WO2020179597A1 - 容量制御弁 - Google Patents

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valve body
sliding region
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貴裕 江島
康平 福留
啓吾 白藤
健士郎 古川
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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 capacity control valve that variably controls the capacity of a working fluid, for example, a capacity control valve that controls the discharge amount of a variable capacity compressor used in an automobile air conditioning system according to pressure.
  • Variable-capacity compressors used in air-conditioning systems such as automobiles include a rotating shaft that is rotationally driven by an engine, a swash plate that is variably connected to a swash plate with a tilt angle, and a compression piston that is connected to the swash plate. And the like, the stroke amount of the piston is changed by changing the inclination angle of the swash plate to control the discharge amount of the fluid.
  • the inclination angle of the swash plate is determined by the suction pressure Ps of the suction chamber that sucks the fluid, the discharge pressure Pd of the discharge chamber that discharges the fluid pressurized by the piston, using the capacitance control valve that is driven to open and close by electromagnetic force.
  • the control pressure Pc of the control chamber accommodating the swash plate is utilized, and the pressure in the control chamber is appropriately controlled so that it can be continuously changed.
  • the capacity control valve When the capacity variable compressor is continuously driven, the capacity control valve is energized and controlled by a control computer, the valve body is moved in the axial direction by the electromagnetic force generated by the solenoid, and the main valve is opened and closed to open and close the capacity variable compressor.
  • the normal control for adjusting the control pressure Pc of the control chamber is performed.
  • the pressure in the control chamber of the variable displacement compressor is appropriately controlled, and the stroke amount of the piston is changed by continuously changing the inclination angle of the swash plate with respect to the rotating shaft. In this way, the discharge amount of the fluid to the discharge chamber is controlled, and the air conditioning system is adjusted to have a desired cooling capacity.
  • a control port through which a control fluid of a control pressure passes and a suction port through which a suction fluid of a suction pressure passes are slidably inserted into a guide hole into which a rod-shaped valve element is inserted.
  • a plurality of annular grooves are provided on the outer peripheral surface of the shaft that moves together with the valve body, and a labyrinth seal is provided between the inner peripheral surface of the guide hole and the outer peripheral surface of the shaft in the sliding region.
  • the present invention has been made by paying attention to such a problem, and provides a capacitance control valve capable of improving foreign matter resistance while reducing fluid leakage to the low pressure side of the sliding region. With the goal.
  • a valve housing formed with a discharge port through which the discharge fluid of the discharge pressure passes, a suction port through which the suction fluid of the suction pressure passes, and a control port through which the control fluid of the control pressure passes. It is provided with a valve body that is brought into contact with and separated from the valve seat by the driving force of a solenoid to open and close the communication between the control port and the discharge port or the communication between the control port and the suction port.
  • a capacitance control valve in which a sliding region is formed by an inner peripheral surface of the valve housing and an outer peripheral surface of the valve body.
  • a groove extending in the circumferential direction is formed on at least one of the inner peripheral surface of the valve housing or the outer peripheral surface of the valve body.
  • the sliding region has a structure in which a vortex flow is generated in the groove by a fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side in the clearance between the inner peripheral surface of the valve housing and the outer peripheral surface of the valve body. According to this, since a vortex is generated in the groove by the fluid flowing in the sliding region from the high pressure side to the low pressure side, the fluid resistance portion against the fluid flowing in the axial direction from the high pressure side to the low pressure side in the sliding region. As a result, the amount of fluid leaking from the high pressure side to the low pressure side of the sliding region can be reduced.
  • the sliding region It is possible to improve the foreign matter resistance by suppressing the residual / accumulation of contamination and the like in the sliding region while reducing the leakage of the fluid to the low pressure side.
  • the radial length of the clearance may be in the range of 1/10 to 1/300 of the axial length of the sliding region. According to this, it is possible to generate a vortex flow by the fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side in the sliding region and reduce the amount of fluid leaking to the low pressure side from the sliding region.
  • the radial length may be in the range of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. According to this, it is possible to generate a vortex flow by the fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side in the sliding region and reduce the amount of fluid leaking to the low pressure side from the sliding region.
  • the groove may be deeper than the radial length. According to this, the fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side with respect to the clearance of the sliding region is surely guided into the groove, so that a vortex flow is likely to occur and contamination or the like can be drawn into the groove by the vortex flow. Therefore, it is possible to prevent contamination and the like from remaining and accumulating in the clearance of the sliding region.
  • the groove may be exposed to a lower pressure side than the sliding region in the stroke range of the valve body. According to this, contamination or the like drawn into the groove can be discharged to the low pressure side of the sliding region.
  • the pitch of one turn of the groove from the groove inlet may be longer than the axial length of the sliding region. According to this, since the groove is exposed to the low pressure side of the sliding region at a short distance of one turn from the groove entrance, it is possible to make it easier to discharge contamination and the like drawn into the groove.
  • the groove may be a multi-row spiral groove. According to this, since the fluid flows in the plurality of spiral grooves with a flow velocity from the high pressure side to the low pressure side, it is easy to discharge the contamination and the like drawn into the grooves.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a swash plate type variable displacement compressor in which a displacement control valve of Example 1 according to the present invention is incorporated.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is opened and the sub valve is closed in the non-energized state of the capacity control valve of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2 showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing in the non-energized state of the capacity control valve of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is opened and the sub valve is closed in the non-energized state of the capacity control valve of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2 showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing in the non-energized state of the capacity control valve of the
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing when the capacity control valve of Embodiment 1 is in the energized state.
  • (A) is a diagram for explaining a state in which a vortex flow is generated in a groove due to a fluid flowing in a sliding region from a high pressure side to a low pressure side in an energized state of a capacitance control valve
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the vortex flow which flows toward the low pressure side from the side.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing in the energized state of the capacity control valve of the second embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing when the displacement control valve of the third embodiment is energized.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a sliding region formed between the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing when the capacity control valve of Embodiment 4 is in the energized state.
  • the capacity control valve according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the left and right sides as viewed from the front side of FIG. 2 will be described as the left and right sides of the displacement control valve.
  • the capacity control valve V of the present invention is incorporated in a capacity-variable compressor M used in an air conditioning system of an automobile or the like, and variably controls the pressure of a working fluid (hereinafter simply referred to as “fluid”) that is a refrigerant.
  • a working fluid hereinafter simply referred to as “fluid”
  • the discharge amount of the variable displacement compressor M is controlled to adjust the air conditioning system to a desired cooling capacity.
  • variable capacity compressor M As shown in FIG. 1, the variable displacement compressor M includes a casing 1 including a discharge chamber 2, a suction chamber 3, a control chamber 4, and a plurality of cylinders 4a.
  • the variable capacitance compressor M is provided with a communication passage (not shown) that directly connects the control chamber 4 and the suction chamber 3, and the pressure between the suction chamber 3 and the control chamber 4 is balanced in this communication passage.
  • a fixed orifice is provided for adjustment.
  • variable capacity compressor M is eccentrically connected to the rotary shaft 5 which is rotationally driven by an engine (not shown) installed outside the casing 1 and the rotary shaft 5 in the control chamber 4 by a hinge mechanism 8.
  • a capacitance control valve V that includes a swash plate 6 to be formed and a plurality of pistons 7 that are connected to the swash plate 6 and fitted to reciprocate in each cylinder 4a, and are opened and closed by an electromagnetic force. While utilizing the suction pressure Ps of the suction chamber 3 for sucking the fluid, the discharge pressure Pd of the discharge chamber 2 for discharging the fluid pressurized by the piston 7, and the control pressure Pc of the control chamber 4 accommodating the swash plate 6.
  • the pressure in the control chamber 4 is appropriately controlled to continuously change the inclination angle of the swash plate 6, thereby changing the stroke amount of the piston 7 to control the fluid discharge amount.
  • the capacity control valve V incorporated in the variable capacity compressor M is omitted.
  • the swash plate 6 is substantially vertical to the shaft 5, that is, slightly inclined from the vertical. At this time, the stroke amount of the piston 7 is minimized, and the pressurization of the fluid in the cylinder 4a by the piston 7 is minimized, so that the amount of fluid discharged to the discharge chamber 2 is reduced and the cooling capacity of the air conditioning system is minimized.
