WO2022030312A1 - 弁 - Google Patents

弁 Download PDF

Info

Publication number
WO2022030312A1
WO2022030312A1 PCT/JP2021/027767 JP2021027767W WO2022030312A1 WO 2022030312 A1 WO2022030312 A1 WO 2022030312A1 JP 2021027767 W JP2021027767 W JP 2021027767W WO 2022030312 A1 WO2022030312 A1 WO 2022030312A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
flow path
pressure
valve body
valve seat
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/027767
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敏智 神崎
渉 高橋
真弘 葉山
康平 福留
啓吾 白藤
Original Assignee
イーグル工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
Priority to US18/019,066 priority Critical patent/US20230296178A1/en
Priority to KR1020237004905A priority patent/KR20230037632A/ko
Priority to JP2022541461A priority patent/JPWO2022030312A1/ja
Priority to CN202180057781.6A priority patent/CN116157609A/zh
Priority to EP21852577.2A priority patent/EP4194724A4/en
Publication of WO2022030312A1 publication Critical patent/WO2022030312A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42—Valve seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/54—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F04B2027/1809—Controlled pressure
    • F04B2027/1813—Crankcase pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F04B2027/1822—Valve-controlled fluid connection
    • F04B2027/1831—Valve-controlled fluid connection between crankcase and suction chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F04B2027/184—Valve controlling parameter
    • F04B2027/185—Discharge pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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 stroke amount of the piston is changed to control the discharge amount of the fluid.
  • the tilt angle of this 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 capacity control valve that is driven to open and close by electromagnetic force. While using 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 discharge port through which the discharge fluid of the discharge pressure Pd passes. Normal control is performed to adjust the control pressure Pc in the control chamber of the variable capacity compressor by opening and closing a valve provided between the control port and the control port through which the control fluid of the control pressure Pc passes.
  • the pressure in the control chamber of the variable capacitance compressor is appropriately controlled, and the stroke amount of the piston is changed by continuously changing the tilt angle of the swash plate with respect to the rotation axis.
  • the amount of fluid discharged to the discharge chamber is controlled so that the air conditioning system has the target cooling capacity.
  • some capacity control valves open and close the poppet valve provided between the control port and the suction port to control the flow rate of the fluid flowing from the control port to the suction port (see Patent Document 1).
  • Such a capacity control valve controls the control pressure Pc in the control chamber of the variable capacity compressor by utilizing the pressure difference between the control pressure Pc and the suction pressure Ps whose pressure is lower than the control pressure Pc.
  • the control chamber of the variable capacity compressor is communicated with the discharge chamber of the variable capacity compressor via an orifice, and is controlled by constantly supplying a high pressure discharge pressure Pd to the control chamber through the orifice. The pressure Pc is adjusted.
  • the capacitance control valve of Patent Document 1 utilizes the pressure difference between the control pressure Pc and the suction pressure Ps, which are lower than the discharge pressure Pd, as the target for controlling the flow rate of the fluid by opening and closing the poppet valve.
  • a preset current is input to the solenoid under the influence of the discharge pressure Pd that is constantly supplied through the orifice to adjust the control pressure Pc.
  • the stroke of the valve body varied, and the valve opening sometimes deviated from the target value. From the research by the inventors, it was found that the stroke of the valve body is affected by passing the poppet valve through a refrigerant having a flow velocity close to the speed of sound, and by using this, the above variation can be suppressed.
  • 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 high controllability.
  • valve of the present invention is used.
  • a valve housing with inflow and outflow ports The valve body driven by the drive source and A spring that urges the valve body in a direction opposite to the driving direction by the driving source,
  • the flow path on the downstream side of the poppet valve is provided with an increasing region in which the cross-sectional area of the flow path tends to increase toward the downstream side.
  • the opening degree of the poppet valve can be adjusted with high accuracy.
  • the cross-sectional area of the flow path may be continuously increased. According to this, it is possible to stabilize the flow of the fluid passing through the increasing region in the flow path on the downstream side of the poppet valve and eliminate the stagnation.
  • the poppet valve may be composed of the valve seat having an inclined cross section and the valve body having a curved cross section. According to this, since an increasing region is formed between the valve seat constituting the poppet valve and the valve body, the flow of the fluid passing through the poppet valve is directed in the tangential direction at the valve closing position or the throttle position of the valve body. Can be stabilized.
  • the inclined shape may be linear. According to this, the flow of the fluid passing through the poppet valve can be guided along the inclined surface while directing the flow of the fluid passing through the poppet valve at the valve closed position or the throttle position of the valve body, so that the flow of the fluid can be guided to the poppet valve. It can be stabilized down to the downstream side of.
  • the inclined surface constituting the valve seat may be continuous with the opening of the outflow port. According to this, the flow of the fluid passing through the poppet valve is guided along the inclined surface constituting the valve seat to the opening of the outflow port, so that the downstream pressure of the poppet valve can be stabilized.
  • the valve seat may be formed on a valve seat member separate from the valve housing. According to this, the inclined surface constituting the valve seat can be extended close to the outflow port.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an increasing region in the flow path on the downstream side of the CS valve in the energized state (during normal control) of the capacity control valve of the first embodiment.
  • A It is a figure which shows typically the valve closing characteristic in the supersonic flow of the capacity control valve of Example 1 which the flow path cross-sectional area tends to increase, and
  • B is the figure which the flow path cross-sectional area becomes constant.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an increasing region in the flow path on the downstream side of the CS valve in the energized state (during normal control) of the capacity control valve of the second embodiment.
  • the capacity control valve according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the left and right sides when viewed from the front side of FIG. 1 will be described as the left and right sides of the capacitance control valve. More specifically, the left side of the paper on which the valve housing 10 is arranged will be described as the left side of the capacity control valve, and the right side of the paper on which the solenoid 80 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. By doing so, the discharge amount of the variable capacity compressor is controlled and the air conditioning system is adjusted to reach the target cooling capacity.
  • a working fluid hereinafter, simply referred to as "fluid"
  • 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 to the coil 86 constituting the solenoid 80 as a drive source, and adjusts the current to be energized to the capacitance control valve V1.
  • the opening / closing control of the CS valve 50 as the poppet valve in the above 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 40a as a valve seat.
  • the CS valve seat 40a is formed in a cylindrical valve seat member 40 that is press-fitted and fixed in the recess 10a of the valve housing 10.
  • the CS valve 50 opens and closes when the contact portion 51a formed at the left end of the CS valve body 51 in the axial direction is brought into contact with the CS valve seat 40a in the axial direction.
  • the capacitance control valve V1 is mainly composed of a valve housing 10, a valve seat member 40, a CS valve body 51, and a solenoid 80.
  • the valve housing 10 and the valve seat member 40 are 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 CS valve body 51 is composed of a large diameter portion 51b and a small diameter portion 51c.
  • the large diameter portion 51b is formed of a metal material or a resin material and has a columnar body having a constant cross section.
  • the small diameter portion 51c extends from the inner diameter side of the right end in the axial direction of the large diameter portion 51b to the right in the axial direction.
  • the CS valve body 51 also serves as a rod that is arranged through the coil 86 of the solenoid 80.
  • An axially left end surface of the CS valve body 51 that is, an axially left end surface of the large diameter portion 51b, is formed with a contact portion 51a having a curved cross section that bulges toward the CS valve seat 40a.
  • the curved surface shape of the contact portion 51a is formed by a part of a spherical surface having a constant radius of curvature.
  • the contact portion 51a may not be formed by a part of a spherical surface having a constant radius of curvature as long as it has a curved surface shape that allows it to be seated on the CS valve seat 40a.
  • 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.
  • the valve housing 10 is formed with a Ps port 11 as an outflow port.
  • the Ps port 11 penetrates in the radial direction and communicates with the suction chamber of the variable capacity compressor.
  • a recess 10a into which the tubular valve seat member 40 is press-fitted from the left side in the axial direction is formed.
  • the valve housing 10 is formed with a Pc port as an inflow port. The Pc port is fixed by press-fitting the valve seat member 40 into the recess 10a, so that the Pc port communicates with the control chamber of the variable capacity compressor by a through hole 40b that penetrates the valve seat member 40 in the axial direction.
  • a valve chamber 20 is formed inside the valve housing 10, and a contact portion 51a 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.
  • a flow path connecting the control chamber and the suction chamber of the variable capacity compressor is formed inside the valve housing 10 by the through hole 40b of the valve seat member 40, the valve chamber 20, and the Ps port 11. ing.
  • a guide hole 10c is formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10.
  • the guide hole 10 is formed on the right side in the axial direction in which the solenoid 80 is attached with respect to the valve chamber 20, and the outer peripheral surface 51d (see FIG. 3) of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 is slidable.
  • a minute gap is formed between the inner peripheral surface of the guide hole 10c and the outer peripheral surface 51d of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 by slightly separating them in the radial direction. Is smoothly relative to the valve housing 10 in the axial direction.
  • the recess 10a of the valve housing 10 has an inner diameter R1 larger than the inner diameter R2 of the valve chamber 20 (R1> R2), so that the bottom surface of the recess 10a is formed by the valve seat member 40. It constitutes a receiving portion 10b that can come into contact with the flat surface 40c on the right side in the axial direction.
  • the valve housing 10 is formed with a recess 10d recessed to the left in the axial direction on the right side in the axial direction.
  • the recess 10d is integrally inserted and fixed in a substantially sealed shape from the right side in the axial direction by the flange portion 82d of the center post 82, and the casing 81 is inserted and fixed in a substantially sealed shape from the right side in the axial direction. It is connected to the.
  • the end surface of the valve housing 10 on the right side in the axial direction and the center post are on the bottom surface of the recess 81b formed on the left side in the axial direction of the casing 81.
  • the side surfaces of the flange portion 82d of the 82 on the right side in the axial direction are in contact with each other, and a gap is formed between the bottom surface of the recess 10d of the valve housing 10 and the end surface on the left side in the axial direction of the center post 82.
  • the valve housing 10 is formed with a through hole 21.
