特許 7625357 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】2025-01-24

(45)【発行日】2025-02-03

(54)【発明の名称】弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/44 20060101AFI20250127BHJP

【ＦＩ】

F16K1/44 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022544473

(86)(22)【出願日】2021-08-17

(86)【国際出願番号】 JP2021030007

(87)【国際公開番号】W WO2022044880

(87)【国際公開日】2022-03-03

【審査請求日】2024-02-20

(31)【優先権主張番号】P 2020140995

(32)【優先日】2020-08-24

(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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】神崎 敏智

(72)【発明者】

【氏名】高橋 渉

(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】白藤 啓吾

【審査官】菊地 牧子

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４８－０２２７３５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０２０－０４１６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０８２３５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭５７－０４０９４５（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ１／４４

Ｆ１６Ｋ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１次圧ポートおよび２次圧ポートが形成されたバルブハウジングと、
駆動源により駆動される弁体と、
前記弁体が着座する弁座と、
を備える弁であって、
前記弁座は、第１弁座と、前記第１弁座の内径側に配置され１次圧と２次圧の差圧によって前記弁体に近接する方向に移動する第２弁座とを備え、
前記第２弁座が形成される可動体は、常に２次圧を受ける受圧面を有している弁。

【請求項2】

前記可動体は、付勢手段により前記弁体から離間する方向に付勢されている請求項１に記載の弁。

【請求項3】

前記受圧面が面する空間には、１次圧の流体と２次圧の流体が流通可能となっている請求項２に記載の弁。

【請求項4】

前記付勢手段は、前記空間に配置されている請求項３に記載の弁。

【請求項5】

前記可動体は、前記第２弁座に前記弁体が着座される閉弁時に、前記空間に１次圧の流体を流通可能な第２の１次圧ポートを閉塞する閉塞部を有している請求項３または４に記載の弁。

【請求項6】

前記第２の１次圧ポートは、流路断面積が下流側に行くにしたがって減少する先細ノズルである請求項５に記載の弁。

【請求項7】

前記第２の１次圧ポートは、流路断面積が下流側に行くにしたがって増加する末広ノズルである請求項５に記載の弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作動流体を可変制御する弁に関し、例えば、自動車の空調システムに用いられる容量可変型圧縮機の吐出量を圧力に応じて制御する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、回転軸、斜板、圧縮用のピストン等を備えている。回転軸はエンジンにより回転駆動され、斜板は回転軸に対して傾斜角度を可変に連結され、ピストンは斜板に連結されている。容量可変型圧縮機は、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ている。これにより、吐出圧力Ｐｄの吐出流体が通過する吐出ポートと制御圧力Ｐｃの制御流体が通過する制御ポートとの間に設けられる弁が開閉され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が行なわれる。

【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、空調システムが目標の冷却能力となるように調整している。

【0005】

また、容量制御弁には、制御ポートと吸入ポートとの間に設けられるポペット弁を開閉して制御ポートから吸入ポートに流れる流体の流量を制御するものもある（特許文献１参照）。このような容量制御弁は、１次圧力の制御圧力Ｐｃと該制御圧力Ｐｃよりも圧力が低い２次圧力の吸入圧力Ｐｓとの圧力差を利用して容量可変型圧縮機の制御室の制御圧力Ｐｃを制御している。尚、容量可変型圧縮機の制御室は、オリフィスを介して容量可変型圧縮機の吐出室と連通されており、高圧の吐出圧力Ｐｄがオリフィスを通って制御室に常時供給されることにより制御圧力Ｐｃが調整されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－０７５０５４号公報（第８頁～第１０頁、第２図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のような容量制御弁においては、ポペット弁構造であって、閉塞時には、弁開度が狭くなるにつれ流路内の流体から弁体に作用するソレノイドの駆動力とは反対方向の力は増加する。特に流体の圧力が高い状態であれば、弁体が流体から受ける力が強く、ソレノイドにはこの状態に対応する駆動力が求められていた。

【0008】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、小さい駆動力で閉弁することができる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】

