专利名称：容量控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对动作流体的容量或压力进行可变控制的容量控制阀，尤其涉及根据压力负荷对在汽车等的空调系统中使用的容量可变型压缩机等的排出量进行控制的容量控制阀。
背景技术：
在汽车等的空调系统中使用的斜板式容量可变型压缩机包括被引擎的旋转力驱动的旋转轴；相对于旋转轴可改变倾斜角度地连结的斜板；以及与斜板连结的压缩用的活塞等，通过改变斜板的倾斜角度，使活塞的行程变化以控制制冷剂气体的排出量。
利用将制冷剂气体吸入的吸入室的吸入压力、将被活塞加压后的制冷剂气体排出的排出室的排出压力、以及收容有斜板的控制室(曲柄室)的控制室压力，并使用通过电磁力被开闭驱动的容量控制阀来对控制室内的压力进行适当地控制，以对作用于活塞的两面的压力的平衡状态进行调整，从而使该斜板的倾斜角度可进行连续变化。
众所周知，此类容量控制阀包括连通排出室与控制室的排出侧通道；形成在排出侧通道的途中的第1阀室；连通吸入室与控制室的吸入侧通道；形成在吸入侧通道的途中的第2阀室(动作室)；使第1阀部和第2阀部成一体地进行往复运动、同时相互向相反方向进行开闭动作的阀体，第1阀部配置在第1阀室内且使排出侧通道开闭，第2阀部配置在第2阀室内且使吸入侧通道开闭；在吸入侧通道的途中靠近控制室形成的第3阀室(容量室)；配置在第3阀室内并沿伸长(膨胀)方向施力且随周围压力的增加而收缩的感压体(波纹管)；设置于感压体的伸缩方向的自由端且具有环状的座面的阀座体(卡合部)；在第3阀室中与阀体成一体地移动且通过与阀座体的卡合及脱离来使吸入侧通道开闭的第3阀部(开阀连结部)；以及对阀体施加电磁驱动力的螺线管等(例如参照专利文献1)。
而且，该容量控制阀中，在容量控制时即使未在容量可变型压缩机上设置离合机构，在需要对控制室压力进行变更时，可使排出室与控制室连通从而对控制室内的压力(控制室压力)进行调整。另外，在容量可变型压缩机处于停止状态，控制室压力上升时，使第3阀部(开阀连结部)从阀座体(卡合部)脱离使吸入侧通道开放，从而使吸入室与控制室连通。
然而，在使斜板式容量可变型压缩机停止并长时间放置后欲启动时，由于控制室(曲柄室)中积存有液体制冷剂(在放置中冷却使制冷剂气体液化而成)，只要该液体制冷剂不被排出就无法对制冷剂气体进行压缩以确保希望的排出量。
因此，要在刚起动时进行希望的容量控制就必须尽快地将该液体制冷剂排出，然而上述以往的容量控制阀中，在使连通控制室与吸入室的吸入侧通道开放时，由于没有考虑形成在第3阀部(开阀连结部)与阀座体(卡合部)间的通道面积与流量的关系，因此在第3阀部的开阀状态下流过的液体制冷剂的流量较少，将液体制冷剂从控制室(曲柄室)排出直至能可靠地进行容量控制需要较长时间。
专利文献1日本专利特开2003-322086号公报 发明公开 发明所要解决的技术问题 鉴于以上情况，本发明的目的在于，提供一种在容量可变型压缩机刚起动时，提高液体制冷剂从控制室排出的排出性能从而可迅速地进行希望的容量控制，可进行稳定的容量控制，并且可实现整体的小型化、低成本化等的容量控制阀。
用于解决技术问题的技术方案 为实现上述目的，本发明的容量控制阀具有连通将流体排出的排出室与控制流体的排出量的控制室的排出侧通道；形成在排出侧通道的途中的第1阀室；连通将流体吸入的吸入室与控制室的吸入侧通道；形成在吸入侧通道的途中的第2阀室；具有形成为一体的第1阀部和第2阀部并通过其往复运动相互进行相反方向的开闭动作的阀体，第1阀部在第1阀室内使排出侧通道开闭，第2阀部在第2阀室内使吸入侧通道开闭；在吸入侧通道的途中比第2阀室更靠近控制室形成的第3阀室；配置在第3阀室内、通过其伸长向使第1阀部开阀的方向施力且随周围压力的增加而收缩的感压体；设置于感压体的伸缩方向的自由端且具有环状的座面的阀座体；在第3阀室中与阀体成一体地移动且通过与阀座体的座面的卡合及脱离来使吸入侧通道开闭的具有环状的卡合面的第3阀部；以及对阀体施加向使第1阀部闭阀的方向的电磁驱动力的螺线管，上述第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的一方形成为球面状，上述第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的另一方以120°＜α＜160°的中心角(α)的形成为锥面状。
