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CN111279076B - 容量控制阀及容量控制阀的控制方法 - Google Patents

容量控制阀及容量控制阀的控制方法 Download PDF

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CN111279076B
CN111279076B CN201880069558.1A CN201880069558A CN111279076B CN 111279076 B CN111279076 B CN 111279076B CN 201880069558 A CN201880069558 A CN 201880069558A CN 111279076 B CN111279076 B CN 111279076B
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Eagle Industry Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于提供一种与吸入室的压力无关地能够有效地排出液体制冷剂，并且在液体制冷剂排出运行中能够降低压缩机的驱动力的容量控制阀。该容量控制阀具备：阀主体(10)，具有第1连通路(11)、第2连通路(12)、第3连通路(13)及主阀座(15a)；阀体(20)，具有中间连通路(29)、主阀部(21c)及辅助阀部(23d)；感压体(24)，配设于阀主体(10)内；螺线管(30)，驱动连杆(36)；第1施力部件(43)，向主阀部(21c)的闭阀方向施力；及第2施力部件(44)，向主阀部(21c)的开阀方向施力，连杆(36)相对于阀体(20)进行相对移动而按压感压体(24)。

Description

容量控制阀及容量控制阀的控制方法
技术领域
本发明涉及一种为了控制可变容量型压缩机的流量或压力而使用的容量控制阀及容量控制阀的控制方法。
背景技术
作为可变容量型压缩机，例如汽车等的空调系统中使用的斜板式可变容量型压缩机具备：通过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；及与斜板连结的压缩用活塞等，通过改变斜板的倾斜角度，改变活塞的行程，从而对制冷剂的吐出量进行控制。
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及容纳有斜板的控制室(曲柄室)的控制室压力，并且使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，调整作用于活塞两面的压力的平衡状态。
将这种容量控制阀的例子示于图7中。容量控制阀160具备：阀部170，具有经由第2连通路173与压缩机的吐出室连通的第2阀室182、经由第1连通路171与吸入室连通的第1阀室183及经由第3连通路174与控制室连通的第3阀室184；感压体178，配置于第3阀室内并通过周围的压力进行伸缩，并且具有设置于伸缩方向的自由端的阀座体180；阀体181，具有开闭连通第2阀室182与第3阀室184的阀孔177的第2阀部176、开闭第1连通路171与流通槽172的第1阀部175及在第3阀室184中通过与阀座体180的卡合及脱离而开闭第3阀室184与流通槽172的第3阀部179；及螺线管部190，在阀体181中产生电磁驱动力。
而且，在该容量控制阀160中，即便在可变容量型压缩机中不设置离合机构，当出现需要变更控制室压力时，也能够连通吐出室与控制室而控制控制室内的压力(控制室压力)Pc、吸入压力Ps(吸入压力)。(以下，称为“以往技术”。例如，参考专利文献1。)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5167121号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在以往技术中，当长时间停止斜板式可变容量型压缩机时，在控制室(曲柄室)中蓄存液体制冷剂(放置中被冷却而液化的制冷剂)，因此即便在该状态下启动压缩机，也无法确保所设定的吐出量。因此，为了在启动后立即进行所期望的容量控制，需要尽可能迅速地排出控制室(曲柄室)的液体制冷剂。
因此，如图8所示，在以往的容量控制阀160中，为了在进行启动时尽可能迅速地排出控制室(曲柄室)的液体制冷剂而具备液体制冷剂排出功能。即，当停止可变容量型压缩机而长时间放置之后欲进行启动时，蓄存于控制室(曲柄室)的高压液体制冷剂从第3连通路174流入第3阀室184。于是，感压体(波纹管)178收缩而第3阀部179与阀座体180之间开启，从而能够从第3阀室184通过辅助连通路185、连通路186及流通槽172，将液体制冷剂从控制室(曲柄室)经由吸入室排出至吐出室并使其快速气化而在短时间内设为制冷运行状态。
然而，在上述以往技术中，在液体制冷剂排出过程的初期，控制室的压力也较高，因此第3阀部179的开度也较大，从而能够有效地排出液体制冷剂。但是，随着液体制冷剂的排出推进并且控制室的压力降低而第3阀部的开度变小，因此存在导致排出液体制冷剂需要时间这一问题。
并且，以往，在进行液体制冷剂排出运行时，仅关注于如何在短时间内完成液体制冷剂的排出的方面，因此在进行液体制冷剂排出运行时，未进行减少引擎负荷的控制。但是，若引擎负荷较高时进行液体制冷剂排出运行，则引擎负荷进一步提高，从而还存在导致降低汽车整体的能量效率这一问题。
本发明是为了解决上述以往技术中所存在的问题点而完成的，其目的在于提供一种在根据阀部的阀开度控制可变容量型压缩机的流量或压力的容量控制阀中，与吸入室的压力无关地能够有效地排出液体制冷剂而在短时间内转移到制冷运行，并且在液体制冷剂排出运行中能够降低压缩机的驱动力的容量控制阀及容量控制阀的控制方法。
