技术领域
本发明涉及一种用于可变容积式压缩机的控制阀，更具体地涉及这样一种用于可变容积式压缩机的控制阀，其用于将从压缩机排放的制冷剂流控制成恒定流速。
背景技术：
对于用在汽车空调的制冷循环中以压缩制冷剂的压缩机，采用能改变制冷剂的体积(排放量)的可变容积式压缩机，以便得到足够的冷却能力，而不受作为压缩机驱动源的发动机的转速限制。在这样的可变容积式压缩机中，与由发动机驱动旋转的转动轴相平行地往复运动的活塞连接至装配在转动轴上的摇摆板(旋转斜盘(swashplate))，并通过在改变该摇摆板在曲轴箱内的倾斜角度的同时使该摇摆板转动，来改变活塞的行程，从而控制压缩机的容积，即，制冷剂的排放量。
为了改变摇摆板的倾斜角度，通过将压缩的制冷剂的一部分引入气密密闭的曲轴箱内以使得曲轴箱中的压力发生变化，而改变作用在每个与摇摆板相连的活塞的两侧上的压力的平衡。
通常，通过控制在连通排放腔室和曲轴箱之间的通路中设置的用于压缩机的控制阀，使得通过控制阀的连通被允许或阻塞，来改变曲轴箱中的压力。于是，当将控制阀设定至预定阀升程时，如果发动机的转速增加，则从排放腔室引入到曲轴箱中的压力增大以使得摇摆板的倾斜角度接近于与转动轴垂直的角度，从而将可压缩的制冷剂的体积控制成较小。相反，当发动机的转速减小时，引入曲轴箱中的压力减小，从而将可压缩的制冷剂的体积控制成较大。因此，可变容积式压缩机被控制成使得不管发动机的转速如何，排放的制冷剂的体积不变。
对于使用用于其的控制阀来控制可变容积式压缩机的容积的方法，例如，通常公知的是，使得抽吸腔室中的抽吸压力Ps保持恒定，并使得抽吸腔室中的抽吸压力Ps与排放腔室中的排放压力Pd之间的差压保持恒定。还公知的是，使得从压缩机排放的制冷剂的流速变得恒定(例如参见日本未审专利特开2001-107854号公报(第[0035]～[0036]段以及图3))。
根据在日本未审专利特开2001-107854号公报中所公开的用于可变容积式压缩机的该控制阀，通过传感器检测两个压力监测点之间的差压，从而间接掌握被吸入抽吸腔室中的制冷剂的流速，并且所述控制阀对从排放腔室引入到曲轴箱中的制冷剂的流速进行控制，使得被吸入抽吸腔室中的制冷剂的流速变得恒定，从而将从压缩机排放的制冷剂的流速控制成恒定。
作为对比，还公知一种用于可变容积式压缩机的控制阀，其省去了用于检测两个压力监测点之间的差压的传感器(例如参见日本未审专利特开2004-116349号公报(第[0102]～[0108]段以及图12))。该控制阀包括：第一控制阀，其控制允许从压缩机的排放腔室流到压缩机的制冷剂出口的制冷剂的流速；第二控制阀，其使用其隔膜来感测第一控制阀前后的差压，并基于该差压对允许从排放腔室流入压缩机的曲轴箱的制冷剂的流速进行控制，以改变压缩机的容积，从而将第一控制阀所允许制冷剂流动的流速控制成恒定；以及螺线管部分，其设定第一控制阀所允许制冷剂流动的流速，这些部件都沿着同一轴线布置。根据该控制阀，第一控制阀形成一可变口，该可变口的制冷剂通路的通路面积由螺线管部分根据外部条件的变化设定，并且第二控制阀感测所述可变口前后的差压，并控制曲轴箱中的压力，使得差压变得等于预定值。因此，将设定成特定通路面积的可变口前后的差压保持在所述预定值，从而将从压缩机排放的制冷剂的流速控制成恒定。
在上述日本未审专利特开2004-116349号公报中公开的传统控制阀中，当压缩机停止操作时，其压缩和排放制冷剂的能力突然消失，从而颠倒了处于高压的排放腔室和位于第一控制阀下游的制冷剂出口之间的压力关系。这样的动作不是将第二控制阀控制到最小容积侧，而是将其控制到最大容积侧。为了解决该问题，这样配置传统控制阀，即，假设在制冷剂出口处设置单向阀，从而防止第一控制阀在压缩机停止时受到制冷剂出口处的压力的不利影响。因此，使用传统控制阀的可变容积式压缩机由于必须设置单向阀而具有增加制造成本的问题。
技术实现要素：
针对上述问题而做出了本发明，其目的在于提供一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀是这样的类型，其在无需在压缩机的制冷剂出口处设置单向阀的情况下控制排放的制冷剂的流速。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀包括：第一控制阀，该第一控制阀控制所述第一控制阀所允许制冷剂从所述压缩机的排放腔室流向该压缩机的制冷剂出口的流速；第二控制阀，该第二控制阀基于所述第一控制阀前后的差压来控制所述第二控制阀所允许制冷剂从所述排放腔室流入所述压缩机的曲轴箱的流速，以改变所述压缩机的容积，从而将所述第一控制阀所允许制冷剂流动的流速控制成恒定；以及螺线管部分，该螺线管部分设定所述第一控制阀所允许制冷剂流动的流速，其中，所述控制阀被制成为对于所述第一控制阀的下游侧的压力不敏感，并且当所述螺线管部分处于未通电状态时，所述第一控制阀处于完全关闭状态，而所述第二控制阀处于完全打开状态，即使当所述第一控制阀的下游侧的压力等于或高于所述第一控制阀的上游侧的压力时，所述第二控制阀也被强制保持在完全打开状态。
结合附图从以下说明中将清楚本发明的上述和其它目的、特征及优点，附图仅以示例方式示出了本发明的优选实施例。
附图说明
图1是根据第一实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的整体结构的中央纵剖视图；
图2是根据第一实施例的控制阀的阀部分的结构的局部放大剖视图；
