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CN110192052B - 容量控制阀 - Google Patents

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CN110192052B
CN110192052B CN201880007249.1A CN201880007249A CN110192052B CN 110192052 B CN110192052 B CN 110192052B CN 201880007249 A CN201880007249 A CN 201880007249A CN 110192052 B CN110192052 B CN 110192052B
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Abstract

本发明提供一种容量控制阀，其通过设置辅助连通路而改善了启动容量可变型压缩机时控制室的液态制冷剂的排出功能，且能够同时实现容量可变型压缩机的启动时间的缩短和控制时的运行效率的提高。所述容量控制阀具备连通孔(23)及节流阀部(12)，所述连通孔(23)配设在第2阀部(21B)与第3阀部(21A)之间并且连通中间连通路(26)与第3阀室(4)；所述节流阀部(12)具有配设在第2阀室(6)与第3阀室(4)之间的第2阀孔(12A)，相对于阀体(21)冲程的节流阀部(12)的节流量在第2阀部(21B)从第2阀座面(6A)脱离的开阀初期大，开阀初期之后变小。

Description

容量控制阀
技术领域
本发明涉及一种对工作流体的容量或压力进行可变控制的容量控制阀，尤其涉及一种根据压力负载对汽车等的空调系统中使用的容量可变型压缩机等的吐出量进行控制的容量控制阀。
背景技术
汽车等的空调系统中使用的斜板式容量可变型压缩机具备：利用引擎的旋转力旋转驱动的旋转轴；以能够改变倾斜角度的方式与旋转轴连结的斜板；以及与斜板连结的压缩用活塞等，通过改变斜板的倾斜角度，改变活塞的冲程，从而对制冷剂气体的吐出量进行控制。
该斜板的倾斜角度能够以如下方式连续改变，即利用吸入制冷剂的吸入室的吸入压力、吐出通过活塞进行加压的制冷剂的吐出室的吐出压力以及收容有斜板的控制室(曲柄室)的控制室压力，同时利用通过电磁力驱动开闭的容量控制阀，适当控制控制室内的压力，调整作用于活塞的两面的压力的平衡状态。
作为此类容量控制阀，如图8所示，已知有具备使吐出室与控制室连通的第2连通路173及阀孔177、形成于吐出侧通路中途的第2阀室182、使吸入室与控制室连通的第3连通路171及流通槽172、形成于吸入侧通路中途的第3阀室183、以配置于第2阀室182内并对第2连通路173及阀孔177进行开闭的第2阀部176和配置于第3阀室183内并对第3连通路171及流通槽172进行开闭的第3阀部175一体往复运动的同时，朝向相互相反的方向进行开闭动作的方式形成的阀体181、靠近控制室形成的第1阀室184、配置于第1阀室内并朝向拉伸(扩张)的方向施加作用力，并且伴随周围压力的增加进行收缩的感压体(波纹管)178、具有设置于感压体伸缩方向自由端的环状座面的阀座体(卡合部)180、在第1阀室184与阀体181一体移动并且能够通过与阀座体180的卡合及分离对吸入侧通路进行开闭的第1阀部(开阀连结部)179，及对阀体181施加电磁驱动力的螺线管部S等的容量控制阀(以下，称为“现有技术”。例如，参考专利文献1。)。
而且，该容量控制阀170为如下控制阀：在进行容量控制时不在容量可变型压缩机中设置离合机构，在需要变更控制室压力的情况下，也能够使吐出室与控制室连通来调整控制室内的压力(控制室压力)Pc。并且，成为如下结构：容量可变型压缩机在停止状态下，控制室压力Pc上升时，使第1阀部(开阀连结部)179与阀座体(卡合部)180分离而开放吸入侧通道，使吸入室与控制室连通。
然而，欲在停止斜板式容量可变型压缩机并长时间放置之后启动时，由于控制室(曲柄室)中滞留液态制冷剂(放置时被冷却的制冷剂气体液化的物质)，因此只要不排出该液态制冷剂则无法压缩制冷剂气体而确保设定的吐出量，为了启动后立即进行所需容量控制，需要尽早排出控制室(曲柄室)的液态制冷剂。
因此，在上述现有技术中的构成为，在阀座体(卡合部)180设置辅助连通路185，并能够从第1阀室184经由辅助连通路185、中间连通路186及流通槽172与吸入室压力状态的第3连通路171连通。由此，如图8的箭头所示，在启动液态制冷剂容量可变型压缩机而进行制冷时，通过将液态制冷剂从控制室(曲柄室)排出至吸入室而汽化控制室的制冷剂液，与未设置有辅助连通路185的容量控制阀相比，能够以快1/10至1/15的速度进入制冷运行状态。
图8示出对螺线管部S通电，开放弹簧机构187收缩，第3阀部175成为开阀状态。另一方面，虽省略图示，但电流未在螺线管部S流通时，通过拉伸开放弹簧机构187成为关闭第3阀部175，开启第2阀部176的状态，并且第1阀部179接受吸入室压力Ps及控制室压力Pc而进行开阀。
并且，在启动时，控制室内的制冷剂液汽化而控制室压力Pc的流体从第1连通路174流入第1阀室184。在该状态下，控制室压力Pc以及吸入室压力Ps高，感压体(波纹管)178收缩而对第1阀部179与阀座体180的阀座面之间进行开阀。然而，第1阀部179与阀座体180的阀座面的开阀量存在功能上的限制，因此仅以该开阀状态只能缓慢地促进第1阀室184内的制冷剂液的汽化。因此，若设置与中间连通路186连通的辅助连通路185，则能够迅速使控制室的制冷剂液汽化。
然而，在上述现有技术中存在如下问题：例如在结束控制室(曲柄室)的液态制冷剂的排出而转至容量可变型压缩机的控制运行时，即使第1阀部179与阀座体180的阀座面之间成为闭阀状态，由于与中间连通路186连通的辅助连通路185开放，因此制冷剂气体从控制室经由辅助连通路185、中间连通路186流入吸入室，从而导致容量可变型压缩机的运行效率的恶化。
