(57)【要約】【課題】可変容量圧縮機の吐出圧力Ｐｄが低いときに確実に容量を下げるのに必要な流量を流すことができるようにする。【解決手段】吐出圧力Ｐｄを受ける側に軸線方向に進退可能な弁座１３を配置し、その下流側に弁体１７を配置する。弁座１３は、吐出圧力Ｐｄが十分に高いとき、吐出圧力Ｐｄとクランク室の圧力Ｐｃとの差圧によって弁体１７の側に移動し、差圧が設定差圧よりも低くなると、スプリング１４によって弁体１７から離れる側へ移動する。これにより、ソレノイドがオフ動作しているときの弁座１３と弁体１７との間の距離は、通常の容量制御を行っているときは短く、吐出圧力Ｐｄが低いときは長くなって冷媒が通過する通路断面積が急増するので、確実に容量を下げるのに必要な流量を流すことが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量圧縮機の吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を制御して吐出容量を可変させる可変容量圧縮機用制御弁において、
冷媒を導入する第１のポートと冷媒を導出する第２のポートとの間の通路を開閉する弁部と、前記弁部の開閉を制御するソレノイドとを備え、
前記弁部は、前記通路を冷媒が流れることによって生じる前後の差圧に応じて前記通路を流すことのできる最大流量を可変する流量可変機構を有していることを特徴とする可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項２】
前記流量可変機構は、前記差圧に応じて前記弁部の弁座の位置を変更することによって前記最大流量を可変するようにし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】
前記流量可変機構は、前記弁座が前記通路の軸線方向に進退可能に配置され、かつ、スプリングによって前記弁座の下流側に配置された弁体から離れる方向に付勢されていて、前記差圧が設定差圧より小さくなると弁リフトが大きくなるようにしたことを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項４】
前記弁体は、デューティ比制御の前記ソレノイドによって前記弁座の弁孔を開閉することを特徴とする請求項３記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項５】
前記ソレノイドは、前記軸線方向に進退可能に配置され前記弁座に固定されて前記差圧に応じて前記弁座とともに前記軸線方向の位置が変更される固定鉄芯を有していることを特徴とする請求項４記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項６】
前記弁体は、前記弁座の側と反対の側の端部が前記可変容量圧縮機の吸入室に通じる第３のポートに延びていて、前記第１のポートに導入される吐出圧力と前記第３のポートに導入される吸入圧力との差圧で前記通路を開閉制御するものであることを特徴とする請求項３記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項７】
前記流量可変機構は、前記差圧に応じて前記弁部の弁径を変更するようにし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８】
前記流量可変機構は、前記第２のポートを弁孔としてその上流側に前記通路の軸線方向に進退可能に配置されて前記第２のポートを開閉する弁体と、前記弁体を開弁方向に付勢するスプリングとを有し、前記弁体は、前記第２のポートよりも小さな径の弁孔が前記軸線方向に貫通形成されていて前記第２のポートを前記差圧によって閉じているときに前記弁部の弁座として機能するようにしたことを特徴とする請求項７記載の可変容量圧縮機用制御弁。
【請求項９】
前記弁部は、デューティ比制御の前記ソレノイドによって、前記弁体に形成された小さな径の前記弁孔を開閉することを特徴とする請求項８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、特に自動車用エアコンシステムの可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルに用いられる圧縮機には、これを駆動するエンジンの回転数に関係なく、適切な冷房能力が得られるよう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、ピストンの両端にかかる圧力差が変わって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】
