(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾動可能な斜板を収容したクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能な容量可変型斜板式圧縮機に用いる制御弁であって、
前記圧縮機のクランク室と吸入室とを結ぶ抽気通路の一部となるべくバルブハウジング内に設けられた弁室と、
前記弁室内に設けられて該弁室をクランク室側領域と吸入室側領域とに区分すると共に両者を連通する弁孔が形成された弁座と、
前記弁室のクランク室側領域にあって前記弁座に接離可能な弁体と、
前記弁体を前記弁座に着座させる方向に常時付勢する閉弁バネと、
前記弁室の吸入室側領域に配置された伝達部材と、
外部からの制御によって調節可能な電磁付勢力に基づき前記伝達部材を介して前記弁体を前記弁座から離れる方向に電磁付勢可能なソレノイド部とを備え、
前記ソレノイド部による弁体の電磁付勢を解除すれば、クランク圧及び吸入圧に影響されること無く、弁体が弁座に着座して閉弁状態となり、
前記弁室のクランク室側領域には、感圧部材が前記弁体に接離可能に設けられており、前記ソレノイド部が伝達部材を介して弁体を弁座から離れる方向に電磁付勢するとき、前記感圧部材が前記弁体に当接して当該感圧部材、閉弁バネ、弁体、伝達部材およびソレノイド部が作動連結関係を構築し、
前記感圧部材の有効面積と、前記弁室の吸入室側領域の口径面積とが等しくなっていることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項２】
前記感圧部材はベローズであることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項３】
前記ソレノイド部は、外部制御される通電量に応じた電磁力を発生するコイルと、前記コイルが発生する電磁力に基づき前記伝達部材に電磁付勢力を付与するプランジャと、その電磁付勢力の方向と逆方向に前記プランジャを付勢する戻しバネとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁が組み込まれたクラッチレス設計の容量可変型斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾動可能な斜板を収容したクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能な容量可変型斜板式圧縮機に用いられる制御弁と、その制御弁を組み込んだ容量可変型斜板式圧縮機とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機内部のクランク室に傾動可能に設けられた斜板の角度を制御することで圧縮機からの吐出容量を変更可能な容量可変型斜板式圧縮機が知られている。この種の圧縮機では、クランク室内に満たされた冷媒ガス圧力（クランク圧Ｐｃ）を特殊な制御弁を用いて調節することで斜板角度を適宜調節している。例えば、特開平６−２６４５４号公報は、圧縮機のクランク室と吸入室（蒸発器の出口側と連通する）とをむすぶ抽気通路の途中に設けられた抜き側制御弁を開示する。その抜き側制御弁では、電磁コイルへの通電量制御によって設定圧を可変とすると共に、ベローズとその可動端に取着された弁体とを収めた部屋に吸入圧Ｐｓを導いている。そして、クランク室と吸入室とを連通させる弁口（弁孔）に対し、前記吸入圧Ｐｓに応じて弁体を離接位置決めして該制御弁の開度を制御し、クランク室からのガス放出量を調節してクランク圧Ｐｃを内部制御している。この弁構造では、ベローズ自体の付勢作用によって弁体が弁口（弁孔）を閉塞しようとするのに対し、クランク圧Ｐｃは弁体を開弁する方向に作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車輌用空調機器の分野では、車載用の容量可変型斜板式圧縮機の重量を軽減する等の観点から、電磁クラッチ機構を介在させることなく外部駆動源たるエンジンと圧縮機とをプーリ及び動力伝達ベルトを介して直結するクラッチレス設計を採用する傾向にある。かかるクラッチレス設計では圧縮機に常時動力を伝達することになるため、冷房動作が不要ないし冷房負荷が極めて小さい場合には、圧縮機の斜板を最小傾角に保持して最小能力で運転させる必要がある。
【０００４】
このようなクラッチレス設計の容量可変型斜板式圧縮機において、仮に前記特開平６−２６４５４号公報に開示された抜き側制御弁を採用した場合、斜板を最小傾角に保持して最小能力運転を維持することが意外に難しい。その理由を説明すると、抜き側制御方式の斜板式圧縮機で斜板を最小傾角に保持するためには、制御弁を完全に閉じるか弁開度を極小状態に維持するかしてクランク圧Ｐｃを極大化する必要がある。ところが、前記従来の抜き側制御弁では、その構造上、クランク圧Ｐｃが大きくなるにつれて開弁圧力も増すため、制御弁の開度を閉ないし極小状態に保持することが難しい。故に、クランク圧Ｐｃが十分に高まりきらず、斜板を最小傾角に保持して最小能力運転を維持できないという状況に陥る。最小能力運転を維持できなければ、冷房が不要等であるにもかかわらず圧縮機が無駄にエンジン動力を消費するということになる。かかる事態はクラッチレス設計の圧縮機の価値を減殺し好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、クラッチレス設計を意図した容量可変型斜板式圧縮機にも使用可能な抜き側制御弁を提供することにある。