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JPWO2020032089A1 - 容量制御弁 - Google Patents

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Abstract

通常制御時の制御効率の良い容量制御弁を提供する。吐出ポート１６および吸入ポート１３並びに第１制御ポート１４および第２制御ポート１５が形成されたバルブハウジング１０，１１と、バルブハウジング１０，１１内に配置されソレノイド８０により駆動されるロッド５１と、ロッド５１の移動により第１制御ポート１４と吸入ポート１３との間の流体の流れを制御するＣＳ弁５０と、ロッド５１の移動により第２制御ポート１５と吐出ポート１６との間の流体の流れを制御するＤＣ弁５３と、を備え、ソレノイド８０への非通電時にＣＳ弁５０は閉塞かつＤＣ弁５３は開放し、ソレノイド８０への最大電流時にＣＳ弁５０は開放かつＤＣ弁５３は開放し、ソレノイド８０の通電制御時にＣＳ弁５０は閉塞から開放状態に移行しかつＤＣ弁５３は開放から絞られその後開放状態に移行する。

Description

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。
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（特許文献１，２，３参照）。
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弁体を軸方向に移動させ、主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。
例えば、特許文献１の容量制御弁は、制御室が固定オリフィスを介して吐出室に接続されており、主弁であるＣＳ弁を制御し吸入圧により制御室の圧力を調整している。また、特許文献２の容量制御弁は、制御室が固定オリフィスを介して吸入室に接続されており、主弁であるＤＣ弁を制御し吐出圧により制御室の圧力を調整している。さらに、特許文献３の容量制御弁は、ＣＳ弁とＤＣ弁とを制御して制御室の圧力を調整している。
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。また、容量可変型圧縮機を最大容量で駆動する場合には、容量制御弁の主弁を閉塞して制御室の圧力を低くすることで、斜板の傾斜角度を最大とするようになっている。
特開２０１７−１２９０４２号公報（第９頁、第２図） 特許第６２０６２７４号公報（第８頁、第２図） 特許第４２４２６２４号公報（第７頁、第１図）
しかしながら、特許文献１，２にあっては、簡素な構成により容量制御弁を構成できていたが、容量可変圧縮機の制御室に接続された固定オリフィスは流路断面積が一定であるため、通常制御において主弁（ＣＳ弁またはＤＣ弁）の制御のみで制御室の圧力を調整するには、制御圧力Ｐｃの制御性に改良の余地があった。また、特許文献３にあっては、ＣＳ弁とＤＣ弁とを配置することで制御性が高められているものの、ＣＳ弁とＤＣ弁の協働について言及されておらず、通常制御時の制御効率が必ずしも良いものではなかった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、通常制御時の制御効率の良い容量制御弁を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の容量制御弁は、
ソレノイドの通電によって流量を制御する容量制御弁であって、
吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポートおよび吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポート並びに制御圧力の制御流体が通過する第１制御ポートおよび第２制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内に配置され前記ソレノイドにより駆動されるロッドと、
前記ロッドの移動により前記第１制御ポートと前記吸入ポートとの間の流体の流れを制御するＣＳ弁と、
前記ロッドの移動により前記第２制御ポートと前記吐出ポートとの間の流体の流れを制御するＤＣ弁と、を備え、
