WO2022030311A1 - 弁 - Google Patents

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WO2022030311A1
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valve body
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closed
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真弘 葉山
敏智 神崎
恵一 漆山
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 valve that variably controls the working fluid, for example, a 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 rotary shaft that is driven to rotate by an engine, a swash plate that is variably connected to a swash plate with a tilt angle, and a piston for compression that is connected to the swash plate.
  • the tilt angle of this swash plate is determined by using a capacity control valve as a valve that is opened and closed by the electromagnetic force of a solenoid as a drive source, the suction pressure Ps of the suction chamber that sucks the fluid, and the fluid pressurized by the piston. While utilizing the discharge pressure Pd of the discharge chamber to be discharged and the control pressure Pc of the control chamber accommodating the swash plate, the pressure in the control chamber can be continuously changed by appropriately controlling the pressure.
  • the capacity control valve When the capacity variable compressor is continuously driven, the capacity control valve is energized and controlled by a control computer, and the valve body is moved in the axial direction by the electromagnetic force generated by the solenoid, and the flow path between the discharge port and the control port. Is opened and closed by a valve to adjust the control pressure Pc in the control chamber of the variable capacity compressor.
  • some capacity control valves control the flow rate of the fluid flowing from the control port to the suction port.
  • Such a capacity control valve controls the pressure in the control pressure chamber of the variable capacity compressor by utilizing the pressure difference from the suction pressure Ps whose pressure is lower than the control pressure Pc.
  • a capacitance control valve as in Patent Document 1, when the valve is closed, it is necessary to move the valve body in the direction opposite to the direction of the fluid flowing in the through flow path, and the valve body has the driving force of the solenoid from the fluid. Forces in the opposite direction act. In particular, when the pressure of the fluid is high, the valve body receives a strong force from the fluid, and in order to cope with this state, a strong driving force is required for the solenoid.
  • the present invention has been made by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a valve having a small driving force of a driving source when the valve is closed.
  • It is a valve that controls the flow rate of The structure is such that the effective pressure receiving area on which the pressure of the fluid acts on the valve body is switched between the control area and the closed area according to the stroke of the valve body.
  • the effective pressure receiving area is narrower in the closed area than in the controlled area. According to this, since the effective pressure receiving area is narrower than the control area in the closed region and the force received by the valve body due to the pressure of the fluid is small, the driving force of the drive source for driving the valve body may be small when the valve is closed.
  • the penetrating flow path and the valve body may constitute a closed portion in which the flow rate of the fluid can be adjusted in the closed region and a throttle portion in which the flow rate of the fluid can be adjusted in the controlled region.
  • the flow rate in the closed area and the flow rate in the control area can be individually adjusted by the closed portion and the throttle portion. Therefore, the effective pressure receiving area in the closed region may be narrowed by switching between the effective pressure receiving area in the closed region and the effective pressure receiving area in the control region according to the stroke of the valve body.
  • the throttle portion may have a constant opening area in the closed area. According to this, it is possible to reduce the influence of the fluid passing through the throttle portion on the valve body in the state of switching to the closed region.
  • the closed portion may have a poppet valve structure. According to this, the sealing property at the time of closing the valve can be improved.
  • the closed portion may have a spool valve structure. According to this, since the valve body does not substantially contact the penetrating flow path, the sealing performance is less likely to deteriorate.
  • the cross-sectional area of the tip of the valve body may be narrower than the cross-sectional area of the base. According to this, the cross-sectional area of the tip portion is the effective pressure receiving area in the closed region, and the cross-sectional area of the base portion is the effective pressure receiving area in the control region, so that the valve body has a simple configuration.
  • the through flow path may have a stepped shape in which the throttle portion side is wider than the closed portion side. According to this, since the small diameter flow path of the through flow path constitutes the closed area and the large diameter flow path of the through flow path constitutes the control area, the closed portion and the throttle portion have a simple configuration.
  • the through flow path may include a tapered surface constituting the throttle portion. According to this, the flow rate of the fluid changes gently when switching from the closed area to the controlled area and when switching from the controlled area to the closed area.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the transition of the current and Pc-Ps differential pressure used for the stroke of the valve body in the capacity control valve of Example 1.
  • FIG. It is sectional drawing which enlarge
  • FIG. It is a figure for demonstrating the transition of the opening area with the stroke of the valve body in the capacity control valve of Example 3.
  • FIG. It is sectional drawing which enlarge
  • the capacity control valve as the valve according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the left and right sides when viewed from the front of FIG. 1 will be described as the left and right sides of the capacity control valve.
  • the left side of the paper surface on which the valve housing 10 is arranged will be described as the left side of the capacity control valve
  • the right side of the paper surface on which the solenoid 80 as a drive source is arranged will be described as the right side of the capacity control valve.
  • the capacity control valve of the present invention is incorporated in a variable capacity compressor (not shown) used in an air conditioning system such as an automobile to variably control the pressure of a working fluid (hereinafter, simply referred to as "fluid") which is a refrigerant.
  • a working fluid hereinafter, simply referred to as "fluid" which is a refrigerant.
  • variable capacity compressor has a casing including a discharge chamber, a suction chamber, a control chamber, and a plurality of cylinders.
  • the variable capacity compressor is provided with a communication passage that directly connects the discharge chamber and the control chamber.
  • a fixed orifice 9 for balancing the pressure between the discharge chamber and the control chamber is provided in this communication passage (see FIG. 1).
  • variable capacity compressor is equipped with a rotating shaft, a swash plate, and a plurality of pistons.
  • the rotating shaft is rotationally driven by an engine (not shown) installed outside the casing.
  • the swash plate is tiltably connected to the rotating shaft by a hinge mechanism in the control chamber.
  • a plurality of pistons are connected to a swash plate and fitted in a reciprocating manner in each cylinder.
  • the variable capacity compressor uses a capacity control valve V1 that is driven to open and close by electromagnetic force, and has a suction pressure Ps in the suction chamber that sucks the fluid, a discharge pressure Pd in the discharge chamber that discharges the fluid pressurized by the piston, and so on. While using the control pressure Pc in the control chamber that houses the swash plate, the stroke amount of the piston is changed by continuously changing the tilt angle of the swash plate by appropriately controlling the pressure in the control chamber to change the fluid. The discharge amount is controlled.
  • the capacitance control valve V1 of the first embodiment incorporated in the variable capacitance compressor adjusts the current energized in the coil 86 constituting the solenoid 80, and the CS valve 50 in the capacitance control valve V1. Opening and closing control is performed.
  • the control pressure Pc in the control chamber is variably controlled by controlling the fluid flowing out from the control chamber to the suction chamber.
  • the discharge fluid of the discharge pressure Pd in the discharge chamber is constantly supplied to the control chamber via the fixed orifice 9, and the control pressure Pc in the control chamber can be increased by closing the CS valve 50 in the capacity control valve V1. It has become like.
  • the CS valve 50 is composed of a CS valve body 51 as a valve body and a CS valve seat 15 formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10. Further, the CS valve 50 opens and closes when the CS valve body 51 is brought into contact with and separated from the CS valve seat 15 in the axial direction.
  • the capacitance control valve V1 is mainly composed of a valve housing 10, a CS valve body 51, and a solenoid 80.
  • the valve housing 10 is made of a metal material.
  • the CS valve body 51 is arranged in the valve housing 10 so as to be reciprocating in the axial direction.
  • the solenoid 80 is connected to the valve housing 10 and exerts a driving force on the CS valve body 51.
  • the solenoid 80 is mainly composed of a casing 81, a center post 82, a CS valve body 51, a movable iron core 84, a coil spring 85, and a coil 86 for excitation.
  • the casing 81 has an opening 81a that opens to the left in the axial direction.
  • the center post 82 is inserted from the left side in the axial direction with respect to the opening 81a of the casing 81 and is arranged between the inner diameter side of the casing 81 and the inner diameter side of the valve housing 10 to form a substantially cylindrical shape.
  • the CS valve body 51 is inserted through the center post 82 and can reciprocate in the axial direction, and its left end portion in the axial direction is arranged in the valve housing 10.
  • the movable iron core 84 is fitted and fixed at the right end portion in the axial direction of the CS valve body 51.
  • the coil spring 85 is provided between the center post 82 and the movable iron core 84, and urges the movable iron core 84 to the right in the axial direction, which is the valve opening direction of the CS valve 50.
  • the coil 86 is wound around the outside of the center post 82 via a bobbin.
  • the center post 82 includes a cylindrical portion 82b and an annular flange portion 82d.
  • the cylindrical portion 82b is formed of a rigid body made of a magnetic material such as iron or silicon steel, and has an insertion hole 82c extending in the axial direction through which the CS valve body 51 is inserted.
  • the flange portion 82d extends in the outer diameter direction from the outer peripheral surface of the left end portion in the axial direction of the cylindrical portion 82b. It is equipped with.
  • the CS valve body 51 is composed of a tapered portion 51a, a large diameter portion 51b as a base portion, and a small diameter portion 51c, and is arranged through the coil 86 of the solenoid 80. Also serves as a rod.
  • the tapered portion 51a is an isosceles triangular conical body formed of a metal material or a resin material and tapered toward the tip, that is, the left end in the axial direction.
  • the large diameter portion 51b is a columnar body having a constant cross section.
  • the small diameter portion 51c extends from the inner diameter side of the right end of the large diameter portion 51b in the axial direction to the right in the axial direction.
  • a portion on the tip side of the tapered portion 51a including the portion seated on the CS valve seat 15 is referred to as an abutting portion 51d as a tip portion capable of seating on the CS valve seat 15 (FIGS. 1 to 1). See cross shading in FIG. 5).
  • the CS valve 50 of this embodiment has a poppet valve structure.
  • the maximum cross-sectional area RS2 (see FIG. 2) in the radial direction of the contact portion 51d is substantially the same as the pressure receiving area of the CS valve seat 15 (that is, the inner diameter cross-sectional area of the small diameter flow path 13), and the large diameter portion 51b. It is narrower than the radial cross-sectional area RS1 (see FIG. 2) (RS2 ⁇ RS1).
  • the boundary between the tapered portion 51a and the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 is a square portion 51e.
  • the cross-sectional area RS1 of the corner portion 51e and the cross-sectional area RS1 of the large diameter portion 51b are the same.
  • the valve housing 10 is formed with a Ps port 11 and a Pc port 13.
  • the Ps port 11 communicates with the suction chamber of the variable capacity compressor.
  • the Pc port 13 communicates with the control room of the variable capacity compressor.
  • the Pc port 13 (sometimes referred to as a small diameter flow path 13) is continuously connected to a large diameter flow path 14 having a larger diameter than the Pc port 13.
  • the small-diameter flow path 13 and the large-diameter flow path 14 constitute the through-flow path 12 of the present invention.
  • a CS valve seat 15 is formed at the end edge of the small diameter flow path 13 on the large diameter flow path 14 side.
  • the large-diameter flow path 14 includes a bottom portion 14a, a peripheral wall surface 14b, and a tapered surface 14c.
