JP5429143B2 - 差圧制御弁及び容量可変型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は差圧制御弁及び容量可変型圧縮機に関する。

特許文献１の図１〜図８に従来の差圧制御弁の４つの例が開示されている。これらの差圧制御弁は、上流側から下流側に流体を流す流路上に配設されるものである。各差圧制御弁は、流体が通過する弁孔が形成された弁座と、弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて弁座に対して着座又は離反することにより、弁孔を開閉する弁体と、弁座に固定され、弁体を案内する案内部材とを備えている。これらの差圧制御弁では、弁座及び弁体の一方が磁性材料からなり、弁座及び弁体の他方は全体が永久磁石からなる。

これらの差圧制御弁によれば、弁孔の閉鎖時、永久磁石と磁性材料との間に作用する吸着力により、弁体が弁座に対して着座を維持する。また、弁孔の開放時、永久磁石と磁性材料との間に作用する吸引力により、弁体が弁座に向かって付勢される。

ここで、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁と、これらの差圧制御弁とを比較した場合、バネの付勢力は弁体が弁座から離れるほど強くなるのに対し、永久磁石の吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、これらの差圧制御弁は、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。

しかし、上記各差圧制御弁は、弁座又は弁体の全体が永久磁石からなるため、弁孔の閉鎖時に永久磁石が磁性材料に衝突し、永久磁石が割れ易い。

このため、特許文献１の図９〜図１１に差圧制御弁の別の３つの例が提案されている。これらの差圧制御弁では、樹脂に包まれた永久磁石を有する弁座又は弁体を採用している。これらの差圧制御弁によれば、弁孔の閉鎖時における永久磁石と磁性材料との衝突が樹脂によって緩和されるので、永久磁石の割れを防止できる。このため、この差圧制御弁では、耐久性が向上する。

特開２０００−５５２２３号公報

しかしながら、特許文献１の図９〜図１１に提案された差圧制御弁では、弁体が弁座に着座している間ばかりでなく、弁体が弁座に向かって付勢されている間、永久磁石と磁性材料との間に樹脂が介在することにより、永久磁石の磁束が磁性材料に向かって流れ難く、弁体と弁座との間の磁束密度が低い。このため、これらの差圧制御弁では、弁体と弁座との間に作用する磁力が小さく、弁体が弁座に向かって移動し難く、かつ弁座に安定して着座し難い。

このため、例えば永久磁石の種類はそのままでサイズを大きくすることが考えられるが、この場合、その差圧制御弁は、嵩張る永久磁石の配置スペースを広く確保しなければならず、小型化が難しくなってしまう。その結果、その差圧制御弁を備えた容量可変型圧縮機も小型化が難しくなってしまう。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現できる差圧制御弁を提供することを解決すべき課題としている。また、本発明は、差圧制御弁を備えた容量可変型圧縮機において、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現することを解決すべき課題としている。

本発明の差圧制御弁は、流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁座に固定され、前記弁体を案内する案内部材とを備える差圧制御弁において、
前記弁座は、磁性材料からなり、
前記弁体は、前記弁座に着座して前記弁孔を閉鎖可能な磁性材料からなる蓋体と、前記案内部材に案内される非磁性材料からなる被案内部材とを有し、
前記弁座及び前記蓋体の一方には、永久磁石が設けられ、前記永久磁石の吸引力により前記弁体が前記弁座に接近するように付勢され、
前記永久磁石は、前記弁体が前記弁座に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の差圧制御弁は、永久磁石を採用していることから、弁体が弁座から離れるほど永久磁石の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔の開放時に弁体が弁座から離れ易い。このため、この差圧制御弁は、圧力差が小さくても、弁孔を確実に開放でき、流体が上流側から弁孔を介して下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。

また、この差圧制御弁では、弁座及び蓋体の一方に設けられた永久磁石は、弁体が弁座に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられている。これにより、永久磁石は、弁座及び蓋体の他方と接触しないため、弁孔の閉鎖時に永久磁石が弁座及び蓋体の他方と衝突しない。その結果、この差圧制御弁は、永久磁石の割れを防止でき、耐久性が向上する。

さらに、この差圧制御弁では、弁座及び蓋体が磁性材料からなり、被案内部材が非磁性材料からなる。このため、弁孔の閉鎖時に、永久磁石の磁束は、弁座及び蓋体の一方から被案内部材に向かって流れ難くなる一方、弁座及び蓋体の一方から弁座及び蓋体の他方に向かって流れ易くなる。このため、この差圧制御弁は、特許文献１の図９〜図１１に提案の差圧制御弁と比較し、蓋体と弁座との間の磁束密度が高くなる。このため、この差圧制御弁は、蓋体と弁座との間に作用する磁力が大きく、弁体が弁座に向かって移動し易く、かつ弁座に安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石を小さくできるので、永久磁石の配置スペースが小さくなって、小型化が実現される。

