(57)【要約】【課題】  プランジャを分割して構成した可変容量圧縮機用制御弁において、その吸引力特性を向上させるとともに製造コストの低減を実現する。【解決手段】  可変容量圧縮機用制御弁１においては、ホルダ４１とこれに挿通された第２プランジャ３２の小径部３３との間に所定の空間Ｓが形成されるため、ソレノイド２０への通電時に第２プランジャ３２の半径方向に作用する吸引力を小さくできる。一方、第２プランジャ３２の大径部３４とホルダ４１との間に軸線方向に対向する対向面３４ａ，４１ａが設けられ、ソレノイド２０への通電時にその対向面を介して磁気回路が形成されるように構成されているため、第２プランジャ３２の動作方向の吸引力を大きくできる。この結果、ソレノイド２０への通電時において第２プランジャ３２につながる弁体１６の閉弁方向への吸引力を相対的に大きくでき、可変容量圧縮機用制御弁１全体としての吸引力特性が向上する。【選択図】  図１
2005214059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量圧縮機に装着され、その気密に形成されたクランク室内の圧力を制御することにより冷媒の吐出容量を変化させるための可変容量圧縮機用制御弁において、
内部に冷媒通路が形成されたボディと、
前記可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部を前記クランク室へ流入させる際の冷媒流量を調整するために前記ボディ内に形成された弁座に接離する弁体と、前記ボディに摺動可能に軸支される一方、前記弁体を支持して前記弁体を一体的に動作させることが可能に構成されたシャフトとを備えた弁部と、
前記ボディ内に固定されたコアと、前記弁部を開閉制御するために前記ボディ内で前記シャフトを介して前記弁体を進退させるプランジャと、外部からの供給電流により前記プランジャ及び前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、
を備え、
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、前記シャフトの前記弁体とは反対側端部が接続された第２プランジャとを、軸線方向に直列に配置して構成されるとともに、両プランジャの間に、吸入室の吸入圧力を感知する感圧部材と、その感圧部材を前記ソレノイドに固定するための筒状の磁性部材とを配置して構成され、
前記第１プランジャは、前記コアから離れる方向に付勢されるとともに、前記ソレノイドへの通電時には前記第２プランジャを軸線方向に支持するように構成され、
前記第２プランジャは、前記磁性部材に所定の空間を空けて内挿される小径部と、前記小径部よりも半径方向外向きに延出するとともに、前記磁性部材との間に軸線方向に対向する対向面を形成する大径部とを有し、前記第１プランジャから離れる方向に付勢される一方、前記ソレノイドへの通電時には、前記対向面を介して前記磁気回路が形成されること、
を特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記第２プランジャの前記小径部と前記磁性部材との間に、前記第２プランジャを前記第１プランジャから離れる方向に付勢する非磁性体からなる弾性部材が配置されたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項３】
前記第１プランジャ及び前記コアが、その対向面にそれぞれ相補形状のテーパ面を有することを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項４】
前記第２プランジャ及び前記磁性部材が、前記対向面にそれぞれ相補形状のテーパ面を有することを特徴とする請求項１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】
本発明は可変容量圧縮機用制御弁に関し、特に自動車用空調装置の可変容量圧縮機にて冷媒の吐出容量を制御するのに好適な可変容量圧縮機用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空調装置の冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、走行状態によって回転数が変化するエンジンを駆動源としているので回転数制御を行うことができない。そこで、一般的には、エンジンの回転数に制約されることなく適切な冷房能力を得るために、冷媒の吐出容量を可変することのできる可変容量圧縮機が用いられている。
【０００３】
可変容量圧縮機は、一般に、気密に形成されたクランク室内で傾斜角可変に設けられた揺動板が回転軸の回転運動によって駆動されて揺動運動をし、その揺動板の揺動運動により回転軸と平行な方向に往復運動するピストンが吸入室の冷媒をシリンダ内に吸入して圧縮した後、吐出室に吐出する。このとき、クランク室内の圧力を変化させることにより、揺動板の傾斜角度を変化させることができ、これによってピストンのストロークが変化され、冷媒の吐出量が変化させられる。このクランク室内の圧力を変化させるよう制御するのが、可変容量圧縮機用制御弁である。
【０００４】
このような圧縮機の吐出容量を可変制御するための可変容量圧縮機用制御弁は、一般に、吐出室から吐出された吐出圧力Ｐｄの冷媒の一部を気密に形成されたクランク室に導入するようにし、その導入量を制御することによってクランク室内の圧力Ｐｃを制御し、その導入量の制御は、例えば吸入室の吸入圧力Ｐｓに応じて行うようにしている。つまり、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感じて、その吸入圧力Ｐｓが一定に保たれるように吐出室からクランク室に導入される吐出圧力Ｐｄの冷媒の流量を制御している。
