JP2007512489A - 可変容量形コンプレッサの制御に適したマイクロバルブ・デバイス - Google Patents

Abstract

可変容量形コンプレッサを制御するためのデバイスが、開示される。このデバイスは、マイクロバルブ作動制御バルブを含む。流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイス、およびマイクロバルブとして使用するためのマイクロ・スプール・バルブも、開示される。

Description

本発明は、一般に制御バルブおよび半導体電気機械デバイスに関し、詳細には空調または冷凍システム中で使用するための可変容量形ガス・コンプレッサ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｇａｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）用の制御バルブに関し、その制御バルブは、マイクロバルブ・デバイス（ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）［ミクロ機械加工によるパイロット・バルブ］によって、位置決めされる。

ＭＥＭＳ［マイクロ電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）］は、物理的に小さく、サイズがマイクロメートルの範囲にあるフィーチャを有するシステム類である。これらのシステムは、電気的および機械的な構成要素をともに有する。用語「ミクロ機械加工（ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）」は、通常、３次元構造およびＭＥＭＳデバイスの可動部品の製作を意味すると理解されている。ＭＥＭＳは、当初、修正された集積回路（コンピュータ・チップ）作製技術（化学的エッチングなど）および材料（シリコン半導体材料など）を使用して、これらの極めて微小な機械的デバイスをミクロ機械加工していた。今日、一層多くのミクロ機械加工の技術および材料が、利用できる。用語「マイクロバルブ」は、本出願で使用されるとき、サイズがマイクロメートルの範囲にあるフィーチャを有し、したがって定義によれば、ミクロ機械加工によって少なくとも部分的に形成されるバルブを意味する。用語「マイクロバルブ・デバイス」は、本出願で使用されるとき、マイクロバルブを含み、他の構成要素を含むことができるデバイスを意味する。マイクロバルブ以外の構成要素が、マイクロバルブ・デバイス中に含まれる場合、これら他の構成要素は、ミクロ機械加工された構成要素または標準のサイズの（より大きい）構成要素とすることができることに留意されたい。

様々なマイクロバルブ・デバイスが、流体回路内の流体流量を制御するために、提案されてきた。通常のマイクロバルブ・デバイスは、本体によって可動に支持された、閉位置と全開位置の間で移動させるためのアクチュエータに動作可能に結合された変位可能な部材またはバルブを含む。閉位置に配置されたとき、バルブは、第２の流体ポートと流体連通した状態で配置された第１の流体ポートを遮断または閉じて、それによって流体が、流体ポート間で流動しないようにする。バルブが、閉位置から全開位置に移動したとき、流体は、流体ポート間で流動することがますます可能になる。その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｐｉｌｏｔ Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許第６，５４０，２０３号に、電気的に作動されるパイロット・マイクロバルブと、このパイロット・マイクロバルブによってその位置が制御されるパイロット作動マイクロバルブとを含むマイクロバルブ・デバイスが、記載されている。その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」という名称の米国特許第６，４９４，８０４号に、流体回路中で流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイスが記載され、オリフィスを介した流体ブリード経路を使用し、圧力分割回路を形成することが含まれている。上記に言及した２つの米国特許は、バルブ本体が複数の層またはプレートから形成された多層マイクロバルブである。これらの層は、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第ＵＳ２００２／０１７４８９１Ａ号に開示された方法を含め、適切などのようなやり方でも、形成し結合することができる。

変位された部材を移動するのに十分な力を発生することに加え、アクチュエータは、変位された部材の企図された変位に反対する、変位可能な部材上に働く流体流の力に打ち勝つことができる力を発生しなければならない。これらの流体流力は、一般に、流体ポートを通る流量が増加するにつれて、増加する。

Ｒ−１２、（だんだん増加して）Ｒ−１３４ａ、Ｒ−６００またはＣＯ_２などの圧縮可能な冷媒を使用した自動車用空調システムなどのシステム中に使用することができる、可変容量形ガス・コンプレッサが知られている。

そのような空調システムでは、冷媒ガスが、コンプレッサによって気体の形で圧縮されて、コンプレッサによって高い圧力および温度で排気される。ガスは、コンデンサへ移動し、そこで高圧高温のガスが、高圧高温の液体に凝縮され、この状態の変化で放出されるエネルギーが、コンデンサ・フィンの上を通過する空気に、熱の形で伝達される。そのコンデンサから、液体が、膨張装置を通過し、そこで液体の圧力（および温度）が、低下する。冷たい低圧液体を蒸発器へ送り、この蒸発器において、蒸発器コイルの上を通過する空気に対して液体が熱を吸収し、そのため、空気を冷却する。冷媒が熱を吸収したとき、冷媒は、液体からガスへとその状態を変える。冷却された空気は、冷却するコンパートメント中に流出される。空気が冷却される程度は、冷媒ガスへ伝達される熱量に比例し、冷媒ガスへ伝達された熱量は、ガスが、プロセスを駆動するコンプレッサ内で、どの程度圧縮されたかに直接比例する。圧縮されたガス量は、可変容量形コンプレッサの圧縮チャンバ内のピストンの変位量を制御することによって、可変容量形コンプレッサ内で制御される。制御バルブを使用して、可変容量形コンプレッサ中のピストン変位を制御することが、知られている。

冷媒ガスを使用する冷却システムを設計する上で重要な事項は、コンデンサからの液体が、水の氷点より低くなるように蒸発器を追いやるような量および温度で、流動しないように保証することである。蒸発器内でガスによってあまりにも過度に熱が吸収された場合、蒸発器の上を通過する空気から生じる水蒸気の凝縮によって、フィンおよびチューブ上に現出する水分が、凍結して蒸発器を通る気流を詰まらせ、それによって乗員室への冷却空気の流れが、遮断される。この理由で、大部分の従来の制御バルブは、調整してコンプレッサのストローク（変位）を変更し、それによってコンプレッサへ戻るガスの圧力が、設定された圧力になるように制御する。ガスは、コンプレッサの吸気領域へ戻る。コンプレッサのこの領域の圧力は、吸気圧として知られる。所望の吸気圧は、そのまわりでコンプレッサのストロークが変更され、この技術内では設定点吸気圧として知られる。

１９８４年に、ちょうど説明したような方法で、コンプレッサのポンプ・メカニズム中のピストン・ストロークを変更することによって、システム中を流れる冷媒ガスの流量を調節する、可変容量形冷媒コンプレッサが導入された。このシステムは、自動車で使用され、コンプレッサを駆動するためのパワーは、自動車のエンジンに結合されたドライブ・ベルトを使用して引き出すように、設計された。動作時、Ａ／Ｃシステムの負荷が低いとき、コンプレッサのピストン・ストロークは、コンプレッサが、エンジンのドライブ・ベルトの１回転当り、より少ない冷媒を送り込むように、短くされる。これによって、自動車乗員の冷却要求を満たすのにちょうど十分な冷媒が、可能になる。Ａ／Ｃシステムに負荷が大きいとき、ピストン・ストロークは、長くされて、エンジンのドライブ・ベルトの１回転当り、より多い冷媒が、送り込まれる。

米国ミシガン州デトロイトのゼネラル・モーターズ・コーポレーションに譲渡された、Ｓｋｉｎｎｅｒの米国特許第４，４２８，７１８号（以下、「Ｓｋｉｎｎｅｒの７１８」という）に、この従来技術の可変容量形コンプレッサおよび従来の空圧式制御バルブ（ＣＶ）の記載が、見られる。可変容量形コンプレッサ、全体的な機能および制御バルブのコンプレッサとの相互作用のＳｋｉｎｎｅｒの７１８の記載および説明は、参照によって本明細書に組み込まれる。

図９は、Ｓｋｉｎｎｅｒの７１８に記載された可変容量形冷媒コンプレッサを示す。この図では、ノーマル・コンデンサ２１２と、オリフィス・チューブ２１４と、蒸発器２１６と、アキュムレータ２１８とがコンプレッサの排気側と吸気側の間でその順序で配置された、自動車用空調システム中に接続された可変角ウォッブル・プレートのタイプの可変容量形冷媒コンプレッサ２１０を示す。コンプレッサ２１０は、シリンダ・ブロック２２０を含み、シリンダ・ブロック２２０は、その両端に、密封するように固定されたヘッド２２２およびクランクケース２２４を有する。ドライブ・シャフト２２６が、コンプレッサ中にシリンダ・ブロック２２０およびクランクケース２２４において中央部で、ベアリングによって支持される。ドライブ・シャフト２２６は、クランクケース２２４上に搭載された、電磁石クラッチ２３６上のプーリ２４０と係合するベルト２３８によってエンジンから駆動される電磁クラッチ２３６によって、自動車エンジン（図示せず）に接続されるように、クランクケース２２４を貫通して延在する。

シリンダ・ブロック２２０は、それを貫通した５個の軸方向シリンダ２４２（１個だけを示す）を有し、それらは、ドライブ・シャフト２２６の軸のまわりでそれから離れて均等に隔置される。シリンダ２４２は、ドライブ・シャフト２２６に平行に延在し、ピストン２４４が、シリンダ２４２それぞれ中で往復摺動移動するように、搭載される。別々のピストン・ロッド２４８が、各ピストン２４４の背面を回転しないリング状のウォッブル・プレート２５０に接続する。

非回転ウォッブル・プレート２５０は、その内径２６４において回転ドライブ・プレート２６８のジャーナル２６６上に搭載される。ドライブ・プレート２６８は、そのジャーナル２６６上で１対のピボット・ピン（図示せず）によって、ドライブ・シャフト２２６上に摺動可能で搭載されたスリーブ２７６に、枢動するように接続され、それによってドライブ・プレート２６８およびウォッブル・プレート２５０が、ドライブ・シャフト２２６に対して、角度を形成することが可能になる。ドライブ・シャフト２２６は、駆動するようにドライブ・プレート２６８に接続される。ウォッブル・プレート２５０は、回転ドライブ・プレート２６８と角度をなすことができる一方、ガイド・ピン２７０によって、それとともに回転しないようにしっかりと防止される。

ウォッブル・プレート２５０の角度は、ドライブ・シャフト２２６の軸に対して、図９に示す実線の大角度位置、すなわちフル・ストロークと、極細線で示したゼロ角度位置、すなわちゼロ・ストロークの間で変化し、それによってピストンのストロークが無限に変化させられ、したがってコンプレッサの変位または容量が、これらの極端間で変化する。スプリット・リング・リターン・スプリング２７２が設けられ、そのスプリング２７２は、ドライブ・シャフト２２６上の溝中に搭載され、その一方の端部が、ゼロのウォッブル角度位置へ移動中、スリーブ２７６と係合され、それによって、その戻り移動が開始されるように調整される。

シリンダ２４２の動作先端部は、バルブ・プレート・アセンブリ２８０によって覆われ、それは、吸気バルブ・ディスクおよび排気バルブ・ディスクから構成され、シリンダ・ブロック２２０とヘッド２２２の間でシリンダ・ブロック２２０に固定される。ヘッド２２２に、吸気領域２８２が設けられ、それは、外側ポート２８４を通して接続され、蒸発器２１６の下流にあるアキュムレータ２１８から気体冷媒を受け取る。吸気領域２８２は、シリンダ２４２のそれぞれの動作先端部において、バルブ・プレート・アセンブリ２８０中の吸気ポート２８６に開通しており、そこでシリンダの吸気ストローク時に、それらの位置で吸気バルブ・ディスクと一体で形成されたリード・バルブをそれぞれ通して、冷媒が、それぞれのシリンダへ流入する。次いで、圧縮ストローク時、各シリンダ２４２の動作先端部に開通した排気ポート２８８によって、圧縮された冷媒が、排気バルブ・ディスクと一体で形成された排気リード・バルブを通して、ヘッド２２２中の排気領域２９０中に排気されることが可能になる。コンプレッサの排気領域２９０は、圧縮された気体冷媒をコンデンサ２１２に供給するように接続され、そこから冷媒は、オリフィス・チューブ２１４を通して蒸発器２１６に戻され、この図に示すように、冷媒回路が、完成される。

ウォッブル・プレートの角度、したがってコンプレッサの変位は、ピストン２４４の背後のクランクケースの密封内部２７８中の冷媒ガス圧を吸気圧に対して制御することによって、制御することができる。このタイプの制御では、ウォッブル・プレート２５０の角度は、ピストン２４４上の力の釣り合いによって決まり、吸気圧制御設定点からのクランクケース吸気圧の差が、わずかに上昇すると、ピストン２４４上に正味の力が生成され、ウォッブル・プレート・ピボット・ピン（図示せず）のまわりのモーメントを変えて、ウォッブル・プレート角度を減少するように働き、それによってコンプレッサ容量が、減少することになる。

可変容量形コンプレッサの重要な要素は、コンプレッサのヘッド部２２２中に挿入される空圧式制御バルブ（ＣＶ）３００である。ＣＶ３００は、コンプレッサに戻る冷媒ガスの圧力状態（吸気圧）を検知することによって、Ａ／Ｃ負荷を検知する。ＣＶは、クランクケース・チャンバ２７８に動作可能に接続される。コンプレッサのシリンダ・ブロック２２０およびヘッド２２２中にはコンプレッサのＣＶと吸気領域２８２の間、排気領域２９０とクランクケース・チャンバ２７８の間のガス流用にチャネルがある。ＣＶは、ピストン２４４の背部およびウォッブル・プレート２５０上に働く、クランクケース・チャンバ２７８中のガス圧を制御することによって、コンプレッサ内のピストン２４４の変位を制御する。

制御バルブ３００は、コンプレッサのヘッド２２２中に形成された、段のある一方がふさがったＣＶ空洞２９８中に挿入される。ＣＶ空洞２９８のふさがった端部が、ポート２９２を通して排気領域２９０と直接連通する。ＣＶ空洞ポート２９４、２９５が、クランクケース・チャンバ２７８と連通する。ＣＶ空洞ポート２９６が、吸気領域２８２と連通する。ＣＶ３００は、ＣＶの特別な形状が、ポート２９２、２９４、２９５および２９６と位置が合うように、ＣＶ空洞２９８中に封入される。

図１０は、より詳しく、図９に描かれた空圧式ＣＶ３００を示す。バルブ３００は、バルブ本体３０１およびバルブ・ベロー・カバー３１２を含む。溝３１４、３１６および３１８が、バルブ本体中に形成されてＯリングを位置決めし、Ｏリングは、ＣＶ空洞２９８の壁に対して密封する。ＣＶ空洞２９８の壁中に形成された溝２９９はＯリングを保持し、Ｏリングは、バルブ・ベロー・カバー３１２に対して密封する。このＯリングの構成によって、互いに対して密封された、それぞれがポート２９２、２９４、２９５または２９６の１つとガス連通する、ＣＶ空洞２９８内の４つの領域の形に、バルブが密封される。

ＣＶ３００は、フィルタ３２０およびＣＶ空洞ポート２９２を介して（通して）コンプレッサ排気領域２９０に連通する上側バルブ・チャンバ３３０を有する。中間バルブ・チャンバ３２２が、バルブ本体３１０中の開口部３２１を介してクランクケース・チャンバ２７８に連通する。バルブ本体３１０中の中央通路３２６が、ポート２９５を介してクランクケース・チャンバ２７８と連通する。下側バルブ・チャンバ３２８が、バルブ・ベロー・カバー３１２中の開口部３２７を通りポ−ト２９６を介して、コンプレッサ吸気領域２８２と連通する。