したがって、本発明の差圧制御弁は、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現できる。

また、永久磁石が蓋体に固定されている場合、永久磁石は弁体と一体に変位する錘となる。本発明の差圧制御弁によれば、永久磁石を小さくして弁体の重量を軽くできるので、上流側と下流側との圧力差の変動に対する弁体の作動性が向上する。

弁座や蓋体を構成する磁性材料としては、Ｓ４５Ｃ等の高炭素鋼、ＳＣＭ４３５及びＳＣＭ４４０等のクロムモリブデン鋼等の鉄系材料、並びに磁性を持つマルテンサイト系ステンレス鋼等を採用することができる。また、被案内部材を構成する非磁性材料としては、樹脂、アルミニウム系材料等を採用することができる。

案内部材は非磁性材料からなることが好ましい（請求項２）。この場合、弁孔の閉鎖時に、永久磁石の磁束は、弁座及び蓋体の一方から案内部材及び被案内部材に向かって流れ難くなる一方、弁座及び蓋体の一方から弁座及び蓋体の他方に向かって一層流れ易くなる。このため、蓋体と弁座との間の磁束密度が一層高くなるので、蓋体と弁座との間に作用する磁力がより大きくなり、弁体が弁座に向かってさらに移動し易く、かつ弁座にさらに安定して着座する。このため、この差圧制御弁は、永久磁石を一層小さくでき、さらなる小型化が実現される。

本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていることができる（請求項３）。永久磁石の吸引力は弁体が弁座から離れるほど弱くなる。このため、バネによって弁体を弁座に向かって付勢すれば、弁体が弁座から大きく離反しても、弁体を確実に弁座に着座させることができる。また、本発明の差圧制御弁では、蓋体と弁座との間の磁束密度が高いことから、バネの付勢力はさほどの大きさである必要はなく、バネの小型化も実現できる。バネは、ＳＵＳ３１６、樹脂又はＦＲＰ等の非磁性材料からなることが好ましい。

本発明の差圧制御弁は、弁体を弁座に向かって付勢するバネを備えていなくてもよい。この場合、弁体は、永久磁石と磁性材料との間に作用する吸引力のみによって弁座に向かって付勢される。このため、この差圧制御弁は、バネが不要となるので、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現できる。

永久磁石は弁孔と同軸の柱状であってもよく、弁孔と同心の環状であってもよい。永久磁石は、弁孔と同心の環状であることが好ましい（請求項４）。永久磁石が環状であれば、弁孔の閉鎖時に永久磁石が弁孔回りの座面に近づき、蓋体と弁座との間の磁束密度がより一層高くなる。このため、この差圧制御弁は、蓋体と弁座との間に作用する磁力がより大きくなるので、永久磁石をより一層小さくできる。このため、この差圧制御弁は、一層の小型化が実現されるとともに、製造コストの低廉化を図れる。

永久磁石は、弁孔回りの座面から離れた位置で弁座に固定されていることが好ましい（請求項５）。永久磁石は、流体に含まれる磁性材料からなる異物を吸着する。この際、永久磁石が座面から離れた位置でその異物を吸着すれば、異物が座面に噛み込む不具合を抑制できる。このため、この差圧制御弁は、弁孔を確実に閉鎖できる。

永久磁石は接着剤等を用いて弁座又は蓋体の一方に固定され得る。しかし、被案内部材は、蓋体が嵌合される開口と、開口を介して挿入される永久磁石を保持する保持空間とを有することが好ましい。そして、永久磁石は、保持空間に保持された状態で開口に蓋体が嵌合されることにより、蓋体の下流側に固定されていることが好ましい（請求項６）。この場合、この差圧制御弁は、永久磁石を接着剤等を用いて弁座又は蓋体の一方に固定するよりも、組み付け作業の簡素化を実現できる。また、永久磁石が接着剤を用いて蓋体に固定される場合には、接着剤が高温により劣化して永久磁石が蓋体から剥がれるおそれがあるのに対し、この場合には、永久磁石が高温の影響を受け難く、耐久性を向上させることができる。

永久磁石としては、（１）バリウムフェライト磁石、ストロンチウムフェライト磁石等のフェライト磁石、（２）アルニコ磁石や希土類磁石である金属磁石、（３）ゴム磁石やプラスチック磁石であるボンド磁石等を採用することが可能である。希土類磁石としては、１−５系磁石や１−１７磁石等のサマリウム−コバルト磁石の他、ネオジム磁石を採用することができる。ゴム磁石としては、フェライトゴム磁石、ネオジムゴム磁石を採用することができる。プラスチック磁石としては、フェライトプラスチック磁石、ネオジムプラスチック磁石を採用することができる。これらのうち、発明者らの知見によれば、サマリウム−コバルト磁石であることが好ましい（請求項７）。サマリウム−コバルト磁石は、ネオジム磁石と比べて磁力はやや低下するが、磁力の温度変化率（温度低下率）がネオジム磁石より小さく、温度特性に優れているとともに、錆びにくいからである。このため、差圧制御弁を圧縮機の逆止弁に採用する場合には、サマリウム−コバルト磁石が特に適している。

