JP3731438B2 - 容量可変型圧縮機の制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空調装置の冷媒循環回路を構成し、クランク室の圧力に基づいて吐出容量を変更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】
一般に車両用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、凝縮器、減圧装置としての膨張弁、蒸発器及び圧縮機を備えている。圧縮機は蒸発器からの冷媒ガスを吸入して圧縮し、その圧縮ガスを凝縮器に向けて吐出する。蒸発器は冷媒循環回路を流れる冷媒と車室内空気との熱交換を行う。熱負荷又は冷房負荷の大きさに応じて、蒸発器周辺を通過する空気の熱量が蒸発器内を流れる冷媒に伝達されるため、蒸発器の出口又は下流側での冷媒ガス圧力は冷房負荷の大きさを反映する。
【０００３】
車載用の圧縮機として広く採用されている容量可変型斜板式圧縮機には、蒸発器の出口圧力（吸入圧という）を所定の目標値（設定吸入圧という）に維持すべく動作する容量制御機構が組み込まれている。容量制御機構は、冷房負荷の大きさに見合った冷媒流量となるように、吸入圧を制御指標として圧縮機の吐出容量つまり斜板角度をフィードバック制御する。
【０００４】
前記容量制御機構の典型例は、内部制御弁と呼ばれる制御弁である。内部制御弁ではベローズやダイヤフラム等の感圧部材で吸入圧を感知し、感圧部材の変位動作を弁体の位置決めに利用して弁開度調節を行うことにより、斜板室（クランク室ともいう）の圧力（クランク圧）を調節して斜板角度を決めている。
【０００５】
また、単一の設定吸入圧しか持ち得ない単純な内部制御弁では細やかな空調制御要求に対応できないため、外部からの電気制御によって設定吸入圧を変更可能な設定吸入圧可変型制御弁も存在する。設定吸入圧可変型制御弁は例えば、前述の内部制御弁に電磁ソレノイド等の電気的に付勢力調節可能なアクチュエータを付加し、内部制御弁の設定吸入圧を決めている感圧部材に作用する機械的バネ力を外部制御によって増減変更することにより、設定吸入圧の変更を実現するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、吸入圧の絶対値を指標とする吐出容量制御においては、電気制御によって設定吸入圧を変更したからといって、直ちに現実の吸入圧が設定吸入圧通りの圧力に達するとは限らない。すなわち、設定吸入圧の設定変更に対して現実の吸入圧が応答性よく追従するか否かは、蒸発器での熱負荷状況に影響され易いからである。このため、電気制御によって設定吸入圧をきめ細かく逐次調節しているにもかかわらず、圧縮機の吐出容量変化が遅れがちになったり、吐出容量が連続的かつ滑らかに変化せず急変するという事態が時として生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、吐出容量の制御性や応答性を向上させることができる容量可変型圧縮機の制御弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、冷媒循環回路を構成し、クランク室の圧力に基づいて吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機に用いられる制御弁であって、前記クランク室と吐出圧力領域とを接続する給気通路又はクランク室と吸入圧力領域とを接続する抽気通路の一部を構成すべくバルブハウジング内に区画された弁室と、前記弁室内に変位可能に収容され、同弁室内での位置に応じて前記給気通路又は抽気通路の開度を調節可能な弁体と、前記弁体の変位を当接規制する弁体規制部と、前記弁体を弁体規制部に向けて付勢する弁体付勢手段と、前記バルブハウジング内に区画された感圧室と、前記感圧室内を第１圧力室と第２圧力室とに区画するとともに、第１圧力室側及び第２圧力室側に変位可能に設けられた感圧部材と、前記弁体と感圧部材とは分離及び当接係合可能とされていることと、前記冷媒循環回路に設定されその差圧が容量可変型圧縮機の吐出容量を反映する二つの圧力監視点のうち、高圧側に位置する第１圧力監視点の圧力は第１圧力室に導入されるとともに、低圧側に位置する第２圧力監視点の圧力は第２圧力室に導入されることと、前記第１圧力室と第２圧力室との圧力差の変動に基づく感圧部材の変位は、同圧力差の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体の位置決めに反映されることと、前記第１圧力室又は第２圧力室のうち弁室側に位置する圧力室内に設けられ、感圧部材の弁室側への変位を当接規制する感圧部材規制部と、前記感圧部材を感圧部材規制部に向けて付勢する感圧部材付勢手段と、前記弁体が弁体規制部に当接規制されてなおかつ感圧部材が感圧部材規制部に当接規制されることは、弁体と感圧部材とが分離された状態でもたらされることと、前記感圧部材規制部に当接規制された状態にある感圧部材と、同感圧部材から分離された状態にある弁体との間に形成される圧力室からの分離空間を、同圧力室と同じ圧力雰囲気に開放する開放手段と、前記弁体付勢手段の付勢力及び感圧部材付勢手段の付勢力と対抗する力を弁体に与えることで同弁体と感圧部材とを当接係合させ、さらにはこの力を外部からの制御によって変更可能なことで、感圧部材による弁体の位置決め動作の基準となる設定差圧を変更可能な外部制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この構成においては、容量可変型圧縮機の吐出容量制御に影響を及ぼす圧力要因として、この容量可変型圧縮機の吐出容量を反映する冷媒循環回路における二つの圧力監視点間の差圧（二点間差圧）を利用している。従って、外部制御手段によって決定された設定差圧に基づいて、この設定差圧を維持するように弁体を動作させる感圧構造（感圧室、感圧部材等）を採用することで、圧縮機の吐出容量を直接的に制御することが可能となり、従来の吸入圧感応型制御弁に内在していた欠点を克服することができる。つまり、蒸発器での熱負荷状況にほとんど影響されることなく、外部制御によって応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少制御を行い得る。
【００１０】
さて、前記制御弁においては、外部制御手段が弁体付勢手段及び感圧部材付勢手段の対抗力を弁体に作用させていない時、同弁体は弁体付勢手段によって弁体規制部に対して押し付けられるとともに、感圧部材は感圧部材付勢手段によって感圧部材規制部に対して押し付けられた状態となっている。従って、制御弁が何らかの要因によって振動された場合においても、これら可動部材（弁体及び感圧部材）が制御弁に対して振動することを防止できる。その結果、同可動部材が、その振動によって固定部材（例えばバルブハウジング等）に衝突して破損する等の問題の発生を回避することができる。
【００１１】
前記のように、可動部材の耐振性を確保するために二つの付勢手段及び二つの規制部を備えているのは、外部制御手段が付勢手段の対抗力を弁体に作用させていない時、同可動部材が弁体と感圧部材の二つに分離する構成を採用したからである。
【００１２】
つまり、本発明の制御弁においては、弁体と感圧部材とが分離された状態では弁体付勢手段のみが弁体の位置決めに関与し、弁体と感圧部材とが当接係合された状態では弁体付勢手段及び感圧部材付勢手段の両方が弁体の位置決めに関与することとなる。従って、弁体付勢手段の特性及び感圧部材付勢手段の特性の設定次第で、弁体の作動特性を様々に変更することが可能となる。
【００１３】
また、弁体が感圧部材に当接係合されるまでは、同感圧部材は感圧部材付勢手段によって感圧部材規制部に押さえ付けられた状態を維持することとなる。つまり、感圧部材は、弁体の位置決めに二点間差圧を反映させる必要のない状況下においては、静止状態を維持することとなる。従って、弁体と感圧部材とが常時連動される構成と比較して、不必要に感圧部材が動かされることがなく、固定部材との摺動総距離を削減して、同感圧部材ひいては制御弁の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
さて、前記感圧部材が感圧部材規制部に当接規制され、さらには同感圧部材から弁体が分離されると、感圧部材規制部が設けられた弁室側の圧力室からは、同感圧部材と感圧部材規制部との接触域を境として別の空間が分離形成される。しかし、この分離空間は、開放手段によって母体圧力室と同じ圧力雰囲気に開放されており、同空間が閉空間とされることはない。従って、この分離空間に残留した冷媒ガスが、弁体の位置決めに悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１において、前記開放手段は、感圧部材と感圧部材規制部との接触域が分離空間と圧力室とを遮断しないようにすることで、同分離空間を圧力室に開放する構成であることを特徴としている。
【００１６】