  • the displacement control valve V incorporated in the variable displacement compressor M adjusts the current supplied to the coil 86 forming the solenoid 80, and the main valve 50 and the auxiliary valve 53 of the displacement control valve V are adjusted.
  • the inside of the control chamber 4 is controlled by controlling the fluid flowing into the control chamber 4 or flowing out of the control chamber 4.
  • the control pressure Pc is variably controlled.
  • the intermediate communication passage 55 penetrates in the axial direction by connecting the main and sub valve bodies 51 as the valve body and the hollow holes formed inside the pressure sensitive valve member 52, and is used for discharging the liquid refrigerant. Constitutes the flow path of.
  • variable capacity compressor M if the variable capacity compressor M is left in a stopped state for a long time, the fluid having a high pressure may be liquefied in the control chamber 4, but the variable capacity compressor M is started and the capacity control valve is started.
  • V When V is energized, the main valve 50 is closed and the sub valve 53 is opened, and the high suction pressure Ps in the intermediate communication passage 55 causes the pressure sensitive body 61 to contract and the pressure sensitive valve 54 to open.
  • the liquid refrigerant in the control chamber 4 can be discharged to the suction chamber 3 through the intermediate communication passage 55 in a short time.
  • the main valve 50 is composed of a main valve body 51 and a main valve seat 10a as a valve seat formed in the valve housing 10, and the main valve body 51 is mainly at the left end 51a in the axial direction.
  • the main valve 50 is opened and closed by being brought into contact with and separated from the valve seat 10a.
  • the sub-valve 53 includes a main/sub-valve body 51 and a sub-valve seat 82a formed on the inner diameter side of the axially left end surface that is the opening end surface of the fixed iron core 82.
  • the sub valve 53 is opened and closed by contacting and separating the sub valve seat 82a with the sub valve seat 82a.
  • the pressure-sensitive valve 54 is composed of a cap 70 that constitutes the pressure-sensitive body 61 and an annular pressure-sensitive valve seat 52a that is formed at the axially left end of the pressure-sensitive valve member 52.
  • the pressure-sensitive valve 54 is opened and closed by contacting and separating the seal surface 70a formed on the pressure-sensitive valve seat 52a.
  • the displacement control valve V includes a valve housing 10 made of a metal material or a resin material, a main/sub valve body 51 axially reciprocally arranged in the valve housing 10, and a valve.
  • a pressure valve member 52 Connected to the valve housing 10 are a pressure valve member 52, a main/sub valve body 51 according to the suction pressure Ps in the intermediate communication passage 55, a pressure sensitive body 61 for applying a biasing force to the pressure sensitive valve member 52 rightward in the axial direction, and the valve housing 10. It is mainly composed of a main/sub valve body 51 and a solenoid 80 that applies a driving force to the pressure sensitive valve member 52.
  • the solenoid 80 is inserted into the casing 81 having an opening 81a that opens to the left in the axial direction from the left in the axial direction with respect to the opening 81a of the casing 81 and is located on the inner diameter side of the casing 81.
  • It is mainly composed of a coil spring 85 for biasing, and an exciting coil 86 wound around the fixed iron core 82 via a bobbin.
  • the casing 81 is formed with a recess 81b in which the inner diameter side of the left end in the axial direction is recessed to the right in the axial direction, and the right end portion in the axial direction of the valve housing 10 is inserted and fixed to the recess 81b in a substantially sealed shape. There is.
  • the fixed iron core 82 is formed of a rigid body that is a magnetic material such as iron or silicon steel, and has a cylindrical portion 82b in which an insertion hole 82c that extends in the axial direction and into which the drive rod 83 is inserted is formed, and an axial left end of the cylindrical portion 82b.
  • An annular flange portion 82d extending from the outer peripheral surface of the portion to the outer diameter direction is provided, and an auxiliary valve seat 82a is formed on the inner diameter side of the opening end surface of the fixed iron core 82, that is, on the axial left end surface of the cylindrical portion 82b.
  • the fixed iron core 82 is a shaft of the valve housing 10 that is inserted and fixed to the recess 81b of the casing 81 in a state where the right end surface of the flange portion 82d in the axial direction is in contact with the bottom surface of the recess 81b of the casing 81. On the inner diameter side at the right end in the direction, it is fitted and fixed in a substantially hermetically sealed manner in a recess 10b that is recessed axially leftward.
  • the valve housing 10 has a Pd port 12 as a discharge port communicating with the discharge chamber 2 of the variable capacity compressor M and a suction port communicating with the suction chamber 3 of the variable capacity compressor M.
  • a Ps port 13 as a port and a Pc port 14 as a control port communicating with the control chamber 4 of the variable displacement compressor M are formed.
  • valve housing 10 has a bottomed and substantially cylindrical shape by press-fitting the partition adjusting member 71 into the axially left end portion thereof in a substantially sealed manner.
  • the partition adjusting member 71 can adjust the urging force of the pressure sensitive body 61 by adjusting the installation position of the valve housing 10 in the axial direction.
  • the first valve chamber 20 is communicated with the Pd port 12 and the left end portion in the axial direction of the main / sub valve body 51 is arranged, and the shaft of the main / sub valve body 51 is communicated with the Ps port 13.
  • a second valve chamber 30 in which the right end in the direction is arranged and a pressure-sensitive chamber 60 in which the pressure-sensitive body 61 is arranged in communication with the Pc port 14 are formed.
  • a main / sub valve body 51 and a pressure sensitive valve member 52 connected to the main / sub valve body 51 are arranged so as to reciprocate in the axial direction.
  • an annular convex portion 11 projecting from between the Pd port 12 and the Ps port 13 in the axial direction in the inner diameter direction is provided, and the inner peripheral surface 11a of the convex portion 11 provides a main / sub portion.
  • a guide hole 10c having a small diameter is formed so that the outer peripheral surface 51c of the valve body 51 can slide.
  • the convex portion 11 forms an inner peripheral surface 11a that forms a guide hole 10c slidable with the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51 and extends along the axial direction, and the first valve chamber 20 side with respect to the axial direction.
  • the first valve chamber 20 and the second valve chamber 30 have the convex portion 11 forming the outer peripheral surface 51c and the guide hole 10c of the main / sub valve body 51 extending in parallel in the axial direction, respectively. It is partitioned in a sealed manner by the inner peripheral surface 11a.
  • the outer peripheral surface 51c of the main / sub valve body 51 and the inner peripheral surface 11a of the convex portion 11 forming the guide hole 10c are slightly separated in the radial direction to provide a minute clearance C (FIG. 6A). (Refer to FIG. 3) is formed, and the main/sub valve body 51 can smoothly move relative to the valve housing 10 in the axial direction.
  • the sliding portion S between the inner peripheral surface 11a of the convex portion 11 forming the guide hole 10c and the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51 will be described.
  • the axial length L1 of the sliding region S corresponds to the axial length of the inner peripheral surface 11a of the convex portion 11 forming the guide hole 10c.
  • the axial length L1 of the sliding region S in this embodiment is set to 0.3 mm, and the radial length of the clearance C is set to 10 ⁇ m. That is, the radial length of the clearance C is formed in the range of 1/10 to 1/300 of the axial length L1 of the sliding region S.
  • the axial length L1 of the sliding region S is preferably in the range of 0.2 mm to 1.5 mm, and the radial length of the clearance C is preferably in the range of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • a fluid flow toward the region S is generated (see the solid arrow in FIG. 4).
  • the axial left end 51a of the main / sub valve body 51 is separated from the main valve seat 10a formed in the valve housing 10, and the main valve 50 is separated.
  • the first valve chamber 20 and the pressure sensitive chamber 60 to which the control pressure Pc is supplied from the Pc port 14 are communicated with each other, and the pressure difference (Pd) between the inside of the first valve chamber 20 and the pressure sensitive chamber 60.
  • > Pc) causes the fluid to flow from the first valve chamber 20 toward the pressure sensitive chamber 60 (see the solid line arrow in FIG. 3), so that the pressure difference between the first valve chamber 20 and the second valve chamber 30 is large. It becomes smaller, and the flow of the fluid toward the sliding area S is substantially absent.