このような可変容量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し、そのクランク室からはオリフィスを介して吸入室へ冷媒をリークさせながら、クランク室に導入する冷媒の流量を制御することによってクランク室内の圧力Ｐｃを制御している。その可変容量圧縮機用制御弁としては、たとえば吐出室の吐出圧力Ｐｄと吸入室の吸入圧力Ｐｓとの差圧に応じて行うようにしたもの（たとえば、特許文献１参照。）、クランク室へ導入する冷媒の流量をオン・オフ制御するようにしたもの（たとえば、特許文献２参照。）などが知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の可変容量圧縮機用制御弁は、吐出室の吐出圧力Ｐｄと吸入室の吸入圧力Ｐｓとの差圧を感知し、その差圧がソレノイドによって設定された差圧にな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可変容量圧縮機から吐出される冷媒の吐出容量が一定に保たれるようにしている。
【０００６】
特許文献２に記載の可変容量圧縮機用制御弁では、ソレノイドのコイルに設定容量に対応した値の電流を供給することによって容量制御を行っているが、弁特性のヒステリシスを改善するために、４００Ｈｚ程度のパルス電流を供給し、そのデューティ比を変えることによって容量制御を行うようにしている。この可変容量圧縮機用制御弁は、ソレノイドのコイルに通電されると、閉じる方向に作用して可変容量圧縮機をその容量が増加する方向に制御し、非通電にされると、開く方向に作用して可変容量圧縮機をその容量が減少する方向に制御する。したがって、このデューティ比制御の可変容量圧縮機用制御弁は、デューティ比に応じたソレノイドへの平均電流値によってセット荷重が設定され、可変容量圧縮機から吐出される冷媒の容量を制御することになる。
【特許文献１】特開２００１−１３２６５０号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変容量圧縮機では、吐出室から吐出された冷媒を可変容量圧縮機用制御弁を介してクランク室へ導入し、その導入された冷媒をオリフィスを介して吸入室へリークさせるようになっていて、可変容量圧縮機用制御弁が吐出室からクランク室へ導入する冷媒流量を制御することで容量可変するようになっている。可変容量圧縮機は、冷凍サイクルの負荷が大きいときは、吐出圧力Ｐｄが高く、吸入室へリークする流量よりも十分多くの流量をクランク室へ導入することができるので、クランク室の圧力Ｐｃも高く、吸入室の吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）も十分確保されている。このため、可変容量圧縮機用制御弁が流量制御することによって可変容量率を０〜１００％の間で自由に可変することができる。逆に、負荷が小さくなって、吐出圧力Ｐｄが低くなると、クランク室へ導入できる流量が減少してクランク室の圧力Ｐｃも相対的に低くなる。ところが、このような状態で、可変容量圧縮機を可変容量率が０％の最小容量で運転したい状況になったとき、本来は、クランク室へ導入する流量を増加させクランク室の圧力Ｐｃを高くして可変容量圧縮機を最小容量に制御したいが、クランク室の圧力Ｐｃが上がらず、クランク室と吸入室との差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）も上がらないため、可変容量圧縮機を最小容量の運転に移行することができないという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、吐出圧力が低いときに確実に容量を下げることができるような必要流量を確保することができる可変容量圧縮機用制御弁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】
【０００９】
本発明では上記問題を解決するために、可変容量圧縮機の吐出室からクランク室へ流す冷媒の流量を制御して吐出容量を可変させる可変容量圧縮機用制御弁において、冷媒を導入する第１のポートと冷媒を導出する第２のポートとの間の通路を開閉する弁部と、前記弁部の開閉を制御するソレノイドとを備え、前記弁部は、前記通路を冷媒が流れることによって生じる前後の差圧に応じて前記通路を流すことのできる最大流量を可変する流量可変機構を有してい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。
【００１０】
