(57)【要約】【課題】制御圧力が設定圧になるよう弁開度を自律調整する感圧手段を備えた制御弁の開閉状態を容易に検出できる可変容量圧縮機を提供し、可変容量圧縮機の駆動トルクの算出精度を高める。【解決手段】吸入圧力が設定圧になるよう弁開度を自律調整する感圧手段を備えた制御弁３００によって、圧力供給通路１４５の開度を調整してクランク室１４０の圧力を調整して冷媒の吐出容量を可変する可変容量圧縮機１００において、制御弁３００の開閉動作と連動し、制御弁３００が閉弁状態の時に第１の位置に移動し、開弁状態（吐出容量制御状態）の時に第２の位置に移動する可動体４１０を収容する可動体収容部４０１と、可動体４１０の位置を検出して制御弁３００の開閉状態検出信号を出力する弁状態検出部４０２と、を備える。【選択図】図５
2014234777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御圧力を感知し当該制御圧力が外部信号で設定された設定圧になるよう弁開度を自律的に調整する感圧手段を備えた制御弁を、吐出圧領域と圧力調整室とを連通する圧力供給通路に介装し、前記制御弁によって前記圧力供給通路の開度を調整して前記圧力調整室の圧力を調整して冷媒の吐出容量を可変する可変容量圧縮機において、
前記制御弁の開閉動作と連動し、前記制御弁が閉弁状態の時に第１の位置に移動し、開弁状態の時に第２の位置に移動する可動体と、
前記可動体の位置を検出して前記制御弁の開閉状態検出信号を出力する弁状態検出手段と、
を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】
前記制御弁と前記圧力調整室との間の圧力供給通路に介装され、前記制御弁の閉弁動作に伴って前記圧力供給通路を閉鎖して前記圧力調整室から制御弁側への冷媒の流れを阻止し、前記制御弁の開弁動作に伴って前記圧力供給通路を開放して前記圧力調整室への冷媒の流入を可能とする逆止弁と、
前記制御弁と前記逆止弁の間の圧力供給通路と吸入圧領域とを連通する連通路と、
前記可動体を移動可能に収容する収容室を有し、前記収容室が、前記制御弁と前記逆止弁との間の前記圧力供給通路に連通する第１の室と前記圧力調整室に連通する第２の室とに、前記可動体によって仕切られた可動体収容手段と、
を備え、
前記弁状態検出手段は、前記可動体が前記第１の室の端面側に移動したときを前記第１の位置として検出し前記制御弁の閉弁状態検出信号を出力し、前記第２室の端面側に移動したときを前記第２の位置として前記制御弁の開弁状態検出信号を出力する、請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項３】
前記制御弁と前記圧力調整室との間の圧力供給通路に介装された収容室内に移動可能に収容され、前記収容室を、制御弁側圧力供給通路に連通する第１の室と圧力調整室側圧力供給通路に連通する第２の室とに仕切る前記可動体と、該可動体を前記第１の室側に弾性付勢する弾性部材と、前記第１の室と前記第２の室とを連通する連通部と、を備え、前記制御弁の閉弁動作に伴って前記可動体が前記連通部を閉鎖して前記第１の室から前記第２の室側への冷媒の流れを阻止し、前記制御弁の開弁動作に伴って前記可動体が前記弾性部材の付勢力に抗して前記連通部を開放して前記第１の室から前記第２の室への冷媒の流入を可能とする逆止弁機能を備えた可動体収容手段と、
前記制御弁と前記可動体収容手段の間の圧力供給通路と吸入圧領域とを連通する連通路と、
を備え、
前記弁状態検出手段は、前記可動体が前記連通部の閉鎖側に移動したときを前記第１の位置として検出し前記制御弁の閉弁状態検出信号を出力し、前記連通部の開放側に移動したときを前記第２室の端面側に移動したときを前記第２の位置として前記制御弁の開弁状態検出信号を出力する、請求項１に記載の可変容量圧縮機。
【請求項４】
前記弁状態検出手段は、前記可動体の位置を検出する位置検出部と、該位置検出部の出力信号に基づいて前記制御弁の開閉状態検出信号を出力する出力部とを、一体的に備えている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変容量圧縮機。
【請求項５】
前記可動体収容手段と前記弁状態検出手段とを一体に組付けた、請求項２〜４のいずれか１つに記載の可変容量圧縮機。
【請求項６】
前記弁状態検出手段の前記位置検出部は、前記可動体の一端側に固定した磁石と、前記可動体の移動による前記磁石の磁束変化を検出する検出素子と、を備え、前記磁石を前記可動体収容手段の第２の室側に配置した、請求項５に記載の可変容量圧縮機。
【請求項７】
シリンダボア内のピストンを往復動させて、吸入室からシリンダボア内に吸入した冷媒を圧縮して吐出室に吐出すると共に、前記ピストンの背方のクランク室の圧力を制御して前記ピストンのストロークを変化させて冷媒の吐出容量を可変する往復動式可変容量圧縮機であって、前記吐出圧領域を前記吐出室とし、前記圧力調整室を前記クランク室とした、請求項１〜６のいずれか１つに記載の可変容量圧縮機。
【請求項８】
前記制御弁は、前記吸入室の圧力を前記制御圧力として感知し、前記吸入室の圧力が外部信号で設定された設定圧になるよう前記感圧手段で自律的に調整する構成である請求項７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、車両エアコンシステム等に使用される可変容量圧縮機に関し、特に、制御圧力を感知してこの制御圧力が設定圧になるよう弁開度を自律的に調整する感圧手段を備えた制御弁により、圧力調整室の圧力を調整して冷媒の吐出容量を可変する可変容量圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の可変容量圧縮機として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この可変容量圧縮機では、吐出室とクランク室とを接続する圧力供給通路に制御弁を介装し、制御弁により吸入圧力が制御電流値（制御弁の電磁コイルに流す電流値）で設定された設定吸入圧力となるように、圧力供給通路の開度を制御してクランク室の圧力を調整して冷媒の吐出容量を可変している。前記制御弁は、吸入圧力を感知してこの吸入圧力が前記設定吸入圧力となるように弁開度を自律的に調整する感圧手段を備えており、前記感圧手段は、感知した吸入圧力が設定吸入圧力より高い場合には弁開度を小さくし、感知した吸入圧力が設定吸入圧力より低い場合には弁開度を大きくするよう弁開度を自律的に調整する。従って、このような制御弁を用いた可変容量圧縮機では、吸入圧力が制御電流値で決定された設定吸入圧力に維持されるように、制御弁の弁開度が感圧手段によって自律制御されて吐出容量が可変される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７０８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、圧縮機の駆動トルクの推定方法が示されている。この推定方法は、制御弁が、特許文献１の図３（ｂ）に示されているように、制御電流値と設定吸入圧力値とが略一義的な関係があるとして、圧縮機の駆動トルク推定に吸入圧力値の代用として制御電流値を用いている。
【０００５】
しかしながら、前述した感圧手段を備えた制御弁は、弁の特性上、電磁コイルに制御電流値を印加してから吸入圧力が設定圧力値に到達するまでは、制御弁は全閉状態となって圧縮機が最大吐出容量状態となる。その後、吸入圧力が低下して設定圧力値に到達すると、制御弁は開弁して圧縮機は吐出容量制御状態となる。この吐出容量制御状態では、制御電流値と設定吸入圧力値とが略一義的な関係にあり、吸入圧力の代用として制御電流値を用いて圧縮機の駆動トルクを精度良く推定できる。しかし、制御弁が閉弁状態で圧縮機が最大吐出容量状態のときは、吸入圧力と制御電流値とが一義的な関係にないため、吸入圧力の代用として制御電流値を用いたのでは、圧縮機が最大吐出容量運転状態の駆動トルクを正確に演算できず、例えば車両エアコンシステム等では、車両のエンジン制御に悪影響を及ぼす虞れがある。
【０００６】
