JP2000220576A - 容量可変型圧縮機の制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量可変型斜板式圧縮機の抜き側制御と入れ側
制御とを一つの制御弁で行う場合の制御弁の構造の簡素
化を図る。 【解決手段】制御弁５０のバルブハウジング５１内に
は、吐出室２２とクランク室５とを連通する給気通路２
８を開閉制御するための開閉弁機構６０と、吸入室２１
とクランク室５とを連通する抽気通路２７の開度を任意
調整するための調整弁機構７０とがそれぞれ独立して作
動可能に組み込まれている。開閉弁機構の第１プランジ
ャ８２及び調整弁機構の第２プランジャ８３に対して１
つのコイル８５が共用されている。調整弁機構を構成す
る調整弁体７３及び感圧部材（ベローズ）７６は吸入圧
Ｐｓが及ぶ同じ室７１内に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランク室の内圧
制御に基づいて斜板の傾角を変更し吐出容量を調節可能
な容量可変型圧縮機に用いられる制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に容量可変型斜板式圧縮機の吐出容量は、クランク室の
内圧制御に基づき斜板角度を変更することにより調節さ
れる。クランク室内圧の制御方式の一つに抜き側制御が
ある。これは、吐出圧相当の高圧冷媒ガスをクランク室
に常に一定量供給することを前提としてクランク室から
のガス放出量を制御することでクランク圧（Ｐｃ）を調
節する制御方式である。かかる純粋な抜き側制御ではク
ランク圧の迅速な昇圧を図ることが困難であり、このこ
とが吐出容量の可変制御性の悪さ（即ち応答遅延）の一
因となっていた。このような純粋な抜き側制御の欠点を
克服すべく、抜き側制御弁機構と入れ側制御弁機構とを
併せ持つ制御弁が従来より提案されており、例えば、特
開平５−９９１３６号公報及び特開平１０−１０３２４
９号公報にそれぞれ開示の制御弁がある。

【０００３】特開平５−９９１３６号公報に開示の制御
弁は、圧縮機の吐出室とクランク室とを連通する第１連
通路を開閉制御する第１弁体２３２と、クランク室と吸
入室とを連通する第２連通路を開閉制御する第２弁体２
３５と、両弁体を作動させるべく電磁駆動される共通の
伝達ロッドとを備え、その伝達ロッドの移動量に応じて
第１及び第２弁体の作動領域を完全分離して両弁が同時
に開弁しないような構成を採用する。しかしながら、特
開平５−９９１３６号公報の制御弁では、略環状の第２
弁体２３５に対し前記伝達ロッドを相対摺動可能に内挿
しているため、第２弁体２３５が弁座部２３１ｂに着座
した後も、その弁体と伝達ロッドとの摺接部位のシール
性が不充分となりがちなために、クランク室から吸入室
へのガス漏れが避け難いという欠点がある。

【０００４】他方、特開平１０−１０３２４９号公報に
開示の制御弁は、吐出圧領域とクランク室とを繋ぐ給気
通路を開閉制御する開閉弁体９０及びそれに一体化され
た開閉ロッド９１と、クランク室と吸入圧領域とを繋ぐ
抽気通路の開度を調節する調整弁体１０２及びそれに一
体化された調整ロッド１００とを備え、開閉ロッド９１
内に調整ロッド１００を相対移動可能に嵌挿して両弁体
９０，１０２を独立に作動可能とすると共に、両ロッド
の下端部にそれぞれプランジャを設け、各プランジャを
共通のコイルによって電磁付勢可能としている。この特
開平１０の制御弁によれば、各弁体が対応する弁座部に
着座する限り、前記特開平５の制御弁のような弁体とロ
ッドの間からのガス漏れという問題は存在しない。

【０００５】ただし、特開平１０−１０３２４９号公報
は、特殊なクラッチレスタイプの容量可変型斜板式圧縮
機用の制御弁構成を提案しているに過ぎない。即ち、そ
の圧縮機は、駆動軸の内端部領域に吸入通路４２と吸入
室４７との連通を遮断可能な遮断体３８を備え、その遮
断体３８による遮断動作に基づいて外部冷媒回路での冷
媒の流れを停止させるものである。遮断体３８によって
吸入通路４２と吸入室４７との連通を阻止した場合に、
二つの吸入圧領域（即ち４２と４７）が現われる。それ
故、その圧縮機に組み込まれる制御弁においても、上流
側にある吸入通路４２の一次吸入圧Ｐｓｅをサンプリン
グするための感圧室９６と、下流側にある吸入室４７
（二次吸入圧Ｐｓｃ）に連通する調整弁室９５とを別々
に設けて両室９５，９６を隔壁によって互いに隔絶し、
制御弁内部を介して吸入通路４２と吸入室４７とが直接
連通しないように配慮している。このため、前記両室９
５，９６間の隔壁を貫通して設けなければならない感圧
ロッド１０６のロッドクリアランスの管理には慎重を期
する必要があるなど、製造管理及びコストの両面で不利
は否めない。

【０００６】本発明の目的は、遮断体を備えない一般的
な容量可変型圧縮機に対しても適用可能であると共に、
従来の制御弁よりも構造が簡素で製造し易くコスト的に
も有利な、抜き側制御弁機構と入れ側制御弁機構とを併
せ持つ容量可変型圧縮機の制御弁を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本件の要旨は請求項１，
２，３，４及び５にそれぞれ記載した通りである。請求
項１の制御弁によれば、バルブハウジング内に開閉弁機
構と調整弁機構とを各々独立して作動可能に組み込むこ
とで、両機構が同一制御弁内で各々の機能を担保しつつ
単一構造化される。従って、圧縮機の容量制御構成の簡
素化及び小型化と製造コストの低減が図られる。又、第
１及び第２プランジャに対して１つのコイルを配設しそ
のコイルへの通電によって開閉弁体及び調整弁体を同時
に電磁付勢する構成としたので、そのコイルを両弁機構
の弁体の位置決め制御に共用することができ、構造の簡
略化が図られる。更に、調整弁機構を構成する調整弁体
及び感圧部材の少なくとも二つを吸入圧が及ぶ同じ室内
に配設している。つまり、調整弁体用の弁室と感圧部材
用の感圧室とを区別することなく、両室を兼ねる同じ室
内に調整弁体と感圧部材とを配設している。この点で特
開平１０−１０３２４９号公報の制御弁よりも部屋数が
少なくて済み、又、隔壁を貫通する必要のある可動ロッ
ドの数も減ることから、製造管理及びコストの両面で本
件の制御弁の方が有利となる。但し、請求項１の制御弁
は、遮断体を備えたクラッチレス圧縮機には適さない。