このような可変容量圧縮機用制御弁によれば、流量可変機構によって、第１のポートと第２のポートとの間の差圧が小さいときと差圧が大きいときとで弁部に流すことができる最大流量を切り換えるようにした。これにより、冷凍サイクルの負荷が低下して差圧が小さくなると、弁部に流すことができる最大流量を増加させることができ、この結果、吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量が急増して可変容量圧縮機の容量を確実に低下させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の可変容量圧縮機用制御弁は、弁部に流量可変機構を備え、高圧圧力が低下して差圧が出ないときに弁部に流すことができる最大流量を増加させるようにすることで、一度に多量の冷媒をクランク室へ送ることが可能になり、これによって、高圧圧力が低下しても可変容量圧縮機の容量をさらに下げることができ、その駆動源であるエンジンの負荷をさらに低減させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
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中央縦断面図、図２は第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を示す拡大断面図である。
【００１３】
第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、図の上方に弁部のボディ１０を有している。このボディ１０は、その上部中央に開口されて可変容量圧縮機の吐出室から吐出圧力Ｐｄの冷媒を受けるポート１１と、ボディ１０の中央側面に開口されて制御された圧力Ｐｃの冷媒をクランク室へ送り込むポート１２とを有している。これらポート１１，１２は、ボディ１０の内部で軸線方向に形成された通路によって連通している。吐出圧力Ｐｄが導入されるポート１１に連通する通路には、軸線方向に進退自在な弁座１３が配置されている。この弁座１３は、軸線方向に貫通するように形成された弁孔を有し、スプリング１４によってポート１１の方向へ付勢されており、かつ、ポート１１の方向への移動がポート１１の開口端に固定されたストッパ１５によって規制されている。また、弁座１３は、その筒状部がボディ１０に軸線方向に摺動自在に支持されており、その支持部には、図２に良く見られるように、段差部１６が設けられていてポート１１から離れる方向への移動が規制されている。この弁座１３および段差部１６は、弁座１３がスプリング１４の付勢力に抗して段差部１６に当接しているとき、ボディ１０と弁座１３とのクリアランスを閉止する弁構造になっている。
【００１４】
ポート１２に連通する空間には、弁座１３に対向して弁孔を開閉するよう軸線方向に進退自在な弁体１７が配置されている。この弁体１７は、スプリング１８によって弁座１３から離れる方向、つまり開弁方向に付勢されている。
【００１５】
ボディ１０の下部には、ソレノイドが配置されている。このソレノイドは、ボディ１０に図の下方から嵌合された固定鉄芯１９を有している。この固定鉄芯１９は、その上部の端面に弁体１７を収容する空間が凹設されていて、その空間の底部がスプリング１８による弁体１７の開弁方向の移動を規制しているストッパになっており、その底部に弁体１７が当接しているときは、可変容量圧縮機用制御弁が全開のときである。固定鉄芯１９は、また、その下部に有底スリーブ２０が嵌合され、その有底スリーブ２０の内部には、可動鉄芯２１が軸線方向に進退自在に配置され、スプリング２２によって固定鉄芯１９から離れる方向に付勢されている。
【００１６】
また、このソレノイドには、固定鉄芯１９および可動鉄芯２１を軸線方向に貫通してシャフト２３が遊嵌されている。このシャフト２３の図の上端は、弁体１７に凹設された穴の底部に当接されている。シャフト２３の図の下端部には、ストッパ２４が固着され、そのストッパ２４と有底スリーブ２０の底部との間には、スプリング２５が配置されていて、シャフト２３を弁部の方向に付勢している。ストッパ２４は、シャフト２３を遊嵌している可動鉄芯２１の中央孔の内径よりも大きな外径を有している。このため、可動鉄芯２１がスプリング２２の付勢力によって固定鉄芯１９から離れているとき、ストッパ２４は、スプリング２５の付勢力によって可動鉄芯２１に当接され、可動鉄芯２１が固定鉄芯１９に吸着されているときには、シャフト２３の先端（弁体）がスプリング２５の付勢力によって弁座１３に着座されることにより、ストッパ２４は、可動鉄芯２１から離間されるようになっている。
【００１７】
そして、有底スリーブ２０の外周には、コイル２６が配置され、そのコイル２６を包み込むように磁性材質のヨーク２７およびプレート２８が設けられて、コイル２６へ給電するためのハーネス２９がプレート２８を貫通して外部に導出されている。なお、ボディ１０において、ポート１２よりも図の上方位置にて周設されたＯリング３０は、この可変容量圧縮機用制御弁を可変容量圧縮機へ装着したときに、高圧の吐出圧力Ｐｄが中圧のポート１２の側へ漏れるのを防止し、固定鉄芯１９に周設されたＯリング３１は、中圧のポート１２と大気との間をシールする役目をする。
【００１８】