图3是根据第二实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图4是根据第三实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图5是根据第四实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图6是根据第五实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图7是根据第六实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图8是根据第七实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图9是根据第八实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图；
图10A至图10C为用于说明隔膜的特性的视图，其中图10A示出了在隔膜上没有施加差压的状态，图10B示出了隔膜通过差压移动的状态，且图10C示出了差压沿着与移动方向相反的方向施加在移动的隔膜上的状态；以及
图11A至图11B为示出了根据第八实施例的控制阀的差压感测部分的结构的说明图，其中图11A示出了压缩机的排放腔室中的压力高于压缩机的制冷剂出口中的压力的情况，且图11B示出了排放腔室中的压力低于制冷剂出口中的压力的情况。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是根据本发明第一实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的整体结构的中央纵剖视图。图2是表示根据第一实施例的控制阀的阀部分的结构的局部放大剖视图。
用于可变容积式压缩机的控制阀10包括第一控制阀10A、第二控制阀10B和螺线管部分10C，第一控制阀10A控制供高压制冷剂从压缩机的排放腔室流向压缩机的制冷剂出口的制冷剂通路的通路横截面积，第二控制阀10B控制从压缩机的排放腔室供应至曲轴箱的制冷剂的流速，螺线管部分10C设定第一控制阀10A的制冷剂通路的通路横截面积，这些部件都设置在同一轴线上。
第一控制阀10A和第二控制阀10B具有第一主体11和压配到第一主体11中的第二主体12。第一主体11和第二主体12设有端口13、端口14和端口15。当将控制阀10安装在压缩机中时，端口13与压缩机的排放腔室连通，用于将处于排放压力Pdh的制冷剂引入第一控制阀10A中，端口14与压缩机的制冷剂出口连通，用于从第一控制阀10A排放处于排放压力Pd1的制冷剂，端口15与压缩机的排放腔室连通，用于将处于排放压力Pdh2的制冷剂引入第二控制阀10B中。第二主体12的最前端形成有端口16，端口16与压缩机的曲轴箱连通，用于从第二控制阀10B排放处于压力Pc的制冷剂。
尽管可将控制阀10应用于这样的可变容积式压缩机，即该压缩机构造成当将控制阀10安装在其内时，处于排放压力Pdh的端口13和处于排放压力Pdh2的端口15都与该压缩机的排放腔室连通，然而优选的是将控制阀10应用于这样的可变容积式压缩机，即该压缩机构造成使处于排放压力Pdh的端口13与排放腔室直接连通，而处于排放压力Pdh2的端口15与布置在排放腔室的下游侧的油分离器的出口连通。这使得第二控制阀10B能使制冷剂中含有的大量压缩机润滑油返回，同时控制曲轴箱中的压力Pc。
第一控制阀10A具有轴向贯通第二主体12形成的通路，从而该通路在处于排放压力Pdh的端口13和处于排放压力Pd1的端口14之间连通。在该通路中刚性压配有第一阀座17，并在该第一阀座17的下游侧以可向着和远离第一阀座17运动的方式布置有第一阀元件18。
第一阀元件18具有以贯通阀孔轴向延伸的方式一体形成的中空筒状部，并且在该中空筒状部中刚性压配有引导件19。引导件19被弹簧20沿着第一控制阀10A的阀关闭方向推动。引导件19构造成使其与第一主体11的内壁滑动接触的部分具有与第一阀座17的内径相等的外径，因此引入端口13的排放压力Pdh沿着相应的两个相反方向相等地作用在第一阀元件18和引导件19上，以防止排放压力Pdh对第一控制阀10A的控制操作产生不利影响。
引导件19具有轴向贯通延伸的制冷剂通路，并设有用于打开和关闭该制冷剂通路的单向阀21。单向阀21具有阀元件22(例如由橡胶制成)、以及用于轴向可动地保持阀元件22的片簧23，阀元件22布置于形成在引导件19中的制冷剂通路的低压侧，即，在经由第一阀元件18与处于排放压力Pdl的端口14连通的一侧。在阀元件22上未作用压力的中性状态(neutralstate)下，阀元件22被片簧23保持在使制冷剂通路略微打开的位置处。
第二控制阀10B具有第二阀座31和第二阀元件32，第二阀座31压配到沿轴向贯通形成有端口16的第二主体12的最前端内，第二阀元件32以可向着和远离第二阀座31运动的方式布置在第二阀座31的上游侧，使得第二阀元件32在上游侧可打开和关闭端口16。第二阀元件32被第二主体12轴向可动地保持，并安装在形成为差压感测部分的活塞33上。更具体地说，活塞33构造成具有阀元件基部容纳部34，该阀元件基部容纳部在活塞的与第二阀座31相对的表面中凹进，用于将弹簧35和第二阀元件32的基部布置在该容纳部34中，并且对容纳部34的开口端进行型锻以防止第二阀元件32被弹簧35推出。这样可以缓和当第二控制阀10B快速地完全关闭时在第二阀元件32和第二阀座31之间产生的碰撞冲击。