ＣＶ３００は、上側バルブ・チャンバ３３０と中間バルブ・チャンバ３２２の間の流通経路を制御し、したがってコンプレッサの排気領域２９０とクランクケース・チャンバ２７８の間の流通を制御するように動作させることができる、ボール３３２およびバルブ・シート３３４を含むボール・バルブを有する。ＣＶ３００は、下側バルブ・チャンバ３２８と中央通路３２６の間の流通を制御し、したがってコンプレッサの吸気領域２８２とクランクケース・チャンバ２７８の間の流通を制御するように、動作させることができる、円錐部材３４０および整合用円錐バルブ・シート３３８から構成された円錐バルブを有する。

円錐バルブ部材３４０は、バルブ・ロッド３３６の一方の端部の近くで肩部として、形成される。円錐バルブ部材３４０が、整合用円錐バルブ・シート３３８に対して据えつけられているので、バルブ・ロッド３３６の他方の端部は、ボール３３２を押すように構成される。この構成によって、バルブ・ロッド３３６が移動すると、クランクケース・チャンバ２７８への排気圧ガスおよび吸気圧ガスの流通が、ともに開閉される。バルブ・ロッド３３６の位置決めを使用し、吸気圧と排気圧の間の値に、クランクケース圧を調節することができる。次いで、クランクケース圧のこの調節によって、コンプレッサ変位が調節される。

従来の空圧式ＣＶ３００では、バルブ・ロッド３３６の位置は、ボール３３２に対して作用する排気圧、圧力受感性ベロー・アクチュエータ３５０、ボール・センタリング・スプリング３５４およびバイアス・スプリング３５２から生じる力のバランスによって、確立される。ベロー・アクチュエータ３５０は、真空メタル・ベロー３４２と、内側スプリング３４４と、エンド・キャップ３４５および３４６と、ベロー・ステム３４８とから構成される。ベロー・アクチュエータ３５０は、内側スプリング３４４の力によって伸ばされ、ベローの外側表面に加えられるガス圧の力によって縮められる。ベロー・アクチュエータ３５０は、コンプレッサの吸気領域２８２とガス連通する下側バルブ・チャンバ３２８中に封入される。

コンプレッサの動作中、ＣＶ３００は、ベロー・アクチュエータ３５０を介して、コンプレッサ２１０の吸気圧の変化に応答し、ボール３３２上の力を介して排気圧の変化に応答する。ベローの内側スプリング３４４、バイアス・スプリング３５２およびボール・センタリング・スプリング３５４の、バルブ組み立て時にバルブ製造業者が設定したスプリング定数および公称圧縮によって、バルブ・ロッド３３６上に力が生成される。スプリング力は、通常、制御バルブ３００を調節して、排気圧ガスの流れを開通し、同時にクランクケース・チャンバ２７８から吸気領域２８２への流れを閉じるように、働く。したがって、ＣＶ３００は、これらの固定スプリング力によって、コンプレッサ・クランクケース２７８への排気圧ガスおよび吸気圧ガスの流量を制御する。

ＣＶ３００などの空圧式ＣＶ中の公称スプリングのバイアス力の設定設計パラメータは、空調システムの動作中、蒸発器の温度が、水の氷点よりわずかに高く維持されるように、選択される。スプリングのバイアス設定には、様々な気温の周囲条件下で適用される、システム目標の釣り合いが必要である。より気温の高い周囲条件には、氷結せずにできる限り蒸発器を低温に維持することが、最適である。より低い周囲の気温では、いくらか脱湿をさらに施しながら、維持することができるような高い温度に、蒸発器を維持することが望ましい。ＣＶ３００のためのスプリングのバイアス力の一選択肢は、複数の周囲気温条件、エンジン・パワー負荷条件および冷却に対するユーザの要求に適合しなければならない。

固定スプリングの力のバイアス設定で設計される空圧式ＣＶは、２つの主な欠点を有する。第１に、冷却システムが動作しているとき、システムは、蒸発器部で、最大容量で常に働いており、コンプレッサが最大エネルギー使用を必要とすることである。第２に、蒸発器が常に最大容量の状態にあるので、完全冷却以外の温度に冷却空気を和らげるために、システム中に温かい空気を導入しなければならないことである。

自動車用空調システム用の可変容量形コンプレッサ中に使用される代替ＣＶ設計では、可変容量形コンプレッサのクランクケース中への冷媒ガスの流量を制御するために、電磁アシスト・バルブが、使用される。Ｓｕｉｔｏｕ他の米国特許第５，９６４，５７８号（以下、「Ｓｕｉｔｏｕの５７８」という）に、クランクケースへの排気圧ガスおよび吸気圧ガスの流量を制御するバルブ部材上で動作する電磁作動ロッドを有するＣＶが、開示されている。バルブ部材の位置が、従来の空圧式ＣＶに類似の形で、スプリングでバイアスされたベローによって、部分的に確立される。吸気圧が増加すると、排気領域からクランクケースへのガス流量が減少するように、ベローに対して作用する。付勢されたとき、電磁作動ロッドは、クランクケースへの排気圧の流量を減少するように、バルブ部材を駆り立てもする力を加える。これによって、電磁コイルへの電気的信号で仲介することができる、ピストン・ストロークおよびコンプレッサの出力容量の追加の制御が、可能になる。

Ｈｉｒｏｔａによる米国特許第５，７０２，２３５号（以下、「Ｈｉｒｏｔａの‘２３５」という）に、排気バルブ動作を支援するために、電磁アクチュエータを使用する代替ＣＶ設計が、開示されている。この設計では、ソレノイドを使用して、ＣＶ中の加圧チャンバへ排気圧ガスを流入させるパイロット・バルブを開閉する。加圧チャンバは、コンプレッサの吸気圧領域と一定にガス連通している。バルブ部材は、クランクケースへの排気圧ガスおよび吸気圧ガスの流量を制御する。バルブ部材の位置は、スプリングのバイアス力、バルブ部材の一方の端部に対して作用する排気圧の力およびバルブ部材の反対側の端部に作用する加圧チャンバ中の圧力の力の釣り合いによって、確立される。付勢されたとき、電磁作動パイロット・バルブによって、加圧チャンバ中で圧力が急激に増加してバルブ部材が開通され、クランクケースへの排気圧ガスの流量の増加が可能になる。

Ｈｉｒｏｔａの２３５のＣＶ設計によるバルブ部材は、Ｓｕｉｔｏｕの５７８の電磁アシストＣＶまたはＳｋｉｎｎｅｒの７１８の空圧式ＣＶのように、吸気領域圧に応答せず、吸気圧設定点に応じてコンプレッサの変位を制御しない。Ｈｉｒｏｔａの２３５のＣＶ設計の目的は、排気圧ガスの力を使用して、クランクケース・バルブへの排気を開通し、それによって、コンパクトで軽量安価なソレノイドの使用を可能にすることである。

従来技術の電磁アシストＣＶに関して、いくつかの主な欠点がある。第１に、可変位置ソレノイドが、必要である。可変位置ソレノイドは、性能が線形でなく、自動車エンジン・コンパートメント中の極端な温度のため、パワー制限を与えると、可変位置ソレノイドの適切な動作が極めて困難になる。第２に、多量で正確な電流値が、ソレノイドを適切に位置決めするために、必要である。第３に、可変位置ソレノイド・システムでは、安定した吸気圧設定点が、設定されず、それによって冷却システムが、それ自体を平衡状態に維持することができない。

従来の空圧式および電磁アシストのＣＶの非効率性に対する解決策として、様々な条件下で冷却システムの性能を最適化するために、空圧式バルブ制御バルブ内で働くバイアス力の設定を変更することができる、ＣＶ設計が必要である。すなわち、圧縮チャンバ中のピストン変位の程度を変化させる、可変設定点制御バルブ（ＶＣＶ）が必要である。乗員室の乗員が望む温度に従って、吸気圧設定点が、ＶＣＶによって変更される。このようにして、冷却システムは、常にその最大で動作する必要がなく、むしろコンプレッサは、乗員が決めた温度に気流を冷却するために必要な吸気圧設定点まで、十分冷媒ガスを圧縮し送るだけである。実質的なエネルギーは、必要な点までにだけガスを加圧し、必要な容積だけ送り出すことで節約され、効率の良さが、温かい空気を冷却された気流中に導入することをなくすことによって、実現される。

従来の空圧式および電磁アシストのＣＶの欠点を克服する、また、効率的に動作しながら、安定平衡状態を維持し、乗員室中の乗員の必要に合致する冷却システムを可能にする、可変設定点ＣＶが必要である。

その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３９０，７８２号に開示された従来技術による、可変設定点制御バルブ（ＶＣＶ）１０を図１の図に表す。図１に、ＶＣＶ１０は、断面図で示され、上述のＳｋｉｎｎｅｒの７１８の可変容量形コンプレッサ（図９参照）の制御バルブ空洞２９８に嵌合するのに適した、形状およびフィーチャ配置を有する。ＶＣＶ１０は、ガスを圧縮するコンプレッサ１００に結合される。ＶＣＶ１０は、ガス量、およびコンプレッサ１００中でガスが加圧される程度を制御する。好ましい実施形態では、コンプレッサ１００中で加圧されたガスは、空調ユニット中で使用されるような冷媒である。例えば、そのような空調ユニットは、自動車中に存在するはずである。

ＶＣＶ１０は、コンプレッサ変位制御部３０および可変設定点制御部８０を含む。コンプレッサ変位制御部３０は、コンプレッサ１００からＶＣＶ１０に流入流出するガス流量を制御し、その間、可変設定点制御部８０は、コンプレッサ変位制御部３０の動作を制御する。ＶＣＶバルブ本体１２が、多数のＶＣＶ機能要素を有して形成され、それは、後で述べられる。図１に示す好ましい実施形態では、バルブ本体１２は、この図に示された断面図から推測することができるように、形が実質的に円筒状である。Ｏリング保持溝１４が、３箇所で、バルブ本体１２の外側上に示してある。ＶＣＶ１０が、コンプレッサの制御バルブ空洞（例えば、図９参照）中に挿入されたとき、それは、異なる圧力源が、ＶＣＶ１０の異なる部分およびポートに連通することを可能にするＯリング・シールによって、組み立てられる。

コンプレッサ変位制御部３０は、バルブ本体１２の下端１６中に形成された吸気圧チャンバ３２を含み、それは、バルブ本体１２に形成されたＶＣＶ吸気ポート３４および吸気圧経路１１２を通して、コンプレッサ１００の吸気領域１２０とガス連通する。冷媒回路ライン１１１が、吸気領域１２０およびコンプレッサ・バルブ・プレート１２６を介して、コンプレッサ１００の圧縮チャンバ１１４中に低圧ガスを供給する。冷媒回路ライン１１１は、空調システムのアキュムレータ１４４から低圧冷媒ガスを戻すラインである。

コンプレッサ１００は、さらに、ピストン１１６、クランクケース・チャンバ１１８および排気領域１２４を含む。簡単に言うと、コンプレッサ１００の動作は、次の通りである。ピストン１１６が、コンプレッサ・バルブ・プレート１２６に向かって移動したとき、圧縮チャンバ１１４中の冷媒ガスが、ピストン１１６のストロークによって、圧縮される。コンプレッサ・バルブ・プレートは、排気領域１２４に高圧ガスを流入させる。冷媒回路ライン１１１は、排気領域１２４に接続される。ピストン１１６の圧縮チャンバ１１４に沿った変位（ストローク）１２８が大きくなるにつれて、冷媒ガスがコンプレッサ・バルブ・プレートを通過するので、冷媒ガスの圧力および流量がますます大きくなる。次いで、冷媒ガスは、冷媒回路ライン１１１からコンデンサ１４０に送られ、そのガスは、コンデンサ・コイル中で液化する。次いで、その液体は、蒸発器１４２に流入し、そこで液体は、蒸発器１４２内のオリフィスで膨張し、気化する。コイルの上を通過する空気が、液体からガスへの状態変化のためのエネルギーとなる熱エネルギーを放出する。次いで、冷却された空気が、自動車の乗員キャビン中に、または冷却するために空調システムが必要などのようなチャンバ中にも吹き込まれる。膨張した後、冷媒ガスは、低圧状態になり、冷媒回路ライン１１１を通してコンプレッサ１００に戻される。

コンプレッサ１００は、可変コンプレッサであり、ピストン１１６のストロークが、空調システムの必要な負荷に応じて変化することを意味する。例えば、ユーザが、蒸発器コイルの上を通過する空気をさらに冷却することを要求した場合、冷媒回路ライン１１１中に排気される冷媒流量が、増加される。ピストン１１６のストローク１２８が、増加されて、流量が増加する。

圧力が、クランクケース・チャンバ内で、ピストン１１６の背部に加えられる。クランクケース・チャンバ１１８内の圧力が、吸気圧に対して高くなるにつれて、戻り時（バルブ・プレート１２６から離れる）に、高圧による力がピストン１１６に対向して働くので、圧縮後のピスト１１６の戻りストローク１２８が、ますます短くなる。これとは反対に、クランクケース・チャンバ１１８内の圧力が、吸気圧に対して低くなるにつれて、ピストン１１６に対して働く力が低圧なので、圧縮後のピスト１１６の戻りストロークが、ますます長くなる。クランクケース・チャンバ１１８内の圧力を変え、したがってピストン１１６の変位１２８、最終的には冷媒回路ライン１１１を経由する排気圧を変更することによって、蒸発器からの空気の温度が、制御される。

コンプレッサ変位制御部３０は、バルブ本体１２中の中心にあり、吸気圧チャンバ３２から通じた穴として形成された、中間チャンバ４０を有する。第１の中間ポート４２が、バルブ本体１２中に形成され、中間チャンバ４０と連通する。第１の中間ポート４２は、第１のクランクケース圧力経路１３０を介して、クランクケース・チャンバ１１８とガス連通する。ＶＣＶ１０は、さらに、吸気圧チャンバ３２に曝された感圧部材、すなわちダイアフラム３６を含む。吸気圧バルブは、吸気バルブ閉鎖部材、すなわち吸気バルブ・ボール３８と、バルブ本体１２中に形成された吸気バルブ・シート３７とを含み、吸気圧チャンバ３２と中間チャンバ４０の間のガス連通経路を開閉するために、設けられる。

吸気バルブ・ボール３８は、剛体部材４１によって吸気バルブ・シート３７に対して押し付けられ、それは、ダイアフラム３６と接触し浮動している。バイアス・スプリング４４が、中間チャンバ４０中に保持され、吸気バルブ・シート３７から離れるように吸気バルブ・ボール３８を押し付ける、すなわち吸気バルブ部が開通するようにさせる。バイアス・スプリング４４が、吸気バルブ・シートへ向かうダイアフラムの移動に対向し、したがって等価圧として、すなわちダイアフラム３６の圧力受け領域上の吸気圧の作用に加えたスプリングのバイアス圧として働くことも分かる。ＶＣＶ吸気圧バルブが、コンプレッサ１００の吸気領域１２０とクランクケース・チャンバ１１８の間のガス連通経路を開閉する

