WO2023002887A1 - 容量制御弁 - Google Patents

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WO2023002887A1
WO2023002887A1 PCT/JP2022/027428 JP2022027428W WO2023002887A1 WO 2023002887 A1 WO2023002887 A1 WO 2023002887A1 JP 2022027428 W JP2022027428 W JP 2022027428W WO 2023002887 A1 WO2023002887 A1 WO 2023002887A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve
valve body
pressure
pressure receiving
control
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027428
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渉 高橋
敏智 神崎
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 JP2023536702A priority Critical patent/JPWO2023002887A1/ja
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a displacement control valve that variably controls the displacement of a working fluid, and for example, to a displacement control valve that controls the discharge amount of a variable displacement compressor used in an automobile air conditioning system according to pressure.
  • a variable displacement compressor used in the air conditioning system of automobiles consists of a rotating shaft driven by the engine, a swash plate connected to the rotating shaft so that the angle of inclination can be changed, and a compression piston connected to the swash plate. etc., and by changing the inclination angle of the swash plate, the stroke amount of the piston is changed to control the discharge amount of the fluid.
  • the inclination angle of the swash plate is determined by using a displacement control valve that is driven to open and close by electromagnetic force.
  • the displacement control valve When the variable displacement compressor is continuously driven, the displacement control valve is energized and controlled by the control computer, and the electromagnetic force generated by the solenoid moves the valve body in the axial direction to open the discharge port through which the discharge fluid having the discharge pressure Pd passes. and a control port through which the control fluid at the control pressure Pc passes to open and close a main valve to adjust the control pressure Pc in the control chamber of the variable displacement compressor.
  • the pressure in the control chamber of the variable displacement compressor is appropriately controlled, and the stroke amount of the piston is changed by continuously changing the inclination angle of the swash plate with respect to the rotating shaft.
  • the air conditioning system is adjusted to achieve the target cooling capacity by controlling the discharge amount of the fluid to the discharge chamber.
  • an auxiliary communication passage is formed to communicate between the control port and the suction port of the displacement control valve, and at startup, the refrigerant in the control chamber of the variable displacement compressor flows through the control port, the auxiliary communication passage, and the suction port. It is also known that the responsiveness of a variable displacement compressor is improved by quickly reducing the pressure in the control chamber at the time of start-up so as to discharge to the suction chamber of the compressor (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Although the fluid discharge function is excellent at the time of start-up, when the variable capacity compressor is continuously driven, the auxiliary communication passage is in communication and the refrigerant flows from the control port to the suction port. There is a concern that the amount of refrigerant circulating is large, and the operating efficiency of the variable capacity compressor may be lowered.
  • the present invention has been made with a focus on such problems, and it is an object of the present invention to provide a displacement control valve that has a fluid discharge function at the time of start-up and has good operational efficiency.
  • the displacement control valve of the present invention a valve housing having a discharge port through which the discharge fluid at the discharge pressure passes, a suction port through which the suction fluid at the suction pressure passes, and a control port through which the control fluid at the control pressure passes;
  • a displacement control valve comprising a main valve body driven by a solenoid and a main valve seat provided between the discharge port and the control port and contactable with the main valve body, the displacement control valve comprising: , a communication passage that communicates between the control port and the suction port; a CS valve body that opens and closes the communication passage; a pressure receiving body that has a restoring force and receives the suction pressure of the suction fluid;
  • the pressure-receiving body has a pressure-receiving surface in the Ps chamber into which the intake fluid is introduced, and the pressure-receiving surface and the CS valve body are interlocked.
  • the CS valve body moves in the opening direction of the communication passage in conjunction with the pressure receiving surface and acts on the pressure receiving surface.
  • the CS valve body moves in the closing direction of the communication passage in conjunction with the pressure receiving surface.
  • the displacement control valve when the displacement control valve is not energized or during duty control during normal control, it is possible to prevent fluid from leaking from the control port to the intake port, resulting in good operating efficiency.
  • the variable displacement compressor When the variable displacement compressor is started, the main valve is closed and the communication passage is opened by the CS valve body by energizing the solenoid to the maximum energization state, thereby communicating the control port and the suction port. Therefore, the fluid liquefied from the control chamber of the variable displacement compressor through the communication passage is discharged into the suction chamber of the variable displacement compressor in a short period of time. Therefore, it is possible to improve the responsiveness of the variable displacement compressor at the time of startup.
  • the communication path may be a through hole provided in the valve housing. According to this, the communication passage is opened and closed by the CS valve body without being affected by the movement of the main valve body that accompanies the opening and closing of the main valve.
  • the CS valve body may be connected to the pressure receiving body via an elastic member. According to this, the CS valve body is pressed in the closing direction of the communicating passage by the biasing force of the elastic member. Therefore, in duty control during normal control of the displacement control valve, it is easy to maintain the state in which the communication passage is closed by the CS valve body.
  • the elastic member may be a rod-shaped coil. According to this, the elastic member has elasticity in the opening/closing direction of the communication passage and has rigidity as a stem that cantilevers the CS valve body. Therefore, the bending of the elastic member is suppressed, and the axis of the CS valve body connected to the pressure receiving body and the communication passage are easily aligned.
  • An elastic body may be arranged between the pressure receiving surface and the valve housing to generate a force in a direction opposing the restoring force of the pressure receiving body. According to this, the elastic body cushions the sudden movement of the pressure receiving body when it is restored, thereby suppressing the influence on the operation of the main valve body and the CS valve body. In addition, since the force of the elastic body opposes the restoring force, the pressure receiving body is less likely to tilt when the pressure receiving body shrinks against the restoring force. As a result, the operation of the CS valve is stable when it is opened.
  • the main valve body, the pressure receiving body, and the CS valve body are arranged so that the pressure receiving body is pushed by the main valve body to open the communication passage when the main valve is closed.
  • the main valve body and the pressure receiving body may be capable of contacting and separating. According to this, when the main valve is closed, the CS valve body can move further in the opening direction of the communication passage in conjunction with the pressure receiving surface. Therefore, the communication passage is largely opened, and the fluid discharge function at the time of start-up of the variable displacement compressor can be enhanced.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a swash plate type variable displacement compressor incorporating a displacement control valve of Example 1 according to the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is fully opened and the communication passage is closed by the CS valve body when the displacement control valve of the first embodiment is in a non-energized state
  • 3 is an enlarged sectional view of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is fully opened and the communication path is opened by the CS valve body when the capacity control valve of the first embodiment is in a non-energized state; 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the main valve is closed and the communication passage is opened from the fully closed state by the CS valve body in the maximum energization state (during normal control) of the displacement control valve of the first embodiment; FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the main valve is closed and the communication passage is fully opened by the CS valve body in the maximum energization state (during start-up) of the capacity control valve of Embodiment 1; FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is fully opened and the opening degree of the CS valve is the smallest when the capacity control valve of the second embodiment according to the present invention is not energized;
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view of FIG. 7;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the main valve is fully opened and the CS valve is fully opened when the capacity control valve of the second embodiment is in a non-energized state;
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the main valve is closed and the opening of the CS valve is large in the maximum energization state (during normal control) of the capacity control valve of the second embodiment;
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the main valve is closed and the CS valve is fully opened in the maximum energization state (during start-up) of the capacity control valve of the second embodiment;
  • a displacement control valve according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the displacement control valve V of the present invention is incorporated in a variable displacement compressor M used in air conditioning systems of automobiles and the like.
  • the displacement control valve V variably controls the pressure of the working fluid (hereinafter simply referred to as “fluid”) that is the refrigerant in the variable displacement compressor M.
  • the displacement control valve V controls the discharge amount of the variable displacement compressor M to adjust the air conditioning system to a desired cooling capacity.
  • variable capacity compressor M As shown in FIG. 1, a variable displacement compressor M has a casing 1 with a discharge chamber 2, a suction chamber 3, a control chamber 4, and a plurality of cylinders 4a.
  • the variable displacement compressor M is provided with a communication passage (not shown) that directly communicates the control chamber 4 and the suction chamber 3 .
  • This communication passage is provided with a fixed orifice for balancing the pressures of the suction chamber 3 and the control chamber 4 .
  • variable capacity compressor M includes a rotating shaft 5, a swash plate 6, and a plurality of pistons 7.
  • the rotating shaft 5 is rotationally driven by an engine (not shown) installed outside the casing 1 .
  • the swash plate 6 is tiltably connected to the rotation shaft 5 by a hinge mechanism 8 in the control chamber 4 .
  • a plurality of pistons 7 are connected to the swash plate 6 and fitted in each cylinder 4a so as to reciprocate.
  • the pressure in the control chamber 4 of the variable capacity compressor M is appropriately controlled by using the control pressure Pc of the control chamber 4 thus obtained.
  • the inclination angle of the swash plate 6 changes continuously.
  • the stroke amount of the piston 7 changes accordingly, the amount of fluid discharged from the variable displacement compressor M is controlled.
  • the illustration of the displacement control valve V incorporated in the displacement variable compressor M is omitted in FIG.
  • the displacement control valve V is incorporated in the variable displacement compressor M.
  • the main valve 50 and the CS valve 52 in the capacity control valve V are controlled to be opened/closed by adjusting the current applied to the coil 86 that constitutes the solenoid 80 .
  • the fluid flowing into or out of the control chamber 4 is controlled.
  • the control pressure Pc in the control chamber 4 is variably controlled.
  • the main valve 50 is composed of a stepped portion 51a of the main valve body 51 and the main valve seat 10a.
  • the stepped portion 51 a is formed at the axial left end portion of the large diameter portion 51 b of the main valve body 51 .
  • the main valve seat 10a is formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10, more specifically, on the inner diameter side portion of the side end surface.
  • the main valve 50 opens and closes when the stepped portion 51a of the main valve body 51 contacts and separates from the main valve seat 10a.
  • the CS valve 52 is composed of a ball-shaped CS valve element 54 and a CS valve seat 153 .
  • the CS valve seat 153 is formed in a tapered shape inside the through hole 15 as a communication passage provided in the valve housing 10 .
  • the CS valve 52 opens and closes as the CS valve body 54 contacts and separates from the CS valve seat 153 .
  • the capacity control valve V is mainly composed of a valve housing 10, a main valve body 51, a CS valve body 54, a pressure receiving body 61, and a solenoid 80.
  • the valve housing 10 is made of metal material or resin material.
  • the main valve body 51 and the CS valve body 54 are arranged in the valve housing 10 so as to reciprocate in the axial direction.
