(57)【要約】【課題】可変容量圧縮機用制御弁において高圧依存を抑えるとともに、安定した制御特性を確保できるようにする。【解決手段】ある態様の制御弁においては、弁孔１４の内径Ｄ１を作動ロッド１８の有効受圧径Ｄ３よりも所定量小さくしたため（Ｄ１＜Ｄ３）、吐出圧力の変化により吸入圧力が高くなる高圧依存を抑制した制御特性が得られるようになる。すなわち、吐出圧力が高くなるにつれて弁体１６に閉弁方向の力が大きく作用するため、吸入圧力の上昇が抑制される。また、作動ロッド１８の有効受圧径をＯリング２１により実現する構成としたため、作動ロッド１８のボディ１０への組み込み時にはＯリング２１を変形させつつ挿入することができる。【選択図】図２
2011043102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御して可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、
一端側から前記クランク室のクランク圧力が導入されるクランク圧力室、前記吐出室の吐出圧力が導入される吐出圧力室、被感知圧力が導入される圧力感知室が設けられるとともに、さらに前記吐出圧力室と前記クランク圧力室とを連通させる弁孔と、前記吐出圧力室と前記圧力感知室とを連通させるガイド孔とが設けられたボディと、
前記クランク圧力室側から前記弁孔の開口端部に着脱して弁部を開閉する弁体と、
吸入室の吸入圧力または前記クランク圧力を前記被感知圧力として感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると前記弁体に開弁方向の力を作用させる感圧部と、
前記設定圧力に応じた閉弁方向のソレノイド力を前記弁体に作用させるソレノイドと、
前記ガイド孔に摺動可能に挿通され、前記弁孔を貫通する一端側に前記弁体が設けられる一方、他端側にて受ける前記ソレノイド力を前記弁体に伝達可能な作動ロッドと、
前記作動ロッドと前記ガイド孔との間に介装されて前記吐出圧力室から前記圧力感知室への冷媒の漏洩を規制するシール部材と、
を備え、
前記ガイド孔は、前記弁孔の内径以下の内径を有し前記作動ロッドを摺動可能に支持する摺動部と、前記吐出圧力室側の開口端部に形成されて前記弁孔よりも大きな内径を有する拡径部とを含み、
前記シール部材は、前記作動ロッドに外挿される可撓性を有する環状体からなり、その外周面が前記ガイド孔の拡径部に摺動可能に配設され、その拡径部に対応する位置にて前記作動ロッドの受圧部を形成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】
前記弁体が前記作動ロッドに一体成形され、
前記作動ロッドが、前記弁体とは反対側の端部が前記クランク圧力室側から前記弁孔を経由して前記ガイド孔に挿通されるようにして組み付けら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】
前記吐出室から前記吐出圧力室に冷媒が導入される際に、その冷媒に含まれる異物の侵入を規制するフィルタを備え、
前記ガイド孔の拡径部と前記作動ロッドとの間のクリアランスが、前記フィルタのメッシュの幅よりも大きくな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】
前記圧力感知室が前記吸入室に連通し、前記被感知圧力として吸入圧力を導入する吸入圧力室として設けられるとともに、前記作動ロッドを貫通するように前記クランク圧力室と前記吸入圧力室とを連通可能な連通路が設けられ、
前記ソレノイドの駆動開始時に前記連通路を開放して前記クランク圧力室から前記吸入圧力室への冷媒の導出を許容する一方、前記ソレノイドの駆動開始後には前記連通路を閉じて前記クランク圧力室から前記吸入圧力室への冷媒の導出を規制する開閉機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項５】
前記ソレノイドが、前記ボディに対して固定されたコアと、前記作動ロッドの他端側を支持しつつ前記弁体に駆動力を伝達するプランジャと、通電により前記プランジャおよび前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとを含んで構成され、
前記プランジャが、前記コアに対向する第１プランジャと、前記作動ロッドの他端部を支持する第２プランジャとを、軸線方向に直列に配置して構成され、