又、必要なときに必要なだけ最小容量運転を持続することができるクラッチレス設計の容量可変型斜板式圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、傾動可能な斜板を収容したクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能な容量可変型斜板式圧縮機に用いる制御弁であって、前記圧縮機のクランク室と吸入室とを結ぶ抽気通路の一部となるべくバルブハウジング内に設けられた弁室と、前記弁室内に設けられて該弁室をクランク室側領域と吸入室側領域とに区分すると共に両者を連通する弁孔が形成された弁座と、前記弁室のクランク室側領域にあって前記弁座に接離可能な弁体と、前記弁体を前記弁座に着座させる方向に常時付勢する閉弁バネと、前記弁室の吸入室側領域に配置された伝達部材と、外部からの制御によって調節可能な電磁付勢力に基づき前記伝達部材を介して前記弁体を前記弁座から離れる方向に電磁付勢可能なソレノイド部とを備え、前記ソレノイド部による弁体の電磁付勢を解除すれば、クランク圧及び吸入圧に影響されること無く、弁体が弁座に着座して閉弁状態となることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機の制御弁をその要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、弁室のクランク室側領域に設けられた弁体は、閉弁バネによって弁座に着座する方向に常時付勢されている。他方、外部制御によってソレノイド部への通電が行われるとき、励磁されたソレノイド部は、その外部制御された電磁付勢力でもって弁室の吸入室側領域にある伝達部材を介して弁体を弁座から離れる方向に電磁付勢する。更に、弁孔近傍の弁体には、クランク室の内圧（クランク圧Ｐｃ）と吸入室の内圧（吸入圧Ｐｓ）（Ｐｃ≧Ｐｓ）との双方が作用し、ＰｃとＰｓとの差圧に基づく付勢力が及んでいる。このため、閉弁バネによる付勢力と、ソレノイド部による電磁付勢力と、Ｐｃ−Ｐｓ差圧に基づく付勢力との少なくとも三者のバランスに基づいて弁室内での弁体の配置が決定され、該制御弁の開度（弁開度）ひいては抽気通路の開度（絞り量）が決定される。こうして当該制御弁は、容量可変型斜板式圧縮機のクランク室と吸入室とを結ぶ抽気通路の途中にあって、クランク室からのガス放出量を調節することでクランク圧Ｐｃを制御し、圧縮機の吐出容量を変更するいわゆる抜き側制御弁として機能する。更にこの制御弁によれば、ソレノイド部への通電が停止され前述の電磁付勢が解除されると、閉弁バネによって弁体が着座方向に付勢される。又、弁体は弁室のクランク室側領域に配設されているため、前記Ｐｃ−Ｐｓ差圧も弁体を着座させる方向にのみ作用する。従って、ソレノイド部による弁体の電磁付勢を解除することで、Ｐｃ及びＰｓに何ら影響されることなく弁体を確実に弁座に着座させ、該制御弁を確実に閉弁状態とすることが可能となる。
【０００８】
また、請求項１の発明は、前記弁室のクランク室側領域には、感圧部材が前記弁体に接離可能に設けられており、前記ソレノイド部が伝達部材を介して弁体を弁座から離れる方向に電磁付勢するとき、前記感圧部材が前記弁体に当接して当該感圧部材、閉弁バネ、弁体、伝達部材およびソレノイド部が作動連結関係を構築するものである。
【０００９】
この構成によれば、ソレノイド部による弁体の電磁付勢が行われるとき、感圧部材、閉弁バネ、弁体、伝達部材およびソレノイド部の間に作動連結関係が構築され、これらが弁開度の決定に関与する。即ちこの場合には、閉弁バネによる付勢力と、ソレノイド部による電磁付勢力と、Ｐｃ−Ｐｓ差圧に基づく付勢力と、弁体に当接した感圧部材の付勢力との少なくとも四者のバランスに基づいて弁室内での弁体の配置が決定され、該制御弁の開度（弁開度）ひいては抽気通路の開度（絞り量）が決定される。弁室のクランク室側領域に設けられた感圧部材は、クランク圧Ｐｃに応じて弁体への付勢力を変えるものであるが、その付勢力は弁体を弁座に着座させる方向にのみ作用する。又、クランク圧Ｐｃが過大な場合、感圧部材が弁体から離れることも可能である。従って、ソレノイド部による弁体の電磁付勢解除時には、感圧部材が弁体の着座を阻害することはなく、該制御弁を確実に閉弁状態とすることが可能となる。
【００１０】
さらに、請求項１の発明は、前記感圧部材の有効面積と、前記弁室の吸入室側領域の口径面積とが等しくなっていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、制御弁の作動時（ソレノイド部による弁体の電磁付勢が行われるとき）における該制御弁の設定圧（設定吸入圧）を、クランク圧Ｐｃの大小に関係なく、ソレノイド部での電磁付勢力の調節、即ちソレノイド部への通電量制御によってほぼ一義的に決定することができる。この点は後記「発明の実施の形態」において更に詳細に説明する。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁において、前記感圧部材はベローズであることを特徴とする。
