特許 7438643 容量制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(54)【発明の名称】容量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F04B 27/18 20060101AFI20240219BHJP

【ＦＩ】

F04B27/18 B

F04B27/18 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021512306

(86)(22)【出願日】2020-04-02

(86)【国際出願番号】 JP2020015181

(87)【国際公開番号】W WO2020204136

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-10-20

(31)【優先権主張番号】P 2019071635

(32)【優先日】2019-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】葉山 真弘

(72)【発明者】

【氏名】福留 康平

(72)【発明者】

【氏名】江島 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 渉

(72)【発明者】

【氏名】白藤 啓吾

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００２３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ２７／１８

Ｆ１６Ｋ １１／１０

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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ロッドと、
主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、
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には、前記主弁の開放により前記吐出ポートから前記制御ポートに向かって流れる流体の動圧により制御されるＣＳ弁が設けられており、
前記ＣＳ弁は、円筒状のＣＳ弁体と、前記ＣＳ弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、を有している容量制御弁。

【請求項2】

前記制御ポートは、常時前記主弁と連通可能状態となっている請求項１に記載の容量制御弁。

【請求項3】

前記ＣＳ弁体は、径方向に延びる受け面を有する請求項１または２に記載の容量制御弁。

【請求項4】

前記ＣＳ弁体は、ＣＳ弁座と接離する端面部を有し、前記ＣＳ弁の開弁方向に付勢されたときに前記端面部の軸方向反対側の端面部が前記バルブハウジングの内面に当接する請求項３に記載の容量制御弁。

【請求項5】

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ロッドと、
主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、
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には、前記主弁の開放により前記吐出ポートから前記制御ポートに向かって流れる流体の動圧により制御されるＣＳ弁が設けられており、
前記ＣＳ弁は、吸入圧力と制御圧力との差圧弁を兼ねている容量制御弁。

【請求項6】

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ロッドと、
主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、
前記吸入圧力により開閉する圧力駆動弁と、
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には、前記主弁の開放により前記吐出ポートから前記制御ポートに向かって流れる流体の動圧により制御されるＣＳ弁が設けられており、
前記主弁体には、前記圧力駆動弁の開閉により前記制御ポートと前記吸入ポートとを連通させることが可能な中間連通路が形成されている容量制御弁。

【請求項7】

前記バルブハウジングには、前記圧力駆動弁により開閉される流路を構成する前記吸入ポートとは異なる吸入ポートが設けられている請求項６に記載の容量制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

容量可変型圧縮機の連続駆動時（以下、単に「連続駆動時」と表記することもある）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主弁体を軸方向に移動させ、主弁を開閉して制御室の制御圧力Ｐｃを調整する通常制御を行っている。

【0004】

容量制御弁の通常制御時においては、容量可変型圧縮機における制御室の圧力が適宜制御されており、回転軸に対する斜板の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて吐出室に対する流体の吐出量を制御し、空調システムが所望の冷却能力となるように調整している。

【0005】

このような容量可変型圧縮機は、容量可変型圧縮機が停止した後、長時間停止状態に放置されると、吸入圧力Ｐｓ、吐出圧力Ｐｄおよび制御圧力Ｐｃが均圧となり、制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓは連続駆動時における制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓよりもはるかに高い状態となり、制御室内の流体の一部で液化が起こることがある。この状態から容量可変型圧縮機の起動する際には、制御圧力Ｐｃは連続駆動時よりもはるかに高い状態にあるとともに、液化した流体により制御室が最大容量となり難いため、吐出量を目標値に制御するまでに長い時間を要していた。このことから、容量可変型圧縮機の起動時に、容量可変型圧縮機の制御室内から液化した流体を短時間で排出するようにした容量制御弁がある。

【0006】

特許文献１に示される容量制御弁は、主弁座である第１弁座が形成される第１弁室と容量可変型圧縮機の吐出室とを連通する吐出ポートである第１連通路と、第２弁座が形成される第２弁室と容量可変型圧縮機の吸入室とを連通する吸入ポートである第２連通路と、第１弁室を基準として第２弁室と軸方向反対側に形成された感圧室である第３弁室と容量可変型圧縮機の制御室とを連通する制御ポートである第３連通路と、を備えるバルブハウジングと、第１弁室にて第１弁座と接離し吐出室と制御室との連通を開閉する第１弁部と、第２弁室にて第２弁座と接離し制御室と吸入室との連通を開閉する第２弁部とを一体的に有し、その往復動により互いに逆向きの開閉動作を行う主弁体と、第２弁室と第３弁室とを連通させる中間連通路と、第３弁室内に配置され周囲の流体圧に応じて主弁体に主弁の開弁方向への付勢力を付与する感圧体と、感圧体の伸縮方向の自由端に主弁体に一体に設けられる感圧弁座と接離し第３弁室と中間連通路との連通を開閉する環状のシール面を有するアダプタと、主弁体に駆動力を及ぼすソレノイドと、を備えている。