【０００８】請求項２の制御弁によれば、開閉弁機構の
開閉弁体と第１プランジャとを連結するロッドと、調整
弁機構の調整弁体と第２プランジャとを連結するロッド
との二つのロッドのうちの一方を筒状に形成するととも
に、その一方のロッド内に他方のロッドを相対移動可能
に嵌挿した。このため、両弁機構の各弁体をそれらのプ
ランジャの一側方に近接配置することができ、二つの弁
機構を備えた制御弁の軸線方向への大型化を抑制でき
る。又、前記コイルをバルブハウジングの端部に配置す
ることができるため、制御弁を圧縮機のハウジング内に
組み込む際に、コイル部を圧縮機ハウジングの外に露出
した状態で組み込むことができ、コイルに対する配線作
業が容易となる。なお、この構成は、開閉弁体と調整弁
体の各々の独立作動を許容する具体的構成でもある。

【０００９】請求項３の制御弁によれば、調整弁機構の
調整弁体と感圧部材とを接離可能に連結しているため、
コイルに対する電流の供給が停止され且つ吸入圧が高い
場合でも、感圧部材の変位動作に影響されることなく、
調整弁体を閉止バネの付勢作用によって調整弁孔に接近
する方向に移動させることができる。

【００１０】請求項４の制御弁によれば、開閉弁機構の
開閉弁孔の一端を吐出圧領域に他端をクランク室に連通
させ、開閉弁体と第１プランジャとを連結するロッドの
断面積（Ｓ１）を開閉弁孔の開口面積（Ｓ２）にほぼ等
しくなるようにしたので、開閉弁体の移動方向両側の受
圧面積がほぼ等しくなり、該弁体に対して作用する圧力
をほぼ完全に相殺できる。従って、開閉弁体に作用する
圧力が上昇した場合でも、弁体の移動が円滑になる（詳
しくは発明の実施の形態を参照）。

【００１１】なお、請求項５は、本発明の制御弁が特に
クラッチ付きの容量可変型圧縮機に適する旨を明確化し
たものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明をクラッチ付きの容
量可変型斜板式圧縮機に組み込まれる容量制御弁に具体
化した一実施形態を図１及び図２を参照しつつ説明す
る。

【００１３】（圧縮機本体の概要）図１に示すように、
斜板式圧縮機は、シリンダブロック１と、その前端に接
合されたフロントハウジング２と、シリンダブロック１
の後端に弁形成体３を介して接合されたリヤハウジング
４とを備えている。これら１，２，３及び４は、複数の
通しボルト（図示略）により相互に接合固定され、圧縮
機のハウジングを構成する。シリンダブロック１とフロ
ントハウジング２とに囲まれた領域にはクランク室５が
区画されている。クランク室５内には駆動軸６が、ハウ
ジング内に取り付けられた複数のラジアル軸受けによっ
て回転可能に支持されている。シリンダブロック１の中
央凹部内にはコイルバネ７及び後側スラスト軸受け８が
配設されている。他方、クランク室５において駆動軸６
上には回転支持体１１が一体回転可能に固定され、この
回転支持体１１とフロントハウジング２の内側面との間
には前側スラスト軸受け９が配設されている。駆動軸６
は、バネ７で前方付勢された後側軸受け８と前側軸受け
９とによってスラスト支持されている。

【００１４】駆動軸６の前端部は、電磁クラッチ４０を
介して外部駆動源としての車輌エンジンＥに作動連結さ
れている。電磁クラッチ４０は、フロントハウジング２
の前方筒部上にベアリング４１により回動可能に支持さ
れたプーリ４２と、環状のソレノイドコイル４３と、駆
動軸６の前端域にて板バネ４４付勢された状態で前後摺
動可能に設けられたアーマチュア４５とを備えている。
図１には、板バネ４４の付勢力に抗してアーマチュア４
５がプーリ４２の端面に接合された状態が示されてい
る。コイル４３への通電により生じた電磁力によってア
ーマチュア４５がプーリ４２の端面に吸引接合される
と、動力伝達ベルト４６、プーリ４２及びアーマチュア
４５を介してエンジンＥの駆動力が駆動軸６に伝達され
る。コイル４３への通電停止によって電磁力が消失すれ
ば、アーマチュア４５は板バネ４４の付勢力によってプ
ーリ４２から離間し動力伝達が遮断される。このように
コイル４３への通電制御に基づきエンジン動力が駆動軸
６に選択的に伝達される。

【００１５】更に、クランク室５内にはカムプレートた
る斜板１２が収容されている。斜板１２の中央部には挿
通孔が貫設され、この挿通孔に駆動軸６が挿通されてい
る。この斜板１２は、連結案内機構としてのヒンジ機構
１３を介して回転支持体１１及び駆動軸６に作動連結さ
れている。ヒンジ機構１３は、回転支持体１１のリヤ面
に突設されたガイド孔付きの支持アーム１４と、斜板１
２のフロント面に突設された球状頭部付きのガイドピン
１５とで構成されている。そして、ヒンジ機構１３を構
成する支持アーム１４とガイドピン１５との連係および
斜板１２の中央挿通孔内での駆動軸６との接触により、
斜板１２は駆動軸６と同期回転可能であると共に、駆動
軸６の軸線方向へのスライドを伴いながら駆動軸６に対
して傾動可能となっている。