従って、感圧手段を備えた制御弁を用いた可変容量圧縮機では、その駆動トルクを精度良く算出するには、圧縮機が最大吐出容量状態か吐出容量制御状態かを知る必要がある。言い換えれば、圧縮機の制御弁が閉弁状態（最大吐出容量状態）か開弁状態（吐出容量制御状態）かを知る必要がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、感圧手段を備えた制御弁の開閉状態を容易に検出可能な可変容量圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、制御圧力を感知し当該制御圧力が外部信号で設定された設定圧になるよう弁開度を自律的に調整する感圧手段を備えた制御弁を、吐出圧領域と圧力調整室とを連通する圧力供給通路に介装し、前記制御弁によって前記圧力供給通路の開度を調整して前記圧力調整室の圧力を調整して冷媒の吐出容量を可変する可変容量圧縮機において、前記制御弁の開閉動作と連動し、前記制御弁が閉弁状態の時に第１の位置に移動し、開弁状態の時に第２の位置に移動する可動体と、前記可動体の位置を検出して前記制御弁の開閉状態検出信号を出力する弁状態検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の可変容量圧縮機によれば、制御弁の開閉動作に連動する可動体を設け、可動体は制御弁の閉弁時に第１の位置に移動し制御弁の開弁時に第２の位置に移動するので、可動体の位置を検出することによって制御弁の開閉状態を検出できる。その結果、可変容量圧縮機が最大吐出容量状態か吐出容量制御状態を知ることができ、可変容量圧縮機の駆動トルクを精度良く演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の可変容量圧縮機の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】逆止弁の断面図である。
【図３】制御弁を示し、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は弁体とベローズ組立体の連結部分の拡大図である。
【図４】制御弁の制御吸入圧力と電流値の関係を示す制御特性図である。
【図５】弁開閉検出部を示し、（ａ）は制御弁閉弁時の状態を示す全体断面図、（ｂ）は制御弁開弁時の状態を示す要部断面図である。
【図６】バルブプレート側から見たシリンダヘッドにおける制御弁と弁開閉検出部の配置関係を示す図である。
【図７】図６の配置関係の制御弁と弁開閉検出部のシリンダヘッド収容断面を示す図である。
【図８】本発明の可変容量圧縮機の第２実施形態を示す断面図である。
【図９】バルブプレート側から見たシリンダヘッドにおける制御弁と弁開閉検出部の配置関係を示す図である。
【図１０】図９の配置関係の制御弁と弁開閉検出部のシリンダヘッド収容断面を示す図である。
【図１１】弁開閉検出部を示し、（ａ）は制御弁閉弁時の状態を示す全体断面図、（ｂ）は制御弁開弁時の状態を示す要部断面図である。
【図１２】第１ハウジング側壁に形成する流出孔の形状例を示す図である。
【図１３】本発明の可変容量圧縮機の駆動トルク演算装置の一例を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における可変容量圧縮機の概略構成を示し、車両エアコンシステムに使用されるクラッチレス可変容量圧縮機の例である。
図１において、この可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３等を介して設けられたシリンダヘッド１０４と、を備えている。
【００１２】
シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって形成されるクランク室１４０内を横断するように駆動軸１１０が設けられている。駆動軸１１０の軸方向の中間部周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結し、駆動軸１１０によって傾角が変化可能に支持されている。
【００１３】
リンク機構１２０は、ロータ１１２から突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１から突設された第２アーム１１１ａと、一端が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに対して回動可能に連結され、他端が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに対して回動可能に連結されたリンクアーム１２１と、を備える。
【００１４】
斜板１１１の貫通孔１１１ｂは、斜板１１１が最大傾角（θmax）と最小傾角（θmin）の範囲で傾動可能な形状に形成され、貫通孔１１１ｂには、駆動軸１１０と当接する最小傾角規制部と最大傾角規制部とが形成されている。斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板１１１の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ｂの最小傾角規制部は、斜板１１１を略０°まで傾角可能に形成され、最大傾角規制部は、斜板１１１を略２０°まで傾角可能に形成されている。
【００１５】
ロータ１１２と斜板１１１の間の駆動軸１１０周囲には、斜板１１１を最小傾角に向けて付勢する傾角減少バネ１１４が装着されている。また、斜板１１１と駆動軸１１０に設けたバネ支持部材１１６との間の駆動軸１１０周囲には、斜板１１１の傾角を最大傾角より小さい所定の傾角まで増大する方向に付勢する傾角増大バネ１１５が装着されている。最小傾角における傾角増大バネ１１５の付勢力は、傾角減少バネ１１４の付勢力より大きく設定されているので、駆動軸１１０が回転していないとき、斜板１１１は、傾角減少バネ１１４の付勢力と傾角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする所定の傾角に位置決めされる。
【００１６】
駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａ内を貫通してフロントハウジング１０２外側まで延設し、図示しない動力伝達装置に連結される。駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には、軸封装置１３０が挿入され、クランク室１４０と外部空間とを遮断している。
【００１７】
駆動軸１１０とロータ１１２の連結体は、ラジアル方向に軸受１３１、１３２で支持され、スラスト方向に軸受１３３、スラストプレート１３４で支持され、外部駆動源（車両のエンジン）からの動力が動力伝達装置に伝達され、駆動軸１１０は動力伝達装置と同期して回転する。駆動軸１１０とスラストプレート１３４との隙間は、調整ネジ１３５によって所定の隙間に調整される。
【００１８】
シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が配置され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は、一対のシュー１３７を介して、ピストン１３６と連動する。従って、斜板１１１の回転によりピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。
【００１９】
シリンダヘッド１０４には、中央部に環状の隔壁１０４ｂで画成された吸入室１４１と、隔壁１０４ｂと外周壁とで画成され吸入室１４１を環状に取り囲む吐出室１４２とが形成される。吸入室１４１は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａ及び吸入弁形成体に形成された吸入弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通し、吐出室１４２は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂ及び吐出弁形成体に形成された吐出弁（図示せず）を介してシリンダボア１０１ａと連通する。
【００２０】
フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、シリンダヘッド１０４は、図示しないガスケット等を介して複数の通しボルト１０５によって締結され、圧縮機ハウジングが形成される。
【００２１】
