JP2000249051A - 容量可変型斜板式圧縮機の制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量可変型斜板式圧縮機の内部制御弁におい
て、高圧補正構造を採用しながらも弁構造を簡素化して
組立てを容易とする。 【解決手段】バルブハウジング６０内には、吸入圧Ｐｓ
に応じて変位可能なダイヤフラム（感圧体）５７に固着
された作動体５４が収容されている。作動体５４は、そ
の先端部に形成された弁体部５１と、ロッド部５２と、
そのロッド部に外嵌されたスリーブ状の高圧補正部５３
とからなる。高圧補正部５３は吐出圧Ｐｄの変化をダイ
ヤフラム５７に伝達する。作動体５４は、先端部（弁体
部５１側）から基端部（高圧補正部５３側）に向けて段
階的に径を増す。このことは、作動体５４の製作とバル
ブハウジング６０への組付けを容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容量可変型斜板式
圧縮機のクランク室と吸入圧領域とを結ぶ抽気通路に配
設され、クランク室からのガス放出量を制御することで
該圧縮機の吐出容量を変更し吸入圧を設定吸入圧に導く
ための制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輌用空調装置に用いられる冷媒ガスの
圧縮機として、圧縮機内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、クランク室に導入されたガス
の圧力（クランク圧Ｐｃ）を特殊な制御弁を用いて制御
することで斜板角度が調節される。クランク圧の制御方
式の一つにいわゆる抜き側制御があり、これは、クラン
ク室と吸入室（外部冷媒回路の蒸発器の出口側と連通）
とをむすぶ抽気通路の途中に設けられた抜き側制御弁に
より、クランク室からのガス放出量を制御することでク
ランク圧を調節するものである。この抜き側制御弁で
は、蒸発器の出口側圧力に相当する吸入室の圧力（吸入
圧Ｐｓ）の変化に感応して変位可能な感圧体に作動連結
された弁体でその抜き側制御弁の弁開度を自律的に調節
するいわゆる内部制御方式が採用されることが多い。か
かる抜き側内部制御弁では、感圧体に対しどの程度の付
勢力を付与するかにより制御目標圧たる設定吸入圧が予
め設定され、蒸発器の出口側圧力に相当する吸入圧Ｐｓ
が前記設定吸入圧となるように弁開度が自律的にフィー
ドバック制御されるようになっている。

【０００３】ところで、圧縮機から外部冷媒回路に吐出
供給される冷媒ガスの圧力（吐出圧Ｐｄ）が大きい場
合、外部冷媒回路の配管における圧力損失は無視できな
いものとなり、実際の蒸発器の出口圧力Ｐｓ’と吸入圧
Ｐｓとの間にギャップが生じ易くなる。つまり、吐出圧
Ｐｄが大きくなるときには、吸入圧Ｐｓが実際の蒸発器
出口圧力Ｐｓ’よりも小さく現われる。このようなＰｓ
とＰｓ’との避けられないギャップを補償して、実際の
蒸発器出口側圧力Ｐｓ’を十分に勘案した弁開度制御を
実現するための工夫が「高圧補正」と呼ばれるものであ
る。これには例えば、吐出圧Ｐｄの変化を感圧体に伝達
可能な構成を採用して吐出圧Ｐｄの増大に伴い設定吸入
圧を減少補正可能とし、これにより前記ギャップの発生
に影響されることなく蒸発器出口側圧力Ｐｓ’の安定的
制御を図ろうとするものがある（特公平３−５３４７４
号参照）。

【０００４】特開平５−５２１８２号公報は、上述のよ
うな高圧補正の考え方を取り入れた制御弁を開示する。
その制御弁は、ダイヤフラム８（感圧体）を備えた圧力
変位変換部３と、ボール弁体３９及び弁座３４を備えた
クランク室圧力生成部２４と、前記両部３，２４間に配
置された高圧補正部２３を備え、ダイヤフラム８とボー
ル弁体３９との間には、下当金１４及びロッド１５から
なる変位伝達部１３が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平５号の制御
弁では、弁体３９をボール形状としたため、ボール弁体
３９とロッド１５とを別部材として提供しなければなら
ず、ダイヤフラム８からボール弁体３９への変位伝達構
造およびダイヤフラム８とボール弁体３９との間に位置
する高圧補正部２３の構造の複雑化が避けられない。
又、組み立ての都合上、クランク室圧力生成部へのボー
ル弁体３９の配置と、高圧補正部のチャンバ２７内への
ロッド１５の配置とを別々に行わなければならず、組付
け工数が多くなる傾向にある。