【００１６】回転支持体１１と斜板１２との間において
駆動軸６上には、コイル状の傾角減少バネ１６が設けら
れている。このバネ１６は斜板１２をシリンダブロック
１に接近する方向（即ち傾角減少方向）に付勢する。斜
板１２よりも後方の駆動軸６上にはサークリップ１７が
固着され、該サークリップ１７は斜板１２のそれ以上の
後退を規制することで斜板１２の最小傾角（例えば３〜
５°）を決定する。他方、斜板１２の最大傾角は、斜板
１２のカウンタウェイト部１２ａが回転支持体１１の規
制部１１ａに当接することで決定される。

【００１７】図１に示すように、シリンダブロック１に
は、駆動軸６を取り囲むように複数のシリンダボア１ａ
（一つのみ図示）が形成され、各シリンダボア１ａには
片頭型のピストン１８が往復動可能に収容されている。
各ピストン１８の端部は一対のシュー１９を介して斜板
１２の外周部に係留され、ピストン１８と斜板１２とは
シュー１９を介して作動連結されている。

【００１８】弁形成体３とリヤハウジング４との間に
は、中心域に位置する吸入室２１と、それを取り囲む吐
出室２２とが区画されている。弁形成体３には各シリン
ダボア１ａに対応して、吸入ポート２３及び同ポート２
３を開閉する吸入弁２４、並びに、吐出ポート２５及び
同ポート２５を開閉する吐出弁２６が形成されている。
吸入ポート２３を介して吸入室２１と各シリンダボア１
ａとが連通され、吐出ポート２５を介して各シリンダボ
ア１ａと吐出室２２とが連通される。

【００１９】図１の斜板式圧縮機では、エンジンＥから
の動力供給により駆動軸６が回転されると、それに伴い
所定角度に傾斜した斜板１２が回転する。すると、各ピ
ストン１８が斜板の傾角に対応し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２１（吸入圧Ｐ
ｓの領域）からの冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出室２２
（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。

【００２０】この圧縮機の斜板１２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、傾角減少バネ１６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。
斜板１２の慣性乗積は、前記回転運動のモーメントが常
に傾角増大方向に作用するように設定されている。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５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り、傾角減少方向に作用す
る。本実施形態では、クランク圧Ｐｃを高めに維持する
ことで、ガス圧によるモーメントと傾角減少バネ１６の
バネ力によるモーメントとの和が前記回転運動による傾
角増大方向のモーメントを凌駕し、斜板１２を最小傾角
に設定できるように設計されている。又、クランク圧Ｐ
ｃを調節することでガス圧によるモーメントとバネ力に
よるモーメントとの和を前記回転運動のモーメントとバ
ランスさせ、斜板１２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１２の傾角が決定され、その傾角に応じて各ピスト
ン１８のストローク即ち圧縮機の吐出容量が可変調節さ
れる。

【００２１】図１及び図２に示すように、クランク圧Ｐ
ｃを制御するための機構は、容量制御弁５０及び各種通
路２７，２８及び２９によって構成される。即ち、圧縮
機ハウジングには、クランク室５と吸入室２１とを接続
する抽気通路２７およびクランク室５と吐出室２２とを
接続する給気通路２８が設けられている。抽気通路２７
及び給気通路２８の途中には、両通路２７，２８の連通
開度を各々独立に制御可能な制御弁５０が設けられてい
る。尚、抽気通路２７及び給気通路２８は制御弁５０と
クランク室５との間において共通の通路となっている。
又、抽気通路２７のうち制御弁５０と吸入室２１とを繋
ぐ部分は、制御弁５０に吸入圧Ｐｓを導くための検圧通
路としても機能する。更に圧縮機ハウジングには、給気
通路２８とは別に、クランク室５と吐出室２２とを接続
する補助給気通路たる連通路２９が設けられている。連
通路２９はその途中に固定絞り２９ａを備えている。

【００２２】（外部冷媒回路及び圧縮機の電子制御構
成）圧縮機の吐出室２２と吸入室２１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装置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）３
１、温度式の膨張弁３２及び蒸発器（エバポレータ）３
３が設けられている。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の検知温度および蒸発圧力
に基づいてフィードバック制御され、膨張弁３２は熱負
荷に見合った液冷媒を蒸発器３３に供給して外部冷媒回
路３０における冷媒流量を調節する。

【００２３】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Ｃに提供する。この制御コンピュー
タＣは、車輌用空調装置の冷暖房に関する一切の制御を
司る。制御コンピュータＣの入力側には、温度センサ３
４の他に少なくとも、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、空調装置作動スイッチ３７およびエンジン回転数
センサ３８が接続されている。他方、制御コンピュータ
Ｃの出力側には、前述の電磁クラッチ４０のソレノイド
コイル４３への通電を制御する駆動回路３９Ａと、後述
する制御弁５０のコイル８５への通電を制御する駆動回
路３９Ｂが接続されている。制御コンピュータＣ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、空調装置作動スイッチ３７からのＯＮ
／ＯＦＦ設定状況、及び、エンジン回転数センサ３８か
らのエンジン回転数に関する情報等の外部情報に基づ
き、電磁クラッチ４０を制御すると共に、制御弁５０の
コイル８５への適切な通電量を演算する。そして、その
演算した電流値の電流を駆動回路３９Ｂから制御弁５０
に供給して、制御弁の開度や設定吸入圧Ｐｓｅｔを外部
制御する。