ベローズは伸縮の自由度が大きく、弁室内にあって弁体に接離可能な感圧部材として極めて適している。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁において、前記ソレノイド部は、外部制御される通電量に応じた電磁力を発生するコイルと、前記コイルが発生する電磁力に基づき前記伝達部材に電磁付勢力を付与するプランジャと、その電磁付勢力の方向と逆方向に前記プランジャを付勢する戻しバネとを備えていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、コイルへの通電時には、プランジャが戻しバネの付勢力に抗して、伝達部材を介して弁体に電磁付勢力を及ぼす。他方、コイルへの通電が停止されたとき、戻しバネはプランジャを前記電磁付勢力の方向と逆方向に押し戻してソレノイド部と弁体との間の作動連結関係を解除する。これにより、コイルへの通電停止時における弁体の弁座への着座を確実なものとする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御弁が組み込まれたクラッチレス設計の容量可変型斜板式圧縮機をその要旨とする。
この容量可変型斜板式圧縮機によれば、必要なときに外部制御により、ソレノイド部による弁体の電磁付勢を解除して制御弁を確実に閉弁状態とすることができるので、クランク圧Ｐｃを極大化して最小容量での運転を持続することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した車載用の容量可変型斜板式圧縮機とそれに組み込まれる抜き側制御弁の第１〜第４実施形態を図面を参照しながら説明する。尚、図１に示した斜板式圧縮機は第１〜第４実施形態に共通して用いられる。
【００１７】
（第１実施形態）
図１に示すように、複数のシリンダボア１ａ（一つのみ図示）が形成されたシリンダブロック１のフロント側端面にはフロントハウジング２が接合固定され、フロントハウジング２内にはクランク室３が区画形成されている。又、シリンダブロック１のリヤ側端面には、リヤハウジング４がバルブプレート５を介して接合固定されている。シリンダブロック１、フロントハウジング２及びリヤハウジング４は圧縮機のハウジングを構成する。
【００１８】
バルブプレート５の前後には、吸入弁６ａを備えた吸入プレート６及び吐出弁７ａを備えた吐出プレート７が介在されている。前記リヤハウジング４には、内側に位置する吐出室９と、それを取り囲むように設けられた吸入室８とが区画形成されている。そして、バルブプレート５に形成した吸入孔５ａを介して吸入室８と各シリンダボア１ａとが連通され、バルブプレート５に形成した吐出孔５ｂを介して各シリンダボア１ａと吐出室９とが連通されている。
【００１９】
シリンダブロック１及びフロントハウジング２には回転軸１２が前後一対のベアリング１３により回転可能に支持されている。回転軸１２の外端部は、二点鎖線で外形を示すプーリ１０及び動力伝達ベルト１１を介して直接的に、外部駆動源としてのエンジンＥに駆動連結されている。回転軸１２上にはクランク室３内において回転支持体１４が一体回転可能に固定されている。この回転支持体１４とフロントハウジング２の内側面との間にはスラストベアリング１５が介在されている。さらに、回転支持体１４の外周側に対しシリンダブロック１に向かって突出形成された支持アーム部１４ａには長孔１４ｂが形成され、ヒンジ機構を構成する連結ピン１６を介して回転斜板１７が前後方向に揺動可能に連結されている。
【００２０】
回転軸１２上にはスリーブ１９が前後方向にスライド可能に設けられ、該スリーブ１９は左右一対の連結ピン２０（図１では一つのみ図示）を介して回転斜板１７のボス部１７ａ内周部に連結されている。回転斜板１７のボス部１７ａ外周側には揺動斜板１８が相対回転可能に設けられている。この揺動斜板１８は、クランク室３内の固定位置に設けた回転防止用の案内ロッド２１により回転不能且つ前後方向の傾動可能に支持されている。又、揺動斜板１８は、各シリンダボア１ａに収容した各ピストン２２に対しピストンロッド２３を介してそれぞれ連結されている。又、回転軸１２にはバネ受け２４が取り付けられ、該バネ受け２４とスリーブ１９との間にはバネ２５が介装されている。バネ２５は好ましくはコイルバネであり、斜板１７，１８をその傾角が最大となる方向（傾角増大方向）へ付勢する。
【００２１】
図１の斜板式圧縮機では、外部駆動源Ｅからの動力伝達により回転軸１２が回転されると、それに伴い所定角度に傾斜した回転斜板１７が回転し、それによって揺動斜板１８が波打ち揺動運動を行う。すると、ピストンロッド２３を介して各ピストン２２が斜板傾角に応じたストロークで往復動され、各シリンダボア１ａでは、吸入室８（吸入圧Ｐｓの領域）からの冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出室９（吐出圧Ｐｄの領域）への圧縮冷媒ガスの吐出が順次繰り返される。
【００２２】
この圧縮機の回転斜板１７及び揺動斜板１８（以下両者を併せて「斜板」と呼ぶ）の傾角決定要因として、斜板回転時の遠心力に基づく回転運動のモーメントと、バネ２５の付勢作用に基づくバネ力によるモーメントと、ガス圧によるモーメントの三つがある。回転運動のモーメント及びバネ力によるモーメントについては常に傾角増大方向に作用するように、斜板の慣性乗積が設定され且つバネ２５が選択されている。他方、ガス圧によるモーメントとは、圧縮行程にあるシリンダボアのピストンに作用する圧縮反力と、吸入行程にあるシリンダボアの内圧と、ピストン背圧にあたるクランク室３の内圧（クランク圧Ｐｃ）との相互関係に基づいて発生するモーメントである。そして、本実施形態ではクランク圧Ｐｃを大きく維持することでガス圧によるモーメント（傾角減少方向に作用）が前記回転運動及びバネ力による傾角増大方向のモーメントを凌駕し、斜板を最小傾角（例えば回転軸１２に直交する面と斜板とのなす角が３°〜５°）に設定できるように設計されている。又、クランク圧Ｐｃを小さくし、ガス圧によるモーメントと、前記回転運動及びバネ力によるモーメントとをバランスさせることで斜板の傾角を前記最小傾角と最大傾角との間の任意の角度に設定することができるようになっている。このように、クランク圧Ｐｃの制御に基づいて斜板の傾角が決定され、その傾角に応じて各ピストン２２のストローク即ち圧縮機の吐出容量が可変調節される。
