CN108691750B - 可变容量压缩机用控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明能够实现较高地维持可变容量压缩机的运转效率，并高效率地进行运转的切换。一种控制阀，包括：主体(5)，其具有与控制室连通的端口(14)、以及与吸入室连通的端口(12)；阀芯(36)，其接触/分离于使端口(14)与端口(12)连通的阀孔(32)来开闭抽气阀(8)；螺线管(3)，其产生与供给电流值相应的抽气阀开阀方向的驱动力；感压部(6)，其将吸入室的压力或控制室的压力作为被感测压力而感测，并根据该被感测压力的大小来产生对螺线管的驱动力的对抗力。控制抽气阀(8)的开度，使得被感测压力成为与供给到螺线管(3)的电流值对应的设定压力。形成有用于在抽气阀(8)的闭阀状态下，也将从端口(14)导入的冷媒导入到吸入室的抽气通路。

Description

可变容量压缩机用控制阀

技术领域

本发明涉及控制可变容量压缩机的排出容量的控制阀。

背景技术

汽车用空调装置一般是在制冷循环中配置压缩机、冷凝器、膨胀装置、以及蒸发器等而构成的。作为压缩机，使用能够使冷媒的排出容量可变，从而使得不论引擎的转速如何都维持一定的制冷能力的可变容量压缩机(也简称“压缩机”)。该压缩机通过对被安装于由引擎驱动的旋转轴上的斜板连结压缩用的活塞，并使斜板的角度发生变化来改变活塞的行程，从而调整冷媒的排出容量。关于斜板的角度，通过将排出冷媒中的一部分导入到被密闭的控制室内，使施加于活塞的两面上的压力的平衡发生变化，从而使斜板的角度连续地改变。

该控制室内的压力(以下称“控制压力”)例如由被设置在压缩机的排出室与控制室之间的进入控制的控制阀、或被设置在控制室与吸入室之间的抽出控制的控制阀来调整(例如参照专利文献1)。在使用进入控制的控制阀的情况下，在压缩机的外壳设置有固定孔，该固定孔将冷媒从控制室排出到吸入室中。在使用抽出控制的控制阀的情况下，在压缩机的外壳设置有固定孔，该固定孔将冷媒从排出室导入到控制室中。在冷媒中含有油，在压缩机内进行循环的过程中，也会发挥内部机构的润滑或冷却功能。如此，在压缩机中，作为冷媒的循环路径，除用于使制冷循环进行循环的外部循环路径外，还设置有用于使压缩机内进行循环的内部循环路径。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本特开2010-101202号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

可是，压缩机中的内部循环对于制冷循环没有作用。因此，若不必要地加大内部循环，则可能会导致难以确保可变容量运转区域(控制压缩机过程中)中的外部循环、空调装置的功率降低。另一方面，希望能够既考虑那样的空调装置的工作效率，又根据车辆状态来灵活地切换压缩机的运转状态。

本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于提供一种适于高效率地进行压缩机的运转切换的控制阀。

[用于解决技术课题的技术方案]

本发明的一个方案是一种控制阀，被应用在具有吸入室、排出室以及控制室，并通过调整上述控制室的压力，从而排出容量可变的可变容量压缩机中。该控制阀包括：主体，其具有与控制室连通的控制室连通口、以及与吸入室连通的吸入室连通口；阀芯，其接触/分离于使控制室连通口与吸入室连通口连通的阀孔，从而开闭抽气阀；螺线管，其产生与供给电流值相应的抽气阀的开阀方向的驱动力；以及感压部，其将吸入室的压力或控制室的压力作为被感测压力而感测，并根据该被感测压力的大小来产生对螺线管的驱动力的对抗力。控制抽气阀的开度，使得被感测压力成为与供给到螺线管的电流值对应的设定压力。形成有用于在抽气阀的闭阀状态下也将从控制室连通口导入的冷媒导出到吸入室的抽气通路。另外，此处所称的“闭阀状态”，可以包括阀芯落位于阀孔的全闭状态、以及阀芯插通于阀孔并在两者间形成间隙(孔或间隙密封)的状态两者。

根据该方案，在控制抽气流量，使得在常态控制中被感测压力成为设定压力的控制阀中，在抽气阀闭阀时也会确保经由抽气通路的最低限度的抽气。因此，能够通过该控制阀而始终确保压缩机中的冷媒的内部循环。另一方面，在压缩机起动时，通过进一步完全打开抽气阀而促进抽气，使其迅速地转换到最大容量运转。结果，能够高效率地进行压缩机的运转状态的切换。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能高效率地进行压缩机的运转切换的控制阀。

附图说明

图1是表示第1实施方式的控制阀的构成的剖视图。

图2是与图1的上半部对应的部分放大剖视图。

图3是表示控制阀的动作的图。

图4是表示第1阀芯与第2阀芯的构造及动作的部分放大剖视图。

图5是表示供气阀及抽气阀的开阀特性的图。

图6是第2实施方式的控制阀的上半部的部分放大剖视图。

图7是表示控制阀的动作的图。

图8是表示抽气阀的开阀特性的图。

图9是表示第3实施方式的控制阀的剖视图。

图10是表示抽气阀的开阀特性的图。

图11是第4实施方式的控制阀的上半部的部分放大剖视图。

图12是表示抽气阀的开阀特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，为方便起见，有时会以图示的状态为基准来表示各构造的位置关系。此外，针对以下的实施方式及其变形例，对于大致相同的构成要素标注相同的附图标记，有时适当省略其说明。

[第1实施方式]