【0007】

容量可変型圧縮機の起動時に、容量制御弁のソレノイドに通電され主弁体が軸方向に移動すると、第１弁部が主弁を閉塞すると同時に第２弁部が第２弁を開放する。さらに、連続駆動時よりもはるかに高い状態にある制御圧力Ｐｃおよび吸入圧力Ｐｓにより感圧体が収縮し、感圧弁を開放することで、中間連通路によってバルブハウジング内に第３弁室から第２弁室にかけて連通する流路が形成される。また、容量可変型圧縮機の起動に伴って吸入室の吸入圧力Ｐｓは低下するため、制御室の高圧状態にある液化した流体が吸入室との圧力差により移動し、バルブハウジング内に形成された流路を通って短時間で排出される。さらに、主弁体に中間連通路と第３弁室とを連通する補助連通路を設けることで、容量可変型圧縮機の起動時に制御室の流体を吸入室に排出させやすくなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特許第５１６７１２１号公報（段落００５２、第４図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１にあっては、補助連通路を設けることで吸入ポートである第２連通路と制御ポートである第３連通路とは常時連通されており、容量制御弁の通常制御時において、主弁を開放した際に、主弁を通って第３弁室に流れる流体の一部は、補助連通路、中間連通路、第２連通路を通って、吸入室に排出されるため、制御圧力Ｐｃの制御性およびエネルギー効率が悪いと言う問題があった。

【0010】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、通常制御時の制御精度が高く、かつエネルギー効率に優れる容量制御弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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ロッドと、
主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、
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には、前記主弁の開放により前記吐出ポートから前記制御ポートに向かって流れる流体の動圧により制御されるＣＳ弁が設けられている。
これによれば、容量可変型圧縮機の起動後の通常運転時において、主弁を開放した際には、ＣＳ弁は主弁を通って制御ポートに向かって流れる吐出流体の動圧によって制御され、制御圧力の制御流体が吸入ポートから排出されないので、通常制御時の制御精度が高くかつエネルギー効率に優れる。

【0012】

前記制御ポートは、常時前記主弁と連通可能状態となっていてもよい。
これによれば、非通電時に主弁が開放された際に吐出ポートと制御ポートが連通状態となるため、吐出室と制御室とを確実に連通させることができる。

【0013】

前記ＣＳ弁は、円筒状のＣＳ弁体と、前記ＣＳ弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、を有していてもよい。
これによれば、ＣＳ弁を有する容量制御弁をコンパクトに構成することができる。加えて、主弁が閉塞されている際に、制御圧力と吸入圧力を同圧に維持することができるため、最大容量の状態を維持して運転効率を高めることができる。

【0014】

前記ＣＳ弁体は、径方向に延びる受け面を有するものであってよい。
これによれば、受け面は吐出流体の流れ方向に交差するので、主弁の開放時に制御ポートに向かって流れる吐出流体によって動圧を生じさせやすい。

【0015】

前記ＣＳ弁体は、ＣＳ弁座と接離する端面部を有し、前記ＣＳ弁の開弁方向に付勢されたときに前記端面部の軸方向反対側の端面部が前記バルブハウジングの内面に当接するものであってもよい。
これによれば、ＣＳ弁の最大開口面積をバルブハウジングの内面へのＣＳ弁体の当接により設定することができるため、ＣＳ弁の構造を単純化できる。

【0016】

前記ＣＳ弁は、吸入圧力と制御圧力との差圧弁を兼ねていてもよい。
これによれば、主弁の開放時に、ＣＳ弁は吐出流体の流れにより生じる動圧に加えて差圧が作用するので、確実に動作する。

【0017】

前記吸入圧力により開閉する圧力駆動弁を備え、
前記主弁体には、前記圧力駆動弁の開閉により前記制御ポートと前記吸入ポートとを連通させることが可能な中間連通路が形成されてもよい。
これによれば、吸入圧力が高いときに圧力駆動弁が開放し、制御ポートは中間連通路を介して吸入ポートに連通しているので、起動時に迅速に制御室の液冷媒を吸入室に排出させることができる。これにより容量可変型圧縮機の起動時の応答性に優れる。