【００２４】（容量制御弁の構成）図２に示すように、
容量制御弁５０は、吐出室２２とクランク室５とを繋ぐ
給気通路２８を開閉制御するための開閉弁機構６０と、
クランク室５と吸入室２１とを繋ぐ抽気通路２７の開度
（又は絞り量）を任意調整するための調整弁機構７０
と、両弁機構６０，７０と作動連結されたソレノイド機
構８０を備えている。これら三つの機構は、制御弁５０
の本体外郭を構成するバルブハウジング５１内に組み込
まれている。なお、開閉弁機構６０と調整弁機構７０と
は、後述するようにそれぞれ独立して作動可能である。

【００２５】開閉弁機構６０は、バルブハウジング５１
内に上下に隣接して区画された開閉弁室６１及び連通室
６２を備えている。開閉弁室６１は給気ポート５２及び
給気通路２８を介して吐出室２２に連通され、この開閉
弁室６１内には吐出室２２の圧力（吐出圧Ｐｄ）が導か
れている。連通室６２は、連通ポート５３及び抽気給気
共通の通路２７，２８を介してクランク室５に連通さ
れ、この連通室６２内にはクランク圧Ｐｃが導かれてい
る。前記連通室６２の下側（開閉弁室６１側）には、開
閉弁孔６３が形成されている。なお、開閉弁室６１、連
通室６２及び開閉弁孔６３は、制御弁５０内において給
気通路２８の一部を構成する。開閉弁室６１内には開閉
弁体６４が垂直方向（制御弁の軸線方向）に移動可能に
配設されている。開閉弁体６４の本体部は、その移動に
伴い開閉弁孔６３を開閉する。開閉弁体６４の下端部は
開閉ロッド６５を介して、第１プランジャとしての開閉
プランジャ８２と連結されている。開閉プランジャ８２
は、開閉弁室６１の下側のソレノイド室８１内に存在す
る。開放バネ６６が開閉弁体６４とバルブハウジング５
１との間に介装されている。この開放バネ６６は、開閉
弁体６４を開閉弁孔６３から離間する方向に付勢し、通
常時には開閉弁孔６３を開放状態とする。前記開閉弁体
６４、開閉ロッド６５及び開閉プランジャ８２は一体化
されており、その一体物は中心に挿通孔６７が貫通した
筒形状をなしている。更に開閉弁体６４と開閉プランジ
ャ８２とを連結する開閉ロッド６５の断面積Ｓ１は、開
閉弁孔６３の開口面積Ｓ２にほぼ等しくなるように設定
されている。

【００２６】調整弁機構７０は、バルブハウジング５１
内において前記連通室６２の上方に位置するように区画
された調整弁室７１を備えている。この調整弁室７１は
感圧室でもあり、抽気兼感圧ポート５４及び抽気兼検圧
通路２７を介して吸入室２１に連通され、この調整弁室
（感圧室）７１内には吸入室の圧力（吸入圧Ｐｓ）が導
かれている。但し、調整弁室７１内にはバルブハウジン
グ５１の内周壁から軸心に向かって環状のバネ座部５５
が突設され、このバネ座部５５によって調整弁室７１は
見掛け上、上部領域と下部領域とに区分されるが、これ
ら二領域はバネ座部の中心孔により明らかに連通してお
り圧力的には等価な同一領域である。調整弁室７１と連
通室６２との境界域のハウジング隔壁部（連通室６２の
上側）には、環状の弁座を形成する調整弁孔７２が設け
られている。なお、連通室６２、調整弁室７１及び調整
弁孔７２は、制御弁５０内において抽気通路２７の一部
を構成する。

【００２７】調整弁機構７０の調整弁室７１内には調整
弁体７３が垂直方向に移動可能に配設されており、調整
弁体７３はその移動に伴い調整弁孔７２の開度を調整す
る。調整弁体７３の下端部は調整ロッド７４を介して、
第２プランジャとしての調整プランジャ８３と連結され
ている。調整プランジャ８３はソレノイド室８１内に存
在する。調整ロッド７４は、連通室６２、開閉弁室６１
及びソレノイド室８１の三室にわたり延びており、開閉
ロッド６５の中心の挿通孔６７内に相対移動可能に嵌挿
されている。閉止バネ７５が調整弁体７３とバネ座部５
５との間に介装されている。この閉止バネ７５は、調整
弁体７３を調整弁孔７２に接近する方向に付勢し、通常
時には調整弁孔７２を閉塞状態とする。調整弁室（感圧
室）７１内には更に、感圧部材としてのベローズ７６が
配設されている。ベローズ７６の基端部（上端）は弁室
７１の天井壁に固定され、先端部（下端）には連結筒７
７が固着されている。そして、調整弁体７３上に突設さ
れた感圧ロッド７８の先端が前記連結筒７７内に相対移
動可能に嵌挿され、べローズ７６が調整弁体７３に対し
接離可能に作動連結されている。べローズ７６は、調整
弁室（感圧室）７１内に導かれた吸入圧Ｐｓの大きさに
応じて自律的に伸縮し、その伸縮動作に基づいて調整弁
体７３による調整弁孔７２の開度調節に関与する。

【００２８】ソレノイド機構８０は、バルブハウジング
５１内に区画されたソレノイド室８１を備えている。他
方、制御弁５０を圧縮機リヤハウジング４に装着したと
き、前記連通室６２とほぼ対応する位置においてバルブ
ハウジング５１の外周面とリヤハウジング４の内壁面と
の間には環状室５６が形成される。バルブハウジング５
１内には、環状室５６とソレノイド室８１とを繋ぐ圧導
通路５７が形成されており、連通ポート５３、環状室５
６及び圧導通路５７を介してクランク圧Ｐｃがソレノイ
ド室８１に波及している。更にソレノイド室８１の一側
（上部領域）には固定鉄心８４が配設されている。ソレ
ノイド室８１内には、固定鉄心８４に近接して、開閉弁
機構６０の開閉プランジャ８２及び調整弁機構７０の調
整プランジャ８３が収容されている。固定鉄心８４に
は、両プランジャ８２，８３を取り巻くように一つのコ
イル８５が装着されている。コイル８５への通電は制御
コンピュータＣによって制御される。コイル８５への通
電によって生ずる電磁付勢力に基づき、プランジャ８
２，８３は各々対応するバネ６６，７５の下向き付勢力
に抗して上方（固定鉄心８４への接近方向）に上動され
る。