この構成においては、例えば感圧部材と感圧部材規制部との接触域を迂回することで、分離空間を圧力室と同じ圧力雰囲気に連通する構成と比較して、通路構成が複雑となることを防止することができる。
【００１７】
請求項３の発明は請求項２において、前記開放手段は、感圧部材において感圧部材規制部との当接面に分離空間から圧力室へ延びる開放溝を形成することで、同感圧部材と感圧部材規制部との接触域が分離空間と圧力室とを遮断しない構成であることを特徴としている。
【００１８】
この構成においては、感圧部材と感圧部材規制部との接触域に対する、開放溝の付与作業を容易に行い得る。つまり、例えば開放溝を感圧部材規制部側に形成する場合、狭い感圧室内に工具を挿入して溝加工を行なわなければならず面倒な作業となる。しかし、開放溝の感圧部材に対する形成は、特に同感圧部材の外面に対するものでもあることから、その作業は容易なものとなる。
【００１９】
請求項４の発明は請求項１〜３において、前記弁体付勢手段及び感圧部材付勢手段はそれぞれバネ材からなり、弁体付勢バネには感圧部材付勢バネよりもバネ定数が低いものが用いられていることを特徴としている。
【００２０】
この構成によれば、バネ定数が低い弁体付勢バネは、弁体が感圧部材側に変位されたとしても、同弁体に付与する付勢力をセット荷重（弁体を弁体規制部に対して押し付けておくための耐振力）からそれほど大きくすることはない。つまり、外部制御手段は、弁体付勢バネのセット荷重程度の弱い力に対抗する力を弁体に作用させるのみで、同弁体を弁体規制部に当接された状態から感圧部材に当接係合する状態まで変位させることが可能となる。その結果、外部制御手段は、この弱い力からそれが発揮し得る最大力までの広い範囲の力を、弁体付勢手段及び感圧部材付勢手段の両方に対抗する力、ひいては設定差圧の設定に使用することができ、この設定差圧の可変幅は広いものとなる。
【００２１】
請求項５は、二つの圧力監視点の好ましい態様を限定したものである。すなわち、前記第１及び第２圧力監視点は、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と冷媒循環回路を構成する凝縮器との間の冷媒通路に設定されている。従って、凝縮器と蒸発器との間に配設される減圧装置の作動の影響が、二点間差圧に依拠して圧縮機の吐出容量を把握する上での外乱となることを防止することができる。
【００２２】
このような構成を採用すると、第１及び第２圧力室には高圧が導入され、従って分離空間には高圧ガスが残留されることとなる。高圧ガスは低圧（例えば吸入圧力）ガスと比較して、弁体の位置決めに大きな影響を与えることは明らかである。そういった意味でも、請求項５の態様において分離空間を閉空間としないことは、その効果を奏するのに特に有効となる手法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、車両用空調装置の冷媒循環回路を構成する容量可変型斜板式圧縮機の制御弁について図１〜図６を参照して説明する。
【００２４】
（容量可変型斜板式圧縮機）
図１に示すように容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）は、シリンダブロック１と、その前端に接合固定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を介して接合固定されたリヤハウジング４とを備えている。
【００２５】
前記シリンダブロック１とフロントハウジング２とで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が回転可能に支持されている。クランク室５において駆動軸６上には、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されている。
【００２６】
前記駆動軸６の前端部は、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車両のエンジンＥに作動連結されている。動力伝達機構ＰＴは、外部からの電気制御によって動力の伝達／遮断を選択可能なクラッチ機構（例えば電磁クラッチ）であってもよく、又は、そのようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレス機構（例えばベルト／プーリの組合せ）であってもよい。なお、本件では、クラッチレスタイプの動力伝達機構ＰＴが採用されているものとする。
【００２７】
前記クランク室５内にはカムプレートとしての斜板１２が収容されている。斜板１２は、駆動軸６にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構１３は、ラグプレート１１と斜板１２との間に介在されている。従って、斜板１２は、ヒンジ機構１３を介したラグプレート１１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸６の支持により、ラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転可能であるとともに、駆動軸６の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となっている。
【００２８】
複数（図面には一つのみ示す）のシリンダボア１ａは、前記シリンダブロック１において駆動軸６を取り囲むようにして貫設形成されている。片頭型のピストン２０は、各シリンダボア１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア１ａの前後開口は、弁形成体３及びピストン２０によって閉塞されており、このシリンダボア１ａ内にはピストン２０の往復動に応じて体積変化する圧縮室が区画されている。各ピストン２０は、シュー１９を介して斜板１２の外周部に係留されている。従って、駆動軸６の回転にともなう斜板１２の回転運動が、シュー１９を介してピストン２０の往復直線運動に変換される。
【００２９】
前記弁形成体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とが区画形成されている。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２３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１ａ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。
【００３０】
そして、前記吸入室２１の冷媒ガスは、各ピストン２０の上死点位置から下死点側への往動により吸入ポート２３及び吸入弁２４を介してシリンダボア１ａに吸入される。シリンダボア１ａに吸入された冷媒ガスは、ピストン２０の下死点位置から上死点側への復動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出室２２に吐出される。
【００３１】
前記斜板１２の傾斜角度（駆動軸６の軸線に直交する平面との間でなす角度）は、この斜板１２の回転時の遠心力に起因する回転運動のモーメント、ピストン２０の往復慣性力によるモーメント、ガス圧によるモーメント等の各種モーメントの相互バランスに基づいて決定される。ガス圧によるモーメントとは、シリンダボア１ａの内圧と、ピストン２０の背圧にあたる制御圧としてのクランク室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、クランク圧Ｐｃに応じて傾斜角度減少方向にも傾斜角度増大方向にも作用する。
【００３２】
この圧縮機では、後述する制御弁ＣＶを用いてクランク圧Ｐｃを調節し前記ガス圧によるモーメントを適宜変更することにより、斜板１２の傾斜角度を最小傾斜角度（図１において実線で示す状態）と最大傾斜角度（図１において二点鎖線で示す状態）との間の任意の角度に設定可能としている。
【００３３】
（クランク室の圧力制御機構）
斜板１２の傾斜角度制御に関与するクランク圧Ｐｃを制御するためのクランク圧制御機構は、図１に示す圧縮機ハウジング内に設けられた抽気通路２７、及び給気通路２８並びに制御弁ＣＶによって構成される。抽気通路２７は吸入圧力（Ｐｓ）領域である吸入室２１とクランク室５とを接続する。給気通路２８は吐出圧力（Ｐｄ）領域である吐出室２２とクランク室５とを接続し、その途中には制御弁ＣＶが設けられている。
【００３４】
そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節することで、給気通路２８を介したクランク室５への高圧な吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更に応じて、ピストン２０を介してのクランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａの内圧との差が変更され、斜板１２の傾斜角度が変更される結果、ピストン２０のストロークすなわち吐出容量が調節される。
【００３５】
（冷媒循環回路）