图1是表示第1实施方式的控制阀的构成的剖视图。

控制阀1控制可变容量压缩机(简称“压缩机”)的排出容量，该可变容量压缩机被设置在汽车用空调装置的制冷循环中。该压缩机将在制冷循环中流动的冷媒压缩，使其变成高温、高压的气体冷媒后排出。该气体冷媒在冷凝器(外部热交换器)中被冷凝，进而由膨胀装置进行绝热膨胀，从而成为低温、低压的雾状的冷媒。该低温、低压的冷媒在蒸发器中蒸发，并通过该蒸发潜热来冷却车厢内空气。由蒸发器蒸发的冷媒再次返回到压缩机，从而在制冷循环中进行循环。压缩机具有由汽车的引擎旋转驱动的旋转轴，并其，在被安装于该旋转轴的揺动板上，连结有压缩用的活塞。通过使该揺动板的角度发生变化来改变活塞的行程，从而调整冷媒的排出量。控制阀1通过调整从该压缩机的排出室导入到控制室的冷媒流量、以及从控制室导出到吸入室的冷媒流量的平衡，从而使揺动板的角度发生变化、进而使该压缩机的排出容量发生变化。

在压缩机中，作为冷媒的循环路径，除用于使制冷循环进行循环的外部循环路径外，还设置有用于使压缩机内进行循环的内部循环路径。被导入到压缩机的汽缸的冷媒中的一部分作为所谓的吹漏气(blow-by gas)，通过汽缸与活塞的间隙而泄漏到控制室中。该吹漏气也有助于内部循环。另外，虽然本实施方式的控制室由曲轴箱构成，但是在变形例中，也可以是被另行设置在曲轴箱内或曲轴箱外的压力室。

控制阀1作为所谓的抽出控制的Ps感测阀而被构成，该Ps感测阀调整从控制室抽出到吸入室的冷媒流量，使得压缩机的吸入压力Ps(相当于“被感测压力”)被保持在设定压力。控制阀1是将阀本体2和螺线管3沿轴线方向组装而构成的。阀本体2包含：第1阀7，其调整从排出室向控制室流动的冷媒的流量；以及第2阀8，其控制从控制室向吸入室流动的冷媒的流量。第1阀7在压缩机起动时被设为全闭状态，在压缩机常态运转时作为开度恒定的孔而发挥功能，并将排出冷媒中的一部分导入到控制室中。第2阀8在压缩机起动时成为全开状态，作为所谓的放气阀而发挥功能，在压缩机常态运转时，控制其开度，使得吸入压力Ps成为设定压力。螺线管3产生与供给电流值相应的第1阀7的闭阀方向且第2阀8的开阀方向的驱动力。阀本体2具有阶梯圆筒状的主体5，在该主体5内容纳有第1阀7、第2阀8以及执行元件6。执行元件6作为“感压部”而发挥功能，并产生与吸入压力Ps的大小相应的对螺线管3的驱动力的对抗力。

另外，在本实施方式中，所谓“闭阀”包含如下两者：阀芯像开闭阀那样落位在阀座上，从而完全关闭阀孔的“全闭状态”、以及阀芯像滑阀那样插通于阀孔，在两者之间形成间隙(孔或间隙密封)的情况。在特别地区分前者的情况下，表达为“全闭状态”。在为后者且为孔的情况下，即使为闭阀状态，也具有“恒定开度”。

在主体5，从其上端侧起设置有端口12、14、以及16。端口12作为“吸入室连通口”发挥功能，与压缩机的吸入室连通。端口14作为“控制室连通口”发挥功能，与压缩机的控制室连通。端口16作为“排出室连通口”发挥功能，与压缩机的排出室连通。端构件13被以关闭主体5的上端开口部的方式固定。通过主体5的下端部被压入到螺线管3的上端部中，从而阀本体2和螺线管3被固定。

在主体5内，形成有：第1通路，其使端口16与端口14连通；以及第2通路，其使端口14与端口12连通。在第1通路设置有第1阀7，在第2通路设置有第2阀8。第1通路作为“供气通路”而发挥功能，第1阀7作为“供气阀”而发挥功能。第2通路作为“抽气通路”而发挥功能，第2阀8作为“抽气阀”而发挥功能。控制阀1具有如下构成：从一端侧起，依次配置有执行元件6、第2阀8、第1阀7、以及螺线管3。在第1通路设置有第1阀孔20和第1阀座22。在第2通路设置有第2阀孔32。

端口12使在主体5的上部被划分出的动作室23与吸入室连通。执行元件6被配置在动作室23上。端口16从排出室导入排出压力Pd的冷媒。在端口16与第1阀孔20之间设置有第1阀室24。第1阀孔20为开口端附近直径略增大的台阶形状，在该开口端的稍内侧形成有第1阀座22。端口14经由第1阀7而将成为了控制压力Pc的冷媒向控制室导出、或将从控制室排出的控制压力Pc的冷媒导入。端口12经由第2阀8而将成为了吸入压力Ps的冷媒向吸入室导出。

在端口14、16，分别安装有圆筒状的过滤器构件15、17。过滤器构件15、17包含用于抑制异物侵入主体5的内部的滤网。在第1阀7开阀时，过滤器构件17限制异物侵入端口16，在第2阀8开阀时，过滤器构件15限制异物侵入端口14。

在端口14与动作室23之间设置有第2阀孔32。第2阀孔32与第1阀孔20同轴状地连通。在主体5的下部(相对于第1阀室24的第1阀孔20相反侧)设置有引导孔26。引导孔26使阶梯圆筒状的阀驱动体29可滑动地插通。在端口14与第1阀孔20之间设置有第2阀室25。

阀驱动体29的上半部直径减小，成为一边贯穿第1阀孔20一边划分内外的划分部33。被形成在阀驱动体29的中间部的阶梯部成为第1阀芯30。第1阀芯30被从第1阀室24侧插拔于第1阀孔20，调整从排出室向控制室流动的冷媒流量。第1阀芯30通过落位/分离于第1阀座22而开闭第1阀7。划分部33的上部向上方圆锥状地扩径，在其上端开口部构成有第2阀座34。第2阀座34为与阀驱动体29一体变位的可动阀座。

