容量控制阀的制作方法

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，例如，涉及一种根据压力对汽车的空调系统中使用的可变容量型压缩机的排出量进行控制的容量控制阀。

背景技术：

汽车等的空调系统中使用的可变容量型压缩机具备：通过发动机被旋转驱动的旋转轴、经由能够在曲轴室内沿旋转轴在轴向上移动的移动体倾斜角度可变地与旋转轴连结的斜板、以及与斜板连结的压缩用活塞等，通过使斜板的倾斜角度变化来使活塞的行程量变化，从而控制流体的排出量。使用通过电磁力被开闭驱动的容量控制阀，并利用与曲轴室连通并吸入流体的吸入室的吸入压力ps、排出被活塞加压的流体的排出室的排出压力pd、以及与压力调整室连通并限定在移动体与固定体之间的控制室的控制压力pc，对控制室内的压力进行适当控制，由此，该斜板的倾斜角度能够连续地变化。

如图7和图8所示，专利文献1所述的容量控制阀100主要由以下部分构成：阀壳体110；主阀芯151，其插通于阀壳体110，并具有与主阀座110a接触或分离的主阀部151a，通过电磁螺线管180的驱动力对可变容量型压缩机101的吸入室103与控制室104之间的连通进行开闭；以及压敏体160，其根据周围的流体压力对主阀芯151施加向打开方向的作用力，其中，从连通路112向设置有压敏体160的压敏室140供给吸入室103的流体，并且从连通路113向主阀芯151的周围供给控制室104的流体。此外，在阀壳体110中，设置在主阀芯151的背压侧的背压室130通过在阀壳体110的轴向上贯通的连通路114而与设置有压敏体160的压敏室140连通。

在可变容量型压缩机101的连续驱动时(以下有时也简记为“连续驱动时”)，容量控制阀100由控制计算机进行占空比控制，通过由电磁螺线管180产生的电磁力使主阀芯151沿轴向驱动，通过开闭主阀而使吸入室103与控制室104之间的连通状态发生变化，进行调整控制压力pc的正常控制。

在容量控制阀100的正常控制时，可变容量型压缩机101的控制室104(压力调整室106)内与吸入室103(曲轴室105)内的压力差被适当控制，使移动体108b相对于划分控制室104的固定体108a沿轴向相对移动，使斜板108c相对于旋转轴107的倾斜角度连续地变化，从而使活塞108d的行程量发生变化来控制流体相对于排出室102的排出量，将空调系统调整至期望的制冷能力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5983539号公报(第3页、图1、图3)

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中，在容量控制阀100的正常控制时，由于背压室130与压敏室140是通过连通路114连通的结构，所以在主阀被关闭的状态下，从连通路113向主阀芯151的周围供给的控制室104的流体容易通过阀壳体110的内周与主阀芯151的外周之间的间隙部190流入背压室130。因此，即使在主阀被关闭的状态下，从控制室104侧向吸入室103侧的流体泄漏也较多，由容量控制阀100进行的吸入室103与控制室104之间的连通的封闭变得不充分，因此存在基于容量控制阀100的控制压力pc的控制区域变窄的问题。

本发明是着眼于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种流体泄漏少、控制区域广的容量控制阀。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的容量控制阀具备：

阀壳体；主阀芯，其插通于所述阀壳体，并具有与主阀座接触或分离的主阀部，通过螺线管的驱动力对供具有吸入压力的吸入流体通过的吸入口与供具有控制压力的控制流体通过的控制口的连通进行开闭；以及压敏体，其根据周围的流体压力对所述主阀芯施加向打开方向的作用力，

其特征在于，从所述控制口向所述压敏体的周围供给流体，并且从所述吸入口向所述主阀芯的背压侧供给流体。

根据该特征，在关闭主阀的正常控制时，在主阀芯的主阀部落座于主阀座的状态下，从吸入口向插通有主阀芯的阀壳体的内周与主阀芯的外周之间的间隙部供给流体，因此，从控制口侧向吸入口侧的流体泄漏较少，能够扩大基于容量控制阀的控制压力的控制区域。