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阀开度控制可变容量型压缩机的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有使第1压力的流体流通的第1连通路、与所述第1连通路相邻配置且使第2压力的流体流通的第2连通路、使第3压力的流体流通的第3连通路及配设于连通所述第2连通路与所述第3连通路的阀孔的主阀座；
感压体，配置于所述第3连通路侧的所述阀主体内且响应于周围的压力而进行伸缩；
阀体，具有连通所述第1连通路与所述第3连通路的中间连通路、与所述主阀座分离/接触而开闭所述阀孔的主阀部及与所述感压体分离/接触而开闭所述中间连通路的辅助阀部；
螺线管，驱动连杆；
第1施力部件，向所述主阀部的闭阀方向施力；及
第2施力部件，向所述主阀部的开阀方向施力，
所述连杆相对于所述阀体进行相对移动而按压所述感压体。
根据该特征，相对于阀体使连杆进行相对移动而按压感压体，从而能够强制开启辅助阀部，因此自液体制冷剂排出开始起液体制冷剂排出完成为止能够将辅助阀部的开度保持为全开状态，从而能够有效地排出液体制冷剂。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述第2施力部件的作用力大于所述第1施力部件的作用力。
根据该特征，即使在感压体的作用力不作用于阀体的状态下，通过第2施力部件的作用力也能够开启主阀部，从而能够以所有的组合来开闭主阀部及辅助阀部。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述第1施力部件配设于所述螺线管与所述阀体之间。
根据该特征，第1施力部件配设于螺线管与阀体之间，由此能够可靠地向主阀部的闭阀方向对阀体施力。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述第2施力部件配设于所述感压体与所述连杆之间。
根据该特征，第2施力部件配设于感压体与连杆之间，由此能够可靠地向主阀部的开阀方向对阀体施力。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述螺线管还具备与所述连杆连接的柱塞、配置于所述柱塞与所述阀主体之间的磁芯及电磁线圈，
所述第2施力部件配设于所述柱塞与所述磁芯之间。
根据该特征，通过配设于柱塞与磁芯之间，在螺线管为“关闭”时能够可靠地向主阀部的开阀方向对阀体施力。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述连杆具备与所述阀体分离/接触的卡止部。
根据该特征，设置于连杆的卡止部与阀体接触而一体地移动以开闭主阀部，并且卡止部与阀体分离而连杆与阀体进行相对移动以按压感压体而能够开启辅助阀部，从而一个连杆能够开闭不同的阀。
本发明的容量控制阀的特征在于，
连杆具备按压所述感压体的按压部。
根据该特征，通过连杆的按压部，感压体可靠地被按压并且与吸入室的压力无关地能够有效地排出液体制冷剂，从而在短时间内能够设为制冷运行状态。
本发明的容量控制阀的特征在于，
所述第1压力为所述可变容量型压缩机的吸入压力，所述第2压力为所述可变容量型压缩机的吐出压力，所述第3压力为所述可变容量型压缩机的曲柄室的压力，并且
所述第1压力为所述可变容量型压缩机的曲柄室的压力，所述第2压力为所述可变容量型压缩机的吐出压力，所述第3压力为所述可变容量型压缩机的吸入压力。
根据该特征，能够应对各种可变容量型压缩机。
为了解决上述课题，本发明的容量控制阀的控制方法的特征在于，
当所述辅助阀部为开状态时，将所述主阀部从闭状态设为开状态。
根据该特征，在进行液体制冷剂排出时，在感压体的作用力不作用于阀体的状态下，开启主阀部，增加从吐出室向控制室的流量，从而能够减少压缩机的负荷。
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主视剖视图，表示第3阀室在低压状态下螺线管为“开启”状态，并且将主阀设为开状态，将辅助阀设为闭状态时的容量控制阀的控制状态。
图2是表示本发明的实施例1所涉及的容量控制阀的阀主体、阀体及螺线管的局部放大图，表示第3阀室在高压状态下螺线管为“开启”状态，并且将主阀设为闭状态，将辅助阀设为开状态的液体制冷剂排出状态。
图3是表示本发明的实施例1所涉及的容量控制阀的阀主体、阀体及螺线管的局部放大图，表示第3阀室在高压状态下螺线管为“关闭”状态，并且将辅助阀部保持开状态而将主阀设为开状态时的状态。
图4是表示本发明的实施例2所涉及的容量控制阀的主视剖视图，表示第3阀室在低压状态下螺线管为“开启”状态，并且将主阀设为开状态，将辅助阀设为闭状态时的容量控制阀的控制状态。
图5是表示本发明的实施例2所涉及的容量控制阀的阀主体、阀体及螺线管的局部放大图，表示第3阀室在高压状态下螺线管为“开启”状态，并且将主阀设为闭状态，将辅助阀设为开状态的液体制冷剂排出状态。
图6是表示本发明的实施例2所涉及的容量控制阀的阀主体、阀体及螺线管的局部放大图，表示第3阀室在高压状态下螺线管为“关闭”状态，并且讲辅助阀部保持开状态而将主阀设为开状态时的状态。
图7是表示以往的容量控制阀的主视剖视图。
图8为以往的容量控制阀，表示液体制冷剂排出时的容量控制阀的状态。
具体实施方式
以下，参考附图并根据实施例对用于实施本发明的方式进行例示性说明。其中，关于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，若无特别明确记载，则并不仅限定于这些尺寸、材质、形状及其相对位置。
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10、阀体20、感压体24及螺线管30构成。