沿主体5的轴线设置有细长的动作杆38。动作杆38的上半部贯穿阀驱动体29，其上部阶梯状地缩径。在该阶梯部压入有第2阀芯36。动作杆38的上端部能够经由第2阀芯36而与执行元件6动作连结。动作杆38的下端部被连结在螺线管3的柱塞50上。

在动作杆38的轴线方向中间部嵌装有弹簧支架40。在阀驱动体29与弹簧支架40之间，安装有弹簧44(作为“施力构件”而发挥功能)，该弹簧44沿第1阀7的闭阀方向对驱动体29施力。在第1阀7动作时，利用弹簧44的弹力，阀驱动体29和弹簧支架40成为支撑状态，阀驱动体29和动作杆38一体地进行动作。

第2阀芯36被以贯穿第2阀孔32的方式配置，并与阀驱动体29同轴状地相对。第2阀芯36被固定在动作杆38上，并被可滑动地支撑在主体5上。即，第2阀孔32的下部作为引导孔27而发挥功能。沿轴线方向贯穿第2阀芯36的方式设置有多个连通路37。连通路37形成第3通路，该第3通路在第2通路的内侧使端口14与端口12连通。在第3通路设置有第3阀9。

第2阀芯36的上端部为滑阀部39，该滑阀部39通过插拔于第2阀孔32而开闭第2阀8。第2阀芯36通过落位/分离于第2阀座34来开闭第3阀9。虽然第3阀9能够成为全闭状态，但是第2阀8不会成为全闭状态。第3阀9作为根据供给到螺线管3的电流值的大小而在第1阀7关闭的状态下开放第3通路的“开闭机构”发挥功能。

在主体5与螺线管3之间形成有动作室28。动作室28经由阀驱动体29的内部通路35及连通路37而与动作室23连通。因此，动作室23的吸入压力Ps被导入到动作室28中。

执行元件6包含感测吸入压力Ps而进行变位的波纹管45，并通过该波纹管45的变位来产生与螺线管力对抗的力。该对抗力经由第2阀芯36而被传递到第1阀芯30。

另一方面，螺线管3包括：阶梯圆筒状的芯46；有底圆筒状的套筒48，其被以密封芯46的下端开口部的方式组装；阶梯圆筒状的柱塞50，其被容纳在套筒48中，并被与芯46沿轴线方向相对配置；圆筒状的绕线管52，其被外插于芯46及套筒48；电磁线圈54，其被卷绕在绕线管52上，并通过接通来产生磁路；圆筒状的外壳56，其被以从外侧覆盖电磁线圈54的方式设置；端构件58，其被以密封外壳56的下端开口部的方式设置；以及垫圈60，其在绕线管52的下方，由被埋设于端构件58的磁性材料构成。

在芯46与柱塞50之间，安装有弹簧42(作为“施力构件”而发挥功能)，该弹簧42沿第1阀7的开阀方向且第2阀8及第3阀9的闭阀方向对柱塞50施力。弹簧42作为在螺线管3断电时使第1阀7全开的所谓的回位弹簧而发挥功能。

阀本体2和螺线管3通过主体5的下端部被压入到芯46的上端开口部中从而被固定。在芯46与主体5之间形成有动作室28。另一方面，动作杆38被以沿轴线方向贯穿芯46的中央的方式插通。动作杆38的下端部被压入到柱塞50的上半部中。动作杆38在第2阀芯36的位置和柱塞50的位置(参照图1)被两点支撑，即在上部和下部被两点支撑，被沿轴线方向稳定地驱动。动作室28的吸入压力Ps通过连通路62而也被导入到套筒48的内部，上述连通路62由动作杆38与芯46的间隙形成。

动作杆38将作为芯46和柱塞50的吸引力的螺线管力传递到第2阀芯36。另一方面，在第2阀芯36，以与螺线管力对抗的方式负荷有由执行元件6的伸缩动作产生的驱动力(也称“感压驱动力”)。即，在第2阀8的控制状态下，由螺线管力和感压驱动力调整后的力作用在第2阀芯36上，适当地控制第2阀8的开度。在压缩机起动时，根据螺线管力的大小，动作杆38向上方变位而将第2阀芯36大幅向上推动，使第2阀8及第3阀9完全打开。由此，发挥放泄功能。

套筒48由非磁性材料构成。在柱塞50的侧面设置有与轴线平行的连通槽66，在柱塞50的下部设置有连通内外的连通孔68。根据这样的构成，吸入压力Ps通过柱塞50与套筒48的间隙而被导入到背压室70中。

与电磁线圈54连接的一对连接端子72从绕线管52延伸，分别贯穿端构件58而被导出到外部。在同一附图中，为便于说明，仅表示了该一对中的一者。端构件58被以从下方覆盖被包含在外壳56中的螺线管3内的构造物整体的方式安装。端构件58由具有耐蚀性的树脂材料的铸模成型(射出成型)而形成。连接端子72的前端部从端构件58被导出，并被连接在未图示的外部电源上。

图2是与图1的上半部对应的部分放大剖视图。

在与阀驱动体29的引导孔26的滑动面的周围，设置有环状槽73，并镶嵌有O环74(密封构件)。由此，冷媒经由两者的间隙的流通被防止。因为动作杆38被与第2阀芯36设置为一体，所以能够将螺线管力直接地传递到第2阀芯36。

阀驱动体29的上端部和第2阀芯36的下端部被以在彼此的圆锥面落位/分离的方式构成。由此，阀驱动体29通过上端部被调心，另一方面，下半部被可滑动地支撑在引导孔26中，从而被沿轴线方向稳定地驱动。