另外，活塞33被布置在活塞33和弹簧接收部36之间的弹簧37沿着第二控制阀10B的阀关闭方向推动，弹簧接收部36从朝向端口14的一侧刚性压配到第二主体12中。弹簧37被设定为使弹簧力小于弹簧20沿着阀关闭方向推动第一控制阀10A的弹簧力。另外，活塞33一体地形成有从其朝向螺线管部分10C延伸到第一阀元件18内的延伸部38。通过型锻将垫圈39固定至延伸部38的端部。垫圈39与在第一阀元件18上形成的台阶部接合。因此，当第一控制阀10A完全关闭时，活塞33被第一阀元件18沿着第二控制阀10B的阀打开方向强制拉动，因此第二控制阀10B可保持在完全打开状态。另外，活塞33构造成外径等于第一阀座17的内径，从而在活塞33与第一阀元件18接合时，防止活塞33受到排放压力Pdl的不利影响。
另外，第二控制阀10B具有膜状密封环40和41(例如由橡胶形成)，所述密封环通过端口14和15中的压力而密封活塞33与第二主体12之间的间隙。密封环40和41分别布置在第二主体12的台阶部与弹簧接收部36之间以及第二主体12的台阶部与第二阀座31之间。
螺线管部分10C具有刚性压配到第一主体11的中央开口中的芯部51。芯部51以阻挡开口的方式装配到有底套筒52的开口中。有底套筒52容纳有：柱塞53；杆54，其贯通芯部51轴向延伸且刚性固定至柱塞53；调整构件55，其布置在有底套筒52的底部上，用于使该底部轴向塑性变形，从而调整弹簧负载；弹簧56，其设置在芯部51和柱塞53之间；以及弹簧57，其设置在柱塞53和调整构件55之间。杆54被芯部51和柱塞53轴向可动地保持，并且其自由端延伸到引导件19中。当螺线管部分10C通电时，所述自由端与装配在引导件19的、与在引导件19中形成的制冷剂通路所用的单向阀21的设置侧相反的侧上的互通板24抵接，用于沿着第一控制阀10A的阀打开方向推动第一阀元件18。在有底套筒52的外周周围布置有线圈58和轭59。
当将控制阀10安装在压缩机中时，在第一主体11和第二主体12的外周上沿周向设置有用于在端口13和端口14之间进行密封的O形环61、用于在端口14和端口15之间进行密封的O形环62、用于在端口15和端口16之间进行密封的O形环63、以及用于在端口13和大气之间进行密封的O形环64。
在如以上构成的控制阀10中，当压缩机被发动机的驱动力驱动旋转时，压缩机从抽吸腔室吸入制冷剂进行压缩并将压缩的制冷剂排出。
此时，当螺线管部分10C未通电时(如图1所示)，第一控制阀10A被弹簧20的推动力强制完全关闭，并且由于活塞33被第一阀元件18沿着抵抗弹簧37的推动力的阀打开方向拉动，因而第二控制阀10B完全打开。因此，由于从排放腔室排出的所有制冷剂都经由第二控制阀10B引入曲轴箱，因而压缩机处于最小容积操作状态。如上所述，当螺线管部分10C未通电时，压缩机处于最小容积操作状态，从而控制阀10可应用于这样的可变容积式压缩机，该可变容积式压缩机不必需用于对压缩机与驱动压缩机旋转所用的发动机之间的驱动力传递进行开关控制的电磁离合器。
于是，当压缩机启动时，向螺线管部分10C供应控制电流。随着控制电流的增加，柱塞53被芯部51拉动，从而第一阀元件18被杆54向图1所示的上方推动。随着第一阀元件18的向上运动，第二控制阀10B的与第一阀元件18接合的活塞33也被弹簧37向图1所示的上方推动，直到第二阀元件32座置在第二阀座31上，从而完全关闭第二控制阀10B。因此，由于从排放腔室排出的所有制冷剂都停止引入曲轴箱中，因而压缩机此时转换成最大容积操作。
当控制电流进一步增加时，第一阀元件18继续升高，但是在已随着第一阀元件18的升高而沿着阀关闭方向移动的第二控制阀10B中，活塞33的运动被座置在第二阀座31上的第二阀元件32停止，因此第一阀元件18与活塞33分离。
此后，当控制电流保持在预定值时，第一阀元件18停止在这样的位置处，在该处，螺线管部分10C的对应于该预定值的推动力与弹簧20的抵抗螺线管力的推动力相平衡。在控制电流值变化前，第一阀元件18的停止位置不变。如上所述，第一阀元件18在从第一阀座17升高之后停止，从而第一控制阀10A被设成相对于其制冷剂通路的预定通路横截面积，以允许引入端口13的处于排放压力Pdh的制冷剂流经具有所述预定通路横截面积的制冷剂通路，从而从端口14排放处于排放压力Pdl的制冷剂。
当制冷剂流经第一控制阀10A时，第一控制阀10A前后产生预定差压(Pdh-Pdl＝ΔP)。由于供应至第二控制阀10B的端口15的制冷剂的排放压力Pdh2大致等于供应至第一控制阀10A的端口13的制冷剂的排放压力Pdh，因此可通过活塞33感测第一控制阀10A前后产生的差压ΔP。
直到此时，压缩机已向其最大容积操作进行操作，从而排放压力Pdh目前增加，并且经过第一控制阀10A的制冷剂的流速也增加。当制冷剂的流速变得大于预定值时，由施加至活塞33的差压(Pdh2-Pdl≈ΔP)产生的沿着阀打开方向的推动力克服了弹簧37的推动力，使得第二阀元件32远离第二阀座31运动，从而打开第二控制阀10B。这使得从排放腔室排出的制冷剂引入曲轴箱，这样开始了压缩机的可变容积。
此后，当经过第一控制阀10A的制冷剂的流速增大从而使第一控制阀10A前后的差压ΔP增大时，活塞33感测到差压的变化而进一步打开第二控制阀10B，从而沿减小压缩机的容积的方向控制压缩机。另外，当流经第一控制阀10A的制冷剂的流速减小从而使第一控制阀10A前后的差压ΔP减小时，活塞33感测到差压的变化而使第二控制阀10B沿阀关闭方向移动，从而沿增加压缩机的容积的方向控制压缩机。
此时，尽管在第二控制阀10B中，从端口15供应的处于排放压力Pdh2的制冷剂将通过活塞33与第二主体12之间的间隙泄漏到端口14中，然而制冷剂的泄漏被由排放压力Pdh2加压变形的密封环41密封。另外，尽管从端口13供应的处于排放压力Pdh的制冷剂通过引导件19和第一主体11彼此滑动接触的部分而泄漏到引导件19中，并通过单向阀21进一步泄漏到端口14中，然而由于泄漏不会对控制阀10和压缩机的操作产生不利影响，因而这样的轻微泄漏可以忽略。