【０００５】
このため、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓを感知する感圧部と、その感圧部が感知した吸入圧力Ｐｓに応じ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を備えている。さらに、可変容量動作に入るときの吸入圧力Ｐｓの値を外部から自由に設定することができるようにした可変容量圧縮機用制御弁では、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を備えている。
【０００６】
ところで、外部制御が可能な従来の可変容量圧縮機用制御弁の中には、エンジンと揺動板が設けられた回転軸との間にエンジンに駆動力を伝達したり遮断したりする電磁クラッチを用いないで、エンジンと回転軸とを直結した、いわゆるクラッチレス可変容量圧縮機を制御するための制御弁がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
この制御弁は、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、その弁部を閉じ方向に作用させるような電磁力を発生させるソレノイドと、大気圧と比較して吸入圧力Ｐｓが低くなるにつれて弁部を開き方向に作用させる感圧部とをこの順序で配置された構成を有している。このため、ソレノイドが通電されていないときには、弁部は全開状態になっていて、クランク室内の圧力Ｐｃを吐出圧力Ｐｄに近い圧力に維持することができ、これによって揺動板が回転軸に対してほぼ直角になり、可変容量圧縮機を最小容量で運転させることができる。このことは、エンジンと回転軸とが直結されていても、実質的に吐出容量をゼロに近くすることができるので、電磁クラッチを排除することができるのである。
【０００８】
しかしながら、電磁クラッチを不要とした可変容量圧縮機を制御するための従来の制御弁では、感圧部及び弁部がソレノイドを挟んで配置されており、吸入圧力Ｐｓと大気圧とを比較する感圧部には、ソレノイドを介して吸入圧力Ｐｓを導くように構成されているため、ソレノイドの全体を圧力室内に収容しなければならず、ソレノイドの部分についても耐圧を考慮した設計をしなければならない。
【０００９】
そこで、本出願人は、ソレノイドのプランジャを第１プランジャと第２プランジャの２つに分割してそれらの間に吸入圧力を感知するダイヤフラム又はベローズのような感圧部材を配置し、分割された第２プランジャでクランク室の圧力を制御する弁部の開度制御を行うように構成した可変容量圧縮機用制御弁を出願している（特願２００３−２８９５８１）。
【００１０】
具体的には、例えば図８に示されるように、この可変容量圧縮機用制御弁１０１は、弁部１１０とソレノイド１２０を収容したボディ１０２を有し、そのボディ１０２内に、ソレノイド１２０を構成するコア１２１，第１プランジャ１２２，第２プランジャ１２３が直列に配置されている。そのボディ１０２における弁部１１０とソレノイド１２０との間には、磁性体からなるホルダ１３１が設けられ、このホルダ１３１の中には、第２プランジャ１２３が軸線方向に進退自在に配置されている。
【００１１】
第２プランジャ１２３は、例えばポリテトラフルオロエチレンで作られた摺動抵抗の低い非磁性のガイド１３３が周設されていて、その外周面はホルダ１３１の内壁に摺接されており、第２プランジャ１２３が軸線方向に進退移動するときにホルダ１３１の内壁面と所定間隔を保ちながらガイドする機能を有している。このガイド１３３の周方向の一部は切断されていて、吸入圧力Ｐｓが第２プランジャ１２３の下端面側に形成される空間に導入できるようになっている。
【００１２】
また、第２プランジャ１２３は、その上端位置に環状のフランジ部１２４が組み込んで固定されており、そのフランジ部１２４とホルダ１３１の上端面との間にスプリング１６１が介挿されている。第２プランジャ１２３の上部軸線位置には、ボディ１０２の軸線方向に進退可能に配置された弁部１１０のシャフト１１３の下端部が当接している。
【００１３】
第２プランジャ１２３を上方へ付勢しているスプリング１６１は、弁部１１０の弁体１１１を閉弁方向に付勢しているスプリング１６２よりも大きなバネ力を有するようにしている。従って、ソレノイド１２０への通電がないときには、シャフト１１３の先端の弁体１１１がボディ１０２の内部に形成された弁座１１５から離間して、弁部１１０はその全開状態に位置している。
【００１４】
第２プランジャ１２３の下方には、感圧部を構成する感圧部材１５１（同図ではダイヤフラム）が配置されている。この感圧部材１５１は、その外周縁部がホルダ１３１とボディ１０２の一部を構成するソレノイド１２０のケース１４１とによって挾持されている。これにより、この感圧部材１５１によって仕切られた部分までが可変容量圧縮機用制御弁１０１の圧力室を構成し、これよりも下方部分に大気圧がかかるようになっている。
【００１５】
ケース１４１内には、電磁コイル１４２が配置され、その内側にはスリーブ１４３が配置されている。このスリーブ１４３の下方部分には、コア１２１が挿入されて固定されている。コア１２１と感圧部材１５１との間には、第１プランジャ１２２がスリーブ１４３内を軸線方向に進退自在に配置されている。この第１プランジャ１２２は、軸線位置に配置されたシャフト１２６の上端部が挿通されて接続されており、そのシャフト１２６の下端部は、ボディ１０２内に設けられた軸受部材１３５によって支持されている。軸受部材１３５とシャフト１２６に周設されたフランジ部１２７との間には、スプリング１６３が配置され、第１プランジャ１２２を感圧部材１５１の方へ付勢している。
【００１６】