ＶＣＶ１０の排気圧バルブ部が、排気バルブ部、すなわち排気バルブ・ボール５０と、バルブ本体１２中に形成された排気バルブ・シート５２とから構成される。排気バルブ・ボール５０が、バルブ本体１２の上端１８中に形成された排気圧チャンバ６０中に、配置される。バルブ・インサート６４が、排気バルブ・シート５２と位置合わせして排気バルブ・ボール５０を位置決めする、階段状の貫通穴６２を有する。ボール・センタリング・スプリング５８を使用して、排気バルブ・ボール５０の標準位置をさらに調整することができる。粒子フィルタ・キャップ７４が、バルブ本体１２の端部を密封可能に覆い、排気圧チャンバ６０が、完成される。ＶＣＶ１０が、コンプレッサ１００中に挿入されたとき、バルブ本体の上端１８が、図９に示す空洞２９８などの制御バルブ空洞のふさがった端部中に、封入される。コンプレッサの排気領域１２４からの排気圧経路１１０が、制御バルブ空洞のふさがった端部と連通する。それによって、排気圧ガスは、フィルタ７４を通してＶＣＶ排気圧チャンバ６０に連通する。

ＶＣＶ１０は、バルブ本体１２を貫通する中心の階段状の穴７０を有する。中心穴７０は、排気チャンバ６０に近接した上端で、大径の穴部を有し、そこに排気バルブ・シート５２が形成される。中心穴７０および中間チャンバ４０は、互いに位置合わせされる。第２の中間ポート５６が、バルブ本体１２中に形成され、中心穴７０の大きな穴部と連通する。第２の中間ポート５６は、第２のクランクケース圧経路１３２を通して、クランクケース・チャンバ１１８とガス連通する。排気バルブ・ボール５０が、排気バルブ・シート５２から離れて移動したとき、排気圧ガスは、穴７０を通して第２の中間ポート５６へ流れ、次いで第２のクランクケース圧経路１３２を通して、クランクケース・チャンバ１１８へ流れることができる。

中心穴７０中に挿入されたバルブ・ロッド５４が、ＶＣＶの吸気バルブ部および排気バルブ部の動作を部分的に連結する。バルブ・ロッド５４は、直径が、中心穴７０の小さい穴部よりわずかに小さい。バルブ・ロッド５４は、中心穴７０中で自由に摺動するが、それでも中間チャンバ４０と排気チャンバ６０の間のガスの連通を実質的に遮断する。バルブ・ロッド５４の長さは、着座した排気バルブ・ボール５０と全開（着座から完全に離れた）位置における吸気バルブ・ボール３８に同時に触れるように、選択される。この構成によって、部分的に開閉する関係で、吸気バルブ部と排気バルブ部が連結される。吸気バルブ・ボール３８が、バルブ閉方向に移動したとき、バルブ・ロッド５４は、排気ボール５０をバルブ開方向に押す。排気バルブ・ボール５０が、バルブ閉方向に移動したとき、バルブ・ロッド５４は、吸気ボール３８をバルブ開方向に押す。

図１の好ましい実施形態では、バルブ・ロッド５４は、どちらのバルブ閉鎖ボールにも取り付けられない。バルブ・ロッド５４は、ＶＣＶの排気バルブ部または吸気バルブ部どちらかを開くが、どちらも閉じないように動作する。排気バルブ部を閉じるように働く力は、排気バルブ・ボール５０の有効圧受け領域上にかかる排気ガス圧およびボール・センタリング・スプリング５８が与える小さなスプリング力である。吸気圧バルブ部を閉じるように働く力は、剛体部材４１を介した圧力受感ダイアフラム３６の動作から得られる。両方のバルブ閉鎖部材が、バルブ・ロッド５４などの結合手段に取り付けられる、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態は、制御バルブ技術の当業者に明らかになる。両方のバルブ部材が、しっかりと連結された場合、フルの開閉関係が、存在することになる。

ここで、ＶＣＶ１０の可変設定点制御部８０を詳しく参照する。可変設定点制御部８０は、ＶＣＶダイアフラム３６、吸気圧チャンバ３２が形成されたときにバルブ本体１２の下端で形成された壁９１およびバルブ・エンド・キャップ２０に取り囲まれた、密閉された基準チャンバ９０を含む。ダイアフラム３６が配置され、基準バルブ・キャリア８１によって、吸気圧チャンバ３２中の内側ステップ９３に接して封入されている。ダイアフラム３６は、吸気圧チャンバ３２中で吸気圧に曝された吸気圧受け領域を有する第１の側面４３と、基準チャンバ中で基準圧に曝された基準圧受け領域を有する第２の側面３９とを有する。ダイアフラム３６は、基準チャンバ９０を、吸気圧チャンバ３２、排気圧チャンバ６０、中間チャンバ４０または中心穴７０との直接ガス連通から密封するように構成される。

２つの圧力ブリード通路、すなわち排気ブリード通路６８および吸気ブリード通路７２が、バルブ本体１２中に設けられ、バルブ本体の内側ステップ９３に押し付けられて据えつけられたダイアフラム３６中の２つの穴と位置合わせされる。バルブ・インサート６４が、排気チャンバ６０と排気ブリード通路６８を連通させるために設けられた、バルブ・インサート・ブリード穴６９を有する。ブリード通路、バルブ・インサート・ブリード穴および対応するダイアフラムの穴は、基準チャンバ９０に対する吸気圧ガス源および排気圧ガス源を提供する。ＶＣＶ排気圧チャンバ６０から基準チャンバへ排気圧ガスを供給する、述べられたこの特徴は、この設計では、異物から基準チャンバ９０中の構成要素および通路を保護するために、フィルタ７４が使用されるので、重要である。

図２に、基準チャンバ中に収納されたＶＣＶ構成要素が、より明瞭に示されている。図３に、基準チャンバ・バルブ手段が、極めて詳しいレベルでさらに示される。図１から３の同じ要素は、同じ番号が付けられている。

ここで、図１から３を参照すると、バルブ本体１２の下端１６で形成された壁９１の内側に接して、密封可能に嵌め込まれた外側壁を有する、壁が厚い円筒として、基準バルブ・キャリア８１が形成される。基準バルブ・キャリア８１の上端は、ダイアフラム３６に接して密封される。２つの小さな一方がふさがったチャンバ、すなわち吸気ブリード・チャンバ９６および排気ブリード・チャンバ９８が、ダイアフラム３６に押し付けられて封入された上端から基準バルブ・キャリア８１中に、形成される。吸気ブリード・チャンバ９６の開口端部は、吸気ブリード通路７２と位置合わせされ、排気ブリード・チャンバ９８の開口端部は、排気ブリード通路６８と位置合わせされる。基準チャンバ・バルブ手段は、全体的に基準入口バルブ８８および基準出口バルブ８６として表される。

図３を参照すると、基準入口バルブ８８が、基準入口バルブ閉鎖部材１６２、基準吸入貫通穴１６０および基準入口バルブ・シート１６４から構成される。基準吸入貫通穴１６０は、円筒状基準バルブ・キャリアの内側表面から排気ブリード・チャンバ９８まで貫通して形成される。基準入口バルブ・シート１６４は、基準バルブ・キャリア８１から出現し、基準チャンバ９０中に入る吸入貫通穴１６０のまわりに形成される。基準入口バルブ閉鎖部材１６２は、入口バルブ・プッシュ・ロッド１６７に取り付けられ、それは、吸入電磁アクチュエータ９４の一部分である。電流信号が、吸入電磁リード８５に加えられたとき、入口バルブ・プッシュ・ロッド１６７が、電磁アクチュエータ９４の中心部に引き込まれて、基準入口バルブ閉鎖部材１６２が基準入口バルブ・シート１６４に対して押し付けられ、それによって基準吸入貫通穴１６０が閉鎖される。基準吸入貫通穴１６０によって、基準チャンバ９０と排気ブリード・チャンバ９８が連通している。したがって、吸入電磁アクチュエータ９４に加えられる電気信号による基準入口バルブ８８の開閉によって、基準チャンバへの排気圧ガスの流量が制御される。

吸入電磁リーフ・スプリング１６８が、図３に示すように、入口バルブ・プッシュ・ロッドを後退位置にバイアスするために配置される。この吸入電磁スプリングのバイアス構成は、吸入電磁アクチュエータ９４のコイルを付勢する電気信号がないとき、基準入口バルブ８８が、基準チャンバに排気圧ガス流を開通させることになることを意味する。このように示した基準入口バルブは、通常開であるといわれる。スプリングが基準入口バルブを通常閉状態にバイアスする、これと反対の構成は、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態で首尾よく使用することもできる、基準入口バルブ手段の代替構成である。

基準出口バルブ８６は、基準出口バルブ閉鎖部材１７２、基準排出貫通穴１７０および基準出口バルブ・シート１７４から構成される。

基準排出貫通穴１７０は、円筒状基準バルブ・キャリア８１の内側表面から吸気ブリード・チャンバ９６まで貫通して形成される。基準出口バルブ・シート１７４は、基準バルブ・キャリア８１から出現し、基準チャンバ９０中に入る排出貫通穴１７０のまわりに形成される。基準出口バルブ閉鎖部材１７２は、出口バルブ・プッシュ・ロッド１７７に取り付けられ、それは、排出電磁アクチュエータ９２の一部分である。電流信号が、排出電磁リード８７に加えられたとき、出口バルブ・プッシュ・ロッド１７７は、電磁アクチュエータ９２の中心部に引き込まれて、基準出口バルブ閉鎖部材１７２が基準出口バルブ・シート１７４から引き離され、それによって基準排出貫通穴１７０が開通する。基準排出貫通穴によって、基準チャンバ９０と吸気ブリード・チャンバ９６が連通している。したがって、排出電磁アクチュエータ９２に加えられる電気信号による基準出口バルブ８６の開閉によって、基準チャンバへの吸気圧ガスの流量が制御される。

排出電磁リーフ・スプリング１７８が、図３に示すように、出口バルブ・プッシュ・ロッドを伸長位置にバイアスするために、配置される。この排出電磁スプリングのバイアス構成は、排出電磁アクチュエータ９２のコイルを付勢する電気信号がないとき、基準出口バルブ８６が、基準チャンバへの吸気圧ガス流を閉じることになることを意味する。したがって、ここに示した基準出口バルブは、通常閉である。スプリングが基準出口バルブを通常開状態にバイアスする、これとは反対の構成は、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態で首尾よく使用することもできる、基準出口バルブ手段の代替構成である。

電磁アクチュエータが、本明細書で議論され、図１から３に示されているが、すべての電気的駆動の物理的アクチュエータ手段を用いて、基準入口バルブ８８および基準出口バルブ８６を開閉することができるはずであることを理解されたい。

可変設定点制御部８０は、電気的制御ユニット８２と、圧力センサ８４と、電気回路キャリア８３と、ＶＣＶ電気リード８９とをさらに含む。圧力センサ８４は、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の好ましい実施形態の任意選択の特徴である。高感度部に衝突するガス圧に関する電気信号を生成するのは、変換器である。圧力センサ８４は、密閉された基準チャンバ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｍｂｅｒ）９０内のガス圧に応答するように、電気回路キャリア８３上に搭載される。従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の実施には、圧力センサ８４を基準チャンバ９０の内部に直接搭載することは、必要でない。代替実施形態では、センサの感圧部材が、基準チャンバ９０とガスが連通した状態にされている限り、ある他の位置に、圧力センサを搭載することができるはずである。

電気的制御ユニット８２は、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の好ましい実施形態の任意選択の特徴である。制御ユニット８２は、基準チャンバ・バルブ手段を制御する、または圧力センサ８４が生成した電気信号を受け取り処理するための電気回路を収納することができる。従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号のこの任意選択の特徴の好ましい実施形態では、制御ユニット８２の電気的構成要素は、電気回路キャリア８３によって、圧力センサ８４と同じ位置に配置される。任意選択の制御ユニット８２の他の機能は、後で述べる。

ＶＣＶ電気リード８９は、電気回路キャリア８３からバルブ・エンド・キャップ２０中の密封された開口部を通る経路を経由する。ＶＣＶ１０が必要とする電気リードの数は、任意選択の電気的制御ユニット８２が果たす機能および任意選択の圧力センサ８４のデバイス特性に、依存することになる。電気的制御ユニット８２も基準チャンバ圧力センサ８４も使用されないときには、ＶＣＶの電気リード８９は、電気信号を送り、基準チャンバ・バルブ手段を作動させるために必要なリードを含むことを必要とするだけである。

可変設定点制御部８０は、コンプレッサ変位制御部３０の動作を制御する。基準チャンバ９０内の圧力を制御することによって、可変設定点制御部８０は、ＶＣＶ１０の吸気圧バルブ部および排気圧バルブ部の開／閉状態を管理することが可能である。例えば、基準チャンバ９０中の圧力が、吸気圧チャンバ３２中の圧力およびバイアス・スプリング４４が及ぼす力より小さい力を、ダイアフラム３６に対して及ぼした場合、ダイアフラム３６は、基準チャンバ９０中へ、すなわち基準入口レット・アクチュエータ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎｌｅｔ ｌｅｔ ａｃｔｕａｔｏｒ）９４の方向にゆがむことになる。この移動によって、吸気バルブ・ボール３８が、吸気バルブ・シート３７から移動し、したがって第１のクランクケース圧経路１３０から吸気圧チャンバ３２へのガスの流れが、開通する。同時に、排気ガス圧が排気バルブ・ボール５０を排気バルブ・シート５２に押し付けることによって、排気圧バルブ部が閉鎖される。ＶＣＶ１０の吸気バルブ部を通る流れを開通することによって、クランクケース・チャンバ１１８からのガスが、吸気圧チャンバ３２中に流入し、吸気圧経路１１２を介してコンプレッサ１００の吸気領域１２０へ流出する。クランクケース・チャンバ１１８からガスの抽気によって、より小さい力が、ピストン１１６に対して作用し、より大きくピストン１１６が変位する。したがって、システムの蒸発器中に流入する冷媒ガスの流量が、増加される。

基準チャンバ９０中の圧力が、吸気圧チャンバ３２中の圧力およびバイアス・スプリング４４が及ぼす力より大きい力をダイアフラム３６に対して及ぼした場合、ダイアフラム３６は、吸気圧チャンバ３２中に、すなわち吸気バルブ・シート３７の方向にゆがむことになる。この動作によって、ＶＣＶ吸気バルブ部が閉じられ、同時に、排気バルブ・ボール５０を排気バルブ・シート５２から離すように、バルブ・ロッド５４が押すことによって、ＶＣＶ排気バルブ部が開通される。排気バルブ部が開通されるので、排気圧経路１１０からの高圧ガスが、排気圧チャンバ６０、階段状の中心穴７０、第２の中間ポート５６および第２のクランクケース圧経路１３２を通してクランクケース・チャンバ１１８に流入する。圧力は、クランクケース・チャンバ１１８内で高まることになり、そのためピストン１１６に対して力が加わる。したがって、ピストン１１６の変位１２８が限定され、システムの蒸発器中に送られる冷媒ガス量が、減少する。

バイアス・スプリング４４がダイアフラム上に及ぼす力は、ＶＣＶ１０の性能全体に対する重要な設計変数である。スプリング力が、１３．８〜１３８ｋＰａ（２〜２０ｐｓｉ）の吸気圧、もっとも好ましくは２７．６〜６９ｋＰａ（４〜１０ｐｓｉ）である吸気圧と同等になるように調節される場合、もっとも有利であることが、実験から判明している。スプリングのバイアス力のこの範囲によって、極めて小さいコンプレッサ容量を使用する条件下で、すなわちコンプレッサが完全なデストローク動作（ｆｕｌｌ ｄｅ−ｓｔｒｏｋｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に近いとき、ＶＣＶ１０の十分な動作範囲が得られる。

