CN108779768B - 容量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种容量控制阀，其改善了启动时控制室的液态制冷剂的排出功能，同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短和控制时运行效率的提高。对工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域中的第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路11的面积S1，由此减小控制区域中的Pc‑Ps流路的最小面积。

Description

容量控制阀
技术领域
本发明涉及一种对工作流体的容量或压力进行可变控制的容量控制阀，尤其涉及一种根据压力负载对汽车等的空调***中使用的可变容量型压缩机等的吐出量进行控制的容量控制阀。
背景技术
汽车等的空调***中使用的斜板式可变容量型压缩机具备：利用引擎的旋转力旋转驱动的旋转轴；以能够改变倾斜角度的方式与旋转轴连结的斜板；以及与斜板连结的压缩用活塞等，通过改变斜板的倾斜角度，改变活塞的冲程，从而对制冷剂气体的吐出量进行控制。
利用吸入制冷剂气体的吸入室的吸入压力、将通过活塞进行了加压的制冷剂气体吐出的吐出室的吐出压力以及容纳有斜板的控制室(曲柄室)的控制室压力，同时使用利用电磁力驱动开闭的容量控制阀，适宜地控制控制室内的压力，调整作用于活塞的两个面的压力的平衡状态，由此能够连续改变该斜板的倾斜角度。
如图7所示，作为这样的容量控制阀，已知有具备以下部件的容量控制阀：使吐出室与控制室连通的第2连通路73以及阀孔77；形成于吐出侧通道的中途的第2阀室82；使吸入室与控制室连通的第3连通路71以及流通槽72；形成于吸入侧通道的中途的第3阀室83；以第2阀部76和第3阀部75一体地往复移动的同时、向相互相反的方向进行开闭动作的方式形成的阀芯81，所述第2阀部76配置于第2阀室82内并开闭第2连通路73以及阀孔77，所述第3阀部75配置于第3阀室83内并开闭第3连通路71以及流通槽72；偏靠控制室而形成的第1阀室(容量室)84；配置于第1阀室内并向所伸长(膨胀)的方向施加作用力，并且随着周围的压力增加而收缩的感压体(波纹管)78；设置于感压体的伸缩方向的自由端并具有环状的座面的阀座体(卡合部)80；能够在第1阀室84内与阀芯81一体地移动，并且能够通过与阀座体80之间的卡合以及分离而开闭吸入侧通道的第1阀部(开阀连结部)79；以及对阀芯81施加电磁驱动力的螺线管S等(以下，称作“现有技术”。例如参照专利文献1。)。
而且，在该容量控制阀70中成为如下结构：在进行容量控制时，在需要变更控制室压力的情况下，即使不在可变容量型压缩机设置离合机构，也能够使吐出室与控制室连通来调整控制室内的压力(控制室压力)Pc。并且，在可变容量型压缩机为停止状态时，在控制室压力Pc上升了的情况下，使第1阀部(开阀连结部)79与阀座体(卡合部)80分离而开放吸入侧通道，使吸入室与控制室连通。
然而，在停止斜板式可变容量型压缩机并长时间放置之后欲启动的情况下，由于控制室(曲柄室)内积存有液态制冷剂(在放置过程中制冷剂气体被冷却而液化之后的制冷剂)，因此只要不排出该液态制冷剂，则无法压缩制冷剂气体而确保如设定的吐出量。
为了启动之后马上进行所希望的容量控制，需要尽可能迅速地排出控制室(曲柄室)的液态制冷剂。
因此，在上述的现有技术中，在阀座体(卡合部)80设置辅助连通路85，以使能够从容量室84经由辅助连通路85和中间连通路86与吸入压力状态的第3连通路71连通(参照箭头)，从而在启动可变容量型压缩机进行制冷时，能够以比不具有辅助连通路85的容量控制阀快1/10至1/15的速度将控制室的制冷剂液体进行气化而设成制冷运行状态。
图7是电流在螺线管部S内流动的状态。另一方面，虽省略图示，但是在电流未流过螺线管部S时，通过开放弹簧构件87使第3阀部75成为闭阀状态。此时，第2阀部76成为开阀状态。并且，第1阀部79受到吸入压力Ps以及控制压力Pc而打开。
另外，第1阀部79与阀座体80的阀座面因功能上的关系无法大幅度打开。而且，控制室内的制冷剂液体进行气化，控制压力Pc的流体从第1连通路74向第1阀室84流入。在该状态下，控制压力Pc以及吸入压力Ps较高，感压体(波纹管)78收缩，使第1阀部79与阀座体80的阀座面之间打开。但是，仅仅在该开阀状态下，只能勉强促进控制室内的制冷剂液体气化，但是若设置与中间连通路86连通的辅助连通路85，则能够使控制室的制冷剂液体急速气化。
但是，在上述的现有技术中，例如在可变容量型压缩机的控制中，即使在第1阀部79与阀座体80的阀座面之间为闭阀状态且流体无需经由辅助连通路85流动的情况下，由于制冷剂气体从控制室向吸入室流动，因此也存在导致可变容量型压缩机的运行效率恶化这一问题。
关于这一点，参照图8进行详细说明。