以上のような構成により、感圧部材１５１が第１プランジャ１２２を配置している空間と第２プランジャ１２３を配置している空間とを流体的に隔離している。つまり、弁部１１０からこの弁部１１０の開度制御を行う側の第２プランジャ１２３を含めて感圧部材１５１の配置されているところまでを圧力がかかる部分として構成し、その第２プランジャ１２３を除くソレノイド１２０は圧力室に収容することなく、大気開放状態で構成することを可能にしている。しかも、弁部１１０の開度制御を行う側の第２プランジャ１２３が感圧部材１５１から離れる方向に付勢されているため、ソレノイド１２０の非通電時は、感圧部材１５１の変位が弁部１１０には伝達されず、かつ、弁部１１０は全開状態に維持されることから、可変容量圧縮機を最小容量に制御することを可能にしている。
【００１７】
ソレノイド１２０の分割された第１プランジャ１２２と第２プランジャ１２３は、非通電時では互いに離間されており、通電時には互いに吸引されて１つのプランジャとして振舞う。このため、ソレノイド１２０を通電したときには、第１プランジャ１２２と第２プランジャ１２３とが吸着して一体となったプランジャにより制御を行うことになる。第１プランジャ１２２と第２プランジャ１２３との間には感圧部材１５１が配置されているので、第１プランジャ１２２と第２プランジャ１２３との対向面は、それぞれ平面状に形成されている。従って、ソレノイド１２０の通電時には、その平らな対向面間で磁気回路が形成され、第１プランジャ１２２と第２プランジャ１２３とは感圧部材１５１を介装した状態で互いに吸引されることになる。
【特許文献１】特開２０００−１１０７３１号公報（段落番号〔００１０〕，〔００４４〕，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上記構成においては、コア１２１，第１プランジャ１２２，第２プランジャ１２３，ホルダ１３１，ケース１４１等によって電磁コイル１４２を取り囲むソレノイド１２０の磁気回路が構成される。この場合、第２プランジャ１２３がホルダ１３１に挿通された状態でその磁気回路が形成され、第２プランジャ１２３に対してソレノイド１２０の吸引力がその半径方向に作用することになる。このため、その吸引力が大きいと、第２プランジャ１２３の軸線方向の動きが阻害されたり、第２プランジャ１２３にその吸引力による振動等が発生する虞がある。そこで、従来は図８に示したように第２プランジャ１２３に非磁性のガイド１３３を周設してホルダ１３１の内壁に摺接させるようにしたり、或いは、第２プランジャ１２３とホルダ１３１との間に非磁性のスリーブ（図示せず）を介装させたりしていたが、このような非磁性体を設けると部品点数が多くなり、コストが嵩むといった問題があった。
【００１９】
また、このように第２プランジャ１２３に対してホルダ１３１からは半径方向の吸引力が加わるため、第２プランジャ１２３の作動方向である軸方向の吸引力が弱く、特に第１プランジャ１２２とコア１２１とが離れた状態では、十分な吸引力特性が得られ難いといった問題があった。
【００２０】
さらに、上記のように第２プランジャ１２３がホルダ１３１を摺動する構成においては、その摺動の際の摩擦力の影響などにより、弁体１１１の制御位置が同じ設定位置に対して開弁時と閉弁時とで異なるヒステリシスの問題が大きくなる。
【００２１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、プランジャを分割して構成したクラッチレス可変容量圧縮機のための可変容量圧縮機用制御弁において、その吸引力特性を向上させるとともに製造コストの低減を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機に装着され、その気密に形成されたクランク室内の圧力を制御することにより冷媒の吐出容量を変化させるための可変容量圧縮機用制御弁において、内部に冷媒通路が形成されたボディと、前記可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部を前記クランク室へ流入させる際の冷媒流量を調整するために前記ボディ内に形成された弁座に接離する弁体と、前記ボディに摺動可能に軸支される一方、前記弁体を支持して前記弁体を一体的に動作させることが可能に構成されたシャフトとを備えた弁部と、前記ボディ内に固定されたコアと、前記弁部を開閉制御するために前記ボディ内で前記シャフトを介して前記弁体を進退させるプランジャと、外部からの供給電流により前記プランジャ及び前記コアを含む磁気回路を生成する電磁コイルとからなるソレノイドと、を備え、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、前記シャフトの前記弁体とは反対側端部が接続された第２プランジャとを、軸線方向に直列に配置して構成されるとともに、両プランジャの間に、吸入室の吸入圧力を感知する感圧部材と、その感圧部材を前記ソレノイドに固定するための筒状の磁性部材とを配置して構成され、前記第１プランジャは、前記コアから離れる方向に付勢されるとともに、前記ソレノイドへの通電時には前記第２プランジャを軸線方向に支持するように構成され、前記第２プランジャは、前記磁性部材に所定の空間を空けて内挿される小径部と、前記小径部よりも半径方向外向きに延出するとともに、前記磁性部材との間に軸線方向に対向する対向面を形成する大径部とを有し、前記第１プランジャから離れる方向に付勢される一方、前記ソレノイドへの通電時には、前記対向面を介して前記磁気回路が形成されること、を特徴とする可変容量圧縮機用制御弁が提供される。
【００２３】
ここでいう「ボディ」とは、可変容量圧縮機用制御弁全体のボディを意味する。このため、例えば後述する発明の実施の形態に示されるように、弁部を収容するボディとソレノイドのケースが別体で組み付けられているような構造においては、その弁部のボディとソレノイドのケースとを合せたものが、ここでいう「ボディ」に該当する。