  • the bottom portion 14a has a CS valve seat 15 formed at the inner end thereof and extends in the outer diameter direction substantially orthogonal to the axial direction.
  • the peripheral wall surface 14b extends to the right in the axial direction substantially orthogonal to the outer diameter side end of the bottom portion 14a.
  • the diameter of the tapered surface 14c is gradually increased from the right end in the axial direction of the peripheral wall surface 14b toward the right in the axial direction.
  • a valve chamber 20 is formed inside the valve housing 10, and an axial left end portion of the CS valve body 51 is arranged in the valve chamber 20 so as to be reciprocating in the axial direction. .. Further, the Ps port 11 extends from the outer peripheral surface of the valve housing 10 in the inner diameter direction and communicates with the valve chamber 20, and the large-diameter flow path 14 forms a part of the valve chamber 20.
  • the boundary of the through-passage 12 portion in the valve chamber 20 is shown by a virtual two-dot chain line B1.
  • the valve housing 10 is formed with a guide hole 10a on the solenoid 80 side of the valve chamber 20 so that the outer peripheral surface of the CS valve body 51 can slide in a substantially sealed state.
  • a minute gap is formed between the inner peripheral surface of the guide hole 10a and the outer peripheral surface of the CS valve body 51 by slightly separating them in the radial direction, and the CS valve body 51 is formed in the valve housing 10. On the other hand, it can move smoothly in the axial direction.
  • valve housing 10 is formed with a recess 10b recessed to the left in the axial direction on the inner diameter side of the right end portion in the axial direction, and the flange portion 82d of the center post 82 is inserted in a substantially sealed shape from the right side in the axial direction. It is fixed, and the casing 81 is integrally connected by being inserted and fixed in a substantially sealed shape from the right side in the axial direction.
  • An open end of the guide hole 10a on the solenoid 80 side is formed on the inner diameter side of the bottom surface of the concave portion 10b of the valve housing 10.
  • the large-diameter flow path 14 has a tapered surface 14c (see FIG. 2), so that the tapered portion 51a has a tapered portion 51a. Since the tapered surface and the outer peripheral surface of the large diameter portion 51b are guided in the radial direction by abutting on the tapered surface 14c, the alignment between the CS valve body 51 and the large diameter flow path 14 is easy.
  • the closing portion 90 is composed of a contact portion 51d of the CS valve body 51 and a CS valve seat 15, and the opening area x of the closing portion 90 can be adjusted according to the stroke st of the CS valve body 51. ..
  • the opening area x of the closed portion 90 is the flow path area between the contact portion 51d and the CS valve seat 15.
  • the contact portion 51d of the CS valve body 51 has a tapered shape, the shortest distance between the contact portion 51d and the CS valve seat 15 gradually decreases as the contact portion 51d moves in the valve closing direction. Therefore, as shown by the black solid line and the black chain line in FIG. 6, the opening area x of the closed portion 90 gradually becomes narrower as the CS valve body 51 moves in the valve closing direction (x1 ⁇ x (st1 ⁇ st ⁇ st4). ⁇ x4).
  • the throttle portion 91 is composed of a corner portion 51e of the CS valve body 51, a peripheral wall surface 14b and a tapered surface 14c in the large-diameter flow path 14 of the through flow path 12, and the throttle portion 91.
  • the opening area y can be adjusted according to the stroke st of the CS valve body 51.
  • the opening area y of the throttle portion 91 is a flow path area between the corner portion 51e and the peripheral wall surface 14b or the tapered surface 14c.
  • the throttle portion 91 The opening area y varies depending on the position of the corner portion 51e.
  • the shortest distance between the corner portion 51e and the peripheral wall surface 14b is shorter than the shortest distance between the corner portion 51e and the tapered surface 14c, and the shortest distance between the corner portion 51e and the peripheral wall surface 14b in the same range.
  • the separation dimension is constant.
  • the opening area y of the throttle portion 91 is the opening area as shown by the white solid line in FIG. Is gradually narrowed as the CS valve body 51 moves in the valve closing direction (y1 ⁇ y (st1 ⁇ st ⁇ st2) ⁇ y2).
  • the shortest distance between the corner 51e and the tapered surface 14c is shorter than the shortest distance between the corner 51e and the peripheral wall surface 14b, and the shortest distance between the corner 51e and the tapered surface 14c in the same range.
  • the separation dimension gradually decreases as the corner portion 51e moves in the valve closing direction.
  • the effective pressure receiving area in the present specification is the CS valve when the CS valve body 51 receives the pressure from the fluid among the opening area x of the closed portion 90 and the opening area y of the throttle portion 91 which can function as the pressure receiving area. It is the pressure receiving area of the person who mainly affects the stroke st of the body 51. Further, the pressure of the fluid that affects the stroke st of the CS valve body 51 is mainly the control pressure Pc, and more accurately, the differential pressure between the control pressure Pc and the suction pressure Ps.
  • the opening area x of the closing portion 90 is x1
  • the opening area y of the throttle portion 91 is y1.
  • the opening area x1 is wider than the opening area y1 (x1> y1), and the flow rate of the control fluid that can pass through the throttle portion 91 is smaller than the flow rate of the control fluid that can pass through the closing portion 90.
  • the opening areas x1 and y1 are the maximum opening areas in this embodiment, and since they are both sufficiently wide, the flow rate of the control fluid that can pass through is the largest, and as shown by the fine dot pattern in FIG.
  • control fluid of the control pressure Pc flows from the Pc port 13 into the space from the small diameter flow path 13 to the Ps port 11 in the through flow path 12.
  • the opening area z of the CS valve 50 is z1, which is the opening area y1 of the throttle portion 91.
  • the opening area x of the closing portion 90 is x2, and the opening area y of the throttle portion 91 is y2. Further, the opening area x2 is wider than the opening area y2 (x2> y2), and the flow rate of the control fluid that can pass through the throttle portion 91 is smaller than the flow rate of the control fluid that can pass through the closing portion 90. At this time, the opening area z of the CS valve 50 is z2, which is the opening area y2 of the throttle portion 91.
  • the opening area of the closing portion 90 and the throttle portion 91 gradually decreases as the transition from st1 to st2 occurs. do.
  • the opening area y of the throttle portion 91 is narrower than the opening area x of the closing portion 90, and the opening area y is substantially the same as the opening area x in the stroke st2. From this, it is possible to adjust the flow rate of the control fluid flowing into the valve chamber 20 from the Pc port 13 according to the opening area y of the throttle portion 91.
  • a small Pc-Ps differential pressure mainly acts on the tapered portion 51a of the CS valve body 51. That is, the cross-sectional area RS1 of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the stroke range st1 ⁇ st ⁇ st2 of the CS valve body 51 is the control range in this embodiment (see FIGS. 6 and 7).
  • the opening area x of the closing portion 90 is x3, and the opening area y of the throttle portion 91 is y2. Further, the opening area x3 is narrower than the opening area y2 (x3 ⁇ y2), and the flow rate of the control fluid that can pass through the closed portion 90 is smaller than the flow rate of the control fluid that can pass through the throttle portion 91. At this time, the opening area z of the CS valve 50 is z3, which is the opening area x3 of the closed portion 90.
  • the space from the small diameter flow path 13 to the closed portion 90 in the through flow path 12 is almost filled with the control fluid of the control pressure Pc flowing from the Pc port 13. It will be in the state of being done.
  • the opening area y of the narrowed portion 91 is wider than the opening area x of the closed portion 90, so that it is shown by a coarse dot pattern in FIG.
  • the fluid in the space that has passed through the closed portion 90 becomes lower than the pressure of the fluid before passing through the closed portion 90.
  • a large Pc-Ps differential pressure acts on the CS valve body 51.
  • a high pressure acts on the abutting portion 51d of the tapered portion 51a, and a small pressure acts on the tapered portion 51a on the downstream side of the abutting portion 51d. That is, the cross-sectional area RS2 of the contact portion 51d of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the opening area x of the closing portion 90 is x4, and the opening area y of the throttle portion 91 is y2. Further, the opening area x4 is narrower than the opening area y2 (x4 ⁇ y2) and is 0, that is, the CS valve 50 is closed, and the opening area z of the CS valve 50 is the opening area x4 of the closed portion 90. There is a z4.
  • the space from the small diameter flow path 13 to the closed portion 90 in the through flow path 12 is filled with the control fluid of the control pressure Pc flowing from the Pc port 13. It will be in a state of being. Further, in the space from the closed portion 90 to the throttle portion 91, the flow rate flowing through the closed portion 90 becomes 0, so that the space is filled with the fluid having the suction pressure Ps.
  • a larger Pc-Ps differential pressure acts on the CS valve body 51.
  • a high pressure acts on the contact portion 51d of the tapered portion 51a. That is, the cross-sectional area RS2 of the contact portion 51d of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the stroke range st2 ⁇ st ⁇ st4 of the CS valve body 51 is the closed region in this embodiment (see FIG. 6).
  • the opening area x of the closed portion 90 is narrower than the opening area y of the throttle portion 91 with the stroke st2 as a reference, and the control area and the closed area are switched.
  • the cross-sectional area RS2 narrower than the cross-sectional area RS1 becomes the effective pressure receiving area, and the force received by the CS valve body 51 from the fluid becomes small. Therefore, the driving force of the solenoid 80 that drives the CS valve body 51 when the valve is closed can be reduced (see FIG. 7). Further, in the control range (st1 ⁇ st ⁇ st2), since the rate of increase of the Pc—Ps differential pressure is small, the flow rate can be adjusted accurately according to the current (see FIG. 7).
  • the valve is closed and the Pc is closed as shown by the alternate long and short dash line in FIG.
  • the current required for the maximum Ps differential pressure is the current required for the CS valve 50 to be closed and the Pc-Ps differential pressure to be maximum in this embodiment. Will be larger than.
  • the effective pressure receiving area of the valve body in the control area and the effective pressure receiving area of the valve body in the closed area are substantially the same and the reduction rate of the opening area with respect to the stroke st is large, it is abbreviated as the present invention.
  • the valve can be closed with the same current, the control accuracy in the control range is inferior to that in the present embodiment because the rate of increase in the Pc-Ps differential pressure in the control range is large.
  • the flow rate in the closed area and the flow rate in the control area can be individually adjusted by the closed portion 90 and the throttle portion 91. Therefore, the cross-sectional area RS2 as the effective pressure receiving area in the closed area and the cross-sectional area RS2 as the effective pressure receiving area in the control area are switched according to the stroke st of the CS valve body 51 to narrow the effective pressure receiving area in the closed area. Can be done.
  • the throttle portion 91 has a constant opening area y2 in the closed region, it is possible to reduce the influence of the fluid passing through the throttle portion 91 on the CS valve body 51 in the state of switching to the closed region.
  • the closing portion 90 has a poppet valve structure composed of a CS valve body 51 which is an isosceles triangular conical body in a cross-sectional view and a CS valve seat 15, it is possible to improve the sealing property when the valve is closed. ..
  • the tapered portion 51a of the CS valve body 51 is formed in a tapered shape, and the contact portion 51d is inserted into the small diameter flow path 13 of the through flow path 12 and is seated on the CS valve seat 15. Sometimes stable sealing performance can be ensured.