  • the main / sub valve body 51 is formed in a cylindrical shape, and the axial left end of the drive rod 83 constituting the solenoid 80 is an adapter 87 at the axial right end of the main / sub valve body 51.
  • the main and sub-valve body 51 is inserted and fixed through the axially left end of the main and sub-valve body 51, and a separate pressure-sensitive valve member 52 having a substantially cylindrical shape and a turret shape in a side view is inserted in a substantially sealed manner. It is fitted and fixed, and both are axially movable.
  • a groove 56 is formed on the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51.
  • the groove 56 is composed of two spiral grooves 57 and 58 in which the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51 is inclined by one turn while being inclined in the axial direction, and the phases in the circumferential direction are shifted by 180 degrees. That is, the groove 56 is configured as a so-called two-row spiral groove.
  • the spiral grooves 57 and 58 are not limited to one and a half turns of the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51, and the number of windings of the spiral grooves 57 and 58 may be freely configured. It is preferably one or more turns to form.
  • the groove 56 is not limited to being configured as a double-strand spiral groove, and the groove 56 may be configured as a so-called multi-strand spiral groove from three or more spiral grooves.
  • the main/sub valve body 51 in FIGS. 2 to 4 illustrates a part of the outer peripheral surface 51 c to show the groove 56. Further, for convenience of explanation, in the drawings, one spiral groove may be provided with a dot in order to distinguish the two spiral grooves.
  • the spiral grooves 57 and 58 are formed such that the groove cross sections thereof have a substantially isosceles trapezoidal shape, and the width dimension of the groove is in the range of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m and the depth dimension is 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the range and the pitch are respectively set in the range of 0.3 mm to 2.0 mm, and the inclination angle of the groove side surface with respect to the axial direction is set in the range of 45 degrees or more and less than 90 degrees.
  • the depth dimension of the spiral grooves 57, 58 is larger than the radial length of the clearance C in the sliding region S.
  • the shape of the groove cross section of the spiral grooves 57 and 58 is not limited to an isosceles trapezoidal shape, and is composed of a trapezoidal shape having a different inclination angle of the groove side surface and other shapes such as a rectangle, an arc shape, and a triangle. It may have been done.
  • spiral grooves 57 and 58 groove inlets 57a and 58a that are axially left ends and groove outlets 57b and 58b that are axially right ends are formed at the same axial position on the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51, respectively. ing. Further, in the spiral grooves 57 and 58, the winding dimensions of the winding portions 57c and 58c between the groove inlets 57a and 58a and the groove outlets 57b and 58b are the same, and the axial length L2 of the pitch for one winding (Fig. 3) is also formed to be the same. As shown in FIG. 3, the axial length L2 of the pitch of one turn of the spiral grooves 57 and 58 is longer than the axial length L1 of the sliding region S (L2>L1). ..
  • the groove inlets 57a and 58a of the spiral grooves 57 and 58 are located in the sliding region S, and the groove outlets 57b, 58b is exposed in the axial direction position corresponding to the tapered side surface 11c of the convex portion 11 of the valve housing 10, that is, in the second valve chamber 30, which is on the lower pressure side than the sliding region S.
  • the groove outlets 57b and 58b are not limited to those that are always exposed in the second valve chamber 30, and, for example, the stroke of the main/sub valve body 51 accompanying the control of the capacity control valve V from the energized state to the non-energized state.
  • the groove outlets 57b and 58b may be configured to be exposed from the sliding region S into the second valve chamber 30.
  • the outer peripheral surface 51c of the main / sub-valve body 51 is formed with a groove 56 composed of two spiral grooves 57 and 58 inclined in the axial direction, which is shown in FIG. 6A.
  • the vortex W along the groove cross section of the spiral grooves 57 and 58 is the main and secondary due to the fluid flowing in the sliding region S from the first valve chamber 20 on the high pressure side to the second valve chamber 30 on the low pressure side. Since it is formed over the circumferential direction of the outer peripheral surface 51c of the valve body 51, the sliding region S serves as a fluid resistance portion against a fluid flowing in the axial direction from the high pressure side to the low pressure side, and slides from the high pressure side.
  • the amount of fluid leaking to the low pressure side of the region S can be reduced. Therefore, by shortening the axial length L1 of the sliding region S and increasing the clearance C of the sliding region S, the amount of fluid leaking to the low pressure side from the sliding region S due to the eddy current W is reduced and sliding is performed. It is possible to suppress the residual/accumulation of contaminants and the like in the region S and enhance the foreign matter resistance. Further, by optimizing the axial length L1 of the sliding region S and the clearance C of the sliding region S, it is possible to generate a vortex flow W and reduce the amount of fluid leaking to the low pressure side of the sliding region S. ..
  • the vortex flow W formed in the spiral grooves 57 and 58 partially extends to the clearance C outside the spiral grooves 57 and 58, so that the clearance C in the sliding region S changes from the high pressure side to the low pressure side. It interferes as a fluid resistance portion of the axial flow X that flows toward the axial direction.
  • the vortex flow W flowing in the spiral grooves 57, 58 from the groove inlets 57a, 58a of the spiral grooves 57, 58 toward the groove outlets 57b, 58b is the spiral grooves 57, 58. Since a tornado flow composed of a component along the contour of the groove cross section of No. 1 and a component along the extending direction of the spiral grooves 57, 58 is formed, the vortex flow W is stable over the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51 in the circumferential direction. Is formed.
  • the clearance C of the sliding region S extends parallel to the axial direction by the outer peripheral surface 51c of the main / sub valve body 51 extending parallel to the axial direction and the inner peripheral surface 11a of the convex portion 11 forming the guide hole 10c. Since it is formed, the vortex flow W can be easily generated in the spiral grooves 57 and 58 in the sliding region S.
  • the outer peripheral surface 51c of the main / sub-valve body 51 is formed with spiral grooves 57, 58 having a depth dimension larger than the radial length of the clearance C in the sliding region S. Since the fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side in the clearance C of the moving region S is surely guided into the winding portions 57c and 58c of the spiral grooves 57 and 58, the vortex flow W easily occurs and the vortex flow W causes Since the contamination or the like that has entered the sliding region S together with the fluid can be drawn into the spiral grooves 57 and 58, it is possible to prevent the contamination and the like from remaining and accumulating in the clearance C of the sliding region S and improve the foreign matter resistance. be able to.
  • the groove inlets 57a and 58a of the spiral grooves 57 and 58 are located in the sliding region S, and the groove outlets 57b, Since 58b is exposed in the second valve chamber 30 on the low pressure side of the sliding region S, contamination or the like drawn into the spiral grooves 57 and 58 by the vortex W can be easily discharged to the second valve chamber 30. Has become. It should be noted that not all contamination and the like drawn into the spiral grooves 57 and 58 are discharged from the groove outlets 57b and 58b to the second valve chamber 30, and as shown in FIG. 6A, for example, sliding.
  • the force of the vortex flow W is weakened, so that one of contaminants or the like drawn into the spiral grooves 57, 58.
  • the part may be discharged to the second valve chamber 30 from the winding parts 57c and 58c.
  • the groove 56 is formed from the two spiral grooves 57 and 58 as a so-called multiple spiral groove, so that the fluid flows in the plurality of spiral grooves 57 and 58 from the high pressure side to the low pressure side with a flow velocity. Since it flows, it becomes easier to discharge the contaminants drawn into the spiral grooves 57 and 58. Further, since a plurality of groove inlets 57a, 58a and groove outlets 57b, 58b are formed, it is easy to introduce the fluid into the groove 56 and the swirl W is easily generated. Further, since the contaminants and the like can be dispersed in the plurality of spiral grooves 57 and 58, it is possible to prevent the contaminants and the like from remaining and accumulating in the spiral grooves 57 and 58.
  • the groove 56 is a double-strand spiral groove composed of the double-strand spiral grooves 57 and 58
  • the axial length L2 of the pitch of one turn of the spiral grooves 57 and 58 can be shortened, respectively.
  • the axial length L1 of the sliding region S can be made shorter (L2>L1).
