WO2019009266A1 - 容量制御弁 - Google Patents

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WO2019009266A1
WO2019009266A1 PCT/JP2018/025123 JP2018025123W WO2019009266A1 WO 2019009266 A1 WO2019009266 A1 WO 2019009266A1 JP 2018025123 W JP2018025123 W JP 2018025123W WO 2019009266 A1 WO2019009266 A1 WO 2019009266A1
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valve
internal space
pressure
communication
chamber
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PCT/JP2018/025123
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大千 栗原
康平 福留
啓吾 白藤
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イーグル工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a displacement control valve for controlling the flow rate or pressure of a variable displacement compressor, and more particularly, a displacement control for controlling the discharge amount of a variable displacement compressor or the like used in an air conditioning system such as an automobile according to pressure load. On the valve.
  • a swash plate type variable displacement compressor used in an air conditioning system such as an automobile is connected to a rotary shaft rotationally driven by a rotational force of an engine, a swash plate variably connected to the rotary shaft, and a swash plate
  • a compression piston or the like is provided, and the stroke of the piston is changed to control the discharge amount of the refrigerant by changing the inclination angle of the swash plate.
  • the inclination angle of this swash plate uses the suction pressure of the suction chamber for sucking the refrigerant, the discharge pressure of the discharge chamber for discharging the refrigerant pressurized by the piston, and the control chamber pressure of the control chamber (crank chamber) containing the swash plate.
  • the pressure in the control chamber is appropriately controlled using a displacement control valve that is opened and closed by an electromagnetic force, and the stroke balance of the pressure acting on both sides of the piston is continuously changed. It is supposed to get.
  • such a volume control valve 160 communicates with a second valve chamber 182 communicated with the discharge chamber via the second communication passage 173, and communicates with the suction chamber via the first communication passage 171.
  • a valve body 170 having a first valve chamber 183 and a third valve chamber 184 communicating with the control chamber via the third communication passage 174, and disposed in the third valve chamber to expand and contract by the surrounding pressure and to have a free end in the expansion and contraction direction ,
  • Valve body having a first valve portion 175 for opening and closing 172 and a third valve portion 179 for opening and closing the third valve chamber 184 and the flow channel 172 by engagement and disengagement with the valve seat member 180 in the third valve chamber 184 181 and a solenoid that exerts an electromagnetic driving force on the valve body 181 And a id 190 or the like.
  • Patent No. 5167121 gazette
  • the conventional displacement control valve 160 is provided with a liquid refrigerant discharge function in order to discharge the liquid refrigerant in the control chamber (crank chamber) as quickly as possible. That is, when the variable displacement compressor is stopped and left to stand for a long time and then started, the high pressure liquid refrigerant accumulated in the control chamber (crank chamber) flows from the third communication passage 174 to the third valve chamber. It flows to 184. Then, the pressure sensitive body (bellows) 178 is contracted and the space between the third valve portion 179 and the valve seat member 180 is opened.
  • the opening area of the third valve portion 179 and the valve seat member 180 is large, the liquid refrigerant is sucked from the control chamber (crank chamber) from the third valve chamber 184 through the auxiliary communication passage 185, the intermediate communication passage 186 and the circulation groove 172. It can be discharged into the room in a short time, and can shift to the cooling operation state quickly with the maximum capacity.
  • the control chamber pressure Pc and the suction pressure Ps decrease, and the third valve portion 179 and the valve seat member 180 are closed.
  • the second valve portion 176 is opened from the fully closed state by the solenoid portion S to shift to the control state.
  • the fluid of the discharge pressure Pd is supplied from the second valve chamber 182 to the third valve chamber 184, so that the differential pressure between the suction pressure Ps and the control chamber pressure Pc changes, and the inclination of the swash plate The angle is changed to control the stroke (discharge volume) of the piston.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a displacement control valve for controlling the flow rate or pressure of a variable displacement compressor according to the valve opening degree of a valve body.
  • An object of the present invention is to provide a displacement control valve that can make the amount of fluid flowing from the third valve chamber to the first valve chamber constant even if the pressure in the three valve chamber fluctuates, and improve the control performance of the variable displacement compressor. .
  • the displacement control valve of the present invention is a displacement control valve that controls the flow rate or pressure according to the degree of opening of the valve portion
  • An internal space in communication with the third communication passage through which the control pressure fluid passes, a valve hole communicating with the internal space in communication with the second communication passage through which the discharge pressure fluid passes, and a second valve disposed in the valve hole
  • a valve body having a second valve chamber having a seat, and a third valve chamber in communication with a first communication passage through which fluid of suction pressure is passed and having a first valve seat;
  • An intermediate communication passage communicating with the internal space and the first communication passage, a second valve portion for opening and closing the valve hole in contact with the second valve seat, and interlocking opening and closing in reverse to the second valve portion
  • a valve body having a first valve portion that opens and closes communication between the intermediate communication passage and the first communication passage by coming into contact with a first valve seat, and a shaft portion disposed in the internal space;
  • a pressure-sensitive body disposed in the internal space and capable of expanding and contracting
  • the volume control valve of the present invention is
  • the auxiliary communication portion has an opening area smaller than the flow passage cross-sectional area of the intermediate communication passage. With this configuration, the auxiliary communication portion becomes a bottleneck, so that the fluid flowing from the internal space to the first valve chamber can be adjusted by adjusting only the auxiliary communication path to improve the operation efficiency of the variable displacement compressor. Can.
  • the volume control valve of the present invention is
  • the auxiliary communication portion is a hole disposed in the valve body. With this configuration, the opening area of the auxiliary communication portion can be adjusted by adjusting the diameter of the hole.
  • the volume control valve of the present invention is
  • the auxiliary communication portion has an opening area larger than a gap portion between the shaft portion of the valve body and the free end portion of the pressure sensitive body.
  • the volume control valve of the present invention is
  • the valve body includes a plurality of the auxiliary communication portions. With this configuration, the opening area of the auxiliary communication portion can be adjusted by adjusting the number of the auxiliary communication portions.