シリンダブロック１０１の上部には、冷媒の圧力脈動による騒音・振動を低減するマフラ１６０が設けられている。マフラ１６０は、シリンダブロック１０１の上部に区画形成された形成壁１０１ｂに図示しないシール部材を介して蓋部材１０６を図示しないボルトにより締結して形成される。
【００２２】
シリンダヘッド１０４、バルブプレート１０３、シリンダブロック１０１に跨って形成されて吐出室１４２に連通する連通路１４４とマフラ空間１４３との接続部には、吐出側冷媒回路から吐出室１４２への冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁２００が配置されている。逆止弁２００は、上流側の連通路１４４と下流側のマフラ空間１４３との圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合には連通路１４４を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合には連通路１４４を開放する。吐出室１４２は、連通路１４４、逆止弁２００、マフラ空間１４３及び吐出ポート１０６ａで構成される吐出通路を介して車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続される。
【００２３】
シリンダヘッド１０４には、外側から吸入室１４１に向かって吐出室１４２の一部を横切るように直線状に吸入通路１０４ａが形成され、吸入室１４１は吸入通路１０４ａを介して車両エアコンシステムの吸入側冷媒回路と接続される。
【００２４】
また、シリンダヘッド１０４には、制御弁３００が設けられている。制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５に介装されて圧力供給通路１４５の開度を調整し、吐出室１４２からクランク室１４０への吐出冷媒ガス導入量を制御する。また、クランク室１４０内の冷媒は、シリンダブロック１０１に形成された連通路１０１ｃと空間部１０１ｄ、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃで構成される放圧通路１４６を介して吸入室１４１へ流れる。従って、制御弁３００によってクランク室１４０の圧力を変化させることができる。尚、制御弁３００の詳細については後述する。ここで、前記吐出室１４２とクランク室１４０が、本発明の吐出圧領域と圧力調整室にそれぞれ相当する。
【００２５】
斜板１１１の変角動作は、ピストン１３６のクランク室１４０側の面に作用するクランク室１４０内の圧力に基づく傾角減少モーメントとピストン１３６のシリンダボア１０１ａ側の面に作用するシリンダボア１０１ａ内の圧力に基づく傾角増大モーメントとのバランスを崩すことにより行われる。従って、制御弁３００によりクランク室１４０の圧力を変化させれば、斜板１１１の傾角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることができ、可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。
【００２６】
制御弁３００より下流の圧力供給通路１４５を構成する連通路１０１ｅには、逆止弁２５０（図中破線で示す）が介装されている。逆止弁２５０は、図２に示すように連通路１０１ｅのクランク室１４０に面する端部に形成した弁室１０１ｆに配設され、一端に連通路１０１ｅ側の圧力を受け、他端にクランク室１４０側の圧力を受けて連通路１０１ｅを開閉する弁体２５１と、一端側が弁体２５１に支持されて連通路１０１ｅを閉じる方向に弁体２５１を弾性付勢する圧縮コイルバネ２５２と、圧縮コイルバネ２５２の他端側を支持し、中央部にクランク室１４０と弁室１０１ｆを連通する連通孔２５３ａが形成された支持部材２５３と、を備えて構成される。そして、逆止弁２５０は、制御弁３００の開弁動作に伴って吐出室１４２から連通路１０１ｅへ吐出冷媒が流入すると、弁体２５１が圧縮コイルバネ２５２の付勢力に抗して図２中左方向に移動して圧力供給通路１４５を開放してクランク室１４０への冷媒の流入を可能とし、制御弁３００の閉弁動作に伴って、吐出室１４２から連通路１０１ｅへの吐出冷媒ガスの流入が遮断されると、弁体２５１が圧縮コイルバネ２５２の付勢力により図２に示すように連通路１０１ｅを閉鎖してクランク室１４０から制御弁３００側への冷媒の流れを阻止するよう動作する。
【００２７】
また、シリンダヘッド１０４には、図５に示すように、可動体４１０を収容する可動体収容部４０１と、可動体４１０の位置を検出して制御弁３００の開閉状態を検出する弁状態検出部４０２とを一体に組付けた弁開閉検出部４００が設けられている。ここで、可動体収容部４０１と弁状態検出部４０２が、本発明の可動体収容手段と弁状態検出手段に相当する。尚、弁開閉検出部４００の詳細については後述する。
【００２８】
前述した制御弁３００の詳細を、図３に基づいて説明する。
図３は制御弁３００の構成を示す図で、（ａ）は全体断面図を示し、（ｂ）は弁体とベローズ組立体の連結部分の拡大図を示す。
制御弁３００は、バルブハウジング３０１に形成され、連通孔３０１ａを介してクランク室１４０と連通する第１感圧室３０２と、連通孔３０１ｂを介して吐出室１４２と連通する弁室３０３と、一端が第１感圧室３０２に開口し他端が弁室３０３に開口する弁孔３０１ｃと、一端側が弁室３０３に配設され他端側がバルブハウジング３０１に形成された支持孔３０１ｄに摺動可能に支持されて弁孔３０１ｃを開閉する弁体３０４と、真空にした内部にコイルバネを有し、一端側がバルブハウジング３０１に固定されて第１感圧室３０２に配設されクランク室１４０の圧力を受圧するベローズ組立体３０５と、一端側にベローズ組立体３０５の他端側が接離可能に連結し他端側が弁体３０４の一端側に固定されてベローズ組立体３０５の変位を弁体３０４に伝達する連結部３０６と、弁体３０４の他端側が配設され連通孔３０１ｅを介して吸入室１４１の圧力が導入される第２感圧室３０７と、弁体３０４と一体に形成され弁体３０４側と反対側の端部に可動コア３０８が圧入固定されたソレノイドロッド３０４ａと、ソレノイドロッド３０４ａの外周囲に配置され所定の隙間を隔てて可動コア３０８に対向配置された固定コア３０９と、固定コア３０９と可動コア３０８の間に介装されて可動コア３０８及びソレノイドロッド３０４ａを介して弁体３０４を開弁方向に弾性付勢するコイルバネ３１０と、可動コア３０８及び固定コア３０９の外周囲に配置されてソレノイドハウジング３１１に固定された非磁性体からなる筒状部材３１２と、筒状部材３１２を取り囲むようにソレノイドハウジング３１１に収容された電磁コイル３１３と、を備えて構成されている。また、制御弁３００の外周部には、３つのＯリング３１３ａ〜３１３ｃが設けられている。
【００２９】
かかる構成の制御弁３００において、弁体３０４は、支持孔３０１ｄの両端に亘って単一径の円筒外周部を有し、閉弁時に一端側が弁孔３０１ｃの周囲に形成された弁座面３０１ｆに当接し、弁体３０４と弁座面３０１ｆのシール位置は弁体外周端部３０４ｂである。従って、弁体３０４が弁孔３０１ｃを介して第１感圧室３０２側から受けるクランク室１４０の圧力受圧面積と、弁体３０４に第２感圧室３０７を介して作用する吸入室１４１側の圧力受圧面積は略同等となる。また、弁室３０３に作用している吐出室１４２の圧力は弁体３０４の開閉方向には作用しない。そして、電磁コイル３１３への通電による電磁力は弁体３０４の閉弁方向に作用する。
【００３０】
従って、弁体３０４が弁孔３０１ｃを介して第１感圧室３０２側から受けるクランク室１４０の圧力受圧面積と、弁体３０４に第２感圧室３０７を介して作用する吸入室１４１側の圧力受圧面積と、ベローズ組立体３０５の弁体開閉方向の有効圧力受圧面積とを、略同等の受圧面積（これをＳｖとする）に設定すれば、弁体３０４に作用する力は下記の式（１）で表される。
Ｐｓ＝−（１／Ｓｖ）・Ｆ（ｉ）＋（Ｆ＋ｆ）／Ｓｖ    ・・・（１）
ここで、Ｐｓは吸入室１４１の制御吸入圧力、Ｆ（ｉ）は電磁力、ｆはコイルバネ３１０の付勢力、Ｆはベローズ組立体３０５の付勢力である。
上記の式（１）から、吸入室１４１の制御吸入圧力Ｐｓと電磁コイル３１３に流す電流値との関係は図４のようになっている。
【００３１】