基準チャンバ９０内の圧力は、基準出口バルブ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｕｔｌｅｔ ｖａｌｖｅ）８６および基準入口バルブ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎｌｅｔ ｖａｌｖｅ）８８の開閉によって、制御される。これらのそれぞれは、好ましい実施形態では、圧力センサ８４および電気的制御ユニット８２によって、任意選択で制御される。具体的には、基準チャンバ９０内の圧力は、圧力センサ８４とガス連通する。圧力センサ８４は、電気的制御ユニット８２にインターフェースし、基準チャンバ９０中のガス圧を測定し、その圧力を電気的制御ユニット８２へ通信する。電気的制御ユニット８２は、コンプレッサ制御ユニット１４６から制御信号および情報を受け取る。乗員の快適レベルの設定、ならびに環境条件および自動車動作条件についての他の情報が、コンプレッサ制御ユニット１４６に送られる。コンプレッサ制御ユニット１４６は、格納されたコンプレッサ性能アルゴリズムを使用して、圧縮チャンバ１１４内でピストン１１６によって圧縮され、所望の状態を生じさせる、すなわち乗員の快適レベル設定が、環境および自動車の動作要因から課せられた制約内で最適に達成されるために、必要なガス量を計算する。

計算されたコンプレッサ変位要求事項、圧力センサ８４からの圧力情報およびＶＣＶ１０の要素の既知の物理的応答特性が、ＶＣＶ性能アルゴリズムによって使用されて、コンプレッサ変位要求事項を満足させるのに必要な、基準チャンバ９０内の圧力を計算する。この計算された基準圧は、コンプレッサ制御ユニットによって決められた要求事項を満足させるために必要であり、所定の基準圧と呼ばれる。したがって、可変容量形コンプレッサ１００は、所定の基準圧の決定、およびこの所定の圧力レベルに基準チャンバ中のガス圧を維持することによって、制御される。

あるいは、圧力センサ８４が使用されない場合、ＶＣＶ１０の既知の標準特性に基づき予め計算された、またはさらに較正セットアップ手順によってＶＣＶ毎にカスタマイズされた、格納された一式の基準圧レベルから、所定の基準圧を選択することができる。従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号のこの代替実施形態のケースでは、計算されたコンプレッサ変位要求事項を使用して、ルックアップ・テーブルの方法で、所望のコンプレッサ変位制御を達成するために最適な所定の基準圧が、決定される。

基準出口バルブ８６および基準入口バルブ８８の制御は、それぞれアクチュエータ９２および９４によって、電気的制御ユニット８２からもたらされる。電気的制御ユニット８２内のアルゴリズムの出力に応じて、電気的制御ユニット８２は、排出アクチュエータ９２を作動させることによって、基準出口バルブ８６を開閉し、吸入アクチュエータ９４を作動させることによって、基準入口バルブ８８を開閉することになる。例えば、基準チャンバ９０内の圧力が増加されるとき、吸入アクチュエータ９４は、基準入口バルブ部材１６２を後退させ、高圧ガスが、排気圧チャンバ６０からバルブ・インサート・ブリード穴６９、排気圧ブリード通路６８および排気ブリード・チャンバ９８を通して、基準チャンバ９０中に流入することが、可能になる。同時に、排出アクチュエータ９２は、基準出口バルブ８６を閉鎖し、したがって基準チャンバ９０中の圧力の増加が、可能になる。逆に、基準チャンバ９０中の圧力を減少するために、電気的制御ユニット８２は、排出アクチュエータ９２を作動させて基準出口バルブ部材１７２を後退させ、基準チャンバ９０から吸気ブリード・チャンバ９６を通して、吸気圧ブリード通路７６へ、そして吸気圧チャンバ３２への流れを開通させ、それによって圧力を逃がす。同時に、アクチュエータ９４は、電気的制御ユニット８２から信号を受けて、基準入口バルブ部材１６２を伸長させ、それによって基準チャンバ９０中への排気圧の流れが、遮断される。

所定の基準圧に基準チャンバ９０内の圧力を制御することによって、電気的制御ユニット８２は、アクチュエータ１７０および１７２を介して、ダイアフラム３６の振れを制御し、したがってピストン１１６の変位１２８の変化を制御する。図１から３に示した好ましい実施形態では、圧力センサ８４によって、基準チャンバ圧を連続的、または周期的に監視することができる。この圧力情報は、フィードバック信号として、制御ユニット８２が、選択されたエラー範囲内で所定の基準圧に基準チャンバを維持するために、圧力サーボ制御アルゴリズム中で使用することができる。

本明細書で開示されるＶＣＶ設計の重要な利点は、所定の基準圧を厳重に維持することによって、バルブ制御動作を維持する能力であることが予想される。開示される設計は、システムが、所定の基準圧を異なる値に電気的に変化させ、それによって可変容量形コンプレッサがそのまわりで動作する、吸気圧設定点を変更することも可能にする。これによって、自動車において、変化する環境要因に直面するとコンプレッサ制御を調節し、乗員の快適さと自動車性能の所望の釣り合いを達成することが可能になる。これらの利益を最大限に実現するために、基準チャンバ中の圧力の制御は、十分敏感でなくてはならない。

基準圧制御システムの応答性は、一部には、入口バルブ８８を通る排気圧ガスの流量、および出口バルブ８６からの吸気圧への流量の特性に依存する。図４に、基準入口バルブ８８および基準出口バルブ８６の、いくつかの重要な幾何学的特徴の細部を示す。

まず図４Ａを参照すると、入口バルブ閉鎖部材１６２が、入口バルブ部材１６２上の有効圧力受け領域、Ａ_Ｉに作用する排気圧ガスの力を阻止する全閉位置で、示されている。図４Ａに、排気ブリード・チャンバ９８から通じた基準吸入ポート１６０の直径Ｄ_Ｉも示されている。Ｄ_Ｉが大きい値であると、大流量の排気圧を流入させることによって、基準チャンバ圧を増加するコマンドに対する迅速な応答が促進される。所与の基準チャンバ圧の立ち上り時間を達成するために必要なＤ_Ｉのサイズは、基準チャンバ・ガス容積に依存する。より大きい基準チャンバ・ガス容積で、より小さな基準チャンバ・ガス容積の場合と同じ基準チャンバ圧立ち上り時間の増加を達成するためには、より大きい基準吸入ポート１６０が必要になる。

しかし、Ｄ_Ｉを大きい値にするためには、それに対応する大きな値のＡ_Ｉ、有効入口バルブ部材圧力受け領域が、必要になる。したがって、これは、入口バルブ・アクチュエータ９４から必要になるはずの閉鎖力も、大きくなるはずであることを意味するはずである。閉鎖力を大きくするには、物理的に大きいアクチュエータが必要になる、または入口バルブを閉状態に維持するために、過度の力が必要になる恐れがある。その結果として、基準吸入ポート１６０の直径Ｄ_Ｉおよび圧力受け領域Ａ_Ｉの選択には、競合する要求事項の釣り合いを取ることが含まれる。

有効入口バルブ部材の圧力受け領域Ａ_Ｉは、入口バルブが完全に閉であるとき、排気圧に曝される入口バルブ閉鎖部材の、正味の釣り合わない領域である。すなわち、排気圧の力を実際に受ける領域、Ａ_Ｉは、排気圧が入口バルブ閉鎖部材上に及ぼす力を測定し、排気圧で除算することによって、計算することができる。有効入口バルブ圧力受け領域、Ａ_Ｉは、基準チャンバ・ガス容積が約２立方センチメートルであるとき、３０，０００平方ミクロンより小さく、好ましくは７，５００平方ミクロンより小さく、有利にも選択することができることが、実験によって判明している。通常の自動車空調機コンプレッサの動作条件下で、有効入口バルブ部材圧力受け領域、Ａ_Ｉが、約７，５００平方ミクロンより小さい場合、４．４Ｎ（１Ｌｂ）より小さい基準入口バルブ閉鎖力で、十分である。

図４Ｂを参照すると、ガスが、基準チャンバ９０から有効ガス流領域を通して流れる全開位置で、出口バルブ閉鎖部材１７２が示されている。基準チャンバ９０と吸気ブリード・チャンバ９６の間の所与の差圧に対するガス流量に関して、同じ結果が得られるような、基準排出ポート１７０の多数の幾何学的設計を選択することができる。有効流領域は、競合する性能特性を釣り合わせるように、選択される。基準チャンバ圧の低下を求めるコマンドに対し、迅速な応答を保証するために、広い出口バルブ８６の有効流領域を備えることが、望ましい。他方、入口バルブ８８を排気圧に開通したとき、基準チャンバ中の迅速な圧力上昇を抑止し、起こり得る基準圧のオーバーシュートを低くする助けとするために、狭い出口バルブ８６の有効流領域を備えることが、役立つ。

基準出口バルブ８６の有効ガス流領域は、有利にも、入口バルブ８８の有効流領域に対する比として、選択することができる。あるいは、基準排出ポート１７０の直径Ｄ_Ｏは、基準吸入ポート１６０の直径Ｄ_Ｉの比として、選択することができる。有利なＤ_Ｉに対するＤ_Ｏの比の範囲は、０．５から５．０であり、もっとも好ましくは０．７から２．０であることが、実験および解析によって決定された。対応する有利な、排出ポート断面積に対する吸入ポート断面積の比、吸入対排出のポート面積比は、０．２５から２５．０であり、もっとも好ましくは０．５から４．０である。吸入および排出のガス流領域の幾何形状が、図４に示す円形通路より複雑なとき、ガス流断面領域は、解析でまたは実験によって決定することができ、吸入対排出のポート面積比の設計の指針は、以下に示す。

例えば、基準チャンバ９０のガス容積が、約２立方センチメートルであり、基準吸入ポート１６０の直径Ｄ_Ｉが、１００ミクロンであるとき、基準排出ポート１７０の直径を１００ミクロンにする、すなわち基準排出ポート直径対基準吸入ポート直径の比を１．０とすることが、有効な選択であることが、実験から判明している。これらのパラメータ値を使用し、通常の自動車空調機コンプレッサ動作条件下で、基準チャンバ圧は、制御可能に変化させる、または６９ｋＰａ／秒（１０ｐｓｉ／秒）の速度で、所定の基準圧に追従させることができる。

圧力センサがないＶＣＶ１０の代替実施形態では、コンプレッサ制御ユニット１４６が、冷却システムの性能を維持するために必要なコンプレッサ変位条件を、周期的に再計算することができる。これらの計算の変化量およびその時間的挙動に基づき、コンプレッサ制御ユニット１４６は、ＶＣＶ電気的制御ユニット８２へ、所定の基準圧レベルを再確立するために、基準チャンバ圧の増加または減少を求める命令信号を送ることができる。基準チャンバ中の圧力を所定のレベルにするサーボ制御に影響を及ぼすこの方法は、基準チャンバ圧を直接測定して実施することができる方法よりタイムリーでないことが、当業者に理解されるはずである。それにもかかわらず、この不安定なサーボ方法は、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の低コストの実施形態には、有効で適切であり得る。

ＶＣＶ電気的制御ユニット８２およびコンプレッサ制御ユニット１４６に帰する機能は、ＶＣＶ１０、コンプレッサ１００および冷却装置を用いた全体システム内の他の計算資源によって、実施することができるはずである。例えば、全体システムが、中央プロセッサを有する自動車である場合、所定の基準圧を選択し維持するために必要な制御情報および計算すべては、自動車の中央プロセッサが、収集し実行することができるはずである。圧力センサ８４とやり取りする信号は、中央プロセッサ入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを経由することができるはずであり、基準入口バルブおよび基準出口バルブの作動信号は、中央プロセッサの他のＩ／ＯポートからＶＣＶ１０へ送ることができるはずである。あるいは、コンプレッサ制御ユニット１４６は、ＶＣＶ１０を管理するために必要な制御機能すべてを実施することができるはずである。最後に、コンプレッサ変位要求事項の計算を実施し、ならびに所定の基準圧を選択し維持するために必要な回路、メモリおよびプロセッサ資源を、ＶＣＶ制御ユニット８２に設けることができるはずである。

図５に、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態を示す。この実施形態は、バイアス・スプリング４４が省略され、剛体部材４１が剛体位置合わせ部材５１０と置き換えられていることを除き、図１の実施形態と同様である。剛体位置合わせ部材５１０に、圧縮嵌め合いによって吸気バルブ・ボール３８を保持する空洞が、備えられる。剛体位置合わせ部材５１０は、吸気圧チャンバ３２中で浮動し、ダイアフラム３６の移動に応答する。図５の実施形態では、ＶＣＶ５００が、図１のＶＣＶ１０に相似の形で動作する。図１のバイアス・スプリング４４が及ぼす力は、基準圧チャンバを吸気圧まで完全に下げることだけによって得られるより、さらに吸気バルブ部を押し開き、ダイアフラム３６を完全に後退させるように働く。急速冷却のために、ＶＣＶ１０の吸気圧バルブ部を開いて、クランクケース・チャンバ１１８中の圧力を迅速に低下させて（落とす）、コンプレッサ１００の容量を増加するとき、このバイアス・スプリング力の寄与分が、もっとも重要である。

図５のＶＣＶ５００では、吸気バルブ・ボール３８は、公称、ダイアフラム３６の位置の設定、剛体位置合わせ部材５１０およびバルブ・ボール３８アセンブリの寸法、ならびに吸気バルブ・シート３７の位置によって、最大開状態で保持される。最大開設定を補償するために、より高い所定の基準圧が、吸気バルブ・シート３７へ向けてダイアフラム３６を変位させるために必要である。最大に吸気バルブを開くことが、クランクケース・チャンバ圧を落とすために、必要なとき、所定の基準圧は、リセットされて吸気圧まで下げ戻され、ダイアフラム３６が後退し、それによって高圧クランクケース・ガスが、吸気バルブ部を押し、最大開状態にすることが可能になる。

図６に、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態を示す。この実施形態では、コンプレッサ１０９は、クランクケース・チャンバ１１８からコンプレッサ１０９の吸気流域１２０へガスの抽気を可能にする、内部ブリード通路１０８を有する。図６のＶＣＶ６００は、吸気圧バルブ部が省かれていることを除き、図１のＶＣＶ１０と同様である。ＶＣＶ６００は、ダイアフラムの代わりに感圧部材として、バルブ・ピストン６１０も使用する。バルブ・ピストン６１０は、吸気圧受け領域６１２および基準圧受け領域６１４を有する。バルブ・ピストン６１０は、吸気圧チャンバ６２０中を移動する。バルブ・ピストン６１０は、バルブ・ロッド５４によって、排気圧バルブ部に動作可能に結合される。ＶＣＶ６００は、コンプレッサ１０９が最大変位で動作し、クランクケース圧が吸気圧に維持されなければならないときを除き、排気ガスが、ほとんど連続的ベースで、クランクケース・チャンバ１１８へ供給されることを除き、図１のＶＣＶ１０と同様に動作する。ＶＣＶ６００用の基準チャンバ圧制御アルゴリズムは、図１のＶＣＶ１０用とは異なることになる。というのは、基準チャンバ・ガスが、ピストン６１０と吸気圧チャンバ６２０の壁の間のギャップを介して、いくらか吸気圧チャンバ６２０へ漏れるからである。

