特許 7467427 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】2024-04-05

(45)【発行日】2024-04-15

(54)【発明の名称】容量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F04B 27/18 20060101AFI20240408BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

F04B27/18 B

F16K31/06 305L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021516128

(86)(22)【出願日】2020-04-21

(86)【国際出願番号】 JP2020017168

(87)【国際公開番号】W WO2020218284

(87)【国際公開日】2020-10-29

【審査請求日】2022-10-20

(31)【優先権主張番号】P 2019082964

(32)【優先日】2019-04-24

(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】福留 康平

(72)【発明者】

【氏名】葉山 真弘

(72)【発明者】

【氏名】江島 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】白藤 啓吾

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０７０７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１７０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３４５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０７７４３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第３５８１５９８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００１－０１２３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５７０３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ２７／１８

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
ソレノイドにより軸方向に駆動されるＣＳ弁体、及び前記吸入ポートから吸入流体が供給される吸入流体供給室と前記制御ポートとの間に設けられ前記ＣＳ弁体が接触可能なＣＳ弁座により構成されるＣＳ弁と、
前記ＣＳ弁体を前記ＣＳ弁の閉弁方向に付勢する付勢手段と、を備え、
前記ＣＳ弁体よりも前記ソレノイドの駆動方向側には閉塞された空間が形成されており、
前記空間と前記吸入流体供給室とを常時連通させる連通路が前記ＣＳ弁体に形成されており、
前記空間には、前記吸入流体供給室の前記吸入流体が前記連通路を介して常時流入している容量制御弁。

【請求項2】

前記空間に前記付勢手段が配置されている請求項１に記載の容量制御弁。

【請求項3】

前記空間と前記制御ポートとは区画されている請求項１または２に記載の容量制御弁。

【請求項4】

前記空間と前記制御ポートとはベローズにより区画されている請求項３に記載の容量制御弁。

【請求項5】

前記空間と前記制御ポートとは前記ＣＳ弁体により区画されており、前記バルブハウジングには、前記ＣＳ弁体の外周に摺動して該ＣＳ弁体の移動を案内するガイド孔が形成されている請求項３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、制御圧力Ｐｃの制御流体が通過する制御ポートと吸入圧力Ｐｓの吸入流体が通過する吸入ポートとの間に設けられるＣＳ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。

【0004】

例えば、特許文献１に示される容量制御弁は、制御流体が通過するＰｃポート、吸入流体が通過するＰｓポートを備えるバルブハウジングと、ＰｃポートとＰｓポートとの連通状態を切り換え可能なＣＳ弁と、から主に構成されており、ＣＳ弁の開閉により制御圧力Ｐｃを調整する。ＣＳ弁は、ソレノイドにより軸方向に駆動されるＣＳ弁体と、ＰｃポートとＰｓポートとの間に設けられＣＳ弁体が接触可能なＣＳ弁座と、から構成されており、ＣＳ弁を閉塞状態とすることで制御圧力Ｐｃを高め、ＣＳ弁を開放状態とすることで制御圧力Ｐｃを低くするように制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３５８１５９８号公報（第４頁、第８図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の容量制御弁にあっては、ソレノイドの駆動方向にＰｃポートが配置されており、ソレノイドの駆動時にＰｃポートから流入する制御圧力ＰｃがＣＳ弁体の抗力として作用するため、ＣＳ弁体の応答性が低下してしまう虞があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ＣＳ弁体を即座に動作させることができる容量制御弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は、
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、
ソレノイドにより軸方向に駆動されるＣＳ弁体、及び前記吸入ポートと前記制御ポートとの間に設けられ前記ＣＳ弁体が接触可能なＣＳ弁座により構成されるＣＳ弁と、
前記ＣＳ弁体を前記ＣＳ弁の閉弁方向に付勢する付勢手段と、を備え、
前記ＣＳ弁体よりも前記ソレノイドの駆動方向側には空間が形成されており、該空間には前記吸入流体が流入している。
これによれば、ＣＳ弁体よりもソレノイドの駆動方向側であるソレノイドとは反対側の空間に制御流体よりも圧力が低い吸入流体が流入しているため、ソレノイド駆動時にＣＳ弁体に作用する抗力を小さくでき、ＣＳ弁体を即座に動作させることができる。