前記ソレノイドへの非通電時に前記ＣＳ弁は閉塞かつ前記ＤＣ弁は開放し、
前記ソレノイドへの最大電流時に前記ＣＳ弁は開放かつ前記ＤＣ弁は開放し、
前記ソレノイドの通電制御時に前記ＣＳ弁は閉塞から開放状態に移行しかつ前記ＤＣ弁は開放から絞られその後開放状態に移行する。
これによれば、ＣＳ弁とＤＣ弁との協働により流量を制御するため、効率よく制御圧力を制御することができる。また、通電電流が小電流の領域ではＣＳ弁とＤＣ弁とは逆方向、中電流の領域ではＣＳ弁開度のみ増加、大電流の領域ではＣＳ弁とＤＣ弁とは同方向であり、ＣＳ弁による制御圧力の調整量とＤＣ弁による制御圧力の調整量の差分によって制御圧力が制御されるため、電流値に対して制御圧力を細かく制御できる。特に通電電流が大きくなる程、電流値に対して制御圧力を細かく制御できる。
前記ソレノイドの通電制御時に前記ＤＣ弁の絞られた状態は閉塞状態であってもよい。
これによれば、ソレノイドへの通電電流に応じた制御域が、ＣＳ弁はＤＣ弁よりも広く、すなわちＣＳ弁が主体的かつＤＳ弁が補助的となっており、制御効率がよい。
前記ＤＣ弁は、スプール弁構造であって、前記ロッドのランド部と前記バルブハウジングの内周に設けられたＤＣ弁座とにより構成されていてもよい。
これによれば、ＤＣ弁を簡素に構成することができる。
前記ロッドは、前記バルブハウジングの内周に配置され、前記吸入ポートと前記吐出ポートを仕切っていてもよい。
これによれば、容量制御弁を簡素に構成できる。
前記ＣＳ弁は、前記第１制御ポートが形成された感圧室に配置され前記ロッドを付勢する感圧体と、前記感圧体と前記バルブハウジングに設けられたＣＳ弁座とにより構成されていてもよい。
これによれば、吸入圧力に応じてロッドに与える反力が増減する構造となっており、制御圧力の制御性が高くなっている。
前記感圧体と前記ロッドとの間には軸方向に付勢力を与えるバネが配置されていてもよい。
これによれば、バネが軸方向に変形移動可能であるため、感圧体の軸方向変形可能量が小さくても、確実にＤＣ弁を動作させることができる。
前記ソレノイド側から、前記吐出ポート、前記第２制御ポート、前記吸入ポート、前記第１制御ポートの順、または前記第２制御ポート、前記吐出ポート、前記吸入ポート前記第１制御ポートの順に配置されていてもよい。
これによれば、バルブハウジングを簡素に構成できる。
本発明の容量制御弁は、
ソレノイドの通電によって流量を制御する容量制御弁であって、
吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポートおよび吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポート並びに制御圧力の制御流体が通過する第１制御ポートおよび第２制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジング内に配置され前記ソレノイドにより駆動され外周に配置されるランド部により前記第２制御ポートと前記吐出ポートとの間の流体の流れを制御するスプール弁構造のＤＣ弁を構成するロッドと、
前記ロッドの移動に応じて前記第１制御ポートと前記吸入ポートとの間の流体の流れを制御するＣＳ弁を構成する感圧体と、を備える。
これによれば、ＣＳ弁とＤＣ弁との協働により流量を制御するため、効率よく制御圧力を制御することができる。
本発明に係る実施例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。 実施例の容量制御弁の非通電時においてＤＣ弁が開放され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す断面図である。 実施例の容量制御弁の非通電時においてＤＣ弁が開放され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す図２の拡大断面図である。 実施例の容量制御弁の通電時（小電流の領域）においてＤＣ弁が開放から閉塞状態へ移行し、ＣＳ弁が閉塞から開放状態へ移行する様子を示す断面図である。 実施例の容量制御弁の通電時（中電流の領域）においてＤＣ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。 