図７に、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態を示す。ＶＣＶ７００は、クランクケース・チャンバ１１８と吸気領域１２０の間に内部ブリード１０８を有するコンプレッサ１０９とともに動作するように、構成される。それは、感圧部材としてダイアフラム３６、ならびにダイアフラム３６の移動を排気圧バルブ部に動作可能に結合する剛体部材７１０およびバルブ・ロッド５４を使用することを除き、図６のＶＣＶ６００と同様である。ＶＣＶ７００は、図６のＶＣＶ６００と同様に動作する。ＶＣＶ７００とともに使用される基準チャンバ圧制御アルゴリズムは、ダイアフラムを装備したＶＣＶ５００およびＶＣＶ１０とともに使用されるアルゴリズムに類似である。というのは、基準チャンバ・バルブ手段の制御外で、基準チャンバ・ガスの吸気圧への漏れがないからである。

図８に、従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の２つの追加の実施形態を示す。図８（ａ）に、図３に示した基準チャンバ・バルブ手段の代替実施形態を示す。基準バルブ・キャリア８１、入口バルブ手段８８および入口バルブ・アクチュエータ９４は、変わらない。しかし、出口バルブ手段８６の代わりに、一定排出ブリード・オリフィス８１０が設けられる。所定の基準圧が、設定され、基準入口バルブを作動させ、排気圧ガスを流入させることによって、維持される。基準バルブ手段のこの実施形態で使用される基準圧制御アルゴリズムは、吸気圧への一定ブリードの特性を認識して導出される。この構成について、所定の基準圧を吸気圧に向けて急速に変化させることを可能にすると希望し、大ブリード流量を支持することと、所定の基準圧の設定のより高度な可制御性を求め、小ブリード流量を支持することの間で、妥協策を打ち出さねばならない。

図８（ｂ）に、図３に示した基準チャンバ・バルブ手段の他の代替実施形態を示す。基準バルブ・キャリア８１、出口バルブ手段８６および出口バルブ・アクチュエータ９２は、変わらない。しかし、入口バルブ手段８８の代わりに、一定吸入ブリード・オリフィス８１６が設けられる。所定の基準圧が、設定され、基準出口バルブを作動させて、基準チャンバ・ガスを吸気ブリード・チャンバ９６に放出することによって、維持される。基準バルブ手段のこの実施形態について使用される基準圧制御アルゴリズムは、基準チャンバ中への排気圧の一定ブリードの特性を認識することから得られる。この構成について、所定の基準圧を排気圧に向けて急速に変化させることを可能にしたいと希望し、大ブリード流量を支持することと、吸気圧に近い所定の基準圧の設定の可制御性を求め、小ブリード流量を支持することの間で、妥協策を打ち出さねばならない。

図８に開示した基準チャンバ・バルブ手段のどちらの代替実施形態も、図１から７に示した二重の吸入基準バルブと排出基準バルブの構成と置き換えることができる。すなわち、いずれのＶＣＶ実施形態であるＶＣＶ１０、ＶＣＶ５００、ＶＣＶ６００やＶＣＶ７００のいずれかは、図８に開示した単一アクチュエータ基準バルブ手段のいずれの実施形態を用いても、構築することができるはずである。

したがって、感圧部材に対して作用する基準圧を制御することによって、ガス圧縮システム内のピストンの変位を可変で制御する、可変設定点制御バルブが、述べられている。高いまたは低い圧力のガスの流量を制御するために、制御ユニット内にある制御アルゴリズムからの入力に基づき開閉するアクチュエータを使用して、ダイアフラムに対して作用する圧力によって、ピストンの変位の程度を正確に調節することができる。ダイアフラムにかかる圧力のこの可変微調整、したがってピストン変位制御の微調整によって、圧縮システムが、最大容量より小さい容量で動作し、したがって圧縮システム効率を実質的に高めることが可能になる。

本発明は、可変容量形コンプレッサ用の制御デバイスに関する。制御デバイスは、マイクロバルブ作動制御バルブを含む。

本発明の目的は、可変容量形コンプレッサ中で使用されるマイクロバルブ作動制御バルブを提供することであり、そのバルブは、吸気圧の安定した所定の設定点に対するコンプレッサの吸気圧に応答して、コンプレッサ・クランクケース中の圧力を維持し、その設定点は、コンプレッサの動作中に、電気信号によって変更することができる。

本発明の実施例および実施形態は、例示するものであり、限定するものでないと考えるべきであり、本発明は、本明細書に与えられた細部に限定されず、特許請求の範囲に定義された範囲およびその同等物内で、修正することができる。

本発明のこれらおよびその他の目的、特徴および利点は、本発明の好ましい実施形態の、以下の記述および図面、ならびに請求項を検討したとき、より明らかになる。

さらに、本発明の様々な目的、特徴および利点は、上記に議論された以上に、好ましい実施形態の以下の詳細な記述から、添付の図面に照らして読んだとき、当業者に明らかになる。

本発明は、図面を参照して記述される。

本発明の以下の記述では、ある用語が、参照目的だけで使用され、限定するよう企図されていない。「上側に」、「下側に」、「上に」、「下に」、「右に」、「左に」、「時計回りに」や「反時計回りに」などの用語は、参照される図面中の方向を言う。「内側に」や「外側に」などの用語は、述べられている構成要素の幾何的中心部に対して、それぞれそれに向かう、またはそれから離れる方向を言う。「前面」、「後面」、「側面」、「左側」、「右側」、「上部」、「底部」、「水平」や「垂直」などの用語は、議論されている構成要素を記述している本文および関連図面を参照することによって明確にされる、整合しているが任意の基準系内での、構成要素の部分の配向を述べる。そのような用語は、上記に具体的に言及した言葉、その派生語および類似の意味の言葉を含むことになる。

図１１および１２に、本発明の実施形態を示す。この実施形態は、可変制御部８０が、可変制御部８０’に置き換えられていることを除き、図１に示したデバイスに類似する。可変制御部８０の電磁アクチュエータ９２および９４が、図１４および１５にも示されるように、プラグ８００およびマイクロバルブ８０２に、置き換えられている。以下にさらに述べることを除き、制御バルブ１０の構造および機能は、図１に示した実施形態と全体的に同じである。

基準バルブ・キャリア８１’が、排気ブリード・チャンバ９８と流体連通する、基準吸入ポート８８’として全体的に表された基準チャンバ・ポートを画定する。基準バルブ・キャリア８１’は、吸気ブリード・チャンバ９６と流体連通する、基準排出ポート８６’も画定する。

プラグ８００は、基準バルブ・キャリア８１’中に配置される。プラグ８００は、一般に円筒状である。プラグ８００は、プラグ８００の表面のまわりで円筒方向に形成された、３つのＯリング溝８１０を含む。Ｏリング８１２が、各Ｏリング溝８１０中に配置される。各Ｏリング８１２は、プラグ８００と基準バルブ・キャリア８１’の間でシールになる。

プラグ８００は、排気流体通路８０４、基準流体通路８０６および吸気流体通路８０８を含む。

マイクロバルブ８０２は、プラグ８００上で基準チャンバ９０の反対側に搭載される。マイクロバルブ８０２は、複数のはんだポイント接続部によって搭載されることが好ましい。プラグ８００とマイクロバルブ８０２の間のはんだ接続部のポイントは、好ましくは、プラグ８００上で通路８０４、８０６および８０８のまわりの領域を含み、マイクロバルブ８０２のアクチュエータ８６７（図１３に示す）の下の領域を含まない。しかし、マイクロバルブ８０２は、その開示が参照によって本明細書に組み込まれるものとし、リベットやボルトなどの機械的ファスナなど、任意の適切な手段によって、適切な接着剤によって、あるいははんだ付けによってターミナル・ブロックをマイクロバルブ用のマニホルドに固定することを記載した、「Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｍａｎｉｆｏｌｄ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ」という名称の米国特許第６，５８１，６４０号の記載など、任意の適切な方法で、搭載することができることを理解されたい。

排気流体通路８０４および基準吸入ポート８８’が、協働して、排気ブリード・チャンバ９８とマイクロバルブ８０２の間で、流体連通を可能にする。基準流体通路８０６が、基準チャンバ９０とマイクロバルブ８０２の間で、流体連通を可能にする。吸気流体通路８０８および基準排出ポート８６’が、協働して、吸気ブリード・チャンバ９６とマイクロバルブ８０２の間で、流体連通を可能にする。

マイクロバルブ８０２は、ワイヤ８９’によって、コンプレッサ制御ユニット１４６と電気的に接続される。

図１３に、図１１および１２の可変制御部８０’中でのマイクロバルブ８０２としての使用に適した、本発明によるマイクロバルブ８０２の実施形態を示す。図１３は、図１１および１２に示したマイクロバルブの層の断面図である。マイクロバルブ８０２は、空洞８４２を画定するプレート８２６を含む。概して「Ｌ字型」のバルブ８３６が、第１の位置（図示せず）と第２の位置（図示せず）の間で移動するように、空洞８４２中に配置される。バルブ８３６は、プレート８２６の固定部８３４に取り付けられた、細長いビーム８３６ａを含む。遮断部８３６ｂが、ビーム８３６ａの自由端部から延在する。好ましくは、遮断部８３６ｂが、ビーム８３６ａのそれぞれの側から約９０°の角度で延在する。あるいは、遮断部８３６ｂは、ビーム８３６ａから任意の適切な角度で延在することができる。好ましくは、遮断部８３６ｂが、ビーム８３６ａと実質的に同じ面になる。遮断部８３６ｂは、第１の部分８３７ａおよび第２の部分８３７ｂを含む。第１の部分８３７ａは、第１のマイクロ・ポート８２０を交互に遮断解除し遮断する。第２の部分８３７ｂは、バルブ８３６が、第１の位置と第２の位置の間を移動するとき、第２のマイクロ・ポート８２１（点線で示す）を遮断し遮断解除する。遮断部８３６ｂによって、第１のマイクロ・ポート８２０および第２のマイクロ・ポート８２１と第３のマイクロ・ポート８２２との選択的な流体連通が可能になる。第１のマイクロ・ポート８２０は、吸気流体通路８０８と流体連通する。第２のマイクロ・ポート８２１は、排気流体通路８０４と流体連通する。第３のマイクロ・ポート８２２は、基準流体通路８０６と流体連通する。バルブ８３６は、吸気流体通路８０８と基準流体通路８０６の間で、および排気流体通路８０４と基準流体通路８０６の間で、選択的な流体連通を可能にするように動作可能である。図１３に、吸気流体通路８０８と基準流体通路８０６の間で流体連通が可能になっており、それが好ましい通常位置である、バルブ８３６が示されている。排気流体通路８０４と基準流体通路８０６の間で、流体連通が可能になっており、それが、好ましくは、作動位置で得られる、バルブ８３６は、示されていない。

好ましくは、遮断部８３６ｂが、第１のマイクロ・ベント８８４ａを画定し、それは、バルブ８３６の上側表面と下側表面の間に延在する。バルブ８３６が、作動位置にあるとき、第１のマイクロ・ベント８８４ａは、第１のマイクロ・ポート８２０および第１のマイクロ・トラフ（図示せず）と流体連通する。その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｐｉｌｏｔ Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許第６，５４０，２０３号に、マイクロバルブ中での使用に適切な類似のベントおよびトラフの構成が記載され、マイクロ・ベントの目的が説明されている。そのように、第１のマイクロ・ベント８８４ａは、作動位置にあるとき、第１のマイクロ・ポート８２０と第１のマイクロ・トラフ（図示せず）の間の流体連通を、バルブ８３６を介して維持する。遮断部８３６ｂは、第２のマイクロ・ベント８８４ｂも画定し、それは、バルブ８３６の上側表面と下側表面の間に延在する。第１のマイクロ・ベント８８４ａ、第１のマイクロ・ポート８２０および第１のマイクロ・トラフ（図示せず）の間の構成に類似して、第２のマイクロ・ベント８８４ｂは、バルブ８３６が通常位置にあるとき、第２のマイクロ・ポート（図示せず）と第２のマイクロ・トラフ（図示せず）の間で、流体連通する。

プレート８２６は、８６７で全体的に表されたバルブ・アクチュエータをさらに含む。アクチュエータは、ビーム８３６ａを位置決めする。アクチュエータ８６７は、ビーム８３６ａに取り付けられた細長い針８６７ａを含む。アクチュエータ８６７は、対向する第１のリブ８６７ｂおよび第２のリブ８６７ｃの複数の対をさらに含む。各第１のリブ８６７ｂは、針８６７ａの第１の側に取り付けられた第１の端部、および固定部８３４に取り付けられた第２の端部を有する。第１のリブ８６７ｂに同様に、各第２のリブ８６７ｃは、針８６７ａの第２の側に取り付けられた第１の端部、および固定部８３４に取り付けられた第２のリブ端部を有する。リブ８６７ｂおよび８６７ｃは、熱膨張（伸長）し収縮するように設計される。リブ８６７ｂおよび８６７ｃを熱膨張させるために、リブ８６７ｂおよび８６７ｃを通して流れる電流を供給する電源に接続するように、電気コンタクト８６７ｄ（図１５に示す）がなされる。アクチュエータ８６７は、図１１に示したコンプレッサ制御ユニット１４６などの電気的制御ユニットによって制御されるようになされる。

ここで、図１６を参照すると、プラグ８００’が、示してある。プラグは、基準流体通路８０６と吸気流体通路８０８の間でプラグ８００’中に形成された、オリフィス付きの一定ブリード経路８１６を含む。オリフィス付の一定ブリード経路８１６によって、基準流体通路８０６と吸気流体通路８０８の間での一定流体連通が可能になる。マイクロバルブ８０２が、基準吸入ポート８８’で通じた排気ブリード・チャンバ９８と基準流体通路８０６で通じた基準チャンバ９０の間で流体連通を可能にしたとき、流体圧が、基準チャンバ９０中でなお高まることができるように、この流体連通は、オリフィス付の一定ブリード経路８１６によって、限定され、しかし高度に制御される。

ここで、図１７を参照すると、本発明の他の代替実施形態による、可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ１０”が、コンプレッサ変位制御部３０”および可変設定点制御部８０”を含んでいる。

ここで、図１８を参照すると、図１に示した制御バルブ１０の代わりとしての使用に適したマイクロ・スプール・バルブ９０２が、示してある。図１８は、マイクロ・スプール・バルブ９０２の層の断面図である。マイクロ・スプール・バルブ９０２は、点線で示すように、パイロット部（４方向パイロット・マイクロバルブ）９０３を形成する第１のマイクロバルブと、スプール部（２方向パイロット作動マイクロバルブ）９０５を形成する第２のマイクロバルブとを一般に含む。