図１及び図２に示すように、車両用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述した圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成される。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器３１、減圧装置としての温度式膨張弁３２及び蒸発器３３を備えている。膨張弁３２の開度は、蒸発器３３の出口側又は下流側に設けられた感温筒３４の検知温度および蒸発圧力（蒸発器３３の出口圧力）に基づいてフィードバック制御される。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。
【００３６】
外部冷媒回路３０の下流域には、蒸発器３３の出口と圧縮機の吸入室２１とをつなぐ冷媒ガスの流通管３５が設けられている。外部冷媒回路３０の上流域には、圧縮機の吐出室２２と凝縮器３１の入口とをつなぐ冷媒の流通管３６が設けられている。圧縮機は外部冷媒回路３０の下流域から吸入室２１に導かれた冷媒ガスを吸入して圧縮し、圧縮したガスを外部冷媒回路３０の上流域とつながる吐出室２２に吐出する。
【００３７】
さて、冷媒循環回路を流れる冷媒の流量が大きくなるほど、回路又は配管の単位長さ当りの圧力損失も大きくなる。つまり、冷媒循環回路に沿って設定された二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の圧力損失（差圧）は同回路における冷媒流量と正の相関を示す。故に、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧（ΔＰｄ＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）を把握することは、冷媒循環回路における冷媒流量を間接的に検出することに他ならない。圧縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路の冷媒流量も増大し、逆に吐出容量が減少すれば冷媒流量も減少する。従って、冷媒循環回路の冷媒流量つまり二点間差圧ΔＰｄには、圧縮機の吐出容量が反映されている。
【００３８】
本実施形態では、流通管３６の最上流域に当たる吐出室２２内に上流側の第１圧力監視点Ｐ１を定めると共に、そこから所定距離だけ離れた流通管３６の途中に下流側の第２圧力監視点Ｐ２を定めている。第１圧力監視点Ｐ１でのガス圧ＰｄＨを第１検圧通路３７を介して、又、第２圧力監視点Ｐ２でのガス圧ＰｄＬを第２検圧通路３８を介してそれぞれ制御弁ＣＶに導いている。
【００３９】
（制御弁）
図３に示すように制御弁ＣＶは、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占めるソレノイド部６０とを備えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５とをつなく給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。ソレノイド部６０は、制御弁ＣＶ内に配設された作動ロッド４０を、外部からの通電制御に基づき付勢制御するための一種の電磁アクチュエータである。作動ロッド４０は、先端部たる隔壁部４１、連結部４２、略中央の弁体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなる棒状部材である。弁体部４３はガイドロッド部４４の一部にあたる。
【００４０】
前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４５は、キャップ４５ａと、入れ側弁部の主な外郭を構成する上半部本体４５ｂと、ソレノイド部６０の主な外郭を構成する下半部本体４５ｃとから構成されている。バルブハウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連通路４７が区画され、同上半部本体４５ｂとその上部に外嵌固定されたキャップ４５ａとの間には感圧室４８が区画されている。
【００４１】
前記弁室４６及び連通路４７内には、作動ロッド４０が軸方向（図面では垂直方向）に移動可能に配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動ロッド４０の配置次第で連通可能となる。これに対して連通路４７と感圧室４８とは、同連通路４７の最上部に摺動可能に嵌入された作動ロッド４０の隔壁部４１によって遮断されている。
【００４２】
前記弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の上端面によって提供される。弁室４６を取り囲むバルブハウジング４５の周壁には半径方向に延びるポート５１が設けられ、このポート５１は給気通路２８の上流部を介して弁室４６を吐出室２２に連通させる。連通路４７を取り囲むバルブハウジング４５の周壁にも半径方向に延びるポート５２が設けられ、このポート５２は給気通路２８の下流部を介して連通路４７をクランク室５に連通させる。従って、ポート５１、弁室４６、連通路４７及びポート５２は、制御弁内通路として吐出室２２とクランク室５とを連通させる給気通路２８の一部を構成する。
【００４３】
前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体部４３が配置される。連通路４７の内径は、作動ロッド４０の連結部４２の径よりも大きく且つガイドロッド部４４の径よりも小さい。つまり、連通路４７の口径面積（隔壁部４１の軸直交断面積）ＳＢは、連結部４２の断面積より大きくガイドロッド部４４の断面積より小さい。このため、弁室４６と連通路４７との境界に位置する段差は弁座５３として機能し、連通路４７は一種の弁孔となる。
【００４４】
前記作動ロッド４０が図３及び図４（ａ）の位置（最下動位置）から弁体部４３が弁座５３に着座する図４（ｃ）の位置（最上動位置）へ上動すると、連通路４７が遮断される。つまり作動ロッド４０の弁体部４３は、給気通路２８の開度を任意調節可能な入れ側弁体として機能する。
【００４５】
前記感圧室４８内には、感圧部材５４が軸方向に移動可能に設けられている。この感圧部材５４は有底円筒状をなすと共に、その底壁部で感圧室４８を軸方向に二分し、同感圧室４８をＰ１圧力室（第１圧力室）５５とＰ２圧力室（第２圧力室）５６とに区画する。感圧部材５４はＰ１圧力室５５とＰ２圧力室５６との間の圧力隔壁の役目を果たし、両圧力室５５，５６の直接連通を許容しない。なお、感圧部材５４の隔壁機能部の軸直交面積をＳＡとすると、その面積ＳＡは連通路４７の口径面積ＳＢよりも大きい。
【００４６】
前記感圧部材５４のＰ２圧力室５６側（弁室４６側）への移動は、同感圧部材５４の下面５４ａがＰ２圧力室５６の底面に当接することで規制される。つまり、Ｐ２圧力室５６の底面が感圧部材規制部４９をなしている。感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接された状態では、連通路４７の感圧室４８（Ｐ２圧力室５６）に対する開口が同感圧部材５４の下面５４ａによって覆われることとなる。また、感圧部材５４の底壁部外周面は段差状に形成されている。従って、同感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接された状態では、同感圧部材５４の底壁部外周面と感圧室４８の内周面との間の環状領域に、Ｐ２圧力室５６が存在することとなる。
【００４７】
前記感圧部材５４の下面５４ａには、開放手段としての開放溝５４ｂが、同感圧部材５４の軸心（連通路４７の開口）側から外周（感圧室４８の内周面）側に延びて形成されている。従って、感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接された状態であっても、この開放溝５４ｂが存在することで、両部材５４，４９の接触域が連通路４７の開口をＰ２圧力室５６に対して完全に閉塞することはない。
【００４８】
前記Ｐ１圧力室５５内には、感圧部材付勢手段としてのコイルバネよりなる感圧部材付勢バネ５０が収容されている。この感圧部材付勢バネ５０は、感圧部材５４をＰ１圧力室５５側からＰ２圧力室５６に向けてつまり感圧部材規制部４９に向けて付勢する。
【００４９】
前記Ｐ１圧力室５５は、キャップ４５ａに形成されたＰ１ポート５７及び第１検圧通路３７を介して、第１圧力監視点Ｐ１である吐出室２２と連通する。Ｐ２圧力室５６は、バルブハウジング４５の上半部本体４５ａに形成されたＰ２ポート５８及び第２検圧通路３８を介して第２圧力監視点Ｐ２と連通する。すなわち、Ｐ１圧力室５５には吐出圧Ｐｄが圧力ＰｄＨとして導かれ、Ｐ２圧力室５６には配管途中の圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが導かれている。
【００５０】