前記第１プランジャと前記第２プランジャとの間に、前記感圧部として前記吸入圧力を感知する感圧部材と、前記第２プランジャを開弁方向に付勢する付勢部材とが配置され、
前記ソレノイドの通電時には、前記第１プランジャと前記第２プランジャとが前記感圧部材を介して一体となって動作し、前記ソレノイドへの非通電時には、前記第２プランジャが前記付勢部材の付勢力により第１プランジャから離間可能に構成され、
前記第２プランジャが前記作動ロッドの前記弁体とは反対側端部に当接して前記連通路の開口端部を閉じるように構成されるとともに、前記ソレノイドの駆動開始時には前記第２プランジャが前記作動ロッドから離間することにより前記連通路を開放することを特徴とする請求項４に記載の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、自動車用空調装置に用いられる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、またはクランク室と吸入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】
このような制御弁として、例えば吸入圧力Ｐｓに応じてクランク室への冷媒の導入量を調整することにより、クランク圧力Ｐｃを制御するものがある。この制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知して変位する感圧部と、感圧部の駆動力を受けて吐出室からクランク室へ通じる通路を開閉制御する弁部と、感圧部の設定値を外部電流によって可変できるソレノイドとを備える。このような制御弁は、吸入圧力Ｐｓが外部電流により設定された設定圧力に保持されるように弁部を開閉する。一般に、吸入圧力Ｐｓは蒸発器出口の冷媒温度に比例するため、その設定圧力を所定値以上に保持することにより、蒸発器の凍結等を防止できる。また、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】
ところで、このような制御弁には、高圧で圧力変動の大きな吐出圧力Ｐｄの影響を小さくすることで、クランク圧力Ｐｃの正確な制御を実現するように構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。この制御弁は、そのボディにおいて吐出室に連通するポートとクランク室に連通するポートとの間に形成された冷媒通路に弁座を有し、その弁座に対してクランク室に連通するポートの側から接離自在に弁体が配置されている。さらに、その弁体には弁孔を貫通する感圧ピストンが一体に形成されている（以下、この一体形成された部材を便宜上「弁ロッド」という）。この制御弁において、感圧ピストンは、弁孔の内径とほぼ同じ外径を有し、弁体が開弁方向に吐出圧力Ｐｄを受ける受圧面積と感圧ピストンが閉弁方向に吐出圧力Ｐｄを受ける受圧面積とがほぼ等しくされている。これにより、吐出圧力Ｐｄによる力として、弁体に開弁方向に作用する力と感圧ピストンに閉弁方向に作用する力とが実質的にキャンセルされる。
【０００６】
しかしながら、このように弁体と感圧ピストンとが弁ロッドとして一体に設けられる一方、弁体が弁孔よりも大きく形成されるため、その弁ロッドを制御弁のボディに組み込む際には、感圧ピストンの側から弁孔を通してボディに挿入する必要がある。そのため、ほぼ同じとはいえ、構成上必然的に弁孔の内径が感圧ピストンの外径よりも大きくなる。つまり、弁体の有効受圧面積が感圧ピストンの有効受圧面積よりも大きくなるために吐出圧力Ｐｄが弁体の開弁方向に作用する。その結果、吐出圧力Ｐｄが高くなるほどクランク室へ導入される冷媒流量が増加してクランク圧力Ｐｃが高くなり、そのクランク圧力Ｐｃの上昇につられて吸入圧力Ｐｓも高くなってしまうという高圧依存の問題が生じる。この高圧依存の状態になると、吸入圧力Ｐｓを設定圧力に正確に保持することが困難となる。
【０００７】
このような問題を解決するために、弁ロッドのボディへの組み付け過程でその高圧依存を低減可能な構造を実現する技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。具体的には、弁ロッドをボディに組み付ける際にコイニング加工等により弁孔の開口面積を小さくする技術、弁体と感圧ピストンとを別体にて構成し、感圧ピストンの小径の先端部を弁孔に挿通した後に弁体を反対側から接合して弁ロッドとする技術などが開示されている。このような方法により、弁孔の内径を感圧ピストンの外径よりも小さくすることが可能になり、吐出圧力Ｐｄが高くなっても吸入圧力Ｐｓの上昇を抑えることができるようになる。つまり、高圧依存の問題を抑制して吐出圧力Ｐｄによらず吸入圧力Ｐｓを設定圧力に維持できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−６１２５３号公報