第2阀芯36具有：滑动部31，其被可滑动地支撑在引导孔27中；上述的滑阀部39；以及缩径部41，其被形成在滑动部31与滑阀部39之间。滑阀部39的外径比滑动部31的外径小，缩径部41的外径比滑阀部39的外径小。在第2阀芯36的周围多个位置，施以所谓的D形加工，产生平行于轴线的切口43。切口43被以接近缩径部41及第2阀室25的方式设置，由此形成有使第2阀孔32与第2阀室25始终连通的连通路(抽气通路)。

第2阀芯36的下端部被设为使外径向下方减小的锥形状。在本实施方式中，该锥面为具有预定的曲率的球状面(曲面)，并以线接触状态落位在阀驱动体29的锥状的第2阀座34上。由此，在第3阀9闭阀时，阀驱动体29与第2阀芯36成为一体而被稳定地驱动。

执行元件6被构成为：通过第1止动件82来闭合波纹管45的上端开口部，通过第2止动件84来闭合波纹管45的下端开口部。波纹管45作为“感压构件”而发挥功能。第1止动件82被与端构件13一体成形。第2止动件84被以将金属材料压制成型的方式构成为有底圆筒状，并在其下端开口部具有沿半径方向向外延伸的法兰部86。波纹管45的蛇腹状的本体的上端部被气密地熔接在端构件13的下表面上，该本体的下端开口部被气密地熔接在法兰部86的上表面上。波纹管45的内部成为密闭的基准压力室S，在波纹管45的内部，在端构件13与法兰部86之间，安装有对波纹管45沿伸长方向施力的弹簧88。基准压力室S在本实施方式中被设为真空状态。

端构件13成为执行元件6的固定端。通过调整端构件13向主体5的压入量，从而能够调整执行元件6的设定负荷(弹簧88的设定负荷)。另外，第1止动件82的中央部向波纹管45的内部并向下方延伸，第2止动件84的中央部向波纹管45的内部并向上方延伸，它们形成了波纹管45的轴芯。波纹管45根据动作室23的吸入压力Ps与基准压力室S的基准压力的压差而沿轴线方向(各阀的开闭方向)伸长或收缩。与该压差减小从而波纹管45伸长对应，阀驱动体29被施加第1阀7的开阀方向且第2阀8的闭阀方向的驱动力。即使该压差增大，若波纹管45收缩预定量，则会因为第2止动件84与第1止动件82抵接从而被卡定，所以其收缩也会被限制。

动作杆38在第2阀芯36落位在第2阀座34上的图示状态下，被设定为：弹簧支架40的上表面至少空有预定间隔L地从阀驱动体29的下表面分离。预定间隔L作为所谓的“游隙”而发挥功能。

若加大螺线管力，则也能够使动作杆38相对于阀驱动体29相对变位，从而将第2阀芯36向上推动。由此，能够使第2阀芯36与第2阀座34分离，从而打开第3阀9。此外，能够在使弹簧支架40与阀驱动体29卡合(抵接)的状态下，将螺线管力直接地传递到第1阀芯30，并能够沿主阀的闭阀方向以较大的力来按压第1阀芯30。该构成作为锁定解除机构而发挥功能，该锁定解除机构在因异物啮入阀驱动体29与引导孔26的滑动部而导致第1阀芯30的动作锁定的情况下，将其解除。

在本实施方式中，第1阀芯30的第1阀7中的有效受压直径A(密封部直径)、第2阀芯36的第2阀8中的有效受压直径B(密封部直径)、以及阀驱动体29的滑动部直径C(密封部直径)被设为相等。另外，此处所称的“相等”，当然包含完全相等的概念，还可以包含大致相等(实质上相等)的概念。因此，作用于第1阀芯30与第2阀芯36的结合体(即阀驱动体29与第2阀芯36的结合体)上的排出压力Pd、控制压力Pc以及吸入压力Ps的影响被消除。结果，在第2阀8的控制状态下，第2阀芯36基于执行元件6在动作室23中受到的吸入压力Ps而进行开闭动作。即，控制阀1作为所谓的Ps感测阀而发挥功能。

在本实施方式中，通过像这样使直径A、B、C相等，并且使阀芯(第1阀芯30及第2阀芯36)的内部通路上下贯穿，从而消除作用于阀芯上的压力(Pd、Pc、Ps)的影响。即，能够将第2阀芯36、阀驱动体29、动作杆38以及柱塞50的结合体的前后(在图中为上下)的压力成为相同的压力(吸入压力Ps)，由此来实现压力消除。由此，也能够不必依赖于波纹管45的有效受压直径D地设定各阀芯的直径，设计自由度较高。

在本实施方式中，虽然将波纹管45的直径D设为与直径A、B、C相等，但是也可以是比直径A、B、C大，还可以是比直径A、B、C小。另一方面，在本实施方式中，第2阀芯36的第3阀9中的密封部直径E被设为比第1阀芯30的第1阀7中的密封部直径A小，控制压力Pc与吸入压力Ps的压差(Pc－Ps)沿第3阀9的开阀方向作用在阀驱动体29上。这样的受压构造与由弹簧44构成的施力构造实现了在压差(Pc－Ps)成为设定压差ΔPset以上时使副阀开阀的“压差开阀机构”。

接着，说明控制阀的动作。

在本实施方式中，在对螺线管3的接通控制上，采用了PWM方式(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)。该PWM控制是通过供给被设定为预定的占空比的400Hz程度的脉冲电流而进行控制的，由未图示的控制部执行。该控制部虽然具有输出指定的占空比的脉冲信号的PWM输出部，但是因为其构成本身可以采用公知的构成，所以省略详细的说明。

图3是表示控制阀的动作的图。已经说明的图2表示最小容量运转时的控制阀的状态。图3表示在最大容量运转时(启动空调装置时等)放泄功能被发挥时的状态。以下，一边基于图1并适当参照图2、图3，一边说明。