実施例の容量制御弁の通電時（大電流の領域）においてＤＣ弁が閉塞から開放状態へ移行し、ＣＳ弁が開放された様子を示す断面図である。 実施例の容量制御弁における通電電流（ロッドのストローク）に対するＤＣ弁の開閉状態と、ＣＳ弁の開閉状態を説明する図である。尚、横軸の通電電流（ストローク）は、ソレノイドに電流を印加した際にロッドが移動する方向（図２における左から右への方向）で示している。 実施例の容量制御弁の通電状態とＣＳ弁、ＤＣ弁の開閉状態を説明する表図である。 変形例の容量制御弁の非通電時においてＤＣ弁が開放され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す断面図である。 図９の変形例の容量制御弁における通電電流（ロッドのストローク）に対するＤＣ弁の開閉状態と、ＣＳ弁の開閉状態を説明する図である。尚、横軸の通電電流（ストローク）は、ソレノイドに電流を印加した際にロッドが移動する方向（図２における左から右への方向）で示している。
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。
実施例に係る容量制御弁につき、図１から図８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。
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。
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。
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。
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。
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ＣＳ弁５０、ＤＣ弁５３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、容量制御弁Ｖの通常制御時において、吐出圧力Ｐｄは制御圧力Ｐｃよりも高い圧力となっており、制御圧力Ｐｃは吸入圧力Ｐｓ以上の高い圧力となっている。
本実施例において、ＣＳ弁５０は、感圧体６１を構成するアダプタ７０とバルブハウジングとしての第１バルブハウジング１０の内周面に形成されるＣＳ弁座１０ａとにより構成されており、アダプタ７０の軸方向右側に形成されるテーパ端部７０ａ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。ＤＣ弁５３は、スプール弁構造であって、ロッド５１とバルブハウジングとしての第２バルブハウジング１１の内周面に形成されたＤＣ弁座１１ａとにより構成されており、ロッド５１のランド部としての第１ランド部５１ａがＤＣ弁座１１ａに接離することで、ＤＣ弁５３が開閉するようになっている。
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第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１１と、第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１１の内部に軸方向に往復動自在に配置されたロッド５１と、第１弁室２０における吸入圧力Ｐｓに応じてロッド５１に軸方向右方への付勢力を付与する感圧体６１と、第２バルブハウジング１１に接続されロッド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。
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固定鉄心８２と、固定鉄心８２に挿通され軸方向に往復動自在に配置されるロッド５１と、ロッド５１の軸方向右端部に固着される可動鉄心８４と、固定鉄心８２と可動鉄心８４との間に設けられ可動鉄心８４を軸方向右方に付勢するコイルスプリング８５と、固定鉄心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。
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に対して第２バルブハウジング１１の軸方向右端部が略密封状に挿嵌・固定されている。