【特許文献１】特開２００８−２６７２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、コイニング加工は一般に、閉弁性能を確保するために弁体と弁座との当接面の形状を合わせるために行われるものであり、大きな塑性変形を前提とするものではない。このように弁孔を意図的に小さくするほどの変形を伴わせると、場合によっては弁体または弁座が大きく変形し、個々の寸法精度を低下させてしまう可能性がある。一方、弁体と感圧ピストンとを後に接合する構成においては、個々の寸法誤差や両者の組み付け誤差により閉弁性能の低下をもたらす可能性がある。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、可変容量圧縮機用制御弁における組み付け精度を担保しつつ簡易な構成により高圧依存を抑え、安定した制御特性を確保できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を制御して可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁において、一端側からクランク室のクランク圧力が導入されるクランク圧力室、吐出室の吐出圧力が導入される吐出圧力室、被感知圧力が導入される圧力感知室が設けられるとともに、さらに吐出圧力室とクランク圧力室とを連通させる弁孔と、吐出圧力室と圧力感知室とを連通させるガイド孔とが設けられたボディと、クランク圧力室側から弁孔の開口端部に着脱して弁部を開閉する弁体と、吸入室の吸入圧力またはクランク圧力を被感知圧力として感知し、その被感知圧力が設定圧力よりも低くなると弁体に開弁方向の力を作用させる感圧部と、設定圧力に応じた閉弁方向のソレノイド力を弁体に作用させるソレノイドと、ガイド孔に摺動可能に挿通され、弁孔を貫通する一端側に弁体が設けられる一方、他端側にて受けるソレノイド力を弁体に伝達可能な作動ロッドと、作動ロッドとガイド孔との間に介装されて吐出圧力室から圧力感知室への冷媒の漏洩を規制するシール部材と、を備える。
【００１２】
ガイド孔は、弁孔の内径以下の内径を有し作動ロッドを摺動可能に支持する摺動部と、吐出圧力室側の開口端部に形成されて弁孔よりも大きな内径を有する拡径部とを含む。シール部材は、作動ロッドに外挿される可撓性を有する環状体からなり、その外周面がガイド孔の拡径部に摺動可能に配設され、その拡径部に対応する位置にて作動ロッドの受圧部を形成する。
【００１３】
この態様によれば、作動ロッドの一端側に弁体が一体に設けられる一方、その作動ロッドの所定位置にシール部材が外挿されるように設けられている。作動ロッドは、ガイド孔の摺動部に摺動しつつ直接支持されるが、高圧側においてはシール部材を介してガイド孔の拡径部に摺動しつつ間接的に支持される。このような構成において、シール部材が作動ロッドの受圧部を構成し、その受圧部が位置する拡径部が弁孔よりも大きな内径を有するため、吐出圧力が弁体に閉弁方向に作用するようになる。すなわち、吐出圧力が上昇しても弁開度が小さくなる方向に力が作用することになり、クランク圧力ひいては吸入圧力の上昇を抑制する。その結果、高圧依存となるのを抑制し、安定した制御特性を確保可能となる。また、可撓性を有するシール部材が大径の受圧部を形成するため、作動ロッドをボディに組み込む際にはそのシール部材を内方に撓めつつ弁孔を通し、ガイド孔に挿通させることができる。すなわち、作動ロッドを分割して後に組み付けたり、弁孔を後に変形させる必要もないため、その作動ロッドの組付けを経ても、制御弁としての寸法精度や組み付け精度を担保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、可変容量圧縮機用制御弁における組み付け精度を担保しつつ簡易な構成により高圧依存を抑え、安定した制御特性を確保可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の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Ａ部拡大断面図である。