【0018】

前記バルブハウジングには、前記圧力駆動弁により開閉される流路を構成し前記吸入ポートとは異なる吸入ポートが設けられていてもよい。
これによれば、圧力駆動弁により開閉される流路を構成する吸入ポートと、ＣＳ弁により開閉される流路を構成する吸入ポートとが個別に設けられることにより、バルブハウジングの構造を単純化できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】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。

【図2】実施例１の容量制御弁の通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。

【図3】実施例１の容量制御弁の通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が開放された様子を示す図２の拡大断面図である。

【図4】実施例１の容量制御弁の非通電状態において主弁が開放され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。

【図5】本発明に係る実施例２の容量制御弁の通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が開放された様子を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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】

【0021】

実施例１に係る容量制御弁につき、図１から図４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。

【0022】

本発明の容量制御弁Ｖは、自動車等の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれ、冷媒である作動流体（以下、単に「流体」と表記する）の圧力を可変制御することにより、容量可変型圧縮機Ｍの吐出量を制御し空調システムを所望の冷却能力となるように調整している。

【0023】

先ず、容量可変型圧縮機Ｍについて説明する。図１に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍは、吐出室２と、吸入室３と、制御室４と、複数のシリンダ４ａと、を備えるケーシング１を有している。尚、容量可変型圧縮機Ｍには、制御室４と吸入室３とを直接連通する図示しない連通路が設けられており、この連通路には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィスが設けられている。

【0024】

また、容量可変型圧縮機Ｍは、ケーシング１の外部に設置される図示しないエンジンにより回転駆動される回転軸５と、制御室４内において回転軸５に対してヒンジ機構８により偏心状態で連結される斜板６と、斜板６に連結され各々のシリンダ４ａ内において往復動自在に嵌合された複数のピストン７と、を備え、電磁力により開閉駆動される容量制御弁Ｖを用いて、流体を吸入する吸入室３の吸入圧力Ｐｓ、ピストン７により加圧された流体を吐出する吐出室２の吐出圧力Ｐｄ、斜板６を収容した制御室４の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室４内の圧力を適宜制御することで斜板６の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストン７のストローク量を変化させて流体の吐出量を制御している。尚、説明の便宜上、図１においては、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖの図示を省略している。

【0025】

具体的には、制御室４内の制御圧力Ｐｃが高圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は小さくなりピストン７のストローク量が減少するが、一定以上の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が略垂直状態、すなわち垂直よりわずかに傾斜した状態となる。このとき、ピストン７のストローク量は最小となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最小となることで、吐出室２への流体の吐出量が減少し、空調システムの冷却能力は最小となる。一方で、制御室４内の制御圧力Ｐｃが低圧であるほど、回転軸５に対する斜板６の傾斜角度は大きくなりピストン７のストローク量が増加するが、一定以下の圧力となると、回転軸５に対して斜板６が最大傾斜角度となる。このとき、ピストン７のストローク量は最大となり、ピストン７によるシリンダ４ａ内の流体に対する加圧が最大となることで、吐出室２への流体の吐出量が増加し、空調システムの冷却能力は最大となる。

【0026】

図２に示されるように、容量可変型圧縮機Ｍに組み込まれる容量制御弁Ｖは、ソレノイド８０を構成するコイル８６に通電する電流を調整し、容量制御弁Ｖにおける主弁５０の開閉制御を行うとともに、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓにより感圧体６１を動作させて圧力駆動弁としての感圧弁５４の開閉制御を行い、制御室４内に流入する、または制御室４から流出する流体を制御することで制御室４内の制御圧力Ｐｃを可変制御している。尚、中間連通路５５は、主弁体としての主副弁体５１と感圧弁部材５２の内部に形成される中空孔が接続されることにより軸方向に亘って貫通しており、液冷媒排出用の流路を構成している。詳しくは、容量可変型圧縮機Ｍが停止状態で長時間放置されることにより制御室４で高圧となった流体が液化することがあるが、容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに容量制御弁Ｖを通電状態とすることにより、主弁５０が閉塞されるとともに副弁５３が開放され、さらに中間連通路５５における高い吸入圧力Ｐｓにより、感圧体６１が収縮して感圧弁５４が開弁されることにより、制御室４の液冷媒を中間連通路５５を介して吸入室３に短時間で排出できるようになっている。