  • the through hole 21 is formed so as to extend in the axial direction between the end surface on the left side in the axial direction of the valve housing 10 and the bottom of the recess 10d.
  • the through hole 21 has a larger diameter than the small diameter hole portion 211 whose left end in the axial direction communicates with the control chamber of the variable capacity compressor and the small diameter hole portion 211 which continuously extends from the right end in the axial direction of the small diameter hole portion 211. It is composed of a diameter hole portion 212 and.
  • the axially right end of the large diameter hole 212 is open to a gap formed between the bottom surface of the recess 10d and the axially left end surface of the center post 82.
  • the control fluid of the control pressure Pc is supplied from the control chamber of the variable capacity compressor to the inside of the small diameter hole portion 211 of the through hole 21 and the through hole 40b of the valve seat member 40.
  • a ball-shaped actuating valve body 31 and an axial right end are fixed to the axial left end surface of the center post 82 in the large-diameter hole portion 212 of the through hole 21, and the axial left end is axially right to the actuating valve body 31.
  • a return spring 32 that abuts from the side is arranged. Further, the actuating valve body 31 is urged to the left in the axial direction by the return spring 32.
  • the actuated valve body 31 and the return spring 32 constitute a pressure actuated valve 30 that controls communication between the control chamber of the variable capacity compressor and the space S inside the casing 81 in the through hole 21.
  • the operating valve body 31 of the pressure operating valve 30 resists the urging force of the return spring 32 and the pressure of the fluid in the space S inside the casing 81.
  • the valve seat 213 having an inclined cross section formed at the connection portion between the right end in the axial direction of the small diameter hole portion 211 of the through hole 21 and the left end in the axial direction of the large diameter hole portion 212.
  • the pressure actuated valve 30 is opened.
  • control chamber of the variable capacity compressor and the space S inside the casing 81 communicate with each other through the through hole 21, and the space S inside the casing 81 passes through the through hole 21 from the control chamber of the variable capacity compressor.
  • the control fluid of the control pressure Pc is supplied to, and the difference between the pressure of the fluid in the space S inside the casing 81 and the pressure of the control fluid in the through hole 40b of the valve seat member 40 becomes small, and the CS valve body 51 is moved to the left in the axial direction. In other words, it can be operated smoothly in the valve closing direction, and the responsiveness to control at high output of the variable capacity compressor can be improved.
  • a minute gap between the inner peripheral surface of the guide hole 10c and the outer peripheral surface of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51 functions as a diaphragm.
  • the fluid in the space S inside the casing 81 can be gently released to the Ps port 11.
  • the pressure difference between the pressure of the fluid in the valve chamber 20 and the pressure of the fluid in the space S inside the casing 81 is maintained to be small.
  • valve seat member 40 As shown in FIG. 2, the valve seat member 40 is made of a metal material that is harder than the metal material used for the valve housing 10. Further, the valve seat member 40 is made of a material different from that of the CS valve body 51.
  • valve seat member 40 has a cylindrical shape with a through hole 40b formed through the valve seat member 40 in the axial direction.
  • a CS valve seat 40a having an inclined cross section is formed at the right end portion of the valve seat member 40 in the axial direction.
  • the CS valve seat 40a is formed from the outer diameter side to the inner diameter side, connected to the annular flat surface 40c and the flat surface 40c from the inner diameter side, and gradually reduced in diameter toward the left in the axial direction. That is, the CS valve seat 40a is formed on the edge of the through hole 40b as a through flow path, and is composed of a tapered surface in which an inclined surface having a linear cross section extends in the circumferential direction.
  • valve seat member 40 is inserted into the recess 10a by bringing the flat surface 40c on the right side in the axial direction of the valve seat member 40 into contact with the receiving portion 10b formed by the bottom surface of the recess 10a in the axial direction (see FIG. 3).
  • the degree of advancement can be specified, and the sealing property between the valve housing 10 and the valve seat member 40 can be improved.
  • the outer diameter end of the tapered surface constituting the CS valve seat 40a is arranged so as to be connected to the left end in the axial direction of the inner peripheral surface 10e in the valve chamber 20 of the valve housing 10.
  • FIG. 3 shows a state in which the CS valve body 51 is stroked to a throttle position near the closed position during normal control of the capacitance control valve V1.
  • the flow path C1 constitutes the CS valve seat 40a rather than the flow path cross-sectional area A1 between the inner diameter end on the tapered surface constituting the CS valve seat 40a and the contact portion 51a of the CS valve body 51.
  • the flow path cross-sectional area A2 between the tapered surface and the outer diameter end of the contact portion 51a of the CS valve body 51 is large (A1 ⁇ A2), and tends to increase as the flow path cross-sectional area goes downstream (dA>. It constitutes an increasing area that becomes 0).
  • the flow path C2 has an inner peripheral surface 10e of the valve housing 10 rather than a flow path cross-sectional area A3 between the tapered surface constituting the CS valve seat 40a and the outer peripheral surface 51d of the large diameter portion 51b of the CS valve body 51. It constitutes an increasing region where the flow path cross-sectional area A4 between the CS valve body 51 and the outer peripheral surface 51d is large (A3 ⁇ A4) and the flow path cross-sectional area tends to increase toward the downstream side (dA> 0). ing.
  • A3 ⁇ A4 the flow path cross-sectional area
  • the increasing region is formed within the stroke range of the contact portion 51a of the CS valve body 51 in the flow path on the downstream side of the CS valve 50.
  • the channel cross-sectional area of the channel C1 continuously increases toward the downstream side.
  • the inner peripheral surface 10e of the valve housing 10 and the outer peripheral surface 51d of the CS valve body 51 are arranged in parallel, so that the flow path cross-sectional area A4 on the downstream side of the flow path C2 is constant. ing.
  • control pressure Pc will be described as being controlled within a range in which the above-mentioned pressure actuated valve 30 is maintained to be closed.
  • the relational expression of cross-sectional area and pressure is shown below for the effect of area change on isentropic flow.
  • the pressure difference between the control pressure Pc in the through hole 40b of the valve seat member 40 and the suction pressure Ps in the Ps port 11, that is, the Pc-Ps differential pressure is large, and the CS valve 50 is used.
  • M> 1 the flowing fluid is a supersonic flow (M> 1)
  • M> 1 an increasing region is formed in the flow path on the downstream side of the CS valve 50, where the cross-sectional area of the flow path tends to increase as it goes to the downstream side.
  • the flow velocity of the fluid passing through the flow path C1 increases and the pressure decreases.
  • the flow velocity of the fluid passing through the flow path C2 which is continuous with the downstream side of the flow path C1 and constitutes an increasing region in which the flow path cross-sectional area tends to increase as the flow path cross-sectional area goes to the downstream side, further increases.
  • the pressure drops, it passes through the downstream side of the flow path C2 where the cross-sectional area of the flow path is constant, so that the flow velocity and pressure flow stably without substantially changing and flow into the Ps port 11 (FIG. 3).
  • the Pc-Ps differential pressure is small and the fluid passing through the CS valve 50 is a subsonic flow (M ⁇ 1), it passes through the flow path C1 constituting the increasing region in the flow path on the downstream side of the CS valve 50.
  • the flow velocity of the fluid decreases and the pressure increases.
  • the flow velocity of the fluid passing through the flow path C2 which is continuous downstream of the flow path C1 and constitutes an increasing region where the flow path cross-sectional area tends to increase toward the downstream side (dA> 0) further decreases.
  • the pressure rises by passing through the downstream side of the flow path C2 where the cross-sectional area of the flow path is constant, the flow velocity and the pressure flow stably without substantially changing, and flow into the Ps port 11 (FIG. 3). reference).
  • the downstream pressure of the CS valve 50 that is, the pressure of the fluid in the valve chamber 20, is constantly supplied via the fixed orifice 9 (see FIG. 1) in order to adjust the control pressure Pc in the control chamber of the variable capacity compressor. Since it is easily affected by the discharge pressure Pd, the pressure is less likely to decrease as compared with the inside of the Ps port 11.
  • the fluid passes through the increasing region in a supersonic flow, so that the downstream pressure of the CS valve 50 can be reduced, so that the pressure is different from the pressure of the fluid in the valve chamber 20. It is possible to suppress the influence of the discharge pressure Pd on the pressure of the fluid in the space S (see FIG. 1) inside the casing 81 that changes based on the difference, that is, the force due to the back pressure acting on the CS valve body 51. Further, since the fluid passes through the increasing region in the subsonic flow, the downstream pressure of the CS valve 50 can be increased in addition to the influence of the discharge pressure Pd, so that the pressure is different from the pressure of the fluid in the valve chamber 20. The pressure of the fluid in the space S inside the casing 81 that changes based on the difference, that is, the force due to the back pressure acting on the CS valve body 51 can be further increased.
  • the flow path cross-sectional area tends to increase (dA> 0) in the flow path on the downstream side of the CS valve 50 toward the downstream side.
  • the flow paths C1 and C2 are provided as an increasing area.
  • the valve closing characteristic of the CS valve 50 is improved, and the CS valve 50 can be closed with a small current value.
  • the valve cannot be closed when the discharge pressure Pd is high, in other words, a large current is applied to the valve closing. It takes.
  • the flow paths C1 and C2 which are increasing regions in which the flow path cross-sectional area tends to increase (dA> 0) as the flow path cross-sectional area goes to the downstream side, are provided in the flow path on the downstream side of the CS valve 50, and the CS valve 50 is provided.
  • the downstream pressure of the CS valve 50 By appropriately controlling the downstream pressure of the CS valve 50 according to the flow velocity of the passing fluid, the controllability of the CS valve 50 can be improved.
  • the flow path C1 as an increasing region can stabilize the fluid flow and eliminate stagnation by continuously increasing the flow path cross-sectional area toward the downstream side.
  • the flow velocity and pressure of the fluid passing through the flow path C1 can be changed at an accelerating rate.
  • the CS valve 50 is composed of a CS valve seat 40a having an inclined cross section and a contact portion 51a of the CS valve body 51 having a curved cross section, and the tapered surface and the CS valve body 51 constituting the CS valve seat 40a. Since the flow path C1 as an increasing region is formed between the contact portion 51a and the contact portion 51a, the flow of the fluid passing through the CS valve 50 at the valve closing position or the throttle position of the CS valve body 51 is tangentially directed (FIG. 3). It can be stabilized toward (see solid arrow).
  • the CS valve seat 40a is composed of a tapered surface in which an inclined surface having a linear cross section extends in the circumferential direction, and the flow of fluid passing through the CS valve 50 at the valve closing position or the throttle position of the CS valve body 51, in detail. Can stabilize the fluid flow on the upstream side of the flow path C1 and the flow path C2 in the tangential direction and guide the fluid flow along the inclined surface, so that the fluid flow can be guided by the CS valve 50. It can be stabilized down to the downstream side.