  • the pressure receiving body 61 has a restoring force, and imparts an axially rightward biasing force to the main valve body 51 and the CS valve body 54 according to the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 into which the suction fluid is introduced.
  • a solenoid 80 is connected to the valve housing 10 and exerts a driving force on the main valve body 51 and the CS valve body 54 .
  • the solenoid 80 is mainly composed of a casing 81, a fixed iron core 82, a movable iron core 84, a coil spring 85 and a coil 86.
  • the casing 81 has an opening 81a that opens leftward in the axial direction.
  • the fixed iron core 82 is formed in a substantially cylindrical shape, is inserted into the opening 81 a of the casing 81 from the left in the axial direction, and is fixed to the inner diameter side of the casing 81 .
  • the movable iron core 84 is fixed to the axial right end of the main valve body 51 .
  • a coil spring 85 is provided between the fixed core 82 and the movable core 84 and biases the movable core 84 axially rightward.
  • An excitation coil 86 is wound around the fixed core 82 via a bobbin.
  • a recess 81b recessed to the right in the axial direction is formed on the inner diameter side of the left end of the casing 81 in the axial direction.
  • An axially right end portion of the valve housing 10 is fitted and fixed to the casing 81 in a substantially sealed manner with respect to the concave portion 81b.
  • the fixed core 82 is made of a rigid magnetic material such as iron or silicon steel.
  • the fixed core 82 has a cylindrical portion 82b and a flange portion 82d.
  • the cylindrical portion 82b is formed with an insertion hole 82c extending in the axial direction and through which the large diameter portion 51b of the main valve body 51 is inserted.
  • the flange portion 82d is annular and extends radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 82b at the axial left end.
  • the valve housing 10 is formed with a Pc port 13 as a control port, a Pd port 12 as a discharge port, and a Ps port 14 as a suction port in this order from the solenoid 80 side. ing.
  • the Pd port 12 communicates with the discharge chamber 2 in the variable displacement compressor M.
  • the Pc port 13 communicates with the control room 4 in the variable displacement compressor M.
  • the Ps port 14 communicates with the suction chamber 3 in the variable displacement compressor M.
  • valve housing 10 has a substantially cylindrical shape with a bottom by fitting the partition adjusting member 11 to the left end in the axial direction in a substantially sealed manner.
  • the partition adjusting member 11 can adjust the biasing forces of coil springs 53 and 63 as elastic members and a coil spring 71 as an elastic body, which will be described later. It has become.
  • a main valve body 51 and a CS valve body 54 are arranged so as to reciprocate in the axial direction.
  • a first valve chamber 20 , a second valve chamber 30 and a Ps chamber 40 are formed inside the valve housing 10 .
  • a Pd port 12, a Pc port 13, and a Ps port 14 communicate with the first valve chamber 20, the second valve chamber 30, and the Ps chamber 40, respectively.
  • the axially right end portion of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 is arranged in the first valve chamber 20, the axially right end portion of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 is arranged.
  • a stepped portion 51a is arranged at the axially left end portion of the large diameter portion 51b of the main valve body 51.
  • the axial left end portion of the small diameter portion 51c of the main valve body 51, the pressure receiving body 61, and the CS valve body 54 are arranged.
  • the outer peripheral surface of the axially right end portion of the small diameter portion 51c of the main valve body 51, the stepped portion 51a of the main valve body 51, and the guide surface 10c formed in the valve hole 10b of the valve housing 10 are located axially to the right of the guide surface 10c. and the axially left end surface of the fixed iron core 82 define the second valve chamber 30 .
  • the Ps chamber 40 is defined by the inner peripheral surface of the recess 10 d formed in the axial left end of the valve housing 10 and the inner peripheral surface of the partition adjusting member 11 .
  • a through hole 15 extending in the axial direction is formed between the bottom surface of the recess 10d formed at the axial left end and the bottom surface of the recess 10e formed at the axial right end. ing.
  • the through hole 15 is composed of a small diameter hole portion 151 and a large diameter hole portion 152 .
  • the small-diameter hole portion 151 has its axial right end open to the space formed between the bottom surface of the recess 10e and the axial left end surface of the fixed core 82 (see FIG. 2).
  • the space formed between the bottom surface of the concave portion 10 e in the valve housing 10 and the axially left end surface of the fixed iron core 82 forms part of the second valve chamber 30 . That is, the control fluid having the control pressure Pc is supplied from the control chamber 4 of the variable displacement compressor M into the small diameter hole portion 151 .
  • the large-diameter hole portion 152 extends continuously from the left end of the small-diameter hole portion 151 in the axial direction and has a larger diameter than the small-diameter hole portion 151 .
  • the large-diameter hole portion 152 is open to the Ps chamber 40 at its left end in the axial direction.
  • a tapered CS valve seat 153 is formed at the connecting portion between the axial left end of the small diameter hole portion 151 and the axial right end of the large diameter hole portion 152 of the through hole 15 .
  • the main valve body 51 is a stepped rod-shaped body composed of a large diameter portion 51b and a small diameter portion 51c.
  • the large-diameter portion 51b has a movable iron core 84 fixed to its right end in the axial direction, and a stepped portion 51a is formed in its left end in the axial direction.
  • the main valve body 51 also serves as a rod arranged to pass through the coil 86 of the solenoid 80 .
  • the small-diameter portion 51c is continuously provided on the left side of the large-diameter portion 51b in the axial direction and has a diameter smaller than that of the large-diameter portion 51b. Also, the small diameter portion 51c is arranged to pass through the valve hole 10b in the valve housing 10 .
  • a guide portion 51d having a diameter slightly smaller than that of the large-diameter portion 51b is formed at the approximate center in the axial direction of the small-diameter portion 51c.
  • a small gap is formed between the outer peripheral surface of the guide portion 51d of the main valve body 51 and the guide surface 10c formed in the valve hole 10b of the valve housing 10. 10c is slightly spaced radially.
  • This gap allows the main valve body 51 to slide relative to the valve housing 10 and move smoothly in the axial direction. Further, by forming an annular groove on the outer peripheral surface of the guide portion 51d, leakage of fluid from the first valve chamber 20 to the Ps chamber 40 is suppressed. Therefore, the discharge pressure Pd of the discharge fluid supplied from the discharge chamber 2 to the first valve chamber 20 via the Pd port 12 is maintained.
  • the pressure receiving body 61 is mainly composed of a bellows core 62 and a cap 70.
  • a coil spring 63 is incorporated in the bellows core 62 .
  • the cap 70 is disk-shaped and is provided at the right end of the bellows core 62 in the axial direction.
  • the coil spring 63 imparts an urging force that moves the cap 70 axially to the right. This urging force is also referred to as the restoring force of the pressure receiving body 61 .
  • the bellows core 62 is illustrated as one that does not substantially generate an elastic restoring force, it is not limited to this.
  • the coil spring 63 used together with the bellows core 62 has been exemplified as the member that generates the restoring force of the pressure receiving body 61, the member is not limited to this and may be, for example, a bellows core having elastic restoring force.
  • the axial left end of the bellows core 62 is fixed to the base member 64 .
  • the base member 64 is inserted into a recess 11a formed on the inner diameter side of the bottom of the partition adjusting member 11 in a substantially sealed manner.
  • the pressure receiving body 61 is arranged inside the Ps chamber 40 .
  • a pressure-receiving surface 70 a of the pressure-receiving body 61 is formed by a surface of the cap 70 on the right side in the axial direction.
  • a concave portion 70b is formed on the inner diameter side of the cap 70 so as to be concave to the left in the axial direction.
  • the axial left end portion of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 is inserted into the recess 70b so as to be relatively movable in the axial direction.
  • a coil spring 71 as an elastic body is arranged between the pressure receiving surface 70 a and the valve housing 10 .
  • the axial left end of a coil spring 71 that generates a force in a direction opposing the restoring force of the pressure receiving body 61 is fixed to the pressure receiving surface 70a at a position radially outward of the recess 70b.
  • the axial right end of the coil spring 71 is in contact with the bottom surface of the recess 10 d in the valve housing 10 .
  • the coil spring 71 is arranged concentrically on the outer diameter side of the axial left end of the small diameter portion 51 c of the main valve body 51 .
  • the coil spring 71 is a compression spring.
  • the coil spring 53 and the CS valve body 54 as elastic members are arranged between the pressure receiving surface 70 a and the tapered CS valve seat 153 .
  • the axial left end of the coil spring 53 that connects the pressure receiving body 61 and the CS valve body 54 is fixed to a position on the pressure receiving surface 70a on the outer diameter side of the recess 70b.
  • a ball-shaped CS valve body 54 is fixed to the axial right end of the coil spring 53 . That is, the coil spring 53 is fixed to the pressure receiving surface 70a in a cantilevered state.
  • the coil spring 53 may not be fixed to the pressure receiving surface 70a.
  • the CS valve body 54 may not be fixed to the axial right end of the coil spring 53 .
  • the axial left end of the coil spring 53 is arranged radially outward from the position where the axial left end of the coil spring 71 is fixed to the pressure receiving surface 70a. Also, the coil spring 53 is arranged so as to be axially aligned with the through hole 15 in the valve housing 10 .
  • the coil spring 53 is a compression spring with a very large spring constant, and has a much larger spring constant and a smaller diameter than the coil springs 63 and 71 .
  • the coil spring 53 is more rigid than the coil springs 63 and 71, and can be said to be a rod-shaped coil that is longer in the stretching direction than in the radial direction.
  • the CS valve body 54 and the CS valve seat 153 constitute the CS valve 52 that controls communication between the Pc port 13 and the Ps port 14 in the through hole 15.
  • the main valve body 51 when the solenoid 80 is not energized, the main valve body 51 is positioned on the right side in the axial direction. At this time, the stepped portion 51a of the main valve body 51 is separated from the main valve seat 10a, and the main valve 50 is fully opened.
  • the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 is low and the main valve body 51 is in the open position, the CS valve body 54 is seated on the CS valve seat 153 and the CS valve 52 is fully closed.
  • FIG. 4 shows a state in which the suction pressure Ps is higher than a predetermined value and the pressure receiving body 61 is completely contracted.
  • the pressure receiving body 61 is completely contracted, the axially left side surface of the concave portion 70 b of the cap 70 abuts the convex portion 64 a of the base member 64 inside the pressure receiving body 61 .
  • the solenoid 80 When the solenoid 80 is energized from the non-energized state shown in FIG. 3, the main valve body 51 moves leftward in the axial direction. At this time, the left axial end 51e of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 presses the cap 70 leftward in the axial direction, and the pressure receiving body 61 contracts.