ここで、この可変容量圧縮機用制御弁においては、まず、吐出圧力Ｐｄを受けるポート１１の側に設けた弁座１３は、弁部に冷媒が流れているときには、吐出圧力Ｐｄと制御された圧力Ｐｃとの差圧を受けていて、図１に示したように、段差部１６に当たっている状態を維持している。弁部を流れる冷媒が少なく、吐出圧力Ｐｄと制御された圧力Ｐｃとの差圧が小さいとき、弁座１３は、スプリング１４によって押し戻され、図２に示したように、ストッパ１５に当接する。つまり、弁座１３は、冷媒が弁孔を流れることによってその前後に発生する差圧によって軸線方向に移動し、相対的に弁体１７がリフトしたように作用する。
【００１９】
また、この可変容量圧縮機用制御弁は、ソレノイドにパルス電流を供給することによって、弁部が開閉するオン・オフ弁として動作する。すなわち、コイル２６に通電されていないソレノイドオフ時には、可動鉄芯２１は、スプリング２５よりもばね力の強いスプリング２２によって固定鉄芯１９から離間されている。このとき、可動鉄芯２１は、スプリング２５の付勢力に抗してストッパ２４を図の下方へ押し下げるので、シャフト２３も図の下方へ押し下げられ、これに追従して、弁部の弁体１７がスプリング１８により弁座１３から離間され、この可変容量圧縮機用制御弁は、開状態にされる。
【００２０】
コイル２６に通電されたソレノイドオン時には、可動鉄芯２１は、スプリング２２の付勢力に抗して固定鉄芯１９に吸着される。これにより、シャフト２３がスプリング２５によって図の上方へ押し上げられ、弁体１７が弁座１３に着座してこの可変容量圧縮機用制御弁は、閉状態にされる。このとき、弁体１７が弁座１３に着座するまでシャフト２３が移動するストロークよりも、可動鉄芯２１が固定鉄芯１９に吸着するまで移動するストロークの方が大きくしてあるので、可変容量圧縮機用制御弁が閉状態にされたときには、シャフト２３に固着されているストッパ２４は、可動鉄芯２１から離間されている。
【００２１】
つまり、この可変容量圧縮機用制御弁は、コイル２６にオン・オフのパルス電流が供給されることによって動作し、ソレノイドオフ時は、スプリング２２とスプリング２５とがバランスした位置にシャフト２３が移動されて開弁し、ソレノイドオン時は、スプリング２５の付勢力によって閉弁する。クランク室に供給される冷媒の流量は、パルス電流のデューティ比を変えることによって制御される。
【００２２】
次に、この可変容量圧縮機用制御弁およびこれを装着した可変容量圧縮機の動作について説明する。
図３は可変容量圧縮機の可変容量率に対するクランク室の圧力と吸入圧力との差圧の関係を示す図、図４は電流に対する流量の関係を示す図である。
【００２３】
なお、図３に示す図において、横軸は可変容量圧縮機の可変容量率を表し、縦軸はクランク室の圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）を表しており、図中の数値は冷媒にＨＦＣ−１３４ａを使用した冷凍サイクルの場合の例である。
【００２４】
この図３によれば、可変容量圧縮機は、可変容量圧縮機用制御弁が閉弁することによってクランク室の圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧がないとき、可変容量率１００％で動いている。可変容量圧縮機用制御弁が開弁し、クランク室の圧力Ｐｃが次第に高くなって、圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が高くなると、それに従って可変容量率が低下していくという特性を有している。冷凍サイクルの負荷が高く、たとえば吐出圧力Ｐｄが１．５ＭＰａの場合には、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）が０．１３ＭＰａ位まで上昇すると、可変容量圧縮機は可変容量率０％、すなわち、最小容量で運転することになる。また、負荷が下がって、吐出圧力Ｐｄが０．７ＭＰａに低下すると、可変容量率が０％になる差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）は約０．１ＭＰａであり、吐出圧力Ｐｄが０．３ＭＰａまで低下すると、可変容量率が０％になる差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）は約０．０８ＭＰａまでしか上がらなくなる。
【００２５】