本発明の容量可変型圧縮機は、圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に上記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする（請求項８）。

本発明の容量可変型圧縮機では、吐出室又は吐出通路における上流側と下流側との圧力差に応じて、差圧制御弁が弁孔を開閉する。具体的には、流体の吐出容量が最小となり、上流側と下流側との圧力差が所定値以下となれば、差圧制御弁が弁孔を閉鎖する。その結果、吐出通路から吐出室又は吐出室から圧縮室への流体の逆流が防止される。つまり、差圧制御弁は逆止弁として機能する。一方、流体の吐出容量が最小から増加し、上流側と下流側との圧力差が所定値より大きくなれば、差圧制御弁が弁孔を開放する。その結果、圧縮室から吐出された流体が吐出室から吐出通路へと流れる。この際、この容量可変型圧縮機は、本発明の差圧制御弁が奏する作用効果により、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現できる。

実施例１の差圧制御弁を採用した容量可変型圧縮機の断面図である。 実施例１の差圧制御弁の断面図である。 実施例１の差圧制御弁に係り、弁体の変位量と、弁体に作用する付勢力との関係を示すグラフである。 実施例１の差圧制御弁に係り、永久磁石の磁束線を示す説明図である。 比較例１の差圧制御弁に係り、永久磁石の磁束線を示す説明図である。 比較例２の差圧制御弁に係り、永久磁石の磁束線を示す説明図である。 実施例２の差圧制御弁の断面図である。 実施例３の差圧制御弁の断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜３を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図１に示すように、実施例１の差圧制御弁１００は容量可変型斜板式圧縮機（以下、単に「圧縮機」という。）に組み付けられて逆止弁として機能するものである。この圧縮機は、シリンダブロック１に複数個のシリンダボア１ａが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック１は、前方に位置するフロントハウジング３と後方に位置するリヤハウジング５とに挟持され、この状態で締結されている。シリンダブロック１とフロントハウジング３とによって内部にクランク室９が形成されている。ここで、図１における紙面左側が前方であり、紙面右側が後方である。図２及び図４〜図８も同様である。

フロントハウジング３には軸孔３ａが形成され、シリンダブロック１には軸孔１ｂが形成されている。軸孔３ａ、１ｂには軸封装置９ａ及び軸受装置９ｂ、９ｃを介して駆動軸１１が回転可能に支持されている。フロントハウジング３には軸受装置３ｂを介してプーリ１３が設けられており、プーリ１３は駆動軸１１に固定されている。プーリ１３には車両のエンジンやモータによって駆動されるベルト１３ｃが巻き掛けられている。なお、プーリ１３の代わりに電磁クラッチを設けることも可能である。

クランク室９内では、駆動軸１１にラグプレート１５が圧入されており、ラグプレート１５とフロントハウジング３との間には軸受装置９ｄ、９ｅが設けられている。また、駆動軸１１には斜板１７が挿通されている。ラグプレート１５と斜板１７との間には、駆動軸１１回りで傾角縮小ばね１９が設けられている。また、クランク室９内では、駆動軸１１にサークリップ１１ａが固定されており、サークリップ１１ａには斜板１７に向かって復帰ばね２１が設けられている。また、ラグプレート１５と斜板１７とは、斜板１７を傾角変動可能に支持するリンク機構２３によって接続されている。

各シリンダボア１ａ内にはピストン２５が往復動可能に収納されている。各ピストン２５と斜板１７との間には前後で対をなすシュー２７ａ、２７ｂが設けられている。各対のシュー２７ａ、２７ｂによって斜板１７の揺動運動が各ピストン２５の往復動に変換されるようになっている。

シリンダブロック１とリヤハウジング５との間には弁ユニット２９が設けられている。各シリンダボア１ａはピストン２５と弁ユニット２９との間が圧縮室３１となっている。リヤハウジング５内には、径方向内側に位置する吸入室５ａと、径方向外側に位置する環状の吐出室５ｂとが形成されている。吸入室５ａには、熱交換用の流体としての冷媒ガスが供給される。

弁ユニット２９は、ピストン２５が吸入行程にあるときに吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１に吸入し、ピストン２５の吐出工程にあるときに圧縮室３１内の冷媒ガスを圧縮し、吐出室５ｂに吐出する。