  • the contact portion 51d of the CS valve body 51 may be seated on the CS valve seat 15, and the effective pressure receiving area in the closed region may be narrower than the effective pressure receiving area in the control region. It is not limited to a triangular cone.
  • the maximum cross-sectional area of the contact portion 51d is narrower than the cross-sectional area of the large diameter portion 51b, and the cross-sectional area of the contact portion 51d is the cross-sectional area RS2 as the effective pressure receiving area in the closed region. Since the cross-sectional area of the large diameter portion 51b is the cross-sectional area RS1 as the effective pressure receiving area in the control area, the CS valve body 51 can be simply configured.
  • the through-flow path 12 has a stepped shape. Since the small-diameter flow path 13 of the above constitutes the closed portion 90 and the large-diameter flow path 14 of the through-flow path 12 constitutes the throttle portion 91, the closed portion 90 and the throttle portion 91 can be simply configured.
  • the through flow path 12 includes the tapered surface 14c constituting the throttle portion 91, the flow rate of the fluid changes gently when switching from the closed area to the controlled area and when switching from the controlled area to the closed area. Can be made to.
  • the control fluid tends to stay in the space in the control area, so that the effective pressure receiving in the closed area is received.
  • the cross-sectional area RS2 as the area and the cross-sectional area RS1 as the effective pressure receiving area in the control area can be more reliably switched according to the stroke st of the CS valve body 51.
  • the opening area y of the throttle portion 91 is narrower than or substantially the same as the opening area x of the closing portion 90 in the control area, but the present invention is not limited to this, and the CS in the control area is not limited to this.
  • the opening areas x and y of the valve body 51 with respect to the stroke st may be substantially the same from the strokes st1 to st2.
  • the stroke range (st1 ⁇ st ⁇ st2) of the control range the opening area x with respect to the stroke st of the CS valve body 51 becomes the same as the opening area y with respect to the stroke st, and the range of all strokes.
  • the opening area z of the CS valve 50 with respect to the stroke st of the CS valve body 51 is the same as the opening area x with respect to the stroke st.
  • the large-diameter flow path 114 of the through flow path 112 formed in the valve housing 110 includes a bottom portion 114a and a peripheral wall surface 114b.
  • the bottom portion 114a is formed in a tapered shape in which a CS valve seat 15 is formed at the inner end and the diameter is gradually increased toward the right in the axial direction.
  • the peripheral wall surface 114b extends from the outer diameter side end of the bottom portion 114a to the right in the axial direction substantially parallel to the axial direction.
  • the opening area x of the closing portion 90 is narrower than the opening area yy of the throttle portion 191.
  • the effective pressure receiving area is switched from the cross-sectional area RS1 to the cross-sectional area RS2, so that the driving force of the solenoid 80 that drives the CS valve body 51 at the time of valve closing can be reduced.
  • the fluid that has passed through the closed portion 90 is guided by the tapered bottom 114a that is inclined along the direction in which the fluid flows, so that the flow is less likely to be disturbed. From this, the flow rate flowing from the Pc port 13 can be adjusted more stably.
  • the capacity control valve V3 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 13. It should be noted that the description of the configuration overlapping with the same configuration as the first and second embodiments will be omitted.
  • the CS valve body 151 is provided with a columnar portion 151d having a constant cross section as a tip portion at the left end portion in the axial direction of the tapered portion 151a, and the columnar portion 151d.
  • the cross-sectional area RS3 of is slightly narrower than the inner diameter cross-sectional area of the small-diameter flow path 13.
  • the CS valve 150 of this embodiment has a spool valve structure.
  • the closing portion 190 is composed of a columnar portion 151d of the CS valve body 151 and a peripheral wall surface 13a of the small diameter flow path 13, and the opening area X of the closing portion 190 can be adjusted according to the stroke ST of the CS valve body 51. It has become.
  • the opening area X of the closed portion 190 is the flow path area between the columnar portion 151d and the peripheral wall surface 13a.
  • the opening area X of the closed portion 190 is CS as shown by the black chain line and the black solid line in FIG.
  • the valve body 51 moves in the valve closing direction, it gradually becomes narrower (X1 ⁇ X (ST1 ⁇ ST ⁇ ST3) ⁇ X3).
  • the flow rate slightly decreases as it approaches ST4, and since the axial dimension L2 is long in ST4, leakage from the Pc port 13 to the valve chamber 20 is small, and the closed state can be ensured.
  • the stroke ST of the CS valve body 151 becomes ST1 (0) (corresponding to FIG. 9).
  • ST2 corresponding to FIG. 10
  • ST3 corresponding to FIG. 11
  • ST4 corresponding to FIG. 12
  • the opening area X of the closing portion 190 is X1
  • the opening area Y of the throttle portion 91 is Y1.
  • the opening area Y1 is narrower than the opening area X1 (Y1 ⁇ X1).
  • the opening area Z of the CS valve 150 is Z1 which is the opening area Y1 of the throttle portion 91.
  • the Pc port is formed in the space from the small diameter flow path 13 to the Ps port 11 in the through flow path 12.
  • the control fluid having the control pressure Pc flows in from 13.
  • the opening area X of the closing portion 190 is X2
  • the opening area Y of the throttle portion 91 is Y2.
  • the opening area of the closing portion 190 and the throttle portion 91 gradually decreases as the transition from ST1 to ST2 occurs. Therefore, it is possible to adjust the flow rate of the control fluid flowing into the valve chamber 20 from the Pc port 13.
  • the small Pc-Ps differential pressure mainly acts on the columnar portion 151d and the tapered portion 151a of the CS valve body 51. That is, the cross-sectional area RS1 of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the stroke range ST1 ⁇ ST ⁇ ST2 of the CS valve body 151 is the control range in this embodiment (see FIG. 13).
  • the opening area X of the closing portion 190 is X3, and the opening area Y of the throttle portion 91 is Y2. Further, the opening area X3 is narrower than the opening area Y2 (X3 ⁇ Y2), and the flow rate of the control fluid that can pass through the closed portion 190 is smaller than the flow rate of the control fluid that can pass through the throttle portion 91.
  • the dimension L in the axial direction of the space of the opening area X3 of the closed portion 190 is L1. That is, the opening area Z of the CS valve 150 is Z3, which is the opening area X3 of the closing portion 190.
  • the space from the small diameter flow path 13 to the closed portion 190 in the through flow path 12 is almost filled with the control fluid of the control pressure Pc flowing from the Pc port 13. It will be in the state of being done.
  • the opening area Y of the narrowed portion 91 is wider than the opening area X of the closed portion 190, so that it is shown by a coarse dot pattern in FIG.
  • the fluid in the space that has passed through the closed portion 190 becomes lower than the pressure of the fluid before passing through the closed portion 190.
  • a large Pc-Ps differential pressure acts on the CS valve body 51.
  • a high pressure acts on the end surface 51f of the columnar portion 151d, and a small pressure acts on the tapered portion 151a. That is, the cross-sectional area RS3 of the columnar portion 151d of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the dimension L in the axial direction of the space of the opening area X3 of the closed portion 190 is L2, which is the maximum. That is, the opening area Z of the CS valve 150 is Z3 which is the opening area X3 of the closing portion 190, and the CS valve 150 is in the closed state.
  • the space from the small diameter flow path 13 to the closed portion 190 in the through flow path 12 is filled with the control fluid of the control pressure Pc flowing from the Pc port 13. It will be in a state of being. Further, in the space from the closed portion 190 to the throttle portion 91, the flow rate flowing through the closed portion 190 becomes almost 0, so that the space is filled with the fluid having the suction pressure Ps.
  • a larger Pc-Ps differential pressure acts on the CS valve body 51.
  • a high pressure acts on the end face 51f of the columnar portion 151d. That is, the cross-sectional area RS3 of the columnar portion 151d of the CS valve body 51 is the effective pressure receiving area.
  • the stroke range ST2 ⁇ ST ⁇ ST4 of the CS valve body 151 is the closed region in this embodiment (see FIG. 13).
  • the magnitude relationship between the opening area X of the closed portion 190 and the opening area Y of the throttle portion 91 is reversed with respect to the stroke ST2, and the opening area X of the closed portion 190 becomes narrower than the opening area Y of the throttle portion 91. As a result, the control area and the closed area are switched.
  • the closing portion 190 has a spool valve structure, and in the closing region (ST2 ⁇ ST ⁇ ST4) of the CS valve body 151, the cutoff is narrower than the cross-sectional area RS1.
  • the area RS3 becomes the effective pressure receiving area, and the force received by the CS valve body 151 from the fluid becomes small. Therefore, the driving force of the solenoid 80 that drives the CS valve body 51 when the valve is closed can be reduced. Further, in the control range, since the rate of increase of the Pc—Ps differential pressure is small, the flow rate can be adjusted accurately according to the current.
  • the closing portion 190 since the closing portion 190 has a spool valve structure, the CS valve body 151 does not substantially contact the through flow path 12, so that deterioration of the sealing performance can be suppressed. can.
  • the closed portion 190 has a spool valve structure, but the present invention is not limited to this, and a poppet valve configuration in which the tapered portion 151a sits on the CS valve seat 15 may be used. It is possible to reliably close the valve as a characteristic of the poppet valve structure while making the best use of the characteristics of the spool valve structure.
  • the capacity control valve V4 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that the description of the same configuration as that of the first to third embodiments and the overlapping configuration will be omitted.
  • a small-diameter columnar portion 251d of the CS valve body 251 is formed at the tip of the large-diameter portion 51b.
  • the CS valve 250 of this embodiment has a poppet valve structure having a nose at the tip.
  • the CS valve body 251 when the valve is closed is shown by a two-dot chain line.
  • the closed portion 290 is composed of an end surface 251 g of the large diameter portion 51b and a CS valve seat 115, and the opening area r of the closed portion 290 can be adjusted according to the stroke st of the CS valve body 251.
  • the opening area r of the closed portion 290 is the flow path area between the end face 251 g and the CS valve seat 115.
  • the throttle portion 291 is composed of a columnar portion 251d of the CS valve body 251 and a peripheral wall surface 13a of the small diameter flow path 13, and the opening area q of the throttle portion 291 can be adjusted according to the stroke st of the CS valve body 251. It has become.
  • the opening area q of the throttle portion 291 is the flow path area between the columnar portion 251d and the peripheral wall surface 13a.
  • the gap between the columnar portion 251d and the small diameter flow path 13 is wide, and the opening area r is sufficiently wider than the opening area between the columnar portion 151d and the small diameter flow path 13 of the third embodiment.
  • the flow rate of the fluid can be adjusted until the opening area p of the closed portion 290 becomes narrower than the opening area q of the throttle portion 291.
  • the range of the stroke in which the flow rate of the fluid can be adjusted by the throttle portion 291 is the control range in this embodiment.
  • the small Pc-Ps differential pressure mainly acts on the end face 251 g of the large diameter portion 51b. That is, the cross-sectional area RS1 of the large diameter portion 51b of the CS valve body 251 is the effective pressure receiving area.