前記ソレノイド部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、可動鉄心６４が軸方向に移動可能に収容されている。固定鉄心６２の中心には軸方向に延びるガイド孔６５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド４０のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置されている。
【００５１】
前記ソレノイド室６３は作動ロッド４０の基端部の収容領域でもある。すなわち、ガイドロッド部４４の下端は、ソレノイド室６３内にあって可動鉄心６４の中心に貫設された孔に嵌合されると共にかしめにより嵌着固定されている。従って、可動鉄心６４と作動ロッド４０とは常時一体となって上下動する。
【００５２】
前記ガイドロッド部４４の下端部は可動鉄心６４の下面から若干突出されている。作動ロッド４０（弁体部４３）の下動は、ガイドロッド４４の下端面がソレノイド室６３の底面に当接することで規制される。つまり、ソレノイド室６３の底面が弁体規制部６８をなし、同弁体規制部６８は連通路４７の開度を増大させる側に、それ以上作動ロッド４０（弁体部４３）が変位することを当接規制する。
【００５３】
前記ソレノイド室６３において固定鉄心６２と可動鉄心６４との間には、弁体付勢手段としてのコイルバネよりなる弁体付勢バネ６６が収容されている。この弁体付勢バネ６６は、可動鉄心６４を固定鉄心６２から離間させる方向に作用して、作動ロッド４０（弁体部４３）を図面下方つまり弁体規制部６８に向けて付勢する。
【００５４】
図３及び図４（ａ）に示すように、作動ロッド４０が弁体規制部６８に当接規制された最下動位置においては、弁体部４３が弁座５３から距離「Ｘ１＋Ｘ２」だけ離間して連通路４７の開度を最大とする。また、この状態において作動ロッド４０の隔壁部４１は、感圧室４８に対して距離「Ｘ１」だけ連通路４７内に没入している。従って、隔壁部４１の先端面４１ａと、感圧部材規制部４９に当接されている感圧部材５４の下面５４ａとは距離「Ｘ１」だけ離間され、連通路４７内には両面４１ａ，５４ａに囲まれて分離空間５９が形成される。しかし、前述したように、感圧部材５４の下面５４ａと感圧部材規制部４９との接触域は、開放溝５４ｂが存在することで、分離空間５９をＰ２圧力室５６から完全に遮断することはない。
【００５５】
前記固定鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲には、これら鉄心６２，６４を跨ぐ範囲にコイル６７が巻回されている。このコイル６７には制御装置７０の指令に基づき駆動回路７１から駆動信号が供給され、コイル６７は、その電力供給量に応じた大きさの電磁吸引力（電磁付勢力）Ｆを可動鉄心６４と固定鉄心６２との間に発生させる。なお、コイル６７への通電制御は、コイル６７への印加電圧を調整することでなされる。本実施形態において印加電圧の調整には、デューティ制御が採用されている。
【００５６】
（制御弁の動作特性）
前記制御弁ＣＶにおいては、次のようにして作動ロッド４０の配置位置つまり弁開度が決まる。なお、弁室４６、連通路４７及びソレノイド室６３の内圧が作動ロッド４０の位置決めに及ぼす影響は無視するものとする。
【００５７】
まず、図３及び図４（ａ）に示すように、コイル６７への通電がない場合（Ｄｔ＝０％）には、作動ロッド４０の配置には弁体付勢バネ６６の下向き付勢力ｆ２の作用が支配的となる。従って、作動ロッド４０は最下動位置に配置され、さらには弁体付勢バネ６６の付勢力ｆ２で以って弁体規制部６８に押し付けられた状態となっている。この時の弁体付勢バネ６６の付勢力ｆ２（＝セット荷重ｆ２’）は、例えば車両の振動等によって圧縮機（制御弁ＣＶ）が振動された場合においても、作動ロッド４０及び可動鉄心６４の一体物を弁体規制部６８に対して押し付けて振動させないだけの大きさに設定されている。
【００５８】
この状態で作動ロッド４０の弁体部４３は、弁座５３から距離「Ｘ１＋Ｘ２」だけ離れて連通路４７は全開状態となる。従って、クランク圧Ｐｃは、その時おかれた状況下において取り得る最大値となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａの内圧とのピストン２０を介した差は大きくて、斜板１２は傾斜角度を最小として圧縮機の吐出容量は最小となっている。
【００５９】
前記のようにして作動ロッド４０が最下動位置に配置された状態では、同作動ロッド４０（隔壁部４１）と感圧部材５４とは、当接係合が解除された状態にある。従って、感圧部材５４の配置には、二点間差圧ΔＰｄに基づく下向きの押圧力（ＰｄＨ・ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ））と感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１との合計荷重が支配的となり、感圧部材５４はこの合計荷重で以って感圧部材規制部４９に押し付けられた状態となっている。この時の感圧部材付勢バネ５０の付勢力ｆ１（＝セット荷重ｆ１’）は、例えば車両の振動等によって圧縮機（制御弁ＣＶ）が振動された場合においても、感圧部材５４を感圧部材規制部４９に対して押し付けて振動させないだけの大きさに設定されている。
【００６０】
図３及び図４（ａ）に示す状態から、コイル６７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）（＞０）の通電がなされると、上向きの電磁付勢力Ｆが弁体付勢バネ６６の下向き付勢力ｆ２（＝ｆ２’）を凌駕し、作動ロッド４０が上動を開始する。
【００６１】
ここで、図５のグラフは、作動ロッド４０（弁体部４３）の配置位置と同作動ロッド４０に作用する各種荷重との関係を示している。同グラフからは、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔが増大すると、作動ロッド４０に作用する電磁付勢力Ｆが高められることがわかる。また、同グラフからは、作動ロッド４０が弁閉側に上動すると、可動鉄心６４が固定鉄心６２に近づく効果で、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔはそのままでも作動ロッド４０に作用する電磁付勢力Ｆが高められることがわかる。
【００６２】
なお、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔは、実際にはデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）から最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）（例えば１００％）までの間で連続的に変更可能ではあるが、図５のグラフにおいては理解を容易とするため、Ｄｔ（ｍｉｎ）、 Ｄｔ（１）〜 Ｄｔ（４）及びＤｔ（ｍａｘ）の場合のみを示している。
【００６３】
また、図５のグラフにおいて、特性線「ｆ１＋ｆ２」及び「ｆ２」の傾きからも明らかなように、弁体付勢バネ６６には感圧部材付勢バネ５０よりもバネ定数がはるかに低いものが用いられている。この弁体付勢バネ６６のバネ定数は、作動ロッド４０に作用させる付勢力ｆ２が、固定鉄心６２と可動鉄心６４との間の距離（つまり弁体付勢バネ６６の圧縮状態）に関わらず、セット荷重ｆ２’とほぼ同じと見なすことができる程度に低いものである。
【００６４】
よって、コイル６７に最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）以上の通電がなされると、作動ロッド４０は最下動位置から少なくとも距離Ｘ１を弁閉側に上動し、従って隔壁部４１の先端面４１ａが分離空間５９を押し縮め、さらには同先端面４１ａが感圧部材５４の下面５４ａに当接係合されることとなる。
【００６５】
前記作動ロッド４０と感圧部材５４とが当接係合した状態では、弁体付勢バネ６６の下向きの付勢力ｆ２によって減勢された上向き電磁付勢力Ｆが、感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１によって加勢された二点間差圧ΔＰｄに基づく下向き押圧力に対抗する。従って、
（数１式）
ＰｄＨ・ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ）＝Ｆ−ｆ１−ｆ２
を満たすように、作動ロッド４０の弁体部４３が弁座５３に対して、図４（ｂ）に示す状態と図４（ｃ）に示す状態との間で位置決めされ、制御弁ＣＶの弁開度が中間開度（図４（ｂ））と全閉（図４（ｃ））との間で決定される。よって、圧縮機の吐出容量が最小と最大との間で変更される。
【００６６】