在控制阀1中，螺线管3非接通(断开)时，即空调装置未动作时，在芯46与柱塞50之间没有作用吸引力。另一方面，阀驱动体29被弹簧42向下方按下。结果，也如图2中所示，第1阀芯30离开第1阀座22，从而第1阀7成为全开状态。而且，被导入到端口16中的排出压力Pd的冷媒通过该全开状态的第1阀7，从端口14向控制室流动。尽管第2阀8及第3阀9处于闭阀状态，但是因为第2阀8为滑阀，所以作为固定孔来发挥功能。此时，将流过第1阀7的冷媒与吹漏气混合后的流量比流过第2阀8的孔的流量大。因此，控制压力Pc上升，压缩机进行最小容量运转。在这样的断电时，尽管制冷循环的流动本身较小，并且控制压力Pc与吸入压力Ps的压差(Pc－Ps)变小，但是能够经由该孔而进行适度的抽气，能够确保必要最小限度的内部循环量。此外，会防止控制压力Pc过度升高。

另一方面，在空调装置起动时等，若控制电流(起动电流)被供给到螺线管3，则芯46吸引柱塞50。因此，动作杆38被向上推动。此时，阀驱动体29由弹簧44的施加力向上推动，如图3所示，第1阀芯30落位在第1阀座22上，从而关闭第1阀7。另一方面，动作杆38一边相对于阀驱动体29进行相对变位一边进一步被向上推动，动作杆38将第2阀芯36向上推动。结果，第2阀芯36离开第2阀座34而打开第3阀9。此外，第2阀8也完全打开。由此，从控制室向吸入室进行预定流量的冷媒的漏泄，控制压力Pc降低，压缩机进行最大容量运转。即，放泄功能被发挥，压缩机迅速地起动。

这样，若吸入压力Ps变得足够低，则执行元件6延长，从而关闭第3阀9。此时，若根据空调的设定温度而减小供给到螺线管3的控制电流，则阀驱动体29与执行元件6一体地进行动作，第1阀7及第2阀8被设定为预定的开度。

在被供给到螺线管3的电流值在第2阀8的控制电流值范围内时，第2阀8的开度被自适应地调整，使得吸入压力Ps成为由供给电流值设定的设定压力Pset。在该第2阀8的控制状态下，第1阀7以小开度状态形成孔(orifice)。此时，吸入压力Ps比较低，第2阀芯36与执行元件6通过螺线管力来进行动作连结，从而调整第2阀8的开度。此时，第2阀芯36在由弹簧42产生的开阀方向的力、闭阀方向的螺线管力、以及由与吸入压力Ps相应的执行元件6产生的开阀方向的力达到平衡的阀升程位置停止。

此时，若制冷负荷增大，吸入压力Ps变得比设定压力Pset高，则因为波纹管45会缩小，所以第2阀芯36相对地向上方(闭阀方向)变位。结果，第2阀8的开度增大，压缩机以增大排出容量的方式进行动作。结果，吸入压力Ps向降低的方向发生变化。相反，若制冷负荷减小而吸入压力Ps变得比设定压力Pset低，则波纹管45延长。结果，执行元件6沿闭阀方向对第2阀芯36施力，因而第2阀8的开度减小，压缩机以减少排出容量的方式进行动作。结果，吸入压力Ps被维持在设定压力Pset。

在进行这样的常态控制期间，引擎的负荷增大，在欲降低对空调装置的负荷的情况下，在控制阀1中，螺线管3被从接通切换到关断。于是，因为在芯46与柱塞50之间不再作用吸引力，所以第1阀芯30因弹簧42的施加力而离开第1阀座22，第1阀7成为全开状态。此时，第3阀9成为全闭状态，第2阀8形成孔(orifice)。此时，将流过第1阀7的冷媒与吹漏气混合后的流量比流过第2阀8的孔的流量大。因此，压缩机进行最小容量运转。

接着，说明各阀芯的构造及动作的详情。

图4是表示第1阀芯和第2阀芯的构造及动作的部分放大剖视图。图4的(A)～(E)表示第1阀(供气阀)从全开状态到变成全闭状态，至第2阀、第3阀(抽气阀)被开阀的动作过程。各图的下部表示第1阀7的状态，上部表示对应的第2阀8的状态，中部表示对应的第3阀9的状态。图4的(A)的上部是图2中的a部放大图，中部是b部放大图，下部是c部放大图。图5是表示供气阀及抽气阀的开阀特性的图。图5的(A)表示各阀芯的行程与阀开度的关系，图5的(B)表示供给到螺线管的电流值与阀开度的关系。图中的点划线表示供气阀(第1阀7)，实线表示抽气阀(第2阀8与第3阀9的组合)。

如图4的(A)的下部所示，第1阀孔20的开口端部具有二段圆锥形状，在上部圆锥92形成有第1阀座22。在上部圆锥92与下部圆锥94之间，设置有与第1阀孔20的轴线平行的孔形成部96。第1阀芯30接近孔形成部96时，第1阀7作为固定孔而发挥功能。第1阀芯30插拔于第1阀孔20，并相对于第1阀座22落位/分离。此外，关于相对于第1阀孔20的轴线的角度(圆锥角)，下部圆锥94的圆锥角被设为比上部圆锥92的圆锥角小。由此，相对于第1阀芯30离开孔形成部96而升起时的上升量，第1阀7能够使开度缓慢地增大。

另一方面，如图4的(A)的上部所示，第2阀芯36的滑阀部39具有：圆筒部100，其与轴线平行；以及圆锥部102，其外径向下方减小。第2阀芯36尽管相对于第2阀孔32进行开闭动作，但是也在闭阀时在滑阀部39与第2阀孔32之间形成孔，不会使第2阀8成为全闭状态。

根据这样的构成，图4所示的各阀的动作表现为图5所示的控制特性。即，供给到螺线管3的电流值从零到下限电流值I1为止，行程为零，第1阀7维持全开状态(图4的(A))。此时，关于抽气阀，第3阀9维持全闭状态，第2阀8作为固定孔而发挥功能。