マイクロ・スプール・バルブ９０２は、マイクロ・スプール・バルブ９０２の多層バルブ本体の中間プレート層を形成する、中間プレート層９２６を含む。これらの層は、上記で論じた、米国特許第６，５４０，２０３号および第６，４９４，８０４号、および米国特許出願公開第２００２／０１７４８９１４１号の方法、ならびに他の類似の多層マイクロバルブの方法など、任意の適切な方法で組み立てられ、結合される。パイロット部９０３は、中間プレート層９２６によって画定された空洞９４２を含む。全体的に「Ｌ字型」のパイロット・バルブ（パイロット・マイクロバルブ）９３６が、空洞９４２中に配置される。パイロット・バルブ９３６は、（図示の）第１の非作動または非付勢の位置と第２の作動または付勢された位置（図示せず）の間で、「Ｉ字型」のパイロット・バルブ９３６を移動するために、可撓性ヒンジに９３４によって中間プレート層９２６の固定部に取り付けられた、細長いビーム９３６ａと、全体的に９６７で表され、以下でより完全に述べられるアクチュエータとを含む。遮断部９３６ｂおよび９３６ｃが、ビーム９３６ａの両自由端部から延在する。好ましくは、遮断部９３６ｂおよび９３６ｃが、ビーム９３６ａのそれぞれの側から約９０°の角度で延在するが、遮断部９３６ｂおよび９３６ｃは、任意の適切な角度でビーム９３６ａから延在することができる。好ましくは、遮断部９３６ｂおよび９３６ｃが、ビーム９３６ａと実質的に同じ面上に配置され、より好ましくは、遮断部９３６ｂおよび９３６ｃが、中間プレート層９２６を形成するプレート材料からビーム９３６ａと一体で、形成される。実際、図１８に関して議論される、マイクロ・スプール・バルブ９０２の可動部および静止部のすべてが、以下に具体的に示すことを除き、中間プレート層９２６を形成するプレート材料から形成される。

図１８ａおよび１８ｂでもっともよく分かるように、遮断部９３６ｂは、第１の部分９３７および第２の部分９３８を含む。パイロット・バルブ９３６が、それぞれ第１の位置と第２の位置の間を移動したとき、第１の部分９３７は、中間プレート層９２６に隣接したマイクロ・スプール・バルブ９０２の下側のプレート層９９９を貫通して形成された第１のマイクロ・ポート９２０を遮断解除および遮断する。パイロット・バルブ９３６が、それぞれ第１の位置と第２の位置の間を移動したとき、第２の部分９３８は、隣接した下側プレート層９９９を貫通して形成された第２のマイクロ・ポート９２１（点線で示す）を遮断および遮断解除する。遮断部９３６ｂは、第１のマイクロ・ポート９２０および第２のマイクロ・ポート９２１の遮断解除されたポートと、第３のマイクロ・ポート９２２との間で、選択的な流体連通を可能にする、その中に形成された内部通路９３５を有する。

ここで示す実施形態では、第１の部分９３７および第２の部分９３８は、パイロット・バルブ９３６が、非作動状態から作動状態に移行したとき、または作動状態から非作動状態に移行したとき、第１および第２のマイクロ・ポート９２０および９２１が、同時に部分的に遮断解除され、通路９３５を介して第３のマイクロ・ポート９２２と連通するように、釣り合わせて隔置される。しかし、第１の部分９３７および第２の部分９３８は、代替実施形態では、パイロット・バルブ９３６が、非作動状態から作動状態に移行したとき、または作動状態から非作動状態に移行したとき、第１のマイクロ・ポート９２０および９２１が、同時に、通路９３５を介しての第３のマイクロ・ポート９２２との連通が遮断されるように、釣り合わせ隔置することができることが企図される。その実施形態では、第３のマイクロ・ポート９２２は、パイロット・バルブ９３６が、非作動状態であるとき、第１のマイクロ・ポート９２０と連通するはずであり、第３のマイクロ・ポート９２２は、中間の作動点では、第１のマイクロ・ポート９２０または第２のマイクロ・ポート９２１どちらとも連通しないはずであり、第３のマイクロ・ポートは、パイロット・バルブ９３６が、完全に作動位置になったとき、第２のマイクロ・ポート９２１とだけ流体連通する。

好ましくは、遮断部９３６ｂが、第１のマイクロ・ベント９８３を画定し、それは、マイクロバルブ９３６の上側表面および下側表面の間に延在し、中間プレート層９２６に垂直の方向で圧力を釣り合わせる。パイロット・バルブ９３６が、作動位置にあるとき、第１のマイクロ・ベント９８３は、第１のマイクロ・ポート９２０、および中間プレート層９２６に隣接したマイクロ・スプール・バルブ９０２の層９９７中に形成された第１のマイクロ・トラフ９７５と流体連通する。その開示が参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｐｉｌｏｔ Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許第６，５４０，２０３号に、マイクロバルブ中での使用に適切な類似のベントおよびトラフの構成が記載され、そのようなマイクロ・ベントの目的が説明されている。そのように、第１のマイクロ・ベント９８３は、作動位置にあるとき、第１のマイクロ・ポート９２０と第１のマイクロ・トラフ９７５の間の流体連通を、パイロット・バルブ９３６を介して維持する。遮断部９３６ｂは、第２のマイクロ・ベント９８４も画定し、それは、パイロット・バルブ９３６の上側表面と下側表面の間に延在する。第１のマイクロ・ベント９８３間の構成と同様に、第１のマイクロ・ポート９２０は圧力の釣り合いをもたらす。第１のマイクロ・トラフ９７５および第２のマイクロ・ベント９８４は、マイクロバルブ９３６が通常非作動の位置にあるとき、第２のマイクロ・ポート９２１（点線で示す）および第２のマイクロ・トラフ９７９と流体連通する。

同様に、図１８ｃおよび１８ｄでもっともよく分かるように、遮断部９３６ｃは、第１の部分１９３７および第２の部分１９３８を含む。第１の部分１９３７は、パイロット・バルブ９３６が、第１の位置と第２の位置の間で移動したとき、第１のマイクロ・ポート１９２０（点線で示す）をそれぞれ遮断解除し遮断する。第１のマイクロ・ポート１９２０は、中間プレート層９２６に隣接したマイクロ・スプール・バルブ９０２の下側プレート層９９９を貫通して形成される。第２の部分１９３８は、パイロット・バルブ９３６が、第１の位置と第２の位置の間で移動したとき、第２のマイクロ・ポート１９２１をそれぞれ遮断し遮断解除する。第２のマイクロ・ポート１９２１は、隣接した下側プレート層９９９を貫通して形成される。遮断部９３６ｃには、第１のマイクロ・ポート１９２０および第２のマイクロ・ポート１９２１と第３のマイクロ・ポート１９２２の間での選択的な流体連通を可能にする内部通路１９３５がその中に形成されている。第１の部分９３７および第２の部分９３８と同様に、中間に作動した位置にあるとき、３つのマイクロ・ポート１９２０、１９２１および１９２２すべての間で、同時に流体連通を可能にする、またはパイロット・バルブ９３６が、中間に作動された位置にあるとき、第１のマイクロ・ポート１９２０および第２のマイクロ・ポート１９２１のどちらとも第３のマイクロ・ポート１９２２の連通の遮断を可能にするように、遮断部９３６ｃの第１の部分１９３７および第２の部分１９３８を適切に釣り合わせ隔置することができる。

遮断部９３６ｃは、遮断部９３６ｂと同様に、第１のマイクロ・ベント１９８３を画定し、それは、バルブ９３６の上側表面と下側表面の間に延在する。パイロット・バルブ９３６が、通常非作動の位置にあるとき、第１のマイクロ・ベント１９８３は、第１のマイクロ・ポート１９２０および層９９７中に形成された第１のマイクロ・トラフ１９７５と流体連通する。第１のマイクロ・ベント１９８３は、通常非作動の位置にあるとき、第１のマイクロ・ポート１９２０と第１のマイクロ・トラフ１９７５の間でパイロット・バルブ９３６を介して流体連通を維持し、バルブ９３６の両面上で圧力を釣り合わせる。遮断部９３６ｃは、第２のマイクロ・ベント１９８４も画定し、それは、同じ目的のために、すなわち圧力釣り合いのために、パイロット・バルブ９３６の上側表面と下側表面の間に延在する。第１のマイクロ・ベント１９８３、第１のマイクロ・ポート１９２０および第１のマイクロ・トラフ１９７５の間の構成と同様に、第２のマイクロ・ベント１９８４、第２のマイクロ・ポート１９２１および第２のマイクロ・トラフ１９７９は、パイロット・バルブ９３６が、作動位置にあるとき、流体連通する。パイロット・バルブ９３６が、通常非作動の位置にあるとき、第１のマイクロ・ベント１９８３は、第１のマイクロ・ポート１９２０および第１のマイクロ・トラフ１９７５と流体連通しており、パイロット・バルブ９３６が、作動位置にあるとき、第２のマイクロ・ベント１９８４は、第２のマイクロ・ポート１９２１および第２のマイクロ・トラフ１９７９と流体連通する。第１のマイクロ・ベント１９８３は、第１のマイクロ・ポート１９２０と第１のマイクロ・トラフ１９７５の間で流体連通を、パイロット・バルブ９３６を介して維持しており、第２のマイクロ・ベント１９８４は、通常非作動の位置にあるとき、第２のマイクロ・ポート１９２１と第２のマイクロ・トラフ１９７９の間でパイロット・バルブ９３６を介して、流体連通を維持しており、同様に、第２のマイクロ・ベント１９８４は、第２のマイクロ・ポート１９２１と第２のマイクロ・トラフ１９７９の間でパイロット・バルブ９３６を介して、流体連通を維持しており、第１のマイクロ・ベント１９８３は、作動位置にあるとき、第１のマイクロ・ポート１９２０と第１のマイクロ・トラフ１９７５の間でパイロット・バルブ９３６を介して、流体連通を維持する。第１のマイクロ・ベント１９８３および第２のマイクロ・ベント１９８４は、マイクロ・ベント９８３および９８４と同様に、圧力釣り合い機能を果たす。

パイロット・バルブ９３６は、アクチュエータ９６７によって縦一列で作動されるビーム９３６ａによって結合された２つの３方向マイクロバルブを含むものとして、特徴付けることができることを上記の記述から理解されるはずである。遮断部９３６ｂは、第１のマイクロ・ポート９２０、第２のマイクロ・ポート９２１および第３のマイクロ・ポート９２２の間で、流体連通を制御することによって、第１の３方向バルブの可動要素として、動作する。遮断部９３６ｃは、第１のマイクロ・ポート１９２０、第２のマイクロ・ポート１９２１および第３のマイクロ・ポート１９２２の間で、流体連通を制御することによって、第２の３方向バルブの可動要素として、動作する。それとともに、これらの２つの３方向マイクロバルブは、４方向マイクロバルブとして機能し、そこではパイロット・バルブ９３６が、流体吸入接続部（２つのマイクロ・ポート９２０および１９２０から構成され、それらは、排気圧に接続される）と、排出接続部（２つのマイクロ・ポート９２１および１９２１から構成され、それらは、吸気圧に接続される）と、第１および第２の負荷接続部（２つのマイクロ・ポート９２２および１９２２から構成され、それらは、スプール・バルブ９０５の両端に接続される）とを有する。

再び図１８を参照すると、中間プレート層９２６は、全体的に９６７で表されたバルブ・アクチュエータをさらに含む。アクチュエータは、ビーム９３６ａを位置決めする。アクチュエータ９６７は、ビーム９３６ａに取り付けられた細長い針９６７ａを含む。アクチュエータ９６７は、対向する第１のリブ９６７ｂと第２のリブ９６７ｃの複数の対をさらに含む。各第１のリブ９６７ｂは、針９６７ａの第１の側に取り付けられた第１の端部と、中間プレート層９２６の固定部に取り付けられた第２の端部とを有する。第１のリブ９６７ｂと同様に、各第２のリブ９６７ｃは、針９６７ａの第２の側に取り付けられた第１の端部と、中間プレート層９２６の固定部に取り付けられた第２の端部とを有する。図１５に示したような電気コンタクト８６７ｄなどの電気コンタクトが、リブ９６７ｂおよび９６７ｃを通して流れる電流を供給する電源に接続され、リブ９６７ｂおよび９６７ｃを加熱し、それによってリブを伸長させるようになされる。電流が減少されたとき、オーム加熱が減少されて、リブが短くなる。アクチュエータ９６７は、図１１に示したコンプレッサ制御ユニット１４６などの電気的制御ユニットによって制御されるようになされる。

スプール部９０５は、中間プレート層９２６によって画定された空洞９８５を含む。パイロット作動マイクロバルブが、（図示の）第１の位置と第２の位置（図示せず）の間で移動するように、スプール・バルブ９８６の形で空洞９４２中に配置される。スプール・バルブ９８６は、長手方向に細長い中央凹部９８６ａを含み、それは、中間プレート層９２６、接続された細長いガイド・ビーム固定部９８７と摺動可能に係合する。好ましくは、固定部９８７が、中間プレート層９２６に隣接した、多層バルブ本体の２つの層（下側層９２６および上側層（図示せず））両方に接着され、それによって、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる国際公開第ＷＯ０１／７１２２６１号に記載された圧力補強用「半島状突起物」と類似した圧力補強部材として機能する。スプール・バルブ９８６は、遮断部９８６ｂおよび９８６ｃを含み、それらは、スプール・バルブ９３６の両端にある。好ましくは、遮断部９８６ｂおよび９８６ｃが、凹部９８６ａのそれぞれの側から約９０°の角度で配向される。あるいは、遮断部９８６ｂおよび９８６ｃは、凹部９８６ａから任意の適切な角度で配向することができる。好ましくは、遮断部９８６ｂおよび９８６ｃが、ガイド・ビーム固定部９８７と実質的に同じ面になる。遮断部９８６ｂおよび９８６ｃは、スプール・バルブ９８６が、第１の位置と第２の位置の間で移動したとき、マイクロ・ポート９８８ｂおよび９８８ｃを、逆比例の関係で、それぞれ交互に遮断解除し遮断する。好ましくは、マイクロ・ポート９８８ｂおよび９８８ｃが、隆起した封入領域９８８ｄによって分離される。遮断部９８６ｂおよび９８６ｃによって、選択的な流体連通マイクロ・ポート９８８ｂと９８８ｃが可能になる。代替実施形態では、遮断部９８６ｂおよび９８６ｃによって、マイクロ・ポート９８８ｂおよび９８８ｃと隣接した層９９７中の第３のマイクロ・ポート（図示せず）との選択的な流体連通が、さらに可能になる。

マイクロ・ポート９８８ｂは、図１に示したように、排気圧経路１１０と流体連通する。マイクロ・ポート９８８ｃは、第１のクランクケース圧経路１３０と流体連通しており、好ましくは、第２のクランクケース圧経路１３２が、図示していないが、固定オリフィスによって吸気圧経路１１２に接続される。バルブ９０２は、排気圧経路１１０と第１のクランクケース圧経路１３０の間で、流体連通を選択的に可能にするように動作可能である。図１に、吸気圧経路１１２と第１のクランクケース圧経路１３０の間で、流体連通を可能にしている、制御バルブ１０を示し、それは、好ましい通常非作動の位置にある。作動位置（図示せず）では、制御バルブ１０は、排気圧経路１１０と第１のクランクケース圧経路１３０の間で、流体連通を防止する。

再び図１８を参照すると、好ましくは、遮断部９８６ｂが、マイクロ・ベント９８９を画定し、それは、上記で議論したように、第１のマイクロ・ベント９８３、第１のマイクロ・ポート９２０および第１のマイクロ・トラフ９７５の間の構成と同様に、隣接層９９７中のマイクロ・トラフ（図示せず）およびマイクロ・ポート９８８ｂと協働する。