  • the opening area q of the throttle portion 291 is the opening area r of the CS valve 250.
  • the range of the stroke that makes it difficult for the fluid to pass from the small diameter flow path 13 to the large diameter flow path 14 due to the closed portion 290 is the closed area in this embodiment.
  • a large Pc-Ps differential pressure acts on the CS valve body 251 in substantially the same range as the inner diameter cross-sectional area of the small diameter flow path 13. That is, the area RS4 in the range is the effective pressure receiving area.
  • the opening area p of the closed portion 290 becomes the opening area r of the CS valve 250.
  • the closing portion 290 is configured in the large-diameter flow path 14, the throttle portion 291 is configured in the small-diameter flow path 13, and the stroke st of the CS valve body 251.
  • the magnitude relationship between the opening area p of the closed portion 290 and the opening area q of the throttle portion 291 is reversed, and the opening area p of the closed portion 290 becomes narrower than the opening area q of the throttle portion 291.
  • the closed area is switched.
  • the area RS4 as the effective pressure receiving area in the closed area and the cross-sectional area RS1 as the effective pressure receiving area in the control area are switched according to the stroke st of the CS valve body 251. Therefore, the driving force of the solenoid 80 that drives the CS valve body 251 when the valve is closed can be reduced.
  • the throttle portion 291 is composed of the columnar portion 251d of the CS valve body 251 and the peripheral wall surface 13a of the small diameter flow path 13 has been described, but the throttle portion is large with the outer peripheral surface of the large diameter portion 51b. It may be configured by the inner peripheral surface of the radial flow path 14. The same applies to the following modification examples.
  • a tapered surface and a protruding portion 251a are formed between the columnar portion 251d and the large diameter portion 51b of the CS valve body 351.
  • the tapered surface is gradually expanded from the right end in the axial direction of the columnar portion 151d toward the outer diameter direction and the left side in the axial direction.
  • the protruding portion 251a includes an outer diameter side end of the tapered surface and an outer peripheral surface continuous with the outer peripheral surface of the large diameter portion 51b, and is formed in a mortar shape.
  • the CS valve 350 may have a poppet valve structure in which the corner portion 151e of the protruding portion 251a is seated on the CS valve seat 115. With such a configuration, the corner portion 151e is seated on the CS valve seat 115, so that the corner portion 151e can be reliably closed.
  • the CS valve 450 has a poppet valve structure in which the tapered portion 351a of the CS valve body 451 is seated on the CS valve seat 215 of the valve housing 210. May be good.
  • the closing portion 390 is composed of a tapered bottom portion 214a in which a CS valve seat 215 is formed at the inner end and gradually expands in diameter toward the right in the axial direction, and a tapered portion 351a of the CS valve body 451. good.
  • the axial dimension of the large-diameter flow path 214 of the through flow path 212 can be shortened.
  • the peripheral wall surface 214b can be made shorter than the axial dimension of the peripheral wall surface 114b in the second embodiment.
  • a communication passage communicating with the outside of the valve housing may be formed separately from the Ps port 11 and the Pc port 13.
  • the large-diameter flow path 314 of the through flow path 312 of the valve housing 310 may be configured to include only the tapered bottom portion 214a.
  • the closed portion and the throttle portion have been described as a configuration for controlling the flow rate of the fluid at the control pressure Pc, but the present invention is not limited to this, and the closed portion and the throttle portion may be configured to control the flow rate of the fluid at the discharge pressure Pd.
  • the throttle portion has been described as being formed as one, but the present invention is not limited to this, and for example, a medium-diameter flow path communicating with the small-diameter flow path and a large-diameter flow path communicating with the medium-diameter flow path are provided, and the medium-diameter flow is provided.
  • a first throttle portion composed of a peripheral wall surface of a road and a valve body, and a second throttle portion composed of a peripheral wall surface of a large-diameter flow path and a valve body are provided.
  • a configuration in which the fluid control is switched in the order of the first throttle portion and the closed portion, that is, a plurality of throttle portions may be formed in the axial direction with the valve body. With such a configuration, the driving force of the solenoid that drives the valve body when the valve is closed can be reduced in a plurality of stages.
  • valve seat has been described as a configuration formed in the valve housing, but the present invention is not limited to this, and the valve seat may be configured by assembling a valve seat member formed separately from the valve housing to the valve housing. good.
  • valve body has been described as a configuration that also serves as a rod that is arranged through the coil of the solenoid, but the present invention is not limited to this, and the valve body and the rod may be separate bodies.
  • the poppet valve structure in which the tip of the valve body is sharp is described in Examples 1 and 2, and the spool valve structure in which the tip of the valve body is columnar in Example 3 has been described.
  • the structure as in Example 4 may be used, and the valve body and the throughflow flow.