  • the tapered surface constituting the CS valve seat 40a may exist downstream along the normal line of the contact portion 51a of the CS valve body 51, whereby the fluid passing through the increasing region advances linearly. Therefore, it is difficult to obstruct the flow velocity of the fluid close to the speed of sound.
  • the cross-sectional area of the flow path is constant up to the opening on the valve chamber 20 side of the Ps port 11, and the flow of the fluid can be flowed without substantially changing the flow velocity and pressure of the passing fluid. Since it can be stabilized, the pressure of the fluid in the valve chamber 20 is likely to be stabilized.
  • the flow path C1 can form an increasing region by using the tapered surface constituting the CS valve seat 40a in the CS valve 50 as a poppet valve and the contact portion 51a of the CS valve body 51, the capacity is controlled.
  • the structure of the valve V1 can be simplified.
  • the CS valve seat 40a is formed on the valve seat member 40 that is separate from the valve housing 10, it is possible to improve the processing accuracy of the tapered surface for forming the increased region.
  • the flow path C2 continuous downstream of the flow path C1 is located on the downstream side because the inner peripheral surface 10e of the valve housing 10 and the outer peripheral surface 51d of the CS valve body 51 are arranged in parallel.
  • the mode in which the cross-sectional area of the flow path is constant has been described, but the present invention is not limited to this, and an increasing region in which the cross-sectional area of the flow path tends to increase (dA> 0) as the cross-sectional area of the flow path goes to the downstream side also on the downstream side of the flow path C2.
  • the shapes of the inner peripheral surface 10e of the valve housing 10 and the outer peripheral surface 51d of the CS valve body 51 may be changed so as to continuously form the valve housing 10.
  • the capacity control valve according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8. It should be noted that the description of the same configuration as that of the first embodiment and the overlapping configuration will be omitted.
  • the valve housing 110 is formed with a Ps port 111 as an outflow port that penetrates in the radial direction and communicates with the suction chamber of the variable capacity compressor. Has been done.
  • a first recess 110a is formed on the left side in the axial direction of the valve housing 110.
  • a tubular valve seat member 140 with a flange is press-fitted into the first recess 110a from the left in the axial direction.
  • the valve seat member 140 is press-fitted and fixed to the first recess 110a, so that the valve seat member 140 communicates with the control chamber of the variable capacitance compressor through a through hole 140b that penetrates the valve seat member 140 in the axial direction.
  • a Pc port as an inflow port is formed.
  • a valve chamber 120 is formed by a first recess 110a and a second recess 110b having a small diameter continuously formed on the right side in the axial direction of the first recess 110a.
  • the contact portion 51a of the CS valve body 51 is arranged so as to be reciprocally reciprocating in the axial direction.
  • the Ps port 111 extends from the outer peripheral surface of the valve housing 110 in the inner diameter direction and communicates with the valve chamber 120.
  • the first recess 110a of the valve housing 110 is formed in the valve chamber 120 so that its inner diameter R11 is larger than the inner diameter R12 of the second recess 110b (R11> R12).
  • 110d is an inner peripheral surface 110d of the first recess 110a, a bottom surface 110e extending in the inner diameter direction from the axial right end of the inner peripheral surface 110d of the first recess 110a, and an axial right side from the inner diameter end of the bottom surface 110e of the first recess 110a.
  • An annular step portion 114 is formed by the inner peripheral surface 110f of the second recess 110b extending to the above. The annular step portion 114 is interrupted in the circumferential direction at the position of the Ps port 111.
  • the openings on the valve chamber 120 side of the Ps port 111 are arranged in a stepped manner with respect to the inner peripheral surface 110d of the first recess 110a and the inner peripheral surface 110f of the second recess 110b in the axial direction. There is. Further, the opening on the valve chamber 120 side communicates with the first recess 110a and the second recess 110b, and the bottom surface 110e of the first recess 110a also opens to the left in the axial direction and communicates with the first recess 110a. (See FIG. 7 (b)).
  • the valve seat member 140 has a cylindrical shape with a through hole 140b penetrating in the axial direction.
  • a CS valve seat 140a as a valve seat is formed at the right end portion in the axial direction of the valve seat member 140.
  • the CS valve seat 140a is formed in a cross-sectional inclined shape that is continuous from the inner diameter side to the annular flat surface 140c and the flat surface 140c from the outer diameter side to the inner diameter side and gradually reduces the diameter toward the left in the axial direction. That is, the CS valve seat 140a is formed on the edge of the through hole 140b as a through flow path, and is composed of a tapered surface in which an inclined surface having a linear cross section extends in the circumferential direction.
  • a flange portion 140d protruding in the outer diameter direction from the outer peripheral surface is formed at the left end portion in the axial direction of the valve seat member 140, and the side surface on the right side in the axial direction of the flange portion 140d is on the left side in the axial direction of the valve housing 110.
  • the outer diameter end of the tapered surface constituting the CS valve seat 140a is located on the outer diameter side of the second recess 110b of the valve housing 110. That is, the tapered surface constituting the CS valve seat 140a extends to a position where it vertically overlaps with the opening of the Ps port 111 on the valve chamber 120 side.
  • the flow path C101 formed between the tapered surface constituting the CS valve seat 140a of the valve seat member 140 and the contact portion 51a of the CS valve body 51, and the CS valve seat 140a of the valve seat member 140 are configured.
  • the flow path 103 formed between the 110e and the flow path 103 forms a flow path on the downstream side of the CS valve 50 extending to the stepped opening on the valve chamber 120 side of the Ps port 111 (see FIG. 8). Note that FIG. 8 shows a state in which the CS valve body 51 is stroked to a throttle position near the closed position during normal control of the capacitance control valve V2.
  • the flow path C101 constitutes the CS valve seat 140a more than the flow path cross-sectional area A101 between the inner diameter end on the tapered surface constituting the CS valve seat 140a and the contact portion 51a of the CS valve body 51.
  • the flow path cross-sectional area A102 between the tapered surface and the outer diameter end of the contact portion 51a of the CS valve body 51 is large (A101 ⁇ A102), and the flow path cross-sectional area tends to increase toward the downstream side (dA>. It constitutes an increasing area that becomes 0).
  • the flow path C102 extends linearly to a position where the outer diameter portion of the tapered surface constituting the CS valve seat 140a vertically overlaps with the opening on the valve chamber 120 side of the Ps port 111, so that the flow path C102 is downstream of the flow path C101.
  • the flow path cross-sectional area A103 on the upstream side of the flow path C102 is larger than the flow path cross-sectional area A2 on the side (A102 ⁇ A103), and the flow path cross-sectional area tends to increase toward the downstream side (dA> 0). It constitutes an area.
  • channel cross-sectional area of the channel C101 continuously increases toward the downstream side.
  • cross-sectional area of the flow path C102 also increases continuously toward the downstream side, but the outer peripheral surface 51d of the CS valve body 51 is axially oriented with respect to the tapered surface constituting the CS valve seat 140a. Since it extends linearly, the amount of increase in the cross-sectional area of the flow path is larger than that of the flow path C101.
  • the flow path C103 corresponds to the space of the outer diameter portion of the first recess 110a, and communicates with the stepped opening on the valve chamber 120 side of the Ps port 111 at the inner peripheral surface 110d and the bottom surface 110e of the first recess 110a. ing.
  • the tapered surface constituting the CS valve seat 140a extends over the entire stroke of the contact portion 51a of the CS valve body 51.
  • the influence of the discharge pressure Pd on the force due to the back pressure acting on the CS valve body 51 can be suppressed, the variation in the stroke of the CS valve body 51 with respect to the current value input to the solenoid 80 is suppressed, and the CS valve is suppressed.
  • the opening degree of 50 can be adjusted accurately.
  • the flow velocity of the fluid passing through the flow paths C101 and C102 decreases, the pressure increases, and the fluid is closed to the CS valve body 51.
  • a force in the valve direction acts.
  • the force due to the back pressure acting on the CS valve body 51 affected by the discharge pressure Pd can be further increased. From these, the valve closing characteristic of the CS valve 50 is improved, and the CS valve 50 can be closed with a small current value.
  • the flow paths C101 and C102 which are increasing regions in which the flow path cross-sectional area tends to increase (dA> 0) as the flow path cross-sectional area goes to the downstream side, are provided in the flow path on the downstream side of the CS valve 50, and the CS valve 50 is provided.
  • the downstream pressure of the CS valve 50 By appropriately controlling the downstream pressure of the CS valve 50 according to the flow velocity of the passing fluid, the controllability of the CS valve 50 can be improved.
  • the CS valve seat 140a constituting the flow paths C101 and C102 as an increasing region is composed of a tapered surface extending linearly to a position where the outer diameter portion overlaps with the opening on the valve chamber 120 side of the Ps port 111 in the axial direction. Therefore, it is easy to guide the fluid into the Ps port 111 while acceleratingly changing the flow velocity and pressure of the fluid. As a result, the flow of fluid in the flow path on the downstream side of the CS valve 50 can be stabilized and stagnation can be eliminated, and the downstream pressure of the CS valve 50, that is, the pressure of the fluid in the valve chamber 120 can be further stabilized. ..
  • the CS valve seat 140a is formed on the valve seat member 40 that is separate from the valve housing 10, it is possible to improve the processing accuracy of the tapered surface for forming the increased region. Further, the tapered surface constituting the CS valve seat 140a can be extended close to the Ps port 111.
  • valve seat member 140 does not have to have the flat surface 140c, and the tapered surface constituting the CS valve seat 140a may be continuous with the outer peripheral surface of the valve seat member 140. good. Further, in this case, since the outer diameter end of the tapered surface constituting the CS valve seat 140a is continuous with the opening on the valve chamber 120 side of the Ps port 111, the annular step portion 114 on the inner peripheral surface of the valve housing 110. Does not have to be formed.
  • valve housing and the valve seat member have been described as being made of a metal material, but the present invention is not limited to this, and the valve seat member may be harder than the hardness inside the flow path of the valve housing.
  • the valve seat member may be formed of a resin material or the like.
  • the valve seat member is formed of a material different from that of the valve body.
  • the contact portion with the CS valve seat does not have to be formed in a curved cross-sectional shape.
  • the tapered surface constituting the CS valve seat is not limited to a straight line, but may be an arc shape.
  • the increasing region is not limited to the one in which the channel cross-sectional area continuously increases due to the tapered surface, but may be one in which the channel cross-sectional area tends to increase stepwise due to the stepped surface.
  • the continuous flow paths C1 and C2 or the flow paths C101 and C102 on the downstream side of the CS valve 50 have been described as forming an increasing region, but the present invention is not limited to this, for example. Either the upstream flow paths C1 and C101 or the downstream flow paths C2 and C102 may constitute the increasing region.
  • the capacity control valve of the above embodiment has been described by taking a CS valve as a poppet valve as an example, but the poppet valve opens and closes a flow path between a Pd port as an inflow port and a Pc port as an outflow port. It may be a DC valve.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