关于这一点，参考图8～图10进行详细说明。在图8～图10中，将辅助连通路185的面积设为S1(固定)，第3阀部175的最大开口面积设为S2，阀体181的最大冲程设为L(从全闭至全开的冲程)，控制区域中的阀体181的冲程设为Lm时，现有技术中设计如下。
S2≥S1
L＞Lm
因此，如图10的实线所示，在整个控制区域中，以辅助连通路185的面积S1规定的制冷剂气体从控制室流入吸入室，阀体181只不过是在从超过控制区域的冲程Lm的位置接近最大冲程L的状态下才开始限制制冷剂气体的流入，因此无法避免在容量可变型压缩机控制中的运行效率的恶化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5167121号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题点而完成，其目的在于提供一种容量控制阀，其通过设置辅助连通路而改善了启动容量可变型压缩机时控制室的液态制冷剂的排出功能，且能够同时实现容量可变型压缩机的启动时间的缩短、控制时的运行效率的提高及控制响应性的提高。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明的容量控制阀根据阀部的开阀度控制作动控制室内的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有：第1阀室，与使控制室压力的流体流通的第1连通路连通并且具有第1阀座面及第2阀座面；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的第1阀孔并且与使吐出室压力的流体流通的第2连通路连通；及第3阀室，与使吸入室压力的流体流通的第3连通路连通，
感压体，配置于所述第3阀室内并响应吸入室压力进行伸缩，并且具有配设在进行伸缩的自由端的第3阀座面，
阀体，具有：中间连通路，经由辅助连通路连通所述第1阀室与所述第3阀室；第2阀部，与所述第2阀座面进行接触/分离而对连通所述第1阀室与所述第2阀室的所述第1阀孔进行开闭；第1阀部，向与所述第2阀部相反的方向连动而对所述辅助连通路进行开闭；及第3阀部，与所述第3阀座面进行接触/分离而对所述中间连通路与所述第3阀室进行开闭，
螺线管部，具有安装在所述阀主体的电磁线圈部、柱塞、定子铁心及连接所述阀体与所述柱塞的连杆，并根据流通所述电磁线圈部的电流使所述阀体的各阀部进行开闭动作，
节流阀部，具有：连通孔，配设在所述第2阀部与所述第3阀部之间并且使所述中间连通路与所述第3阀室连通；及第2阀孔，配设在所述第2阀室与所述第3阀室之间，
相对于所述阀体的冲程的所述节流阀部的节流量在所述第2阀部从所述第2阀座面脱离的开阀初期大，在所述开阀初期之后变小。
根据该特征，容量可变型压缩机在液态制冷剂的排出运行时，液态制冷剂经由与中间连通路连通的第3阀部及连通孔排出至吸入室，因此能够在短时间排出制冷剂液。结束液态制冷剂的排出时，控制室压力及吸入室压力降低而第3阀部关闭，由此在转至控制运行的第2阀部的开阀初期，节流阀部对连通孔进行大的节流，因此能够对经由连通孔从控制室流入吸入室的制冷剂气体进行大的节流，并防止容量可变型压缩机的运行效率的恶化。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述阀主体具备导入孔，所述导入孔连通所述第3阀室与所述螺线管部，并调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度。
根据该特征，即使容量可变型压缩机的吸入室压力偏离设定压力，也能够迅速使吸入室压力恢复至设定压力。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述螺线管部的所述连杆与所述定子铁心的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
根据该特征，通过调整间隙密封部，能够调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度，并使容量控制阀匹配容量可变型压缩机的特性。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述螺线管部的所述定子铁心与所述阀体的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
根据该特征，通过调整间隙密封部，能够调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度，并使容量控制阀匹配容量可变型压缩机的特性。
本发明的容量控制阀根据阀部的开阀度控制作动控制室内的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有：第1阀室，与使吐出室压力的流体流通的第1连通路连通并且具有第2阀座面；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的第1阀孔并且与使控制室压力的流体流通的第2连通路连通；及第3阀室，与使吸入室压力的流体流通的第3连通路连通，
感压体，配置于所述第3阀室内并响应吸入室压力进行伸缩，并且具有配设在进行伸缩的自由端的第3阀座面，
阀体，具有：第2阀部，与所述第2阀座面进行接触/分离而对连通所述第1阀室与所述第2阀室的第1阀孔进行开闭；中间连通路，经由辅助连通路连通所述第2阀室与所述第3阀室；及第3阀部，对使所述第3阀室与所述中间连通路连通的所述第3阀座面进行开闭，
螺线管部，具有安装在所述阀主体的电磁线圈部、柱塞、定子铁心及连接所述阀体与所述柱塞的连杆，并根据流通所述电磁线圈部的电流使所述阀体的各阀部进行开闭动作，