  • the shape with the road can be changed as appropriate.
  • Valve housing 12 Through flow path 13 PS port, small diameter flow path (closed part side of through flow path) 14 Large-diameter flow path (throttle side of through flow path) 15 CS valve seat 50 CS valve 51 CS valve body 51b Large diameter part (base) 51d Contact part (tip part) 80 Solenoid (drive source) 90 Closing part 91 Squeezing part 110 to 310 Valve housing 112 to 312 Through flow path 114 to 314 Large diameter flow path 115, 215 CS valve seat 150 to 450 CS valve 151 to 451 CS valve body 151d Columnar part (tip part) 190-390 Closed part 191,291 Aperture part RS1 Cross-sectional area (cross-sectional area of base, effective pressure receiving area in control area) RS2 cross-sectional area (cross-sectional area of the tip, effective pressure receiving area in the closed area) RS3 cross-sectional area (cross-sectional area of the tip, effective pressure receiving area in the closed area) RS4 cross-sectional

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Abstract

閉弁時における駆動源の駆動力が小さい弁を提供することを目的とする。　バルブハウジング１０と、駆動源８０により駆動される弁体５０と、を備え、弁体５０を制御域から閉塞域に移動させることで、弁体５０の閉塞方向とは反対方向に貫通流路１２内を流れる流体の流量を制御する弁Ｖ１であって、弁体５０のストロークに応じて弁体５０に流体の圧力が作用する実効受圧面積が制御域と閉塞域とで切り替わる構造であり、実効受圧面積は、閉塞域の方が制御域よりも狭い。

Description

弁
　本発明は、作動流体を可変制御する弁に関し、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、駆動源としてのソレノイドの電磁力により開閉駆動される弁としての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、吐出ポートと制御ポートとの間の流路を弁により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。
　例えば、特許文献１に示される容量制御弁は、ソレノイドに通電されない弁の開放状態では、流体はハウジング内の吐出ポートに連通する貫通流路を通じて制御ポートに流れるようになっている。この開放状態からソレノイドに通電されると、ロッド状の弁体は貫通流路に形成された弁座に向かって移動し貫通流路を閉塞可能となっている。このようにして、制御圧力Ｐｃよりも圧力が高い吐出圧力Ｐｄの流体を利用して容量可変型圧縮機の制御圧室内の圧力を制御している。
　また、容量制御弁には、制御ポートから吸入ポートに流れる流体の流量を制御するものもある。このような容量制御弁は、制御圧力Ｐｃよりも圧力が低い吸入圧力Ｐｓとの圧力差を利用して容量可変型圧縮機の制御圧室内の圧力を制御している。
特開第２００９－２２１９６５号公報（第８～１０頁、第２図）
　特許文献１のような容量制御弁においては、閉塞時には、貫通流路内を流れる流体の方向とは反対方向に弁体を移動させる必要があり、弁体には流体からソレノイドの駆動力とは反対方向の力が作用する。特に流体の圧力が大きい状態であれば、弁体が流体から受ける力が強く、この状態に対応するためにはソレノイドに強い駆動力が求められていた。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、閉弁時における駆動源の駆動力が小さい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、本発明の弁は、
　バルブハウジングと、駆動源により駆動される弁体と、を備え、前記弁体を制御域から閉塞域に移動させることで、前記弁体の閉塞方向とは反対方向に貫通流路内を流れる流体の流量を制御する弁であって、
　前記弁体のストロークに応じて前記弁体に前記流体の圧力が作用する実効受圧面積が前記制御域と前記閉塞域とで切り替わる構造であり、
　前記実効受圧面積は、前記閉塞域の方が前記制御域よりも狭い。
　これによれば、閉塞域において実効受圧面積が制御域よりも狭く流体の圧力により弁体が受ける力が小さいので、閉弁時において弁体を駆動する駆動源の駆動力は小さくてもよい。
　前記貫通流路および前記弁体は、前記閉塞域において流体の流量を調節可能な閉塞部と、前記制御域において流体の流量を調節可能な絞り部と、を構成していてもよい。
　これによれば、閉塞部と絞り部により、閉塞域における流量と、制御域における流量を個別に調節することができる。そのため、弁体のストロークに応じて、閉塞域における実効受圧面積と制御域における実効受圧面積を切り替えることで、閉塞域の実効受圧面積は狭くてもよい。
　前記絞り部は、前記閉塞域における開口面積が一定であってもよい。
　これによれば、閉塞域に切り替わっている状態において、絞り部を通過する流体が弁体に与える影響を軽減することができる。
　前記閉塞部は、ポペット弁構造であってもよい。
　これによれば、閉弁時のシール性を高めることができる。
　前記閉塞部は、スプール弁構造であってもよい。
　これによれば、弁体は貫通流路に実質的に接触しないため、シール性能は劣化しにくくなっている。
　前記弁体は、先端部の断面積が、基部の断面積よりも狭くてもよい。
　これによれば、先端部の断面積が閉塞域における実効受圧面積となり、基部の断面積が制御域における実効受圧面積となるため、弁体は簡素な構成となる。
　前記貫通流路は、前記絞り部側の方が前記閉塞部側よりも広い段付き形状であってもよい。
　これによれば、貫通流路の小径流路が閉塞域を構成し、貫通流路の大径流路が制御域を構成するため、閉塞部および絞り部は簡素な構成となる。
　前記貫通流路は、前記絞り部を構成するテーパ面を備えていてもよい。
　これによれば、閉塞域から制御域への切り替わり時、制御域から閉塞域への切り替わり時に、流体の流量はなだらかに変化する。
本発明に係る実施例１の容量制御弁の非通電状態において弁が開放された様子を示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例１の容量制御弁における弁体のストロークに伴う開口面積の遷移について説明するための図である。 実施例１の容量制御弁における弁体のストロークに使用される電流とＰｃ－Ｐｓ差圧の遷移について説明するための図である。 本発明に係る実施例２の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施例３の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例３の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例３の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例３の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 実施例３の容量制御弁における弁体のストロークに伴う開口面積の遷移について説明するための図である。 本発明に係る実施例４の容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施例４の変形例１における容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施例４の変形例２における容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。 本発明に係る実施例４の変形例３における容量制御弁の弁室を拡大して示す断面図である。
　本発明に係る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。尚、実施例は容量制御弁を例にして説明するが、その他の用途にも適用可能である。
　実施例１に係る弁としての容量制御弁につき、図１から図７を参照して説明する。以下、図１の正面から見て左右を容量制御弁の左右として説明する。詳しくは、バルブハウジング１０が配置される紙面左側を容量制御弁の左側、駆動源としてのソレノイド８０が配置される紙面右側を容量制御弁の右側として説明する。
　本発明の容量制御弁は、自動車等の空調システムに用いられる図示しない容量可変型圧縮機に組み込まれ、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、容量可変型圧縮機の吐出量を制御し空調システムを目標の冷却能力となるように調整している。
　先ず、容量可変型圧縮機について説明する。容量可変型圧縮機は、吐出室と、吸入室と、制御室と、複数のシリンダと、を備えるケーシングを有している。尚、容量可変型圧縮機には、吐出室と制御室とを直接連通する連通路が設けられている。この連通路には吐出室と制御室との圧力を平衡調整させるための固定オリフィス９が設けられている（図１参照）。
　また、容量可変型圧縮機は、回転軸と、斜板と、複数のピストンと、を備えている。回転軸は、ケーシング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ている。斜板は、制御室内において回転軸に対してヒンジ機構により傾斜可能に連結されている。複数のピストンは、斜板に連結され各々のシリンダ内において往復動自在に嵌合されている。容量可変型圧縮機は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁Ｖ１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流体の吐出量を制御している。
　図１に示されるように、容量可変型圧縮機に組み込まれる本実施例１の容量制御弁Ｖ１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Ｖ１におけるＣＳ弁５０の開閉制御を行っている。これにより、制御室から吸入室に流出する流体を制御することで制御室内の制御圧力Ｐｃを可変制御している。尚、吐出室の吐出圧力Ｐｄの吐出流体が固定オリフィス９を介して制御室に常時供給されており、容量制御弁Ｖ１におけるＣＳ弁５０を閉塞させることにより制御室内の制御圧力Ｐｃを上昇させられるようになっている。
　本実施例１の容量制御弁Ｖ１において、ＣＳ弁５０は、弁体としてのＣＳ弁体５１と、バルブハウジング１０の内周面に形成されたＣＳ弁座１５と、により構成されている。また、ＣＳ弁５０は、ＣＳ弁体５１がＣＳ弁座１５に軸方向に接離することで、開閉するようになっている。
　次いで、容量制御弁Ｖ１の構造について説明する。図１に示されるように、容量制御弁Ｖ１は、バルブハウジング１０と、ＣＳ弁体５１と、ソレノイド８０と、から主に構成されている。バルブハウジング１０は、金属材料により形成されている。ＣＳ弁体５１は、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ている。ソレノイド８０は、バルブハウジング１０に接続されＣＳ弁体５１に駆動力を及ぼしている。
　図１に示されるように、ソレノイド８０は、ケーシング８１と、センタポスト８２と、ＣＳ弁体５１と、可動鉄心８４と、コイルスプリング８５と、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は、軸方向左方に開放する開口部８１ａを有している。センタポスト８２は、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の内径側とバルブハウジング１０の内径側との間に配置され、略円筒形状をなしている。ＣＳ弁体５１は、センタポスト８２に挿通され軸方向に往復動自在、かつその軸方向の左端部がバルブハウジング１０内に配置されている。可動鉄心８４は、ＣＳ弁体５１の軸方向右端部が挿嵌・固定されている。コイルスプリング８５は、センタポスト８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４をＣＳ弁５０の開弁方向である軸方向右方に付勢している。コイル８６は、センタポスト８２の外側にボビンを介して巻き付けられている。
