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WO2020013154A1 - 容量制御弁 - Google Patents

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Publication number
WO2020013154A1
WO2020013154A1 PCT/JP2019/027071 JP2019027071W WO2020013154A1 WO 2020013154 A1 WO2020013154 A1 WO 2020013154A1 JP 2019027071 W JP2019027071 W JP 2019027071W WO 2020013154 A1 WO2020013154 A1 WO 2020013154A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
control
port
pressure
main valve
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/027071
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真弘 葉山
康平 福留
貴裕 江島
大千 栗原
▲高▼橋　渉
啓吾 白藤
小川　義博
Original Assignee
イーグル工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
Priority to EP22200533.2A priority Critical patent/EP4148274B1/en
Priority to US17/256,959 priority patent/US11536257B2/en
Priority to EP19833028.4A priority patent/EP3822482B1/en
Priority to JP2020530183A priority patent/JP7286645B2/ja
Priority to CN202211023117.2A priority patent/CN115306669A/zh
Priority to CN201980044138.2A priority patent/CN112384695B/zh
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    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F04B2027/1863—Controlled by crankcase pressure with an auxiliary valve, controlled by
    • F04B2027/1877—External parameters

Definitions

  • the present invention relates to a displacement control valve for variably controlling the displacement of a working fluid, for example, to a displacement control valve for controlling a discharge amount of a displacement type compressor used in an air conditioning system of an automobile in accordance with a pressure.
  • a variable displacement compressor used in an air conditioning system of an automobile or the like is a rotating shaft driven by an engine, a swash plate variably connected to the rotating shaft at an inclination angle, and a compression piston connected to the swash plate.
  • the stroke amount of the piston is changed to control the discharge amount of the fluid.
  • the inclination angle of the swash plate is determined by using a capacity control valve that is opened and closed by an electromagnetic force, using a suction pressure Ps of a suction chamber for sucking a fluid, a discharge pressure Pd of a discharge chamber for discharging a fluid pressurized by a piston,
  • the pressure in the control room can be continuously changed by appropriately controlling the pressure in the control room while using the control pressure Pc of the control room containing the swash plate.
  • variable displacement compressor When the variable displacement compressor is continuously driven (hereinafter sometimes simply referred to as “continuously driven"), the displacement control valve is energized and controlled by a control computer, and the valve body is rotated by an electromagnetic force generated by a solenoid. In the direction, and the main valve is opened and closed to perform normal control for adjusting the control pressure Pc of the control chamber of the variable displacement compressor.
  • the pressure in the control chamber of the variable displacement compressor is appropriately controlled, and the stroke amount of the piston is changed by continuously changing the inclination angle of the swash plate with respect to the rotating shaft.
  • the discharge amount of the fluid to the discharge chamber is controlled, and the air conditioning system is adjusted to have a desired cooling capacity.
  • the inclination angle of the swash plate is maximized by closing the main valve of the displacement control valve and reducing the pressure in the control chamber. I have.
  • an auxiliary communication path is formed to allow communication between the control port and the suction port of the capacity control valve, and the refrigerant in the control chamber of the variable capacity compressor is supplied to the variable capacity compressor through the control port, the auxiliary communication path, and the suction port at startup. It is also known that the responsiveness of a variable displacement compressor is improved by rapidly discharging the pressure to the control chamber at the time of startup by discharging the pressure to the suction chamber of the compressor (see Patent Document 1). .
  • Patent Literature 1 Although the fluid discharge function is excellent at the time of startup, the auxiliary communication passage communicates with the variable displacement compressor during continuous driving, and the refrigerant flows from the control port to the suction port. The controllability of the pressure in the control chamber is poor, and the operating efficiency of the variable displacement compressor may be reduced.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a displacement control valve having a fluid discharge function at the time of starting and having a high operation efficiency.
  • the capacity control valve of the present invention is A valve housing having a discharge port through which the discharge fluid at the discharge pressure passes, a suction port through which the suction fluid at the suction pressure passes, and a control port through which the control fluid through the control pressure passes; a rod driven by a solenoid; and a main valve A main valve configured by a seat and a main valve body, the main valve being configured to open and close communication between the discharge port and the control port by movement of the rod, A CS valve that opens and closes communication between the control port and the suction port by moving the rod; Biasing means for biasing the main valve body and the rod in directions opposite to each other, The main valve body and the rod are arranged so as to be relatively movable in the axial direction.
  • the main valve body is disposed so as to be relatively movable with respect to the rod, the main valve can be controlled with the CS valve closed.
  • the rod opens the CS valve at start-up and when the main valve is closed in the maximum energized state, and connects the control port and the suction port to maintain the control pressure and the suction pressure at the same pressure (same pressure). Can be.
  • the main valve is controlled in the energized state, by closing the CS valve and shutting off the control port and the suction port, it is possible to prevent the control fluid from flowing into the region where the suction fluid is introduced. In this way, the discharge of the liquid refrigerant and the operating efficiency at the time of starting the variable displacement compressor can be improved.
  • the main valve body may have a locking portion for relative movement of the rod in the axial direction. According to this, the axial position of the valve body with respect to the rod can be accurately determined by the locking portion.
  • the CS valve may have a spool valve structure. According to this, because of the spool valve structure, the CS valve is closed when the rod has a stroke equal to or more than the predetermined amount in the axial direction, and the CS valve can be reliably closed.
  • the main valve element and the rod may be provided with contact portions that contact in the axial direction. According to this, the maximum opening of the CS valve can be adjusted.
  • the main valve element may have an inner periphery sliding on the rod and an outer periphery sliding on the valve housing. According to this, relative movement of the main valve body and the rod in the axial direction can be stabilized.
  • the rod may be provided with a spring receiving portion with which one end of the urging means contacts. According to this, the sliding structure of the main valve body with respect to the rod can be simplified.
  • a pressure-driven valve that opens and closes by the suction pressure
  • the rod may be formed with a hollow communication passage through which the control port and the suction port can communicate with each other by opening and closing the pressure driven valve. According to this, at the time of startup, the refrigerant can be discharged also by the pressure driven valve, so that the refrigerant can be discharged quickly.
  • the control port may include a first control port and a second control port, and may be arranged in the order of the suction port, the second control port, the discharge port, and the first control port from the solenoid side. According to this, since the suction port and the second control port are adjacent to each other, the capacity control valve having the CS valve has a simple structure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a swash plate type variable displacement compressor in which a displacement control valve according to an embodiment of the present invention is incorporated. It is sectional drawing which shows the mode that the main valve was opened and the CS valve was closed in the non-energized state of the capacity control valve of an Example.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2 illustrating a state in which a main valve is opened and a CS valve is closed in a non-energized state of a capacity control valve according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a main valve is closed and a CS valve is closed when a capacity control valve according to an embodiment is in an energized state (during normal control).
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 4 illustrating a state in which a main valve is closed and a CS valve is closed when a capacity control valve of the embodiment is energized (during normal control).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a main valve is closed and a CS valve is opened during control of an energized state (at startup) and a maximum energized state of the capacity control valve according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 6 illustrating a state in which the main valve is closed and the CS valve is opened in the energized state (at startup) and during the control of the maximum energized state of the capacity control valve of the embodiment. It is an expanded sectional view showing signs that a main valve was opened and CS valve was closed in a non-energized state of a capacity control valve of a modification of this example.