【００２９】なお、コイル８５に対し最小電流値の通電
があれば、開閉プランジャ８２の上向き電磁付勢力が開
放バネ６６の下向き付勢力を凌駕し、開閉弁機構６０を
全閉状態とする。逆にコイル８５への通電がないと、開
閉弁機構６０は全開状態となる。従って、開閉弁機構６
０は外部制御可能な入れ側ＯＮ／ＯＦＦ弁とみることが
できる。他方、調整弁機構７０は、コイル８５への通電
量に応じて設定吸入圧Ｐｓｅｔを変更可能な設定圧可変
型の抜き側内部制御弁とみることができる。

【００３０】（作用）前記容量可変型圧縮機の動作につ
いて説明する。空調装置作動スイッチ３７がＯＦＦされ
た状態では、電磁クラッチ４０は遮断状態にありエンジ
ンＥから圧縮機への動力供給はなく圧縮機は運転を停止
している。又、この場合には、制御弁５０のコイル８５
への通電はなく、両プランジャ８２，８３に対する電磁
付勢はない。それ故、開閉弁機構６０では開放バネ６６
の作用により開閉弁孔６３が全開状態とされ、調整弁機
構７０では閉止バネ７５の作用により調整弁孔７２が閉
塞状態とされる。この運転停止状態が長時間続いた場
合、圧縮機の各室５，２１，２２の圧力が均一化し、斜
板１２は傾角減少バネ１６の付勢作用によって最小傾角
に保持される。

【００３１】空調装置作動スイッチ３７のＯＮ状態のも
と、室温センサ３５の検出室温が室温設定器３６による
設定温度を超えるとき、制御コンピュータＣは、電磁ク
ラッチのソレノイドコイル４３への通電を行いエンジン
Ｅと圧縮機とを接続して圧縮機を運転させると共に、制
御弁５０のコイル８５への通電を行う。コイル８５への
電力供給により、開閉プランジャ８２が固定鉄心８４に
電磁吸引され、開放バネ６６の下向き付勢力に抗して開
閉弁体６４が開閉弁孔６３を閉塞して（図２参照）、給
気通路２８が完全に閉じられる。

【００３２】また、コイル８５への電力供給により、開
閉プランジャ８２と調整プランジャ８３との間にも、供
給電流値に応じた電磁吸引力が生じる。この電磁吸引力
は、閉止バネ７５の付勢力に抗して弁孔７２の開度（以
下「抜き側弁開度」という）を増大させる方向の力とし
て、調整ロッド７４を介して調整弁体７３に伝達され
る。少なくともコイル８５の励磁状況下では、調整プラ
ンジャ８３、調整弁体７３及びベローズ７６間には作動
連結関係が構築される。そして、調整弁室兼感圧室７１
に導入される吸入圧Ｐｓの変動に応じてベローズ７６が
変位し、調整弁体７３の位置決めに影響を与える。換言
すれば、調整弁機構７０は、少なくとも調整プランジャ
８３の受ける電磁付勢力、閉止バネ７５の付勢力及び吸
入圧Ｐｓを反映したベローズ７６の付勢力の三者のバラ
ンスに基づいて抜き側弁開度を決定する。調整プランジ
ャ８３の電磁付勢力が外部からの通電制御によって可変
である点を除けば、調整弁機構７０は、吸入圧Ｐｓに反
応して自律的に開度調節を行う通常の内部制御弁として
機能する。なお、コイル８５への通電時においても、開
閉弁機構６０の開閉弁体６４の位置決め動作と調整弁機
構７０の調整弁体７３の位置決め動作とは従属関係にな
く、それぞれ独立している。

【００３３】冷房負荷が大きい場合：冷房負荷が大きく
なるにつれ、蒸発器３３の出口側圧力（即ち吸入圧Ｐ
ｓ）が次第に大きくなり、例えば室温センサ３５の検出
室温と室温設定器３６の設定温度との差が大きくなる。
このとき、増大傾向の冷房負荷に見合う圧縮機の吐出能
力を確保するため、制御コンピュータＣは、検出室温と
設定室温とに基づいて設定吸入圧Ｐｓｅｔを変更すべく
コイル８５への供給電流値を制御する。具体的には、検
出室温が高いほど供給電流値を大きくし、抜き側弁開度
を大きくする方向への調整弁体７３の付勢力を増大させ
る。このことは制御弁５０の設定吸入圧Ｐｓｅｔを低め
誘導（又は再設定）することを意味し、従って、コイル
８５への供給電流値の増大により調整弁機構７０は現状
よりも低い吸入圧Ｐｓを実現すべく動作する。即ち、調
整弁機構７０の自律的動作により抜き側弁開度が大きく
なれば、クランク室５から抽気通路２７を経由して吸入
室２１に抽出される冷媒ガス量が多くなる。他方、吐出
室２２から給気通路２８を経由してクランク室５内に流
入する冷媒ガスは、前記開閉弁機構６０によって遮断さ
れている。このため、クランク圧Ｐｃが低下する。又、
冷房負荷が大きい状態ではシリンダボア１ａに吸入され
るガス圧つまり吸入圧Ｐｓも相対的に高く、シリンダボ
ア１ａの内圧とクランク圧Ｐｃとの差が小さくなる。こ
のため、斜板１２の傾角が大きくなる。