　センタポスト８２は、円筒部８２ｂと、環状のフランジ部８２ｄと、を備えている。円筒部８２ｂ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ＣＳ弁体５１が挿通される挿通孔８２ｃが形成されている。フランジ部８２ｄは、円筒部８２ｂの軸方向左端部の外周面から外径方向に延びている。を備えている。
　図１に示されるように、ＣＳ弁体５１は、テーパ部５１ａと、基部としての大径部５１ｂと、小径部５１ｃと、から構成されており、ソレノイド８０のコイル８６に対して貫通配置されるロッドを兼ねている。テーパ部５１ａは、金属材料または樹脂材料により形成され、先端すなわち軸方向左端に向かうほどに先細る断面視二等辺三角形状の円錐体である。大径部５１ｂは、断面一定の円柱状体である。小径部５１ｃは、大径部５１ｂの軸方向の右端の内径側から軸方向右方に延出している。
　ＣＳ弁体５１のテーパ部５１ａにおける、ＣＳ弁座１５に着座する部位を含めそれよりも先端側の部位をＣＳ弁座１５に着座可能な先端部としての当接部５１ｄと称する（図１～図５においてクロス網掛けを参照）。本実施例のＣＳ弁５０は、ポペット弁構造となっている。
　当接部５１ｄの径方向における最大断面積ＲＳ２（図２参照）は、ＣＳ弁座１５の受圧面積（すなわち小径流路１３の内径断面積）と略同一となっており、大径部５１ｂの径方向における断面積ＲＳ１（図２参照）よりも狭くなっている（ＲＳ２＜ＲＳ１）。
　また、ＣＳ弁体５１のテーパ部５１ａおよび大径部５１ｂの境界は角部５１ｅとなっている。尚、角部５１ｅの断面積ＲＳ１と大径部５１ｂの断面積ＲＳ１（図２参照）は同一となっている。
　図１に示されるように、バルブハウジング１０には、Ｐｓポート１１と、Ｐｃポート１３とが形成されている。Ｐｓポート１１は、容量可変型圧縮機の吸入室と連通している。Ｐｃポート１３は、容量可変型圧縮機の制御室と連通している。
　Ｐｃポート１３（小径流路１３と称することもある）は該Ｐｃポート１３よりも大径の大径流路１４に連通接続されている。小径流路１３と大径流路１４とによって本発明の貫通流路１２を構成している。
　また、小径流路１３の大径流路１４側の開口端縁にＣＳ弁座１５が形成されている。
　図２～図５に示されるように、大径流路１４は、底部１４ａと、周壁面１４ｂと、テーパ面１４ｃと、を備えている。底部１４ａは、内端にＣＳ弁座１５が形成され軸方向に略直交して外径方向に延設されている。周壁面１４ｂは、底部１４ａの外径側端に略直交して軸方向右方へ延設されている。テーパ面１４ｃは、周壁面１４ｂの軸方向右端から軸方向右方へ向けて漸次拡径されている。
　図１に示されるように、バルブハウジング１０の内部には、弁室２０が形成され、弁室２０内にはＣＳ弁体５１の軸方向左端部が軸方向に往復動自在に配置されている。また、Ｐｓポート１１はバルブハウジング１０の外周面から内径方向に延びて弁室２０と連通し、大径流路１４は弁室２０の一部をなしている。尚、図１～図５において、説明の便宜上、弁室２０における貫通流路１２部分の境界を仮想的な二点鎖線Ｂ１により示している。
　バルブハウジング１０には、弁室２０よりもソレノイド８０側にＣＳ弁体５１の外周面が略密封状態で摺動可能なガイド孔１０ａが形成されている。尚、ガイド孔１０ａの内周面とＣＳ弁体５１の外周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、ＣＳ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。
　また、バルブハウジング１０は、軸方向右端部の内径側に、軸方向左方に凹む凹部１０ｂが形成されており、センタポスト８２のフランジ部８２ｄが軸方向右方から略密封状に挿嵌・固定され、さらにその軸方向右方からケーシング８１が略密封状に挿嵌・固定されることにより一体に接続されている。尚、バルブハウジング１０の凹部１０ｂの底面の内径側には、ガイド孔１０ａのソレノイド８０側の開口端が形成されている。
　また、容量制御弁Ｖ１は、ＣＳ弁体５１をバルブハウジング１０の大径流路１４に挿入するにあたって、大径流路１４がテーパ面１４ｃ（図２参照）を備えていることから、テーパ部５１ａのテーパ面および大径部５１ｂの外周面がテーパ面１４ｃに当接することで径方向に案内されるため、ＣＳ弁体５１と大径流路１４との位置合わせが容易となっている。
　次いで、図２～図６を参照し、Ｐｃポート１３から流入された流体が、ＣＳ弁体５１と貫通流路１２との間の最も短い箇所により構成される閉塞部９０と絞り部９１により流量制御される態様について説明する。
　閉塞部９０は、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄと、ＣＳ弁座１５から構成されており、閉塞部９０の開口面積ｘをＣＳ弁体５１のストロークｓｔに応じて調節可能となっている。閉塞部９０の開口面積ｘとは、当接部５１ｄとＣＳ弁座１５との間の流路面積のことである。
　また、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄはテーパ形状であることから、当接部５１ｄとＣＳ弁座１５との最短離間寸法は当接部５１ｄが閉弁方向に移動するほどに漸次小さくなるため、図６において黒実線および黒鎖線で示すように、閉塞部９０の開口面積ｘはＣＳ弁体５１が閉弁方向に移動するほどに漸次狭くなる（ｘ１≦ｘ（ｓｔ１≦ｓｔ≦ｓｔ４）≦ｘ４）。
　図２～図５に戻って、絞り部９１は、ＣＳ弁体５１の角部５１ｅと、貫通流路１２の大径流路１４における周壁面１４ｂおよびテーパ面１４ｃから構成されており、絞り部９１の開口面積ｙをＣＳ弁体５１のストロークｓｔに応じて調節可能となっている。絞り部９１の開口面積ｙとは、角部５１ｅと周壁面１４ｂまたはテーパ面１４ｃとの間の流路面積のことである。
　また、軸方向に対するＣＳ弁体５１のテーパ部５１ａのテーパ面の傾斜角度よりも、同軸方向に対する貫通流路１２のテーパ面１４ｃの傾斜角度の方が小さくなっていることから、絞り部９１の開口面積ｙは、角部５１ｅの位置によって変化する。
　また、ＣＳ弁体５１の角部５１ｅのストローク範囲が周壁面１４ｂ内の範囲、すなわち後述する閉塞域であると、絞り部９１の開口面積ｙは図６において白鎖線で示すように一定となる（ｙ（ｓｔ２＜ｓｔ≦ｓｔ４）＝ｙ２）。詳細には、角部５１ｅと周壁面１４ｂとの最短離間寸法の方が角部５１ｅとテーパ面１４ｃとの最短離間寸法よりも短寸となり、同範囲における角部５１ｅと周壁面１４ｂとの最短離間寸法は一定となる。
　また、ＣＳ弁体５１の角部５１ｅのストローク範囲がテーパ面１４ｃ内の範囲、すなわち後述する制御域であると、絞り部９１の開口面積ｙは図６において白実線で示すように、開口面積はＣＳ弁体５１が閉弁方向に移動するほどに漸次狭くなる（ｙ１≦ｙ（ｓｔ１≦ｓｔ≦ｓｔ２）≦ｙ２）。詳細には、角部５１ｅとテーパ面１４ｃとの最短離間寸法の方が角部５１ｅと周壁面１４ｂとの最短離間寸法よりも短寸となり、同範囲における角部５１ｅとテーパ面１４ｃとの最短離間寸法は、角部５１ｅが閉弁方向に移動するほどに漸次小さくなる。
　次いで、容量制御弁Ｖ１の通常制御における動作、主にＣＳ弁５０の開閉動作について、図１～図７を参照して説明する。尚、本明細書における実効受圧面積とは、受圧面積として機能し得る閉塞部９０の開口面積ｘと絞り部９１の開口面積ｙのうちＣＳ弁体５１が流体からの圧力を受けることでＣＳ弁体５１のストロークｓｔに主に影響を与える方の受圧面積のことである。また、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔに影響を与える流体の圧力は、主に制御圧力Ｐｃであり、正確には制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧である。
　図１に示されるように、容量制御弁Ｖ１は、非通電状態において、可動鉄心８４がコイルスプリング８５の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、ＣＳ弁体５１が軸方向右方へ押圧されている。このとき、ソレノイド８０が動作しておらず、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔ１は０であり、ＣＳ弁５０が開放されている（図２に対応）。
　また、図７を参照して、黒実線で示すように、容量制御弁Ｖ１に通電を開始し、通電される電流が所定値以上となり、ソレノイド８０により発生した駆動力が、コイルスプリング８５の付勢力、流体からＣＳ弁体５１に作用する力を上回るまでは、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔはｓｔ１（０）のままである。
　図７において黒実線で示すように、容量制御弁Ｖ１に通電を開始し、通電される電流が所定値以上となると、ＣＳ弁体５１が軸方向左方へと移動する。
　その後、図６を参照して、通電される電流が増すごとに、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔが、ｓｔ２（図３に対応）、ｓｔ３（図４に対応）、ｓｔ４（図５に対応）の順に長くなる。
　ストロークｓｔ４では、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄがＣＳ弁座１５に着座し、ＣＳ弁５０が閉弁される。このとき、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔが最大となる。
　図６を参照して、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔがｓｔ１の場合、閉塞部９０の開口面積ｘはｘ１となり、絞り部９１の開口面積ｙはｙ１となる。また、開口面積ｘ１は、開口面積ｙ１よりも広く（ｘ１＞ｙ１）、絞り部９１を通過可能な制御流体の流量の方が、閉塞部９０を通過可能な制御流体の流量よりも少ない。開口面積ｘ１，ｙ１は、本実施例における最大開口面積であり、いずれも十分に広いことから、通過可能な制御流体の流量が最多となっており、図２において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３からＰｓポート１１までの空間に、Ｐｃポート１３から制御圧力Ｐｃの制御流体が流入する状態となる。このとき、ＣＳ弁５０の開口面積ｚは絞り部９１の開口面積ｙ１であるｚ１である。
　図６を参照して、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔがｓｔ２の場合、閉塞部９０の開口面積ｘはｘ２となり、絞り部９１の開口面積ｙはｙ２となる。また、開口面積ｘ２は、開口面積ｙ２よりも広く（ｘ２＞ｙ２）、絞り部９１を通過可能な制御流体の流量の方が、閉塞部９０を通過可能な制御流体の流量よりも少ない。このとき、ＣＳ弁５０の開口面積ｚは絞り部９１の開口面積ｙ２であるｚ２である。
　これにより、図３において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から絞り部９１までの空間が、Ｐｃポート１３から流入した制御圧力Ｐｃの制御流体によってほぼ満たされた状態となる。
　図６において黒鎖線および白実線で示すように、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ｓｔ１≦ｓｔ≦ｓｔ２においては、ｓｔ１からｓｔ２に推移するほどに、閉塞部９０および絞り部９１の開口面積が漸次低減する。ストロークｓｔ２直前までは絞り部９１の開口面積ｙの方が閉塞部９０の開口面積ｘよりも狭く、ストロークｓｔ２で開口面積ｙが開口面積ｘと略同一である。このことから、絞り部９１の開口面積ｙに応じてＰｃポート１３から弁室２０に流入する制御流体の流量を調整することが可能となる。このとき、小さなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１のテーパ部５１ａに対して主に作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの断面積ＲＳ１が実効受圧面積となる。
　尚、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ｓｔ１≦ｓｔ≦ｓｔ２が、本実施例における制御域である（図６，７参照）。
　図６を参照して、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔがｓｔ３の場合、閉塞部９０の開口面積ｘはｘ３となり、絞り部９１の開口面積ｙはｙ２となる。また、開口面積ｘ３は、開口面積ｙ２よりも狭く（ｘ３＜ｙ２）、閉塞部９０を通過可能な制御流体の流量の方が、絞り部９１を通過可能な制御流体の流量よりも少ない。このとき、ＣＳ弁５０の開口面積ｚは閉塞部９０の開口面積ｘ３であるｚ３である。
　これにより、図４において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から閉塞部９０までの空間が、Ｐｃポート１３から流入した制御圧力Ｐｃの制御流体によってほぼ満たされた状態となる。また、閉塞部９０から絞り部９１までの空間では、閉塞部９０の開口面積ｘよりも、絞り部９１の開口面積ｙの方が広いことから、図４において目の粗いドット柄で示すように、閉塞部９０を通過した空間内の流体は閉塞部９０を通過する前の流体の圧力よりも低くなる。