【００２３】
図１（及び図２）に示す圧縮機の吐出室９と吸入室８とは、外部冷媒回路３０を介して接続されている。この外部冷媒回路３０は該圧縮機とともに車輌用空調システムの冷房回路を構成する。外部冷媒回路３０には、凝縮器（コンデンサ）３１、膨張弁３２及び蒸発器（エバポレータ）３３が設けられている。膨張弁３２は凝縮器３１と蒸発器３３との間に介在される可変絞り抵抗として機能する。即ち膨張弁３２の開度は、蒸発器３３の出口側に設けられた感温筒３２ａの検知温度および蒸発圧力（具体的には蒸発器入口又は出口の圧力）に基づいてフィードバック制御され、膨張弁３２は凝縮器３１と蒸発器３３との間に圧力差が存在し得るように作用し且つ熱負荷に見合った液冷媒を蒸発器３３に供給する。これにより、蒸発器３３での冷媒の蒸発状態が適度な過熱度を持つように外部冷媒回路３０における冷媒流量が調節される。
【００２４】
更に図２に示すように、蒸発器３３の近傍には温度センサ３４が設置されている。この温度センサ３４は蒸発器３３の温度を検出し、その蒸発器温度情報を制御コンピュータ３８に提供する。この制御コンピュータ３８は、車輌用空調システムの冷暖房に関する一切の制御を司っている。制御コンピュータ３８の入力側には、温度センサ３４の他に、車輌の室内温度を検出する室温センサ３５、車輌の室内温度を設定するための室温設定器３６、空調システム作動スイッチ３７およびエンジンＥの電子制御装置（ＥＣＵ）が接続されている。他方、制御コンピュータ３８の出力側には、後述する制御弁（４０Ａ〜４０Ｄ）のコイル６７への通電を制御する駆動回路３９が接続されている。
【００２５】
制御コンピュータ３８は、温度センサ３４から得られる蒸発器温度、室温センサ３５から得られる車室内温度、室温設定器３６によって設定された所望室温、空調システム作動スイッチ３７からのＯＮ／ＯＦＦ設定状況、及び、ＥＣＵからエンジンＥの起動・停止やエンジン回転数に関する情報等の外部情報に基づいてコイル６７への適切な通電量Ｉを演算する。そして、その演算した電流値の電流を駆動回路３９から制御弁４０Ａ等に供給させ、制御弁４０Ａ等の開度を外部制御する。
【００２６】
（抜き側制御弁４０Ａの構成）
次に、クランク室３からの冷媒ガスの放出量を調節することでクランク圧Ｐｃを制御する抜き側制御弁４０Ａの構成を図２を参照して説明する。なお、図１の斜板式圧縮機におけるクランク室３へのガス供給は、圧縮行程にあるピストン２２とシリンダボア１ａの内周壁との間からクランク室３へ漏れ出るブローバイガスによって確保される。
【００２７】
抜き側制御弁４０Ａは、バルブハウジング４１内に設けられた弁機構部４２と、それに接合されたソレノイド部６０とを備えている。バルブハウジング４１内には弁室４３が区画形成されている。
【００２８】
弁室４３を区画するバルブハウジング４１の内周壁には、弁室４３の略中央において環状段差部（弁座）４４が形成され、その環状段差部４４を境界として、弁室４３は上部領域（クランク室側領域）４３ａと下部領域（吸入室側領域）４３ｂとに分けられている。そして、環状段差部４４の中央には、前記上部領域と下部領域とを連通する弁孔４５が形成されている。
【００２９】
弁室４３を区画するバルブハウジング４１の周壁には、弁室の上部領域４３ａに開口形成された導入ポート４８と、弁室の下部領域４３ｂに開口形成された導出ポート４９とが設けられている。導入ポート４８は、圧縮機内に設けられた通路５０を介して弁室の上部領域４３ａをクランク室３に連通する。導出ポート４９は、圧縮機内に設けられた通路５１を介して弁室の下部領域４３ｂを吸入室８に連通する。こうして、クランク室３と吸入室８との間には、通路５０、導入ポート４８、弁室４３、導出ポート４９および通路５１からなる抽気通路が設定されている。
【００３０】
弁室の上部領域４３ａには、弁体４６が垂直方向（制御弁４０Ａの軸方向）に移動可能に収容されており、その移動に応じて弁体４６は弁座としての環状段差部４４に接離可能となっている。弁体４６が弁座４４に着座すると、弁体４６によって弁孔４５が閉塞され、前記上部領域４３ａと下部領域４３ｂとの連通が遮断される。弁体４６は短円柱状をなしており、その外周部には環状段が形成されている。この環状段にはバネ４７の一端（下端）が掛止され、そのバネ４７の他端（上端）はバルブハウジング４１の内周段部に掛止されている。この閉弁バネとしてのバネ４７により、弁体４６は弁座４４に着座する方向（弁孔４５を閉塞する方向）に常時付勢されている。
【００３１】
更に、弁室の上部領域４３ａには感圧部材としてのベローズ５２が設けられている。なお、本実施形態のベローズ５２の有効面積Ａと、前記弁室の下部領域４３ｂの口径面積Ｂとは等しくされている（Ａ＝Ｂ）。又、バルブハウジング４１の上部には調節体（アジャスタ）５３が螺着され、その調節体５３にはベローズ５２の上端（固定端）が固着されている。
【００３２】