如上所述，第二控制阀10B的活塞33感测第一控制阀10A前后的差压ΔP，该差压ΔP是由经过设定为预定通路横截面积的第一控制阀10A的制冷剂产生的，并且第二控制阀10B控制供应至曲轴箱的制冷剂的流速，使得差压ΔP保持恒定。这使得控制阀10能够对压缩机进行控制，从而使制冷剂以与供应至螺线管部分10C的控制电流相对应的流速排放。
接下来将描述使处于上述控制状态的控制阀10停止的操作。
当突然停止向螺线管部分10C供应控制电流以便停止压缩机时，设定第一控制阀10A的升高量的螺线管力消失，从而第一控制阀10A通过弹簧20的推动力立刻完全关闭。这使得第一阀元件18向图1所示的下方拉动活塞33，从而强制地完全打开第二控制阀10B。这使得压缩机转换成最小容积操作。
当压缩机转换成最小容积操作时，来自压缩机的排放压力Pdh快速减小，但是由于第一阀元件18处于完全关闭状态，因而在压缩机的制冷剂出口处的排放压力Pdl逐渐减小。因此，紧随停止向螺线管部分10C供应控制电流之后，排放压力Pdl有时变得高于排放压力Pdh。在这样的情况下，由于排放压力Pdl沿着阀关闭方向作用在第一阀元件18和单向阀21上，因而第一控制阀10A被保持在完全关闭状态，同时由于活塞33和与活塞33接合的第一阀元件18具有相同的受压面积，因而第二控制阀10B不会因排放压力Pdl而操作而是保持在完全打开状态。这时，制冷剂经过第二主体12与活塞33之间的间隙从端口14向端口15的泄漏被密封环40密封。
如上所述，即使当在压缩机的制冷剂出口侧的排放压力Pdl变得等于或高于在压缩机的排放腔室侧的排放压力Pdh时，第一控制阀10A也可保持在完全关闭状态，这使得第一控制阀10A起到类似于传统上设置在压缩机的制冷剂出口中的单向阀的作用，并且第二控制阀10B可保持在完全打开状态，这使得压缩机确实转换成最小容积操作状态。这意味着省去了传统上设置在压缩机的制冷剂出口中的单向阀。
图3为根据第二实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图3中，功能与在图1中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件由相同的附图标记表示，并省略对其的详细描述。
根据第二实施例的控制阀70与根据第一实施例的控制阀10的不同之处在于，其未配备有形成在引导件19上的单向阀21。
更具体地说，在控制阀70的第一控制阀70A中，与第一阀元件18相连以与之一起操作的引导件19包括具有闭合端的中空筒状部、以及与该中空筒状部一体形成的滑动部，该滑动部从该中空筒状部的开口端径向向外延伸，使得延伸部的外周面在第一主体11的内壁表面上滑动。螺线管部分70C的杆54延伸到中空筒状部中，从而与该中空筒状部的闭合端抵接。另外，引导件19具有在中空筒状部的侧部中形成的互通孔19a，以使得螺线管部分70C中的压力始终等于在第一控制阀70A的上游侧的排放压力Pdh。根据第二实施例的控制阀70的结构的其它特征与根据第一实施例的控制阀10的相同。
在如上构成的控制阀70中，首先，当螺线管部分70C未通电时，如图3所示，第一控制阀70A通过弹簧20的推动力完全关闭，并且由于第一控制阀70A的第一阀元件18沿着阀打开方向强制拉动感测第一控制阀70A前后的差压的活塞33，因而第二控制阀70B完全打开。这允许排放腔室和曲轴箱通过第二控制阀70B彼此连通，因此压缩机处于最小容积操作状态。
然后，当向螺线管部分70C供应控制电流时，随着控制电流的增加，螺线管部分70C的杆54使第一控制阀70A的第一阀元件18升高，从而第一控制阀70A开始打开，并且第二控制阀70B开始以互锁方式沿着阀关闭方向移动。此后，当第二控制阀70B关闭时，压缩机处于最大容积操作状态。在第二控制阀70B关闭之后，第一控制阀70A位于与控制电流相对应的升高位置，并设定成与控制电流相对应的通路横截面积，而不与第二控制阀70B互锁。
当压缩机转换成最大容积操作状态时，经过第一控制阀70A的制冷剂的流速增大。当第一控制阀70A前后的差压等于或大于预定值时，感测该差压的活塞33作用以打开第二控制阀70B，从而使压缩机的容积可变。
如果在控制阀70处于控制状态时使螺线管部分70C断电，则第一控制阀70A立刻通过弹簧20完全关闭，并且在第一控制阀70A向完全关闭状态过渡期间，第二控制阀70B受到约束而被强制完全打开。这急剧减小了排放腔室中的排放压力Pdh，同时逐渐减小压缩机的制冷剂出口处的排放压力Pdl，从而颠倒了排放压力Pdh与排放压力Pdl之间的关系。然而，彼此一体接合的第一阀元件18和活塞33具有相同的受压面积，因而对排放压力Pdl不敏感，从而即使排放压力Pdl变得高于排放压力Pdh，也会维持第一控制阀70A的完全关闭状态以及第二控制阀70B的完全打开状态。
图4是根据第三实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图4中，功能与在图1和图3中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略对其的详细描述。
根据第三实施例的控制阀80与根据第一和第二实施例的控制阀10和70的不同之处在于，其结构通过使供来自排放腔室的制冷剂引导通过的两个端口13和15形成为公共端口而得以简化。
