よって、固定鉄心９２と可動鉄心９３との間の吸引力が強くなって、弁体７４による弁孔７５の開度の設定値を小さくする方向への付勢力が増大する。そして、より低い吸入圧力にて、弁体７４による弁孔７５の開閉が行われる。従って、制御弁４９は、電流値が増大されることによって、より低い吸入圧力を保持するように作動する。
【００５２】
弁孔７５の開度が小さくなれば、吐出室３９から制御通路４８を経由してクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室１５の冷媒ガスは、通路４６、放圧通口４７、収容孔２７及び通口４５を経由して吸入室３８へ流出している。このため、クランク室１５の圧力が低下する。また、冷房負荷が大きい状態では、吸入室３８の圧力も高くて、クランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの圧力との差が小さくなる。このため、斜板２３の傾斜角が大きくなる。
【００５３】
制御通路４８における通過断面積が零、つまり弁体７４が端面７４ａを以って弁室７３の内壁面に当接し、弁孔７５を完全に閉止した状態になると、吐出室３９からクランク室１５への高圧冷媒ガスの供給は行われなくなる。そして、クランク室１５の圧力は吸入室３８の圧力とほぼ同一となり、斜板２３の傾斜角が最大となって吐出容量は最大となる。
【００５４】
逆に、冷房負荷が小さい場合には、例えば、車室温度センサ５９によって検出された温度と車室温度設定器５８の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ５７は、駆動回路６１に対して、検出温度が低いほど入力電流値を小さくするように指令する。このため、固定鉄心９２と可動鉄心９３との間の吸引力が弱くなって、弁体７４による弁孔７５の開度の設定値を小さくする方向への付勢力が減少する。そして、より高い吸入圧力にて、弁孔７５の開閉が行われる。従って、制御弁４９は、電流値が減少されることによって、より高い吸入圧力を保持するように作動する。
【００５５】
弁孔７５の開度が大きくなれば、吐出室３９からクランク室１５へ流入する冷媒ガス量が多くなり、クランク室１５の圧力が上昇する。また、この冷房負荷が小さい状態では、吸入室３８の圧力が低くて、クランク室１５の圧力とシリンダボア１２ａの圧力との差が大きくなる。このため、斜板２３の傾斜角が小さくなる。
【００５６】
冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸発器５５における温度がフロスト発生をもたらす温度に近づくように低下してゆく。蒸発器温度センサ５６からの検出温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ５７は駆動回路６１に対してソレノイド部７２の消磁を指令する。この設定温度は、蒸発器５５においてフロストを発生しそうな状況を反映する。そして、コイル９７への電流の供給が停止されて、ソレノイド部７２が消磁され、固定鉄心９２と可動鉄心９３との吸引力が消失する。
【００５７】
このため、弁体７４は強制開放バネ７６の付勢力により、可動鉄心９３を介して作用する追従バネ９４の付勢力に抗して下方に移動される。そして、弁体７４が弁孔７５を最大に開いた開度位置に移行する。よって、吐出室３９の高圧冷媒ガスが、制御通路４８を介してクランク室１５へ多量に供給され、クランク室１５の圧力が高くなる。このクランク室１５の圧力上昇によって、図３に示すように、斜板２３の傾斜角が最小傾斜角へ移行する。
【００５８】
また、制御コンピュータ５７は、エアコンスイッチ６０のオフ信号に基づいてソレノイド部７２の消磁を指令する。ソレノイド部７２の消磁によっても、斜板２３の傾斜角が最小傾斜角へ移行する。
【００５９】
このように、制御弁４９の開閉動作は、ソレノイド部７２のコイル９７に対する入力電流値の大小に応じて変わる。すなわち、入力電流値が大きくなると低い吸入圧力にて制御通路４８の開閉が実行され、入力電流値が小さくなると高い吸入圧力にて制御通路４８の開閉動作が行われる。圧縮機は、設定された吸入圧力を維持するように斜板２３の傾斜角を変更して、その吐出容量を変更する。
【００６０】
つまり、制御弁４９は、入力電流値を変えて吸入圧力の設定値を変更する役割、及び吸入圧力に関係なく最小容量運転を行う役割を担っている。このような制御弁４９を具備することにより、圧縮機は冷凍回路の冷凍能力を変更する役割を担っている。
【００６１】
斜板２３の傾斜角が最小になると、遮断体２８が遮断面３４を以って位置決め面３３に当接し、吸入通路３２が遮断される。この状態では、吸入通路３２における通過断面積が零となり、外部冷媒回路５２から吸入室３８への冷媒ガス流入が阻止される。この斜板２３の最小傾斜角は、０°よりも僅かに大きくなるように設定されている。この最小傾斜角状態は、遮断体２８が吸入通路３２と収容孔２７との連通を遮断する閉位置に配置されたときにもたらされる。遮断体２８は、前記閉位置とこの位置から離間した開位置とへ、斜板２３の傾動に連動して切り換え配置される。
【００６２】