利用该结构，在通常的容量控制的状态下，在驱动螺线管使其产生规定的电磁力后，在使第3阀部与阀座体卡合的闭阀状态下，可适当开闭第1阀部及第2阀部以调整控制室压力，从而进行容量控制来达到规定的排出量。
在此，尤其是在螺线管断路、第2阀部将吸入侧通道闭塞的状态下将容量可变型压缩机以长时间停止状态放置后，则控制室中会积存有液体制冷剂使得控制室压力上升，该控制室压力使感压体收缩以使第3阀部从阀座体脱离而变为开阀状态。在螺线管接通使阀体开始起动后，在第1阀部向闭阀方向移动的同时，第2阀部向开阀方向移动。
而且，在吸入侧通道处于开放状态时，控制室内的液体制冷剂从吸入侧通道排出至吸入室。此时，第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的另一方以满足上述条件的中心角α形成为锥面状，因此可有效地将液体制冷剂排出，从而迅速地转换为希望的容量控制。另一方面，在第3阀部与阀座体卡合而闭阀时，可起到调芯作用从而得到可靠的闭塞(密封)状态。
上述结构中，可采用第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状的结构。
利用该结构，在第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的另一方以满足上述条件的中心角α的形成为锥面状的状态下，且第3阀部的卡合面及阀座体的座面中的一方以满足上述条件的曲率半径R形成为球面状，因此可有效地将液体制冷剂排出，从而迅速地转换为希望的容量控制。
上述结构中，可采用感压体的受压面积与第3阀部的受压面积相同的结构。
若使用该结构，在第3阀室内，由于作用于感压体的控制室压力被抵消，因此在通常的容量控制状态下，阀体可不受控制室压力的影响地进行稳定的容量控制。
上述结构中，可采用以下结构第3阀室在吸入侧通道的途中比第1阀室更靠近控制室来形成，第3阀部从第1阀室插通至第3阀室地相对于第1阀部设置于第2阀部的相反侧，阀体沿其轴线方向从第2阀部贯通至第3阀部地形成吸入侧通道的一部分，从第3阀室到控制室的吸入侧通道与从第3阀室到控制室的排出侧通道形成为同一通道。
若使用该结构，可容易地将配置有第1阀部的第1阀室、配置有第2阀部的第2阀室、以及配置有第3阀部的第3阀室沿具有第3阀部、第2阀部以及第1阀部的阀体的长度方向(往复方向)排列，从而实现整体的集中化、结构的简略化、小型化。
上述结构中，可采用以下结构第3阀部从第1阀室向第3阀室形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，其外周缘具有环状的卡合面，阀座体形成为凹状且其外周缘具有环状的座面。
若采用该结构，可在充分确保连通第3阀室与第1阀室的通道的同时形成供第1阀部入座的座面，并可容易地形成外径大于第1阀部的外径的第3阀部。另外，通过将第3阀部另行附加于阀体，可使组装容易地进行。
上述结构中，可采用将第3阀部的受压面积设定为大于第1阀部的受压面积的结构。
若使用该结构，在第1阀部开阀、排出流体(排出压力)从排出室向第3阀室及控制室流入时，第3阀部受到其使第1阀部闭阀的方向的压力，因此可抑制控制室压力的急剧上升，以得到平稳的压力变化特性。由此，在现有的容量控制阀具有这种平稳的压力变化特性时，无需其他的变更就可将本发明的容量控制阀与现有的容量控制阀进行交换。
上述结构中，可采用使感压体的有效径φb及第3阀部的密封径φr1满足0.8＜φr1/φb＜1.0来形成的结构。
若使用该结构，在起动时，控制室与吸入室的压差有效地作用于使第3阀部开阀的方向，能使第3阀部的开阀量变为最大。由此，可更有效地将积存在控制室中的液体制冷剂排出。
发明效果 若使用具有以上结构的容量控制阀，可得到一种容量控制阀尤其在容量可变型压缩机刚起动时，可将积存在控制室中的液体制冷剂迅速地排出，从而迅速且可靠地进行希望的容量控制，可进行稳定的容量控制，并且可实现整体的小型化、低成本化等。