更具体地说，在控制阀80中，其第一控制阀80A具有布置在第一阀座17的上游侧的第一阀元件18。第一阀元件18具有轴向贯通形成的通孔，并且通过阀孔延伸的中空筒状部81刚性压配到该通孔中。中空筒状部81与可轴向滑动地布置在第一主体11内的活塞82一体形成。中空筒状部81的中空部延伸到活塞82中，使得该中空部与形成中空筒状部81的一侧的相反侧连通，并且延伸通过活塞82的中空部形成制冷剂通路83，排放压力Pdh通过该制冷剂通路而被引入螺线管部分80C中。另外，活塞82被布置在活塞82与第二主体12的端面之间的弹簧20沿着第一控制阀80A的阀关闭方向推动。此外，活塞82构造成使其在朝向第二控制阀80B的一侧具有较大外径，从而第一控制阀80A具有这样的阀结构，其中当弹簧20的推动力大于螺线管部分80C的推动力时，第一主体11与活塞82之间的间隙被密封。
在第二控制阀80B中，在第二主体12的最前端的中央形成有端口16，并且端口16的内开口端形成第二阀座。第二阀元件32以可向着和远离第二阀座运动的方式布置。第二阀元件32与可轴向滑动地布置在第二主体12内的中空筒体84一体形成。中空筒体84的外径与第一控制阀80A的活塞82的外径相同，同时该中空筒体形成有多个互通孔。另外，中空筒体84使第一控制阀80A的第一阀座17刚性压配入其内部。在第一阀座17与活塞82之间设置有弹簧37，用于沿着第二控制阀80B的阀关闭方向推动中空筒体84。
在如上构成的控制阀80中，首先，当螺线管部分80C未通电时，如图4所示，由于第一阀座17与第一阀元件18抵接，因而第一控制阀80A通过弹簧37的推动力而完全关闭，而在第二控制阀80B中，由于刚性固定至中空筒体84的第一阀座17通过弹簧37而使第一阀元件18与其抵接，因而与中空筒体84一体形成的第二阀元件32被保持在完全打开位置。这允许排放腔室和曲轴箱通过第二控制阀80B彼此连通，因此压缩机处于最小容积操作状态。
然后，当向螺线管部分80C供应控制电流时，随着控制电流的增加，螺线管部分80C的杆54向图4所示的上方推动第一控制阀80A的活塞82，从而第一控制阀80A和第一控制阀80B的可动部分一起沿着第二控制阀80B的阀关闭方向运动。此后，当第二阀元件32座置在第二阀座上从而关闭第二控制阀80B时，压缩机转换成最大容积操作状态。于是，当活塞82沿着第二控制阀80B的阀关闭方向被推动时，第一阀元件18逐渐从第一阀座17升高，从而逐渐打开第一控制阀80A。随后，第一阀元件18停止在与控制电流相对应的升高位置，而第一控制阀80A设定成与控制电流相对应的通路横截面积。
当压缩机转换成最大容积操作状态时，经过第一控制阀80A的制冷剂的流速增大，从而第一控制阀80A前后产生差压。该差压被形成为差压感测部分的第一阀座17和中空筒体84的横截面积接收。当差压等于或大于预定值时，感测差压的第一阀座17和中空筒体84作用从而打开第二控制阀80B以使得压缩机的容积可变。
这时，当排放压力Pdh增大而压缩机被控制在预定容积时，第二控制阀80B沿着阀打开方向操作以沿着减小容积的方向控制容积，而当排放压力Pdh减小时，第二控制阀80B沿着阀关闭方向操作以沿着增大容积的方向控制容积。这时，尽管第一控制阀80A也随着排放压力Pdh的变化而变化，但是压缩机的容积根据第一控制阀80A与第二控制阀80B之间的控制平衡而确定，因而该容积基本上被设定成预定容积。
如果在控制阀80处于控制状态时突然使螺线管部分80C断电，则第一控制阀80A立刻被弹簧20完全关闭，并且在第一控制阀80A向完全关闭状态过渡期间，第二控制阀80B受到约束而被强制完全打开。这急剧减小了排放腔室中的排放压力Pdh，而逐渐减小压缩机的制冷剂出口中的排放压力Pdl，使得制冷剂出口处的排放压力Pdl目前变得高于排放腔室中的排放压力Pdh。然而，彼此一体接合的第一阀座17、第一阀元件18以及中空筒体84沿着图4所示的向上方向接收排放压力Pdl的受压面积，与活塞82沿着图4所示的向下方向接收排放压力Pdl的受压面积相同，从而控制阀80具有对排放压力Pdl不敏感的结构。因此，即使排放压力Pdl变得高于排放压力Pdh，仍维持第一控制阀80A的完全关闭状态以及第二控制阀80B的完全打开状态。
图5为根据第四实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图5中，功能与在图4中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件用相同的附图标记表示，并省略对其的详细描述。
根据第四实施例的控制阀90与根据第三实施例的控制阀80的不同之处在于，改进了控制阀90在突然从控制状态过渡到停止状态之后再次返回控制状态的速度。
更具体地说，在控制阀90中，第一阀元件18和中空筒状部81彼此形成一体，并且线性地轴向贯通形成有制冷剂通路83。中空筒状部81以贯通延伸方式固定至活塞82，并且制冷剂通路83的在朝向螺线管部分90C的一侧上的开口端通过杆54的端面而打开和关闭。通过这一结构，控制阀90具有这样的阀结构，其中当螺线管部分90C未通电时(如图5所示)，供排放压力Pdh引入通过的端口13与螺线管部分90C的内部彼此连通，而当螺线管部分90C通电时，供排放压力Pdh引入通过的端口13与螺线管部分90C的内部之间的连通被堵塞。
在上述结构中，控制阀90的基本操作与图4的根据第三实施例的控制阀80的基本操作相同。然而，当在控制阀90突然从控制状态转换或过渡到停止状态之后，立刻对螺线管部分90C通电以使其再次返回到控制状态时，杆54使第一阀元件18升高，同时关闭中空筒状部81的开口端。当哪怕第一阀元件18略微升高时，活塞82也相应升高，从而打开活塞82与第一主体11之间的间隙，由此将仍处于高排放压力Pdl的制冷剂引入在活塞82与螺线管部分90C之间形成的空间。这使得在活塞82上作用一推动力，该推动力致使第一控制阀90A沿着阀打开方向操作，这有助于螺线管部分90C使得第一控制阀90A沿着阀打开方向操作。这样缩短了完全打开第二控制阀90B所需的时间，从而使控制阀90可以更快地返回其初始控制状态。
