CN102792025B - 容量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高可变容量型压缩机的起动时的控制室的液体制冷剂排出功能、并可实现控制时的斜板控制速度的提高的容量控制阀。其特征在于，该容量控制阀具有：适配器，其设在感压体的伸缩方向的自由端并具有环状的座面；以及液体制冷剂排出用阀芯，其以能够移动的方式设置在适配器内，在适配器的与第3阀部卡合的卡合部设置狭缝，并且在适配器的基底部侧设置使控制室压力作用于液体制冷剂排出用阀芯的底面的导入孔，而且设置施力单元，该施力单元在液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间对液体制冷剂排出用阀芯朝阀门打开的方向施力。

Description

容量控制阀

技术领域

本发明涉及对工作流体的容量或压力进行可变控制的容量控制阀，特别是涉及根据压力负载来控制在汽车等的空调系统中使用的可变容量型压缩机等的排出量的容量控制阀。

背景技术

在汽车等的空调系统中使用的斜板式可变容量型压缩机具有：通过发动机的旋转力被驱动旋转的旋转轴；使倾斜角度可变地与旋转轴连接的斜板；以及与斜板连接的压缩用的活塞等，斜板式可变容量型压缩机通过使斜板的倾斜角度变化，来使活塞的行程变化从而控制制冷气体的排出量。

该斜板的倾斜角度通过以下方法而能够连续变化，即，在利用吸入制冷气体的吸入室的吸入压力、排出通过活塞加压后的制冷气体的排出室的排出压力、收纳有斜板的控制室(曲轴室)的控制室压力的同时，使用通过电磁力被驱动开闭的容量控制阀，适当控制控制室内的压力，调整作用于活塞两面的压力的平衡状态。

作为这样的容量控制阀，公知有这样的容量控制阀(以下，称为“现有技术1”。例如，参照专利文献1)，如图8所示，该容量控制阀具有以下等部分：排出侧通路73、77，其使排出室和控制室连通；第1阀室82，其形成在排出侧通路的中途；吸入侧通路71、72，其使吸入室和控制室连通；第2阀室(工作室)83，其形成在吸入侧通路的中途；阀芯81，其形成为第1阀部76和第2阀部75在一体地进行往复运动的同时向彼此相反方向进行开闭动作，第1阀部76配置在第1阀室82内并开闭排出侧通路73、77，第2阀部75配置在第2阀室83内并开闭吸入侧通路71、72；第3阀室(容量室)84，其形成在吸入侧通路71、72的中途的靠控制室处；感压体(波纹管)78，其配置在第3阀室内，朝伸长(膨胀)的方向提供作用力，并伴随周围的压力增加而收缩；阀座体(卡合部)80，其设在感压体的伸缩方向的自由端，具有环状的座面；第3阀部(阀门打开连接部)79，其在第3阀室84与阀芯81一体地移动，并通过与阀座体80的卡合和脱离而能够开闭吸入侧通路；以及螺线管S，其向阀芯81提供电磁驱动力。

并且，在该容量控制阀70中，即使在容量控制时在可变容量型压缩机内不设置离合机构，在有必要变更控制室压力的情况下，使排出室和控制室连通也能够调整控制室内的压力(控制室压力)Pc。并且，采用这样的结构：在可变容量型压缩机处在停止状态下且控制室压力Pc上升的情况下，使第3阀部(阀门打开连接部)79从阀座体(卡合部)80脱离从而开放吸入侧通路，使吸入室和控制室连通。

不过，在停止斜板式可变容量型压缩机并长时间放置后想要起动的情况下，液体制冷剂(在放置中冷却从而制冷气体液化而得到的物质)积存在控制室(曲轴室)内，因而只要不排出该液体制冷剂，就不能压缩制冷气体来确保设定的排出量。

为了在刚起动后进行期望的容量控制，有必要尽可能迅速地排出控制室(曲轴室)的液体制冷剂。

在现有技术1的容量控制阀70中，首先，当在断开螺线管S、且第2阀部75闭塞了连通路(吸入侧通路)71、72的状态下将可变容量型压缩机长时间放置在停止状态时，可变容量型压缩机的控制室(曲轴室)内处于积存有液体制冷剂的状态。在可变容量型压缩机的停止时间长的情况下，可变容量型压缩机的内部为均压，控制室压力Pc处于远比可变容量型压缩机的驱动时的控制室压力Pc和吸入压力Ps高的状态。