节流阀部，具有：连通孔，配设在所述第2阀部与所述第3阀部之间并且使所述中间连通路与所述第3阀室连通；及第2阀孔，配设在所述第2阀室与所述第3阀室之间，
相对于所述阀体的冲程的所述节流阀部的节流量在所述第2阀部从所述第2阀座面脱离的开阀初期大，在所述开阀初期之后变小。
根据该特征，容量可变型压缩机在液态制冷剂的排出运行时，液态制冷剂经由与中间连通路连通的第3阀部及连通孔排出至吸入室，因此能够在短时间排出制冷剂液。结束液态制冷剂的排出时，控制室压力及吸入室压力降低而第3阀部关闭，由此在转至控制运行的第2阀部的开阀初期，节流阀部对连通孔进行大的节流，因此能够对经由连通孔从控制室流入吸入室的制冷剂气体进行大的节流，并防止容量可变型压缩机的运行效率的恶化。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述阀主体具备导入孔，所述导入孔连通所述第3阀室与所述螺线管部，并调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度。
根据该特征，能够迅速使容量可变型压缩机的吸入室压力恢复至设定吸入室压力。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述螺线管部的所述连杆与所述定子铁心的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
根据该特征，通过调整间隙密封部，能够调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度，并使容量控制阀匹配容量可变型压缩机的特性。
本发明的容量控制阀的特征在于，所述螺线管部的所述定子铁心与所述阀体的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
根据该特征，通过调整间隙密封部，能够调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度，并使容量控制阀匹配容量可变型压缩机的特性。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图2是图1的Pc-Ps流路的放大图，图2(a)为表示液态制冷剂排出时的状态的图，图2(b)为表示控制中的状态的图，图2(c)为表示关闭时的状态的图。
图3是表示实施例1所涉及的容量控制阀的Pc-Ps流路、Pd-Pc流路的开口面积及阀体的冲程的关系的图。
图4是表示本发明的实施例2所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图5是表示本发明的实施例3所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图6是表示相对于实施例1的容量控制阀1、实施例2的容量控制阀50及实施例3的容量控制阀60的吸入室压力Ps的控制室压力Pc变化的图。
图7是表示本发明的实施例4所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图8是表示现有技术的容量控制阀的正面剖视图。
图9是表示现有技术所涉及的容量控制阀的Pc-Ps流路的放大图，图9(a)为表示液态制冷剂排出时的状态的图，图9(b)为表示控制中的状态的图，图9(c)为表示关闭时的状态的图。
图10是表示现有技术所涉及的容量控制阀的Pc-Ps流路、Pd-Pc流路的开口面积与阀体的冲程的关系的图。
具体实施方式
以下，参考附图根据实施例对本发明的具体实施方式进行例示性说明。其中，该实施例中记载的构成元件的尺寸、材质、形状及其相对位置等只要不特别明确记载，则并不仅限于这些。
实施例1
参考图1至图3，对本发明的实施例1所涉及的容量控制阀进行说明。在图1中，1是容量控制阀。容量控制阀1主要由阀主体2、阀体21、感压体22及螺线管部30构成。以下，对构成容量控制阀1的各结构进行说明。
阀主体2由在内部具有被赋予功能的贯穿孔的第1阀主体2A和在该第1阀主体2A的一端部一体嵌合的第2阀主体2B构成。而且，第1阀主体2A由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属或合成树脂材等构成。另一方面，第2阀主体2B作为螺线管部30的磁路发挥功能，因此由磁阻小的铁等磁性体构成。第2阀主体2B为了不与第1阀主体2A的材质和功能相同而分开设置。只要考虑到这一点，则可以适当变更图1所示的形状。
第1阀主体2A是具有轴向贯穿的贯穿孔的中空圆筒状的部件，并在贯穿孔的划分中连续配设有第3阀室4、第2阀室6及第1阀室7。即，在贯穿孔的划分中，在一端侧形成有第3阀室4，在螺线管部30侧与第3阀室4相邻地连续配设有第2阀室6，并在螺线管部30侧与第2阀室6相邻地连设有第1阀室7。并且，在第3阀室4与第2阀室6之间连续配设有比这些室的直径小的第2阀孔12A。而且，在第2阀室6与第1阀室7之间连设有比这些室的直径小的第1阀孔5，在该第1阀孔5周围的第1阀室7的一侧形成有第2阀座面6A。
第3阀室4中连接有第3连通路9。第3连通路9的构成为，与未图示的容量可变型压缩机的吸入室连通，从而吸入室压力Ps的流体能够通过容量控制阀1向第3阀室4流入/流出。
第2阀室6中连设有第2连通路8。该第2连通路8的构成为，与容量可变型压缩机的吐出室内连通，从而吐出室压力Pd的流体能够通过容量控制阀1而流入控制室。
而且，第1阀室7中形成有第1连通路10，该第1连通路10与容量可变型压缩机的控制室(曲柄室)连通而使从后述第2阀室6流入的吐出室压力Pd的流体向容量可变型压缩机的控制室(曲柄室)流出。
另外，第1连通路10、第2连通路8以及第3连通路9分别例如以2等分至6等分贯穿在阀主体2的周面。而且，阀主体2的外周面形成为4段面，在该外周面，轴向分隔设置有三处O型环用安装槽。因此，在该各安装槽中安装密封阀主体2与嵌合阀主体2的壳体的安装孔(省略图示)之间的O型环46，第1连通路10、第2连通路8、第3连通路9的各流路的构成为独立的流路。