  • the coil spring 53 moves to the left in the axial direction by the same amount as the movement amount of the pressure receiving body 61 and expands by the same amount.
  • the CS valve element 54 is biased by the coil spring 53 in the valve closing direction (indicated by the white arrow in FIG. 3), and the CS valve 52 is maintained closed.
  • the main valve 50 is slightly opened in the duty control of the displacement control valve V described later from the valve open position (see FIGS. 2 and 3) where the main valve 50 is fully opened. Within the stroke position (not shown) of the body 51, the fully closed state of the CS valve 52 is maintained.
  • the main valve body 51 moves to the valve closing position, the stepped portion 51a of the main valve body 51 is seated on the main valve seat 10a, The main valve 50 is fully closed.
  • the coil spring 53 moves further to the left in the axial direction and has its natural length.
  • the CS valve body 54 is separated from the CS valve seat 153 and the CS valve 52 is opened.
  • the displacement control valve V of this embodiment is configured such that the pressure receiving body 61 is pushed by the main valve body 51 and the CS valve 52 is opened by setting the solenoid 80 to the maximum energized state. , a pressure receiving body 61 and a CS valve body 54 are arranged.
  • the maximum energization state (during start-up) during energization will be described.
  • the discharge pressure Pd in the first valve chamber 20 and the control pressure Pc in the second valve chamber 30 are substantially the same, and the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 is 4, and the CS valve 52 is fully open as shown in FIG.
  • the main valve 50 of the displacement control valve V is fully closed. At this time, as shown in FIG. 6, the main valve body 51 strokes to the valve closing position.
  • the liquefied fluid in the control chamber 4 is discharged into the suction chamber 3 through the Pc port 13, the through hole 15, and the Ps port 14 in a short period of time.
  • the suction pressure Ps decreases as the displacement variable compressor M is driven, and the pressure receiving body 61 expands.
  • the bottom of the recessed portion 70b of the cap 70 comes into contact with the axial left end 51e of the small diameter portion 51c of the main valve body 51, resulting in the state shown in FIG. Therefore, the CS valve element 54 is not moved by the inertial force to close the CS valve 52, and the control pressure Pc is reliably and quickly lowered.
  • the displacement control valve V can enhance the responsiveness of the variable displacement compressor M at startup.
  • the main valve 50 is fully open and the CS valve 52 is fully closed. That is, the control fluid passing through the Pc port 13 does not flow into the Ps port 14. Therefore, the controllability of the variable displacement compressor M is high and the operation efficiency of the displacement control valve V is high when the variable displacement compressor M is restarted after a short time has passed since the variable displacement compressor M was stopped.
  • the duty control of the displacement control valve V adjusts the opening degree and opening time of the main valve 50 .
  • the capacity control valve V controls the flow rate of fluid from the Pd port 12 to the Pc port 13 .
  • the CS valve body 54 is pressed axially rightward by the biasing force of the coil spring 53 . Therefore, even when the main valve 50 is slightly opened in the duty control of the capacity control valve V, the CS valve 52 is kept fully closed. Therefore, fluid is prevented from leaking from the Pc port 13 to the Ps port 14 through the through-hole 15 in the stroke from the open position of the main valve element 51 to the stroke position immediately before the main valve 50 is closed. there is Therefore, the displacement control valve V can improve the control accuracy of the control pressure Pc in the variable displacement compressor M.
  • the displacement control valve V of this embodiment is set to the maximum energized state when energized, as shown in FIG. Therefore, the main valve 50 is fully closed, and the pressure receiving body 61 is pushed by the main valve body 51 to open the CS valve 52 .
  • control pressure Pc is lowered, and the control pressure Pc and the suction pressure Ps can be maintained at an equal pressure (same pressure). Therefore, the stroke of the piston 7 in the cylinder 4a of the control chamber 4 is stabilized.
  • the displacement control valve V allows the control chamber 4 to maintain the maximum displacement state, and the variable displacement compressor M can be operated efficiently.
  • the CS valve body 54 moves in conjunction with the pressure receiving surface 70a.
  • the pressure receiving surface 70a is moved in the opening direction of the through hole 15 and the force of the suction pressure Ps acting on the pressure receiving surface 70a becomes less than the restoring force of the pressure receiving body 61, the CS valve body 54 moves in conjunction with the pressure receiving surface 70a to move the CS valve body 54 out of the through hole 15. Move in the direction of occlusion.
  • the main valve 50 is opened and the through hole 15 is closed by the CS valve body 54 when the solenoid 80 of the displacement control valve V is not energized or when the displacement control valve V is normally controlled. Therefore, when the capacity control valve V is not energized or during normal control, it is possible to prevent fluid from leaking from the Pc port 13 to the Ps port 14, resulting in good operating efficiency. Further, when the variable capacity compressor M is started, the main valve 50 is closed and the through hole 15 is opened by the CS valve body 54 by setting the solenoid 80 to the maximum energized state, and the Pc port 13 and Ps port 14 are opened. is communicated with.
  • the fluid liquefied from the control chamber 4 of the variable displacement compressor M through the through hole 15 is discharged into the suction chamber 3 of the variable displacement compressor M in a short period of time. Therefore, it is possible to improve the responsiveness of the variable displacement compressor M when it is started.
  • a through hole 15 provided in the valve housing 10 is a communication passage that communicates between the Pc port 13 and the Ps port 14 .
  • the through hole 15 is opened and closed by the CS valve body 54 without being affected by the movement of the main valve body 51 that accompanies the opening and closing of the main valve 50 .
  • the CS valve body 54 is connected to the pressure receiving body 61 via the coil spring 53 .
  • the CS valve body 54 is pressed in the closing direction of the through hole 15 by the biasing force of the coil spring 53 . Therefore, during normal control of the displacement control valve V, the through hole 15 is easily maintained closed by the CS valve body 54 .
  • the coil spring 53 is a rod-shaped coil.
  • the coil spring 53 has elasticity in the opening/closing direction of the through-hole 15 , that is, in the opening/closing direction of the CS valve 52 , and has rigidity as a stem that cantilevers the CS valve body 54 . Therefore, the bending of the coil spring 53 is suppressed, and the axial centers of the CS valve body 54 connected to the pressure receiving body 61 and the through hole 15 are easily aligned. That is, the precision of the CS valve 52 can be improved.
  • the coil spring 53 to which the CS valve body 54 is fixed is a compression spring with a very large spring constant. This makes it easier for the CS valve body 54 to interlock with the pressure receiving surface 70a.
  • a coil spring 71 that opposes the restoring force of the pressure receiving body 61 is arranged between the pressure receiving surface 70 a and the valve housing 10 .
  • the coil spring 71 dampens the sudden movement of the pressure receiving body 61 during restoration, thereby suppressing the influence on the operations of the main valve body 51 and the CS valve body 54 .
  • one CS valve body 54 is provided to be connected to the pressure receiving surface 70a of the pressure receiving body 61 via the coil spring 53, and the coil spring 53 and the CS valve body 54 are connected to the pressure receiving surface 70a. It is a cantilevered configuration. As a result, the weight balance at the axial right end of the pressure receiving body 61 is uneven. Since the biasing force of the coil spring 71 opposes the restoring force of the pressure receiving body 61, when the pressure receiving body 61 moves leftward against the restoring force, that is, when the coil spring 63 contracts, the pressure receiving surface 70a It becomes difficult to tilt. As a result, the operation of the CS valve body 54 is stable when it is opened.
  • the displacement control valve V is configured such that when the main valve 50 is closed, the pressure receiving body 61 is pushed by the main valve body 51 and the through hole 15 is opened by the CS valve body 54, The pressure receiving body 61 and the CS valve body 54 are arranged. As a result, even if the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 is low and the pressure receiving body 61 does not contract due to the force of the suction pressure Ps acting on the pressure receiving surface 70a, the solenoid 80 in the displacement control valve V is brought into the maximum energized state.
  • the displacement control valve V can operate the variable displacement compressor M efficiently.
  • the displacement control valve V can improve the control accuracy of the control pressure Pc in the variable displacement compressor M.
  • the cap 70 that constitutes the main valve body 51 and the pressure receiving body 61 can be brought into contact with and separated from.
  • the CS valve body 54 can move further in the opening direction of the through-hole 15 in conjunction with the pressure receiving surface 70a while the main valve 50 is closed. Therefore, the through hole 15 is largely opened, and the fluid discharge function when the variable displacement compressor M is started can be enhanced.
  • the axial left end of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 is inserted into the recess 70b of the cap 70.
  • the inner peripheral surface of the concave portion 70 b of the cap 70 is guided by the outer peripheral surface of the small diameter portion 51 c of the main valve body 51 . Therefore, the pressure receiving body 61 expands and contracts smoothly due to the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 .
  • the valve housing 10 is A partition adjusting member 11 is fitted and fixed to the left end in the axial direction. With such a structure, the displacement control valve V can be easily assembled.
  • FIG. 7 a displacement control valve according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 7 to 11.
  • FIG. It should be noted that descriptions of configurations that are the same as those of the first embodiment will be omitted.
  • the second embodiment mainly differs from the first embodiment in that the CS valve does not reach zero opening when de-energized, and is in a slightly communicable state. A detailed description will be given below.
  • a through hole 215 is formed as a communication passage extending in the axial direction.
  • the through hole 215 is composed of a very small diameter hole portion 156, a small diameter hole portion 151, and a large diameter hole portion 152.
  • the extremely small diameter hole portion 156 extends continuously from the axial right end of the small diameter hole portion 151 and is formed to have a diameter smaller than that of the small diameter hole portion 151 . Further, the minimum diameter hole portion 156 has its axial right end open to the space formed between the bottom surface of the recess 10e and the axial left end surface of the fixed core 82 (see FIG. 8).
  • a stepped portion 156a is formed at the connecting portion between the axially left end of the minimal diameter hole portion 156 and the axially right end of the small diameter hole portion 151. As shown in FIG. That is, a stepped portion 156a is formed in the through hole 215 to the right of the CS valve seat 153 in the axial direction.
  • a coil spring 255 is inserted into the small-diameter hole portion 151 . Specifically, the axial right end of the coil spring 255 is in contact with the stepped portion 156a. A ball-shaped CS valve body 54 is fixed to the axial left end of the coil spring 255 . The axial right end of the coil spring 255 may be fixed to the stepped portion 156a. Also, the CS valve body 54 may not be fixed to the axial left end of the coil spring 255 .