以下，参考图1及图2对构成容量控制阀1的各结构进行说明。阀主体10由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属或合成树脂材料等构成。阀主体10为具有沿轴向贯穿的贯穿孔的中空圆筒状的部件，且在贯穿孔的区域中连续配设有第1阀室14、与第1阀室14相邻的第2阀室15及与第2阀室15相邻的第3阀室16。
第2阀室15中连设有第2连通路12。该第2连通路12构成为与可变容量型压缩机的吐出室内(省略图示)连通而吐出压力Pd(本发明所涉及的第2压力)的流体通过容量控制阀1的开闭能够从第2阀室15流入第3阀室16。
第3阀室16中连设有第3连通路13。第3连通路13与可变容量型压缩机的控制室(省略图示)连通，并通过容量控制阀1的开闭，使从第2阀室15流入第3阀室16的吐出压力Pd的流体向可变容量型压缩机的控制室(曲柄室)流出，或使流入第3阀室16的控制室压力Pc(本发明所涉及的第3压力)的流体经由后述的中间连通路29并经过第1阀室14向可变容量型压缩机的吸入室流出。
而且，第1阀室14中连设有第1连通路11。该第1连通路11将来自可变容量型压缩机的吸入室的吸入压力Ps(本发明所涉及的第1压力)的流体经由后述的中间连通路29引导至感压体24而将压缩机的吸入压力控制为设定值。
在第1阀室14与第2阀室15之间连续形成有直径小于这些室的直径的孔部18，该孔部18与后述的迷宫部21f进行滑动而形成密封第1阀室14与第2阀室15之间的密封部。并且，在第2阀室15与第3阀室16之间连设有直径小于这些室的直径的阀孔17，且在第2阀室15侧的阀孔17的周围形成有主阀座15a。该主阀座15a与后述的主阀部21c分离/接触而开闭控制第2阀室15与第3阀室16的连通。
第3阀室16内配设有感压体24。该感压体24中，金属制的波纹管24a的一端部与分隔调整部24f密封结合。该波纹管24a由磷靑铜、不锈钢等制作，但其弹簧常数设计成规定值。感压体24的内部空间为真空或存在空气。而且，构成为压力作用于该感压体24的波纹管24a的有效受压面积而使感压体24进行伸缩工作。在感压体24的自由端部侧配设有头部24c，且在该头部24c形成有辅助阀座24d。该辅助阀座24d与后述的辅助阀部23d接触、分离而对第3阀室16与中间连通路29的连通进行开闭控制。
并且，在感压体24的头部24c形成有被后述的螺线管30的连杆36按压的凸缘部24h。感压体24通过直接被连杆36按压而进行伸缩，以开闭辅助阀部23d。如后所述，感压体24根据经由中间连通路29由感压体24引导的吸入压力Ps进行伸缩，并且通过连杆36的按压力进行伸缩。
感压体24的分隔调整部24f以堵塞阀主体10的第3阀室16的方式被密封嵌装、固定。另外，若拧入并通过止动螺钉(省略图示)固定分隔调整部24f，则能够沿轴向移动调整并列配置于波纹管24a内的压缩弹簧或波纹管24a的弹簧力。
另外，第1连通路11、第2连通路12及第3连通路13例如分别以2等分至6等分贯穿于阀主体10的周面。而且，在阀主体10的外周面沿轴向分开设置有3处O型环用安装槽。而且，在该各安装槽中安装有密封阀主体10与和阀主体10嵌合的壳体的安装孔(省略图示)之间的O型环47、48、49，第1连通路11、第2连通路12、第3连通路13的各流路构成为独立的流路。
接着，对阀体20进行说明。阀体20主要由包括中空圆筒状的部件的主阀体21及接合器23构成。首先对主阀体21进行说明。主阀体21为中空的圆筒部件，且在其外周部的轴向的大致中央部形成有迷宫部21f。迷宫部21f与形成于第1阀室14侧与第2阀室15侧之间的孔部18进行滑动而形成密封第1阀室14与第2阀室15的密封部。由此，第1阀室14及第2阀室15构成为独立的阀室。
主阀体21夹着迷宫部21f配置于第1阀室14侧及第2阀室15侧。在配置于第2阀室15的主阀体21的端部形成有主阀部21c，主阀部21c与主阀座15a分离/接触而对连通第2阀室15与第3阀室16的阀孔17进行开闭控制。主阀部21c及主阀座15a构成主阀27。并且，在配置于第1阀室14的主阀体21的端部形成有隔断阀部21a。隔断阀部21a在后述的螺线管30“关闭”时与磁芯32的端部32c接触而隔断中间连通路29与第1阀室14的连通。隔断阀部21a及磁芯32的端部32c构成隔断阀26。阀体20的隔断阀部21a及主阀部21c以彼此反向进行开闭动作的方式形成。
接着，对构成阀体20的接合器23进行说明。接合器23主要由中空圆筒部件且形成为大径的大径部23c及形成为直径小于大径部23c的筒部23e构成。筒部23e与主阀体21的主阀部21c侧的开放端部嵌合且构成阀体20。由此在主阀体21及接合器23的内部即阀体20的内部形成沿轴向贯穿的中间连通路29。并且，在接合器23的大径部23c形成有辅助阀部23d，辅助阀部23d与形成于感压体24的头部24c的辅助阀座24d接触、分离而开闭第3阀室16与中间连通路29的连通。辅助阀部23d及辅助阀座24d构成辅助阀28。
接着，对螺线管30进行说明。螺线管30具备连杆36、柱塞缸38、电磁线圈31、由中心立柱32a及基部32b构成的磁芯32、柱塞35、薄板34及螺线管壳体33。柱塞缸38为一侧开放的有底状的中空圆筒部件。柱塞35配置成在柱塞缸38与配置于柱塞缸38内部的中心立柱32a之间相对于柱塞缸38沿轴向移动自如。磁芯32与阀主体10嵌合，且配置于柱塞35与阀主体10之间。连杆36配置成贯穿磁芯32的中心立柱32a及配置于阀主体10内的阀体20，连杆36与磁芯32的中心立柱32a的贯穿孔32e及阀体20的中间连通路29具有间隙，并且相对于磁芯32及阀体20能够相对移动。而且，连杆36的一侧端部36e与柱塞35连接，另一侧端部的按压部36d与感压体24的头部24c的凸缘部24h接触。由此，连杆36由在磁芯32与柱塞35之间产生的电磁力驱动，连杆36直接按压感压体24而能够使感压体24进行伸缩。
并且，在磁芯32的基部32b的内周部密封固定有柱塞缸38的开放端部，在基部32b的外周部密封固定有螺线管壳体33。而且，电磁线圈31配置于由柱塞缸38、磁芯32的基部32b及螺线管壳体33包围的空间而不会与制冷剂接触，因此能够防止绝缘电阻的下降。