在图8中，将辅助连通路85的面积设为S1(固定)，将第3阀部75的最大开口面积设为S2，将阀芯81的最大冲程设为L(从全闭至全开为止的冲程)，将控制区域中的阀芯81的冲程设为LS，在该情况下，现有技术中如下设计。
S2＞S1
L＞LS
因此，导致在整个控制区域中由辅助连通路85的面积S1规定的制冷剂气体从控制室向吸入室流动，只是在阀芯81超过控制区域而接近最大冲程的状态下第一次限制了制冷剂气体的流动，因此无法避免可变容量型压缩机的控制中的运行效率的恶化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5167121号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明是为了解决上述现有技术所具有的问题而完成的，目的在于提供一种容量控制阀，其设置辅助连通路来改善可变容量型压缩机的启动时控制室的液态制冷剂的排出功能，并通过将控制可变容量型压缩机时开闭第3连通路以及流通槽的第3阀部的开口面积设定为所述辅助连通路的开口面积以下，能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短和控制时运行效率的提高。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的容量控制阀的第1特征是，所述容量控制阀具备阀主体、阀芯、感压体、辅助连通路以及螺线管部，所述容量控制阀，
所述阀主体具有：第1阀室，与使控制压力的流体流通的第1连通路连通；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的阀孔用第2阀座面，并且与使吐出压力的流体流通的第2连通路连通；以及第3阀室，与使吸入压力的流体流通的第3连通路连通，并且具有第3阀座面，
所述阀芯具有：第2阀部，具有中间连通路，并且与所述第2阀座面接触、分离而开闭与所述第1阀室和所述第2阀室连通的阀孔，所述中间连通路配置于所述阀主体内并与所述第1阀室和所述第3连通路连通；第3阀部，与所述第2阀部相反地连动开闭，并且与所述第3阀座面接触、分离而开闭所述中间连通路与第3连通路的连通；以及第1阀部，配置于所述第1阀室，并向与所述第2阀部相同的方向连动开闭，
所述感压体配置于所述第1阀室内，并感应吸入压力而进行伸缩，并且在所伸缩的自由端具有阀座部，所述阀座部与所述第1阀部接触、分离而开闭所述第1阀室与所述中间连通路的连通，
所述辅助连通路设置于所述第1阀室内的所述第1阀部或所述第1阀部的阀座部，并能够与所述第1阀室内和所述中间连通路连通，
所述螺线管部安装于所述阀主体，并根据电流使所述阀芯向开闭所述阀芯的各阀部的移动方向工作，
对所述工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域中的所述第3阀部与所述第3阀座面之间的开口面积S2被设定为小于所述辅助连通路的面积S1。
根据该特征，在设置辅助连通路来改善启动可变容量型压缩机时控制室的液态制冷剂的排出功能的容量控制阀中，能够减小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
并且，本发明的容量控制阀的第2特征是，在第1特征中，所述第2阀部为闭阀状态时所述第3阀部与所述第3阀座面之间的最大开口面积S2max被设定为与所述辅助连通路的面积S1相同或大致相同。
根据该特征，能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小。
并且，本发明的容量控制阀的第3特征是，在第1或第2特征中，所述第3阀部与所述第3阀座面之间的开口面积S2在从所述第2阀部的闭阀状态至所述第3阀部的闭阀状态的所述阀芯的移动过程中，从基于所述阀芯的所述移动方向的移动方向间隙的生成替换生成为基于与所述阀芯的所述移动方向正交的径向的径向间隙的生成，所述径向间隙被设定为小于所述辅助连通路的面积S1。
根据该特征，由于能够从控制区域的初始阶段(阀芯的冲程较小的阶段)急速降低Pc-Ps流路的最小面积，并且到控制区域的结束阶段(阀芯的冲程较大的阶段)为止能够维持成较小的值，因此能够在控制区域的整个范围内实现运行效率的提高。
并且，本发明的容量控制阀的第4特征是，在第1至第3特征中的任一特征中，所述第3阀座面形成为台阶状，并由所述阀芯的所述移动方向的所述第2阀室侧的大径部、与所述大径部连续的与所述阀芯的所述移动方向大致正交的方向的阀座部以及与所述阀座部连续而向基端侧延伸的小径部构成，与所述第3阀座面对置的所述第3阀部具备：相对面部，与所述大径部相对，直径小于所述大径部且大于所述小径部；以及抵接部，能够与所述阀座部抵接。
根据该特征，能够利用简单的结构实现以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