  • the spiral grooves 57a, 58a of the spiral grooves 57, 58 are located in the sliding region S and are not exposed in the first valve chamber 20 on the high pressure side of the sliding region S, the spiral grooves 57a, 58a are not exposed. Due to 57 and 58, the first valve chamber 20 and the second valve chamber 30 are not directly communicated with each other, and the leakage of fluid to the second valve chamber 30 on the low pressure side of the sliding region S is reduced. .. Since the axial length L2 of the pitch of one turn of the spiral grooves 57 and 58 forming the groove 56 is longer than the axial length L1 of the sliding region S, the groove inlets 57a and 58a are formed.
  • the groove outlets 57b and 58b and a part of the winding portions 57c and 58c are surely exposed in the second valve chamber 30 which is on the low pressure side of the sliding region S.
  • the contaminants drawn into the spiral grooves 57 and 58 can be discharged more easily.
  • the groove 56 is formed on the outer peripheral surface 51c of the main/sub valve body 51, the processing for forming the groove 56 is easy.
  • the plurality of spiral grooves constituting the groove 56 are not limited to those having the same configuration, and may be a combination of those having different cross-sectional shapes, width dimensions, depth dimensions, stretching dimensions, and the like.
  • the width dimension of the groove outlets 57b, 58b of the spiral grooves 57, 58 is set to be larger than the width dimension of the groove inlets 57a, 58a, so that the contaminants or the like drawn into the spiral grooves 57, 58 by the vortex flow W are grooved. The discharge may be facilitated from the outlets 57b and 58b to the second valve chamber 30.
  • a groove 156 is formed on the outer peripheral surface 151c of the main/sub valve body 151 as the valve body.
  • the groove 156 is configured as a so-called single-row spiral groove from a single spiral groove 157 that makes one and a half turns while inclining the outer peripheral surface 151c of the main / sub-valve body 151 in the axial direction. According to this, since the groove 156 is configured as a single-strand spiral groove on the outer peripheral surface 151c of the main/sub valve body 151, the processing for forming the groove 156 is easy.
  • a groove 256 is formed on the outer peripheral surface 251c of the main/sub valve body 251 as the valve body.
  • the groove 256 is composed of an endless annular groove 257 that goes around the outer peripheral surface 251c of the main/sub valve body 251. According to this, it becomes difficult for the fluid to flow along the extending direction of the groove 256, and the fluid leaking from the sliding region S to the second valve chamber 30 can be reduced.
  • the main / sub valve body 251 moves to the right in the axial direction
  • at least a part of the annular groove 257 is on the low pressure side of the sliding region S.
  • a plurality of annular grooves 257 forming the groove 256 may be provided in the axial direction.
  • the outer peripheral surface 351c of the main / sub valve body 351 as the valve body has a flat curved surface, and the curved surface is not provided with a groove.
  • annular convex portion 311 protruding in the inner diameter direction from between the Pd port 12 and the Ps port 13 in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the valve housing 310, and the convex portion 311 is provided.
  • the inner peripheral surface 311a of the portion 311 forms a small diameter guide hole 310c on which the outer peripheral surface 351c of the main/sub valve body 351 can slide.
  • a groove 356 is formed on the inner peripheral surface 311a of the convex portion 311.
  • the groove 356 is configured as a so-called single-row spiral groove from a single spiral groove 357 that makes one and a half turns while inclining the inner peripheral surface 311a of the convex portion 311 in the axial direction.
  • the groove 356 formed on the inner peripheral surface 311a of the convex portion 311 is not limited to a groove formed of a single-strand spiral groove, and a multi-strand spiral groove such as the double-strand spiral groove as in the first embodiment or the above-described embodiment. It may be composed of an endless annular groove as in Example 3.
  • the auxiliary valve 53 may not be provided, and the right end in the axial direction of the main / auxiliary valve body may function as a support member that receives an axial load, and a sealing function is not always necessary.
  • main and sub valve bodies and the pressure sensitive valve member 52 are configured separately, but both may be formed integrally.
  • drive rod 83 and the main/sub valve body are separately configured has been described, the both may be integrally formed.