在该状态下，当接通螺线管S且阀芯81开始起动时，第1阀部76朝关闭方向移动，同时第2阀部75朝打开方向移动，并且可变容量型压缩机的控制室的液体制冷剂被排出。然后，控制室压力Pc使感压体78收缩，使第3阀部79从阀座体80脱离而使其打开。此时，由于处于第2阀部75打开并开放了连通路(吸入侧通路)72、71的状态，因而控制室内的液体制冷剂从连通路(吸入侧通路)74、72、71被排出到可变容量型压缩机的吸入室。然后，当控制室压力Pc为预定级以下时，感压体78进行弹性恢复并伸长，阀座体80与第3阀部79卡合并关闭，从而闭塞连通路(吸入侧通路)74、72、71。

然而，在现有技术1中，由于采用使感压体78收缩、使第3阀部79从阀座体80脱离并打开的结构，因而存在为了增大阀门打开的行程而必须延长感压体78的长度等的问题，难以增大阀门打开的行程。即，现有技术1的容量控制阀虽然可比不是能打开第3阀部79的结构的以往的容量控制阀(仅经由使控制室和吸入室直接连通的固定节流孔进行排出的容量控制阀)更快地排出液体制冷剂，但是对其排出能力有界限。

因此，如图9所示，由本申请人提出了在第3阀部79的侧面设置辅助连通路85的容量控制阀(以下，称为“现有技术2”。例如，参照专利文献2)。

现有技术2的容量控制阀虽然能够加快排出液体制冷剂，并能够高效率地进行最大容量时的放压，但是在运转中，总是处于控制室(曲轴室)和吸入室连通的状态，因而发生从控制室(曲轴室)向吸入室的流动，存在在可变容量型压缩机的控制时对斜板的控制速度产生不良影响的问题。

图6是说明上述的现有技术1、现有技术2以及本发明中的使控制室和吸入室直接连通的固定节流孔(以下简称为“固定节流孔”)以及第3阀部与阀座体之间的开口部和辅助连通路所形成的连通路(吸入侧通路74、72、71)的开口面积的说明图。

这里，特别是对现有技术1和现有技术2进行说明，然而为了便于说明起见，将固定节流孔的开口面积设定为s1，将第3阀部79和阀座体80之间的开口面积设定为s2，将辅助连通路85的开口面积设定为s3。

在现有技术1中，液体制冷剂排出时的开口面积是s1+s2，并且，在最大容量运转时、通常控制时以及最小容量运转时(以下有时将其总称为“控制时”)的开口面积是s1。

与此相对，现有技术2以增大液体制冷剂排出时的开口面积为目的来设置了辅助连通路85，由此液体制冷剂排出时的开口面积增大为s1+s2+s3。然而，由于辅助连通路85在运转时总是开口，因而通常控制时的开口面积也增大为s1+s3。当通常控制时的开口面积增大时，相对于吸入压力Ps的变化的控制室压力Pc的变化变钝，存在在通常控制时的斜板的控制速度下降的问题。因此，在现有技术2中，与现有技术1相比，通过增大液体制冷剂排出时的开口面积s1+s2+s3并减小固定节流孔的开口面积s1，防止了通常控制时的开口面积s1+s3的增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2006/090760号小册子

专利文献2：国际公开第2007/119380号小册子

发明内容

发明要解决的课题

在上述现有技术2中，虽然防止了通常控制时的开口面积s1+s3的增大，但是如图6所示，现有技术2的通常运转时的开口面积比现有技术1大，因而如图7的虚线所示，避免不了相对于吸入压力Ps的变化的控制室压力Pc的变化比现有技术1钝，不能解决在控制时的斜板的控制速度下降的问题。

本发明是为了解决上述现有技术1和2具有的问题而作成的，本发明的目的是提供一种容量控制阀，其能够将可变容量型压缩机的起动时的控制室的液体制冷剂排出功能(图6的现有技术2的液体制冷剂排出时的开口面积)以及最大容量时的放压效率(图6的现有技术2的最大容量时的开口面积)维持在高的状态，并能够实现通常控制时(最大容量运转时和最小容量运转时的期间)和最小容量运转时的斜板的控制速度(图6的现有技术2的通常控制时的开口面积)的提高。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的容量控制阀的第1特征在于，其具有：排出侧通路，其使排出流体的排出室和控制流体的排出量的控制室连通；第1阀室，其形成在所述排出侧通路的中途；吸入侧通路，其使吸入流体的吸入室和所述控制室连通；第2阀室，其形成在所述吸入侧通路的中途；阀芯，其一体地具有第1阀部和第2阀部，通过该第1阀部和第2阀部的往复运动来进行相互反向的开闭动作，所述第1阀部在所述第1阀室开闭所述排出侧通路，所述第2阀部在所述第2阀室开闭所述吸入侧通路；第3阀室，其形成在所述吸入侧通路的中途的比所述第2阀室更靠所述控制室处；感压体，其配置在所述第3阀室内，该感压体通过其伸长来朝使所述第1阀部打开的方向提供作用力，并伴随周围的压力增加而收缩；适配器，其设在所述感压体的伸缩方向的自由端并具有环状的座面；液体制冷剂排出用阀芯，其以能够移动的方式设置在适配器内；第3阀部，其在所述第3阀室与所述阀芯一体地移动，并具有环状的卡合面，所述卡合面通过与所述适配器的座面以及液体制冷剂排出用阀芯卡合和脱离而开闭所述吸入侧通路；以及螺线管，其朝使所述第1阀部关闭的方向对所述阀芯提供电磁驱动力，在所述适配器的与第3阀部卡合的卡合部设置狭缝，并且在所述适配器的基底部侧设置使控制室压力作用于所述液体制冷剂排出用阀芯的底面的导入孔，而且设置施力单元，所述施力单元在所述液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间对所述液体制冷剂排出用阀芯朝阀门打开的方向施力。