并且，本发明的容量控制阀的第5特征是，在第1至第3特征中的任一特征中，所述第3阀座面形成为圆筒状，并具有内径面部、外径面部以及与所述阀芯的所述移动方向正交的方向的阀座部，与所述第3阀座面对置的所述第3阀部形成为台阶状，并由以下部分构成：外径面部，直径大于所述内径面部；抵接部，与该外径面部连续而向与所述阀芯的所述移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，并能够与所述阀座部抵接；倾斜部，与所述抵接部连续而直径小于所述内径面部，并且向与所述第2阀部相反的方向且内径方向倾斜；以及阶梯部，与所述倾斜部连续而向与所述阀芯的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸。
根据该特征，能够利用简单的结构实现以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
发明效果
本发明得到如下优异的效果。
(1)对工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域中的第3阀部与第3阀座面之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路的面积S1，由此在设置辅助连通路来改善启动可变容量型压缩机时控制室的液态制冷剂的排出功能的容量控制阀中，能够减小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
(2)第2阀部为闭阀状态时第3阀部与第3阀座面之间的最大开口面积S2max被设定为与辅助连通路的面积S1相同或大致相同，由此能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小。
(3)第3阀部与第3阀座面之间的开口面积S2在从第2阀部的闭阀状态至第3阀部的闭阀状态的阀芯的移动过程中，从基于阀芯的移动方向的移动方向间隙的生成替换生成为基于与阀芯的移动方向正交的径向的径向间隙的生成，径向间隙被设定为小于辅助连通路的面积S1，由此能够从控制区域的初始阶段(阀芯的冲程较小的阶段)急速降低Pc-Ps流路的最小面积，并且到控制区域的结束阶段(阀芯的冲程较大的阶段)为止能够维持成较小的值，因此能够在控制区域的整个范围内实现运行效率的提高。
(4)第3阀座面形成为台阶状，并由阀芯的移动方向的第2阀室侧的大径部、与大径部连续的与阀芯的移动方向大致正交的方向的阀座部以及与阀座部连续而向基端侧延伸的小径部构成，与第3阀座面对置的第3阀部具备：相对面部，与大径部相对，直径小于大径部且大于小径部；以及抵接部，能够与阀座部抵接，由此能够利用简单的结构实现以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
(5)第3阀座面形成为圆筒状，并具有内径面部、外径面部以及与阀芯的移动方向正交的方向的阀座部，与第3阀座面对置的第3阀部形成为台阶状，并由以下部分构成：外径面部，直径大于内径面部；抵接部，与该外径面部连续而向与阀芯的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，并能够与阀座部抵接；倾斜部，与抵接部连续而直径小于内径面部，并且向与第2阀部相反的方向且内径方向倾斜；以及阶梯部，与倾斜部连续而向与阀芯的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，由此能够利用简单的结构实现以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图2是图1的A部的放大图，是对各状态下的第3阀部与第3阀座面之间的开口面积S2进行说明的说明图。
图3是对实施例1所涉及的容量控制阀的第3阀部和所述第3阀座面之间的开口面积S2与辅助连通路的面积S1之间的关系进行说明的说明图图。
图4是表示本发明的实施例2所涉及的容量控制阀的正面剖视图。
图5是图4的A部的放大图，是对各状态下的第3阀部与第3阀座面之间的开口面积S2进行说明的说明图。
图6是对实施例2所涉及的容量控制阀的第3阀部与所述第3阀座面之间的开口面积S2与辅助连通路的面积S1之间的关系进行说明的说明图。
图7是表示现有技术的容量控制阀的正面剖视图。
图8是对现有技术所涉及的容量控制阀的第3阀部和所述第3阀座面之间的开口面积S2与辅助连通路的面积S1之间的关系进行说明的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图根据实施例对本具体实施方式进行例示性说明。其中，该实施例中记载的构成元件的尺寸、材质、形状及其相对位置等只要不特别明确记载，则并不仅限于这些。
实施例1
参照图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。在容量控制阀1设置有形成外形的阀主体2。该阀主体2由在内部形成有被赋予功能的贯通孔的第1阀主体2A和与该第1阀主体2A的一端部一体嵌合的第2阀主体2B构成。该第1阀主体2A利用黄铜、铁、铝、不锈钢等金属或合成树脂材料等制作。并且，第2阀主体2B由铁等磁性体形成。