【0027】

本実施例において、主弁５０は、主副弁体５１とバルブハウジング１０の内周面に形成された主弁座１０ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａに接離することで、主弁５０が開閉するようになっている。副弁５３は、主副弁体５１とセンタポスト８２の開口端面である軸方向左端面の内径側に形成される副弁座８２ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向右端５１ｂが副弁座８２ａに接離することで、副弁５３が開閉するようになっている。感圧弁５４は、感圧体６１を構成するキャップ７０と感圧弁部材５２の軸方向左端に形成される感圧弁座５２ａとにより構成されており、キャップ７０の軸方向右端の外径側に形成されるシール面７０ａが感圧弁座５２ａに接離することで、感圧弁５４が開閉するようになっている。

【0028】

次いで、容量制御弁Ｖの構造について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、金属材料または樹脂材料により形成されたバルブハウジング１０と、バルブハウジング１０内に軸方向に往復動自在に配置された主副弁体５１、感圧弁部材５２、ＣＳ弁体５７と、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓに応じて主副弁体５１、感圧弁部材５２に軸方向右方への付勢力を付与する感圧体６１と、バルブハウジング１０に接続され主副弁体５１、感圧弁部材５２に駆動力を及ぼすソレノイド８０と、から主に構成されている。また、容量制御弁Ｖは、ＣＳ弁体５７を備え、主弁５０の開弁時において主弁５０を通って流れる流体の動圧によりＣＳ弁５６（図３および図４参照）を閉塞させることができる。

【0029】

本実施例において、ＣＳ弁５６は、ＣＳ弁体５７とバルブハウジング１０に取り付けられる仕切調整部材１１の軸方向右端面に形成されるＣＳ弁座１１ａ（図３および図４参照）とにより構成されており、ＣＳ弁体５７の軸方向左端に形成される端面部５７ａがＣＳ弁座１１ａに接離することで、ＣＳ弁５６が開閉するようになっている。

【0030】

図２に示されるように、ソレノイド８０は、軸方向左方に開放する開口部８１ａを有するケーシング８１と、ケーシング８１の開口部８１ａに対して軸方向左方から挿入されケーシング８１の内径側に固定される略円筒形状のセンタポスト８２と、センタポスト８２に挿通され軸方向に往復動自在、かつその軸方向左端部が主副弁体５１に挿嵌・固定されるロッドとしての駆動ロッド８３と、駆動ロッド８３の軸方向右端部が挿嵌・固定される可動鉄心８４と、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を主弁５０の開弁方向である軸方向右方に付勢するコイルスプリング８５と、センタポスト８２の外側にボビンを介して巻き付けられた励磁用のコイル８６と、から主に構成されている。

【0031】

ケーシング８１には、軸方向左端の内径側が軸方向右方に凹む凹部８１ｂが形成されており、この凹部８１ｂに対してバルブハウジング１０の軸方向右端部が略密封状に挿嵌・固定されている。

【0032】

センタポスト８２は、鉄やケイ素鋼等の磁性材料である剛体から形成され、軸方向に延び駆動ロッド８３が挿通される挿通孔８２ｃが形成される円筒部８２ｂと、円筒部８２ｂの軸方向左端部の外周面から外径方向に延びる環状のフランジ部８２ｄとを備え、センタポスト８２の開口端面の内径側、すなわち円筒部８２ｂの軸方向左端面には副弁座８２ａが形成されている。

【0033】

また、センタポスト８２は、フランジ部８２ｄの軸方向右端面をケーシング８１の凹部８１ｂの底面に軸方向左方から当接させた状態で、ケーシング８１の凹部８１ｂに対して挿嵌・固定されるバルブハウジング１０の軸方向右端の内径側において軸方向左方に凹む凹部１０ｂに対して略密封状に挿嵌・固定されている。

【0034】

図２に示されるように、バルブハウジング１０には、容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２と連通する吐出ポートとしてのＰｄポート１２と、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と連通する制御ポートとしてのＰｃポート１３と、容量可変型圧縮機Ｍの吸入室３と連通する吸入ポートとしての第１Ｐｓポート１４と、Ｐｄポート１２の軸方向右方に隣接し容量可変型圧縮機Ｍの吸入室３と連通する第２Ｐｓポート１５と、が形成されている。

【0035】

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が略密封状に圧入されることにより有底略円筒形状を成している。尚、仕切調整部材１１は、バルブハウジング１０の軸方向における設置位置を調整することで、感圧体６１の付勢力および後述するＣＳ弁５６のコイルスプリング５８の付勢力を調整できるようになっている。