根据第1特征，能够将可变容量型压缩机的起动时的控制室的液体制冷剂排出功能和最大容量时的放压效率维持在高的状态，并可实现在通常控制时和最小容量运转时的斜板控制速度的提高。

并且，本发明的容量控制阀的第2特征在于，在第1特征中，将液体制冷剂排出用阀芯的与第3阀部抵接的抵接面形成为锥状。

根据第2特征，能够调整液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间的密封直径。

并且，本发明的容量控制阀的第3特征在于，在第1或第2特征中，在液体制冷剂排出用阀芯的外周安装Y形环，对该液体制冷剂排出用阀芯的外周与适配器内面之间进行密封。

根据第3特征，能够最大限度地利用控制室压力Pc与吸入室压力Ps的差压的效果。

发明效果

本发明取得以下的优良效果。

(1)具有适配器和液体制冷剂排出用阀芯，适配器设在感压体的伸缩方向的自由端并具有环状的座面，液体制冷剂排出用阀芯以能够移动的方式设置在适配器内，在适配器的与第3阀部卡合的卡合部设置狭缝，并且在适配器的基底部侧设置使控制室压力作用于液体制冷剂排出用阀芯的底面的导入孔，而且设置施力单元，该施力单元在液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间对液体制冷剂排出用阀芯朝阀门打开的方向施力，由此能够将可变容量型压缩机的起动时的控制室的液体制冷剂排出功能和最大容量时的放压效率维持在高的状态，并可实现在通常控制时和最小容量运转时的斜板控制速度的提高。

(2)通过将液体制冷剂排出用阀芯的与第3阀部抵接的抵接面形成为锥状，能够调整液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间的密封直径。

(3)通过在液体制冷剂排出用阀芯的外周安装Y形环，对液体制冷剂排出用阀芯的外周与适配器内面之间进行密封，能够最大限度地利用控制室压力Pc与吸入室压力Ps的差压的效果。

附图说明

图1是示出具有本发明涉及的容量控制阀的斜板式可变容量型压缩机的概略结构图。

图2是示出本发明涉及的容量控制阀的一个实施方式的主剖视图。

图3是将容量控制阀的主要部分放大后的局部放大剖视图，(a)示出由于控制室的压力而使感压体收缩且第3阀部和适配器打开、并且液体制冷剂排出阀芯也打开的状态，(b)示出感压体伸长且第3阀部和适配器关闭、而液体制冷剂排出阀芯打开的状态，并且(c)示出感压体伸长且第3阀部和适配器关闭、并且液体制冷剂排出阀芯也关闭的状态。

图4是容量控制阀的另一实施方式的主要部分放大剖视图。

图5是容量控制阀的另一实施方式的主要部分放大剖视图。

图6是说明现有技术1、现有技术2以及本发明中的控制室和固定节流孔以及连通路(吸入侧通路)的开口面积的说明图。

图7是说明现有技术1、现有技术2以及本发明中的由吸入压力Ps的变动引起的控制室压力Pc的响应性的图。

图8是示出现有技术1的容量控制阀的主剖视图。

图9是示出现有技术2的容量控制阀的主要部分剖视图。

具体实施方式

参照附图详细说明用于实施本发明涉及的容量控制阀的方式，然而本发明不限定于此来解释，只要不脱离本发明的范围，就能根据本领域技术人员的知识，施加各种变更、校正、改进。

如图1所示，该斜板式可变容量型压缩机M具有以下等部分：排出室11；控制室(也称为曲轴室)12；吸入室13；多个气缸14；端口11b，其使气缸14和排出室11连通，且由排出阀11a开闭；端口13b，其使气缸14和吸入室13连通，且由吸入阀13a开闭；与外部的冷却回路连接的排出端口11c和吸入端口13c；作为排出侧通路的连通路15，其使排出室11和控制室12连通；连通路16，其兼有作为所述排出侧通路的作用和作为吸入侧通路的作用，吸入侧通路使控制室12和吸入室13连通；壳体10，其限定作为吸入侧通路的连通路17等；旋转轴20，其从控制室(曲轴室)12内向外部突出且以能够自由旋转的方式设置；斜板21，其与旋转轴20一体旋转且以使倾斜角度可变的方式与旋转轴20连接；多个活塞22，其以能够自由往复运动的方式嵌合在各个气缸14内；多个连接部件23，其使斜板21和各个活塞22连接；从动滑轮24，其安装在旋转轴20上；以及本发明的容量控制阀V，其装入在壳体10内。