优选地，通过所述阀壳体的内周与所述主阀芯的外周之间的间隙部而从所述吸入口向所述主阀芯的背压侧供给流体。

由此，由于通过阀壳体的内周与主阀芯的外周之间的间隙部而从吸入口向主阀芯的背压侧供给流体，因此能够简化容量控制阀的结构。

优选地，在所述主阀芯上设置有落座在所述压敏体的压敏阀座上的压敏阀芯，所述主阀芯及所述压敏阀芯在轴向上形成为中空，并与所述主阀芯的背压侧连通。

由此，在吸入压力较高的情况下，压敏体由于周围的流体压力而收缩，压敏阀打开，从而能够从主阀芯和压敏阀芯的中空的孔向主阀芯的背压侧迅速地释放控制压力。

优选地，在所述压敏体上，在比所述压敏阀座靠内径侧形成有直径比所述主阀芯的中空的孔大的凹部。

由此，由于吸入压力作用于主阀芯的轴向，并且沿轴向作用于主阀芯的力被控制压力大致抵消，因此容量控制阀的控制精度良好。

优选地，所述主阀芯为筒状，在其一端连接固定有所述压敏阀芯，在其另一端连接固定有杆，且在比该杆靠所述压敏阀芯侧形成有沿径向延伸的贯通孔。

由此，能够扩大阀壳体的内周与主阀芯的外周之间的间隙部的流路截面积，并且通过打开压敏阀，能够通过主阀芯的贯通孔从主阀芯和压敏阀芯的中空的孔向主阀芯的背压侧迅速地释放控制压力。

附图说明

图1是示出在本发明的实施例1的容量控制阀的非通电状态下主阀被打开的情况的剖视图；

图2是示出在实施例1的容量控制阀的通电状态下主阀被关闭的情况的剖视图；

图3是示出实施例1的容量控制阀中的压敏阀的结构的剖视图；

图4是示出在本发明的实施例2的容量控制阀的通电状态下主阀被关闭的情况的剖视图；

图5是示出实施例1的容量控制阀的变形例的结构的剖视图；

图6是示出实施例2的容量控制阀的变形例的结构的剖视图；

图7是示出具备表示现有技术的专利文献1的容量控制阀的斜板式可变容量型压缩机的结构示意图；

图8是示出在表示现有技术的专利文献1的容量控制阀的非通电状态下主阀被打开的情况的剖视图。

具体实施方式

下面，根据实施例对用于实施本发明的容量控制阀的方式进行说明。

实施例1

参照图1至图3对实施例1的容量控制阀进行说明。下面，以从图1的正面侧观察时的左右侧为容量控制阀的左右侧进行说明。

本发明的容量控制阀v被组装在汽车等的空调系统中使用的可变容量型压缩机中，对制冷剂即工作流体(以下简记为“流体”)的压力进行可变控制，从而控制向可变容量型压缩机的排出室的流体的排出量，将空调系统调整至期望的制冷能力。另外，作为可变容量型压缩机，可以使用图7所示的结构的压缩机，但在以下的说明中，不使用图7的附图标记进行说明。

详细而言，容量控制阀v调整向构成螺线管80的线圈86通电的电流，进行容量控制阀v中的主阀50的开闭控制，并且通过周围的流体压力进行压敏阀53的开闭控制，控制流入可变容量型压缩机的控制室内或从控制室流出的流体，从而对控制室内的控制压力pc进行可变控制(参照图1和图2)。另外，在本实施例中，主阀50由主阀芯51和形成在阀壳体10的内周面上的主阀座10a构成，形成在主阀芯51的轴向左端的主阀部51a与主阀座10a接触或分离。