【0036】

バルブハウジング１０の内部には、Ｐｄポート１２と連通され主副弁体５１の軸方向左端５１ａ側が配置される第１弁室２０と、第２Ｐｓポート１５と連通され主副弁体５１の背圧側、すなわち軸方向右端５１ｂ側が配置される第２弁室３０と、Ｐｃポート１３および第１Ｐｓポート１４と連通されＣＳ弁体５７および感圧体６１が配置される感圧室６０と、が形成されている。

【0037】

また、バルブハウジング１０の内部には、主副弁体５１およびこの主副弁体５１に挿嵌・固定された感圧弁部材５２が軸方向に往復動自在に配置され、バルブハウジング１０の内周面には、軸方向右端部に主副弁体５１の外周面が略密封状態で摺接可能な小径のガイド孔１０ｃが形成されている。さらに、バルブハウジング１０の内部において、第１弁室２０と第２弁室３０は、主副弁体５１の外周面とガイド孔１０ｃの内周面により仕切られている。尚、ガイド孔１０ｃの内周面と主副弁体５１の外周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、主副弁体５１は、バルブハウジング１０に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。

【0038】

また、バルブハウジング１０の内部には、感圧室６０内にＣＳ弁体５７が軸方向に往復動自在に配置され、バルブハウジング１０の内周面には、軸方向左端部にＣＳ弁体５７の外周面が略密封状態で摺動可能な小径のガイド孔１０ｄが形成されている。

【0039】

図２に示されるように、主副弁体５１は、略円筒形状に構成され、その軸方向左端部には、段付き円筒形状かつ側面視略砲台形状に構成される別体の感圧弁部材５２が略密封状に挿嵌・固定されるとともに、その軸方向右端部には、駆動ロッド８３が略密封状に挿嵌・固定されており、これらは共に軸方向に移動可能となっている。

【0040】

また、主副弁体５１の外周面に形成されるシール部としての環状の溝５１ｃのラビリンス効果により、第１弁室２０から第２弁室３０への流体の漏れを抑制することができるため、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。

【0041】

図３および図４に示されるように、感圧弁部材５２は、感圧弁座５２ａが形成される大径部５２ｂと、大径部５２ｂの軸方向右側において大径部５２ｂよりも小径に形成される中径部５２ｃと、中径部５２ｃの軸方向右側において中径部５２ｃよりも小径に形成され略円筒形状に構成される主副弁体５１が略密封状に外嵌される小径部５２ｄと、から段付き略円筒形状に構成されている。

【0042】

図２に示されるように、感圧体６１は、コイルスプリング６３が内蔵されるベローズコア６２と、ベローズコア６２の軸方向右端に設けられる円板状のキャップ７０と、から主に構成され、ベローズコア６２の軸方向左端は、仕切調整部材１１に固定されている。

【0043】

また、感圧体６１は、感圧室６０内に配置されており、コイルスプリング６３とベローズコア６２によりキャップ７０を軸方向右方に移動させる付勢力によりキャップ７０のシール面７０ａを感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａに着座させるようになっている。また、キャップ７０は、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓに応じてキャップ７０を軸方向左方に移動させる力が付与されるようになっている。

【0044】

図３および図４に示されるように、ＣＳ弁体５７は、略円筒形状に構成されており、感圧室６０内において感圧体６１の外径側に同心状に配置されている。また、ＣＳ弁体５７の軸方向左端部に形成される取付部５７ｃには、スプリングとしてのコイルスプリング５８が内嵌され、コイルスプリング５８の軸方向左端は、仕切調整部材１１の軸方向右端面に当接し、コイルスプリング５８の軸方向右端は、取付部５７ｃの軸方向右端の径方向に延びる側面５７ｇに当接している。

【0045】

詳しくは、ＣＳ弁体５７は、略円筒形状の基部５７ｂと、基部５７ｂの軸方向左端部に形成され内径側が環状に切り欠かれた形状の取付部５７ｃと、基部５７ｂの軸方向右端部に形成され径方向に貫通する貫通孔５７ｄと、貫通孔５７ｄの軸方向右側において基部５７ｂの内周面から内径方向に突出する環状凸部５７ｅと、を有し、取付部５７ｃに内嵌されるコイルスプリング５８によりＣＳ弁５６の開弁方向である軸方向右方に付勢されている。尚、貫通孔５７ｄは、バルブハウジング１０に形成されるＰｃポート１３と略同開口面積であり、かつ軸方向位置が対応するように配置されている。