  • a capacity control valve according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the left and right sides when viewed from the front side in FIG. 2 will be described as the left and right sides of the capacity control valve.
  • the capacity control valve V of the present invention is incorporated in a variable capacity compressor M used for an air conditioning system of an automobile or the like, and variably controls the pressure of a working fluid (hereinafter, simply referred to as “fluid”) as a refrigerant.
  • a working fluid hereinafter, simply referred to as “fluid”
  • the discharge amount of the variable displacement compressor M is controlled, and the air conditioning system is adjusted to have a desired cooling capacity.
  • variable displacement compressor M includes a casing 1 including a discharge chamber 2, a suction chamber 3, a control chamber 4, and a plurality of cylinders 4a.
  • the variable displacement compressor M is provided with a communication path (not shown) for directly communicating the control chamber 4 and the suction chamber 3, and the communication path balances the pressure between the suction chamber 3 and the control chamber 4.
  • a fixed orifice is provided for adjustment.
  • variable displacement compressor M is eccentrically connected to the rotating shaft 5 driven by an engine (not shown) installed outside the casing 1 with the hinge mechanism 8 in the control room 4.
  • a swash plate 6 and a plurality of pistons 7 connected to the swash plate 6 and reciprocally fitted in the respective cylinders 4a. While utilizing the suction pressure Ps of the suction chamber 3 for sucking the fluid, the discharge pressure Pd of the discharge chamber 2 for discharging the fluid pressurized by the piston 7, and the control pressure Pc of the control chamber 4 containing the swash plate 6, The discharge amount of the fluid is controlled by changing the stroke amount of the piston 7 by continuously changing the tilt angle of the swash plate 6 by appropriately controlling the pressure in the control chamber 4.
  • FIG. 1 the illustration of the displacement control valve V incorporated in the displacement-variable compressor M is omitted.
  • the inclination angle of the swash plate 6 with respect to the rotating shaft 5 is smaller and the stroke amount of the piston 7 is reduced.
  • the swash plate 6 is substantially perpendicular to the shaft 5, that is, slightly inclined from the vertical.
  • the stroke amount of the piston 7 is minimized, and the pressurization of the fluid in the cylinder 4a by the piston 7 is minimized, so that the amount of fluid discharged into the discharge chamber 2 is reduced, and the cooling capacity of the air conditioning system is minimized. It becomes.
  • the control pressure Pc in the control chamber 4 becomes lower, the inclination angle of the swash plate 6 with respect to the rotating shaft 5 increases and the stroke amount of the piston 7 increases.
  • the swash plate 6 has the maximum inclination angle. At this time, the stroke amount of the piston 7 is maximized, and the pressurization of the fluid in the cylinder 4a by the piston 7 is maximized, so that the discharge amount of the fluid to the discharge chamber 2 is increased, and the cooling capacity of the air conditioning system is maximized. It becomes.
  • the displacement control valve V incorporated in the variable displacement compressor M adjusts a current supplied to a coil 86 constituting the solenoid 80, and the main valve 50 and the sub-valve 55 in the displacement control valve V are controlled.
  • the control pressure Pc in the control chamber 4 is variably controlled by controlling the fluid flowing into the control chamber 4 or flowing out of the control chamber 4.
  • the main valve 50 includes a main valve body 51 and a main valve seat 10a formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10.
  • the left end 51a of the main valve body 51 in the axial direction is the main valve seat.
  • the main valve 50 opens and closes by coming into contact with and separating from the main valve 10a.
  • the pressure-sensitive valve 53 is constituted by a cap 70 constituting the pressure-sensitive body 61 and a pressure-sensitive valve seat 52 a formed at the left end in the axial direction of the pressure-sensitive valve member 52 as a rod, and has an outer diameter at the right end in the axial direction of the cap 70.
  • the pressure-sensitive valve 53 opens and closes when the sealing surface 70a formed on the side contacts and separates from the pressure-sensitive valve seat 52a.
  • the sub-valve 55 is constituted by a sub-valve 54 as a rod and a sub-valve seat 82a formed on an opening end face of the fixed iron core 82, that is, a left end face in the axial direction.
  • the sub-valve 55 opens and closes by coming into contact with and separating from the sub-valve seat 82a.
  • the CS valve 56 has a spool valve structure, and has an annular convex portion 54c formed on the outer peripheral surface of the sub-valve element 54 and a CS valve seat formed on the inner peripheral surface of an annular ridge extending toward the inner diameter side of the valve housing 10. 10c, the CS valve 56 opens and closes when the annular projection 54c of the sub-valve 54 comes into contact with and separates from the CS valve seat 10c.
  • the displacement control valve V includes a valve housing 10 formed of a metal material or a resin material, a main valve body 51 disposed in the valve housing 10 to be reciprocally movable in the axial direction, and a pressure-sensitive valve.
  • a solenoid 80 that is connected to the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and applies a driving force to the sub-valve element 54.
  • the solenoid 80 includes a casing 81 having an opening 81 a that opens to the left in the axial direction, and a solenoid 80 inserted into the opening 81 a of the casing 81 from the left in the axial direction, and A substantially cylindrical fixed iron core 82 to be fixed, a drive rod 83 which is reciprocally movable in the axial direction on the inner diameter side of the fixed iron core 82, and whose axial left end is connected and fixed to the sub-valve 54; , A coil spring 85 provided between the fixed iron core 82 and the movable iron core 84 to urge the movable iron core 84 rightward in the axial direction, and on the outside of the fixed iron core 82. And an excitation coil 86 wound around a bobbin.
  • the casing 81 is formed with a concave portion 81b in which the inner diameter side at the left end in the axial direction is depressed to the right in the axial direction.
  • the right end in the axial direction of the valve housing 10 is inserted into and fixed to the concave portion 81b in a substantially sealed manner. I have.
  • the fixed iron core 82 is formed of a rigid body made of a magnetic material such as iron or silicon steel, and extends in the axial direction to form an insertion hole 82c through which the drive rod 83 is inserted, and an axial left end of the cylindrical portion 82b.
  • An annular flange portion 82d extending in the outer radial direction from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 82b, and a sub-valve seat 82a is formed on an axial left end surface of the cylindrical portion 82b.
  • the valve housing 10 has a Pd port 12 serving as a discharge port communicating with the discharge chamber 2 of the variable displacement compressor M, and a control communicating with the control chamber 4 of the variable displacement compressor M.
  • a second Pc serving as a control port and a second control port communicating with a first Pc port 13 serving as a port and a first control port, and a control chamber 4 of the variable displacement compressor M adjacent to the Pd port 12 on the right side in the axial direction and communicating with the control chamber 4.
  • a port 14 and a Ps port 15 as a suction port communicating with the suction chamber 3 of the variable displacement compressor M are formed.
  • valve housing 10 has a substantially cylindrical shape with a bottom when the partition adjustment member 11 is press-fitted in a substantially hermetically sealed manner at the left end in the axial direction.
  • the partition adjustment member 11 can adjust the urging force of the pressure-sensitive body 61 by adjusting the installation position of the valve housing 10 in the axial direction.