第3阀室4内配设有感压体22。在该感压体22中，金属制的波纹管22A的一端部与分隔调整部3密封结合。该波纹管22A由磷青铜等制作而成，其弹簧常数被设计成规定值。感压体22的内部空间为真空或存在空气。而且，其构成为第3阀室4内的压力(例如Pc的压力)和吸入室压力Ps作用于该感压体22的波纹管22A的有效受压面积SBL而使感压体22收缩作动。在感压体22的自由端设置有盘型且在端部周面具有第3阀座面22C的阀座部22B。
而且，感压体22的分隔调整部3以堵塞第1阀主体2A的第3阀室4的方式嵌装。另外，若通过省略图示的止动螺钉拧入并固定，则能够将并列配置于波纹管22A内的压缩弹簧或波纹管22A的弹簧力向轴向移动调整。
接着，对阀体21进行说明。阀体21为具有轴向贯穿的中间连通路26的中空圆筒状的部件，连续配设有第3阀部21A、第2阀部21B及第1阀部21C，并且具有与中间连通路26连通的辅助连通路21E及连通孔23。阀体21在轴向上移动自如地配设在第1阀主体2A的贯穿孔内。
在阀体21的一侧的端部设置有第3阀部面21A1，第3阀部面21A1与感压体22的第3阀座面22C进行接触/分离而使中间连通路26与第3阀室4进行开闭。通过第3阀部面21A1与第3阀座面22C从接触状态变成分离状态而开启第3阀部21A，并通过第3阀部面21A1与第3阀座面22C从分离状态变成接触状态而关闭第3阀部21A。
并且，在与阀体21的第3阀部21A中的第3阀部面21A1相反一侧设置有第2阀部21B。阀体21的中间部的第2阀部21B配设在第2阀室6内，在第2阀部21B设置有与第2阀座面6A接合的第2阀部面21B1，第2阀部21B的外径以比第1阀孔5的直径小的方式形成。通过第2阀部面21B1与第2阀座面6A从接触状态变成分离状态而开启第2阀部21B，第2阀室6与第1阀室7连通而能够使吐出室压力Pd的流体通过。相反，通过第2阀部面21B1与第2阀座面6A从分离状态变成接触状态而关闭第2阀部21B，并断开第2阀室6与第1阀室7，吐出室压力Pd的流体的流通也被断开。以下，将从与吐出室连通的第2连通路8、第2阀室6及第1阀孔5经由第2阀部21B到达与控制室连通的第1阀室7及第1连通路10的流路标记为Pd-Pc流路。即，通过开闭第2阀部21B，对从第2连通路8至第1连通路10的Pd-Pc流路进行连通/断开。
在阀体21中，设置于螺线管连杆25的下端部的结合部25A嵌装在阀体21的嵌合部21D，在该嵌合部21D与第2阀部21B之间设置有第1阀部21C，该第1阀部21C配置于第1阀室7内。在阀体21的嵌合部21D的正下方设置有位于第1阀室7内且例如4等分的辅助连通路21E。经由该辅助连通路21E，第1阀室7与中间连通路26连通。另外，第1阀室7的构成为，以比第1阀部21C的外形稍微大的径面形成而来自第1连通路10的控制室压力Pc的流体容易流入第1阀室7。
在螺线管部30的定子铁心31的下端面形成有第1阀座面31A。通过第1阀部21C与第1阀座面31A从接触状态变成分离状态而开启第1阀部21C，控制室压力Pc的流体从第1连通路10及第1阀室7经由辅助连通路21E、中间连通路26、节流阀部12向第3阀室4及第3连通路9流出。相反，通过第1阀部21C与第1阀座面31A从分离状态变成接触状态而关闭第1阀部21C，从第1连通路10及第1阀室7经由辅助连通路21E、中间连通路26、节流阀部12向第3阀室4及第3连通路9流出的控制室压力Pc的流体被断开。以下，将从与控制室连通的第1连通路10及第1阀室7经由第1阀部21C、辅助连通路21E、中间连通路26、节流阀部12到达与吸入室连通的第3阀室4的流路标记为Pc-Ps流路。即，通过开闭第1阀部21C，对从第1连通路10至第3连通路9的Pc-Ps流路进行连通/断开。
并且，在第3阀部21A与第2阀部21B之间至少设置有1个与中间连通路26连通的连通孔23，该连通孔23与第2阀孔12A滑动而作为节流阀部12发挥功能。节流阀部12的连通孔23通过在轴向上与第2阀孔12A对置滑动而向第3阀室4内进退，相对于第3阀室4的连通孔23的开口面积从全开状态变为全闭状态。
接着，对螺线管部30进行说明。螺线管连杆25、柱塞壳体34、电磁线圈35、定子铁心31、柱塞32及弹簧机构28收容于螺线管壳体33而构成螺线管部30。在阀体21与柱塞32之间设置有固定在第2阀主体2B的定子铁心31，螺线管连杆25移动自如地嵌合在定子铁心31的贯穿孔31D内，螺线管连杆25的结合部25A与阀体21的嵌合部21D嵌装，相反的另一端部嵌装结合在柱塞32的嵌合孔32A。
柱塞壳体34为一侧开放的有底状的中空圆筒部件，嵌装在电磁线圈35的内径部，并且柱塞壳体34的开放端以密封状嵌装在第2阀主体2B的嵌合孔中，有底端固定在螺线管壳体33端部的嵌装孔中。由此，电磁线圈35被柱塞壳体34、第2阀主体2B及螺线管壳体33密封，不与制冷剂接触，因此能够防止绝缘电阻的下降。
在柱塞壳体34内配设有定子铁心31及柱塞32，柱塞32滑动自如地嵌合在柱塞壳体34内。在该定子铁心31的柱塞32侧形成有弹簧座室31C。在该弹簧座室31C中配置有将第1阀部21C与第2阀部21B从闭阀状态变成开阀状态的弹簧机构(以下，还称为反弹机构)28。即，弹簧机构28以将柱塞32从定子铁心31分离的方式反弹。定子铁心31的吸附面31B与柱塞32的接合面32B成为相互对置的锥面，并在对置面设置空隙而配置。
该定子铁心31的吸附面31B与柱塞32的接合面32B的接触/分离根据流通电磁线圈35的电流的强度来进行。即，在电磁线圈35未通电的状态下，若因弹簧机构28的推斥而定子铁心31的吸附面31B与柱塞32的接合面32B之间形成最大空隙，则关闭第1阀部21C和节流阀部12并开启第2阀部21B。另一方面，在通电状态下，通过磁气吸附力，柱塞32的接合面32B被定子铁心31的吸附面31B吸附，并开启第1阀部21C和节流阀部12，并关闭第2阀部21B。供给至该电磁线圈35的电流的大小根据阀体21的各阀部的开闭程度通过未图示的控制部进行控制。