  • the volume control valve of the present invention is
  • the auxiliary communication portion is a gap portion between the shaft portion of the valve body and the free end portion of the pressure sensitive body.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a displacement control valve according to another modification of the present invention. It is a figure which shows the state of the displacement control valve at the time of control of low electric current control by the conventional displacement control valve.
  • FIG. 8 is an explanatory view for explaining the relationship between the opening area of the Pc-Ps flow channel and the Pd-Pc flow channel of the conventional displacement control valve and the solenoid current.
  • FIG. 1 is a displacement control valve.
  • the displacement control valve 1 mainly includes a valve body 10, a valve body 21, a pressure sensor 22, and a solenoid 30.
  • the main configuration of the displacement control valve 1 will be described.
  • the valve body 10 is made of a metal such as brass, iron, aluminum, stainless steel or a synthetic resin material.
  • the valve body 10 is a hollow cylindrical member having a through hole penetrating in the axial direction, and the first valve chamber 14 and the second valve chamber 15 adjacent to the first valve chamber 14 and the second valve chamber are provided in the through hole section. An internal space 16 adjacent to 15 is continuously disposed.
  • the second communication passage 12 is continuously provided in the second valve chamber 15.
  • the second communication passage 12 communicates with the discharge chamber (not shown) of the variable displacement compressor so that the fluid of the discharge pressure Pd can flow into the internal space 16 from the second valve chamber 15 by opening and closing the volume control valve 1.
  • the third communication passage 13 is continuously provided in the internal space 16.
  • the third communication passage 13 communicates with a control chamber (not shown) of the variable displacement compressor, and the fluid of the discharge pressure Pd flowing from the second valve chamber 15 into the internal space 16 by opening and closing the volume control valve 1 Flow to the control chamber (crank chamber) of the variable displacement compressor, or the fluid of the control chamber pressure Pc that has flowed into the internal space 16 through the first valve chamber 14 via the intermediate communication passage 26 described later. It flows out to the suction chamber of the compressor.
  • first communication passage 11 is provided in series with the first valve chamber 14.
  • the fluid of the control chamber pressure Pc which has flowed into the internal space 16 from the control chamber (crank chamber) of the variable displacement compressor, is passed through the first valve chamber 14 It will flow out into the suction chamber.
  • a valve hole 17 having a diameter smaller than the diameter of the second valve chamber 15 is connected between the second valve chamber 15 and the internal space 16, and a second valve seat 15a is provided around the valve hole 17 on the second valve chamber 15 side. It is formed. Further, a hole 18 having a diameter smaller than the diameter of the first valve chamber 14 and the second valve chamber 15 is provided continuously between the first valve chamber 14 and the second valve chamber 15.
  • the first communication passage 11, the second communication passage 12, and the third communication passage 13 pass through the circumferential surface of the valve main body 10, for example, in two equal to six positions. Further, on the outer peripheral surface of the valve main body 10, mounting grooves for O-rings are provided at three positions spaced apart in the axial direction. Then, O-rings 71, 72, 73 for sealing between the valve body 10 and a mounting hole (not shown) of a casing into which the valve body 10 is fitted are attached to the respective mounting grooves, and the first communication passage is formed. Each of the flow paths 11, the second communication path 12, and the third communication path 13 is configured as an independent flow path.
  • a pressure sensitive body 22 is disposed in the internal space 16.
  • One end of a metal bellows 22 a of the pressure sensitive body 22 is sealingly coupled to the partition adjusting unit 3.
  • the bellows 22a is made of phosphor bronze, stainless steel or the like, and its spring constant is designed to a predetermined value.
  • the inside of the pressure sensitive body 22 is internally provided with a vacuum or air.
  • the pressure sensing body 22 is expanded or contracted according to the pressure in the internal space 16 with respect to the effective pressure receiving area of the bellows 22 a of the pressure sensing body 22 to operate the valve body 21 with a predetermined driving force.
  • a free end 22 c is disposed on the free end side of the pressure sensitive body 22 that moves in response to the suction pressure in the internal space 16.
  • the partition adjustment part 3 of the pressure sensing body 22 is sealingly fitted and fixed so that the internal space 16 of the valve main body 10 may be closed.
  • the partition adjusting portion 3 is screwed in and fixed by a set screw (not shown), the spring force of the compression spring or the bellows 22a arranged in parallel in the bellows 22a can be moved and adjusted in the axial direction.
  • the valve body 21 consists of a hollow cylindrical member.
  • the valve body 21 is connected to a fourth shaft portion 21k and a fourth shaft portion 21k integrally coupled to a solenoid rod 36 described later, and a first shaft portion 21c formed larger in diameter than the fourth shaft portion 21k, A labyrinth portion 21g continuously connected to the first shaft portion 21c, a second shaft portion 21b continuously connected to the labyrinth portion 21g, and a second shaft portion 21b are formed to be smaller in diameter than the second shaft portion 21b. It mainly comprises the third shaft 21a (the shaft according to the present invention).
  • the first shaft portion 21c and the second shaft portion 21b are disposed on the first valve chamber 14 side and the second valve chamber 15 side across the labyrinth portion 21g, and the labyrinth portion 21g is on the first valve chamber 14 side and the second valve chamber
  • the first valve chamber 14 and the second valve chamber 15 are sealed by sliding with the hole 18 formed between the first and second sides.
  • the first valve chamber 14 and the second valve chamber 15 are configured as independent valve chambers.
  • a first valve portion 21c1 is formed at an end of the first shaft portion 21c disposed in the first valve chamber 14, and the first valve portion 21c1 is formed on an end face of a stator core 31 of a solenoid 30 described later. And the communication between the intermediate communication passage 26 and the first valve chamber 14 is opened and closed.
  • a second valve portion 21b1 is formed at an end of the second shaft portion 21b disposed in the second valve chamber 15, and the second valve portion 21b1 is in contact with the second valve seat 15a to be in contact with the second valve chamber 15
  • the valve hole 17 communicating with the space 16 is opened and closed.
  • valve body 21 has an intermediate communication passage 26 penetrating the center thereof.