固定鉄心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５１の軸方向右側の一部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、フランジ部８２ｄよりも軸方向左側には円筒部８２ｂの外周面から内径方向に凹む環状凹部８２ｅが形成されている。尚、環状凹部８２ｅにはＯリング８３が装着されることにより、固定鉄心８２と第２バルブハウジング１１とが密封状態で接続固定されている。
また、固定鉄心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・固定される第２バルブハウジング１１の軸方向右端の内径側が軸方向左方に凹む凹部１１ｃに対して挿嵌・固定されている。
また、ケーシング８１に対して固定鉄心８２および第２バルブハウジング１１が取り付けられた状態において、固定鉄心８２のフランジ部８２ｄの軸方向左端面と第２バルブハウジング１１の凹部１１ｃとの間には、環状の空間Ｓが形成されている。尚、空間Ｓは、固定鉄心８２の円筒部８２ｂにおいてフランジ部８２ｄと環状凹部８２ｅとの間で径方向に延びる貫通孔８２ａを介して固定鉄心８２の内部の挿通孔８２ｃと連通している。
図２に示されるように、第１バルブハウジング１０には、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Ｐｓポート１３と、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と連通する第１制御ポートとしての第１Ｐｃポート１４と、が形成されている。また、第２バルブハウジング１１には、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と連通する第２制御ポートとしての第２Ｐｃポート１５と、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１６と、が形成されている。尚、これらのポートは、ソレノイド８０側から、Ｐｄポート１６、第２Ｐｃポート１５、Ｐｓポート１３、第１Ｐｃポート１４の順に形成されている。
また、第１バルブハウジング１０は、軸方向右端の外径部が軸方向左方に凹むことにより段部１０ｂが形成され、第２バルブハウジング１１の軸方向左端部が軸方向右方から外嵌されることにより一体に密封状態で接続固定されている。また、第１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１２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１２は、第１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付勢力を調整できるようになっている。
第１バルブハウジング１０および第２バルブハウジング１１の内部には、ロッド５１が軸方向に往復動自在に配置され、第２バルブハウジング１１の内周面の一部には、ロッド５１の第２ランド部５１ｂ（図３〜図６参照）の外周面が略密封状態で摺接可能な小径のガイド面１１ｂが形成されている。
また、第１バルブハウジング１０の内部には、Ｐｓポート１３と連通されロッド５１の軸方向左端部が配置される第１弁室２０と、第１Ｐｃポート１４と連通され感圧体６１が配置される感圧室６０と、が形成されている。また、第２バルブハウジング１１の内部には、第２Ｐｃポート１５と連通されロッド５１の第２ランド部５１ｂ（図３〜図６参照）が配置される第２弁室３０と、Ｐｄポート１６と連通されロッド５１の第１ランド部５１ａが配置され第２バルブハウジング１１のソレノイド８０側に配置される第３弁室４０とが形成されている。
尚、第１弁室２０は、ロッド５１の軸方向左端部の外周面と、第１バルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａよりも軸方向右側の内周面と、第２バルブハウジング１１の軸方向左端の内径側が軸方向右方に凹む凹部１１ｄの内面とにより画成されている。さらに、第１バルブハウジング１０と第２バルブハウジング１１とが接続固定された状態で、第１弁室２０と第２弁室３０は、ロッド５１の第２ランド部５１ｂにより仕切られている。また、第２弁室３０と第３弁室４０は、ロッド５１の第２ランド部５１ｂよりも軸方向右側の外周面と、第２バルブハウジング１１の内周面により画成されており、ＤＣ弁５３が閉塞したときには第２弁室３０と第３弁室４０は隔離され、ＤＣ弁５３が開放したときには第２弁室３０と第３弁室４０は連通されている。