对具有以上说明的结构的容量控制阀1的动作进行说明。欲在停止容量可变型压缩机并长时间放置之后启动时，由于成为控制室(曲柄室)内积存有液态制冷剂(放置时被冷却的制冷剂气体液化的物质)的状态，因此无法通过容量控制阀1自由地控制控制室内的压力，并无法压缩制冷剂气体而确保设定的吐出量。因此，本发明的容量控制阀1形成为，为了在启动后立即进行所需的容量控制而尽早排出控制室(曲柄室)的液态制冷剂、使液态制冷剂汽化。
参考图1、图2，对第1阀部21C、第2阀部21B、第3阀部21A及节流阀部12的动作状态进行说明。另外，在图1、图2(a)中，从第1连通路10至第3连通路9的箭头的粗曲线表示Pc-Ps流路。
在图2(a)所示的液态制冷剂排出时(最大容量控制时)，即，在第2阀部21B为全闭的状态下，第1阀部21C为全开的状态，节流阀部12也为全开的状态下，控制室压力Pc的流体(在排出液态制冷剂时为制冷剂液的经汽化的控制室压力Pc的流体)经由辅助连通路21E、中间连通路26及节流阀部12的连通孔23流入第3阀室4，并从第3阀室4向第3连通路9流出。
在图2(a)的状态下，节流阀部12的连通孔23生成相对于第2阀孔12A的最大开口面积S2max。在此，以最大开口面积S2max成为与第1阀部21C、辅助连通路21E(存在多个辅助连通路时为合计面积)、中间连通路26中的最小面积相等或其以下的方式设定连通孔23的位置、形状。即，节流阀部12在Pc-Ps流路中成为瓶颈。
接着，若结束液态制冷剂的排出而转至图2(b)所示的控制区域，则控制室压力及吸入室压力降低，感压体22延伸而关闭第3阀部21A，并且螺线管部30被控制，第2阀部21B开始从全闭状态向开阀状态移动，节流阀部12开始从全开状态向闭阀方向移动。由此，成为瓶颈的节流阀部12被节流，因此第2阀部21B的第2阀部面21B1从第2阀座面6A脱离的同时Pc-Ps流路也被节流。而且，相对于阀体21的冲程的节流阀部12的节流量设定为第2阀部21B的第2阀部面21B1从第2阀座面6A脱离的开阀初期大，在开阀初期之后变小。
而且，若关闭图2(c)所示的螺线管部30，则阀体21移动而第2阀部21B成为全开的状态、第1阀部21C成为全闭状态、节流阀部12成为全闭状态，Pc-Ps流路被断开。
在此，对图3所示的相对于阀体21的冲程的节流阀部12的节流量的关系进行说明。图3的横轴表示阀体21的冲程，并且，纵轴表示开口面积。图3的冲程Ls与图2(a)的液态制冷剂排出时对应地第2阀部21B为全闭(第1阀部21C为全开)的状态，并且，同样地冲程Le表示图2(c)的第2阀部21B为全开(第1阀部21C为全闭)的状态，以图中横轴(Ls-Lm)之间表示的范围表示控制区域。而且，由纵轴的几乎中间位置的虚线构成的横线表示Pc-Ps流路中第1阀部21C、辅助连通路21E、中间连通路26中的最小面积S1。
在本发明中，控制区域的节流阀部12的开口面积S2设定为比面积S1小，并成为Pc-Ps流路中的瓶颈。如此，在控制室压力的流体发挥作用的第1阀室7内的第1阀部21C配设辅助连通路21E，并且，在吸入室压力的流体发挥作用的第3阀室4配设感压体22及排出液态制冷剂的第3阀部21A的容量控制阀中，通过由设置于第2阀部21B与第3阀部21A之间的连通孔23及配设在第2连通路8与第3连通路9之间的第2阀孔12A构成的所谓节流阀部12的简单结构，能够设定控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积。
在图3中，控制区域中的节流阀部12的开口面积S2以实线表示，在左端的液态制冷剂排出时，即在第2阀部21B为全闭(第1阀部21C为全开)的状态下，节流阀部12处于生成最大开口面积S2max的状态，且将最大开口面积S2max设定为与辅助连通路21E的面积S1相同或几乎相同(参考图2(a))。
接着，若结束液态制冷剂的排出而转至控制区域，则控制室压力及吸入室压力降低，感压体22延伸而关闭第3阀部21A，并且螺线管部30被控制，第2阀部21B开始从全闭状态向开阀状态移动，节流阀部12开始从全开状态向闭阀状态移动。由此，成为瓶颈的节流阀部12被节流，因此第2阀部21B的第2阀部面21B1从第2阀座面6A脱离的同时Pc-Ps流路也被节流。而且，相对于阀体21的冲程的节流阀部12的节流量设定为在第2阀部21B的第2阀部面21B1从第2阀座面6A脱离的开阀初期(图3的Ls-Lu之间)大，开阀初期之后(图3的Lu-Le之间)变小，因此能够迅速对Pc-Ps流路进行节流。由此，在容量可变型压缩机的控制中，能够急速对流通Pc-Ps流路的制冷剂量进行节流，因此能够防止容量可变型压缩机的效率下降。
在此，相对于阀体21的冲程的节流阀部12的节流量为节流阀部12的节流率，并且在图3中表示开口面积S2斜率。节流阀部12的节流率设定为在第2阀部21B的第2阀部面21B1开始从第2阀座面6A脱离的开阀初期(图3的Ls-Lu之间)大，在开阀初期之后(图3的Lu-Le之间)变小。具体而言，在第2阀部21B从第2阀座面6A脱离的开阀初期(Ls-Lu之间)，第2阀部21B的开度在开度0％～开度30％之间，节流阀部12的开度从开度100％急速节流至开度10％～30％。而且，在阀体21的开阀初期之后(Lu-Le之间)，第2阀部21B在开度30％～开度100％之间，节流阀部12从开度10％～30％的状态缓慢节流至开度0％的全闭状态。
另外，相对于阀体21的冲程的节流阀部12的开口面积S2根据连通孔23与第2阀孔12A的相对位置发生变化，能够通过连通孔23的形状变化为图3所示的非线形。在图1及图2的例子中，连通孔23的正面形状为大致圆形，截面形状为由面向第2阀孔12A的一侧具有规定深度的有底状的大径部23a，面向中间连通路26的一侧为由相较于大径部23a形成为小径且贯穿阀体21的小径部23b构成的阶梯型形状(参考图2(c))。由此，在阀体21的移动初期，大径部23a的几乎整个区域与第2阀孔12A重叠而两者间的间隙急速减少，之后由于残留连通孔23与第2阀孔12A的径向间隙，因此如图3的实线所示，开口面积发生变化。