中間プレート層９２６は、全体的に９９０で表されたスプール・バルブ・スプリングをさらに含む。スプリング９９０は、ビーム９８７に対してスプール・バルブ９８６をバイアスする。

好ましくは、スプール部９０５が、スプール・バルブ９８６の長手方向拡張部および空洞９８５の壁中に形成された凹部を含む、スプリング９９０に対向するダッシュポット９９１を含む。好ましくは、スプール部９０５が、スプリング９９０に対向するフィードバック・ポート９９２を含む。好ましくは、マイクロ・ポート９９８（点線で示す）が、ダッシュポット９９１に隣接した下側プレート層９９９中でスプール・バルブ９８６の下に、配置される。スプール・バルブ９８６が、中間領域（好ましくは全移動量の５％と６０％の間）にあるとき、フィードバック・ポート９９２は、マイクロ・ポート９９８と空洞９８５の領域９９５の間、およびスプール・バルブ９８６と空洞９８５の端部壁の間で、流体連通させる。スプール・バルブ９８６の長手方向拡張部の下および／または上にある隣接したプレート層が、わずかに陥没させられて、それによってダッシュポット９９１のスプール・バルブ９８６の長手方向拡張部の下および／または上で、連通が可能にされる。隣接したプレート層は、ダッシュポット凹部９９１に隣接した領域内で陥没させられず、したがって、フィードバック・ポート９９２が、ポート９９８と流体連通していないとき、スプール・バルブ９８６の長手方向拡張部は、ポート９９８を密封することに、留意されたい。例えば、フィードバック・ポート９９２が開のとき、マイクロ・ポート９９８は、吸気圧経路１１２に接続されており、フィードバック・ポート９９２およびマイクロ・ポート９９８が流体連通しており、９９５において空洞９８５中の圧力に曝されるスプール・バルブ９８６の端部面上の圧力が、低下させられる。そのようなケースでは、フィードバック・ポート９９２が閉のとき、スプール・バルブ９８６の部分上の圧力は、９９５において上昇することになる。したがって、スプール部９０５は、それに対して作用する圧力により誘導された力の釣り合いに応答することになり、より精巧に制御することができる。スプール部９０５は、完全な全開と完全な全閉の間で移動し、またはこれらの２つの位置の間中の位置に保持することができる。これは、コンプレッサ筐体中に蓄積される、上記で言及された吸気１２０に一定ブリードをオフセットするために必要とされるように、スプール部９０５が排気１２４からの高圧源をクランクケース１１８に接続することになるため、クランクケース１１８中の圧力を維持するのに適している。しかし、スプール部９０５は、ダッシュポット９９１またはフィードバック・ポート９９２を含む必要がないことを、理解されたい。そのケースでは、スプール部９０５は、全開と全閉の間で完全に移動し、クランクケース圧を上昇させるのに必要とされるように断続的に開になることになる。

スプール部９０５は、マイクロ・ポート９９３およびマイクロ・ポート９９４をさらに含む。マイクロ・ポート９９３は、マイクロ・ポート９２２と流体連通しており、マイクロ・ポート９９４は、マイクロ・ポート１９２２と流体連通する。マイクロ・ポート９２０および１９２０は、吸気圧経路１１２（図１に示す）と流体連通しており、したがって、パイロット部９０３のためのダンプ（流体圧力が低い領域）として、働くことができる。マイクロ・ポート９２１および１９２１は、排気圧経路１１０と流体連通しており、したがって、パイロット部９０３のための供給源（高圧流体源）として、働くことができる。

マイクロ・スプール・バルブ９０２が、非付勢の状態にあるとき、遮断部９３６ｂは、マイクロ・ポート９２０を通常開の位置に、およびマイクロ・ポート９２１を通常閉の位置に維持するのに役立ち、排気圧は、全体的に９９５で表されたスプール・バルブ９８６の一部分上に働く。マイクロ・スプール・バルブ９０２が、非付勢の状態にあるとき、遮断部９３６ｃは、マイクロ・ポート１９２０を通常閉の位置に、およびマイクロ・ポート１９２１を通常開の位置に維持するのに役立ち、吸気圧は、全体的に９９６で表されたスプール・バルブ９８６の一部分上に働く。マイクロ・スプール・バルブ９０２が、非付勢の状態にあるとき、スプリング９９０は、スプール・バルブ９８６を維持する傾向があり、したがってマイクロ・ポート９８８ｂおよび９８８ｃは、通常開の位置になる。この状態の圧力プロフィールは、付勢された状態のプロフィールとは反対であり、以下の項で議論される。

アクチュエータ９６７が付勢され、パイロット・バルブ９３６がその付勢位置に移動されたとき、遮断部９３６ｂは、マイクロ・ポート９２０を閉位置に、およびマイクロ・ポート９２１を開位置に維持するのに役立つ。マイクロ・ポート９２０は、排気圧に接続され、マイクロ・ポート９２１は、吸気圧に接続され、すなわち付勢位置にある遮断部によって、マイクロ・ポート９９３への接続を介し、マイクロ・ポート９２２を通してスプール・バルブ９８６に、吸気圧を加えることが可能になり、したがって、吸気圧は、全体的に９９５で表されたスプール・バルブ９８６の一部分に対して作用する。マイクロ・スプール・バルブ９０２が、付勢状態にあるとき、遮断部９３６ｃが、マイクロ・ポート１９２０（排気圧に接続されている）を開位置に、およびマイクロ・ポート１９２１（吸気圧に接続されている）を閉位置に維持するのに役立ち、したがって排気圧は、遮断部９３６ｃによって、マイクロ・ポート１９２２およびポート９９４を介して、全体的に９９６で表されたスプール・バルブ９８６の一部分に対して作用するように、誘導される。次いで、マイクロ・スプール・バルブ９０２が、付勢状態にあるとき、スプール・バルブ９８６は、ビーム９８７に沿って移動することになり、したがってマイクロ・ポート９８８ｂが閉、マイクロ・ポート９８８ｃが開にされる。その場合、代替実施形態では、次いで、マイクロ・ポート９８８ｃは、任意選択の第３のマイクロ・ポート（図示せず）を介して、吸気圧経路１１２と流体連通する。

任意選択で、アクチュエータ９６７を部分的に付勢し、マイクロ・ポート９２０、１９２０、９２１および１９２１をすべて少なくとも部分的に開にさせることができる。９９５および９９６においてスプール・バルブ９８６に対して作用する流体間で、交差が起きることになる。９９５において圧力が高まるにつれて、スプール・バルブ９８６は、ビーム９８７を移動し、その結果、マイクロ・ポート９８８ｂが開き始める。マイクロ・ポート９８８ｂからの排気が、マイクロ・ポート９８８ｃに流入する。９９５においてスプール・バルブ９８６の一部分に加えられる圧力が、９９６における圧力より低くなった場合、スプール・バルブ９８６は、反対方向にビーム９８７を移動し始め、マイクロ・ポート９８８ｂを閉にし始める。そのケースでは、フィードバック・ポート９９２は、閉になり、それによって９９５においてスプール・バルブ９８６の一部分上の圧力の増加が、可能になる。

部分的な付勢状態では、スプール・バルブ９８６が、好ましくは比較的小さな振幅で、付勢に対して決定されるポイントにおいて振動すると言うことができる。ダッシュポット９９１は、スプール・バルブ９８６の振動を減衰させ、一般にスプール・バルブ９８６の移動を遅くすることが企図される。

図１９は、代替実施形態によるマイクロ・スプール・バルブを示していることを除き、図１８に類似した図であり、同様の構成要素は、同様の番号で示される。パイロット・バルブ９０３が、「Ｚ」構成である。スプリング９９０が、中間プレート層９２６のどの部分にも妨げられない。

図２０は、他の代替実施形態によるマイクロ・スプール・バルブを示していることを除き、図１９に類似の図であり、同様の構成要素は、同様の番号で示される。スプール・バルブ９０５が、単一スプリング９９０を含み、ビーム９８７を含まない。

図１８、１９および２０に、マイクロ・スプール・バルブ９０２が、一体で形成されたパイロット部９０３およびスプール部９０５として示されているが、パイロット部９０３およびスプール部９０５は、別々に形成することができる。例えば、図２１から２３に、別々に形成されたときのパイロット部およびスプール部を示す。

図２１は、可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ中でのマイクロバルブとしての使用に適した、マイクロ・スプール・バルブ（図示せず）のパオロット部の層の断面図である。図２１は、図１８に類似の図であり、同様の構成要素は、同様の番号で示される。

図２２は、可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ中でのマイクロバルブとしての使用に適した、マイクロ・スプール・バルブのスプール部の層の断面図である。図２２は、図２０に類似の図であり、同様の構成要素は、同様の番号で示される。スプール・バルブ９０５が、圧力釣り合いのために、複数のマイクロ・ベント９８９を含む。

図２３は、代替実施形態によるスプール部を示していることを除き、図２２に類似の図であり、同様の構成要素は、同様の番号で示される。スプール・バルブ９８６が、「Ｉ」構成である。

要約すると、本発明は、２方向パイロット作動マイクロバルブおよび２方向パイロット作動マイクロバルブを制御するための４方向パイロット・マイクロバルブを含む、流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイスを含む。

本発明は、
パイロット部とスプール部とを含む、流体流量を制御するためのマイクロバルブにおいて、
パイロット部が、
パイロット空洞を画定する固定部を含むパイロット中間プレート層、
パイロット空洞中に配置され、可撓性ヒンジによってパイロット中間プレート層の固定部に取り付けられた細長いビーム、
固定部に取り付けられ、固定部に対して細長いビームを移動するために、細長いビームに取り付けられたアクチュエータ、ならびに
各パイロット・バルブが、
パイロット空洞と流体連通する第１のマイクロ・ポート、
パイロット空洞と流体連通する第２のマイクロ・ポート、
パイロット空洞と流体連通する第３のマイクロ・ポート、および
第１のマイクロ・ポートと第３のマイクロ・ポートの間で、また第２のマイクロ・ポートと第３のマイクロ・ポートの間で選択的な流体連通を可能にするための、細長いビームの両端から延在する遮断部を含む、パイロット・マイクロバルブの対
を含み、
スプール部が、
スプール空洞を画定するスプール部プレート、
スプール空洞中に配置され、スプール部プレートの固定部に取り付けられたスプール・スプリング、ならびに
スプール空洞中に配置されたスプール・バルブであって、
スプール空洞と流体連通し、第３のパイロット・ポートと流体連通するスプール・ポートの第１の対、
スプール空洞と流体連通するスプール・ポートの第２の対、および
スプール空洞中に配置され、スプール・スプリングに取り付けられ、スプール・ポートの第２の対の間の流体連通を、第１のスプール・ポートと第３のパイロット・ポートの間の流体連通に関連して変更するのに適した、少なくとも１つの遮断部を含むスプール・バルブ
を含むマイクロバルブをも含む。

本発明は、
流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイスにおいて、
パイロット・チャンバ、第１のパイロット・ポートの対、第２のパイロット・ポートの対およびその中に形成された主ポートの対を有するパイロット本体であって、ポートのそれぞれが、チャンバと流体連通し、複数の流体源のうちの１つに接続されるようになされており、第１のパイロット・ポートと主ポートの間で、および第２のパイロット・ポートと主ポートの間で選択的な流体連通を可能にするように、パイロット・マイクロバルブの対が、パイロット・チャンバ中に可動に配置され、本体によって支持される、パイロット本体と、
パイロット・マイクロバルブを同時に直列で移動するために、パイロット・マイクロバルブを結合するアクチュエータと、
第１および第２の端部を有するスプール・チャンバを有し、第１の端部が主ポートの一方と流体連通し、第２の端部が主ポートの他方と流体連通し、スプール・チャンバと流体連通する二次ポートの対を有するスプール本体と、
スプール本体の固定部に取り付けられたスプール・スプリングと、
スプール・スプリングに取り付けられ、第１の位置と第２の位置の間で移動するようにスプール・チャンバ中に可動に配置され、それによってスプール遮断区域が、パイロット・マイクロバルブを位置決めすることで変更される流体圧によって制御され、
二次ポート間で、流体連通を変化するように動作可能であるスプール遮断部と
を含むマイクロバルブ・デバイスも含む。

本発明は、
圧縮チャンバ内で変位するピストンを有する可変容量形コンプレッサ中にある制御バルブにおいて、圧縮チャンバが、吸気圧において吸気領域からそれへガスを流入させ、排気圧において排気領域へガスを排気し、ガスが充填されたクランクケース・チャンバが、クランクケース圧を有し、ピストンの変位が、クランクケース圧に応じて変化し、制御バルブが、クランクケース圧を制御し、
制御バルブが、
排気領域とクランクケース・チャンバの間でガス連通経路を開閉するための排気圧バルブ部と、
排気圧ガスおよび吸気圧ガスの基準チャンバへの流量によって所定の基準圧に確立される基準圧を有する、クランクケース・チャンバから隔離された基準チャンバと、
吸気圧領域とガス連通する吸気圧受け領域、および基準チャンバとガス連通する基準圧受け領域を有し、所定の基準圧および吸気圧変化に応答して移動する感圧部材と、
排気バルブ部を開くように、感圧部材の移動を動作可能に結合するための手段と、
電気信号に応答して基準チャンバへの排気圧ガスおよび吸気圧ガスのうちの少なくとも１つの流量を制御し、それによって所定の基準圧を確立するためのマイクロバルブとを含む制御バルブをも対象とする。

本発明は、
流体流量を制御するための４方向マイクロバルブにおいて、
空洞がその中に形成された中間プレート層を有し、空洞と流体連通する吸入接続部、排出接続部、ならびに第１および第２の負荷接続部を画定する本体と、
空洞中に配置され、第１の位置と第２の位置の間において可動である可動マイクロバルブ要素であって、可動要素が第１の位置にあるとき、可動要素が、吸入接続部と第１の負荷接続部の間で、および排出接続部と第２の負荷接続部の間で流体連通を可能にするように動作可能であり、可動要素が第２の位置にあるとき、可動要素が、吸入接続部と第２の負荷接続部の間で、および排出接続部と第１の負荷接続部の間で、流体連通を可能にするように動作可能である可動マイクロバルブ要素と、
第１の位置と第２の位置の間で可動要素を移動するように動作可能であるマイクロバルブ・アクチュエータとを含む４方向マイクロバルブをも対象とする。

さらに、本発明は、
流体流量を制御するための２方向マイクロバルブにおいて、
空洞がその中に形成された中間プレート層を有し、空洞と流体連通する吸入接続部および排出接続部を画定する、多層プレート・バルブ本体と、
空洞中に配置され、第１の位置と第２の位置の間で可動である可動マイクロバルブ要素であって、可動要素が第１の位置にあるとき、可動要素が、吸入接続部と排出接続部の間で流体連通を可能にするように動作可能であり、可動要素が第２の位置にあるとき、可動要素が、吸入接続部と排出接続部の間で流体連通を遮断するように動作可能である、可動マイクロバルブ要素と、
可動要素中に形成され、第１の位置と第２の位置の間の可動要素の移動に対して、可動要素の端部上の圧力を調節するように動作可能なフィードバック・ポートとを含む２方向マイクロバルブを対象とする。