【0046】

また、ＣＳ弁体５７には、取付部５７ｃの軸方向左端に仕切調整部材１１の軸方向右端面に形成されるＣＳ弁座１１ａと接離する端面部５７ａが形成されている。さらに、端面部５７ａの軸方向反対側、すなわち基部５７ｂの軸方向右端には、ＣＳ弁５６の開弁時においてバルブハウジング１０における感圧室６０の内面に当接可能な端面部５７ｆが形成されている。

【0047】

また、ＣＳ弁体５７の環状凸部５７ｅは、バルブハウジング１０におけるＰｄポート１２とＰｃポート１３との間の位置に形成され、その軸方向右端面が径方向に延びる受け面５７ｈを形成している。尚、環状凸部５７ｅの内径は、感圧弁部材５２の大径部５２ｂの外径よりも小さく、中径部５２ｃの外径よりも大きく形成されている。

【0048】

また、容量制御弁Ｖは、バルブハウジング１０の軸方向左端から感圧室６０に感圧体６１とＣＳ弁体５７およびコイルスプリング５８を挿入した後、仕切調整部材１１を圧入して固定する構造であるため、組み立てが簡単である。

【0049】

次いで、容量制御弁Ｖの動作、主に主弁５０およびＣＳ弁５６の開閉動作について説明する。

【0050】

先ず、容量制御弁Ｖの通電状態について説明する。図２および図３に示されるように、容量制御弁Ｖは、通電状態（すなわち通常制御時、いわゆるデューティ制御時）において、ソレノイド８０に電流が印加されることにより発生する電磁力により可動鉄心８４がセンタポスト８２側、すなわち軸方向左側に引き寄せられ、可動鉄心８４に固定された駆動ロッド８３、主副弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向左方へ共に移動し、感圧体６１が軸方向左方に押圧されて収縮することにより、主副弁体５１の軸方向右端５１ｂが副弁座８２ａから離間して副弁５３が開放するとともに、主副弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａに着座し、主弁５０が閉塞されている。

【0051】

また、容量制御弁Ｖは、通電状態において、ＣＳ弁体５７は、コイルスプリング５８により軸方向右方に付勢され、ＣＳ弁体５７の端面部５７ａが仕切調整部材１１のＣＳ弁座１１ａから離間し、ＣＳ弁５６が開放されている。

【0052】

次に、容量制御弁Ｖの非通電状態について説明する。図４に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、可動鉄心８４がコイルスプリング８５の付勢力やコイルスプリング６３とベローズコア６２の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、駆動ロッド８３、主副弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向右方へ移動し、主副弁体５１の軸方向右端５１ｂが副弁座８２ａに着座するとともに、主副弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａから離間し、主弁５０が開放されている。

【0053】

このように、容量制御弁Ｖの非通電状態において、容量可変型圧縮機Ｍの吐出室２内の流体は、主弁５０が開放されることで、吐出室２から容量制御弁Ｖを経由して制御室４に流入していく。これは、吐出圧力Ｐｄが制御圧力Ｐｃより高い圧力であるためである。

【0054】

また、容量制御弁Ｖの非通電状態において、ＣＳ弁体５７は、主弁５０を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体の流れ（図４において実線の矢印で図示）を受け面５７ｈが受けることにより生じる動圧により、軸方向左方へと押圧されることで、ＣＳ弁体５７の端面部５７ａが仕切調整部材１１のＣＳ弁座１１ａに着座し、ＣＳ弁５６が閉塞されている。尚、ＣＳ弁５６は、ＣＳ弁体５７の端面部５７ａと仕切調整部材１１のＣＳ弁座１１ａとの間を完全に閉塞するものに限らず、Ｐｃポート１３から第１Ｐｓポート１４に向かう流体の流れを絞るように構成されるものであってもよい。

【0055】

また、説明の便宜上、図示を省略するが、容量制御弁Ｖの非通電状態に限らず、容量制御弁Ｖの通常制御時における中間制御域において主弁５０が僅かに開放された状態においても、主弁５０を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体の動圧によってＣＳ弁５６が閉塞されるように構成されていてもよい。

【0056】

これによれば、本実施例の容量制御弁Ｖは、容量可変型圧縮機Ｍの起動後の通常運転時において、主弁５０を開放した際には、ＣＳ弁５６は主弁５０を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体の動圧によって、コイルスプリング５８の付勢力に抗してＣＳ弁体５７を軸方向左方へ移動させる力（図４において白矢印で図示）が作用し、ＣＳ弁５６が閉塞されることとなり、感圧室６０内から制御圧力Ｐｃの制御流体が第１Ｐｓポート１４から排出されないので、通常制御時の制御圧力Ｐｃの制御精度が高くかつエネルギー効率に優れる。