并且，为了使第2阀主体2B与螺线管部30结合，并且必须设成磁性体，因此为了区别第1阀主体2A的材质和功能而分离设置第2阀主体2B。只要考虑这一点，则图1所示的形状也可以适宜地变更。并且，在第1阀主体2A的贯通孔的另一端部结合有分隔调整部3。该分隔调整部3以封闭第1阀主体2A的第1阀室(以下，有时称作容量室。)4的方式嵌装，但是只要旋入并利用省略图示的紧固螺钉进行固定，则能够沿轴向移动来调整并列配置在波纹管22A内的压缩弹簧或波纹管22A的弹力。
沿轴向贯通第1阀主体2A的贯通孔的区段的一端侧形成于容量室4。而且，在贯通孔连设有阀孔5，该阀孔5与容量室4连通且直径小于容量室4的直径。而且，在贯通孔的区段还设置有第2阀室6，该第2阀室6与阀孔5连通且直径大于阀孔5。而且，在贯通孔的区段连设有与第2阀室6连通的第3阀室7。而且，在第2阀室6中的阀孔5的周围形成有第2阀座面6A。
在阀主体2内的第2阀室6形成有第2连通路8。该第2连通路8与省略图示的可变容量型压缩机的吐出室内连通，能够通过容量控制阀1使吐出压力Pd的流体向控制室流入。而且，在阀主体2的第3阀室7形成有第3连通路10。该第3连通路10与可变容量型压缩机的吸入室连通，能够通过容量控制阀1使吸入压力Ps的流体向吸入室流入，并且使其流出。
而且，在容量室4形成有第1连通路9，该第1连通路9使从第2阀室6流入的吐出压力Pd的流体向可变容量型压缩机的控制室(曲柄室)流出。另外，第1连通路9、第2连通路8以及第3连通路10分别例如以2等分至6等分沿阀主体2的周面贯通。而且，阀主体2的外周面形成为4段面，在该外周面沿轴向设置有三处O形圈用安装槽。而且，在该各安装槽安装有O形圈46，该O形圈46对阀主体2与供阀主体2嵌合的外壳的安装孔(省略图示)之间进行密封。
另一方面，在阀芯21的一端设置有与阀座部22B的第1阀座面22C之间进行开闭的第1阀部21A。在第1阀部21A设置有与第1阀座面22C之间进行开闭的第1阀部面21A1。而且，第1阀部21A中的与第1阀部面21A1相反的一侧作为连结部与第2阀部21B的安装孔一体地嵌装。而且，在第1阀部21A的内部形成有沿轴向贯通的中间连通路26。为了与阀主体2的阀孔5的两侧相互组装，从组装上考虑，与该阀芯21结合的第1阀部21A分割出两个元件，但是还能够根据需要形成为一体。该第1阀部21A的连结部的外径形成为小于阀孔5的直径，形成为穿过阀孔5内的流通路，以便在打开第2阀部21B时能够使吐出压力Pd的流体通过阀孔5与连结部之间。
由该第1阀部21A的侧面形成了贯通至中间连通路26的辅助连通路11。该辅助连通路11的直径形成为0.5mm至2.5mm的范围。优选辅助连通路11的直径设为0.8mm至2.0mm。
另外，辅助连通路11并不限于设置在第1阀部21A的侧面，也可以设置在后述的阀座部22B的侧面。
在容量室4内设置有感压体(以下，称作感压装置。)22。该感压装置22将金属制波纹管22A的一端部与分隔调整部3进行密封结合，并且将另一端与阀座部22B结合。该波纹管22A利用磷青铜等制作，其弹簧常数被设计成规定值。感压装置22的内部空间为真空或存在空气。而且，在该感压装置22的波纹管22A的有效受压面积Ab上作用有容量室4内的压力(例如Pc的压力)和吸入压力Ps，从而使感压装置22进行收缩工作。在感压装置22的自由端设置有阀座部22B，该阀座部22B为碟形，并在端部周面设置有第1阀座面22C。
并且，该辅助连通路11的直径有时根据空调机的容量的大小而改变。
另外，在使感压装置22根据制冷剂液体气化而成的控制流体Pc的压力进行收缩而打开第1阀部21A的状态下，使制冷剂液体气化的时间花费10分钟以上的时间。在此期间内，斜板式可变容量型压缩机的控制室的压力处于气化状态，因此该压力逐渐上升，导致气化进一步变慢。但是，通过设置该辅助连通路11，能够使控制室内的制冷剂液体急速气化。而且，若该控制室内的制冷剂液体全部气化，则能够通过容量控制阀1自由地控制控制室内的压力。
阀芯21的作为中间部的第2阀部21B配置在第2阀室6内。而且，在第2阀部21B设置有与第2阀座面6A接合的第2阀部面21B1。
而且，该第2阀部面21B1的密封受压面积构成为与感压装置22的有效受压面积相同的面积或大致相同的面积。
阀芯21的上方侧的第3阀部21C配置在第3阀室7内。该第3阀部21C与形成于固定铁芯31的下端面的第3阀座面31A之间进行开闭。
在阀芯21的内部，中间连通路26从第1阀室4贯通至第3阀室7。而且，在第3阀部21C从第3阀座面31A打开时，控制流体Pc能够从第1阀室4向第3连通路10流出。阀芯21将设置于螺线管杆25的下端部的结合部25A嵌装于阀芯21的嵌合孔21D中。在阀芯21设置有例如4等分的流通孔21E，该流通孔21E位于嵌合孔21D的下方且第3阀室7内。第3阀室7经由该流通孔21E与中间连通路26连通。第3阀室7形成为比阀芯21的外形稍微大的大径面，使来自第3连通路10的吸入压力Ps的流体容易向第3阀室7流入。以上说明的包括阀主体2、阀芯21以及感压装置22在内的图1的下部的结构构成阀部。