【図３】実施の形態による作用効果を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、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。  
図１は、実施の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、図示しない自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」という）に組み込まれる。この冷凍サイクルは、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る。冷媒には例えば代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ）などが使用されるが、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いてもよい。その場合には、冷凍サイクルに凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器を配置してよい。
【００１７】
制御弁１は、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通させる冷媒通路に弁部を配置して、その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入れ制御の制御弁として構成されている。クランク室と吸入室との間にはクランク室内の冷媒を吸入室へ漏洩させるためのオリフィス等も設けられているが、これらの図示および詳細な説明については省略する。
【００１８】
制御弁１は、内部に弁部を備えた弁本体２と、その弁本体２に一体に組み付けられて弁部を開閉させるソレノイド３とを含んで構成される。弁本体２は、内部に冷媒通路が形成された段付円筒状のボディ１０を備える。ボディ１０の側部には、図示しない圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１１が設けられている。すなわち、ポート１１が設けられた内部空間は、吐出圧力Ｐｄが導入される吐出圧力室６１を形成している。ポート１１は、ボディ１０の上部に開口されたポート１２と内部で連通している。ポート１２は、圧縮機のクランク室に連通し、弁部を介して制御された圧力（「クランク圧力」という）Ｐｃを導出する。すなわち、ポート１２が設けられた内部空間は、クランク圧力Ｐｃが導入されるクランク圧力室６２を形成している。ボディ１０のポート１１の周囲には、吐出冷媒に含まれる金属粉等の異物が吐出圧力室６１へ流入することを抑制するフィルタを備えたストレーナ６３が設けられている。また、ボディ１０のポート１２の周囲には、クランク室から導入される冷媒に含まれる異物がクランク圧力室６２へ流入することを抑制するフィルタを備えたストレーナ６４が設けられている。
【００１９】
ポート１１とポート１２とを連通する冷媒通路には弁孔１４が設けられている。弁孔１４のクランク圧力室６２側の開口端部には、弁座１５がボディ１０に一体に形成されている。また、その弁座１５にクランク圧力室６２側から対向するように弁体１６が配設されている。さらに、ボディ１０の軸線に沿って弁孔１４に対向するようにガイド孔１７が形成され、そのガイド孔１７に長尺状の作動ロッド１８が摺動可能に挿通されている。作動ロッド１８の一端側にはその外径が一段小さくなった縮径部１９が形成されている。縮径部１９は、弁孔１４を貫通してクランク圧力室６２に延出し、その先端部に円板状の弁体１６が設けられている。作動ロッド１８と弁体１６はステンレス製の管状部材を切削加工により一体成形することによって得られる。ボディ１０は、弁体１６や作動ロッド１８よりも軟らかい金属材料（真鍮など）からなる。弁体１６は、作動ロッド１８とともにその軸線方向に沿って弁座１５に接離自在に動作する。作動ロッド１８には、軸線方向にこれを貫通する連通路６５が形成されている。
【００２０】
ガイド孔１７は、作動ロッド１８の下半部を摺動可能に支持する摺動部６６と、吐出圧力室側に一段拡径された所定長さの拡径部６８を有する。後述のように、摺動部６６は弁孔１４よりも小さな内径を有し、拡径部６８は弁孔１４よりも大きな内径を有する。作動ロッド１８における吐出圧力室６１の近傍位置には所定深さの環状溝２０が形成され、シール用のＯリング２１が外挿嵌合されている。それにより、吐出圧力室６１から摺動部６６への冷媒の漏洩が規制されている。Ｏリング２１は、このようなシール機能だけでなく、作動ロッド１８の受圧部としても機能するが、その詳細については後述する。