【０００６】本発明の目的は、高圧補正構造を採用しな
がらも、従来よりも構造が簡素化されて組立てが容易な
容量可変型斜板式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】請求項１の発明は、容量
可変型斜板式圧縮機のクランク室と吸入圧領域とを結ぶ
抽気通路に配設され、クランク室からのガス放出量を制
御することで該圧縮機の吐出容量を変更し吸入圧を設定
吸入圧に導くための制御弁であって、前記抽気通路に設
けられた弁座と、該制御弁の設定吸入圧を定めるととも
に吸入圧の変化に感応して変位する感圧変位機構と、前
記弁座に接離可能に設けられて前記抽気通路の開度を調
節可能な弁体部と、前記感圧変位機構の変位を前記弁体
部に伝達するロッド部と、吐出圧を前記感圧変位機構に
伝達して前記設定吸入圧を補正する高圧補正部とを備え
ており、前記弁体部及び前記ロッド部は一体化されると
共に弁体部の断面積がロッド部の断面積を超えないよう
に設定され、且つ、前記高圧補正部は前記ロッド部の周
囲において該ロッド部の径よりも大径な部位として設け
られることで吐出圧の受圧面を備えることを特徴とす
る。

【０００８】この構成によれば、弁体部及びロッド部が
一体化されることにより部材点数が減少する。又、制御
弁内で感圧変位機構の変位方向に可動する高圧補正部、
ロッド部および弁体部が、高圧補正部から弁体部に向か
って段階的に断面積を小さくする関係を構築するため、
これら可動部の製作が容易となる。しかも、各可動部が
段階的に断面積を小さくするという形状的特徴のため
に、これらを制御弁内に一方向から挿入することが可能
となる。従って、この制御弁によれば、高圧補正構造を
採用しながらも、従来よりも構造が簡素化されると共に
組立てが容易となる。尚、後述するように、請求項１の
弁体部、ロッド部および高圧補正部が、前記感圧変位機
構と弁座との間に配設されて感圧変位機構に作動連結さ
れた作動体を構成することは好ましい。又、弁体部及び
ロッド部が一つの部材で構成されることは好ましい。

【０００９】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、前記弁体部の径
を前記ロッド部の径と同等又はそれよりも小さくするこ
とで、弁体部の断面積がロッド部の断面積を超えないよ
うにすることを特徴とする。この請求項２は、弁体部と
ロッド部とのより好ましい関係について言及するもので
ある。

【００１０】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、前記ロッ
ド部は、前記弁座と前記感圧変位機構との間において感
圧変位機構の変位方向に移動可能に配設され、前記弁体
部は前記ロッド部の弁座側端部に設けられるとともに前
記高圧補正部は前記ロッド部の感圧変位機構側端部に設
けられていることを特徴とする。この請求項３は、弁体
部、ロッド部及び高圧補正部の三者間のより好ましい関
係について言及するものである。なお、前記弁体部、ロ
ッド部および高圧補正部が共通の軸線を持ち、その共通
の軸線に対する軸直交断面形状が当該共通軸線を中心と
する同心円状となっていることは更に好ましい。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁におい
て、前記弁体部及びロッド部と前記高圧補正部とは別部
材で構成されるとともに、前記高圧補正部がロッド部に
対し外嵌されていることを特徴とする。この構成によれ
ば、弁体部及びロッド部の一体物には耐摩耗性等の耐久
性に優れた比較的高価な材料を用いる一方で、別部材化
された高圧補正部には比較的安価な材料を用いることで
製造コストの低減を図ることが可能となる。なお、相互
嵌合された高圧補正部とロッド部とは相対摺動可能であ
ってもよい。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁におい
て、前記弁体部、前記ロッド部および前記高圧補正部の
三者が一つの部材で構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記三者が一つの部材で構成される
ことで部材点数の更なる減少が図られる。又、弁体部に
向かって段階的に径又は断面積を小さくする関係に変わ
りはなく、三者が一部材とされても各部の製作が容易で
あり、組付け工程数も減少する。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
か一項に記載の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁におい
て、前記弁体部はニードル形状をなしていることを特徴
とする。弁体部をニードル形状とすることで弁体部が先
細りとなり、弁体部の加工及びバルブハウジングへの挿
入組付けが更に容易となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を車載用の容量可
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〜図３を参照して説明する。

【００１５】（圧縮機本体及び外部冷媒回路の概要）図
１に示すように、容量可変型斜板式圧縮機は、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、該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およ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１
１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の内壁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、コイルバネ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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、このシュー１９によりピスト
ン１８と斜板１２とは作動連結されている。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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を適度に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。