　このように、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ｓｔ２＜ｓｔ≦ｓｔ３では、大きなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１には作用する。具体的には、テーパ部５１ａの当接部５１ｄに対して高い圧力が作用し、当接部５１ｄよりも下流側のテーパ部５１ａには小さな圧力が作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄの断面積ＲＳ２が実効受圧面積となる。
　図６を参照して、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔがｓｔ４の場合、閉塞部９０の開口面積ｘはｘ４となり、絞り部９１の開口面積ｙはｙ２となる。また、開口面積ｘ４は、開口面積ｙ２よりも狭く（ｘ４＜ｙ２）、０である、すなわちＣＳ弁５０は閉弁しており、ＣＳ弁５０の開口面積ｚは閉塞部９０の開口面積ｘ４であるｚ４である。
　これにより、図５において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から閉塞部９０までの空間が、Ｐｃポート１３から流入した制御圧力Ｐｃの制御流体によって満たされた状態となる。また、閉塞部９０から絞り部９１までの空間では、閉塞部９０を通じて流入する流量が０となるため、吸入圧力Ｐｓの流体によって満たされている状態となる。
　このように、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ｓｔ３＜ｓｔ≦ｓｔ４では、更に大きなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１には作用する。具体的には、テーパ部５１ａの当接部５１ｄに対して高い圧力が作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄの断面積ＲＳ２が実効受圧面積となる。
　尚、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ｓｔ２＜ｓｔ≦ｓｔ４が、本実施例における閉塞域である（図６参照）。
　また、ストロークｓｔ２を基準として、閉塞部９０の開口面積ｘが絞り部９１の開口面積ｙよりも狭くなり、制御域と閉塞域とが切り替わる構成となっている。
　上述したように、ＣＳ弁体５１の閉塞域（ｓｔ２＜ｓｔ≦ｓｔ４）においては、断面積ＲＳ１よりも狭い断面積ＲＳ２が実効受圧面積となり、ＣＳ弁体５１が流体から受ける力が小さくなる。このことから、閉弁時におけるＣＳ弁体５１を駆動するソレノイド８０の駆動力を小さくすることができる（図７参照）。また、制御域（ｓｔ１≦ｓｔ＜ｓｔ２）においては、Ｐｃ－Ｐｓ差圧の上昇率が小さいことから、電流に応じて精度よく流量を調整することができる（図７参照）。
　また、例えば制御域における弁体の実効受圧面積と、閉塞域における弁体の実効受圧面積が略同一である構成であれば、図７において一点鎖線で示したように、弁が閉弁されＰｃ－Ｐｓ差圧が最大となるまでに必要な電流が、図７において実線で示したように、本実施例においてＣＳ弁５０が閉弁されＰｃ－Ｐｓ差圧が最大となるまでに必要な電流よりも大きくなる。
　さらに、制御域における弁体の実効受圧面積と、閉塞域における弁体の実効受圧面積が略同一であって、ストロークｓｔに対する開口面積の減少率が大なる構造を採用すれば、本発明と略同じ電流で閉弁可能であるものの、制御域におけるＰｃ-Ｐｓ差圧の増加率が大きくなるため制御域における制御精度は本実施例よりも劣る。
　以上、説明したように、本実施例の容量制御弁Ｖ１は、閉塞部９０と絞り部９１により、閉塞域における流量と、制御域における流量を個別に調節することができる。そのため、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔに応じて、閉塞域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ２と、制御域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ２を切り替え、閉塞域の実効受圧面積を狭くすることができる。
　また、絞り部９１は、閉塞域における開口面積ｙ２が一定であるため、閉塞域に切り替わっている状態において、絞り部９１を通過する流体がＣＳ弁体５１に与える影響を軽減することができる。
　また、閉塞部９０は、断面視二等辺三角形状の円錐体であるＣＳ弁体５１と、ＣＳ弁座１５から構成されるポペット弁構造であるため、閉弁時のシール性を高めることができる。
　また、ＣＳ弁体５１のテーパ部５１ａは、テーパ状に形成されており、当接部５１ｄが貫通流路１２の小径流路１３内に挿入されてＣＳ弁座１５に着座することから、着座時に安定したシール性を確保することができる。
　尚、ＣＳ弁体５１の当接部５１ｄは、ＣＳ弁座１５に着座可能であり、閉塞域における実効受圧面積が、制御域における実効受圧面積よりも狭い構成であればよく、断面視二等辺三角形状の円錐体に限定されるものではない。
　また、ＣＳ弁体５１は、当接部５１ｄの最大断面積が、大径部５１ｂの断面積よりも狭く、当接部５１ｄの断面積が閉塞域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ２となり、大径部５１ｂの断面積が制御域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ１となるため、ＣＳ弁体５１を簡素に構成することができる。
　また、貫通流路１２は、絞り部９１を構成する大径流路１４の方が、閉塞部９０を構成する小径流路１３よりも径方向に広い段付き形状であることから、貫通流路１２の小径流路１３が閉塞部９０を構成し、貫通流路１２の大径流路１４が絞り部９１を構成するため、閉塞部９０および絞り部９１を簡素に構成することができる。
　また、貫通流路１２は、絞り部９１を構成するテーパ面１４ｃを備えているため、閉塞域から制御域への切り替わり時、制御域から閉塞域への切り替わり時に、流体の流量をなだらかに変化させることができる。
　また、貫通流路１２は、底部１４ａと周壁面１４ｂにより、断面視矩形状の空間が形成されていることから、制御域において当該空間に制御流体が滞留しやすくなるため、閉塞域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ２と、制御域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ１とを、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔに応じてより確実に切り替えることができる。
　尚、本実施例では、制御域において、絞り部９１の開口面積ｙは、閉塞部９０の開口面積ｘよりも狭いまたは略同一である形態を例示したが、これに限らず、制御域におけるＣＳ弁体５１のストロークｓｔに対する開口面積ｘ，ｙがストロークｓｔ１からｓｔ２に亘って略同一であってもよい。このような形態では、制御域のストロークの範囲（ｓｔ１≦ｓｔ＜ｓｔ２）において、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔに対する開口面積ｘが、同ストロークｓｔに対する開口面積ｙと同一となり、全てのストロークの範囲（ｓｔ１≦ｓｔ≦ｓｔ４）において、ＣＳ弁体５１のストロークｓｔに対するＣＳ弁５０の開口面積ｚが、同ストロークｓｔに対する開口面積ｘと同一となる。
　実施例２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と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図８に示されるように、本実施例２の容量制御弁Ｖ２において、バルブハウジング１１０に形成される貫通流路１１２の大径流路１１４は、底部１１４ａと、周壁面１１４ｂとを備えている。底部１１４ａは、内端にＣＳ弁座１５が形成され軸方向右方に向けて漸次拡径するテーパ状に形成されている。周壁面１１４ｂは、底部１１４ａの外径側端から軸方向と略平行に軸方向右方へ延設されている。
　このように、絞り部１９１の開口面積ｙｙがＣＳ弁体５１のストロークｓｔに関わらず一定である構成であっても、閉塞部９０の開口面積ｘが、絞り部１９１の開口面積ｙｙより狭くなることで、実効受圧面積が断面積ＲＳ１から断面積ＲＳ２に切り替わるため、閉弁時におけるＣＳ弁体５１を駆動するソレノイド８０の駆動力を小さくすることができる。
　また、貫通流路１１２において、閉塞部９０を通過した流体は、流体が流れる方向に沿って傾斜するテーパ状の底部１１４ａによって案内されるため、その流れが乱れ難くなっている。このことから、Ｐｃポート１３から流れる流量をより安定して調整することができる。
　実施例３に係る容量制御弁Ｖ３につき、図９～図１３を参照して説明する。尚、前記実施例１，２と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図９に示されるように、本実施例３の容量制御弁Ｖ３において、ＣＳ弁体１５１は、テーパ部１５１ａの軸方向左端部に先端部としての断面一定の柱状部１５１ｄを備え、柱状部１５１ｄの断面積ＲＳ３は、小径流路１３の内径断面積よりもわずかに狭くなっている。
　本実施例のＣＳ弁１５０は、スプール弁構造となっている。
　閉塞部１９０は、ＣＳ弁体１５１の柱状部１５１ｄと、小径流路１３の周壁面１３ａから構成されており、閉塞部１９０の開口面積ＸをＣＳ弁体５１のストロークＳＴに応じて調節可能となっている。閉塞部１９０の開口面積Ｘとは、柱状部１５１ｄと周壁面１３ａとの間の流路面積のことである。
　また、ＣＳ弁体１５１の柱状部１５１ｄのストローク範囲が大径流路１４内の範囲であると、閉塞部１９０の開口面積Ｘは図１３において黒鎖線および黒実線で示すように、開口面積はＣＳ弁体５１が閉弁方向に移動するほどに漸次狭くなる（Ｘ１≦Ｘ（ＳＴ１≦ＳＴ＜ＳＴ３）＜Ｘ３）。
　また、ＣＳ弁体１５１の柱状部１５１ｄのストローク範囲が小径流路１３内の範囲であると、閉塞部１９０の開口面積Ｘは図１３において黒実線で示すように一定となる（Ｘ（ＳＴ３≦ＳＴ≦ＳＴ４）＝Ｘ３）。
　図１１，１２を参照して、ＣＳ弁体１５１の柱状部１５１ｄのストローク範囲ＳＴ３≦ＳＴ≦ＳＴ４では、閉塞部１９０の開口面積Ｘが非常に狭いＸ３である空間が、ＳＴ３からＳＴ４に近付くほどに軸方向の寸法Ｌが長寸となる（Ｌ１（０）≦Ｌ≦Ｌ２（ＭＡＸ））。
　また、ＳＴ３からＳＴ４に近付くほど、閉塞部１９０の開口面積Ｘ３の空間が軸方向に長くなり、閉塞部１９０を流体は通過し難くなる。そのため、ＳＴ４に近付くにつれ流量が僅かに減少していき、ＳＴ４では軸方向の寸法Ｌ２が長いのでＰｃポート１３から弁室２０への漏れが少なく、閉塞状態を確実とすることができる。
　図１３を参照して、容量制御弁Ｖ３は、非通電状態および通電される電流が所定値未満である場合に、ＣＳ弁体１５１のストロークＳＴがＳＴ１（０）（図９に対応）となり、通電される電流が所定値以上となることで、ＳＴ２（図１０に対応）、ＳＴ３（図１１に対応）、ＳＴ４（図１２に対応）の順に長くなる。
　図１３を参照して、ＣＳ弁体１５１のストロークＳＴがＳＴ１の場合、閉塞部１９０の開口面積ＸはＸ１となり、絞り部９１の開口面積ＹはＹ１となる。また、開口面積Ｙ１は、開口面積Ｘ１よりも狭い（Ｙ１＜Ｘ１）。このとき、ＣＳ弁１５０の開口面積Ｚは絞り部９１の開口面積Ｙ１であるＺ１である。
　そして、図９において目の細かいドット柄で示すように、開口面積Ｘ１，Ｙ２はいずれも十分に広いことから、貫通流路１２内における小径流路１３からＰｓポート１１までの空間に、Ｐｃポート１３から制御圧力Ｐｃの制御流体が流入する状態となる。
　図１３を参照して、ＣＳ弁体１５１のストロークＳＴがＳＴ２の場合、閉塞部１９０の開口面積ＸはＸ２となり、絞り部９１の開口面積ＹはＹ２となる。また、開口面積Ｘ２，Ｙ２は略同一であり（Ｘ２＝Ｙ２）、閉塞部１９０を通過可能な制御流体の流量と、絞り部９１を通過可能な制御流体の流量が略同一となる。すなわち、ＣＳ弁１５０の開口面積Ｚは絞り部９１の開口面積Ｙ２であるＺ２である。
　これにより、図１０において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から絞り部９１までの空間に、Ｐｃポート１３から制御圧力Ｐｃの制御流体が流入する状態となる。
　図１３において黒鎖線および白実線で示すように、ＣＳ弁体１５１のストローク範囲ＳＴ１≦ＳＴ≦ＳＴ２においては、ＳＴ１からＳＴ２に推移するほどに、閉塞部１９０および絞り部９１の開口面積が漸次低減することから、Ｐｃポート１３から弁室２０に流入する制御流体の流量を調整することが可能となる。このとき、小さなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１の柱状部１５１ｄおよびテーパ部１５１ａに対して主に作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの断面積ＲＳ１が実効受圧面積となる。
　尚、ＣＳ弁体１５１のストローク範囲ＳＴ１≦ＳＴ≦ＳＴ２が、本実施例における制御域である（図１３参照）。
　図１３を参照して、ＣＳ弁体１５１のストロークＳＴがＳＴ３の場合、閉塞部１９０の開口面積ＸはＸ３となり、絞り部９１の開口面積ＹはＹ２となる。また、開口面積Ｘ３は、開口面積Ｙ２よりも狭く（Ｘ３＜Ｙ２）、閉塞部１９０を通過可能な制御流体の流量の方が、絞り部９１を通過可能な制御流体の流量よりも少ない。