若供给电流值超过I1，则第1阀7开始闭阀动作，供气阀迅速地成为固定孔(图4的(B)、(C))。另一方面，随着供给电流值的增大，行程増大，伴随于此，第2阀8的开度成比例地增大。此时，第2阀8的开度被控制，使得吸入压力Ps保持设定压力Pset。

当供给电流值超过I2，行程超过S2时，第1阀7趋向于全闭状态。即，到供给电流值成为上限电流值I3以上并达到上限电流值为止，第1阀7成为全闭状态(图4的(D))。另一方面，若供给电流值超过I3，则第2阀8的冷媒流量饱和。若供给电流值超过I4，则第3阀9开始开阀。随着供给电流值的增大，行程増大，伴随于此，第3阀9的开度成比例地增大，抽气阀发挥放泄功能(图4的(E))。

在该控制特性中，包含：第1控制区域R1、以及第2控制区域R2，在上述第1控制区域R1中，随着供给到螺线管3的电流值増加，第2阀8的开度増大，在上述第2控制区域R2中，随着供给电流值进一步的増加，第3阀9的开度増大(即，包括第2阀8与第3阀9的抽气阀的开度进一步増大)。如图所示，第1控制区域R1的阀开度増大率比第2控制区域R2的阀开度増大率小。

如以上说明的那样，在本实施方式中，因为包含存在第1阀7和第2阀8同时流过冷媒的状态的控制特性，所以能够通过调整两阀的开口面积，从而将压缩机中的冷媒的内部循环量抑制得较小，能够谋求空调装置的工作效率的提高。由于在第1阀芯30及第2阀芯36两者都设置有滑阀(spool)部，因而，如图5的(B)所示，在使供给到螺线管3的电流发生变化时，第1阀7与第2阀8的开阀状态的切换能够顺利地进行。具体而言，在第1阀芯30的闭阀定时(timing)，第2阀芯36的开阀动作不会伴随停滞(不工作区)，能够高效率地使第2阀8开阀。

此外，通过两段地设置第2阀8及第3阀9作为抽气阀，如图5所示那样，能够阶段性地切换相对于供给到螺线管3的电流的抽气阀开阀效率。因此，能够在压缩机的常态控制时使用第1控制区域R1，高精度地控制抽气阀从而将吸入压力Ps保持在设定压力Pset；在压缩机起动时使用第2控制区域R2，迅速地发挥放泄功能。通过将第1控制区域R1中的阀开度増大率抑制得较小，从而能够易于抑制例如因吹漏气等导致的控制压力Pc的升高，能够使容量控制稳定化。

另一方面，在转换成最小容量运转时，能够通过将供给到螺线管3的电流设为下限电流值I1(拐点)以下，从而立即将第1阀7(供气阀)设为全开状态，能够迅速地进行该运转的切换。即，通过在所谓的抽出控制的控制阀1设置供气阀(供气通路)，从而能够在压缩机关闭时或车辆负荷増大时等欲使排出容量降低的情况下，确保供气容量，能够使其迅速地向最小容量运转转换。根据本实施方式，能够较高地维持压缩机的运转效率，并且高效率地进行运转的切换。控制阀1尤其适合于无离合器式的压缩机。另外，图5的(B)是例示吸入压力Ps为某值时的阀开度特性的图。如果吸入压力Ps改变，其特性也会发生变化。根据吸入压力Ps的值，在供给到螺线管3的电流值降低到I1前，有时也存在第1阀7(供气阀)打开的情况。

此外，在本实施方式中，因为采用了在最大容量运转时及最小容量运转时这两者时都使抽气通路开放的构成，所以能够确保在两运转状态下的必要且充分的抽气量。结果，能够既确保最小容量运转时(应特别减小外部循环时)的内部循环，又提高最大容量运转时(应特别增大外部循环时)的放泄功能。根据这样的构成，能够省略在压缩机内通常所设置的固定孔，或至少将其缩小。结果，能够易于确保可变容量运转时的外部循环，谋求空调装置的工作效率的提高。这也导致作为压缩机的驱动源的引擎的负荷降低，能够谋求车辆的燃料经济性的提高。此外，因为能够在最大容量运转时及最小容量运转时这两者时都利用单一的开闭机构，所以也会存在以简单的构成就得到上述效果的优点。

[第2实施方式]

图6是第2实施方式的控制阀的上半部的部分放大剖视图。以下，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。

控制阀201是将阀本体202和螺线管203组装成一体而构成的。阀本体202包括主体205及执行元件6等。控制阀201具有如下构成：从一端侧起，依次配置有执行元件6、抽气阀208、以及螺线管203。抽气阀208与第1实施方式的第2阀8同样地发挥功能。在本实施方式中，未设置有与第1实施方式的第1阀7及第3阀9对应的阀。

在主体205，自其上端侧起设置有端口12、以及端口14。未设置有“排出室连通口”。在引导孔26中可滑动地插通有阀驱动体229。阀驱动体229的上部成为缩径部233而贯穿阀孔232，并与阀芯236一体化。阀芯236具有滑阀部39，该滑阀部39通过在阀孔232中插拔从而开闭抽气阀208。阀芯236不具有滑动部，在阀芯236与阀孔232之间，形成有使动作室23与阀室25始终连通的连通路(抽气通路)。

以沿轴线方向贯穿阀驱动体229的方式设置有连通路237。动作室28经由该连通路237而与动作室23连通。在与阀驱动体229的引导孔26的滑动面上，沿周围设置有迷宫式密封273，防止冷媒经由两者的间隙流通。