【００２３】クランク圧Ｐｃを制御するための機構は、
図１及び図２に示すような圧縮機ハウジング内に設けら
れた各種の通路２７Ａ，２７Ｂ，２８及び２９並びに容
量制御弁５０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２７Ａ，２７Ｂが設けられ、この抽気通路の途中には
容量制御弁５０が設けられている。容量制御弁５０は抽
気通路２７Ａ，２７Ｂの連通開度を制御してクランク室
５から吸入室２１へのガス放出量を調節する。制御弁５
０の詳細については後述する。なお、制御弁５０よりも
下流側の抽気通路２７Ｂは、制御弁５０に検知圧として
の吸入圧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、吐出室２２と制御弁５０と
を繋ぐ導圧通路２８と、吐出室２２とクランク室５とを
接続する補助給気通路２９が設けられている。補助給気
通路２９はその途中に固定絞り２９ａを備えている。ク
ランク室５へのガス供給は主に、圧縮行程にあるピスト
ン１８とシリンダボア１ａとの隙間からクランク室５に
漏洩するいわゆるブローバイガスに依拠するが、供給の
不安定なブローバイガスを補う目的で前記絞り２９ａ付
き補助給気通路２９を併設することは好ましい。

【００２４】図１に示す圧縮機の吐出室２２と吸入室２
１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）３１、温度式の膨張弁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の
開度は、蒸発器３３の出口側に設けた感温筒３４の検知
温度および蒸発圧力（具体的には蒸発器出口の圧力）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。

【００２５】（容量制御弁の詳細）クランク室３からの
ガス放出量を調節する容量制御弁５０は、図２に示すよ
うに、制御弁の下半部を占める第１バルブハウジング６
０と、その上部に接合された断面山高帽状の第２バルブ
ハウジング７０とを備えている。

【００２６】図２及び図３に示すように、第１バルブハ
ウジング６０は軸方向（図では垂直方向）に延びる筒体
であり、その内部には、軸方向に沿い下から上に向けて
段階的に径（又は断面積）を広げる三つの内室用空間６
１，６２，６３と、軸方向に延びる二つの挿通孔６４，
６５と、軸方向又は径方向に延びる三種類のポート６
６，６７，６８が形成されている。図３に示すように、
制御弁組立て前の第１バルブハウジング６０単体の状態
では、前記複数の内室用空間のうち、最下位置の第１内
室用空間６１と中間位置の第２内室用空間６２とはロッ
ド部挿通孔６４を介して繋がり、中間位置の第２内室用
空間６２と最上位置の第３内室用空間６３とは高圧補正
部挿通孔６５を介して繋がっている。第１内室用空間６
１、ロッド部挿通孔６４、第２内室用空間６２、高圧補
正部挿通孔６５及び第３内室用空間６３はいずれも、共
通の軸線に対する軸直交断面（横断面）形状が円形とな
っており、且つ、これらの円形状は前記共通の軸線を中
心とした同心円状となっている。加えて第１内室用空間
６１とロッド部挿通孔６４とは同じ内径ｄ１を有し、第
２内室用空間６２と高圧補正部挿通孔６５とは同じ内径
ｄ２を有している。なお、内径ｄ２は内径ｄ１よりも大
きい（ｄ１＜ｄ２）。

【００２７】更に、第１内室用空間６１の直下にはバル
ブハウジング６０を軸方向に貫通する第１ポート６６が
形成され、第１内室用空間６１の側方にはバルブハウジ
ング６０を径方向に貫通する複数の第２ポート６７が形
成されている。又、第２内室用空間６２の側方にはバル
ブハウジング６０を径方向に貫通する複数の第３ポート
６８が形成されている。この制御弁５０を圧縮機に取り
付けたとき、図２に示すように、第１ポート６６は上流
側抽気通路２７Ａを介してクランク室５に連通し、各第
２ポート６７は下流側抽気通路２７Ｂを介して吸入室２
１に連通し、各第３ポート６８は導圧通路２８を介して
吐出室２２に連通する。なお、第１ポート６６と第１内
室用空間６１との間に生まれるバルブハウジング６０の
環状段差部６９は、弁座及びバネ座として利用される。