【００２４】
また、「弁体」と「弁部」とは、互いに分離可能に構成されていてもよいし、一体的に形成されていてもよい。前者の場合には、弁体を弁座側に付勢する弾性部材を別途設けるようにするとよい。
【００２５】
このような可変容量圧縮機用制御弁は、ソレノイドのプランジャを第１プランジャと第２プランジャに分割してそれらの間に吸入圧力を感知する感圧部材を配置し、分割された第２プランジャでクランク室の圧力を制御する弁部の開度制御を行うように構成されている。このため、ソレノイドの非通電時は、感圧部材が弁部の開度制御を行う側のプランジャから離れて感圧部材の変位が弁部に伝達されず、かつ、弁部は全開状態に維持されることから、電磁クラッチを用いずに可変容量圧縮機を最小容量に制御することができる。
【００２６】
そして特に、磁性部材とこれに挿通された第２プランジャの小径部との間に所定の空間が形成されるため、磁性部材と第２プランジャとのクリアランスが小さい構成に比べ、ソレノイドへの通電時に第２プランジャの半径方向に作用する吸引力を小さくすることができる。一方、第２プランジャの大径部と磁性部材との間には、軸線方向、つまり第２プランジャの動作方向に対向する対向面が設けられ、ソレノイドへの通電時にその対向面を介して磁気回路が形成されるように構成されているため、第２プランジャの動作方向の吸引力を大きくすることができる。このことは、ソレノイドへの通電時において第２プランジャの閉弁方向への吸引力が大きくなることを意味するため、さらに弾性体などを設けてこの吸引力に補足的に閉弁方向への付勢力を付与するような場合には、その付勢力を小さくすることができる。
【００２７】
また、第２プランジャがボディに摺動可能に軸支されたシャフトに接続された状態で動作するように構成されているため、第２プランジャ自体をガイドしなくても、これを所定の動作方向に沿って進退させることができる。
【００２８】
尚、磁性部材は、必ずしも単体部品である必要はなく、例えばソレノイドを構成するヨークの一部から構成され、感圧部材の端縁部がそのヨークの内面に固着されていてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、第２プランジャを小径部と大径部から構成し、ソレノイドへの通電時に第２プランジャの半径方向に加わる吸引力が小さくなり、第２プランジャの動作方向、つまり閉弁方向に加わる吸引力が大きくなるようにしたため、可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性が向上する。このため、ソレノイドへの非通電時には、この大きな吸引力が解除されるために逆に弁部が全開しやすくなり、可変容量圧縮機を速やかに最小運転モードに移行させやすくなる。
【００３０】
また、第２プランジャがボディ内で摺動するシャフトに接続された状態で動作できるように構成されているため、第２プランジャをガイドするための非磁性体からなるガイド部材やスリーブ等の部品を別途組み込む必要がなくなり、部品点数削減によるコスト低減を図ることができる。
【００３１】
さらに、第２プランジャと磁性部材との間に空間を設けて第２プランジャ自体をボディに対して摺動させないようにしたため、弁体の制御位置のヒステリシスを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００３３】
この可変容量圧縮機用制御弁１は、図示しない可変容量圧縮機の吐出冷媒の一部をそのクランク室へ流入させるための冷媒流路を開閉する弁部１０と、その弁部１０の開弁量を調整して通過する冷媒流量を制御するためのソレノイド２０とを一体に組み付けて構成される。
【００３４】
弁部１０は、そのボディ１１の側部開口部が可変容量圧縮機の吐出室に連通して吐出圧力Ｐｄを受けるポート１２を構成し、そのポート１２の周りには、ストレーナ１３が周着されている。吐出圧力Ｐｄを受けるポート１２は、ボディ１１の上部に開口されたポート１４と内部で連通しており、そのポート１４は、可変容量圧縮機のクランク室に連通していてクランク室に制御された圧力Ｐｃを導出する。
【００３５】
ポート１２とポート１４とを連通する冷媒通路には、弁座１５がボディ１１と一体に形成されている。この弁座１５の圧力Ｐｃを導出する側から対向して弁体１６が軸線方向に接離自在に配置されている。この弁体１６は、弁孔を介して図の下方へ延びていてボディ１１に軸線方向に進退自在に保持された感圧ピストン１７（シャフト）と一体に形成されている。弁体１６と感圧ピストン１７とを結合している細径部には、吐出室からの吐出圧力Ｐｄが導入される。感圧ピストン１７の外径は、弁座１５を構成する弁孔の内径と同じにして、弁体１６の受圧面積と感圧ピストン１７の受圧面積とを同じにしている。これにより、吐出圧力Ｐｄが弁体１６を図の上方へ作用する力を、感圧ピストン１７を図の下方へ作用する力によってキャンセルし、弁部１０の制御が高圧の吐出圧力Ｐｄの影響を受けないようにしている。
【００３６】
弁体１６は、スプリング６１によって閉弁方向に付勢されており、そのスプリング６１は、ポート１４内に螺着されたアジャストネジ１８によって荷重が調整されている。
さらに、ボディ１１の図の下方には、可変容量圧縮機の吸入室に連通して吸入圧力Ｐｓを受けるポート１９が形成されている。
【００３７】
一方、ソレノイド２０は、そのケース２１内に固定されたコア２２と、弁部１０を開閉制御するために感圧ピストン１７を介して弁体１６を進退させるプランジャ２３と、外部からの供給電流によりコア２２及びプランジャ２３を含む磁気回路を生成する電磁コイル２４とを備えている。プランジャ２３は、後述する第１プランジャ３１と第２プランジャ３２とに分割されて構成されている。