ところが、実際には、可変容量圧縮機の可変容量率を０％まで下げるには、吐出圧力Ｐｄが下がっても、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）は０．１ＭＰａ程度は必要になる。吐出圧力Ｐｄが下がっても、０．１ＭＰａ程度の差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）を確保するには、吐出圧力Ｐｄが下がったときに、吐出室からクランク室へ多くの流量を流すことがきるようにすれば良い。そこで、本発明の可変容量圧縮機用制御弁では、負荷が高く、吐出圧力Ｐｄが高いときには、図１に示したように、弁座１３にかかる前後の差圧によって弁座位置を弁体１７の側へ移動させ、負荷が低くなって吐出圧力Ｐｄが低くなると、図２に示したように、弁座位置を弁体１７から離れるよう移動させ、冷媒が通過する通路の断面積を急増させるようにしている。この弁座位置の移動は、弁座１３の前後の差圧、つまり、差圧（Ｐｄ‐Ｐｃ）がたとえば０．１ＭＰａ程度まで下がったときに生じるように設定され、その設定は、弁座１３の筒状部の径とスプリング１４のばね荷重とを調節することによって行われる。
【００２６】
以上のように、吐出圧力Ｐｄが低下してきたときに弁のサイズを大きくするようにしたことで、次のような効果を奏するようになる。すなわち、図４に示したように、従来の可変容量圧縮機用制御弁では、吐出圧力Ｐｄが低下したとき、確実に容量を下げられる必要流量がｆ１であったとすると、デューティ比制御で調整できる流量は、直線Ａ１で示されるような特性になる。このため、実際に容量制御をする実用的な流量範囲を０‐ｆ０の範囲とすると、デューティ比制御で調整できる範囲は、５８〜１００％になっている。これに対し、本発明の可変容量圧縮機用制御弁においては、吐出圧力Ｐｄが高くて弁座位置が弁体１７の側へ移動しているときの流量をｆ１よりも少ないｆに設定できるので、曲線Ａのように、実用域で傾きが小さくなるため、デューティ比制御で制御可能な範囲を３０〜１００％に拡大することができる。しかも、吐出圧力Ｐｄが低くなって弁座位置が弁体１７から離れる側へ移動しているときの流量はｆ１を確保していることになる。
【００２７】
図５は第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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図、図６は第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を差圧が設定差圧より小さいときの状態で示す拡大断面図である。この図５および図６において、図１および図２に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２８】
この第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁と比較して、オン・オフ動作の制御弁であり、吐出圧力Ｐｄが低下したときに、弁部における弁リフトを大きくする点で同じであるが、そのときに、弁座１３と一緒にソレノイドの固定鉄芯１９の位置を移動させるようにした点で異なる。
【００２９】
すなわち、第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、弁座１３と固定鉄芯１９とが固定されており、吐出圧力Ｐｄが高く、弁座１３がその前後の差圧によって下流側へ移動して弁座１３が段差部１６に当接している図５に示す位置と、吐出圧力Ｐｄが低くて弁座１３および固定鉄芯１９がスプリング１４の付勢力によってストッパ１５に当接している図６に示す位置との間で弁座１３および固定鉄芯１９が移動するように構成されている。
【００３０】
これにより、吐出圧力Ｐｄが高く、可変容量圧縮機用制御弁が通常の容量制御をしているときには、固定鉄芯１９が可動鉄芯２１の側へ移動して固定鉄芯１９と可動鉄芯２１との間の磁気ギャップを小さくし、ソレノイドをオフにして最小容量の制御をするときには、その磁気ギャップが大きくなるので、通常の容量制御をしているときの固定鉄芯１９と可動鉄芯２１との間の吸引力を高めることができる。
【００３１】
この可変容量圧縮機用制御弁では、固定鉄芯１９は、ボディ１０に図の下方から嵌合された連結部材３３とこれに固定された有底スリーブ２０とで構成される空間内に軸線方向に進退可能に配置され、弁部の弁体１７はソレノイドのシャフト２３と一体に構成されている。また、弁体１７を開弁方向に付勢しているのは、固定鉄芯１９と可動鉄芯２１との間に配置されたスプリング１８であり、弁部の全開位置を決めるストッパとして機能しているのは、可動鉄芯２１の図の下方移動を規制している有底スリーブ２０の底部になっている。
【００３２】
以上の第１および第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、吐出室からクランク室へ供給する冷媒の流量をソレノイドに給電するパルス電流のデューティ比制御によって制御する場合について説明したが、弁部の前後差圧が設定差圧よりも小さいときに弁リフトを急速に大きくして流せる最大流量を可変できるようにした流量可変機構を他の制御方式の制御弁にも適用することができる。次に、その流量可変機構を吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧を一定に制御するようにした可変容量圧縮機用制御弁に適用した場合の例について説明する。