【0009】

前記課題を解決するために、本発明の弁は、
１次圧ポートおよび２次圧ポートが形成されたバルブハウジングと、
駆動源により駆動される弁体と、
前記弁体が着座する弁座と、
を備える弁であって、
前記弁座は、第１弁座と、前記第１弁座の内径側に配置され１次圧と２次圧の差圧によって前記弁体に近接する方向に移動する第２弁座とを備えている。
これによれば、１次圧と２次圧の差圧によって第２弁座は弁体に近接する方向に移動されることにより、閉弁時における弁口径を小さくすることができる。これにより、弁体は１次圧から受ける抗力が小さくなり、小さい駆動力で閉弁することができる。

【0010】

前記第２弁座が形成される可動体は、常に２次圧を受ける受圧面を有していてもよい。
これによれば、可動体に差圧を常に作用させることができるため、差圧に対する応答性を高めることができる。

【0011】

前記可動体は、付勢手段により前記弁体から離間する方向に付勢されていてもよい。
これによれば、可動体に作用する差圧が小さいとき、可動体を弁体から確実に離間させることができる。

【0012】

前記受圧面が面する空間には、１次圧の流体と２次圧の流体が流通可能となっていてもよい。
これによれば、２次圧を受ける受圧面が面する空間に１次圧も供給されるため、可動体に作用する差圧を１次圧に応じて調整することができ、可動体の応答性を高めることができる。

【0013】

前記付勢手段は、前記空間に配置されていてもよい。
これによれば、可動体と弁体を独立して動作させることができ、可動体の応答性を高めることができる。

【0014】

前記可動体は、前記第２弁座に前記弁体が着座される閉弁時に、前記空間に１次圧の流体を流通可能な第２の１次圧ポートを閉塞する閉塞部を有していてもよい。
これによれば、閉弁時における１次圧側から２次圧側への流体漏れを防止することができる。

【0015】

前記第２の１次圧ポートは、流路断面積が下流側に行くにしたがって減少する先細ノズルであってもよい。
これによれば、第２の１次圧ポートを通過する流体が亜音速流れであるとき、１次圧側から第２の１次圧ポートを通過する流体は、流速が上昇し、空間に供給される流体の圧力が低下するため、可動体に作用する差圧が大きくなるように調整される。これにより、可動体を弁体に近接させやすくすることができる。

【0016】

前記第２の１次圧ポートは、流路断面積が下流側に行くにしたがって増加する末広ノズルであってもよい。
これによれば、第２の１次圧ポートを通過する流体が超音速流れであるとき、１次圧側から第２の１次圧ポートを通過する流体は、流速が上昇し、空間に供給される流体の圧力が低下するため、可動体に作用する差圧が大きくなるように調整される。これにより、可動体を弁体に近接させやすくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

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

【図2】図１の拡大断面図である。

【図3】実施例１の容量制御弁の通電状態（最大通電時）において、第１弁座にＣＳ弁体が着座されてＣＳ弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。

【図4】実施例１の容量制御弁の通電状態において、差圧により移動した可動体の第２弁座にＣＳ弁体が着座されてＣＳ弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。

【図5】実施例１の容量制御弁の通電状態において、図４の状態からＣＳ弁体がさらに移動し第１弁座にＣＳ弁体が着座されてＣＳ弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。

【図6】本発明に係る実施例２の容量制御弁の非通電状態において、ＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。なお、実施例は容量制御弁を例にして説明するが、その他の用途にも適用可能である。

【実施例1】

【0019】

実施例１に係る容量制御弁につき、図１から図５を参照して説明する。以下、図１の正面側から見て左右側を容量制御弁の左右側として説明する。詳しくは、バルブハウジング１０が配置される紙面左側を容量制御弁の左側、駆動源であるソレノイド８０が配置される紙面右側を容量制御弁の右側として説明する。