  • a main valve element 51, a pressure-sensitive valve member 52, and a sub-valve element 54 are disposed inside the valve housing 10 so as to be able to reciprocate in the axial direction, and a part of the inner peripheral surface of the valve housing 10 includes a main valve element 51.
  • a small-diameter guide surface 10b is formed so that the outer peripheral surface thereof can slide in a substantially sealed state, and a small-diameter CS valve seat 10c is formed so that the annular convex portion 54c of the sub-valve element 54 can come and go.
  • the first valve chamber 20 communicating with the Pd port 12 and disposed on the left end 51 a side in the axial direction of the main valve body 51, and the axial direction of the main valve body 51 communicating with the second Pc port 14.
  • the second valve chamber 30 in which the right end 51f side and the axial left end 54g side of the sub-valve element 54 are disposed, and the pressure-sensitive valve seat 52a side of the pressure-sensitive valve member 52 which is communicated with the first Pc port 13, that is, the axial left side is disposed.
  • a pressure-sensitive chamber 60 and a third valve chamber 40 which is communicated with the Ps port 15 and in which the right end 54a side of the sub-valve 54 in the axial direction is arranged are formed.
  • the second valve chamber 30 has an outer peripheral surface of the main valve element 51 and an outer peripheral surface of the sub-valve element 54, and an inner peripheral surface on the axial right side of the guide surface 10b of the valve housing 10 and on the axial left side of the CS valve seat 10c.
  • the third valve chamber 40 is defined by an outer peripheral surface of the sub-valve element 54, an axial left end surface of the fixed iron core 82, and an inner peripheral surface of the valve housing 10 on the axial right side of the CS valve seat 10 c. ing.
  • the pressure sensing element 61 mainly includes a bellows core 62 in which a coil spring 63 is built, and a disk-shaped cap 70 provided at the right end in the axial direction of the bellows core 62.
  • the left end in the axial direction of the bellows core 62 is fixed to the partition adjustment member 11.
  • the pressure-sensitive body 61 is disposed in the pressure-sensitive chamber 60, and presses the sealing surface 70 a of the cap 70 by a biasing force to move the cap 70 rightward in the axial direction by the coil spring 63 and the bellows core 62. 52 is seated on the pressure-sensitive valve seat 52a. Further, the cap 70 is provided with a force for moving the cap 70 leftward in the axial direction in accordance with the suction pressure Ps in the intermediate communication passage 57.
  • the main valve element 51 has a mounting portion 51b to which an axial left end of a coil spring 91 as an urging means is externally fitted, and extends in an outer radial direction from an axial left end of the mounting portion 51b.
  • An annular surface 51c and a cylinder extending axially to the left from the outer diameter side of the annular surface 51c and having a larger diameter than the mounting portion 51b and having an axial left end 51a that comes into contact with and separates from the main valve seat 10a of the valve housing 10.
  • a portion 51d Note that a small gap is formed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 51d and the guide surface 10b of the valve housing 10 by being slightly separated in the radial direction. And can be smoothly moved relative to each other in the axial direction.
  • the main valve element 51 is formed in a stepped cylindrical shape having a larger inner diameter at the inner side at the mounting portion 51b side, that is, at the cylindrical portion 51d side, that is, at the left side in the axial direction than at the right side in the axial direction.
  • An annular surface 51e extending in the outer radial direction from the left end in the axial direction of the inner peripheral surface of the mounting portion 51b and continuing at right angles to the surface 51c in the axial direction is formed. That is, the attachment portion 51b is formed with a hook-shaped locking portion 51g protruding radially rightward in the axial direction.
  • the pressure-sensitive valve member 52 includes a cylindrical portion 52 b to which the main valve body 51 is fitted, and a pressure-sensitive member 61 formed to have a larger diameter than the cylindrical portion 52 b on the left side in the axial direction of the cylindrical portion 52 b. And a contact portion 52c formed with a pressure-sensitive valve seat 52a that comes into contact with and separates from the seal surface 70a of the cap 70.
  • an insertion portion 52d having a slightly smaller diameter than the cylindrical portion 52b is formed, so that the outer diameter direction from the left end in the axial direction of the insertion portion 52d.
  • An annular surface 52e is formed to extend to the right side.
  • a small gap is formed between the inner peripheral surface of the locking portion 51g of the main valve body 51 and the outer peripheral surface of the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52 by being slightly separated in the radial direction.
  • the main valve body 51 and the pressure-sensitive valve member 52 can be relatively smoothly moved in the axial direction by sliding.
  • the auxiliary valve element 54 includes a cylindrical portion 54 b having an axial right end 54 a formed therein, an annular convex portion 54 c protruding in the outer radial direction on the left side of the cylindrical portion 54 b in the axial direction, and an annular convex portion.
  • An axially right end of the coil spring 91 on the left side in the axial direction of 54c is externally fitted, and has a mounting portion 54d formed to have a smaller diameter than the cylindrical portion 54b.
  • the outer diameter of the mounting portion 54d of the sub-valve 54 is substantially the same as the outer diameter of the mounting portion 51b of the main valve 51.
  • a concave portion 54e is formed in the mounting portion 54d of the sub-valve 54 such that the inner diameter side at the left end in the axial direction is recessed rightward in the axial direction, and the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52 is inserted from the left side in the axial direction.
  • the drive rod 83 is connected and fixed to the right end of the sub-valve 54 in the axial direction, so that the pressure-sensitive valve member 52, the sub-valve 54, and the drive rod 83 move integrally in the axial direction. I have.
  • an intermediate communication passage 57 penetrating in the axial direction is formed inside the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve element 54 by connecting a hollow hole.
  • the intermediate communication passage 57 can communicate with the third valve chamber 40 via a communication hole 83a formed at the left end in the axial direction of the drive rod 83.
  • the high-pressure fluid may be liquefied in the control chamber 4 when the variable capacity compressor M is stopped for a long time in a stopped state.
  • the main valve 50 is closed and the sub-valve 55 is opened by activating the machine M and energizing the capacity control valve V, and the high pressure Ps in the intermediate communication passage 57 causes the pressure-sensitive body 61 to be closed.
  • the liquid refrigerant in the control chamber 4 can be discharged to the suction chamber 3 via the intermediate communication path 57 in a short time.
  • annular convex portion 54c of the sub-valve 54 reciprocates in the axial direction, thereby changing the amount of overlap with the CS valve seat 10c formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10 when viewed in the radial direction.
  • a CS valve 56 for opening and closing communication between the control fluid passing through the 2Pc port 14 and the suction fluid passing through the Ps port 15 is configured.
  • the CS valve 56 is closed at a position where the annular convex portion 54c and the CS valve seat 10c overlap in a radial direction (see FIGS. 2 to 5). When the CS valve 56 is closed, the control fluid slightly leaks to the suction fluid side.
  • the left end in the axial direction of the coil spring 91 contacts the annular surface 51 c of the main valve body 51, and the right end in the axial direction of the coil spring 91 is in the axial direction of the annular projection 54 c of the sub-valve body 54. It is in contact with the side surface 54f as the left spring receiving portion. That is, the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and the sub-valve element 54 are urged by the coil spring 91 in directions opposite to each other in the axial direction.
  • the coil spring 91 is a compression spring, and its outer periphery is radially separated from the inner peripheral surface of the valve housing 10.