  • the coil spring 255 is a compression spring, and has a smaller spring constant and a smaller diameter than the coil spring 253 as an elastic member.
  • the coil spring 255 applies an axially left biasing force to the CS valve body 54 .
  • the main valve body 51 when the solenoid 80 is not energized, the main valve body 51 is positioned on the right in the axial direction. At this time, the stepped portion 51a of the main valve body 51 is separated from the main valve seat 10a, and the main valve 50 is fully opened.
  • the CS valve body 54 When the suction pressure Ps in the Ps chamber 40 is low and the main valve body 51 is in the valve open position, the CS valve body 54 is close to the CS valve seat 153 and the CS valve 252 is at its smallest opening. At this time, the coil spring 255 is in the most contracted state, and the CS valve body 54 is slightly separated from the CS valve seat 153 .
  • the CS valve body 54 is brought close to the CS valve seat 153, so that the flow rate of the fluid flowing through the through hole 215 is throttled. becomes. If the CS valve body 54 is not seated on the CS valve seat 153 when the CS valve 252 is at its smallest opening, the coil spring 255 may have some compression.
  • FIG. 9 shows a state in which the suction pressure Ps is higher than a predetermined value and the pressure receiving body 61 is completely contracted.
  • the solenoid 80 When the solenoid 80 is energized from the non-energized state shown in FIG. 8, the main valve body 51 moves leftward in the axial direction. At this time, the left axial end 51e of the small diameter portion 51c of the main valve body 51 presses the cap 70 leftward in the axial direction, and the pressure receiving body 61 contracts.
  • the coil spring 253 moves leftward in the axial direction by the same amount as the movement amount of the pressure receiving body 61 . Also, the coil spring 255 extends from its most contracted state shown in FIG. As a result, the opening of the CS valve 252 gradually increases.
  • the main valve body 51 moves to the valve closing position, the stepped portion 51a of the main valve body 51 is seated on the main valve seat 10a, The main valve 50 is fully closed.
  • the coil spring 253 moves further to the left in the axial direction and expands.
  • the coil spring 255 also expands.
  • the CS valve body 54 is largely separated from the CS valve seat 153, and the CS valve 252 is fully opened.
  • the degree of opening of the CS valve 252 when fully opened is larger than the degree of opening of the CS valve 52 when fully opened in the first embodiment.
  • the main valve 50 of the displacement control valve V is fully closed. At this time, as shown in FIG. 11, the main valve body 51 strokes to the valve closing position.
  • the liquefied fluid in the control chamber 4 is discharged into the suction chamber 3 through the Pc port 13, the through hole 215, and the Ps port 14 in a short period of time.
  • the displacement control valve V can enhance the responsiveness of the variable displacement compressor M at startup.
  • the capacity control valve V of the second embodiment when the CS valve 252 is fully opened, the coil spring 253 is slightly contracted due to the biasing force of the coil spring 255 applied to the CS valve body 54. there is Therefore, compared to the capacity control valve V of the first embodiment, the flow rate of the fluid flowing through the through-hole 215 when the CS valve 252 is fully opened is increased, and the liquefied fluid is discharged in a shorter time.
  • set load of the coil spring 255 may be adjusted as appropriate according to the operational efficiency of the displacement control valve V and the requirements for the fluid discharge function.
  • the CS valve element 54 is close to the CS valve seat 153 and is slightly separated from the CS valve seat 153 when not energized.
  • the through hole 215 may be fully closed by adopting a small biasing force as the 255, and the CS valve body 54 is seated on the CS valve seat 153 when the displacement control valve V is not energized or during normal control.
  • the urging force of the coil spring 255 is used to enhance the fluid discharge function when the displacement control valve V is activated, and the Pc Fluid leakage from the port 13 to the Ps port 14 can be prevented, resulting in good operating efficiency.
  • Embodiments 1 and 2 it is not necessary to provide a communication passage and a fixed orifice that directly communicate the control chamber 4 and the suction chamber 3 in the variable displacement compressor M.
  • the communicating passages are configured as the through holes 15 and 215 provided in the valve housing 10, but the present invention is not limited to this, and the communicating passages include the control port and the suction port.
  • a groove formed in the outer peripheral surface of the valve housing or a member other than the valve housing may be used as long as it communicates with the valve housing.
  • the CS valves 52, 252 for opening and closing the through holes 15, 215 as communication paths are configured by the ball-shaped CS valve body 54.
  • the present invention is not limited to this.
  • the shape of the CS valve body may be freely configured.
  • the CS valve configured by the CS valve element is not limited to the poppet valve structure, and may be configured as a spool valve structure.
  • the pressure receiving body 61 is mainly composed of the bellows core 62 and the cap 70.
  • a diaphragm or the like may be used as long as it has a pressure receiving surface and is deformable in the opening/closing direction of the communication path.
  • the pressure receiving body 61 may not use a coil spring inside.
  • the elastic member connecting the CS valve body 54 and the pressure receiving body 61 is not limited to the coil springs 53 and 253, and may be made of rubber, for example, as long as it has elasticity in the opening/closing direction of the communicating passage and is suppressed in bending. may be the stem of