首先，对容量控制阀v的结构进行说明。如图1所示，容量控制阀v主要由以下部分构成：阀壳体10，其由金属材料或树脂材料形成；主阀芯51，其沿轴向往复移动自如地插通在阀壳体10内；压敏阀芯51；压敏体60，其根据周围的流体压力对主阀芯51、压敏阀芯52施加向轴向右方的作用力；以及螺线管80，其与阀壳体10连接，对主阀芯51、压敏阀芯52施加驱动力。

如图1所示，螺线管80主要由以下部分构成：外壳81，其具有向轴向左方打开的开口部81a；大致圆筒状的固定铁芯82，其从轴向左方插入到外壳81的开口部81a中，且固定在外壳81的内径侧；作为杆的驱动杆83，其在固定铁芯82的内径侧沿轴向往复移动自如，且其轴向左端部与主阀芯51连结固定；可动铁芯84，其固定在驱动杆83的轴向右端部；螺旋弹簧85，其设置在固定铁芯82与可动铁芯84之间，且对可动铁芯84向轴向右方施力；以及励磁用的线圈86，其经由绕线架卷绕于固定铁芯82的外侧。

在外壳81上形成有从轴向左端的径向中心向轴向右方凹陷的凹部81b，在该凹部81b中嵌插固定有阀壳体10的轴向右端部。

固定铁芯82由铁、硅钢等磁性材料的刚体形成，并具备圆筒部82a，其形成有在轴向上延伸并供驱动杆83插通的插通孔82b。

在驱动杆83上形成有从轴向左端的径向中心向轴向右方穿设的连通孔83a，在该连通孔83a的轴向右端部形成有沿径向延伸的贯通孔83b，连通孔83a与贯通孔83b连通。另外，也可以形成多个贯通孔83b。

如图1所示，阀壳体10通过将分隔调整部件11压入轴向左端部而呈有底大致圆筒状。在阀壳体10的内部沿轴向往复移动自如地配置有主阀芯51、压敏阀芯52，在阀壳体10的内周面的一部分上形成有可供主阀芯51的外周面51b滑动接触的小径的引导面10b。另外，在主阀芯51的外周面51b与阀壳体10的引导面10b之间形成有在径向上稍微分离的间隙部90，主阀芯51受到螺线管80(驱动杆83)的驱动力而能够沿轴向被引导着顺利地移动。

此外，在阀壳体10的内部形成有：主阀室20，其配置主阀芯51的主阀部51a侧；背压室30，其形成在主阀芯51的背压侧即轴向右侧；以及压敏室40，其形成在以主阀室20为基准与背压室30相反一侧的位置上。另外，背压室30是由固定铁芯82的开口端面82c、主阀芯51的背压侧的外周面51b以及阀壳体10的比引导面10b靠轴向右侧的内周面划分而成的，并经由间隙部90与主阀室20连通。

此外，在阀壳体10上形成有：作为吸入口的连通路12，其将主阀室20与可变容量型压缩机的吸入室连通；以及作为控制口的连通路13，其将压敏室40与可变容量型压缩机的控制室连通。由此，通过连通路12向主阀室20供给吸入室的流体(即，作为吸入室的流体压力的吸入压力ps)，通过连通路13向压敏室40供给控制室的流体(即，作为控制室的流体压力的控制压力pc)。另外，背压室30经由间隙部90与主阀室20连通，因此通过间隙部90供给吸入室(主阀室20)的流体(即，作为吸入室的流体压力的吸入压力ps)。

如图1所示，主阀芯51构成为大致圆筒状，在作为一端的轴向左端部连接固定有大致圆筒状且从侧面观察呈大致炮台形状的压敏阀芯52，在作为另一端的轴向右端部连接固定有驱动杆83，并且它们一体地沿轴向移动。此外，在主阀芯51和压敏阀芯52的内部，通过中空孔的连接而形成有在整个轴向上贯通的中间连通路54。另外，中间连通路54在轴向右侧经由形成于驱动杆83的轴向左端部的连通孔83a和贯通孔83b与背压室30连通。