従って、制御弁３００は、吸入室１４１の制御吸入圧力Ｐｓが外部から外部信号として与える電磁コイル３１３の通電量で決定される設定値になるように、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５の開度を調整し、クランク室１４０への吐出冷媒ガス導入量を制御して可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変する。ベローズ３０５と、連結部３０６と、弁体３０４とで構成される感圧手段は、吸入室１４１の圧力が前記設定値より上昇すると、吐出容量を増大すべく圧力供給通路１４５の開度を小さくしてクランク室１４０の圧力を低下させ、吸入室１４１からシリンダボア１０１ａへの冷媒ガス吸入量を増大させて吸入室１４１の圧力を低下させる。逆に、吸入室１４１の圧力が前記設定値を下回ると、吐出容量を減少すべく圧力供給通路１４５の開度を大きくしてクランク室１４０の圧力を上昇させ、吸入室１４１からシリンダボア１０１ａへの冷媒ガス吸入量を減少させて吸入室１４１の圧力を上昇させる。このように、感圧手段は、吸入室１４１の圧力（制御圧力）を電磁コイル通電量で決定される設定値に維持するよう弁開度を自律的に制御する。
【００３２】
図５は、前述の弁開閉検出部４００の構成を示す図で、（ａ）は全体断面図で制御弁３００が閉弁状態にあるときの状態を示し、（ｂ）は要部構成図で制御弁３００が開弁状態にあるときの状態を示している。
弁開閉検出部４００は、可動体収容部４０１と弁状態検出部４０２とを一体に組付けて構成され、可動体収容部４０１のハウジング４２０に弁状態検出部４０２を一体に組付けてある。
【００３３】
前記可動体収容部４０１は、可動体４１０と、ハウジング４２０と、を備え、これら可動体４１０及びハウジング４２０は、例えば金属材料で形成される。
【００３４】
可動体４１０は、大径部４１０ａと小径部４１０ｂを有する段付き状の円筒形状を成し、小径部４１０ｂ側の端面に磁石４１１が固定されている。
【００３５】
ハウジング４２０は、一端側が開口した略円筒状の側壁４２１と、側壁４２１の開口側端部に圧入固定した第１端壁４２２と、第１端壁４２２と対向する他端側に側壁４２１と一体に形成された第２端壁４２３と、を備えて構成されている。ハウジング４２０内には、可動体の大径部４１０ａと小径部４１０ｂの外径に合わせて大径部４２１ａと小径部４２１ｂとが形成されて段差部４２１ｄを有する収容室４２４が設けられている。収容室４２４は、可動体４１０が移動可能に収容され、第１の室４２４ａと第２の室４２４ｂとに可動体４１０によって仕切られている。
【００３６】
収容室４２４の第１の室４２４ａは、第１端壁４２２に形成された連通孔４２２ａを介して図７に示す圧力領域１０４ｆ１と連通して制御弁３００と逆止弁２５０との間の連通路１０１ｅ（圧力供給通路１４５）の圧力が作用する。また、収容室４２４の第２の室４２４ｂは、ハウジング４２０の側壁４２１に形成した連通孔４２１ｃを介して図７に示す圧力領域１０４ｆ２と連通してクランク室１４０の圧力が作用する。これにより、可動体４１０は、第１の室４２４ａの圧力と第２の室４２４ｂの圧力との圧力差に追従して収容室４２４内を移動する。
【００３７】
可動体４１０は、大径部４１０ａの一方の端面が第１端壁４２２に当接することにより第１端壁４２２方向の移動が規制され、大径部４１１ａの他方の端面が収容室４２４の段差部４２１ｄに当接することにより第２端壁４２３方向の移動が規制される。
【００３８】
可動体４１０は、大径部４１０ａの１点が収容室４２４の大径部４２１ａに当接し、小径部４１０ｂの１点が収容室４２４の小径部４２１ｂに当接し、対角上の２点で支持されるようにそれぞれの隙間が調整されている。これにより、可動体４１０は、その動きが阻害されることなく、スムースに収容室４２４内を摺動することができる。
【００３９】
弁状態検出部４０２は、第２端壁４２３を挟んで磁石４１１に対峙するように配設されて磁石４１１の磁束密度の変化を検出する検出素子として例えばホール素子４３１と、ホール素子４３１の出力信号を出力する電子回路４３２と、電子回路４３２と接続された入出力用コネクタ端子４３３とを、樹脂でインサート成形されている。弁状態検出部４０２は、第２端壁４２３側のハウジング４２０に収容固定されて可動体収容部４０１と一体化されている。また、可動体収容部４０１のハウジング４２０外周囲には、２つのＯリング４４１ａ、４４１ｂが設けられている。
【００４０】
弁状態検出部４０２は、第１の室４２４ａ（上流）と第２の室４２４ｂ（下流）の圧力差に追従して位置が変化する可動体４１０の位置を検出することにより、制御弁３００の閉弁状態と開弁状態を検出する。具体的には、制御弁３００が閉弁して第１の室４２４ａの圧力が第２の室４２４ｂの圧力より低下すれば、図５（ａ）に示すように可動体４１０は第１の室４２４ａの端面である第１端壁４２２に当接し、磁石４１１はホール素子４３１から最も遠ざかった位置（第１の位置）となる。また、制御弁３００が開弁して第１の室４２４ａの圧力が第２の室４２４ｂの圧力より上昇すれば、可動体４１０は第１端壁４２２から離間して第２の室４２４ｂ側に移動して図５（ｂ）に示すように段差部４２１ｄに当接し、磁石４１１はホール素子４３１に最も近づいた位置（第２の位置）となる。電子回路４３２は、ホール素子４３１の磁石４１１の位置に応じた位置検出信号を受けて、可動体４１０が第１端壁４２２に当接したときに制御弁３００の閉弁状態検出信号を出力し、可動体４１０が段差部４２１ｄに当接したときに制御弁３００の開弁状態検出信号を出力する。尚、可動体４１０の最大可動ストロークは数ｍｍ程度に設定されており、これは制御弁３００の弁体３０４の最大開閉ストローク（０．５ｍｍ程度）より大幅に大きい。ここで、磁石４１１とホール素子４３１で、可動体４１０の位置を検出する位置検出部が構成され、電子回路４３２が、ホール素子４３１の出力信号に基づいて制御弁３００の開閉状態検出信号を出力する出力部に相当する。
【００４１】
図６は、シリンダヘッド１０４をバルブプレート１０３側から見た場合の制御弁３００と弁開閉検出部４００の配置関係を示す図であり、図７は、図６の配置関係にある制御弁３００と弁開閉検出部４００のシリンダヘッド１０４における収容断面を示す図である。
制御弁３００は、シリンダヘッド１０４の図６に破線で示す収納領域に形成された図７の収容孔１０４ｅに、第１感圧室３０２側を先端にして収容される。また、弁開閉検出部４００は、シリンダヘッド１０４の図６に破線で示す収納領域に形成された図７の収容孔１０４ｆに連通孔４２２ａ側を先端にして収容される。収容孔１０４ｆの先端は、制御弁３００の収容孔１０４ｅの第１感圧室３０２周囲の圧力領域１０４ｅ３に差し向けられている。
【００４２】
収容孔１０４ｅは、制御弁３００に設けた３つのＯリング３１３ａ〜３１３ｃにより、吸入室１４１の圧力が作用する圧力領域１０４ｅ１と、吐出室１４２ｂの圧力が作用する圧力領域１０４ｅ２と、クランク室１４０の圧力が作用する圧力領域１０４ｅ３とに区画されている。圧力領域１０４ｅ１は、図６に示すように吸入室１４１の底壁１０４ｈに形成された連通路１０４ｄで吸入室１４１と連通している。圧力領域１０４ｅ２は、図６に示すようにシリンダヘッド１０４に形成され吐出室１４２側の圧力供給通路１４５を構成する連通路１０４ｃにより吐出室１４２と連通している。圧力領域１０４ｅ３は、図６に示すように吸入室１４１の底壁１０４ｈからバルブプレート１０３に向けて延設された複数の押さえ突起１０４ｉの１つに形成した連通路１０４ｍと図１に示す連通路１０１ｅで構成される制御弁側圧力供給通路と逆止弁２５０とを経由してクランク室１４０に連通している。ここで、吐出室１４２は、連通路１０４ｃ、収容孔１０４ｅの圧力領域１０４ｅ２、制御弁３００の内部、圧力領域１０４ｅ３、連通路１０４ｍ、連通路１０１ｅ及び逆止弁２５０を経由する圧力供給通路１４５を介してクランク室１４０に連通している。
【００４３】