  • the elastic member that connects the CS valve element 54 and the pressure receiving element 61 is not limited to being directly fixed to the pressure receiving surface 70a of the pressure receiving element 61, but may be connected so that the CS valve element interlocks with the pressure receiving surface. If so, for example, the elastic member may be provided outside the outer periphery of the pressure-receiving surface of the pressure-receiving body.
  • the CS valve body may be directly fixed to the pressure receiving body without an elastic member.
  • the coil spring 71 arranged between the pressure receiving surface 70 a and the valve housing 10 may have its axial right end fixed to the bottom surface of the recess 10 d in the valve housing 10 . Further, if the pressure receiving body can stably operate, the coil spring 71 may not be provided.
  • the pressure receiving body 61 when the main valve 50 is closed, the pressure receiving body 61 is pushed by the main valve body 51 so that the through hole 15 is opened by the CS valve body 54,
  • the present invention is not limited to this, and the communication path may not be opened by the CS valve body when the main valve is closed.

Landscapes

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Abstract

起動時の流体排出機能を有しつつ運転効率が良い容量制御弁を提供する。　吐出ポート１２、吸入ポート１４および制御ポート１３が形成されたバルブハウジング１０と、ソレノイド８０により駆動される主弁体５１、および吐出ポート１２と制御ポート１３との間に設けられ主弁体５１が接触可能な主弁座１０ａにより構成される主弁５０と、を備える容量制御弁Ｖであって、制御ポート１３と吸入ポート１４との間を連通する連通路１５と、連通路１５を開閉するＣＳ弁体５４と、復元力を有するとともに吸入流体の吸入圧力Ｐｓを受ける受圧体６１と、を備え、受圧体６１は、受圧面７０ａが吸入流体Ｐｓの導入されるＰｓ室４０にあり、受圧面７０ａとＣＳ弁体５４が連動する。

Description

容量制御弁
　本発明は、作動流体の容量を可変制御する容量制御弁に関し、例えば、自動車の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機の吐出量を圧力に応じて制御する容量制御弁に関する。
　自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機は、エンジンにより回転駆動される回転軸、回転軸に対して傾斜角度を可変に連結された斜板、斜板に連結された圧縮用のピストン等を備え、斜板の傾斜角度を変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて流体の吐出量を制御するものである。この斜板の傾斜角度は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁を用いて、流体を吸入する吸入室の吸入圧力Ｐｓ、ピストンにより加圧された流体を吐出する吐出室の吐出圧力Ｐｄ、斜板を収容した制御室の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで連続的に変化させ得るようになっている。
　容量可変型圧縮機の連続駆動時において、容量制御弁は、制御コンピュータにより通電制御され、ソレノイドで発生する電磁力により弁体を軸方向に移動させ、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主弁を開閉して容量可変型圧縮機における制御室の制御圧力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、容量可変型圧縮機を最大容量で駆動する場合には、容量制御弁における主弁を閉塞して制御室の圧力を低くすることで、斜板の傾斜角度を最大とするようになっている。
　また、容量制御弁における制御ポートと吸入ポートとの間を連通させる補助連通路を形成し、起動時に容量可変型圧縮機における制御室の冷媒を制御ポート、補助連通路、吸入ポートを通して容量可変型圧縮機における吸入室へ排出するようにして、起動時に制御室の圧力を迅速に低下させることで、容量可変型圧縮機の応答性を向上させるものも知られている（特許文献１参照）。
特許第５１６７１２１号公報（第７頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１にあっては、起動時に流体排出機能に優れるものの、容量可変型圧縮機の連続駆動時において、補助連通路が連通しており制御ポートから吸入ポートに冷媒が流れ込むことから、冷媒循環量が多く、容量可変型圧縮機の運転効率が下がってしまう虞があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、起動時の流体排出機能を有しつつ運転効率が良い容量制御弁を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は、
　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポートおよび制御圧力の制御流体が通過する制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
　ソレノイドにより駆動される主弁体、および前記吐出ポートと前記制御ポートとの間に設けられ前記主弁体が接触可能な主弁座により構成される主弁と、を備える容量制御弁であって、
　前記制御ポートと前記吸入ポートとの間を連通する連通路と、
　前記連通路を開閉するＣＳ弁体と、
　復元力を有するとともに前記吸入流体の吸入圧力を受ける受圧体と、を備え、
　前記受圧体は、受圧面が前記吸入流体の導入されるＰｓ室にあり、前記受圧面と前記ＣＳ弁体が連動する。
　これによれば、受圧面に作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体の復元力を上回ったときには、受圧面と連動してＣＳ弁体が連通路の開放方向に移動し、また受圧面に作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体の復元力を下回ったときには、受圧面と連動してＣＳ弁体が連通路の閉塞方向に移動する。これにより、容量制御弁におけるソレノイドに通電されない非通電時や容量制御弁の通常制御時のデューティ制御においては、主弁は開放され、かつ連通路はＣＳ弁体により閉塞される。そのため、容量制御弁の非通電時や通常制御時のデューティ制御において、制御ポートから吸入ポートへの流体の漏れを防止することができ、運転効率が良い。また、容量可変型圧縮機の起動時には、ソレノイドを最大通電状態とすることにより、主弁は閉塞され、かつ連通路はＣＳ弁体により開放され、制御ポートと吸入ポートとが連通される。そのため、容量可変型圧縮機における制御室内から連通路を通して液化した流体は容量可変型圧縮機における吸入室内に短時間で排出される。よって、容量可変型圧縮機の起動時の応答性を高めることができる。
　前記連通路は、前記バルブハウジングに設けられた貫通孔であってもよい。
　これによれば、主弁の開閉に伴う主弁体の動きに影響されることなく、連通路はＣＳ弁体により開閉される。
　前記ＣＳ弁体は、弾性部材を介して前記受圧体と連結されていてもよい。
　これによれば、弾性部材の付勢力によりＣＳ弁体は連通路の閉塞方向に押圧される。そのため、容量制御弁の通常制御時のデューティ制御において、連通路がＣＳ弁体により閉塞された状態を維持しやすい。
　前記弾性部材は、棒状コイルであってもよい。
　これによれば、弾性部材が連通路の開閉方向に弾性を有し、かつＣＳ弁体を片持ちするステムとしての剛性を有する。そのため、弾性部材の撓みが抑制され、受圧体と連結されるＣＳ弁体と連通路は軸心が揃いやすい。
　前記受圧体の復元力に対抗する向きの力を生じさせる弾性体が前記受圧面と前記バルブハウジングとの間に配置されていてもよい。
　これによれば、弾性体が受圧体の復元時における急激な動きを緩衝することにより、主弁体やＣＳ弁体の動作への影響は抑制されている。また、弾性体の力が復元力に対抗していることから、受圧体が復元力に抗して縮む際に、受圧体は傾き難くなっている。これにより、ＣＳ弁は開放時の動作が安定している。
　前記主弁が閉塞したときに、前記受圧体が前記主弁体に押されて前記連通路が開放されるように、前記主弁体と、前記受圧体と、前記ＣＳ弁体が配置されていてもよい。
　これによれば、容量制御弁におけるソレノイドを最大通電状態とすることにより、受圧体が主弁体に押されて連通路が確実に開放される。そのため、容量制御弁は容量可変型圧縮機を効率良く運転できる。
　前記主弁体と前記受圧体が接離可能であってもよい。
　これによれば、主弁が閉塞した状態で、受圧面と連動してＣＳ弁体が連通路の開放方向にさらに移動できる。そのため、連通路は大きく開放され、容量可変型圧縮機の起動時における流体排出機能を高めることができる。
本発明に係る実施例１の容量制御弁が組み込まれる斜板式容量可変型圧縮機を示す概略構成図である。 実施例１の容量制御弁の非通電状態において主弁が全開状態に開放され、ＣＳ弁体により連通路が閉塞された様子を示す断面図である。 図２の拡大断面図である。 実施例１の容量制御弁の非通電状態において主弁が全開状態に開放され、ＣＳ弁体により連通路が開放された様子を示す断面図である。 実施例１の容量制御弁の最大通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁体により連通路が全閉状態から開放された様子を示す拡大断面図である。 実施例１の容量制御弁の最大通電状態（起動時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁体により連通路が全開状態に開放された様子を示す拡大断面図である。 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主弁が全開状態に開放され、ＣＳ弁の開度が最も小さい状態となった様子を示す断面図である。 図７の拡大断面図である。 実施例２の容量制御弁の非通電状態において主弁が全開状態に開放され、ＣＳ弁が全開された様子を示す断面図である。 実施例２の容量制御弁の最大通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁の開度が大きい状態となった様子を示す拡大断面図である。 実施例２の容量制御弁の最大通電状態（起動時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が全開された様子を示す拡大断面図である。
　本発明に係る容量制御弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る容量制御弁につき、図１から図６を参照して説明する。以下、図２の正面側から見て左右側を容量制御弁の左右側として説明する。
　本発明の容量制御弁Ｖは、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれている。容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍにおいて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。これにより、容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍの吐出量を制御し空調システムを所望の冷却能力となるように調整している。
　先ず、容量可変型圧縮機Ｍについて説明する。図１に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍは、吐出室２と、吸入室３と、制御室４と、複数のシリンダ４ａと、を備えるケーシング１を有している。尚、容量可変型圧縮機Ｍには、制御室４と吸入室３とを直接連通する図示しない連通路が設けられている。この連通路には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィスが設けられている。