【００２１】
ボディ１０の上端開口部にはばね受け部材２２が螺着されており、そのばね受け部材２２と弁体１６との間には、弁体１６を閉弁方向に付勢する付勢手段としてのスプリング２３が介装されている。スプリング２３の荷重は、ばね受け部材２２のボディ１０への螺入量により調整可能となっている。
【００２２】
ボディ１０の下方には、圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート２４が形成されている。すなわち、ポート２４が設けられた内部空間は、吸入圧力Ｐｓが導入される吸入圧力室６９（「圧力感知室」に該当する）を形成している。
【００２３】
弁本体２とソレノイド３とは、磁性材料からなる筒状の接続部材２５を介して接続されている。すなわち、ボディ１０の下端部が接続部材２５の上端部に圧入され、ソレノイド３のケース３０の上端部が接続部材２５の下端部に圧入されている。
【００２４】
ソレノイド３は、ヨークとしても機能するケース３０と、ケース３０内に配設されたモールドコイル３１と、モールドコイル３１内に挿通された有底スリーブ３２と、有底スリーブ３２内に固定されたコア３３と、コア３３と軸線方向に対向配置されたプランジャ３４とを含んで構成されている。モールドコイル３１は、円筒状のボビン４１と、ボビン４１に巻回された電磁コイル４２とを含んで構成されている。モールドコイル３１の下端部には、磁性材料からなるリング状のプレート４９がモールドされている。このプレート４９は、ケース３０とともに磁気回路を形成する。ケース３０は、その下端部が加締められてモールドコイル３１を固定し、その上端部が加締められて接続部材２５に固定されている。
【００２５】
プランジャ３４は、ダイヤフラム５０を挟んで分割された２つのプランジャからなり、その一方である第１プランジャ５１がモールドコイル３１の内部に配置され、他方の第２プランジャ５２がボディ１０と接続部材２５とにより囲まれる空間に配置されている。ダイヤフラム５０は、感圧部を構成する可撓性を有する感圧部材であり、ポリイミドフィルムを複数枚重ねて構成されている。なお、変形例においては、ダイヤフラム５０として金属ダイヤフラムを採用してもよい。
【００２６】
第２プランジャ５２の上面中央には凹部３６が形成され、その中央のフラットな面に作動ロッド１８の下端面が接離可能に支持されている。図示の状態では、第２プランジャ５２が作動ロッド１８に当接してその下端開口部を封止しているため、クランク圧力室６２と吸入圧力室６９との連通が遮断されているが、第２プランジャ５２が作動ロッド１８から離間すると、クランク圧力室６２から連通路６５を介して吸入圧力室６９への冷媒の導出が許容されるようになる。また、第２プランジャ５２の上端部には、半径方向外向きに延びるフランジ部３８が設けられており、そのフランジ部３８の下面を接続部材２５の上面と対応させるようにしている。これにより、ソレノイド３の通電時にフランジ部３８と接続部材２５との間に軸線方向の吸引力を発生させ、弁体１６が閉弁方向に迅速に移動できるようにしている。第２プランジャ５２は、接続部材２５内に形成された段差部との間に介装されたスプリング５５（「付勢部材」に該当する）によって上方へ付勢されている。このスプリング５５は、弁体１６を閉弁方向に付勢するスプリング２３よりも大きなばね力を有する。
【００２７】
第２プランジャ５２の下方には、有底スリーブ３２の中に第１プランジャ５１、コア３３およびスプリング５６を収容して、その開口部をダイヤフラム５０で封止したアセンブリが配置されている。すなわち、有底スリーブ３２の上端開口部には半径方向外向きに延出するフランジ部７０が設けられ、そのフランジ部７０との間にダイヤフラム５０の外周縁部を挟むように円環状の挟持板７２が接合（外周溶接）されている。上記アセンブリは、このようにダイヤフラム５０が組み付けられた状態でその上端部を接続部材２５の下端開口部に挿入し、下方から環状部材７４を圧入することにより接続部材２５ひいてはボディ１０に対して固定される。接続部材２５の下端面と挟持板７２との間にはシール用のＯリング７５が介装されている。
【００２８】
有底スリーブ３２の外側には、モールドコイル３１、磁性材料からなるケース３０が配置されている。有底スリーブ３２は、有底円筒形状をなし、非磁性体からなる上半部４５と磁性体からなる下半部４６とを溶接して構成されている。この有底スリーブ３２の中には、その下半部４６側にコア３３が圧入され、その上半部４５側に第１プランジャ５１が軸線方向に進退自在に配置されている。