本発明の動作の原理およびモードについてその好ましい実施形態で説明し示した。しかし、本発明は、その精神または範囲から逸脱せず、具体的に説明し示したものではない他の方法で実施することができることを理解されたい。

従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の好ましい実施形態による可変設定点制御バルブの断面図である。 図１の可変制御バルブの可変設定点制御部の断面図である。 図１および２の可変制御バルブの基準チャンバ・バルブ手段の断面図である。 図１から３の可変制御バルブの基準チャンバ・バルブ手段の、バルブ部材およびバルブ・シートの断面図である。 従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態による可変設定点制御バルブの断面図である。 従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態による可変設定点制御バルブの断面図である。 従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の他の実施形態による可変設定点制御バルブの断面図である。 従来技術の米国特許第６，３９０，７８２号の図１、４、５および６の可変制御バルブとともに使用することができる、基準チャンバ・バルブ手段の他の２つの実施形態の断面図である。 従来技術による、自動車中で使用される可変容量形コンプレッサの断面図である。 従来技術による、図１０の可変容量形コンプレッサのための従来の空圧式制御バルブの断面図である。 本発明の好ましい実施形態の構成を示す、図１に類似した図である。 図１１の実施形態の拡大部分図である。 本発明による、図１１および１２の制御バルブ中で使用するのに適したマイクロバルブ・デバイスであり、その可動構成要素を示すために、一部が抜き出されたマイクロバルブ・デバイスの実施形態の平面図である。 マイクロバルブを有する、図１１および１２のプラグの底面図である。 マイクロバルブを有する、図１１および１２のプラグの斜視図である。 オリフィス付の一定ブリード経路が、基準流体通路と吸気流体通路の間でプラグ中に形成された代替実施形態を示していることを除き、図１２に類似の図である。 本発明の他の代替実施形態による、可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブの側面からの断面平面図である。 可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ中で、マイクロバルブとしての使用に適したマイクロ・スプール・バルブの層の断面図である。 図１８のマイクロ・スプール・バルブの層の一部分の図である。 ライン１８ｂに沿って取られた、図１８ａの一部分の側面図である。 図１８のマイクロ・スプール・バルブの層の一部分の図である。 ライン１８ｄに沿って取られた、図１８ｃの一部分の側面図である。 代替実施形態によるマイクロ・スプール・バルブを示していることを除き、図１８に類似した図である。 他の代替実施形態によるマイクロ・スプール・バルブを示していることを除き、図１８に類似した図である。 可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ中で、マイクロバルブとしての使用に適したマイクロ・スプール・バルブのパイロット部の層の断面図である。 可変容量形コンプレッサ用のマイクロバルブ作動制御バルブ中で、マイクロバルブとしての使用に適したマイクロ・スプール・バルブのスプール部の層の断面図である。 代替実施形態によるスプール部を示していることを除き、図２２に類似した図である。

Claims (21)

1. 流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイスであって、
   ２方向パイロット作動マイクロバルブと、
   前記２方向パイロット作動マイクロバルブを制御するための４方向パイロット・マイクロバルブとを含むマイクロバルブ・デバイス。
2. 前記４方向パイロット・マイクロバルブが、
   パイロット空洞がその中に形成された中間パイロット・プレート層を有するパイロット本体と、
   前記パイロット空洞中に可動で配置され、第１の位置と第２の位置の間で可動であるように、可撓性ヒンジによって前記中間パイロット・プレート層の固定部に取り付けられた細長いビームと、
   それぞれが、前記パイロット本体中に形成された第１のパイロット・ポート、第２のパイロット・ポートおよび第３のパイロット・ポートを含み、前記パイロット・ポートのそれぞれが、前記パイロット空洞と流体連通しており、前記パイロット・バルブのそれぞれが、前記細長いビームの両端から延在する、前記パイロット空洞中で前記ビームとともに可動であるパイロット遮断部を含む、第１および第２のパイロット・バルブと、
   アクチュエータが非作動位置にあるとき、前記ビームが前記第１の位置にあり、前記第３のパイロット・ポートが前記第１のパイロット・ポートと流体連通し、前記第２のパイロット・ポートから隔離されるように、およびアクチュエータが完全な作動位置にあるとき、前記ビームが前記第２の位置にあり、前記第２のパイロット・ポートが前記第３のパイロット・ポートと流体連通し、前記第１のパイロット・ポートから隔離されるように、前記第１の位置と第２の位置の間で前記ビームを移動するように前記細長いビームに動作可能に結合されるアクチュエータとを含む、請求項１に記載のマイクロバルブ・デバイス。
3. 前記アクチュエータが、前記非作動位置と前記完全な作動位置の間の中間位置にあるとき、前記第１のパイロット・ポートおよび前記第２のパイロット・ポートがともに、前記第３のパイロット・ポートと流体連通する、請求項２に記載のマイクロバルブ・デバイス。
4. 前記遮断部が、約９０°の角度で前記細長いビームから延在する、請求項２に記載のマイクロバルブ・デバイス。
5. 前記遮断部がそれぞれ、その中に画定されたスロットを含み、前記アクチュエータが前記非作動位置にあるとき、そのスロットを通して前記第３のポートと前記第１のポートの間で流体連通し、前記アクチュエータが前記完全な作動位置にあるとき、そのスロットを通して前記第３のポートと前記第２のポートの間で流体連通する、請求項２に記載のマイクロバルブ・デバイス。
6. 前記２方向パイロット作動マイクロバルブが、
   スプール空洞の固定部がその中に形成された中間スプール・プレート層を有するスプール・マイクロバルブ本体であって、第１のスプール・ポートおよび第２のスプール・ポートを有し、前記スプール・ポートのそれぞれがスプール・マイクロバルブ本体中に形成され、前記スプール・ポートのそれぞれが前記スプール空洞と流体連通する、スプール・マイクロバルブ本体と、
   前記中間スプール・プレート層の前記固定部に取り付けられた、少なくとも１つのスプール・スプリングと、
   スプール遮断部が前記第１のスプール・ポートと前記第２のスプール・ポートの間の流体連通を変化させるように動作可能となるように、前記スプール・スプリングに取り付けられ、前記スプール空洞中に可動で配置される、少なくとも１つのスプール遮断部を含むスプール・バルブとを含む、請求項１に記載のマイクロバルブ・デバイス。
7. 前記２方向パイロット作動マイクロバルブが、
   前記４方向パイロット・マイクロバルブと流体連通する第３のスプール・ポートと、
   前記４方向パイロット・マイクロバルブと流体連通する第４のスプール・ポートとをさらに含み、
   前記パイロット・マイクロバルブから生じる流体圧の変化に応答して前記スプール遮断部を移動するために、前記スプール遮断部のどちらの端部においても流体連通するように、前記第３のスプール・ポートおよび前記第４のスプール・ポートが、前記スプール空洞と流体連通し、それぞれが、前記スプール・マイクロバルブ本体中に形成される、請求項６に記載のマイクロバルブ・デバイス。
8. 前記２方向パイロット作動マイクロバルブが、前記固定部中に形成された対応する凹部と協働する、前記遮断部の一方の端部の長手方向突起部によって画定されたダッシュポットをさらに含み、前記ダッシュポットが、前記スプール・バルブの振動を減衰するように動作可能である、請求項６に記載のマイクロバルブ・デバイス。
9. 前記２方向パイロット作動マイクロバルブが、前記固定部から長手方向に延在するスプール・ビームをさらに含み、前記スプール遮断部が、凹部を画定し、前記凹部が、前記スプール・ビームと摺動可能に係合する、請求項６に記載のマイクロバルブ・デバイス。
10. パイロット部とスプール部とを含む、流体流量を制御するためのマイクロバルブにおいて、
    前記パイロット部が、
    パイロット空洞を画定する固定部を含むパイロット中間プレート層と、
    前記パイロット空洞中に配置され、可撓性ヒンジによって前記パイロット中間プレート層の前記固定部に取り付けられた細長いビームと、
    前記固定部に取り付けられ、前記固定部に対して前記細長いビームを移動するために、前記細長いビームに取り付けられたアクチュエータと、
    各パイロット・バルブが、
    前記パイロット空洞と流体連通する第１のマイクロ・ポート、
    前記パイロット空洞と流体連通する第２のマイクロ・ポート、
    前記パイロット空洞と流体連通する第３のマイクロ・ポート、および、
    前記第１のマイクロ・ポートと前記第３のマイクロ・ポートの間で、また前記第２のマイクロ・ポートと前記第３のマイクロ・ポートの間で流体連通を選択的に可能にするための、前記細長いビームの両端から延在する遮断部を含む、パイロット・マイクロバルブの対と
    を含み、
    前記スプール部が、
    スプール空洞を画定するスプール部プレートと、
    前記スプール空洞中に配置され、前記スプール部プレートの固定部に取り付けられたスプール・スプリングと、
    前記スプール空洞中に配置されたスプール・バルブであって、
    前記スプール空洞と流体連通し、前記第３のパイロット・ポートと流体連通するスプール・ポートの第１の対、
    前記スプール空洞と流体連通するスプール・ポートの第２の対、および、
    前記スプール空洞中に配置され、前記スプール・スプリングに取り付けられており、前記第１のスプール・ポートと前記第３のパイロット・ポートの間の流体連通に関連して、スプール・ポートの前記第２の対の間の流体連通を変更するのに適した、少なくとも１つの遮断部を含むスプール・バルブと
    を含むマイクロバルブ。
11. 多層バルブ本体の中間層プレートが、前記パイロット部プレートおよび前記スプール部プレートを含む、請求項１０に記載のマイクロバルブ。
12. 流体流量を制御するためのマイクロバルブ・デバイスにおいて、
    パイロット・チャンバ、第１のパイロット・ポートの対、第２のパイロット・ポートの対を有し、主ポートがその中に形成されたパイロット本体であって、前記ポートのそれぞれが、前記チャンバと流体連通し、複数の流体源のうちの１つに接続されるようになされており、前記第１のパイロット・ポートと前記主ポートの間で、および前記第２のパイロット・ポートと前記主ポートの間で選択的な流体連通を可能にするために、パイロット・マイクロバルブの対が、前記パイロット・チャンバ中に可動で配置され、前記本体によって支持されている、パイロット本体と、
    前記パイロット・マイクロバルブを同時に直列で移動するように、前記パイロット・マイクロバルブを結合するアクチュエータと、
    第１および第２の端部を有するスプール・チャンバを有し、前記第１の端部が前記主ポートの一方と流体連通し、前記第２の端部が前記主ポートの他方と流体連通し、前記スプール・チャンバと流体連通する二次ポートの対を有するスプール本体と、
    前記スプール本体の固定部に取り付けられたスプール・スプリングと、
    前記スプール・スプリングに取り付けられ、第１の位置と第２の位置の間で移動するようにスプール・チャンバ中に可動して配置され、それによって前記スプール遮断区域の位置決めが、前記パイロット・マイクロバルブを位置決めすることによって変更される流体圧によって制御され、前記二次ポート間で流体連通を変化させるように動作可能であるスプール遮断部と
    を含むマイクロバルブ・デバイス。
13. 圧縮チャンバ内で変位するピストンを有する可変容量形コンプレッサ中にある制御バルブにおいて、前記圧縮チャンバが、吸気圧において吸気領域からそれへガスを流入させ、排気圧において排気領域へガスを排気し、ガスが充填されたクランクケース・チャンバが、クランクケース圧を有し、前記ピストンの前記変位が、前記クランクケース圧に応じて変化し、前記制御バルブが、前記クランクケース圧を制御し、
    前記制御バルブが、
    前記排気領域と前記クランクケース・チャンバの間でガス連通経路を開閉するための排気圧バルブ部と、
    排気圧ガスおよび吸気圧ガスの前記基準チャンバへの流量によって所定の基準圧に確立される基準圧を有する、前記クランクケース・チャンバから隔離された基準チャンバと、
    前記吸気圧領域とガス連通する吸気圧受け領域、および前記基準チャンバとガス連通する基準圧受け領域を有し、前記所定の基準圧および吸気圧変化に応答して移動する感圧部材と、
    前記排気バルブ部を開くように、前記感圧部材の移動を動作可能に結合するための手段と、
    電気信号に応答して前記基準チャンバへの排気圧ガスおよび吸気圧ガスのうちの少なくとも１つの流量を制御し、それによって前記所定の基準圧を確立するためのマイクロバルブと
    を含む制御バルブ。
14. 前記基準チャンバとガス連通する、ミクロ機械加工された圧力センサをさらに含み、前記圧力センサが、前記基準圧に関連した電気信号を発生し、圧力センサが、前記マイクロバルブと一体で形成される、請求項１３に記載の制御バルブ。
15. 前記基準チャンバが、剛体壁、ダイアフラムの第２の側面および前記マイクロバルブがその上に搭載されるプラグによって形成された、密閉された空間である、請求項１３に記載の制御バルブ。
16. 前記マイクロバルブが、熱作動マイクロバルブを含む、請求項１３に記載の制御バルブ。
17. 前記マイクロバルブが、マイクロ・スプール・バルブを含む、請求項１３に記載の制御バルブ。
18. 前記マイクロ・スプール・バルブが、パイロット部およびパイロット作動スプール部を含む、請求項１６に記載の制御バルブ。
19. 流体流量を制御するための４方向マイクロバルブにおいて、
    空洞がその中に形成された中間プレート層を有し、前記空洞と流体連通する吸入接続部、排出接続部、ならびに第１および第２の負荷接続部を画定する本体と、
    前記空洞中に配置され、第１の位置と第２の位置の間において可動である可動マイクロバルブ要素であって、前記可動要素が前記第１の位置にあるとき、前記可動要素が、前記吸入接続部と前記第１の負荷接続部の間で、および前記排出接続部と前記第２の負荷接続部の間で流体連通を可能にするように動作可能であり、前記可動要素が前記第２の位置にあるとき、前記可動要素が、前記吸入接続部と前記第２の負荷接続部の間で、および前記排出接続部と前記第１の負荷接続部の間で流体連通を可能にするように動作可能である、可動マイクロバルブ要素と、
    前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記可動要素を移動するように動作可能であるマイクロバルブ・アクチュエータとを含む４方向マイクロバルブ。
20. 流体流量を制御するための２方向マイクロバルブにおいて、
    空洞がその中に形成された中間プレート層を有し、前記空洞と流体連通する吸入接続部および排出接続部を画定する、多層プレート・バルブ本体と、
    前記空洞中に配置され、第１の位置と第２の位置の間で可動である可動マイクロバルブ要素であって、前記可動要素が前記第１の位置にあるとき、前記可動要素が、前記吸入接続部と前記排出接続部の間で流体連通を可能にするように動作可能であり、前記可動要素が前記第２の位置にあるとき、前記可動要素が、前記吸入接続部と前記排出接続部の間で流体連通を遮断するように動作可能である、可動マイクロバルブ要素と、
    前記可動要素中に形成され、前記第１の位置と前記第２の位置の間での前記可動要素の移動に対して、前記可動要素の端部上の圧力を調節するように動作可能なフィードバック・ポートとを含む２方向マイクロバルブ。
21. 前記可動マイクロバルブ要素が、凹部を画定するスプール遮断部を含み、前記凹部が、前記中間プレート層に隣接して前記多層プレート・バルブ本体の層に取り付けられたスプール・ビームと摺動可能で係合する、請求項２０に記載の２方向マイクロバルブ。

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