クランク室９と吸入室５ａとは抽気通路４２によって接続されている。クランク室９と吐出室５ｂとは給気通路４４、４６によって接続されている。リヤハウジング５内には、吸入室５ａと検圧通路４８によって連通するとともに、給気通路４４、４６と連通する容量制御弁２が収納されている。

容量制御弁２は、以下のように動作する。すなわち、容量制御弁２は、検圧通路４８により検圧される冷媒ガスの流量差圧等に基づいて給気通路４４、４６を開閉する。そうすると、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気通路４４、４６を介してクランク室９に供給され、クランク室９内の圧力が所望の値に調整される。その結果、斜板１７の傾角が変化して、所望の吐出容量に変更される。

リヤハウジング５内には、吐出室５ｂに連通するとともに、リヤハウジング５の後面に開口する吐出通路５０が形成されている。圧縮機が車両用空調装置に搭載される際、吐出通路５０におけるリヤハウジング５の後面側の開口５ｃは、図示しない凝縮器に接続される。

図２に拡大して示すように、吐出通路５０は、前後方向と平行な軸線Ｘ１を中心軸として、吐出室５ｂの内壁面から後方に向かって凹設された大径穴部５０ａと、大径穴部５０ａと開口５ｃとを連通させる小径穴部５０ｂとからなる。大径穴部５０ａ内に差圧制御弁１００が配設されている。

差圧制御弁１００は、弁座１１０と、案内部材１３０と、弁体１２０と、バネ１４０とを備えている。差圧制御弁１００は、これらが組み付けられてユニット化されている。そして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂ側から大径穴部５０ａに挿入されて段部５０ｃに弁座１１０が当て止まった状態で、図示しないサークリップ等により抜け止めされる。こうして、差圧制御弁１００は、吐出室５ｂと、吐出通路５０とを区分けした状態でリヤハウジング５内に固定されている。吐出室５ｂが吐出通路５０の上流側であり、大径穴部５０ａにおける弁座１１０を挟んで吐出室５ｂとは反対側が吐出通路５０の下流側である。

弁座１１０は、軸線Ｘ１を中心軸とする肉厚の円盤形状とされた基部１１３と、基部１１３に対して同心かつ小径の円筒形状とされて、基部１１３に対して後方に位置する円筒部１１４とからなる。本実施例では、弁座１１０は、磁性材料である鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる。

基部１１３及び円筒部１１４には、軸線Ｘ１を中心軸とする弁孔１１１が貫設されている。弁孔１１１は吐出室５ｂと、吐出通路５０の下流側とを連通させている。円筒部１１４において後方を向く弁孔１１１回りの端面は、平坦な座面１１２とされている。座面１１２は、軸線Ｘ１と直交する平面と平行である。

案内部材１３０は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされた円筒部１３３と、円筒部１３３の後端縁を塞ぐ円盤形状とされた円盤部１３４とからなる。本実施例では、案内部材１３０は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。円筒部１３３の前端縁１３３ａが円筒部１１４の外周面に対して外側から嵌合することにより、案内部材１３０が弁座１１０に固定されている。

円筒部１３３における前後方向の中間には、円筒部１３３の内部と外部とを連通させる複数の窓１３３ｂが軸線Ｘ１を中心とする円周上に並ぶように貫設されている。

弁体１２０は、弁座１１０の円筒部１１４と、案内部材１３０とにより囲まれた空間内に収容されて、弁座１１０に対して吐出通路５０の下流側に位置している。弁体１２０は、蓋体１２１と被案内部材１２５とからなる。

蓋体１２１は、軸線Ｘ１を中心軸とする薄肉円盤形状とされており、座面１１２と対向している。本実施例では、蓋体１２１は、磁性材料である鉄（Ｓ４５Ｃ等）からなる。

被案内部材１２５は、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状とされている。被案内部材１２５の前方の開口１２５ａが蓋体１２１の外周縁に対して外側から嵌合することにより、被案内部材１２５が蓋体１２１と一体化されている。本実施例では、被案内部材１２５は、非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。

被案内部材１２５の外周面と、円筒部１３３の内周面との間には、被案内部材１２５を前後方向に摺動可能とするクリアランスが確保されている。これにより、弁体１２０は、案内部材１３０に案内されて、前後方向に変位可能となっている。弁体１２０が前方に変位して、蓋体１２１が座面１１２に当接することにより、弁体１２０が弁座１１０に着座して弁孔１１１を閉鎖する。この際、被案内部材１２５は窓１３３ｂを閉じている。その状態から弁体１２０が後方に変位することにより、弁体１２０が弁座１１０から離反して弁孔１１１を開放する。この際、被案内部材１２５は窓１３３ｂを開放する。そして、弁体１２０がさらに後方に変位して、被案内部材１２５の後端縁１２５ｃが円盤部１３４に当て止まることにより、弁孔１１１が全開状態となる。この際、被案内部材１２５は窓１３３ｂを全開にする。