【００２９】
第１プランジャ５１は、コア３３の中心を軸線方向に延びるシャフト５７の一端に圧入されている。シャフト５７の他端は、コア３３の中に配置された軸受部材５８によって支持されている。シャフト５７の途中には止輪５９が嵌合され、その止輪５９によって上方への移動が規制されるようにばね受け６０が設けられている。ばね受け６０と軸受部材５８との間には、第１プランジャ５１をシャフト５７を介してコア３３から離れる方向へ付勢するスプリング５６が介装されている。このスプリング５６の荷重は、例えば有底スリーブ３２の底部を外部から押して変形させ、軸受部材５８の軸線方向の位置を変えることによって調整することができる。
【００３０】
ケース３０の下端開口部には、ソレノイド３の内部を下方から封止するように取っ手３９が設けられている。取っ手３９は、電磁コイル４２につながる端子７６の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。端子７６は、図示しない外部電源に接続される。また、外部からの異物の侵入を防止するために、有底スリーブ３２と取っ手３９との間にはシール用のＯリング７７が配設され、取っ手３９とケース３０との間にもシール用のＯリング７８が配設されている。さらに、制御弁１を図示しない圧縮機のハウジングに取り付ける際にそのハウジングの取付孔への異物の侵入を防止するために、ケース３０の下端部には、シール用のＯリング８０が外挿嵌合されている。
【００３１】
図２は、図１のＡ部拡大断面図である。  
本実施の形態の弁部は、弁孔１４の内径Ｄ１が作動ロッド１８の外径Ｄ２よりもやや大きくなるように構成されている（Ｄ１＞Ｄ２）。作動ロッド１８が摺動部６６に摺動可能に構成されていることから、この作動ロッド１８の外径Ｄ２は、ガイド孔１７の摺動部６６の内径にほぼ等しくなっている。一方、ガイド孔１７の拡径部６８の内径Ｄ３が弁孔１４の内径Ｄ１よりもやや大きくなるように構成されている（Ｄ１＜Ｄ３）。Ｏリング２１が拡径部６８に摺動可能に構成されていることから、このＯリング２１の外径は、拡径部６８の内径Ｄ３にほぼ等しくなっている。なお、弁孔１４よりも拡径部６８の内径を大きくする方法としては、例えば旋盤による中グリ加工により弁孔１４、拡径部６８、摺動部６６を順次加工する過程でその加工半径を変化させる方法が挙げられる。このような外径および内径の大小関係により、作動ロッド１８の寸法精度や組み付け精度を高く保つとともに、その作動ロッド１８の組み付けを簡易かつ低コストに実現することができる。
【００３２】
すなわち、作動ロッド１８の外径Ｄ２が弁孔１４の内径Ｄ１よりも小さいことから、作動ロッド１８をクランク圧力室６２の側からボディ１０に差し込むようにして組み付けることができる。図１を参照して説明すると、作動ロッド１８にＯリング２１を取り付けた状態で、その弁体１６とは反対側の端部（図示の下端部）からクランク圧力室６２に差し込み、弁孔１４を通してガイド孔１７に挿通させる。Ｏリング２１の外径が弁孔１４の内径よりも大きいため、その挿入過程でＯリング２１が弁孔１４に引っかかることになるが、Ｏリング２１が内方に弾性変形するため弁孔１４を通過することは可能である。弁孔１４の開口端部がテーパ面となっているため、Ｏリング２１の通過もスムーズに行われる。Ｏリング２１は、弁孔１４を通過すると弾性復帰するため、その内方において作動ロッド１８の外周面に密着し、外方において拡径部６８に当接するようになる。すなわち、作動ロッド１８は、その下半部が摺動部６６に摺動しつつ直接支持され、その高圧側においてＯリング２１を介して拡径部６８に摺動しつつ間接的に支持される。
【００３３】
このような構成により、作動ロッド１８において吐出圧力Ｐｄが作用する開弁方向の有効径は弁孔１４の内径Ｄ１に等しくなり、閉弁方向の有効径は拡径部６８の内径Ｄ３に等しくなる。つまり、吐出圧力Ｐｄの開弁方向への作用が小さくなり、弁部が高圧依存となることが抑制される。その結果、安定した弁特性を確保可能となる。なお、本実施の形態では、ガイド孔１７の拡径部６８と作動ロッド１８との間のクリアランスが、ストレーナ６３のフィルタのメッシュの幅よりも大きくなるように構成されている。このため、ストレーナ６３を通過した小さな異物がそのクリアランスに引っかかって噛み込みが発生する可能性が極めて低くなる。
【００３４】
図１に戻り、本実施の形態の制御弁の動作について説明する。  