螺线管杆25的与结合部25A相反的另一端部嵌装结合于柱塞32的嵌合孔32A内。在阀芯21与柱塞32之间设置有与第1阀主体2A固接的固定铁芯31。而且，螺线管杆25移动自如地嵌合于固定铁芯31的内周面31B。
在该固定铁芯31的柱塞32侧形成有弹簧座室31C。在该弹簧座室31C配置有将第1阀部21A和第2阀部21B从闭阀状态设为开阀状态的弹簧构件(以下，还称作弹性构件)28。即，弹簧构件28产生弹力，以使柱塞32从固定铁芯31分离。固定铁芯31的吸附面31D和柱塞32的接合面32B形成相互相对的锥形面，在相对面之间设置间隙而能够吸引。该固定铁芯31的吸附面31D与柱塞32的接合面32B的接触、分离根据流过电磁线圈35的电流的强度来进行。并且，螺线管壳体33与第2阀主体2B的一端侧的阶梯部固接，并且在内部配置有电磁线圈35。螺线管部30表示以上的整体结构，设置于该螺线管部30的电磁线圈35由省略图示的控制计算机进行控制。
柱塞壳体34与固定铁芯31嵌装，并且滑动自如地与柱塞32嵌合。该柱塞壳体34的一端嵌装于第2阀主体2B的嵌合孔内，并且另一端固定于螺线管壳体33的端部的嵌装孔内。以上结构是螺线管部30。
另外，在图1中，从第1连通路9至第3连通路10的箭头的粗体曲线表示Pc-Ps流路。
接下来，参照图2对第3阀部21C与第3阀座面31A之间的位置关系进行详细说明。
在图2中，第3阀座面31A形成为台阶状，并由以下部分构成：阀芯21的移动方向的第2阀室6侧的大径部31Aa；与大径部31Aa连续的与阀芯21的移动方向大致正交的方向的阀座部31Ab；以及与阀座部31Ab连续而向固定铁芯31的基端侧延伸的小径部31Ac。
与第3阀座面31A对置的第3阀部21C具备：相对面部21Ca，与第3阀座面31A的大径部31Aa相对，直径小于大径部31Aa且大于第3阀座面31A的小径部31Ac；以及抵接部21Cb，能够与阀座部31Ab抵接。
而且，在图2(a)所示的排出液态制冷剂时，即在第2阀部21B为全闭(第3阀部21C为全开)的状态下，第3阀部21C的抵接部21Cb与第3阀座面31A的阀座部31Ab之间的距离L表示阀芯21的冲程，该第2阀部21B为闭阀状态时第3阀部21C的抵接部21Cb与第3阀座面31A的顶端部31Ad之间的移动方向间隙Sv生成最大开口面积S2max。而且，以最大开口面积S2max与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同的方式设定了第3阀座面31A的顶端部31Ad的位置。此时，移动方向间隙Sv具有随着阀芯的移动而急速变化的性质。
另外，箭头的粗体曲线表示Pc-Ps流路。
并且，在图2(b)所示的控制区域中，第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部21C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成。而且，径向间隙Sd被设定为小于辅助连通路11的面积S1，例如S1的10％～30％的值。径向间隙Sd与阀芯21的移动无关地具有大致固定的值。
而且，在图2(c)所示的第2阀部21B为全开(第3阀部21C为全闭)状态的关闭时，第3阀部21C的抵接部21Cb与第3阀座面31A的阀座部31Ab抵接，开口面积S2成为零。
接下来，参照图3对Pc-Ps流路的最小面积进行说明。
在图3中，横轴表示阀芯21的冲程，并且纵轴表示开口面积。
图3的左端是排出液态制冷剂时，即第2阀部21B为全闭(第3阀部21C为全开)的状态，并且图3的右端表示第2阀部21B全开(第3阀部21C为全闭)的状态，左端至横轴的大致中间位置的由虚线构成的纵线所示的范围表示控制区域。
而且，纵轴的大致中间位置的由虚线构成的横线表示辅助连通路11的面积S1。
在本发明中，由于控制区域中的第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路11的面积S1(固定)，因此Pc-Ps流路的最小面积由第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2规定。
在图3中，控制区域中的第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2用实线表示，在左端的排出液态制冷剂时，即在第2阀部21B为全闭(第3阀部21C为全开)的状态下，处于移动方向间隙Sv生成最大开口面积S2max的状态，并且最大开口面积S2max被设定为与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同。随着阀芯21开始移动，首先比辅助连通路11的面积S1急速降低。这是因为，随着阀芯21的移动而通过图2(a)所示的移动方向间隙Sv生成开口面积S2，因此急速降低。
接下来，开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部21C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成，因此成为小于辅助连通路11的面积S1的值。在图3的情况下，径向间隙Sd被设定为辅助连通路11的面积S1的约20％左右的值。