また、第２バルブハウジング１１には、軸方向右側の凹部１１ｃから軸方向左側の凹部１１ｄにかけて軸方向に延びる貫通孔１１ｅが形成されており、この貫通孔１１ｅにより第１弁室２０と空間Ｓとが連通されている。これにより、吸入室３の吸入圧力ＰｓをＰｓポート１３、第１弁室２０、第２バルブハウジング１１の貫通孔１１ｅ、空間Ｓ、固定鉄心８２の貫通孔８２ａおよび挿通孔８２ｃを通してソレノイド８０を構成する可動鉄心８４の背面側である軸方向右側に導入し、ロッド５１の軸方向両側における圧力をバランスさせている。
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アダプタ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１２に固定されている。
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によりアダプタ７０を軸方向右方に移動させる付勢力によりアダプタ７０のテーパ端部７０ａを第１バルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａに着座させるようになっている。
図３〜図６に示されるように、ロッド５１は、軸方向右端部に可動鉄心８４（図２参照）が固着される大径部５１ｃと、大径部５１ｃの軸方向左側において大径部５１ｃよりも小径に形成された第１小径部５１ｄと、第１小径部５１ｄの軸方向左側において第１小径部５１ｄよりも小径に形成された第２小径部５１ｅとから主に構成されている。第２小径部５１ｅには、外径方向に延びる円環状の第１ランド部５１ａおよび第２ランド部５１ｂが形成され、軸方向において第１ランド部５１ａおよび第２ランド部５１ｂの間は内径方向に環状に凹む形状となっているとともに、第２ランド部５１ｂよりも軸方向左側は小径の形状となっている。
第１ランド部５１ａは、外周面部５１ｈの軸方向左側から内径方向に延びる側面部がロッド５１の軸方向に対して直交し、外周面部５１ｈの軸方向右側のから内径方向に延びる側面部がロッド５１の軸方向に対してテーパ状に形成され断面視台形状を成し、外周面部５１ｈの軸方向の長さは、第２バルブハウジング１１の内周面に形成されたＤＣ弁座１１ａの軸方向の長さと略同一に設定されている。
また、ロッド５１の軸方向左端５１ｆ、すなわち第２小径部５１ｅの軸方向左端５１ｆは、アダプタ７０の軸方向右端の内径側が軸方向左方に凹む凹部７０ｂの底面に対して離間しており、第２小径部５１ｅの軸方向左端部にバネとしてのコイルスプリング５４が外嵌されることにより、容量制御弁Ｖの通電時には、ソレノイド８０の軸方向左方への駆動力を感圧体６１に作用させるとともに、感圧体６１から軸方向右方への反力を受けられるようになっている。
また、コイルスプリング５４の軸方向左端は、アダプタ７０の凹部７０ｂの底面に当接し、コイルスプリング５４の軸方向右端は、ロッド５１の第２ランド部５１ｂの軸方向左側の側面部５１ｇに当接している。
次いで、容量制御弁Ｖの動作、ロッド５１の軸方向移動によるＣＳ弁５０およびＤＣ弁５３の開閉機構の動作について説明する。
先ず、容量制御弁Ｖの非通電時について説明する。図２および図３に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電時において、ロッド５１には、軸方向右方に向けてソレノイド８０を構成するコイルスプリング８５の付勢力（Ｆｓｐ１）と、感圧体６１（ベローズコア６２およびコイルスプリング６３）の付勢力（Ｆｂｅｌ）と、感圧体６１とロッド５１との間に配置されるコイルスプリング５４の付勢力（Ｆｓｐ２）が作用している、すなわち、右向きを正として、ロッド５１には、力Ｆｒｏｄ＝Ｆｓｐ１＋Ｆｂｅｌ＋Ｆｓｐ２が作用している。これにより、アダプタ７０のテーパ端部７０ａが第１バルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａに着座し、ＣＳ弁５０が閉塞（全閉）されており、ロッド５１の第１ランド部５１ａが第２バルブハウジング１１のＤＣ弁座１１ａから軸方向右方に離間し、ＤＣ弁５３が開放されている。また、このとき、コイルスプリング５４の伸長度は最大となっている。