由于进行这样的连接，因此在图2所示的正常控制时，背压室30的流体(即，作为背压室30的流体压力的吸入压力ps)通过驱动杆83的连通孔83a和贯通孔83b而被供给到后述的接合器70的凹部70b。

此外，在容量控制阀v的非通电状态下，在主阀芯51的主阀部51a从阀壳体10的主阀座10a离开、主阀50被打开的状态下，主阀芯51的轴向右侧的背压侧端部51c构成为与固定铁芯82的开口端面82c抵接(参照图1)。另外，也可以为将主阀芯51的背压侧端部51c作为阀部，将固定铁芯82的开口端面82c作为阀座，将中间连通路54、连通孔83a及贯通孔83b与背压室30之间的连通状态封闭的阀结构。

如图1所示，压敏体60主要由内置有螺旋弹簧62的波纹管芯61和形成在波纹管芯61的轴向右端部上的接合器70构成，波纹管芯61的轴向左端固定在分隔调整部件11上。另外，压敏体60的波纹管芯61由屈服应力高的材料(例如不锈钢等)形成。

此外，压敏体60配置于压敏室40内，通过螺旋弹簧62和波纹管芯61的作用力，使压敏阀芯52的压敏阀部52a落座于作为接合器70的压敏阀座的阀座70a。此外，在接合器70上，在比阀座70a靠内径侧形成有直径比作为主阀芯51及压敏阀芯52的内部的中空的孔的中间连通路54大的凹部70b。另外，从背压室30向中间连通路54供给的吸入压力ps作用于凹部70b。

另外，虽然为了便于说明而省略了图示，但压敏体60以在背压室30(中间连通路54)内的吸入压力ps较高的情况下收缩、使接合器70的阀座70a离开压敏阀芯52的压敏阀部52a的方式工作，从而使压敏阀53打开。详细而言，如图3所示，当将对压敏体60的接合器70向轴向右方施力的螺旋弹簧62的作用力设为fb、将受到压敏室40内的控制压力pc的波纹管芯61的有效面积设为a、将通过中间连通路54而受到吸入压力ps的接合器70的凹部70b的有效面积设为b时，作用于压敏体60的波纹管芯61的力的平衡由下式表示，通过调整接合器70的凹部70b的有效面积b，能够任意地设定压敏阀53打开的压力。

fb-b·ps-(a-b)·pc＝0(式)

这样，通过以任意的设定压力打开压敏阀53，能够通过中间连通路54将压敏室40内的较高的控制压力pc迅速地释放到主阀芯51的背压侧即背压室30。

接着，对容量控制阀v的正常控制时的可变容量型压缩机的吸入室与控制室之间的连通状态的变化进行详细说明。如图1所示，容量控制阀v在非通电状态下，可动铁芯84被构成螺线管80的螺旋弹簧85的作用力、螺旋弹簧62和波纹管芯61的作用力向轴向右方按压，从而驱动杆83、主阀芯51和压敏阀芯52向轴向右方移动，主阀部51a从主阀座10a离开，主阀50打开，压敏室40与主阀室20之间被连通。

这样，在容量控制阀v的非通电状态下，主阀50被打开，从而可变容量型压缩机的控制室内的流体通过连通路13被供给至压敏室40，在经过主阀室20之后，通过连通路12流入吸入室(在图1中用实线的箭头图示)。这是因为，控制压力pc是高于吸入压力ps的压力。

容量控制阀v从图1所示的非通电状态通过向螺线管80的线圈86通电而被励磁，产生电磁力，受到了该电磁力的固定铁芯82吸引可动铁芯84，轴向右端部连结于可动铁芯84的驱动杆83从动，与驱动杆83的轴向左端部连结的主阀芯51向轴向左方移动(参照图2)。此时，主阀芯51、压敏阀芯52一体地向轴向左方移动。

由此，如图2所示，容量控制阀v的主阀部51a落座于主阀座10a，主阀50关闭，压敏室40与主阀室20之间成为非连通。

这样，在容量控制阀v的通电状态下，主阀50被关闭，即使可变容量型压缩机的控制室内的流体通过连通路13被供给至压敏室40，向主阀室20侧的移动也被阻断(在图2中用虚线的箭头图示)。此时，通过连通路12向主阀室20供给吸入室的流体。