【0009】

前記空間に前記付勢手段が配置されていてもよい。
これによれば、吸入流体が流入する空間を利用して付勢手段を配置できるので容量制御弁をコンパクトに構成することができる。

【0010】

前記空間と前記吸入ポートとを連通する連通路が形成されていてもよい。
これによれば、バルブハウジングに形成された吸入ポートから連通路を通じて空間に制御流体を流入させることができる。

【0011】

前記連通路が前記ＣＳ弁体に形成されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁体に連通路が形成されるので、バルブハウジングに連通路を形成することに比べて加工が簡便である。

【0012】

前記空間と前記制御ポートとは区画されていてもよい。
これによれば、空間内に吸入流体を維持しやすい。

【0013】

前記空間と前記制御ポートとはベローズにより区画されていてもよい。
これによれば、簡便な構成により空間と制御ポートとを区画できる。

【0014】

前記空間と前記制御ポートとは前記ＣＳ弁体により区画されており、前記バルブハウジングには、前記ＣＳ弁体の外周に摺動して該ＣＳ弁体の移動を案内するガイド孔が形成されていてもよい。
これによれば、空間と制御ポートとを区画する部材を別個に用意しなくてもＣＳ弁体により空間と制御ポートとを密封状態で区画できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る実施例１の容量制御弁の構造を示す断面図である。

【図2】実施例１の容量制御弁の非通電状態においてＣＳ弁が閉塞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においてＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。

【図4】本発明に係る実施例２の容量制御弁の構造を示す断面図である。

【図5】実施例２の容量制御弁の非通電状態においてＣＳ弁が閉塞された様子を示す断面図である。

【図6】実施例２の容量制御弁の通電状態においてＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。

【図7】本発明に係る実施例３の容量制御弁の構造を示す断面図である。

【図8】実施例３の容量制御弁の非通電状態においてＣＳ弁が閉塞された様子を示す断面図である。

【図9】実施例３の容量制御弁の通電状態においてＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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】

【0017】

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。

【0018】

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所望の冷却能力となるように調整している。

【0019】

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おり、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～図３参照）。

【0020】

また、容量可変型圧縮機は、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る回転軸と、制御室内において回転軸に対してヒンジ機構により偏心状態で連結される斜板と、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た複数のピストンと、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。

【0021】

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ＣＳ弁５０の開閉制御を行うことにより、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Ｖ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。

【0022】

本実施例において、ＣＳ弁５０は、弁体としてのＣＳ弁体５１とバルブハウジング１０の内周面に形成されたＣＳ弁座１０ａとにより構成されており、ＣＳ弁体５１の軸方向右端５１ａがＣＳ弁座１０ａに接離することで、ＣＳ弁５０が開閉するようになっている。

【0023】

次いで、容量制御弁Ｖ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内に軸方向左端部が配置されるＣＳ弁体５１と、バルブハウジング１０に接続されＣＳ弁体５１に駆動力を及ぼすソレノイド８０と、から主に構成されている。

【0024】

図１～図３に示されるように、ＣＳ弁体５１は、その中央部に軸方向に貫通する貫通孔５１ｂを有する筒状体であり、貫通孔５１ｂには、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５２の軸方向左端部が圧入固定されている。また、ＣＳ弁体５１は、貫通孔５１ｂよりも径方向にずれた位置に軸方向に貫通する連通路５１ｃが形成されている。尚、連通路５１ｃは複数設けてもよく、吸入流体を出入させやすくなるから好ましい。