图1是表示具有本发明的容量控制阀的斜板式容量可变型压缩机的概略结构图。
图2是表示本发明的容量控制阀的一实施方式的剖视图。
图3是将容量控制阀局部放大的局部放大剖视图。
图4是将容量控制阀局部放大的局部放大剖视图。
图5是将容量控制阀局部放大的局部放大剖视图。
图6是将容量控制阀中的第3阀部和阀座体放大的局部放大剖视图。
图7是表示容量控制阀中的第3阀部的卡合面与阀座体的座面的关系中、形成为球面状的面的曲率半径R与流路面积的关系的图。
图8是表示容量控制阀中的第3阀部的受压面积大于第1阀部的受压面积时的压力特性的图。
图9是表示容量控制阀中的有关第3阀部的开口面积的特性的图表。
(符号说明) M斜板式容量可变型压缩机 V容量控制阀 10外壳 11排出室 12控制室13吸入室 14气缸 15连通道(排出侧通道) 16连通道(排出侧通道、吸入侧通道)17连通道(吸入侧通道) 20旋转轴21斜板 22活塞 23连结部件 24被动皮带轮25冷凝器 26膨胀阀27蒸发器 30阀身 31、32连通道(排出侧通道) 33连通道(排出侧通道、吸入侧通道)34连通道(吸入侧通道) 35第1阀室 35a座面 36第2阀室 36a座面 37引导通道 38第3阀室 39闭塞部件 40阀体 41第1阀部 42第2阀部 43第3阀部 43a环状的卡合面 44连通道(吸入侧通道)50感压体 51波纹管52盘簧 53阀座体53a环状的座面 60螺线管61螺线管主体 62外壳 63套筒 64固定铁心 65驱动杆 66可动铁心 67盘簧 68激磁用的线圈 Pd排出压力 Pc控制室压力Ps吸入压力 R曲率半径 α中心角 Ab感压体的受压面积Ar1第3阀部的受压面积 As第1阀部的受压面积 Ar2第2阀部的受压面积 φb感压体的有效径φr1第3阀部的密封径
具体实施例方式 以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。
该斜板式容量可变型压缩机M如图1所示，包括外壳10，该外壳10中划分有排出室11、控制室(也称为曲柄室)12、吸入室13、多个气缸14、使气缸14与排出室11连通且利用排出阀11a开闭的孔11b、使气缸14与吸入室13连通且利用吸入阀13a开闭的孔13b、与外部的冷却回路连接的排出孔11c及吸入孔13c、作为连通排出室11和控制室12的排出侧通道的连通道15、兼用为所述排出侧通道及连通控制室12与吸入室13的吸入侧通道的连通道16、以及作为吸入侧通道的连通道17等；从控制室(曲柄室)12内向外部突出且可旋转地设置的旋转轴20；与旋转轴20成一体地旋转且相对于旋转轴20可改变倾斜角度地连结的斜板21；可往复运动地嵌合在各自的气缸14内的多个活塞22；将斜板21与各自的活塞22连结的多个连结部件23；安装于旋转轴20的被动皮带轮24；以及装入外壳10内的本发明的容量控制阀V等。
另外，该斜板式容量可变型压缩机M中，对排出孔11c及吸入孔13c连接有冷却回路，该冷却回路中依次排列设置有冷凝器(condenser)25、膨胀阀26、蒸发器(evaporator)27。
容量控制阀V如图2所示，包括由金属材料或树脂材料形成的阀身30；可往复地配置在阀身30内的阀体40；对阀体40向一个方向施力的感压体50；以及与阀身30连接并对阀体40施加电磁驱动力的螺线管60等。
阀身30如图2至图5所示，包括作为排出侧通道发挥作用的连通道31、32、33；与下述阀体40的连通道44一起作为吸入侧通道发挥作用的连通道33、34；形成在排出侧通道的途中的第1阀室35；形成在吸入侧通道的途中的第2阀室36；引导阀体40的引导通道37；排出侧通道及吸入侧通道的靠近控制室12处形成的第3阀室38等。另外，阀身30中螺合安装有闭塞部件39，从而构成阀身30的一部分并形成第3阀室38。
也就是说，连通道33及第3阀室38可兼用为排出侧通道及吸入侧通道的一部分，连通道32将第1阀室35和第3阀室38连通且形成有供阀体40插通(在确保流体流过的间隙的同时使阀体40通过)的阀孔。另外，连通道31、33、34分别在圆周方向上呈放射状地排列有多条(例如以90度的间隔形成有4条)。