【0020】

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

【0021】

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１参照）。

【0022】

また、容量可変型圧縮機は、回転軸と、斜板と、複数のピストンと、を備えている。回転軸は、ケーシングの外部に設置される図示しないエンジンにより回転駆動されている。斜板は、制御室内において回転軸に対してヒンジ機構により傾斜可能に連結されている。複数のピストンは、斜板に連結され各々のシリンダ内において往復動自在に嵌合されている。容量可変型圧縮機は、電磁力により開閉駆動される容量制御弁Ｖ１を用いて、流体を吸入する吸入室の吸入圧力Ｐｓ、ピストンにより加圧された流体を吐出する吐出室の吐出圧力Ｐｄ、斜板を収容した制御室の制御圧力Ｐｃを利用しつつ、制御室内の圧力を適宜制御することで斜板の傾斜角度を連続的に変化させることにより、ピストンのストローク量を変化させて流体の吐出量を制御している。

【0023】

図１に示されるように、容量可変型圧縮機に組み込まれる本実施例１の容量制御弁Ｖ１は、ソレノイド８０を構成するコイル８６に通電する電流を調整し、容量制御弁Ｖ１におけるＣＳ弁５０の開閉制御を行うことにより、１次圧側である制御室から２次圧側である吸入室に流出する流体を制御することで制御室内の制御圧力Ｐｃを可変制御している。尚、吐出室の吐出圧力Ｐｄの吐出流体が固定オリフィス９を介して制御室に常時供給されており、容量制御弁Ｖ１におけるＣＳ弁５０を閉塞させることにより制御室内の制御圧力Ｐｃを上昇させられるようになっている。

【0024】

本実施例１の容量制御弁Ｖ１において、ＣＳ弁５０は、弁体としてのＣＳ弁体５１と、第１弁座１０ａと、第２弁座４０ａとにより構成されているポペット弁構造である。第１弁座１０ａは、バルブハウジング１０の内周面から内径側に突出する環状凸部１０ｂに形成されている。第２弁座４０ａは、第１弁座１０ａよりも内径側において差圧により軸方向に移動する可動体４０の軸方向右端に形成されている。ＣＳ弁体５１の軸方向左端に形成される当接部５１ａが第１弁座１０ａまたは第２弁座４０ａに軸方向に接離することで、ＣＳ弁５０は開閉するようになっている。第１弁座１０ａおよび第２弁座４０ａは本発明の弁座である。

【0025】

次いで、容量制御弁Ｖ１の構造について説明する。図１に示されるように、容量制御弁Ｖ１は、バルブハウジング１０と、ＣＳ弁体５１と、可動体４０と、ソレノイド８０と、から主に構成されている。バルブハウジング１０は、金属材料により形成されている。ＣＳ弁体５１とおよび可動体４０は、バルブハウジング１０内にそれぞれ軸方向に往復動自在に配置されている。ソレノイド８０は、バルブハウジング１０に接続されＣＳ弁体５１に駆動力を及ぼしている。

【0026】

図１に示されるように、ＣＳ弁体５１は、金属材料または樹脂材料により形成されている。また、ＣＳ弁体５１は、断面一定の柱状体である大径部５１ｂと、大径部５１ｂの軸方向右端の内径側から軸方向右方に延出する小径部５１ｃと、から構成されており、ソレノイド８０のコイル８６に対して貫通配置されるロッドを兼ねている。

【0027】

ＣＳ弁体５１の軸方向左側の端面、すなわち大径部５１ｂの軸方向左側の端面には、当接部５１ａが形成されている。当接部５１ａは、第１弁座１０ａおよび第２弁座４０ａに向けて膨出しており断面曲面形状に形成されている。詳しくは、当接部５１ａの曲面形状は、一定の曲率半径を持つ球面の一部により形成されている。尚、当接部５１ａは、第１弁座１０ａおよび第２弁座４０ａに着座可能な形状であれば、一定の曲率半径を持つ球面の一部により形成されていなくてもよく、さらに曲面でなくともよい。