【００３４】調整弁機構７０の抜き側弁開度が最大にな
ると抽気通路２７の通過断面積が最大化し、クランク室
５から抽気通路２７を経由して吸入室２１内に最大量の
冷媒ガスが抽出される。そして、クランク圧Ｐｃは吸入
室２１の圧力（吸入圧Ｐｓ）とほぼ同一になり、斜板２
１の傾角は最大となって吐出容量は最大となる。この最
大吐出容量状態では、外部冷媒回路３０の凝縮器３１に
おける凝縮能力の変動によって吐出室２２の圧力（吐出
圧Ｐｄ）が大きく上昇することがある。この状態では、
開閉弁機構６０の開閉弁室６１に高い吐出圧Ｐｄが導入
され、この高い吐出圧Ｐｄが開閉弁体６４に作用するこ
とになる。しかしながら、この制御弁５０では、開閉弁
体６４と開閉プランジャ８２とを連結する開閉ロッド６
５の断面積Ｓ１が、開閉弁孔６３の開口面積Ｓ２とほぼ
等しくなっている。このため、開閉弁体６４の可動方向
への投影面積つまり開閉弁体６４の受圧面積を考える
と、開閉弁体６４が開閉弁孔６３を閉塞した状態におい
て、開閉弁体６４の可動方向両側の受圧面積がほぼ等し
いものとなる。その結果、開閉弁体６４の可動方向にお
いて、その開閉弁体６４に作用する圧力がほぼ完全に相
殺され、吐出圧Ｐｄ及びクランク圧Ｐｃの影響を受ける
ことなく開閉弁体６４の動作が可能となる。

【００３５】冷房負荷が小さい場合：冷房負荷が小さく
なるにつれ、蒸発器３３の出口側圧力（即ちＰｓ）が次
第に小さくなり、例えば室温センサ３５の検出温度と室
温設定器３６の設定温度との差が小さくなる。このと
き、圧縮機の吐出能力を減少傾向の冷房負荷に見合った
ものとするため、制御コンピュータＣは、設定吸入圧Ｐ
ｓｅｔを変更すべくコイル８５への供給電流値を制御す
る。具体的には、検出室温が低いほど供給電流値を小さ
くし、抜き側弁開度を大きくする方向への調整弁体７３
の付勢力を減少させる。このことは制御弁５０の設定吸
入圧Ｐｓｅｔを高め誘導（又は再設定）することを意味
する。即ち、調整弁機構７０の自律的動作により抜き側
弁開度が小さくなれば、クランク室５から抽気通路２７
を経由して吸入室２１に抽出される冷媒ガス量が少なく
なり、クランク圧Ｐｃが上昇傾向となる。又、冷房負荷
が小さい状態ではシリンダボア１ａに吸入されるガス圧
つまり吸入圧Ｐｓも相対的に低く、シリンダボア１ａの
内圧とクランク圧Ｐｃとの差が大きくなる。このため、
斜板１２の傾角が小さくなる。

【００３６】冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸
発器３３の温度が次第に低下しフロスト発生をもたらす
温度に近づく。温度センサ３４の検出温度が設定温度
（蒸発器３３においてフロストを発生しそうな状況を反
映した温度）以下になると、制御コンピュータＣは、コ
イル８５に対する電流の供給を停止する。すると、固定
鉄心８４と開閉プランジャ８２との間および開閉プラン
ジャ８２と調整プランジャ８３との間の電磁吸引力が消
失し、開閉弁機構６０は開放バネ６６の付勢作用により
給気通路２８を全開状態とする一方、調整弁機構７０は
閉止バネ７５の付勢作用により抽気通路２７を全閉状態
とする。その結果、吐出室２２内の高圧冷媒ガスが給気
通路２８を介してクランク室５へ多量に供給されてクラ
ンク圧Ｐｃが高くなり、斜板１２が最小傾角状態に移行
し、空調装置の冷房動作が抑制される。尚、空調装置作
動スイッチ３７がＯＦＦされた場合も、制御コンピュー
タＣはコイル８５への通電を停止し、斜板１２を最小傾
角状態に移行させる。

【００３７】ソレノイド機構８０が消磁された状態で吸
入圧Ｐｓが高くなった場合：吸入圧Ｐｓは検圧通路とし
ての抽気通路２７を介して調整弁室兼感圧室７１にも及
んでいるため、吸入圧Ｐｓの高さを反映してベローズ７
６は収縮方向（上向き）に変位する。ここで、感圧ロッ
ド７８とベローズの連結筒７７とは接離可能に構成され
且つ閉止バネ７５は調整弁体７３を常時下向きに付勢し
ている。このため、ベローズ７６の収縮に伴って感圧ロ
ッド７８とベローズ７６との作動連結が解消され、調整
弁体７３に対するベローズ７６の変位の伝達が途絶え
る。故に、ソレノイド機構８０が消磁された状態で吸入
圧Ｐｓが高くなったとしても、吸入圧Ｐｓの影響を受け
ることなく、調整弁機構７０は調整弁孔７２を閉弁状態
に維持することができる。

【００３８】また、空調装置作動スイッチ３７がＯＮ状
態の下、斜板１２が最小傾角位置にある状態において、
室温が上昇（冷房負荷が増大）すると、室温センサ３５
の検出室温が室温設定器３６の設定温度を越える。する
と、制御コンピュータＣは上記温度変化に基づいてソレ
ノイド機構８０の励磁を指令する。ソレノイド機構８０
の励磁に伴い、開閉弁機構６０により給気通路２８が閉
じられるとともに調整弁機構７０により抽気通路２７が
開かれ、クランク圧Ｐｃが次第に減少し、斜板１２が傾
角増大方向に復帰する。

【００３９】以上のように、制御弁５０の開閉弁機構６
０及び調整弁機構７０における動作はソレノイド機構８
０のコイル８５に対する電流の供給及び停止によって制
御される。特に、調整弁機構７０の弁開度（抜き側弁開
度）制御の目標値となる設定吸入圧Ｐｓｅｔは、コイル
８５への供給電流値を制御することにより適宜変更する
ことができる。そして、圧縮機は、実際の吸入圧Ｐｓが
設定吸入圧Ｐｓｅｔに近づきそれを維持すべく斜板１２
の傾角を変更してその吐出容量を変更する。