ベローズ５２内は真空又は減圧状態にされるとともに、伸張バネ５２ａが配設されている。この伸張バネ５２ａはベローズ５２の下端（可動端）を伸張方向に付勢している。弁室の上部領域４３ａには、前記通路５０及び導入ポート４８を介してクランク室３から冷媒ガス（クランク圧Ｐｃ）が導入されているため、そのクランク圧Ｐｃの程度に応じてベローズ５２の下端（可動端）が弁体４６を接触押圧し又は弁体４６から離間する。そして、弁体４６は、弁室４３内での位置に応じて該制御弁４０Ａの開度（即ち前記抽気通路の開度）を調節する。
【００３３】
制御弁４０Ａの下半部を占めるソレノイド部６０は、有底円筒状の収容筒６１を備えている。収容筒６１の上部には固定鉄心６２が嵌合され、この嵌合により収容筒６１内にはソレノイド室６３が区画されている。ソレノイド室６３には、プランジャとしての可動鉄心６４が垂直方向に移動可能に収容されている。
【００３４】
固定鉄心６２の中心には、伝達部材としてのソレノイドロッド６５が垂直方向に移動可能に支持されている。このために、固定鉄心６２とロッド６５との間には軸受６８が介装されている。この軸受６８には、ソレノイドロッド６５の上下にかかる圧力の影響を無くすためにスリットが形成されている。
【００３５】
このソレノイドロッド６５の一端（上端）は、前記弁室の下部領域４３ｂに進入配置され、他端（下端）はソレノイド室６３内に配置されている。弁室の下部領域４３ｂには、吸入室８の圧力（吸入圧Ｐｓ）が及んでいる。他方、可動鉄心６４の中心に貫設された孔にはソレノイドロッド６５の下端が嵌合され、両者はかしめにより嵌着固定されている。従って、可動鉄心６４とソレノイドロッド６５とは一体となって上下動する。固定鉄心６２と可動鉄心６４との間には戻しバネ６６が配設されている。戻しバネ６６は、可動鉄心６４を固定鉄心６２から離間させるべく、可動鉄心６４及びソレノイドロッド６５を下方に付勢する。
【００３６】
固定鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲には、これら鉄心６２，６４を跨ぐ範囲においてコイル６７が巻回されている。このコイル６７には制御コンピュータ３８の指令に基づき駆動回路３９から所定の電流が供給され、コイル６７はその供給電流量Ｉに応じた大きさの電磁力を発生する。その電磁力によって可動鉄心６４が固定鉄心６２に吸引されソレノイドロッド６５が上動する。ソレノイドロッド６５はその上動時に弁体４６を押し上げる方向に付勢する。それ故、ソレノイドロッド６５の弁体４６への当接時、制御弁４０Ａ内では、ベローズ５２、閉弁バネ４７、弁体４６、ソレノイドロッド６５及び可動鉄心６４を含むソレノイド部６０の間に作動連結関係が構築される。ソレノイドロッド６５の上動の程度に応じて弁体４６が弁座４４から離れ、その離間長に応じて制御弁４０Ａの開度（弁開度）が決定される。
【００３７】
（制御弁コイルへの通電時の作用）
エンジンＥの駆動中で空調システム作動スイッチ３７がＯＮの場合、制御コンピュータ３８は、室温センサ３５が検出した室温と室温設定器３６の設定温度との温度格差、及び、温度センサ３４からの蒸発器温度情報に基づき、空調制御プログラムに予め定められた計算方式に従ってコイル６７への通電量Ｉを演算し、その通電量Ｉでのコイル励磁を駆動回路３９に指令する。すると、両鉄心６２，６４間には通電量Ｉに応じた電磁吸引力が生じ、それに応じてソレノイドロッド６５の上向き付勢力Ｆが決定される。その結果、制御弁４０Ａは前記付勢力Ｆに応じた弁開度に調節され、それに応じてクランク圧Ｐｃ及び吸入圧Ｐｓがそれぞれ決定される。この点を以下に説明する。
【００３８】
制御弁４０Ａに対する通電量制御の第１の側面は、クランク圧Ｐｃの制御に基づく斜板の傾角制御にある。即ち、コイル６７への通電によって制御弁４０が開かれると、抽気通路を介してクランク室３から吸入室８へのガス放出が維持される。弁開度が大きいために、ブローバイガスによるクランク室３へのガス供給量よりも抽気通路を介してのガス放出量の方が優る場合には、クランク圧Ｐｃは低下傾向となり、斜板は傾角増大方向に傾動する。他方、弁開度が小さいために、抽気通路を介してのガス放出量よりもブローバイガスによるクランク室３へのガス供給量の方が優る場合には、クランク圧Ｐｃは上昇傾向となり、斜板は傾角減少方向に傾動する。かかる弁開度調節の結果、クランク室３へのガス供給量と抽気通路経由のガス放出量とが釣り合うと、クランク圧Ｐｃは一定化し、そのクランク圧Ｐｃに応じた角度に斜板傾角が確定する。
【００３９】
制御弁４０Ａに対する通電量制御の第２の側面は、クランク圧Ｐｃに影響されない吸入圧Ｐｓの設定にある。この点を制御弁４０Ａの内部機構（４２，６０）の作動バランス分析に基づき説明する。
【００４０】
図２において、ベローズ５２全体（伸張バネ５２ａを含む）の下向き付勢力をｆ0 、閉弁バネ４７の下向き付勢力をｆ1 、戻しバネの下向き付勢力をｆ2 、コイル６７への通電時における可動鉄心６４の電磁吸引力（ソレノイドロッド６５の上向き付勢力）をＦとする。又、前述のようにベローズ５２の有効面積はＡ、弁室の下部領域４３ｂの口径面積はＢである。
【００４１】
すると、弁体４６がソレノイド部６０から受ける開弁方向（上向き）の付勢力は、（Ｆ−ｆ2 ）と表され、弁体４６が弁機構部４２から受ける閉弁方向（下向き）の付勢力は、（ｆ0 −Ｐｃ・Ａ＋ｆ1 ）と表される。又、弁体４６には、弁室４３の上部領域と下部領域との間の差圧に基づく閉弁方向（下向き）の付勢力（Ｐｃ−Ｐｓ）・Ｂが作用する。これら三つの付勢力の間には次の数１に示す関係が成立し、それを整理すると数２の式のようになる。