【0025】

図１および図２に示されるように、バルブハウジング１０には、容量可変型圧縮機の吸入室と連通する吸入ポートとしてのＰｓポート１１と、容量可変型圧縮機の制御室と連通する制御ポートとしてのＰｃポート１２が形成されている。Ｐｓポート１１は、Ｐｃポート１２、詳しくはＣＳ弁座１０ａよりも軸方向右側に形成されている。

【0026】

バルブハウジング１０の内部には、Ｐｓポート１１から吸入流体が供給される吸入流体供給室１３と、Ｐｃポート１２から制御流体が供給される制御流体供給室１４と、吸入流体供給室１３と制御流体供給室１４との間に配設され軸方向左側の縁部にＣＳ弁座１０ａが形成された弁口部１５と、軸方向左方に開口し制御流体供給室１４よりも軸方向左側に配設される凹部１０ｄと、凹部１０ｄの底部、すなわち凹部１０ｄの軸方向右端に設けられＣＳ弁体５１の外周面が略密封状態で摺動可能なガイド孔１０ｂと、が設けられている。

【0027】

凹部１０ｄは、軸方向左端の開口部が蓋部材１６により閉塞されており、バルブハウジング１０の内部には、凹部１０ｄと蓋部材１６とＣＳ弁体５１とにより区画された空間Ｓが形成されている。尚、ガイド孔１０ｂの内周面とＣＳ弁体５１の外周面との間は、径方向に僅かに離間することにより微小な隙間が形成されており、ＣＳ弁体５１は、バルブハウジング１０に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっているとともに、前記隙間が空間Ｓと制御流体供給室１４とを略密封状に区画するクリアランスシールとして機能している。

【0028】

吸入流体供給室１３と空間Ｓとは、ＣＳ弁体５１に形成された連通路５１ｃにより連通している。すなわち、吸入流体供給室１３内に供給された吸入流体は連通路５１ｃを通じて空間Ｓ内に流入するようになっている。また、この空間Ｓには、ＣＳ弁体５１を軸方向右方に付勢する付勢手段としてのスプリング１７が配設されている。

【0029】

また、バルブハウジング１０は、軸方向右端の内径側が軸方向左方に凹む凹部１０ｃが形成されており、センタポスト８２のフランジ部８２ｄが軸方向右方から挿嵌されることにより一体に略密封状態で接続固定されている。尚、バルブハウジング１０の凹部１０ｃの底面の内径側には、吸入流体供給室１３のソレノイド８０側の開口端が形成されている。

【0030】

図１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ＣＳ弁座１０ａよりも軸方向左方に配置されるロッド５２と、ロッド５２の軸方向左端部に圧入固定されるＣＳ弁体５１と、ロッド５２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、軸方向に延びロッド５２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の凹部１０ｃに対して略密封状に挿嵌・固定されている。すなわち、センタポスト８２は、フランジ部８２ｄをケーシング８１の凹部８１ｂの底面とバルブハウジング１０の凹部１０ｃの底面との間に軸方向両側から挟持されることにより固定されている。

【0034】

次いで、容量制御弁Ｖの動作、主にＣＳ弁５０の開閉動作について説明する。

【0035】

先ず、容量制御弁Ｖの非通電状態について説明する。図１及び図２に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、ＣＳ弁体５１がスプリング１７の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、ＣＳ弁体５１の軸方向右端５１ａがＣＳ弁座１０ａに着座し、ＣＳ弁５０が閉塞されている。詳しくは、軸方向左側に向けて拡開するようにテーパ状に形成されるＣＳ弁座１０ａに対してＣＳ弁体５１の軸方向右端５１ａのエッジ部分が着座するようになっている。