【0028】

図１に示されるように、ソレノイド８０は、ケーシング８１と、センタポスト８２と、ＣＳ弁体５１と、可動鉄心８４と、スプリングとしてのコイルスプリング８５と、励磁用のコイル８６と、から主に構成されている。ケーシング８１は、軸方向左方に開放する開口部８１ａを有している。センタポスト８２は、略円筒形状をなしており、ケーシング８１の開口部８１ａに対して軸方向左方から挿入されケーシング８１の内径側とバルブハウジング１０の内径側との間に配置されている。ＣＳ弁体５１は、センタポスト８２に挿通され軸方向に往復動自在、かつその軸方向左端部がバルブハウジング１０内に配置されている。可動鉄心８４は、ＣＳ弁体５１の軸方向右端部が挿嵌・固定されるようになっている。コイルスプリング８５は、センタポスト８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４をＣＳ弁５０の開弁方向である軸方向右方に付勢している。コイルスプリング８５は、センタポスト８２の外側にボビンを介して巻き付けられている。

【0029】

図１に示されるように、バルブハウジング１０には、軸方向略中央部において内周面から内径側に突出する環状凸部１０ｂが形成されている。該環状凸部１０ｂには、断面傾斜形状の第１弁座１０ａが形成されている。第１弁座１０ａは、軸方向右側の環状の側面から内径側に連なり軸方向左方へ漸次縮径している。すなわち、第１弁座１０ａは断面直線状の傾斜面が周方向に延びるテーパ面により構成されている。

【0030】

また、バルブハウジング１０には、２次圧ポートとしてのＰｓポート１１が形成されている。Ｐｓポート１１は、環状凸部１０ｂよりも軸方向右側において径方向に貫通し容量可変型圧縮機の吸入室と連通している。また、バルブハウジング１０には、第２の１次圧ポートとしての第２Ｐｃポート１２が形成されている。第２Ｐｃポート１２は、環状凸部１０ｂよりも軸方向左側において径方向に貫通し容量可変型圧縮機の制御室と連通している。第２Ｐｃポート１２は、流路断面積が下流側へ行くにしたがって減少する（ｄＡ＜０）先細ノズル形状を成している。

【0031】

また、バルブハウジング１０の軸方向左側には、凹部１０ｃが形成されている。凹部１０ｃには、フランジ付き円筒状の可動体４０が軸方向左方から挿入されるようになっている。尚、バルブハウジング１０の軸方向左端部には、凹部１０ｃの軸方向左側の縁に形成される環状の段部１０ｄに断面矩形状のストッパ４１が圧入固定されており、ストッパ４１を軸方向に貫通する貫通孔４１ａにより容量可変型圧縮機の制御室と連通する１次圧ポートとしての第１Ｐｃポートが形成される。

【0032】

バルブハウジング１０の内部には、環状凸部１０ｂよりも軸方向右側に弁室２０が形成されている。弁室２０内には、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａが軸方向に往復動自在に配置される。また、Ｐｓポート１１は、バルブハウジング１０の外周面から内径方向に延びて弁室２０と連通している。

【0033】

また、バルブハウジング１０の内部には、環状凸部１０ｂよりも軸方向左側に形成される凹部１０ｃに可動体４０が挿入されることにより、環状の空間３０が形成される。また、第２Ｐｃポート１２は、バルブハウジング１０の外周面から内径方向に延びて空間３０と連通している。

【0034】

ここで、可動体４０について説明する。図２に示されるように、可動体４０は、基部４０ｃと、フランジ部４０ｄと、閉塞部としての延出部４０ｅと、から構成されフランジ付き二重円筒状を成している。基部４０ｃは、軸方向に貫通する貫通孔４０ｂが形成され円筒状を成している。フランジ部４０ｄは、基部４０ｃの軸方向左端部の外周面から外径側に延び円環板状を成している。延出部４０ｅは、フランジ部４０ｄの外径部から軸方向右方に延び円筒状を成している。