  • the intermediate communication passage 26 is formed with a first intermediate communication passage 26a penetrating in the axial direction thereof and a second intermediate communication passage 26b formed in the fourth shaft portion 21k and communicating the first intermediate communication passage 26a with the first valve chamber 14 It consists of
  • the end 21a1 of the third shaft 21a of the valve body 21 is fitted relative to the hole 22c1 of the free end 22c of the pressure sensor 22 so as to be slidable relative thereto. Further, an auxiliary communication portion 21f formed of a hole penetrating in the radial direction is formed in the third shaft portion 21a, and the intermediate communication passage 26 and the internal space 16 are communicated by the auxiliary communication portion 21f.
  • the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f is formed sufficiently larger than the clearance area S2 between the end 21a1 of the third shaft portion 21a and the hole 22c1 of the pressure sensitive body 22.
  • a flow path from the internal space 16 to the intermediate communication path 26 is a flow path from the internal space 16 to the intermediate communication path 26 through the auxiliary communication portion 21 f (hereinafter referred to as “first flow path”), and the internal space 16.
  • first flow path auxiliary communication portion 21 f
  • second flow path leading to the intermediate communication path 26 through the gap between the end 21a1 of the third shaft portion 21a and the hole 22c1 of the pressure sensitive body 22 It exists in parallel. Since the opening area S1 of the first flow path is sufficiently larger than the gap area S2 of the second flow path, most of the fluid flows in the first flow path and hardly flows in the second flow path.
  • a groove 21h is formed at the end 21a1 of the third shaft 21a of the valve body 21, and the opening area S5 of the groove 21h is set larger than the clearance area S2 of the second flow passage.
  • the groove 21h is not provided at the end 21a1 of the valve body 21, the end 21e of the valve body 21 is in contact with the end face 22d of the pressure sensitive body 22, that is, the end 21e of the valve body 21 and the pressure sensitive body
  • the end 21 e of the valve body 21 is separated from the end face 22 d of the pressure sensitive body 22 (FIG. 1) from the state where the area with the end face 22 d of 22 is zero (FIG. 2), the area changes rapidly.
  • the amount of fluid flowing through the second flow path fluctuates, so the amount of fluid flowing through the first flow path can not be kept constant. Therefore, by providing a groove 21h at the end 21a1 of the valve body 21, the rapid change of the area due to the contact or separation between the end 21e of the valve body 21 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 is alleviated. The amount of fluid flowing through the flow channel can be kept constant.
  • the solenoid 30 includes a solenoid rod 36 (a rod according to the present invention), a plunger case 38, a plate 34, an electromagnetic coil 35, and a stator core consisting of a center post 31a and a base portion 31d arranged on the inner periphery of the electromagnetic coil 35.
  • a plunger 31, and a biasing means 28 disposed between the plunger 32 and the center post 31a are housed and configured in the solenoid case 33.
  • the valve body 21 and the plunger 32 are coupled by a solenoid rod 36 movably fitted in the through hole 31 h of the stator core 31, and the valve body 21 and the plunger 32 are integrally driven.
  • Biasing means 28 is disposed between the center post 31 a of the stator core 31 and the plunger 32 to bias the plunger 32 away from the stator core 31. That is, the biasing means 28 biases the first valve portion 21c1 from the open state to the closed state, and biases the second valve portion 21b1 from the closed state to the open state.
  • the plunger case 38 is a bottomed hollow cylindrical member whose one end is open.
  • the open end of the plunger case 38 is sealingly fixed to the base portion 31 d of the stator core 31, and the plunger 32 is axially movable between the bottom of the plunger case 38 and the center post 31 a of the stator core 31. Be placed.
  • the electromagnetic coil 35 is sealed by the plunger case 38, the base portion 31d of the stator core 31, and the solenoid case 33. Since the electromagnetic coil 35 does not contact the refrigerant, the insulation resistance can be prevented from decreasing.
  • FIG. 3 shows the relationship between the solenoid current and the minimum flow passage cross-sectional area of each flow passage.
  • the dashed-dotted line in FIG. 3 shows the relationship between the solenoid current and the minimum channel cross-sectional area in the Pc-Ps channel, and the solid line in FIG. 3 shows the relationship between the solenoid current and the minimum channel cross-sectional area in the Pd-Pc channel.
  • the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f is the minimum opening area in the Pc-Ps flow path from the internal space 16 through the intermediate communication path 26 to the first valve chamber 14.
  • the control state is a state in which the displacement control valve is controlled so that the pressure in the suction chamber becomes the set value Pset.
  • the actuation surface 32b of the plunger 32 is gradually attracted to the suction surface 31b of the stator core 31, and the opening area of the second valve portion 21b1 is gradually narrowed in inverse proportion to the solenoid current. Therefore, as shown in FIG. 3, when the solenoid current is less than the first current value I1 (0 ⁇ I ⁇ I1), the opening area S4 of the second valve portion 21b1 gradually narrows, so the Pd-Pc flow path Area also gradually decreases with the increase in current.
  • the minimum flow passage cross-sectional area of the Pc-Ps flow passage is determined by the area of the auxiliary communication portion 21f, regardless of the magnitude of the current supplied to the solenoid in the control state of the solenoid.
  • the area of the Pc-Ps channel is kept at a constant value S1.
  • the amount of fluid flowing through the Pc-Ps channel can be easily adjusted to be constant.
  • the amount of fluid flowing through the Pc-Ps flow channel can be easily adjusted only by adjusting the size of the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f.
  • a certain amount of fluid can be allowed to flow to the valve chamber 14 and the pressure in the suction chamber communicating with the first valve chamber 14 can be stabilized, and controllability of the variable displacement compressor can be improved. it can.
  • the configuration of the displacement control valve 1 according to the first embodiment of the present invention is as described above, and provides the following excellent effects.
  • the amount of fluid flowing through the Pc-Ps flow channel can be obtained simply by adjusting the size of the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f.
  • a constant fluid can be allowed to flow from the internal space 16 to the first valve chamber 14, and the pressure of the suction chamber communicated with the first valve chamber 14 can therefore be adjusted. It can be stabilized, and the controllability of the variable displacement compressor can be improved.