图6为根据第五实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图6中，功能与在图1和图5中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件用相同的附图标记表示，并省略对其的详细描述。
在根据第五实施例的控制阀100中，将根据第四实施例的控制阀90的结构应用于根据第一实施例的控制阀10，其具有彼此独立地形成的端口13和15，所述端口用于分别将制冷剂引入第一控制阀10A和第二控制阀10B，此外根据第四实施例的控制阀90的改进之处在于，曲轴箱中的压力Pc沿着阀打开方向作用在第二控制阀90B上。
更具体地说，在控制阀100中，在第二主体12的最前端上形成有第二阀座31，该第二阀座形成有用于引入排放压力Pdh2的端口15，并且第二阀元件32被第二主体12以与第二阀座31相对的方式轴向可动地支承。第二阀元件32的在朝向螺线管部分100C的一侧上的端部延伸到供引入排放压力Pdh的端口13的腔室，并且由第一控制阀100A的中空筒体84的闭合部保持的接合部101刚性压配到第二阀元件32的所述端部中。在接合部101与第一阀元件18之间布置有弹簧35，用于沿着阀关闭方向推动第二阀元件32。另外，接合部101的在接收弹簧35的一侧的相反侧上的端面呈锥形，从而当第二阀元件32座置在第二阀座31上时，可闭合第二阀元件32与支承第二阀元件32的第二主体12之间的间隙。
在如上构成的控制阀100中，其操作基本上与根据第四实施例的控制阀90的操作相同。然而，第二控制阀100B构造成将大致彼此相等的排放压力Pdh和排放压力Pdh2分别施加至第二阀元件32的轴向相对的两端。这使得控制阀100能响应于从轴向相对两侧施加至第一阀座17和中空筒体84的压力之间的差压来进行控制操作，而不受来自曲轴箱的压力Pc的不利影响。
图7为根据第六实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图7中，功能与在图1中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件用相同的附图标记表示，并且省略对其的详细描述。
在根据第六实施例的控制阀110中，尽管其第一控制阀110A和螺线管部分110C具有与根据第一实施例的控制阀10的极其相同的结构，但是第二控制阀110B具有与第二控制阀10B不同的结构。
更具体地说，在控制阀110的第二控制阀110B中，差压感测部分由保持第二阀元件32的阀元件保持部111以及波纹管112形成，波纹管112的轴向相对的两端分别紧密连接至阀元件保持部111的图7所示的上端以及弹簧接收部36的图7所示的上端，从而波纹管112可轴向伸缩。在这样的也与第二控制阀10B的活塞33类似的差压感测部分中，阀元件保持部111使得第二阀元件32根据排放压力Pdh2与排放压力Pdl之间的差压而轴向运动，从而可调整第二控制阀110B的阀升程。另外，由于波纹管112在处于排放压力Pdh2的端口15与处于排放压力Pdl的端口14之间隔开，因而可以彻底防止由于压力Pdh2和Pdl之间的差压而使制冷剂泄漏。第二控制阀110B的该结构使得可以省去在第二控制阀10B中所用的密封环40和41。
在如上构成的控制阀110中，其操作与根据第一实施例的控制阀10的操作相同，因而省略对其的详细描述。
图8为根据第七实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。在图8中，功能与在图3中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件由相同的附图标记表示，并省略对其的详细描述。
根据第七实施例的控制阀120与根据第二实施例的控制阀70的不同之处在于其具有更简单的结构。更具体地说，在控制阀120的第一控制阀120A中，第一阀元件18以及与其相连的引导件19的相应两端与第一主体11和第二主体12的相应内壁滑动接触，使得第一阀元件18和引导件19在稳定的状态下轴向运动。另外，引导件19具有贯通一部分形成的连通孔121，该部分靠近与螺线管部分120C的杆54相抵接的部分。
第二控制阀120B包括活塞33和固定至活塞33的杆122，活塞33感测端口15处的排放压力Pdh2与端口14处的排放压力Pdl之间的差压。杆122的一端形成第二控制阀120B的第二阀元件32，而杆122的另一端形成接合部，当螺线管部分120C未通电时，第一控制阀120A的第一阀元件18与该接合部接合，并且该另一端与第一阀元件18配合而形成一阀的阀元件，该阀元件打开和关闭轴向贯通第一阀元件18和引导件19的中央形成的制冷剂通路。另外，在第一控制阀120A的密封环40与第一阀元件18之间设置有弹簧37，该弹簧沿着第二控制阀120B的阀关闭方向推动活塞33。尽管弹簧37应相对于第二主体12推动活塞33，但是其构造成相对于第一阀元件18推动活塞33，以便减小弹簧负载并简化结构。
根据控制阀120，当螺线管部分120C未通电时，弹簧20向图8所示的下方推动第一阀元件18，从而完全关闭第一控制阀120A，并且第一阀元件18向图8所示的下方拉动杆122，从而完全打开第二控制阀120B。这时，由于第一阀元件18和杆122的接合部彼此紧密接合，因而贯通第一阀元件18和引导件19的中央形成的制冷剂通路被关闭，并且处于排放压力Pdh的制冷剂通过引导件19和第一主体11彼此滑动接触的位置泄漏，使得螺线管部分120C中的压力接近排放压力Pdh。