【００４０】（効果）本実施形態によれば、以下の効果
を得ることができる。 ○ 上記容量制御弁５０においては、給気通路２８を開
閉制御するための開閉弁機構６０と抽気通路２７の開度
を任意調整するための調整弁機構７０とが、同じ一つの
バルブハウジング５１内に組み込まれている。このた
め、制御弁５０によれば、開閉弁と調整弁とを別部品で
構成しそれらを圧縮機内に各別に組み付けていた従来の
圧縮機とは異なり、２つの弁（開閉弁と調整弁）を別々
に準備する必要がなく、圧縮機の容量制御構成を従来よ
りも簡素化して安価に製作することができる。又、開閉
弁機構６０と調整弁機構７０とが一体化されているた
め、容量制御弁５０のための組み込みスペースが比較的
小さくてすみ、圧縮機への組み付けが容易となり、圧縮
機の小型化に貢献する。

【００４１】○ 制御弁５０では開閉弁機構６０の開閉
プランジャ８２及び調整弁機構７０の調整プランジャ８
３の双方に対して１つのコイル８５が共用されているた
め、制御弁の構造を簡素化できる。

【００４２】○ 制御弁５０では、開閉弁体６４とプラ
ンジャ８２、及び、調整弁体７３とプランジャ８３を開
閉ロッド６５及び調整ロッド７４によりそれぞれ連結す
ると共に、筒状に形成された一方の開閉ロッド６５内に
他方の調整ロッド７４を相対移動可能に嵌挿している。
このため、両弁体６４，７３をそれらのプランジャ８
２，８３の一側方において近接配置することができ、２
つの弁機構６０，７０を備えた制御弁５０が軸線方向に
大型化するのを抑制することができる。

【００４３】○ 本実施形態の制御弁５０では、ソレノ
イド機構８０はバルブハウジング５１の一端に片寄った
状態で設けられているため、図１に示すように圧縮機の
リヤハウジング４に制御弁５０を組み込んだ際にソレノ
イド機構８０がリヤハウジング４の外に露出される。こ
のため、この露出状態にあるソレノイド機構８０のコイ
ル８５に対する外部からの配線が容易となる。

【００４４】○ 制御弁５０の調整弁機構７０を構成す
る調整弁体７３とベローズ（感圧部材）７６とは、連結
筒７７と感圧ロッド７８との挿嵌関係に基づき接離可能
に構成されている。このため、コイル８５への給電停止
時において吸入圧Ｐｓが高まりべローズ７６が収縮変位
したとしても、調整弁体７３は、そのべローズ７６の変
位に影響されることなく、閉止バネ７５の作用により調
整弁孔７２の閉止位置に保持され得る。

【００４５】○ 開閉弁体６４と開閉プランジャ８２と
を連結する開閉ロッド６５の断面積Ｓ１と、吐出室２２
とクランク室５とをつなぐ開閉弁孔６３の開口面積Ｓ２
とをほぼ等しくしたため、開閉弁体６４が開閉弁孔６３
を閉塞した状態において開閉弁体６４の可動方向両側の
受圧面積がほぼ等しくなる結果、開閉弁体６４に作用す
る圧力をほぼ相殺できる。故に、開閉弁体６４に作用す
る吐出圧力Ｐｄが大きく上昇した状態においても、吐出
圧Ｐｄ及びクランク圧Ｐｃの影響を受けることなく、開
閉弁体６４を円滑に移動させることができる。

【００４６】○ 調整弁機構７０を構成する調整弁体７
３及び感圧部材７６を、吸入圧Ｐｓが及ぶ同じ調整弁室
兼感圧室７１内に設けたので、制御弁内に区画される部
屋数が従来よりも減り、穴加工やロッドクリアランス管
理の手間が大幅に減じられ、製造コスト面で有利とな
る。

【００４７】○ クランク室５からのガス放出量を主に
制御することで斜板角度を調節する抜き側制御では、ク
ランク室５に対し高圧冷媒ガスが常に安定供給されるこ
とが斜板角度の制御性（吐出容量の可変制御性）を確保
するための前提となる。この点、図１の容量可変型圧縮
機には、吐出室２２とクランク室５とを繋ぐ補助給気通
路としての連通路２９が形成され、その連通路２９の途
中には固定絞り２９ａが設けられている。このため、開
閉弁機構６０により給気通路２８が閉じられると共に調
整弁機構７０により抽気通路２７の開度（抜き側弁開
度）が調整される状態下でも、絞り２９ａ付き連通路２
９を介して所定量の冷媒ガスが吐出室２２からクランク
室５へ常時供給される。このため、圧縮機の作動時には
クランク圧Ｐｃが常に所定圧以上に保持され、それ故、
調整弁機構７０による吐出容量の可変制御性が損なわれ
ることはない。

【００４８】（別例）本発明の実施形態を以下のように
変更してもよい。 ○ 調整弁室兼感圧室７１の内部構造を図３又は図４の
ように変更すること。図３では、感圧ロッド７８が図２
の場合よりも短くされると共に、閉止バネ７５が弁室７
１の天井壁と調整弁体７３の頭部に形成されたバネ座部
７３ａとの間に配設されている。尚、図２の制御弁と同
様、感圧ロッド７８は連結筒７７に嵌挿され、接離可能
となっている。他方、図４では、弁室７１の天井壁とベ
ローズ７６の基端部（上端部）との間に閉止バネ７５が
介在され、ベローズ７６の先端部（下端部）に調整弁体
７３が固着されている。図２の制御弁５０における調整
弁室兼感圧室７１の内部構造が図３又は図４のように変
更されたとしても、前述と同様の作用及び効果を奏す
る。