接着，对构成阀体20的一部分的间隔件41进行说明。间隔件41为圆筒状的部件，且具有基部41e及从基部41e沿轴向延伸设置的锷部41c，并且嵌合固定于阀体20的内径部。锷部41c配置成在阀体20的内径部中与形成于隔断阀部21a与主阀部21c之间的阶梯部21b接触，且在阶梯部21b与间隔件41之间形成有空隙。在该空隙配置有固定于连杆36的挡圈42(本发明所涉及的卡止部)。并且，在间隔件41中形成有制冷剂流通的流通孔41d。
通过固定于连杆36的挡圈42与固定于阀体20的间隔件41的基部41e的主阀部侧端面41b接触，螺线管30的连杆36的驱动力作为主阀部21c的开阀方向的力而作用于阀体20。相反，通过固定于连杆36的挡圈42与阀体20的阶梯部21b接触，螺线管30的驱动力作为主阀部21c的闭阀方向的力而作用于阀体20。
接着，对夹着挡圈42配设的弹簧43(本发明所涉及的第1施力部件)及弹簧44(本发明所涉及的第2施力部件)进行说明。弹簧43配设于磁芯32与阀体20的间隔件41之间。具体而言，弹簧43的一端与磁芯32接触，另一端与设置于阀体20的间隔件41的基部41e的隔断阀部侧端面41a接触。由此，弹簧43的作用力向主阀部21c的闭阀方向作用于阀体20。
另一方面，弹簧44配设于感压体24与连杆36之间。具体而言，弹簧44的一端与形成于连杆36的按压部36d与挡圈42之间的连杆36上的阶梯部36f接触，另一端与感压体24的头部24c的凸缘部24h接触。由此，弹簧44的作用力经由挡圈42及间隔件41向主阀部21c的开阀方向作用于阀体20。并且，弹簧44的弹簧常数设定为大于弹簧43的弹簧常数，从而弹簧44的作用力大于弹簧43的作用力。
对具有以上说明的结构的容量控制阀1的动作进行说明。另外，以下将从第3阀室16通过中间连通路29而通往第1阀室14的流路记为“Pc-Ps流路”。并且，以下将从第2阀室15通过阀孔17而通往第3阀室16的流路记为“Pd-Pc流路”。
首先对连杆36的停止状态、连杆的动作中以及连杆停止时的各阀的动作进行说明。首先，在螺线管30的非通电状态下，感压体24的作用力与弹簧44的作用力的合力超过弹簧43的作用力，因此连杆36被推向弹簧43侧，挡圈42与间隔件41接触，阀体20向主阀部21c的开阀方向移动，主阀部21c全开，隔断阀部21a与磁芯32的端部32c接触而隔断阀部21a成为全闭(参考图3)。
接着，若从螺线管30的非通电状态开始通电，则连杆36向前进方向(连杆36从磁芯32的端部32c向外侧迸出的方向)逐渐被驱动。此时，间隔件41通过弹簧43向下方向被按压，固定于连杆36的挡圈42与固定于阀体20的间隔件41以接触的状态进行移动，连杆36与阀体20一体地移动。由此，隔断阀部21a从全闭状态开始开启，主阀部21c从全开状态逐渐被拧紧(参考图1)。
若进一步向前进方向驱动连杆36，则隔断阀部21a成为全开状态，主阀部21c与主阀座15a接触而成为全闭状态，从而阀体20的运动停止。若从该状态进一步向前进方向驱动连杆36，则挡圈42从间隔件41分离而连杆36相对于主阀体21进行相对移动，连杆36的按压部36d按压感压体24的凸缘部24h而使感压体24收缩，从而能够强制开启辅助阀部23d(参考图2)。在辅助阀部23d开启之后，若进一步向前进方向驱动连杆36，则因挡圈42与阀体20的阶梯部21b接触而连杆36停止。
接着，根据图1对容量控制阀1的控制状态进行说明。控制状态为以如下方式被控制的状态，即，在辅助阀部23d闭状态下，主阀部21c通过螺线管30设置为规定的开度，由此可变容量型压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset。在该状态下，从可变容量型压缩机的吸入室通过第1连通路11流入第1阀室14的吸入压力Ps的流体通过中间连通路29并作用于感压体24。主阀部21c在基于弹簧43的闭阀方向的力、弹簧44的开阀方向的力、基于螺线管30的力及根据吸入压力Ps进行伸缩的感压体24的作用力达到平衡的位置停止。但是，吸入压力Ps有时因外乱等而发生变动。例如，若变得吸入室的压力Ps高于设定值Pset，则感压体24收缩，主阀部21c开度变小。由此，Pd-Pc流路变窄，因此从吐出室流入曲柄室的吐出压力Pd的制冷剂量减少而曲柄室的压力降低，其结果，压缩机斜板的倾斜角度变大，压缩机的吐出容量增加，吐出压力降低。相反，若变得吸入室的压力Ps低于设定值Pset，则感压体24伸长，主阀部21c开度变大。由此，Pd-Pc流路扩大，因此从吐出室流入曲柄室的吐出压力Pd的制冷剂量增加而曲柄室的压力上升，其结果，压缩机斜板的倾斜角度变小，压缩机减少吐出容量，从而吐出压力上升。如此，通过容量控制阀1，能够以使可变容量型压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset的方式进行控制。
接着，根据图2对容量控制阀1的液体制冷剂排出状态进行说明。在长时间停止压缩机之后，在曲柄室中蓄存液体制冷剂(放置中被冷却而液化的制冷剂)，因此为了自启动压缩机起确保规定的吐出压力、吐出流量，需要尽可能快速地排出液体制冷剂。在进行液体制冷剂排出时，与曲柄室连通的第3阀室16的压力成为高压的同时吸入压力Ps也成为高压。由此，感压体24收缩，并且阀体20通过弹簧43向下方被按压，因此主阀部21c成为闭阀状态，辅助阀部23d成为开阀状态。在该状态下，也能够通过Pc-Ps流路将液体制冷剂从曲柄室向吸入室排出。但是，随着液体制冷剂排出的排出推进而第3阀室16的压力及吸入压力Ps逐渐降低，因此辅助阀部23d的开度逐渐变小，从而导致液体制冷剂的排出完成为止的时间变长。于是，向前进方向驱动螺线管30而通过连杆36按压感压体24，以将辅助阀部23d强制地设为全开状态。由此，辅助阀部23d保持全开状态，因此自液体制冷剂排出开始起液体制冷剂排出完成为止辅助阀部23d的开度不发生变化而能够在短时间内将液体制冷剂从曲柄室经由Pc-Ps流路向吸入室排出。