而且，第1阀室35中，在连通道(阀孔)32的缘部形成有供下述阀体40的第1阀部41入座的座面35a，且在第2阀室36中，在下述固定铁心64的端部形成有供下述阀体40的第2阀部42入座的座面36a。
在此，由于从控制室12到第3阀室38的吸入侧通道与从第3阀室38到控制室12的排出侧通道形成为同一通道33，可容易地将第1阀室35、第2阀室36、以及第3阀室38沿阀体40的长度方向(往复方向)排列，从而实现整体的集中化、结构的简略化、小型化。
如图2至图5所示，阀体40形成为大致圆筒状，包括位于阀体40一端侧的第1阀部41；位于阀体40另一端侧的第2阀部42；相对于第1阀部41从第2阀部42的相反侧另行安装连接的第3阀部43；沿阀体40的轴线方向从第2阀部42贯穿至第3阀部43的作为吸入侧通道发挥作用的连通道44等。
第3阀部43从第1阀室35向第3阀室38形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，并插通于连通道(阀孔)32，且其外周缘具有与下述阀座体53相对的环状的卡合面43a。
在此，第3阀部43的卡合面43a如图6所示，向外呈凸状且以曲率半径R形成为球面状，且曲率半径R的值满足9mm＜R＜11mm。
感压体50如图2至图5所示，包括波纹管51、压缩配置在波纹管51内的盘簧52、阀座体53等。波纹管51的一端固定于闭塞部件39，在其另一端(自由端)上保持有阀座体53。
阀座体53其外周缘具有与第3阀部43的卡合面43a相对并与其卡合及脱离的环状的座面53a。
在此，阀座体53的座面53a如图6所不，向外呈(与第3阀部43相对向)凹状且形成中心角为α的锥面状，而且，中心角α的值满足120°＜α＜160°。
也就是说，感压体50配置在第3阀室38内，通过其伸长(膨胀)对第1阀部41向开阀方向施力且随周围(第3阀室38及阀体40的连通道44内)的压力的增加而收缩以减弱对第1阀部41的施力。
如上所述，使吸入侧通道(连通道44)开闭的第3阀部43与阀座体53的关系中，呈球面状的卡合面43a的曲率半径R为9mm＜R＜11mm，呈锥面状的座面53a的中心角α为120°＜α＜160°，也就是说，R＝9mm时α＝120°，R＝11mm时α＝160°，通过这样的对应关系，可实现整体的小型化，且可确保在刚起动时将液体制冷剂(控制室压力Pc)有效排出的必要流路面积。另外，此时的波纹管51的(规定有效受压面积的)有效径φb为φ8mm左右。
也就是说，如图7所示，若卡合面43a的曲率半径R超出9mm(此时，座面53a的中心角α为120°)，则可确保将液体制冷剂从控制室12迅速排出的必要流路面积，另一方面，若卡合面43a的曲率半径R超出11mm(此时，座面53a的中心角α为160°)，则流路面积不再增加，因此通过将曲率半径R射定为小于11mm，可防止第3阀部43及阀座体53超出必要大小以实现整体的小型化。
另外，由于第3阀部43与阀座体53在闭阀时互相以凹凸状卡合，因此可起到调芯作用，从而可靠地将连通道(吸入侧通道)44、33闭塞(密封)。
螺线管60如图2所示，包括与阀身30连结的螺线管主体61、围绕整体的外壳62、一端封闭的套筒63、配置在螺线管主体61及套筒63的内侧的圆筒状的固定铁心64、在固定铁心64的内侧可自由往复且其前端侧与阀体40连结形成连通道44的驱动杆65、固定于驱动杆65的另一端侧的可动铁心66、向第1阀部41的开阀方向对可动铁心66施力的盘簧67、通过绕线管卷绕于套筒63的外侧的激磁用的线圈68等。
上述结构中，在线圈68处于非通电状态时，利用感压体50及盘簧67的施加力，阀体40向图3中的右侧移动，在第1阀部41从座面35a离开使连通道(排出侧通道)31、32开放的同时，第2阀部42入座于座面36a使连通道(吸入侧通道)34、44闭塞。此时，在控制室压力Pc上升至规定等级以上后，如图3所示，使感压体50收缩使得阀座体53变为从第3阀部43后退并脱离(在第3阀室38中使吸入侧通道开放)的状态。