【００２８】図２及び図３に示すように、第１バルブハ
ウジング６０内には、第３内室用空間６３側から第１ポ
ート６６に向けて、弁体部５１、ロッド部５２及び高圧
補正部５３から構成される略ピン形状の作動体５４が挿
入される。弁体部５１は、先細形状に加工されたニード
ル弁体として機能する部位であり、ロッド部５２と完全
に一体化（一部材化）されている。弁体部５１及びロッ
ド部５２からなるピン体は、耐摩耗性等の耐久性に優れ
た金属材料で作られている。高圧補正部５３は略スリー
ブ状の部位であり、前記ピン体（５１，５２）とは別の
部材として提供されている。高圧補正部５３は、ピン体
を構成する金属材料よりも安価な金属材料又は樹脂材料
（例えばエンジニアリングプラスチック等）で作られて
いる。このスリーブ状の高圧補正部５３は、ロッド部５
２の上端部（弁体部５１とは反対側端部）の周囲に外嵌
されている。この外嵌は、ロッド部５２と高圧補正部５
３とが相対摺動可能な嵌まり方でも、弁体部５１、ロッ
ド部５２及び高圧補正部５３の三者が一体移動可能な嵌
合であってもよい。なお、弁体部５１、ロッド部５２及
び高圧補正部５３はいずれも、前記共通の軸線に対する
軸直交断面（横断面）形状が円形であり、且つこれらの
円形状は前記共通の軸線を中心とした同心円状となって
いる。加えて、ロッド部５２の外径はロッド部挿通孔６
４の前記内径ｄ１にほぼ一致し、高圧補正部５３の主要
部分の外径は高圧補正部挿通孔６５の前記内径ｄ２にほ
ぼ一致している。

【００２９】図２に示すように、前記作動体５４は、第
１内室用空間６１に配設された副保持バネ５５および第
２内室用空間６２に配設された主保持バネ５６で弾性支
持されながら、第１バルブハウジング６０内に軸方向に
移動可能に配設されている。両保持バネ５５，５６は、
作動体５４全体を吊り上げてニードル状の弁体部５１が
弁座６９に強く食い込むのを防止している。

【００３０】図２の状態では、ロッド部５２の一部がロ
ッド部挿通孔６４内に挿通され、このロッド部５２によ
る該挿通孔６４の実質的封止により、第１バルブハウジ
ング６０の第１内室用空間６１は弁室６１として区画さ
れると共に、第２内室用空間６２と隔絶されている。こ
うして、クランク室５と吸入室２１との間には、上流側
抽気通路２７Ａ、第１ポート６６、弁座６９、弁室６
１、第２ポート６７及び下流側抽気通路２７Ｂからなる
抽気経路が構成される。前記弁体部５１は、弁室６１内
での位置に応じて前記抽気経路の開度を調節する。な
お、弁室６１には第２ポート６７を介して吸入圧Ｐｓが
及ぶ。

【００３１】又、ロッド部５２の周囲に外嵌された高圧
補正部５３が高圧補正部挿通孔６５内に挿通され、ロッ
ド部５２及び高圧補正部５３による該挿通孔６５の実質
的封止により、第１バルブハウジング６０の第２内室用
空間６２は高圧補正室６２として区画されると共に、第
３内室用空間６３と隔絶されている。この高圧補正室６
２には第３ポート６８を介して吐出圧Ｐｄが及ぶ。高圧
補正部５３の下端面５３ｂは、高圧補正室６２内に表出
（又は露出）されて吐出圧Ｐｄの受圧面として機能す
る。それ故、受圧面５３ｂでの受圧に基づき、少なくと
も高圧補正部５３が吐出圧Ｐｄの大きさに応じた付勢力
で上方付勢される。

【００３２】第１バルブハウジング６０の上部には、感
圧体としてのダイヤフラム５７を介して第２バルブハウ
ジング７０が接合されている。つまり、両バルブハウジ
ング６０，７０の接合領域に介在するダイヤフラム５７
が、その接合によってできた内部空間を上下に二分して
いる。ダイヤフラム５７の下側空間はまさしく第３内室
用空間６３であり、この第３内室用空間６３はダイヤフ
ラム５７により感圧室６３として区画されている。この
感圧室６３内には、ロッド部５２の上端部及び高圧補正
部５３の上端部５３ａが配置され、これら両上端部はダ
イヤフラム５７の下面に固着されている。高圧補正部５
３の上端部５３ａは、高圧補正部の主要部分の外径ｄ２
よりも大径な部位となっている。これは、ダイヤフラム
５７との接触面積を大きく確保して取付けを容易とする
ためである。なお、第１バルブハウジング６０内には、
感圧室６３と前記弁室６１及び第２ポート６７とを連通
させる連通路５８が形成されている。連通路５８、第２
ポート６７及び下流側抽気通路２７Ｂは、感圧室６３に
吸入圧Ｐｓを導く検圧通路を構成する。

【００３３】図２に示すように、第２バルブハウジング
７０の上部には、調節体（アジャスタ）７１が螺着され
ている。調節体７１の中央には孔７１ａが形成され、こ
の孔７１ａを介して第２バルブハウジング内部（ダイヤ
フラム５７の上側空間）が大気開放されている。この実
施形態では大気圧が基準圧として利用されている。第２
バルブハウジング７０内には設定バネ７２が設けられ、
その設定バネ７２の一端（上端）が調節体７１に掛止さ
れ、他端（下端）がバネ受け７３に掛止されている。そ
の結果、設定バネ７２の付勢力がバネ受け７３、ボール
７４及びボール受け７５（７５はダイヤフラム５７の上
面に取着されている）を介してダイヤフラム５７に及ん
でいる。こうして基準圧としての大気圧と設定バネ７２
の付勢力とによって制御弁５０の設定吸入圧Ｐｓｅｔが
決定される。この設定吸入圧Ｐｓｅｔは、第２バルブハ
ウジング７０に対する調節体７１の螺着位置を調節する
ことでも変更できる。なお、本実施形態では、ダイヤフ
ラム５７、調節体７１、設定バネ７２、バネ受け７３、
ボール７４およびボール受け７５により、設定吸入圧Ｐ
ｓｅｔを定めると共に吸入圧Ｐｓの変化に感応して弁体
部５１を含む作動体５４を変位作動させる感圧変位機構
が構成される。

【００３４】（作用）図１の圧縮機の運転時には、前記
ブローバイガスと補助給気通路２９を経由して流れ込む
高圧ガスとによりクランク室３へのガス供給が確保され
た状況で、図２の容量制御弁５０が内部制御弁として機
能する。即ち、吸入室２１から感圧室６３に導かれてい
る吸入圧Ｐｓの変動に応答して前記ダイヤフラム５７を
含む感圧変位機構が作動し、前記弁室６１内での作動体
の弁体部５１の位置決めを行う。その結果、弁体部５１
の位置に応じて前記抽気経路（２７Ａ→６１→２７Ｂ）
における制御弁５０の開度が制御され、クランク圧Ｐｃ
が調節される。そして、前述のようにクランク圧Ｐｃに
応じて斜板１２の傾角が決定され、圧縮機からの吐出容
量が変更される。

【００３５】内部制御弁における感圧変位機構は、検知
圧としての吸入圧Ｐｓが予定された圧力値にほぼ維持さ
れるように弁体部５１を作動させる。この予定された圧
力値に相当するものが設定吸入圧Ｐｓｅｔである。そも
そも空調システムの冷房回路に組み込まれる容量可変型
圧縮機の役割は、冷房負荷を反映した蒸発器３３の出口
圧力Ｐｓ’を所望値付近に安定化させることにある。こ
のため、蒸発器３３の出口圧力Ｐｓ’にほぼ等しい吸入
室の圧力（吸入圧Ｐｓ）をサンプリングし、これを設定
吸入圧Ｐｓｅｔに維持すべく制御弁を用いて斜板角度
（即ち吐出容量）をフィードバック制御する。ところ
が、前述のように、圧縮機からの吐出圧Ｐｄが大きい場
合、外部冷媒回路３０の配管での圧力損失によって実際
の蒸発器３３の出口圧力Ｐｓ’と吸入室圧力Ｐｓとの間
にギャップが生ずる。このＰｓとＰｓ’との避けられな
いギャップを補償するための構成が高圧補正部５３であ
る。吐出圧Ｐｄが高くなるほど、高圧補正部５３の上方
付勢力が感圧変位機構の設定バネ７２等の下方付勢力を
大きく減殺する。つまり、高圧補正部５３は吐出圧Ｐｄ
の大きさに応じて制御弁５０の設定吸入圧Ｐｓｅｔを減
少補正する。従って、吐出圧Ｐｄが高い場合でも、実際
の蒸発器出口圧力Ｐｓ’が所望値付近に安定化するよう
に制御弁５０の開度を制御することが可能となる。

【００３６】（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。 ○ 制御弁５０を構成する作動体５４は、弁体部５１、
ロッド部５２及び高圧補正部５３からなり、これらの径
（又は断面積）がダイヤフラム５７側から弁体部５１に
向けて段階的に小さくなるように形成されると共に、第
１バルブハウジング６０の各内室用空間６１，６２，６
３及び挿通孔６４，６５も前記作動体５４の形状に対応
させて段階的に形成されている。このため、バルブ構成
部品としての作動体５４および第１バルブハウジング６
０がひじょうに作り易くなると共に、部品点数を従来よ
りも減らすことが可能となる。なお、部品点数が減れ
ば、部品同士の摺動箇所も減り、耐久性向上に好都合で
ある。

【００３７】○ 前述のように、制御弁５０の各構成部
品５４，６０が段階的に径又は断面積を変化させるとい
う形状的特徴のために、事前工程で予め一体化した作動
体５４を、第１バルブハウジング６０の上側開口から下
側に向けて一方向に挿入することができる（図３参
照）。このため、従来よりも制御弁の組立てが容易にな
ると共に、組立て工数を大幅に低減してコストダウンを
図ることができる。

【００３８】○ 図２及び図３の作動体５４では、弁体
部５１及びロッド部５２と、略スリーブ状の高圧補正部
５３とを別部材として構成したため、弁体部５１及びロ
ッド部５２については、耐久性に優れた比較的高価な金
属材料を用いる一方で、さほどの耐久性を必要とされな
い高圧補正部５３については、比較的安価な金属又は樹
脂材料を用いることができる。このため、コスト面で更
に有利な設計をすることも可能となる。なお、弁体部５
１には高価な材料を使用するのは、弁座６９を極力傷め
ないためである。

【００３９】○ ロッド部５２の周囲に高圧補正部５３
を外嵌する構成としたので、制御弁５０の寸法が軸方向
に長くなり過ぎるのを回避できる（設計の自由度大）。 ○ ロッド部５２の周囲に高圧補正部５３を外嵌する構
成としたため、弁体部５１の径又は弁室６１の内径に制
約されることなく、吐出圧Ｐｄによる高圧補正の程度を
比較的自由に設定することができる。

【００４０】○ 図２の制御弁ではロッド部５２がある
程度の長さを持ち、ロッド部挿通孔６４の内周面とロッ
ド部５２の外周面との接触長が比較的長く確保される。
それ故、特別なシール部材を設けなくともロッド部挿通
孔６４におけるシール性を確保することができる。高圧
補正部挿通孔６５の内周面と高圧補正部５３の外周面と
の接触部位についても同様のことが言える。

【００４１】○ 主及び副二つの保持バネ５６，５５を
用いて作動体５４を弾性支持しているため、保持バネ一
つ当りの荷重負担が少なくて済む。（別例／定義）本発
明の実施形態を以下のように変更してもよい。

【００４２】○ 図２及び図３に示した前記実施形態で
は、ロッド部５２に対し高圧補正部５３を外嵌して作動
体５４を構成したが、図４に示すように、弁体部５１、
ロッド部５２及び高圧補正部５３からなる作動体５４の
全体を単一材料からなる単一部材（図４では単一の充実
体である）として構成してもよい。この場合には、弁室
６１にあった副保持バネ５５を省略することができ、弁
室６１の内部構造を簡素化できる。又、前記三部位５
１，５２，５３の完全一体物化によって部材点数を更に
減らすことができる。なお、作動体５４を単一部材とし
た場合でも、前記三部位５１，５２，５３が下端から上
端に向けて段階的に径（又は断面積）を変化させる形状
であるため、加工のし易さが損なわれることがない。図
４に示す構成の容量制御弁も前記実施形態とほぼ同様の
作用及び効果を奏する。

【００４３】○ 図２及び図４では、作動体５４の下端
（先端）に設けられた弁体部５１はニードル弁形状であ
った。これに代えて、図５に示すように、弁体部５１の
先端を平端面状としてもよい。又、図６に示すように、
弁体部５１の先端を半球面状としてもよい。即ち、作動
体５４の弁体部５１は、その径（又は断面積）が少なく
ともロッド部５２の径（又は断面積）を超えないもので
あればよい。

【００４４】ちなみに、この明細書で言う「弁体部の径
（又は断面積）」とは、その弁体部５１が弁座６９に着
座した場合にその弁座６９に接触している部分の径（又
は断面積）を指称するものと理解されるべきである。

【００４５】○ バルブハウジング６０等に対する可動
部品の組付け性を更に改善するために、図７に示すよう
に、各部にテーパな面（傾斜面）を形成してもよい。例
えば、作動体５４の弁体部５１とロッド部５２との間の
段差部にテーパ面８１を形成すると共に、バルブハウジ
ング６０の高圧補正室６２とロッド部挿通孔６４との間
の段差部にテーパ面８２を形成する。これらテーパ面８
１，８２の付与により、弁体部５１及びロッド部５２を
ロッド部挿通孔６４に挿入し易くなる。又、高圧補正部
５３の下端部周縁にテーパ面８３を形成すると共に、バ
ルブハウジング６０の感圧室６３と高圧補正部挿通孔６
５との間の段差部にテーパ面８４を形成する。これらテ
ーパ面８３，８４の付与により、高圧補正部５３を高圧
補正部挿通孔６５に挿入し易くなる。更に図７に示すよ
うに、ロッド部５２の上端部（基端部）５２ａを高圧補
正部５３よりも大径に形成すると共に、高圧補正部５３
の上端面の全体をすり鉢状のテーパ面８５に形成しても
よい。この場合には、ロッド部５２を高圧補正部５３の
上端側から挿入し易くなり両者の嵌合が容易となる。な
お、大径なロッド部上端部５２ａは、前記高圧補正部の
上端部５３ａと同じく作動体５４のダイヤフラム５７に
対する取付けを容易にする。

【００４６】○ 図２の実施形態では作動体５４のロッ
ド部５１と高圧補正部５２とを相互に密合したが、図８
に示すように、ロッド部５１と高圧補正部５２との間に
あえて若干の隙間８６を確保すると共に、その隙間を封
止するリングシール８７を設けてもよい。若干の隙間８
６が存在することで、ロッド部５１と高圧補正部５２と
の径方向への微小相対変位が可能となり、バルブハウジ
ング製作時の加工誤差によるロッド部挿通孔６４と高圧
補正部挿通孔６５との軸心位置の僅かなずれを補償する
ことが可能となる。このため、バルブハウジング６０に
形成する各種空間や孔の軸心位置関係の高精度設定の必
要性が緩和される。尚、リングシール８７は高圧補正室
６２から感圧室６３への高圧ガスの漏洩を防止するため
のものであるが、部材の径方向変位を許容する意味でゴ
ムのような弾性材料で形成されることが好ましい。

【００４７】○ 図２及び図４の制御弁にあって、ロッ
ド部挿通孔６４の内周面とロッド部５２の外周面との摺
接部位にシール部材を設けてもよい。又、高圧補正部挿
通孔６５の内周面と高圧補正部５３の外周面との摺接部
位にシール部材を設けてもよい。

【００４８】○ 図２及び図４の制御弁では感圧変位機
構を構成する感圧体としてダイヤフラム５７を用いた
が、これに代えてベローズが用いられてもよい。 ○ 前記実施形態及び別例は内部制御方式の制御弁につ
いてのものであるが、外部制御によって設定吸入圧Ｐｓ
ｅｔを変更可能な設定圧可変弁に本発明が適用されても
よい。例えば、感圧体を含む感圧変位機構に併設するか
たちで、感圧体と作動連結可能な電磁ソレノイド部を設
け、圧力センサ等で直接又は間接に検知された吸入圧Ｐ
ｓに基づく制御コンピュータの制御により、電磁ソレノ
イド部の電磁付勢力を調節して設定吸入圧Ｐｓｅｔを適
宜変更可能としてもよい。

【００４９】○ 前記実施形態及び別例では、作動体５
４の各部の断面形状並びにバルブハウジング６０の内室
用空間及び挿通孔の断面形状が円形状の場合を説明した
が、これらの断面形状は、断面円形以外の異形断面であ
ってもよい。かかる異形断面の場合、径が大きいとは即
ち断面積が大きいことを意味する。

【００５０】○ この明細書でいう「斜板式圧縮機」と
は、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。 （前記請求項以外の技術的思想の要点）： （イ）請求項１〜６のいずれか一項に記載の容量可変型
斜板式圧縮機の制御弁において、前記感圧変位機構は、
吸入圧の変化に感応して変位するダイヤフラム又はベロ
ーズからなる感圧体を備えていること。

【００５１】（ロ）請求項１〜６のいずれか一項に記載
の容量可変型斜板式圧縮機の制御弁において、前記制御
弁のバルブハウジング内には、前記弁座及び前記弁体部
を存在させる弁室、前記高圧補正部の受圧面を表出させ
る高圧補正室および前記感圧変位機構の少なくとも一部
を収容する感圧室がこの順に区画配置され、前記弁室と
前記高圧補正室との間の隔壁には前記ロッド部の径に相
当する内径のロッド部挿通孔が形成され、前記高圧補正
室と前記感圧室との間の隔壁には前記高圧補正部の径に
相当する内径の高圧補正部挿通孔が形成されているこ
と。この構成によれば、バルブハウジング内には、感圧
室、高圧補正部挿通孔、高圧補正室、ロッド部挿通孔お
よび弁室が、この順で次第に径を狭めながら配置され
る。それ故、弁体部、ロッド部及び高圧補正部を、バル
ブハウジング内に前記感圧室側から弁室に向かう一方向
に挿入して制御弁を組み立てることが可能となり、バル
ブハウジングに対する可動部品の組付けが従来よりも容
易となる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、各請求項に記載の
制御弁によれば、高圧補正構造を採用しながらも、従来
よりも制御弁の構造を簡素化できると共に、組立て手順
の簡素化や組立て工数の減少等によって組立てそのもの
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】一実施形態に従う容量制御弁の断面図。

【図３】容量制御弁の組立て手順の一工程を示す概略断
面図。

【図４】容量制御弁の別例を示す図２相当の断面図。

【図５】容量制御弁の弁体部の別例を示す部分断面図。

【図６】容量制御弁の弁体部の別例を示す部分断面図。

【図７】容量制御弁の別例を示す図３相当の断面図。

【図８】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）、２７Ａ，２７Ｂ…
抽気通路、５０…容量制御弁、５１…弁体部、５２…ロ
ッド部、５３…高圧補正部、５３ｂ…受圧面、５４…作
動体、５７…ダイヤフラム（感圧体）、６０…第１バル
ブハウジング、６１…第１内室用空間（弁室）、６２…
第２内室用空間（高圧補正室）、６３…第３内室用空間
（感圧室）、６４…ロッド部挿通孔、６５…高圧補正部
挿通孔、６９…環状段差部（弁座）、７０…第２バルブ
ハウジング、７１…調節体、７２…設定バネ、７３…バ
ネ受け、７４…ボール、７５…ボール受け（５７，７
１，７２，７３，７４及び７５は感圧変位機構を構成す
る）、ｄ１，ｄ２…径、Ｐｃ…クランク圧、Ｐｄ…吐出
圧、Ｐｓ…吸入圧。

フロントページの続き (72)発明者 倉掛 浩隆 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 (72)発明者 太田 雅樹 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 AA13 AA27 BA19 CA01 CA02 CA03 DA25 EA33 3H076 AA06 BB40 BB41 CC12 CC20 CC27 CC41 CC85 CC92 CC93

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変型斜板式圧縮機のクランク室と
   吸入圧領域とを結ぶ抽気通路に配設され、クランク室か
   らのガス放出量を制御することで該圧縮機の吐出容量を
   変更し吸入圧を設定吸入圧に導くための制御弁であっ
   て、 前記抽気通路に設けられた弁座と、 該制御弁の設定吸入圧を定めるとともに吸入圧の変化に
   感応して変位する感圧変位機構と、 前記弁座に接離可能に設けられて前記抽気通路の開度を
   調節可能な弁体部と、 前記感圧変位機構の変位を前記弁体部に伝達するロッド
   部と、 吐出圧を前記感圧変位機構に伝達して前記設定吸入圧を
   補正する高圧補正部とを備えており、 前記弁体部及び前記ロッド部は一体化されると共に弁体
   部の断面積がロッド部の断面積を超えないように設定さ
   れ、且つ、前記高圧補正部は前記ロッド部の周囲におい
   て該ロッド部の径よりも大径な部位として設けられるこ
   とで吐出圧の受圧面を備えることを特徴とする容量可変
   型斜板式圧縮機の制御弁。
2. 【請求項２】 前記弁体部の径を前記ロッド部の径と同
   等又はそれよりも小さくすることで、弁体部の断面積が
   ロッド部の断面積を超えないようにしていることを特徴
   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。
3. 【請求項３】 前記ロッド部は、前記弁座と前記感圧変
   位機構との間において感圧変位機構の変位方向に移動可
   能に配設され、前記弁体部は前記ロッド部の弁座側端部
   に設けられるとともに前記高圧補正部は前記ロッド部の
   感圧変位機構側端部に設けられ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。
4. 【請求項４】 前記弁体部及びロッド部と前記高圧補正
   部とは別部材で構成されるとともに、前記高圧補正部が
   ロッド部に対し外嵌されている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斜板式圧縮機
   の制御弁。
5. 【請求項５】 前記弁体部、前記ロッド部および前記高
   圧補正部の三者が一つの部材で構成されていることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の容量可変
   型斜板式圧縮機の制御弁。
6. 【請求項６】 前記弁体部はニードル形状をなしている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の
   容量可変型斜板式圧縮機の制御弁。