収容孔１０４ｆは、弁開閉検出部４００に設けた２つのＯリング４４１ａ、４４１ｂにより、制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路１４５（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）の圧力が作用する圧力領域１０４ｆ１と、クランク室１４０の圧力が作用する圧力領域１０４ｆ２とに区画されている。圧力領域１０４ｆ１は、制御弁３００側の圧力領域１０４ｅ３と連通路１０４ｇで連通しており、圧力領域１０４ｅ３を経由して制御弁３００下流の圧力が導入される。圧力領域１０４ｆ２は、図６に示すように吸入室１４１の底壁１０４ｈからバルブプレート１０３に向けて延設された複数の押さえ突起１０４ｉの１つに形成した連通路１０４ｊとバルブプレート１０３等を介してシリンダブロック１０１に形成された空間部１０１ｄと連通しており、クランク室１４０の圧力が放圧通路１４６を経由して導入される。また、制御弁３００が閉弁したときに連通路１０１ｅ内の冷媒を素早く吸入室１４１に流出させるため、図６に示すように制御弁３００側の圧力領域１０４ｅ３と吸入室１４１とを連通する絞り通路１０４ｋが吸入室１４１の底壁１０４ｈに形成されている。ここで、吸入室１４１は、本発明の吸入圧領域に相当し、前記絞り通路１０４ｋは、制御弁３００と逆止弁２５０の間の圧力供給通路１４５と吸入圧領域とを連通する連通路に相当する。
【００４４】
次に、本実施形態の可変容量圧縮機１００の動作について説明する。
エンジンからの駆動力によって可変容量圧縮機１００の駆動軸１１０が回転している状態で、エアコンが非作動状態（ＯＦＦ運転）の場合、制御弁３００は非通電状態で開弁し圧力供給通路１４５を開放する。これにより、逆止弁２５０の上流側の圧力が昇圧する。逆止弁２５０は、ＯＦＦ運転時の吐出吸入圧力差で確実に開弁するように圧縮コイルバネ２５２の付勢力が設定されているので、このとき逆止弁２５０は開弁して吐出室１４２とクランク室１４０とが圧力供給通路１４５を介して連通し、吐出冷媒ガスがクランク室１４０に導入される。これにより、可変容量圧縮機１００は最小吐出容量で運転される。尚、最小吐出容量で発生する吐出吸入圧力差では、吐出通路に介装された逆止弁２００は開弁しないように設定されているので、圧縮された冷媒は、吐出室１４２、圧力供給通路１４５、クランク室１４０、放圧通路１４６、吸入室１４１で構成される内部経路を循環する。
【００４５】
圧縮機１００の最小吐出容量運転時では、可動体収容部４０１の第１の室４２４ａに作用する圧力が第２の室４２４ｂに作用する圧力より高く、可動体４１０は図７（ｂ）に図示したように段差部４２１ｄに当接する。これにより、弁状態検出部４０２では、ホール素子４３１から電子回路４３２へ、可動体４１０の位置が第２の位置であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路４３２は、制御弁３００が開弁状態であることを示す開弁状態検出信号を、入出力用コネクタ端子４３３を介して外部へ出力する。
【００４６】
エアコンを作動すべく、車室内目標温度に応じて設定される所定の制御電流値を制御弁３００に通電すると、制御弁３００は閉弁して制御弁３００と逆止弁２５０とで区画された圧力供給通路１４５（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）内の冷媒ガスは、圧力領域１０４ｅ３を経由して図６の絞り通路１０４ｋから吸入室１４１に流出し、逆止弁２５０の上流側圧力供給通路１４５内の圧力が低下して逆止弁２５０が閉弁する。これにより、可動体収容部４０１の第１の室４２４ａに作用する圧力が第２の室４２４ｂに作用する圧力より低くなり、可動体４１０は段差部４２１ｄから離間して図７（ａ）のように第１端壁４２２に当接する。その結果、弁状態検出部４０２では、ホール素子４３１から電子回路４３２へ、可動体４１０の位置が第１の位置であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路４３２は、制御弁３００が閉弁状態であることを示す閉弁状態検出信号を、入出力用コネクタ端子４３３を介して外部へ出力する。
【００４７】
制御弁３００が閉弁した状態では、吐出冷媒ガスはクランク室１４０に導入されず、ピストン１３６が吸入冷媒を圧縮する際に発生するブローバイガスのみがクランク室１４０に流入する。バルブプレート１０３に形成したオリフィス１０３ｃの開口面積は、ブローバイガスを吸入室１４１に流すのに必要十分な面積を有しており、クランク室１４０内の冷媒ガスは、放圧通路１４６を介して吸入室１４１に排出され、クランク室１４０の圧力が低下して吸入室１４１の圧力と同等となる。その結果、吐出容量が最小の状態から増大して吐出通路に介装した逆止弁２００が開弁し、吐出室１４２が吐出通路を介して車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続されて冷媒が循環する。クランク室１４０の圧力低下により、斜板１１１の傾角は最大まで増大し、可変容量圧縮機１００は最大吐出容量運転となる。
【００４８】
可変容量圧縮機１００の最大吐出容量運転時では、吸入室１４１の圧力が徐々に低下する。そして、吸入室１４１の圧力が制御弁３００の制御電流値で設定された設定圧まで低下すると、感圧手段のベローズ組立３０５のベローズが伸長して連結部３０６と連結し、弁体３０４が弁座面３０１ｆから離間して弁孔３０１ｃを開き、制御弁３００が開弁状態となる。これにより、制御弁３００と逆止弁２５０との間の圧力供給通路（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）の圧力が昇圧し、可動体収容部４０１の第１の室４２４ａに作用する圧力が第２の室４２４ｂに作用する圧力より高くなり、可動体４１０が第１端壁４２２から離間して図７（ｂ）のように段差部４２１ｄに当接する。これにより、弁状態検出部４０２において、ホール素子４３１から電子回路４３２へ、可動体４１０の位置が第２の位置であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路４３２から制御弁３００が開弁状態であることを示す開弁状態検出信号が入出力用コネクタ端子４３３を介して外部へ出力される。
【００４９】
制御弁３００の開弁後は、制御弁３００の開弁によって逆止弁２５０上流側の圧力供給通路（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）の圧力が上昇し逆止弁２５０が開弁し、吐出室１４２とクランク室１４０とが圧力供給通路１４５で連通して吐出冷媒ガスがクランク室１４０に導入される。放圧通路１４６を介してクランク室１４０から吸入室１４１へ流出する冷媒ガスの流出量はオリフィス１０３ｃで制限されるので、クランク室１４０の圧力が上昇する。クランク室１４０の圧力と吸入室１４１の圧力との圧力差が所定値（ΔＰＨ）まで増加すると、斜板１１１の傾角が減少して吐出容量が減少する。吐出容量が減少して吸入室１４１の圧力が上昇すると、感圧手段のベローズ組立３０５のベローズが収縮して弁体３０４が閉弁方向に移動し、クランク室１４０に導入される吐出冷媒ガス量が減少してクランク室１４０の圧力が低下する。クランク室１４０の圧力低下によりクランク室１４０の圧力と吸入室１４１の圧力との圧力差が所定値ΔＰＬ（ΔＰＬ＜ΔＰＨ）まで減少すると斜板１１１の傾角が増加して吐出容量が増加する。このように、制御弁３００の開弁後は、感圧手段により、吸入室１４１の圧力が制御電流値で設定された設定圧になるよう制御弁３００の弁開度が自律的に調整され、可変容量圧縮機１００は、制御電流値と制御吸入圧力値が一義的な関係にある吐出容量制御状態による運転が実行される。
【００５０】
即ち、本実施形態の可変容量圧縮機１００は、エアコン作動状態において、制御弁３００が閉弁すると可動体４１０が連動して第１の位置である第１端壁４２２内面側に当接し、弁状態検出部４０２が、制御弁３００の閉弁状態を示す閉弁状態検出信号を出力する。このとき、可変容量圧縮機１００は最大吐出容量状態となっている。一方、制御弁３００が開弁すると可動体４１０が連動して第２の位置である段差部４２１ｄ側に当接し、弁状態検出部４０２が、制御弁３００の開弁状態を示す開弁状態検出信号を出力する。このとき、可変容量圧縮機１００は吐出容量制御状態となっている。
【００５１】
本実施形態の可変容量圧縮機１００によれば、制御弁３００の開閉動作に連動して第１の位置と第２の位置との間を移動する可動体４１０の位置を検出して制御弁３００の閉弁状態と開弁状態を検出するようにしたので、可変容量圧縮機１００の最大吐出容量状態と吐出容量制御状態を容易に判別できる。従って、制御弁３００の制御電流値が吸入室１４１の制御圧力値の代用にならない可変容量圧縮機１００の最大吐出容量状態における駆動トルクを精度良く算出することができる。
【００５２】