并且，在斜板式可变容量型压缩机M内设有使控制室(曲轴室)12和吸入室13直接连通的连通路18，在该连通路18上设有固定节流孔19。

而且，在该斜板式可变容量型压缩机M内，冷却回路与排出端口11c和吸入端口13c连接，在该冷却回路内依次排列设有冷凝器(冷凝装置)25、膨胀阀26、蒸发器(蒸发装置)27。

如图2所示，容量控制阀V具有以下等部分：阀体30，其使用金属材料或树脂材料形成；阀芯40，其以能够自由往复运动的方式配置在阀体30内；感压体50，其对阀芯40进行单向施力；以及螺线管60，其与阀体30连接并向阀芯40提供电磁驱动力。

阀体30具有以下等部分：连通路31、32、33，其作为排出侧通路执行功能；连通路33、34，其与后述的阀芯40的连通路44一起作为吸入侧通路执行功能；第1阀室35，其形成在排出侧通路的中途；第2阀室36，其形成在吸入侧通路的中途；引导通路37，其引导阀芯40；以及第3阀室38，其形成在排出侧通路和吸入侧通路的靠控制室12处。并且，在阀体30上通过螺合而安装有闭塞部件39，闭塞部件39限定第3阀室38并构成阀体30的一部分。

即，连通路33和第3阀室38形成为兼作排出侧通路和吸入侧通路的一部分，连通路32形成使第1阀室35和第3阀室38连通并使阀芯40贯穿插入(在确保流体流动的间隙的同时使阀芯40通过)的阀孔。另外，连通路31、33、34分别在周方向呈放射状排列并形成有多个(例如，隔开90度的间隔形成有4个)。

并且，在第1阀室35中，在连通路(阀孔)32的缘部形成有供后述的阀芯40的第1阀部41落座的座面35a，并且，在第2阀室36中，在后述的固定铁芯64的端部形成有供后述的阀芯40的第2阀部42落座的座面36a。

阀芯40形成为大致圆筒状，在一端侧具有第1阀部41，在另一端侧具有第2阀部42，阀芯40还具有在夹着第1阀部41与第2阀部42相反的一侧通过后装而连接的第3阀部43、以及在阀芯40的轴线方向从第2阀部42贯通到第3阀部43并作为吸入侧通路执行功能的连通路44等。

第3阀部43从自第1阀室35向第3阀室38缩径的状态呈喇叭状形成而贯穿插入于连通路(阀孔)32，并且在第3阀部43的外周缘具有与后述的适配器53对置的环状的卡合面43a(参照图3)。

这里，如图3所示，第3阀部43的与适配器53卡合的卡合面43a向外形成凸状并形成为具有曲率半径R的球面状，而且，第3阀部43的与后述的液体制冷剂排出用阀芯48卡合的卡合面即端面47形成为平面状。

在图2中，感压体50具有波纹管51和适配器53等。波纹管51的一端固定在闭塞部件39上，波纹管51在其另一端(自由端)保持适配器53。

如图2和图3所示，适配器53具有：前端与第3阀部43卡合且截面呈大致U字状的空心圆筒形部53a、和向波纹管51内鼓出的鼓出部，在空心圆筒形部53a的前端具有与第3阀部43的卡合面43a对置并卡合及脱离的环状的座面53b。并且，空心圆筒形部53a的座面53b形成为具有中心角α的锥面状(参照图3的(c))。

即，感压体50配置在第3阀室38内，并以如下方式工作：通过其伸长(膨胀)来朝使第1阀部41打开的方向提供作用力，并伴随周围(第3阀室38和阀芯40的连通路44内)的压力增加而收缩并减弱提供给第1阀部41的作用力。

图3是将容量控制阀的主要部分放大后的局部放大剖视图，(a)示出由于控制室的压力而使感压体50收缩且第3阀部43和适配器打开、并且液体制冷剂排出阀芯48也打开的状态，(b)示出感压体50伸长且第3阀部43和适配器53关闭、而液体制冷剂排出阀芯48打开的状态，并且(c)示出感压体50伸长且第3阀部43和适配器53关闭、并且液体制冷剂排出阀芯48也关闭的状态。