制御性が高い弁を提供する。　流入ポート４０ｂおよび流出ポート１１が形成されたバルブハウジング１０と、駆動源８０により駆動される弁体５１と、弁体５１を駆動源８０による駆動方向と反対方向に付勢するスプリング８５と、貫通流路４０ｂの縁に形成された弁座４０ａと弁体５１とにより構成されるポペット弁５０とを備え、弁体５１の移動により流量を制御する弁Ｖ１であって、ポペット弁５０の下流側の流路Ｃ１，Ｃ２には、下流側へ行くにしたがって流路断面積が増加傾向となる増加領域が設けられている。

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、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、吐出圧力Ｐｄの吐出流体が通過する吐出ポートと制御圧力Ｐｃの制御流体が通過する制御ポートとの間に設けられる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、空調システムが目標の冷却能力となるように調整している。
　また、容量制御弁には、制御ポートと吸入ポートとの間に設けられるポペット弁を開閉して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（特許文献１参照）。このような容量制御弁は、制御圧力Ｐｃと該制御圧力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室の制御圧力Ｐｃを制御している。尚、容量可変型圧縮機の制御室は、オリフィスを介して容量可変型圧縮機の吐出室と連通されており、高圧の吐出圧力Ｐｄがオリフィスを通って制御室に常時供給されることにより制御圧力Ｐｃが調整されている。
特開２０１５－０７５０５４号公報（第８頁～第１０頁、第２図）
　特許文献１の容量制御弁は、ポペット弁の開閉により流体の流量を制御する対象として、吐出圧力Ｐｄよりも圧力が低い制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓの圧力差を利用するものであることから、ポペット弁を通過する流体の流量を少なくすることができるが、制御圧力Ｐｃの調整のためにオリフィスを通って常時供給される吐出圧力Ｐｄに影響されてソレノイドに予め設定された電流を入力しても弁体のストロークにばらつきが生じ、弁の開度が目標値からずれてしまうことがあった。発明者らの研究から、ポペット弁を音速に近い流速の冷媒を通過させることで弁体のストロークに影響を与え、これを利用することで上記ばらつきを抑制できることが判明した。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、制御性が高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、
　流入ポートおよび流出ポートが形成されたバルブハウジングと、
　駆動源により駆動される弁体と、
　前記弁体を前記駆動源による駆動方向と反対方向に付勢するスプリングと、
　貫通流路の縁に形成された弁座と前記弁体とにより構成されるポペット弁とを備え、前記弁体の移動により流量を制御する弁であって、
　前記ポペット弁の下流側の流路には、下流側へ行くにしたがって流路断面積が増加傾向となる増加領域が設けられている。
　これによれば、ポペット弁を通過する流体が超音速流れであるとき、ポペット弁の下流側の流路における増加領域を通過する流体は、流速が上昇し、ポペット弁の下流圧が低下する。これにより、弁体には開弁方向の力が作用し、弁体に作用する背圧による力に対する上流側の流体の圧力の影響を抑えることができ、ソレノイドに入力される電流値に対する弁体のストロークのばらつきが抑制される。また、ポペット弁を通過する流体が亜音速流れであるとき、ポペット弁の下流側の流路で増加領域を通過する流体は、流速が低下し、ポペット弁の下流圧が上昇する。これにより、弁体には閉弁方向の力が作用し、閉弁特性が向上し、小さい電流値でポペット弁を閉塞することができる。これらにより、ポペット弁の開度を精度よく調整することができる。
　前記増加領域は、流路断面積が連続的に増加してもよい。
　これによれば、ポペット弁の下流側の流路で増加領域を通過する流体の流れを安定させて淀みをなくすことができる。
　前記ポペット弁は、断面傾斜形状の前記弁座と、断面曲面形状の前記弁体により構成されていてもよい。
　これによれば、ポペット弁を構成する弁座と弁体との間に増加領域が形成されるため、弁体の閉弁位置もしくは絞り位置においてポペット弁を通過する流体の流れを接線方向に向けて安定させることができる。
　前記傾斜形状は、直線状であってもよい。
　これによれば、弁体の閉弁位置もしくは絞り位置においてポペット弁を通過する流体の流れを接線方向に向けつつ、傾斜面に沿って流れをガイドすることができるため、流体の流れをポペット弁の下流側まで安定させることができる。
　前記弁座を構成する傾斜面は、前記流出ポートの開口に連続していてもよい。
　これによれば、ポペット弁を通過する流体の流れが弁座を構成する傾斜面に沿って流出ポートの開口までガイドされるため、ポペット弁の下流圧を安定させることができる。
　前記弁座は、前記バルブハウジングと別体の弁座部材に形成されていてもよい。
　これによれば、弁座を構成する傾斜面を流出ポートの近くまで延ばすことができる。
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ＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。 実施例１の容量制御弁のバルブハウジングに弁座部材が圧入される様子を示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の通電状態（通常制御時）においてＣＳ弁の下流側の流路における増加領域を示す拡大断面図である。 （ａ）流路断面積が増加傾向となっている実施例１の容量制御弁の超音速流れにおける閉弁特性を模式的に示す図であり、（ｂ）は流路断面積が一定となっている比較例の閉弁特性を模式的に示す図である。 （ａ）流路断面積が増加傾向となっている実施例１の容量制御弁の亜音速流れにおける閉弁特性を模式的に示す図であり、（ｂ）は流路断面積が一定となっている比較例の閉弁特性を模式的に示す図である。 本発明に係る実施例２の容量制御弁の非通電状態においてＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。 （ａ）は、実施例２の容量制御弁のバルブハウジングに弁座部材が圧入される様子を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ－Ｘ断面をバルブハウジングの外径側から見たときのＰｓポートを示す図である。 実施例２の容量制御弁の通電状態（通常制御時）においてＣＳ弁の下流側の流路における増加領域を示す拡大断面図である。
　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に係る容量制御弁につき、図１から図３を参照して説明する。以下、図１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。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、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、駆動源としてのソレノイド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におけるポペット弁としての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、弁座としてのＣＳ弁座４０ａと、により構成されている。ＣＳ弁座４０ａは、バルブハウジング１０の凹部１０ａに圧入固定される筒状の弁座部材４０に形成されている。ＣＳ弁５０は、ＣＳ弁体５１の軸方向左端に形成される当接部５１ａがＣＳ弁座４０ａ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、弁座部材４０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および弁座部材４０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、ＣＳ弁体５１は、大径部５１ｂと、小径部５１ｃと、から構成されている。大径部５１ｂは、金属材料または樹脂材料により形成され、断面一定の柱状体をなしている。小径部５１ｃは、大径部５１ｂの軸方向右端の内径側から軸方向右方に延出している。また、ＣＳ弁体５１は、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。
　ＣＳ弁体５１の軸方向左側の端面、すなわち大径部５１ｂの軸方向左側の端面には、ＣＳ弁座４０ａに向けて膨出する断面曲面形状の当接部５１ａが形成されている。詳しくは、当接部５１ａの曲面形状は、一定の曲率半径を持つ球面の一部により形成されている。尚、当接部５１ａは、ＣＳ弁座４０ａに着座可能な曲面形状であれば、一定の曲率半径を持つ球面の一部により形成されていなくてもよい。
　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。
　図１に示されるように、バルブハウジング１０には、流出ポートとしてのＰｓポート１１が形成されている。Ｐｓポート１１は、径方向に貫通し容量可変型圧縮機の吸入室と連通している。また、バルブハウジング１０の軸方向左側には、筒状の弁座部材４０が軸方向左方から圧入される凹部１０ａが形成されている。尚、バルブハウジング１０には、流入ポートとしてのＰｃポートが形成されている。Ｐｃポートは、凹部１０ａに弁座部材４０が圧入固定されることにより、弁座部材４０を軸方向に貫通する貫通孔４０ｂにより容量可変型圧縮機の制御室と連通するようになっている。
　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の当接部５１ａが軸方向に往復動自在に配置される。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と連通している。
　このように、バルブハウジング１０の内部には、弁座部材４０の貫通孔４０ｂ、弁室２０、Ｐｓポート１１により、容量可変型圧縮機の制御室と吸入室とを連通する流路が形成されている。
　また、バルブハウジング１０の内周面には、ガイド孔１０ｃが形成されている。ガイド孔１０は、弁室２０よりもソレノイド８０が取り付けられる軸方向右側に形成され、ＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄ（図３参照）が摺動可能になっている。尚、ガイド孔１０ｃの内周面とＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄ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。
　図２に示されるように、バルブハウジング１０の凹部１０ａは、その内径Ｒ１が弁室２０の内径Ｒ２よりも大きく（Ｒ１＞Ｒ２）形成されることにより、凹部１０ａの底面が弁座部材４０の軸方向右側の平坦面４０ｃと当接可能な受け部１０ｂを構成している。
　図１に示されるように、バルブハウジング１０は、軸方向右側に軸方向左方に凹む凹部１０ｄが形成されている。凹部１０ｄは、センタポスト８２のフランジ部８２ｄにより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。
　このように、バルブハウジング１０、センタポスト８２、ケーシング８１が一体に接続された状態では、ケーシング８１の軸方向左側に形成される凹部８１ｂの底面にバルブハウジング１０の軸方向右側の端面とセンタポスト８２のフランジ部８２ｄの軸方向右側の側面がそれぞれ当接し、バルブハウジング１０の凹部１０ｄの底面とセンタポスト８２の軸方向左側の端面とは軸方向に離間して隙間が形成されている。
　また、バルブハウジング１０には、貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１はバルブハウジング１０の軸方向左側の端面と凹部１０ｄの底部との間に軸方向に延びて形成されている。貫通孔２１は、軸方向左端が容量可変型圧縮機の制御室に連通する小径孔部２１１と、小径孔部２１１の軸方向右端から連続して延びる該小径孔部２１１よりも大径の大径孔部２１２と、から構成されている。大径孔部２１２の軸方向右端は、凹部１０ｄの底面とセンタポスト８２の軸方向左側の端面との間に形成される隙間に開放している。尚、貫通孔２１の小径孔部２１１内と、弁座部材４０の貫通孔４０ｂには、容量可変型圧縮機の制御室から制御圧力Ｐｃの制御流体が供給されている。