【0035】

基部４０ｃは、バルブハウジング１０の環状凸部１０ｂの内径側に挿通されており、その外周面が環状凸部１０ｂの内周面と摺動可能となっている。また、基部４０ｃの軸方向右端部には、断面傾斜形状の第２弁座４０ａが形成されている。第２弁座４０ａは、外径側から内径側に、環状の平坦面４０ｆと平坦面４０ｆに内径側から連なり軸方向左方へ向けて漸次縮径している。すなわち、第２弁座４０ａは断面直線状の傾斜面が周方向に延びるテーパ面により構成されている。

【0036】

フランジ部４０ｄおよび延出部４０ｅは、その外周面がバルブハウジング１０の凹部１０ｃの内周面と摺動可能となっている。尚、フランジ部４０ｄおよび延出部４０ｅの外周面と凹部１０ｃの内周面との間、および基部４０ｃの外周面と環状凸部１０ｂの内周面との間は、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いる。このように、微小な隙間が形成されているので可動体４０は、バルブハウジング１０に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。また、フランジ部４０ｄおよび延出部４０ｅの外周面は、凹部１０ｃの内周面とクリアランスシールによる密封部が形成されている。

【0037】

また、可動体４０は、空間３０内に配置される付勢手段としてのコイルスプリング４２により、ＣＳ弁体５１から離間する方向、すなわち軸方向左方に付勢されている。詳しくは、コイルスプリング４２は、可動体４０の延出部４０ｅに沿って内嵌されており、その軸方向右端は、凹部１０ｃの底面、すなわち環状凸部１０ｂの軸方向左側の側面に当接している。また、コイルスプリング４２の軸方向左端は、可動体４０のフランジ部４０ｄの軸方向右側の内側面４０ｈに当接している。なお、コイルスプリング４２は圧縮バネである。

【0038】

尚、可動体４０において、空間３０に面するフランジ部４０ｄの軸方向右側の内側面４０ｈと延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇは、常に２次圧を受ける受圧面を構成している。

【0039】

また、可動体４０は、コイルスプリング４２の付勢力により軸方向左方に付勢されている。可動体４０の軸方向左端面４０ｋはストッパ４１の軸方向右側の側面に当接することにより、可動体４０の軸方向左方への移動が規制されるようになっている（図２および図３参照）。このとき、基部４０ｃの軸方向右端部は、環状凸部１０ｂの内径側に配置されている。

【0040】

このように、バルブハウジング１０の内部には、ストッパ４１の貫通孔４１ａ、可動体４０の貫通孔４０ｂ、弁室２０、Ｐｓポート１１により、容量可変型圧縮機の制御室と吸入室とを連通する第１Ｐｃ－Ｐｓ流路（図２の実線矢印参照）が形成されている。

【0041】

また、バルブハウジング１０の環状凸部１０ｂの内周面には、軸方向に延びる溝により連通路１０ｅが形成されている。また、連通路１０ｅにより、空間３０と弁室２０との間が連通されている。すなわち、空間３０には、第２Ｐｃポート１２により１次圧の流体が流通可能であるとともに、連通路１０ｅにより２次圧の流体が流通可能となっている。これにより、バルブハウジング１０の内部には、第２Ｐｃポート１２、空間３０、連通路１０ｅ、弁室２０、Ｐｓポート１１により、容量可変型圧縮機の制御室と吸入室とを連通する第２Ｐｃ－Ｐｓ流路（図２の実線矢印参照）が形成されている。

【0042】

尚、本実施例１において、第２Ｐｃポート１２は、流路断面積が下流側へ行くにしたがって減少傾向（ｄＡ＜０）となる先細ノズル形状に形成されている。また、第２Ｐｃポート１２の流路断面積は、下流側へ行くにしたがって連続的に減少している。