如图3的(a)、(b)、(c)所示，在适配器53的空心圆筒形部53a内，液体制冷剂排出用阀芯48设置成以在轴方向能够自由滑动的方式与该空心圆筒形部53a嵌合，并且，在适配器53的空心圆筒形部53a的前端(与第3阀部43卡合的卡合部)设有朝轴方向开口的开口面积是s4的狭缝54，而且在适配器53的基底部53c侧设有控制室压力导入孔55。

液体制冷剂排出用阀芯48具有与适配器53的空心圆筒形部53a内面嵌合的圆筒部48a和底部48b，在底部48b的中心向外侧设有突出部48c，在适配器53的基底部53c和底部48b之间形成空间，来自控制室压力导入孔55的控制室压力Pc被导入到该空间内。并且，液体制冷剂排出用阀芯48由设在其与第3阀部43的端面47之间的弹簧49朝使圆筒部48a前端的抵接面48d从第3阀部43的端面47离开的方向施力。弹簧49的推斥力被设定成当Pc－Ps达到设定的差压(Δp)以上时使液体制冷剂排出用阀芯48关闭的大小(即，被设定成阀门关闭时的弹簧49的推斥力＜ΔP)。并且，在本例子中，圆筒部48a的前端面48d呈与中心轴方向正交的平面形状，其与第3阀部43的端面47平行。而且，在液体制冷剂排出用阀芯48最大限度打开的状态下，适配器53的狭缝54处于全开状态。

如图6所示，本实施方式(本发明)的固定节流孔19被设定成与现有技术2的固定节流孔的开口面积s1相同，并且，狭缝的面积s4被设定成与现有技术2的辅助连通路的开口面积s3相同。而且，第3阀部43和适配器53之间的开口面积被设定成与现有技术2的该开口面积相同的s2。

因此，在本实施方式中，液体制冷剂排出时的开口面积与现有技术2的开口面积相同是s1+s2+s4，并且，由于液体制冷剂排出用阀芯48处于打开状态，因而最大容量运转时(控制室压力Pc和吸入压力Ps大致相同)的开口面积与现有技术2的开口面积相同是s1+s4。

然而，在本实施方式中，如图6所示，当控制室压力Pc与吸入压力Ps的差压接近ΔP时，液体制冷剂排出用阀芯48朝关闭方向进行工作，通常控制时的开口面积为在控制室压力Pc和吸入压力Ps之间的差压与弹簧49的推斥力平衡的状态下的狭缝的开口面积加上固定节流孔的面积s1后的面积(图3的(b))。因此，如图6所示，随着Pc－Ps的差压接近ΔP，通常控制时的开口面积减小。之后，如果控制室压力Pc与吸入压力Ps的差压超过ΔP，则液体制冷剂排出用阀芯48处于完全关闭的状态(图3的(c))。并且，由于控制室压力Pc与吸入压力Ps的差压大幅超过ΔP，因而液体制冷剂排出用阀芯48处于完全关闭的状态，最小容量运转时的开口面积为固定节流孔的开口面积。

这样，根据本实施方式，液体制冷剂排出时的开口面积与现有技术2同样增大，将起动时的控制室的液体制冷剂排出功能和最大容量时的放压效率维持在高的状态，并且通常控制时和最小容量运转时的开口面积可小到固定节流孔的开口面积，因而如图7的实线所示，控制室压力Pc对吸入压力Ps的变化的响应性变得敏锐，可实现通常控制时和最小容量运转时的斜板的控制速度的提高。并且，在本实施方式中，使固定节流孔开口面积与现有技术2的固定节流孔开口面积相同，并且，使狭缝的开口面积与辅助连通路的开口面积相同，然而可通过增大或减小固定节流孔的直径(开口面积)和狭缝开口面积来适当变更液体制冷剂排出功能和通常控制时的功能。

如图2所示，螺线管60具有以下等部分：与阀体30连接的壳体62；一端部封闭的套筒63；圆筒状的固定铁芯64，其配置在壳体62和套筒63的内侧；驱动杆65，其在固定铁芯64的内侧自由往复运动，且其前端与阀芯40连接来形成连通路44；可动铁芯66，其固定在驱动杆65的另一端侧；螺旋弹簧67，其朝使第1阀部41打开的方向对可动铁芯66进行施力；以及励磁用的线圈68，其经由线圈架卷绕在套筒63的外侧。

在上述结构中，在线圈68是非通电的状态下，阀芯40利用感压体50和螺旋弹簧67的作用力向图2中的上侧移动，第1阀部41从座面35a离开从而开放连通路(排出侧通路)31、32，同时，第2阀部42落座于座面36a从而闭塞连通路(吸入侧通路)34、44。

当在闭塞了连通路(吸入侧通路)34、44的状态下将可变容量型压缩机长时间放置在停止状态时，可变容量型压缩机的控制室(曲轴室)12内处于积存有液体制冷剂的状态，可变容量型压缩机的内部为均压，控制室压力Pc处于远比可变容量型压缩机的驱动时的控制室压力Pc和吸入压力Ps高的状态。