图7是表示控制阀的动作的图。已经说明的图6表示最小容量运转时的控制阀的状态。图7表示在最大容量运转时(空调装置起动时等)放泄功能被发挥时的状态。

在控制阀201中，螺线管203关断时，如图6所示，抽气阀208成为闭阀状态。另一方面，虽然未进行经由控制阀201的供气，但是在压缩机中，吹漏气向控制室泄漏。因此，控制压力Pc上升，压缩机进行最小容量运转。此时，因为抽气阀208没有成为全闭，作为孔(orifice)发挥功能，所以从控制室向吸入室进行预定流量的冷媒的漏泄。因此，能防止控制压力Pc过度升高。此外，压缩机中的冷媒的内部循环被维持，油润滑和冷却功能也被确保。

另一方面，若控制电流(起动电流)被供给到螺线管203，则如图7所示，动作杆238向上推动阀驱动体229以及阀芯236。结果，抽气阀208完全打开。由此，控制压力Pc降低，压缩机进行最大容量运转。即，放泄功能被发挥，压缩机迅速地起动。

在被供给到螺线管203的电流值处于抽气阀208的控制电流值范围内时，抽气阀208的开度被自适应地调整，使得吸入压力Ps成为由供给电流值设定的设定压力Pset。

图8是表示抽气阀的开阀特性的图。图8的(A)表示阀芯的行程与阀开度的关系，图8的(B)表示供给到螺线管的电流值与阀开度的关系。图中的实线表示抽气阀208，点划线表示压缩机中的供气通路。在本实施方式中，虽然吹漏气的流通路构成供气通路，但是也可以在压缩机中另行设置固定孔等。

供给到螺线管203的电流值从零到下限电流值I1为止，行程为零，抽气阀208作为固定孔而发挥功能。因此，由控制阀201来维持适度的抽气。另一方面，在压缩机中，进行基于吹漏气的供气。因为作用于压缩机的活塞前后的排出压力Pd与控制压力Pc的压差(Pd－Pc)较大，所以该供气流量大于抽气流量，压缩机进行最小容量运转。

若供给电流值超过I1，则随着供给电流值的增大，行程增大，伴随于此，抽气阀208的开度成比例地增大。此时，抽气阀208的开度被控制，使得吸入压力Ps保持设定压力Pset。

本实施方式的控制阀201具有比第1实施方式简单的以抽气为主的构造，尤其适合于离合器式的压缩机。

[第3实施方式]

图9是表示第3实施方式的控制阀的剖视图。以下，以与第2实施方式的不同点为中心进行说明。

控制阀301是将阀本体302和螺线管303组装成一体而构成的。阀本体302包括主体305及执行元件6等。在阀孔232的动作室23侧的开口端设置有阀座331。阀芯336不具有第2实施方式那样的滑阀部39，而是通过落位/分离于阀座331来开闭抽气阀308。抽气阀308能够成为全闭状态。

在主体305的下端部设置有弹簧支架340。弹簧支架340成阶梯圆板状，在动作室28被压入到主体305中，并插通过动作杆338。另一方面，在动作杆338的中间部，嵌装有弹簧支架341。在弹簧支架340与弹簧支架341之间，安装有弹簧342(作为“施力构件”而发挥功能)，该弹簧342沿抽气阀308的闭阀方向对动作杆338施力。另一方面，在套筒48的底部与柱塞50之间，安装有弹簧344(作为“施力构件”而发挥功能)，该弹簧344沿抽气阀308的开阀方向对动作杆338施力。

在本实施方式中，若螺线管303被设为关断，则抽气阀308成为全闭状态。为了在该关断状态下也确保预定量的抽气，在主体305的侧壁设置有孔320。孔320与端口14都连通于控制室。因此，形成始终经由动作室23使孔320与端口12连通的抽气通路。即，无论抽气阀308的开闭状态如何，始终进行预定流量的抽气。

图10是表示抽气阀的开阀特性的图。图10的(A)表示阀芯的行程与阀开度的关系，图10的(B)表示供给到螺线管的电流值与阀开度的关系。图中的实线表示抽气阀308，点划线表示压缩机中的供气通路。

虽然供给到螺线管3的电流值从零到下限电流值I1为止，行程为零，抽气阀308成为全闭状态，但是如上所述，经由孔320而维持适度的抽气。另一方面，在压缩机中，进行基于吹漏气的供气。因为该供气流量大于抽气流量，所以压缩机进行最小容量运转。

若供给电流值超过I1，则随着供给电流值的增大，行程增大，伴随于此，抽气阀308的开度成比例地增大。此时，抽气阀208的开度被控制，使得吸入压力Ps保持设定压力Pset。

根据本实施方式，即使不将阀芯336设为滑阀构造，也能够得到与第2实施方式相同的作用效果。

[第4实施方式]

图11是第4实施方式的控制阀的上半部的部分放大剖视图。以下，以与第3实施方式的不同点为中心进行说明。图12是表示抽气阀的开阀特性的图。图12的(A)表示阀芯的行程与阀开度的关系，图12的(B)表示供给到螺线管的电流值与阀开度的关系。图中的实线表示抽气阀408，点划线表示压缩机中的供气通路。

如图11所示，控制阀401是将阀本体402和螺线管403组装成一体而构成的。阀本体402包括主体205及执行元件6等。控制阀401不具有第3实施方式的弹簧342。因此，如图12所示，能够通过向螺线管403的通电而立即增大抽气阀408的开度。

以上，虽然说明了本发明的优选的实施方式，但是本发明并不限定于该特定实施方式，当然能够在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。

在上述第1实施方式中，表示了在压缩机常态运转时(控制第2阀8时)，第1阀7作为开度一定的固定孔而发挥功能的例子。在变形例中，也可以是，第1阀7不作为那样的孔(orifice)发挥功能，而是作为切断冷媒的流通的所谓的间隙密封而发挥功能。在其它的变形例中，也可以是，即使在第2阀8的控制状态下，第1阀7的开度也根据第1阀芯30的行程而发生变化等，具有可变开度区域。即，也可以是，第1阀7及第2阀8两者的可变开度区域重叠。