このように、ソレノイド８０への非通電時において、ＣＳ弁５０は閉塞（全閉）され、ＤＣ弁５３は開放されており、ＣＳ弁５０が閉塞された状態では、ＤＣ弁５３の開口面積、すなわち弁開度は最大となっている（図７および図８参照）。
次に、容量制御弁Ｖの通電時について説明する。図４に示されるように、容量制御弁Ｖは、通電時（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（小電流の領域の電流値）が印加されることにより発生する電磁力（Ｆｓｏｌ１）が力Ｆｒｏｄを上回ると、ソレノイド８０を構成するコイルスプリング８５の付勢力に抗して可動鉄心８４が固定鉄心８２側、すなわち軸方向左側に引き寄せられ、可動鉄心８４に固着されたロッド５１が軸方向左方へ移動し、コイルスプリング５４を介して感圧体６１が軸方向左方に押圧されて収縮することにより、アダプタ７０のテーパ端部７０ａが第１バルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ａから離間し、ＣＳ弁５０が閉塞（全閉）から開放状態に移行する。また、ロッド５１の第１ランド部５１ａは、第２バルブハウジング１１のＤＣ弁座１１ａの軸方向右側から近づくことにより、ＤＣ弁５３の弁開度が絞られる（図７および図８参照）。
図５に示されるように、ソレノイド８０への通電電流を中電流の領域の電流値に増加させ、ＣＳ弁５０を所定の弁開度まで開放、すなわち弁開度を増加させると、ロッド５１の第１ランド部５１ａと第２バルブハウジング１１のＤＣ弁座１１ａとが径方向視で重畳することにより、ロッド５１の第１ランド部５１ａの外周面部５１ｈが第２バルブハウジング１１のＤＣ弁座１１ａに着座し、ＤＣ弁５３は開放状態、言い換えれば、弁開度が絞られた状態から閉塞（全閉）に移行する（図７および図８参照）。このとき、コイルスプリング５４は軸方向に収縮している。
さらに、ソレノイド８０への通電電流を大電流の領域の電流値に増加させ、ＣＳ弁５０を所定の弁開度以上に開放、すなわち弁開度を増加させると、ロッド５１の第１ランド部５１ａが第２バルブハウジング１１のＤＣ弁座１１ａから軸方向左方に離間し、ＤＣ弁５３は閉塞（全閉）から開放状態に移行する。（図７および図８参照）。
これによれば、容量制御弁Ｖの通常制御時には、ＣＳ弁５０とＤＣ弁５３との協働により冷媒の流量を制御するため、制御圧力Ｐｃを効率よく制御することができる。さらに、ソレノイド８０への通電電流（電流値）の増加、すなわちロッド５１のストロークの増加に伴って、ＣＳ弁５０は閉塞（全閉）から開放状態に移行し、かつＤＣ弁５３は開放から弁開度が絞られて閉塞（全閉）し、その後開放状態に移行する（図７参照）。すなわちソレノイド８０への通電電流の増加に伴うＣＳ弁５０の弁開度とＤＣ弁５３の弁開度とが小電流の領域では逆方向、中電流の領域ではＣＳ弁開度のみ増加、大電流の領域では同方向であり、ＣＳ弁５０による制御圧力Ｐｃの調整量とＤＣ弁５３による制御圧力Ｐｃの調整量の差分によって制御圧力Ｐｃが制御されるため、電流値に対して制御圧力Ｐｃを細かく制御できる。特に通電電流が大きくなる程、電流値に対して制御圧力Ｐｃを細かく制御できる。
また、ソレノイド８０への通電電流が中電流の領域の電流値では、ＤＣ弁５３が閉塞（全閉）するように構成されるため、ソレノイド８０への通電電流に応じたＣＳ弁５０による制御圧力Ｐｃの制御域がＤＣ弁５３による制御圧力Ｐｃの制御域よりも広く、すなわち冷媒の必要流量が少ないＣＳ弁５０による第１Ｐｃポート１４からＰｓポート１３への冷媒の流量制御が主体的、かつ冷媒の必要流量が多いＤＣ弁５３によるＰｄポート１６から第２Ｐｃポート１５への冷媒の流量制御が補助的となっているため、容量制御弁Ｖの通常制御時における内部循環冷媒流量を低減することができ、制御圧力Ｐｃの制御効率が良い。これにより、容量可変型圧縮機Ｍの運転効率を高めることができる。
また、ＤＣ弁５３は、ロッド５１の第１ランド部５１ａと第２バルブハウジング１１の内周に設けられたＤＣ弁座１１ａとによりスプール弁構造に構成されるため、ロッド５１が軸方向に所定量以上ストロークすることによりＤＣ弁５３が閉塞状態となり、ＤＣ弁５３を確実に閉塞できる。さらに、例えばソレノイド８０への通電電流が中電流の領域の電流値では、振動等の外乱によってロッド５１が僅かに軸方向移動してもＤＣ弁５３が閉塞された状態に維持されるため、容量制御弁Ｖは、外乱に強く、制御精度に優れる。