  • the main/sub valve body, the pressure sensitive valve member 52, and the drive rod 83 may be integrally formed.
  • the groove may be configured by combining the spiral groove as in the first and second embodiments and the annular groove as in the third embodiment. Further, grooves may be formed on both the outer peripheral surface of the main/sub valve body and the inner peripheral surface of the valve housing.
  • the convex portion provided on the inner peripheral surface of the valve housing may not have a tapered side surface and may be formed in a rectangular cross section.
  • main and sub valve bodies are not limited to those formed to have the same diameter in the axial direction, and may be formed to have a partially reduced diameter, for example, other than the groove forming range.
  • the axial length of the sliding region may be shorter than the axial length of the inner peripheral surface of the convex portion forming the guide hole of the valve housing.
  • the valve body has a function of reciprocating in the axial direction by the driving force of the solenoid, sliding with the guide hole of the valve housing, and contacting and separating from the main valve seat.
  • the main and sub valve bodies have been described as an example.
  • the drive rods in the first to fourth embodiments slide with the guide holes of the valve housing, the drive rods together with the main and sub valve bodies are valve bodies. Make up.

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Abstract

摺動領域よりも低圧側への流体の漏れを少なくしつつ、耐異物性を高めることができる容量制御弁を提供する。　吐出ポート１２、吸入ポート１３および制御ポート１４が形成されたバルブハウジング１０と、ソレノイド８０の駆動力により弁座１０ａに接離して制御ポート１４と吐出ポート１２との連通または制御ポート１４と吸入ポート１３との連通を開閉する弁体５１と、を備え、バルブハウジング１０の内周面１１ａと弁体５１の外周面５１ｃとにより摺動領域Ｓが形成される容量制御弁Ｖであって、バルブハウジング１０の内周面または弁体５１の外周面の少なくとも一方に周方向に延びる溝５６が形成されており、摺動領域Ｓは、バルブハウジング１０の内周面１１ａと弁体５１の外周面５１ｃとの間のクリアランスＣを高圧側から低圧側に向けて流れる流体によって溝５６に渦流Ｗが生じる構造となっている。

Description

容量制御弁
　本発明は、作動流体の容量を可変制御する容量制御弁に関し、例えば、自動車の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機の吐出量を圧力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容量可変型圧縮機は、エンジン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量を変化させて流体の吐出量を制御するものである。この斜板の傾斜角度は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、流体を吸入する吸入室の吸入圧力Ｐｓ、ピストンにより加圧された流体を吐出する吐出室の吐出圧力Ｐｄ、斜板を収容した制御室の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで連続的に変化させ得るようになっている。
　容量可変型圧縮機の連続駆動時において、容量制御弁は、制御コンピュータにより通電制御され、ソレノイドで発生する電磁力により弁体を軸方向に移動させ、主弁を開閉して容量可変型圧縮機の制御室の制御圧力Ｐｃを調整する通常制御を行っている。
　容量制御弁の通常制御時においては、容量可変型圧縮機における制御室の圧力が適宜制御されており、回転軸に対する斜板の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて吐出室に対する流体の吐出量を制御し、空調システムが所望の冷却能力となるように調整している。
　また、ロッド状の弁体が挿通されるガイド孔に対して摺動可能に挿通され、摺動領域を挟んで制御圧力の制御流体が通過する制御ポートと吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポートとの間が区画されている（特許文献１参照）。
特開２００３－４２０６２号公報（第４頁、第２図）
　特許文献１の容量制御弁においては、弁体と共に移動するシャフトの外周面に複数の環状溝が設けられ、摺動領域においてガイド孔の内周面とのシャフトの外周面との間にラビリンスシールを形成することにより、摺動領域を挟んで制御流体と吸入流体とが密封状に区画されているが、シャフトの外周面とガイド孔の内周面との間のクリアランスに入り込んだコンタミ等が摺動領域内に残留してしまうことがあり、ガイド孔に対するシャフトの摺動抵抗が増大し弁体が正常に作動できなくなる虞があった。また、摺動領域内におけるコンタミ等の残留を抑制するために、摺動領域の軸方向長さを短く、かつクリアランスを大きくして摺動領域の低圧側における流体の流速を高めようとすると、摺動領域よりも低圧側に漏れる流体が多くなり容量制御弁により制御される容量可変型圧縮機の圧縮効率が低下してしまうという問題があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、摺動領域よりも低圧側への流体の漏れを少なくしつつ、耐異物性を高めることができる容量制御弁を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は、
　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポートおよび制御圧力の制御流体が通過する制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
　ソレノイドの駆動力により弁座に接離して前記制御ポートと前記吐出ポートとの連通または前記制御ポートと前記吸入ポートとの連通を開閉する弁体と、を備え、
　前記バルブハウジングの内周面と前記弁体の外周面とにより摺動領域が形成される容量制御弁であって、
　前記バルブハウジングの内周面または前記弁体の外周面の少なくとも一方に周方向に延びる溝が形成されており、
　前記摺動領域は、前記バルブハウジングの内周面と前記弁体の外周面との間のクリアランスを高圧側から低圧側に向けて流れる流体によって前記溝に渦流が生じる構造となっている。
　これによれば、摺動領域を高圧側から低圧側に向けて流れる流体によって溝に渦流が生じることから、摺動領域を高圧側から低圧側に向けて軸方向に流れる流体に対する流体抵抗部となって、高圧側から摺動領域よりも低圧側に漏れる流体を少なくすることができる。そのため、摺動領域の軸方向長さを短く、かつ摺動領域のクリアランスを大きくすることにより、摺動領域を高圧側から低圧側に向けて流れる流体の流速を高められても、摺動領域よりも低圧側への流体の漏れを少なくしつつ、摺動領域内におけるコンタミ等の残留・堆積を抑制して耐異物性を高めることができる。
　前記クリアランスにおける径方向長さは、前記摺動領域の軸方向長さの１／１０から１／３００の範囲であってもよい。
　これによれば、摺動領域を高圧側から低圧側に向けて流れる流体で渦流を生じさせ、摺動領域よりも低圧側に漏れる流体を少なくすることができる。
　前記径方向長さは、５μｍから２０μｍの範囲であってもよい。
　これによれば、摺動領域を高圧側から低圧側に向けて流れる流体で渦流を生じさせ、摺動領域よりも低圧側に漏れる流体を少なくすることができる。
　前記溝は前記径方向長さよりも深くてもよい。
　これによれば、摺動領域のクリアランスを高圧側から低圧側に向けて流れる流体が溝内に確実に誘導されるため、渦流が生じやすくなるとともに、渦流により溝内にコンタミ等を引き込むことができるため、摺動領域のクリアランスにコンタミ等が残留・堆積することを防止することができる。
　前記溝は前記弁体のストローク範囲において前記摺動領域よりも低圧側に露出していてもよい。
　これによれば、溝内に引き込まれたコンタミ等を摺動領域よりも低圧側に排出することができる。
　前記溝は溝入口から一巻き分のピッチは前記摺動領域の軸方向長さよりも長くてもよい。
　これによれば、溝は溝入口から一巻き分の短い距離で摺動領域よりも低圧側に露出するため、溝内に引き込まれたコンタミ等をより排出しやすくすることができる。
　前記溝は多条らせん溝であってもよい。
　これによれば、複数のらせん溝内を流体が高圧側から低圧側に向けて流速を伴って流れていくため、溝内に引き込まれたコンタミ等を排出しやすい。