　貫通孔２１の大径孔部２１２には、ボール状の作動弁体３１と、軸方向右端がセンタポスト８２の軸方向左側の端面に固定され、軸方向左端が作動弁体３１に軸方向右方から当接する復帰バネ３２と、が配置されている。また、作動弁体３１は復帰バネ３２により軸方向左方に付勢されている。これら作動弁体３１および復帰バネ３２は、貫通孔２１において容量可変型圧縮機の制御室とケーシング８１内部の空間Ｓとの連通を制御する圧力作動弁３０を構成している。
　説明の便宜上、図示を省略するが、制御圧力Ｐｃが高い場合には、圧力作動弁３０の作動弁体３１が復帰バネ３２の付勢力およびケーシング８１内部の空間Ｓの流体の圧力に抗して軸方向右方に移動し、貫通孔２１の小径孔部２１１の軸方向右端と大径孔部２１２の軸方向左端との接続部分に形成される断面傾斜形状の弁座２１３から離間することで圧力作動弁３０が開放される。これにより、容量可変型圧縮機の制御室とケーシング８１内部の空間Ｓとが貫通孔２１を介して連通し、容量可変型圧縮機の制御室から貫通孔２１を通ってケーシング８１内部の空間Ｓに制御圧力Ｐｃの制御流体が供給され、ケーシング８１内部の空間Ｓの流体の圧力と弁座部材４０の貫通孔４０ｂ内の制御流体の圧力の差が小さくなり、ＣＳ弁体５１を軸方向左方、すなわち閉弁方向にスムーズに動作させることができ、容量可変型圧縮機の高出力時の制御に対する応答性を高めることができる。
　尚、バルブハウジング１０においては、ガイド孔１０ｃの内周面とＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面との間の微小な隙間が絞りとして機能する。これにより、ケーシング８１内部の空間Ｓの流体をＰｓポート１１に緩やかに逃がすことができる。長時間不使用時には弁室２０内の流体の圧力とケーシング８１内部の空間Ｓの流体の圧力との圧力差が小さい状態が維持される。
　ここで、弁座部材４０について説明する。図２に示されるように、弁座部材４０は、バルブハウジング１０に使用される金属材料よりも硬い金属材料により形成されている。さらに、弁座部材４０は、ＣＳ弁体５１とは異なる素材により形成されている。
　また、弁座部材４０は、軸方向に貫通する貫通孔４０ｂが形成されて筒状を成している。弁座部材４０の軸方向右端部には、断面傾斜形状のＣＳ弁座４０ａが形成されている。ＣＳ弁座４０ａは、外径側から内径側に、環状の平坦面４０ｃと平坦面４０ｃに内径側から連なり軸方向左方へ向けて漸次縮径されて形成されている。すなわち、ＣＳ弁座４０ａは、貫通流路としての貫通孔４０ｂの縁に形成され、断面直線状の傾斜面が周方向に延びるテーパ面により構成されている。
　また、弁座部材４０の軸方向右側の平坦面４０ｃを凹部１０ａの底面により形成される受け部１０ｂに軸方向に当接させる（図３参照）ことにより、凹部１０ａに対する弁座部材４０の挿入進度を規定することができるとともに、バルブハウジング１０と弁座部材４０との間のシール性を高めることができる。このとき、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面の外径端は、バルブハウジング１０の弁室２０における内周面１０ｅの軸方向左端と連なるように配置される。
　これにより、弁座部材４０のＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａとの間に形成される流路Ｃ１と、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄおよびバルブハウジング１０の内周面１０ｅとＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄとの間に形成される流路Ｃ２とにより、Ｐｓポート１１の弁室２０側の開口まで延びるＣＳ弁５０の下流側の流路が形成される（図３参照）。尚、図３は、容量制御弁Ｖ１の通常制御時において、ＣＳ弁体５１を閉塞位置近傍の絞り位置までストロークさせた状態を示している。
　本実施例１において、流路Ｃ１は、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面における内径端とＣＳ弁体５１の当接部５１ａとの間の流路断面積Ａ１よりもＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａの外径端との間の流路断面積Ａ２が大きく（Ａ１＜Ａ２）、流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成している。また、流路Ｃ２は、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄとの間の流路断面積Ａ３よりもバルブハウジング１０の内周面１０ｅとＣＳ弁体５１の外周面５１ｄとの間の流路断面積Ａ４が大きく（Ａ３＜Ａ４）、流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成している。尚、容量制御弁Ｖ１の通常制御時において、ＣＳ弁体５１を絞り位置までストロークさせた図３の状態では、流路Ｃ１の下流側の流路断面積Ａ２よりも流路Ｃ２における上流側の流路断面積Ａ３が大きく（Ａ２＜Ａ３）なっている。
　尚、増加領域は、ＣＳ弁５０の下流側の流路においてＣＳ弁体５１の当接部５１ａのストローク範囲内に形成されるものである。
　また、流路Ｃ１の流路断面積は、下流側へ行くにしたがって連続的に増加している。一方で、流路Ｃ２は、バルブハウジング１０の内周面１０ｅとＣＳ弁体５１の外周面５１ｄとが平行に配置されるため、流路Ｃ２の下流側の流路断面積Ａ４は一定となっている。
　次いで、ＣＳ弁５０の下流側の流路Ｃ１，Ｃ２を通過する流体の流速と圧力の変化について説明する。尚、制御圧力Ｐｃは、上述した圧力作動弁３０の閉塞が維持される範囲に制御されるものとして説明する。等エントロピー流れにおける面積変化の影響について、断面積・圧力の関係式を下記に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　　　ｐ：圧力
　　　γ：比熱比
　　　Ｍ：マッハ数
　　　Ａ：面積
　この断面積・圧力の関係式に基づき、弁座部材４０の貫通孔４０ｂ内における制御圧力ＰｃとＰｓポート１１内の吸入圧力Ｐｓとの圧力差、すなわちＰｃ－Ｐｓ差圧が大きくＣＳ弁５０を通過する流体が超音速流れ（Ｍ＞１）であるとき、ＣＳ弁５０の下流側の流路で流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成する流路Ｃ１を通過する流体は、流速が上昇し、圧力が低下する。また、流路Ｃ１の下流側に連続し流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成する流路Ｃ２を通過する流体は、さらに流速が上昇し、圧力が低下した後、流路断面積が一定となる流路Ｃ２の下流側を通過することにより、流速と圧力を略変化させることなく安定して流れ、Ｐｓポート１１内へ流入する（図３参照）。
　一方、Ｐｃ－Ｐｓ差圧が小さくＣＳ弁５０を通過する流体が亜音速流れ（Ｍ＜１）であるとき、ＣＳ弁５０の下流側の流路で増加領域を構成する流路Ｃ１を通過する流体は、流速が低下し、圧力が上昇する。また、流路Ｃ１の下流に連続し流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成する流路Ｃ２を通過する流体は、さらに流速が低下し、圧力が上昇した後、流路断面積が一定となる流路Ｃ２の下流側を通過することにより、流速と圧力を略変化させることなく安定して流れ、Ｐｓポート１１内へ流入する（図３参照）。
　尚、ＣＳ弁５０の下流圧、すなわち弁室２０内の流体の圧力は、容量可変型圧縮機の制御室内の制御圧力Ｐｃを調整するために固定オリフィス９（図１参照）を介して常時供給される吐出圧力Ｐｄの影響を受けやすいことから、Ｐｓポート１１内と比べて圧力が低下し難くなっている。
　本実施例１においては、上述したように流体が超音速流れで増加領域を通過することにより、ＣＳ弁５０の下流圧を低下させることができるため、弁室２０内の流体の圧力との圧力差に基づいて変化するケーシング８１内部の空間Ｓ（図１参照）の流体の圧力、すなわちＣＳ弁体５１に作用する背圧による力に対する吐出圧力Ｐｄの影響を抑えることができる。また、流体が亜音速流れで増加領域を通過することにより、吐出圧力Ｐｄの影響に加えて、ＣＳ弁５０の下流圧を上昇させることができるため、弁室２０内の流体の圧力との圧力差に基づいて変化するケーシング８１内部の空間Ｓの流体の圧力、すなわちＣＳ弁体５１に作用する背圧による力を一層大きくすることができる。
　以上、説明したように、本実施例１の容量制御弁Ｖ１において、ＣＳ弁５０の下流側の流路には、下流側へ行くにしたがって流路断面積が増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域としての流路Ｃ１，Ｃ２が設けられている。ＣＳ弁５０を通過する流体が超音速流れ（Ｍ＞１）であるとき、流路Ｃ１，Ｃ２を通過する流体は、流速が上昇し、圧力が低下し、ＣＳ弁体５１には開弁方向の力が作用する。これにより、図４（ａ）に示されるように、ＣＳ弁５０の下流圧に対するＣＳ弁５０の上流側の流体の圧力、本実施例では吐出圧力Ｐｄの影響を抑えることができる。なお、図４（ｂ）における流路断面積（ｄＡ＝一定）が一定の流路の特性を示す参考図においては、駆動電流のばらつきが大きくなっている。このように、ＣＳ弁体５１に作用する背圧による力に対する吐出圧力Ｐｄの影響を抑えることができ、ソレノイド８０に入力される電流値に対するＣＳ弁体５１のストロークのばらつきが抑制され、ＣＳ弁５０の開度を精度よく調整することができる。
　また、ＣＳ弁５０を通過する流体が亜音速流れ（Ｍ＜１）であるとき、流路Ｃ１，Ｃ２を通過する流体は、流速が低下し、圧力が上昇し、ＣＳ弁体５１には閉弁方向の力が作用する。また、吐出圧力Ｐｄに影響されるＣＳ弁体５１に作用する背圧による力を一層大きくすることができる。これらから、図５（ａ）に示されるように、ＣＳ弁５０の閉弁特性が向上し、小さい電流値でＣＳ弁５０を閉塞することができる。なお、図５（ｂ）における流路断面積（ｄＡ＝一定）が一定の流路の特性を示す参考図においては、吐出圧力Ｐｄが高いときには閉弁できない、言い換えると閉弁には大電流を要する。
　このように、ＣＳ弁５０の下流側の流路に流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域である流路Ｃ１，Ｃ２を設け、ＣＳ弁５０を通過する流体の流速に応じてＣＳ弁５０の下流圧を適宜制御することにより、ＣＳ弁５０の制御性を高めることができる。
　また、増加領域としての流路Ｃ１は、流路断面積が下流側へ行くにしたがって連続的に増加することにより、流体の流れを安定させて淀みをなくすことができる。また、流路Ｃ１を通過する流体の流速や圧力を加速的に変化させることができる。
　また、ＣＳ弁５０は、断面傾斜形状のＣＳ弁座４０ａと、断面曲面形状のＣＳ弁体５１の当接部５１ａにより構成されており、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａとの間に増加領域としての流路Ｃ１が形成されるため、ＣＳ弁体５１の閉弁位置もしくは絞り位置においてＣＳ弁５０を通過する流体の流れを接線方向（図３の実線矢印参照）に向けて安定させることができる。
　また、ＣＳ弁座４０ａは、断面直線状の傾斜面が周方向に延びるテーパ面により構成されており、ＣＳ弁体５１の閉弁位置もしくは絞り位置においてＣＳ弁５０を通過する流体の流れ、詳しくは流路Ｃ１および流路Ｃ２の上流側における流体の流れを接線方向に向けて安定させるとともに、傾斜面に沿って流体の流れをガイドすることができるため、流体の流れをＣＳ弁５０のより下流側まで安定させることができる。
　また、ＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面は、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａの法線に沿った下流に存在するとよく、これにより、増加領域を通過した流体が直線的に進むこととなるため、音速に近い流体の流速を妨げ難い。
　また、流路Ｃ２の下流側においては、Ｐｓポート１１の弁室２０側の開口まで流路断面積が一定となっており、通過する流体の流速と圧力を略変化させることなく流体の流れを安定させることができるため、弁室２０内の流体の圧力が安定しやすい。
　また、流路Ｃ１は、ポペット弁としてのＣＳ弁５０におけるＣＳ弁座４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａを利用して増加領域を形成することができるため、容量制御弁Ｖ１の構造を簡素化できる。
　また、ＣＳ弁座４０ａは、バルブハウジング１０と別体の弁座部材４０に形成されているため、増加領域を形成するためのテーパ面の加工精度を高めることができる。