并且，在以往的液体制冷剂排出运行时，仅关注于与引擎的负荷无关地如何在短时间内完成液体制冷剂的排出的方面。但是，有时即使在进行液体制冷剂排出的情况下，当引擎输出较高时也希望降低负荷压缩机的负荷。并且，在进行液体制冷剂排出时，辅助阀部23d成为开阀状态，因此作用力从感压体24不作用于阀体20，因此还存在难以迅速地驱动阀体20这一问题。本发明所涉及的容量控制阀1即使在进行液体制冷剂排出时也能够轻松地驱动阀体20。
以下，根据图3对在进行液体制冷剂排出时减少引擎负荷时的容量控制阀1的动作进行说明。在进行液体制冷剂排出时减少引擎负荷的情况下，将螺线管30设为“关闭”，而磁芯32与柱塞35之间的磁吸引力Fsol成为零。此时，作用于阀体20的朝上的压力及朝下的压力设定为保持平衡，因此作用于阀体20的主要的力成为弹簧44及弹簧43的作用力。在此，弹簧44的作用力设定为大于弹簧43的作用力，因此通过弹簧44的作用力上推连杆36，挡圈42与间隔件41接触而阀体20被驱动，从而主阀部21c成为全开。若主阀部21c成为全开，则从压缩机的吐出室通过Pd-Pc流路流入曲柄室的制冷剂量增加，曲柄室内的压力Pc变高，从而压缩机以最小容量运行。如此，如进行液体制冷剂排出时，在辅助阀部23d开阀状态下，即使在力不会从感压体24作用于阀体20的状态下，通过将主阀部21c从全闭状态设为全开状态，也能够减少压缩机的负荷，进而在进行液体制冷剂排出时也能够减少引擎负荷。
并且，在以通过容量控制阀1使压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset的方式进行控制的运行状态下，即使在要减少引擎的负荷的情况下，与上述相同，通过将螺线管30设为非通电状态，将主阀部21c设为全开状态，也能够减少引擎的负荷。
如此，在主阀部21c从全开状态成为全闭状态为止的期间，连杆36与阀体20一体地移动，在主阀部21c全闭之后，连杆36相对于阀体20进行相对移动而按压感压体24，从而能够使辅助阀部23d开启。即，一个连杆36能够开闭不同的主阀部21c及辅助阀部23d。并且，弹簧44的弹簧常数设定为大于弹簧43的弹簧常数，从而弹簧44的作用力大于弹簧43的作用力，因此能够以所有组合来开闭主阀部21c及辅助阀部23d的开闭状态。即，能够设为相对于主阀部21c开而辅助阀部23d开，相对于主阀部21c开而辅助阀部23d闭，相对于主阀部21c闭而辅助阀部23d开，相对于主阀部21c闭而辅助阀部23d闭。
实施例2
参考图4至图6，对本发明的实施例2所涉及的容量控制阀进行说明。在图4中，100是容量控制阀。容量控制阀100主要由阀主体110、阀体120、感压体124及螺线管130构成。
以下，参考图4及图5对构成容量控制阀100的各结构进行说明。容量控制阀100主要由阀主体110、阀体120、感压体124及螺线管130构成。
阀主体110由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属或合成树脂材料等构成。阀主体110为具有沿轴向贯穿的贯穿孔的中空圆筒状的部件，且在贯穿孔的区域中连续配设有第1阀室114、与第1阀室114相邻的第2阀室115及与第2阀室115相邻的第3阀室116。
第2阀室115中连设有第2连通路112。该第2连通路112构成为与可变容量型压缩机的吐出室内(省略图示)连通而吐出压力Pd的流体通过容量控制阀100的开闭能够从第2阀室115流入第3阀室116。
第3阀室116中连设有第3连通路113。第3连通路113与可变容量型压缩机的控制室(省略图示)连通，并通过容量控制阀100的开闭，使从第2阀室115流入第3阀室116的吐出压力Pd的流体向可变容量型压缩机的控制室(曲柄室)流出，或使流入第3阀室116的控制室压力Pc的流体经由后述的中间连通路129并经过第1阀室114向可变容量型压缩机的吸入室流出。
而且，第1阀室114中连设有第1连通路111。在该第1连通路111中，将来自可变容量型压缩机的吸入室的吸入压力Ps的流体经由后述的中间连通路129引导至向感压体124而将压缩机的吸入压力控制为设定值。
在第1阀室114与第2阀室115之间连续形成有直径小于这些室的直径的孔部118，该孔部118与后述的迷宫部121f进行滑动而形成密封第1阀室114与第2阀室115之间的密封部。并且，在第2阀室115与第3阀室116之间连设有直径小于这些室的直径的阀孔117，在第2阀室115侧的阀孔117的周围形成有主阀座115a。该主阀座115a与后述的主阀部121c分离/接触而对第2阀室115与第3阀室116的连通进行开闭控制。
在第3阀室116内配设有感压体124。该感压体124中，金属制的波纹管124a的一端部与分隔调整部124f密封结合。该波纹管124a由磷靑铜、不锈钢等制作，但其弹簧常数设计成规定值。感压体124的内部空间为真空或存在空气。而且，构成为压力作用于该感压体124的波纹管124a的有效受压面积而使感压体124进行伸缩工作。在感压体124的自由端部侧配设有头部124c，在该头部124c形成有辅助阀座124d。该辅助阀座124d与后述的辅助阀部123d接触、分离而对第3阀室116与中间连通路129的连通进行开闭控制。
并且，感压体124的头部124c通过被后述的螺线管130的连杆136按压而进行伸缩，并开闭辅助阀部123d。如后所述，感压体124根据经由中间连通路129由感压体124引导的吸入压力Ps而进行伸缩，并且通过连杆136的按压力进行伸缩。
感压体124的分隔调整部124f以堵塞阀主体110的第3阀室116的方式被密封嵌装、固定。另外，若拧入而通过止动螺钉(省略图示)固定分隔调整部124f，则能够沿轴向移动调整并列配置于波纹管124a内的压缩弹簧或波纹管124a的弹簧力。