【００３３】
図７は第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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図、図８は第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を差圧が設定差圧より小さいときの状態で示す拡大断面図である。この図７および図８において、図１および図２に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３４】
この第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、ボディ１０に吸入室の吸入圧力Ｐｓを受けるポート３５を備え、弁体１７は、その軸線方向両端に吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとを受け、常に、ソレノイドのシャフト２３に当接するようスプリング１８によって付勢され、ソレノイドによって弁体１７の位置を制御できるようにしている。
【００３５】
これにより、可変容量圧縮機用制御弁が容量制御可能な範囲で容量制御を行っているときには、吐出圧力Ｐｄは高く、弁孔を流れる冷媒の流量が多いので、図７に示したように、弁座１３はその前後の差圧で下流側に移動されて段差部１６に当接しており、弁部は相対的に弁リフトが小さい状態に設定されていることになる。
【００３６】
この状態で、ソレノイドに負荷に応じた所定の制御電流が供給されると、弁体１７は、その制御電流に対応する位置まで軸線方向に移動される。このとき、弁体１７は、開弁方向に吐出圧力Ｐｄを受け、閉弁方向に吸入圧力Ｐｓを受けているので、その差圧（Ｐｄ‐Ｐｓ）によって弁部は開閉することになる。したがって、この可変容量圧縮機用制御弁は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ‐Ｐｓ）を感知して、その差圧がソレノイドによって設定された差圧になるように吐出室からクランク室へ流れる冷媒の流量を制御することになる。
【００３７】
一方、冷凍サイクルの負荷が低減して、吐出圧力Ｐｄが低下していき、弁座１３の前後差圧が設定差圧よりも低くなると、弁座１３は、図８に示したように、スプリング１４によってストッパ１５に当接するまで移動し、弁部は相対的に弁リフトが大きい状態に設定される。これにより、吐出圧力Ｐｄが低くても、可変容量圧縮機用制御弁は、通常制御時の全開状態よりもさらに開くので、一度に多くの冷媒をクランク室へ流すことができ、可変容量圧縮機の容量を確実に下げることができるようになる。
【００３８】
以上の第１ないし第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、吐出圧力Ｐｄとクランク室の圧力Ｐｃとの差圧が設定差圧よりも小さくなると、弁リフトを大きく変化させることによって制御弁が流せる最大流量を大きく変化させる流量可変機構について説明したが、次に、弁リフトは変化しないで、弁径が大きく変化することによって制御弁が流せる最大流量を大きく変化させるようにした流量可変機構について説明する。
【００３９】
図９は第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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図、図１０は第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を示す拡大断面図であって、（Ａ）は全閉状態を示し、（Ｂ）は差圧が設定差圧より小さいときの状態を示している。この図９および図１０において、図１および図２に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４０】
この第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁は、オン・オフ動作のデューティ比制御弁であって、吐出圧力Ｐｄを受けるポート１１はボディ１０の側面に有し、クランク室へ制御された圧力Ｐｃを供給するポート１２はボディ１０の先端に備えている。このポート１２は、吐出圧力Ｐｄが低くなったときに多くの流量を流すことができるよう大きな開口部を有しており、これが、吐出圧力Ｐｄが低くなったときに開く弁孔を構成している。この弁孔の上流側には、その弁孔を開閉する弁体３７が軸線方向に進退自在に配置されており、スプリング１４によって開弁方向に付勢されている。吐出圧力Ｐｄが低いときには、固定鉄芯１９の図の上端面が段差部１６となっていて、これに弁体３７が当接するようになっている。この弁孔をなすポート１２、弁体３７およびスプリング１４が流量可変機構を構成している。