并且，连通孔23的正面形状并不限于大致圆形。例如，在第2阀部21B侧具有沿与阀轴正交的方向延设的水平开口部、在第3阀部21A侧具有沿轴向延设的轴向开口部，可以将水平开口部设为形成为轴向开口部以上的大致T字形的开口部。由此，在第2阀部21B的第2阀部面21B1从第2阀座面6A脱离的开阀初期，连通孔23的水平开口部与第2阀孔12A重叠而水平开口部被急速节流，之后连通孔23的轴向开口部与第2阀孔12A重叠而缓慢节流，因此能够如图3的实线所示，使开口面积发生变化。
而且，连通孔23的形状可以设为从正面观察时顶点配置于第3阀部21A侧，底边配置于第2阀部21B侧的倒三角形。由此，若阀体21开始移动，则节流阀部12的连通孔23从底边侧被第2阀孔12A断开，因此能够如图3的实线所示，使开口面积发生变化。如此，连通孔23的形状可以形成为圆形、椭圆形、倒三角形、梯形、五边形等，重要的是，通过设为在自液态制冷剂排出时的阀体21的移动初期区域，开口面积大的部分被断开，之后，开口面积小的部分逐渐关闭的形状，能够使节流阀部12的开口面积相对于阀体21的冲程非线形地变化。
如上所述，本发明的实施例1所涉及的容量控制阀得到如下优异的效果。
容量可变型压缩机在液态制冷剂的排出运行时，液态制冷剂从与中间连通路26连通的第3阀部21A和连通孔23这两者向吸入室排出，因此能够在短时间排出制冷剂液。若在结束液态制冷剂的排出并关闭第3阀部21A而转至控制运行的第2阀部21B的开阀初期，对节流阀部12进行大的节流，因此能够使从控制室至吸入室的制冷剂气体的流入急速下降，并能够在整个控制区域中提高容量可变型压缩机的运行效率。
通过将节流阀部12的开口面积S2设定为比辅助连通路21E的面积S1小，能够在通过设置辅助连通路而改善了启动容量可变型压缩机时控制室的液态制冷剂的排出功能的容量控制阀中，能够将控制区域中Pc-Ps流路的最小面积设小，并能够同时实现容量可变型压缩机的启动时间的缩短及控制时的运行效率的提高。
实施例2
参考图4，对本发明的实施例2所涉及的容量控制阀进行说明。实施例2所涉及的容量控制阀50在第1阀主体52A设置有导入孔53，主要在这一点上与实施例1的容量控制阀1不同，其他基本结构与实施例1相同，对相同部件附加相同符号，并省略重复说明。
阀主体52由在内部形成被赋予功能的贯穿孔的第1阀主体52A和在该第1阀主体52A的一端部一体嵌合的第2阀主体2B构成。第2阀主体2B的结构与实施例1相同。另一方面，第1阀主体52A中与形成第3阀室4、第2阀室6、第1阀室7的贯穿孔并列地从第3阀室4向螺线管部200侧新设置有导入孔53。并且，螺线管部200的定子铁心201在与导入孔53对置的位置形成有导入槽201A。而且，在定子铁心201与螺线管连杆25之间形成有空隙部36，在定子铁心201与螺线管连杆25的空隙部36中进一步形成有具有比该空隙部36更窄空隙的间隙密封部207。由此，第3阀室4的吸入室压力Ps的流体从导入孔53经由导入槽201A而流通定子铁心201与柱塞壳体34之间的空隙，而且流通定子铁心201与螺线管连杆25的空隙部36，并在间隙密封部207被密封。
作用于具备导入孔53的图4的容量控制阀50的阀体21的外力的平衡能够如下表示。
BLsp-Ps×SBL-(Pc-Ps)×(SA-SB)＝Fsol (式1)
其中，Ps：容量可变型压缩机的吸入室压力
Pd：容量可变型压缩机的吐出室压力
Pc：容量可变型压缩机的控制室压力
BLsp：感压体22的弹簧力
SBL：感压体22的受压面积
SA：第2阀部21B、第3阀部21A的受压面积
SB：间隙密封部207的受压面积
Fsol：螺线管部200的驱动力
相对于此，作用于不具备导入孔53的图1的容量控制阀1的阀体21的外力的平衡能够如下表示。
BLsp-Ps×SBL-(Pc-Ps)×SA＝Fsol (式2)
(式1)的左边第3项的“-(Pc-Ps)×(SA-SB)”及(式2)的左边第3项的“-(Pc-Ps)×SA”为作用于第2阀部21B关闭方向的力。
其中，若比较(式1)与(式2)，则(式2)的受压面积SA比(式1)的面积(SA-SB)大。即，相较于受压面积SA大的图1的容量控制阀1，在受压面积(SA-SB)小的图4的容量控制阀50中，相对于相同压差(Pc-Ps)，第2阀部21B作用于关闭方向的力小，第2阀部21B变得不易关闭。因此，在图4的容量控制阀50中，相对于相同压差(Pc-Ps)，不易关闭第2阀部21B，因此吐出室压力Pd的流体从第2阀室6向第1阀室7的供给量变多，控制室的压力Pc变得容易发生变化。相反，在图1的容量控制阀1中，相对于相同压差(Pc-Ps)，容易关闭第2阀部21B，因此从第2阀室6向第1阀室7的吐出室压力Pd的流体的供给量变少，因此控制室的压力Pc不易发生变化。
即，相对于相同压差(Pc-Ps)，控制室压力Pc容易发生变化是指如下情况：若容量可变型压缩机的吸入室压力Ps从设定吸入室压力Pset偏离而压差(Pc-Ps)发生变化，则控制室压力Pc也根据压差(Pc-Ps)的变化而立即变化，因此吸入室压力Ps迅速恢复至设定吸入室压力Pset。
如上所述，本发明的实施例2所涉及的容量控制阀50得到如下优异的效果。
通过在第1阀主体52A中设置导入孔53，若从第3阀室4向柱塞壳体34的背面侧导入吸入室压力Ps的流体，则能够提高相对于吸入室压力Ps的控制室压力Pc的响应特性，甚至能够提高相对于容量可变型压缩机的热负载的响应性。由此，不进行大的设计变更就能够使以往根据容量可变型压缩机的特性而个别设置感压体或阀体等的尺寸的容量可变型压缩机匹配各容量可变型压缩机的特性。
实施例3