【００４２】
【数１】
0003984724.tif 000002
【００４３】
【数２】
0003984724.tif 000003
本実施形態ではＡ＝Ｂとされているから、これを代入して整理すると、吸入圧Ｐｓは次の数３の式のように表される。
【００４４】
【数３】
0003984724.tif 000004
数３の式中、ｆ0 ，ｆ1 ，ｆ2 及びＢ（＝Ａ）は機械構成上予め定められた定数値と見ることができ、且つ付勢力Ｆはコイル６７への通電量Ｉの関数である。それ故、吸入圧Ｐｓはコイル６７への通電量Ｉによって可変設定でき、クランク圧Ｐｃに依存しない物理量となる。なお、ベローズ５２全体の付勢力ｆ0 については、バルブハウジング４１に対する調節体５３の螺着位置を調節することで設定変更可能である。
【００４５】
このように、制御コンピュータ３８が入力情報に基づいてコイル６７への通電量Ｉを演算して制御弁４０Ａの開度を外部制御することにより、斜板傾角を調節して圧縮機の吐出容量を可変調節することができると共に、蒸発器３３の出口圧力Ｐｓ’にほぼ等しい吸入室８の内圧（吸入圧Ｐｓ）を予定された圧力値（即ち設定圧Ｐｓｅｔ）付近に維持することが可能となる。制御弁４０Ａ及び制御コンピュータ３８による圧縮機制御の目的は、蒸発器３３での冷房負荷の変動にかかわらず、冷房負荷を反映した蒸発器３３の出口圧力Ｐｓ’を設定圧Ｐｓｅｔ付近に安定させるべく圧縮機の吐出容量を可変調節することにある。この意味で、制御弁４０Ａのソレノイド部６０と制御コンピュータ３８は、吸入圧Ｐｓが設定圧Ｐｓｅｔとなるように弁開度を外部制御するための手段と位置づけられる。又、設定圧Ｐｓｅｔは制御コンピュータ３８によるコイル通電量Ｉの制御だけで設定変更できるため、制御弁４０Ａのソレノイド部６０と制御コンピュータ３８は制御弁４０Ａの設定圧Ｐｓｅｔを外部的に設定変更する手段でもある。
【００４６】
（制御弁コイルへの通電停止時の作用）
エンジンＥの駆動中において空調システム作動スイッチ３７がＯＦＦされた場合及びスイッチ３７がＯＮであっても冷房負荷がほとんど無いような場合には、制御コンピュータ３８は駆動回路３９にコイル６７への通電停止を指令する。すると、両鉄心６２，６４間の電磁吸引力が消失しソレノイドロッド６５の上向き付勢力Ｆも消失する（Ｆ＝０）。その結果、ソレノイド部６０では戻しバネ６６の下向き付勢力ｆ2 のみが残り、それによって可動鉄心６４及びソレノイドロッド６５が下動され、ソレノイドロッド６５の上端が弁体４６から離れる。このとき、弁体４６には、閉弁バネ４７の付勢力ｆ1 と弁室４３の上部領域と下部領域との間の差圧に基づく付勢力（Ｐｃ−Ｐｓ）・Ｂの少なくとも二つの付勢力が閉弁方向に作用して弁体４６を弁座４４に着座させる。
【００４７】
なお、クランク圧Ｐｃがベローズ５２全体の下向き付勢力ｆ0 を凌駕する場合（ｆ0 ≦Ｐｃ・Ａ）には、ベローズ５２の可動端（下端）は弁体４６から離れて弁体４６にいかなる付勢作用も及ぼさない。他方、ベローズ５２の付勢力ｆ0 がクランク圧Ｐｃに優る場合（ｆ0 ＞Ｐｃ・Ａ）には、ベローズ５２の可動端が弁体４６を閉弁方向に付勢する。いずれにしてもクランク圧Ｐｃは弁体４６を開弁する方向には作用せず、コイル６７への通電停止時には、クランク圧Ｐｃの如何にかかわらず弁体４６が弁座４４に確実に着座され、弁開度がゼロとなり、抽気通路を介してのクランク室３から吸入室８へのガス放出が遮断される。その結果、クランク圧Ｐｃはブローバイガスの供給によって上昇傾向となり、斜板角度は最小傾角に設定される。
【００４８】
（効果）本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（イ）  ソレノイド部６０のコイル６７への通電停止時には、クランク圧Ｐｃ及び吸入圧Ｐｓに影響されること無く弁体４６が弁座４４に確実に着座して制御弁４０Ａが閉弁状態となるように構成したので、空調システム作動スイッチ３７のＯＦＦ時又は冷房負荷がほとんど無いような場合に、クランク圧Ｐｃを極大化して斜板を最小傾角に保持し、当該圧縮機に最小吐出容量での運転を持続させることが可能となる。
【００４９】
（ロ）  従って、本実施形態の抜き側制御弁４０Ａは、図１に示すようなクラッチレス設計の容量可変型斜板式圧縮機に極めて適したものとなる。
（ハ）  抜き側制御弁４０Ａにおいてベローズ５２の有効面積Ａと前記口径面積Ｂとを等しくすることで、コイル６７への通電量Ｉの制御に応じて吸入圧Ｐｓを、クランク圧Ｐｃ（ＰｃはＰｄの影響を受ける）に依存すること無く一義的に決定することが可能となる。それ故、実際に制御可能な通電量Ｉの範囲（Ｉmin 〜Ｉmax ）に対応した吸入圧Ｐｓの範囲内に所望の設定圧Ｐｓｅｔ（即ち蒸発器３３の出口圧力Ｐｓ’の予定値）を包含させることが容易となる。結果として、制御弁４０Ａにおける設定圧Ｐｓｅｔの可変幅を実用上大きく確保することが可能となる。
【００５０】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に従う抜き側制御弁４０Ｂを示す。図３の制御弁４０Ｂは図２の制御弁４０Ａと基本構成を同じくするが、弁体、ソレノイドロッド及び可動鉄心（プランジャ）の三者の関係において両者は相違する。
【００５１】