【００３８】
弁部１０のボディ１１とソレノイド２０のケース２１との間には、円筒状の磁性体からなるホルダ４１（磁性部材）が配置され、そのホルダ４１の中には第２プランジャ３２が部分的に挿通され、軸線方向に進退自在に配置されている。
【００３９】
すなわち、第２プランジャ３２は、有底段付円筒形状をなし、ホルダ４１に所定の空間Ｓを空けて内挿される小径部３３と、小径部３３の一端側で半径方向外向きにフランジ状に延出した大径部３４とを有する。小径部３３は、ダイヤフラム５１（感圧部材）を介して第１プランジャ３１の端面と対向する対向面を有し、大径部３４は、そのフランジ部分にホルダ４１の端面４１ａ（図の上端面）と軸線方向に対向する対向面３４ａを有する。また、上記空間Ｓにおいて、第２プランジャ３２の対向面３４ａとホルダ４１の下部に形成された段差面との間には、第２プランジャ３２を開弁方向に付勢する非磁性体（ステンレスなど）からなるスプリング６２（弾性部材）が介挿されている。第２プランジャ３２の大径部３４の軸線位置に設けられた挿通孔３２ａには、ボディ１１とはほとんどクリアランスがない状態で摺動可能に軸支された上記感圧ピストン１７の下端部が摺動可能に挿通されて接続されている。ただし、挿通孔３２ａの深さやスプリング６１，６２の付勢力によるバランスなどの関係から、第２プランジャ３２は、感圧ピストン１７から抜けることはなく、感圧ピストン１７と一体的に動作するかこれに沿ってガイドされつつ動作する。
【００４０】
第２プランジャ３２を図の上方へ付勢しているスプリング６２は、弁体１６を閉弁方向に付勢しているスプリング６１よりも大きなバネ力を有している。従って、ソレノイド２０への通電がないときには、図示のように、第２プランジャ３２は、ポート１９に連通する部屋の天井に当接するまで感圧ピストン１７を押し上げ、弁体１６をその全開位置に維持させることができる。
【００４１】
第２プランジャ３２の図の下方で感圧部を構成するダイヤフラム５１は、その外周縁部がホルダ４１とソレノイドのケース２１とによって挾持され、パッキン４３によってシールされている。ホルダ４１とソレノイド２０のケース２１とによるダイヤフラム５１の挾持は、ケース２１の図の上縁部を、ホルダ４１を挟んでボディ１１の図の下端部に加締め加工により固定することによって行われる。これにより、この可変容量圧縮機用制御弁１の圧力室を構成する部分は、このダイヤフラム５１によって仕切られた部分までであり、これよりも図の下方部分は、大気圧がかかる部分である。
【００４２】
本実施の形態において、このダイヤフラム５１は、１枚のたとえばポリイミドフィルムによって構成されるが、必要に応じて、複数枚重ねて使用すると、第１プランジャ３１が繰り返し衝突することによる耐破損性を高めることができる。尚、このダイヤフラム５１は、このようにポリイミド等の樹脂材からなるものでもよいが、ベリリウム銅やステンレス鋼等の金属材から形成されてもよい。
【００４３】
第１プランジャ３１は、上端にテーパ部を有する円柱状をなし、ソレノイド２０の上部に固定された円筒状のスリーブ２５内を軸線方向に進退可能に配置されている。そのスリーブ２５の図の下方開口部には、下方に拡径部を有する段付円筒状のコア２２が挿入されて固定されている。
【００４４】
第１プランジャ３１の軸線位置で下方に開口して設けられた挿通孔３１ａには、コア２２を貫通してその軸線位置に配置されたシャフト２６の図の上端部が摺動可能に挿通されて接続されており、シャフト２６によって第１プランジャ３１を下方から支持できるように構成されている。また、そのシャフト２６の下端部は、ケース２１の開口端部を閉止している取っ手７１に螺着されたアジャストネジ７２に凹設されている軸受部によって支持されている。シャフト２６の途中には、止輪７３が嵌合され、その止輪７３によって図の上方への移動が規制されるようにバネ受け７４が設けられていて、そのバネ受け７４とアジャストネジ７２との間にスプリング６３が配置されている。このスプリング６３により、第１プランジャ３１は、コア２２から離れる方向へシャフト２６を介して付勢されている。また、このスプリング６３は、アジャストネジ７２の螺入量を調節することにより、荷重を変えることができ、この可変容量圧縮機用制御弁１のセット値を調整することができる。
【００４５】
スリーブ２５の図の上端には、非磁性体によって形成されたカラー４５が取り付けられている。このカラー４５は、ケース２１と第１プランジャ３１とを離間させてそれらの間に吸引力がほとんど発生しないようにするとともに、吸入圧力Ｐｓを受けるダイヤフラム５１の有効受圧径を決定している。
【００４６】
スリーブ２５及びコア２２の外周には、電磁コイル２４が配置され、その電磁コイル２４は、磁性体からなるケース２１によって囲繞されている。そして、電磁コイル２４には、ハーネス７５を介して制御電流を供給するようにしている。
【００４７】
以上の構成において、弁部１０のボディ１１，ソレノイド２０のケース２１，及び取っ手７１によって可変容量圧縮機用制御弁１全体のボディが形成されている。そして、コア２２，第１プランジャ３１，第２プランジャ３２，ホルダ４１，ケース２１等によって電磁コイル２４を取り囲むソレノイド２０の磁気回路が構成される。つまり、ソレノイド２０への通電時には、第２プランジャ３２の動作方向（軸線方向）に対向した対向面３４ａを介して磁気回路が形成される。
【００４８】
この可変容量圧縮機用制御弁１の図示の状態は、ソレノイド２０が通電されていなくて、吸入圧力Ｐｓが高い場合の状態、すなわち、空調装置が動作していないときの状態を示している。吸入圧力Ｐｓが高いので、ダイヤフラム５１に当接した第１プランジャ３１は、スプリング６３の荷重に抗して図の下方へ変位し、第１プランジャ３１をコア２２へ当接させている。一方、第２プランジャ３２は、スプリング６２によって第１プランジャ３１から離れるよう図の上方へ付勢されているため、感圧ピストン１７を介して弁体１６をその全開位置に付勢している。従って、この状態で、可変容量圧縮機の回転軸がエンジンによって回転駆動されていても、可変容量圧縮機は吐出容量が最小の状態で運転されることになる。