如上所述，本发明的实施例1所涉及的容量控制阀得到如下优异的效果。
(1)对工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域中的第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路11的面积S1，由此在设置辅助连通路来改善可变容量型压缩机的启动时控制室的液态制冷剂的排出功能的容量控制阀中，能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
(2)第2阀部21B为闭阀状态时第3阀部21C与第3阀座面31A之间的最大开口面积S2max被设定为与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同，由此能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小。
(3)第3阀部21C与第3阀座面31A之间的开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部21C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换生成为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成，径向间隙Sd被设定为小于辅助连通路11的面积S1，由此能够从控制区域的初始阶段(阀芯21的冲程较小的阶段)急速降低Pc-Ps流路的最小面积，并且到控制区域的结束阶段(阀芯21的冲程较大的阶段)为止能够维持成较小的值，因此能够在控制区域的整个范围内实现运行效率的提高。
(4)第3阀座面31A形成为台阶状，并由以下部分构成：阀芯21的移动方向的第2阀室6侧的大径部31Aa；与大径部31Aa连续的与阀芯21的移动方向大致正交的方向的阀座部31Ab；以及与阀座部31Ab连续而向基端侧延伸的小径部31Ac，与第3阀座面31A对置的第3阀部21C具备：相对面部21Ca，与大径部31Aa相对，直径小于大径部31Aa且大于小径部31Ac；以及抵接部21Cb，能够与阀座部31Ab抵接，由此能够利用简单的结构实现以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
实施例2
参照图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。
实施例2所涉及的容量控制阀的第3阀部41C以及第3阀座面51A的形状与实施例1所涉及的容量控制阀第3阀部21C以及第3阀座面31A不同，但是其他基本结构与实施例1相同，对相同的部件标注相同的符号，省略重复说明。
在图5中，第3阀座面51A具有圆筒状，并由内径面部51Aa、外径面部51Ab以及与阀芯21的移动方向正交的方向的阀座部51Ac构成。
另一方面，与第3阀座面51A对置的第3阀部41C形成为台阶状，并由以下部分构成：外径面部41Ca，直径大于第3阀座面51A的内径面部51Aa；抵接部41Cb，与该外径面部41Ca连续而向与阀芯21的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，并且能够与阀座部51Ac抵接；倾斜部41Cc，与抵接部41Cb连续而直径小于第3阀座面51A的内径面部51Aa，并且向与第2阀部21B相反的方向且内径方向倾斜；以及阶梯部41Cd，与倾斜部41Cc连续而向与阀芯21的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸。
而且，在图5(a)所示的排出液态制冷剂时，即在第2阀部21B为全闭(第3阀部41C为全开)的状态下，第3阀部41C的抵接部41Cb与第3阀座面51A的阀座部51Ac之间的距离L表示阀芯21的冲程，该第2阀部21B为闭阀状态时第3阀部41C的阶梯部41Cd与第3阀座面51A的阀座部51Ac之间的移动方向间隙Sv生成最大开口面积S2max。而且，以最大开口面积S2max与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同的方式设定了第3阀部41C的阶梯部41Cd的位置。移动方向间隙Sv具有随着阀芯的移动而急速变化的性质。
另外，箭头的粗体曲线表示Pc-Ps流路。
并且，在图5(b)所示的控制区域中，第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部41C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成。在实施例2的情况下，由于具有倾斜部41Cc，因此径向间隙Sd随着阀芯的移动而发生变化。