另一方面，对线圈68通入规定电流值(I)以上的电流后，利用朝与感压体50及盘簧67的施加力相反的方向作用的螺线管60的电磁驱动力(施加力)，使阀体40向图5中的左侧移动，在第1阀部41入座于座面35a使连通道(排出侧通道)31、32闭塞的同时，第2阀部42从座面36a离开使连通道(吸入侧通道)34、44开放。在此刚起动时，在控制室压力Pc上升至规定等级以上后，如图4所示，从阀座体53脱离第3阀部43使得吸入侧通道开放的状态到第3阀部43入座于阀座体53的期间，积存在控制室12内的液体制冷剂等经由连通道(吸入侧通道)44、34被排出至吸入室13。
上述结构中，如图3所示，设感压体50(的波纹管51)的有效径φb的受压面积为Ab、第3阀部43的密封径φr1的受压面积为Ar1、第1阀部41的密封径的受压面积为As、第2阀部42的密封径的受压面积为Ar2、感压体50的施加力为Fb、盘簧67的施加力为Fs、螺线管60的电磁驱动力所产生的施加力为Fsol、排出室11的排出压力为Pd、吸入室13的吸入压力为Ps、控制室(曲柄室)12的控制室压力为Pc时，作用于阀体40的力的平衡关系式是 Pc·(Ab-Ar1)+Pc·(Ar1-As)+Ps·Ar1+Ps·(Ar2-Ar1)+Pd·(As-Ar2)＝Fb+Fs-Fsol 另外，在上述结构中，感压体50的受压面积Ab与第3阀部43的受压面积Ar1相同，且第1阀部41的受压面积As与第2阀部42的受压面积Ar2相同，而且第3阀部43的受压面积Ar1大于第1阀部41的受压面积As。
也就是说，通过使受压面积Ab＝受压面积Ar1，在第3阀室38内，控制室压力Pc作用于感压体50和第3阀部43的力相抵消，从而可防止控制室压力Pc的影响，使得阀体40不受控制室压力Pc影响地进行动作，从而可进行稳定的容量控制。
另外，通过使受压面积As＝受压面积Ar2，作用于阀体40的排出压力Pd相抵消而造成的影响，从而可使阀体40不受排出压力Pd影响地进行动作，以进行稳定的容量控制。
而且，通过使受压面积Ar1＞受压面积As，在第1阀部41开阀使得排出流体(排出压力Pd)从排出室11流入第3阀室38及控制室12时，对应于受压面积的差(Ar1-As)，第3阀部43沿第1阀部41的闭阀方向承受该排出压力Pd，因此从图8中的二点划线所示的特性变为实线所示的特性，可抑制控制室压力Pc的急剧上升，以得到平稳的压力变化特性。由此，在现有的容量控制阀具有这种平稳的压力变化特性时，无需变更控制软件等其它结构就可将本发明的容量控制阀V与现有的容量控制阀进行交换。
接下来，对具有该容量控制阀V的斜板式容量可变型压缩机M被应用于汽车的空调系统时的动作进行说明。
首先，利用引擎的旋转驱动力，通过传送带(未图示)及被动皮带轮24使旋转轴20旋转后，斜板21与旋转轴20成一体旋转。在斜板21旋转后，活塞22以对应于斜板21的倾斜角度的行程在气缸14内往复运动，从吸入室13被吸入气缸14内的制冷剂气体被活塞22压缩并排出至排出室11。而且，被排出的制冷剂气体从冷凝器25通过膨胀阀26向蒸发器27供给，在进行制冷循环的同时返回吸入室13。
在此，制冷剂气体的排出量由活塞22的行程决定，活塞22的行程由通过控制室12内的压力(控制室压力Pc)来控制的斜板21的倾斜角度来决定。
首先，在螺线管60断路、第2阀部42将连通道(吸入侧通道)34、44闭塞的状态下将容量可变型压缩机以长时间停止状态放置后，则控制室12中会积存有液体制冷剂使得控制室压力Pc上升。而且，如图3所示，控制室压力Pc使感压体50收缩以使第3阀部43从阀座体53脱离而变为开阀状态。
在此状态下，在螺线管60接通使阀体40开始起动后，在第1阀部41向闭阀方向移动的同时，第2阀部42向开阀方向移动。而且，如图4所示，在第2阀部42开阀使连通道(吸入侧通道)44、34处于开放状态时，控制室12内的液体制冷剂从连通道(吸入侧通道)33、44、34排出至吸入室12。而且，在控制室压力Pc变为规定等级以下时感压体50发生弹性回复而伸长，如图5所示，阀座体53与第3阀部43卡合并闭阀，使连通道(吸入侧通道)33、44、34闭塞。