  • the gap between the end 21 a 1 of the third shaft 21 a and the hole 22 c 1 of the pressure sensitive body 22 There is an area S2. Therefore, in the Pc-Ps flow path, two paths of the Pc-Ps flow path passing through the first flow path and the Pc-Ps flow path passing through the second flow path exist in parallel. Even in such a case, by making the opening area S1 sufficiently larger than the gap area S2, most of the fluid can flow in the first flow path and hardly flow in the second flow path. Thereby, even if the Pc-Ps flow paths exist in parallel, only by adjusting the size of the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f, the amount of fluid flowing from the internal space 16 to the first valve chamber 14 is constant. Can be adjusted.
  • the groove 21h is provided at the end 21a1 of the third shaft 21a of the valve body 21, and the area due to contact and separation between the end 21e of the valve body 21 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 is rapid. The change was mitigated to keep the flow from the internal space 16 to the first valve chamber constant.
  • the method of alleviating the change in flow rate due to contact and separation between the end 21 e of the valve body 21 and the end face 22 d of the pressure sensitive body 22 is not limited to this.
  • the end 41e of the valve body 41 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 are as shown in FIG. Even when the separated state and the state in which the end 41e of the valve body 41 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 are in contact as shown in FIG. 4B, the change in flow rate can be alleviated.
  • the opening of the end 21a1 of the valve body 21 can be closed with a plug or the like to make the amount of fluid flowing in the Pc-Ps flow path passing through the second flow path zero.
  • a fluid extraction hole or the like is provided so that the space between the end 21a1 of the valve body 21 and the free end 22c of the pressure sensitive body 22 is not sealed, and the valve body 21 and the pressure sensitive body 22 are relative to each other. Do not become a resistance at the time of displacement.
  • the opening area S1 of the auxiliary communication portion 21f is adjusted to adjust the amount of fluid flowing through the Pc-Ps flow channel.
  • the minimum opening area of the Pc-Ps flow channel is not provided without the auxiliary communication portion 21f.
  • the opening 51j is provided in the end 51a1 of the valve body 51, and the end 51e of the valve 51 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 are separated as shown in FIG. Even when the end 51e of the valve body 51 and the end face 22d of the pressure sensitive body 22 are in contact repeatedly as in 5 (b), the change of the flow rate can be prevented.

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Abstract

【課題】バルブ部の開弁度に応じて容量可変型圧縮機の流量又は圧力を制御する容量制御弁において、容量可変型圧縮機の運転効率の向上できる容量制御弁を提供することを目的としている。 【解決手段】バルブ部の開弁度に応じて可変容量圧縮機の流量又は圧力を制御する容量制御弁１において、第１弁室１４、第２弁室１５及び内部空間１６を有するバルブ本体１０と、第１弁室１４と内部空間１６とを連通する中間連通路２６、第１弁室１４に配設される第１弁部２１ｃ１、内部空間１６と第２弁室１５との連通を開閉する第２弁部２１ｂ１、及び、内部空間に配設される軸部２１ａを有する弁体２１と、ソレノイド３０と、内部空間に配置される感圧体２２と、内部空間１６に配設され内部空間１６と中間連通路２６とを連通する補助連通部２１ｆとを備える。