被案内部材１２５の内周面における前後方向の中間には、軸線Ｘ１に向かってフランジ状に突出する内フランジ部１２５ｄが形成されている。内フランジ部１２５ｄと蓋体１２１とに挟まれた空間は、保持空間１２５ｂとされている。

保持空間１２５ｂ内には、軸線Ｘ１を中心軸とする環状とされた永久磁石１５０が保持されている。この永久磁石１５０は、その磁力により蓋体１２１に吸着している。永久磁石１５０は、開口１２５ａを介して保持空間１２５ｂに挿入された後に、蓋体１２１が開口１２５ａに嵌合されることにより、保持空間１２５ｂに保持される。永久磁石１５０は、蓋体１２１を挟んで弁座１１０とは反対側に位置している。すなわち、永久磁石１５０は、弁体１２０が弁座１１０に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられている。これにより、永久磁石１５０は、弁座１１０と接触することはない。

本実施例では、永久磁石１５０は、サマリウム−コバルト磁石である。サマリウム−コバルト磁石は、ネオジム磁石と比べて磁力はやや低下するが、磁力の温度変化率（温度低下率）がネオジム磁石より小さく、温度特性に優れているとともに、錆びにくい。このため、車両用空調装置に適用されて、高温の冷媒ガスに曝される差圧制御弁１００に特に適している。

バネ１４０は、前端が蓋体１２１に当接し、後端が円盤部１３４に形成されたバネ保持部１３４ａ内に挿入された状態で、弁体１２０と案内部材１３０との間に設けられている。このバネ１４０は、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁に使用されるバネと比較して、付勢力が非常に弱い小型のものが採用されている。本実施例では、バネ１４０は、非磁性材料からなるＳＵＳ３１６からなる。

図３に、弁体１２０の変位量と、弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力との関係を実線Ｓ１、Ｓ２により示す。実線Ｓ１は、弁体１２０の変位量と、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力との関係を示している。ここで、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する磁力は、弁体１２０の変位量が０の場合は吸着力であり、変位量が０より大きい場合は吸引力である。

一方、実線Ｓ２は、バネのみによって弁体を弁座に付勢する一般的な差圧制御弁において、バネが弁体を弁座に付勢する付勢力の一例を示している。この例では、本実施例の差圧制御弁１００から永久磁石１５０を除き、バネ１４０の代わりに付勢力が強いバネを採用した差圧制御弁を想定している。

実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の閉鎖時、すなわち、弁体１２０の変位量が０の場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸着力は、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下である場合に弁座１１０と弁体１２０との着座を維持できるように設定されている。また、この吸着力は、実線Ｓ２で示すように、一般的な差圧制御弁におけるバネが弁孔１１１の閉鎖時に弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力と同じになるように設定されている。

一方、一般的な差圧制御弁の場合、実線Ｓ２で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、バネが弁体１２０を弁座１１０に付勢する付勢力が比例的に増加する。

これに対して、実施例１の場合、実線Ｓ１で示すように、弁孔１１１の開放時、すなわち、弁体１２０の変位量が０より大きくなる場合、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸引力が急激に低下する。

以上のように構成された圧縮機は、車両用空調装置において、吐出室５ｂが吐出通路５０を介して凝縮器に接続され、凝縮器が膨張弁を介して蒸発器に接続され、蒸発器が吸入室５ａに接続される。そして、エンジン等によって駆動軸１１が回転駆動されれば、斜板１７の傾角に応じた吐出容量で吸入室５ａ内の冷媒ガスを圧縮室３１で圧縮して吐出室５ｂに吐出する。

この間、例えば、搭乗者による空調温度の変更指令や、車両のエンジン等の回転数の変化等に対応して容量制御弁２が作動する。そして、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気経路４４、４６を介してクランク室９に供給されれば、斜板１７の傾角が増加して、吐出容量が大きくなる。逆に、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが給気経路４４、４６を介してクランク室９に供給され難くなれば、斜板１７の傾角が減少して、吐出容量が小さくなる。こうして、この圧縮機では、吐出容量が適宜変更され得ることとなる。

ここで、差圧制御弁１００は、以下のように動作する。斜板１７の傾角が最小となって、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量が最小になると、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰ以下となる。そうすると、図２に示すように、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸引力と、バネ１４０の非常に弱い付勢力とにより、弁体１２０が弁座１１０に向かって付勢されて弁座１１０に着座し、蓋体１２１が弁孔１１１を閉鎖する。そして、その状態が永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸着力により維持される。その結果、吐出通路５０が閉鎖状態となり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が停止する。