  • the sub-valve 54 is integrally connected and fixed to the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52 in a state where the main valve body 51 is externally fitted to the cylindrical portion 52b and the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52.
  • an annular concave groove 58 is formed.
  • the concave groove 58 is formed by an outer peripheral surface of the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52, an annular surface 52e of the pressure-sensitive valve member 52, and an axial left end 54g as an abutting portion of the sub-valve element 54. 58 restricts the axial position of the main valve element 51 with respect to the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve element 54.
  • the main valve 50 is opened in a non-energized state, and the main valve 50 can be closed in an energized state.
  • the opening degree of the valve 56 can be adjusted.
  • the main valve 50 in the energized state, the main valve 50 is closed by the axial left end 51a of the main valve body 51 contacting the main valve seat 10a, and the CS valve 56 is opened by the annular convex portion 54c of the sub-valve body 54.
  • the axial right end 51f as the contact portion of the main valve body 51 is brought into contact with the axial left end 54g of the sub-valve 54 forming the concave groove 58, thereby forming an annular shape.
  • the axial positions of the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve body 54 with respect to the main valve body 51 when the CS valve 56 is opened by the projection 54c are determined. That is, the opening of the CS valve 56 can be adjusted, and the maximum opening can be determined.
  • the difference between the axial dimension L58 of the concave groove 58 and the axial dimension L51g of the locking portion 51g of the main valve element 51 is the axial right end 51f of the main valve element 51 and the axial left end 54g of the sub-valve element 54.
  • L58-L51g A, see FIG. 3). That is, the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and the sub-valve element 54 move integrally to the left in the axial direction to close the main valve 50, and then the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve
  • the body 54 is further movable in the axial direction by the separation dimension A (see FIGS. 6 and 7).
  • the capacity control valve V controls the flow rate of the discharge fluid from the Pd port 12 to the first Pc port 13 by adjusting the opening degree and the opening time of the main valve 50 during normal control, that is, during so-called duty control.
  • the control fluid that has passed through the second Pc port 14 and the Ps port 15 overlap the control fluid passing through the second Pc port 14 with the right side in the axial direction of the annular convex portion 54c of the sub-valve 54 overlapping the left side in the axial direction of the CS valve seat 10c of the valve housing 10 in the radial direction.
  • the state in which communication with the passed suction fluid is closed by the CS valve 56 is maintained.
  • the opening and closing of the main valve 50 can be controlled with the CS valve 56 closed.
  • the displacement control valve V causes the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve 54 to move rightward in the axial direction due to the urging force of the coil spring 63 constituting the pressure-sensitive body 61.
  • the right end 54a in the axial direction of the sub-valve 54 is seated on the sub-valve seat 82a of the fixed iron core 82, the sub-valve 55 is closed, and the left end 51a in the axial direction of the main valve 51 is connected to the valve housing.
  • the main valve 50 is open away from the main valve seat 10a formed on the inner peripheral surface of the main body 10.
  • the annular convex portion 54c of the sub-valve 54 overlaps the CS valve seat 10c of the valve housing 10 in the radial direction, and communication between the control fluid passing through the second Pc port 14 and the suction fluid passing through the Ps port 15 is established. It is closed by the CS valve 56.
  • the main valve 50 When the variable displacement compressor M is driven with the maximum displacement, the main valve 50 is closed by setting the displacement control valve V to the energized state with the maximum duty, that is, the maximum energized state, as in the case of startup.
  • the CS valve 56 since the CS valve 56 is opened and the second Pc port 14 and the Ps port 15 can communicate with each other, the control pressure Pc is sufficiently reduced, and the control pressure Pc and the suction pressure Ps are equalized (same pressure). Easy to maintain in state. Therefore, it is possible to stabilize the stroke of the piston 7 in the cylinder 4a of the control chamber 4, maintain the maximum displacement state, and increase the operation efficiency.
  • the main valve body 51 is configured such that the annular surface 51e of the locking portion 51g is engaged with the annular surface 52e of the pressure-sensitive valve member 52, so that the main valve body 51 with respect to the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve member 54 in the axial direction. Positioning can be performed accurately. Further, the mounting accuracy of the main valve body 51 to the pressure-sensitive valve member 52 can be improved.
  • the CS valve 56 is configured in a spool valve structure by the annular convex portion 54c of the sub-valve element 54 and the CS valve seat 10c formed on the inner peripheral surface of the valve housing 10, the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve When the body 54 strokes a predetermined amount or more in the axial direction, the CS valve 56 is closed, and the CS valve 56 can be reliably closed. Furthermore, for example, during normal control, even if the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve 54 slightly move in the axial direction due to disturbance such as vibration, the CS valve 56 is maintained in the closed state. , Resistant to disturbance and excellent in control accuracy.
  • the main valve element 51 is configured such that the inner peripheral surface of the locking portion 51g and the outer peripheral surface of the insertion portion 52d of the pressure-sensitive valve member 52 slide on the pressure-sensitive valve member 52, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 51d and the valve housing. Since the ten guide surfaces 10b slide, the relative movement in the axial direction of the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and the sub-valve element 54 can be stabilized.
  • auxiliary valve element 54 is provided with the axially left side surface 54f of the annular convex portion 54c with which the axial right end of the coil spring 91 contacts, so that the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and the auxiliary valve element
  • the structure of the slide with the slide 54 can be simplified.
  • the main valve element 51 is separate from the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve element 54, and the main valve element 51 is connected to the pressure-sensitive valve member 52 and the sub-valve element 54 by an axial left end 54 g of the sub-valve element 54. Since the relative movement in the axial direction is restricted, the sliding structure between the main valve element 51, the pressure-sensitive valve member 52, and the sub-valve element 54 can be simplified.
  • the valve housing 10 includes a first Pc port 13 disposed in the pressure-sensitive chamber 60 corresponding to the pressure-sensitive valve 53 and a second Pc port 14 disposed in the second valve chamber 30 corresponding to the CS valve 56.
  • the sub-valve 54 When the suction pressure Ps becomes high due to an abnormality or the like, the sub-valve 54 is pressed to the left by the suction pressure Ps to open the CS valve 56 and release the high suction pressure from the second Pc port 14. You can do it.
  • the CS valve 56 is constituted by the annular convex portion 54c of the sub-valve element 54 and the CS valve seat 10c on the inner peripheral surface of the annular ridge of the valve housing 10 has been described, but as shown in FIG.
  • the inner peripheral surface of the valve housing 10 is provided as a CS valve seat 110c without providing a projection on the inner peripheral surface, and the annular convex portion 154c of the sub-valve 54 is partially overlapped with the second Pc port 14 in the radial direction. May be.
  • the manufacture of the valve housing 10 is simple, and the sub-valve 54 is inclined by a tilt load or the like, so that the annular projection 154c of the sub-valve 54 and the annular ridge of the valve housing 10 are engaged. Not even.
  • the mode in which the flow path from the second Pc port 14 to the Ps port 15 is restricted by closing the CS valve 56 has been described.
  • the present invention is not limited thereto, and the CS valve 56 is closed. Accordingly, the diameter of the annular projection 54c of the sub-valve 54 and the CS valve seat 10c of the valve housing 10 may be set so that the flow path from the second Pc port 14 to the Ps port 15 can be substantially blocked. .