另外，第1连通路111、第2连通路112及第3连通路113例如分别以2等分至6等分贯穿于阀主体110的周面。而且，在阀主体110的外周面沿轴向分开设置有3处O型环用安装槽。而且，在该各安装槽中安装有密封阀主体110与嵌合阀主体110的壳体的安装孔(省略图示)之间的O型环147、148、149，第1连通路111、第2连通路112、第3连通路113的各流路构成为独立的流路。
接着，对阀体120进行说明。阀体120主要由包括中空圆筒状的部件的主阀体121及接合器123构成。首先对主阀体121进行说明。主阀体121为中空的圆筒部件，且在其外周部的轴向的大致中央部形成有迷宫部121f。迷宫部121f与形成于第1阀室114侧与第2阀室115侧之间的孔部118进行滑动而形成密封第1阀室114与第2阀室115的密封部。由此，第1阀室114及第2阀室115构成为独立的阀室。
主阀体121夹着迷宫部121f配置于第1阀室114侧及第2阀室115侧。在配置于第2阀室115的主阀体121的端部形成有主阀部121c，主阀部121c与主阀座115a分离/接触而对连通第2阀室115与第3阀室116的阀孔117进行开闭控制。主阀部121c及主阀座115a构成主阀127。并且，在配置于第1阀室114的主阀体121的端部形成有隔断阀部121a。隔断阀部121a在后述的螺线管130“关闭”时与磁芯132的端部132c接触而隔断中间连通路129与第1阀室114的连通。隔断阀部121a及磁芯132的端部132c构成隔断阀126。隔断阀部121a及主阀部121c以彼此反向进行开闭动作的方式形成。
接着，对构成阀体120的接合器123进行说明。接合器123主要由中空的圆筒部件且形成为大径的大径部123c及形成为直径小于大径部123c的筒部123e构成。筒部123e与主阀体121的主阀部121c侧的开放端部嵌合且构成阀体120。由此，在主阀体121及接合器123的内部即阀体120的内部形成有沿轴向贯穿的中间连通路129。并且，在大径部123c的前端部形成有辅助阀部123d，辅助阀部123d与感压体124的辅助阀座124d接触、分离而开闭第3阀室116与中间连通路129的连通。辅助阀部123d及辅助阀座124d构成辅助阀128。
接着，对螺线管130进行说明。螺线管130具备连杆136、柱塞缸138、电磁线圈131、由中心立柱132a及基部132b构成的磁芯132、柱塞135、薄板134及螺线管壳体133。柱塞缸138为一侧开放的有底状的中空圆筒部件。柱塞135配置成在柱塞缸138与配置于柱塞缸138内部的中心立柱132a之间相对于柱塞缸138沿轴向移动自如。磁芯132与阀主体110嵌合，且配置于柱塞135与阀主体110之间。连杆136配置成贯穿磁芯132的中心立柱132a及配置于阀主体110内的阀体120，连杆136与磁芯132的中心立柱132a的贯穿孔132e及阀体120的中间连通路129具有间隙，并且相对于磁芯132及阀体120能够相对移动。而且，连杆136的一侧端部136e与柱塞135连接，另一侧端部的按压部136d与感压体124的头部124c接触。由此，连杆136由在磁芯132与柱塞135之间产生的电磁力驱动，连杆136直接按压感压体124而能够使感压体124进行伸缩。
在磁芯132与柱塞135之间配置有以使柱塞135从磁芯132分离的方式施力的弹簧137(本发明所涉及的第2施力部件)。由此，弹簧137的作用力作用于使阀体120的主阀部121c开启的方向。
并且，在磁芯132的基部132b的内周部密封固定有柱塞缸138的开放端部，在基部132b的外周部密封固定有螺线管壳体133。而且，电磁线圈131配置于由柱塞缸138、磁芯132的基部132b及螺线管壳体133包围的空间而不会与制冷剂接触，因此能够防止绝缘电阻的下降。
接着，对构成连杆136的一部分的挡圈142(本发明所涉及的卡止部)进行说明。挡圈142中以不妨碍第3阀室116与中间连通路129之间的连通的方式形成有连通路。挡圈142为圆板状的部件，且以位于接合器123与感压体124的头部124c之间的方式嵌合固定于连杆136。挡圈142与阀体120的接合器123接触，由此螺线管130的连杆136的驱动力作为主阀部121c的开阀方向的力而作用于阀体120。相反，通过固定于连杆136的挡圈142与感压体124的头部124c接触，螺线管130的连杆136的驱动力直接按压感压体124而使感压体124进行伸缩。
在此，在感压体124的头部124c的中央部形成有凸部124h，并且在与辅助阀座124d对置的感压体124的分隔调整部124f的中央部也形成有凸部(未图示)。而且，通过固定于连杆136的挡圈142与感压体124的头部124c接触而感压体124被压缩，若感压体124收缩规定量，则凸部124h与分隔调整部124f的凸部接触而限制感压体124的变形，并且连杆136的移动也被限制。
接着，对弹簧143(本发明所涉及的第1施力部件)进行说明。弹簧143配设于螺线管130与阀体120之间。具体而言，弹簧143的一端与磁芯132接触，另一端与形成于阀体120的隔断阀部121a与迷宫部121f之间的阶梯部121b接触。由此，弹簧143的作用力作用于使阀体120的主阀部121c闭阀的方向。
另外，设置于磁芯132与柱塞135之间的弹簧137(第2施力部件)的弹簧常数设定为大于弹簧143(第1施力部件)的弹簧常数，从而弹簧137的作用力大于弹簧143的作用力。
对具有以上说明的结构的容量控制阀100的连杆136的动作及各阀部的动作进行说明。另外，以下，将从第3阀室116通过中间连通路129而通往第1阀室114的流路记为“Pc-Ps流路”。并且，以下，将从第2阀室115通过阀孔117而通往第3阀室116的流路记为“Pd-Pc流路”。
首先，参考图6对连杆136的停止状态、连杆136的动作中以及连杆136停止时的各阀的动作进行说明。首先，在螺线管130的非通电状态下，感压体124的作用力与弹簧137(图4)的作用力的合力超过弹簧143的作用力，因此连杆136被推向上方，挡圈142与接合器123接触，接合器123被按压而主阀部121c全开，隔断阀部121a与磁芯132的端部132c接触而隔断阀部121a成为全闭。