【００４９】○ 調整弁機構７０の調整ロッド７４を筒
状に形成し、その調整ロッド７４内に開閉弁機構６０の
開閉ロッド６５を相対移動可能に嵌挿すること。 ○ 調整弁機構７０で用いる感圧部材としてダイアフラ
ムを採用すること。

【００５０】○ 図２及び図３における感圧ロッド７８
と連結筒７７とを結合すること。 ○ 前記容量制御弁５０をクラッチレスタイプの容量可
変型圧縮機（電磁クラッチ等のクラッチ機構を介在させ
ることなく外部駆動源から駆動軸６に直接的に動力を伝
達するタイプの圧縮機）に適用すること。

【００５１】（付記）請求項１〜５のいずれか一項に記
載の制御弁が組み込まれた容量可変型圧縮機であって、
該圧縮機の吐出圧領域とクランク室との間には、前記制
御弁の開閉弁機構６０が途中に介在された給気通路２８
の他に、固定絞り２９ａの付いた補助給気通路２９が設
けられている容量可変型圧縮機。この構成によれば、開
閉弁機構により給気通路が閉じられた状態においても、
補助給気通路を介して所定量の冷媒ガスが吐出圧領域か
らクランク室へ供給されるため、吐出容量の可変制御性
が損なわれない。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の制御弁
は、遮断体を備えない一般的な容量可変型圧縮機に対し
適用可能であると共に、従来の制御弁よりも構造が簡素
で製造し易くコスト的にも有利であるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に従う容量可変型圧縮機の断面図。

【図２】容量制御弁の断面図。

【図３】容量制御弁の別例を示す部分断面図。

【図４】容量制御弁の別例を示す部分断面図。

【符号の説明】

５…クランク室、１２…斜板、２１…吸入室（吸入圧領
域）、２２…吐出室（吐出圧領域）、２７…抽気通路、
２８…給気通路、４０…電磁クラッチ、５０…制御弁、
５１…バルブハウジング、６０…開閉弁機構、６３…開
閉弁孔、６４…開閉弁体、６５…開閉ロッド、６６…開
放バネ、７０…調整弁機構、７１…調整弁室兼感圧室
（吸入圧が及ぶ同じ室）、７２…調整弁孔、７３…調整
弁体、７４…調整ロッド、７５…閉止バネ、７６…べロ
ーズ（感圧部材）、８０…ソレノイド機構、８２…開閉
プランジャ（第１プランジャ）、８３…調整プランジャ
（第２プランジャ）、８５…コイル、Ｅ…車輌エンジン
（外部駆動源）、Ｓ１…ロッドの断面積、Ｓ２…弁孔の
開口面積。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 松原 亮 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA27 BA19 CA09 CA24 DA25 EA16 EA17 EA26 EA33 3H059 AA06 BB22 BB40 CC06 CD05 CF14 DD07 DD13 EE01 FF12 FF15 3H076 AA06 BB41 CC44 CC84 CC93 CC94 3H106 DA07 DA12 DA23 DA33 DB02 DB12 DB24 DB32 DC02 DD03 DD09 EE34 EE48 GA15 GB08 KK23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク室の内圧制御に基づいて斜板の
   傾角を変更し吐出容量を調節可能な容量可変型圧縮機に
   用いられる制御弁であって、 制御弁のバルブハウジング内には、圧縮機の吐出圧領域
   とクランク室とを連通する給気通路を開閉制御するため
   の開閉弁機構と、圧縮機の吸入圧領域とクランク室とを
   連通する抽気通路の開度を任意調整するための調整弁機
   構とが、それぞれ独立して作動可能に組み込まれ、 前記開閉弁機構は、前記給気通路の一部を構成する開閉
   弁孔と、その弁孔を開閉する開閉弁体と、その弁体を前
   記開閉弁孔から離間する方向に付勢する開放バネと、前
   記開閉弁体に連結されて該弁体を前記開放バネの付勢作
   用にかかわらず前記開閉弁孔を閉塞する方向に電磁付勢
   するための第１プランジャとを備え、 前記調整弁機構は、前記抽気通路の一部を構成する調整
   弁孔と、その弁孔の開度を調節する調整弁体と、その弁
   体を前記調整弁孔に接近する方向に付勢する閉止バネ
   と、吸入圧に応じて前記調整弁体を前記調整弁孔に接近
   する方向に押圧可能な感圧部材と、前記調整弁体に連結
   されて該弁体を前記調整弁孔から離間する方向に電磁付
   勢するための第２プランジャとを備え、 前記調整弁機構を構成する調整弁体及び感圧部材は吸入
   圧が及ぶ同じ室内に配設されており、前記第１及び第２
   プランジャに対して１つのコイルが配設され、そのコイ
   ルへの通電によって前記開閉弁体及び調整弁体が同時に
   電磁付勢されることを特徴とする容量可変型圧縮機の制
   御弁。
2. 【請求項２】 前記開閉弁機構の開閉弁体と第１プラン
   ジャとをロッドで連結すると共に、前記調整弁機構の調
   整弁体と第２プランジャとを別のロッドで連結し、前記
   二つのロッドのうちの一方を筒状に形成するとともに、
   その一方のロッド内に他方のロッドを相対移動可能に嵌
   挿したことを特徴とする請求項１に記載の容量可変型圧
   縮機の制御弁。
3. 【請求項３】 前記調整弁機構の調整弁体と感圧部材と
   を接離可能に連結したことを特徴とする請求項１又は２
   に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
4. 【請求項４】 前記開閉弁機構の開閉弁孔の一端を吐出
   圧領域に他端をクランク室に連通させ、前記開閉弁体と
   第１プランジャとを連結するロッドの断面積を前記開閉
   弁孔の開口面積にほぼ等しくなるようにしたことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の容量可変型
   圧縮機の制御弁。
5. 【請求項５】 前記容量可変型圧縮機は、外部駆動源の
   動力を該圧縮機に選択的に伝達するためのクラッチを備
   えたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。