【0057】

また、Ｐｃポート１３は、ＣＳ弁体５７に設けられる貫通孔５７ｄにより常時主弁５０と連通可能状態となっており、容量制御弁Ｖの非通電状態において、主弁５０が開放された際にＰｄポート１２とＰｃポート１３が連通状態となるため、吐出室２と制御室４とを確実に連通させることができる。

【0058】

また、ＣＳ弁５６は、略円筒状のＣＳ弁体５７と、ＣＳ弁体５７を開弁方向に付勢するコイルスプリング５８と、から構成されているため、ＣＳ弁５６を有する容量制御弁Ｖをコンパクトに構成することができる。

【0059】

加えて、図３に示されるように、主弁５０が閉塞されている際に、ＣＳ弁５６が開放されることにより、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを同圧に維持することができるため、制御室４が最大容量の状態を維持して運転効率を高めることができる。また、容量制御弁Ｖ側で吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させることができるため、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や固定オリフィスを排除することができる。

【0060】

また、ＣＳ弁体５７は、吐出流体の流れ方向に交差するように径方向に延びる受け面５７ｈを有しているため、主弁５０の開放時に主弁５０を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体によって動圧を生じさせやすい。

【0061】

また、ＣＳ弁体５７は、環状凸部５７ｅの内径が段付き円筒形状の感圧弁部材５２の大径部５２ｂの外径よりも小さく、中径部５２ｃの外径よりも大きく形成されることにより、受け面５７ｈの面積を大きくしながら、環状凸部５７ｅの内周面と感圧弁部材５２の中径部５２ｃの外周面との間を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体の流路断面積を十分に確保することができる。

【0062】

また、ＣＳ弁体５７は、仕切調整部材１１のＣＳ弁座１１ａと接離する端面部５７ａを有し、ＣＳ弁５６の開弁方向に付勢されたときに端面部５７ａの軸方向反対側の端面部５７ｆがバルブハウジング１０の内面に当接することにより、ＣＳ弁５６の最大開口面積をバルブハウジング１０の内面へのＣＳ弁体５７の当接により設定することができるため、ＣＳ弁５６の構造を単純化できる。

【0063】

また、ＣＳ弁体５７は、その外周面をバルブハウジング１０のガイド孔１０ｄの内周面にガイドされることにより、ＣＳ弁５６の開閉動作を安定して行うことができるため、ＣＳ弁５６の構造をさらに単純化できる。

【0064】

また、容量制御弁Ｖは、吸入圧力Ｐｓにより開閉する感圧弁５４を備え、主副弁体５１および感圧弁部材５２には、感圧弁５４の開閉によりＰｃポート１３と第２Ｐｓポート１５とを連通させることが可能な中間連通路５５が形成されているため、中間連通路５５における吸入圧力Ｐｓが高いときに感圧弁５４が開放し、Ｐｃポート１３は中間連通路５５を介して第２Ｐｓポート１５に連通しているので、容量可変型圧縮機Ｍの起動時に迅速に制御室４の液冷媒を吸入室３に排出させることができる。これにより容量可変型圧縮機Ｍの起動時の応答性に優れる。

【0065】

また、バルブハウジング１０には、ＣＳ弁５６により開閉される流路（図３において実線の矢印で図示）を構成する第１Ｐｓポート１４と、感圧弁５４により開閉される流路（図示略）を構成する第２Ｐｓポート１５とが個別に設けられることにより、バルブハウジング１０の構造を単純化できる。

【実施例2】

【0066】

次に、実施例２に係る容量制御弁につき、図５を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0067】

実施例２における容量制御弁Ｖについて説明する。図５に示されるように、ＣＳ弁体１５７は、略円筒形状に構成されており、感圧室６０内において感圧体６１の外径側に同心状に配置されている。また、ＣＳ弁体１５７の軸方向左端部に形成される小径の取付部１５７ｃには、スプリングとしてのコイルスプリング１５８が外嵌されている。