  • the communication path and the fixed orifice for directly communicating the control chamber 4 and the suction chamber 3 of the variable displacement compressor M may not be provided.
  • the sub-valve need not be provided, and the right end in the axial direction of the sub-valve may function as a support member that receives a load in the axial direction, and the sealing function is not necessarily required.
  • the coil spring 91 is not limited to a compression spring, but may be a tension spring, and may have a shape other than a coil shape.
  • the CS valve 56 may be configured by attaching another member to the valve housing 10 and the sub-valve 54.
  • the pressure sensitive body 61 may not use a coil spring inside.

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Abstract

起動時の流体排出機能を有しつつ運転効率が良い容量制御弁を提供する。　吐出圧力Ｐｄの吐出流体が通過する吐出ポート１２、吸入圧力Ｐｓの吸入流体が通過する吸入ポート１５および制御圧力Ｐｄの制御流体が通過する制御ポート１３、１４が形成されたバルブハウジング１０と、ソレノイド８０により駆動されるロッド５２，５４と、主弁座１０ａと主弁体５１とにより構成されロッド５２，５４の移動により吐出ポート１２と制御ポート１３との連通を開閉する主弁５０とを備える容量制御弁Ｖであって、ロッド５２，５４の移動により、制御流体と吸入流体との連通を開閉するＣＳ弁５６と、主弁体５１とロッド５２，５４とを互いに反対方向に付勢する付勢手段９１と、を備え、主弁体５１とロッド５２，５４は、軸方向に相対移動可能に配置されている。

Description

容量制御弁
　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。
　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。
　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。
　また、容量制御弁の制御ポートと吸入ポートとの間を連通させる補助連通路を形成し、起動時に容量可変型圧縮機の制御室の冷媒を制御ポート、補助連通路、吸入ポートを通して容量可変型圧縮機の吸入室へ排出するようにして、起動時に制御室の圧力を迅速に低下させることで、容量可変型圧縮機の応答性が向上されるものも知られている（特許文献１参照）。
特許第５１６７１２１号公報（第７頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１にあっては、起動時に流体排出機能に優れるものの、容量可変型圧縮機の連続駆動時において、補助連通路が連通しており制御ポートから吸入ポートに冷媒が流れ込むことから、制御室の圧力の制御性が悪く、容量可変型圧縮機の運転効率が下がってしまう虞があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、起動時の流体排出機能を有しつつ運転効率が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、
　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、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、ソレノイドにより駆動されるロッドと、主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、を備える容量制御弁であって、
　前記ロッドの移動により、前記制御ポートと前記吸入ポートとの連通を開閉するＣＳ弁と、
　前記主弁体と前記ロッドとを互いに反対方向に付勢する付勢手段と、を備え、
　前記主弁体と前記ロッドは、軸方向に相対移動可能に配置されている。
　これによれば、主弁体はロッドに対して相対移動可能に配置されているから、ＣＳ弁を閉塞した状態で主弁を制御することができる。また、起動時および最大通電状態で主弁が閉じた際においてロッドがＣＳ弁を開放し制御ポートと吸入ポートを連通させることにより、制御圧力と吸入圧力を均圧（同圧）に維持することができる。一方、通電状態で主弁を制御する際においてＣＳ弁を閉塞し制御ポートと吸入ポートを遮断させることにより、吸入流体が導入された領域への制御流体の流れ込みを防ぐことができる。このようにして、容量可変型圧縮機の起動時の液冷媒の排出および運転効率を高めることができる。
　前記主弁体は、前記ロッドの軸方向への相対移動に対する係止部を有していてもよい。
　これによれば、係止部によりロッドに対する弁体の軸方向の位置決めを正確に行うことができる。
　前記ＣＳ弁は、スプール弁構造であってもよい。
　これによれば、スプール弁構造であるから、ロッドが軸方向に所定量以上のストロークではＣＳ弁の閉塞状態となり、ＣＳ弁を確実に閉塞できる。
　前記主弁体と前記ロッドとは、軸方向に当接する当接部がそれぞれ設けられていてもよい。
　これによれば、ＣＳ弁の最大開度を調整することができる。
　前記主弁体は、内周が前記ロッドに摺動するとともに、外周が前記バルブハウジングに摺動してもよい。
　これによれば、主弁体とロッドとの軸方向の相対移動を安定させることができる。
　前記ロッドには、前記付勢手段の一端が当接するバネ受け部が設けられていてもよい。
　これによれば、ロッドに対する主弁体のスライド構造を簡素にすることができる。
　前記吸入圧力により開閉する圧力駆動弁を備え、
　前記ロッドには、前記圧力駆動弁の開閉により前記制御ポートと前記吸入ポートとを連通させることが可能な中空連通路が形成されてもよい。
　これによれば、起動時において、圧力駆動弁によっても冷媒を排出できるから冷媒排出を迅速に行うことができる。
　前記制御ポートは第１制御ポートと第２制御ポートからなり、前記ソレノイド側から、前記吸入ポート、前記第２制御ポート、前記吐出ポート、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、吸入ポートと第２制御ポートが隣り合うため、ＣＳ弁を有する容量制御弁は簡素な構造となる。
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状態において主弁が開放され、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状態において主弁が開放され、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状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、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通電状態（通常制御時）において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す図４の拡大断面図である。 実施例の容量制御弁の通電状態（起動時）および最大通電状態の制御時において主弁が閉塞され、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状態（起動時）および最大通電状態の制御時において主弁が閉塞され、ＣＳ弁が開放された様子を示す図６の拡大断面図である。 本実施例の変形例の容量制御弁の非通電状態において主弁が開放され、ＣＳ弁が閉塞された様子を示す拡大断面図である。
　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７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。尚、容量可変型圧縮機Ｍには、制御室４と吸入室３とを直接連通する図示しない連通路が設けられており、この連通路には吸入室３と制御室４との圧力を平衡調整させるための固定オリフィスが設けられている。
　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における主弁５０、副弁５５、ＣＳ弁５６の開閉制御を行うとともに、中空連通路としての中間連通路５７における吸入圧力Ｐｓにより感圧体６１を動作させて圧力駆動弁としての感圧弁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。
　本実施例において、主弁５０は、主弁体５１とバルブハウジング１０の内周面に形成された主弁座１０ａとにより構成されており、主弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａに接離することで、主弁５０が開閉するようになっている。感圧弁５３は、感圧体６１を構成するキャップ７０とロッドとしての感圧弁部材５２の軸方向左端に形成される感圧弁座５２ａとにより構成されており、キャップ７０の軸方向右端の外径側に形成されるシール面７０ａが感圧弁座５２ａに接離することで、感圧弁５３が開閉するようになっている。副弁５５は、ロッドとしての副弁体５４と固定鉄心８２の開口端面、すなわち軸方向左端面に形成される副弁座８２ａとにより構成されており、副弁体５４の軸方向右端５４ａが副弁座８２ａに接離することで、副弁５５が開閉するようになっている。ＣＳ弁５６は、スプール弁構造であって、副弁体５４の外周面に形成された環状凸部５４ｃとバルブハウジング１０の内径側に延びる環状突条の内周面に形成されたＣＳ弁座１０ｃとにより構成されており、副弁体５４の環状凸部５４ｃがＣＳ弁座１０ｃに接離することで、ＣＳ弁５６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バルブハウジング１０と、バルブハウジング１０内に軸方向に往復動自在に配置された主弁体５１、感圧弁部材５２、副弁体５４と、中間連通路５７における吸入圧力Ｐｓに応じて感圧弁部材５２および副弁体５４に軸方向右方への付勢力を付与する感圧体６１と、バルブハウジング１０に接続され主弁体５１、感圧弁部材５２、副弁体５４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の内径側において軸方向に往復動自在、かつその軸方向左端部が副弁体５４と接続固定される駆動ロッド８３と、駆動ロッド８３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。
　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、軸方向に延び駆動ロッド８３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、円筒部８２ｂの軸方向左端面に副弁座８２ａが形成されている。
　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Ｍの吐出室２と連通する吐出ポートとしてのＰｄポート１２と、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と連通する制御ポートおよび第１制御ポートとしての第１Ｐｃポート１３と、Ｐｄポート１２の軸方向右方に隣接し容量可変型圧縮機Ｍの制御室４とを連通する制御ポートおよび第２制御ポートとしての第２Ｐｃポート１４と、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１５と、が形成されている。
　また、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１１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１１は、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の付勢力を調整できるようになっている。
　バルブハウジング１０の内部には、主弁体５１、感圧弁部材５２、副弁体５４が軸方向に往復動自在に配置され、バルブハウジング１０の内周面の一部には、主弁体５１の外周面が略密封状態で摺接可能な小径のガイド面１０ｂが形成されるとともに、副弁体５４の環状凸部５４ｃが接離可能な小径のＣＳ弁座１０ｃが形成されている。
　また、バルブハウジング１０の内部には、Ｐｄポート１２と連通され主弁体５１の軸方向左端５１ａ側が配置される第１弁室２０と、第２Ｐｃポート１４と連通され主弁体５１の軸方向右端５１ｆ側および副弁体５４の軸方向左端５４ｇ側が配置される第２弁室３０と、第１Ｐｃポート１３と連通され感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａ側、すなわち軸方向左側が配置される感圧室６０と、Ｐｓポート１５と連通され副弁体５４の軸方向右端５４ａ側が配置される第３弁室４０と、が形成されている。尚、第２弁室３０は、主弁体５１および副弁体５４の外周面と、バルブハウジング１０のガイド面１０ｂよりも軸方向右側かつＣＳ弁座１０ｃよりも軸方向左側の内周面とにより画成されている。また、第３弁室４０は、副弁体５４の外周面と、固定鉄心８２の軸方向左端面と、バルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ｃよりも軸方向右側の内周面とにより画成されている。
　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円板状のキャップ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１１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によりキャップ７０を軸方向右方に移動させる付勢力によりキャップ７０のシール面７０ａを感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａに着座させるようになっている。また、キャップ７０は、中間連通路５７における吸入圧力Ｐｓに応じてキャップ７０を軸方向左方に移動させる力が付与されるようになっている。
　図３に示されるように、主弁体５１は、付勢手段としてのコイルスプリング９１の軸方向左端部が外嵌される取付部５１ｂと、取付部５１ｂの軸方向左端から外径方向に延びる環状面５１ｃと、環状面５１ｃの外径側から軸方向左方に延び取付部５１ｂよりも大径に形成されバルブハウジング１０の主弁座１０ａと接離する軸方向左端５１ａが形成される円筒部５１ｄと、を有する段付き円筒形状に構成されている。尚、円筒部５１ｄの外周面とバルブハウジング１０のガイド面１０ｂ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、主弁体５１は、バルブハウジング１０に対して摺動して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。
　また、主弁体５１は、その内側が取付部５１ｂ側、すなわち軸方向右側よりも円筒部５１ｄ側、すなわち軸方向左側の内径の寸法が大きい段付き円筒状に構成され、取付部５１ｂの環状面５１ｃよりも軸方向略右側において、取付部５１ｂの内周面の軸方向左端から外径方向に延び直交して連なる環状面５１ｅが形成されている。すなわち、取付部５１ｂには、軸方向右側に内径方向に突出する鉤状の係止部５１ｇが形成されている。
　図３に示されるように、感圧弁部材５２は、主弁体５１が外嵌される円筒部５２ｂと、円筒部５２ｂの軸方向左側において円筒部５２ｂよりも大径に形成され感圧体６１を構成するキャップ７０のシール面７０ａと接離する感圧弁座５２ａが形成される当接部５２ｃと、を有する略円筒形状かつ側面視略砲台形状に構成されている。
　また、感圧弁部材５２の円筒部５２ｂの軸方向右端部には、円筒部５２ｂよりも僅かに小径の挿嵌部５２ｄが形成されることにより、挿嵌部５２ｄの軸方向左端から外径方向に延びる環状面５２ｅが形成されている。尚、主弁体５１の係止部５１ｇの内周面と感圧弁部材５２の挿嵌部５２ｄ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、主弁体５１と感圧弁部材５２とは摺動により、軸方向に円滑に相対移動可能となっている。
　図３に示されるように、副弁体５４は、軸方向右端５４ａが形成される円筒部５４ｂと、円筒部５４ｂの軸方向左側において外径方向に突出する環状凸部５４ｃと、環状凸部５４ｃの軸方向左側においてコイルスプリング９１の軸方向右端部が外嵌され円筒部５４ｂよりも小径に形成される取付部５４ｄと、を有するフランジ付き略円筒形状に構成されている。尚、副弁体５４の取付部５４ｄの外径は、主弁体５１の取付部５１ｂの外径と略同一に構成されている。
　また、副弁体５４の取付部５４ｄには、軸方向左端の内径側が軸方向右方に凹む凹部５４ｅが形成され、感圧弁部材５２の挿嵌部５２ｄが軸方向左方から挿嵌されることにより、感圧弁部材５２と副弁体５４とが一体に接続固定されている。尚、副弁体５４の軸方向右端部には、駆動ロッド８３が接続固定されることにより、感圧弁部材５２、副弁体５４、駆動ロッド８３は一体に軸方向に移動するようになっている。さらに、感圧弁部材５２および副弁体５４の内部には、中空孔が接続されることにより軸方向に亘って貫通する中間連通路５７が形成されている。尚、中間連通路５７は、駆動ロッド８３の軸方向左端部に形成される連通孔８３ａを介して第３弁室４０と連通可能となっている。尚、説明の便宜上、図示を省略するが、容量可変型圧縮機Ｍが停止状態で長時間放置されることにより制御室４で高圧となった流体が液化することがあるが、容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに容量制御弁Ｖを通電状態とすることにより、主弁５０が閉塞されるとともに副弁５５が開放され、さらに中間連通路５７における高い吸入圧力Ｐｓにより、感圧体６１が収縮して感圧弁５３が開弁されることにより、制御室４の液冷媒を中間連通路５７を介して吸入室３に短時間で排出できるようになっている。
　さらに、副弁体５４の環状凸部５４ｃは、軸方向に往復動することにより、バルブハウジング１０の内周面に形成されるＣＳ弁座１０ｃとの径方向視の重畳量を変化させ、第２Ｐｃポート１４を通過した制御流体とＰｓポート１５を通過した吸入流体との連通を開閉するＣＳ弁５６を構成している。ＣＳ弁５６は、環状凸部５４ｃとＣＳ弁座１０ｃとが径方向視で重畳する位置において、閉塞されるようになっている（図２～図５参照）。尚、ＣＳ弁５６の閉塞状態においては、制御流体は吸入流体側に僅かに漏れている。
　図３に示されるように、コイルスプリング９１の軸方向左端は、主弁体５１の環状面５１ｃに当接し、コイルスプリング９１の軸方向右端は、副弁体５４の環状凸部５４ｃの軸方向左側のバネ受け部としての側面５４ｆに当接している。すなわち、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４とは、コイルスプリング９１により互いに軸方向の反対方向に付勢されている。尚、コイルスプリング９１は圧縮バネであり、その外周はバルブハウジング１０の内周面とは径方向に離間している。
　また、感圧弁部材５２の円筒部５２ｂおよび挿嵌部５２ｄに主弁体５１が外嵌された状態で、感圧弁部材５２の挿嵌部５２ｄに副弁体５４が一体に接続固定されることにより、環状の凹溝５８が形成されている。凹溝５８は、感圧弁部材５２の挿嵌部５２ｄの外周面と、感圧弁部材５２の環状面５２ｅと、副弁体５４の当接部としての軸方向左端５４ｇとにより形成され、凹溝５８により、感圧弁部材５２および副弁体５４に対する主弁体５１の軸方向位置が規制されており、非通電状態において主弁５０を開放するとともに、通電状態において主弁５０を閉塞可能かつＣＳ弁５６の開度調整可能となっている。
　詳しくは、通電状態において主弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座１０ａに当接することにより主弁５０が閉塞し、かつ副弁体５４の環状凸部５４ｃによりＣＳ弁５６が開放された状態（図６および図７参照）において、主弁体５１の当接部としての軸方向右端５１ｆには、凹溝５８を構成する副弁体５４の軸方向左端５４ｇが当接することにより、環状凸部５４ｃによるＣＳ弁５６の開放時における主弁体５１に対する感圧弁部材５２および副弁体５４の軸方向位置が決められている。すなわち、ＣＳ弁５６の開度を調整することができるとともに、最大開度を決めることができる。
　また、凹溝５８の軸方向寸法Ｌ５８と、主弁体５１の係止部５１ｇの軸方向寸法Ｌ５１ｇとの差は、主弁体５１の軸方向右端５１ｆと副弁体５４の軸方向左端５４ｇとの隙間の軸方向寸法である軸方向の離間寸法Ａとなっている（Ｌ５８－Ｌ５１ｇ＝Ａ，図３参照）。すなわち、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４は、軸方向左方に一体に移動して主弁５０を閉塞した後に、主弁体５１に対して感圧弁部材５２および副弁体５４が離間寸法Ａだけさらに軸方向に移動可能となっている（図６および図７参照）。
　次いで、容量制御弁Ｖの動作、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４の軸方向移動によるＣＳ弁５６の開閉機構の動作について通常制御時、起動時および最大通電状態の制御時の順に説明する。
　先ず、容量制御弁Ｖの通常制御時について説明する。容量制御弁Ｖは、通常制御時、いわゆるデューティ制御時においては、主弁５０の開度や開放時間を調整してＰｄポート１２から第１Ｐｃポート１３への吐出流体の流量を制御している。このとき、副弁体５４の環状凸部５４ｃの軸方向右側がバルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ｃの軸方向左側に径方向視で重畳し第２Ｐｃポート１４を通過した制御流体とＰｓポート１５を通過した吸入流体との連通がＣＳ弁５６により閉塞された状態が維持されている。このように、通常制御時において、ＣＳ弁５６が閉塞されることにより、第２Ｐｃポート１４とＰｓポート１５を結ぶ流路における流量が絞られ、第２Ｐｃポート１４を通過した制御流体のＰｓポート１５への流れ込みが防止されるため、制御室４の制御圧力Ｐｃの制御性に優れ、容量可変型圧縮機Ｍの運転効率を高めることができる（図４および図５参照）。言い換えれば、ＣＳ弁５６を閉塞した状態で主弁５０の開閉を制御することができる。
　次に、起動時および最大通電状態の制御時について説明する。容量可変型圧縮機Ｍを使用せずに長時間放置した後には、吐出圧力Ｐｄ、制御圧力Ｐｃ、吸入圧力Ｐｓは略均衡している。図２および図３に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、感圧弁部材５２および副弁体５４が感圧体６１を構成するコイルスプリング６３の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、副弁体５４の軸方向右端５４ａが固定鉄心８２の副弁座８２ａに着座し副弁５５が閉塞されるとともに、主弁体５１の軸方向左端５１ａがバルブハウジング１０の内周面に形成された主弁座１０ａから離間し、主弁５０が開放されている。このとき、副弁体５４の環状凸部５４ｃがバルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ｃに径方向視で重畳し第２Ｐｃポート１４を通過した制御流体とＰｓポート１５を通過した吸入流体との連通がＣＳ弁５６により閉塞されている。
　容量可変型圧縮機Ｍを起動するとともに、容量制御弁Ｖを通電状態とすることにより、主弁５０が閉塞され副弁５５が開放される。また、起動時には、容量制御弁Ｖを最大デューティの通電状態、すなわち最大通電状態とすることにより、図６および図７に示されるように、主弁体５１に対して感圧弁部材５２および副弁体５４が離間寸法Ａ（図５参照）だけさらに軸方向左方に移動するから、ＣＳ弁５６が開放され、第２Ｐｃポート１４からＰｓポート１５へ流体を排出するための流路が形成されており、制御室４の液化した流体を短時間で排出して起動時の応答性を高めることができる。
　また、容量可変型圧縮機Ｍを最大容量で駆動する場合には、起動時と同様に、容量制御弁Ｖを最大デューティの通電状態、すなわち最大通電状態とすることにより、主弁５０が閉塞されるとともに、ＣＳ弁５６を開放し第２Ｐｃポート１４とＰｓポート１５とを連通させることができるため、制御圧力Ｐｃを十分に低下させ、制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを均圧（同圧）の状態に維持しやすい。そのため、制御室４のシリンダ４ａ内におけるピストン７のストロークを安定させ、最大容量の状態を維持して運転効率を高めることができる。
　また、主弁体５１は、感圧弁部材５２の環状面５２ｅに係止部５１ｇの環状面５１ｅを係止させることにより、感圧弁部材５２および副弁体５４に対する主弁体５１の軸方向の位置決めを正確に行うことができる。さらに、感圧弁部材５２に対する主弁体５１の取付け精度を高めることができる。
　また、ＣＳ弁５６は、副弁体５４の環状凸部５４ｃとバルブハウジング１０の内周面に形成されるＣＳ弁座１０ｃとによりスプール弁構造に構成されるため、感圧弁部材５２および副弁体５４が軸方向に所定量以上ストロークすることによりＣＳ弁５６が閉塞状態となり、ＣＳ弁５６を確実に閉塞できる。さらに、例えば通常制御時において、振動等の外乱によって感圧弁部材５２および副弁体５４が僅かに軸方向移動してもＣＳ弁５６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。
　また、主弁体５１は、係止部５１ｇの内周面と感圧弁部材５２の挿嵌部５２ｄの外周面とが感圧弁部材５２に摺動するとともに、円筒部５１ｄの外周面とバルブハウジング１０のガイド面１０ｂとが摺動するため、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４との軸方向の相対移動を安定させることができる。
　また、副弁体５４には、コイルスプリング９１の軸方向右端が当接する環状凸部５４ｃの軸方向左側の側面５４ｆが設けられているため、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４とのスライド構造を簡素にすることができる。
　また、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４とは別体であって、副弁体５４の軸方向左端５４ｇにより主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４との軸方向の相対移動が規制されるため、主弁体５１と感圧弁部材５２および副弁体５４とのスライド構造を簡素にすることができる。
　また、バルブハウジング１０には、感圧弁５３に対応して感圧室６０に配置された第１Ｐｃポート１３と、ＣＳ弁５６に対応して第２弁室３０に配置された第２Ｐｃポート１４が形成されることにより、バルブハウジング１０の内部で制御流体を取り回す流路を形成する必要がなく、簡素な構造にできる。
　また、異常等により吸入圧力Ｐｓが高圧になった際には、副弁体５４は吸入圧力Ｐｓによって左方に押圧されてＣＳ弁５６を開放し、高圧の吸入圧力を第２Ｐｃポート１４から逃がすことができるようになっている。
　また、ＣＳ弁５６が副弁体５４の環状凸部５４ｃとバルブハウジング１０の環状突条の内周面のＣＳ弁座１０ｃにより構成される例について説明したが、図８に示されるように、バルブハウジング１０の内周面に突条を設けることなく該内周面をＣＳ弁座１１０ｃとして、副弁体５４の環状凸部１５４ｃを第２Ｐｃポート１４に径方向視一部重畳するように配置してもよい。このようにすることでバルブハウジング１０の製造が簡単であり、かつ傾荷重等によって副弁体５４が傾いて副弁体５４の環状凸部１５４ｃとバルブハウジング１０の環状突条とが係合することもない。
　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、前記実施例では、ＣＳ弁５６が閉塞されることにより、第２Ｐｃポート１４からＰｓポート１５への流路が絞られる態様について説明したが、これに限らず、ＣＳ弁５６が閉塞されることにより、第２Ｐｃポート１４からＰｓポート１５への流路を略遮断できるように、副弁体５４の環状凸部５４ｃとバルブハウジング１０のＣＳ弁座１０ｃとの径寸法を設定してもよい。
　また、感圧弁部材５２と副弁体５４とを別体で構成する例について説明したが、両者は一体に形成されていてもよい。
　また、容量可変型圧縮機Ｍの制御室４と吸入室３とを直接連通する連通路および固定オリフィスは設けなくてもよい。
　また、前記実施例では、副弁は設けなくともよく、副弁体の軸方向右端は、軸方向の荷重を受ける支持部材として機能すればよく、必ずしも密閉機能は必要ではない。
　また、コイルスプリング９１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、ＣＳ弁５６は、バルブハウジング１０と副弁体５４自体に構成されている例について説明したが、バルブハウジング１０や副弁体５４に別部材を取付けて構成するものであってもよい。
　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　　　　　　　バルブハウジング
１０ａ　　　　　　主弁座
１０ｂ　　　　　　ガイド面
１０ｃ　　　　　　ＣＳ弁座
１１　　　　　　　仕切調整部材
１２　　　　　　　Ｐｄポート（吐出ポート）
１３　　　　　　　第１Ｐｃポート（制御ポート，第１制御ポート）
１４　　　　　　　第２Ｐｃポート（制御ポート，第２制御ポート）
１５　　　　　　　Ｐｓポート（吸入ポート）
２０　　　　　　　第１弁室
３０　　　　　　　第２弁室
４０　　　　　　　第３弁室
５０　　　　　　　主弁
５１　　　　　　　主弁体
５１ａ　　　　　　軸方向左端
５１ｂ　　　　　　取付部
５１ｃ　　　　　　環状面
５１ｄ　　　　　　円筒部
５１ｅ　　　　　　環状面
５１ｆ　　　　　　軸方向右端（当接部）
５１ｇ　　　　　　係止部
５２　　　　　　　感圧弁部材（ロッド）
５２ａ　　　　　　感圧弁座
５２ｂ　　　　　　円筒部
５２ｃ　　　　　　当接部
５２ｄ　　　　　　挿嵌部
５２ｅ　　　　　　環状面
５３　　　　　　　感圧弁（圧力駆動弁）
５４　　　　　　　副弁体（ロッド）
５４ａ　　　　　　軸方向右端
５４ｂ　　　　　　円筒部
５４ｃ　　　　　　環状凸部
５４ｄ　　　　　　取付部
５４ｅ　　　　　　凹部
５４ｆ　　　　　　側面（バネ受け部）
５４ｇ　　　　　　軸方向左端（当接部）
５５　　　　　　　副弁
５６　　　　　　　ＣＳ弁
５７　　　　　　　中間連通路（中空連通路）
５８　　　　　　　凹溝
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　　　　　　　キャップ
７０ａ　　　　　　シール面
８０　　　　　　　ソレノイド
８２　　　　　　　固定鉄心
８２ａ　　　　　　副弁座
８３　　　　　　　駆動ロッド
９１　　　　　　　コイルスプリング（付勢手段）
Ｐｃ　　　　　　　制御圧力
Ｐｄ　　　　　　　吐出圧力
Ｐｓ　　　　　　　吸入圧力
Ｖ　　　　　　　　容量制御弁

Claims (8)

  1. 　吐出圧力の吐出流体が通過する吐出ポート、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、ソレノイドにより駆動されるロッドと、主弁座と主弁体とにより構成され前記ロッドの移動により前記吐出ポートと前記制御ポートとの連通を開閉する主弁と、を備える容量制御弁であって、
    　前記ロッドの移動により、前記制御ポートと前記吸入ポートとの連通を開閉するＣＳ弁と、
    　前記主弁体と前記ロッドとを互いに反対方向に付勢する付勢手段と、を備え、
    　前記主弁体と前記ロッドは、軸方向に相対移動可能に配置されていることを特徴とする容量制御弁。
  2. 　前記主弁体は、前記ロッドの軸方向への相対移動に対する係止部を有している請求項１に記載の容量制御弁。
  3. 　前記ＣＳ弁は、スプール弁構造である請求項１または２に記載の容量制御弁。
  4. 　前記主弁体と前記ロッドには、軸方向に当接する当接部がそれぞれ設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の容量制御弁。
  5. 　前記主弁体は、内周が前記ロッドに摺動するとともに、外周が前記バルブハウジングに摺動するものである請求項１ないし４のいずれかに記載の容量制御弁。
  6. 　前記ロッドには、前記付勢手段の一端が当接するバネ受け部が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の容量制御弁。
  7. 　前記吸入圧力により開閉する圧力駆動弁を備え、
    　前記ロッドには、前記圧力駆動弁の開閉により前記制御ポートと前記吸入ポートとを連通させることが可能な中空連通路が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の容量制御弁。
  8. 　前記制御ポートは第１制御ポートと第２制御ポートからなり、前記ソレノイド側から、前記吸入ポート、前記第２制御ポート、前記吐出ポート、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７のいずれかに記載の容量制御弁。
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