また、弁開閉検出部４００は、簡素な構成で、可動体収容部４０１と弁状態検出部４０２を一体に組付けたので、可変容量圧縮機１００に容易に装着できる。また、磁石４１１が収容されている収容室４２４の第２の室４２４ｂは、制御弁３００の弁体３０４と逆止弁２５０の弁体２５１とで区画された圧力供給通路１４５（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）の領域とは区画されているので、圧力供給通路１４５（連通路１０１ｅと連通路１０４ｍ）を流れる冷媒に含まれる磨耗粉等の異物が、第２の室４２４ｂに侵入することがなく、異物により弁状態検出部４０２に不具合を生じることが無い。
【００５３】
次に、本発明の可変容量圧縮機の第２実施形態について説明する。
本実施形態の可変容量圧縮機は、第１実施形態における制御弁下流の圧力供給通路１４５（連通路１０１ｅ）に介装した逆止弁２５０を省略し、この逆止弁の機能を可動体収容部に組み込んだことが第１実施形態と異なる。
【００５４】
図８は、第２実施形態における可変容量圧縮機の概略構成を示し、第１実施形態と同様の車両用エアコンシステムに使用されるクラッチレス可変容量圧縮機の例である。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
図８において、本実施形態の可変容量圧縮機１００′では、後述する本実施形態の可動体収容部５０１に逆止弁の機能を持たせたことにより、シリンダブロック１０１に形成する連通路１０１ｅ（制御弁３００の下流側の圧力供給通路１４５となる）の形成位置を、図中破線で示すように、放圧通路１４６の一部を構成する連通路１０１ｃの上方側としている。
【００５５】
図９は、本実施形態のシリンダヘッド１０４をバルブプレート１０３側から見た場合の制御弁３００と弁開閉検出部５００の配置関係を示す図であり、図１０は、図９の配置関係にある制御弁３００と弁開閉検出部５００のシリンダヘッド１０４における収容断面を示す図である。
制御弁３００が、シリンダヘッド１０４に形成した収容孔１０４ｅに収容され、収容孔１０４ｅが、３つのＯリング３１３ａ〜３１３ｃにより、吸入室１４１の圧力が作用する圧力領域１０４ｅ１と、吐出室１４２ｂの圧力が作用する圧力領域１０４ｅ２と、クランク室１４０の圧力が作用する圧力領域１０４ｅ３とに区画されていることは、第１実施形態と同様である。
【００５６】
一方、弁開閉検出部５００が、収容孔１０４ｆに収容され、収容孔１０４ｆが２つのＯリング５６１ａ、５６１ｂにより、圧力領域１０４ｆ１と圧力領域１０４ｆ２とに区画されていること、圧力領域１０４ｆ１が、連通路１０４ｇを介して制御弁３００側の圧力領域１０４ｅ３に連通していることは、第１実施形態と同様であるが、本実施形態では、図９に示すようにシリンダヘッド１０４に連通路１０４ｍ（図６参照）はなく、圧力領域１０４ｆ１は、後述するように弁開閉検出部５００の可動体収容部５０１内部を介して圧力領域１０４ｆ２と連通し、圧力領域１０４ｆ２が図９に示すようにシリンダヘッド１０４に形成した連通路１０４ｊとバルブプレート１０３等を介してシリンダブロック１０１に形成された連通路１０１ｅと連通している。
【００５７】
従って、吐出室１４２は、連通路１０４ｃ、圧力領域１０４ｅ２、制御弁３００内部、圧力領域１０４ｅ３、連通路１０４ｇ、圧力領域１０４ｆ１、可動体収納部５０１内部、圧力領域１０４ｆ２、連通路１０４ｊ及び連通路１０１ｅを経由する圧力供給通路１４５を介してクランク室１４０と連通している。尚、第１実施形態と同様に、圧力領域１０４ｅ３と吸入室１４１とを連通する絞り通路１０４ｋが吸入室１４１の底壁１０４ｈに形成されており、この絞り通路１０４ｋが、制御弁３００と可動体収容部５０１の間の圧力供給通路１４５と吸入圧領域（本実施形態では吸入室１４１）とを連通する連通路に相当する。
【００５８】
次に、本実施形態の弁開閉検出部５００について説明する。
図１１は、弁開閉検出部５００の構成を示す図で、（ａ）は全体断面図で制御弁３００が閉弁状態にあるときの状態を示し、（ｂ）は要部構成図で制御弁３００が開弁状態にあるときの状態を示している。
【００５９】
弁開閉検出部５００は、前述した逆止弁の機能を有する可動体収容部５０１と弁状態検出部５０２とを、一体に組付けて構成されている。尚、弁状態検出部５０２は、ホール素子５５１と、電子回路５５２と、入出力用コネクタ端子５５３とを、樹脂材料でインサート成形されており、第１実施形態と同様の構成であるので、説明を省略する。以下では、逆止弁の機能を備えた可動体収容部５０１について詳述する。
【００６０】
可動体収容部５０１は、可動体５１０と、圧縮コイルバネ５２０と、第１ハウジング５３０と、第２ハウジング５４０とを備えている。第１ハウジング５３０及び第２ハウジング５４０は、金属材料、例えば黄銅系材料でそれぞれ形成されている。尚、第１ハウジング５３０は、樹脂材料で形成してもよい。
【００６１】
可動体５１０は、一端開口の略円筒状に形成された第１部材５１１と、第１部材５１１の開口端側の内側に固定され第１部材５１１より小径の略円筒状の側壁を有する一端開口の第２部材５１２とから構成され、第１部材５１２の閉塞端側に磁石５１３が固定されている。第１部材５１１と第２部材５１２で区画される内部空間５１４は、第２部材５１２に形成されている連通孔５１２ａを介して可動体５１０の外部と連通している。第１部材５１１及び第２部材５１２は、例えばアルミ系の金属材料で形成されている。尚、第１部材５１１及び第２部材５１２は、樹脂材料で形成してもよい。
【００６２】
第１ハウジング５３０は、一端開口の略円筒状に形成されており、外周面にＯリング５６１ｂが装着された閉塞端側にはその内面側に弁座５３０ａが形成されている。また、閉塞端側の端壁中央部には冷媒の流入孔５３０ｂが形成され、側壁には後述する第１の室５３３ａを経由して冷媒が流出する複数の流出孔５３０ｃが形成されている。また、側壁の後述する第２の室５３３ｂと圧力領域１０４ｆ２を連通する複数の連通孔５３０ｄが形成されている。
【００６３】
第２ハウジング５４０は、Ｏリング５６１ａが装着される円筒状の側壁５４０ａと、側壁５４０ａの一端側を閉塞する端壁５４０ｂと、端壁５４０ｂを挟んで側壁５４０ａとは反対側に突出形成され第２部材５１２の閉塞端側を移動可能に支持する円筒部５４０ｃと、を備えて構成されている。
【００６４】
第２ハウジング５４０に第１ハウジング５３０の開口端側を圧入固定することにより、可動体５１０を移動可能に収容する収容室５３３（図１１（ｂ）参照）が形成されている。可動体５１０の第１部材５１１外面と第１ハウジング５３０内面との隙間は、例えば数十ミクロン〜２００ミクロン程度と小さく管理されており、収容室５３３は、可動体５１０により第１の室５３３ａと第２の室５３３ｂとに仕切られている。第１の室５３３ａは、流入孔５３０ｂを介して収容孔１０４ｆ内の圧力領域１０４ｆ１と連通可能であり、複数の流出孔５３０ｃを介して収容孔１０４ｆ内の圧力領域１０４ｆ２と連通可能である。第２の室５３３ｂは、連通孔５３０ｄを介して収容孔１０４ｆ内の領域１０４ｆ２と連通する。従って、前記第１の室５３３ａは、制御弁３００側の圧力供給通路（圧力領域１０４ｆ１と連通路１０４ｇと圧力領域１０４ｅ３）に連通し、第２の室５３３ｂは、クランク室１４０側圧力供給通路（圧力領域１０４ｆ２と連通路１０４ｊと連通路１０１ｅ）に連通する。また、第１の室５３３ａと第２の室５３３ｂは、複数の流出孔５３０ｃ、圧力領域１０４ｆ２及び連通孔５３０ｄを介して連通しており、流出孔５３０ｃ、圧力領域１０４ｆ２及び連通孔５３０ｄが、第１の室５３３ａと第２の室５３３ｂとを連通する連通部を構成する。第２ハウジング５４０の円筒部５４０ｃと可動体５１０の第２部材５１２とで囲まれた空間部は、円筒部５４０ｃに形成した絞り通路５４０ｄによって第２の室５３３ｂと連通している。
【００６５】
圧縮コイルバネ５２０は、第２の室５３３ｂ内において、第２ハウジング５４０と可動体５１０（第１部材５１１の端面）との間に支持され、可動体５１０を弁座５３０ａに向けて付勢しており、可動体５１０が弁座５３０ａに着座している状態で付勢力を有している。第１ハウジング５３０の圧入量を調整すれば圧縮コイルバネ５２０の付勢力を調整することができる。尚、第２ハウジング５４０の円筒部５４０ｃは、圧縮コイルバネ５２０の内側に設けて、圧縮コイルバネ５２０のガイド部材を兼ねている。