【0036】

このとき、ＣＳ弁体５１には、軸方向右方に向けてスプリング１７の付勢力（Ｆ_ｓｐ）と、ＣＳ弁体５１の軸方向左端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）が作用し、軸方向左方に向けてＣＳ弁体５１の軸方向右端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）が作用している。すなわち、右向きを正として、ＣＳ弁体５１には、力Ｆ_ｒｏｄ＝Ｆ_ｓｐ＋Ｆ_Ｐ１－Ｆ_Ｐ２が作用している。

【0037】

詳しくは、ＣＳ弁体５１の軸方向左端面には空間Ｓ内の流体が作用し、ＣＳ弁体５１の軸方向右端面には吸入流体供給室１３内の流体が作用している。吸入流体供給室１３と空間Ｓとは、ＣＳ弁体５１に形成された連通路５１ｃにより連通しているので、空間Ｓと吸入流体供給室１３とには、Ｐｓポート１１から供給される吸入流体が流入している。また、ＣＳ弁体５１の軸方向左端面と軸方向右端面は同径に形成されている。言い換えれば、空間Ｓの流体が作用するＣＳ弁体５１の有効受圧面積Ａと、吸入流体供給室１３内の流体が作用するＣＳ弁体５１の有効受圧面積Ｂとは同一である（Ａ＝Ｂ）。

【0038】

このように、空間Ｓと吸入流体供給室１３とに流入する流体はＰｃポート１２から供給される同一の吸入流体であり、かつＣＳ弁体５１の有効受圧面積Ａ，Ｂが同一であることから、ＣＳ弁体５１の軸方向左端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）とＣＳ弁体５１の軸方向右端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）は同一（Ｆ_Ｐ１＝Ｆ_Ｐ２）であり、これら流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）と流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）とはキャンセルされる。すなわち、右向きを正として、ＣＳ弁体５１には、実質的に力Ｆ_ｒｏｄ＝Ｆ_{ｓ ｐ}が作用している。

【0039】

次に、容量制御弁Ｖの通電状態について説明する。図１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（Ｆ_ｓｏｌ）が力Ｆ_ｒｏｄを上回る（Ｆ_ｓｏｌ＞Ｆ_ｒｏｄ）と、可動鉄心８４が軸方向左側、すなわちセンタポスト８２へ向けて引き寄せられ、可動鉄心８４に固定されたロッド５２およびＣＳ弁体５１が軸方向左方へ共に移動することにより、ＣＳ弁体５１の軸方向右端５１ａがバルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａから離間し、ＣＳ弁５０が開放されている。また、ソレノイド８０の駆動時には、可動鉄心８４がセンタポスト８２の軸方向右方に接触することで、ＣＳ弁体５１がさらにＣＳ弁座１０ａから離間することが規制される。尚、ロッド５２の軸方向左端が蓋部材１６から右方に突出する軸部に接触することでＣＳ弁体５１の移動を規制するようにしてもよい。

【0040】

このとき、ＣＳ弁体５１には、軸方向左方に電磁力（Ｆ_ｓｏｌ）、軸方向右方に力Ｆ_{ｒ ｏｄ}が作用している。すなわち、右向きを正として、ＣＳ弁体５１には、力Ｆ_ｒｏｄ－Ｆ_ｓｏｌが作用している。

【0041】

このように、容量制御弁Ｖは、ＣＳ弁５０を開閉してＰｃポート１２から供給される制御圧力Ｐｃの制御流体をＰｓポート１１を介して吸入室に供給して制御室の制御圧力Ｐｃを低下させるＰｃ－Ｐｓ制御としているので、言い換えると圧力の高い吐出圧力Ｐｄの吐出流体を直接的に制御していないので、ソレノイド８０の電磁力とスプリング１７の付勢力とのバランスにより調整されるＣＳ弁５０の弁開度により制御圧力Ｐｃを細かく変化させることができる。