在该排出过程中，第3阀部43的卡合面43a以曲率半径R(9mm＜R＜11mm)形成为球面状，且阀座体53的座面53a形成为中心角α(120°＜α＜160°的锥面状，因此可有效地将液体制冷剂排出，从而迅速地转换为希望的容量控制。
而且，在最小排出量的运转状态下，在螺线管60(线圈68)处于非通电状态时，可动铁心66及驱动杆65利用盘簧52、67的施加力后退并停止于休止位置，且阀体40移动至第1阀部41从座面35a离开使连通道(排出侧通道)31、32开放、第2阀部42入座于座面36a使得连通道(吸入侧通道)34、44处于闭塞状态的位置。由此，将排出流体(排出压力Pd)经由连通道(排出侧通道)31、32、33向控制室12内供给。而且，斜板21的倾斜角度被控制为最小，使活塞22的行程变为最小。从而使制冷剂气体的排出量变为最小。
另一方面，在最大排出量的运转状态下，对螺线管60(线圈68)通入规定电流值(I)，可动铁心66及驱动杆65克服感压体50及盘簧67的施加力将阀体40移动至使第1阀部41入座于座面35a使连通道(排出侧通道)31、32闭塞、且使第2阀部42从座面36a离开使得连通道(吸入侧通道)34、44处于开放状态的位置。
在控制室12内积存有流体使得控制室压力Pc上升至规定等级以上后，感压体50承受该压力而收缩，使阀座体53从第3阀部43脱离使得连通道(吸入侧通道)34、44开放，因此积存在控制室12内的流体(制冷剂气体、泄漏气体等)经由连通道(吸入侧通道)33、44、34排出至吸入室13。由此，斜板21的倾斜角度被控制为最大，使活塞22的行程变为最大。从而使制冷剂气体的排出量变为最大。
另外，在最小至最大间的中间区域内的排出量的运转状态下，可适当控制对螺线管60(线圈67)通入的电流大小以改变电磁驱动力(施加力)。也就是说，利用电磁驱动力适当调整阀体40的位置来控制第1阀部41的开阀量和第2阀部42的开阀量以得到希望的排出量。
上述实施方式中，将配置有感压体50(阀座体53)及第3阀部43的第3阀室38设置在兼用为排出侧通道及吸入侧通道的连通道的途中，然而并不限定于此，也可设置在作为别的路径形成的吸入侧通道的途中。
上述实施方式中，说明了感压体50的受压面积Ab与第3阀部43的受压面积Ar1相同的情况，然而并不限定于此，也可使第3阀部43的卡合面43a及阀座体54的座面53a的一方形成为球面状，且第3阀部43的卡合面43a及阀座体54的座面53a的另一方形成为中心角α满足(120°＜α＜160°)的锥面状，且感压体50的有效径φb与第3阀部43的密封径φr1的关系满足0.8＜φr1/φb＜1.0。
由此，通过使第3阀部43的密封径φr1略小于感压体50的有效径φb，在起动时，控制室12与吸入室13的压差(Pc-Ps)有效地作用于第3阀部43的开阀方向，如图9所示，可使第3阀部43的开阀量(开口面积)变为最大。由此，可更有效地将积存在控制室12中的液体制冷剂排出。
上述实施方式中，说明了第3阀部43的卡合面43a以满足9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状，且阀座53的座面53a以满足120°＜α＜160°的中心角α形成为锥面状的情况，然而并不限定于此，也可采用相反的第3阀部43的卡合面43a以满足120°＜α＜160°的中心角α形成为锥面状，且阀座53的座面53a以满足9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状的结构，或者使第3阀部43的卡合面43a及阀座体53的座面53a的一方形成为球面状，且第3阀部43的卡合面43a及阀座体53的座面53a的另一方以满足120°＜α＜160°的中心角α形成为锥面状。
另外，中心角α与曲率半径R的关系并不限定为上述关系，在9mm＜R＜11mm及120°＜α＜160°的范围内的各种组合都能够发挥同样的效果。
产业上的利用可能性 如上所述，本发明的容量控制阀尤其在容量可变型压缩机刚起动时，可迅速地将积存在控制室中的液体制冷剂排出并迅速且可靠地进行希望的容量控制，并且可实现整体的小型化、低成本化等，因此当然可适用于在汽车等的空调系统中使用的容量可变型压缩机，还可在其它对流体的容量进行可变控制的机械中作为进行容量控制的容量控制阀使用。