【００６６】
可動体５１０は、第１部材５１１の１点が第１ハウジング５３０の内面に当接し、第２部材５１２の１点が第２ハウジング５４０の円筒部５４０ｃ内面に当接して対角上の２点で支持されるようにそれぞれの隙間が調整されている。これにより、可動体５１０の動きが阻害されることなく、スムースに摺動することができる。
【００６７】
かかる構成の可動体収容部５０１では、可動体５１０の上流側である圧力領域１０４ｆ１の圧力と可動体５１０の下流側である圧力領域１０４ｆ２の圧力との圧力差に応答して可動体５１０が収容室５３３内を移動する。圧力差が所定値より小さい場合は可動体５１０が弁座５３０ａに当接して可動体５１１の上流側と下流側とを遮断し、圧力差が所定値を超えると可動体５１１の上流側と下流側とを開通する。言い換えれば、圧力差が所定値より小さい場合は制御弁３００とクランク室１４０との間の圧力供給通路１４５を閉鎖してクランク室１４０から制御弁３００側への冷媒の流れを阻止し、圧力差が所定値を超えると制御弁３００とクランク室１４０との間の圧力供給通路１４５を開放してクランク室１４０への冷媒の流入を可能とする。従って、本実施形態では可動体収容部５０１が第１実施形態の逆止弁２５０の機能を有しており、可動体５１０が、逆止弁の弁体として機能する。尚、圧縮コイルバネ４２０の付勢力は極めて小さく、制御弁３００の通電がＯＦＦされて可変容量圧縮機１００′が最小吐出容量で動作するときに発生する微小差圧でも、可動体５１０が開弁（図１１中、右方向に移動する）するように設定されている。
【００６８】
本実施形態の可動体収容部５０１は、圧縮コイルバネ４２０の付勢力を弱く、また、バネ定数も小さく設定することで、可動体５１０の可動ストロークを大きくすることができる。これにより、制御弁３００の弁体３０４が僅かに開弁した状態でも可動体収容部５０１の可動体５１０の可動ストロークが大きくなり、制御弁３００の弁体３０４の開度によらず制御弁３００の開弁状態を検出できる。尚、可動体５１０の最大可動ストロークは数ｍｍ程度に設定されており、これは制御弁３００の弁体３０４の最大開閉ストローク（０．５ｍｍ程度）より大幅に大きい。
【００６９】
尚、可動体５１０の可動ストロークを大きくするため、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１ハウジング５３０の側壁に形成した流出孔５３０ｃの形状は、頂角が弁座５３０ａ側に差し向けられた略三角形をなす形状を有していることが望ましい。これによって、冷媒の低流量域でも可動体５１０の可動ストロークを大きくでき、制御３００の開弁状態の検出精度を向上できる。
【００７０】
次に、第２実施形態の可変容量圧縮機１００′の動作について説明する。
エンジンからの駆動力によって可変容量圧縮機１００′の駆動軸１１０が回転している状態で、エアコンが非作動状態（ＯＦＦ運転）で非通電状態の制御弁３００は開弁して圧力供給通路１４５を開放する。これにより、弁開閉検出部５００の可動体収容部５０１より上流側の圧力供給通路１４５の圧力が昇圧する。可動体収容部５０１は、ＯＦＦ運転時の吐出吸入圧力差で確実に開弁するように圧縮コイルバネ５２０の付勢力が設定されているので、可動体収容部５０１の可動体５１０が図１１（ｂ）のように開弁して吐出室１４２とクランク室１４０とが圧力供給通路１４５を介して連通し、吐出冷媒ガスがクランク室１４０に導入され、可変容量圧縮機１００′は最小吐出容量で運転される。尚、このとき、逆止弁２００は開弁せず、圧縮された冷媒は、吐出室１４２、圧力供給通路１４５、クランク室１４０、放圧通路１４６、吸入室１４１で構成される内部経路を循環することは第１実施形態と同じである。
【００７１】
圧縮機１００′の最小吐出容量運転時では、可動体収容部５０１の第１の室５３３ａに作用する圧力が第２の室５３３ｂに作用する圧力より高く、可動体５１０の第２部材５１２の段差部５１２ｂが図１１（ｂ）に図示したように第２ハウジング５４０の円筒部５４０ｃの端面５４０ｅに当接して可動体５１０の移動が規制される。これにより、弁状態検出部５０２では、ホール素子５５１から電子回路５５２へ、可動体５１０の位置が第２の位置（磁石５１３がホール素子５５１に最も近づいた位置）であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路５５２は、制御弁３００が開弁状態であることを示す開弁状態検出信号を、入出力用コネクタ端子５５３を介して外部へ出力する。
【００７２】
エアコンを作動すべく、車室内目標温度に応じて設定される所定の制御電流値を制御弁３００に通電すると、制御弁３００は閉弁して制御弁３００と弁開閉検出部５００とで区画された圧力供給通路１４５（圧力領域１０４ｅ３と連通路１０４ｇと圧力領域１０４ｆ１）内の冷媒ガスは、絞り通路１０４ｋから吸入室１４１に流出し、弁開閉検出部５００の上流側圧力供給通路１４５内の圧力が低下する。これにより、可動体収容部５０１の第１の室５３３ａに作用する圧力が第２の室５３３ｂに作用する圧力より低くなり、可動体５１０が弁座５３０ａに当接して圧力領域１０４ｆ１と圧力領域１０４ｆ２とを遮断する。その結果、弁状態検出部５０２では、ホール素子５５１から電子回路５５２へ、可動体５１０の位置が第１の位置（磁石５１３がホール素子５５１から最も遠ざかった位置）であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路５５２は、制御弁３００が閉弁状態であることを示す閉弁状態検出信号を、入出力用コネクタ端子５５３を介して外部へ出力する。
【００７３】
制御弁３００が閉弁した状態では、第１実施形態と同様に、ピストン１３６が吸入冷媒を圧縮する際に発生するブローバイガスのみがクランク室１４０に流入し、クランク室１４０内の冷媒ガスは、放圧通路１４６を介して吸入室１４１に排出され、クランク室１４０の圧力が低下して吸入室１４１の圧力と同等となる。その結果、吐出容量が最小の状態から増大して吐出通路に介装した逆止弁２００が開弁し、吐出室１４２が吐出通路を介して車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続されて冷媒が循環する。クランク室１４０の圧力低下により、斜板１１１の傾角は最大まで増大し、可変容量圧縮機１００′は最大吐出容量運転となる。
【００７４】
可変容量圧縮機１００′の最大吐出容量運転時では、吸入室１４１の圧力が徐々に低下する。そして、吸入室１４１の圧力が制御弁３００の制御電流値で設定された設定圧まで低下すると、感圧手段のベローズ組立３０５のベローズが伸長して連結部３０６と連結し、弁体３０４が弁座面３０１ｆから離間して弁孔３０１ｃを開き、制御弁３００が開弁状態となる。これにより、弁開閉検出部５００上流側の圧力供給通路１４５（圧力領域１０４ｅ３と連通路１０４ｇと圧力領域１０４ｆ１）の圧力が昇圧し、可動体収容部５０１の第１の室５３３ａに作用する圧力が第２の室５３３ｂに作用する圧力より高くなり、可動体５１０の第２部材５１２の段差部５１２ｂが図１１（ｂ）のように第２ハウジング５４０の円筒部５４０ｃの端面５４０ｅに当接する。その結果、弁状態検出部５０２において、ホール素子５５１から電子回路５５２へ、可動体５１０の位置が第２の位置であることを示す位置検出信号が出力され、電子回路５５２から制御弁３００が開弁状態であることを示す開弁状態検出信号が入出力用コネクタ端子５５３を介して外部へ出力される。
【００７５】
制御弁３００の開弁後は、可動体収容部５０１の可動体５１０が開弁し、吐出室１４２とクランク室１４０とが圧力供給通路１４５で連通して吐出冷媒ガスが制御弁３００と可動体収容部５０１を経由してクランク室１４０に導入される。放圧通路１４６を介してクランク室１４０から吸入室１４１へ流出する冷媒ガスの流出量はオリフィス１０３ｃで制限されるので、クランク室１４０の圧力が上昇する。クランク室１４０の圧力と吸入室１４１の圧力との圧力差が所定値（ΔＰＨ）まで増加すると、斜板１１１の傾角が減少して吐出容量が減少する。吐出容量が減少して吸入室１４１の圧力が上昇すると、感圧手段のベローズ組立３０５のベローズが収縮して弁体３０４が閉弁方向に移動し、クランク室１４０に導入される吐出冷媒ガス量が減少してクランク室１４０の圧力が低下する。クランク室１４０の圧力低下によりクランク室１４０の圧力と吸入室１４１の圧力との圧力差が所定値ΔＰＬ（ΔＰＬ＜ΔＰＨ）まで減少すると斜板１１１の傾角が増加して吐出容量が増加する。このように、制御弁３００の開弁後は、感圧手段により、吸入室１４１の圧力が制御電流値で設定された設定圧になるよう制御弁３００の弁開度が自律的に調整され、可変容量圧縮機１００′は、制御電流値と制御吸入圧力値が一義的な関係にある吐出容量制御状態による運転が実行される。