　また、容量可変型圧縮機Ｍは、回転軸５と、斜板６と、複数のピストン７と、を備えている。回転軸５は、ケーシング１の外部に設置される図示しないエンジンにより回転駆動される。斜板６は、制御室４内において回転軸５に対してヒンジ機構８により傾斜可能に連結されている。複数のピストン７は、斜板６に連結され各々のシリンダ４ａ内において往復動自在に嵌合されている。容量制御弁Ｖを電磁力により開閉駆動することで、流体を吸入する吸入室３の吸入圧力Ｐｓ、ピストン７により加圧された流体を吐出する吐出室２の吐出圧力Ｐｄ、斜板６を収容した制御室４の制御圧力Ｐｃを利用して、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４内の圧力が適宜制御される。これにより、斜板６の傾斜角度は連続的に変化する。これに伴ってピストン７のストローク量が変化することにより、容量可変型圧縮機Ｍからの流体の吐出量は制御されている。尚、説明の便宜上、図１においては、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖの図示を省略している。
　具体的には、制御室４内の制御圧力Ｐｃが高圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は小さくなりピストン７のストローク量が減少する。また、制御圧力Ｐｃが一定以上の圧力となると、回転軸５に対して斜板６は略垂直状態、すなわち垂直よりわずかに傾斜した状態となる。このとき、ピストン７のストローク量は最小となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧は最小となる。これにより、吐出室２への流体の吐出量が減少し、空調システムの冷却能力は最小となる。一方で、制御室４内の制御圧力Ｐｃが低圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は大きくなりピストン７のストローク量が増加する。また、制御圧力Ｐｃが一定以下の圧力となると、回転軸５に対して斜板６は最大傾斜角度となる。このとき、ピストン７のストローク量は最大となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧は最大となる。これにより、吐出室２への流体の吐出量が増加し、空調システムの冷却能力は最大となる。
　図２に示されるように、容量制御弁Ｖは容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれている。ソレノイド８０を構成するコイル８６に通電する電流が調整されることで、容量制御弁Ｖにおける主弁５０、ＣＳ弁５２は開閉制御される。これにより、制御室４内に流入する、または制御室４から流出する流体は制御される。これを利用して制御室４内の制御圧力Ｐｃは可変制御される。
　本実施例において、主弁５０は、主弁体５１における段部５１ａと主弁座１０ａとにより構成されている。段部５１ａは、主弁体５１における大径部５１ｂの軸方向左端部に形成されている。主弁座１０ａは、バルブハウジング１０における内周面、詳しくは側端面の内径側部分に形成されている。主弁体５１における段部５１ａが主弁座１０ａに接離することで、主弁５０は開閉するようになっている。ＣＳ弁５２は、ボール状のＣＳ弁体５４とＣＳ弁座１５３とにより構成されている。ＣＳ弁座１５３は、バルブハウジング１０に設けられる連通路としての貫通孔１５内にテーパ状に形成されている。ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に接離することで、ＣＳ弁５２は開閉するようになっている。
　次いで、容量制御弁Ｖの構造について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、バルブハウジング１０と、主弁体５１と、ＣＳ弁体５４と、受圧体６１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、金属材料または樹脂材料により形成されている。主弁体５１、ＣＳ弁体５４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。受圧体６１は、復元力を有し、吸入流体が導入されるＰｓ室４０における吸入圧力Ｐｓに応じて、主弁体５１、ＣＳ弁体５４に軸方向右方への付勢力を付与する。ソレノイド８０は、バルブハウジング１０に接続され主弁体５１、ＣＳ弁体５４に駆動力を及ぼす。
　図２に示されるように、ソレノイド８０は、ケーシング８１と、固定鉄心８２と、可動鉄心８４と、コイルスプリング８５と、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。固定鉄心８２は、略円筒形状に形成されており、ケーシング８１における開口部８１ａに対して軸方向左方から挿入されケーシング８１の内径側に固定されている。可動鉄心８４は、主弁体５１における軸方向右端部に固着されている。コイルスプリング８５は、固定鉄心８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４を軸方向右方に付勢している。励磁用のコイル８６は、固定鉄心８２の外側にボビンを介して巻き付けられている。
　ケーシング８１の軸方向左端部における内径側には、軸方向右方に凹む凹部８１ｂが形成されている。ケーシング８１には、凹部８１ｂに対してバルブハウジング１０の軸方向右端部が略密封状に挿嵌・固定されている。
　固定鉄心８２は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成されている。固定鉄心８２は、円筒部８２ｂと、フランジ部８２ｄとを備えている。円筒部８２ｂは、軸方向に延び主弁体５１における大径部５１ｂ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における軸方向左端部の外周面から外径方向に延びている環状である。
　図２に示されるように、バルブハウジング１０には、ソレノイド８０側から順に、制御ポートとしてのＰｃポート１３と、吐出ポートとしてのＰｄポート１２と、吸入ポートとしてのＰｓポート１４と、が形成されている。Ｐｄポート１２は、容量可変型圧縮機Ｍにおける吐出室２と連通している。Ｐｃポート１３は、容量可変型圧縮機Ｍにおける制御室４と連通している。Ｐｓポート１４は、容量可変型圧縮機Ｍにおける吸入室３と連通している。
　また、バルブハウジング１０は、その軸方向左端部に仕切調整部材１１が略密封状に外嵌されることにより有底略円筒形状を成している。尚、バルブハウジング１０の軸方向における設置位置が調整されることで、仕切調整部材１１は、後述する弾性部材としてのコイルスプリング５３，６３、弾性体としてのコイルスプリング７１の付勢力を調整できるようになっている。
　バルブハウジング１０の内部には、主弁体５１、ＣＳ弁体５４が軸方向に往復動自在に配置されている。また、バルブハウジング１０の内部には、第１弁室２０と、第２弁室３０と、Ｐｓ室４０と、が形成されている。第１弁室２０と、第２弁室３０と、Ｐｓ室４０には、それぞれＰｄポート１２、Ｐｃポート１３、Ｐｓポート１４が連通されている。また、第１弁室２０には、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向右端部が配置されている。第２弁室３０には、主弁体５１における大径部５１ｂの軸方向左端部に形成される段部５１ａが配置されている。Ｐｓ室４０には、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端部、受圧体６１、ＣＳ弁体５４が配置されている。
　尚、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向右端部の外周面と、主弁体５１における段部５１ａと、バルブハウジング１０における弁孔１０ｂ内に形成されるガイド面１０ｃよりも軸方向右側の内周面と、固定鉄心８２の軸方向左側の端面とにより、第２弁室３０は画成されている。また、バルブハウジング１０の軸方向左端部に形成される凹部１０ｄの内周面と、仕切調整部材１１の内周面とにより、Ｐｓ室４０は画成されている。
　また、バルブハウジング１０の内部には、軸方向左端部に形成される凹部１０ｄの底面と、軸方向右端部に形成される凹部１０ｅの底面との間に軸方向に延びる貫通孔１５が形成されている。
　図３に示されるように、貫通孔１５は、小径孔部１５１と、大径孔部１５２と、から構成されている。小径孔部１５１は、軸方向右端が凹部１０ｅの底面と固定鉄心８２の軸方向左側の端面との間に形成される空間に開放している（図２参照）。尚、バルブハウジング１０における凹部１０ｅの底面と固定鉄心８２の軸方向左側の端面との間に形成される空間は、第２弁室３０の一部をなしている。すなわち、小径孔部１５１内には、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４から制御圧力Ｐｃの制御流体が供給されている。
　大径孔部１５２は、小径孔部１５１の軸方向左端から連続して延び小径孔部１５１よりも大径に形成されている。また、大径孔部１５２は、軸方向左端がＰｓ室４０に開放している。また、貫通孔１５の小径孔部１５１の軸方向左端と大径孔部１５２の軸方向右端との接続部分には、テーパ状のＣＳ弁座１５３が形成されている。
　図２に示されるように、主弁体５１は、大径部５１ｂと、小径部５１ｃと、から構成される段付きの棒状体である。大径部５１ｂは、軸方向右端部に可動鉄心８４が固着され、軸方向左端部には段部５１ａが形成されている。尚、主弁体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。
　小径部５１ｃは、大径部５１ｂの軸方向左側に連設され大径部５１ｂよりも小径に形成されている。また、小径部５１ｃは、バルブハウジング１０における弁孔１０ｂに対して貫通配置されている。また、小径部５１ｃにおける軸方向略中央部には、大径部５１ｂよりも僅かに小径のガイド部５１ｄが形成されている。尚、主弁体５１におけるガイド部５１ｄの外周面とバルブハウジング１０における弁孔１０ｂ内に形成されるガイド面１０ｃとの間には、微小な隙間が形成されており、これら外周面とガイド面１０ｃは径方向に僅かに離間している。この隙間により、主弁体５１は、バルブハウジング１０に対して摺動して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。また、ガイド部５１ｄの外周面に環状の溝を形成したことにより、第１弁室２０からＰｓ室４０への流体の漏れが抑制されている。そのため、吐出室２からＰｄポート１２を介して第１弁室２０に供給される吐出流体の吐出圧力Ｐｄが維持されている。
　図２に示されるように、受圧体６１は、ベローズコア６２と、キャップ７０と、から主に構成されている。ベローズコア６２にはコイルスプリング６３が内蔵されている。キャップ７０は円板状であり、ベローズコア６２における軸方向右端に設けられている。
　コイルスプリング６３は、キャップ７０を軸方向右方に移動させる付勢力を付与している。この付勢力を受圧体６１の復元力ともいう。尚、ベローズコア６２は実質的に弾性復元力を生じないものを例示しているが、これに限らない。また、受圧体６１の復元力を生じさせる部材はベローズコア６２とともに用いられるコイルスプリング６３を例示したが、これに限らず例えば弾性復元力を有するベローズコアであってもよい。
　ベローズコア６２における軸方向左端は、基部材６４に固定されている。基部材６４は、仕切調整部材１１における底部の内径側に形成される凹部１１ａに略密封状に挿入配置されている。
　また、受圧体６１は、Ｐｓ室４０内に配置されている。受圧体６１における受圧面７０ａは、キャップ７０における軸方向右側の面により構成されている。また、キャップ７０における内径側には、軸方向左方に凹む凹部７０ｂが形成されている。凹部７０ｂ内には、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端部が軸方向に相対移動可能に挿入配置されている。尚、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く受圧体６１が収縮しない状態においては、キャップ７０における凹部７０ｂの底部が主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端５１ｅに対して軸方向に当接している。
　また、弾性体としてのコイルスプリング７１は、受圧面７０ａとバルブハウジング１０との間に配置されている。詳しくは、受圧面７０ａにおいて、凹部７０ｂよりも外径側の位置には、受圧体６１の復元力に対抗する向きの力を生じさせるコイルスプリング７１における軸方向左端が固定されている。コイルスプリング７１における軸方向右端は、バルブハウジング１０における凹部１０ｄの底面に当接している。また、コイルスプリング７１は、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端部の外径側に同心状に配置されている。また、コイルスプリング７１は、圧縮バネである。
　さらに、弾性部材としてのコイルスプリング５３とＣＳ弁体５４は、受圧面７０ａとテーパ状のＣＳ弁座１５３との間に配置されている。詳しくは、受圧面７０ａにおいて、凹部７０ｂよりも外径側の位置には、受圧体６１とＣＳ弁体５４を連結するコイルスプリング５３における軸方向左端が固定されている。コイルスプリング５３における軸方向右端には、ボール状のＣＳ弁体５４が固着されている。すなわち、コイルスプリング５３は、受圧面７０ａに対して片持ちの状態で固定されている。尚、コイルスプリング５３は、受圧面７０ａに対して固定されていなくてもよい。また、ＣＳ弁体５４は、コイルスプリング５３における軸方向右端に固着されていなくてもよい。
　また、コイルスプリング５３における軸方向左端は、受圧面７０ａに対してコイルスプリング７１の軸方向左端が固定されている位置よりも外径側に配置されている。また、コイルスプリング５３は、バルブハウジング１０における貫通孔１５と軸心が揃うように配置されている。
　また、コイルスプリング５３は、バネ定数が非常に大きい圧縮バネであり、コイルスプリング６３，７１よりもバネ定数が非常に大きくかつ小径である。すなわち、コイルスプリング５３は、コイルスプリング６３，７１よりも剛性を有し、径方向よりも伸縮方向に長い棒状コイルともいえる。