在上述实施方式中，作为控制阀，例示了所谓的Ps感测阀，该Ps感测阀直接感测吸入压力Ps来进行动作。在变形例中，也可以是，也可以作为所谓的Pc感测阀，该Pc感测阀将控制压力Pc作为被感测压力进行感测，从而进行动作。

在上述实施方式中，虽然采用弹簧作为施力构件，但是也可以采用橡胶等其它的施力构件。

另外，本发明不限定于上述实施方式及变形例，在不脱离发明思想的范围内可以使构成要素变形，并将其具体化。也可以是，通过对在上述实施方式或变形例中公开的多个构成要素进行适当组合，从而形成各种发明。此外，也可以是，从上述实施方式或变形例中所示的全部构成要素中，删除几个构成要素。

[附图标记说明]

1控制阀、3螺线管、5主体、6执行元件、7第1阀、8第2阀、9第3阀、12端口、14端口、16端口、20第1阀孔、23动作室、24第1阀室、25第2阀室、26引导孔、27引导孔、28动作室、29阀驱动体、30第1阀芯、31滑动部、32第2阀孔、32阀孔、35内部通路、36第2阀芯、37连通路、38动作杆、39滑阀部、41缩径部、42弹簧、43切口、44弹簧、45波纹管、46芯、50柱塞、90连通路、92上部锥、94下部锥、96孔形成部、100圆筒部、102锥部、201控制阀、203螺线管、205主体、208抽气阀、229阀驱动体、232阀孔、236阀芯、237连通路、238动作杆、246芯、301控制阀、303螺线管、305主体、308抽气阀、320孔、330阀芯、331阀座、336阀芯、338动作杆、340弹簧支架、341弹簧支架、342弹簧、344弹簧、401控制阀、403螺线管、408抽气阀、S基准压力室。

Claims (8)

1.一种控制阀，被应用在具有吸入室、排出室以及控制室，并通过调整上述控制室的压力，从而排出容量可变的可变容量压缩机中，该控制阀的特征在于，包括：

主体，其具有与上述控制室连通的控制室连通口、以及与上述吸入室连通的吸入室连通口，

阀芯，其接触/分离于使上述控制室连通口与上述吸入室连通口连通的阀孔，从而开闭抽气阀，

螺线管，其产生与供给电流值相应的上述抽气阀的开阀方向的驱动力，以及

感压部，其将上述吸入室的压力或上述控制室的压力作为被感测压力而感测，并根据该被感测压力的大小来产生对上述螺线管的驱动力的对抗力；

控制上述抽气阀的开度，使得上述被感测压力成为与供给到上述螺线管的电流值对应的设定压力；

形成有用于在上述抽气阀的闭阀状态下也将从上述控制室连通口导入的冷媒导出到上述吸入室的抽气通路，

上述主体进一步具有排出室连通口，该排出室连通口与上述排出室连通；

设置有在上述抽气阀的控制状态下也将从上述排出室连通口导入的冷媒导出到上述控制室的供气阀，

在上述抽气阀的控制状态下，具有上述供气阀成为固定开度的范围，

上述抽气阀的控制状态为上述阀芯与上述感压部动作连结的状态。

2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，在上述供气阀的开度发生变化的区域中，具有上述抽气阀成为固定开度的范围。

3.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于，上述抽气阀及上述供气阀各自的固定开度状态由各阀的阀芯与阀孔的间隙来实现。

4.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，上述抽气通路为被形成在上述主体上的孔。

5.如权利要求1～4的任何一项所述的控制阀，其特征在于，进一步包括开闭机构，该开闭机构在上述抽气通路之外，根据供给到上述螺线管的电流值的大小来开放能使上述控制室与上述吸入室连通的连通路。

6.如权利要求1～3的任何一项所述的控制阀，其特征在于，上述阀芯具有滑阀部，该滑阀部插拔于上述阀孔；

在上述抽气阀的闭阀状态下，在上述滑阀部与上述阀孔之间形成有作为上述抽气通路的孔。

7.一种控制阀，被应用在具有吸入室、排出室以及控制室，并通过调整上述控制室的压力，从而排出容量可变的可变容量压缩机中，该控制阀的特征在于，包括：

主体，其具有与上述控制室连通的控制室连通口、以及与上述吸入室连通的吸入室连通口，

阀芯，其接触/分离于使上述控制室连通口与上述吸入室连通口连通的阀孔，从而开闭抽气阀，

螺线管，其产生与供给电流值相应的上述抽气阀的开阀方向的驱动力，以及

感压部，其将上述吸入室的压力或上述控制室的压力作为被感测压力而感测，并根据该被感测压力的大小来产生对上述螺线管的驱动力的对抗力；

控制上述抽气阀的开度，使得上述被感测压力成为与供给到上述螺线管的电流值对应的设定压力；

形成有用于在上述抽气阀的闭阀状态下也将从上述控制室连通口导入的冷媒导出到上述吸入室的抽气通路，

上述主体进一步具有排出室连通口，该排出室连通口与上述排出室连通；

设置有在上述抽气阀的控制状态下也将从上述排出室连通口导入的冷媒导出到上述控制室的供气阀，

在上述控制室连通口与上述阀孔之间设置有阀室；

上述抽气阀的阀芯包括：

滑动部，其被可滑动地支撑于上述阀孔，

滑阀部，其插拔于上述阀孔，以及

缩径部，其被形成在上述滑动部与上述滑阀部之间；

在上述阀芯的侧面设置有接近上述缩径部及上述阀室的切口，由此，形成使上述阀孔与上述阀室始终连通的上述抽气通路。

8.如权利要求7所述的控制阀，其特征在于，进一步包括开闭机构，该开闭机构在上述抽气通路之外，根据供给到上述螺线管的电流值的大小来开放能使上述控制室与上述吸入室连通的连通路。

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