本発明に係る実施例１の容量制御弁が組み込まれる斜板式容量可変型圧縮機を示す概略構成図である。 実施例１の容量制御弁の非通電状態において主弁が開放され、副弁が閉塞された様子を示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の非通電状態における主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面との間に形成される摺動領域を示す図２の拡大断面図である。 実施例１の容量制御弁の通電状態における主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面との間に形成される摺動領域を示す拡大断面図である。 主副弁体の外周面に形成される溝の構造を示す説明図である。 （ａ）は、容量制御弁の通電状態において摺動領域を高圧側から低圧側に向けて流れる流体により溝に渦流が発生した様子を説明する図であり、（ｂ）は、溝内を高圧側から低圧側に向けて流れる渦流を示す模式図である。 実施例２の容量制御弁の通電状態における主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面との間に形成される摺動領域を示す拡大断面図である。 実施例３の容量制御弁の通電状態における主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面との間に形成される摺動領域を示す拡大断面図である。 実施例４の容量制御弁の通電状態における主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面との間に形成される摺動領域を示す拡大断面図である。
　本発明に係る容量制御弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る容量制御弁につき、図１から図６を参照して説明する。以下、図２の正面側から見て左右側を容量制御弁の左右側として説明する。
　本発明の容量制御弁Ｖは、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Ｍに組み込まれ、冷媒である作動流体（以下、単に「流体」と表記する）の圧力を可変制御することにより、容量可変型圧縮機Ｍの吐出量を制御し空調システムを所望の冷却能力となるように調整している。
　先ず、容量可変型圧縮機Ｍについて説明する。図１に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍは、吐出室２と、吸入室３と、制御室４と、複数のシリンダ４ａと、を備えるケーシング１を有している。尚、容量可変型圧縮機Ｍには、制御室４と吸入室３とを直接連通する図示しない連通路が設けられており、この連通路には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィスが設けられている。
　また、容量可変型圧縮機Ｍは、ケーシング１の外部に設置される図示しないエンジンにより回転駆動される回転軸５と、制御室４内において回転軸５に対してヒンジ機構８により偏心状態で連結される斜板６と、斜板６に連結され各々のシリンダ４ａ内において往復動自在に嵌合された複数のピストン７と、を備え、電磁力により開閉駆動される容量制御弁Ｖを用いて、流体を吸入する吸入室３の吸入圧力Ｐｓ、ピストン７により加圧された流体を吐出する吐出室２の吐出圧力Ｐｄ、斜板６を収容した制御室４の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室４内の圧力を適宜制御することで斜板６の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストン７のストローク量を変化させて流体の吐出量を制御している。尚、説明の便宜上、図１においては、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖの図示を省略している。
　具体的には、制御室４内の制御圧力Ｐｃが高圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は小さくなりピストン７のストローク量が減少するが、一定以上の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が略垂直状態、すなわち垂直よりわずかに傾斜した状態となる。このとき、ピストン７のストローク量は最小となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最小となることで、吐出室２への流体の吐出量が減少し、空調システムの冷却能力は最小となる。一方で、制御室４内の制御圧力Ｐｃが低圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は大きくなりピストン７のストローク量が増加するが、一定以下の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が最大傾斜角度となる。このとき、ピストン７のストローク量は最大となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最大となることで、吐出室２への流体の吐出量が増加し、空調システムの冷却能力は最大となる。
　図２に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖは、ソレノイド８０を構成するコイル８６に通電する電流を調整し、容量制御弁Ｖにおける主弁５０、副弁５３の開閉制御を行うとともに、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓにより感圧弁５４の開閉制御を行い、制御室４内に流入する、または制御室４から流出する流体を制御することで制御室４内の制御圧力Ｐｃを可変制御している。尚、中間連通路５５は、弁体としての主副弁体５１および感圧弁部材５２の内部に形成される中空孔が接続されることにより軸方向に亘って貫通しており、液冷媒排出用の流路を構成している。詳しくは、容量可変型圧縮機Ｍが停止状態で長時間放置されることにより制御室４で高圧となった流体が液化することがあるが、容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに容量制御弁Ｖを通電状態とすることにより、主弁５０が閉塞されるとともに副弁５３が開放され、さらに中間連通路５５における高い吸入圧力Ｐｓによって感圧体６１が収縮して感圧弁５４が開弁されることにより、制御室４の液冷媒が中間連通路５５を介して吸入室３に短時間で排出できるようになっている。
　本実施例において、主弁５０は、主副弁体５１とバルブハウジング１０に形成された弁座としての主弁座１０ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａに接離することで、主弁５０が開閉するようになっている。副弁５３は、主副弁体５１と固定鉄心８２の開口端面である軸方向左端面の内径側に形成される副弁座８２ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向右端５１ｂが副弁座８２ａに接離することで、副弁５３が開閉するようになっている。感圧弁５４は、感圧体６１を構成するキャップ７０と感圧弁部材５２の軸方向左端に形成される環状の感圧弁座５２ａとにより構成されており、キャップ７０の軸方向右端の外径側に形成されるシール面７０ａが感圧弁座５２ａに接離することで、感圧弁５４が開閉するようになっている。
　次いで、容量制御弁Ｖの構造について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、金属材料または樹脂材料により形成されたバルブハウジング１０と、バルブハウジング１０内に軸方向に往復動自在に配置された主副弁体５１、感圧弁部材５２と、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓに応じて主副弁体５１、感圧弁部材５２に軸方向右方への付勢力を付与する感圧体６１と、バルブハウジング１０に接続され主副弁体５１、感圧弁部材５２に駆動力を及ぼすソレノイド８０と、から主に構成されている。
　図２に示されるように、ソレノイド８０は、軸方向左方に開放する開口部８１ａを有するケーシング８１と、ケーシング８１の開口部８１ａに対して軸方向左方から挿入されケーシング８１の内径側に固定される略円筒形状の固定鉄心８２と、固定鉄心８２に挿通され軸方向に往復動自在、かつその軸方向左端部が主副弁体５１に挿嵌・固定される駆動ロッド８３と、駆動ロッド８３の軸方向右端部が挿嵌・固定される可動鉄心８４と、固定鉄心８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４を主弁５０の開弁方向である軸方向右方に付勢するコイルスプリング８５と、固定鉄心８２の外側にボビンを介して巻き付けられた励磁用のコイル８６と、から主に構成されている。
　ケーシング８１には、軸方向左端の内径側が軸方向右方に凹む凹部８１ｂが形成されており、この凹部８１ｂに対してバルブハウジング１０の軸方向右端部が略密封状に挿嵌・固定されている。
　固定鉄心８２は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成され、軸方向に延び駆動ロッド８３が挿通される挿通孔８２ｃが形成される円筒部８２ｂと、円筒部８２ｂの軸方向左端部の外周面から外径方向に延びる環状のフランジ部８２ｄとを備え、固定鉄心８２の開口端面の内径側、すなわち円筒部８２ｂの軸方向左端面には副弁座８２ａが形成されている。
　また、固定鉄心８２は、フランジ部８２ｄの軸方向右端面をケーシング８１の凹部８１ｂの底面に当接させた状態で、ケーシング８１の凹部８１ｂに対して挿嵌・固定されるバルブハウジング１０の軸方向右端の内径側において軸方向左方に凹む凹部１０ｂに対して略密封状に挿嵌・固定されている。
　次いで、バルブハウジング１０の構造について説明する。図２に示されるように、バルブハウジング１０には、容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２と連通する吐出ポートとしてのＰｄポート１２と、容量可変型圧縮機Ｍの吸入室３と連通する吸入ポートとしてのＰｓポート１３と、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と連通する制御ポートとしてのＰｃポート１４が形成されている。
　また、バルブハウジング１０は、その軸方向左端部に仕切調整部材７１が略密封状に圧入されることにより有底略円筒形状を成している。尚、仕切調整部材７１は、バルブハウジング１０の軸方向における設置位置を調整することで、感圧体６１の付勢力を調整できるようになっている。
　また、バルブハウジング１０の内部には、Ｐｄポート１２と連通され主副弁体５１の軸方向左端部が配置される第１弁室２０と、Ｐｓポート１３と連通され主副弁体５１の軸方向右端部が配置される第２弁室３０と、Ｐｃポート１４と連通され感圧体６１が配置される感圧室６０と、が形成されている。