【0042】

以上説明したように、ＣＳ弁体５１よりもソレノイド８０の駆動方向側、すなわちＣＳ弁体５１の動作方向側には空間Ｓが形成されており、この空間Ｓには制御流体よりも圧力が低い吸入流体が流入しているので、ＣＳ弁５０を閉塞状態から開放状態とするときにＣＳ弁体５１に作用する抗力を小さくすることができ、ＣＳ弁体５１を即座に動作させることができる。特に、容量制御弁Ｖは、ＣＳ弁体５１がスプリング１７によりＣＳ弁５０の閉弁方向に付勢されるノーマルクローズタイプとして構成されるため、ＣＳ弁体５１を即座に動作させてＣＳ弁５０を開放することにより、制御圧力Ｐｃを迅速に低下させることができる。

【0043】

また、吸入流体が流入する空間Ｓにスプリング１７が配置されているので、ソレノイド８０側にスプリング１７を配置するためのスペースを確保する必要がなく、容量制御弁Ｖをコンパクトに構成することができる。また、スプリング１７がＣＳ弁体５１におけるソレノイド８０と反対側に配設されているので、ＣＳ弁体５１の動作を安定させることができる。

【0044】

また、空間ＳとＰｓポート１１とを連通する連通路５１ｃが形成されており、バルブハウジング１０に形成されたＰｓポート１１から連通路５１ｃを通じて空間Ｓに制御流体を流入させることができる。これにより、例えば、バルブハウジング１０や蓋部材１６にＰｓポート１１とは別個の吸入ポートを形成する必要がなく、容量制御弁Ｖの構造を簡素化することができる。

【0045】

また、連通路５１ｃは、ＣＳ弁体５１を軸方向に貫通するように形成されているので、空間ＳとＰｓポート１１とを連通する連通路をバルブハウジング１０に形成することに比べて加工が簡便である。

【0046】

また、空間ＳとＰｃポート１２とはＣＳ弁体５１により区画されており、バルブハウジング１０には、ＣＳ弁体５１の移動を案内するガイド孔１０ｂが形成されており、空間ＳとＰｃポート１２とはガイド孔１０ｂの内周面とＣＳ弁体５１の外周面との間に形成されるクリアランスシールにより略密封状に区画されているので、ＣＳ弁５０を閉塞状態において空間Ｓ内に制御流体が流入することを抑制できる。言い換えれば、空間Ｓ内に吸入流体を維持しやすいので、ＣＳ弁５０を閉塞状態から開放状態とする際にＣＳ弁体５１に作用する抗力を確実に小さくできる。また、ガイド孔１０ｂの内周面とＣＳ弁体５１の外周面との間に形成されるクリアランスシールにより略密封状に空間ＳとＰｃポート１２とが区画されているため、空間ＳとＰｃポート１２とを区画するための部材を別個に用意しなくて済み、部品点数を減らして、容量制御弁Ｖの構造を簡素化することができる。

【0047】

また、バルブハウジング１０には、ＣＳ弁体５１が挿通されるガイド孔１０ｂが形成されているため、ガイド孔１０ｂにＣＳ弁体５１が案内されることにより、ＣＳ弁体５１の動作の精度を高めることができる。さらに、バルブハウジング１０には、ＣＳ弁座１０ａとガイド孔１０ｂとが一体に形成されているため、部品点数が少なく小型化された容量制御弁Ｖを提供できる。

【0048】

尚、本実施例１では、空間Ｓの流体が作用するＣＳ弁体５１の有効受圧面積Ａと、吸入流体供給室１３内の流体が作用するＣＳ弁体５１の有効受圧面積Ｂとが同一である形態を例示したが、有効受圧面積Ａを有効受圧面積Ｂよりも若干大きく（Ａ＞Ｂ）し、ＣＳ弁５０の閉塞状態を確実に維持できるようにしてもよいし、有効受圧面積Ａを有効受圧面積Ｂよりも若干大きく（Ａ＜Ｂ）し、ＣＳ弁５０を開放状態にしやすくしてもよい。