由此，本实施例的容量控制阀v在关闭主阀50的正常控制时，由于在主阀芯51的主阀部51a落座于形成在阀壳体10的内周面上的主阀座10a的状态下，通过连通路12从吸入室向插通有主阀芯51的阀壳体10的引导面10b与主阀芯51的外周面51b之间的间隙部90供给要供给到主阀室20的流体，因此几乎不发生从控制室侧向吸入室侧的流体泄漏，能够扩大基于容量控制阀v的控制压力pc的控制区域，并通过容量控制阀v提高空调系统的响应性、冷却效率。

此外，由于是向形成在主阀芯51的背压侧的背压室30供给吸入室的流体的结构，因此在正常控制时，控制压力pc不会影响主阀芯51。进一步地，由于通过间隙部90构成向背压室30供给吸入室的流体的流路，因此无需另外设置将主阀室20和背压室30连通的连通路，能够简化容量控制阀v的结构。

此外，在压敏体60的接合器70上，在比阀座70a靠内径侧形成有直径比中间连通路54大的凹部70b，由此，由于吸入压力ps作用于主阀芯51的轴向，并且沿轴向作用于主阀芯51的力被控制压力pc大致抵消，因此容量控制阀的控制精度良好。

此外，在关闭主阀50的正常控制时，隔着间隙部90在主阀室20与背压室30之间没有压力差，通过间隙部90的流体不会移动，因此能够降低因流体中的异物侵入间隙部90而引起的主阀芯51的动作不良的发生概率，提高容量控制阀v的耐异物性。另外，间隙部90的径向尺寸可以通过调整阀壳体10的引导面10b与主阀芯51的外周面51b之间的径向分离尺寸来自由地设定。

此外，中间连通路54形成在主阀芯51和压敏阀芯52的内部，从而能够在容量控制阀v的阀壳体10内部确保较宽的流路截面积，因此在压敏阀53打开时，能够使可变容量型压缩机的控制室内的控制压力pc迅速地降低。

实施例2

接着，参照图4对实施例2的容量控制阀进行说明。另外，对于与上述实施例所示的构成部分相同的构成部分，标注相同的附图标记并省略重复的说明。

对实施例2中的容量控制阀v进行说明。如图4所示，构成螺线管280的固定铁芯282具备圆筒部282a，该圆筒部282a上形成有在轴向上延伸并供作为杆的驱动杆283插通的插通孔282b，在圆筒部282a的轴向左端部形成有从插通孔282b的内周面朝向内径方向呈环状突出的引导面282d。另外，驱动杆283形成为实心，在驱动杆283的外周面与固定铁芯282的引导面282d之间形成有在径向上稍微分离的间隙，驱动杆283受到螺线管280的驱动力而能够沿轴向被引导着顺利地移动。

在阀壳体210的内部沿轴向往复移动自如地配置有主阀芯251、压敏阀芯52。此外，在阀壳体210的内部形成有：主阀室220，其配置主阀芯251，且形成有间隙部；以及压敏室40，其形成在以主阀50为基准与主阀室220的轴向相反一侧。另外，主阀室220由固定铁芯282的开口端面282c、主阀芯251的外周面251b以及阀壳体210的内周面划分而成，并延伸至主阀芯251的背压侧。此外，构成主阀室220的阀壳体210的内周面与主阀芯251的外周面251b之间的径向距离比形成于驱动杆283的外周面与固定铁芯282的引导面282d之间的间隙的径向距离大。

主阀芯251构成为大致圆筒状，在作为一端的轴向左端部连接固定有大致圆筒状的压敏阀芯52，在作为另一端的轴向右端部连接固定有驱动杆283，并且它们一体地沿轴向移动。此外，在主阀芯251上，在比驱动杆283的轴向左端靠压敏阀芯52侧形成有沿径向延伸的贯通孔251d。另外，贯通孔251d将形成于主阀芯251和压敏阀芯52内部的中间连通路54与阀壳体210的主阀室220连通。