第１バルブハウジング１０と第２バルブハウジング１１とが接続固定された状態で、Ｐｓポート１３と連通する第１弁室２０と第２Ｐｃポート１５と連通する第２弁室３０とがロッド５１の第２ランド部５１ｂにより仕切られているため、容量制御弁Ｖを簡素に構成することができる。
また、ロッド５１は、コイルスプリング５４により軸方向右方、すなわちソレノイド８０側に向けて付勢されているため、容量制御弁Ｖの非通電時に確実にＤＣ弁５３の開放状態を保持することができる。さらに、ロッド５１は、第２ランド部５１ｂの外周面と第２バルブハウジング１１のガイド面１１ｂとが摺動するため、ロッド５１の軸方向移動を安定させることができる。
また、ＣＳ弁５０は、第１Ｐｃポート１４が形成された感圧室６０に配置され、コイルスプリング５４を介してロッド５１を軸方向右方に付勢する感圧体６１と、第１バルブハウジング１０に設けられたＣＳ弁座１０ａとにより構成されているため、第１弁室２０の吸入圧力Ｐｓに応じてコイルスプリング５４を介してロッド５１に与える反力が増減する構造となっており、制御圧力Ｐｃの制御性が高くなっている。
また、感圧体６１とロッド５１との間には、軸方向に付勢力を与えるコイルスプリング５４が配置されることにより、ロッド５１の軸方向移動に伴いコイルスプリング５４が軸方向に変形移動可能となるため、感圧体６１の軸方向変形可能量が小さくても、確実にＤＣ弁５３を動作させることができる。
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。
例えば、ロッド５１のストロークによりＤＣ弁５３を開閉するタイミングは、ロッド５１における第１ランド部５１ａの軸方向の配置や第２バルブハウジング１１におけるＤＣ弁座１１ａの軸方向の形成位置、または第１ランド部５１ａの外周面部５１ｈやＤＣ弁座１１ａの軸方向の長さを変更することにより適宜調整するようにしてもよい。例えば、図９に示すように、第１ランド部５１ａの外周面部５１ｈとＤＣ弁座１１ａとの軸方向距離を前記実施例よりも長くしてもよい。変形例の構成とすることにより、図１０に示されるように、小電流の領域の電流値でＤＣ弁５３が開放から閉塞状態に移行するタイミング、すなわち弁開度が絞られるタイミングをＣＳ弁５０が閉塞から開放状態に移行するタイミングより遅らせることができる。
また、ロッド５１の第１ランド部５１ａおよび第２ランド部５１ｂは、ロッド５１に別体のリングを固定することにより構成されていてもよい。
また、コイルスプリング５４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。
また、コイルスプリング５４は、ソレノイド８０のコイルスプリング８５および感圧体６１のコイルスプリング６３よりも縮み代を大きく設定することにより、ＤＣ弁５３の最大化開度が規制されなくてもよい。また、ロッド５１の軸方向左端５１ｆは、例えばＣＳ弁５０が開放（全開）されるタイミングでアダプタ７０の凹部７０ｂの底面に当接するように軸方向の長さを設定することにより、ＤＣ弁５３の最大化開度が規制されてもよい。
また、コイルスプリング５４を配置することなく、ロッド５１の軸方向左端５１ｆを感圧体６１を構成するアダプタ７０の凹部７０ｂに直接当接させてＣＳ弁５０を開閉するようにしてもよい。
また、第１バルブハウジング１０と、第２バルブハウジング１１は一体に形成されていてもよい。さらに、第２バルブハウジング１１に形成される第２Ｐｃポート１５とＰｄポート１６の配置を入れ替えてもよく、各ポートは、ソレノイド８０側から、図９に示すように、第２Ｐｃポート１５、Ｐｄポート１６、Ｐｓポート１３、第１Ｐｃポート１４の順に形成されていてもよい。
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。
１ ケーシング
２ 吐出室
３ 吸入室
４ 制御室
１０ 第１バルブハウジング（バルブハウジング）
１０ａ ＣＳ弁座
１１ 第２バルブハウジング（バルブハウジング）
１１ａ ＤＣ弁座
１１ｂ ガイド面
１２ 仕切調整部材
１３ Ｐｓポート（吸入ポート）