图9 第3阀部的开口面积 第3阀部的密封径(φr1)/感压体的有效径(φb)
权利要求
1.一种容量控制阀，其特征在于，包括
连通将流体排出的排出室与控制流体的排出量的控制室的排出侧通道；
形成在所述排出侧通道的途中的第1阀室；
连通将流体吸入的吸入室与所述控制室的吸入侧通道；
形成在所述吸入侧通道的途中的第2阀室；
具有形成为一体的第1阀部和第2阀部并通过其往复运动相互进行相反方向的开闭动作的阀体，第1阀部在所述第1阀室内使所述排出侧通道开闭，第2阀部在所述第2阀室内使所述吸入侧通道开闭；
在所述吸入侧通道的途中比所述第2阀室更靠近所述控制室形成的第3阀室；
配置在所述第3阀室内、通过其伸长朝使所述第1阀部开阀的方向施力且随周围压力的增加而收缩的感压体；
设置于所述感压体的伸缩方向的自由端且具有环状的座面的阀座体；
在所述第3阀室中与所述阀体成一体地移动且通过与所述阀座体的座面的卡合及脱离来使所述吸入侧通道开闭的具有环状的卡合面的第3阀部；
以及对所述阀体施加向使所述第1阀部闭阀的方向的电磁驱动力的螺线管，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的一方形成为球面状，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的另一方以120°＜α＜160°的中心角α形成为锥面状。
2.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状。
3.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，所述感压体的受压面积与所述第3阀部的受压面积相同。
4.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状，
所述感压体的受压面积与所述第3阀部的受压面积相同。
5.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀室在所述吸入侧通道的途中比所述第1阀室更靠近所述控制室来形成，
所述第3阀部从所述第1阀室插通至第3阀室地相对于所述第1阀部设置于所述第2阀部的相反侧，
所述阀体沿其轴线方向从所述第2阀部贯通至第3阀部地形成所述吸入侧通道的一部分，
从所述第3阀室到所述控制室的所述吸入侧通道与从所述第3阀室到所述控制室的所述排出侧通道形成为同一通道。
6.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状，
所述第3阀室在所述排出侧通道的途中比所述第1阀室更靠近所述控制室来形成，
所述第3阀部从所述第1阀室插通至第3阀室地相对于所述第1阀部设置于所述第2阀部的相反侧，
所述阀体沿其轴线方向从所述第2阀部贯通至第3阀部地形成所述吸入侧通道的一部分，
从所述第3阀室到所述控制室的所述吸入侧通道与从所述第3阀室到所述控制室的所述排出侧通道形成为同一通道。
7.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述感压体的受压面积与所述第3阀部的受压面积相同，
所述第3阀室在所述排出侧通道的途中比所述第1阀室更靠近所述控制室来形成，
所述第3阀部从所述第1阀室插通至第3阀室地相对于所述第1阀部设置于所述第2阀部的相反侧，
所述阀体沿其轴线方向从所述第2阀部贯通至第3阀部地形成所述吸入侧通道的一部分，
从所述第3阀室到所述控制室的所述吸入侧通道与从所述第3阀室到所述控制室的所述排出侧通道形成为同一通道。
8.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的卡合面及所述阀座体的座面中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径R形成为球面状，
所述感压体的受压面积与所述第3阀部的受压面积相同，
所述第3阀室在所述排出侧通道的途中比所述第1阀室更靠近所述控制室来形成，