　ここでＣＳ弁体５４とＣＳ弁座１５３は、貫通孔１５においてＰｃポート１３とＰｓポート１４との間の連通を制御するＣＳ弁５２を構成している。
　次いで、ＣＳ弁５２の開閉機構について説明する。図３および図５に示されるように、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く、受圧体６１における受圧面７０ａに作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体６１の復元力を下回ったときには、受圧面７０ａと連動してＣＳ弁体５４が閉弁方向である軸方向右方に移動する。尚、本実施例において、ＣＳ弁体５４に作用する吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃとの差圧による力は非常に小さいのでこの力はないものとして説明する。
　詳しくは、図３に示されるように、ソレノイド８０への非通電時においては、主弁体５１は軸方向右方に位置している。このとき、主弁体５１における段部５１ａが主弁座１０ａから離間し、主弁５０は全開となっている。Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く、主弁体５１が開弁位置にある状態では、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に着座し、ＣＳ弁５２が全閉となる。
　一方、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが高く、主弁体５１が開弁位置にある状態では、図４に示されるように、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から離間し、ＣＳ弁５２が開放する。尚、図４は、吸入圧力Ｐｓが所定値よりも高く、受圧体６１が完全に収縮した状態を示している。受圧体６１が完全に収縮した状態では、受圧体６１の内部でキャップ７０における凹部７０ｂの軸方向左側の面が基部材６４における凸部６４ａに当接している。
　図３に示される非通電状態からソレノイド８０が通電されると、主弁体５１は軸方向左方に移動する。このとき、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端５１ｅがキャップ７０を軸方向左方に押圧し、受圧体６１が収縮する。
　このとき、コイルスプリング５３は、受圧体６１の移動量と同じ量軸方向左方に移動するとともに、該同じ量伸びる。これにより、ＣＳ弁体５４には、コイルスプリング５３により閉弁方向に付勢力（図３において白矢印で図示）が作用し、ＣＳ弁５２は閉塞状態が維持されている。
　本実施例では、主弁５０が全開される主弁体５１の開弁位置（図２および図３参照）から後述する容量制御弁Ｖのデューティ制御において主弁５０が僅かに開放される主弁体５１のストローク位置（図示略）の範囲においては、ＣＳ弁５２の全閉状態が維持されるようになっている。
　次いで、図５に示されるように、ソレノイド８０を最大通電状態とすることにより、主弁体５１が閉弁位置まで移動し、主弁体５１における段部５１ａが主弁座１０ａに着座し、主弁５０は全閉となる。このとき、コイルスプリング５３は、さらに軸方向左方に移動し、かつ自然長となる。これにより、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から離間し、ＣＳ弁５２が開放する。
　このように、本実施例の容量制御弁Ｖは、ソレノイド８０を最大通電状態とすることにより受圧体６１が主弁体５１に押されてＣＳ弁５２が開放されるように、主弁体５１と、受圧体６１と、ＣＳ弁体５４が配置されている。
　次いで、容量制御弁Ｖの動作について、通電時の最大通電状態（起動時）、非通電時、通常制御時の順に説明する。
　先ず、通電時における最大通電状態（起動時）について説明する。容量可変型圧縮機Ｍを使用せずに長時間放置した後、第１弁室２０における吐出圧力Ｐｄと第２弁室３０における制御圧力Ｐｃが略同圧、かつＰｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが高くなっており、図４に示されるようにＣＳ弁５２は全開されている。
　容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに容量制御弁Ｖにおけるソレノイド８０に通電することにより、容量制御弁Ｖでは主弁５０が全閉される。このとき、図６に示されるように、主弁体５１が閉弁位置までストロークする。
　これにより、制御室４内の液化した流体は、Ｐｃポート１３、貫通孔１５、Ｐｓポート１４を通して吸入室３内に短時間で排出される。
　このとき、主弁体５１が閉弁位置となっているので、容量可変型圧縮機Ｍの駆動に伴い吸入圧力Ｐｓが低くなって、受圧体６１が伸張する。これにより、キャップ７０における凹部７０ｂの底部が主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端５１ｅに当接し、図５に示される状態となる。そのため、慣性力によってＣＳ弁体５４が移動して、ＣＳ弁５２を閉めることがなく、制御圧力Ｐｃは確実かつ迅速に低くなる。
　よって、容量制御弁Ｖは、起動時における容量可変型圧縮機Ｍの応答性を高めることができる。
　次に、非通電時について説明する。非通電かつ吸入圧力Ｐｓが低い時においては、図３に示されるように、主弁体５１およびＣＳ弁体５４は、受圧体６１の付勢力により軸方向右方へと押圧されている。また、ＣＳ弁体５４は、コイルスプリング５３の付勢力によっても軸方向右方へと押圧されている。
　そのため、主弁５０は全開となり、ＣＳ弁５２は全閉となっている。すなわち、Ｐｃポート１３を通過する制御流体はＰｓポート１４に流入することがない。そのため、容量可変型圧縮機Ｍを停止して短い時間経過後の再起動時における容量可変型圧縮機Ｍの制御性が高く、また容量制御弁Ｖの運転効率が高い。
　次に、通常制御時について説明する。通常制御時においては、容量制御弁Ｖのデューティ制御により、主弁５０の開度や開放時間は調整される。これにより、容量制御弁Ｖは、Ｐｄポート１２からＰｃポート１３への流体の流量を制御している。
　ＣＳ弁体５４はコイルスプリング５３の付勢力により軸方向右方へと押圧される。そのため、容量制御弁Ｖのデューティ制御において主弁５０が僅かに開いた際にも、ＣＳ弁５２は全閉された状態が維持される。このことから、主弁体５１の開弁位置から主弁５０が閉塞する直前のストローク位置までのストロークにおいて、貫通孔１５を通したＰｃポート１３からＰｓポート１４への流体の漏れが防止されている。そのため、容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍにおける制御圧力Ｐｃの制御精度を高めることができる。
　尚、主弁体５１が軸方向左方に移動し、受圧体６１が押されて僅かに収縮した状態においては、ＣＳ弁体５４に対する受圧体６１の付勢力が弱まり、ＣＳ弁体５４からＣＳ弁座１５３に軸方向右方に作用する力は非常に小さくなっている。
　尚、本実施例の容量制御弁Ｖは、制御室４が最大容量の状態においては、図５に示されるように、通電時における最大通電状態とすることにより、主弁体５１が閉弁位置となるため、主弁５０が全閉されるとともに、受圧体６１が主弁体５１に押されてＣＳ弁５２が開放される。
　これにより、制御圧力Ｐｃが低くなって制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを均圧（同圧）に維持することができる。そのため、制御室４のシリンダ４ａ内におけるピストン７のストロークは安定する。
　よって、容量制御弁Ｖは、制御室４が最大容量の状態を維持させ、容量可変型圧縮機Ｍを効率良く運転できる。
　以上説明したように、本発明の容量制御弁Ｖは、受圧面７０ａに作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体６１の復元力を上回ったときには、受圧面７０ａと連動してＣＳ弁体５４が貫通孔１５の開放方向に移動し、また受圧面７０ａに作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体６１の復元力を下回ったときには、受圧面７０ａと連動してＣＳ弁体５４が貫通孔１５の閉塞方向に移動する。これにより、容量制御弁Ｖにおけるソレノイド８０に通電されない非通電時や容量制御弁Ｖの通常制御時には、主弁５０は開放され、かつ貫通孔１５はＣＳ弁体５４により閉塞される。そのため、容量制御弁Ｖの非通電時や通常制御時において、Ｐｃポート１３からＰｓポート１４への流体の漏れを防止することができ、運転効率が良い。また、容量可変型圧縮機Ｍの起動時には、ソレノイド８０を最大通電状態とすることにより、主弁５０は閉塞され、かつ貫通孔１５はＣＳ弁体５４により開放され、Ｐｃポート１３とＰｓポート１４とが連通される。そのため、容量可変型圧縮機Ｍにおける制御室４内から貫通孔１５を通して液化した流体は、容量可変型圧縮機Ｍにおける吸入室３内に短時間で排出される。よって、容量可変型圧縮機Ｍの起動時の応答性を高めることができる。
　また、Ｐｃポート１３とＰｓポート１４との間を連通する連通路は、バルブハウジング１０に設けられた貫通孔１５である。これにより、主弁５０の開閉に伴う主弁体５１の動きに影響されることなく、貫通孔１５はＣＳ弁体５４により開閉される。
　また、ＣＳ弁体５４は、コイルスプリング５３を介して受圧体６１と連結されている。これにより、コイルスプリング５３の付勢力によりＣＳ弁体５４は貫通孔１５の閉塞方向に押圧される。そのため、容量制御弁Ｖの通常制御時において、貫通孔１５がＣＳ弁体５４により閉塞された状態を維持しやすい。
　また、コイルスプリング５３は、棒状コイルである。これにより、コイルスプリング５３が貫通孔１５の開閉方向、すなわちＣＳ弁５２の開閉方向に弾性を有し、かつＣＳ弁体５４を片持ちするステムとしての剛性を有する。そのため、コイルスプリング５３の撓みが抑制され、受圧体６１と連結されるＣＳ弁体５４と貫通孔１５は軸心が揃いやすい。すなわち、ＣＳ弁５２の精度を高めることができる。また、ＣＳ弁体５４が固着されるコイルスプリング５３は、バネ定数が非常に大きい圧縮バネである。これにより、ＣＳ弁体５４が受圧面７０ａと連動しやすくなる。
　また、受圧体６１の復元力に対抗するコイルスプリング７１が受圧面７０ａとバルブハウジング１０との間に配置されている。これにより、コイルスプリング７１が受圧体６１の復元時における急激な動きを緩衝することにより、主弁体５１やＣＳ弁体５４の動作への影響は抑制されている。
　また、本実施例では、受圧体６１における受圧面７０ａにコイルスプリング５３を介して連結されるＣＳ弁体５４が１つ設けられ、かつ受圧面７０ａに対してコイルスプリング５３およびＣＳ弁体５４が片持ちされた構成である。このことから、受圧体６１における軸方向右端部における重量バランスに偏りが生じる。コイルスプリング７１の付勢力が受圧体６１の復元力に対抗していることにより、受圧体６１が復元力に抗して左方に移動する際すなわちコイルスプリング６３が縮む際に、受圧面７０ａが傾き難くなっている。これにより、ＣＳ弁体５４は開放時の動作が安定している。
　また、容量制御弁Ｖは、主弁５０が閉塞したときに、受圧体６１が主弁体５１に押されて貫通孔１５がＣＳ弁体５４により開放されるように、主弁体５１と、受圧体６１と、ＣＳ弁体５４の配置が構成されている。これにより、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く、受圧面７０ａに作用する吸入圧力Ｐｓによる力により受圧体６１が収縮しない状態であっても、容量制御弁Ｖにおけるソレノイド８０を最大通電状態とすることにより、受圧体６１が主弁体５１に軸方向左方に押されて、受圧面７０ａと連動するＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から離間し、貫通孔１５が確実に開放される。そのため、容量制御弁Ｖは容量可変型圧縮機Ｍを効率良く運転できる。
　また、受圧体６１の伸縮量とＣＳ弁５２の開閉が連動することによって、主弁５０とＣＳ弁５２が同時に開放する制御域を発生させない。そのため、容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍにおける制御圧力Ｐｃの制御精度を高めることができる。
　また、主弁体５１と受圧体６１を構成するキャップ７０が接離可能である。これにより、主弁５０が閉塞した状態で、受圧面７０ａと連動してＣＳ弁体５４が貫通孔１５の開放方向にさらに移動できる。そのため、貫通孔１５は大きく開放され、容量可変型圧縮機Ｍの起動時における流体排出機能を高めることができる。
　また、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端部は、キャップ７０における凹部７０ｂ内に挿入配置されている。これにより、キャップ７０における凹部７０ｂの内周面が主弁体５１における小径部５１ｃの外周面によりガイドされる。そのため、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓによる受圧体６１の伸縮動作がスムーズに行われる。
　また、容量制御弁Ｖにおいては、バルブハウジング１０の軸方向左側からＰｓ室４０にコイルスプリング７１、コイルスプリング５３およびＣＳ弁体５４が固着された受圧体６１が挿入された後、バルブハウジング１０の軸方向左端部に仕切調整部材１１が外嵌されて固定される。このような構造であるため、容量制御弁Ｖの組み立てが簡単である。
　次に、実施例２に係る容量制御弁につき、図７から図１１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。本実施例２は、非通電時にＣＳ弁が開度ゼロとならず、わずかに連通可能状態となる点が前記実施例１とは主に異なっている。以下詳しく説明する。