　図３および図４に示されるように、バルブハウジング１０の内部には、主副弁体５１およびこの主副弁体５１に接続された感圧弁部材５２が軸方向に往復動自在に配置され、バルブハウジング１０の内周面には、軸方向におけるＰｄポート１２とＰｓポート１３との間から内径方向に突出する環状の凸部１１が設けられ、この凸部１１の内周面１１ａにより主副弁体５１の外周面５１ｃが摺動可能な小径のガイド孔１０ｃが形成されている。尚、凸部１１は、主副弁体５１の外周面５１ｃと摺動可能なガイド孔１０ｃを構成し軸方向に沿って延びる内周面１１ａと、第１弁室２０側において軸方向に対して直交して延びる側面１１ｂと、第２弁室３０側において軸方向右方に向けて漸次拡径するテーパ状の側面１１ｃと、から断面台形状に形成されている。
　このように、バルブハウジング１０の内部において、第１弁室２０と第２弁室３０は、それぞれ軸方向に平行に延びる主副弁体５１の外周面５１ｃとガイド孔１０ｃを構成する凸部１１の内周面１１ａとにより密封状に仕切られている。尚、主副弁体５１の外周面５１ｃとガイド孔１０ｃを構成する凸部１１の内周面１１ａとの間は、径方向に僅かに離間することにより微小なクリアランスＣ（図６（ａ）参照）が形成されており、主副弁体５１は、バルブハウジング１０に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。
　本実施例においては、ガイド孔１０ｃを構成する凸部１１の内周面１１ａと主副弁体５１の外周面５１ｃとの摺動部分を摺動領域Ｓとして説明する。また、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１は、ガイド孔１０ｃを構成する凸部１１の内周面１１ａの軸方向長さに相当する。尚、本実施例における摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１は０．３ｍｍ、クリアランスＣの径方向長さは１０μｍに設定されている。すなわち、クリアランスＣの径方向長さは、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１の１／１０から１／３００の範囲で形成されている。また、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１は、好ましくは０．２ｍｍ～１．５ｍｍの範囲であり、クリアランスＣの径方向長さは、好ましくは５μｍ～２０μｍの範囲である。
　また、図４に示されるように、容量制御弁Ｖの通電状態においては、ソレノイド８０の駆動力により主副弁体５１が軸方向左方に移動し、主副弁体５１の軸方向左端５１ａがバルブハウジング１０に形成された主弁座１０ａに着座し主弁５０が閉塞され、第１弁室２０から感圧室６０に向かう流体の流れが遮断されているため（図４の点線矢印参照）、Ｐｄポート１２から吐出圧力Ｐｄが供給される第１弁室２０内と、Ｐｓポート１３から吸入圧力Ｐｓが供給される第２弁室３０内との圧力差（Ｐｄ＞Ｐｓ）により摺動領域Ｓに向かう流体の流れが生じている（図４の実線矢印参照）。尚、図３に示されるように、容量制御弁Ｖの非通電状態においては、主副弁体５１の軸方向左端５１ａがバルブハウジング１０に形成された主弁座１０ａから離間し主弁５０が開放されることにより、第１弁室２０とＰｃポート１４から制御圧力Ｐｃが供給される感圧室６０とが連通され、第１弁室２０内と感圧室６０内との圧力差（Ｐｄ＞Ｐｃ）により第１弁室２０から感圧室６０に向けて流体が流れているため（図３の実線矢印参照）、第１弁室２０内と第２弁室３０内との圧力差が小さくなり、摺動領域Ｓに向かう流体の流れは略生じていない。
　次いで、主副弁体５１の構造について説明する。図２に示されるように、主副弁体５１は、円筒形状に構成され、主副弁体５１の軸方向右端部には、ソレノイド８０を構成する駆動ロッド８３の軸方向左端部がアダプタ８７を介して挿嵌・固定されるとともに、主副弁体５１の軸方向左端部には、略円筒形状かつ側面視略砲台形状に構成される別体の感圧弁部材５２が略密封状に挿嵌・固定されており、共に軸方向に移動可能となっている。
　図３～図５に示されるように、主副弁体５１の外周面５１ｃには、溝５６が形成されている。溝５６は、主副弁体５１の外周面５１ｃをそれぞれ軸方向に傾斜しながら１巻き半し互いに周方向の位相が１８０度ずれた二条のらせん溝５７，５８から構成されている。すなわち、溝５６はいわゆる二条らせん溝として構成されている。尚、らせん溝５７，５８は、主副弁体５１の外周面５１ｃを１巻き半するものに限られず、らせん溝５７，５８の巻き数は自由に構成されてよいが、溝５６を環状に構成するために１巻き以上であることが好ましい。さらに、溝５６は二条らせん溝として構成されるものに限られず、溝５６は三条以上のらせん溝から、いわゆる多条らせん溝として構成されていてもよい。また、図２～図４における主副弁体５１は、溝５６を示すために外周面５１ｃの一部を図示している。また、説明の便宜上、図面において、二条のらせん溝を区別するために一方のらせん溝にドットを付すこともある。
　また、特に図５に示されるように、らせん溝５７，５８は、その溝断面が略等脚台形状に形成され、溝の幅寸法は５０μｍ～５００μｍの範囲、深さ寸法は５０μｍ～５００μｍの範囲、ピッチはそれぞれ０．３ｍｍ～２．０ｍｍの範囲、軸方向に対する溝側面の傾斜角度は４５度以上９０度未満の範囲に設定されている。尚、らせん溝５７，５８の深さ寸法は、摺動領域ＳにおけるクリアランスＣの径方向長さよりも大きい。さらに尚、らせん溝５７，５８の溝断面の形状は略等脚台形状のものに限られず、溝側面の傾斜角度が異なる台形状や、矩形、円弧形、三角形などの他の形状から構成されていてもよい。
　また、らせん溝５７，５８は、軸方向左端である溝入口５７ａ，５８ａと軸方向右端である溝出口５７ｂ，５８ｂとが主副弁体５１の外周面５１ｃにおいてそれぞれ同じ軸方向位置に形成されている。また、らせん溝５７，５８は、溝入口５７ａ，５８ａと溝出口５７ｂ，５８ｂとの間における巻き部５７ｃ，５８ｃの延伸寸法が同じであり、一巻き分のピッチの軸方向長さＬ２（図３参照）も同じになるように形成されている。尚、図３に示されるように、らせん溝５７，５８の一巻き分のピッチの軸方向長さＬ２は、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１よりも長くなっている（Ｌ２＞Ｌ１）。
　また、図３および図４に示されるように、主副弁体５１のストローク範囲において、らせん溝５７，５８の溝入口５７ａ，５８ａは摺動領域Ｓ内に位置しており、溝出口５７ｂ，５８ｂはバルブハウジング１０の凸部１１におけるテーパ状の側面１１ｃに対応する軸方向位置、すなわち摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０内に露出している。尚、溝出口５７ｂ，５８ｂは、常に第２弁室３０内に露出するものに限られず、例えば容量制御弁Ｖが通電状態から非通電状態に制御されることに伴う主副弁体５１のストロークによって、溝出口５７ｂ，５８ｂが摺動領域Ｓ内から第２弁室３０内に露出するように構成されていてもよい。
　以上のように、主副弁体５１の外周面５１ｃには、軸方向に傾斜する二条のらせん溝５７，５８から構成される溝５６が形成されることにより、図６（ａ）に示されるように、摺動領域Ｓを高圧側である第１弁室２０から低圧側である第２弁室３０に向けて流れる流体により、らせん溝５７，５８の溝断面に沿った渦流Ｗが主副弁体５１の外周面５１ｃの周方向に亘って形成されることから、摺動領域Ｓを高圧側から低圧側に向けて軸方向に流れる流体に対する流体抵抗部となって、高圧側から摺動領域Ｓよりも低圧側に漏れる流体を少なくすることができる。そのため、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１を短く、かつ摺動領域ＳのクリアランスＣを大きくすることにより、渦流Ｗにより摺動領域Ｓよりも低圧側に漏れる流体を少なくしつつ、摺動領域Ｓ内におけるコンタミ等の残留・堆積を抑制して耐異物性を高めることができる。また、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１、摺動領域ＳのクリアランスＣを最適化することにより、渦流Ｗを生じさせ、摺動領域Ｓよりも低圧側に漏れる流体を少なくすることができる。尚、らせん溝５７，５８内に形成される渦流Ｗは、その一部がらせん溝５７，５８の外のクリアランスＣにまで及ぶことにより、摺動領域ＳのクリアランスＣを高圧側から低圧側に向けて軸方向に流れる軸方向流Ｘの流体抵抗部として干渉している。
　また、図６（ｂ）に示されるように、らせん溝５７，５８の溝入口５７ａ，５８ａから溝出口５７ｂ，５８ｂに向けてらせん溝５７，５８内を流れる渦流Ｗは、らせん溝５７，５８の溝断面の輪郭に沿う成分と、らせん溝５７，５８の延伸方向に沿う成分とからなるトルネード流を形成するため、渦流Ｗが主副弁体５１の外周面５１ｃの周方向に亘って安定して形成されている。
　また、摺動領域ＳのクリアランスＣは、軸方向に平行に延びる主副弁体５１の外周面５１ｃとガイド孔１０ｃを構成する凸部１１の内周面１１ａにより軸方向に平行に延びるように形成されるため、摺動領域Ｓ内において、らせん溝５７，５８に渦流Ｗを発生させやすくすることができる。
　また、摺動領域Ｓにおいて主副弁体５１の外周面５１ｃには、摺動領域ＳのクリアランスＣの径方向長さよりも深さ寸法が大きいらせん溝５７，５８が形成されることにより、摺動領域ＳのクリアランスＣを高圧側から低圧側に向けて流れる流体がらせん溝５７，５８の巻き部５７ｃ，５８ｃ内に確実に誘導されるため、渦流Ｗが生じやすくなるとともに、該渦流Ｗにより摺動領域Ｓに流体とともに入り込んだコンタミ等をらせん溝５７，５８内に引き込むことができるため、摺動領域ＳのクリアランスＣにコンタミ等が残留・堆積することを防止して耐異物性を高めることができる。
　また、図３および図４に示されるように、主副弁体５１のストローク範囲において、らせん溝５７，５８の溝入口５７ａ，５８ａは摺動領域Ｓ内に位置しており、溝出口５７ｂ，５８ｂは摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０内に露出しているため、渦流Ｗによってらせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等を第２弁室３０に排出しやすくなっている。尚、らせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等は、溝出口５７ｂ，５８ｂから第２弁室３０に全て排出されるわけではなく、図６（ａ）に示されるように、例えば摺動領域Ｓの外に位置し第２弁室３０内に露出しているらせん溝５７の巻き部５７ｃにおいては、渦流Ｗの勢いが弱まるため、らせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等の一部が巻き部５７ｃ，５８ｃから第２弁室３０に排出されることもある。