另一方面，当对线圈68通电到预定电流值(I)以上时，利用与感压体50和螺旋弹簧67的作用力反向进行作用的螺线管60的电磁驱动力(作用力)，阀芯40向图2中的下侧移动，第1阀部41落座于座面35a从而闭塞连通路(排出侧通路)31、32，同时，第2阀部42从座面36a离开从而开放连通路(吸入侧通路)34、44。在刚起动之后，控制室内的液体制冷剂被排出，但由于控制室压力Pc是预定级以上，因而波纹管51收缩，如图3的(a)所示，适配器53从第3阀部43脱离，并且液体制冷剂排出用阀芯48也打开，因而处于开放吸入侧通路(33、44、34)的状态，积存在控制室12内的液体制冷剂等经由连通路(吸入侧通路)33、44、34被排出到吸入室13。此时，液体制冷剂等的排出通路的大小为固定节流孔19的开口面积s1加上第3阀部43的卡合面43a和适配器53的座面53b之间的开口面积s2以及适配器53的狭缝54的面积s4之后的大小，可充分增大排出通路面积。

当控制室的液体制冷剂等被排出且控制室压力Pc为预定级以下时，波纹管51伸长，如图3的(b)所示，第3阀部43落座于适配器53的座面53b。在该状态下，由于控制室压力Pc＞吸入压力Ps且Pc－Ps＜ΔP，因而液体制冷剂排出用阀芯48朝关闭方向进行工作，弹簧49的推斥力逐渐增大，如果控制室压力Pc与吸入压力Ps的差压超过ΔP，则如图3的(c)所示，液体制冷剂排出阀芯48与第3阀部43卡合而处于关闭状态。

在上述结构中，如图2所示，将感压体50(的波纹管51)的有效直径处的受压面积设定为Ab，将第3阀部43的密封直径处的受压面积设定为Ar1，将第1阀部41的密封直径处的受压面积设定为As，将第2阀部42的密封直径处的受压面积设定为Ar2，将感压体50的作用力设定为Fb，将螺旋弹簧67的作用力设定为Fs，将螺线管60的电磁驱动力产生的作用力设定为Fsol，将排出室11的排出压力设定为Pd，将吸入室13的吸入压力设定为Ps，将控制室(曲轴室)12的控制室压力设定为Pc时，作用于阀芯40的力的平衡关系式为：

Pc·(Ab－Ar1)+Pc·(Ar1－As)+Ps·Ar1+Ps·(Ar2－Ar1)+Pd·(As－Ar2)＝Fb+Fs－Fsol。

另外，在上述结构中，感压体50的受压面积Ab和第3阀部43的受压面积Ar1形成为相同，第1阀部41的受压面积As和第2阀部42的受压面积Ar2形成为相同，而且，第3阀部43的受压面积Ar1形成为与第1阀部41的受压面积As相同。

即，通过设定为受压面积Ab＝受压面积Ar1，在第3阀室38内作用于感压体50的控制室压力Pc抵消而可防止其影响，能够实现不受到控制室压力Pc的影响的阀芯40的动作，可进行稳定的容量控制。

并且，通过设定为受压面积As＝受压面积Ar2，作用于阀芯40的排出压力Pd抵消而可防止其影响，能够实现不受到排出压力Pd的影响的阀芯40的动作，可进行稳定的容量控制。

接下来，对具有该容量控制阀V的斜板式可变容量型压缩机M应用于汽车的空调系统的情况下的动作进行说明。

首先，当旋转轴20利用发动机的旋转驱动力经由传动带(未图示)和从动滑轮24旋转时，斜板21与旋转轴20成为一体而旋转。当斜板21旋转时，活塞22以与斜板21的倾斜角度对应的行程在气缸14内往复运动，从吸入室13被吸入到气缸14内的制冷气体由活塞22压缩并排出到排出室11。然后，所排出的制冷气体从冷凝器25经由膨胀阀26被提供给蒸发器27，在进行冷冻循环的同时回到吸入室13。

这里，制冷气体的排出量是由活塞22的行程来决定的，活塞22的行程是由根据控制室12内的压力(控制室压力Pc)进行控制的斜板21的倾斜角度来决定的。

在活塞22压缩时，来自活塞22和气缸14之间的间隙的窜气总是流入控制室12，欲使控制室12的压力Pc上升。然而，由于设有固定节流孔19，因而即使当连通路(吸入侧通路)33、44、34关闭时，也能从控制室12对吸入室进行一定量的放压，因而期望的是，最大容量运转时的开口面积大。