由此，在关闭主阀50的正常控制时，由于通过连通路12从吸入室向形成在阀壳体210的内周面与主阀芯251的外周面251b之间的主阀室220的间隙部供给流体，因此几乎不发生从控制室侧向吸入室侧的流体泄漏，能够扩大基于容量控制阀v的控制压力pc的控制区域，并通过容量控制阀v提高空调系统的响应性、冷却效率。

此外，由于在通过固定铁芯282的引导面282d引导驱动杆283的轴向移动的状态下，可以使主阀芯251和压敏阀芯52沿轴向移动，因此能够在维持容量控制阀v的控制精度的同时提高阀壳体210和主阀芯251的设计自由度，并且能够扩大主阀室220的流路截面积。进一步地，由于主阀室220延伸至主阀芯251的背压侧，因此能够简化容量控制阀v的结构。

此外，通过以任意的设定压力打开压敏阀53，能够通过主阀芯251的贯通孔251d从中间连通路54将压敏室40内的较高的控制压力pc迅速地释放到主阀芯51的背压侧即主阀室220。

以上，利用附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构并不限于这些实施例，即便有在不脱离本发明的主旨的范围内的变更、追加，也包含于本发明。

例如，也可以通过在实施例1的主阀芯51的背压侧端部51c设置沿径向延伸的贯通孔、狭缝等，在主阀芯51的背压侧端部51c与固定铁芯82的开口端面82c之间形成与背压室30径向连通的连通路。此外，贯通孔、狭缝等也可以设置在固定铁芯82侧。

此外，也可以在实施例1的主阀芯51上形成有沿径向延伸的贯通孔，通过该贯通孔使中间连通路54与背压室30连通。在该情况下，驱动杆83也可以构成为实心。

此外，如图5所示，作为实施例1中的容量控制阀v的变形例，也可以在阀壳体10上形成连通背压室30和可变容量型压缩机的吸入室的连通路14，构成向背压室30供给吸入室的流体的流路，从而使间隙部90在径向上更窄。

此外，在实施例2中，对通过固定铁芯282的引导面282d引导驱动杆283的轴向移动的结构进行了说明，但不限于此，构成螺线管280的可动铁芯也可以被引导面引导。进一步地，驱动杆283和可动铁芯这两者也可以被引导。

此外，如图6所示，作为实施例2中的容量控制阀v的变形例，也可以在主阀芯251的背压侧的外周面251b上形成多个向外径方向突出的突起部251e，并构成为能够与构成主阀室220的阀壳体210的内周面接触，从而抑制主阀芯251的倾斜。另外，突起部251e的数量、形状、轴向的配置位置不受限制。进一步地，突起部251e也可以不设置在主阀芯上而设置于阀壳体210的内周面。

此外，压敏体也可以是内部不使用螺旋弹簧的压敏体。

符号说明

10：阀壳体；10a：主阀座；10b：引导面；12：连通路(吸入口)；13：连通路(控制口)；20：主阀室；30：背压室；40：压敏室；50：主阀；51：主阀芯；51a：主阀部；51b：外周面；52：压敏阀芯；52a：压敏阀部；53：压敏阀；54：中间连通路(中空的孔)；60：压敏体；70：接合器；70a：阀座；70b：凹部；80：螺线管；81：外壳；82：固定铁芯；83：驱动杆(杆)；83a：连通孔；83b：贯通孔；84：可动铁芯；85：螺旋弹簧；86：线圈；90：间隙部；210：阀壳体；220：主阀室(间隙部)；251：主阀芯；251b：外周面；251d：贯通孔；280：螺线管；282：固定铁芯；282d：引导面；283：驱动杆(杆)；pc：控制压力；pd：排出压力；ps：吸入压力；v：容量控制阀。