【0043】

ここで、第２Ｐｃポート１２を通過する流体の流速と圧力の変化について説明する。等エントロピー流れにおける面積変化の影響について、断面積・圧力の関係式を下記に示す。

【0044】

【数1】

【0045】

ｐ：圧力
γ：比熱比
Ｍ：マッハ数
Ａ：面積

【0046】

この断面積・圧力の関係式に基づき、第２Ｐｃポート１２を通過する流体が亜音速流れ（Ｍ＜１）であるとき、第２Ｐｃポート１２を通過する流体は、流速が上昇する。また、流体の圧力が低下する。そのため、第２Ｐｃポート１２から流入する空間３０内の流体の圧力Ｐｃ’は、ストッパ４１の貫通孔４１ａ内の制御流体の制御圧力Ｐｃよりも小さくなる（Ｐｃ’＜Ｐｃ）。

【0047】

次いで、ＣＳ弁５０の開閉機構について説明する。図２に示されるように、容量制御弁Ｖ１の非通電状態においては、ＣＳ弁体５１がコイルスプリング８５（図１参照）の付勢力により軸方向右方へと押圧されＣＳ弁５０は全開となっている。

【0048】

また、図３に示されるように、容量制御弁Ｖ１の通電状態（最大通電状態）においては、ソレノイド８０の駆動力によりＣＳ弁体５１がコイルスプリング８５（図１参照）の付勢力により軸方向左方へと移動し、第１弁座１０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座することにより、ＣＳ弁５０が閉塞される。

【0049】

図２および図３に示されるように、可動体４０に軸方向に作用する１次圧と２次圧の差圧が小さい状態では、可動体４０は、コイルスプリング４２によりＣＳ弁体５１から離間する方向に付勢力（図２および図３において白矢印で図示）を受け軸方向左方に移動する。また、可動体４０は、軸方向左端面４０ｋがストッパ４１に当接することで移動が規制されるようになっている。詳しくは、可動体４０の軸方向左端面４０ｋには、主に１次圧が作用しており、フランジ部４０ｄの軸方向右側の内側面４０ｈと延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇと基部４０ｃの軸方向右端における第２弁座４０ａおよび平坦面４０ｆとには、主に１次圧と２次圧の間の圧力が作用している。このとき、可動体４０の延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇは、第２Ｐｃポート１２の空間３０側の開口よりも軸方向左側に配置されることにより、第２Ｐｃポート１２が全開されている。

【0050】

一方で、可動体４０に軸方向に作用する差圧が大きい状態（例えば１次圧が高い状態）で、差圧より可動体４０に作用する力がコイルスプリング４２の付勢力を上回ると、コイルスプリング４２が縮むようになっている。また、可動体４０がＣＳ弁体５１に近接する方向である軸方向右方に移動し、延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇがバルブハウジング１０の凹部１０ｃの底面に当接して移動が規制される（図４参照）。このとき、可動体４０の延出部４０ｅの軸方向右端部における外周面と凹部１０ｃの内周面とのクリアランスシールによる密封部により、第２Ｐｃポート１２が閉塞されている。

【0051】

このように、可動体４０は、可動体４０に軸方向に作用する差圧とコイルスプリング４２の付勢力とのバランスにより軸方向に移動するようになっている。すなわち、可動体４０は、ソレノイド８０の駆動力により移動するＣＳ弁体５１とは独立して動作する。

【0052】

また、図４に示されるように、可動体４０の延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇがバルブハウジング１０の凹部１０ｃの底面に当接した状態では、第１弁座１０ａの内径側において、基部４０ｃの軸方向右端における平坦面４０ｆが環状凸部１０ｂの軸方向右側の側面と径方向に略面一に揃う軸方向位置に配置される。これにより、容量制御弁Ｖ１の通電状態において閉弁させる際には、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａは、第１弁座１０ａに着座するために必要なストローク（図３参照）よりも小さいストロークで第２弁座４０ａに着座しＣＳ弁５０を閉弁することができる。

【0053】

さらに、第２弁座４０ａは、第１弁座１０ａよりも内径側に配置され小径に形成されていることにより、第１弁座１０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座した状態における受圧面積Ａ１（図５参照）と比べて、第２弁座４０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座した状態における受圧面積Ａ２（図４参照）を小さく（Ａ１＞Ａ２）することができる。すなわち、第２弁座４０ａは、その弁口径が小さく、ＣＳ弁体５１の当接部５１ａに対して軸方向右方に作用する可動体４０の貫通孔４０ｂ内の１次圧から受ける抗力が小さくなり、ソレノイド８０の小さい駆動力でＣＳ弁５０を閉弁することができる。