【実施例2】

【0049】

実施例２に係る容量制御弁につき、図４～図６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。

【0050】

図４および図５に示されるように、本実施例２において、ＣＳ弁１５０のＣＳ弁体１５１は、その軸方向右端１５１ａが軸方向右側に向けて先細りするようにテーパ状に形成されており、ＣＳ弁１５０の閉塞状態においてＣＳ弁座１０ａに対して広い面で接触して着座するようになっている。また、ＣＳ弁体１５１には、軸方向に貫通する連通路１５１ｃが形成されている。また、ＣＳ弁体１５１の軸方向右端面はＣＳ弁体１５１の軸方向左端面よりも若干小さくなっている。

【0051】

本実施例２の制御流体供給室１４は、凹部１０ｄと連通しており、制御流体供給室１４には、スプリング１７に代えてＣＳ弁体１５１を軸方向右方、すなわちＣＳ弁１５０の閉弁方向に付勢する付勢手段としてのベローズ１８が配設されている。ベローズ１８は、その軸方向左端が凹部１０ｄを閉塞する蓋部材１６１に略密封状に固定されており、軸方向右端がＣＳ弁体１５１の軸方向左端面に略密封状に固定されており、内部に空間Ｓ１が形成されている。また、空間Ｓ１には、連通路１５１ｃを介して吸入流体供給室１３と連通しており、吸入流体供給室１３内の吸入流体が空間Ｓ１内に流入している。すなわち、ベローズ１８は、ＣＳ弁１５０の閉塞状態において空間Ｓ１と制御流体供給室１４とを密封状に区画している。尚、ベローズ１８には、軸方向に付勢するスプリングが組み込まれていてもよい。すなわち、ベローズ１８の有効受圧面積Ａ’はＣＳ弁体１５１の軸方向右側の有効受圧面積Ｂ’よりも若干大きく形成されている（Ａ’＞Ｂ’）。

【0052】

次いで、容量制御弁Ｖ１の動作、主にＣＳ弁１５０の開閉動作について説明する。

【0053】

先ず、容量制御弁Ｖ１の非通電状態について説明する。図４および図５に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、ＣＳ弁体１５１がベローズ１８の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、ＣＳ弁体１５１の軸方向右端１５１ａがＣＳ弁座１０ａに着座し、ＣＳ弁１５０が閉塞されている。

【0054】

このとき、ＣＳ弁体１５１には、軸方向右方に向けてベローズ１８の付勢力（Ｆ_bel）と、ＣＳ弁体１５１の軸方向左端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）が作用し、軸方向左方に向けてＣＳ弁体１５１の軸方向右側面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）が作用している。すなわち、右向きを正として、ＣＳ弁体１５１には、力Ｆ_ｒｏｄ＝Ｆ_{ｓ ｐ}＋Ｆ_Ｐ１－Ｆ_Ｐ２が作用している。

【0055】

詳しくは、ＣＳ弁体１５１の軸方向左側の有効受圧面積Ａ’は軸方向右側の有効受圧面積Ｂ’よりも若干大きく形成されているので、ＣＳ弁体１５１の軸方向左端面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）はＣＳ弁体１５１の軸方向右側面に対する流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）よりも若干大きくなっている（Ｆ_Ｐ１＞Ｆ_Ｐ２）。これによれば、空間Ｓ１内の圧力と吸入流体供給室１３内の圧力とに瞬間的に僅かに圧力差が生じてもＣＳ弁１５０の閉塞状態を維持しやすい。

【0056】

次に、容量制御弁Ｖ１の通電状態について説明する。図４及び図６に示されるように、容量制御弁Ｖ１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（Ｆ_ｓｏｌ）が力Ｆ_{ｒｏ ｄ}を上回る（Ｆ_ｓｏｌ＞Ｆ_ｒｏｄ）と、可動鉄心８４が軸方向左側、すなわちセンタポスト８２へ向けて引き寄せられ、可動鉄心８４に固定されたロッド５２およびＣＳ弁体１５１が軸方向左方へ共に移動することにより、ＣＳ弁体１５１の軸方向右端１５１ａがバルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａから離間し、ＣＳ弁１５０が開放されている。