【００４１】
流量可変機構の弁体３７には、その軸線方向に貫通形成された孔を有しており、これが弁部の弁孔を構成している。この弁孔を開閉する弁体１７は、ソレノイドのシャフト２３の先端に保持されている。
【００４２】
ここで、この可変容量圧縮機用制御弁が容量制御可能な範囲で容量制御を行っているときには、吐出圧力Ｐｄは高く、弁体３７に形成された弁孔を流れる冷媒の流量が多いので、図９に示したように、弁体３７は吐出圧力Ｐｄとクランク室の圧力Ｐｃとの差圧で閉弁しており、弁部の弁径は、弁体３７に形成された弁孔の内径によって設定されていることになる。可変容量圧縮機用制御弁がデューティ比制御を行っていて、ソレノイドが通電されていないオフ動作のとき、弁体１７は、図９に示した位置におり、ソレノイドが通電されているオン動作のときは、図１０の（Ａ）に示したように、弁体３７に形成された弁孔を閉じた位置にいて、この２つの位置の間で往復動することになる。
【００４３】
一方、冷凍サイクルの負荷の低減により吐出圧力Ｐｄが低下して、弁部の前後差圧が設定差圧よりも低くなると、弁体３７は、図１０の（Ｂ）に示したように、スプリング１４によって段差部１６に当接するまで移動され、弁部の弁径は、弁体３７に形成された弁孔の小さな内径からポート１２の大きな内径に切り換えられる。これにより、吐出圧力Ｐｄが低くても、可変容量圧縮機用制御弁は、通常制御時の全開状態よりもさらに開くので、一度に多くの冷媒をクランク室へ流すことができ、可変容量圧縮機の容量を確実に下げることができるようになる。
【００４４】
以上の実施の形態では、冷媒にＨＦＣ−１３４ａを使用した冷凍サイクルの可変容量圧縮機を制御する制御弁に適用した場合について説明したが、二酸化炭素などの他の冷媒を使用した冷凍サイクルの可変容量圧縮機に使用される制御弁にも同じように適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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中央縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を示す拡大断面図である。
【図３】可変容量圧縮機の可変容量率に対するクランク室の圧力と吸入圧力との差圧の関係を示す図である。
【図４】電流に対する流量の関係を示す図である。
【図５】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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を差圧が設定差圧より小さいときの状態で示す拡大断面図である。
【図７】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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を差圧が設定差圧より小さいときの状態で示す拡大断面図である。
【図９】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差圧が設定差圧より大きいときの状態で示す中央縦断面図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る可変容量圧縮機用制御弁の要部を示す拡大断面図であって、（Ａ）は全閉状態を示し、（Ｂ）は差圧が設定差圧より小さいときの状態を示している。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ボディ
１１，１２  ポート
１３  弁座
１４  スプリング
１５  ストッパ
１６  段差部
１７  弁体
１８  スプリング
１９  固定鉄芯
２０  有底スリーブ
２１  可動鉄芯
２２  スプリング
２３  シャフト
２４  ストッパ
２５  スプリング
２６  コイル
２７  ヨーク
２８  プレート
２９  ハーネス
３０，３１  Ｏリング
３３  連結部材
３５  ポート
３７  弁体
【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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【図９】
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【図１０】
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