当螺线管部分120C通电时，杆54通过引导件19向图8所示的上方推动第一阀元件18，从而打开第一控制阀120A。活塞33也被弹簧37以与第一阀元件18的向上推动互锁的方式向图8所示的上方推动，并且当第二阀元件32座置时，第二控制阀120B被完全关闭。当第一阀元件18被进一步向上推动时，与第一阀元件18紧密接合的杆122远离第一阀元件18，从而贯通第一阀元件18和引导件19的中央形成的制冷剂通路被打开，因而螺线管部分120C与端口14连通以使得该螺线管部分中的压力等于排放压力Pdl。
当从其中第一阀元件18通过供应至螺线管部分120C的控制电流而升高到预定值的控制状态突然停止向螺线管部分120C供应控制电流时，第一控制阀120A完全关闭，而第二控制阀120B完全打开，同时完全关闭在第一阀元件18和引导件19的中央中形成的制冷剂通路。这使得压缩机转换成最小容积操作状态，从而在排放腔室侧的排放压力Pdh和Pdh2急剧减小，并且螺线管部分120C中的排放压力Pdl通过引导件19和第一主体11彼此滑动接触的位置而泄漏到端口13中，从而使排放压力Pdl接近急剧减小的排放压力Pdh。因此，已急剧减小从而变得彼此大致相等的排放压力Pdh和Pdh2被施加到彼此一体制成的引导件19的可动部分、第一阀元件18、以及活塞33的轴向相对的两端上，因此第一控制阀120A的完全关闭状态和第二控制阀120B的完全打开状态几乎仅由弹簧20的负载维持。
图9为根据第八实施例的用于可变容积式压缩机的控制阀的结构的中央纵剖视图。图10A至图10C为用于说明隔膜的特性的视图，其中图10A示出了隔膜上没有施加差压的状态，图10B示出了隔膜通过差压移动的状态，且图10C示出了差压沿着与移动方向相反的方向施加在移动的隔膜上的状态。图11A和图11B为表示根据第八实施例的控制阀的差压感测部分的结构的示意图，其中图11A示出了其中压缩机的排放腔室中的压力高于压缩机的制冷剂出口中的压力的情况，且图11B示出了其中排放腔室中的压力低于制冷剂出口中的压力的情况。在图9、图11A和图11B中，功能与在图8中出现的组成元件的功能相同或等效的组成元件用相同的附图标记表示，并省略对其的详细描述。
根据第八实施例的控制阀130由低成本部件构成，这些低成本部件用于取代根据第六实施例的控制阀110中所用的高成本波纹管112、以及根据第七实施例的控制阀120中所用的高成本切削部件。
更具体地说，在控制阀130中，第一控制阀130A和第二控制阀130B的几乎所有组成元件都为由挤压管形成的压制部件，并通过压配或型锻将这些压制部件组装在一起。
在第一控制阀130A中，通过型锻从轭59伸出的芯部51的最前端而将一端向内弯曲的第一主体131固定至螺线管部分130C，并且第二主体132和一端形成第一阀座17的第三主体133刚性压配到第一主体131中。在第三主体133中可轴向滑动地布置有钟形引导件19，并且具有连通孔121的钟形的杆接收部134压配到引导件19中。在引导件19的朝向第二控制阀130B的一侧的一端上外装配有第一阀元件18，并且该引导件被布置在其另一端与在主体133的内部上形成的突起之间的弹簧20沿着阀关闭方向推动。
第二主体132具有设有隔膜135的开口端，该隔膜由聚酰亚胺制成，用于在处于排放压力Pdh2的端口15与处于排放压力Pdl的端口14之间进行密封，并感测排放压力Pdh2与排放压力Pdl之间的差压。隔膜135的外周部夹在第一环136和第二环137之间，并且其中央部夹在中心盘138和凸缘部139之间。通过型锻第二主体132的开口端而使第一环136和第二环137以将隔膜135夹在其间的状态与第四主体140一起固定至第二主体132。另一方面，通过将杆141压配到中心盘138的中央部以及第二控制阀130B的与凸缘部139一体形成的中空筒状第二阀元件32中，将中心盘138和凸缘部139以将隔膜135夹在其间的状态彼此固定在一起。应当注意，第一环136和第二环137的将隔膜135的外周部和中央部夹在中间的部分构造成，使第一环136的内径设为大于第二环137的内径，并且中心盘138的外径设为大于凸缘部139的外径。另外，第一环136具有台阶部，并且其从该台阶部延伸出的部分形成用于限制隔膜135移动的阻挡件142。
杯形的第五主体143压配到第四主体140中。第五主体143底部的中央形成有第二控制阀130B的阀孔，该阀孔的开口形成通向曲轴箱的端口16。杆141延伸通过第二控制阀130B的阀孔，并且弹簧接收部144外装配在杆141的最前端上。在第五主体143的底部与弹簧接收部144之间插设有弹簧37，用于沿着阀关闭方向推动第二阀元件32。
根据上述控制阀130，当螺线管部分130C未通电时，弹簧20向图9所示的下方推动引导件19从而完全关闭第一控制阀130A，同时引导件19向图9所示的下方拉动杆141，直到中心盘138与阻挡件142抵接从而完全打开第二控制阀130B。此时，由于引导件19和杆141彼此紧密接合，处于排放压力Pdh的制冷剂通过引导件19和第三主体133彼此滑动接触的位置泄漏到第一主体131中，从而使螺线管部分130C中的压力接近排放压力Pdh。
当螺线管部分130C通电时，杆54通过引导件19向图9所示的上方推动第一阀元件18，从而打开第一控制阀130A。杆141也被弹簧37以与第一阀元件18的向上推动互锁的方式向图9所示的上方推动，并且当第二阀元件32座置时，第二控制阀130B被完全关闭。当第一阀元件18被进一步向上推动时，与引导件19紧密接合的杆141远离引导件19，使得螺线管部分130C通过在引导件19中央的供杆141延伸通过的孔以及杆接收部134的连通孔121与端口14连通，因而螺线管部分130C中的压力变得等于排放压力Pdl。