【0068】

次いで、ＣＳ弁１５６の差圧弁としての開閉機構について説明する。制御室４の制御圧力Ｐｃと吸入室３の吸入圧力Ｐｓとの圧力が平衡し均圧となることにより、感圧室６０内に配置されるＣＳ弁体１５７に対して軸方向両側から作用する圧力が均衡した状態では、ＣＳ弁１５６の開弁方向である軸方向右方と閉弁方向である軸方向左方とに作用する圧力の受圧面積は略同一に構成されているため、ＣＳ弁体１５７に対して軸方向両側から作用する圧力の影響がキャンセルされ、ＣＳ弁体１５７はコイルスプリング１５８の付勢力を受けて軸方向右方へ移動し、ＣＳ弁体１５７の端面部１５７ａが仕切調整部材１１のＣＳ弁座１１ａから離間し、ＣＳ弁１５６は開放されている。尚、本実施例においては制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓの差圧に多少の圧力幅があってもよい。

【0069】

一方、制御室４の制御圧力Ｐｃよりも吸入室３の吸入圧力Ｐｓの圧力が低い状態では、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓの圧力差によりＣＳ弁体１５７の軸方向に差圧が発生し、ＣＳ弁体１５７に軸方向左方から作用する圧力は、軸方向右方から作用する圧力より小さくなり、ＣＳ弁体１５７に軸方向左方へ移動させる力が作用する。

【0070】

これによれば、本実施例の容量制御弁Ｖは、ＣＳ弁１５６が吸入圧力Ｐｓと制御圧力Ｐｃとの差圧弁を兼ねているため、主弁５０を開放した際には、ＣＳ弁１５６は主弁５０を通ってＰｃポート１３に向かって流れる吐出流体の動圧に加えて、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差圧がＣＳ弁１５６の閉弁方向に作用するため、ＣＳ弁１５６を確実に動作させることができる。

【0071】

さらに、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、主弁５０が閉塞され、ＣＳ弁１５６が開放されることにより、ＣＳ弁体１５７に対して軸方向両側から作用する制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを均衡させ、ＣＳ弁体１５７に対して軸方向両側から作用する圧力の影響がキャンセルしてＣＳ弁１５６を開放させやすい状態とすることができるため、制御室４が最大容量の状態を維持しやすくして運転効率を高めることができる。

【0072】

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。

【0073】

例えば、前記実施例では、感圧体６１および感圧弁部材５２から構成される感圧弁５４は設けなくともよく、この場合、中間連通路５５を構成する主副弁体５１の内部の中空孔やバルブハウジング１０の第２Ｐｓポート１５は必要ではない。

【0074】

また、前記実施例では、Ｐｃポート１３は、ＣＳ弁体に設けられる貫通孔により常時主弁５０と連通可能状態となっている態様について説明したが、これに限らず、ＣＳ弁体に貫通孔を設けず、例えばＣＳ弁体の動作によりＰｃポート１３と主弁５０との連通が開閉されるようになっていてもよい。

【0075】

また、前記実施例では、副弁５３は設けなくともよく、主副弁体５１の軸方向右端５１ｂは、軸方向の荷重を受ける支持部材として機能すればよく、必ずしも密閉機能は必要ではない。

【0076】

また、ＣＳ弁およびＰｃポート１３は、第２弁室３０内に設けられてもよい。

【0077】

また、第２弁室３０はソレノイド８０と軸方向反対側に設けられるとともに感圧室６０はソレノイド８０側に設けられていてもよい。

【0078】

また、コイルスプリング５８，１５８は、圧縮バネに限らず、引張バネでもよく、コイル形状以外であってもよい。

【0079】

また、感圧体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。

【符号の説明】

【0080】

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
１１ａ ＣＳ弁座
１２ Ｐｄポート（吐出ポート）
１３ Ｐｃポート（制御ポート）
１４ 第１Ｐｓポート（吸入ポート）
１５ 第２Ｐｓポート（前記吸入ポートとは異なる吸入ポート）
２０ 第１弁室
３０ 第２弁室
５０ 主弁
５１ 主副弁体（主弁体）
５１ａ 軸方向左端
５１ｂ 軸方向右端
５２ 感圧弁体
５２ａ 感圧弁座
５３ 副弁
５４ 感圧弁（圧力駆動弁）
５５ 中間連通路
５６ ＣＳ弁
５７ ＣＳ弁体
５７ａ 端面部
５７ｆ 端面部
５７ｈ 受け面
５８ コイルスプリング（スプリング）
６０ 感圧室
６１ 感圧体
６２ ベローズコア
６３ コイルスプリング
７０ キャップ
７０ａ シール面
８０ ソレノイド
８２ センタポスト
８２ａ 副弁座
８３ 駆動ロッド（ロッド）
１５６ ＣＳ弁
１５７ ＣＳ弁体
１５７ａ 端面部
１５７ｃ 取付部
１５８ コイルスプリング（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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】