Description

容量制御弁
　本発明は、容量可変型圧縮機の流量又は圧力を制御する容量制御弁に関し、特に、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機等の吐出量を圧力負荷に応じて制御する容量制御弁に関する。
　自動車等の空調システムに用いられる斜板式容量可変型圧縮機は、エンジンの回転力により回転駆動される回転軸、回転軸に対して傾斜角度を可変に連結された斜板、斜板に連結された圧縮用のピストン等を備え、斜板の傾斜角度を変化させることにより、ピストンのストロークを変化させて冷媒の吐出量を制御するものである。
　この斜板の傾斜角度は、冷媒を吸入する吸入室の吸入圧力、ピストンにより加圧した冷媒を吐出する吐出室の吐出圧力、斜板を収容した制御室（クランク室）の制御室圧力を利用しつつ、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、制御室内の圧力を適宜制御し、ピストンの両面に作用する圧力のバランス状態を調整することでピストンのストロークを連続的に変化させ得るようになっている。
　このような容量制御弁１６０としては、図６に示すように、吐出室と第２連通路１７３を介して連通する第２弁室１８２、吸入室と第１連通路１７１を介して連通する第１弁室１８３、制御室と第３連通路１７４を介して連通する第３弁室１８４を有するバルブ本体１７０と、第３弁室内に配置されて周囲の圧力によって伸縮するとともに伸縮方向の自由端に設けられた弁座体１８０を有する感圧体１７８と、第２弁室１８２と第３弁室１８４を連通する弁孔１７７を開閉する第２弁部１７６、第１連通路１７１と流通溝１７２を開閉する第１弁部１７５、及び第３弁室１８４にて弁座体１８０との係合及び離脱により第３弁室１８４と流通溝１７２を開閉する第３弁部１７９を有する弁体１８１と、弁体１８１に電磁駆動力を及ぼすソレノイド部１９０等を備えている。そして、この容量制御弁１６０では、容量可変型圧縮機にクラッチ機構を設けなくても、制御室圧力を変更する必要が生じた場合には、吐出室と制御室とを連通させて制御室内の圧力（制御室圧力）Ｐｃ、吸込圧力Ｐｓ（吸込圧力）を制御できるようにしたものである。（以下、「従来技術」という。例えば、特許文献１参照。）。
特許第５１６７１２１号公報
　従来技術において、斜板式容量可変型圧縮機を停止して、長時間放置した後に起動させようとした場合、制御室（クランク室）には液冷媒（放置中に冷却されて冷媒が液化したもの）が溜まるため、この液冷媒を排出しない限り冷媒を圧縮して設定とおりの吐出量を確保することができない。このため、起動直後から所望の容量制御を行うには、制御室（クランク室）の液冷媒をできるだけ素早く排出させる必要がある。
　そこで、図７、図８に示すように、従来の容量制御弁１６０においては起動時に制御室（クランク室）の液冷媒をできるだけ素早く排出させるために液冷媒排出機能を備えている。すなわち、容量可変型圧縮機を停止して、長時間放置した後に起動させようとした場合に、制御室（クランク室）に溜まった高圧の液冷媒が、第３連通路１７４から第３弁室１８４へ流入する。すると、感圧体（ベローズ）１７８は収縮して第３弁部１７９と弁座体１８０との間が開弁する。第３弁部１７９と弁座体１８０との開口面積は大きいため、第３弁室１８４から補助連通路１８５、中間連通路１８６及び流通溝１７２を通じて、液冷媒は制御室（クランク室）から吸入室へ短時間で排出でき、素早く最大容量で冷房運転状態に移行できるようになっている。
　つぎに、制御室（クランク室）の液冷媒の排出を完了すると制御室圧力Ｐｃ及び吸込圧力Ｐｓは低下して、第３弁部１７９と弁座体１８０は閉弁状態となる。同時に、ソレノイド部Ｓによって第２弁部１７６は全閉状態から開弁して制御状態に移行する。制御状態に移行すると吐出圧力Ｐｄの流体が第２弁室１８２から第３弁室１８４へ供給されることで、吸込圧力Ｐｓと制御室圧力Ｐｃとの差圧が変化して、斜板の傾斜角度が変化してピストンのストローク（吐出容量）が制御される。
　しかしながら、上記の従来技術では、制御運転状態に移行して第３弁部１７９と弁座体１８０の弁座面との間が閉弁状態となっても、第３弁室１８４の圧力が変動すると第３弁部１７９と弁座体１８０の弁座面との間にわずかな隙間が発生する。このため、第３弁室１８４から補助連通路１８５及び中間連通路１８６を介して第１弁室１８３へ流れる流体量が変動してしまう。この結果、第１弁室１８３に連通する吸入室の圧力が変動してしまい、容量可変型圧縮機の制御性能が悪化するという問題があった。
　本発明は、上記従来技術の有する問題点を解決するためになされたものであって、バルブ本体の開弁度に応じて容量可変型圧縮機の流量又は圧力を制御する容量制御弁において、第３弁室の圧力が変動しても第３弁室から第１弁室へ流れる流体量を一定にでき、容量可変型圧縮機の制御性能を向上できる容量制御弁を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は
　バルブ部の開弁度に応じて流量又は圧力を制御する容量制御弁において、
　制御圧力の流体を通す第３連通路と連通する内部空間、吐出圧力の流体を通す第２連通路に連通するとともに前記内部空間と連通する弁孔及び該弁孔に配設される第２弁座を有する第２弁室、及び、吸入圧力の流体を通す第１連通路に連通するとともに第１弁座を有する第３弁室、を有するバルブ本体と、
　前記内部空間と前記第１連通路に連通する中間連通路、前記第２弁座と離接して前記弁孔を開閉する第２弁部、前記第２弁部とは反対に連動開閉するとともに前記第１弁座と離接して前記中間連通路と前記第１連通路との連通を開閉する第１弁部、及び、前記内部空間に配置される軸部と、を有する弁体と、
　前記内部空間に配置されて前記内部空間の圧力に応動して伸縮するとともに前記弁体の前記軸部と摺動する自由端部を有する感圧体と、
　前記内部空間に配設され前記内部空間と前記中間連通路とを連通する補助連通部と、及び、
　前記バルブ本体に取り付けられて電流に応じて前記弁体を開閉する方向へ作動させるソレノイド部と、を備える。
　この構成により、内部空間に配設された補助連通部によって内部空間から第１弁室へ流れる流体量を調整して、容量可変型圧縮機の運転効率を向上することができる。
　本発明の容量制御弁は、
　前記補助連通部は前記中間連通路の流路断面積より小さい開口面積を有する。
　この構成により、補助連通部がボトルネックとなるので、補助連通路のみを調整することによって内部空間から第１弁室へ流れる流体を調整して、容量可変型圧縮機の運転効率を向上することができる。