　尚、本実施例１においては、流路Ｃ１の下流に連続する流路Ｃ２は、バルブハウジング１０の内周面１０ｅとＣＳ弁体５１の外周面５１ｄとが平行に配置されることにより下流側の流路断面積が一定となる態様について説明したが、これに限らず、流路Ｃ２の下流側においても流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を連続的に構成するようにバルブハウジング１０の内周面１０ｅやＣＳ弁体５１の外周面５１ｄの形状を変更してもよい。
　実施例２に係る容量制御弁につき、図６から図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６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には、径方向に貫通し容量可変型圧縮機の吸入室と連通する流出ポートとしてのＰｓポート１１１が形成されている。
　また、バルブハウジング１１０の軸方向左側には、第１凹部１１０ａが形成されている。第１凹部１１０ａには、フランジ付き筒状の弁座部材１４０が軸方向左方から圧入される。尚、バルブハウジング１１０には、第１凹部１１０ａに弁座部材１４０が圧入固定されることにより、弁座部材１４０を軸方向に貫通する貫通孔１４０ｂにより容量可変型圧縮機の制御室と連通する流入ポートとしてのＰｃポートが形成される。
　バルブハウジング１１０の内部には、第１凹部１１０ａと、第１凹部１１０ａの軸方向右側に連続形成される小径の第２凹部１１０ｂとにより弁室１２０が形成されている。弁室１２０内には、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａが軸方向に往復動自在に配置される。また、Ｐｓポート１１１は、バルブハウジング１１０の外周面から内径方向に延びて弁室１２０と連通している。
　図７（ａ）に示されるように、バルブハウジング１１０の第１凹部１１０ａは、その内径Ｒ１１が第２凹部１１０ｂの内径Ｒ１２よりも大きく（Ｒ１１＞Ｒ１２）形成されることにより、弁室１２０には、第１凹部１１０ａの内周面１１０ｄと、第１凹部１１０ａの内周面１１０ｄの軸方向右端から内径方向に延びる底面１１０ｅと、第１凹部１１０ａの底面１１０ｅの内径端から軸方向右方に延びる第２凹部１１０ｂの内周面１１０ｆとにより環状の段部１１４が形成されている。尚、環状の段部１１４は、Ｐｓポート１１１の位置で周方向に途切れている。
　また、Ｐｓポート１１１の弁室１２０側の開口は、第１凹部１１０ａの内周面１１０ｄと第２凹部１１０ｂの内周面１１０ｆに対して軸方向に跨って配置されて段状を成している。また、弁室１２０側の開口は、第１凹部１１０ａ、第２凹部１１０ｂに連通しており、また第１凹部１１０ａの底面１１０ｅにおいても軸方向左方に開放し第１凹部１１０ａに連通している（図７（ｂ）参照）。
　図７（ａ）に示されるように、弁座部材１４０は、軸方向に貫通する貫通孔１４０ｂが形成されて筒状を成している。弁座部材１４０の軸方向右端部には、弁座としてのＣＳ弁座１４０ａが形成されている。ＣＳ弁座１４０ａは、外径側から内径側に、環状の平坦面１４０ｃと平坦面１４０ｃに内径側から連なり軸方向左方へ向けて漸次縮径する断面傾斜形状に形成されている。すなわち、ＣＳ弁座１４０ａは、貫通流路としての貫通孔１４０ｂの縁に形成され、断面直線状の傾斜面が周方向に延びるテーパ面により構成されている。
　また、弁座部材１４０の軸方向左端部には、外周面から外径方向に突出するフランジ部１４０ｄが形成されており、フランジ部１４０ｄの軸方向右側の側面をバルブハウジング１１０の軸方向左側の端面に軸方向に当接させる（図８参照）ことにより、第１凹部１１０ａに対する弁座部材１４０の挿入進度を規定することができる。このとき、平坦面１４０ｃの外径端は、バルブハウジング１１０の第１凹部１１０ａの内周面１１０ｄに開口するＰｓポート１１１の内周面と径方向に連続して配置されている。また、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面の外径端は、バルブハウジング１１０の第２凹部１１０ｂよりも外径側に位置している。すなわち、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面は、Ｐｓポート１１１の弁室１２０側の開口と軸方向に重なる位置まで延びている。
　これにより、弁座部材１４０のＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａとの間に形成される流路Ｃ１０１と、弁座部材１４０のＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の大径部５１ｂの外周面５１ｄとの間に形成される流路Ｃ１０２と、弁座部材１４０の平坦面１４０ｃと段部１１４を構成する第１凹部１１０ａの底面１１０ｅとの間に形成される流路１０３とによりＰｓポート１１１の弁室１２０側の段状の開口まで延びるＣＳ弁５０の下流側の流路が形成される（図８参照）。尚、図８は、容量制御弁Ｖ２の通常制御時において、ＣＳ弁体５１を閉塞位置近傍の絞り位置までストロークさせた状態を示している。
　本実施例２において、流路Ｃ１０１は、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面における内径端とＣＳ弁体５１の当接部５１ａとの間の流路断面積Ａ１０１よりもＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面とＣＳ弁体５１の当接部５１ａの外径端との間の流路断面積Ａ１０２が大きく（Ａ１０１＜Ａ１０２）、流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成している。また、流路Ｃ１０２は、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面の外径部がＰｓポート１１１の弁室１２０側の開口と軸方向に重なる位置まで直線状に延びることにより、流路Ｃ１０１の下流側の流路断面積Ａ２よりも流路Ｃ１０２における上流側の流路断面積Ａ１０３が大きく（Ａ１０２＜Ａ１０３）、流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域を構成している。
　また、流路Ｃ１０１の流路断面積は、下流側へ行くにしたがって連続的に増加している。また、流路Ｃ１０２の流路断面積も下流側へ行くにしたがって連続的に増加しているが、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面に対してＣＳ弁体５１の外周面５１ｄが軸方向に直線状に延びているため、流路Ｃ１０１に比べて流路断面積の増加量が大きくなっている。
　また、流路Ｃ１０３は、第１凹部１１０ａの外径部の空間に相当し、第１凹部１１０ａの内周面１１０ｄと底面１１０ｅにおいてＰｓポート１１１の弁室１２０側の段状の開口に連通している。
　また、図６に示されるように、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面は、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａのストローク全域に及んでいる。
　これによれば、本実施例２の容量制御弁Ｖ２において、ＣＳ弁５０の下流側の流路には、下流側へ行くにしたがって流路断面積が増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域としての流路Ｃ１０１，Ｃ１０２が設けられている。ＣＳ弁５０を通過する流体が超音速流れ（Ｍ＞１）であるとき、流路Ｃ１０１，Ｃ１０２を通過する流体は、流速が上昇し、圧力が低下し、ＣＳ弁体５１には開弁方向の力が作用する。これにより、ＣＳ弁５０の下流圧に対するＣＳ弁５０の上流側の流体の圧力、本実施例では吐出圧力Ｐｄの影響を抑えることができる。このように、ＣＳ弁体５１に作用する背圧による力に対する吐出圧力Ｐｄの影響を抑えることができ、ソレノイド８０に入力される電流値に対するＣＳ弁体５１のストロークのばらつきが抑制され、ＣＳ弁５０の開度を精度よく調整することができる。
　また、ＣＳ弁５０を通過する流体が亜音速流れ（Ｍ＜１）であるとき、流路Ｃ１０１，Ｃ１０２を通過する流体は、流速が低下し、圧力が上昇し、ＣＳ弁体５１には閉弁方向の力が作用する。また、吐出圧力Ｐｄに影響されるＣＳ弁体５１に作用する背圧による力を一層大きくすることができる。これらから、ＣＳ弁５０の閉弁特性が向上し、小さい電流値でＣＳ弁５０を閉塞することができる。
　このように、ＣＳ弁５０の下流側の流路に流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加傾向（ｄＡ＞０）となる増加領域である流路Ｃ１０１，Ｃ１０２を設け、ＣＳ弁５０を通過する流体の流速に応じてＣＳ弁５０の下流圧を適宜制御することにより、ＣＳ弁５０の制御性を高めることができる。
　また、増加領域としての流路Ｃ１０１，Ｃ１０２を構成するＣＳ弁座１４０ａは、外径部がＰｓポート１１１の弁室１２０側の開口と軸方向に重なる位置まで直線状に延びるテーパ面により構成されているため、Ｐｓポート１１１内まで流体の流速や圧力を加速的に変化させながら誘導しやすくなっている。これにより、ＣＳ弁５０の下流側の流路における流体の流れを安定させて淀みをなくすことができ、ＣＳ弁５０の下流圧、すなわち弁室１２０内の流体の圧力をより安定させることができる。
　また、ＣＳ弁座１４０ａは、バルブハウジング１０と別体の弁座部材４０に形成されているため、増加領域を形成するためのテーパ面の加工精度を高めることができる。さらに、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面をＰｓポート１１１の近くまで延ばすことができる。
　尚、本実施例２においては、弁座部材１４０は、平坦面１４０ｃを有していなくてもよく、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面が弁座部材１４０の外周面と連続していてもよい。また、この場合、ＣＳ弁座１４０ａを構成するテーパ面の外径端がＰｓポート１１１の弁室１２０側の開口と連続することとなるため、バルブハウジング１１０の内周面に環状の段部１１４が形成されなくてもよい。
　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、バルブハウジングおよび弁座部材は、金属材料により構成されるものとして説明したが、これに限らず、弁座部材がバルブハウジングの流路内側の硬さよりも硬いものであれば、樹脂材料等により形成されてもよい。また、この場合にも、弁座部材は弁体と異なる素材から形成されることが好ましい。
　また、ＣＳ弁体は、ＣＳ弁座との当接部が断面曲面形状に形成されていなくてもよい。
　また、ＣＳ弁座を構成するテーパ面は、直線状のものに限らず円弧状であってもよい。
　また、増加領域は、テーパ面により流路断面積が連続的に増加するものに限らず、段状の面により流路断面積が段階的に増加する増加傾向となるものであってもよい。
　また、前記実施例１，２では、ＣＳ弁５０の下流側で連続する流路Ｃ１，Ｃ２または流路Ｃ１０１，Ｃ１０２がいずれも増加領域を構成するものとして説明したが、これに限らず、例えば上流の流路Ｃ１，Ｃ１０１または下流の流路Ｃ２，Ｃ１０２のいずれかが増加領域を構成していればよい。
　また、前記実施例の容量制御弁は、ポペット弁としてのＣＳ弁を例に説明したが、ポペット弁は、流入ポートとしてのＰｄポートと流出ポートとしてのＰｃポートとの間の流路を開閉するＤＣ弁であってもよい。
９　　　　　　　　　固定オリフィス
１０　　　　　　　　バルブハウジング
１０ａ　　　　　　　凹部
１０ｂ　　　　　　　受け部
１０ｃ　　　　　　　ガイド孔
１０ｄ　　　　　　　凹部
１０ｅ　　　　　　　内周面
１１　　　　　　　　Ｐｓポート（流出ポート）
２０　　　　　　　　弁室
２１　　　　　　　　貫通孔
３０　　　　　　　　圧力作動弁
４０　　　　　　　　弁座部材
４０ａ　　　　　　　ＣＳ弁座（弁座）
４０ｂ　　　　　　　貫通孔（貫通流路，流入ポート）
４０ｃ　　　　　　　平坦面
５０　　　　　　　　ＣＳ弁（ポペット弁）
５１　　　　　　　　ＣＳ弁体（弁体）
５１ａ　　　　　　　当接部
５１ｄ　　　　　　　外周面
８０　　　　　　　　ソレノイド（駆動源）
１１０　　　　　　　バルブハウジング
１１０ａ　　　　　　第１凹部
１１０ｂ　　　　　　第２凹部
１１０ｄ　　　　　　内周面
１１０ｅ　　　　　　底面
１１０ｆ　　　　　　内周面
１１１　　　　　　　Ｐｓポート（流出ポート）
１１４　　　　　　　段部
１２０　　　　　　　弁室
１４０　　　　　　　弁座部材
１４０ａ　　　　　　ＣＳ弁座（弁座）
１４０ｂ　　　　　　貫通孔（貫通流路、流入ポート）
１４０ｃ　　　　　　平坦面
１４０ｄ　　　　　　フランジ部
Ｃ１，Ｃ２　　　　　流路（増加領域、下流側の流路）
Ｃ１０１，Ｃ１０２　流路（増加領域、下流側の流路）
Ｃ１０３　　　　　　流路（下流側の流路）
Ｓ　　　　　　　　　空間
Ｖ１，Ｖ２　　　　　容量制御弁（弁）