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３３とプランジャ３４との間に吸引力が作用しない。また、吸入圧力Ｐｓが高いため、ダイヤフラム５０に当接した第１プランジャ５１は、スプリング５６の荷重に抗して下方へ変位し、第１プランジャ５１をコア３３へ当接させる。一方、第２プランジャ５２は、スプリング５５によって第１プランジャ５１から離れるよう上方へ付勢されているため、作動ロッド１８を介して弁体１６をその全開位置に付勢する。このとき、圧縮機の吐出室からポート１１に導入された吐出圧力Ｐｄの冷媒は、全開状態の弁部を通過し、ポート１２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が上昇し、圧縮機は最小容量運転を行う。
【００３５】
一方、自動車用空調装置が起動されたときのように、ソレノイド３の電磁コイル４２に最大の制御電流が供給されると、第１プランジャ５１がダイヤフラム５０を介してスプリング５５の付勢力に抗して第２プランジャ５２を吸引する。第２プランジャ５２は、吸引されてダイヤフラム５０に当接されることにより下方へ移動し、これに伴って、弁体１６がスプリング２３により押し下げられて弁座１５に着座し、弁部は全閉状態になる。またそれに加え、ソレノイド３の吸引力によって第２プランジャ５２が一時的に作動ロッド１８から離間するため、クランク圧力室６２と吸入圧力室６９とが連通する。その結果、クランク室の冷媒がクランク圧力室６２、連通路６５、吸入圧力室６９を通ってポート２４から吸入室側へ導出される。すなわち、吐出室からクランク室への通路が遮断されるとともに、クランク室の冷媒がオリフィスのみならず制御弁１を経て逃がされるため、圧縮機が速やかに最大容量運転に移行できるようになる。本実施の形態において、このように第２プランジャ５２と作動ロッド１８とを当接または離間させる機構が「開閉機構」を構成する。
【００３６】
こうして吸入室の吸入圧力Ｐｓが十分に低くなると、ダイヤフラム５０がその吸入圧力Ｐｓを感知して上方へ変位し、第２プランジャ５２が作動ロッド１８に当接して連通路６５は遮断される。このため、クランク圧力Ｐｃが不要に低下することが防止される。このとき、ソレノイド３の電磁コイル４２に供給される制御電流を空調の設定温度に応じて小さくすると、第２プランジャ５２および第１プランジャ５１は吸着状態のまま一体となって、吸入圧力Ｐｓとスプリング２３，５５，５６の荷重とソレノイド３の吸引力とがバランスした位置まで上方へ移動する。これにより、弁体１６が第２プランジャ５２により押し上げられ、弁座１５から離れて所定の開度に設定される。したがって、吐出圧力Ｐｄの冷媒が開度に応じた流量に制御されてクランク室に導入され、圧縮機は、制御電流に対応した容量の運転に移行するようになる。
【００３７】
ソレノイド３の電磁コイル４２に供給される制御電流が一定の場合、ダイヤフラム５０が吸入圧力Ｐｓ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が高くなった場合には、弁体１６が作動ロッド１８，第２プランジャ５２，ダイヤフラム５０及び第１プランジャ５１と一体となって下方へ変位するので、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。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Ｐｓが低くなった場合は、弁体１６が上方へ変位して弁開度を大きくするので、圧縮機は、吐出容量を減らすよう動作する。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になるよう圧縮機の吐出容量を制御する。
【００３８】
図３は、実施の形態による作用効果を表す図である。（Ａ）は本実施の形態の圧力特性を示し、（Ｂ）は比較例として弁孔の内径が作動ロッドの有効受圧径よりもやや大きい場合の圧力特性を示している。各図において、横軸は吐出圧力Ｐｄを示し、縦軸は吸入圧力Ｐｓを示している。そして、制御電流としてＩ１（０．２６Ａ）、Ｉ２（０．５２Ａ）、Ｉ３（０．７５Ａ）を付与した場合に吐出圧力Ｐｄを高めていった場合の吸入圧力Ｐｓの変化が示されている。
【００３９】