　本発明の容量制御弁は、
　補助連通部は、前記弁体に配設される孔部である。
　この構成により、孔部の径を調整することで補助連通部の開口面積を調整できる。
　本発明の容量制御弁は、
　前記補助連通部は、前記弁体の前記軸部と前記感圧体の前記自由端部との隙間部より大きい開口面積を有する。
　この構成により、内部空間から第１弁室へ至る流路が並列して存在していても、補助連通部のみを調整して、内部空間から第１弁室へ流れる流体量を調整することができる。
　本発明の容量制御弁は、
　前記弁体は前記補助連通部を複数備える。
　この構成により、補助連通部の個数を調整することで補助連通部の開口面積を調整できる。
　本発明の容量制御弁は、
　前記補助連通部は、前記弁体の前記軸部と前記感圧体の前記自由端部との隙間部からなる。
　この構成により、弁体の軸部と感圧体の自由端部との隙間部を調整することによって、内部空間から第１弁室へ流れる流体量を調整して、容量可変型圧縮機の運転効率を向上することができる。
本発明に係る容量制御弁を示す正面断面図である。 本発明に係る容量制御弁を示す正面断面図で、低電流制御時の状態を示す図である。 本発明に係る容量制御弁のＰｃ－Ｐｓ流路、Ｐｄ－Ｐｃ流路の開口面積とソレノイド電流との関係を説明する説明図である。 本発明の変形例で、容量制御弁の一部断面図である。 本発明の他の変形例で、容量制御弁の一部断面図である。 従来の容量制御弁で、低電流制御の制御時の容量制御弁の状態を示す図である。 従来の容量制御弁で、液冷媒排出時の容量制御弁の状態を示す図である。 従来の容量制御弁のＰｃ－Ｐｓ流路、Ｐｄ－Ｐｃ流路の開口面積とソレノイド電流との関係を説明する説明図である。
　以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的な位置などは、特に明示的な記載がない限り、それらのみに限定する趣旨のものではない。
　図１ないし図３を参照して、本発明の実施例１に係る容量制御弁について説明する。図１において、１は容量制御弁である。容量制御弁１は、バルブ本体１０、弁体２１、感圧体２２及びソレノイド３０から主に構成される。以下、容量制御弁１の主な構成について説明する。
　バルブ本体１０は、真鍮、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属または合成樹脂材等で構成される。バルブ本体１０は軸方向へ貫通する貫通孔を有する中空円筒状の部材で、貫通孔の区画には第１弁室１４、第１弁室１４に隣接する第２弁室１５、第２弁室１５に隣接する内部空間１６が連続して配設される。
　第２弁室１５には第２連通路１２が連設される。この第２連通路１２は、容量可変型圧縮機の吐出室内（図示省略）に連通して吐出圧力Ｐｄの流体が容量制御弁１の開閉によって第２弁室１５から内部空間１６に流入できるように構成される。
　内部空間１６には第３連通路１３が連設される。第３連通路１３には、容量可変型圧縮機の制御室（図示省略）と連通しており、容量制御弁１の開閉によって第２弁室１５から内部空間１６へ流入した吐出圧力Ｐｄの流体を容量可変型圧縮機の制御室（クランク室）へ流出させたり、内部空間１６へ流入した制御室圧力Ｐｃの流体を後述する中間連通路２６を介して第１弁室１４を経て容量可変型圧縮機の吸入室へ流出させる。
　さらに、第１弁室１４には第１連通路１１が連設される。この第１連通路１１には、容量可変型圧縮機の制御室（クランク室）から内部空間１６に流入した制御室圧力Ｐｃの流体を後述する中間連通路２６を介して第１弁室１４を経て吸入室へ流出させる。
　第２弁室１５と内部空間１６との間にはこれらの室の径より小径の弁孔１７が連設され、第２弁室１５側の弁孔１７の周りには第２弁座１５ａが形成される。また、第１弁室１４と第２弁室１５との間にはこれらの室の径より小径の孔部１８が連設される。
　なお、第１連通路１１、第２連通路１２、第３連通路１３は、バルブ本体１０の周面に各々、例えば、２等配から６等配に貫通している。さらに、バルブ本体１０の外周面にはＯリング用の取付溝が軸方向に離間して３カ所に設けられる。そして、この各取付溝には、バルブ本体１０と、バルブ本体１０を嵌合するケーシングの装着孔（図示省略）との間をシールするＯリング７１、７２、７３が取り付けられ、第１連通路１１、第２連通路１２、第３連通路１３の各流路は独立した流路として構成される。
　内部空間１６内には感圧体２２が配設される。この感圧体２２は、金属製のベローズ２２ａの一端部が仕切調整部３に密封状に結合される。このベローズ２２ａは、リン青銅、ステンレス等により製作するが、そのばね定数は所定の値に設計されている。感圧体２２の内部は真空又は空気が内在している。そして、この感圧体２２のベローズ２２ａの有効受圧面積に対し、内部空間１６内の圧力に応じて感圧体２２を伸縮して、弁体２１に所定の駆動力を作動させるように構成されている。内部空間１６内の吸入圧力に応動して伸縮移動する感圧体２２の自由端部側には自由端部２２ｃが配設される。
　そして、感圧体２２の仕切調整部３は、バルブ本体１０の内部空間１６を塞ぐように密封嵌着、固定される。なお、仕切調整部３はねじ込みにして止めねじ（図示省略）により固定すれば、ベローズ２２ａ内に並列に配置した圧縮ばね又はベローズ２２ａのばね力を軸方向へ移動調整できるようになる。
　つぎに弁体２１について説明する。弁体２１は中空円筒状の部材からなる。弁体２１は、後述するソレノイドロッド３６と一体に結合される第４軸部２１ｋ、第４軸部２１ｋに連設され、第４軸部２１ｋより大径に形成される第１軸部２１ｃ、第１軸部２１ｃに連設されるラビリンス部２１ｇ、ラビリンス部２１ｇに連設される第２軸部２１ｂと、第２軸部２１ｂに連設され該第２軸部２１ｂより小径に形成される第３軸部２１ａ（本発明に係る軸部）から主に構成される。第１軸部２１ｃと第２軸部２１ｂはラビリンス部２１ｇを挟んで第１弁室１４側と第２弁室１５側に配置され、ラビリンス部２１ｇは第１弁室１４側と第２弁室１５側との間に形成された孔部１８と摺動して第１弁室１４と第２弁室１５とをシールする。これにより、第１弁室１４と第２弁室１５とは独立した弁室として構成される。
　また、第１弁室１４に配置される第１軸部２１ｃの端部には第１弁部２１ｃ１が形成され、第１弁部２１ｃ１は後述するソレノイド３０の固定子鉄心３１の端面に形成される第１弁座３１ｃと離接して、中間連通路２６と第１弁室１４との連通を開閉する。第２弁室１５に配置される第２軸部２１ｂの端部には第２弁部２１ｂ１が形成され、第２弁部２１ｂ１は第２弁座１５ａと離接して第２弁室１５と内部空間１６とを連通する弁孔１７を開閉する。
　さらに、弁体２１は、その中心部を貫通する中間連通路２６を有する。中間連通路２６は、その軸方向に貫通する第１中間連通路２６ａと、第４軸部２１ｋに形成され第１中間連通路２６ａと第１弁室１４とを連通する第２中間連通路２６ｂとからなる。