接着，若从螺线管130的非通电状态开始通电，则连杆136向前进方向(连杆136从磁芯132的端部132c向外侧迸出的方向)逐渐被驱动。此时，阀体120通过弹簧143向下方被按压，固定于连杆136的挡圈142及阀体120的接合器123以接触的状态进行移动，连杆136与阀体120也一体地移动。由此，隔断阀部121a从全闭状态开始开启，主阀部121c的开度逐渐被拧紧(参考图4)。
若进一步向前进方向驱动连杆136，则如图5所示，隔断阀部121a成为全开状态，主阀部121c与主阀座115a接触而成为全闭状态，从而主阀体121的动作停止。若从该状态进一步向前进方向驱动连杆136，则连杆136相对于主阀体121进行相对移动，挡圈142从接合器123分离。若进一步驱动连杆136，则连杆136的挡圈142与感压体124的头部124c接触，并按压该头部124c而使感压体124进行收缩，从而能够强制开启辅助阀部123d。而且，若感压体124收缩规定量，则凸部124h与分隔调整部124f的凸部(未图示)接触而限制感压体124的变形，并且连杆136的移动也停止(参考图5)。另外，也可以设为如下方式，即，通过连杆136的按压部136d按压感压体124的头部124c而使感压体124进行收缩，强制开启辅助阀部123d，以代替通过挡圈142按压感压体124的头部124c而使感压体124进行收缩。
接着，根据图4对容量控制阀100的控制状态进行说明。控制状态为以如下方式被控制的状态，即，在辅助阀部123d闭状态下，主阀部121c通过螺线管130设置为规定的开度，由此可变容量型压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset。在该状态下，从可变容量型压缩机的吸入室通过第1连通路111流入第1阀室114的吸入压力Ps的流体通过中间连通路129而作用于感压体124。其结果，主阀部121c在基于弹簧143的闭阀方向的力、弹簧137的开阀方向的力、基于螺线管130的力及基于根据吸入压力Ps进行伸缩的感压体124的力达到平衡的位置停止。但是，有时吸入室的压力Ps因干扰等而变得高于设定值Pset。例如，若吸入室的压力Ps因干扰等而变得高于设定值Pset，则感压体124收缩，主阀部121c开度变小。由此，Pd-Pc流路变窄，因此从吐出室流入曲柄室的吐出压力Pd的制冷剂量减少而曲柄室的压力降低，其结果，压缩机斜板的倾斜角度变大，压缩机的吐出容量增加，吐出压力降低。相反，若变得吸入室的压力Ps低于设定值Pset，则感压体124伸长，主阀部121c开度变大。由此，Pd-Pc流路变大，因此从吐出室流入曲柄室的吐出压力Pd的制冷剂量增加而曲柄室的压力上升，其结果，压缩机斜板的倾斜角度变小，吐出容量减少，吐出压力上升。如此，通过容量控制阀100，能够以使可变容量型压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset的方式进行控制。
接着，根据图5对长时间停止压缩机之后在曲柄室中蓄存有液体制冷剂(放置中被冷却而液化的制冷剂)的情况下排出液体制冷剂时的容量控制阀100的动作进行说明。在进行液体制冷剂排出时，与曲柄室连通的第3阀室116的压力成为高压，并且吸入压力Ps也成为高压，因此感压体124因高压的吸入压力Ps而收缩，从而辅助阀部123d成为开阀状态。螺线管130向前进方向被驱动，主阀部121c成为全闭状态，连杆136的挡圈142按压感压体124，以强制开启辅助阀部123d，从而辅助阀部123d成为全开状态。感压体124被连杆136按压而辅助阀部123d保持全开状态，因此自液体制冷剂排出开始起液体制冷剂排出完成为止辅助阀部123d的开度不变，而能够保持为全开状态，因此能够在短时间内从曲柄室经由Pc-Ps流路向吸入室排出液体制冷剂。与此相对，当并不通过螺线管130的连杆136按压感压体124而强制开启辅助阀部123d时，随着液体制冷剂排出的排出推进而第3阀室116的压力及吸入压力Ps降低，因此辅助阀部123d的开度逐渐变小，从而完成液体制冷剂的排出为止的时间变长，因此在短时间内无法确保所设定的吐出量。
并且，在进行以往的液体制冷剂排出运行时，仅关注于如何在短时间内完成液体制冷剂的排出的方面，因此在液体制冷剂排出运行的途中，未进行减少引擎负荷的控制。并且，另一方面，在进行液体制冷剂排出时，辅助阀部123d成为开阀状态，因此作用力不会从感压体124作用于阀体120，因此还存在难以迅速地驱动阀体120这一情况。本发明所涉及的容量控制阀100即使在进行液体制冷剂排出时也能够轻松地驱动阀体120。
根据图6对在进行液体制冷剂排出时减少引擎负荷时的容量控制阀100的动作进行说明。在进行液体制冷剂排出时减少引擎负荷的情况下，螺线管130“关闭”而磁芯132与柱塞135之间的磁吸引力Fsol成为零。此时，作用于阀体120的朝上的压力及朝下的压力设定为保持平衡，因此作用于阀体120的主要的力为弹簧137及弹簧143的作用力，而且设定为弹簧137的作用力大于弹簧143的作用力。因此，连杆136通过弹簧137的作用力而被上推，挡圈142与接合器123接触而阀体120被驱动，主阀部121c成为全开。若主阀部121c成为全开，则从压缩机的吐出室通过Pd-Pc流路流入曲柄室的制冷剂量增加，曲柄室内的压力Pc变高，从而压缩机以最小容量运行。如此，如进行液体制冷剂排出时，在辅助阀部123d为开阀状态下，即使在力不会从感压体124作用于阀体120的状态下，通过将主阀部121c从全闭状态设为全开状态，能够减小压缩机的负荷，进而即使在进行液体制冷剂排出时，也能够减少引擎负荷。