１４ 第１Ｐｃポート（第１制御ポート）
１５ 第２Ｐｃポート（第２制御ポート）
１６ Ｐｄポート（吐出ポート）
２０ 第１弁室
３０ 第２弁室
４０ 第３弁室
５０ ＣＳ弁
５１ ロッド
５１ａ 第１ランド部（ランド部）
５１ｂ 第２ランド部
５１ｃ 大径部
５１ｄ 第１小径部
５１ｅ 第２小径部
５１ｆ 軸方向左端
５１ｈ 外周面部
５１ｇ 側面部
５３ ＤＣ弁
５４ コイルスプリング（バネ）
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 アダプタ
７０ａ テーパ端部
７０ｂ 凹部
８０ ソレノイド
８２ 固定鉄心
８３ Ｏリング
８４ 可動鉄心
８５ コイルスプリング
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｖ 容量制御弁

Claims (8)

  1. ソレノイドの通電によって流量を制御する容量制御弁であって、
    吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポートおよび吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポート並びに制御圧力の制御流体が通過する第１制御ポートおよび第２制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
    前記バルブハウジング内に配置され前記ソレノイドにより駆動されるロッドと、
    前記ロッドの移動により前記第１制御ポートと前記吸入ポートとの間の流体の流れを制御するＣＳ弁と、
    前記ロッドの移動により前記第２制御ポートと前記吐出ポートとの間の流体の流れを制御するＤＣ弁と、を備え、
    前記ソレノイドへの非通電時に前記ＣＳ弁は閉塞かつ前記ＤＣ弁は開放し、
    前記ソレノイドへの最大電流時に前記ＣＳ弁は開放かつ前記ＤＣ弁は開放し、
    前記ソレノイドの通電制御時に前記ＣＳ弁は閉塞から開放状態に移行しかつ前記ＤＣ弁は開放から絞られその後開放状態に移行する容量制御弁。
  2. 前記ソレノイドの通電制御時に前記ＤＣ弁の絞られた状態は閉塞状態である請求項１に記載の容量制御弁。
  3. 前記ＤＣ弁は、スプール弁構造であって、前記ロッドのランド部と前記バルブハウジングの内周に設けられたＤＣ弁座とにより構成されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
  4. 前記ロッドは、前記バルブハウジングの内周に配置され、前記吸入ポートと前記吐出ポートを仕切っている請求項１ないし３のいずれかに記載の容量制御弁。
  5. 前記ＣＳ弁は、前記第１制御ポートが形成された感圧室に配置され前記ロッドを付勢する感圧体と、前記感圧体と前記バルブハウジングに設けられたＣＳ弁座とにより構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の容量制御弁。
  6. 前記感圧体と前記ロッドとの間には軸方向に付勢力を与えるバネが配置されている請求項５に記載の容量制御弁。
  7. 前記ソレノイド側から、前記吐出ポート、前記第２制御ポート、前記吸入ポート、前記第１制御ポートの順、または前記第２制御ポート、前記吐出ポート、前記吸入ポート、前記第１制御ポートの順に配置されている請求項１ないし６のいずれかに記載の容量制御弁。
  8. ソレノイドの通電によって流量を制御する容量制御弁であって、
    吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポートおよび吸入圧力の吸入流体が通過する吸入ポート並びに制御圧力の制御流体が通過する第１制御ポートおよび第２制御ポートが形成されたバルブハウジングと、
    前記バルブハウジング内に配置され前記ソレノイドにより駆動され外周に配置されるランド部により前記第２制御ポートと前記吐出ポートとの間の流体の流れを制御するスプール弁構造のＤＣ弁を構成するロッドと、
    前記ロッドの移動に応じて前記第１制御ポートと前記吸入ポートとの間の流体の流れを制御するＣＳ弁を構成する感圧体と、を備える容量制御弁。
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