本実施の形態では上述のように、弁孔１４の内径Ｄ１を作動ロッド１８（Ｏリング２１による受圧部を含む）の有効受圧径Ｄ３よりも所定量小さく構成している（Ｄ１＜Ｄ３）。具体的には、図２に示すＤ１＝３．８ｍｍ、Ｄ２＝３．７ｍｍ、Ｄ３＝４ｍｍとしている。これに対し、比較例においては拡径部を設けておらず、弁孔の内径Ｄ１を作動ロッドの有効受圧径Ｄ２＝Ｄ３よりも若干大きく構成している（Ｄ１＜Ｄ２＝Ｄ３）。具体的には、図２に示すＤ１＝３．８ｍｍ、Ｄ２＝Ｄ３＝３．７ｍｍとしている。その結果、図３（Ｂ）に示す比較例においては吐出圧力Ｐｄが上昇するにつれて吸入圧力Ｐｓが高くなる高圧依存となっているものの、同図（Ａ）に示す本実施の形態では、その高圧依存を抑制した制御特性が得られている。これは、吐出圧力Ｐｄが高くなるにつれて弁体１６に閉弁方向の力が大きく作用するため、吸入圧力Ｐｓの上昇が抑制されることによる。吸入圧力Ｐｓの設定圧力、つまり制御弁１へ供給する電流値によっては吸入圧力Ｐｓが実質的に一定となる制御特性が得られるようになる。なお、弁孔１４の内径Ｄ１を作動ロッド１８の有効受圧径Ｄ３よりもどの程度小さくするかは、例えばスプリング２３等による荷重の影響も考慮して適宜設定することになる。
【００４０】
以上に説明したように、本実施の形態の制御弁１においては、弁孔１４の内径Ｄ１を作動ロッド１８の有効受圧径Ｄ３よりも小さくしたことにより、弁部が高圧依存となるのを抑制できる。このため、制御弁１の制御状態において吐出圧力Ｐｄによる力とバランスするソレノイド力を小さくできる。その結果、ソレノイド３ひいては制御弁１のコンパクト化が実現可能となる。また、作動ロッド１８の有効受圧径Ｄ３を可撓性を有するＯリング２１により実現する構成としたため、作動ロッド１８と弁体１６とを別体で構成したり、作動ロッド１８による弁孔１４のコイニング等を実施する必要もなく、簡易かつ低コストに実現することが可能となる。また、Ｏリング２１が可撓性を有するため、作動ロッド１８の防振効果も期待される。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の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。
【００４２】
上記実施の形態においては、ソレノイド３としてプランジャ分割型のものを例示したが、例えば特許文献１に示された制御弁のように単一のプランジャからなるソレノイドを採用してもよい。その場合、例えばソレノイドのシャフトと作動ロッドとを一体に構成してもよい。
【００４３】
上記実施の形態においては、感圧部材としてのダイヤフラム５０をポリイミドフィルムを複数枚重ねて構成したが、例えば他の樹脂材、あるいはベリリウム銅やステンレス鋼等の金属薄板から構成してもよい。あるいは、感圧部材をベローズその他の可撓性を有する部材により構成してもよい。
【００４４】
なお、上記実施の形態においては、弁孔の内径を作動ロッドの有効受圧径（拡径部６８の内径）よりも小さくしたが、吐出圧力Ｐｄのキャンセルの効果を発揮させるために、両者の径は大きく異ならないようにするのが好ましい。この点については、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの関係を表す制御特性を考慮して適切な径の差を設定するとよい。
【００４５】
上記実施の形態においては、制御弁１を可変容量圧縮機の吸入圧力Ｐｓを設定圧力に保つように容量制御を行ういわゆるＰｓ感知弁として構成した例を示したが、本発明の制御弁の制御方式や制御対象はこれらに限られない。例えば、ポート２４からクランク圧力Ｐｃを導入し、クランク圧力Ｐｃを設定圧力に保つように容量制御を行ういわゆるＰｃ感知弁として構成することもできる。
【００４６】
上記実施の形態では、制御弁１を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流量を制御する制御弁として構成した例を示したが、クランク室から吸入室に導出する冷媒流量を制御する制御弁として構成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  制御弁、  ２  弁本体、  ３  ソレノイド、  １０  ボディ、  １４  弁孔、  １５  弁座、  １６  弁体、  １７  ガイド孔、  １８  作動ロッド、  ２１  Ｏリング、  ３３  コア、  ３４  プランジャ、  ４２  電磁コイル、  ５０  ダイヤフラム、  ６１  吐出圧力室、  ６２  クランク圧力室、  ６５  連通路、  ６６  摺動部、  ６８  拡径部、  ６９  吸入圧力室。
【図１】
2011043102.tif 000003
【図２】
2011043102.tif 000004
【図３】
2011043102.tif 000005