Claims (6)

  1. 　流入ポートおよび流出ポートが形成されたバルブハウジングと、
    　駆動源により駆動される弁体と、
    　前記弁体を前記駆動源による駆動方向と反対方向に付勢するスプリングと、
    　貫通流路の縁に形成された弁座と前記弁体とにより構成されるポペット弁とを備え、前記弁体の移動により流量を制御する弁であって、
    　前記ポペット弁の下流側の流路には、下流側へ行くにしたがって流路断面積が増加傾向となる増加領域が設けられている弁。
  2. 　前記増加領域は、流路断面積が連続的に増加する請求項１に記載の弁。
  3. 　前記ポペット弁は、断面傾斜形状の前記弁座と、断面曲面形状の前記弁体により構成されている請求項１または２に記載の弁。
  4. 　前記傾斜形状は、直線状である請求項３に記載の弁。
  5. 　前記弁座を構成する傾斜面は、前記流出ポートの開口に連続している請求項３または４に記載の弁。
  6. 　前記弁座は、前記バルブハウジングと別体の弁座部材に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の弁。
PCT/JP2021/027767 2020-08-04 2021-07-27 弁 WO2022030312A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/019,066 US20230296178A1 (en) 2020-08-04 2021-07-27 Valve
KR1020237004905A KR20230037632A (ko) 2020-08-04 2021-07-27 밸브
JP2022541461A JPWO2022030312A1 (ja) 2020-08-04 2021-07-27
CN202180057781.6A CN116157609A (zh) 2020-08-04 2021-07-27 阀
EP21852577.2A EP4194724A4 (en) 2020-08-04 2021-07-27 VALVE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-132385 2020-08-04
JP2020132385 2020-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022030312A1 true WO2022030312A1 (ja) 2022-02-10