【００４９】
ここで、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２０の電磁コイル２４に最大の制御電流が供給されると、第１プランジャ３１については、高い吸入圧力Ｐｓにより図の下方へ押されてコア２２に当接しているので、コア２２との間で吸引状態になってもそのままの位置にある。従って、このときには、第１プランジャ３１及びコア２２は、固定鉄芯のように振る舞い、第１プランジャ３１がスプリング６２の付勢力に抗して第２プランジャ３２を吸引する。第２プランジャ３２は、吸引されて第１プランジャ３１に吸着されることにより図の下方へ移動し、これに伴って、弁体１６がスプリング６１により押し下げられて弁座１５に着座され、弁部１０は全閉になる。これにより、吐出室からクランク室への通路は遮断されるので、可変容量圧縮機は、速やかに最大容量の運転に移行するようになる。
【００５０】
可変容量圧縮機が最大容量の運転を続けて、吸入室の吸入圧力Ｐｓが十分に低くなると、ダイヤフラム５１がその吸入圧力Ｐｓを感知して図の上方へ変位しようとする。このとき、ソレノイド２０の電磁コイル２４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３２及び第１プランジャ３１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６１，６２，６３の荷重とソレノイド２０の吸引力とがバランスした位置まで図の上方へ移動する。これにより、弁体１６が第２プランジャ３２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。従って、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、可変容量圧縮機は、制御電流に対応した容量の運転に移行するようになる。
【００５１】
ソレノイド２０の電磁コイル２４に供給される制御電流が一定の場合、ダイヤフラム５１は吸入圧力Ｐｓを感知して弁部１０の開度を制御する。例えば冷凍負荷が大きくなって、吸入圧力Ｐｓが高くなった場合は、第１プランジャ３１は図の下方へ変位するので、弁体１６も下方へ移動して弁部１０の開度が小さくなり、可変容量圧縮機は、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、第１プランジャ３１は図の上方へ変位して弁部１０の開度を大きくするので、可変容量圧縮機は、吐出容量を減らすよう動作する。このようにして、可変容量圧縮機用制御弁は、吸入圧力Ｐｓが一定になるよう可変容量圧縮機の吐出容量を制御する。
【００５２】
以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁１においては、ホルダ４１とこれに挿通された第２プランジャ３２の小径部３３との間に所定の空間Ｓが形成されるため、ソレノイド２０への通電時に第２プランジャ３２の半径方向に作用する吸引力を小さくすることができる。一方、第２プランジャ３２の大径部３４とホルダ４１との間に軸線方向に対向する対向面３４ａ，４１ａが設けられ、ソレノイド２０への通電時にその対向面を介して磁気回路が形成されるように構成されているため、第２プランジャ３２の動作方向の吸引力を大きくすることができる。この結果、ソレノイド２０への通電時において第２プランジャ３２につながる弁体１６の閉弁方向への吸引力を相対的に大きくすることができ、可変容量圧縮機用制御弁１全体としての吸引力特性が向上する。
【００５３】
図３は可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を表すグラフであり、横軸は可変容量圧縮機用制御弁の磁気回路のギャップの大きさを表し、縦軸はソレノイドによる軸線方向の吸引力の大きさを表している。図中点線で示したものが、図８に示したような第２プランジャ１２３が半径方向の吸引力を受けるタイプの可変容量圧縮機用制御弁１０１の吸引力特性であり、図中細い実線で示したものが、図１に示したような第２プランジャ３２が主に軸線方向の吸引力を受けるタイプの可変容量圧縮機用制御弁１の吸引力特性である。このグラフから、本実施の形態の構成によって可変容量圧縮機用制御弁１全体としての吸引力特性が向上していることが分かる。
【００５４】
そして、このように弁体１６の閉弁方向への吸引力が大きくなるため、弁体１６を補助的に閉弁方向に付勢するスプリング６１のバネ力を小さくすることができる。その結果、ソレノイド２０への非通電時には、逆に弁部１０が全開しやすくなり、可変容量圧縮機を速やかに最小運転モードに移行させやすくなる。
【００５５】
また、第２プランジャ３２がボディ１１に摺動可能に軸支された感圧ピストン１７に接続された状態で動作できるように構成されているため、第２プランジャ３２自体をガイドしなくても、これを軸線方向進退させて動作させることができる。このため、第２プランジャ３２をガイドするための非磁性体からなるガイド部材やスリーブ等の部品を別途組み込む必要がなくなり、部品点数削減によるコスト低減を図ることができる。
【００５６】
さらに、第２プランジャ３２とホルダ４１との間に空間Ｓを設けて第２プランジャ３２自体をボディ１１に対して摺動させないようにしたため、弁体１６の制御位置のヒステリシスを低減させることができる。
【００５７】
また、上記空間Ｓにスプリング６２を配置することで、空いたスペースを有効活用することができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１プランジャとコアとの対向面の構造が異なる以外は上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図２は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００５８】
同図に示すように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁２０１においては、分割して構成されたプランジャ２２３の第１プランジャ２３１とコア２２２の対向面２３１ａ，２２２ａがそれぞれ相補形状のテーパ面として形成されている。
【００５９】
すなわち、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁１の第１プランジャ３１とコア２２は、対向端面の形状をほぼ平行平面とした。これに対し、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁２０１では、第１プランジャ２３１のコア２２２との対向面２３１ａを、その中心部を除いて円錐形状に突設されたテーパ面とし、コア２２２の第１プランジャ２３１との対向面２２２ａを、その中心部を除いて円錐形状に切り取られたような対向面２３１ａとは相補形状のテーパ面として形成している。このように第１プランジャ２３１とコア２２２との対向面をテーパ形状にして傾斜させることにより、磁気回路に本来の吸引方向である軸線方向と直角な半径方向の成分が発生するいわゆる磁気漏れの現象が発生するため、第１プランジャ２３１とコア２２２とが接近したときの吸引力は小さくなる。しかし、逆に第１プランジャ２３１とコア２２２とが離れた状態においては、第１プランジャ２３１とコア２２２との間の軸線方向の離間距離が同じでも、対向面２３１ａ，２２２ａ間の最短距離は短くなるため、磁気ギャップを実質的に小さくすることができる。この結果、これら第１プランジャ２３１及びコア２２２の対向面２３１ａ，２２２ａ間に働く吸引力は、平行平面間に働く吸引力よりも高くすることができる。その結果、第１プランジャ２３１とコア２２２との距離が離れているときに両者の間に働く吸引力をさらに向上させることができる。
【００６０】
図３のグラフにおいて太い実線で示したものが、本実施の形態にかかる可変容量圧縮機用制御弁２０１の吸引力特性を示している。同図に示されるように、第１プランジャ２３１とコア２２２との間のギャップが小さいとき、つまり、第１プランジャ２３１とコア２２２とが接近しているときには、第１の実施の形態の場合よりも吸引力が小さくなる。しかし、第１の実施の形態と同様に、第２プランジャ３２の大径部３４とホルダ４１との間に軸線方向に対向する対向面３４ａ，４１ａが設けられて軸線方向の吸引力が高められているため、図８に示した可変容量圧縮機用制御弁１０１よりも大きな吸引力を得ることができる。
【００６１】
一方、第１プランジャ２３１とコア２２２との距離が離れているときには、両者の間に働く吸引力が第１の実施の形態の場合よりも大きくなる。
本実施の形態によれば、第１プランジャ２３１とコア２２２とが接近しているときにも、図８に示したタイプの可変容量圧縮機用制御弁１０１よりも十分に大きな吸引力が得られ、かつ、第１プランジャ２３１とコア２２２との距離が離れているときにも大きな吸引力が得られるため、全体としてより大きく安定した吸引力特性を得ることができる。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第２プランジャの大径部の構造が異なる以外は上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図４は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００６３】
同図に示すように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁３０１においては、分割して構成されたプランジャ３２３を構成する第２プランジャ３３２の大径部３３４の形状が、図１に示した第１の実施の形態と異なっている。
【００６４】
すなわち、大径部３３４のホルダ４１の端面４１ａと対向する周縁部が部分的に切り欠かれ、大径部３３４の対向面３３４ａの周縁部がホルダ４１との離間方向に傾斜するテーパ形状となっている。
【００６５】
このような構成によって第２プランジャ３３２とホルダ４１との間の磁気ギャップを大きくすることにより、第１の実施の形態の場合よりも吸引力を低下させることができる。すなわち、第１の実施の形態によって吸引力特性を向上させることができたが、このように第２プランジャ３３２とホルダ４１との対向面の構造を工夫することにより、吸引力が所望の値になるようにすることができる。
【００６６】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１プランジャとコアとの対向面の構造が異なる以外は上記第３の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図５は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００６７】
同図に示すように、可変容量圧縮機用制御弁４０１は、上記第３の実施の形態に対して、第２の実施の形態のようにプランジャ４２３の第１プランジャ２３１とコア２２２の対向面２３１ａ，２２２ａを、それぞれ相補形状のテーパ面として形成している。
【００６８】
これにより、第１プランジャ２３１とコア２２２との距離が離れているときにも大きな吸引力が得られるため、全体としてより大きく安定した吸引力特性を得ることができる。
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第２プランジャの大径部及びホルダの構造が異なる以外は上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図６は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００６９】
同図に示すように、本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁５０１においては、分割して構成されたプランジャ５２３を構成する第２プランジャ５３２の大径部５３４と、これに対向するホルダ５４１の形状が、図１に示した第１の実施の形態と異なっている。
【００７０】
すなわち、大径部５３４のホルダ５４１との対向面５３４ａを、その外周に向かってホルダ５４１と離れる側に傾斜するテーパ面とし、ホルダ５４１の大径部５３４との対向面５４１ａを、大径部５３４の対向面５３４ａとほぼ平行となるように傾斜する相補形状のテーパ面として形成している。このように第２プランジャ５３２の大径部５３４とホルダ５４１との対向面をテーパ形状にして傾斜させることにより、磁気回路に本来の吸引方向である軸線方向と直角な半径方向の成分が発生するいわゆる磁気漏れの現象が発生するため、第２プランジャ５３２の大径部５３４とホルダ５４１と接近したときの吸引力は小さくなる。しかし、逆にその大径部５３４とホルダ５４１とが離れた状態においては、第２プランジャ５３２の大径部５３４とホルダ５４１との間の軸線方向の離間距離が同じでも、対向面５３４ａ，５４１ａ間の最短距離は短くなるため、磁気ギャップを実質的に小さくすることができる。この結果、これら対向面５３４ａ，５４１ａ間に働く吸引力は、平行平面間に働く吸引力よりも高くすることができる。
【００７１】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１プランジャとコアとの対向面の構造が異なる以外は上記第５の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図７は本実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【００７２】
同図に示すように、可変容量圧縮機用制御弁６０１は、上記第５の実施の形態に対して、第２の実施の形態のようにプランジャ６２３の第１プランジャ２３１とコア２２２の対向面２３１ａ，２２２ａを、それぞれ相補形状のテーパ面として形成している。
【００７３】
これにより、第１プランジャ２３１とコア２２２との距離が離れているときにも大きな吸引力が得られるため、全体としてより大きく安定した吸引力特性を得ることができる。
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、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【００７４】
例えば、上記各実施の形態の可変容量圧縮機用制御弁においては、感圧部材としてダイヤフラムを採用した構成を示したが、ベローズその他の感圧部材を採用してもよい。
また、上記各実施の形態では、磁性部材としてのホルダをソレノイドのケースとは別体に構成してダイヤフラムをこれらの間に介装させる構造としたが、例えばホルダをソレノイドのケース（ヨーク）の一部として一体的に形成し、その内周面の所定位置にダイヤフラム等の感圧部材を配置してもよい。例えばダイヤフラム等の周縁部を溶接等により固着することにより実現できる。
【００７５】
また、上記各実施の形態では、弁体１６と感圧ピストン１７とを一体成形した例を示したが、例えば弁体をボール弁のようなもので構成し、これを感圧ピストン１７に代わるシャフトで支持可能に構成してもよい。
【００７６】
さらに、上記各実施の形態では、第１プランジャとコアとの間や第２プランジャとホルダとの間にテーパ面を形成する場合のテーパ形状一例を示したが、テーパ形状は上述したものに限られず、その角度、方向、テーパの起点などを適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図３】可変容量圧縮機用制御弁の吸引力特性を表すグラフである。
【図４】第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図５】第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図６】第５の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図７】第６の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
【図８】可変容量圧縮機用制御弁の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１  可変容量圧縮機用制御弁
１０  弁部
１５  弁座
１６  弁体
１７  感圧ピストン
２０  ソレノイド
２１  ケース
２２，２２２  コア
２４  電磁コイル
３１，２３１  第１プランジャ
３２，３３２，４３２  第２プランジャ
３３  小径部
３４，３３４，４３４  大径部
４１，５４１  ホルダ
５１  ダイヤフラム
６１，６２，６３  スプリング
Ｓ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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