　弁体２１の第３軸部２１ａの端部２１ａ１は、感圧体２２の自由端部２２ｃの穴部２２ｃ１と相対摺動可能に嵌合する。また、第３軸部２１ａには径方向に貫通する孔からなる補助連通部２１ｆが形成され、中間連通路２６と内部空間１６とは補助連通部２１ｆによって連通する。ここで、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１は、第３軸部２１ａの端部２１ａ１と感圧体２２の穴部２２ｃ１との隙間面積Ｓ２より十分大きく形成される。また、第３軸部２１ａの端部２１ａ１と感圧体２２の穴部２２ｃ１との嵌合長さは、内部空間１６内の圧力による感圧体２２の自由端部２２ｃの変位量よりも大きく設定され、嵌合状態が常に維持される。内部空間１６から中間連通路２６へ至る流路は、内部空間１６から補助連通部２１ｆを通り中間連通路２６へ至る流路（以下、「第１流路」と記す。）と、内部空間１６から第３軸部２１ａの端部２１ａ１と感圧体２２の穴部２２ｃ１との隙間を通り中間連通路２６へ至る流路（以下、「第２流路」と記す。）の２つの経路が並列して存在する。第１流路の開口面積Ｓ１は第２流路の隙間面積Ｓ２より十分大きいので、流体のほとんどは第１流路を流れ、第２流路にはほとんど流れずない。
　また、弁体２１の第３軸部２１ａの端部２１ａ１には溝部２１ｈが形成されて、溝部２１ｈの開口面積Ｓ５は第２流路の隙間面積Ｓ２よりも大きく設定されている。ここで、弁体２１の端部２１ａ１に溝部２１ｈを設けないと、弁体２１の端部２１ｅが感圧体２２の端面２２ｄに接触した状態、すなわち弁体２１の端部２１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとの面積が零の状態（図２）から、弁体２１の端部２１ｅが感圧体２２の端面２２ｄから離間（図１）すると、面積が急激に変化する。すると、第２流路を流れる流体量が変動するため、第１流路を流れる流体量を一定に保つことができなくなる。そこで、弁体２１の端部２１ａ１に溝部２１ｈを設けることにより、弁体２１の端部２１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとの接触、離間による面積の急激な変化を緩和して、第１流路を流れる流体量を一定に保つことができる。
　つぎに、ソレノイド３０について説明する。ソレノイド３０は、ソレノイドロッド３６（本発明に係るロッド）、プランジャケース３８、プレート３４、電磁コイル３５、電磁コイル３５の内周部に配置されるセンターポスト３１ａとベース部３１ｄとからなる固定子鉄心３１、プランジャ３２、及びプランジャ３２とセンターポスト３１ａとの間に配設される付勢手段２８がソレノイドケース３３に収容され構成される。弁体２１とプランジャ３２は、固定子鉄心３１の貫通孔３１ｈ内に移動自在に嵌合されるソレノイドロッド３６によって結合され、弁体２１とプランジャ３２は一体に駆動する。
　固定子鉄心３１のセンターポスト３１ａとプランジャ３２との間には、プランジャ３２を固定子鉄心３１から引き離すように付勢する付勢手段２８が配置されている。つまり、付勢手段２８は第１弁部２１ｃ１を開状態から閉状態に、第２弁部２１ｂ１を閉状態から開状態になるように付勢する。
　プランジャケース３８は一方が開放された有底状の中空円筒部材である。プランジャケース３８の開放端は固定子鉄心３１のベース部３１ｄに密封状に固定され、プランジャケース３８の底部と固定子鉄心３１のセンターポスト３１ａとの間にはプランジャ３２が軸方向に移動自在に配置される。これにより、電磁コイル３５はプランジャケース３８、固定子鉄心３１のベース部３１ｄ、及びソレノイドケース３３によって密封され、冷媒と接触することがないので絶縁抵抗の低下を防止することができる。
　以上説明した構成を有する容量制御弁１の動作について、図１から図３を参照しながら説明する。なお、内部空間１６から中間連通路２６を通り第１弁室１４へ至る流路を、以下「Ｐｃ－Ｐｓ流路」と記す。また、第２弁室１５から弁孔１７を通り内部空間１６へ至る流路を、以下「Ｐｄ－Ｐｃ流路」と記す。図３は、ソレノイド電流と各流路の最小流路断面積との関係を示す。図３の一点鎖線はソレノイド電流とＰｃ－Ｐｓ流路における最小流路断面積の関係を示し、図３の実線はソレノイド電流とＰｄ－Ｐｃ流路における最小流路断面積の関係を示す。
　図１に示すように、ソレノイド３０の電磁コイル３５の無通電状態、すなわち図３のソレノイド電流Ｉ＝０の状態では、付勢手段２８の反発により固定子鉄心３１の吸引面３１ｂとプランジャ３２の作動面３２ｂの間は最大空隙となって第２弁部２１ｂ１は開弁する。したがって、ソレノイド電流Ｉ＝０の状態ではＰｄ－Ｐｃ流路の第２弁部２１ｂ１の開口面積Ｓ４は最大となる。一方、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１が、内部空間１６から中間連通路２６を通り第１弁室１４に至るＰｃ－Ｐｓ流路において最小開口面積となっている。
　つぎに、ソレノイド３０に通電が開始され、ソレノイド電流が第１電流値Ｉ１以下の状態（０＜Ｉ＜Ｉ１）、すなわち制御状態について図１～図３を参照して説明する。制御状態は、吸込室の圧力を設定値Ｐsetになるように容量制御弁を制御する状態である。ソレノイドに通電が開始されると、プランジャ３２の作動面３２ｂは固定子鉄心３１の吸引面３１ｂに徐々に吸引され、第２弁部２１ｂ１の開口面積はソレノイド電流に反比例して徐々に絞られる。したがって、図３に示すように、ソレノイド電流が第１電流値Ｉ１以下の状態（０＜Ｉ＜Ｉ１）において、第２弁部２１ｂ１の開口面積Ｓ４は徐々に狭くなるので、Ｐｄ－Ｐｃ流路の面積も電流の増加に応じて徐々に小さくなる。
　一方、図３に示すように、Ｐｃ－Ｐｓ流路の最小流路断面積は補助連通部２１ｆの面積によって決定されるので、ソレノイドの制御状態においてソレノイドに供給される電流の大きさに関係なくＰｃ－Ｐｓ流路の面積は一定値Ｓ1に保たれる。これにより、Ｐｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を容易に一定に調整することができる。このように、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１の大きさを調整するだけで、Ｐｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を容易に調整することができるので、制御状態において、内部空間１６から第１弁室に１４へ一定量の流体を流すことができ、延いては第１弁室１４に連通する吸込室の圧力を安定させることができ、容量可変型圧縮機の制御性を向上させることができる。
　本発明の実施例１に係る容量制御弁１の構成は上記のとおりであり、以下のような優れた効果を奏する。