即ち、図２の制御弁４０Ａでは、弁体４６とソレノイドロッド６５とは別体とされ、ソレノイドロッド６５と可動鉄心（プランジャ）６４とは一体化されていた。これに対し、図３の制御弁４０Ｂでは、弁体部４６ａとソレノイドロッド部４６ｂとは一体化されて一つの弁体４６を構成し、ソレノイドロッド部４６ｂと可動鉄心（プランジャ）６４とは別体とされている。なお、ソレノイドロッド部４６ｂは伝達部材として機能する。
【００５２】
制御弁４０Ａと４０Ｂとの間には上述のような構成上の差異が存在するが、かかる構成上の差異は、両制御弁の作用及び効果に本質的な違いをもたらすものではない。従って、図３の制御弁４０Ｂによれば、図２の制御弁４０Ａと同様、前記（イ）、（ロ）及び（ハ）の効果を奏することができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態に従う抜き側制御弁４０Ｃを示す。この制御弁４０Ｃも、図２の制御弁４０Ａと同様、バルブハウジング４１内に設けられた弁機構部４２と、それに接合されたソレノイド部６０とを備えている。制御弁４０Ｃのソレノイド部６０の構成は図２の制御弁４０Ａのソレノイド部６０と同じであるが、弁機構部４２の構成において両制御弁４０Ｃ，４０Ａは若干異なる。この相違点を中心に制御弁４０Ｃの構成を説明する。
【００５４】
図４の制御弁４０Ｃの弁機構部４２を構成するバルブハウジング４１は、本体部４１ａと、その上に設けられた略円筒状の第１カバー部４１ｂと、更にその上に設けられたキャップ状の第２カバー部４１ｃとからなっている。そして、このバルブハウジング４１内には弁室４３が区画形成されている。バルブハウジング本体部４１ａの内周壁には、弁室４３の略中央において環状段差部（弁座）４４が形成され、該環状段差部４４を境界として、弁室４３は上部領域（クランク室側領域）４３ａと下部領域（吸入室側領域）４３ｂとに分けられている。そして、環状段差部４４の中央には、前記上部領域と下部領域とを連通する弁孔４５が形成されている。
【００５５】
バルブハウジング第２カバー部４１ｃの周壁には、弁室の上部領域４３ａに開口形成された導入ポート４８が設けられている。導入ポート４８は、圧縮機内に設けられた通路５０を介して弁室の上部領域４３ａをクランク室３に連通する。バルブハウジング本体部４１ａの周壁には、弁室の下部領域４３ｂに開口形成された導出ポート４９が設けられている。導出ポート４９は、圧縮機内に設けられた通路５１を介して弁室の下部領域４３ｂを吸入室８に連通する。こうして、クランク室３と吸入室８との間には、通路５０、導入ポート４８、弁室４３、導出ポート４９および通路５１からなる抽気通路が設定されている。
【００５６】
弁室の上部領域４３ａには、弁体４６が垂直方向（制御弁４０Ｃの軸方向）に移動可能に収容されており、その移動に応じて弁体４６は弁座としての環状段差部４４に接離可能となっている。弁体４６が弁座４４に着座すると、弁体４６によって弁孔４５が閉塞され、前記上部領域４３ａと下部領域４３ｂとの連通が遮断される。弁体４６は短円柱状をなしており、その外周部には上側及び下側の二つの環状段が形成されている。その下側環状段にはバネ４７の一端（下端）が掛止され、そのバネ４７の他端（上端）はバルブハウジング第１カバー部４１ｂの内側段差部に掛止されている。この閉弁バネとしてのバネ４７により、弁体４６は弁座４４に着座する方向に常時付勢されている。
【００５７】
更に、弁室の上部領域４３ａには感圧部材としてのベローズ５２が設けられている。なお、本実施形態のベローズ５２の有効面積Ａと、前記弁室の下部領域４３ｂの口径面積Ｂとは等しくされている（Ａ＝Ｂ）。図４に示すように、ベローズ５２の上端部は、バルブハウジング第２カバー部４１ｃの頭頂に形成された窪みに係合されている。そして、ベローズ５２の下端部と、前記弁体４６の外周部に形成された上側環状段との間に介装された位置決めバネ５４によって、ベローズ５２は、第２カバー部４１ｃに押し付けられる格好で該第２カバー部４１ｃと弁体４６との間に位置決め・保持されている。この場合も、前記第１実施例と同様、ベローズ５２の上端部が固定端となり、下端部が可動端となる。
【００５８】
ベローズ５２内は真空又は減圧状態にされるとともに、伸張バネ５２ａが配設されている。この伸張バネ５２ａはベローズ５２の下端（可動端）を伸張方向に付勢している。弁室の上部領域４３ａには、前記通路５０及び導入ポート４８を介してクランク室３から冷媒ガス（クランク圧Ｐｃ）が導入されているため、そのクランク圧Ｐｃの程度に応じてベローズ５２の下端（可動端）が弁体４６を接触押圧し又は弁体４６から離間する。そして、弁体４６は、弁室４３内での位置に応じて該制御弁４０Ｃの開度（即ち前記抽気通路の開度）を調節する。なお、弁室の下部領域４３ｂには、吸入室８の圧力（吸入圧Ｐｓ）が及んでいる。
【００５９】
この第３実施形態の制御弁４０Ｃ及びそれが組み込まれた斜板式圧縮機は、前記第１実施形態の場合と同様に作用する。
即ち、エンジンＥの駆動中で空調システム作動スイッチ３７がＯＮの場合、制御コンピュータ３８によって制御弁コイル６７への通電制御が行われ、弁開度調節に応じた斜板傾角（吐出容量）の決定及び吸入圧Ｐｓの設定が行われる。図４の制御弁４０Ｃの弁機構部４２には位置決めバネ５４が付加されているが、この位置決めバネ５４はベローズ５２の一部をなすものと考え、位置決めバネ５４及び伸張バネ５２ａの付勢作用をも包含する形でベローズ全体の下向き付勢力ｆ0 を記述するものと考えれば、図４の制御弁４０Ｃにおいても、前記数１〜数３の各式が成立する。従って、コイル６７への通電量Ｉの制御に応じて吸入圧Ｐｓがクランク圧Ｐｃに依存すること無く一義的に決定される。