例えば、エンジンＥの回転速度が減少して冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二点間差圧ΔＰｄが減少してその時点での電磁付勢力Ｆでは作動ロッド４０に作用する上下付勢力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド４０が上動して感圧部材付勢バネ５０が蓄力され、この感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１の増加分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの減少分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。その結果、連通路４７の開度が減少し、クランク圧Ｐｃが低下傾向となり、このクランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａの内圧とのピストン２０を介した差も小さくなって斜板１２が傾斜角度増大方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は増大される。圧縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒流量も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。
【００６７】
逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二点間差圧ΔＰｄが増大してその時点での電磁付勢力Ｆでは作動ロッド４０に作用する上下付勢力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド４０が下動して感圧部材付勢バネ５０の蓄力も減り、この感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１の減少分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの増大分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。その結果、連通路４７の開度が増加し、クランク圧Ｐｃが増大傾向となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａの内圧とのピストン２０を介した差も大きくなって斜板１２が傾斜角度減少方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は減少される。圧縮機の吐出容量が減少すれば冷媒循環回路における冷媒流量も減少し、二点間差圧ΔＰｄは減少する。
【００６８】
また、例えば、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔを大きくして電磁付勢力Ｆを大きくすると、その時点での二点間差圧ΔＰｄでは上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が上動して感圧部材付勢バネ５０が蓄力され、この感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１の増加分が上向きの電磁付勢力Ｆの増加分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。従って、制御弁ＣＶの開度、つまり連通路４７の開度が減少し、圧縮機の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも増大する。
【００６９】
逆に、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔを小さくして電磁付勢力Ｆを小さくすれば、その時点での二点間差圧ΔＰｄでは上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が下動して感圧部材付勢バネ５０の蓄力も減り、この感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１の減少分が上向きの電磁付勢力Ｆの減少分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。従って、連通路４７の開度が増加し、圧縮機の吐出容量が減少する。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少する。
【００７０】
以上のように制御弁ＣＶは、コイル６７に対し最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）以上の通電がなされている条件の下では、電磁付勢力Ｆによって決定された二点間差圧ΔＰｄの制御目標（設定差圧）を維持するように、この二点間差圧ΔＰｄの変動に応じて内部自律的に作動ロッド４０を位置決めする構成となっている。また、この設定差圧は、電磁付勢力Ｆを変更することで、最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）の時の最小値と最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）の時の最大値との間で変更される。
【００７１】
（制御体系）
図２及び図３に示すように、車両用空調装置は同空調装置の制御全般を司る制御装置７０を備えている。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインターフェイスを備えたコンピュータ類似の制御ユニットであり、Ｉ／Ｏの入力端子には外部情報検知手段７２が接続され、Ｉ／Ｏの出力端子には駆動回路７１が接続されている。
【００７２】
前記制御装置７０は、外部情報検知手段７２から提供される各種の外部情報に基づいて適切なデューティ比Ｄｔを演算し、駆動回路７１に対しそのデューティ比Ｄｔでの駆動信号の出力を指令する。駆動回路７１は、命じられたデューティ比Ｄｔの駆動信号を制御弁ＣＶのコイル６７に出力する。コイル６７に供給される駆動信号のデューティ比Ｄｔに応じて、制御弁ＣＶのソレノイド部６０の電磁付勢力Ｆが変化する。
【００７３】
前記外部情報検知手段７２は各種センサ類を包括する機能実現手段である。外部情報検知手段７２を構成するセンサ類としては、例えば、Ａ／Ｃスイッチ（乗員が操作する空調装置のＯＮ／ＯＦＦスイッチ）７３、車室内温度Ｔｅ（ｔ）を検出するための温度センサ７４、車室内温度の好ましい設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を設定するための温度設定器７５があげられる。
【００７４】
次に、図６のフローチャートを参照して制御装置７０による制御弁ＣＶへのデューティ制御の概要を簡単に説明する。
車両のイグニションスイッチ（又はスタートスイッチ）がＯＮされると、制御装置７０は電力を供給され演算処理を開始する。制御装置７０は、ステップ１０１（以下単に「Ｓ１０１」という、他のステップも以下同様）において初導プログラムに従い各種の初期設定を行う。例えば、制御弁ＣＶのデューティ比Ｄｔに初期値として「０」を与える（無通電状態）。その後、処理はＳ１０２以下に示された状態監視及びデューティ比の内部演算処理へと進む。
【００７５】
Ｓ１０２では、Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＮされるまで同スイッチ７３のＯＮ／ＯＦＦ状況が監視される。Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＮされると、Ｓ１０３において制御弁ＣＶのデューティ比Ｄｔを最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）とし、同制御弁ＣＶの内部自律制御機能（設定差圧維持機能）を起動する。
【００７６】
Ｓ１０４において制御装置７０は、温度センサ７４の検出温度Ｔｅ（ｔ）が温度設定器７５による設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より大であるか否かを判定する。Ｓ１０４判定がＮＯの場合、Ｓ１０５において前記検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より小であるか否かを判定する。Ｓ１０５判定もＮＯの場合には、検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に一致していることになるため、冷房能力の変化につながるデューティ比Ｄｔの変更の必要はない。それ故、制御装置７０は駆動回路７１にデューティ比Ｄｔの変更指令を発することなく、処理はＳ１０８に移行される。
【００７７】
Ｓ１０４判定がＹＥＳの場合、車室内は暑く熱負荷が大きいと予測されるため、Ｓ１０６において制御装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ増大させ、その修正値（Ｄｔ＋ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７１に指令する。従って、制御弁ＣＶの弁開度が若干減少し、圧縮機の吐出容量が増大して蒸発器３３での除熱能力が高まり、温度Ｔｅ（ｔ）は低下傾向となる。