その一方、斜板１７の傾角が最小から増加すると、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの吐出容量も増加し、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が所定の値ΔＰを超える。そうすると、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸着力がその圧力差に負けて、蓋体１２１が弁孔１１１を閉鎖できなくなり、弁体１２０が案内部材１３０に案内されて弁座１１０から離反する。そうすると、図３に実線Ｓ１で示すように、永久磁石１５０と弁座１１０との間に作用する吸引力が急激に低下するので、弁孔１１１を通過する冷媒ガスに蓋体１２１がさらに押される。このため、弁体１２０が弁座１１０から大きく離反して、被案内部材１２５が窓１３３ｂを開放する。その結果、吐出通路５０が速やかに全開状態に切り替わり、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器間の冷媒循環が行われる。

ここで、実施例１の差圧制御弁１００は、永久磁石１５０を採用していることから、図３に実線Ｓ１、Ｓ２で示すように、弁体１２０が弁座１１０から離れるほど永久磁石１５０の吸引力が弱くなり、一般的な差圧制御弁と比較して、弁孔１１１の開放時に弁体１２０が弁座１１０から離れ易い。このため、この差圧制御弁１００は、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差が小さくても、弁孔１１１を確実に開放でき、冷媒ガスが吐出室５ｂから弁孔１１１を介して吐出通路５０の下流側に流れる際の圧力損失を低減できる。

また、この差圧制御弁１００では、蓋体１２１に設けられた永久磁石１５０は、弁体１２０が弁座１１０に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられている。これにより、永久磁石１５０は、弁座１１０と接触しないため、弁孔１１１の閉鎖時に永久磁石１５０が弁座１１０と衝突しない。その結果、この差圧制御弁１００は、永久磁石１５０の割れを防止でき、耐久性が向上する。

さらに、この差圧制御弁１００では、弁座１１０及び蓋体１２１が磁性材料からなり、案内部材１３０及び被案内部材１２５が非磁性材料からなる。このため、図４に示すように、弁孔１１１の閉鎖時に、永久磁石１５０の磁束は、蓋体１２１から案内部材１３０及び被案内部材１２５に向かって流れ難くなる一方、蓋体１２１から弁座１１０に向かって一層流れ易くなる。このため、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が一層高くなっている。図４において、仮想線（二点鎖線）は、弁座１１０、弁体１２０、案内部材１３０及び永久磁石１５０の一部分を示し、複数本の曲線（実線）は、永久磁石１５０の磁束を示している。

これに対して、図５に比較例１を示す。比較例１では、磁性材料からなる蓋体１２１及び非磁性材料からなる被案内部材１２５の代わりに、それらが一体化された形状を有し、磁性材料からなる弁体１２０Ｈを採用している。この例では、永久磁石１５０の磁束が弁体１２０Ｈに殆ど流れてしまう一方、弁座１１０には殆ど流れ難くなる。このため、図４に示す場合と比較して、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が極めて低くなってしまう。

また、図６に比較例２を示す。比較例２では、磁性材料からなる蓋体１２１の代わりに、非磁性材料からなる蓋体１２１Ｈを採用している。つまり、弁体１２０Ｉ全体が非磁性材料からなる。この例では、永久磁石１５０と弁座１１０との間に非磁性材料が介在するので、永久磁石１５０の磁束が弁座１１０に流れ難くなる。このため、図４に示す場合と比較して、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が低くなってしまう。

このように、実施例１の差圧制御弁１００は、比較例１、２と比較して、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が一層高くなっているので、蓋体１２１と弁座１１０との間に作用する磁力がより大きくなり、弁体１２０が弁座１１０に向かってさらに移動し易く、かつ弁座１１０にさらに安定して着座する。このため、この差圧制御弁１００は、永久磁石１５０を一層小さくできるので、永久磁石１５０の配置スペースがより小さくなり、さらなる小型化が実現される。

したがって、実施例１の差圧制御弁１００は、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現できる。そして、差圧制御弁１００を備えた容量可変型圧縮機も、差圧制御弁１００が奏する作用効果により、圧力損失を低減できるとともに、耐久性の向上と小型化とを実現できる。

なお、蓋体１２１に固定されている永久磁石１５０は、弁体１２０と一体に変位する錘といえる。この点、本実施例では、永久磁石１５０を小さくして弁体１２０の重量を軽くできるので、上記従来技術と比較して、吐出室５ｂと吐出通路５０の下流側との圧力差の変動に対する弁体１２０の作動性が向上する。