　図７に示されるように、本実施例２のバルブハウジング１０の内部には、軸方向左端部に形成される凹部１０ｄの底面と、軸方向右端部に形成される凹部１０ｅの底面との間に軸方向に延びる連通路としての貫通孔２１５が形成されている。
　図８に示されるように、貫通孔２１５は、極小径孔部１５６と、小径孔部１５１と、大径孔部１５２と、から構成されている。
　極小径孔部１５６は、小径孔部１５１の軸方向右端から連続して延び小径孔部１５１よりも小径に形成されている。また、極小径孔部１５６は、軸方向右端が凹部１０ｅの底面と固定鉄心８２の軸方向左側の端面との間に形成される空間に開放している（図８参照）。
　また、貫通孔２１５内には、極小径孔部１５６の軸方向左端と小径孔部１５１の軸方向右端との接続部分には、段部１５６ａが形成されている。すなわち、貫通孔２１５内には、ＣＳ弁座１５３よりも軸方向右方に段部１５６ａが形成されている。
　小径孔部１５１には、コイルスプリング２５５が挿入配置されている。詳しくは、コイルスプリング２５５における軸方向右端は、段部１５６ａに当接している。コイルスプリング２５５における軸方向左端には、ボール状のＣＳ弁体５４が固着されている。尚、コイルスプリング２５５における軸方向右端は、段部１５６ａに対して固定されていてもよい。また、ＣＳ弁体５４は、コイルスプリング２５５における軸方向左端に固着されていなくてもよい。
　また、コイルスプリング２５５は、圧縮バネであり、弾性部材としてのコイルスプリング２５３よりもバネ定数が小さくかつ小径である。また、コイルスプリング２５５は、ＣＳ弁体５４に軸方向左方への付勢力を付与する。
　次いで、ＣＳ弁２５２の開閉機構について説明する。図８および図１０に示されるように、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く、受圧体６１における受圧面７０ａに作用する吸入圧力Ｐｓによる力が受圧体６１の復元力を下回ったときには、受圧面７０ａと連動してＣＳ弁体５４が閉弁方向である軸方向右方に移動する。
　詳しくは、図８に示されるように、ソレノイド８０への非通電時においては、主弁体５１は軸方向右方に位置している。このとき、主弁体５１における段部５１ａが主弁座１０ａから離間し、主弁５０は全開となっている。Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが低く、主弁体５１が開弁位置にある状態では、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に近接し、ＣＳ弁２５２が最も開度が小さい状態となる。このとき、コイルスプリング２５５は、最も収縮した状態となっており、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から僅かに離間している。
　このように、本実施例２のＣＳ弁２５２の開度が最も小さい状態においては、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に近接することにより、貫通孔２１５を流れる流体の流量が絞られた状態となる。尚、ＣＳ弁２５２の開度が最も小さい状態において、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に着座しなければ、コイルスプリング２５５に縮み代が残されていてもよい。
　一方、Ｐｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが高く、主弁体５１が開弁位置にある状態では、図９に示されるように、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から大きく離間し、ＣＳ弁２５２の開度が大きくなる。尚、図９は、吸入圧力Ｐｓが所定値よりも高く、受圧体６１が完全に収縮した状態を示している。
　図８に示される非通電状態からソレノイド８０が通電されると、主弁体５１は軸方向左方に移動する。このとき、主弁体５１における小径部５１ｃの軸方向左端５１ｅがキャップ７０を軸方向左方に押圧し、受圧体６１が収縮する。
　このとき、コイルスプリング２５３は、受圧体６１の移動量と同じ量軸方向左方に移動する。また、コイルスプリング２５５は、図８に示される最も収縮した状態から伸長する。これにより、ＣＳ弁２５２は徐々に開度が大きくなる。
　次いで、図１０に示されるように、ソレノイド８０を最大通電状態とすることにより、主弁体５１が閉弁位置まで移動し、主弁体５１における段部５１ａが主弁座１０ａに着座し、主弁５０は全閉となる。このとき、コイルスプリング２５３は、さらに軸方向左方に移動し、かつ伸長する。同時に、コイルスプリング２５５も伸長する。これにより、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３から大きく離間し、ＣＳ弁２５２が全開となる。コイルスプリング２５５を設けることによって、全開時におけるＣＳ弁２５２の開度は、前記実施例１の全開時におけるＣＳ弁５２の開度よりも大きくなっている。
　次いで、容量制御弁Ｖの動作について、通電時の最大通電状態（起動時）を説明する。尚、非通電時、通常制御時については、前記実施例１と略同一動作であるため、説明を省略する。
　通電時における最大通電状態（起動時）について説明する。容量可変型圧縮機Ｍを使用せずに長時間放置した後、第１弁室２０における吐出圧力Ｐｄと第２弁室３０における制御圧力Ｐｃが略同圧、かつＰｓ室４０における吸入圧力Ｐｓが高くなっており、図９に示されるようにＣＳ弁２５２は全開されている。
　容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに容量制御弁Ｖにおけるソレノイド８０に通電することにより、容量制御弁Ｖでは主弁５０が全閉される。このとき、図１１に示されるように、主弁体５１が閉弁位置までストロークする。
　これにより、制御室４内の液化した流体は、Ｐｃポート１３、貫通孔２１５、Ｐｓポート１４を通して吸入室３内に短時間で排出される。
　よって、容量制御弁Ｖは、起動時における容量可変型圧縮機Ｍの応答性を高めることができる。
　また、本実施例２の容量制御弁Ｖは、ＣＳ弁２５２の全開時において、ＣＳ弁体５４にコイルスプリング２５５の付勢力が付与されることによりコイルスプリング２５３が僅かに収縮した状態となっている。そのため、前記実施例１の容量制御弁Ｖと比べて、ＣＳ弁２５２の全開時における貫通孔２１５を流れる流体の流量が多くなるため、液化した流体がより短時間で排出される。
　また、ＣＳ弁体５４は、コイルスプリング２５３，２５５により軸方向両側から挟持されているため、ＣＳ弁体５４の動作を安定させることができる。
　尚、コイルスプリング２５５のセット荷重は、容量制御弁Ｖの運転効率と流体排出機能の要求によって適宜調整されてよい。
　また、本実施例２のＣＳ弁２５２においては、非通電時に、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に近接し、僅かに離間している形態について説明したが、これに限らず、例えばコイルスプリング２５５として付勢力が小さいものを採用し、容量制御弁Ｖの非通電時や通常制御時において、ＣＳ弁体５４がＣＳ弁座１５３に着座して貫通孔２１５が全閉されてもよい。これによれば、上述したように、コイルスプリング２５５の付勢力を利用して容量制御弁Ｖの起動時において流体排出機能を高めつつ、容量制御弁Ｖの非通電時や通常制御時において、Ｐｃポート１３からＰｓポート１４への流体の漏れを防止することができ、運転効率が良い。
　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１，２では、容量可変型圧縮機Ｍにおける制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路および固定オリフィスは設けなくてもよい。
　また、前記実施例１，２では、連通路は、バルブハウジング１０に設けられる貫通孔１５，２１５として構成されている形態について説明したが、これに限らず、連通路は、制御ポートと吸入ポートとの間を連通するものであれば、例えばバルブハウジングの外周面に形成される溝や、バルブハウジング以外の部材により構成されてもよい。
　また、前記実施例１，２では、ボール状のＣＳ弁体５４により、連通路としての貫通孔１５，２１５を開閉するＣＳ弁５２，２５２が構成されている形態について説明したが、これに限らず、ＣＳ弁体の形状は自由に構成されてよい。また、ＣＳ弁体により構成されるＣＳ弁は、ポペット弁構造に限らず、スプール弁構造として構成されてもよい。
　また、前記実施例１，２では、受圧体６１は、ベローズコア６２と、キャップ７０と、から主に構成されている形態について説明したが、これに限らず、受圧体は、Ｐｓ室４０に受圧面を有して連通路の開閉方向に変形可能なものであれば、例えばダイアフラム等により構成されてもよい。
　また、受圧体６１は、内部にコイルスプリングを使用しないものであってもよい。
　また、ＣＳ弁体５４と受圧体６１を連結する弾性部材は、コイルスプリング５３，２５３に限らず、連通路の開閉方向に弾性を有し、撓みが抑制されたものであれば、例えばゴム製のステムであってもよい。
　また、ＣＳ弁体５４と受圧体６１を連結する弾性部材は、受圧体６１の受圧面７０ａに直接固定されるものに限らず、ＣＳ弁体が受圧面と連動するように連結されるものであれば、例えば弾性部材が受圧体における受圧面の外周よりも外側の位置に設けられていてもよい。
　また、ＣＳ弁体は、弾性部材を介さずに受圧体に直接固定されていてもよい。
　また、受圧面７０ａとバルブハウジング１０との間に配置されるコイルスプリング７１は、コイルスプリング７１における軸方向右端がバルブハウジング１０における凹部１０ｄの底面に固定されていてもよい。また、受圧体が安定して動作可能であれば、コイルスプリング７１は設けなくてもよい。
　また、前記実施例１では、主弁５０が閉塞したときに、受圧体６１が主弁体５１に押されて貫通孔１５がＣＳ弁体５４により開放されるように、主弁体５１と、受圧体６１と、ＣＳ弁体５４の配置が構成されている形態について説明したが、これに限らず、主弁が閉塞したときに、連通路がＣＳ弁体により開放されなくてもよい。
１　　　　　　　　ケーシング
２　　　　　　　　吐出室
３　　　　　　　　吸入室
４　　　　　　　　制御室
１０　　　　　　　バルブハウジング
１０ａ　　　　　　主弁座
１１　　　　　　　仕切調整部材
１２　　　　　　　Ｐｄポート（吐出ポート）
１３　　　　　　　Ｐｃポート（制御ポート）
１４　　　　　　　Ｐｓポート（吸入ポート）
１５　　　　　　　貫通孔（連通路）
２０　　　　　　　第１弁室
３０　　　　　　　第２弁室
４０　　　　　　　Ｐｓ室
５０　　　　　　　主弁
５１　　　　　　　主弁体
５１ａ　　　　　　段部
５２　　　　　　　ＣＳ弁
５３　　　　　　　コイルスプリング（弾性部材）
５４　　　　　　　ＣＳ弁体
６１　　　　　　　受圧体
６２　　　　　　　ベローズコア
６３　　　　　　　コイルスプリング
６４　　　　　　　基部材
７０　　　　　　　キャップ
７０ａ　　　　　　受圧面
７１　　　　　　　コイルスプリング（弾性体）
８０　　　　　　　ソレノイド
１５１　　　　　　小径孔部
１５２　　　　　　大径孔部
１５３　　　　　　ＣＳ弁座
１５６　　　　　　極小径孔部
１５６ａ　　　　　段部
２１５　　　　　　貫通孔（連通路）
２５２　　　　　　ＣＳ弁
２５３　　　　　　コイルスプリング（弾性部材）
２５５　　　　　　コイルスプリング
Ｐｃ　　　　　　　制御圧力
Ｐｄ　　　　　　　吐出圧力
Ｐｓ　　　　　　　吸入圧力
Ｖ　　　　　　　　容量制御弁

Claims (7)

  1. 　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポートおよび制御圧力の制御流体が通過する制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
    　ソレノイドにより駆動される主弁体、および前記吐出ポートと前記制御ポートとの間に設けられ前記主弁体が接触可能な主弁座により構成される主弁と、を備える容量制御弁であって、
    　前記制御ポートと前記吸入ポートとの間を連通する連通路と、
    　前記連通路を開閉するＣＳ弁体と、
    　復元力を有するとともに前記吸入流体の吸入圧力を受ける受圧体と、を備え、
    　前記受圧体は、受圧面が前記吸入流体の導入されるＰｓ室にあり、前記受圧面と前記ＣＳ弁体が連動する容量制御弁。
  2. 　前記連通路は、前記バルブハウジングに設けられた貫通孔である請求項１に記載の容量制御弁。
  3. 　前記ＣＳ弁体は、弾性部材を介して前記受圧体と連結されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
  4. 　前記弾性部材は、棒状コイルである請求項３に記載の容量制御弁。
  5. 　前記受圧体の復元力に対抗する向きの力を生じさせる弾性体が前記受圧面と前記バルブハウジングとの間に配置されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
  6. 　前記主弁が閉塞したときに、前記受圧体が前記主弁体に押されて前記連通路が開放されるように、前記主弁体と、前記受圧体と、前記ＣＳ弁体が配置されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
  7. 　前記主弁体と前記受圧体が接離可能である請求項１または２に記載の容量制御弁。
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WO2020013169A1 (ja) * 2018-07-13 2020-01-16 イーグル工業株式会社 容量制御弁

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