【００７８】
Ｓ１０５判定がＹＥＳの場合、車室内は寒く熱負荷が小さいと予測されるため、Ｓ１０７において制御装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ減少させ、その修正値（Ｄｔ−ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７１に指令する。従って、制御弁ＣＶの弁開度が若干増加し、圧縮機の吐出容量が減少して蒸発器３３での除熱能力が低まり、温度Ｔｅ（ｔ）は上昇傾向となる。
【００７９】
Ｓ１０８においては、 Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＦＦされたか否かが判定される。Ｓ１０８判定がＮＯなら処理はＳ１０４に移行される。逆にＳ１０８判定がＹＥＳなら処理はＳ１０１に移行され、制御弁ＣＶは無通電状態とされる。従って、制御弁ＣＶは弁開度を全開として、敢えて言うなら中間開度の時よりも給気通路２８を大きく開いて、クランク室５の圧力を出来る限り迅速に上昇させる。その結果、Ａ／Ｃスイッチ７３のＯＦＦに応じて、迅速に圧縮機の吐出を最小とすることができ、不必要な量の冷媒が冷媒循環回路を流れる期間すなわち不必要な冷房が行われる期間を短くすることができる。
【００８０】
特にクラッチレスタイプの圧縮機にあっては、エンジンＥが起動状態の時には常時駆動されることとなる。このため、冷房不要時（Ａ／Ｃスイッチ７３のＯＦＦ状態の時）においては、吐出容量を確実に最小としてエンジンＥの動力損失を軽減することが要求される。この要求を満たす意味でも、吐出容量を最小とし得る中間開度よりもさらに弁開度を大きくできる前記制御弁ＣＶを採用することは重要である。
【００８１】
以上のように、Ｓ１０６及び／又はＳ１０７でのデューティ比Ｄｔの修正処理を経ることで、検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）からずれていてもデューティ比Ｄｔが次第に最適化され、更に制御弁ＣＶでの内部自律的な弁開度調節も相俟って温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）付近に収束する。
【００８２】
上記構成の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。
（１）本実施形態では、蒸発器３３での熱負荷の大きさに影響される吸入圧Ｐｓそのものを制御弁ＣＶの弁開度制御における直接の指標とすることなく、冷媒循環回路における二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧ΔＰｄを直接の制御対象として圧縮機の吐出容量のフィードバック制御を実現している。このため、蒸発器３３での熱負荷状況にほとんど影響されることなく、外部制御によって応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少制御を行なうことができる。
【００８３】
（２）制御弁ＣＶは、バネ５０，６６及び規制部４９，６８によって、コイル６７の無通電時における作動ロッド４０、可動鉄心６４及び感圧部材５４の耐振性を確保している。従って、これら可動する部材４０，５４，６４が、車両の振動等によって固定部材（例えばバルブハウジング４５等）に衝突して破損する等の問題の発生を回避することができる。
【００８４】
（３）制御弁ＣＶにおいて、作動ロッド４０（弁体部４３）が弁体規制部６８に当接規制されてなおかつ感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接規制されることは、作動ロッド４０と感圧部材５４とが分離された状態でもたらされる。別の見方をすれば、前記（２）で述べたように、可動する部材４０，５４，６４の耐振性を確保するために二つのバネ５０，６６及び二つの規制部４９，６８を備えているのは、コイル６７の無通電時において同可動する部材４０，５４，６４が二つに分離する構成を採用したからである。
【００８５】
ここで、前記作動ロッド４０と感圧部材５４とが一体形成された制御弁を比較例として考えてみる。この比較例の制御弁においては、作動ロッド４０及び感圧部材５４の一方を、バネによって規制部に対して押さえ付けることは、他方も間接的に同規制部に対して押さえ付けることにもなる。従って、バネ及び規制部は一つ備えるのみでよい。
【００８６】
ところが、図５のグラフにおいて二点鎖線で示すように、前記比較例の制御弁に用いられる一つのバネには、上述した耐振性確保のために、可動する部材４０，５４，６４の全ての重量分を規制部に対して押さえ付けておけるだけの大きなセット荷重ｆ’（＝ｆ１’＋ｆ２’）が必要となる。また、このバネとしては、後記数２式からも明らかなように、作動ロッド４０を中間開度と全閉との間の任意の位置に位置決め可能とするために、その特性線「ｆ」が電磁付勢力Ｆの特性線よりも大きく下降傾斜する大きなバネ定数のものを用いる必要がある。つまり、バネの特性線「ｆ」が電磁付勢力Ｆの特性線よりも大きく下降傾斜していなければ、同バネは、作動ロッド４０の変位（言い換えれば同バネの圧縮状態の変更）によっても、電磁付勢力Ｆの変化分を等価で補償し得なくなってしまうのである。このことは、本実施形態の感圧部材付勢バネ５０についても同様である。
【００８７】
（数２式）
ＰｄＨ・ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ）＝Ｆ−ｆ
このように、比較例の制御弁においては、例えば本実施形態で言うところの最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）を超えて電磁付勢力Ｆがバネの初期荷重ｆ’を上回ったとしても、作動ロッド４０が上動されるに連れて（言い換えれば圧縮されるに連れて）増大するバネ付勢力ｆに打ち勝って弁開度を中間開度に到達させ、さらには内部自律制御機能を起動するためには、デューティ比ＤｔをＤｔ（１）にまで増大しなくてはならない。よって、最大Ｄｔ（ｍａｘ）まで使用可能なデューティ比Ｄｔのうち、Ｄｔ（１）までが内部自律制御機能を起動させるための領域として使用されてしまう。従って、狭い範囲Ｄｔ（１）〜Ｄｔ（ｍａｘ）のデューティ比Ｄｔを用いてしか、内部自律制御の動作の基準となる設定差圧の変更を行い得なく、この設定差圧の可変幅が狭められることとなっていた。
【００８８】
さらに詳述すれば、比較例の制御弁においては、可動する部材４０，５４，６４の耐振性の確保と、二点間差圧ΔＰｄに基づく内部自律制御を可能とすることとが、一つのバネによって達成されている。従って、同バネが作動ロッド４０に作用させる付勢力ｆは、本実施形態のバネ付勢力ｆ１＋ｆ２と比較して高くならざるを得ないのである。その結果、デューティ比Ｄｔが最大Ｄｔ（ｍａｘ）の時に、前記数２式を満たす二点間差圧ΔＰｄが小さくなってしまい、最大設定差圧つまり制御可能な冷媒循環回路の最大流量が低められてしまうこととなっていた。
【００８９】
他方、前記比較例の制御弁において最大設定差圧を引き上げるために、二点間差圧ΔＰｄの感圧構成を、同差圧ΔＰｄに基づき作動ロッド４０に作用させる押圧力を減少側に変更したとする。例えば、隔壁部４１の軸直交断面積ＳＢを小さくすること等により、前記数２式の左辺「ＰｄＨ・ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ）」を小さくするのである。ところが、今度は、デューティ比Ｄｔが最小Ｄｔ（１）の時に、前記数２式を満たす二点間差圧ΔＰｄが大きくなってしまい、最小設定差圧つまり制御可能な冷媒循環回路の最小流量が高められてしまうのである。
【００９０】
しかし、本実施形態の制御弁ＣＶにあっては、コイル６７の無通電時において可動する部材４０，５４，６４が二つに分離する構成を採用し、さらにはこの分離された可動する部材４０，５４，６４毎に、その耐振性を確保するためのバネ５０，６６及び規制部４９，６８が備えられている。従って、内部自律制御を達成するために必要となる大きなバネ定数のバネ手段の役目は、中間開度と全閉との間の狭い範囲で（言い換えれば内部自律制御に必要な範囲でのみ）伸縮する感圧部材付勢バネ５０に担わせ、全開と全閉との間の広い範囲において（言い換えれば内部自律制御に不必要な範囲においても）伸縮しなくてはならない弁体付勢バネ６６においては、そのバネ定数を出来る限り低くする構成を採用することができた。
【００９１】
その結果、可動する部材４０，５４，６４の耐振性を確保しつつ、作動ロッド４０に作用するバネ付勢力（ｆ１＋ｆ２）を比較例（ｆ）よりも小さく設定することができ、前記数１式を比較例よりも小さな電磁付勢力Ｆ（最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ））によって成立させることが可能となった。よって、広い範囲のデューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）〜Ｄｔ（ｍａｘ）を用いて、可変幅の大きな設定差圧の変更つまり冷媒循環回路の冷媒流量制御を行なうことができる。