首先，当断开螺线管60、在第2阀部42闭塞了连通路(吸入侧通路)34、44的状态下将可变容量型压缩机长时间放置在停止状态时，控制室12内处于积存有液体制冷剂的状态，可变容量型压缩机的内部为均压，控制室压力Pc处于远比可变容量型压缩机的驱动时的控制室压力Pc和吸入压力Ps高的状态。

在该状态下，当接通螺线管60且阀芯40开始起动时，第1阀部41朝关闭方向移动，同时第2阀部42朝打开方向移动。在刚起动之后，控制室内的液体制冷剂被排出，但由于控制室压力Pc是预定级以上，因而波纹管51收缩，如图3的(a)所示，适配器53从第3阀部43脱离，并且液体制冷剂排出用阀芯48也打开，因而处于开放吸入侧通路的状态，积存在控制室12内的液体制冷剂等经由连通路(吸入侧通路)44、34被排出到吸入室13。在液体制冷剂排出过程中，吸入压力Ps和控制室压力Pc也逐渐下降。然后，当控制室12内的液体制冷剂的排出结束、控制室压力Pc为预定级以下时，感压体50进行弹性恢复而伸长，如图3的(b)所示，适配器53与第3阀部43卡合。在该情况下，由于控制室压力Pc＞吸入压力Ps且Pc－Ps＜ΔP，因而液体制冷剂排出阀芯48处于打开状态。

在该排出过程中，第3阀部43的卡合面43a形成为具有曲率半径R的球面状，而且，适配器53的座面53b形成为具有中心角α的锥面状，因而可高效率地排出液体制冷剂，可迅速转移到期望的容量控制。

然后，在最大排出量的运转状态下，以预定电流值(I)对螺线管60(线圈68)通电，可动铁芯66和驱动杆65克服感压体50和螺旋弹簧67的作用力，阀芯40移动到处于以下状态的位置：第1阀部41落座于座面35a而闭塞连通路(排出侧通路)31、32，第2阀部42从座面36a离开而开放连通路(吸入侧通路)34、44。

另外，由于控制室压力Pc是预定级以下，因此感压体50进行弹性恢复而伸长，适配器53与第3阀部43卡合。

并且，控制室12内的控制室压力Pc和吸入压力Ps大致相同，即，Pc－Ps＜ΔP，如图3的(b)所示，液体制冷剂排出用阀芯48利用设在其与第3阀部43的端面47之间的弹簧49的作用力，使圆筒部48a前端的抵接面48d从第3阀部43的端面47离开而处于打开状态，控制室12内的流体经由适配器53的狭缝54经过连通路(吸入侧通路)33、44、34排出到吸入室13。由此，斜板21的倾斜角度被迅速控制成变为最大，从而使活塞22的行程最大。结果，制冷气体的排出量变为最大。

并且，在通常控制时(最大容量运转和最小容量运转之间)，适当控制向螺线管60(线圈67)的通电大小而使电磁驱动力(作用力)变化。即，利用电磁驱动力适当调整阀芯40的位置，来控制第1阀部41的打开量和第2阀部42的打开量，以便达到期望的排出量。在该状态下，吸入压力Ps小于控制室压力Pc，随着Pc与Ps的差压接近ΔP，如图3的(b)所示，液体制冷剂排出用阀芯48朝关闭方向进行工作(图6的通常控制时的开口面积减少)。之后，如果Pc与Ps的差压超过ΔP，则如图3的(c)所示，液体制冷剂排出用阀芯48与第3阀部43卡合而处于关闭状态。

并且，在最小容量的运转状态下，使螺线管60(线圈68)为非通电，可动铁芯66和驱动杆65利用螺旋弹簧67的作用力而后退并停止在暂停位置，并且阀芯40移动到处于以下状态的位置：第1阀部41从座面35a离开而开放连通路(排出侧通路)31、32，第2阀部42落座于座面36a而闭塞连通路(吸入侧通路)34、44。由此，排出流体(排出压力Pd)经过连通路(排出侧通路)31、32、33被提供给控制室12内。然后，斜板21的倾斜角度被控制成变为最小，从而使活塞22的行程最小。结果，制冷气体的排出量为最小。在该状态下，由于控制室压力Pc大，吸入压力Ps小，因而Pc与Ps的差压大，如图3的(c)所示，液体制冷剂排出用阀芯48与第3阀部43卡合而处于关闭状态。

如上所述，在通常控制时，能够将连通路(33、44、34)的开口面积减小到与固定节流孔的面积大致相同的面积，并且，在最小容量运转时，能够切断连通路(33、44、34)，因而能够增大在通常控制时和最小容量运转时的斜板的控制速度。