参考图5，对本发明的实施例3所涉及的容量控制阀60进行说明。实施例3所涉及的容量控制阀60将从第3阀室4导入到柱塞壳体34的背面侧的吸入室压力Ps的流体在定子铁心202与阀体21之间的间隙密封部208密封，主要在这一点上与实施例2的容量控制阀50不同，其他基本结构与实施例2相同，对相同部件标注相同符号，并省略重复说明。
第1阀主体52A中与形成第3阀室4、第2阀室6、第1阀室7的贯穿孔并列地从第3阀室4向螺线管部210侧设置有导入孔53，螺线管部210的定子铁心202在与导入孔53对置的位置形成有导入槽202A，这一点与实施例2相同。并且，定子铁心202与阀体21之间设置间隙密封部208，间隙密封部208的空隙形成为比定子铁心202与螺线管连杆25之间的空隙部36窄。由此，第3阀室4的吸入室压力Ps的流体从导入孔53经由导入槽202A而流通定子铁心202与柱塞壳体34之间的空隙，而且流通定子铁心202与螺线管连杆25的空隙部36，并在间隙密封部208被密封。如图5所示，本实施例3的容量控制阀60也通过在第1阀主体52A中设置导入孔53，从第3阀室4向柱塞壳体34的背面侧导入吸入室压力Ps的流体，但间隙密封部208的受压面积SC比实施例2的容量控制阀50(图4)的间隙密封部207(图4)的受压面积SB大。
作用于图5的容量控制阀60的阀体21的外力的平衡能够如下表示。
BLsp-Ps×SBL-(Pc-Ps)×(SA-SC)＝Fsol(式3)
其中，Ps：容量可变型压缩机的吸入室压力
Pd：容量可变型压缩机的吐出室压力
Pc：容量可变型压缩机的控制室压力
BLsp：感压体22的弹簧力
SBL：感压体22的受压面积
SA：第2阀部21B、第3阀部21A的受压面积
SC：间隙密封部208的受压面积
Fsol：螺线管部210的驱动力
本实施例3的容量控制阀60(图5)(式3)的左边第3项的“-(Pc-Ps)×(SA-SC)”为第2阀部21B作用于关闭方向的力。
在此，间隙密封部208的受压面积SC(图5)设定为比间隙密封部207(图4)的受压面积SB大，因此第2阀部21B作用于关闭方向的力“-(Pc-Ps)×(SA-SC)”在本实施例的容量控制阀60(图5)中变得更小。因此，在容量控制阀60中，相对于相同压差(Pc-Ps)，不易关闭第2阀部21B，因此从第2阀室6经由第1阀室7向容量可变型压缩机的控制室供给的吐出室压力Pd的流体的供给量变多，控制室的压力Pc变得容易发生变化。本实施例的容量控制阀60将接受吸入室压力Ps的间隙密封部208的受压面积SC设为比容量控制阀50的间隙密封部207的受压面积SB大，因此能够更加提高相对于吸入室压力Ps变化的控制室压力Pc的响应特性。
图6是表示相对于实施例1的容量控制阀1(图1结构)、实施例2的容量控制阀50(图4结构)及实施例3的容量控制阀60(图5结构)的吸入室压力Ps的控制室压力Pc的变化的图。在图6中，相对于吸入室压力Ps(控制输入值)的变化量的控制室压力Pc(控制输出值)的变化量在图1结构的容量控制阀1中最小，并以图4结构的容量控制阀50、图5结构的容量控制阀60的顺序变大。如图6所示的图1结构至图5结构，通过调整相对于吸入室压力Ps的控制室压力Pc的曲线斜率，能够调整相对于吸入室压力Ps变化的控制室压力Pc的变化，并能够容易使容量控制阀匹配各容量可变型压缩机的特性。
如上所述，本发明的实施例3所涉及的容量控制阀得到如下优异的效果。
通过在第1阀主体52A中设置导入孔53，从第3阀室4向柱塞壳体34的背面侧导入吸入室压力Ps的流体，通过调整吸入室压力Ps发挥作用的间隙密封部的受压面积，能够调整相对于吸入室压力Ps变化的控制室压力Pc的响应特性。不进行大的设计变更就能够使以往根据容量可变型压缩机的特性而个别设置波纹管或阀体等的尺寸的容量可变型压缩机匹配各容量可变型压缩机的特性。
能够更加提高相对于吸入室压力Ps变化的控制室压力Pc的响应特性，因此即使容量可变型压缩机的吸入室压力Ps从设定吸入室压力Pset产生偏差，控制室压力Pc根据压差(Pc-Ps)的变化也立刻发生变化，因此能够迅速使吸入室压力Ps恢复至设定吸入室压力Pset。
实施例4
参考图7，对本发明的实施例4所涉及的容量控制阀70进行说明。实施例4所涉及的容量控制阀70在第1阀主体52A的第1阀室7中导入吐出室压力Pd的流体，在第2阀室6中导入控制室压力Pc的流体，主要在这一点上与实施例3的容量控制阀60不同。对与实施例3的容量控制阀60相同的部件标注相同符号，并省略重复说明。
第1阀主体52A具有与使吐出室压力Pd的流体流通的第1连通路10连通并且具有第2阀座面6A的第1阀室7、具有与第1阀室7连通的第1阀孔5并且与使控制室压力Pc的流体流通的第2连通路8连通的第2阀室6，及与使吸入室压力Ps的流体流通的第3连通路9连通的第3阀室4。
阀体71具有与第2阀座面6A进行接触/分离而对使所述第1阀室7与所述第2阀室6连通的第1阀孔5进行开闭的第2阀部71B、经由辅助连通路71E及连通孔73使第2阀室6与第3阀室4连通的中间连通路76及与感压体22的第3阀座面22C进行接触/分离而对第3阀室4与中间连通路76进行开闭的第3阀部71A。与实施例1～实施例3不同地，阀体71不具有配置于第1阀室7且向与第2阀部71B相反方向进行开闭动作的第1阀部。
并且，具备在第3阀部71A与第2阀部之间使第3阀室4与中间连通路76连通的连通孔73及配设在第2阀室6与第3阀室4之间且具有第2阀孔72A的节流阀部72，在第2阀部71B的第2阀部面71B1开始从第2阀座面6A脱离的开阀初期，节流阀部72的节流量大，在开阀初期之后，节流阀部72的节流量变低。
如上所述，本发明的实施例4所涉及的容量控制阀70得到如下优异的效果。
容量可变型压缩机在液态制冷剂的排出运行时，液态制冷剂从与中间连通路76连通的第3阀部71A和连通孔73这两者向吸入室排出，因此能够在短时间排出制冷剂液。若在结束液态制冷剂的排出并关闭第3阀部71A而转至控制运行的第2阀部71B的开阀初期，对节流阀部72进行大的节流，因此能够使从控制室至吸入室的制冷剂气体的流入急速下降，并能够在整个控制区域中提高容量可变型压缩机的运行效率。