【００９２】
（４）作動ロッド４０（弁体部４３）が感圧部材５４に当接係合されるまでは、同感圧部材５４は感圧部材付勢バネ５０によって感圧部材規制部４９に押さえ付けられた状態を維持することとなる。つまり、感圧部材５４は、作動ロッド４０の位置決めに二点間差圧ΔＰｄを反映させる必要のない状況下においては、静止状態を維持することとなる。従って、比較例のように不必要に感圧部材５４が動かされることがなく（全開←→中間開度）、固定部材（感圧室４８の内壁面）との摺動総距離を削減して、同感圧部材５４ひいては制御弁ＣＶの耐久性を向上させることができる。
【００９３】
（５）車両用空調装置の圧縮機は、一般的に車両の狭いエンジンンルームに配置されるため、その体格が制限されている。従って、制御弁ＣＶの体格ひいてはソレノイド部６０（コイル６７）の体格も制限されることとなる。また、一般的に、ソレノイド部６０の作動電源としては、エンジン制御等のために車両に装備されているバッテリが用いられており、この車両バッテリの電圧は例えば１２〜２４ｖで規定されている。
【００９４】
つまり、前記比較例において設定差圧の可変幅を広げるべく、ソレノイド部６０が発生し得る最大電磁付勢力Ｆを大きくしようとしても、コイル６７の大型化及び作動電源の高電圧化の何れの側からのアプローチも、既存周辺構成の大きな変更をともなうためほぼ不可能である。言い換えれば、車両用空調装置に用いられる圧縮機の制御弁ＣＶにおいて、外部制御手段として電磁アクチュエータ構成を採用した場合、設定差圧の可変幅を広げる手法として最も適しているのは、コイル６７（制御弁ＣＶ）の大型化及び作動電源の高電圧化を伴わない本実施形態によるものなのである。
【００９５】
（６）感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接規制され、同感圧部材５４から作動ロッド４０（隔壁部４１）が分離されると、Ｐ２圧力室５６からは、感圧部材５４と感圧部材規制部４９との接触域を境として別の空間５９が分離形成される。しかし、この分離空間５９は、開放溝５４ｂによってＰ２圧力室５６に開放されており、同空間５９が閉空間とされることはない。従って、この分離空間５９に残留した冷媒ガスが、作動ロッド４０（弁体部４３）の位置決めに悪影響を及ぼすことを防止でき、所望の弁開度制御を行い得る。
【００９６】
つまり、例えば、開放溝５４ｂを有していなく、分離空間５９が閉空間とされてしまう構成を採用したとする。この場合には、感圧部材５４が感圧部材規制部４９に当接され、さらには同感圧部材５４から作動ロッド４０が分離されるとき、分離空間５９の体積増大によって同空間５９内の冷媒ガスに膨張作用が奏され、この膨張作用を奏さねばならない作動ロッド４０の移動が遅延されてしまう。従って、作動ロッド４０の弁体規制部６８に対する当接、つまり弁体部４３による連通路４７の全開が遅れてしまう。
【００９７】
また、分離状態にある感圧部材５４と作動ロッド４０とが当接係合されるとき、分離空間５９の体積縮小によって同空間５９内の冷媒ガスに圧縮作用が奏され、この圧縮作用を奏さねばならない作動ロッド４０の移動が遅延されてしまう。従って、感圧部材５４と作動ロッド４０との当接係合、つまり内部自律制御機能の起動が遅れてしまう。
【００９８】
特に、この内部自律制御機能の起動時において、感圧部材５４が感圧部材規制部４９から離間され、分離空間５９とＰ２圧力室５６とが連通された瞬間には、前述した圧縮作用を一因として高圧である分離空間５９のガスが、Ｐ２圧力室５６の圧力を支配して、実際の二点間差圧ΔＰｄよりも小さめの差圧が感圧部材５４に作用されてしまう。従って、作動ロッド４０が必要以上に上動し、弁体部４３が必要以上に連通路４７の開度を減少させることとなる。その結果、圧縮機の吐出容量が不必要に大きくされて、空調フィーリングを阻害することとなるのである。
【００９９】
（７）開放溝５４ｂは、感圧部材５４と感圧部材規制部４９との接触域が、分離空間５９とＰ２圧力室５６とを遮断しないようにすることで、同分離空間５９をＰ２圧力室５６に開放している。従って、例えば開放溝５４ｂを有していなく、感圧部材５４と感圧部材規制部４９との接触域を迂回することで、分離空間５９をＰｄＬ圧力雰囲気に開放する構成（例えば図４（ａ）において二点鎖線で示す別例）と比較して、この開放のための通路構成が複雑となることを防止することができる。
【０１００】
（８）開放溝５４ｂは感圧部材５４側に形成されており、従って、感圧部材５４と感圧部材規制部４９との接触域に対する、同溝５４ａの付与作業を容易に行い得る。つまり、例えば開放溝５４ｂを感圧部材規制部４９（感圧室４８の底面４９）に形成する場合、狭い感圧室４８内に工具を挿入して溝加工を行なわなければならず面倒な作業となる。しかし、開放溝５４ｂの感圧部材５４に対する形成は、特に同部材５４の外面（下面５４ａ）に対するものでもあることから、その作業は容易となる。
【０１０１】
（９）感圧部材付勢バネ５０は、感圧部材５４をＰ１圧力室５５側からＰ２圧力室５６に向けて付勢する。つまり、感圧部材５４に対する、感圧部材付勢バネ５０の付勢力の作用方向と、二点間差圧ΔＰｄに基づく押圧力の作用方向とが同じとされている。従って、コイル６７の無通電時においては、二点間差圧ΔＰｄに基づく押圧力も利用して、感圧部材５４を確実に感圧部材規制部４９に対して押し付けておくことができる。
【０１０２】
（１０）制御弁ＣＶは、給気通路２８の開度を変更する所謂入れ側制御によってクランク室５の圧力変更を行なう。従って、例えば抽気通路２７の開度を変更する所謂抜き側制御と比較して、高圧を積極的に取り扱う分だけ、クランク室５の圧力変更つまり圧縮機の吐出容量変更を速やかに行い得る。これは、空調フィーリングの向上につながる。
【０１０３】
（１１）第１及び第２圧力監視点Ｐ１，Ｐ２は、圧縮機の吐出室２２と凝縮器３１との間の冷媒通路に設定されている。従って、膨張弁３２の作動の影響が、二点間差圧ΔＰｄに依拠して圧縮機の吐出容量を把握する上での外乱となることを防止することができる。
【０１０４】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
・感圧部材規制部４９側（つまりＰ２圧力室５６の底面）に開放溝を形成すること。この場合、上記実施形態のような感圧部材５４側の開放溝５４ｂを併用する構成であっても良い。
【０１０５】
・上記実施形態から開放溝５４ｂを削除することで、感圧部材５４と感圧部材規制部４９との接触域が、分離空間５９とＰ２圧力室５６とを遮断するように構成する。そして、例えば図４（ａ）において二点鎖線で示すように、同接触域を迂回する通路８０によって、分離空間５９を第２圧力室５６と同じ圧力雰囲気に開放すること。なお、この通路８０は、図４（ａ）に示すような分離空間５９とＰ２圧力室５６とを連通する構成に限定されるものではなく、分離空間５９とＰ２ポート５８とを、Ｐ２圧力室５６を経由せずに直接連通する構成であっても良いし、分離空間５９と第２検圧通路３８とを、Ｐ２圧力室５６及びＰ２ポート５８を経由せずに直接連通する構成であっても良いし、分離空間５９と第２圧力監視点Ｐ２とを、Ｐ２圧力室５６、Ｐ２ポート５８及び第２検圧通路３８を経由せずに直接連通する構成であっても良い。
【０１０６】
・第１圧力監視点Ｐ１を蒸発器３３と吸入室２１との間の吸入圧力領域に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ２を同じ吸入圧力領域において第１圧力監視点Ｐ１の下流側に設定すること。
【０１０７】
・第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２２と凝縮器３１との間の吐出圧力領域に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ２を蒸発器３３と吸入室２１との間の吸入圧力領域に設定すること。
【０１０８】
・第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２２と凝縮器３１との間の吐出圧力領域に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ２をクランク室５に設定すること。或いは、第１圧力監視点Ｐ１をクランク室５に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ２を蒸発器３３と吸入室２１との間の吸入圧力領域に設定すること。つまり、圧力監視点Ｐ１，Ｐ２は、上記実施形態のように、冷媒循環回路の主回路である冷凍サイクル（外部冷媒回路３０（蒸発器３３）→吸入室２１→シリンダボア１ａ→吐出室２２→外部冷媒回路３０（凝縮器３１））へ設定すること、さらに詳述すれば冷凍サイクルの高圧領域及び／又は低圧領域に設定することに限定されるものではなく、冷媒循環回路の副回路として位置付けられる、容量制御用の冷媒回路（給気通路２８→クランク室５→抽気通路２７）を構成する、中間圧領域としてのクランク室５に設定しても良い。