　また、閉塞部１９０の開口面積Ｘ３の空間の軸方向の寸法Ｌが０であるＬ１となっている。すなわち、ＣＳ弁１５０の開口面積Ｚは閉塞部１９０の開口面積Ｘ３であるＺ３である。
　これにより、図１１において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から閉塞部１９０までの空間が、Ｐｃポート１３から流入した制御圧力Ｐｃの制御流体によってほぼ満たされた状態となる。また、閉塞部１９０から絞り部９１までの空間では、閉塞部１９０の開口面積Ｘよりも、絞り部９１の開口面積Ｙの方が広いことから、図１１において目の粗いドット柄で示すように、閉塞部１９０を通過した空間内の流体は閉塞部１９０を通過する前の流体の圧力よりも低くなる。
　このように、ストローク範囲ＳＴ２＜ＳＴ≦ＳＴ３では、大きなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１には作用する。具体的には、柱状部１５１ｄの端面５１ｆに対して高い圧力が作用し、テーパ部１５１ａには小さな圧力が作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の柱状部１５１ｄの断面積ＲＳ３が実効受圧面積となる。
　図１３を参照して、ＣＳ弁体１５１のストロークＳＴがＳＴ４の場合、ストロークＳＴ３の場合と同様に、閉塞部１９０の開口面積ＸはＸ３となり、絞り部９１の開口面積ＹはＹ２となる（Ｘ３＜Ｙ２）。
　また、閉塞部１９０の開口面積Ｘ３の空間の軸方向の寸法Ｌが最大であるＬ２となっている。すなわち、ＣＳ弁１５０の開口面積Ｚは閉塞部１９０の開口面積Ｘ３であるＺ３であり、ＣＳ弁１５０は閉弁状態である。
　これにより、図１２において目の細かいドット柄で示すように、貫通流路１２内における小径流路１３から閉塞部１９０までの空間が、Ｐｃポート１３から流入した制御圧力Ｐｃの制御流体によって満たされた状態となる。また、閉塞部１９０から絞り部９１までの空間では、閉塞部１９０を通じて流入する流量がほぼ０となるため、吸入圧力Ｐｓの流体によって満たされている状態となる。
　このように、ＣＳ弁体５１のストローク範囲ＳＴ３≦ＳＴ≦ＳＴ４では、更に大きなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体５１には作用し。具体的には、柱状部１５１ｄの端面５１ｆに対して高い圧力が作用する。すなわち、ＣＳ弁体５１の柱状部１５１ｄの断面積ＲＳ３が実効受圧面積となる。
　尚、ＣＳ弁体１５１のストローク範囲ＳＴ２＜ＳＴ≦ＳＴ４が、本実施例における閉塞域である（図１３参照）。
　また、ストロークＳＴ２を基準として、閉塞部１９０の開口面積Ｘと絞り部９１の開口面積Ｙとの大小関係が逆転し、閉塞部１９０の開口面積Ｘが絞り部９１の開口面積Ｙよりも狭くなることで、制御域と閉塞域とが切り替わる構成となっている。
　上述したように、本実施例の容量制御弁Ｖ３は、閉塞部１９０がスプール弁構造であって、ＣＳ弁体１５１の閉塞域（ＳＴ２＜ＳＴ≦ＳＴ４）においては、断面積ＲＳ１よりも狭い断面積ＲＳ３が実効受圧面積となり、ＣＳ弁体１５１が流体から受ける力が小さくなる。このことから、閉弁時におけるＣＳ弁体５１を駆動するソレノイド８０の駆動力を小さくすることができる。また、制御域においては、Ｐｃ－Ｐｓ差圧の上昇率が小さいことから、電流に応じて精度よく流量を調整することができる。
　また、本実施例の容量制御弁Ｖ３は、閉塞部１９０がスプール弁構造であることから、ＣＳ弁体１５１は貫通流路１２に実質的に接触しないため、シール性能の劣化を抑止することができる。
　尚、本実施例では、閉塞部１９０がスプール弁構造である構成したが、これに限らず、テーパ部１５１ａがＣＳ弁座１５に着座するポペット弁構成としてもよく、このような構成であれば、スプール弁構造の特性を生かしつつ、ポペット弁構造の特性として確実に閉弁することが可能となる。
　実施例４に係る容量制御弁Ｖ４につき、図１４を参照して説明する。尚、前記実施例１～３と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図１４に示されるように、本実施例４の容量制御弁Ｖ４は、ＣＳ弁体２５１の小径の柱状部２５１ｄが大径部５１ｂの先端に形成されている。
　また、大径部５１ｂの環状の端面２５１ｇは、大径流路１４の底部１４ａの内径側端部に形成されたＣＳ弁座１１５に着座可能となっている。本実施例のＣＳ弁２５０は、先端にノーズを有するポペット弁構造である。尚、図１４では、閉弁時のＣＳ弁体２５１を二点鎖線にて図示している。
　閉塞部２９０は、大径部５１ｂの端面２５１ｇと、ＣＳ弁座１１５から構成されており、閉塞部２９０の開口面積ｒをＣＳ弁体２５１のストロークｓｔに応じて調節可能となっている。閉塞部２９０の開口面積ｒとは、端面２５１ｇとＣＳ弁座１１５との間の流路面積のことである。
　絞り部２９１は、ＣＳ弁体２５１の柱状部２５１ｄと、小径流路１３の周壁面１３ａから構成されており、絞り部２９１の開口面積ｑをＣＳ弁体２５１のストロークｓｔに応じて調節可能となっている。絞り部２９１の開口面積ｑとは、柱状部２５１ｄと周壁面１３ａとの間の流路面積のことである。
　柱状部２５１ｄと小径流路１３との隙間は広く、開口面積ｒは、前記実施例３の柱状部１５１ｄと小径流路１３との間の開口面積よりも十分に広い。これにより、絞り部２９１では、閉塞部２９０の開口面積ｐが絞り部２９１の開口面積ｑよりも狭くなるまで、流体の流量を調節可能となっている。
　このように、絞り部２９１によって流体の流量を調節可能なストロークの範囲が本実施例における制御域である。制御域では、小さなＰｃ－Ｐｓ差圧が大径部５１ｂの端面２５１ｇに対して主に作用する。すなわち、ＣＳ弁体２５１の大径部５１ｂの断面積ＲＳ１が実効受圧面積となる。また、制御域では、絞り部２９１の開口面積ｑがＣＳ弁２５０の開口面積ｒとなる。
　閉塞部２９０では、閉塞部２９０の開口面積ｐが絞り部２９１の開口面積ｑよりも狭くなるほど、小径流路１３から大径流路１４に流体が通過し難くなる。そして、大径部５１ｂの端面２５１ｇがＣＳ弁座１１５に着座することで閉弁される。
　このように、閉塞部２９０によって小径流路１３から大径流路１４に流体が通過し難くなるストロークの範囲が本実施例における閉塞域である。閉塞域では、制御域では、大きなＰｃ－Ｐｓ差圧がＣＳ弁体２５１に対して小径流路１３の内径断面積と略同一の範囲に作用する。すなわち、当該範囲の面積ＲＳ４が実効受圧面積となる。また、閉塞域では、閉塞部２９０の開口面積ｐがＣＳ弁２５０の開口面積ｒとなる。
　上述したように、本実施例の容量制御弁Ｖ４は、閉塞部２９０が大径流路１４内に構成され、絞り部２９１が小径流路１３内に構成されており、ＣＳ弁体２５１のストロークｓｔにより、閉塞部２９０の開口面積ｐと絞り部２９１の開口面積ｑとの大小関係が逆転し、閉塞部２９０の開口面積ｐが絞り部２９１の開口面積ｑよりも狭くなることで、制御域と閉塞域とが切り替わる。言い換えると、閉塞域における実効受圧面積としての面積ＲＳ４と、制御域における実効受圧面積としての断面積ＲＳ１とがＣＳ弁体２５１のストロークｓｔに応じて切り替わる。そのため、閉弁時におけるＣＳ弁体２５１を駆動するソレノイド８０の駆動力を小さくすることができる。
　実施例４では、絞り部２９１は、ＣＳ弁体２５１の柱状部２５１ｄと、小径流路１３の周壁面１３ａから構成される例について説明したが、絞り部は大径部５１ｂの外周面と大径流路１４の内周面とによって構成されていてもよい。尚、以降の変形例においても同様である。
　図１５に示されるように、容量制御弁Ｖ４の変形例１として、ＣＳ弁体３５１の柱状部２５１ｄと大径部５１ｂとの間には、テーパ面と、突出部２５１ａが形成されている。テーパ面は、柱状部１５１ｄの軸方向右端から外径方向かつ軸方向左方へ向けて漸次拡径されている。突出部２５１ａは、テーパ面の外径側端および大径部５１ｂの外周面に連続する外周面とを備え、すり鉢状に形成されている。ＣＳ弁３５０は、突出部２５１ａの角部１５１ｅがＣＳ弁座１１５に着座するポペット弁構造である構成としてもよい。このような構成とすることで、角部１５１ｅがＣＳ弁座１１５に着座するので確実に閉塞可能となる。
　図１６に示されるように、容量制御弁Ｖ４の変形例２として、ＣＳ弁４５０は、ＣＳ弁体４５１のテーパ部３５１ａがバルブハウジング２１０のＣＳ弁座２１５に着座するポペット弁構造である構成としてもよい。
　また、閉塞部３９０は、内端にＣＳ弁座２１５が形成され軸方向右方に向けて漸次拡径するテーパ状の底部２１４ａと、ＣＳ弁体４５１のテーパ部３５１ａとから構成されていてもよい。
　また、貫通流路２１２の大径流路２１４の軸方向寸法を短寸にできる。例えば周壁面２１４ｂを前記実施例２における周壁面１１４ｂの軸方向寸法よりも短寸にできる。言い換えれば、前記実施例２の周壁面１１４ｂに、Ｐｓポート１１、Ｐｃポート１３とは別に、バルブハウジングの外部に連通する連通路を形成してもよい。
　図１７に示されるように、容量制御弁Ｖ４の変形例３として、バルブハウジング３１０の貫通流路３１２の大径流路３１４は、テーパ状の底部２１４ａだけを備える構成であってもよい。
　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、閉塞部および絞り部は、制御圧力Ｐｃの流体の流量制御を行う構成として説明したが、これに限らず、吐出圧力Ｐｄの流体の流量制御を行う構成としてもよい。
　また、絞り部は、一つ形成されている構成として説明したが、これに限らず、例えば小径流路に連通する中径流路と、中径流路に連通する大径流路とを備え、中径流路の周壁面と弁体とによって構成される第１絞り部と、大径流路の周壁面と弁体とによって構成される第２絞り部とを備え、ストロークが増すごとに第２絞り部、第１絞り部、閉塞部の順で流体制御が切り替わる構成、すなわち、絞り部が弁体と軸方向に複数形成されていてもよい。このような構成であれば、閉弁時における弁体を駆動するソレノイドの駆動力を複数段階に分けて小さくすることができる。
　また、弁座は、バルブハウジングに形成されている構成として説明したが、これに限らず、バルブハウジングとは別体に形成された弁座部材がバルブハウジングに組み付けられることで構成されていてもよい。
　また、弁体は、ソレノイドのコイルに対して貫通配置されるロッドを兼ねている構成として説明したが、これに限らず、弁体とロッドが別体であってもよい。
　また、弁体と貫通流路の形状として、実施例１，２では弁体の先端が鋭角なポペット弁構造、実施例３では弁体の先端が柱状のスプール弁構造について説明したが、弁体のストロークに応じて弁体に流体の圧力が作用する実効受圧面積が、制御域よりも閉塞域が狭い構造であれば、実施例４のような構造であってもよく、弁体と貫通流路との形状は適宜変更可能である。
１０　　　　　　　　バルブハウジング
１２　　　　　　　　貫通流路
１３　　　　　　　　ＰＳポート、小径流路（貫通流路の閉塞部側）
１４　　　　　　　　大径流路（貫通流路の絞り部側）
１５　　　　　　　　ＣＳ弁座
５０　　　　　　　　ＣＳ弁
５１　　　　　　　　ＣＳ弁体
５１ｂ　　　　　　　大径部（基部）
５１ｄ　　　　　　　当接部（先端部）
８０　　　　　　　　ソレノイド（駆動源）
９０　　　　　　　　閉塞部
９１　　　　　　　　絞り部
１１０～３１０　　　バルブハウジング
１１２～３１２　　　貫通流路
１１４～３１４　　　大径流路
１１５，２１５　　　ＣＳ弁座
１５０～４５０　　　ＣＳ弁
１５１～４５１　　　ＣＳ弁体
１５１ｄ　　　　　　柱状部（先端部）
１９０～３９０　　　閉塞部
１９１，２９１　　　絞り部
ＲＳ１　　　　　　　断面積（基部の断面積、制御域の実効受圧面積）
ＲＳ２　　　　　　　断面積（先端部の断面積、閉塞域の実効受圧面積）
ＲＳ３　　　　　　　断面積（先端部の断面積、閉塞域の実効受圧面積）
ＲＳ４　　　　　　　断面積（閉塞域の実効受圧面積）
ｓｔ，ＳＴ　　　　　ＣＳ弁体のストローク
Ｖ１～Ｖ４　　　　　容量制御弁（弁）
ｐ，ｘ，Ｘ　　　　　　　閉塞部の開口面積
ｑ，ｙ，Ｙ　　　　　　　絞り部の開口面積
ｒ，ｚ，Ｚ　　　　　　　ＣＳ弁の開口面積

Claims (7)

  1. 　バルブハウジングと、駆動源により駆動される弁体と、を備え、前記弁体を制御域から閉塞域に移動させることで、前記弁体の閉塞方向とは反対方向に貫通流路内を流れる流体の流量を制御する弁であって、
    　前記弁体のストロークに応じて前記弁体に前記流体の圧力が作用する実効受圧面積が前記制御域と前記閉塞域とで切り替わる構造であり、
    　前記実効受圧面積は、前記閉塞域の方が前記制御域よりも狭い弁。
  2. 　前記貫通流路および前記弁体は、前記閉塞域において流体の流量を調節可能な閉塞部と、前記制御域において流体の流量を調節可能な絞り部と、を構成している請求項１に記載の弁。
  3. 　前記絞り部は、前記閉塞域における開口面積が一定である請求項２に記載の弁。
  4. 　前記閉塞部は、ポペット弁構造である請求項２または３に記載の弁。
  5. 　前記閉塞部は、スプール弁構造である請求項２または３に記載の弁。
  6. 　前記貫通流路は、前記絞り部側の方が前記閉塞部側よりも広い段付き形状である請求項２ないし５のいずれかに記載の弁。
  7. 　前記貫通流路は、前記絞り部を構成するテーパ面を備えている請求項２ないし６のいずれかに記載の弁。
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