　また、溝５６は、二条のらせん溝５７，５８から、いわゆる多条らせん溝として構成されることにより、複数のらせん溝５７，５８内を流体が高圧側から低圧側に向けて流速を伴って流れていくため、らせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等をより排出しやすくなっている。また、溝入口５７ａ，５８ａおよび溝出口５７ｂ，５８ｂが複数形成されるため、溝５６に流体を導入しやすくなり渦流Ｗを発生させやすい。また、複数のらせん溝５７，５８にコンタミ等を分散させることができるため、らせん溝５７，５８内におけるコンタミ等の残留・堆積を防止することができる。さらに、溝５６は、二条のらせん溝５７，５８から構成される二条らせん溝であることにより、らせん溝５７，５８の一巻き分のピッチの軸方向長さＬ２をそれぞれ短くすることができるため、摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１をより短く（Ｌ２＞Ｌ１）構成することができる。
　また、らせん溝５７，５８の溝入口５７ａ，５８ａは摺動領域Ｓ内に位置しており、摺動領域Ｓよりも高圧側である第１弁室２０内に露出していないため、らせん溝５７，５８により第１弁室２０と第２弁室３０とが直接連通されることがなく、摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０への流体の漏れが少なくなっている。尚、溝５６を構成するらせん溝５７，５８の一巻き分のピッチの軸方向長さＬ２は摺動領域Ｓの軸方向長さＬ１よりも長く形成されているため、溝入口５７ａ，５８ａが摺動領域Ｓ内に位置している状態で、溝出口５７ｂ，５８ｂおよび巻き部５７ｃ，５８ｃの一部を摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０内に確実に露出させることができる。また、らせん溝５７，５８は、溝入口５７ａ，５８ａから一巻き分の短い距離で巻き部５７ｃ，５８ｃの一部が摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０に露出するため、らせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等をより排出しやすくすることができる。
　また、溝５６は主副弁体５１の外周面５１ｃに形成されるため、溝５６を形成するための加工が容易である。
　尚、溝５６を構成する複数のらせん溝は、同一構成のものから構成されるものに限らず、断面形状、幅寸法、深さ寸法、延伸寸法等が異なるものが組み合わされていてもよい。
　また、らせん溝５７，５８の溝出口５７ｂ，５８ｂにおける幅寸法を溝入口５７ａ，５８ａにおける幅寸法よりも大きく構成することにより、渦流Ｗによってらせん溝５７，５８内に引き込まれたコンタミ等を溝出口５７ｂ，５８ｂから第２弁室３０に排出しやすくしてもよい。
　次に、実施例２に係る容量制御弁につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
　実施例２における容量制御弁Ｖについて説明する。図７に示されるように、本実施例２において、弁体としての主副弁体１５１の外周面１５１ｃには、溝１５６が形成されている。溝１５６は、主副弁体１５１の外周面１５１ｃを軸方向に傾斜しながら１巻き半する一条のらせん溝１５７から、いわゆる単条らせん溝として構成されている。これによれば、溝１５６は主副弁体１５１の外周面１５１ｃに単条らせん溝として構成されているため、溝１５６を形成するための加工が容易である。
　次に、実施例３に係る容量制御弁につき、図８を参照して説明する。尚、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
　実施例３における容量制御弁Ｖについて説明する。図８に示されるように、本実施例３において、弁体としての主副弁体２５１の外周面２５１ｃには、溝２５６が形成されている。溝２５６は、主副弁体２５１の外周面２５１ｃを一周する無端の環状溝２５７から構成されている。これによれば、溝２５６の延伸方向に沿って流体が流れにくくなり、摺動領域Ｓから第２弁室３０に漏れる流体を少なくすることができる。尚、容量制御弁Ｖの非通電状態において、主副弁体２５１が軸方向右方に移動した際に、環状溝２５７の少なくとも一部が摺動領域Ｓよりも低圧側である第２弁室３０内に露出するように構成することにより、渦流Ｗ（図６参照）によって環状溝２５７内に引き込まれたコンタミ等を第２弁室３０に排出しやすくしてもよい。
　また、溝２５６を構成する環状溝２５７は軸方向に複数設けられていてもよい。
　次に、実施例４に係る容量制御弁につき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
　実施例４における容量制御弁Ｖについて説明する。図９に示されるように、本実施例４において、弁体としての主副弁体３５１の外周面３５１ｃは平坦状の曲面を成しており、この曲面には溝が設けられていない。
　また、図９に示されるように、バルブハウジング３１０の内周面には、軸方向におけるＰｄポート１２とＰｓポート１３との間から内径方向に突出する環状の凸部３１１が設けられ、この凸部３１１の内周面３１１ａにより主副弁体３５１の外周面３５１ｃが摺動可能な小径のガイド孔３１０ｃが形成されている。また、凸部３１１の内周面３１１ａには、溝３５６が形成されている。溝３５６は、凸部３１１の内周面３１１ａを軸方向に傾斜しながら１巻き半する一条のらせん溝３５７から、いわゆる単条らせん溝として構成されている。尚、凸部３１１の内周面３１１ａに形成される溝３５６は、単条らせん溝から構成されるものに限られず、前記実施例１のような二条らせん溝等の多条らせん溝や前記実施例３のような無端の環状溝から構成されていてもよい。
　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。
　例えば、前記実施例では、副弁５３は設けなくともよく、主副弁体の軸方向右端は、軸方向の荷重を受ける支持部材として機能すればよく、必ずしも密閉機能は必要ではない。
　また、主副弁体と感圧弁部材５２とを別体で構成する例について説明したが、両者は一体に形成されていてもよい。また、駆動ロッド８３と主副弁体とを別体で構成する例について説明したが、両者は一体に形成されていてもよい。さらに、主副弁体と感圧弁部材５２と駆動ロッド８３とが一体に形成されていてもよい。
　また、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路および固定オリフィスは設けなくてもよい。
　また、溝は、前記実施例１や前記実施例２のようならせん溝と、前記実施例３のような環状溝とを組み合わせて構成されるものであってもよい。また、主副弁体の外周面とバルブハウジングの内周面の両方に溝が形成されていてもよい。
　また、バルブハウジングの内周面に設けられる凸部は、テーパ状の側面を有していなくてもよく、断面矩形状に形成されていてもよい。
　また、主副弁体は、軸方向に亘って同一径に形成されるものに限らず、例えば溝の形成範囲以外が一部縮径するように形成されているものであってもよく、この場合、摺動領域の軸方向長さは、バルブハウジングのガイド孔を構成する凸部の内周面の軸方向長さよりも短く形成されていてもよい。
　尚、本発明において、弁体とは、ソレノイドの駆動力により軸方向に往復動しバルブハウジングのガイド孔と摺動し、かつ主弁座に接離する機能を有するものであり、前記実施例１～４においては主副弁体を例に説明したが、例えば前記実施例１～４における駆動ロッドがバルブハウジングのガイド孔と摺動するものであれば主副弁体とともに駆動ロッドは弁体を構成する。
１　　　　　　　　ケーシング
２　　　　　　　　吐出室
３　　　　　　　　吸入室
４　　　　　　　　制御室
１０　　　　　　　バルブハウジング
１０ａ　　　　　　主弁座（弁座）
１０ｃ　　　　　　ガイド孔
１１　　　　　　　凸部
１１ａ　　　　　　内周面
１２　　　　　　　Ｐｄポート（吐出ポート）
１３　　　　　　　Ｐｓポート（吸入ポート）
１４　　　　　　　Ｐｃポート（制御ポート）
２０　　　　　　　第１弁室
３０　　　　　　　第２弁室
５０　　　　　　　主弁
５１　　　　　　　主副弁体（弁体）
５１ｃ　　　　　　外周面
５６　　　　　　　溝
５７，５８　　　　らせん溝
５７ａ，５８ａ　　溝入口
５７ｂ，５８ｂ　　溝出口
５７ｃ，５８ｃ　　巻き部
６０　　　　　　　感圧室
６１　　　　　　　感圧体
８０　　　　　　　ソレノイド
１５１　　　　　　主副弁体（弁体）
１５１ｃ　　　　　外周面
１５６　　　　　　溝
１５７　　　　　　らせん溝
２５１　　　　　　主副弁体（弁体）
２５１ｃ　　　　　外周面
２５６　　　　　　溝
２５７　　　　　　環状溝
３１０　　　　　　バルブハウジング
３１０ｃ　　　　　ガイド孔
３１１　　　　　　凸部
３１１ａ　　　　　内周面
３５１　　　　　　主副弁体（弁体）
３５１ｃ　　　　　外周面
３５６　　　　　　溝
３５７　　　　　　らせん溝
Ｃ　　　　　　　　クリアランス
Ｓ　　　　　　　　摺動領域
Ｖ　　　　　　　　容量制御弁
Ｗ　　　　　　　　渦流
Ｘ　　　　　　　　軸方向流

Claims (7)

  1. 　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポートおよび制御圧力の制御流体が通過する制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
    　ソレノイドの駆動力により弁座に接離して前記制御ポートと前記吐出ポートとの連通または前記制御ポートと前記吸入ポートとの連通を開閉する弁体と、を備え、
    　前記バルブハウジングの内周面と前記弁体の外周面とにより摺動領域が形成される容量制御弁であって、
    　前記バルブハウジングの内周面または前記弁体の外周面の少なくとも一方に周方向に延びる溝が形成されており、
    　前記摺動領域は、前記バルブハウジングの内周面と前記弁体の外周面との間のクリアランスを高圧側から低圧側に向けて流れる流体によって前記溝に渦流が生じる構造となっている容量制御弁。
  2. 　前記クリアランスにおける径方向長さは、前記摺動領域の軸方向長さの１／１０から１／３００の範囲である請求項１に記載の容量制御弁。
  3. 　前記径方向長さは、５μｍから２０μｍの範囲である請求項２に記載の容量制御弁。
  4. 　前記溝は前記径方向長さよりも深い請求項２または３に記載の容量制御弁。
  5. 　前記溝は前記弁体のストローク範囲において前記摺動領域よりも低圧側に露出している請求項１ないし３のいずれかに記載の容量制御弁。
  6. 　前記溝は溝入口から一巻き分のピッチは前記摺動領域の軸方向長さよりも長い請求項５に記載の容量制御弁。
  7. 　前記溝は多条らせん溝である請求項１ないし６のいずれかに記載の容量制御弁。
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