また、この差圧制御弁１００では、案内部材１３０も非磁性材料である樹脂（ナイロン樹脂等）からなる。このため、図４に示すように、弁孔１１１の閉鎖時に、永久磁石１５０の磁束は、蓋体１２１から案内部材１３０及び被案内部材１２５に向かって流れ難くなる一方、蓋体１２１から弁座１１０に向かって一層流れ易くなる。このため、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が一層高くなるので、蓋体１２１と弁座１１０との間に作用する磁力がより大きくなり、弁体１２０が弁座１１０に向かってさらに移動し易く、かつ弁座１１０にさらに安定して着座する。このため、この差圧制御弁１００は、永久磁石１５０を一層小さくでき、さらなる小型化が実現される。

さらに、この差圧制御弁１００は、弁体１２０が弁座１１０から離れるほど吸引力が弱くなる永久磁石１５０を補助するバネ１４０を備えている。このため、弁体１２０が弁座１１０から大きく離反して永久磁石１５０の吸引力が非常に弱くなっても、バネ１４０により、弁体１２０を確実に弁座１１０に着座させることができる。また、この差圧制御弁１００では、蓋体１２１と弁座１１０との間の磁束密度が高いことから、バネ１４０の付勢力はさほどの大きさである必要はなく、バネ１４０の小型化も実現できる。さらに、バネ１４０は、非磁性材料からなるので、永久磁石１５０の影響を受けることなく、確実に、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢できる。

また、この差圧制御弁１００では、永久磁石１５０は、弁孔１１１と同心の環状である。このため、弁孔１１１の閉鎖時に永久磁石１５０が弁孔１１１回りの座面１１２に近づき、弁体１２０と弁座１１０との間の磁束密度がより一層高くなる。このため、この差圧制御弁１００は、蓋体１２１と弁座１１０との間に作用する磁力がより大きくなるので、永久磁石１５０をより一層小さくできる。このため、この差圧制御弁１００は、一層の小型化が実現されるとともに、製造コストの低廉化を図れる。

さらに、この差圧制御弁１００では、永久磁石１５０が保持空間１２５ｂに保持された状態で開口１２５ａに蓋体１２１が嵌合されることにより、蓋体１２１の下流側に固定されている。このため、この差圧制御弁１００は、永久磁石１５０を接着剤等を用いて蓋体１２１に固定するよりも、組み付け作業の簡素化を実現できる。また、永久磁石１５０が接着剤を用いて蓋体１２１に固定される場合には、接着剤が高温により劣化して永久磁石１５０が蓋体１２１から剥がれるおそれがあるのに対し、この場合には、永久磁石１５０が高温の影響を受け難く、耐久性を向上させることができる。

（実施例２）
図７に示すように、実施例２の差圧制御弁２００は、実施例１の差圧制御弁１００における永久磁石１５０の代わりに、弁座１１０に固定された永久磁石２５０を採用するとともに、バネ１４０を無くしている。その他の構成は、実施例１の差圧制御弁１００と同様である。このため、実施例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

差圧制御弁２００において、円筒部１１４には、弁孔１１１の座面１１２側が拡径されてなる段部１１４ａが形成されている。

段部１１４ａには、軸線Ｘ１を中心軸とする環状とされた永久磁石２５０が装着されている。永久磁石２５０は、その磁力により弁座１１０に吸着している。永久磁石２５０の後方を向く端面２５０ａは、座面１１２よりも前方に位置して座面１１２から離れている。すなわち、永久磁石２５０は、弁体１２０が弁座１１０に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられている。これにより、永久磁石２５０は、蓋体１２１と接触することはない。また、蓋体１２１には、永久磁石２５０の端面２５０ａとの間に大きなクリアランスを確保するための逃げ部１２１ａが凹設されている。

この差圧制御弁２００は、永久磁石２５０と蓋体１２１との間に作用する磁力により、実施例１の差圧制御弁１００と同様に動作して、弁孔１１１を開閉できる。この際、この差圧制御弁２００は、実施例１の差圧制御弁１００と同様の作用効果を奏することができる。

また、この差圧制御弁２００は、弁体１２０を弁座１１０に向かって付勢するバネを備えていない。このため、弁体１２０は、永久磁石２５０と蓋体１２１との間に作用する吸引力のみによって弁座１１０に向かって付勢される。このため、この差圧制御弁２００は、バネが不要となっており、部品点数の削減及び組み付け作業の簡素化を実現できる。

さらに、この差圧制御弁２００において、永久磁石２５０は、弁孔１１１回りの座面１１２から離れた位置で弁座１１０に固定されている。そして、永久磁石２５０は、冷媒ガスに含まれる磁性材料からなる異物を吸着する。この際、永久磁石２５０が座面１１２から離れた位置、例えば、端面２５０ａでその異物を吸着すれば、異物が座面１１２に噛み込む不具合を抑制できる。また、端面２５０ａと逃げ部１２１ａとの間に大きなクリアランスが確保されているので、端面２５０ａで大きな異物を吸着した場合でも、端面２５０ａと逃げ部１２１ａとの間にその異物が挟まって弁孔１１１を閉鎖できくなる不具合を防止できる。その結果、この差圧制御弁２００は、弁孔１１１を確実に閉鎖できる。