【0054】

また、図４に示される状態から、ＣＳ弁体５１をさらに軸方向左方に移動させ、第１弁座１０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座されるまでの間、ＣＳ弁体５１が可動体４０の貫通孔４０ｂ内の１次圧から受ける抗力は、上述した小さい受圧面積Ａ２に基づくこととなるため、ＣＳ弁５０の閉弁に必要なソレノイド８０の駆動力を小さくすることができる。尚、図５に示される状態では、第１弁座１０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座されることにより、可動体４０に軸方向に作用する差圧の変化により可動体４０が軸方向左方に移動した場合でもＣＳ弁５０の閉弁を維持することができる。

【0055】

このとき、ＣＳ弁体５１の移動に伴い可動体４０が軸方向左方に押圧され、延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇがバルブハウジング１０の凹部１０ｃの底面から軸方向左方に離間するが、延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇは第２Ｐｃポート１２の空間３０側の開口よりも軸方向右側に配置されることにより、第２Ｐｃポート１２が閉塞された状態が維持され、流体漏れが防止されている。

【0056】

また、可動体４０は、空間３０に面するフランジ部４０ｄの軸方向右側の内側面４０ｈと延出部４０ｅの軸方向右端面４０ｇが常に２次圧を受ける受圧面となっているため、可動体４０に１次圧と２次圧の差圧を常に作用させることができることから、差圧に対する応答性を高めることができる。

【0057】

また、可動体４０は、コイルスプリング４２によりＣＳ弁体５１から離間する方向に付勢されているため、可動体４０に作用する差圧が小さいとき、可動体４０をＣＳ弁体５１から確実に離間させることができる。

【0058】

また、空間３０には、１次圧の流体と２次圧の流体に流通可能となっているため、空間３０には連通路１０ｅを通して２次圧側である弁室２０から供給される２次圧に加えて、第２Ｐｃポート１２を通して１次圧が供給される。このため、可動体４０に作用する差圧を１次圧に応じて調整することができ、可動体４０の応答性を高めることができる。

【0059】

また、空間３０と弁室２０との間に連通路１０ｅが形成されることにより、可動体４０が軸方向右方に移動する際に連通路１０ｅを通して空間３０内から弁室２０へ流体を移動させることができるため、可動体４０をスムーズに移動させることができる。

【0060】

また、第２Ｐｃポート１２は、流路断面積が下流側に行くにしたがって減少する先細ノズルであり、第２Ｐｃポート１２を通過する流体が亜音速流れであるとき、１次圧側から第２Ｐｃポート１２を通過する流体は、流速が上昇し、空間３０に供給される流体の圧力が低下するため、可動体４０に作用する差圧が大きくなるように調整される。これにより、可動体４０をＣＳ弁体５１に近接させやすくすることができる。

【0061】

また、コイルスプリング４２は、空間３０に配置されており、可動体４０とＣＳ弁体５１を独立して動作させることができ、可動体４０の応答性を高めることができる。

【0062】

また、図２に示されるように、非通電状態において、差圧が小さい状態ではＣＳ弁５０と第２Ｐｃポート１２を共に全開とすることにより、第１Ｐｃ－Ｐｓ流路および第２Ｐｃ－Ｐｓ流路の両方を通して流体の流量を増加させることができる。

【0063】

また、容量制御弁Ｖ１は、バルブハウジング１０の軸方向左端から凹部１０ｃに可動体４０、コイルスプリング４２を挿入した後、ストッパ４１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。

【実施例2】

【0064】

実施例２に係る容量制御弁につき、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。

【0065】

図６に示されるように、本実施例２の容量制御弁Ｖ２において、バルブハウジング１１０には、第２の１次圧ポートとしてのＰｃポート１１２が形成されている。Ｐｃポート１１２は、流路断面積が下流側へ行くにしたがって増加する（ｄＡ＞０）末広ノズル形状を成している。