【０１０９】
・制御弁ＣＶを、給気通路２８ではなく抽気通路２７の開度調節によりクランク圧Ｐｃを調節する、所謂抜き側制御弁としても良い。
・制御弁ＣＶを、ソレノイド部６０が電磁付勢力Ｆを大きくしてゆくと、弁開度が大きくなるつまり設定差圧が小さくなる構成とすること。
【０１１０】
・弁体付勢バネ６６を、ソレノイド室６３ではなく弁室４６に収容配置すること。
・ワッブル式の容量可変型圧縮機の制御装置において具体化すること。
【０１１１】
・動力伝達機構ＰＴとして、電磁クラッチ等のクラッチ機構を備えたものを採用すること。ここで例えば、車両の急加速時等においてエンジンＥの動力損失を軽減すべく、圧縮機の吐出容量を最小とする制御が行われることがある（所謂加速カット）。この加速カットを圧縮機の最小吐出容量にて達成することは、電磁クラッチのオフで達成する場合と比較して同電磁クラッチのオンオフショックを伴わないため、乗員に不快感を与えることがない。つまり、このクラッチ付き圧縮機においても、迅速かつ確実に吐出容量を最小として加速カットを達成することが要求され、この要求を満たす意味でも、吐出容量を最小とし得る中間開度よりもさらに弁開度を大きくできる本実施形態の制御弁ＣＶを採用することは重要である
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
【０１１２】
（１）前記弁体付勢バネは、弁体の変位位置に関わらずほぼ一定の付勢力を弁体に作用させることが可能な程にバネ定数が低く設定されている請求項４に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１３】
（２）前記感圧部材付勢手段は、感圧部材を第１圧力室側から第２圧力室に向けて付勢する請求項１〜５、前記（１）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１４】
（３）前記弁室は給気通路の一部を構成する請求項１〜５、前記（１）、（２）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
（４）前記外部制御手段は、弁体に与える力を外部からの電気制御によって変更可能な電磁アクチュエータを含んでなる請求項１〜５、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１５】
（５）前記弁体規制部は、弁体が圧縮機の吐出容量を減少させる方向へそれ以上に変位することを当接規制する請求項１〜５、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１６】
（６）前記二つの圧力監視点の差圧には冷媒循環回路（冷凍サイクル）の冷媒流量が反映されている請求項１〜５、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１７】
（７）前記冷媒循環回路は車両用空調装置に用いられる請求項１〜５、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
（８）前記容量可変型圧縮機と同圧縮機を駆動する車両のエンジンとの間の動力伝達機構はクラッチレスタイプである前記（７）に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【０１１８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、吐出容量の制御性や応答性を向上させることができる。
【０１１９】
また、弁体の作動特性を様々に変更することが可能となり、例えば弁体及び感圧部材の耐振性の確保と設定差圧の可変幅を広げることとを、制御弁の大型化等をともなう外部制御手段の性能向上なしに達成することができる。
【０１２０】
さらに、感圧部材と弁体との間の分離空間に残留した冷媒ガスが、弁体の位置決めに悪影響を及ぼすことを防止できる。
【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】 冷媒循環回路の概要を示す回路図。
【図３】 制御弁の断面図。
【図４】 制御弁の動作を説明する要部拡大断面図。
【図５】 作動ロッドに作用する各種荷重を説明するグラフ。
【図６】 制御弁の制御を説明するフローチャート。
【符号の説明】
５…クランク室、２１…吸入圧力領域としての吸入室、２２…吐出圧力領域としての吐出室、２７…抽気通路、２８…給気通路、３０…容量可変型圧縮機とともに冷媒循環回路を構成する外部冷媒回路、４３…弁体としての弁体部、４５…バルブハウジング、４６…弁室、４８…感圧室、４９…感圧部材規制部、５０…感圧部材付勢手段としての感圧部材付勢バネ、５４…感圧部材、５４ａ…開放手段としての開放溝、５５…第１圧力室としてのＰ１圧力室、５６…第２圧力室としてのＰ２圧力室、５９…分離空間、６０…外部制御手段を構成するソレノイド部、６６…弁体付勢手段としての弁体付勢バネ、６８…弁体規制部、ＣＶ…制御弁、Ｐ１…第１圧力監視点、Ｐ２…第２圧力監視点。

Claims (5)

1. 冷媒循環回路を構成し、クランク室の圧力に基づいて吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機に用いられる制御弁であって、
   前記クランク室と吐出圧力領域とを接続する給気通路又はクランク室と吸入圧力領域とを接続する抽気通路の一部を構成すべくバルブハウジング内に区画された弁室と、
   前記弁室内に変位可能に収容され、同弁室内での位置に応じて前記給気通路又は抽気通路の開度を調節可能な弁体と、
   前記弁体の変位を当接規制する弁体規制部と、
   前記弁体を弁体規制部に向けて付勢する弁体付勢手段と、
   前記バルブハウジング内に区画された感圧室と、
   前記感圧室内を第１圧力室と第２圧力室とに区画するとともに、第１圧力室側及び第２圧力室側に変位可能に設けられた感圧部材と、
   前記弁体と感圧部材とは分離及び当接係合可能とされていることと、
   前記冷媒循環回路に設定されその差圧が容量可変型圧縮機の吐出容量を反映する二つの圧力監視点のうち、高圧側に位置する第１圧力監視点の圧力は第１圧力室に導入されるとともに、低圧側に位置する第２圧力監視点の圧力は第２圧力室に導入されることと、
   前記第１圧力室と第２圧力室との圧力差の変動に基づく感圧部材の変位は、同圧力差の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体の位置決めに反映されることと、
   前記第１圧力室又は第２圧力室のうち弁室側に位置する圧力室内に設けられ、感圧部材の弁室側への変位を当接規制する感圧部材規制部と、
   前記感圧部材を感圧部材規制部に向けて付勢する感圧部材付勢手段と、
   前記弁体が弁体規制部に当接規制されてなおかつ感圧部材が感圧部材規制部に当接規制されることは、弁体と感圧部材とが分離された状態でもたらされることと、
   前記感圧部材規制部に当接規制された状態にある感圧部材と、同感圧部材から分離された状態にある弁体との間に形成される圧力室からの分離空間を、同圧力室と同じ圧力雰囲気に開放する開放手段と、
   前記弁体付勢手段の付勢力及び感圧部材付勢手段の付勢力と対抗する力を弁体に与えることで同弁体と感圧部材とを当接係合させ、さらにはこの力を外部からの制御によって変更可能なことで、感圧部材による弁体の位置決め動作の基準となる設定差圧を変更可能な外部制御手段と
   を備えたことを特徴とする容量可変型圧縮機の制御弁。
2. 前記開放手段は、感圧部材と感圧部材規制部との接触域が分離空間と圧力室とを遮断しないようにすることで、同分離空間を圧力室に開放する構成である請求項１に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
3. 前記開放手段は、感圧部材において感圧部材規制部との当接面に分離空間から圧力室へ延びる開放溝を形成することで、同感圧部材と感圧部材規制部との接触域が分離空間と圧力室とを遮断しない構成である請求項２に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
4. 前記弁体付勢手段及び感圧部材付勢手段はそれぞれバネ材からなり、弁体付勢バネには感圧部材付勢バネよりもバネ定数が低いものが用いられている請求項１〜３のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
5. 前記第１及び第２圧力監視点は、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と冷媒循環回路を構成する凝縮器との間の冷媒通路に設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御弁。

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