又、エンジンＥの駆動中において空調システム作動スイッチ３７がＯＦＦされた場合及びスイッチ３７がＯＮであっても冷房負荷がほとんど無いような場合には、制御コンピュータ３８はコイル６７への通電を停止する。その結果、戻しバネ６６によって可動鉄心６４及びソレノイドロッド６５が下動され、ソレノイドロッド６５の上端が弁体４６から離れる。すると、弁体４６には、バネ４７の付勢力ｆ1 と弁室４３の上部領域と下部領域との間の差圧に基づく付勢力（Ｐｃ−Ｐｓ）・Ｂの少なくとも二つの付勢力が閉弁方向に作用して弁体４６を弁座４４に着座させる。前記第１実施形態と同様、クランク圧Ｐｃが弁体４６を開弁する方向に作用することはないので、コイル６７への通電停止時には、クランク圧Ｐｃの大きさにかかわらず弁体４６が弁座４４に確実に着座され（弁開度ゼロ）、抽気通路を介してのクランク室３から吸入室８へのガス放出が遮断される。その結果、クランク圧Ｐｃはブローバイガスの供給によって上昇傾向となり、斜板角度は最小傾角に設定される。
【００６０】
従って、図４の抜き側制御弁４０Ｃによれば、図２の制御弁４０Ａと同様、前記（イ）、（ロ）及び（ハ）の効果を奏することができる。
（第４実施形態）
図５は本発明の第４実施形態に従う抜き側制御弁４０Ｄを示す。図５の制御弁４０Ｄは図４の制御弁４０Ｃと基本構成を同じくするが、弁体、ソレノイドロッド及び可動鉄心（プランジャ）の三者の関係において両者は相違する。
【００６１】
即ち、図４の制御弁４０Ｃでは、弁体４６とソレノイドロッド６５とは別体とされ、ソレノイドロッド６５と可動鉄心（プランジャ）６４とは一体化されていた。これに対し、図５の制御弁４０Ｄでは、弁体部４６ａとソレノイドロッド部４６ｂとは一体化されて一つの弁体４６を構成し、ソレノイドロッド部４６ｂと可動鉄心（プランジャ）６４とは別体とされている。なお、ソレノイドロッド部４６ｂは伝達部材として機能する。
【００６２】
制御弁４０Ｃと４０Ｄとの間には上述のような構成上の差異が存在するが、かかる構成上の差異は、両制御弁の作用及び効果に本質的な違いをもたらすものではない。従って、図５の制御弁４０Ｄによれば、図４の制御弁４０Ｃ（及び図２の制御弁４０Ａ）と同様、前記（イ）、（ロ）及び（ハ）の効果を奏することができる。
【００６３】
（別例）本発明の実施形態を以下のように変更してもよい。
○  前記各実施形態では、感圧部材としてベローズ５２を用いたが、これに代えてダイヤフラムが用いられてもよい。
【００６４】
○  前記各制御弁４０Ａ〜４０Ｄは、圧縮機本体と外部駆動源との間に電磁クラッチ機構を介在させるクラッチ機構付き斜板式圧縮機に適用されてもよい。
○  この明細書でいう「斜板式圧縮機」とは、図１に示すようなワッブル型の圧縮機のみならず、斜板たるスワッシュプレートを備えた圧縮機をも含むものであり、傾斜したカムプレートによってピストンを往復動させる方式の圧縮機のすべてを意味するものである。
【００６５】
なお、前記各実施形態及び別例から把握できる前記各請求項に記載した事項以外の技術的思想の要点として次のものがある。
○  請求項１〜４に記載の発明において、前記閉弁バネは弁室のクランク室側領域内に配設されて弁体を弁座に着座させる方向に常時付勢していること。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１〜３に記載の制御弁によれば、外部制御に基づきソレノイド部による弁体の電磁付勢を解除することで、クランク圧及び吸入圧に影響されること無く弁体を弁座に着座させて確実に閉弁状態をもたらすことができるため、クラッチレス設計を意図した容量可変型斜板式圧縮機にも使用可能となる。
【００６７】
又、請求項４に記載の容量可変型斜板式圧縮機によれば、外部制御によって制御弁を確実に閉弁状態とすることができるので、必要なときに必要なだけ最小容量での運転を持続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第４実施形態に共通の斜板式圧縮機の縦断面図。
【図２】第１実施形態に従う抜き側制御弁の縦断面図。
【図３】第２実施形態に従う抜き側制御弁の縦断面図。
【図４】第３実施形態に従う抜き側制御弁の縦断面図。
【図５】第４実施形態に従う抜き側制御弁の縦断面図。
【符号の説明】
３…クランク室、８…吸入室、９…吐出室、１７…回転斜板、１８…揺動斜板（１７，１８は斜板を構成する）、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ…制御弁、４１…バルブハウジング、４３…弁室、４３ａ…弁室の上部領域（クランク室側領域）、４３ｂ…弁室の下部領域（吸入室側領域）、４４…環状段差部（弁座）、４５…弁孔、４６…弁体、４６ａ…弁体部、４６ｂ…ソレノイドロッド部（伝達部材）、４７…バネ（閉弁バネ）、４８…導入ポート、４９…導出ポート、５０，５１…通路（４３，４８，４９，５０，５１は抽気通路を構成）、５２…ベローズ（感圧部材）、６０…ソレノイド部、６４…可動鉄心（プランジャ）、６５…ソレノイドロッド（伝達部材）、６６…戻しバネ、６７…コイル、Ｐｃ…クランク圧、Ｐｄ…吐出圧、Ｐｓ…吸入圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003984724.tif 000007
【図４】
0003984724.tif 000008
【図５】
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