此后，当控制电流保持在预定值时，第一阀元件18停止在这样的位置，在该处，螺线管部分130C的对应于该预定值的推动力与弹簧20的抵抗螺线管力的推动力相平衡。第一阀元件18从第一阀座17升高并停止，因而对于第一控制阀130A的制冷剂通路设定为使制冷剂通路具有预定的通路横截面积，从而允许引入端口13的处于排放压力Pdh的制冷剂流经具有所述预定的通路横截面积的制冷剂通路，而处于排放压力Pdl的制冷剂从端口14排入压缩机的制冷剂出口。当制冷剂流经第一控制阀130A时，第一控制阀130A前后产生预定差压ΔP。由于排放压力Pdh2近似等于排放压力Pdh，因而由隔膜135感测第一控制阀130A前后产生的差压ΔP。隔膜135驱动与其一起运动的第二阀元件32，从而控制通过第二控制阀130B供应至曲轴箱的制冷剂的流速。因此，控制阀130提供控制，使得压缩机以与供应至螺线管部分130C的控制电流相对应的流速排放制冷剂。
当从其中第一阀元件18通过供应至螺线管部分130C的控制电流升高到预定值的控制状态突然停止向螺线管部分130C供应控制电流时，第一控制阀130A完全关闭，而第二控制阀130B完全打开，同时关闭引导件19中央的孔。这使得压缩机转换成最小容积操作状态，从而排放腔室侧的排放压力Pdh和Pdh2急剧减小，并且螺纹管部分130C中的排放压力Pdl通过引导件19与第一主体11彼此滑动接触的位置泄漏到端口13中，从而使得排放压力Pdl接近急剧减小的排放压力Pdh。因此，逐渐减小的排放压力Pdl从朝向端口14的一侧施加至引导件19，而急剧减小的排放压力Pdh施加至引导件19的内部，因此它们之间的差压和弹簧20的负载维持第一控制阀130A的完全关闭状态以及第二控制阀130B的完全打开状态。
此时，当注意差压感测部分时可知，隔膜135的有效受压面积根据其移动的行程而改变。如图10A所示，隔膜135的有效受压面积取决于一圆的面积，该圆的直径(有效直径b)为相应波状部分的曲率圆a的中心距。这里，当从图示的上方施加的压力P1变得大于从图示的下方施加的压力P2时，隔膜135的中央部向下移动，如图10B所示。这时，由于每个波状部分的内周部也与该中央部一起移动，因而波状部分的曲率增加，并且曲率中心向内移动，从而有效直径变成小于有效直径b的有效直径b1，由此减小了有效受压面积。这里，如图10C所示，当在隔膜135的中央部移动的状态下压力P2变得大于压力P1时，波状部分独自扩展以朝向压力P1膨胀，这使得曲率中心向外移动，从而使有效直径变成大于有效直径b的有效直径b2，由此增大了有效受压面积。
该情形对应于这样的情况，即，突然停止向螺线管部分130C供应控制电流，从而使得在第一控制阀130A的下游侧的排放压力Pdl高于在其上游侧的排放压力Pdh2。在这样的情况下，通过排放压力Pdl与排放压力Pdh2之间的差压使得与隔膜135一起运动的第二阀元件32沿着阀关闭方向动作。更具体地说，当螺线管部分130C断电时，通过弹簧20的负载而使第二控制阀130B完全打开，但是紧随其后，当排放压力Pdl变得高于排放压力Pdh2时，响应于差压的隔膜135沿着阀关闭方向作用在第二控制阀130B上。因此，特别是当差压很大时，不可能维持第一控制阀130A的完全关闭状态以及第二控制阀130B的完全打开状态。
相反，控制阀130构造成，当排放压力Pdl变得高于排放压力Pdh2时，沿着阀关闭方向作用在第二控制阀130B上的力的增大受到限制。因此，仅需要使当排放压力Pdl高于排放压力Pdh2时得到的隔膜135的有效直径c2小于当排放压力Pdh2高于排放压力Pdl得到的隔膜135的有效直径c1。如图11A和图11B以放大形式所示，这通过以下实现，即，使得将隔膜135的相应表面夹在中间的第一环136和第二环137的相应内径彼此不同，并使得也将隔膜135的相应表面夹在中间的中心盘138和凸缘部139的相应外径彼此不同。更具体地说，第一环136的台阶部的内径设定为大于第二环137的内径，同时中心盘138的外径设定为大于凸缘部139的外径。然而，有效直径c1设定为等于第一控制阀130A的第一阀座的内径，使得当第一控制阀130A处于关闭状态时，隔膜135的受压面积与用于接收排放压力Pdl的第一阀元件18的受压面积相同。应当注意，在第一环136的内周与中心盘138的外周之间的距离设定为等于第二环137的内周与凸缘部139的外周之间的距离。
因此，当如图11A所示保持Pdl＜Pdh2时，隔膜135的波状部分由具有较大外径的中心盘138和具有较大内径的第一环136限定，这时，隔膜135的有效受压面积由有效直径c1确定。另一方面，当如图11B所示保持Pdl＞Pdh2时，隔膜135的波状部分由具有较小外径的凸缘部139和具有较小内径的第二环137限定，这时，隔膜135的有效受压面积由有效直径c2确定。如上所述，当螺线管部分130C的断电使得从排放压力Pdl小于排放压力Pdh2的状态过渡到排放压力Pdl高于排放压力Pdh2的状态时，使隔膜135的有效受压面积变得更小，因此可以减小由差压产生的沿着阀关闭方向作用在第二控制阀130B上的力，这使得可以平滑地进行汽车空调的停止操作。
由于根据本发明的用于可变容积式压缩机的控制阀构造成使其对于在第一控制阀的下游侧的压力不敏感，因而当在制冷剂出口处的压力变得高于排放腔室中的压力时，也会防止制冷剂出口处的压力沿着增大压缩机容积的方向作用在第二控制阀上。这使得可以省去传统上设置在压缩机的制冷剂出口处的单向阀，这样做的有利之处在于可以降低压缩机的成本。
以上仅视为本发明原理的例示。另外，由于本领域的技术人员很容易想到多种修改和变化，因而不期望将本发明限制于所示及所述的确切构造及应用，因此，所有合适的修改和等效物都可被视为落入在所附权利要求及其等同物中的本发明的范围内。