并且，在以通过容量控制阀100使压缩机的吸入室的压力成为设定值Pset的方式进行控制的状态下，当要减少引擎的负荷时，与上述相同，通过将螺线管130设为非通电状态，将主阀部121c设为全开状态而增加从压缩机的吐出室通过Pd-Pc流路流入曲柄室的Pd压力的制冷剂量，并且以最小容量运行压缩机，从而能够进行减少引擎负荷的运行。
如此，在主阀部121c从全开状态成为全闭状态为止的期间，连杆136与阀体120一体地移动，在主阀部121c全闭之后，连杆136相对于阀体120进行相对移动而按压感压体124，从而能够使辅助阀部123d开启。即，一个连杆136能够开闭不同的主阀部121c、辅助阀部123d。并且，弹簧137的弹簧常数设定为大于弹簧143的弹簧常数，从而弹簧137的作用力大于弹簧143的作用力，因此能够以所有的状态开闭主阀部121c及辅助阀部123d的开闭状态。即，能够设为相对于主阀部121c开而辅助阀部123d开，相对于主阀部121c开而辅助阀部123d闭，相对于主阀部121c闭而辅助阀部123d开，相对于主阀部121c闭而辅助阀部123d闭。
以上，根据附图对本发明的实施例进行了说明，但具体结构并不限于这些实施例，即便存在不脱离本发明的宗旨的范围内的变更及追加，也包含于本发明。
例如，在实施例2中，弹簧143在第1阀室114中配置于主阀体121的外周侧，但并不限于此。例如，也可以设为如下方式，即，在第1阀室114中配置于主阀体121的内周侧，一端与磁芯132接触，另一端与阀体120。
并且，在上述实施例中，将第1阀室14(114)的第1压力设为可变容量型压缩机的吸入压力Ps，将第2阀室15(115)的第2压力设为可变容量型压缩机的吐出压力Pd，将第3阀室16(116)的第3压力设为可变容量型压缩机的曲柄室的压力Pc，但并不限于此，能够将第1阀室14(114)的第1压力设为可变容量型压缩机的曲柄室的压力Pc，将第2阀室15(115)的第2压力设为可变容量型压缩机的吐出压力Pd，将第3阀室16(116)的第3压力设为可变容量型压缩机的吸入压力Ps来应对各种可变容量型压缩机。
符号说明
1-容量控制阀，10-阀主体，11-第1连通路，12-第2连通路，13-第3连通路，14-第1阀室，15-第2阀室，15a-主阀座，16-第3阀室，17-阀孔，20-阀体，21-主阀体，21a-隔断阀部，21c-主阀部，23-接合器，23d-辅助阀部，24-感压体，24a-波纹管，24d-辅助阀座，27-主阀，28-辅助阀，29-中间连通路，30-螺线管部，31-电磁线圈，32-磁芯，33-螺线管壳体，35-柱塞，36-连杆，38-柱塞缸，41-间隔件，42-挡圈(卡止部)，43-弹簧(第1施力部件)，44-弹簧(第2施力部件)，100-容量控制阀，110-阀主体，111-第1连通路，112-第2连通路，113-第3连通路，114-第1阀室，115-第2阀室，115a-主阀座，116-第3阀室，117-阀孔，120-阀体，121-主阀体，121a-隔断阀部，121c-主阀部，123-接合器，123d-辅助阀部，124-感压体，124a-波纹管，124d-辅助阀座，127-主阀，128-辅助阀，129-中间连通路，130-螺线管，131-电磁线圈，132-磁芯，133-螺线管壳体，135-柱塞，136-连杆，137-弹簧(第2施力部件)，138-柱塞缸，142-挡圈(卡止部件)，143-弹簧(第1施力部件)，Fsol-磁吸引力，Ps-吸入压力(第1压力)(第3压力)，Pd-吐出压力，Pc-控制室压力(第3压力)(第1压力)，Pset-吸入压力设定值。

Claims (5)

1.一种容量控制阀，其根据阀部的阀开度控制可变容量型压缩机的流量或压力，所述容量控制阀的特征在于，具备：
阀主体，具有使第1压力的流体流通的第1连通路、与所述第1连通路相邻配置且使第2压力的流体流通的第2连通路、使第3压力的流体流通的第3连通路及配设于连通所述第2连通路与所述第3连通路的阀孔的主阀座；
感压体，配置于所述第3连通路侧的所述阀主体内且响应于周围的压力而进行伸缩；
螺线管，具备连杆和磁芯，所述连杆在一端具有按压部、在另一端具有柱塞、在所述按压部与所述柱塞之间具有卡止部、在所述按压部与所述卡止部之间具有阶梯部；
阀体，具有连通所述第1连通路与所述第3连通路的中间连通路、与所述主阀座分离/接触而开闭所述阀孔的主阀部、与所述感压体分离/接触而开闭所述第3连通路与所述中间连通路的连通的辅助阀部、与所述螺线管的所述磁芯分离/接触而开闭所述第1连通路与所述中间连通路的连通的隔断阀部及配置于所述中间连通路内的间隔件；
第1施力部件，一端与所述磁芯接触，另一端与所述间隔件接触；及
第2施力部件，一端与所述连杆的所述阶梯部接触，另一端与所述感压体接触，
所述连杆通过使所述卡止部向与阀体的间隔件接触的方向移动而使所述主阀部开阀，且所述连杆在所述主阀部闭阀状态下相对于所述阀体进行相对移动而将所述按压部按压至所述感压体。
2.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
将所述主阀部向开阀方向施力的所述第2施力部件的作用力大于将所述主阀部向闭阀方向施力的所述第1施力部件的作用力。
3.根据权利要求1或2所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第1压力为所述可变容量型压缩机的吸入压力，所述第2压力为所述可变容量型压缩机的吐出压力，所述第3压力为所述可变容量型压缩机的曲柄室的压力。
4.根据权利要求1或2所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第1压力为所述可变容量型压缩机的曲柄室的压力，所述第2压力为所述可变容量型压缩机的吐出压力，所述第3压力为所述可变容量型压缩机的吸入压力。
5.一种容量控制阀的控制方法，其特征在于，
使用权利要求1或2所述的容量控制阀而在所述辅助阀部为开状态时，将所述主阀部从闭状态设为开状态。
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