（実施例３）
図８に示すように、実施例３の差圧制御弁３００は、実施例１の差圧制御弁１００における永久磁石１５０の代わりに、弁座１１０に固定された永久磁石３５０を採用するとともに、バネ１４０を無くしている。その他の構成は、実施例１の差圧制御弁１００と同様である。このため、実施例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

差圧制御弁３００において、円筒部１１４には、円筒部１１４の外周面の座面１１２側が縮径されてなる段部１１４ｂが形成されている。

段部１１４ｂには、軸線Ｘ１を中心軸とする環状とされた永久磁石３５０が装着されている。永久磁石３５０は、その磁力により弁座１１０に吸着している。永久磁石３５０の後方を向く端面３５０ａは、座面１１２よりも前方に位置して座面１１２から離れている。すなわち、永久磁石３５０は、弁体１２０が弁座１１０に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられている。これにより、永久磁石３５０は、蓋体１２１と接触することはない。また、蓋体１２１及び非案内部材１２５には、永久磁石３５０の端面３５０ａとの間に大きなクリアランスを確保するための逃げ部１２１ｂが凹設されている。

この差圧制御弁３００も、永久磁石３５０と蓋体１２１との間に作用する磁力により、実施例１、２の差圧制御弁１００、２００と同様に動作して、弁孔１１１を開閉できる。

ここで、上記構成である実施例３の差圧制御弁３００と、実施例２の差圧制御弁２００との相違点は、永久磁石２５０、３５０が座面１１２の内周側に位置するか、又は外周側に位置するかだけである。このため、実施例３の差圧制御弁３００も、実施例２の差圧制御弁２００と同様の作用効果を奏することができる。

以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、差圧制御弁１００、２００、３００の向きを上下方向に向けてもよいし、リヤハウジング５以外の位置に設けてもよい。

本発明は空調装置等に利用可能である。

１１１…弁孔
１１０…弁座
１２０…弁体
１３０…案内部材
１００、２００、３００…差圧制御弁（逆止弁）
１２１…蓋体
１２５…被案内部材
１５０、２５０、３５０…永久磁石
１４０…バネ
１１２…座面
１２５ａ…開口
１２５ｂ…保持空間
３１…圧縮室
５ｂ…吐出室
５０…吐出通路

Claims (8)

1. 流体が通過する弁孔が形成された弁座と、前記弁座に対して下流側に位置し、上流側と下流側との圧力差に応じて前記弁座に対して着座又は離座することにより、前記弁孔を開閉する弁体と、前記弁座に固定され、前記弁体を案内する案内部材とを備える差圧制御弁において、
   前記弁座は、磁性材料からなり、
   前記弁体は、前記弁座に着座して前記弁孔を閉鎖可能な磁性材料からなる蓋体と、前記案内部材に案内される非磁性材料からなる被案内部材とを有し、
   前記弁座及び前記蓋体の一方には、永久磁石が設けられ、前記永久磁石の吸引力により前記弁体が前記弁座に接近するように付勢され、
   前記永久磁石は、前記弁体が前記弁座に対して着座又は離座する領域から外れた位置に取り付けられていることを特徴とする差圧制御弁。
2. 前記案内部材は非磁性材料からなる請求項１記載の差圧制御弁。
3. 前記弁体を前記弁座に向かって付勢するバネを備えている請求項１又は２記載の差圧制御弁。
4. 前記永久磁石は、前記弁孔と同心の環状である請求項１乃至３のいずれか１項記載の差圧制御弁。
5. 前記永久磁石は、前記弁孔回りの座面から離れた位置で前記弁座に固定されている請求項４記載の差圧制御弁。
6. 前記被案内部材は、前記蓋体が嵌合される開口と、前記開口を介して挿入される前記永久磁石を保持する保持空間とを有し、
   前記永久磁石は、前記保持空間に保持された状態で前記開口に前記蓋体が嵌合されることにより、前記蓋体の下流側に固定されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の差圧制御弁。
7. 前記永久磁石は、サマリウム−コバルト磁石である請求項１乃至６のいずれか１項記載の差圧制御弁。
8. 圧縮室と吐出室とを備え、前記圧縮室内に吸入された流体を圧縮して前記吐出室に吐出可能であるととともに、前記圧縮室から前記吐出室に吐出される前記流体の吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機であって、
   前記吐出室又は前記吐出室に連通する吐出通路に請求項１乃至７のいずれか１項記載の前記差圧制御弁が配設されていることを特徴とする容量可変型圧縮機。

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