【００７６】
本実施形態の可変容量圧縮機１００′によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、弁開閉検出部５００の可動体収容部５０１に逆止弁に機能を組み込んだので、逆止弁２５０が省略でき、製造コストを抑制できる利点がある。
【００７７】
また、円筒部５４０ｃと第２部材５１２で囲まれた空間内に磁石５１３を配置したので、圧力供給通路１４５を流れる冷媒に含まれる磨耗粉等の異物により、磁石５１３とホール素子５５１で構成された位置検出手段による位置検出に不具合を生じることを防止できる。更に、円筒部５４０ｃに形成した絞り通路５４０ｄによって、円筒部５４０ｃと第２部材５１２で囲まれた空間に、可動体５１０の移動に対するダンパー効果を持たせることができる。
【００７８】
次に、本発明の可変容量圧縮機１００、１００′の駆動トルク演算装置の一例を示し、説明する。
図１３は、車両エアコンシステムのエアコンＥＣＵ６００における駆動トルク演算に関連する構成を示したブロック図である。
図１３において、蒸発器目標温度設定手段６１０は、図示しない車室内温度設定と種々の外部情報に基づいて吐出容量制御の最終的な目標となる蒸発器出口空気温度を設定する。制御電流設定手段６２０は、蒸発器目標温度設定手段６１０で設定された目標温度と、蒸発器出口に配置された温度検出手段６３０で検知された実際の温度との偏差を演算し、この偏差が小さくなるように制御弁３００の電磁コイル３１３に通電する制御電流値Ｉを設定する。駆動手段６４０は、制御弁３００の電磁コイル３１３を流れる電流が、制御電流設定手段６２０で設定された制御電流値Ｉになるように電磁コイル３１３を駆動する。制御電流は所定の駆動周波数（例えば４００〜５００Ｈｚ）のＰＷＭ（パルス幅変調）により、デューティ比を変更することにより調整される。従って、可変容量圧縮機１００（又は１００′）は、蒸発器目標温度設定手段６１０で設定された目標温度に、温度検出手段６３０で検知された実際の温度が近づくように制御電流値Ｉが調整されて吐出容量が制御される。
【００７９】
駆動トルク演算手段６５０には、例えば高圧圧力検出手段６６０の出力信号Ｐｄ、エンジン回転数検出手段６７０の出力信号Ｎｅ、流量検出手段６８０の出力信号Ｖｒ、制御電流設定手段６２０の出力信号Ｉ（制御電流値Ｉ）、弁開閉検出部４００（又は５００）の出力信号（弁開閉状態検出信号）が入力されている。駆動トルク演算手段６５０は、これら入力信号に基づいて可変容量圧縮機１００（又は１００′）の駆動トルクＴｒを演算し、エンジンＥＣＵ７００に出力する。高圧圧力検出手段６６０及び流量検出手段６８０は、例えば可変容量圧縮機１００（又は１００′）の吐出室１４２とエアコンシステムの凝縮器（図示せず）との間の高圧側冷媒回路に配置される。
【００８０】
駆動トルク演算手段６５０は、弁開閉検出部４００（又は５００）から閉弁状態検出信号が入力した場合、即ち、制御弁３００が閉弁状態にあり、可変容量圧縮機１００（又は１００′）が最大吐出容量で動作している場合は、可変容量圧縮機１００（又は１００′）の駆動トルクＴｒを、例えば次式の４つのパラメータの関数として演算する。
Ｔｒ＝ｆ（Ｖｒ、Ｐｄ、Ｐｓ、Ｎｅ）
ここで、Ｐｓは吸入室１４１の制御圧力であり、最大吐出容量運転時であるので固定値として、他のパラメータから容易に推定できる。
【００８１】
また、弁開閉検出部４００（又は５００）から開弁状態検出信号が入力した場合、即ち、制御弁３００が開弁状態にあり、可変容量圧縮機１００（又は１００′）が吐出容量制御状態で動作している場合は、吸入室１４１の制御圧力は制御電流値Ｉで設定された設定圧力と同等であるので、駆動トルク演算手段６５０は、制御電流設定手段６２０から入力する制御電流値Ｉを吸入室１４１の制御圧力Ｐｓとして代用し、可変容量圧縮機１００（又は１００′）の駆動トルクＴｒを、次式の４つのパラメータの関数として演算する。
Ｔｒ＝ｆ（Ｖｒ、Ｐｄ、Ｉ、Ｎｅ）
【００８２】
即ち、駆動トルク演算手段６５０は、可変容量圧縮機１００（又は１００′）が吐出容量制御状態で動作している場合のみ、トルク演算用の吸入室１４１の制御圧力Ｐｓとして制御弁３００の制御電流値Ｉを代用し、最大吐出容量状態の場合は他のパラメータから推定した値を吸入室１４１の制御圧力Ｐｓとして使用して可変容量圧縮機１００（又は１００′）の駆動トルクＴｒを演算するので、演算した駆動トルクＴｒが実際のトルクから大きく乖離することはなく、可変容量圧縮機の駆動トルクの演算精度が向上する。
【００８３】
尚、第１実施形態の可動体収容部４０１において、可動体４１０の大径部４１０ａが段差部４２１ｄに当接したときに第１の室４２４ａと第２の室４２４ｂとを連通する絞り通路を、大径部４１０ａと段差部４２１ｄとの当接面の間に設けるとよい。これによって、第１の室４２４ａに異物が侵入した場合に、前記絞り通路を経由して第２の室４２４ｂからクランク室１４０に異物が排出され易くなる。
【００８４】
また、第２実施形態の可動体収容部５０１において、制御弁３００側から流入する冷媒流の主流は流入孔５３０ｂから第１の室５３３ａと流出孔５３０ｃを経由して下流側に流れるが、一部は可動体５１０の第１部材５１１の側壁と第１ハウジング５３０内面との微小な隙間から第２の室５３３ｂに漏れる。この流れに沿って異物が第２の室５３３ｂに侵入する虞れがある。これを抑制するために、第１部材５１１の側壁の中間部に異物を流出孔５３０ｃに導く環状溝を形成するとよい。
【００８５】
また、各実施形態では、可動体収容部４０１，５０１と弁状態検出部４０２，５０２を一体化したが、分離して配設するようにしてもよい。
【００８６】
また、各実施形態では、吸入室１４１の圧力を所定値に自律制御する感圧手段を有する制御弁を備えた可変容量圧縮機の例を示したが、圧縮機内部の吐出圧領域の２点間の差圧、吸入圧領域の２点間の差圧、或いは、高圧領域と低圧領域の差圧を自律制御する感圧手段を有する制御弁を備えた可変容量圧縮機にも、本発明を適用できる。
【００８７】
また、各実施形態では、クラッチレス可変容量圧縮機としたが、クラッチ付き可変容量圧縮機としてもよい。また、圧力供給通路の開度を圧縮機内部の圧力を受けて自律的に調整する感圧手段を有する制御弁を備える可変容量圧縮機であれば、本実施形態の往復動式に限らず、ベーン式、スクロール式等、他の駆動方式の可変容量圧縮機としてもよい。
【００８８】
また、弁状態検出部から出力される制御弁開閉状態を示す開閉状態検出出力を、エアコンシステムの蒸発器送風ファン、内外気切り替えダンパー、エアミックスダンパー等の各制御機器の制御に使用することが考えられる。
【符号の説明】
【００８９】
１００，１００′…可変容量圧縮機、１４０…クランク室、１４１…吸入室、１４２…吐出室、１４５…圧力供給通路、２５０…逆止弁、３００…制御弁、３０５…ベローズ、３０６…連結部、３０４…弁体、４００，５００…弁開閉検出部、  ４０１，５０１…可動体収容部、４０２，５０２…弁状態検出部、４１０，５１０…可動体、４１１，５１３…磁石、４２４ａ，５３３ａ…第１の室、４２４ｂ，５３３ｂ…第２の室、４３１，５５１…ホール素子、４３２，５５２…電子回路
【図１】
2014234777.tif 000003
【図２】
2014234777.tif 000004
【図３】
2014234777.tif 000005
【図４】
2014234777.tif 000006
【図５】
2014234777.tif 000007
【図６】
2014234777.tif 000008
【図７】
2014234777.tif 000009
【図８】
2014234777.tif 000010
【図９】
2014234777.tif 000011
【図１０】
2014234777.tif 000012
【図１１】
2014234777.tif 000013
【図１２】
2014234777.tif 000014
【図１３】
2014234777.tif 000015