所述第3阀部从所述第1阀室插通至第3阀室地相对于所述第1阀部设置于所述第2阀部的相反侧，
所述阀体沿其轴线方向从所述第2阀部贯通至第3阀部地形成所述吸入侧通道的一部分，
从所述第3阀室到所述控制室的所述吸入侧通道与从所述第3阀室到所述控制室的所述排出侧通道形成为同一通道。
9.如权利要求5所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部从所述第1阀室向所述第3阀室形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，其外周缘具有所述环状的卡合面，
所述阀座体形成为凹状且其外周缘具有所述环状的座面。
10.如权利要求6所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部从所述第1阀室向所述第3阀室形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，其外周缘具有所述环状的卡合面，
所述阀座体形成为凹状且其外周缘具有所述环状的座面。
11.如权利要求7所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部从所述第1阀室向所述第3阀室形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，其外周缘具有所述环状的卡合面，
所述阀座体形成为凹状且其外周缘具有所述环状的座面。
12.如权利要求8所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部从所述第1阀室向所述第3阀室形成为从直径较小的状态变为末端扩大的状态，其外周缘具有所述环状的卡合面，
所述阀座体形成为凹状且其外周缘具有所述环状的座面。
13.如权利要求9所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的受压面积设定为大于所述第1阀部的受压面积。
14.如权利要求10所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的受压面积设定为大于所述第1阀部的受压面积。
15.如权利要求11所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的受压面积设定为大于所述第1阀部的受压面积。
16.如权利要求12所述的容量控制阀，其特征在于，
所述第3阀部的受压面积设定为大于所述第1阀部的受压面积。
17.如权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
所述感压体的有效径φb及所述第3阀部的密封径φr1满足0.8＜φr1/φb＜1.0来形成。
全文摘要
本发明的容量控制阀包括具有形成为一体的第1阀部(41)及第2阀部(42)的阀体(40)，第1阀部(41)使连通排出室(11)与控制室(12)的排出侧通道开闭，第2阀部(43)使连通吸入室(13)与控制室(12)的吸入侧通道开闭；配置在吸入侧通道的途中的第3阀室(38)内的感压体(50)；设置在感压体(50)上的阀座体(53)；以及与阀体(40)结合且通过与阀座体(53)的卡合及脱离来使吸入侧通道开闭的第3阀部(43)等。第3阀部的卡合面(43a)及阀座体的座面(53a)中的一方以9mm＜R＜11mm的曲率半径(R)形成为球面状，第3阀部的卡合面(43a)及阀座体的座面(53a)中的另一方以120°＜α＜160°的中心角(α)的形成为锥面状。由此，可将积存在控制室中的液体制冷剂等有效地排出，从而可迅速地进行规定的容量控制。
文档编号F04B27/14GK101124405SQ20068000551
公开日2008年2月13日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年2月24日
发明者梅村聪, 太田雅树, 川口真广, 长亮丞, 白藤启吾, 岩俊昭 申请人:株式会社丰田自动织机, 伊格尔工业股份有限公司