【0057】

このように、ＣＳ弁体１５１の動作方向側に形成された空間Ｓ１に吸入流体が流入しているので、ＣＳ弁１５０を閉塞状態から開放状態とするときにＣＳ弁体１５１に作用する抗力を小さくして、ＣＳ弁体１５１を即座に動作させることができる。

【0058】

また、空間Ｓ１とＰｃポート１２とはベローズ１８により略密封状に区画されているので、ＣＳ弁１５０を閉塞状態において空間Ｓ１内に制御流体が流入することが防止される。言い換えれば、ＣＳ弁１５０を閉塞状態において空間Ｓ１内に吸入流体を維持できるので、ＣＳ弁１５０を閉塞状態から開放状態とする際にＣＳ弁体１５１に作用する抗力を確実に小さくできる。また、空間Ｓ１とＰｃポート１２とを区画するベローズ１８は、付勢手段としての機能を兼ねているので、容量制御弁Ｖ１を簡便な構成とすることができる。

【0059】

尚、本実施例２では、ベローズ１８が空間Ｓ１とＰｃポート１２とを区画する機能と、付勢手段としての機能とを兼ねている形態を例示したが、ＣＳ弁体１５１を閉弁方向に付勢する付勢手段を別個に有していれば、ベローズ１８が付勢力を有していなくてもよい。

【実施例3】

【0060】

実施例３に係る容量制御弁につき、図７～図９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。

【0061】

図７および図８に示されるように、ＣＳ弁体２５１は、バルブハウジング２１０のＣＳ弁座２１０ａに接離可能な大径部２５１Ａと、大径部２５１Ａの中央部から軸方向右方に突出する筒状の小径部２５１Ｂと、を備え、小径部２５１Ｂにロッド２５２の軸方向左端が圧入固定されている。

【0062】

また、本実施例３のバルブハウジング２１０は、ＣＳ弁座２１０ａよりも軸方向左側にＰｓポート１１が形成され、ＣＳ弁座２１０ａよりも軸方向右側にＰｃポート１２が形成されている。また、バルブハウジング２１０におけるＣＳ弁座２１０ａよりも軸方向左方、すなわちＣＳ弁体２５１の動作方向側には、凹部２１０ｄと蓋部材２１６とＣＳ弁体２５１とにより区画された空間Ｓ２が形成されており、この空間Ｓ２は吸入流体供給室１３として機能している。また、バルブハウジング２１０は、制御流体供給室１４と吸入流体供給室１３との間にＣＳ弁座２１０ａが形成されている。また空間Ｓ２には、ＣＳ弁体２５１を軸方向右側、すなわちＣＳ弁座２１０ａへ向けて付勢する付勢手段としてのスプリング２１７が配設されている。

【0063】

次いで、容量制御弁Ｖ２の動作、主にＣＳ弁２５０の開閉動作について説明する。

【0064】

先ず、容量制御弁Ｖ２の非通電状態について説明する。図７および図８に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、ＣＳ弁体２５１がスプリング２１７の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、ＣＳ弁体２５１における大径部２５１Ａの軸方向右端２５１ａがＣＳ弁座２１０ａに着座し、ＣＳ弁２５０が閉塞されている。詳しくは、ＣＳ弁座２１０ａのエッジ部分にテーパ状のＣＳ弁体２５１の軸方向右端２５１ａが着座するようになっている。