斜板２３の最小傾斜角は０°ではないため、最小傾斜角状態においても、シリンダボア１２ａから吐出室３８への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボア１２ａから吐出室３８へ吐出された冷媒ガスは、制御通路４８を通ってクランク室１５へ流入する。クランク室１５の冷媒ガスは、通路４６、遮断体２８の内部、放圧通口４７、収容孔２７及び通口４５を通って吸入室３８へ流入する。吸入室３８の冷媒ガスは、シリンダボア１２ａへ吸入されて、再度吐出室３９へ吐出される。
【００６３】
すなわち、最小傾斜角状態では、吐出圧領域である吐出室３９、制御通路４８、クランク室１５、通路４６、遮断体２８の内部、放圧通口４７、収容孔２７、通口４５、吸入圧領域である吸入室３８、シリンダボア１２ａを経由する循環通路が、圧縮機内部に形成されている。そして、吐出室３９、クランク室１５及び吸入室３８の間では圧力差が生じている。従って、冷媒ガスが前記循環通路を循環し、冷媒ガスとともに流動する潤滑油が圧縮機内の各摺動部分を潤滑する。
【００６４】
さて、前記構成の制御弁４９において、弁体７４に作用する力の釣り合いについて図５及び次式に基づいて説明する。
0003728387.tif 000004
この式において各符号は
S1…ベローズ８７の有効面積
S2…感圧ロッド８９の断面積
S3…弁孔７５の開口面積
S4…ソレノイドロッド９６の断面積
F …コイル９７への通電により発生する電磁力
f0…設定バネ８５及びベローズコア（ベローズ８７）のバネ力による付勢力
f1…強制開放バネ７６の付勢力
f2…追従バネ９４の付勢力
Ps…吸入圧力（感圧室８４の圧力）
Pc…クランク室圧力（弁室７３の圧力）
Pd…吐出圧力（弁孔７５内の圧力）
Px…プランジャ室９１の圧力
である。
【００６５】
ここで、上述したように、本実施形態においては、感圧ロッド８９の断面積S2が弁孔７５の開口面積S3と等しくなるように形成されている（S2＝S3）。つまり、弁体７４が弁孔７５を閉止した状態にて、弁体７４が端面７４ａを介して直接的に受ける弁孔７５内の圧力Pdの受圧面積と、弁体７４が感圧ロッド８９を介して間接的に受ける弁孔７５内の圧力Pdの受圧面積とが同じとなっている。従って、上記式においては「Pd（S2−S3）＝０」となっている。
【００６６】
また、プランジャ室９１はクランク室圧力Pcの雰囲気となっている（Px＝Pc）。つまり、弁体７４が弁孔７５を閉止した状態にて、弁体７４がソレノイドロッド９６を介して受けるプランジャ室９１の圧力Pxと、弁体７４が弁室７３内において受ける圧力Pcとが同じとなっている。従って、上記式においては「−S4（Pc−Px）＝０」となっている。
【００６７】
以上のことから、上記式をさらに展開すれば、
0003728387.tif 000005
となる。
【００６８】
つまり、本実施形態の制御弁４９は、特開平９−２６８９７３号公報の制御弁と同様な動作特性、つまり、吐出圧力Pdの影響が排除されているとともに、クランク室圧力Pcの影響が低減された動作特性を示している。このため、制御弁４９は、吸入圧力Psの変動により、確実かつ正確な弁体７４の開度制御を実行できると共に、特開平３−２３３８５号公報の技術と比較して設定吸入圧力を設定する電磁力を小さくすること、つまり、ソレノイド部７２を小さくすることができる。
【００６９】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
（１）固定鉄心９２を介して隣接する弁室７３とプランジャ室９１は、共にクランク室圧力Pcの雰囲気となっている。従って、ソレノイドロッド９６とソレノイドロッドガイド孔９５との間の間隙を介した、弁室７３とプランジャ室９１との間での圧力漏れを敢えて防止する必要がない。その結果、ソレノイドロッド９６の断面積とソレノイドロッドガイド孔９５の開口面積の低精度化、より詳しくは、両者９５，８６間の間隙が大きくなる側の低精度化が許容され、制御弁４９の製造コストを低減できる。
【００７０】
（２）弁室７３は、ソレノイドロッド９６とソレノイドロッドガイド孔８５との間の間隙を均圧通路とすることで、プランジャ室９１に連通されている。従って、プランジャ室９１をクランク室１５に連通するための専用の均圧通路を必要とせず、制御弁４９の製造コストを低減できる。言い換えれば、隣接する弁室７３とプランジャ室９１とを同じ圧力雰囲気としたため、ソレノイドロッド９６とソレノイドロッドガイド孔９５との間の間隙を均圧通路として利用することができた。
【００７１】
（３）感圧ロッド８９と弁体７４が一体形成されている。従って、感圧ロッド８９と弁体７４とを別体とした場合のように、両者８９，７４が離間することはなく、制御弁４９の動作特性から吐出圧力Pdの影響を排除するための機構が損なわれることがない。また、制御弁４９の部品点数を低減できて、構成の簡素化を図り得る。
【００７２】
（４）ソレノイドロッド９６と弁体７４が一体形成されている。従って、ソレノイドロッド９６と弁体７４とを別体とした場合のように、両者９６，７４が離間することはなく、制御弁４９の動作特性からクランク室圧力Pcの影響を排除するための機構が損なわれることがない。また、制御弁４９の部品点数を低減できて、構成の簡素化を図り得る。
【００７３】
（５）弁体７４の端面７４ａは平面状に形成されている。従って、何らかの理由により、弁体７４と両ロッド８９，９６との間に軸心ずれが生じたとしてもそれを許容し、弁体７４と弁孔７５との間のシール性を確保することができる。