通过在第1阀主体52A中设置导入孔53，从第3阀室4向柱塞壳体34的背面侧导入吸入室压力Ps的流体，通过调整吸入室压力Ps发挥作用的间隙密封部的受压面积，能够调整相对于吸入室压力Ps变化的控制室压力Pc的响应特性。不进行大的设计变更就能够使以往根据容量可变型压缩机的特性而个别设置波纹管或阀体等的尺寸的容量可变型压缩机匹配各容量可变型压缩机的特性。
符号说明
1-容量控制阀，2-阀主体，3-分隔调整部，4-第3阀室，5-第1阀孔，6-第2阀室，6A-第2阀座面，7-第1阀室，8-第2连通路，9-第3连通路，10-第1连通路，12-节流阀部，12A-第2阀孔，21-阀体，21A-第3阀部，21B-第2阀部，21C-第1阀部，21E-辅助连通路，22-感压体，22A-波纹管，22B-阀座部，22C-第3阀座面，23-连通孔，25-螺线管连杆，26-中间连通路，28-弹簧机构，30-螺线管部，31-定子铁心，31A-第1阀座面，32-柱塞，33-螺线管壳体，34-柱塞壳体，35-电磁线圈，36-空隙部，Pd-吐出室压力，Ps-吸入室压力，Pc-控制室压力，S1-辅助连通路的面积，S2-节流阀部的开口面积。

Claims (8)

1.一种容量控制阀，其根据阀部的开阀度控制作动控制室内的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有：第1阀室，与使控制室压力的流体流通的第1连通路连通并且具有第1阀座面及第2阀座面；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的第1阀孔并且与使吐出室压力的流体流通的第2连通路连通；及第3阀室，与使吸入室压力的流体流通的第3连通路连通，
感压体，配置于所述第3阀室内并响应吸入室压力进行伸缩，并且具有配设在进行伸缩的自由端的第3阀座面，
阀体，具有：中间连通路，经由辅助连通路连通所述第1阀室与所述第3阀室；第2阀部，与所述第2阀座面进行接触/分离而对连通所述第1阀室与所述第2阀室的所述第1阀孔进行开闭；第1阀部，向与所述第2阀部相反的方向连动而对所述辅助连通路进行开闭；及第3阀部，与所述第3阀座面进行接触/分离而对所述中间连通路与所述第3阀室进行开闭，
螺线管部，具有安装在所述阀主体的电磁线圈部、柱塞、定子铁心及连接所述阀体与所述柱塞的连杆，并根据流通所述电磁线圈部的电流使所述阀体的各阀部进行开闭动作，
节流阀部，具有：连通孔，配设在所述第2阀部与所述第3阀部之间并且使所述中间连通路与所述第3阀室连通；及第2阀孔，配设在所述第2阀室与所述第3阀室之间，
相对于所述阀体的冲程的所述节流阀部的节流量在所述第2阀部从所述第2阀座面脱离的开阀初期大，在所述开阀初期之后变小。
2.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述阀主体具备导入孔，所述导入孔连通所述第3阀室与所述螺线管部，并调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度。
3.根据权利要求2所述的容量控制阀，其特征在于，
所述螺线管部的所述连杆与所述定子铁心的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
4.根据权利要求2所述的容量控制阀，其特征在于，
所述螺线管部的所述定子铁心与所述阀体的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
5.一种容量控制阀，其根据阀部的开阀度控制作动控制室内的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有：第1阀室，与使吐出室压力的流体流通的第1连通路连通并且具有第2阀座面；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的第1阀孔并且与使控制室压力的流体流通的第2连通路连通；及第3阀室，与使吸入室压力的流体流通的第3连通路连通，
感压体，配置于所述第3阀室内并响应吸入室压力进行伸缩，并且具有配设在进行伸缩的自由端的第3阀座面，
阀体，具有：第2阀部，与所述第2阀座面进行接触/分离而对连通所述第1阀室与所述第2阀室的第1阀孔进行开闭；中间连通路，经由辅助连通路连通所述第2阀室与所述第3阀室；及第3阀部，对使所述第3阀室与所述中间连通路连通的所述第3阀座面进行开闭，
螺线管部，具有安装在所述阀主体的电磁线圈部、柱塞、定子铁心及连接所述阀体与所述柱塞的连杆，并根据流通所述电磁线圈部的电流使所述阀体的各阀部进行开闭动作，
节流阀部，具有：连通孔，配设在所述第2阀部与所述第3阀部之间并且使所述中间连通路与所述第3阀室连通；及第2阀孔，配设在所述第2阀室与所述第3阀室之间，
相对于所述阀体的冲程的所述节流阀部的节流量在所述第2阀部从所述第2阀座面脱离的开阀初期大，在所述开阀初期之后变小。
6.根据权利要求5所述的容量控制阀，其特征在于，
所述阀主体具备导入孔，所述导入孔连通所述第3阀室与所述螺线管部，并调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度。
7.根据权利要求6所述的容量控制阀，其特征在于，
所述螺线管部的所述连杆与所述定子铁心的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
8.根据权利要求6所述的容量控制阀，其特征在于，
所述螺线管部的所述定子铁心与所述阀体的空隙部具备调整相对于吸入室压力的控制室压力的变化灵敏度的间隙密封部。
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