Family

ID=80117383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/027767 WO2022030312A1 (ja) 2020-08-04 2021-07-27 弁

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230296178A1 (ja)
EP (1) EP4194724A4 (ja)
JP (1) JPWO2022030312A1 (ja)
KR (1) KR20230037632A (ja)
CN (1) CN116157609A (ja)
WO (1) WO2022030312A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153204A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Kitz Corp ニードルバルブ
JP2009115204A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Fuji Koki Corp 弁装置の製造方法及び弁組立体
JP2010019406A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2015075054A (ja) 2013-10-10 2015-04-20 株式会社豊田自動織機 可変容量型斜板式圧縮機
JP2018035840A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社不二工機 電動弁

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR870006308A (ko) * 1985-12-10 1987-07-10 미타 가쓰시게 자동차용 아이들회전 제어장치
JPH04171361A (ja) * 1990-10-31 1992-06-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧駆動装置
CN101784829B (zh) * 2007-08-23 2012-05-30 伊格尔工业股份有限公司 控制阀
JP7191957B2 (ja) * 2018-07-13 2022-12-19 イーグル工業株式会社 容量制御弁

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153204A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Kitz Corp ニードルバルブ
JP2009115204A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Fuji Koki Corp 弁装置の製造方法及び弁組立体
JP2010019406A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Fuji Koki Corp 電動弁
JP2015075054A (ja) 2013-10-10 2015-04-20 株式会社豊田自動織機 可変容量型斜板式圧縮機
JP2018035840A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社不二工機 電動弁

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4194724A4

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022030312A1 (ja) 2022-02-10
US20230296178A1 (en) 2023-09-21
CN116157609A (zh) 2023-05-23
EP4194724A4 (en) 2024-04-24
KR20230037632A (ko) 2023-03-16
EP4194724A1 (en) 2023-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7066063B2 (ja) 容量制御弁
US11873805B2 (en) Capacity control valve
CN110114573B (zh) 容量控制阀
JPWO2019146674A1 (ja) 容量制御弁
JP7191957B2 (ja) 容量制御弁
JP7162995B2 (ja) 容量制御弁
JP7114203B2 (ja) 容量制御弁
JPWO2020013155A1 (ja) 容量制御弁
WO2020218284A1 (ja) 容量制御弁
JPWO2020013154A1 (ja) 容量制御弁
JP7341621B2 (ja) 容量制御弁
WO2022030312A1 (ja) 弁
WO2022030313A1 (ja) 弁
WO2021215345A1 (ja) 容量制御弁
WO2021241477A1 (ja) 容量制御弁
WO2022044880A1 (ja) 弁
WO2020204136A1 (ja) 容量制御弁
JP7220963B2 (ja) 容量制御弁
JP7374574B2 (ja) 容量制御弁
WO2020204135A1 (ja) 容量制御弁
JP7504989B2 (ja) 容量制御弁
JP7289604B2 (ja) 容量制御弁
WO2021085318A1 (ja) 容量制御弁
WO2022009795A1 (ja) 容量制御弁
WO2022264876A1 (ja) 弁

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21852577

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022541461

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237004905

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2021852577

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE