JP7286672B2 - 容量制御弁 - Google Patents
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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。
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、主弁を開閉して制御室に吐出室の圧力を供給して制御圧力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を向上させるものも知られている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１にあっては、起動時の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により、圧縮効率を悪化させる虞があった。
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に優れ、かつ高圧縮効率となる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、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座と主弁体とにより構成される主弁とを備える容量制御弁であって、
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弁座とＣＳ弁体とにより構成されるＣＳ弁を備え、
前記ＣＳ弁体は、前記主弁体に対して相対移動可能に配置され、
前記主弁の閉塞状態を維持したまま前記ロッドの移動により前記主弁体と前記ＣＳ弁体とが共に移動する。
これによれば、主弁体はＣＳ弁体に対して相対移動可能に配置されていることにより、通常制御時においてＣＳ弁が閉塞された状態で主弁を開閉制御することができるとともに、最大通電状態では主弁の閉塞状態を維持したままロッドの移動により主弁体がＣＳ弁体と共に移動して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に維持することができるため、起動時の流体排出機能に優れ、かつ高圧縮効率となる容量制御弁を提供できる。
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、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座と主弁体とにより構成される主弁とを備える容量制御弁であって、
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弁座とＣＳ弁体とにより構成されるＣＳ弁を備え、
前記ＣＳ弁体は、前記主弁体に対して相対移動可能に配置され、
前記主弁の閉塞状態を維持したまま前記ロッドの移動により前記主弁体と前記ＣＳ弁体とが共に移動する。
これによれば、主弁体はＣＳ弁体に対して相対移動可能に配置されていることにより、通常制御時においてＣＳ弁が閉塞された状態で主弁を開閉制御することができるとともに、最大通電状態では主弁の閉塞状態を維持したままロッドの移動により主弁体がＣＳ弁体と共に移動して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に維持することができるため、起動時の流体排出機能に優れ、かつ高圧縮効率となる容量制御弁を提供できる。
前記ＣＳ弁体は前記主弁体に外嵌されているとともに、前記ＣＳ弁体の内周面には前記主弁座が形成されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁体に主弁体を挿通させることにより、ＣＳ弁を有する容量制御弁をコンパクトに構成できるとともに、主弁の閉塞状態を確実に維持したまま主弁体をＣＳ弁体と共に移動させることができる。
これによれば、ＣＳ弁体に主弁体を挿通させることにより、ＣＳ弁を有する容量制御弁をコンパクトに構成できるとともに、主弁の閉塞状態を確実に維持したまま主弁体をＣＳ弁体と共に移動させることができる。
前記ＣＳ弁体は、付勢手段により前記ＣＳ弁の閉弁方向に付勢されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁体を確実に閉弁位置に移動させることができるため、最大通電状態から通常制御にすぐに復帰させることができる。
これによれば、ＣＳ弁体を確実に閉弁位置に移動させることができるため、最大通電状態から通常制御にすぐに復帰させることができる。
前記ＣＳ弁体の内周面には、前記主弁体の外周面に摺動可能な摺動部が形成されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁体の内周面と主弁体の外周面との摺動部により吐出ポートと吸入ポートとの間をシールすることができる。
これによれば、ＣＳ弁体の内周面と主弁体の外周面との摺動部により吐出ポートと吸入ポートとの間をシールすることができる。
前記ＣＳ弁体には、軸方向に貫通する連通路が形成されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁の開閉により制御ポートと吸入ポートとを連通させる連通路がＣＳ弁体に形成されるため、ＣＳ弁を有する容量制御弁を簡素に構成できる。
これによれば、ＣＳ弁の開閉により制御ポートと吸入ポートとを連通させる連通路がＣＳ弁体に形成されるため、ＣＳ弁を有する容量制御弁を簡素に構成できる。
前記ＣＳ弁体には、前記吐出ポートおよび前記吸入ポートとそれぞれ連通する吐出連通孔および吸入連通孔が形成されていてもよい。
これによれば、ＣＳ弁を有する容量制御弁を簡素に構成できる。
これによれば、ＣＳ弁を有する容量制御弁を簡素に構成できる。
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５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、すなわち制御ポートと吸入ポートとの間を開閉する弁の開閉制御を行うとともに、中間連通路５７における吸入圧力Ｐｓにより感圧弁５４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、中間連通路５７は、主弁体としての主副弁体５１および感圧弁部材５２の内部に形成される中空孔が接続されることにより軸方向に延びている。尚、中間連通路５７は、主副弁体５１の軸方向右端部において径方向に貫通する複数の貫通孔５１ｃを介して後述する副弁室３０と連通している。
本実施例において、主弁５０は、主副弁体５１とＣＳ弁体５３の内周面に形成された主弁座５３ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向左端５１ａが主弁座５３ａに接離するようになっている。感圧弁５４は、感圧体６１を構成するアダプタ７０と感圧弁部材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、アダプタ７０の軸方向右端７０ａが感圧弁座５２ａに接離するようになっている。副弁５５は、主副弁体５１と固定鉄心８２の開口端面である軸方向左端面の内径部に形成される副弁座８２ａとにより構成されており、主副弁体５１の軸方向右側の段部５１ｂが副弁座８２ａに接離するようになっている。ＣＳ弁５６は、ＣＳ弁体５３と固定鉄心８２の開口端面の外径部に形成されるＣＳ弁座８２ｂとにより構成されており、ＣＳ弁体５３の軸方向右端５３ｂがＣＳ弁座８２ｂに接離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副弁体５１、感圧弁部材５２、ＣＳ弁体５３と、中間連通路５７における吸入圧力Ｐｓに応じて主副弁体５１、感圧弁部材５２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に接続され主副弁体５１、感圧弁部材５２、ＣＳ弁体５３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、かつその軸方向左端部が主副弁体５１に挿嵌・固定されるロッドとしての駆動ロッド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８２ｄが形成される円筒部８２ｃと、円筒部８２ｃ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８２ｅとを備え、固定鉄心８２の開口端面の内径部、すなわち円筒部８２ｃの軸方向左端面には軸方向右方に凹む副弁座８２ａが形成され、固定鉄心８２の開口端面の外径部、すなわちフランジ部８２ｅの軸方向左端面にはＣＳ弁座８２ｂ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Ｐｃ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。
また、バルブハウジング１０の内部には、主副弁体５１、感圧弁部材５２、ＣＳ弁体５３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、内径方向に張り出しＣＳ弁体５３の軸方向左端５３ｃが当接可能な環状凸部１０ａが形成されている。また、環状凸部１０ａよりも軸方向右側に略円筒形状のＣＳ弁体５３が配置され、さらにＣＳ弁体５３が軸方向左方から主副弁体５１に外挿されることにより、Ｐｄポート１２と連通され主副弁体５１の軸方向左端５１ａが配置される主弁室２０と、Ｐｓポート１３と連通され主副弁体５１およびＣＳ弁体５３の軸方向右端部が配置される副弁室３０と、Ｐｃポート１５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。
詳しくは、ＣＳ弁体５３の軸方向左端部に形成される吐出連通孔としてのＰｄ連通孔５３ｄおよび環状溝部５３ｋ（図３～図５参照）を介して主弁室２０とＰｄポート１２とが連通されている。また、ＣＳ弁体５３の軸方向右端部に形成される吸入連通孔としてのＰｓ連通孔５３ｅおよび環状溝部５３ｍ（図３～図５参照）を介して副弁室３０とＰｓポート１３とが連通されている。
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の軸方向右端部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、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の軸方向右端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。尚、説明の便宜上、図示を省略するが、例えば、容量可変型圧縮機Ｍを使用せずに長時間放置した後のように中間連通路５７内における吸入圧力Ｐｓが高い場合には感圧体６１が収縮し、アダプタ７０の軸方向右端７０ａを感圧弁部材５２の感圧弁座５２ａから離間させるように作動することにより、感圧弁５４を開放させ、制御圧力Ｐｃを中間連通路５７および主副弁体５１の貫通孔５１ｃを通して副弁室３０に迅速にリリースすることができる。
図２に示されるように、主副弁体５１は、略円筒形状に構成されており、軸方向左端部には、略円筒形状かつ側面視略砲台形状に構成される別体の感圧弁部材５２が略密封状に挿嵌・固定され、軸方向右端部には、駆動ロッド８３が略密封状に挿嵌・固定されており、これらは共に軸方向に移動するようになっている。
図２および図３に示されるように、ＣＳ弁体５３は、略円筒形状に構成されており、軸方向左端部の内周面から内径方向に突出する第１環状凸部５３ｆが形成され、第１環状凸部５３ｆの軸方向右側面に主弁座５３ａが形成されている。また、ＣＳ弁体５３には、Ｐｄ連通孔５３ｄとＰｓ連通孔５３ｅとの間の内周面から内径方向に突出する第２環状凸部５３ｇが形成され、第２環状凸部５３ｇの内周面には主副弁体５１の外周面と略密封状態で摺動可能な摺動部５３ｈが形成されている。尚、第２環状凸部５３ｇの内周面、すなわち摺動部５３ｈと主副弁体５１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、主副弁体５１は、ＣＳ弁体５３に対して軸方向に円滑に相対移動可能となっている。さらに尚、第１環状凸部５３ｆは、第２環状凸部５３ｇよりも内径が小さく構成されており、ＣＳ弁体５３は主副弁体５１に軸方向左方から外嵌されている。
また、ＣＳ弁体５３は、軸方向左端部の外周面に環状溝部５３ｋが形成され、環状溝部５３ｋから内径方向に貫通するＰｄ連通孔５３ｄが形成されるとともに、軸方向右端部の外周面に環状溝部５３ｍが形成され、環状溝部５３ｍから内径方向に貫通するＰｓ連通孔５３ｅが形成されている。尚、環状溝部５３ｋ，５３ｍは、バルブハウジング１０のＰｄポート１２およびＰｓポート１３の軸方向位置に対応して形成されている。また、ＣＳ弁体５３は、バルブハウジング１０のＰｄポート１２およびＰｓポート１３に対してＰｄ連通孔５３ｄおよびＰｓ連通孔５３ｅが径方向に揃うように周方向の位相を合わせて配置されている。尚、環状溝部５３ｋ，５３ｍを設けているため当該位相は必ずしも合わせなくともよい。
また、ＣＳ弁体５３は、主副弁体５１が挿通される軸方向に延びる貫通孔とは異なる位置で外径側にずれた位置、かつＰｄ連通孔５３ｄおよびＰｓ連通孔５３ｅが形成されない周方向位置に、軸方向に貫通する連通路としてのＣＳ連通路５８が形成されている。ＣＳ連通路５８は、ＣＳ弁体５３の軸方向左端５３ｃにおいて感圧室６０に開放しており、ＣＳ弁体５３の軸方向右端５３ｂにおいてＣＳ弁５６の開放時に副弁室３０と連通可能となっている。
尚、ＣＳ弁５６の閉塞時（図２～図４参照）において、ＣＳ弁体５３の軸方向右端５３ｂは、固定鉄心８２に形成されるＣＳ弁座８２ｂに端面で当接し、ＣＳ弁５６の開放時（図５参照）において、ＣＳ弁体５３の軸方向左端５３ｃは、バルブハウジング１０の環状凸部１０ａの軸方向右端面に当接することにより、ＣＳ弁５６の開放時および閉塞時におけるＣＳ弁体５３の軸方向位置が決められている。
また、ＣＳ弁体５３は、付勢手段としてのコイルスプリング９１によりＣＳ弁５６の閉弁方向である軸方向右方に付勢されている。コイルスプリング９１は圧縮バネであり、コイルスプリング９１の軸方向左端は、バルブハウジング１０の環状凸部１０ａの軸方向左側に内嵌される環状の固定部材９０の軸方向右端面に当接し、コイルスプリング９１の軸方向右端は、ＣＳ弁体５３の軸方向左端５３ｃの外径部に当接しており、その外周はバルブハウジング１０の内周面とは径方向に僅かに離間している。
次いで、容量制御弁Ｖの動作、主に主弁５０およびＣＳ弁５６の開閉動作について説明する。
先ず、容量制御弁Ｖの非通電状態について説明する。図２および図３に示されるように、容量制御弁Ｖは、非通電状態において、可動鉄心８４がソレノイド８０を構成するコイルスプリング８５の付勢力やコイルスプリング６３とベローズコア６２の付勢力により軸方向右方へと押圧されることで、駆動ロッド８３、主副弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向右方へ移動し、主副弁体５１の軸方向右側の段部５１ｂ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、主副弁体５１の軸方向左端５１ａがＣＳ弁体５３の内周面に形成された主弁座５３ａから離間し、主弁５０が開放されている。
このとき、主副弁体５１には、軸方向右方に向けてソレノイド８０を構成する駆動ロッド８３を介してコイルスプリング８５の付勢力（Ｆｓｐ１）と、感圧弁部材５２を介して感圧体６１の付勢力（Ｆｂｅｌ）（すなわち、ベローズコア６２およびコイルスプリング６３の付勢力から吸入圧力Ｐｓに基づく力を減じた力）が作用している（すなわち、右向きを正として、主副弁体５１には、力Ｆｒｏｄ＝Ｆｓｐ１＋Ｆｂｅｌが作用している）。
また、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、主副弁体５１の軸方向左端５１ａとＣＳ弁体５３の内周面に形成された主弁座５３ａとが軸方向に離間しており、ＣＳ弁体５３にはコイルスプリング９１の付勢力（Ｆｓｐ２）が作用してＣＳ弁５６の閉弁方向である軸方向右方へと押圧されることで、ＣＳ弁体５３の軸方向右端５３ｂが固定鉄心８２のＣＳ弁座８２ｂに着座し、ＣＳ弁５６が閉塞されている。
次に、容量制御弁Ｖの通電状態について説明する。図４に示されるように、容量制御弁Ｖは、通電状態（すなわち通常制御時、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（Ｆｓｏｌ１＞Ｆｒｏｄ）と、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に固着された駆動ロッド８３、主副弁体５１、感圧弁部材５２が軸方向左方へ共に移動し、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、主副弁体５１の軸方向右側の段部５１ｂが固定鉄心８２の副弁座８２ａから離間し副弁５５が開放されるとともに、主副弁体５１の軸方向左端５１ａがＣＳ弁体５３の主弁座５３ａに着座し、主弁５０が閉塞されている。
このとき、主副弁体５１には、軸方向左方に電磁力（Ｆｓｏｌ１）、軸方向右方に力Ｆｒｏｄに加えて、ＣＳ弁体５３を介してコイルスプリング９１の付勢力（Ｆｓｐ２）が作用している（すなわち、右向きを正として、主副弁体５１には、力Ｆｒｏｄ＋Ｆｓｐ２－Ｆｓｏｌ１が作用している）。
容量制御弁Ｖの通常制御において、主弁５０の開度や開放時間を調整してＰｄポート１２からＰｃポート１４への流体の流量を制御している場合には、ソレノイド８０に電流が印加されることにより発生する電磁力（Ｆｓｏｌ１）が力Ｆｒｏｄを上回り（Ｆｓｏｌ１＞Ｆｒｏｄ）、かつ力Ｆｒｏｄ＋Ｆｓｐ２を下回る（Ｆｓｏｌ１＜Ｆｒｏｄ＋Ｆｓｐ２）ように電流値が制御されることにより、ＣＳ弁５６の閉塞が維持された状態で主弁５０を開閉制御することができる。
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、容量制御弁Ｖを最大通電状態（すなわち通常制御時における最大デューティの通電状態）とし、ソレノイド８０に最大の電流が印加されることにより発生する電磁力（Ｆｓｏｌ２）が力Ｆｒｏｄ＋Ｆｓｐ２を上回る（Ｆｓｏｌ２＞Ｆｒｏｄ＋Ｆｓｐ２）ことにより、駆動ロッド８３に固着された主副弁体５１がＣＳ弁体５３を軸方向左方へ押し、主副弁体５１がＣＳ弁体５３と軸方向左方へ共に移動することにより、ＣＳ弁体５３の軸方向右端５３ｂが固定鉄心８２のＣＳ弁座８２ｂから離間しＣＳ弁５６が開放される。これによれば、主弁５０の閉塞状態を維持したまま、駆動ロッド８３の移動により主副弁体５１がＣＳ弁体５３と共に移動してＣＳ弁５６を開放し、ＣＳ弁体５３に形成されるＣＳ連通路５８を介してＰｃポート１４とＰｓポート１３を連通させる、すなわち制御室４と吸入室３を連通させることにより、制御圧力Ｐｃを素早く低下させ制御圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓを均圧に維持することができるため、高圧縮効率となる容量制御弁Ｖを提供できる。また、容量可変型圧縮機Ｍの起動時においても、容量制御弁Ｖを最大通電状態とすることにより、ＣＳ弁５６を開放し、ＣＳ弁体５３に形成されるＣＳ連通路５８を介してＰｃポート１４とＰｓポート１３を連通させることができるため、起動時の流体排出機能に優れる容量制御弁Ｖを提供できる。
また、ＣＳ弁体５３は、コイルスプリング９１によりＣＳ弁５６の閉弁方向である軸方向右方に付勢されているため、電流値の低下によりＣＳ弁体５３を確実に閉弁位置に移動させることができ、最大デューティの最大通電状態からそれ未満通電状態（デューティ制御）にすぐに復帰させることができる。
また、ＣＳ弁体５３には、Ｐｄポート１２およびＰｓポート１３と連通するＰｄ連通孔５３ｄおよびＰｓ連通孔５３ｅが形成されるとともに、Ｐｄ連通孔５３ｄとＰｓ連通孔５３ｅとの間の内周面に第２環状凸部５３ｇが形成され、第２環状凸部５３ｇの内周面に形成される摺動部５３ｈが主副弁体５１の外周面と摺動可能に構成されることから、ＣＳ弁体５３の第２環状凸部５３ｇの摺動部５３ｈにより、Ｐｄポート１２とＰｓポート１３との間をシールすることができるため、ＣＳ弁５６を有する容量制御弁Ｖを簡素に構成できる。
さらに、ＣＳ弁体５３は主副弁体５１に外嵌され、ＣＳ弁体５３の内周面には主弁座５３ａが形成されるとともに、ＣＳ弁５６の開閉によりＰｃポート１４とＰｓポート１３とを連通させるＣＳ連通路５８がＣＳ弁体５３に形成されるため、ＣＳ弁５６を有する容量制御弁Ｖをより簡素に、かつコンパクトに構成できるとともに、主弁５０の閉塞状態を確実に維持したまま主副弁体５１をＣＳ弁体５３と共に移動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、前記実施例では、ＣＳ弁体５３の内周面に形成される主弁座５３ａに主副弁体５１の軸方向左端５１ａが当接することにより、容量制御弁Ｖの最大通電状態において、主弁５０の閉塞状態を維持したまま主副弁体５１がＣＳ弁体５３を軸方向左方へ押して共に移動し、ＣＳ弁５６を開かせるものとして説明したが、これに限らず、主弁５０の閉塞状態を維持したまま主副弁体がＣＳ弁体の主弁座以外の部分を押すことにより共に移動させるようにしてもよい。
また、前記実施例では、容量制御弁Ｖの最大デューティの通電状態においてソレノイド８０に最大電流が印加されることにより発生する電磁力（Ｆｓｏｌ２）によって、ＣＳ弁５６が開放させる態様として説明したが、ＣＳ弁５６を開放させる容量制御弁Ｖの最大通電状態は、最大電流の電流値によるものに限らず、通常制御時に主弁５０を閉塞させるためのデューティ制御の電流値よりも大きい電流値によるものであってもよい。
また、前記実施例では、ＣＳ連通路５８は、ＣＳ弁体５３を軸方向に貫通するものとして説明したが、これに限らず、ＣＳ弁体５３の動作により開閉されるものであれば、例えばＣＳ弁体５３を径方向に貫通していてもよく、主副弁体５１やバルブハウジング１０等に形成されていてもよい。
また、ＣＳ弁体５３には、環状溝部５３ｋ，５３ｍが形成されなくてもよく、Ｐｄ連通孔５３ｄおよびＰｓ連通孔５３ｅによりバルブハウジング１０のＰｄポート１２およびＰｓポート１３と直接連通されていてもよい。
また、主副弁体５１と感圧弁部材５２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、主副弁体の軸方向右側の段部は、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、副弁室３０はソレノイド８０と軸方向反対側に設けられるとともに感圧室６０はソレノイド８０側に設けられていてもよい。
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、感圧体６１は、内部にコイルスプリングを使用せず、ベローズコア６２が付勢力を有する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 環状凸部
１１ 仕切調整部材
１２ Ｐｄポート（吐出ポート）
１３ Ｐｓポート（吸入ポート）
１４ Ｐｃポート（制御ポート）
２０ 主弁室
３０ 副弁室
５０ 主弁
５１ 主副弁体（主弁体）
５２ 感圧弁部材
５２ａ 感圧弁座
５３ ＣＳ弁体
５３ａ 主弁座
５３ｄ Ｐｄ連通孔（吐出連通孔）
５３ｅ Ｐｓ連通孔（吸入連通孔）
５３ｈ 摺動部
５４ 感圧弁
５５ 副弁
５６ ＣＳ弁
５７ 中間連通路
５８ ＣＳ連通路（連通路）
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
８０ ソレノイド
８２ 固定鉄心
８２ａ 副弁座
８２ｂ ＣＳ弁座
８３ 駆動ロッド（ロッド）
９０ 固定部材
９１ コイルスプリング（付勢部材）
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｖ 容量制御弁
２ 吐出室
３ 吸入室
４ 制御室
１０ バルブハウジング
１０ａ 環状凸部
１１ 仕切調整部材
１２ Ｐｄポート（吐出ポート）
１３ Ｐｓポート（吸入ポート）
１４ Ｐｃポート（制御ポート）
２０ 主弁室
３０ 副弁室
５０ 主弁
５１ 主副弁体（主弁体）
５２ 感圧弁部材
５２ａ 感圧弁座
５３ ＣＳ弁体
５３ａ 主弁座
５３ｄ Ｐｄ連通孔（吐出連通孔）
５３ｅ Ｐｓ連通孔（吸入連通孔）
５３ｈ 摺動部
５４ 感圧弁
５５ 副弁
５６ ＣＳ弁
５７ 中間連通路
５８ ＣＳ連通路（連通路）
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
８０ ソレノイド
８２ 固定鉄心
８２ａ 副弁座
８２ｂ ＣＳ弁座
８３ 駆動ロッド（ロッド）
９０ 固定部材
９１ コイルスプリング（付勢部材）
Ｐｃ 制御圧力
Ｐｄ 吐出圧力
Ｐｓ 吸入圧力
Ｖ 容量制御弁
Claims (5)
- 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、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座と主弁体とにより構成される主弁とを備える容量制御弁であって、
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弁座とＣＳ弁体とにより構成されるＣＳ弁を備え、
前記ＣＳ弁体は、前記主弁体に対して相対移動可能に配置され、
前記主弁の閉塞状態を維持したまま前記ロッドの移動により前記主弁体と前記ＣＳ弁体とが共に移動し、
前記ＣＳ弁体には、前記吐出ポートおよび前記吸入ポートとそれぞれ連通する吐出連通孔および吸入連通孔が形成されている容量制御弁。 - 前記ＣＳ弁体は前記主弁体に外嵌されているとともに、前記ＣＳ弁体の内周面には前記主弁座が形成されている請求項１に記載の容量制御弁。
- 前記ＣＳ弁体は、付勢手段により前記ＣＳ弁の閉弁方向に付勢されている請求項１または２に記載の容量制御弁。
- 前記ＣＳ弁体の内周面には、前記主弁体の外周面に摺動可能な摺動部が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の容量制御弁。
- 前記ＣＳ弁体には、軸方向に貫通する連通路が形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。
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