图4是示出液体制冷剂排出用阀芯48的另一实施方式的主要部分剖视图。

另外，在图4中，标号与图3相同的部件与图3的部件相同，省略详细说明。

在本例中，液体制冷剂排出用阀芯48的圆筒部48a前端的抵接面48d形成为随着从外周侧朝向内周侧而降低的锥状。因此，能够调整抵接面48d和第3阀部43的球面状的卡合面43a之间的密封直径。

图5是示出液体制冷剂排出用阀芯48的另一实施方式的主要部分剖视图。

另外，在图5中，标号与图3相同的部件与图3的部件相同，省略详细说明。

在本例中，采用在液体制冷剂排出用阀芯48的外周安装Y形环56的结构，对液体制冷剂排出用阀芯48和适配器53的空心圆筒形部53a内面之间进行可靠密封，由此能够最大限度地利用控制室压力Pc和吸入室压力Ps的差压的效果。另外，为了安装Y形环56，使液体制冷剂排出用阀芯48的底部48b沿轴方向延长，并设置用于Y形环56安装的圆周槽。

标号说明

10：壳体；

11：排出室；

12：控制室(曲轴室)；

13：吸入室；

14：气缸；

15：连通路；

16：连通路；

17：连通路；

18：连通路；

19：固定节流孔；

20：旋转轴；

21：斜板；

22：活塞；

23：连接部件；

24：从动滑轮；

25：冷凝器(凝缩装置)；

26：膨胀阀；

27：蒸发器(蒸发装置)；

30：阀体；

31、32：连通路(排出侧通路)；

33：连通路(控制室侧通路)；

34：连通路(吸入侧通路)；

35：第1阀室；

35a：座面；

36：第2阀室；

36a：座面；

37：引导通路；

38：第3阀室；

39：闭塞部件；

40：阀芯；

41：第1阀部；

42：第2阀部；

43：第3阀部；

43a：卡合面；

44：连通路；

47：第3阀部的端面；

48：液体制冷剂排出用阀芯；

48a：圆筒部；

48b：底部；

48c：突出部；

48d：抵接面；

49：弹簧；

50：感压体；

51：波纹管；

53：适配器；

53a：空心圆筒形部；

53b：座面；

53c：基底部；

54：狭缝；

55：控制室压力导入孔；

56：Y形环；

60：螺线管；

62：壳体；

63：套筒；

64：固定铁芯；

65：驱动杆；

66：可动铁芯；

67：螺旋弹簧；

68：励磁用的线圈；

M：斜板式可变容量型压缩机；

V：容量控制阀；

Pd：排出压力；

Ps：吸入压力；

Pc：控制室压力；

Ab：感压体的受压面积；

Ar1：第3阀部的受压面积；

As：第1阀部的受压面积；

Ar2：第2阀部的受压面积。

Claims (3)

1.一种容量控制阀，其特征在于，所述容量控制阀具有： 

排出侧通路，其使排出流体的排出室和控制流体的排出量的控制室连通； 

第1阀室，其形成在所述排出侧通路的中途； 

吸入侧通路，其使吸入流体的吸入室和所述控制室连通； 

第2阀室，其形成在所述吸入侧通路的中途； 

阀芯，其一体地具有第1阀部和第2阀部，通过该第1阀部和第2阀部的往复运动来进行相互反向的开闭动作，所述第1阀部在所述第1阀室开闭所述排出侧通路，所述第2阀部在所述第2阀室开闭所述吸入侧通路； 

第3阀室，其形成在所述吸入侧通路的中途的比所述第2阀室更靠所述控制室处； 

感压体，其配置在所述第3阀室内，该感压体通过其伸长来朝使所述第1阀部打开的方向提供作用力，并伴随周围的压力增加而收缩； 

适配器，其设在所述感压体的伸缩方向的自由端并具有环状的座面； 

液体制冷剂排出用阀芯，其以能够移动的方式设置在适配器内； 

第3阀部，其在所述第3阀室与所述阀芯一体地移动，并具有环状的卡合面，所述卡合面通过与所述适配器的座面以及液体制冷剂排出用阀芯卡合和脱离而开闭所述吸入侧通路；以及 

螺线管，其朝使所述第1阀部关闭的方向对所述阀芯提供电磁驱动力， 

在所述适配器的与第3阀部卡合的卡合部设置狭缝，并且在所述适配器的基底部侧设置使控制室压力作用于所述液体制冷剂排出用阀芯的底面的控制室压力导入孔，而且设置施力单元，所述施力单元在所述液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部之间对所述液体制冷剂排出用阀芯朝阀门打开的方向施力。 

2.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，将液体制冷剂排出用阀芯与第3阀部抵接的抵接面形成为锥状。 

3.根据权利要求1或2所述的容量控制阀，其特征在于，在液体制冷剂排出用阀芯的外周安装Y形环，对该液体制冷剂排出用阀芯的外周与适配器内面之间进行密封。