而且，径向间隙Sd被设定为小于辅助连通路11的面积S1，例如S1的10％～30％的范围。以径向间隙Sd随着阀芯21向上方移动而逐渐变小的方式设定了倾斜部41Cc的倾斜角度θ。该倾斜角度θ优选设定为60°～90°的范围。在倾斜角度θ是90°的情况下，具有与实施例1相同的特性，在倾斜角度θ是0°的情况下，具有与上述的现有技术相同的特性。在图5的情况下，倾斜角θ为约80°。
而且，在图5(c)所示的第2阀部21B为全开(第3阀部41C为全闭)状态的关闭时，第3阀部41C的抵接部41Cb与第3阀座面51A的阀座部51Ac抵接，开口面积S2成为零。
接下来，按照图6对Pc-Ps流路的最小面积进行说明。
在图6中，横轴表示阀芯21的冲程，并且纵轴表示开口面积。
图6的左端是排出液态制冷剂时，即第2阀部21B为全闭(第3阀部41C为全开)的状态，并且相同地右端表示第2阀部21B为全开(第3阀部41C为全闭)的状态，左端至横轴的大致中间位置的由虚线构成的纵线所示的范围表示控制区域。
而且，纵轴的大致中间位置的由虚线构成的横线表示辅助连通路11的面积S1。
在本发明中，控制区域中的第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路11的面积S1(固定)，因此Pc-Ps流路的最小面积由第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2规定。
在图6中，控制区域中的第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2用实线表示，在左端的排出液态制冷剂时，即在第2阀部21B为全闭(第3阀部41C为全开)的状态下，处于移动方向间隙Sv生成最大开口面积S2max的状态，并且最大开口面积S2max被设定为与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同，因此随着阀芯21开始移动，首先比辅助连通路11的面积S1急速降低。这是因为，随着阀芯21的移动而通过图5(a)所示的移动方向间隙Sv生成开口面积S2，因此急速降低。
接下来，开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部41C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成，因此逐渐降低，在控制区域的结束阶段(阀芯21的冲程较大的阶段)成为小于辅助连通路11的面积S1的值。在图6的情况下，径向间隙Sd被设定为辅助连通路11的面积S1的40％～60％的范围。
本发明的实施例2所涉及的容量控制阀具有上述结构，得到如下优异的效果。
(1)对工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域中的第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2被设定为小于辅助连通路11的面积S1，由此在设置辅助连通路来改善可变容量型压缩机的启动时控制室的液态制冷剂的排出功能的容量控制阀中，能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
(2)第2阀部21B为闭阀状态时第3阀部41C与第3阀座面51A之间的最大开口面积S2max被设定为与辅助连通路11的面积S1相同或大致相同，由此能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小。
(3)第3阀部41C与第3阀座面51A之间的开口面积S2在从第2阀部21B的闭阀状态至第3阀部41C的闭阀状态的阀芯21的移动过程中，从基于阀芯21的移动方向的移动方向间隙Sv的生成替换生成为基于与阀芯21的移动方向正交的径向的径向间隙Sd的生成，径向间隙Sd被设定为小于辅助连通路11的面积S1，由此能够从控制区域的初始阶段(阀芯21的冲程较小的阶段)急速降低Pc-Ps流路的最小面积，并且到控制区域的结束阶段(阀芯21的冲程较大的阶段)为止能够维持成较小的值，因此能够在控制区域的整个范围内实现运行效率的提高。
(4)第3阀座面51A形成为圆筒状，并具有内径面部51Aa、外径面部51Ab以及与阀芯21的移动方向正交的方向的阀座部51Ac，与第3阀座面51A对置的第3阀部41C形成为台阶状，并由以下部分构成：外径面部41Ca，直径大于内径面部51Aa；抵接部41Cb，与该外径面部41Ca连续而向与阀芯21的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，并能够与阀座部51Ac抵接；倾斜部41Cc，与抵接部41Cb连续而直径小于内径面部51Aa，并且向与第2阀部21B相反的方向且内径方向倾斜；以及阶梯部41Cd，与倾斜部41Cc连续而向与阀芯21的移动方向大致正交的方向且内径方向延伸，由此能够利用简单的结构提供以下容量控制阀：能够将排出液态制冷剂时的Pc-Ps流路的最小面积确保成与上述的现有技术相同的大小，并且能够缩小控制区域中的Pc-Ps流路的最小面积，从而能够同时实现可变容量型压缩机的启动时间的缩短以及控制时运行效率的提高。