【0065】

このとき、ＣＳ弁体２５１には、軸方向右方に向けてスプリング２１７の付勢力（Ｆ_{ｓ ｐ}）と、ＣＳ弁体２５１の軸方向左端面に対する吸入流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ１）が作用し、軸方向左方に向けてＣＳ弁体２５１の軸方向右側面に対する制御流体の圧力による力（Ｆ_Ｐ２）が作用している。すなわち、右向きを正として、ＣＳ弁体２５１には、力Ｆ_ｒｏｄ＝Ｆ_ｓｐ＋Ｆ_Ｐ１－Ｆ_Ｐ２が作用している。

【0066】

次に、容量制御弁Ｖの通電状態について説明する。図７及び図９に示されるように、容量制御弁Ｖ２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（Ｆ_ｓｏｌ）が力Ｆ_ｒｏｄを上回る（Ｆ_ｓｏｌ＞Ｆ_ｒｏｄ）と、可動鉄心８４が軸方向左側、すなわちセンタポスト８２へ向けて引き寄せられ、可動鉄心８４に固定されたロッド２５２およびＣＳ弁体２５１が軸方向左方へ共に移動することにより、ＣＳ弁体２５１の軸方向右端２５１ａがバルブハウジング２１０のＣＳ弁座２１０ａから離間し、ＣＳ弁２５０が開放されている。

【0067】

このように、ＣＳ弁体２５１の動作方向側に形成された空間Ｓ２に吸入流体が流入しているので、ＣＳ弁２５０を閉塞状態から開放状態とするときにＣＳ弁体２５１に作用する抗力を小さくして、ＣＳ弁体２５１を即座に動作させることができる。また、ＣＳ弁体２５１の軸方向右側面に対して制御流体が作用しているので、ＣＳ弁体２５１の軸方向左右側面に作用する吸入流体と制御流体との圧力差によりＣＳ弁体２５１を軸方向左方に即座に動作させやすい。

【0068】

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。

【0069】

例えば、前記実施例では、ＣＳ弁体はソレノイド８０のコイル８６に貫通配置されるロッドと別部材から構成される形態を例示したが、これに限らず、ＣＳ弁体とロッドとが一体に構成されていてもよい。

【0070】

また、前記実施例１では、バルブハウジングの内周面にＣＳ弁座とガイド孔とが一体に形成されるものとして説明したが、これに限らず、ＣＳ弁座を有するバルブハウジングとガイド孔を有するバルブハウジングとが別体に設けられていてもよい。

【0071】

また、ガイド部は、バルブハウジングに形成されるものに限らず、例えばセンタポスト８２の挿通孔８２ｃの一部に形成されていてもよい。

【0072】

また、前記実施例では付勢手段が空間内に配設される形態を例示したが、ソレノイド側など空間以外の場所に配設されていてもよい。

【0073】

また、前記実施例１，２では、ＣＳ弁体に形成された連通路を通じてＰｓポートが連通する形態を例示したが、これに限られず、バルブハウジングに連通路を形成してもよい。また、連通路の構成を省略して、空間を構成するバルブハウジングや蓋部材に対して容量可変型圧縮機の吸入室と連通する別のＰｓポートを形成してもよい。

【符号の説明】

【0074】

９ 固定オリフィス
１０ バルブハウジング
１０ａ ＣＳ弁座
１０ｂ ガイド孔
１１ Ｐｓポート
１２ Ｐｃポート
１３ 吸入流体供給室
１４ 制御流体供給室
１７ スプリング（付勢手段）
１８ ベローズ（付勢手段）
５０ ＣＳ弁
５１ ＣＳ弁体
５１ｃ 連通路
８０ ソレノイド
８２ センタポスト
８４ 可動鉄心
８６ コイル
１５０ ＣＳ弁
１５１ ＣＳ弁体
１５１ｃ 連通路
２１０ バルブハウジング
２１０ａ ＣＳ弁座
２１７ スプリング（付勢手段）
２５０ ＣＳ弁
２５１ ＣＳ弁体
Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’ 有効受圧面積
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ 空間
Ｖ，Ｖ１，Ｖ２ 容量制御弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】