　Ｐｃ－Ｐｓ流路の中で補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１を最小に設定することによって、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１の大きさを調整するだけで、Ｐｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を容易に調整することができるので、制御状態において、内部空間１６から第１弁室に１４へ一定の流体を流すことができ、延いては第１弁室１４に連通する吸込室の圧力を安定させることができ、容量可変型圧縮機の制御性を向上させることができる。
　また、容量制御弁１においては、内部空間１６において感圧体２２と弁体２１とが相対変位するため、第３軸部２１ａの端部２１ａ１と感圧体２２の穴部２２ｃ１と間に隙間面積Ｓ２が存在する。このため、Ｐｃ－Ｐｓ流路には第１流路を経由するＰｃ－Ｐｓ流路と第２流路を経由するＰｃ－Ｐｓ流路の２つの経路が並列して存在する。このような場合においても、開口面積Ｓ１を隙間面積Ｓ２に対して十分大きくすることにより、流体のほとんどは第１流路を流れ、第２流路にはほとんど流れないようにすることができる。これにより、Ｐｃ－Ｐｓ流路が並列して存在していても、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１の大きさを調整するだけで、内部空間１６から第１弁室１４へ流れる流体量を一定に調整することができる。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　上記実施例において、弁体２１の第３軸部２１ａの端部２１ａ１に溝部２１ｈを設けて、弁体２１の端部２１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとの接触、離間による面積の急激な変化を緩和して、内部空間１６から第１弁室への流量を一定に保つようにした。しかし、弁体２１の端部２１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとの接触、離間による流量の変化の緩和方法はこれに限らない。
　たとえば、図４に示すように、弁体４１の端部４１ａ１に開口孔４１ｊを設けることによって、図４（ａ）のように弁体４１の端部４１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとが離間した状態と、図４（ｂ）のように弁体４１の端部４１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとが接触した状態とを繰り返しても流量の変化を緩和することができる。
　さらに、別の変形例として、弁体２１の端部２１ａ１の開口部を栓などで閉塞して、第２流路を経由するＰｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を零にすることができる。この場合、弁体２１の端部２１ａ１と感圧体２２の自由端部２２ｃとの間が密閉された空間とならないように流体抜きの孔等を設け、弁体２１と感圧体２２が相対変位するときの抵抗にならないようにする。
　また、上記実施例において、補助連通部２１ｆの開口面積Ｓ１を調整してＰｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を調整したが、補助連通部２１ｆを設けずにＰｃ－Ｐｓ流路の最小開口面積を調整してもよい。たとえば、図５に示すように、弁体５１の端部５１ａ１と感圧体２２の穴部２２ｃ１との隙間面積を調整して、Ｐｃ－Ｐｓ流路を流れる流体量を一定に調整してもよい。この場合においても、弁体５１の端部５１ａ１に開口孔５１ｊを設け、図５（ａ）のように弁体５１の端部５１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとが離間した状態と、図５（ｂ）のように弁体５１の端部５１ｅと感圧体２２の端面２２ｄとが接触した状態とを繰り返しても流量の変化を防止することができる。
１　　　　　　　　容量制御弁
３　　　　　　　　仕切調整部
１０　　　　　　　バルブ本体
１１　　　　　　　第１連通路
１２　　　　　　　第２連通路
１３　　　　　　　第３連通路
１４　　　　　　　第１弁室
１５　　　　　　　第２弁室
１５ａ　　　　　　第２弁座
１６　　　　　　　第３弁室
２１　　　　　　　弁体
２１ａ　　　　　　第３軸部
２１ａ１　　　　　端部
２１ｂ　　　　　　第２軸部
２１ｂ１　　　　　第２弁部
２１ｃ　　　　　　第１軸部
２１ｃ１　　　　　第１弁部
２１ｆ　　　　　　補助連通部
２１ｈ　　　　　　溝部
２２　　　　　　　感圧体
２２ｃ　　　　　　自由端部
２６　　　　　　　中間連通路
３０　　　　　　　ソレノイド
３１ｃ　　　　　　第１弁座
Ｐｄ　　　　　　　吐出室圧力
Ｐｓ　　　　　　　吸入室圧力
Ｐｃ　　　　　　　制御室圧力
Ｓ１　　　　　　　補助連通部の開口面積
Ｓ２　　　　　　　弁体の端部と感圧体の穴部との隙間面積
Ｓ４　　　　　　　第２弁部と第２弁座との開口面積
Ｓ５　　　　　　　溝部の開口面積

Claims (6)

  1. 　バルブ部の開弁度に応じて流量又は圧力を制御する容量制御弁において、
    　制御圧力の流体を通す第３連通路と連通する内部空間、吐出圧力の流体を通す第２連通路に連通するとともに前記内部空間と連通する弁孔及び該弁孔に配設される第２弁座を有する第２弁室、及び、吸入圧力の流体を通す第１連通路に連通するとともに第１弁座を有する第３弁室、を有するバルブ本体と、
    　前記内部空間と前記第１連通路に連通する中間連通路、前記第２弁座と離接して前記弁孔を開閉する第２弁部、前記第２弁部とは反対に連動開閉するとともに前記第１弁座と離接して前記中間連通路と前記第１連通路との連通を開閉する第１弁部、及び、前記内部空間に配置される軸部と、を有する弁体と、
    　前記内部空間に配置されて前記内部空間の圧力に応動して伸縮するとともに前記弁体の前記軸部と摺動する自由端部を有する感圧体と、
    　前記内部空間に配設され前記内部空間と前記中間連通路とを連通する補助連通部と、及び、
    　前記バルブ本体に取り付けられて電流に応じて前記弁体を開閉する方向へ作動させるソレノイド部と、を備える容量制御弁。
  2. 　前記補助連通部は前記中間連通路の流路断面積より小さい開口面積を有する請求項１に記載の容量制御弁。
  3. 　前記補助連通部は、前記弁体に配設される孔部である請求項１又は２に記載の容量制御弁。
  4. 　前記補助連通部は、前記弁体の前記軸部と前記感圧体の前記自由端部との隙間部より大きい開口面積を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の容量制御弁。
  5. 　前記弁体は前記補助連通部を複数備える請求項１ないし４のいずれかに記載の容量制御弁。
  6. 　前記補助連通部は、前記弁体の前記軸部と前記感圧体の前記自由端部との隙間部からなる請求項１又は２に記載の容量制御弁。
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