以上，通过实施例对本发明的实施方式进行了说明，但是具体的结构并不限于这些实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内的变更和追加也包含于本发明中。
符号说明
1-容量控制阀，2-阀主体，3-分隔调整部，4-第1阀室(容量室)，5-阀孔，6-第2阀室，6A-第2阀座面，7-第3阀室，8-第2连通路，9-第1连通路，10-第3连通路，11-辅助连通路，21-阀芯，21A-第1阀部，21B-第2阀部，21C-第3阀部，21Ca-相对面部，21Cb-抵接部，21D-嵌合孔，21E-流通孔，22-感压装置，22A-波纹管，22B-阀座部，25-螺线管杆，26-中间连通路，28-弹簧构件，30-螺线管部，31-固定铁芯，31A-第3阀座面，31Aa-大径部，31Ab-阀座部，31Ac-小径部，31Ad-顶端部，32-柱塞，33-螺线管壳体，34-柱塞壳体，35-电磁线圈，41C-第3阀部，41Ca-外径面部，41Cb-抵接部，41Cc-倾斜部，41Cd-阶梯部，51A-第3阀座面，51Aa-内径面部，51Ab-外径面部，51Ac-阀座部，Pd-吐出室压力，Ps-吸入室压力，Pc-控制室压力，S1-辅助连通路的面积，S2-第3阀部与第3阀座面之间的开口面积，Sd-径向间隙，Sv-移动方向间隙。

Claims (4)

1.一种容量控制阀，根据阀部的阀开度对工作控制室内的流量或压力进行控制，所述容量控制阀的特征在于，所述容量控制阀具备阀主体、阀芯、感压体、辅助连通路以及螺线管部，所述阀主体具有：第1阀室，与使控制压力的流体流通的第1连通路连通；第2阀室，具有与所述第1阀室连通的阀孔用第2阀座面，并且与使吐出压力的流体流通的第2连通路连通；以及第3阀室，与使吸入压力的流体流通的第3连通路连通，并且具有第3阀座面，所述阀芯具有：第2阀部，具有中间连通路，并且与所述第2阀座面接触、分离而开闭与所述第1阀室和所述第2阀室连通的阀孔，所述中间连通路配置于所述阀主体内并与所述第1阀室和所述第3连通路连通；第3阀部，与所述第2阀部相反地连动开闭，并且与所述第3阀座面接触、分离而开闭所述中间连通路与第3连通路的连通；以及第1阀部，配置于所述第1阀室，并向与所述第2阀部相同的方向连动开闭，所述感压体配置于所述第1阀室内，并感应吸入压力而进行伸缩，并且在所伸缩的自由端具有第1阀座部，所述第1阀座部与所述第1阀部接触、分离而开闭所述第1阀室与所述中间连通路的连通，所述辅助连通路设置于所述第1阀室内的所述第1阀部或所述第1阀部的第1阀座部，并能够与所述第1阀室内和所述中间连通路连通，所述螺线管部安装于所述阀主体，并根据电流使所述阀芯向开闭所述阀芯的各阀部的移动方向工作，在对所述工作控制室内的流量或压力进行控制的控制区域的整个区域中，所述第3阀部与所述第3阀座面之间的开口面积S2被设定为小于所述辅助连通路的面积S1，所述第2阀部为闭阀状态时所述第3阀部与所述第3阀座面之间的最大开口面积S2max被设定为与所述辅助连通路的面积S1相同。
2.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，所述第3阀部与所述第3阀座面之间的开口面积S2在从所述第2阀部的闭阀状态至所述第3阀部的闭阀状态的所述阀芯的移动过程中，从基于所述阀芯的所述移动方向的移动方向间隙的生成替换生成为基于与所述阀芯的所述移动方向正交的径向的径向间隙的生成，所述径向间隙被设定为小于所述辅助连通路的面积S1。
3.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，所述第3阀座面形成为台阶状，并由所述阀芯的所述移动方向的所述第2阀室侧的大径部、与所述大径部连续的与所述阀芯的所述移动方向正交的方向的第2阀座部以及与所述第2阀座部连续而向基端侧延伸的小径部构成，与所述第3阀座面对置的所述第3阀部具备：相对面部，与所述大径部相对，直径小于所述大径部且大于所述小径部；以及抵接部，能够与所述第2阀座部抵接。
4.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，所述第3阀座面形成为圆筒状，并具有内径面部、第1外径面部以及与所述阀芯的所述移动方向正交的方向的第3阀座部，与所述第3阀座面对置的所述第3阀部形成为台阶状，并由以下部分构成：第2外径面部，直径大于所述内径面部；抵接部，与该第2外径面部连续而向与所述阀芯的所述移动方向正交的方向且内径方向延伸，并能够与所述第3阀座部抵接；倾斜部，与所述抵接部连续而直径小于所述内径面部，并且向与所述第2阀部相反的方向且内径方向倾斜；以及阶梯部，与所述倾斜部连续而向与所述阀芯的移动方向正交的方向且内径方向延伸。
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