【００７４】
（６）テーパ状をなす突状部７４ｂが、弁体７４の端面７４ａに突設されている。突状部７４ｂは、弁体７４により弁孔７５が閉止された状態にて弁孔７５内に入り込む。従って、弁孔７５を弁体７４により開閉する際、突状部７４ｂが徐々に弁孔７５の通過断面積を変化させる。その結果、高圧の圧縮冷媒ガスのクランク室１５への供給が、急激に開始されたり、停止されたりすることを防止できる。よって、圧縮機の容量制御特性を安定化できる。
【００７５】
（７）ソレノイド部７２の消磁状態において、弁体７４が強制開放バネ７６により制御通路４８の開放位置に配置されて、圧縮機の最小吐出容量状態が確保される。従って、制御弁４９は、駆動軸１６が車両エンジン２０に常時作動連結され、冷房負荷のない状態でも最小吐出容量での運転が継続されるクラッチレス可変容量型圧縮機の制御弁として好適である。
【００７６】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、以下の態様でも実施できる。
○弁孔７５をクランク室１５に連通させ、弁室７３及びプランジャ室９１を吐出室３９に連通させること。
【００７７】
○プランジャ室９１をクランク室圧領域（例えば、弁室７３、弁室ポート７７、制御通路４８の下流側或いはクランク室１５）に接続するための均圧通路を、専用に設けること。
【００７８】
○クラッチ付の可変容量型圧縮機の制御弁において具体化すること。
○圧縮機以外の流体機械や流体回路に適用される制御弁において具体化すること。
【００７９】
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（１）弁体７４の弁孔７５との当接面７４ａを平面状に形成した請求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。
【００８０】
この構成においては、弁体７４と両ロッド８９，９６との間に軸心ずれが生じたとしてもそれを許容し、弁体７４と弁孔７５との間のシール性を確保することができる。
【００８１】
（２）弁体７４の弁孔７５との当接面７４ａに、弁孔７５内に突出する突状部７４ｂを形成した請求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。
この構成においては、弁孔７５を弁体７４により開閉する際、突状部７４ｂが徐々に弁孔７５の通過断面積を変化させ、高圧の圧縮冷媒ガスのクランク室１５への供給が、急激に開始されたり、停止されたりすることを防止できる。
【００８２】
（３）ソレノイド部７２が消磁された状態では、制御通路４９を強制的に開放する方向に弁体７４を付勢する付勢手段７６を備えた請求項１〜６のいずれかに記載の制御弁。
【００８３】
この構成においては、例えば、クラッチレス可変容量型圧縮機の制御弁として好適となる。
【００８４】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、区画壁を介して隣接する弁室とプランジャ室は、同じ圧力雰囲気となっている。従って、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙を介した、弁室とプランジャ室との間での圧力漏れを敢えて防止する必要がない。その結果、ソレノイドロッドの断面積とソレノイドロッドガイド孔の開口面積の低精度化が許容され、制御弁の製造コストを低減できる。
【００８５】
また、弁室は、ソレノイドロッドとソレノイドロッドガイド孔との間の間隙を均圧通路とすることで、プランジャ室に連通されている。従って、プランジャ室を、制御通路の上流側の圧力領域又は下流側の圧力領域の他方に連通するための専用の均圧通路を必要とせず、制御弁の製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  制御弁の縦断面図。
【図２】  クラッチレス可変容量型圧縮機の縦断面図。
【図３】  図２の要部拡大図。
【図４】  圧縮機の最小吐出容量状態を示す要部拡大断面図。
【図５】  制御弁を示す模式図。
【図６】  特開平９−２６８９７３号公報の制御弁を示す縦断面図。
【図７】  制御弁を示す模式図。
【符号の説明】
１５…制御通路の下流側の圧力領域としてのクランク室、３９…制御通路の上流側の圧力領域としての吐出室、４８…制御通路、４９…制御弁、７２…ソレノイド部、７３…弁室、７４…弁体、７５…弁孔、８４…感圧部を構成する感圧室、８７…同じくベローズ、８９…感圧ロッド、９１…プランジャ室、９２…区画壁としてのソレノイド部を構成する固定鉄心、９３…ソレノイド部を構成するプランジャとしての可動鉄心、９５…ソレノイドロッドガイド孔、９６…ソレノイドロッド。
【図１】
0003728387.tif 000006
【図２】
0003728387.tif 000007
【図３】
0003728387.tif 000008
【図４】
0003728387.tif 000009
【図５】
0003728387.tif 000010
【図６】
0003728387.tif 000011
【図７】
0003728387.tif 000012