【0066】

前記実施例１における断面積・圧力の関係式に基づき、Ｐｃポート１１２を通過する流体が超音速流れ（Ｍ＞１）であるとき、Ｐｃポート１１２を通過する流体は、流速が上昇し、圧力が低下する。そのため、Ｐｃポート１１２から流入する空間３０内の流体の圧力Ｐｃ’は、ストッパ４１の貫通孔４１ａ内の制御流体の制御圧力Ｐｃよりも小さくなる（Ｐｃ’＜Ｐｃ）。これにより、可動体４０に作用する差圧が大きくなるように調整され、可動体４０をＣＳ弁体５１に近接させやすくすることができる。

【0067】

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。

【0068】

例えば、前記実施例１，２では、可動体４０が軸方向右方に移動した状態で、第１弁座１０ａの内径側において、基部４０ｃの軸方向右端における平坦面４０ｆが環状凸部１０ｂの軸方向右側の側面と径方向に略面一に揃う軸方向位置に配置される態様について説明したが、これに限らず、可動体４０が軸方向右方に移動した状態で、第１弁座１０ａよりも先に第２弁座４０ａにＣＳ弁体５１の当接部５１ａが着座できるものであればよい。

【0069】

また、前記実施例１，２では、１次圧側と空間３０を連通する第２Ｐｃポート１２，１１２は、流路断面積が連続的に増加・減少する先細ノズル形状や末広ノズル形状に形成される態様について説明したが、これに限らず、流路断面積が段階的に増加・減少するものであってもよい。また、１次圧側と空間３０を連通するＰｃポートは、流路断面積が一定であってもよい。

【0070】

また、空間３０には１次圧の流体が流通可能となっていなくてもよい。

【0071】

また、連通路１０ｅは、溝に限らず、環状凸部１０ｂを軸方向に貫通する貫通孔により形成されていてもよい。

【0072】

また、ＣＳ弁体５１は、当接部５１ａが断面曲面形状に形成されていなくてもよく、例えば第１弁座１０ａおよび第２弁座４０ａとそれぞれ当接可能な段状に形成されていてもよい。

【0073】

また、第１弁座１０ａおよび第２弁座４０ａを構成するテーパ面は、直線状のものに限らず円弧状であってもよい。

【0074】

また、前記実施例１，２の容量制御弁Ｖ１，Ｖ２は、ＣＳ弁５０を例に説明したが、これに限らず、１次圧ポートとしてのＰｄポートと２次圧ポートとしてのＰｃポートとの間の流路を開閉するＤＣ弁であってもよい。

【符号の説明】

【0075】

９ 固定オリフィス
１０ バルブハウジング
１０ａ 第１弁座（弁座）
１０ｂ 環状凸部
１０ｃ 凹部
１０ｄ 段部
１０ｅ 連通路
１１ Ｐｓポート（２次圧ポート）
１２ 第２Ｐｃポート（第２の１次圧ポート）
２０ 弁室
３０ 空間
４０ 可動体
４０ａ 第２弁座（弁座）
４０ｂ 貫通孔
４０ｃ 基部
４０ｄ フランジ部
４０ｅ 延出部（閉塞部）
４０ｆ 平坦面
４０ｇ 軸方向右端面（常に２次圧を受ける受圧面）
４０ｈ 側面（常に２次圧を受ける受圧面）
４０ｋ 軸方向左端面
４１ ストッパ
４１ａ 貫通孔（１次圧ポート、第１Ｐｃポート）
４２ コイルスプリング（付勢手段）
５０ ＣＳ弁
５１ ＣＳ弁体（弁体）
５１ａ 当接部
８０ ソレノイド
８５ コイルスプリング（スプリング）
１１０ バルブハウジング
１１２ 第２Ｐｃポート（第２の１次圧ポート）
Ｖ１，Ｖ２ 容量制御弁（弁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】